(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な製造工程及び低い製造コストで層間接続の接続信頼性の高い特に多層配線基板の製作に好適な積層配線基板の製造方法を提供すること。【解決手段】積層配線基板の一製造方法では、予め形成されたビアホールＶＨ１、ＶＨ２に導電ビア用の導電金属片１ｃ、２ｃを装填した複数の片面配線基板材１、２を重ね合わせ、これら複数の片面配線基板材を一括加熱プレスすることによって前記各導電金属片を圧潰して形成した各導電ビア１ｃ、２ｃの両端を隣接する金属導電層１ｂ〜３ｂと金属間接合させ前記複数の片面配線基板材１、２を互いに積層する。【選択図】図１
2009016445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両最外層をそれぞれ構成するように積層され層間接続用の導電ビアを有する第１及び第２片面配線基板材を含む積層配線基板の製造方法であって、
（Ａ）第１絶縁樹脂基板の一方の面に形成された配線パターン形状の第１金属導電層、及び前記第１金属導電層に達するように前記第１絶縁樹脂基板に貫通形成され他方の面に開口する第１ビアホールを有する第１片面配線基板材を用意する工程と、
（Ｂ）第２絶縁樹脂基板の一方の面に形成された第２金属導電層、及び層間接続予定位置において前記第２導電層に達するように前記第２絶縁樹脂基板に貫通形成され他方の面に開口する第２ビアホールを有する第２片面配線基板材を用意する工程と、
（Ｃ）導電金属片を前記各ビアホールに前記開口側からそれぞれ装填する工程と、
（Ｄ）前記第１片面配線基板材を、その第１金属導電層が前記第２片面配線基板材の第２絶縁樹脂基板側に向くようにして、前記第２片面配線基板材の上方に重ね合わせる工程と、
（Ｅ）金属導電層材を、前記第１ビアホールに装填された導電金属片を覆って、前記第１片面配線基板材上に重ね合わせる工程と、
（Ｆ）次いで、前記金属導電層材、前記各導電金属片、第１及び第２片面配線基板材を重ね合わせ方向に一括加熱プレスすることによって、第１絶縁樹脂基板上に積層させた前記金属導電層材からなる第３金属導電層及び各ビアホール内に圧潰された導電金属片からなる金属導電ビアを形成し、前記各片面配線基板材を互いに積層する工程と、
（Ｇ）その後、前記第２及び第３金属導電層にパターンニングを施して配線パターンを形成する工程と、
を備えることを特徴とする積層配線基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の積層配線基板の製造方法において、前記第２金属導電層は、前記工程（Ｇ）に代わって前記工程（Ｂ）においてパターンニングを施して配線パターンが形成されることを特徴とする積層配線基板の製造方法。
【請求項３】
各々が層間接続用の導電ビアを有する両面配線基板材及び片面配線基板材を積層して形成される積層配線基板の製造方法であって、
（Ａ）第１絶縁樹脂基板の層間接続予定部に形成された第１ビアホールに埋め込まれた第１金属導電ビア、及び前記金属導電ビアの両端に金属間結合され前記絶縁樹脂基板の両面にそれぞれ形成された配線パターン形状の第１及び第２金属導電層を有する両面配線基板材を用意する工程と、
（Ｂ）第２絶縁樹脂基板の一方の面に形成された金属導電層、前記第２絶縁樹脂基板の層間接続予定部に貫通形成され他方の面に開口する第２ビアホール、及び前記第２ビアホールに装填された導電金属片を有する片面配線基板材を用意する工程と、
（Ｃ）前記両面配線基板材の第１及び第２金属導電層の少なくとも一方に、前記片面配線基板材の第２ビアホールに装填された導電金属片が向き合うようにして、前記各配線基板材を重ね合わせる工程と、
（Ｄ）次いで、前記各配線基板材を重ね合わせ方向に一括して加熱プレスすることによって、第２ビアホール内に圧潰された導電金属片からなる第２金属導電ビアを形成し、前記各配線基板材を積層する工程と、
を備えていることを特徴とする積層配線基板の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の積層配線基板の製造方法において、前記両面配線基板材を用意する工程（Ａ）は、
（Ａ−１）第１絶縁樹脂基板の層間接続予定部に第１ビアホールを貫通形成する工程と、
（Ａ−２）前記第１ビアホールに第１導電金属片を装填し、前記第１導電金属片を挟んで第１及び第２金属導電層材を前記絶縁樹脂基板の両面にそれぞれ重ね合わせる工程と、
（Ａ−３）前記第１絶縁樹脂基板、第１導電金属片及び第１及び第２金属導電層材を重ね合わせ方向に加熱プレスすることによって、第１ビアホール内に圧潰された第１導電金属片からなる第１金属導電ビアを形成し、第１絶縁樹脂基板の両面に第１及び第２金属導電層材を互いに積層する工程と、
（Ａ−４）次に前記第１及び第２金属導電層にパターンニングを施して配線パターン形状を有する第１及び第２金属導電層を形成する工程と、
を備えてなることを特徴とする積層配線基板の製造方法。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の積層配線基板の製造方法において、前記両面配線基板材の両面にそれぞれ積層される少なくとも２つの前記片面配線基板材を用意する工程と、
