(57)【要約】【課題】高熱伝導性を有する絶縁材料でビルドアップ層を形成した印刷配線板に関して、高熱伝導性フィラーを含有したビルドアップ層におけるスルーホールの形成が容易であり、かつ積層時に積層ボイドが発生しない印刷配線板およびその製造方法を提供する。【解決手段】絶縁体１に導体回路２を形成したコア層１０と、このコア層１０の少なくとも一方の面に熱伝導率が３Ｗ／ｍＫ以上の絶縁材料で形成したビルドアップ層３０と、このビルドアップ層３０および前記コア層１０を貫通するスルーホール５とを含むことを特徴とする印刷配線板【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体に導体回路を形成したコア層と、このコア層の少なくとも一方の面に熱伝導率が３Ｗ／ｍＫ以上の絶縁材料で形成したビルドアップ層と、このビルドアップ層および前記コア層を貫通するスルーホールとを含むことを特徴とする印刷配線板
【請求項２】
前記ビルドアップ層およびコア層を貫通するスルーホールは、コア層のスルーホールとビルドアップ層のビアホールが連結している請求項１に記載の印刷配線板。
【請求項３】
前記ビルドアップ層の絶縁材料がアルミナフィラーを含有する請求項１または２に記載の印刷配線板。
【請求項４】
前記ビルドアップ層の絶縁材料の最低溶融粘度が７７Ｐａ・ｓ以上である請求項１〜３のいずれかに記載の印刷配線板。
【請求項５】
前記ビルドアップ層は前記コア層より熱伝導性が高い請求項１〜４のいずれかに記載の印刷配線板。
【請求項６】
絶縁体に導体回路を形成し、コア層を形成する工程と、
前記コア層の表裏面を貫通するスルーホールを形成する工程と、
前記コア層の表面に、熱伝導率が３Ｗ／ｍＫ以上の絶縁材料でビルドアップ層を形成する工程と、
前記コア層のスルーホールの直上のビルドアップ層に、レーザで前記スルーホールの延長部分となるビアホール下穴を形成する工程と、
前記ビアホール下穴をめっき処理して、印刷配線板の外層の表面から裏面へ、前記スルーホールと直接接続して貫通するスルーホールを形成する工程とを含むことを特徴とする印刷配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気特性、機械特性および加工性の違う複数種の材料を用いるハイブリッド構造を有する印刷配線板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高機能化・高性能化に伴い、これに用いられる印刷配線板の高密度実装化、薄形化が求められている。そこで、高耐熱・低熱膨張基材と、高熱伝導基材の組み合わせによる半導体実装に適合した高性能ビルドアップ基板の開発・実用化が進んでいる。
このような印刷配線板としては、電気特性、機械特性および加工性の違う複数種の材料を用いるハイブリッド構造基板がよく、ハイブリッド構造基板としては以下に示すようなものが挙げられる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、２層以上のプリント配線板に関し、内層のシールド板のスルホールランドを最外層のビアホール形成の接続用パッドに用い、テーパ角を設ける薄物多層プリント配線板の製造方法が記載されている。このプリント配線板の製造方法によれば、ビアホールにおける導通不良が起きなく、薄形化が図れるとしている。
【０００４】
また、特許文献２には、コア基板および下層層間樹脂絶縁層を貫通するようにスルーホールを形成し、このスルーホールの直上にバイアホール（ビアホール）を形成した多層プリント配線板が記載されている。この多層プリント配線板では、スルーホールとバイアホールとは直線状になって配線長さが短縮しているため、信号の伝送速度を高めることができると共に、スルーホールと、半田バンプ（導電性接続ピン）へ接続されるバイアホールとを直接接続しているので、接続信頼性に優れるとしている。
このとき、特許文献２に示すプリント配線板では、高熱伝導の特性をもたらすアルミナフィラーを含有した基板材料（樹脂フィルム）を貼り付けたコア材に対してドリルにより加工を行い、コア材を貫通するスルーホールの下穴加工をする。
【０００５】
しかしながら、アルミナフィラーが非常に硬いため、一般ドリルによる下孔加工はドリルが急激に摩耗するため、一般ドリルでの量産加工は不可能であった。
そこで、このようなスルーホールの下孔加工に用いるドリルは、超硬刃ドリルまたはダイヤモンドコーティングドリルが用いられるが、超硬刃ドリルでも１００ｈｉｔｓ程度で摩耗し、下孔加工ができなくなる。また、ダイヤモンドコーティングドリルは高価であり、かつ加工径の精度が低く、部品実装スルーホール形成の加工が難しいという問題があった。
