JP2001203459A

JP2001203459A - 多層プリント配線板及びその製造法

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Publication number: JP2001203459A
Application number: JP2000014193A
Authority: JP
Inventors: Masashi Isono; 雅司磯野; Masao Sugano; 雅雄菅野; Akishi Nakaso; 昭士中祖
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2000-01-20
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2001-07-27

Abstract

(57)【要約】【課題】高密度で信頼性に優れた層間接続を有するプリ
ント配線板と、その効率のよい製造方法を提供するこ
と。【解決手段】導体層間の接続を導電性ぺーストで行うプ
リント配線板において、導電性ぺーストが充填されたビ
アホールに対応する内層板のランド上に、バンプ状の突
起物が形成されていることを特徴とする多層プリント配
線板。バンプ状の突起物は、はんだぺースト、銀ペース
ト、銅ペースト、銀めっき銅ペースト等の導電性ペース
トにより形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多層プリント配線
板及びその製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の小型化、高性能化、多機能化
に伴い、多層プリント配線板にはより一層の高密度化が
求められるようになってきている。これらの要求を満た
すために、層間の薄型化、配線の微細化、層間接続穴の
小径化が行われ、また隣接する層間の導体のみを接続す
るビアホール等が用いられるようになり、このビアホー
ルも小径化されつつある。配線の多層化には、通常、複
数の回路層と層間絶縁層をまとめて重ね、加圧、加熱し
て積層一体化し、必要な箇所に穴をあけ接続する多層配
線板と、回路を形成した上に層間絶縁層を形成し、その
上に回路を形成し、必要な箇所に穴を設け、というよう
に回路層と絶縁層とを順次形成するビルドアップ多層配
線板とがある。

【０００３】このビルドアップ多層配線板の製造法の一
つに、接着層に設けた穴に導電性ぺーストを充填し、内
層回路板と加圧、加熱して前記接着層に形成した外層回
路と電気的に接続する方法がある。この後必要に応じ上
記と同様の工程を繰り返すことにより、必要とする多層
回路が形成できる。そして、特許第２６０１１２８号公
報には、導電物質の含有量が比較的少なく印刷適性に優
れた導電性ぺーストを圧縮性の多孔質基材の貫通穴に充
填し、加熱加圧工程時において導電性ぺースト中のバイ
ンダ成分が圧縮性の多孔質基材の空孔に浸透することに
よって、導電性ぺーストの導電物質の構成比を増大させ
ることにより、信頼性の高いプリント配線板を提供する
ことができる方法が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に開
示されている方法には、圧縮性の多孔質基材という特殊
な材料を用いなければならず、穴あけの条件や取り扱い
が通常のプリント配線板用材料と異なるので製造が効率
的でなく、また、多孔質であるため接着剤にも特殊なも
のを使用しなければならないという問題点があった。本
発明は、かかる状況に鑑みなされたもので、高密度で信
頼性に優れた層間接続を有するプリント配線板と、その
効率のよい製造方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、導体
層間の接続を導電性ぺーストで行うプリント配線板にお
いて、導電性ぺーストが充填されたビアホールに対応す
る内層板のランド上に、バンプ状の突起物が形成されて
いることを特徴とする。さらにまた、バンプ状の突起物
がはんだぺースト、銀ペースト、銅ペースト、銀めっき
銅ペーストの硬化物うちのいずれかであることを特徴と
している。

【０００６】また、本発明のプリント配線板の製造法
は、以下の工程を有することを特徴とする。 (ａ)導体パターンを形成した内層回路板のランド部に導
電性ぺーストによりバンプ状の突起物を形成する工程、 (ｂ)接着層付金属箔の所望の箇所に、接着層側から金属
箔に達する穴をあけ、その穴に導電性ぺーストを充填す
る工程 (ｃ)内層回路板の表面に、導電性ぺーストを埋めた接着
層付金属箔を、金属箔が外側になるようにして重ね、加
圧・加熱して積層一体化する工程 (ｄ)外側の金属箔を加工して導体パターンを形成する工
程