前記各片面配線基板の各ビアホールに装填された各導電金属片が、前記両面配線基板材の第１及び第２金属導電層にそれぞれ向き合うようにして前記各配線基板材を重ね合わせる工程と、重ね合わされた前記各配線基板材を一括加熱プレスすることによって、各配線基板材における各導電ビアの両端を対応する金属導電層と金属間接合させ各配線基板材を互いに積層する工程とを備えることを特徴とする積層配線基板の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のうちいずれか１つに記載の積層配線基板の製造方法において、前記片面配線基板材に設けられた金属導電層は、前記導電金属片の装填の前に、対応するビアホールに連通する連通孔が形成されていることを特徴とする積層配線基板の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のうちいずれか１つに記載の積層配線基板の製造方法において、前記導電金属片及び各金属導電層は、いずれもその材料として銅または銅合金が用いられていることを特徴とする積層配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層配線基板の製造方法、特に導電金属片を用いた層間接続方式が適用される多層プリント配線基板の製造に好適な積層配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やノートブック型パソコンに代表される各種デジタル電子機器等の小型化、薄型化、軽量化及び多機能化が急速に進展している。これらの電子機器に装着される各種電子部品間の配線距離はできる限り短くすることが望まれているために、電子部品を実装する配線基板は高密度配線、高多層化の方向に進み、多層プリント配線基板のような積層配線基板技術を採用する傾向が益々高まってきている。そして、この分野においては多数の絶縁層と交互に積層される多数の導電層相互間の層間接続技術は最も重要な一技術である。
【０００３】
ところで、前記層間接続に関する従来技術としては、例えばスルーホールめっき方式やビアフィルめっき方式があるが、いずれも湿式めっき工程における多くの工数や繁雑な工程管理を必要とし製造コストが高く、また、銅箔製の導電層がめっき層分だけ層厚化されるために配線パターンの微細化が困難である。特に、スルーホールめっき方式は、その部分への電子部品の表面実装が困難なために高密度実装化を得難い。
【０００４】
前記各方式に対して層間接続部分上にも電子部品の実装が可能で高密度実装化に適し、めっきレス化し配線の微細化に有利な従来技術として、導電性ペーストからなる導電ビアを層間接続に利用した方式がある（特許文献１参照）。この方式では、絶縁基板に形成されたビアホールに導電性ペーストを充填し、前記絶縁基板の両面に配置された銅箔製の両導電層を挟んで加熱プレスすることによって、各積層部材を一体化すると共に熱硬化された導電性ペーストからなる導電ビアによる層間接続が行われている。しかしながら、前記層間接続界面の接続抵抗を望むほどに低くでき難い場合があったり、前記銅箔製の導電層と導電性ペーストとが、温度変化によって、熱膨張係数の差異による接触界面での剥離が生じて断線するなどの接続信頼性の低下を招く虞がある。
【０００５】
また、めっきレスによる工数減や製造コストの低減、配線の微細化、電子部品の高密度実装化、及び導電ビアと配線導電層との接続部の電気抵抗の低減を目的として、導電ビアの材料に銅ボールからなる接続粒子を用いる方式が特許文献２に開示されている。この方式では、絶縁基板に形成されたビアホールに入れた銅ボールの上下両端に、前記絶縁基板の両面に配置された銅箔製の両導電層を押圧して直接結合させて層間接続が得られる。
【０００６】
ここで、この分野で重要な高多層化要求の観点のもとに、特許文献２に係る従来技術について考察してみると、特許文献２における多層化技術は、その図２２〜図２５及び明細書段落［００３２］、［００３４］に開示されている。即ち、第１基板４１上面に層間接続を含めて第２基板４２を積層する場合、第１基板４１上面に接着樹脂層３９を形成する工程−接着樹脂層３９に貫通孔４４を形成する工程−層間接続のための貫通孔４４内へ接続粒子４７（銅ボール）を配置する工程−接続粒子４７上へ第２基板４２を重ねる工程−押圧工程を含む一連の工程が順次実行される。
【０００７】
このように一連の工程数が多くなる上に、前記接続粒子４７の配置及び基板相互接着用の接着樹脂層３９を格別に形成するために、その材料供給並びに形成用の製造装置を特別に設置する必要があり、製造コストが高くなる。更に、第２基板４２上に他の基板を積層する場合は、前記一連の工程を積層数に応じて繰り返す必要があるために製造コストは益々高くなる。しかも、積層数が増す度に、前記押圧工程における加熱プレスが繰り返され、積層される各基板毎の熱履歴（加熱プレス回数）の差異による積層基板内での内部歪み応力が生じ、層間接続部の接触界面剥離や断線などの接続信頼性の低下を招き易い問題がある。また、配線機能を有しない格別な前記接着樹脂層３９は、積層配線基板の薄形化を阻害するという問題がある。
【特許文献１】特開２００３−  ９２４７１号公報