【０００６】
また、ドリル加工では、摩耗した刃の影響で内層の導体がだれてスルーホール下孔内壁に付着してしまう場合がある。図５（ａ）に示す写真は、最外層に熱伝導性向上フィラーとしてアルミナを大量充填した樹脂層９を有する印刷配線板１０１に対して、φ１．３ｍｍのドリル径を有する超硬刃ドリル（図示せず）を用いて、８００ｈｉｔｓして、印刷配線板１０１を貫通するスルーホール下孔９１を開けた状態を示すものである。なお、超硬刃ドリルはＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等のコーティングドリルではない。
このとき、図５（ａ）の部分拡大図に示すように、印刷配線板１０１の内層導体９２がだれてしまい、スルーホール下孔９１の内壁に付着していることがわかる。このため、層間がショートしてしまう問題があった。
【０００７】
さらに、印刷配線板の最外層（ビルドアップ層）に用いる樹脂は、積層時に樹脂の樹脂フロー不足で積層ボイド（空隙）が発生し、導体の埋め込み不良が起こってしまうという問題もあった。
図６（ａ）は従来の印刷配線板１０２の層構成を示す全体写真であり、図６（ｂ）および（ｃ）は、その最外絶縁層９３の導体周囲に発生した積層ボイドを示す拡大写真である。図６（ｂ）および（ｃ）は、図に円で示すように、最外絶縁層９３の導体９４の周囲に樹脂が埋め込めず、積層ボイド（樹脂ボイド）９５が発生している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２５１７４６号公報
【特許文献２】特開２００１−１２７４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、高熱伝導性を有する絶縁材料でビルドアップ層を形成した印刷配線板に関して、ビルドアップ層におけるスルーホールの形成が容易であり、かつ積層時に積層ボイドが発生しない印刷配線板およびその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するべく完成されたものであって、以下の構成からなる。
（１）絶縁体に導体回路を形成したコア層と、このコア層の少なくとも一方の面に熱伝導率が３Ｗ／ｍＫ以上の絶縁材料で形成したビルドアップ層と、このビルドアップ層および前記コア層を貫通するスルーホールとを含むことを特徴とする印刷配線板
（２）前記ビルドアップ層およびコア層を貫通するスルーホールは、コア層のスルーホールとビルドアップ層のビアホールが連結している（１）に記載の印刷配線板。
（３）前記ビルドアップ層の絶縁材料がアルミナフィラーを含有する（１）または（２）に記載の印刷配線板。
（４）前記ビルドアップ層の絶縁材料の最低溶融粘度が７７Ｐａ・ｓ以上である（１）〜（３）のいずれかに記載の印刷配線板。
（５）前記ビルドアップ層は前記コア層より熱伝導性が高い（１）〜（４）のいずれかに記載の印刷配線板。
（６）絶縁体に導体回路を形成し、コア層を形成する工程と、前記コア層の表裏面を貫通するスルーホールを形成する工程と、前記コア層の表面に、熱伝導率が３Ｗ／ｍＫ以上の絶縁材料でビルドアップ層を形成する工程と、前記コア層のスルーホールの直上のビルドアップ層に、レーザで前記スルーホールの延長部分となるビアホール下穴を形成する工程と、前記ビアホール下穴をめっき処理して、印刷配線板の外層の表面から裏面へ、前記スルーホールと直接接続して貫通するスルーホールを形成する工程とを含むことを特徴とする印刷配線板の製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ビルドアップ層を形成する高熱伝導性を有する絶縁材料は、最低溶融粘度が高いため、積層プレス時に流動しないので、コア層のスルーホールを塞ぐことがない。
さらに、ビルドアップ層は、高熱伝導性を有する絶縁材料で形成されているが、レーザ加工による加工性は一般的な材料と遜色ないため、スルーホールを容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る印刷配線板の一実施形態を示す説明図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、本発明に係る印刷配線板の製造方法の一実施形態を示す工程説明図である。
【図３】（ｆ）〜（ｉ）は、本発明に係る印刷配線板の製造方法の一実施形態を示す工程説明図である。
【図４】図３（ｇ）の部分拡大上面図である。
