(57)【要約】【課題】  多層化した際に層間の導通抵抗値上昇や導通不良および接続信頼性低下を抑制し得る多層配線板用基材、多層プリント配線板、それらの製造方法の提供。【解決手段】  少なくとも片面に導電層を有する絶縁基材に貫通穴を穿設し、次いで該貫通穴の内面に、粘度が５ポワズ〜５０ポワズの範囲のアクリル系粘着剤塗布液を塗布して乾燥させ、貫通穴の内面に弾性率が１０〜５０００ＭＰａの範囲のアクリル系粘着剤からなる緩衝材を設け、次いで該貫通穴に導電物を充填して多層配線板用基材を得ることを特徴とする多層配線板用基材の製造方法。この多層配線板用基材を、層間接着層を介して別の多層配線板用基材に積層して多層プリント配線板を製造する方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも片面に導電層を有する絶縁基材に貫通穴が穿設され、該貫通穴に導電物が充填された多層配線板用基材であって、
前記貫通穴の内面に弾性率が１０〜５０００ＭＰａの範囲のアクリル系粘着剤からなる緩衝材が設けられていることを特徴とする多層配線板用基材。
【請求項２】
少なくとも片面に導電層を有する絶縁基材に貫通穴を穿設し、次いで該貫通穴の内面に、粘度が５ポワズ〜５０ポワズの範囲のアクリル系粘着剤塗布液を塗布して乾燥させ、貫通穴の内面に弾性率が１０〜５０００ＭＰａの範囲のアクリル系粘着剤からなる緩衝材を設け、次いで該貫通穴に導電物を充填して多層配線板用基材を得ることを特徴とする多層配線板用基材の製造方法。
【請求項３】
少なくとも片面に導電層を有する絶縁基材に貫通穴が穿設され、該貫通穴に導電物が充填された多層配線板用基材が、層間接着層を介して別の多層配線板用基材に積層された多層プリント配線板であって、
前記貫通穴の内面に弾性率が１０〜５０００ＭＰａの範囲のアクリル系粘着剤からなる緩衝材が設けられていることを特徴とする多層プリント配線板。
【請求項４】
少なくとも片面に導電層を有する絶縁基材に貫通穴を穿設し、次いで該貫通穴の内面に、粘度が５ポワズ〜５０ポワズの範囲のアクリル系粘着剤塗布液を塗布して乾燥させ、貫通穴の内面に弾性率が１０〜５０００ＭＰａの範囲のアクリル系粘着剤からなる緩衝材を設け、次いで該貫通穴に導電物を充填して多層配線板用基材を作製し、次いで多層配線板用基材を、層間接着層を介して別の多層配線板用基材に積層して多層プリント配線板を製造することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器などに用いられる多層プリント配線板の製造に用いる多層配線板用基材とその製造方法及び該基材を用いた多層プリント配線板とその製造方法とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機などの各種電子機器は、高周波信号、デジタル信号化に加え、小型・軽量化が進み、これに伴い、該機器に搭載されるプリント配線板においても小型・高密度実装化が要求されている。これらの要求に応えるプリント配線板として、多層プリント配線板が広く用いられている。多層プリント配線板の製造方法は、これまでに各種の方法が提案されているが、特に一括積層工法は、製造工程数及び不良率を低減できる特長があるため、開発が進められている。
【０００３】
従来の一括積層工法による多層プリント配線板の製造では、絶縁基材と導電層との積層板に層間接続用の貫通穴を形成した後、この貫通穴に導電物を充填した回路基材を複数枚重ねて一括積層する方法が用いられてきた。ここで用いられる導電物としては、導電ペーストや金属ペーストが主流であり、この方法によれば、メッキ法による層間導通よりも安価に多層プリント配線板を製造できる。
【０００４】
この種の従来技術としては、例えば特許文献１〜５が挙げられる。
特許文献１及び２には、層間接続用の貫通穴に導電ペーストを充填して多層プリント配線板を製造する手法が開示されている。
特許文献３には、熱可塑性樹脂の回路基材をレーザ等によって部分的に熱溶解させて貫通穴を作り、この貫通穴に導電ペーストを充填した基材を複数枚積層して多層プリント配線板を製造する手法が開示されている。
特許文献４には、熱可塑性樹脂の回路基材の貫通穴に導電ペーストを充填した基材を複数枚、一括積層して多層プリント配線板を製造する手法が開示されている。