【０００７】さらにまた、工程(ｃ)で作製したプリント
配線板を工程(ａ)の内層回路板として用いることにより
多層プリント配線板を製造することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態の一例を説明する。図１は、本発明にかかる
多層プリント配線板の断面図である。本図に示すように
本実施の形態の多層プリント配線板は、内層回路板１の
表面に接着層２付金属箔に導体パターン３を形成した外
層回路板とよりなり、内層回路板１の回路のランド部４
にはバンプ状突起物５が形成されている。一方外層回路
板の接着剤層２には穴があけられ導電ペースト６により
外層回路板の導電パターン３と内層回路板１の回路とが
層間接続されている。内層回路板１としては、銅箔等の
金属箔をプリプレグを介して貼り合せたものや、接着剤
付き金属箔に回路加工したものを用いることができる。
本発明で用いられる導電性ぺーストとしては、導電粒子
を結合樹脂に分散させたもので、導電性ぺーストの導電
粒子には、金銀などの貴金属や銅、錫、ニッケル、鉛な
どの卑金属、あるいは表面を銀で被覆した銅等を用いる
ことができる。また、その形状は樹枝状、球状、不定形
状などいずれの形状でもよく、さらに導電粒子の粒径と
しては１００μｍ以下、好ましくは１〜３０μｍが適し
ている。結合樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール
樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等を用い
ることができる。また、樹脂が熱硬化性の場合には、硬
化剤や硬化促進剤を用いることもできる。さらに、添加
剤として分散剤、酸化防止剤、粘度を調整する希釈剤な
どを必要に応じて添加してもよい。導電性ペーストの粘
度としては１０〜１００Ｐａ・ｓであることが好まし
く、一般に市販されているものを用いることができる。

【０００９】接着層付金属箔に用いる接着層には、エポ
キシやポリイミド類を成分として含むものが使用でき、
数平均分子量が１０万以上の高分子量エポキシ重合体を
主成分としたエポキシ系接着フィルム、変成ゴムを添加
したエポキシ系接着フィルム、ポリイミド系接着フィル
ム、直径が１.０μｍ〜６μｍで長さが５μｍ〜１ｍｍ
の繊維状物質をエポキシ樹脂中に分散させたエポキシ系
接着剤フィルム等の金属箔に塗工可能であり、かつレー
ザでの穴あけ加工が可能なものであればよい。厚みとし
ては３０〜１２０μｍ程度のものが好ましい。これより
も薄い場合には絶縁信頼性の問題があり、また厚すぎる
場合にはレーザ穴あけ性や導電性ペーストの充填性に問
題がある。接着層付金属箔として、例えばＭＣＦ１００
０Ｅ、ＭＣＦ６０００Ｅ、ＭＣＦ９０００Ｅ（日立化成
工業（株）製、商品名）などを用いることができる。

【００１０】図２は、本発明の実施形態にかかる多層プ
リント配線板の製造工程を示したもので、これを工程順
に説明すると、 (工程ａ：内層回路板の作製)内層回路板のランド部に形
成するバンプ状の突起物としては金属バンプでもよいが
導電性ペーストを印刷することによって形成するのが好
ましい。用いられる導電性ぺーストは、一般的に配線板
用に市販されているものを使用することができる。また
銀ペースト、銅ペースト、銀めっき銅ペーストなどの導
電性ぺーストは先に記述したような導電粒子と樹脂を主
成分とするものが使用できる。そしてメタルマスタやス
テンレススクリーンなどの版を使用し、スクリーン印刷
法などにより、バンプ状の突起物をビアに対応するラン
ド部のみに形成する。導電性ぺーストの硬化は、内層回
路導体表面やバンプ表面の酸化を防ぐため、窒素雰囲気
中の乾燥機またはリフロー炉で行うのが好ましい。その
場合、はんだぺーストは、２２０〜２３０℃で１０〜３
０秒程度、また銀ペースト、銅ペースト、銀めっき銅ペ
ーストなどの導電性ぺーストは、１５０〜１７０℃で３
０〜６０分程度の加熱で硬化することができる。形成さ
れるバンプ状の突起物は、内層回路板のランドに対応す
る接着層付金属箔の導電性ぺーストを充填したビアの径
より小さいことが好ましい。また、バンプ高さはバンプ
の径にほぼ左右され、バンプ径の６０〜８０％になる。
そして、バンプ高さは、その対応するビアの深さの１０
〜８０％、更に好ましくは３０〜６０％とするのがよ
い。低すぎる場合は信頼性向上に対する効果が小さく、
また高すぎる場合は積層プレス後の導電性ぺーストを埋
めた接着層付金属箔の表面平滑性が損なわれ、その後の
回路形成に支障をきたす恐れがある。これにより、ビア
内の導電性ぺーストとの接触面積はランドとの接触面よ
り大きくなり、また積層プレス時に、ビア内の導電性ぺ
ーストを内層ランド部で押し縮めることにより、ビア内
の導電性ぺーストの圧縮率を高め、それによりビア毎の
導電性ぺーストの固有抵抗値を下げ、また接続信頼性を
向上することができる。