【図５】（ａ）はアルミナフィラーを大量充填した樹脂層をドリル加工してスルーホールを設けた状態を示す断面の研磨面に焦点を合わせた写真と、そのドリル加工面に焦点を合わせた部分写真であり、（ｂ）は（ａ）をデスミア加工後の状態を示す断面の研磨面に焦点を合わせた写真と、そのドリル加工面に焦点を合わせた部分写真である。
【図６】（ａ）は従来の印刷配線板の層構成を示す全体写真であり、（ｂ）および（ｃ）は、（ａ）の最外絶縁層の導体周囲に発生した積層ボイドを示す拡大写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
印刷配線板１００は、図１に示すように、絶縁体１上に導体回路２を形成したコア層１０と、このコア層１０の少なくとも一方の面に高熱伝導性を有する絶縁材料で形成したビルドアップ層３０と、コア層１０およびビルドアップ層３０を貫通するスルーホール５とを含む。
また、スルーホール５は、後述するコア層のスルーホール６とビルドアップ層のビアホール７とが連結したものであり、内部に樹脂は充填されず、印刷配線板１００の表裏面を貫通する。
【００１４】
絶縁体１は、絶縁性を有する素材で形成されていれば特に限定されない。このような絶縁性を有する素材としては、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂などの有機樹脂などが挙げられる。これらの有機樹脂は２種以上を混合して用いてもよい。絶縁体１として有機樹脂を使用する場合、有機樹脂に補強材を配合して使用するのが好ましい。補強材としては、例えば、ガラス繊維、ガラス不織布、アラミド不織布、アラミド繊維、ポリエステル繊維などが挙げられる。これらの補強材は２種以上を併用してもよい。絶縁体１は、好ましくはガラス繊維などのガラス材入り有機樹脂から形成される。さらに、絶縁体１には、シリカ、硫酸バリウム、タルク、クレー、ガラス、炭酸カルシウム、酸化チタンなどの無機充填材が含まれていてもよい。
【００１５】
絶縁体１の少なくとも片面には、導体回路２が形成される。導体回路２は、他の部品や基材と電気的に接続する導電回路であれば特に制限はなく、例えば、導電性樹脂や金属めっき等が挙げられるが、エッチング等の加工のしやすさから銅めっきであるのが特に好ましい。この銅めっきは、化学銅めっき（無電解銅めっき）でもよいが、電解銅めっきであるのがよい。
【００１６】
導体回路２は、ドリル加工またはレーザ加工によって絶縁体１に孔部２ａを形成し、この孔部２ａにめっき処理にて導体を設けて形成される。めっき処理後、孔内を必要に応じて、樹脂で充填する。
【００１７】
本実施形態において、コア層１０は多層構造であってもよく、複数の絶縁層１１を積層した積層板２０としてもよい。絶縁層１１はコア層１０と同様に、絶縁性布材４´を有する絶縁体１´と、導体回路２と電気的に接続されるビア３とを備える。このコア層１０と絶縁層１１とは同じ部材で形成されていてもよい。ビア３は、穴部３ａに導体材料を充填して形成されているが、穴部３ａの内壁面に導体層を設けたものであってもよい。
また、印刷配線板全体としての加工性の観点から、コア層１０はビルドアップ層３０より熱伝導性が低いものであるのがよく、具体的には、０．３〜０．７Ｗ／ｍＫであるのがよい。さらに、コア層１０はガラス転移温度（Ｔｇ＞１７５℃）、低熱膨張６ｐｐｍ（ｘ，ｙ）／Ｋ以下であってもよい。
【００１８】
コア層１０を含む積層板２０には、コア層１０とその上に積層された絶縁層１１とを貫通するコア層のスルーホール６が設けられる。このコア層のスルーホール６は、後述するスルーホール５の一部であり、その内壁面には、例えば、銅めっきなどの金属めっきからなる導体層６０が形成される。
【００１９】
積層板２０の少なくとも片面には、ビルドアップ層３０が設けられる。このビルドアップ層３０は、高熱伝導性を有する絶縁樹脂で形成され、下層の積層板２０の導体回路２と電気的に接続されるビア３´と、コア層１０のスルーホール６と連結するビアホール７とを有する。
また、ビルドアップ層３０の外層には、ソルダーレジスト８が設けられる。このソルダーレジスト８は、スルーホール５およびその開口部周縁の導体層７０の周囲に設けられる。
【００２０】
ビルドアップ層３０を形成する絶縁樹脂が高熱伝導性を有するには高熱伝導性フィラーを含有させればよい。この高熱伝導性フィラーは、例えば、アルミナフィラー、窒化珪素フィラー、サファイアフィラーなどの無機フィラーがよく、絶縁樹脂に対する高熱伝導性フィラー含有率は、例えば、５０ｖｏｌ％以上がよい。この高熱伝導性フィラーは、１種類または複数種の組み合わせであってもよい。
