(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂を含むＢステージ状態の基板材料にフィルムをラミネートするラミネート工程と、
基板材料に貫通あるいは非貫通の穴を形成する穴形成工程と、
導電性ペーストを前記貫通あるいは非貫通の穴に充填する充填工程と、
基板材料から前記フィルムを剥離する工程と、
基板材料の両面に金属箔を配置し厚み方向に圧縮するプレス工程と、
前記金属箔をパターニングして回路を形成する工程と、
前記ラミネート工程より前、あるいは前記充填工程より後かつ前記プレス工程より前に前記基板材料の一部をくり抜く空隙形成工程とを備え、
前記空隙部が形成された位置は、前記回路が形成された位置を含む位置または前記穴が形成された位置を除く位置であり、
前記複数の穴に充填された前記導電性ペーストは、前記プレス工程の際に基板材料中の熱硬化性樹脂が前記空隙部へ流れ込むことにより均一に圧縮されることを特徴とする回路形成基板の製造方法。
【請求項２】
熱硬化性樹脂が流れ込んだ前記空隙部は、前記熱硬化性樹脂が完全に埋められているものと完全に埋められていないものとが存在していることを特徴とする請求項１に記載の回路形成基板の製造方法。
【請求項３】
前記プレス工程は、基板材料中の熱硬化性樹脂が前記基板材料の外部に流れ出すことなく、あるいは前記基板材料周辺部への熱硬化性樹脂の流れ出し量が前記基板材料のサイズと略均一となるように前記基板材料を圧縮することを特徴とする請求項１に記載の回路形成基板の製造方法。
【請求項４】
導電性ペーストが充填された貫通穴と空隙部とを有する基板材料を準備する工程と、
金属箔と前記基板材料とコア回路形成基板とを積み重ねる工程と、
それを熱プレスにより圧縮し積層物を形成する工程と、
前記積層物の金属箔をパターニングして回路を形成する工程とを備え、
前記空隙部が形成された位置は、前記回路が形成された位置を含む位置または前記貫通穴が形成された位置を除く位置であり、
前記複数の貫通穴に充填された前記導電性ペーストは、前記プレス工程の際に基板材料中の熱硬化性樹脂が前記空隙部へ流れ込むことにより均一に圧縮されることを特徴とする回路形成基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路形成基板の製造方法および回路形成基板、あるいは回路形成基板材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の小型化・高密度化に伴って、電子部品を搭載する回路形成基板も従来の片面基板から両面、多層基板の採用が進み、より多くの回路を基板上に集積可能な高密度回路形成基板の開発が行われており、層間の接続方法についても種々の方法が提案されており、例えばレーザーによる微細な穴加工と導電性ペースト等の接続手段を用いて層間接続を行う回路形成基板も提案されている（特開平６−２６８３４５号公報等）。
【０００３】
また、基板を用いるユーザー側の要望としては高周波回路あるいは高速動作回路への使用を前提として完成基板の板厚精度をより精密なものとすることが必要とされている。
【０００４】
回路形成基板を製造するプロセスとしては基板材料に穴をあけ、必要に応じてペースト充填等の加工を行い、単層あるいは複数層の積層を行った後に、熱プレスを用いて圧縮、一体化成型および基板材料に用いた樹脂の硬化を行う方法がよく使用される。
【０００５】
この場合、回路形成基板の板厚は基板材料そのものの板厚ばらつきと熱プレス時の圧縮の均一性によってほとんど決定されるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら通常の基板材料はガラスあるいは有機繊維等からなる補強材に熱硬化性樹脂を含浸しＢステージ化したものであり、熱プレスによる圧縮が行われた際に熱硬化性樹脂が外側に流れ出すことによって厚み方向の圧縮が行われるために、基板材料の周辺部は厚みが薄くなりやすく中央部は比較的厚くなりやすいという傾向を示す。
【０００７】
通常のガラスエポキシプリント配線板に用いるガラス繊維織布のようなＸＹ方向に規則的に繊維が存在する織布を補強材に用いた場合には、熱硬化性樹脂が補強材中を熱プレス時に流れる際の流動抵抗が比較的小さいために前述の傾向は現れにくいが、不織布を補強材に用いた場合には流動抵抗が大きいために中央部の圧縮が周辺部に比べて少なくなるという現象が確認される。