【特許文献２】特開２００６−１７９８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記従来の問題点を解決するものであり、簡単な製造工程及び低い製造コストで層間接続の接続信頼性の高い特に多層配線基板の作製に好適な積層配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の本発明は、両最外層をそれぞれ構成するように積層され層間接続用の導電ビアを有する第１及び第２片面配線基板材を含む積層配線基板の製造方法であって、（Ａ）第１絶縁樹脂基板の一方の面に形成された配線パターン形状の第１金属導電層、及び前記第１金属導電層に達するように前記第１絶縁樹脂基板に貫通形成され他方の面に開口する第１ビアホールを有する第１片面配線基板材を用意する工程と、（Ｂ）第２絶縁樹脂基板の一方の面に形成された第２金属導電層、及び層間接続予定位置において前記第２導電層に達するように前記第２絶縁樹脂基板に貫通形成され他方の面に開口する第２ビアホールを有する第２片面配線基板材を用意する工程と、（Ｃ）導電金属片を前記各ビアホールに前記開口側からそれぞれ装填する工程と、（Ｄ）前記第１片面配線基板材を、その第１金属導電層が前記第２片面配線基板材の第２絶縁樹脂基板側に向くようにして、前記第２片面配線基板材の上方に重ね合わせる工程と、（Ｅ）金属導電層材を、前記第１ビアホールに装填された導電金属片を覆って、前記第１片面配線基板材上に重ね合わせる工程と、（Ｆ）次いで、前記金属導電層材、前記各導電金属片、第１及び第２片面配線基板材を重ね合わせ方向に一括加熱プレスすることによって、第１絶縁樹脂基板上に積層させた金属導電層材からなる第３金属導電層及び各ビアホール内に圧潰された導電金属片からなる金属導電ビアを形成し、前記各片面配線基板材を互いに積層する工程と、（Ｇ）その後、前記第２及び第３金属導電層にパターンニングを施して配線パターンを形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の積層配線基板の製造方法において、前記第２金属導電層は、前記工程（Ｇ）に代わって前記工程（Ｂ）においてパターンニングを施して配線パターンが形成されることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の本発明は、各々が層間接続用の導電ビアを有する両面配線基板材及び片面配線基板材を積層して形成される積層配線基板の製造方法であって、（Ａ）第１絶縁樹脂基板の層間接続予定部に形成された第１ビアホールに埋め込まれた第１金属導電ビア、及び前記金属導電ビアの両端に金属間結合され前記絶縁樹脂基板の両面にそれぞれ形成された配線パターン形状の第１及び第２金属導電層を有する両面配線基板材を用意する工程と、（Ｂ）第２絶縁樹脂基板の一方の面に形成された金属導電層、前記第２絶縁樹脂基板の層間接続予定部に貫通形成され他方の面に開口する第２ビアホール、及び前記第２ビアホールに装填された導電金属片を有する片面配線基板材を用意する工程と、（Ｃ）前記両面配線基板材の第１及び第２金属導電層の少なくとも一方に、前記片面配線基板材の第２ビアホールに装填された導電金属片が向き合うようにして前記各配線基板材を重ね合わせる工程と、（Ｄ）次いで、前記各配線基板材を重ね合わせ方向に一括して加熱プレスすることによって、第２ビアホール内に圧潰された導電金属片からなる第２金属導電ビアを形成し、前記各配線基板材を互いに積層する工程とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の本発明は、請求項３に記載の積層配線基板の製造方法において、前記両面配線基板材を用意する工程（Ａ）は、（Ａ−１）第１絶縁樹脂基板の層間接続予定部に第１ビアホールを貫通形成する工程と、（Ａ−２）前記第１ビアホールに第１導電金属片を装填し、前記第１導電金属片を挟んで第１及び第２金属導電層材を前記絶縁樹脂基板の両面にそれぞれ重ね合わせる工程と、（Ａ−３）前記第１絶縁樹脂基板、第１導電金属片及び第１及び第２金属導電層材を重ね合わせ方向に加熱プレスすることによって、第１ビアホール内に圧潰された第１導電金属片からなる第１金属導電ビアを形成し、第１絶縁樹脂基板の両面に第１及び第２金属導電層材を積層する工程と、（Ａ−４）次に前記第１及び第２金属導電層材にパターンニングを施して配線パターン形状を有する第１及び第２金属導電層を形成する工程とを備えてなることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の本発明は、請求項３または請求項４に記載の積層配線基板の製造方法において、前記両面配線基板材の両面にそれぞれ積層される少なくとも２つの片面配線基板材を用意する工程と、前記各片面配線基板の各ビアホールに装填された各導電金属片が、前記両面配線基板材の第１及び第２金属導電層にそれぞれ向き合うようにして前記各配線基板材を重ね合わせる工程と、重ね合わされた前記各配線基板材を一括加熱プレスすることによって、各配線基板材における各導電ビアの両端を対応する金属導電層と金属間接合させ各配線基板材を互いに積層する工程とを備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の本発明は、請求項１〜請求項５のうちいずれか１つに記載の積層配線基板の製造方法において、前記片面配線基板材に設けられた金属導電層は、前記導電金属片の装填の前に、対応するビアホールに連通する連通孔が形成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の本発明は、請求項１〜請求項６のうちいずれか１つに記載の積層配線基板の製造方法において、前記導電金属片及び各金属導電層は、いずれもその材料として銅または銅合金が用いられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の積層配線基板の製造方法によれば、層間接続材料として金属導電ビアが用いられ、絶縁樹脂基板の両面に配置される金属導電層と金属間接合させることによって層間接続が行われるので、電子部品の高密度実装化、高い層間接続強度、低い接続抵抗が得られる。