(57)【要約】【課題】信頼性が高くて、コンパクト化を図られる多層型配線板を容易に、また、歩留まりよく得る製造方法の提供。【解決手段】熱可塑性樹脂系の層間絶縁層３１を加圧貫挿する突起状導電体１１，１３で接続された配線パターン層５０及び導電性箔２１を有する配線素板に対して配線パターン５０の所定位置面に導電性バンブ１２群を形成する工程と、前記導電性バンブ１２群形成面に、被積層面を粗面化した熱可塑性樹脂系の絶縁層３３及び導電性箔２５を順次積層配置する工程と、これらを加熱加圧し、導電性バンブ１２先端部が導電性箔２５に当接変形するように熱可塑性樹脂系の絶縁体層３３を貫挿させて両面銅箔貼り積層素板９０を作成する工程とを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂系の層間絶縁層を介して配線パターン層が積層的に配設され、かつ介挿する層間絶縁層を加圧貫挿する突起状導電体で配線パターン層が電気的に接続される多層型配線板の製造方法であって、
前記熱可塑性樹脂系の層間絶縁層の少なくとも一層の積層一体化面を予め粗面化しておくことを特徴とする多層型配線板の製造方法。
【請求項２】
熱可塑性樹脂系の層間絶縁層を加圧貫挿する突起状導電体で接続された配線パターン層及び導電性箔を有する配線素板の前記配線パターンの所定位置面に導電性バンブ群を形成する工程と、
前記導電性バンブ群形成面に導電性バンブの高さよりも薄く、かつ被積層面を粗面化した熱可塑性樹脂系の絶縁体及び導電性箔を順次積層配置する工程と、
前記配置した熱可塑性樹脂系の絶縁体及び導電性箔を積層方向に加圧し、導電性バンブ先端部が導電性箔に当接変形するように熱可塑性樹脂系の絶縁体層を貫挿させて両面銅箔貼り積層板を作成する工程と、
を有することを特徴とする多層型配線板の製造方法。
【請求項３】
層間絶縁層がフレキシブル性を奏する液晶ポリマー系熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１もしくは請求項２記載の多層型配線板の製造方法。
【請求項４】
導電性バンブ群形成面に積層配置する被積層面を粗面化した可塑性樹脂系絶縁体層及び導電性箔が予め積層一体化してあることを特徴とする請求項２もしくは請求項３記載の多層型配線板の製造方法。
【請求項５】
熱可塑性樹脂からなる第１の層間絶縁層とこの第１の層間絶縁層上に配置される熱可塑性樹脂からなる第２の層間絶縁層とこれらの層間絶縁層の両面及び中間に積層される配線パターン層と、前記配線パターン間を電気的に接続し、前記第１の層間絶縁層を貫挿する第１の導電性バンプおよび前記第２の層間絶縁層を貫挿する第２の導電性バンプと、を具備し、前記第１の導電性バンプは前記第２の導電性バンプの直下に同軸的に配置されることを特徴とする多層型配線板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密着性が高く一体性に優れた多層型配線板の製造方法及び多層型配線板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば医療機器、ＰＣ周辺機器等、電子機器類の短小軽薄化などに伴って、電子回路や電子部品を構成する配線板についても、高密度配線化や短小軽薄化、フレキシブル性が要求されている。このような要求に対応して、例えばポリイミド樹脂フイルムの接着、積層によって層間絶縁層を構成し、また、各フイルム層間及び外表面に所要の配線パターンを多層的に形成、配置した構成のフレキシブル配線板が知られている。特に、優れた高周波伝送特性を要求される電子回路においては、所謂３層ストリップライン構造の配線板が使用されている。
【０００３】
そして、この種の多層型配線板の製造は、一般的に、次のような手段で行われている。先ず、絶縁体層の両面に貼着された銅箔をそれぞれパターンニングした後、その配線パターンニング面上に、絶縁性シート（例えばプリプレグ）を介して銅箔を積層一体化して両面銅箔貼り積層素板を作成する。次いで、前記積層素板の所定位置を孔明け加工し、この穿設孔内壁面にメッキ処理を施して、もしくは導電性物質の充填処理を施して、配線パターン層間の電気的な接続を行っている（特許文献１参照、特許文献３参照）。なお、層間絶縁層同士及び層間絶縁層に対する配線パターンは、熱硬化性樹脂系の接着剤層を介して接合されている。
【０００４】
しかし、上記製造手段においては、層間接続のために穿設加工及び穿設孔内の導電性化を要し、工程を冗長化するだけでなく、工程管理を煩雑化する等の問題がある。つまり、穿設加工等を要することは、配線板の製造コストや製造歩留まり等に反映し、低コスト等への要望に対応し得ないと言う不都合がある。また、前記層間接続部を構成するための穿設は、配線パターンの形成領域を制約し、配線パターン形成密度の向上も阻害されることになる。