【０００８】
特に、従来の技術で示したような圧縮により電気的な導通が発現する導電性ペーストを基板材料に形成した穴内に充填して層間の接続に用いるような工法では層間の接続に必要な圧縮量は厳密にコントロールする必要があり、圧縮が不十分であると層間の接続信頼性が確保できない場合がある。その必要精度は基板の特性確保のためにユーザーが求めるスペックより遥かに高いものが求められる。
【０００９】
本発明は回路形成基板の品質としての板厚精度を確保すると共に信頼性の高い回路形成基板の製造方法およびそれを用いて製造した回路形成基板、あるいは材料を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の回路形成基板の製造方法においては、熱硬化性樹脂を含むＢステージ状態の基板材料にフィルムをラミネートするラミネート工程と、基板材料に貫通あるいは非貫通の穴を形成する穴形成工程と、導電性ペーストを前記貫通あるいは非貫通の穴に充填する充填工程と、基板材料から前記フィルムを剥離する工程と、基板材料の両面に金属箔を配置し厚み方向に圧縮するプレス工程と、前記金属箔をパターニングして回路を形成する工程と、前記ラミネート工程より前、あるいは前記充填工程より後かつ前記プレス工程より前に前記基板材料の一部をくり抜く空隙形成工程とを備え、前記空隙部が形成された位置は、前記回路が形成された位置を含む位置または前記穴が形成された位置を除く位置であり、前記複数の穴に充填された前記導電性ペーストは、前記プレス工程の際に基板材料中の熱硬化性樹脂が前記空隙部へ流れ込むことにより均一に圧縮されることを特徴としたものである。
【００１１】
本発明によれば、プレス工程での基板材料の圧縮を均一あるいは効率的なものとし、回路形成基板の板厚精度を確保するとともに層間接続の信頼性を高めることが可能となるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、熱硬化性樹脂を含むＢステージ状態の基板材料にフィルムをラミネートするラミネート工程と、基板材料に貫通あるいは非貫通の穴を形成する穴形成工程と、導電性ペーストを前記貫通あるいは非貫通の穴に充填する充填工程と、基板材料から前記フィルムを剥離する工程と、基板材料の両面に金属箔を配置し厚み方向に圧縮するプレス工程と、前記金属箔をパターニングして回路を形成する工程と、前記ラミネート工程より前、あるいは前記充填工程より後かつ前記プレス工程より前に前記基板材料の一部をくり抜く空隙形成工程とを備え、前記空隙部が形成された位置は、前記回路が形成された位置を含む位置または前記穴が形成された位置を除く位置であり、前記複数の穴に充填された前記導電性ペーストは、前記プレス工程の際に基板材料中の熱硬化性樹脂が前記空隙部へ流れ込むことにより均一に圧縮されることを特徴とする回路形成基板の製造方法としたものであり、空隙形成工程にて形成した空隙がプレス時に基板材料が流れ込むキャビティとなるためにプレスによる圧縮時に均一に圧縮が実現できるとともに、ラミネート工程前に空隙部を形成しているために充填工程において空隙部がフィルムで覆われており空隙部への導電性ペーストの侵入が防止できる等の効果を有し、あるいは、充填工程の後に空隙部を形成するために空隙に導電性ペーストが侵入しない等の効果を有する。
【００１４】
また、請求項１または請求項２に記載の発明により、容易に板厚の均一化あるいは圧縮性、層間接続信頼性の確保等の効果を実現できるものである。さらに当然のこととして、貫通穴を除く位置に空隙部を形成することで、導通穴の形成位置の設計自由度および配線収容性を高め、高密度かつ板厚が均一で高品質な両面あるいは多層の回路形成基板が得られるものである。
【００１５】
また、本発明のプレス工程が加熱を伴い、基板材料を溶融し成型したのち熱硬化させる、いわゆる熱プレスである場合、基板材料が熱により溶融するために空隙に基板材料が流れ込む作用が効率良く行われるものである。
【００１６】
また、本発明の請求項３に記載の回路形成基板の製造方法を用いて少なくとも片面に金属箔を有する回路形成基板を製造する際、そのプレス工程においてプリプレグあるいはＢステージ樹脂シートが溶融したときに基板材料の外部に流れ出すことなく、空隙部に流れ込み、均一な圧縮を効率良く実現でき、導電性ペーストによる層間接続信頼性を高めることができる。
