(57)【要約】【課題】  実装部品を実装するための電極部が、樹脂基材から剥がれにくい多層基板及びその製造方法を提供すること。【解決手段】  絶縁性の樹脂基材１０と配線パターン２０からなる配線層２４とが交互に積層された積層体２６からなる多層基板１００であって、積層体２６における内層１０ｂの配線パターン２０の一部に実装部品３０の電極が接続される電極部２２が形成され、電極部２２は、積層体２６における表層１０ａの樹脂基材に設けられた開口部１２を介して露出するとともに、電極部２２が形成された配線パターン２０を直上及び直下の樹脂基材１０で挟み込むようにして互いに密着する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の樹脂基材と配線パターンからなる配線層とが交互に積層された積層体からなる多層基板であって、
前記積層体における内層の前記配線パターンの一部に実装部品の電極が接続される電極部が形成され、
前記電極部は、前記積層体における表層の前記樹脂基材に設けられた開口部を介して露出することを特徴とする多層基板。
【請求項２】
前記電極部の大きさは、前記開口部の大きさよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の多層基板。
【請求項３】
前記樹脂基材は、熱可塑性の樹脂フィルムからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の多層基板。
【請求項４】
前記配線パターンは前記樹脂基材の片面に形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の多層基板。
【請求項５】
絶縁性の樹脂基材と一部に電極部が形成された配線パターンからなる配線層とを交互に積層して積層体を形成する積層工程と、
前記積層体を積層方向に加熱圧着する加熱圧着工程と、
前記積層体における表層の所定の部位を除去して、前記積層体における内層の前記電極部を露出する露出工程と、を含むことを特徴とする多層基板の製造方法。
【請求項６】
前記露出工程において、
前記樹脂基材にレーザ光を照射して開口部を設け、前記開口部を介して前記電極部を露出することを特徴とする請求項６に記載の多層基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層基板、及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性の樹脂基材と配線パターンからなる配線層とが積層された積層体からなる多層基板が特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１で開示された多層基板１０３は、例えば、図６（ａ）に示すように、配線パターン２０ａ及び配線パターン２０ａの一部に形成された実装部品３０の電極３１が接続される電極部２２ａからなる配線層２４ａは、樹脂基材の表層１０ａに形成されている。
【特許文献１】特開平２００４−２５３５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、実装部品３０を実装する時、あるいは、リペア等で実装部品３０を取り外す時に、電極部２２ａに熱を与えすぎると、この熱によって樹脂基材１０が軟弱化する。すると、電極部２２ａと樹脂基材１０との密着強度が低下して、図６（ｂ）に示すように、電極部２２ａや配線パターン２０ａが樹脂基材の表層１０ａから剥がれることがある。電極部２２ａや配線パターン２０ａが樹脂基材から剥がれた多層基板は、使用することができない。
【０００５】
そこで、本発明は以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、実装部品の電極が接続される電極部が樹脂基材から剥がれにくい多層基板及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１〜４に記載の発明は、絶縁性の樹脂基材と配線パターンからなる配線層とが交互に積層しされた積層体からなる多層基板に関するものである。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、絶縁性の樹脂基材と配線パターンからなる配線層とが交互に積層された積層体からなる多層基板であって、積層体における内層の配線パターンの一部に実装部品の電極が接続される電極部が形成され、この電極部は、積層体における表層の樹脂基材に設けられた開口部を介して露出することを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、配線パターンや実装部品の電極が接続される電極部が、一般的な多層基板のように基板の表層ではなく、多層基板の内層に形成されている。また、電極部は、樹脂基材に設けられた開口部を介して露出している。これにより、電極部の直上及び直下の樹脂基材層が、一部に電極部が形成された配線パターンを挟み込むようにして互いに密着するので、電極部が剥がれにくい多層基板を得ることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、電極部の大きさは、前記開口部の大きさよりも大きいことを特徴とする。