また、積層される複数の絶縁樹脂基板の各ビアホールにそれぞれ導電ビア用の導電金属片を装填し、複数の金属導電層を、前記各導電金属片をそれぞれ覆うようにして各絶縁樹脂基板にそれぞれ積層し、これらを一括加熱プレスすることによって積層配線基板が形成されるので、工程数が少なく製造コストを低減でき、しかも、加熱プレスに当たっての熱履歴による積層基板の内部歪み応力発生や層間接続部の剥離や断線などが避けられ接続信頼性が向上するなどの効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係わる積層配線基板の製造方法の実施形態を示す次の実施例１〜実施例５について、図１〜図５を参照して順次説明する。これら各図面相互において同一または同様な部材や部分には同一の引用符号を付す。従って、既説明の部材や部分についての詳細な説明を後述時には省略することがある。
【００１８】
（実施例１）：
本実施例１に係わる製造方法は、複数の片面配線基板材を積層する方法を提供ものであり、２つ或いは３つ以上の片面配線基板材を積層した多層配線構造の積層配線基板にも適用可能である。ここでは、図１に示すように、積層配線基板の両最外層をそれぞれ構成する最小単位である２つの片面配線基板材を互いに積層する例について説明する。また、後述する導電ビアの実際上の数、形状並びに配置は、多数で種々の形状並びに複雑な配置となるが図１には簡潔な形態で表されている。
【００１９】
まず、図１（ａ）に示すように、第１片面配線基板材１及び第２片面配線基板材２を用意する。前記各片面配線基板材１、２は、ここでは、その出発材料として、加熱接着性を有し、熱硬化性や熱可塑性の樹脂を含浸させた繊維織物製のプリプレグからなる絶縁樹脂基板（厚さ２５μｍ）の一方の面に銅箔（厚さ１８μｍ）を積層した所謂片面銅張板材が使用されている。加熱接着性、熱硬化性や熱可塑性を有する前記絶縁樹脂基板の材料について更に具体的に例示すると、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ガラスエポキシ樹脂、アラミド繊維及び液晶ポリマー樹脂（ＬＣＰ）などを掲げることができる。また、前記銅箔は９９％以上の高純度の銅であることが好ましく、例えば圧延銅、電気銅、タフピッチ銅及び無酸素銅から選択された１または２以上の組み合わせで構成したものを使用するとよい。
【００２０】
上側の最外層として配置される前記第１片面配線基板材１は、前記片面銅張板材を素材とした第１絶縁樹脂基板１ａの一方の面（下面）に積層形成された第１金属導電層１ｂを有する。前記第１金属導電層１ｂは、この段階において、前記銅箔に例えばマスクエッチング技術などによるパターンニングを施して所定の配線パターンを有する形状に形成されている。
【００２１】
下側の最外層として配置される前記第２片面配線基板材２は、前記片面銅張板材を素材とした第２絶縁樹脂基板２ａの一方の面（下面）に積層形成された第２金属導電層２ｂを有する。前記第２金属導電層２ｂは、この段階では、素材の銅箔をそのまま残した状態にあり、パターンニングなどの加工は施されていない。
【００２２】
次に、図１（ｂ）に示すように、前記第１及び第２絶縁樹脂基板１ａ、２ａの各層間接続予定位置に、第１及び第２ビヤホールＶＨ１、ＶＨ２をそれぞれ形成する。前記第１及び第２ビヤホールＶＨ１、ＶＨ２は、例えばレーザ加工によって前記各絶縁樹脂基板を貫通する例えば直径５０μｍの横断面円形に形成される。そして前記各ビアホールＶＨ１、ＶＨ２は、その各下端面が前記各金属導電層１ｂ、２ｂにより塞がれ、その各上端面が前記各絶縁樹脂基板の他方の面（上面）に開口された有底開口状となっている。
【００２３】
前記各絶縁樹脂基板内での各層間接続予定位置は、最終的に前記各絶縁樹脂基板の両面に配置される前記各金属導電層（１ｂ、２ｂ）の一対の各層間コンタクト部分が対応するビヤホールに通じて対面する関係に設定される。ここでは、前記各絶縁樹脂基板内での各層間接続予定位置及び各ビアホールＶＨ１、ＶＨ２が互いに重なるスタック配置とされているが、この配置は、スタック配置に限らず、層間接続予定位置の設定要求等に応じて前記絶縁樹脂基板の板面に沿う方向に相互にずれた位置関係としてもよい。
【００２４】
図１（ｂ）のような第１及び第２片面配線基板材１、２を用意する工程が終わると、図１（ｃ）に示す工程では、前記各ビアホールＶＨ１、ＶＨ２内に層間連結用素材として用いられる各導電金属片１ｃ、２ｃをそれぞれ装填する。前記各導電金属片１ｃ、２ｃは、その後の工程でビアホールから離脱し難くするために、ビアホール内に嵌め込まれるように、ビアホール内における最大径をビアホール内径よりも幾分大きくしておくとよい。また、前記各導電金属片は、最終的にビアホール空間を埋め尽くせるように、各ビアホールＶＨ１、ＶＨ２の空間内容積よりも大きな体積を有するものとされている。
