(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上の絶縁基板を積層してなるとともに，第一埋込みビア及び第二埋込みビアを重ね合わせ互いに接合してなる導通ビアを有するプリント配線板において，
上記第一埋込みビア及び第二埋込みビアは，ビアホール内に導電材を埋め込んでなり，
上記第一埋込みビアにおける上記第二埋込みビアとの対向面側には，導電材の端部が基板表面から突出し，上記第二埋込みビアにおける上記第一埋込みビアとの対向面側には，上記導電材の端部が基板表面よりも窪んでおり，かつ
上記第一埋込みビアの直径は，上記第二埋込みビアの直径よりも小さいことを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
請求項１において，上記ビアホールは，打抜き孔であり，その中には導電材の打抜き片が埋め込まれていることを特徴とするプリント配線板。
【請求項３】
請求項１において，上記第一，第二埋込みビアの少なくとも一方の上記導電材は，重ね合わされる側の端部に低融点材料を有することを特徴とするプリント配線板。
【請求項４】
請求項１において，上記第一，第二埋込みビアの少なくとも一方の上記導電材は，低融点材料からなることを特徴とするプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は，プリント配線板に関し，特に複数のビアを重ね合わせて形成される導通ビアに関する。
【０００２】
【従来技術】
プリント配線板は，多数の導体層の層間の導通を行うために，導通ビアを設けている。導通ビアとしては，従来，ドリルにより穴をあけその内壁に金属めっきを施したものや，穴内に半田などの導体を充填したものなどがある。
また，近年，図７（ａ）に示すごとく，各絶縁基板９７の同一箇所に導電材９４を埋めこんだビアホール９５を形成し，これらを重ね合わせ，加熱によりビアホール９５内に充填した導電材９４を融着させて，一連の導通ビア９３を形成することも行われている。このようなビアホールの上にビアホールを積み重ねた構造は，ビアオンビア構造といわれている。
【０００３】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来のビアオンビア構造においては，ビアホールを積み重ねるときに，位置合わせを行う必要がある。また，図７（ｂ）に示すごとく，加熱によりビアホール９５内の導電材９４を融着させるときに，導電材９４がビアホール９５の外へ流れ出して絶縁基板９７の隙間に流出し，隣接する導体回路９２とショートするおそれがある。
【０００４】
本発明はかかる従来の問題点に鑑み，ビアホールの位置あわせが容易で，ビアホール内の導電材の流出を防止することができるプリント配線板を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題の解決手段】
請求項１の発明は，２以上の絶縁基板を積層してなるとともに，第一埋込みビア及び第二埋込みビアを重ね合わせ互いに接合してなる導通ビアを有するプリント配線板において，
上記第一埋込みビア及び第二埋込みビアは，ビアホール内に導電材を埋め込んでなり，
上記第一埋込みビアにおける上記第二埋込みビアとの対向面側には，導電材の端部が基板表面から突出し，上記第二埋込みビアにおける上記第一埋込みビアとの対向面側には，上記導電材の端部が基板表面よりも窪んでおり，かつ
上記第一埋込みビアの直径は，上記第二埋込みビアの直径よりも小さいことを特徴とするプリント配線板である。
【０００６】
本発明においては，基板表面から導電材を突出させた小径の第一埋込みビアと，基板表面より内部に導電材を窪ませた大径の第二埋込みビアとを重ね合わせて，一連の導通ビアを形成している。
第一埋込みビアは，小径であり，基板表面から導電材を突出させた突出部分を有している。一方，第二埋込みビアは，上記第一埋込みビアよりも大きい直径であり，基板表面よりも内方に導電材が窪んだ凹部を有している。
【０００７】
このため，第一埋込みビアと第二埋込みビアとを重ね合わせたときに，第一埋込みビアの突出部分は，第二埋込みビアの凹部に嵌合する。このため，第一埋込みビアと第二埋込みビアとの位置あわせが容易である。また，加熱時に第一埋込みビアの導電材が溶融したときに，第二埋込みビアの凹部内に留まるため，導電材のビアホール周辺への流出を防止できる。