特許文献５には、片面および両面の回路基材貫通穴に導電ペーストを充填した基材を複数枚、一括積層して多層プリント配線板を製造する手法が開示されている。
【特許文献１】特開平６−１６４１４８号公報
【特許文献２】特開平６−１６４１４９号公報
【特許文献３】特開平７−３８２１８号公報
【特許文献４】特開２００２−３０５３８２号公報
【特許文献５】特開２００４−３６３３２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術では、貫通穴に充填した導電物と回路基材が異種材料であるため、貫通穴壁面と導電物間の密着不良や導電物のクラックが発生する可能性がある。図２は、従来の技術で製造した多層プリント配線板における不良発生を説明するための断面図である。この多層プリント配線板は、片面に導電層１０を有する絶縁基材１１に貫通穴が穿設され、該貫通穴に導電物１２が充填された多層配線板用基材１３と別の基材１４，１５とを層間接着層１６を介して一括積層することによって製造される。前述したように、貫通穴に充填した導電物１２と絶縁基材１１が異種材料であることから、一括積層後の多層プリント配線板には、貫通穴壁面と導電物１２間に隙間１７を生じたり、導電物１２にクラック１８を生じる可能性がある。その結果、これらの隙間１７やクラック１８によって層間の導通抵抗値上昇や導通不良および接続信頼性低下を引き起こすことが懸念される。これらは導電物と絶縁基材の熱膨張係数が異なることが原因と推測される。
【０００６】
なお、前述した特許文献１〜５には、すべて貫通穴に導電物を充填して層間導通させる多層プリント配線板が開示されているが、これらの特許文献１〜５中には、貫通穴壁面と導電物間の密着不良や導電物のクラックに対する問題への対策に関して、まったく記載されていない。
【０００７】
本発明は前記事情に鑑みてなされ、多層化した際に層間の導通抵抗値上昇や導通不良および接続信頼性低下を抑制し得る多層配線板用基材とその製造方法及び該基材を多層化して得られる多層プリント配線板とその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明は、少なくとも片面に導電層を有する絶縁基材に貫通穴が穿設され、該貫通穴に導電物が充填された多層配線板用基材であって、前記貫通穴の内面に弾性率が１０〜５０００ＭＰａの範囲のアクリル系粘着剤からなる緩衝材が設けられていることを特徴とする多層配線板用基材を提供する。
【０００９】
また本発明は、少なくとも片面に導電層を有する絶縁基材に貫通穴を穿設し、次いで該貫通穴の内面に、粘度が５ポワズ〜５０ポワズの範囲のアクリル系粘着剤塗布液を塗布して乾燥させ、貫通穴の内面に弾性率が１０〜５０００ＭＰａの範囲のアクリル系粘着剤からなる緩衝材を設け、次いで該貫通穴に導電物を充填して多層配線板用基材を得ることを特徴とする多層配線板用基材の製造方法を提供する。
【００１０】
また本発明は、少なくとも片面に導電層を有する絶縁基材に貫通穴が穿設され、該貫通穴に導電物が充填された多層配線板用基材が、層間接着層を介して別の多層配線板用基材に積層された多層プリント配線板であって、前記貫通穴の内面に弾性率が１０〜５０００ＭＰａの範囲のアクリル系粘着剤からなる緩衝材が設けられていることを特徴とする多層プリント配線板を提供する。
【００１１】
また本発明は、少なくとも片面に導電層を有する絶縁基材に貫通穴を穿設し、次いで該貫通穴の内面に、粘度が５ポワズ〜５０ポワズの範囲のアクリル系粘着剤塗布液を塗布して乾燥させ、貫通穴の内面に弾性率が１０〜５０００ＭＰａの範囲のアクリル系粘着剤からなる緩衝材を設け、次いで該貫通穴に導電物を充填して多層配線板用基材を作製し、次いで多層配線板用基材を、層間接着層を介して別の多層配線板用基材に積層して多層プリント配線板を製造することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、一括積層工法による多層プリント配線板の製造において、層間の導通抵抗値上昇や導通不良を防ぎ、接続信頼性を向上し得る多層配線板用基材及び該基材を多層化して得られる多層プリント配線板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明者らは、熱膨張係数が異なる導電物と絶縁基材との間に発生する局所的な歪みを緩和させることが、従来技術の問題点を解決するために必要であると考え、鋭意研究の結果、歪みを緩和させる材料（緩衝材）で貫通穴内を被覆することにより前記問題を解決できることを知見し、本発明を完成させた。以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１４】