【００２５】
具体的に言えば、前記各導電金属片１ｃ、２ｃには、球径約５０μｍまたは５０μｍより大きめのの銅ボールが用いられ、その体積が前記各ビアホールの空間内容積よりも例えば２０％以上の大きなものとされ、その銅純度ができるだけ高く例えば９９％以上とされていることが好ましい。その銅素材としては、例えば圧延銅、電気銅、タフピッチ銅及び無酸素銅から選択された１または２以上の組み合わせで構成したものを使用するとよい。各導電金属片１ｃ、２ｃの形状は、球状に限らず、円柱状、楕円球状或いは角柱状など、ビアホールの形状に応じて種々選定してもよい。
【００２６】
次に、図１（ｄ）に示す工程では、前記第２片面配線基板材２は、前記第２金属導電層２ｂを下方に向け導電金属片２ｃを上方に向けるようにして下側に配置する。前記第１片面配線基板材１は、前記第２金属導電層１ｂを前記第２絶縁樹脂基板２ａ側に向けて、前記第２片面配線基板材２上に位置合わせして重ね合わせる。そうして、上側最外層の金属導電層を形成するための金属導電層材３Ｂは、導電金属片１ｃを覆って、前記第１片面配線基板材１の前記絶縁樹脂基板１ａ上面に重ね合わせる。前記金属導電層材３Ｂの材料としては、前記各金属導電層１ｂ、２ｂに用いられた素材と同様な銅箔が使用される。
【００２７】
図１（ｅ）に示す工程では、前記金属導電層材３Ｂ、各導電金属片１ｃ、２ｃ並びに第１及び第２片面配線基板材１、２の重ね合わせ体を、例えばステンレス製の上下の加圧プレートＰ１とＰ２との間に配置し、重ね合わせ方向に一括して加熱プレスを行う。この一括加熱プレスは、ここでは真空下或いは減圧下において３００℃以上の温度条件下で、１００ｋｇ／ｃｍ２以上の加圧力で行った。
【００２８】
前記一括加熱プレスを行った結果、前記金属導電層材３Ｂは、図１（ｆ）に示すように、前記第１配線基板材１の第１絶縁樹脂基板上面に接着して積層された第３の金属導電層３ｂを構成し、前記各導電金属片１ｃ及び２ｃは、圧潰されて各ビアホールＶＨ１及びＶＨ２の各内部に埋め込まれた各金属導電ビア１ｃ１及び２ｃ１を形成する。
【００２９】
この際に、前記各金属導電ビア１ｃ１及び２ｃ１は、前記圧潰により各ビアホールＶＨ１及びＶＨ２の内壁を強く押し拡げる方向に膨らみホール空間を埋め尽くして、各絶縁樹脂基板内に強固に埋め込み固定される。また、前記圧潰された前記各金属導電ビア１ｃ１及び２ｃ１の各両端は、前記第１〜第３金属導電層１ｂ〜３ｂのうちで相隣接する各金属導電層に強く押し付けられ、各隣接部分が金属間接合し、高い層間接続強度及び低接続抵抗をもって高い接続信頼性の電気的接続が達成される。
【００３０】
同時に、前記第１及び第２絶縁樹脂基板１ａ、２ａは、その厚さ方向に押圧力を受けるので、これらに隣接する前記第１〜第３金属導電層１ｂ〜３ｂとの間で、高い引き剥がし強度をもって密着固定できる。前記第１及び第２絶縁樹脂基板１ａ、２ａは、既に配線パターン化されている前記第１金属導電層１ｂのパターン隙間を埋め尽くして相互に接着され、第１及び第２片面配線基板１、２が相互接着して積層された積層構造が得られる。
【００３１】
そして、図１（ｇ）に示す工程では、前記積層構造の両最外層をそれぞれ構成する前記第２及び第３金属導電層２ｂ、３ｂに、例えばマスクエッチング技術などによるパターンニングを施して所定の配線パターンを有するパターン化された第２及び第３金属導電層２ｂ１、３ｂ１を形成し、積層配線基板１０を得る。
【００３２】
このように、前記積層配線基板１０は、前記第１〜第３金属導電層１ｂ〜３ｂと前記第１及び第２絶縁樹脂基板１ａ、２ａとが交互に重なり、上下両面の前記２及び第３金属導電層２ｂ、３ｂと中間位置の第１金属導電層１ｂとが各絶縁樹脂基板を介して交互に積層されて３層配線層が構成される。
【００３３】
ところで、前記積層配線基板１０は、２枚の片面配線基板材を用いて形成した例を示したが、前記第１片面配線基板材１と第２片面配線基板材２との間に、内側層として他の１枚、或いは２枚以上の複数枚の片面配線基板材を積層してもよい。前記他の片面配線基板材は、前記第１配線基板材１と同様な絶縁樹脂基板、その一方の面にパターニング形成された金属導電層及び前記絶縁樹脂基板の層間接続予定位置に貫通形成され他方の面に開口するビアホールを有し、前記ビアホールには、導電金属片が装填される。
【００３４】
そして、前記前記第１及び第２片面配線基板材１、２並びに前記他の片面配線基板材は、図１（ｅ）に示す工程と同様に一括加熱プレスすることにより相互接着され、導電金属片の圧潰による導電ビアによって層間接続される。従って、他の片面配線基板材を積層した場合は、前記第２片面配線基板材２の導電ビア２ｃの上端は、これに対応して隣接する前記他の片面配線基板材の金属導電層と金属間接合され、前記第１片面配線基板材１直下の他の片面配線基板材の導電ビアの上端は、これに対応して隣接する前記第１片面配線基板材１の第１金属導電層１ｂと金属間接合される。このように片面配線基板材の積層数が２枚に限らず３枚以上の複数枚である場合においても、隣り合う各片面配線基板材同士の関係において、各配線基板材に設けられた各導電ビアの両端はそれぞれに対応して相隣接する金属導電層と金属間接合させた形態とされる。
【００３５】
なお、図１（ｅ）に示すような一括加熱プレス工程における、加圧力は、片面配線基板材の積層数や導電ビア数に応じて増加させることになる。