【００１１】(工程ｂ)接着層付金属箔の金属箔に達する
穴をあけるには、レーザーを用いるのが好ましく、レー
ザーにはエキシマレーザーや炭酸ガスレーザーを用いる
ことができ、加工速度や加工費等の点から炭酸ガスレー
ザーが好適である。

【００１２】(工程ｃ)内層回路板の表面に導電性ぺース
トを埋めた接着層付金属箔を、金属箔が外側になるよう
にして重ね、加圧・加熱して積層一体化する。通常の多
層プリント配線板に用いる積層技術をそのまま使用する
ことができる。一般的には、温度１６０〜１８５℃、圧
力１〜５ＭＰａ、時間３０〜１２０分の条件で行う。

【００１３】(工程ｄ)外側の金属箔を加工して導体パタ
ーンを形成するには、回路の形状にエッチングレジスト
を形成して、エッチングレジストに覆われていない箇所
を、化学エッテング液に接触させることによって選択的
に金属箔を除去し、回路を形成することができる。図３
は本発明の別の実施例による多層プリント配線板の構造
を示したもので、工程（ａ）で作製した内層回路板を用
いて繰り返し多層化した例を示す。以下実施例により具
体的に説明するが、本発明はこれのみに限定されるもの
ではない。

【００１４】

【実施例】実施例 (工程ａ：内層回路板の作製)基材の厚さが０．６ｍｍ、
銅箔の厚さ１８μｍのガラス布−エポキシ樹脂含浸両面
銅張り積層板であるＭＣＬ-Ｅ-６７９(日立化成工業
（株）製、商品名)を使用し、エッチングレジストフイ
ルムＨＫ-４２５(日立化成工業（株）製、商品名)をラ
ミネートし、フォトマスクを重ね、紫外線を照射し、現
像してエッチングレジストを形成し、不要な箇所の銅箔
をエッチングにより除去し、内層回路を形成し、内層回
路板を作製した。続いて、メタルマスクを用い導電性ぺ
ーストＬＳ-１０１Ｓ(（株）アサヒ化学研究所製、商品
名)を内層回路のランド部に印刷した。続いて、窒素雰
囲気中の乾燥機で、１５０℃で６０分の加熱を行い、硬
化し、径５０μｍ、高さ３０μｍの導電性ぺースト製の
バンプを形成した。

【００１５】(工程ｂ)厚さ１８μｍの銅箔の片面に厚さ
７０μｍのエポキシ系接着剤層を設けた、ＭＣＦ-６０
００Ｅ(日立化成工業（株）製、商品名)を用い、接着層
の表面に厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレートフ
ィルムをロールラミネーターで貼り合わせた接着層付金
属箔の接着層の側から、炭酸ガスインパクトレーザー孔
あけ機Ｌ-５００(住友重機械工業（株）製、商品名)に
より、周波数＝１５０Ｈｚ、電圧＝２０ＫＶ、パルスエ
ネルギー＝８５ｍＪ、ショット数＝７ショットの条件
で、レーザー光を照射し、層間接続をとる部分の樹脂を
取り除き、銅箔まで届く直径０．１５ｍｍの穴をあけ
た。穴をあけた接着層付金属箔に、導電性ぺーストＮＦ
２０００(タッタ電線（株）製、商品名)をポリエチレン
テレフタレートフィルム面上からスクリーン印刷法によ
って充填した。この導電性ぺーストを充填した接着層付
金属箔を、１１０℃で１５分加熱した。さらに、ポリエ
チレンテレフタレートフイルムを引剥がした。