請求項２に記載の発明によれば、電極部のうちその一部分が、開口部を介して露出する。また、電極部が形成された配線パターンは露出しない。したがって、電極部の直上及び直下の樹脂基材層が、電極部のうち露出しない部分及び配線パターンを挟み込むようにして互いに密着する。これにより、その直上及び直下の樹脂基材層に挟み込まれることになり、電極部の剥がれ強度が増加する。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、樹脂基材は、熱可塑性の樹脂フィルムで形成されることを特徴とする。これにより、多層基板の多層化、及び軽薄化を図ることができる。さらに、多層化により、多層基板の剛性も向上する。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、配線パターンは、樹脂基材の片面に形成されていることを特徴とする。多層基板の配線パターンは各層で異なり、樹脂基材と配線層とを交互に積層する前に、予め配線パターンを形成しておく必要がある。そこで、請求項４に記載された発明によれば、配線パターンは、樹脂基材の片面にのみ形成するので、樹脂基材の両面に配線パターンを形成した多層基板と比較して、配線パターンの形成作業が簡素化される。
【００１２】
次に、請求項５、及び、請求項６に記載の発明は、多層基板の製造方法に関するものである。
【００１３】
請求項５に係る多層基板の製造方法は、絶縁性の樹脂基材と一部に電極部が形成された配線パターンからなる配線層とを交互に積層して積層体を形成する積層工程と、積層体を積層方向に加熱圧着する加熱圧着工程と、積層体における表層の所定の部位を除去して、積層体における内層の電極部を露出する露出工程と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、積層体に対する一度の加熱圧着により、一括して多くの多層基板を形成することができる。
【００１５】
請求項６に係る多層基板の製造方法は、露出工程において、樹脂基材にレーザ光を照射して開口部を設け、開口部を介して電極部を露出することを特徴とする。
【００１６】
この製造方法を採用することにより、多層基板上の正確な位置に、必要な大きさの開口部を設けることができる。したがって、この開口部を介して電極部を露出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について、図１、図４及び図５を用いて説明する。図１（ａ）は、本実施形態における多層基板１００の断面構造を示す概略断面図であり、図１（ｂ）及び（ｃ）は、多層基板１００の上方からの透視図である。また、図４及び図５は、本実施形態における多層基板１００の製造方法における製造工程の概略を示す図である。
【００１９】
本実施形態における多層基板１００は、図１（ａ）に示すように、絶縁性の樹脂基材１０（１０ａ〜１０ｄ）と配線パターン２０（２０ｂ〜２０ｄ）からなる配線層２４（２４ｂ〜２４ｄ）とが交互に積層された積層体２６からなるものである。
【００２０】
絶縁性の樹脂基材１０の構成材料、及び厚さは特に限定されないが、本実施形態における多層基板１００は、絶縁性の樹脂基材１０として、液晶ポリマー（ＬＣＰ）からなる厚さが約５０マイクロメートルの熱可塑性の樹脂フィルムを用いている。また、絶縁性の樹脂基材１０には、ビアホール１４が形成されている。なお、樹脂基材１０と配線層２４とを交互に積層することで、多層基板１００の剛性が向上する。したがって、図１上で、ビアホール１４を左右にずらして形成する必要はなく、例えば、樹脂基材第２層１０ｂに形成されたビアホールと樹脂基材第３層１０ｃに形成されたビアホールとが同じ位置であっても、多層基板１００の信頼性が低下することはない。
【００２１】
ビアホール１４内には層間接続材料１６が充填されており、配線パターン２０を電気的に接続する。層間接続材料１６としては、例えば、銅、銀、錫等の金属粒子に有機溶剤を加え、これを混練してペースト化した導電性のペーストを用いている。
【００２２】
配線パターン２０は導体箔であり、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、すず等から１種類が選択される低抵抗金属、又は２種類以上が選択されて配合される低抵抗金属合金を用いることができ、その厚さは約５〜１０数マイクロメートルである。本実施形態における多層基板１００は、配線パターン２０として、厚さが約１０マイクロメートルの銅箔を用いている。なお、配線パターン２０は、絶縁性の樹脂基材１０の各層間に配置される配線層２４を構成している。
【００２３】
ここで、本実施形態における多層基板１００は、図１（ａ）に示すように、内層の配線パターン２０ｂ（表層１０ａと第２層１０ｂとの間）の一部に実装部品の電極が接続される電極部２２ｂが形成されている。また、電極部２２ｂの直上の表層１０ａの樹脂基材には、電極部２２ｂを底部とする開口部１２が設けられており、電極部２２ｂは開口部１２を介して露出している。このように電極部２２ｂは開口部１２を介して露出しているので、実装部品を表層１０ａの側から電極部２２ｂに実装することができる。