【００３６】
本発明に係る実施例１の製造方法によれば、積層される複数の片面配線基板材に設けられた金属導電ビアの両端が、隣り合う各片面配線基板材同士の関係において、それぞれに対応して相隣接する金属導電層との金属間接合によって層間接続されるために、高い層間接続強度、低い接続抵抗が得られる。また、各ビアホールには導電ビアがフルフィルされているために、その上に電子部品を表面実装できて高密度実装化が可能である。
【００３７】
複数の片面配線基板材を各ビアホールに装填された導電ビア用の導電金属片と共に重ね合わせ、一括加熱プレスすることによって、一挙に積層配線基板が形成されるので、従来のスルーホールめっきやビアフィルめっき方式のような層間接続用のめっき工程が不要でもあり、工程数が少なく製造コストを低減できる。しかも、加熱プレスに当たっての熱履歴による積層基板の内部歪み応力発生や層間接続部の剥離や断線などが避けられるために、層間接続の接続信頼性が向上する。更には、各片面配線基板材相互の積層に当たり、特許文献２におけるような接着樹脂層を格別に使用することはないので、前記接着樹脂層を使用しない分積層配線基板を薄くすることができ、前記接着樹脂層の材料供給装置を設置する必要もないなどの効果が得られる。
【００３８】
（実施例２）：
実施例２における積層配線基板の製造方法は、図２に示されているように、前記実施例１の方法と殆ど同様の工程からなっている。まず、図２（ａ）に示すように、第１片面配線基板材１及び第２片面配線基板材２は、その出発材料として、実施例１の場合と同様な片面銅張板材が使用される。
【００３９】
そして、上側の最外層として配置される前記第１片面配線基板材１は、実施例１における第１片面配線基板材と同一または同様のものを用意する。
【００４０】
下側の最外層として配置される前記第２片面配線基板材２は、絶縁樹脂基板２ａの一方の面（下面）に第２金属導電層２ｂ１を形成したものであり、前記２金属導電層２ｂ１は、スタート工程であるこの段階において、前記片面銅張板材の銅箔に例えばマスクエッチング技術などによるパターンニングを施して所定の配線パターンを有する形状に加工する。
【００４１】
実施例２における積層配線基板は、前述のように図２（ａ）において既にパターンニングされた第２金属導電層２ｂ１を有する第２片面配線基板材２が以降の各工程を一貫して経由する以外は、図１に示された実施例１の工程と同様の工程により製造することになる。従って、本実施例２に係わる図２（ａ）〜図２（ｆ）に示された工程の説明は、実施例１に係わる図１（ａ）〜図１（ｆ）に関する前記工程説明における未パターンニング状態の第２金属導電層２ｂを、前記パターンニング済みの第２金属導電層２ｂ１に読み替えることにより理解される。
【００４２】
従って、図２（ｇ）に示す工程では、図２（ｆ）における積層配線基板構造の上側最外層にある第３金属導電層３ｂに対してのみ、例えばマスクエッチング技術などによるパターンニングを施して所定の配線パターンを有するパターン化された第３金属導電層３ｂ１を形成し、積層配線基板１０を得る。
【００４３】
実施例２による製造方法によれば、第２片面配線基板材２の第２金属導電層２ｂ１が、図２（ａ）に示す工程で、他の部材に影響を与えることなく単独にパターンニング処理を終える。そして、図２（ｇ）に示す工程では、前記第２金属導電層２ｂ１のパターンニングが不要で、第３金属導電層３ｂ１のみのパターンニングで済み、積層構造形成後のパターンニング処理回数が実施例１の場合より少なくなるので、多数の配線基板材に対するパターンの短絡や断線などの不良要因を軽減できる利点がある。その他、実施例１と同様の効果が得られる。
【００４４】
（実施例３）：
実施例３における積層配線基板の製造方法は、両面配線基板材と片面配線基板材を組み合わせて積層する点に特徴がある。
【００４５】
即ち、図３（ａ）に示すように、例えばそれ自身熱可塑性或いは表面に熱可塑性樹脂が塗布された厚さ２５μｍの第１絶縁樹脂基板１１ａを用意し、図３（ｂ）に示すように、前記第１絶縁樹脂基板１１ａの層間接続予定部分に、例えばレーザやドリルにより直径５０μｍの円形の貫通孔（ビアホール）ＶＨを形成する。
【００４６】
次に、図３（ｃ）に示すように、前記ビアホールＶＨ内に直径５０μｍまたは５０μｍより大きめの銅ボール製の導電金属片１１ｂを挿入或いは嵌め込みにより装填し、前記第１絶縁樹脂基板１１ａの上下両面に、厚さ１８μｍの銅箔製の第１及び第２金属導電層材１１ｃ、１１ｄをそれぞれ重ね合わせる。この重ね合わせ体を上下の加圧プレートＰ１、Ｐ２により重ね方向に挟んで、加熱プレスする。
【００４７】
前記加熱プレスによって、図３（ｄ）に示すように、第１及び第２金属導電層材１１ｃ、１１ｄが、前記第１絶縁樹脂基板１１ａの上下両面に充分な引き剥がし強度で密着されると共に、前記導電金属片１１ｂは圧潰されてビアホールＶＨ内に埋め込まれた第１金属導電ビア１１ｂ１を形成する。この際に、前記第１金属導電ビア１１ｂ１は、前記圧潰により、ビアホールＶＨ内壁を強く押し拡げる方向に膨らみホール空間を埋め尽くして前記第１絶縁樹脂基板１１ａ内に強固に埋め込み固定される。また、前記圧潰された第１金属導電ビア１１ｂ１の両端に直接隣接する第１及び第２金属導電層材１１ｃ、１１ｄに強く押し付けられ、各隣接部分が金属間接合し、高い層間接続強度及び低接続抵抗をもって相互の電気的接続が得られる。