【００１６】(工程ｃ)接着層付金属箔を内層回路板に重
ね、圧力２.９４ＭＰａ、温度１７５℃、９０分の条件
で積層一体化し積層体を得た。

【００１７】(工程ｄ)積層体の両面に、エッチングレジ
ストフィルムＨＫ-４２５(日立化成工業（株）製、商品
名)をラミネートし、フォトマスクを重ね、紫外線を照
射し、現像してエッチングレジストを形成し、不要な銅
をエッチング除去して外層回路を形成し、プリント配線
板を作製した。

【００１８】比較例 (工程ａ：内層回路板の作製)基材の厚さが０.６ｍｍ、
銅箔の厚さ１８μｍのガラス布−エポキシ樹脂含浸両面
銅張り積層板であるＭＣＬ-Ｅ-６７９(日立化成工業
（株）製、商品名)を使用し、エッチングレジストフイ
ルムＨＫ-４２５(日立化成工業（株）製、商品名)をラ
ミネートし、フォトマスクを重ね、紫外線を照射し、現
像してエッチングレジストを形成し、不要な箇所の銅箔
をエッチング除去して、内層回路を形成し、内層回路板
を作製した。工程ｂ以降は実施例と同様に行いプリント
配線板を作製した。これら実施例及び比較例のプリント
配線板の導通抵抗は、４００個のビアをシリーズに接続
した状態であり、これの初期値を測定し、その値から銅
回路の抵抗値分の２Ωを除き、導電性ぺーストを充填し
た１ビア当たりの抵抗値を求めた。さらに接続信頼性試
験としてホットオイル試験を行い、常温と２６０℃の液
相中に１０秒ずつ２００回浸積した場合の抵抗値を測定
し、試験後の導通抵抗値の変化率を求めた。結果を表１
に示す。

【００１９】

【表１】表に示したように、実施例は、抵抗値は０.７ｍΩ/ビア
であり、また抵抗値の変化率も５％以下であるなど、特
性は良好であった。

【００２０】

【発明の効果】以上、説明したとおり、本発明によれ
ば、高密度で信頼性に優れた層間接続の多層プリント配
線板と、その効率のよい製造方法を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す多層プリント配線板の断
面図。

【図２】本発明の実施例を示す工程図。

【図３】本発明の他の実施例を示す多層プリント配線板
の断面図。

【符号の説明】

１：内層回路板２、２’：接着剤層３：導体パターン４：ランド５：バンプ状突起物６：導電性ペースト７：金属箔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中祖昭士茨城県下館市大字小川1500番地日立化成工業株式会社総合研究所内Ｆターム(参考） 5E317 AA24 BB02 BB12 BB14 CC17 CC22 CC25 CD32 CD40 GG11 5E319 BB01 BB04 CC12 GG20 5E346 CC04 CC09 CC32 CC39 CC40 CC41 DD12 DD13 DD32 DD33 DD45 DD48 EE13 FF18 GG15 GG18 GG22 HH07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導体層間の接続を導電性ぺーストで行うプ
リント配線板において、導電性ぺーストが充填されたビ
アホールに対応する内層板のランド上に、バンプ状の突
起物が形成されていることを特徴とする多層プリント配
線板。
【請求項２】バンプ状の突起物がはんだぺースト、銀ペ
ースト、銅ペースト、銀めっき銅ペーストの硬化物のう
ちのいずれかである請求項１に記載の多層プリント配線
板。
【請求項３】以下の工程を有することを特徴とする多層
プリント配線板の製造法。 (ａ)導体パターンを形成した内層回路板のランド部に、
導電性ぺーストによりバンプ状の突起物を形成する工程 (ｂ)接着層付金属箔の所定の箇所に、接着層側から金属
箔に達する穴をあけ、その穴に導電性ぺーストを充填す
る工程 (ｃ)内層回路板の表面に、導電性ぺーストを埋めた接着
層付金属箔を、金属箔が外側になるようにして重ね、加
圧・加熱して積層一体化する工程 (ｄ)外側の金属箔を加工して導体パターンを形成する工
程
【請求項４】工程(ｃ)で作製したプリント配線板を工程
(ａ)の内層回路板として用いることを特徴とする請求項
３に記載の多層プリント配線板の製造法。