図２は本発明の一実施形態を示す図である。
本実施形態の製造方法では、図１（ａ）に示すように導電層である銅箔２０を貼り合わせた絶縁基材２１に貫通穴２４を穿設し、次いで該貫通穴２４の内面に、粘度が５ポワズ〜５０ポワズの範囲のアクリル系粘着剤塗布液を塗布して乾燥させ、図１（ｂ）に示すように貫通穴２４の内面に弾性率が１０〜５０００ＭＰａの範囲のアクリル系粘着剤からなる緩衝材２６を設け、次いで該貫通穴２４に導電物２７を充填して、図１（ｃ）に示す多層配線板用基材２２を作製する。
【００１５】
前記絶縁基材２１としては特に限定されず、プリント配線板等の製造分野において従来より公知の各種絶縁基材の中から、製造する多層プリント配線板の目的や用途に応じて適宜選択して使用することができる。例えば、フレキシブル多層プリント配線板を製造する場合には、薄いポリイミドシートなどの可撓性樹脂シートに銅箔を貼り合わせた構造の市販の片面銅張積層板（片面ＣＣＬ）などを用いることができる。
【００１６】
図１に示す例示において、絶縁基材２１の銅箔２０と反対の面には、貫通穴２４を穿設する前に接着シートを貼り合わせて層間接着層２３を設けているが、本発明は本例示に限定されない。この層間接着層２３の材料としては、プリント配線板の製造分野において従来より公知の各種接着剤を用いることができ、例えば、ポリイミド系接着剤、エポキシ系接着剤などが挙げられる。また、銅箔２０は、接着シートの貼り付けの前後、好ましくは貼り付け前に回路パターンを形成しておくことが望ましい。この回路パターンの形成法は、プリント配線板の製造分野において従来より公知の回路パターン形成手法を用いて行うことができる。
【００１７】
図１（ａ）に示すように、絶縁基材２１に貫通穴２４を穿設する方法としては、ＣＯ２レーザなどを用いるレーザ加工法が好ましい。なお、本実施例では、絶縁基材２１部分に貫通穴２４を穿設するとともに、銅箔２０部分にこの貫通穴２４に連通する穴径の小さな小穴２５を穿設している。銅箔２０部分に小穴２５を穿設する方法としては、ＹＡＧレーザなどを用いるレーザ加工法が好ましい。
【００１８】
本実施形態にあっては、図１（ｂ）に示すように、貫通穴２４の内面に緩衝材２６を被覆する場合、粘度が５ポワズ〜５０ポワズの範囲のアクリル系粘着剤塗布液を塗布して乾燥させ、弾性率が１０〜５０００ＭＰａの範囲のアクリル系粘着剤からなる緩衝材２６を形成する。
【００１９】
ここで用いる粘度が５ポワズ〜５０ポワズの範囲のアクリル系粘着剤塗布液としては、アクリル系樹脂を適当な溶媒に溶かし又は分散させた組成物を調製して用いることもできるし、適当な市販品の中から適宜選択して用いることもできる。この市販品としては、例えば、綜研化学社製のＳＫダインシリーズなどが挙げられる。
【００２０】
このアクリル系粘着剤塗布液の被覆方法が特に限定されず、スクリーン印刷などの印刷法、エアーブロー（吹き付け）などの塗装方法を用いることができるが、それ以外の方法を用いてもよく、また複数種の方法を組み合わせても良い。また被覆は一度に行ってもよいし、複数回に分けてもよい。緩衝材２６を被覆する箇所は貫通穴２４内（小穴２５も含む）とする。ただし貫通穴２４内全体でもよいし、貫通穴２４内の一部のみでもよい。
【００２１】
このアクリル系粘着剤塗布液には、緩衝材２６を形成するアクリル系粘着剤と溶剤（又は分散媒）との主成分以外に、可塑剤、増粘剤などの適当な添加剤を加えることもできるし、緩衝材２６に導電性を付与する場合には、銅粉などの金属粉末やカーボン粉末を配合することもできる。
【００２２】
この緩衝材２６の形成工程において、使用するアクリル系粘着剤塗布液の粘度を、５ポワズ〜５０ポワズの範囲とすることで、良好な塗布性が得られると共に、適当な塗布厚みの緩衝材２６が得られる。アクリル系粘着剤塗布液の粘度が５ポワズ未満であると、粘性が少なすぎて、十分な量の液を貫通穴２４内面に塗布することが難しくなる。また、アクリル系粘着剤塗布液の粘度が５０ポワズを超えると、塗布性が悪くなり塗布ムラを生じる可能性がある。