【００４８】
そして、図３（ｅ）に示すように、前記第１及び第２金属導電層材１１ｃ、１１ｄにパターンニング処理を施すことによって、所定の配線パターン形状を有する第１及び第２金属導電層１１ｃ１、１１ｄ１を備えた両面配線基板材１２を形成し、後の積層工程のために用意する。
【００４９】
次に、図３（ｆ）に示すように、出発材料として前記各実施例や前記第１絶縁樹脂基板１１ａの場合と同様な材料からなる厚さ２５μｍの絶縁樹脂基板の片面に、厚さ１８μｍの銅箔を積層した片面銅張板材を用い、銅箔にパターンニングを施して形成した例えば３枚の片面配線基板材１３、１４、１５を用意する。
【００５０】
前記各片面配線基板材１３〜１５は、前記各実施例の場合と同様に各絶縁樹脂基板１３ａ〜１５ａ、パターン化された金属導電層１３ｂ〜１５ｂ及びビアホールＶＨをそれぞれ有するものであり、各金属導電層１３ｂ〜１５ｂを下方に向けた状態に重ね合わせ配置されている。そして、各ビヤホールＶＨには、直径５０μｍまたは５０μｍより大きめの銅ボール製の導電金属片１３ｃ〜１５ｃを挿入或いは嵌め込み装填しておく。
【００５１】
そこで、図３（ｇ）の工程において、上側に位置する前記片面配線基板材１３の上に前記両面配線基板材１２を重ね合わせ、真空若しくは減圧下において加圧プレートＰ１、Ｐ２によって挟むようにして一括して加熱プレスする。その結果、図３（ｈ）に示すように、５層配線構造の積層配線基板２０がが得られる。そして、前記積層配線基板２０では、５つの金属導電層１１ｃ１、１１ｄ１、１３ｂ、１４ｂ及び１５ｂと、４つの絶縁樹脂基板１１ａ、１３ａ、１４ａ及び１５ａがこの順序で交互に充分な引き剥がし強度で密着して積層される。また、圧潰された各金属導電ビア１１ｂ１、１３ｃ１、１４ｃ１及び１５ｃ１の各両端は、各々隣接する金属導電層に強く押し付けられ、各隣接部分が金属間接合し、高い層間接続強度及び低接続抵抗をもって相互の電気的接続が得られる。
【００５２】
なお、片面配線基板材は３枚の例で示したが、それ以上の複数枚でもよいし、逆に前記両面配線基板材の第１及び第２金属導電層材１１ｃ、１１ｄの少なくとも一方に１枚の片面配線基板材を重ね合わせるという最小単位の構成としてもよい。
【００５３】
実施例３による製造方法によれば、全ての前記配線基板材１２〜１５は、重ね合わせ工程以前に、他の部材に影響を与えることなく、個々の配線基板材毎に各金属導電層が単独にパターンニング処理されているために、積層配線基板構造を形成した後の工程でのパターンニング処理が不要である。従って、積層工程後にパターンニング処理した場合、処理剤が積層配線基板内に侵入し、そのまま残留して層間接続などの接続信頼性を損ねるという問題が起こり易いところであるが、本実施例では、この問題を回避し、パターンニング処理に起因するパターンの短絡や断線などの信頼性不良要因を排除することができる。その上、前記実施例１及び２と同様な効果を有することは勿論である。
【００５４】
（実施例４）：
実施例４における積層配線基板の製造方法は、両面配線基板材の両面に片面配線基板材を重ね合わせて積層する点に特徴がある。
【００５５】
まず、図４（ａ）の工程において、両面配線基板材２１、例えば２枚の片面配線基板材２２及び２３を用意する。前記両面配線基板材２１は、絶縁樹脂基板２１ａの両面にそれぞれ積層された所定の配線パターン形状の金属導電層２１ｂ及び２１ｃ、及び層間接続予定位置のビアホールＶＨに埋め込まれ前記各金属導電層２１ｂ、２１ｃと金属間接合した金属導電ビア２１ｄ１を有し、前記実施例３における両面配線基板材１２と同様な方法で作製されている。
【００５６】
一方の片面配線基板材２２は、絶縁樹脂基板２２ａの一方の面に積層された所定の配線パターン形状の金属導電層２２ｂ、及び層間接続予定位置のビアホールＶＨに嵌め込んで装填された導電金属片２２ｄを有する。他方の片面配線基板材２３は、絶縁樹脂基板２３ａの一方の面に積層された所定の配線パターン形状の金属導電層２３ｂ、及び層間接続予定位置のビアホールＶＨに嵌め込んで装填された導電金属片２３ｄを有する。前記各片面配線基板材２２、２３は前記各実施例の片面配線基板材と同様な方法で作製されている。
【００５７】
図４（ｂ）に示す工程では、一方の前記片面配線基板材２２は、その金属配線層２２ｂを下方に向け導電金属片２２ｄを上方に向けて、前記両面配線基板材２１の下側に重ね合わせる。他方の前記片面配線基板材２３は、図４（ａ）の状態から上下反転させ、その金属配線層２３ｂを上方に向け、導電金属片２３ｄを下方に向けて、前記両面配線基板材２１の上側に重ね合わせる。前記片面配線基板材２３に装填される導電金属片２３ｄの外径は、ここでは、前記反転時に離脱しないように、ビアホールの内径よりも大きめにして比較的強く嵌め込み或いは押し込むような大きさにしてある。
【００５８】
図４（ｃ）の工程では、前記両面配線基板材２１及びその両側の前記片面配線基板材２２、２３を前記重ね合わせ状態のまま、上下の加圧プレートＰ１、Ｐ２間に挟み、前記各実施例におけると同様に、一括して加熱プレスすることによって、図４（ｄ）に示すように、４つの金属導電層２３ｂ、２１ｃ、２１ｂ及び２２ｂと３つの絶縁樹脂層２３ａ、２１ａ及び２２ａとが交互に密着して積層される。また、同時に、前記導電金属片２２ｄ及び２３ｄが圧潰されて形成された金属導電ビア２２ｄ１及び２３ｄ１は、それぞれ隣接する金属導電層と金属間接合することによって層間接続を行い、そうして、４層配線の前記積層配線基板３０が作製される。