また，積層圧着時に，第一埋込みビアの突出部分に大きな圧力が加わるため，第一埋込みビアと第二埋込みビアとの接合強度が高くなる。
【０００８】
本発明において，第二埋込みビアの直径Ｄに対する第一埋込みビアの直径ｄの比（ｄ／Ｄ）は，０．３〜０．９であることが好ましい。０．３未満の場合には，電気抵抗が著しく変化することになりノイズを発生し易くなるおそれがあり，また接続面積が小さくなり,接続強度も小さくなって，接続信頼性が低下する恐れも有る。０．９を超える場合には，第一，第二埋込みビアの直径の差異がほとんどなくなり，第一埋込みビアの突出部分を第二埋込みビアの凹部に嵌め込むことが困難になるおそれがある。中でも０．６〜０．８がさらに良好な結果をもたらす。
【０００９】
第一埋込みビアの導電材の，ビア開口部からの突出量Ａはパターンの厚みより高くかつ第二埋め込みビアに挿入する必要が有り，少なくとも０．０１であることが好ましい。０．０１ｍｍ未満の場合には，第二埋込みビアへの嵌め込みがしにくくなる。一方，突出量は多いほうが効果は高いが絶縁基板の厚みの半分までとするほうが挿入し易く，強度も強い。
【００１０】
第二埋込みビアの導電材の，ビア開口部からの窪み量Ｂは，少なくとも０．０１ｍｍであることが好ましい。０．０１ｍｍ未満の場合には，第一埋込みビアの突出部分をはめ込むことが困難となる。深いほうが前記突出部分をはめ込むには効果があるが，逆に第二埋め込みビアの導体の絶縁基板に保持される強度が低下するため,抜け落ちたりすることがある。従って，窪み量Ｂは,絶縁基板厚みの半分までが効果的である。
【００１１】
上記第一埋込みビアの突出量Ａと上記第二埋込みビアの窪み量Ｂの差（Ａ−Ｂ）は，±０．０１ｍｍ以下であることが好ましい。この範囲よりも大きい場合には，両埋込みビアの間に空隙が生じるおそれがあるからである。
【００１２】
第一埋込みビアと第二埋込みビアとは，積み重なる２つの埋込みビアの相対的な関係である。２つの埋込みビアのうち，直径が小さい方のものが第一埋込みビアであり，大きい方のものが第二埋込みビアである。埋込みビアが３以上積み重なる場合には，ある埋込みビアは，一方の開口部に重なりあう埋込みビアとの関係では第一埋込みビアとなるが，他方の開口部に重なり合う埋込みビアとの関係では第二埋込みビアとなることもある（図６参照）。
【００１３】
請求項２の発明のように，上記ビアホールは，打抜き孔であり，その中には導電材の打抜き片が埋め込まれていることが好ましい。
接着用基材の上に導電性シートを積層し，埋込みビア形成部分に打ち抜き用パンチで打ち抜き，絶縁基板にビアホールを形成するとともに，その中に上記打ち抜き用パンチにより打ち抜かれた導電性シートの打ち抜き片を，埋め込み用パンチにより埋め込む。これにより，絶縁基板に，導電性シートの打ち抜き片からなる導電材を埋めこんだ埋込みビアを形成することができる。かかる方法によれば，簡易に埋込みビアを形成することができる。
【００１４】
導電性シートとしては，銅箔，ハンダ箔，金属粉末が樹脂の中に分散した導電性フィルム,加圧によって導電性を発揮する異方性導電性フィルムなどを用いることができる。
【００１５】
請求項３の発明のように，上記第一，第二埋込みビアの少なくとも一方の上記導電材は，重ね合わされる側の端部に低融点材料を有することが好ましい。これにより，第一埋込みビアと第二埋込みビアとが導電材の溶着によって強固に接合する。
上記低融点導電材料は，絶縁基板を加熱圧着するときの温度よりも低い温度を融点とする導電材料であり，例えば，半田，導電性接着材などがある。導電性接着材は，樹脂に金属粒子を添加したものである。
【００１６】
導電材の端部にのみ低融点導電材料を設け，その他の部分（例えば中心部）は，低融点導電材料よりも高い融点を持つ高融点導電材料を設けていてもよい。高融点導電材料としては，たとえば，銅，アルミニウム，ニッケルなどがある。
【００１７】
請求項４の発明のように，上記第一，第二埋込みビアの少なくとも一方の上記導電材は，低融点材料からなることが好ましい。これにより，第一，第二埋込みビアが，互いに強固に接合する。この場合，他方の導電材は高融点導電材料でもよく，また低融点導電材料であってもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施形態例１
本発明の実施形態に係るプリント配線板について，図１〜図５を用いて説明する。