【００２１】
ビルドアップ層３０の絶縁樹脂は、最低溶融粘度が７７ｐａ・ｓ以上であるのがよい。そのため、ビルドアップ層３０は積層板２０への公知のプレス処理（加熱・加圧）による積層時の熱や圧力で流動しにくく、コア層のスルーホール６に連結するビアホール７を形成する際、積層時の熱でビルドアップ層３０を形成する絶縁樹脂が溶融しても、下層のコア層１０または絶縁層１１に形成済みのコア層のスルーホール６内に、ビルドアップ層３０の樹脂が流れ込むことが無い。
【００２２】
積層板２０にビルドアップ層３０が積層された印刷配線板１００には、印刷配線板１００の表裏面を貫通するスルーホール５が設けられる。このスルーホール５は、コア層のスルーホール６とビルドアップ層３０のビアホール７とが連結されてなる。スルーホール５の内壁面には、例えば、銅めっきなどの金属めっきからなる導体が形成され、印刷配線板１００の表裏面にある図示しない配線パターンに接続される。
【００２３】
次に、本発明に係る印刷配線板の一実施形態の製造方法を説明する。本発明に係る印刷配線板の製造方法は、下記の工程（Ｉ）〜（ＶＩＩＩ）を含む。
（Ｉ）絶縁性布材を含む絶縁体を用意し、この絶縁体に導体回路を設けてコア層を形成する工程。
（ＩＩ）コア層の表面に、絶縁層を積層して積層板を形成し、絶縁層にビアを設ける工程。
（ＩＩＩ）積層板を貫通するスルーホール下孔をドリル加工またはレーザ加工により形成する工程。
（ＩＶ）スルーホール下孔の開口周縁部および内壁面に、導体材料にて導体層を形成（めっき処理）した後、エッチングレジストを形成し露光および現像し、導体層の回路部以外の部分をエッチングして、積層板にスルーホールを形成する工程
（Ｖ）積層板の表面に、高熱伝導性を有する絶縁材料でビルドアップ層を形成する工程。
（ＶＩ）積層板のスルーホールの直上のビルドアップ層に、導体回路形成用孔部および前記スルーホールと連結した延長部分となるビアホール下穴をレーザ加工で形成し、デスミア処理を行う工程。
（ＶＩＩ）ビアホール下穴の開口周縁部および内壁面に、導体材料にて導体層を形成（めっき処理）した後、エッチングレジストを形成し露光および現像し、導体層の回路部以外の部分をエッチングして、前記積層板のスルーホールとビルドアップ層のビアホールとが連結したスルーホールを形成する工程。
（ＶＩＩＩ）ビルドアップ層の表面にソルダーレジストを形成する工程。
【００２４】
本発明に係る印刷配線板の製造方法を、図２および３に基づいて説明する。なお、上述した部材についての説明は省略する。
【００２５】
図２（ａ）は、銅箔などの導電性金属箔１ａを形成済みの前述した絶縁性布材４を含む絶縁体１を示している。
この絶縁体１をドリル加工により貫通させ、導体回路形成用の孔部２ａを形成する（図２（ｂ））。
さらに、孔部２ａに銅めっきなどの導体材料を形成した後、絶縁体１の表面に、公知の方法でドライフィルム（図示せず）を貼付して露光および現像し、エッチング後、導体回路２を形成した場所以外のドライフィルムを剥離すると、図２（ｃ）に示すような導体回路２を有するコア層１０となる。
【００２６】
次に、コア層１０の少なくとも片面に、絶縁性布材４´を含む絶縁体１´からなる絶縁層１１を積層して積層板２０を形成した後、レーザ加工により、コア層１０の導体回路２と電気的に接続するビア３形成用の穴部３ａと、レーザ加工またはドリル加工により、積層板２０の表裏面を貫通するコア層のスルーホール６形成用のスルーホール下孔６ａを形成する。
【００２７】
次に、穴部３ａ、スルーホール下孔６ａのそれぞれの孔（穴）内および積層板２０の両面に導体材料にて、導体層を形成する（めっき処理）。この導体材料としては、導体回路２を形成したものと同じものであるのがよく、例えば、銅めっきがよく、銅めっきは化学銅めっき（無電解銅めっき）でもよく、電解銅めっきでもよい。なお、ビア３の形成方法は導体回路２と同じため省略する。
穴部３ａおよびスルーホール下孔６ａをめっき処理した後、積層板２０の表面の穴部３ａおよびスルーホール下孔６の形成位置に、公知の方法でドライフィルムを貼付し、露光および現像し、エッチング後に導体回路を形成した場所のドライフィルムを剥離すると、図２（ｅ）に示すように、内壁面に導体層６０を形成し積層板２０の表裏面を貫通したコア層のスルーホール６と、導体材料を形成した導体回路２と電気的に接続したビア３とを得ることができる。
なお、絶縁層１１は、任意の数を積層し形成することができ、絶縁層１１を形成するたびにビア３も形成する。
【００２８】