【００２４】
また、図１（ｂ）に示すように、電極部２２ｂの大きさは、開口部１２の大きさよりも大きくなるように形成されている。つまり、電極部２２ｂのうちその一部分のみが開口部１２を介して露出されており、図１（ｂ）中に破線で示した、電極部２２ｂの端部や配線パターン２０ｂの端部（樹脂基材との境界部分）は開口部１２を介して露出していない。なお、図１（ｃ）に示すように、配線パターン２０ｂの一部が露出するように開口部１２を設けて、電極部２２ｂとすることもできる。この場合も、配線パターン２０ｂの端部（樹脂基材との境界部分）は開口部１２を介して露出していない。
【００２５】
ところで、本実施形態における多層基板１００は、後述する製造方法により、積層体２６に対して、積層体２６の積層方向に加熱圧着を施すことで形成されている。この加熱圧着工程を経ることによって、表層１０ａ及び第２層１０ｂが、電極部２２ｂ及び配線パターン２０ｂを挟み込むようにして互いに密着する。すると、表層１０ａと第２層１０ｂとに挟み込まれた電極部２２ｂ及び配線パターン２０ｂの剥がれ強度は、図６（ａ）に示す電極部２２ａの剥がれ強度よりも増加し、電極部２２ｂは電極部２２ａよりも剥がれにくくなる。
【００２６】
したがって、電極部２２ｂに実装部品を実装する時、あるいは、リペア等で実装部品を取り外す時に、電極部２２ｂに熱を与えすぎたとしても、電極部２２ｂが樹脂基材から剥がれにくい多層基板１００を得ることができる。
【００２７】
本実施形態における多層基板１００は、図１に示すように、４層の樹脂基板１０（１０ａ〜１０ｄ）と３層の配線パターン２０（２０ｂ〜２０ｄ）からなる配線層２４（２４ｂ〜２４ｄ）とが交互に積層された例を示しているが、この例に限らず、層数が限定されないのは言うまでもない。
【００２８】
例えば、樹脂基材１０を５０層以上積層した多層基板とすることも可能である。なお、樹脂基材１０として液晶ポリマーフィルムを用いることで、これを５０層積層しても、その厚さが約２〜３ミリメートル以下に抑えられた多層基板１００を得ることができる。この厚さは、従来のＦＲ−４を基材として、これを数層積層した一般的なプリント基板とほぼ同じである。したがって、樹脂基材１０に液晶ポリマーフィルムを用いることで、軽さと薄さとを備えた多層基板１００を得ることができる。さらに、樹脂基材１０に液晶ポリマーフィルムを用いることで、比誘電率が低く、高周波特性に優れた多層基板１００を得ることができる。
【００２９】
さらに、このような多層構造とすることで、多層基板１００の剛性が向上するので、温湿度等の周辺環境の変化に起因する多層基板１００の反りや歪みの発生を抑えることができる。多層基板１００の反りや歪みの発生が抑えられることで、配線パターンやその一部に形成された電極部の剥がれ防止につながる。
【００３０】
次に、多層基板１００の製造方法について、図４（ａ）〜（ｅ）及び図５（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。図４は、絶縁性の樹脂基板１０に配線パターン２０からなる配線層２４を形成する工程を示した図であり、（ａ）は樹脂基材１０に導体箔２１を貼り付ける工程、（ｂ）は保護フィルム１８の貼り付け及び導体箔２１へのエッチング処理工程、（ｃ）はレーザによるビアホール１４を形成する工程、（ｄ）はビアホール１４に層間接続材料１６を充填する工程、（ｅ）は保護フィルム１８を除去する工程、を示す。
【００３１】
また、図５は、図４で示した各工程を経て得られた、配線層２４が形成された樹脂基板１０を積層して、多層基板を形成する工程を示した図であり、（ａ）は積層工程、（ｂ）は加熱圧着及び冷却工程、（ｃ）は表層１０ａに開口部１２を形成する工程、を示す。
【００３２】
まず、絶縁性の樹脂基板１０に配線パターン２０からなる配線層２４を形成する工程について説明する。
【００３３】
熱可塑性の絶縁性樹脂基材１０の片面に導体箔２１を、熱プレス等により貼り付ける（図４（ａ））。なお、樹脂基材１０として、例えば、液晶ポリマーフィルムを用いることができる。また、導体箔２１として、例えば、銅箔を用いることができる。
【００３４】
次に、樹脂基材１０の導体箔２１を貼り付けた面とは異なる面に、樹脂基材１０を保護するための保護フィルム１８を貼り付ける。そして、導体箔２１に対してエッチング処理を施すことにより、所望の配線パターン２０を形成する（図４（ｂ））。なお、必要に応じて、配線層２４ごとに異なる配線パターン２０とすることができる。なお、配線パターン２０は、導体箔に対するエッチング処理に限らず、パターン印刷法やインクジェット法により形成することもできる。
【００３５】
配線パターン２０の形成後、例えば、レーザ加工により樹脂基材１０の所定位置にビアホール１４を形成する（図４（ｃ））。なお、ビアホール１４はドリル加工等による機械的な方法で形成することもできる。そして、ビアホール１４内に層間接続用の導電性ペースト１６を充填し（図４（ｄ））、保護フィルム１８を剥離する（図４（ｅ））。
【００３６】
続いて、図５（ａ）に示す積層工程が実施される。積層工程では、配線層２４が形成されない樹脂基材（表層）１０ａ、及び、配線層２４が形成された樹脂基材（内層）、例えば、第２層１０ｂ〜第４層１０ｄの３層を積層して積層体２６を形成する。
