(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化済みの絶縁層と，前記絶縁層を貫通するとともにその外側で切断され，両端が前記絶縁層から突出した導電性のピンと，前記絶縁層の両面をコーティングする未硬化の接着樹脂層とを有するコア板と，
前記コア板の両面にそれぞれ配置されるとともに，少なくとも前記コア板側の面に導体パターンを有する２枚の配線板とを有し，
前記２枚の配線板で前記コア板を挟んでプレスすることにより，前記２枚の配線板の導体パターン同士が前記コア板を挟んで対向し，前記コア板の前記ピンを通して前記２枚の配線板の導体パターン間の導通がとられていることを特徴とする層間接続構造。
【請求項２】
硬化済みの絶縁層の第１面に導電性のピンを打ち込み，前記絶縁層の第２面から前記ピンの先端を突出させ，前記ピンをその両端が前記絶縁層から突出した状態となるように前記絶縁層の第１面の外側で切断し，前記絶縁層の両面を未硬化の絶縁樹脂でコーティングすることでコア板を作製するステップと，
少なくとも一方の面に導体パターンを有する２枚の配線板を，その導体パターンを有する面が前記コア板側となるように前記コア板の両面にそれぞれ配置し，これらをプレスすることにより，前記２枚の配線板の導体パターン同士が前記コア板を挟んで対向し，前記コア板の前記ピンを通して前記２枚の配線板の導体パターン間の導通をとる積層配線板を作製するステップと，
を含むことを特徴とする層間接続構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，導体層と層間絶縁層とを積層してなる積層配線板に関する。さらに詳細には，積層配線板において導体層同士の電気的接続をとる層間接続構造およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から，積層配線板においては，層間絶縁層に穴を開けて上下の導体層間の導通箇所とする層間接続構造を随所に設けている。ビアホールあるいはスルーホール等と称されるものがこれである。このような層間接続構造では通常，層間絶縁層に開けた穴にめっきを施してそのめっき層により上下の導通をとったり，あるいは，穴に導電性の充填剤を充填してその充填剤により上下の導通をとったりしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，前記した従来の積層配線板には，上下間の導電性が不十分であるという問題点があった。めっき層により上下の導通をとった場合には，めっき層の膜厚により導電箇所の断面積が規制されるためである。また，導電性の充填剤により上下の導通をとった場合には，充填剤の導電率がさほど高くないためである。導電性の充填剤とはいっても樹脂に金属等の粉末を分散したものだからである。このように導電性が低いため，信号系はともかくパワー系のような大電流が流れる箇所には使いにくかった。穴の中全部をめっきで埋め尽くして導電性を確保することも考えられるが，それでは生産性が悪い。
【０００４】
本発明は，前記した従来の層間接続構造が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，十分な導電性と生産性とを両立した層間接続構造を，その製造方法とともに提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の層間接続構造は，硬化済みの絶縁層と，絶縁層を貫通するとともにその外側で切断され，両端が絶縁層から突出した導電性のピンと，絶縁層の両面をコーティングする未硬化の接着樹脂層とを有するコア板と，コア板の両面にそれぞれ配置されるとともに，少なくともコア板側の面に導体パターンを有する２枚の配線板とを有し，２枚の配線板でコア板を挟んでプレスすることにより，２枚の配線板の導体パターン同士がコア板を挟んで対向し，コア板のピンを通して２枚の配線板の導体パターン間の導通がとられているものである。このため，めっき層や充填剤による導通と異なり，導電箇所の断面積および導電率がともに十分に確保できる。
【０００６】