【０００５】
上記多層型配線板の製造を簡略化するため、図２（ａ）〜（ｇ）に実施態様の概略を模式的に示すような手段が知られている（特許文献２参照）。先ず、図２（ａ）で断面的に示すように、一主面にスクリーン印刷法等で導電性組成物や導電性金属などを素材とした導電性バンプ１１群を配設した銅箔２１を用意する一方、予め用意しておいた接着剤付き熱可塑性樹脂フイルム３１及び銅箔２２を図２（ｂ）で断面的に示すように積層配置する。その後、この積層体を加熱加圧し、図２（ｃ）に示すような熱可塑性樹脂フイルム３１を貫挿する導電性バンプ１１で、電気的に接続した両面銅箔２１，２２貼り積層素板４０を製造する。
【０００６】
次いで、上記両面銅箔２１，２２貼り積層素板４０の銅箔２２について、ホットエッチング処理し、図２（ｄ）で示すように配線パターン５０化し、この配線パターン５０の所定面に、図２（ｅ）で示すようにスクリーン印刷法等で導電性バンプ１２を形成して、所謂コア基板部６０を製造する。そして、予め用意しておいた接着剤付き熱可塑性樹脂フイルム３２及び銅箔２３を図２（ｆ）で示すように積層配置する。その後、この積層体を加熱加圧して図２（ｇ）にに示すような熱可塑性樹脂フイルム３１，３２を貫挿する導電性バンプ１１，１２によって、電気的に接続された両面銅箔貼り積層素板７０を製造する。
【０００７】
こうして得た両面銅箔貼り積層素板７０の銅箔２１，２３について、要すればホットエッチング処理を施して３層型の配線板、もしくは３層ストリップライン構造の配線板を製作している。この方式は、層間接続導体を容易に、また、微細に形成できるので、生産性及び高密度の配線パターン化に適する手段として注目されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平２０００−２４４０８５号公報（［０００６］参照）
【０００９】
【特許文献２】
特開平８−２６４９３９号公報（［０００６］参照）
【００１０】
【特許文献３】
特開平６−２１６４８号公報（［００１０］、図１〜図３参照）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記多層型配線板において、層間絶縁体としてポリイミド樹脂を使用した構成では、ポリイミド樹脂及び接着剤の吸水性によって、誘電率の安定性が損なわれるため、例えば高周波領域でのインピーダンスが不安定化し、伝送特性に悪影響が及ぶと言う問題がある。一方、層間絶縁体として難吸水性の熱可塑性の液晶ポリマーを使用することが考えられるが、層間絶縁体同士や、層間絶縁体と配線パターンとの被接合面の密着、接着強度が劣るため、層間絶縁体自体の優れた高周波伝送特性を充分に生かし得ないと言う問題がある。
【００１２】
つまり、熱可塑性液晶ポリマーを層間絶縁層として多層型配線板を製造する工程では、第１層目の基板の絶縁層が軟化しないように第２層の絶縁層を積層一体化する際の溶着、加熱温度を第１層の軟化温度より低く例えば高々２６０〜２８０℃程度の低さに設定されるため、充分な接着もしくは密着強度が得られない。ここで、溶着、加熱温度が３００℃程度を超えると、図２（ｈ）にて点線で示す如く内装する配線パターン５０が突状バンプ１２を十分に支えきれずに位置ずれを招来する恐れもあって、層間接続５０−２３の不良発生、強いては配線回路の不良品化、あるいは回路の信頼性が損なわれることになる。
【００１３】
本発明は、上記事情に対処してなされたもので、信頼性が高くて、コンパクト化を図られる多層型配線板を容易に、また、歩留まりよく得ることができる製造方法の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本出願に係る発明は、熱可塑性樹脂系の層間絶縁層を介して配線パターン層が積層的に配設され、かつ介挿する層間絶縁層を加圧貫挿する突起状導電体で配線パターン層が電気的に接続される多層型配線板の製造方法であって、
前記熱可塑性樹脂系の層間絶縁層の少なくとも一層の積層一体化面を予め粗面化しておくことを特徴とする多層型配線板の製造方法である。
【００１５】
さらに具体的には、熱可塑性樹脂系の層間絶縁層を加圧貫挿する突起状導電体で接続された配線パターン層及び導電性箔を有する配線素板の前記配線パターンの所定位置面に導電性バンブ群を形成する工程と、
前記導電性バンブ群形成面に導電性バンブの高さよりも薄く、かつ被積層面を粗面化した熱可塑性樹脂系の絶縁体及び導電性箔を順次積層配置する工程と、