さらに、本発明の請求項４に記載の回路形成基板の製造方法を用いて多層の回路形成基板を得ることができる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図３を用いて説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における回路形成基板の製造方法を示す工程断面図である。基板材料１は図１（ａ）に示すように熱硬化性樹脂２とアラミド繊維３の複合材料となっている。熱硬化性樹脂２は完全に硬化したものではなく、未硬化分を含むいわゆるＢステージ状態であり、基板材料１は通常プリプレグと呼ばれるものである。本実施の形態に示す基板材料としてはアラミド繊維不織布に熱硬化性エポキシ樹脂を溶剤で希釈したものを含浸し、若干の加熱乾燥工程を経てＢステージ化したもの等を用いることができる。
【００１９】
また貫通あるいは非貫通の穴の近傍に導電性ペーストのにじみやはみ出しが生じることなく、導電性ペーストを穴内に正確に充填するために剥離可能な樹脂製フィルム１２を基板材料１の両面にラミネートする。
【００２０】
次に図１（ｂ）に示すようにレーザー４を樹脂製フィルム１２と基板材料１上に照射して、貫通穴５を形成する。
【００２１】
次に図１（ｃ）に示すように、印刷等の手段を用いて導電性ペースト６を貫通穴５に充填する。
【００２２】
次に図１（ｄ）に示すように基板材料１に円形状の空隙部７を形成する。空隙部７の形成方法はインライン化が容易な金型ポンチによる機械的な打ち抜き、レーザー等のエネルギービームによる加工等の種々の方法が可能である。なお、ここでいう空隙部７とは基板材料１がプリプレグ状態で供給された際に見られるアラミド繊維３に熱硬化性樹脂２を含浸もしくはＢステージ化した際の小さな隙間すなわち空孔部（図示せず）とは異なり、プリプレグ状態以後に形成したものをいう。
【００２３】
次に図１（ｅ）に示すように、樹脂製フィルム１２を剥離したのち金属箔８ａと金属箔８ｂで基板材料１を挟み込み、熱プレス装置（図示せず）を用いて加熱加圧する。加熱加圧により熱硬化性樹脂２は溶融し成型され、その後熱硬化する。その際に図１（ｆ）に矢印で示したように、基板材料１の周辺部に熱硬化性樹脂２がはみ出すとともに空隙部７にも流れ込むことにより、基板材料１は厚み方向に圧縮される。
【００２４】
空隙部７が無い場合には当然のことながら周辺部の厚みは薄く中央部は厚い形状に成型されてしまう。これは、中央部付近の熱硬化性樹脂２が周辺方向に流れるための流動抵抗は周辺部の熱硬化性樹脂２が基板材料１の外部に流れ出す場合に比べ格段に大きいことによるものである。この圧縮作用には前述の空孔部も関連するが周辺部あるいは空隙部７への流れ込みによる要因の方が容積的に大きく支配的な要素となる。図中では空隙部７は完全に熱硬化性樹脂２で埋まっているが、空隙部７が最終製品として使用されない部分である場合には完全に埋める必要はない。
【００２５】
成型後は図１（ｇ）に示すような形状となり導電性ペースト６によって金属箔８ａと金属箔８ｂは電気的に接続される。導電性ペースト６による接続の抵抗値さらにその信頼性は前述の加熱加圧時の圧縮量と深い関連があり、基板内で均一な接続抵抗を得るためには、本実施の形態のように均一な圧縮が得られる製造法が好ましいことは当然のことである。次に周辺部を所望の寸法に切断し、金属箔８を所望の形状にパターンニングして回路９を形成することにより図１（ｈ）に示すような両面回路形成基板が得られる。なお、回路９が形成された位置は、図１（ｈ）に示すように空隙部７が形成された位置を含んでもよい。
【００２６】
本実施の形態の作用は、前述したように不織布を補強材に用いた場合に顕著に現れる。これは一般のガラスエポキシ基板に用いるガラス繊維織布では規則的にＸＹ方向に繊維が存在するために加熱加圧の際に織布内部を樹脂が流動する抵抗が低いので、厚みばらつきが生じにくいが、不織布の場合には樹脂が不織布内部を流動する抵抗がかなり高く厚みばらつきが発生しやすいことによるものである。
【００２７】
なお、本実施の形態では両面回路形成基板について説明したが、工程を複数回繰り返すことにより多層回路形成基板が得られることはいうまでもない。
【００２８】
さらに、補強材の無いフィルム状のＢステージ材料等を用いた回路形成基板の製造にも適用可能である。
【００２９】
また、導電性ペーストを使用しない回路形成基板についても基板の高周波特性の確保あるいは特に板厚精度を要望される用途については本発明の基板板厚を均一にする効果が有効なものとなる。