本例のプリント配線板は，図１，図２に示すごとく，３つの絶縁基板７１〜７３を下から順に積層圧着してなるとともに，３つの埋込みビア６１〜６３を下から順に重ね合わせ互いに接合してなる導通ビア６を有する。
埋込みビア６１〜６３は，ビアホール５７内に導電材５６を埋め込んで形成されている。
これらの埋込みビア６１〜６３の直径は，下から順に，０．１ｍｍ，０．１４ｍｍ，０．０８ｍｍである。
【００１９】
埋込みビア６１と埋込みビア６２との関係を説明する。埋込みビア６１は，埋込みビア６２よりも小さい直径を有し，かつ埋込みビア６２との対向面側に突出部分６５を有する第一埋込みビアである。埋込みビア６２は，埋込みビア６１よりも大きい直径を有し，かつ埋込みビア６１との対向面側に凹部６６を有する第二埋込みビアである。埋込みビア６１における埋込みビア６２との対向面側には，導電材５６の端部が絶縁基板７１表面から突出しており，その突出量Ａ１は０．０１５ｍｍである。埋込みビア６２における埋込みビア６１との対向面側には，導電材５６の端部が絶縁基板７２表面よりも窪んでおり，その窪み量Ｂ１は０．０１５ｍｍである。
【００２０】
次に，埋込みビア６２と埋込みビア６３との関係を説明する。埋込みビア６３は，埋込みビア６２よりも小さい直径を有し，かつ埋込みビア６２との対向面側に突出部分６５を有する第一埋込みビアである。埋込みビア６２は，埋込みビア６３よりも大きい直径を有し，かつ埋込みビア６３との対向面側に凹部６６を有する第二埋込みビアである。埋込みビア６３における埋込みビア６２との対向面側には，導電材５６の端部が絶縁基板７３表面から突出しており，その突出量Ａ２は０．０２ｍｍである。埋込みビア６２における埋込みビア６１との対向面側には，導電材５６の端部が絶縁基板７２表面よりも窪んでおり，その窪み量Ｂ２は０．０１０ｍｍである。
【００２１】
埋込みビア６１，６３の外側端部には，導電材５６が突出しており，その突出量Ａ３，Ａ４はそれぞれ０．０１５ｍｍ，０．０１ｍｍである。
埋込みビア６１，６３の導電材５６は高融点材料としての銅であり，埋込みビア６２の導電材は低融点材料としての半田である。
【００２２】
図２に示すごとく，プリント配線板８には，複数の埋込みビア６１〜６３を積み重ねて形成した導通ビア６だけでなく，積み重なっていない埋込みビア６４によっても，各層間の電気導通を行っている。
プリント配線板８の内部及び表面には，導体回路５１が設けられている。また，プリント配線板８の表面にはパッド５２が設けられており，半田バンプ５３を介して電子部品８９が搭載されている。
【００２３】
次に，本例のプリント配線板の製造方法について説明する。
まず，絶縁基板７１〜７３として，厚み０．１ｍｍのガラスエポキシ基板を準備する。また，埋込みビア６１〜６３用の導電材５６として導電性シートを準備し，そのうち埋込みビア６１，６３用のものは，厚みが０．１３ｍｍの銅箔であり，埋込みビア６２用のものは，厚みが０．０７５ｍｍの半田箔である。
【００２４】
次に，図３（ａ）に示すごとく，打抜き用の上パンチ３３と，埋め込み用の下パンチ３４と，ガイド穴３０を有するダイ３１とを準備する。絶縁基板７１の上に導電材５６を積層し，これらをダイ３１の上に載置する。
次に，図３（ｂ）に示すごとく，上パンチ３３を下方向にスライドさせて，導電材５６及び絶縁基板７１を打抜く。これにより，導電材５６及び絶縁基板７１に，打抜き片５６１，７１１を打抜いて，打抜き孔５６０，７１０を形成する。
打抜き片５６１，７１１は下パンチ３４により受け止める。
【００２５】
次いで，図３（ｃ）に示すごとく，下パンチ３４を上昇させ，導電材５６の打抜き片５６１を絶縁基板７１の打抜き孔７１０内に押し戻す。
以上により，埋込みビア６１が形成される。
埋込みビア６２，６３についても，上記埋込みビア６１と同様の方法により形成する。
【００２６】
なお，下パンチ３４を用いることなく，上パンチ３３だけを用いて導電材５６の打抜き片５６１を打抜き穴７１０の中に埋め込むこともできる。
【００２７】
次に，図４に示すごとく，絶縁基板７１〜７３に導体回路５１及びパッド５２を形成する。次に，図５に示すごとく，絶縁基板７１〜７３を下から順に積層し，加熱圧着する。これにより，埋込みビア６１内の低融点導電材料が溶融し，その上下の埋込みビア６１，６３内の高融点導電材料の銅と溶着する。以上により，埋込みビア６１〜６３からなるビアオンビア構造の導通ビア６が形成される。
以上により，本例のプリント配線板が得られる。
【００２８】