また，本発明の層間接続構造の製造方法では，硬化済みの絶縁層の第１面に導電性のピンを打ち込み，絶縁層の第２面からピンの先端を突出させ，ピンをその両端が絶縁層から突出した状態となるように絶縁層の第１面の外側で切断し，絶縁層の両面を未硬化の絶縁樹脂でコーティングすることでコア板を作製するステップと，少なくとも一方の面に導体パターンを有する２枚の配線板を，その導体パターンを有する面がコア板側となるようにコア板の両面にそれぞれ配置し，これらをプレスすることにより，２枚の配線板の導体パターン同士がコア板を挟んで対向し，コア板のピンを通して２枚の配線板の導体パターン間の導通をとる積層配線板を作製するステップとを含む。これにより，絶縁基材の両面の他の配線板の導体パターン同士が，絶縁層を貫通しているピンを介して接続された層間接続構造が製造される。
【０００７】
ここで，絶縁層にピンを打ち込む際，ピンを加熱しておくとよい。ピンが加熱されていると，絶縁層に容易に打ち込めるからである。また，ピンの熱で絶縁層が硬化して，ピンが絶縁層に固定されるという利点もある。よって，絶縁層が一般的な熱硬化型樹脂である場合には，ピンの加熱温度は，１２０〜１７０℃程度がよい。なお，他の配線板と重ね合わせてプレスする際のプレス圧は，通常のこの種のプレスに一般的に用いられる２９４Ｎ／ｃｍ2より高めの３９２Ｎ／ｃｍ2程度がよい。ピンの両端の導体パターンとの導通を確実にとるためである。
【０００９】
本発明では，硬化済みの絶縁層を使用することにより，未硬化の絶縁層を使用する場合と比べて，一定の厚さを保つことができる。そのため，プレス後の外形寸法の安定性を確保することができる。また，硬化した樹脂を使用するために生じる層間の隙間は，硬化済みの絶縁層を未硬化の絶縁樹脂でコーティングし，プレスと同時に加熱硬化させることで充填することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１１】
［第一の形態］
第一の形態では，図１に示す手順により配線板を製造する。本形態で使用する主なものとしては，金属製のピン１，ピン１を打ち込むための繰り出し機構３，コア絶縁層となるべきプリプレグ７，一般的な製法により別に作製した両面配線板１０，が挙げられる。
【００１２】
ピン１は，０．３ｍｍ程度の径の銅線である。その先端は，図２に示すような金型対１３により切断されており，尖った形状をしている。金型対１３はそれぞれ，対向面に半円錐形の凹みを表裏から対向させて形成したものである。繰り出し機構３は，繰り出し鉛筆のように，ピン１を保持しつつ少しずつ繰り出す機構である。また，繰り出し機構３には，ピン１を１６０℃程度まで昇温させることができることができるように，ヒータが内蔵されている。あるいは，図２の金型対１３のような，ピン１を切断する機構をも組み込んだものであってもよい。
【００１３】
まず，図１中の「打ち込み」に示すように，繰り出し機構３を用いてプリプレグ７にピン１を打ち込む。すなわち，ピン１をプリプレグ７に押し込み，ピン１の先端がプリプレグ７の裏側（図１中下側）から突出するようにする。打ち込みは，ピン１を１２０〜１７０℃程度にまで加熱しておいて行う。ピン１の温度が高いとプリプレグ７を貫通させやすいからである。また，ピン１の熱でプリプレグ７のエポキシ成分が硬化するので，ピン１がプリプレグ７に固定される。そして，プリプレグ７の表側（図１中上側）でピン１を切断する。
【００１４】
これにより，図１中の「貫通ＰＰ」に示すように，ピン１がプリプレグ７を貫通するとともに，ピン１の両端がプリプレグ７の表裏から突出した状態が得られる。「貫通ＰＰ」ではプリプレグ７に複数のピン１が打ち込まれている。各々のピン１の打ち込み位置は製造しようとする配線板のコア層において層間接続構造が形成される位置である。この状態のものを以下，コア板８という。なお，この状態で，ピン１の両端の突出部分に，無電解めっき等により金あるいは半田等をめっきしておいてもよい。
【００１５】