【００３０】
さらに、金属箔８のサイズは周辺部への熱硬化性樹脂２の流れ出しが金属箔８の外部に及ぶと熱プレス工程で用いる中間板等に付着するような問題を発生させるので、基板材料１のサイズに対して一回り大きくするが、その余裕分は製品基板とはならないロスとなるため極力小さくしたいという要望があり、本発明の効果により周辺部への流れ出し量を小さくする、あるいは均一化することができるため、金属箔８のサイズをより基板材料１に近付けてロスを少なくし金属箔８をコストダウンすることが可能になる。
【００３１】
また、本実施の形態において空隙部７の形成工程は、空隙部７への吸湿による影響を最小限にするため導電性ペーストの充填後でかつ、穴内の導電性ペーストの脱落を防ぐため樹脂製フィルムの剥離前に行ったが、生産性を高めるため貫通穴の加工の際にレーザーにて空隙を形成することも可能である。
【００３２】
（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施の形態における回路形成基板の製造方法を示す工程断面図である。
【００３３】
図２（ａ）に示すようにプリプレグ１に貫通穴を形成し導電性ペースト６を充填してさらに空隙部７を形成したものを基板材料の一部として準備する。次に図２（ｂ）に示すように金属箔８と前述したプリプレグおよび２層のコア回路形成基板１０を積み重ねて配置し基板材料とする。その際に層間の導通接続が図れるように、必要に応じて各材料間（１，１０）の位置合わせあるいは仮止め等を行う。
【００３４】
次に基板材料を熱プレスにより圧縮し、図２（ｃ）に示すような積層物を形成する。さらに図２（ｄ）に示すように端面を所定の位置で切断して表面の金属箔８をエッチング等の方法によりパターンニングし回路９を形成し、４層構成の多層の回路形成基板を得る。
【００３５】
（実施の形態３）
図３は本発明の第３の実施の形態における回路形成基板材料を示す断面図である。基板材料１は熱硬化性樹脂２とアラミド繊維３の複合材料となっているプリプレグであり、第１の実施の形態に示した基板材料１の性状と同一である。ただし、この状態ですでに空隙部７が形成されている。
【００３６】
この空隙部７の形成については、熱硬化性樹脂２の含浸前のアラミド繊維不織布状態で加工する、あるいはプリプレグ状態になってから加工する等種々の方法が可能で、加工ツールとしてはレーザーもしくはパンチングなどの機械的打ち抜き等を用いることができる。
【００３７】
本実施の形態では基板材料１は供給された時点で空隙部７が形成されているため、回路形成基板の製造中に空隙部加工用の工程を付加することなく、高品質な回路形成基板の製造が可能になるものである。ただし、実施の形態１で述べたような導電性ペーストの印刷等の工程を製造工程に含む場合は空隙部が問題となる場合も想定される。その場合は第１の実施の形態のように工程中に空隙部形成を含めればよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明の回路形成基板の製造方法および基板材料は、単一あるいは複数の材質より構成される基板材料を用いて回路形成基板を製造する際に、基板材料を厚み方向に圧縮するプレス工程を含み、前記プレス工程より前に前記基板材料の一部を一箇所あるいは複数箇所くり抜く空隙形成工程を備えた製造方法、あるいはシート状補強材に熱硬化性樹脂を含浸させＢステージ化した後にその一部を一箇所あるいは複数箇所くり抜いて空隙を形成した基板材料を用いることにより、プレス加工にて基板材料の厚みにばらつきを生じることなく回路形成基板を製造することができ、その結果として信頼性の高い回路形成基板を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における回路形成基板の製造方法の工程断面図
【図２】本発明の第２の実施の形態における回路形成基板の製造方法の工程断面図
【図３】本発明の第３の実施の形態における回路形成基板材料の断面図
【符号の説明】
１  基板材料
２  熱硬化性樹脂
３  アラミド繊維
４  レーザー
５  貫通穴
６  導電性ペースト
７  空隙部
８  金属箔
９  回路
１０  コア回路形成基板
１２  樹脂製フィルム
【図１】
0003823940.tif 000002
【図２】
0003823940.tif 000003
【図３】
0003823940.tif 000004