【００２３】
また、形成された緩衝材２６の弾性率が１０〜５０００ＭＰａの範囲であれば、多層配線板用基材２２を複数枚積層した際、導電物２７と絶縁基材２１の間に発生する局所的な歪みを緩和することができ、導電物２７に図２に示すような隙間１７やクラック１８を生じることを防ぐことができる。緩衝材２６の弾性率が１０ＭＰａ未満であると、緩衝材２６の強度不足によって被覆破れを生じ易くなる。また、緩衝材２６の弾性率が５０００ＭＰａを超えると、前記歪みの緩和効果が不十分となり、導電物２７に隙間やクラックなどの不良が発生し易くなる。
【００２４】
前記緩衝材２６を形成した後、図１（ｃ）に示すように貫通穴２４内に導電物２７を充填する。この導電物２７としては、銅ペーストや銀ペーストなどの金属ペーストやカーボンペーストなどを用いることができる。貫通穴２４内に導電物２７を充填する際、導電物２７を銅箔２０表面で接続・導通させるため、導電物２７が銅箔２０表面から突き出るように充填する。この導電物２７の突き出し長さは、数μｍから数十μｍの範囲であれば実用上問題ない。
【００２５】
次に、図１（ｄ）に示すように、前記の通り製造した多層配線板用基材２２を複数枚重ね合わせ、その後、熱プレスすることによって一括積層し、図１（ｅ）に示す多層プリント配線板２９を製造する。
【００２６】
本実施形態では、図１（ｄ）に示すように、下側に絶縁基材２１と銅箔２０を貼り合わせてなり、貫通穴２４や導電物２７を有していない別な基材２８を配置し、この別な基材２８上に、前記多層配線板用基材２２を２枚重ね合わせた３層プリント配線板を例示しているが、本発明の多層プリント配線板は本例示に限定されず、積層する基材数や導電層の数はこれ以外であってもよい。
【００２７】
本実施形態では、層間導通用の導電物２７を充填する貫通穴２４の内面に弾性率が１０〜５０００ＭＰａの範囲のアクリル系粘着剤からなる緩衝材２６を設け、これに導電物２７を充填してなる多層配線板用基材２２を用い、これを複数枚重ね一括積層して多層プリント配線板２９を製造するので、緩衝材２６によって熱膨張係数が異なる導電物２７と絶縁基材２１との間に発生する局所的な歪みを緩和させることができ、導電物２７に隙間やクラックを生じることを防ぐことができるので、層間の導通抵抗値上昇や導通不良を防ぎ、また接続信頼性を向上させることができる。
以下、実施例により本発明の効果を実証する。
【実施例】
【００２８】
図１に示す一括積層工法により、以下の３層プリント配線板を作製した。
［使用材料］
・回路パターン：デイジーチェーンパターン（ランド径３００μｍ、貫通穴径１００μｍ、ランド間ピッチ６００μｍ、穴数３０００穴）。
・基材構成（片面板／片面板／片面板）
片面ＣＣＬ：ポリイミド２５μｍ、接着剤１０μｍ、片面銅箔１８μｍ。
接着シート：ＴＦＡ−８９０（京セラケミカル社製）、厚さ２５μｍ。
・導電物：ＤＷ−２５０Ｈ−５（東洋紡社製）。
・緩衝材：ＳＫダイン１２２３（綜研化学社製）。
【００２９】
［作製手順］
（１）片面ＣＣＬ（Ｌ１／Ｌ２）を回路形成する。
（２）ポリイミド面に接着シートをラミネートする。
（３）貫通穴を接着シート面側からＣＯ２レーザで穴明けする。
（４）導電物充填時の空気抜き小穴を、銅箔面側からＹＡＧレーザで穴明けする。
（５）貫通穴内に緩衝材をエアーブローで被覆する。
（６）緩衝材の溶剤を揮発させる（１００℃／１時間）。
（７）貫通穴に導電物を印刷法により充填し、基材Ａ、Ｂを作製する。
（８）別の片面ＣＣＬ（Ｌ３）を回路形成して基材Ｃを作製する。
（９）前記各基材Ａ，Ｂ，Ｃを重ね、位置合わせした後、熱プレスして一括積層する。
【００３０】
［試験１］
前述した基材と材料を用い、緩衝材の粘度を変えて塗布性と被覆厚みの違いを比較した。但し、緩衝材は、綜研化学社製のＳＫダインシリーズを用いた。このシリーズは型番毎に粘度が異なった材料である。粘度が３Ｐ，５Ｐ，１０Ｐ，５０Ｐ，６０Ｐ及び８０Ｐの緩衝材を用い、それぞれの緩衝材を基材に塗布し、表１中に記載した評価基準により塗布性と被覆厚みを調べて比較した。粘度の単位はＰ（ポワズ）を用いた。これはＣＧＳ単位系であり、ＳＩ単位系ではＰａ・ｓ（パスカル秒）になり、１Ｐ＝０．１Ｐａ・ｓの関係である。粘度の測定値はすべて室温（２５℃）での測定値である。結果を表１に記す。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