前記配置した熱可塑性樹脂系の絶縁体及び導電性箔を積層方向に加圧し、導電性バンブ先端部が導電性箔に当接変形するように熱可塑性樹脂系の絶縁体層を貫挿させて両面銅箔貼り積層板を作成する工程と、
を有することを特徴とする多層型配線板の製造方法である。
【００１６】
なお、層間絶縁層として、フレキシブル性を奏する液晶ポリマー系熱可塑性樹脂を使用した場合は、より優れた高周波伝送特性を呈する多層配線板を、また、導電性バンブ群形成面に積層配置する被積層面を粗面化した可塑性樹脂絶縁体層及び導電性箔が予め積層一体化しておくことによって、より信頼性の高い回路機能を奏する多層配線板を得ることができる。
【００１７】
換言すると、平坦面同士が対設した場合、界面の全体的な溶融、溶着が同時に進行するため、ボイドが発生し残留する恐れがある。これに対して被積層面を粗面化したことに伴って、粗面突端すなわち対向面との接点から順次溶融が進行するため、加圧とあいまって緻密で一様な接合が行われ、強固な一体化が達成される。
【００１８】
また、各層間絶縁層を貫挿する導電性バンプの位置を同軸的に配置することによって、層間絶縁層と導電性箔の積層時に内導体となる配線パターンが変形せず、信頼性の高い配線板が得られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図１（ａ）〜（ｄ）を参照して発明の実施形態を説明する。
【００２０】
図１（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に係る多層型配線板の製造方法の主要な工程を模式的に示す断面図である。この実施形態においては、前半の製造工程に、慣用の製造手段（図２（ａ）〜（ｅ））が採用される。そこで同図により本実施形態の前半工程を説明する。即ち、一主面にスクリーン印刷法等で導電性組成物や導電性金属などを素材とした導電性バンプ１１群を配設した銅箔２１を用意する（図２（ａ）参照）。そして、予め用意しておいた厚さ５０μｍ程度の熱可塑性液晶ポリマーフイルム、たとえば融点３３５℃のＢＩＡＣフイルム３１及び厚さ９〜３５μｍ程度の銅箔２２を積層配置する（図２（ｂ）参照）。その後、この積層体を加熱加圧して熱可塑性液晶ポリマーフイルム３１を貫挿する導電性バンプ１１で、電気的に接続した両面銅箔２１−２２貼り積層素板４０を製造する（図２（ｃ）参照）。
【００２１】
次いで、上記両面銅箔２１−２２貼り積層素板４０の銅箔２２を、ホットエッチング処理して配線パターン５０化した後、この配線パターン５０の所定位置面に、スクリーン印刷法等で導電性バンプ１２を形成する（図２（ｄ）及び（ｅ）参照）。つまり、スクリーン印刷法等で導電性バンプ１２を形成する段階までは、従来の場合と同様の手段が採られている。
【００２２】
なお、図１（ｄ）に示すように本実施形態で特徴的なのは、この導電性バンプ１２の形成にあたって、いずれもその下層に、支持用導電性バンプ１３を直下に、すなわち同軸的に配置して後工程で形成する導電性バンプ１２を下支えする構成を採っている。
【００２３】
続く本実施形態の工程で、図１（ａ）に示すような厚さ５０μｍ程度の液晶ポリマーフイルム、たとえば融点３３５℃のＢＩＡＣフイルム３３の両面に、電解エッチング処理で粗化した銅箔２４，２５の面２４ａ，２５ａを対接して加熱し積層一体化する。つまり、電解エッチングで粗面化した銅箔面２４ａ，２５ａが液晶ポリマーフイルム３３面に転写され粗面３３ａ、３３ｂ化して成る両面銅箔貼り積層板８０を用意する。そして、両面銅箔貼り積層板８０の一方の銅箔２４を選択的なエッチングによって除去し、図１（ｂ）に示すように、液晶ポリマーフイルム３３の転写された粗面３３ｂを露出させた片面銅箔貼り板８１とする。
【００２４】
次いで、上記片面銅箔貼り板８１を、前記図２（ｅ）に図示した構成に準じたコア基板６１の導電性バンプ１２形成面６１ａに、図１（ｃ）で示すよう積層配置する。その後、この積層体を加熱加圧して図１（ｄ）に示すような液晶ポリマーフイルム３３を貫挿する導電性バンプ１２で、配線パターン５０と銅箔２３とを接続し、貼り合わせ積層素板９０を製造する。
【００２５】
このとき、第１の層間絶縁層の液晶ポリマーフィルム層３１は溶解せず、また第２の層間絶縁層の突状導電性バンプ１２は同軸的に配置した第１の層間絶縁層の導電性バンプ１３に支持されているので、積層加圧されても配線パターン５０を変形するおそれがない。
【００２６】
こうして得た両面銅箔２１−２５貼り積層素板９０の銅箔２１，２５について、要すればホットエッチング処理を施して３層型の配線板、もしくは３層ストリップライン構造の配線板を製作する。
【００２７】