本例においては，図１に示すごとく，埋込みビア６２は，その上下に重なり合う埋込みビア６１，６３の直径よりも大きく，またその中に埋め込まれている導電材５６は基板表面よりも窪んでいる。一方，埋込みビア６１，６３は，その間に配置されている埋込みビア６２に対向する側に導電材５６が突出している。
【００２９】
そのため，図４に示すごとく，埋込みビア６２の上下に埋込みビア６１，６３を重ね合わせ互いに接合したときに，上下の埋込みビア６１，６３の突出部分６５は，中央の埋込みビア６２の凹部６６にかみ合い，位置決めされる。このため，本例によれば，埋込みビア６１〜６３の位置あわせが容易である。
【００３０】
また，図４，図５に示すごとく，加熱時に埋込みビア６２の導電材５６が溶融したときに，その上下の埋込みビア６１，６３の凹部６６内に留まる。このため，導電材５６のビアホール周辺への流出を防止できる。
また，積層圧着時に，埋込みビア６１，６３の突出部分６５に大きな圧力が加わるため，埋込みビア６１〜６３の接合強度が高くなる。
【００３１】
実施形態例２
本例は，図６に示すごとく，埋込みビア６７〜６９の直径が下方から順に小さくなっている。また，上方に配置されている埋込みビア６９は上下に突出部分６５を有しているが，その下の埋込みビア６８，６７は上部に凹部６６を，下部に突出部分６５を有している。
【００３２】
埋込みビア６７〜６９の直径は，下から順に０．２５ｍｍ，０．２ｍｍ，０．１５ｍｍである。
埋込みビア６７，６８の突出部分６５の突出量Ａ５，Ａ６は，０．０２ｍｍ，０．０２ｍｍであり，凹部６６の窪み量Ｂ３，Ｂ４は０．０２ｍｍ，０．０２ｍｍである。
埋込みビア６９の上部，下部の突出部分６５の突出量Ａ７，Ａ８は，０．０１５ｍｍ，０．０１５ｍｍである。
【００３３】
埋込みビア６７と埋込みビア６８との関係では，埋込みビア６８は，小さい直径で突出部分６５を有する第一埋込みビアであり，埋込みビア６７は，大きい直径で凹部６６を有する第二埋込みビアである。
また，埋込みビア６８と埋込みビア６９との関係では，埋込みビア６９は上記第一埋込みビアであり，埋込みビア６８は上記第二埋込みビアである。
その他は，実施形態例１と同様である。
【００３４】
本例においては，埋込みビア６７の直径は埋込みビア６８の直径よりも大きい。このため，積層圧着時に，埋込みビア６８の突出部分６５が，埋込みビア６７の凹部６６に嵌合する。
また，埋込みビア６８と埋込みビア６９との関係でも，小径で突出部分６５を有する埋込みビア６９が，大径で凹部６６を有する埋込みビア６８に嵌合する。
このため，積層圧着時に，埋込みビア６７〜６９は，互いに位置決めされ，位置合わせが容易となる。また，導電材が埋込みビア６７〜６９の周辺に流れ出さず，ショートの発生を防止することができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば，ビアホールの位置あわせが容易で，ビアホール内の導電材の流出を防止することができるプリント配線板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１における，埋込みビアを説明するためのプリント配線板の断面説明図。
【図２】実施形態例１のプリント配線板の断面図。
【図３】実施形態例１における，埋込みビアの形成方法を示す説明図（ａ）〜（ｃ）。
【図４】実施形態例１における，積層した埋込みビアの断面図。
【図５】実施形態例１における，加熱圧着後の埋込みビアの断面図。
【図６】実施形態例２における，埋込みビアを説明するためのプリント配線板の断面説明図。
【図７】従来例における，ビアホールを説明するためのプリント配線板の断面説明図（ａ），及び積層圧着時の問題点の説明図（ｂ）。
【符号の説明】
３０．．．ガイド穴，
３１．．．ダイ，
３３．．．上パンチ，
３４．．．下パンチ，
５１．．．導体回路，
５２．．．パッド，
５６．．．導電材，
６１〜６３，６７〜６９．．．埋込みビア，
７１〜７３．．．絶縁基板，
８．．．プリント配線板，
【図１】
0004507386.tif 000002
【図２】
0004507386.tif 000003
【図３】
0004507386.tif 000004
【図４】
0004507386.tif 000005
【図５】
0004507386.tif 000006
【図６】
0004507386.tif 000007
【図７】
0004507386.tif 000008