次に、図３（ｆ）に示すように、積層板２０の少なくとも片面にビルドアップ層３０を形成する。このビルドアップ層３０は、絶縁材料の樹脂に高熱伝導性フィラー（例えば、アルミナフィラー）を含有し、熱伝導率が３Ｗ／ｍＫ以上、より好ましくは５Ｗ／ｍＫ以上の高熱伝導性を有するものからなる。このビルドアップ層３０を形成する絶縁材料として、例えば、絶縁性接着樹脂と銅箔を一体化した樹脂つき銅箔であるCD-7200TY（利昌工業株式会社製）などを使用してもよい。
【００２９】
次に、図３（ｇ）に示すように、ビルドアップ層３０において、積層板２０のコア層のスルーホール６の直上に、コア層のスルーホール６の延長部分となるビアホール７のビアホール下穴７ａと、ビア３と接続するための穴部３ａ´をそれぞれレーザ加工により形成する。
【００３０】
ビアホール下穴７ａを形成するレーザ加工は、図４に示すように行われる。すなわち、レーザＬを、コア層のスルーホール６の内周面に沿って照射し（レーザの軌跡をＬで示す）、コア層のスルーホール６の径よりビアホール下穴７ａの径が大きくなるように開口させて、ビアホール下穴７ａはコア層のスルーホール６の上端および下端の開口部と連結する。
このレーザ加工で用いられるレーザ光としては、ＣＯ2レーザ、ＵＶ−ＹＡＧレーザなどが挙げられる。
なお、レーザ加工により、ビアホール下穴７ａは開口部や孔壁等に、開口時の絶縁材１、１’の残渣（図示せず）が残ることがある。その場合は、デスミア処理により残渣を除去する。
【００３１】
次に、ビアホール下穴７ａの開口周縁部および内壁面に、導体材料にて導体層７０を形成（めっき処理）した後、エッチングレジストを形成し露光および現像し、導体層７０の回路部以外の部分をエッチングして、図３（ｈ）に示すように、積層板２０のコア層のスルーホール６とビルドアップ層３０のビアホール７とが連結したスルーホール５を形成する。このスルーホール５は積層板２０およびビルドアップ層３０の両方を貫通する。
このとき、積層板２０のコア層のスルーホール６の導体層６０は、２回目のめっき処理となるため、ビアホール７の内壁面の導体層７０よりもめっき厚が厚くなる。
また、穴部３ａ´は、前述したビア３と同様の方法で、ビア３´を形成する。
【００３２】
最後に、ビルドアップ層３０の表面に、絶縁樹脂層としてソルダーレジスト８を形成すると、図３（ｉ）に示す印刷配線板１００が完成する。
以上、積層板２０の構造をビルドアップ多層配線板で説明しているが、通常の多層印刷配線板だけでなく、多重多層印刷配線板、貼り合わせ多層印刷配線板等で適用できることは言うまでもない。
【００３３】
以上のように、レーザ加工によって、高熱伝導性を有する絶縁材料で形成した上層（ビルドアップ層）にビアホールを容易に形成することができるので、このビアホールと下層（コア層）に設けたスルーホールとを連結して、印刷配線板の表裏面を貫通するスルーホールを形成することができる。
また、上層（ビルドアップ層）を形成する高熱伝導性を有する樹脂は、最低溶融粘度が７７Ｐａ・ｓ以上と高いので、樹脂が積層プレス時に流動せず、下層（コア層）のスルーホールを塞ぐことがない。
【符号の説明】
【００３４】
１，１´    絶縁体
１ａ        導電性金属箔
２          導体回路
３，３´    ビア
３ａ，３ａ´  穴部
２ａ        孔部
４，４´    絶縁性布材
５          スルーホール
６          コア層のスルーホール
６ａ        スルーホール下孔
７          ビアホール
７ａ        ビアホール下穴
８          ソルダーレジスト
９          樹脂層
１０        コア層
１１        絶縁層
２０        積層板
３０        ビルドアップ層
６０，７０  導体層
９１        スルーホール下孔
９２        内層導体
９３        最外絶縁層
９４        導体
９５        積層ボイド
１００．１０１，１０２  印刷配線板
Ｌ          レーザ
【図１】
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【図２】
2017084913.tif 000004
【図３】
2017084913.tif 000005
【図４】
2017084913.tif 000006
【図５】
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【図６】
2017084913.tif 000008