ここで、各導電体層２１，５０，２５は、導電体層２１及び配線パターン５０面に突設させた突起状接続導体１１，１２，１３が層間絶縁層３１，３３を貫挿し、所要の電気的な接続が行われている。すなわち、層間絶縁層３１，３３を略円錐状もしくは角錐状に印刷形成された導電性バンプ、あるいは選択的に肉盛り成長させた金属製突起などの突起状接続導体１１，１２，１３で先端側を貫挿させ、対向する導電体層５０，２５と電気的に接続する構成を採っている。
【００２８】
上記実施形態に係る多層配線板の製造において、層間絶縁層３１，３３を形成する熱可塑性樹脂は、例えばポリエーテルイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリスルホン樹脂等も適用できるが、液晶ポリマーが最も好ましい。ここで、液晶ポリマーは、例えばキシダール（商品名．Ｄａｒｔｃｏ社製）、ベクトラ（商品名．Ｃｌａｎｅｓｅ社製）で代表される多軸配向の熱可塑性ポリマーである。そして、ベクトランＡタイプ（融点２８５℃）、ベクトランＣタイプ（融点３２５℃）、ＢＩＡＣフィルム（融点３２５℃）などが市販されている。なお、この種の液晶ポリマーは、一般的に、吸湿性がほとんどなく、誘電率が約３．０（１ＭＨｚ）で高周波特性が優れているため、高速信号伝送安定性を奏する。
【００２９】
また、層間接続導体１１，１２，１３は、たとえば金、銀、銅、半田などの導電性金属、あるいはこの導電性金属粉とバインダー樹脂との混合系で構成されている。なお、バインダー樹脂としては、たとえばポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられる。
【００３０】
上記実施形態に係る多層型配線板の製造方法において、バンプを固着するベースとなる銅箔２１，５０に対する突起状（円錐状）の層間接続導体１１，１２，１３の形成は、例えば次のよう手段で行われる。即ち、銅箔の一主面側に、例えばステンレス薄鋼板の所定箇所０．２〜０．３ｍｍ径の孔を明けたメタルマスクを位置決め配置して導電性ペーストを印刷する。この導電性ペーストが乾燥後、同一メタルマスクを用いて同一位置に再度印刷する方法で、複数回印刷を繰り返し、高さ１００〜２００μｍ程度の突起状の山形バンプを形成する。
【００３１】
上記多層型配線板の製造方法において、銅箔２３，２４の層間絶縁層３３に対する被接合面を電解エッチングや、他の物理的な処理などで粗面化した素材を使用してもよい。また、両面銅箔貼り積層板８０を素材とする代わりに、片面銅箔８１貼り型もしくは分離型を素材としてもよい。例えば少なくとも一主面をレーザー処理や放電処理などによって粗面化した層間絶縁層３３と電解エッチング処理などで粗面化した銅箔２５を積層組合せ、これをコア基板部６１に一体化する構成を採ってもよい。これにより、第１層の層間絶縁層よりも溶融温度の低い第２層の液晶ポリマーを用いても、強固に層間接着された席相対を得ることができる。しかも加熱加圧時に内導体である配線パターンが変形せず、信頼性の高い層間接続が確保される。
【００３２】
本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、発明の主旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を採ることができる。例えば内蔵される配線パターン数は、３層形や５層以上の多層形でもよく、また、液晶ポリマー及び熱可塑性樹脂の組み合わせも用途などに応じて適宜選択できる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、折り曲げ自在で、かつコンパクトな仕様勝手の優れた信頼性の高い多層型配線板を提供できる。つまり、構成の簡略化が図られているだけでなく、薄形で、強固に接合一体化した信頼性の高い機能を奏して小形電子機器類の回路構成に適する多層型配線板を歩留まりよく、量産的に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、実施形態に係る多層型配線板を製造する工程の要部実施態様を模式的に示す断面図。
【図２】（ａ）〜（ｈ）は、従来の多層型配線板を製造する工程の実施態様を模式的に示す断面図。
【符号の説明】
１１，１２，１３：導電性バンプ
２１，２５：  銅箔（導電体層）
３１，３３：  層間絶縁層（液晶ポリマー）
４０：銅箔貼り積層板
５０：配線パターン（銅箔）
６０：コア基板
８１：片面銅箔貼り積層板
９０：積層素板
【図１】
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【図２】
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