緩衝材に限らず、液体や流体を基材等に塗布する際には、塗布ムラができないようにすること、および塗布性は粘度に依存することが知られている。表１の試験結果より、粘度５０Ｐ以下の緩衝材を用いれば、塗布ムラが発生しないことが判明した。
また、液体や流体を基材等に塗布する際、低粘度のものほど流動性が高いので、被覆した後の厚みのばらつきが大きくなることが知られている。本発明のような緩衝材として使用する場合は、形成される緩衝材の厚みが若干ばらついていても許容されるものの、ばらつきが大きい場合にはビア内での緩衝材としての効果が低下するおそれがある。従って、１０％以下の厚みばらつきまでを許容可能（＝合格）とした。
前記塗布性及び被覆厚みの評価結果から、本発明において使用する緩衝材の粘度は５Ｐ〜５０Ｐの範囲が望ましいことが分かる。
【００３３】
［試験２］
前述した基材と材料を用い、緩衝材の弾性率を変えて３層プリント配線板を作製し、以下の基板評価方法に従って不良率と被覆破れを調べて比較した。但し、緩衝材は、綜研化学社製のＳＫダインシリーズを用いた。このシリーズは型番毎に粘度が異なった材料である。弾性率の単位はＭＰａ（メガパスカル）を用いた。弾性率の測定値はすべて室温（２５℃）での測定値である。緩衝材の厚さは１０μｍに統一した。結果を表２に記す。
【００３４】
＜基板評価方法＞
配線板や半導体デバイス等の電子部品の信頼性試験方法として、ＨＡＳＴ（Highly-Accelerated Temperature and Humidity Stress Test；高度加速耐湿性評価試験方法）が知られており、電子素子技術連合評議会（ＪＥＤＥＣ）などによって規格化されている（ＨＡＳＴ規格＃２２−Ａ１１０）。本実施例の評価もこのＨＡＳＴを採用した。
不飽和型プレッシャークッカを用い、完成基板をＨＡＳＴ条件（１２０℃／８５％ＲＨ）で２４時間処理後、気相熱衝撃処理（−５５℃／１２０℃、６０分／サイクル、１０００サイクル）を行い、完成基板と処理後の導通抵抗値を測定した。使用した導通抵抗値測定装置の測定精度保証値が±２％であったため、処理後の抵抗値が完成基板と比較して５％以上増加しているサンプルでは何らかの不具合が発生していると判断し、これを不良品と規定した。サンプル数は各１００ピースを評価した。
【００３５】
【表２】
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【００３６】
緩衝材として使用する場合、あまり硬すぎると緩衝効果が低下することが知られている。本試験結果より、弾性率５０００ＭＰａ以下であれば、緩衝効果が維持されることが判明した。
緩衝材として使用する場合、柔らかいものほど緩衝効果が高いと考えられるが、あまりにも柔らかすぎると材料自体の力学的強度が不足してしまうという問題が発生する。表２に記した緩衝材のうち、弾性率が５ＭＰａのものは被覆破れが発生している。従って、被覆破れを発生させないためには、１０ＭＰａ以上の弾性率が必要である。
前記不良率及び被覆破れの評価結果から、本発明において使用する緩衝材の弾性率は１０ＭＰａ〜５０００ＭＰａの範囲が望ましいことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態による多層プリント配線板の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図２】従来法による多層プリント配線板に生じる不良を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
２０…導電層、２１…絶縁基材、２２…多層配線板用基材、２３…層間接着層、２４…貫通穴、２５…小穴、２６…緩衝材、２７…導電物、２８…別の基材、２９…多層プリント配線板。
【図１】
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【図２】
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