【００３７】
このようにして形成された積層体２６は、続いて加熱圧着工程及び冷却工程が施される。すなわち、積層体２６をヒータが埋設された熱プレス機（図示せず）に配設して、積層体２６の積層方向に加熱圧着（例えば、２５０〜４００度、１〜１０ＭＰａ、数十秒間）を行う。この加熱圧着工程により、絶縁性の樹脂基材１０ａ〜１０ｄは軟化して、配線層２４（配線パターン２０）を挟み込むようにして互いに密着する。また、ビアホール１４内に重点した層間接続材料１６は、加熱圧着工程により焼結して、各層の配線パターン２０を接続する接続部材となる。そして、加熱圧着後の冷却を経て、図５（ｂ）に示すような各層が一体化した多層基板１００が形成される。
【００３８】
続いて、図示しないレーザー源よりレーザー光を表層１０ａに照射して、電極部２２を底面とする開口部１２を表層１０ａに設ける（図５（ｃ））。これにより、内層に形成された電極部２２が開口部１２を介して露出し、内層に形成された電極部２２に実装部品の実装を行うことができるようになる。そして、本実施形態における多層基板１００を得ることができる。
【００３９】
（その他の実施形態）
次に、本発明のその他の実施形態について、図２、及び図３を用いて説明する。なお、第１の実施形態と共通する部分の説明は省略する。
【００４０】
図２は本実施形態における多層基板１０１の断面構造を示す概略断面図である。図２（ａ）は、樹脂基材１０ａと１０ｂとの間に複数の電極部２２ｂを備えた多層基板１０１の一例である。また、図２（ｂ）は、実装部品３０としてＢＧＡパッケージを多層基板１０１に実装した例である。ＢＧＡパッケージの底面に形成されている電極３１は何れもはんだ２８により、電極部２２ｂにはんだ付けされている。
【００４１】
図３は、本実施形態における多層基板１０２の断面構造を示す概略断面図である。図３（ａ）は、樹脂基材の表層１０ａ形成された電極部２２ａと、樹脂基材１０ａと１０ｂとの間に形成された電極部２２ｂと、を併せて備えた多層基板１０２の一例である。また、図３（ｂ）は、実装部品３０としてＢＧＡパッケージを多層基板１０２に実装した例である。ＢＧＡパッケージの底面に形成されている電極３１及び３２の大きさに違いがある場合に有用であることを示している。電極３１及び３２は何れもはんだ２８により、電極部２２ａ及び２２ｂにはんだ付けされている。
【００４２】
以上、本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、数々の変形実施が可能である。
【００４３】
例えば、絶縁性の樹脂基材１０の構成材料として、熱可塑性樹脂である液晶ポリマー（ＬＣＰ）を用いる例を示した。しかしながら、それ以外にも、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）６５〜３５％とポリエーテルイミド（ＰＥＩ）３５〜６５％とからなる熱可塑性樹脂を用いてもよく、また、ＰＥＥＫ及びＰＥＩを単独で用いてもよい。
【００４４】
さらに、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、シンジオタクチック構造を有するスチレン系樹脂等を単独で用いてもよく、あるいは、ＰＥＥＫ、ＰＥＩを含めそれぞれの内、いずれかを混合して用いてもよい。
【００４５】
つまりは、図５（ｂ）に示した加熱圧着工程において、樹脂基材同士が配線パターンを挟み込んで互いに密着することが可能であり、さらに、実装部品を実装する時に、はんだ付け等で必要な耐熱性を有する樹脂であれば好適に用いることができる。
【００４６】
また、本発明の多層基板は、ＢＧＡパッケージだけでなく、ＱＦＰ、ＳＯＰ等のパッケージ部品の実装にも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施形態における、多層基板１００の概略断面図である。
【図２】本発明のその他の実施形態における多層基板１０１の概略断面図である。
【図３】本発明のその他の実施形態における多層基板１０２の概略断面図である。
【図４】本発明の多層基板１００の製造方法における製造工程の概略を示す図である。
【図５】本発明の多層基板１００の製造方法における製造工程の概略を示す図である。
【図６】従来の多層基板１０３の概略断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０・・・絶縁性樹脂基材、１０ａ・・・表層、１０ｂ・・・第２層、１０ｃ・・・第３層、１０ｄ・・・第４層、１２・・・開口部、１４・・・ビアホール、１６・・・層間接続材料（導電性ペースト）、１８・・・保護フィルム、２０・・・配線パターン、２１・・・金属箔（銅箔）、２２・・・電極部、２４・・・配線層、２６・・・積層体、２８・・・はんだ、３０・・・実装部品（ＢＧＡパッケージ）３１，３２・・・実装部品の電極、１００，１０１，１０２，１０３・・・多層基板、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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