そして，図１中の「組合」に示すように，別に作製した２枚の両面配線板１０，１０をコア板８の表裏に位置合わせして配置する。これをプレスすると図１中の「プレス」に示すように，４層配線板１１ができあがる。このプレスの際のプレス圧は，通常のこの種のプレスに一般的に用いられる２９４Ｎ／ｃｍ2 より高めの３９２Ｎ／ｃｍ2 程度がよい。ピンの両端を押し潰して，両面配線板１０の導体パターンと確実に密着させるためである。４層配線板１１では，各ピン１により，内層同士の導通がとられている。すなわち，各ピン１が内層同士の層間接続構造をなしている。
【００１６】
なお，両面配線板１０においては，コア板８のピン１の打ち込み位置に対応する位置に自身の層間接続構造が存在している場合が多い。この場合，図３に示すように，内部が充填剤１２により充填されるとともに，ふためっき１３，１３を有する構造であってもよいし，図４の左側に示すように，充填剤もふためっきもないスルーホールであってもよい。ただし後者の場合，図４の右側に示すように，プレス後に穴が充填剤１２で充填されることとなる。
【００１７】
このようにして製造された４層配線板１１では，内層同士の層間接続がピン１により取られている。そしてピン１は前述のように，銅線から形成されたものである。このため，穴の壁面のめっき層のみによる層間接続と比較して，表裏間の導通部分の断面積が著しく広い。また，穴に導電性充填剤を充填した層間接続と比較して，導通部分の導電率が著しく高い。また，穴を全部めっきで埋め尽くすことによる層間接続と比較して，生産性がはるかに高い。穴の壁面のめっき層による層間接続と比較しても，穴開けやめっきなどといった複雑なプロセスを要しない分生産性が高い。このように本実施の形態により，十分な導電性と生産性とを両立した層間接続構造およびその製造方法が実現されている。
【００１８】
むろん，４層配線板１１の表裏にさらに絶縁層や導体層をビルドアップして多層化してもよい。あるいは，４層配線板１１を複数枚製造し，絶縁フィルムを介してこれらを積層して多層化してもよい。
【００１９】
以上詳細に説明したように本実施の形態では，プリプレグ７にピン１を打ち込みそのピン１を切断して両端がプリプレグ７から突出した状態とし，このコア板８を他の両面配線板１０と組み合わせてプレスする。これにより，内層同士の層間接続構造がピン１により形成されるようにしている。したがって，導通部分の導電率が著しく高い層間接続構造を有する４層配線板１１を，生産性よく製造できるのである。
【００２０】
［第二の形態］
第二の形態では，図５に示す手順により配線板を製造する。本形態で使用する主なものとしては，金属製のピン１，ピン１を打ち込むための繰り出し機構３，コア絶縁層となるべきコア材等の硬化シート１４，一般的な製法により別に作製した両面配線板１０などが挙げられる。硬化シート１４の材質は，硬化済みの熱硬化性樹脂である。ピン１および繰り出し機構３は，第一の形態で使用したものと同じものである。
【００２１】
まず，図５中の「打ち込み」に示すように，繰り出し機構３を用いて硬化シート１４にピン１を打ち込む。すなわち，ピン１を硬化シート１４に押し込み，ピン１の先端が硬化シート１４の裏側（図５中下側）から突出するようにする。そして，硬化シート１４の表側（図５中上側）でピン１を切断する。
【００２２】
これにより，図５中の「貫通」に示すように，ピン１が硬化シート１４を貫通するとともに，ピン１の両端が硬化シート１４の表裏から突出した状態が得られる。「貫通」では，硬化シート１４に複数のピン１が打ち込まれている。各々のピン１の打ち込み位置は製造しようとする配線板のコア層において層間接続構造が形成される位置である。この状態のものを以下，コア板１５という。なお，この状態で，ピン１の両端の突出部分に，無電解めっき等により金あるいは半田等をめっきしておいてもよい。
【００２３】
次に，図５中の「コーティング」に示すように，コア板１５の両面を未硬化の熱硬化性樹脂１６によりコーティングする。具体的には，液状樹脂を塗布してもよいし，フィルムを貼着してもよいし，プリプレグを用いてもよい。この状態のものを以下，コーティング済みコア板１７という。
【００２４】