【００５９】
前記両面配線基板材２１の両面にそれぞれ積層される片面配線基板材の数は、１枚ずつに限らず、複数枚ずつにすることもできるし、一方は１枚であるが、他方は複数枚とするなど任意の組み合わせが可能である。
【００６０】
ところで、電子機器の小形、薄型、軽量及び高機能化の要求に伴って、同様な要求が望まれる電子部品としての積層配線基板の分野では、多くの高機能デバイスが積層配線基板の両最外層表面に実装される傾向があり、その表面での配線パターンの高微細化が要求されている。また、両面配線基板材は、当然、片面配線基板材よりもパターン化される面が多いわけであるから、両面の配線を微細パターン化しようとすると、その微細度を上げるに従って断線や短絡などの不良が発生し易い傾向がある。
【００６１】
これに対して、前記実施例４による製造方法によれば、両面配線基板材に比較して配線用の金属導電層の微細パターン化に適した片面配線基板材を最外層側に簡単に組み込むことができるので、積層配線基板の両最外層の金属導電層２２ｂ、２３ｂを高微細パターン化でき、容易に高密度実装を向上させることができ、その他に、前記実施例１〜３と同様な効果が得られる。
【００６２】
（実施例５）：
実施例５における積層配線基板の製造方法は、工程中において導電金属片のビアホールへの装填状態を維持するのに好適な方法を提供することに特徴がある。
【００６３】
まず、図５（ａ）に示す工程で用意する片面配線基板材２４は、絶縁樹脂基板２４ａの一方の面に積層された所定の配線パターン形状の金属導電層２４ｂ、及び層間接続予定位置のビアホールＶＨに装填された導電金属片２４ｄを有する。そして、前記金属導電層２４ｂには、前記ビアホールＶＨに連通してビアホールＶＨ内径や導電金属片外径よりも小径の小孔２４ｐが、レーザやドリルなどにより形成されている。
【００６４】
次に、図５（ｂ）に示す工程では、前記実施例４の場合と同様に、両面配線基板材２１及び下側片面配線基板材を重ね合わせて配置する。そして、前記片面配線基板材２４を上下反転させて、前記両面配線基板材２１上に重ね合わせるように移動させる際に、前記小孔２４ｐを通じて前記導電金属片２４ｄを真空吸着して、前記導電金属片２４ｄをビアホールＶＨ内への装填状態を維持する。
【００６５】
このようにして、前記片面配線基板材２４の反転移動時に、前記導電金属片２４ｄが脱落することなく、図５（ｃ）に示すように、各配線基板材２１、２２、２４が位置合わせして重ね合わされる。その後、この重ね合わせ体は、実施例４における及び図４（ｃ）及び図４（ｄ）に示された工程と同様な工程を経て一括加熱プレスされ、積層された各配線基板材２１、２２、２４及び導電ビア２１ｄ１、前記導電金属片２２ｄ、２４ｄの圧潰による各導電ビアを備えた積層配線基板が得られる。
【００６６】
この実施例５による製造方法によれば、各配線基板材がどのような向きに移動操作されても、前記小孔２４ｐを通じての真空吸引により導電ビア用の前記導電金属片の離脱の心配がなく、移動操作並びに重ね合わせ操作が簡単かつ確実に行える利点があると共に、前記各実施例と同様な効果を奏することができる。
【００６７】
なお、前記小孔２４ｐ付の片面配線基板材は、反転移動させる場合にその使用が最も効果的であるが、重ね合わせ位置までの移動時に導電金属片が振動などにより離脱し易い環境にある場合は、前記各実施例においても、使用することができる。
【００６８】
ところで、前記金属導電ビア用の材料として導電金属片という用語を用いているが、前記導電金属片は、その形状は、球状、円柱状、角柱状、錐状など種々の形状を含み、また、金属導電ビア形成を目的とする材料であればよく、導電金属粒や導電金属粒子などの用語を含む意味を有する。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施例１に係る積層配線基板の製造方法を説明するための工程別断面図である。
【図２】本発明の実施例２に係る積層配線基板の製造方法を説明するための工程別断面図である。
【図３】本発明の実施例３に係る積層配線基板の製造方法を説明するための工程別断面図である。
【図４】本発明の実施例４に係る積層配線基板の製造方法を説明するための工程別断面図である。
【図５】本発明の実施例５に係る積層配線基板の製造方法を説明するための工程別断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１、２、１３、１４、１５、２２、２３    片面配線基板材
１ａ、２ａ、１１ａ〜１５ａ、２１ａ〜２４ａ    絶縁樹脂基板
１ｂ、２ｂ、２ｂ１、３ｂ、３ｂ１、１１ｄ、１１ｃ１、１１ｄ、１１ｄ１、１３ｂ、１４ｂ、１５ｂ、２１ｂ、２１ｃ、２２ｂ〜２４ｂ    金属導電層
１ｃ、２ｃ、１１ｂ、１３ｃ〜１５ｃ、２２ｄ〜２４ｄ    導電金属片
１ｃ１、２ｃ１、１１ｂ１、２１ｄ１〜２３ｄ１    金属導電ビア
１０、２０、３０    積層配線基板
１２、２１    両面配線基板材
２４ｐ    連通孔
ＶＨ、ＶＨ１、ＶＨ２    ビアホール
【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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