そして，図５中の「組合」に示すように，別に作製した２枚の両面配線板１０，１０をコーティング済みコア板１７の表裏に位置合わせして配置する。これを加熱しつつプレスすると図５中の「プレス」に示すように，４層配線板１８ができあがる。このときの熱により，両層間の隙間を埋めている未硬化樹脂１６が硬化する。このプレスの際のプレス圧は，通常のこの種のプレスに一般的に用いられる２９４Ｎ／ｃｍ2 より高めの３９２Ｎ／ｃｍ2 程度がよい。ピンの両端を押し潰して，両面配線板１０の導体パターンと確実に密着させるためである。４層配線板１１では，各ピン１により，内層同士の導通がとられている。すなわち，各ピン１が内層同士の層間接続構造をなしている。
【００２５】
このようにして製造された４層配線板１８では，内層同士の層間接続が銅線から形成されたピン１により取られている。このため，表裏間の導通部分の断面積が広く，導通部分の導電率が高い。また，穴を全部めっきで埋め尽くすことによる層間接続と比較して，生産性が高い。このように本実施の形態により，十分な導電性と生産性とを両立した層間接続構造およびその製造方法が実現されている。
【００２６】
さらに，４層配線板１８では，硬化済みの樹脂にピン１を打ち込んでいる。そのため，第一の形態のような未硬化の樹脂を使用するものと比較して，プレス後の形状において一定の厚さを確保することができる。また，硬化済みの樹脂を使用することにより生じる内層間同士の隙間を充填するために，未硬化の熱硬化性樹脂で埋めることとしている。このことにより，十分な導電性と生産性とを両立した上で，さらに寸法安定性を確保した層間接続構造およびその製造方法が実現されている。むろん，４層配線板１８を複数枚製造し，絶縁フィルムを介してこれらを積層して多層化してもよい。
【００２７】
以上詳細に説明したように本実施の形態では，硬化シート１４にピン１を打ち込み，そのピン１を切断して両端が硬化シート１４から突出した状態とする。そして，この硬化シート１４に未硬化樹脂１６をコーティングし，コーティング済みコア板１７を作製する。このコーティング済みコア板１７を他の両面配線板１０と組み合わせて加熱しながらプレスするとともに，未硬化樹脂１６を硬化させる。これにより，内層同士の層間接続構造がピン１により形成されるようにしている。したがって，導通部分の導電率が著しく高い層間接続構造を有する４層配線板１８を，生産性よく製造できるのである。また，硬化した樹脂にピンを打ち込み，さらに内層間同士の隙間を未硬化樹脂１６で埋め，当該樹脂を硬化することとしている。したがって，外形の安定した層間接続構造を有する４層配線板１８を製造できるのである。
【００２８】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，本実施の形態では，コア絶縁層としてプリプレグ７を用いたが，これに限らず，接着性とある程度のハンドリング強度のある絶縁フィルムであれば他のものでも使用可能である。ピン１についても，銅線以外の他の導電性材料の線材でも使用可能なものはある。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば，十分な導電性と生産性とを両立した層間接続構造が，その製造方法とともに提供されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態による配線板の製造手順を示す図である。
【図２】ピンを切断する金型の例を示す図である。
【図３】ピンと外層の層間接続構造との接触部分を示す拡大図である。
【図４】ピンと外層の層間接続構造との接触部分を示す拡大図である。
【図５】実施の形態による絶縁層のコーティングを行った配線板の製造手順を示す図である。
【符号の説明】
１    ピン
３    繰り出し機構
７    プリプレグ
１０  両面配線板
１３  金型対
１４  硬化シート
１６  未硬化樹脂
【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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