JP2002026525A - 多層配線板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品の高密度実装を可能にし、かつ微細
な回路形成を可能とする。また、歩留まりを向上させる
とともに製造コストの低減を図る。 【解決手段】 銅張板２０Ａの樹脂２２にレーザー光に
よって非貫通穴２３を形成し、この非貫通穴２３内に導
電ペースト２５を充填する。上下一対の銅張板２０Ａ，
２０Ｂを内層板８に加熱圧着することにより、導電ペー
スト２５を介して外層回路２６と内層回路７とを電気的
に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビルドアップ法に
よって形成した多層配線板およびその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図４および図５は従来の多層配線板の製
造方法を説明するための断面図である。図４（ａ）にお
いて、１は絶縁材であって、先ずドリルによって貫通穴
２を穿孔する。次に同図（ｂ）に示すように、第１次め
っきとしてパネルめっきを行い、絶縁材１の表面と貫通
穴２の壁面に銅めっき膜３を形成し、貫通接続穴４を形
成する。次に同図（ｃ）に示すように、穴埋め工程とし
て、貫通接続穴４内に充填材５を印刷法によって充填す
る。

【０００３】次に同図（ｄ）に示すように、第２次めっ
きとしてパネルめっきを行い、銅めっき膜３上および充
填材５の両端面に第２の銅めっき膜６を形成し、貫通接
続穴４の上下の開口を閉塞する。次いで同図（ｅ）に示
すように、エッチング処理によって、絶縁材１の上下の
表面に内層回路７を形成し、全体を符号８で示す内層板
を形成する。

【０００４】次に図５（ｆ）に示すように、内層回路７
の両面上に銅箔１０付き接着剤樹脂１１を積層する。次
いで同図（ｇ）に示すように、銅箔１０にレーザー加工
用の窓を形成した後に、レーザー光によって内層回路７
にまで到達する非貫通穴１２を形成する。次に同図
（ｈ）に示すように、第３次めっきとしてパネルめっき
を行い、銅箔１０上と非貫通穴１２の壁面および底面に
銅めっき膜１３を形成し、非貫通接続穴１４を形成す
る。そして同図（ｉ）に示すように、エッチング処理に
よって外層回路１５を形成し、この外層回路１５と前記
内層回路７とが非貫通接続穴１４を介して電気的に接続
され、多層配線板１７が形成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の多層配
線板１７においては、内層回路７を形成するための第１
次および第２次の２回のめっき処理の他に、非貫通接続
穴１４を形成するための第３次めっき処理を行うため、
合計３回のめっき処理を行う必要があり、めっき処理の
回数が増加する。このため、歩留まりが低下するばかり
か製造コストもかさみ、かつ製造時間も余計にかかると
いう問題があった。また、非貫通接続穴１４上に凹部が
形成されることにより、この非貫通接続穴１４上にチッ
プ部品が搭載できないために、チップ部品の高密度実装
ができないという問題もあった。

【０００６】また、通常、必要とされる多層配線板１７
の外形寸法は小さいため、この多層配線板１７を、複数
列×複数段のマトリックス状に配置した縦方向の寸法が
３００〜５００ｍｍで横方向の寸法が３００〜６００ｍ
ｍの作業サイズに大版化し、この大版化したプリント配
線板にめっき処理を行っている。このため、多層配線板
１７の配列位置によって、銅めっき膜６，１３のめっき
厚のばらつきが大きく、内層回路７、外層回路１５の導
体厚みの精度が悪化していた。このようにめっき厚のば
らつきが大きくなると、エッチング処理工程において、
最大のめっき厚に合わせてエッチング条件を設定するた
め、めっき厚の小さい部位ではオーバーエッチングとな
り回路導体の幅精度が悪化していた。

【０００７】また、非貫通接続穴１４を形成するため
に、図５（ｈ）において、パネルめっきを行い、銅箔１
０上と非貫通穴１２の壁面および底面に銅めっき膜１３
を形成していた。このとき、電気的接続信頼性を確保す
るためには、非貫通穴１２の壁面に約２０μｍ以上のめ
っき膜１３を形成する必要があり、このために外層回路
１５の膜厚ｔ１が約４０〜６０μｍと大きくなってい
た。このように、回路導体厚みが約４０〜６０μｍと大
きくなると、エッチング処理においてサイドエッチング
が進行し回路導体の幅精度が悪化し、外層回路１５を微
細に形成することが困難となっていた。

【０００８】上述したように、合計３回のパネルめっき
を行うことによって、内層回路７と外層回路１５の回路
導体の厚さが大きくなり、厚さのばらつきが大きくな
り、回路導体の厚さが大きくなることにより、エッチン
グ処理時に回路導体の精度が悪くなっていた。このよう
に回路導体の厚さのばらつきや回路導体の精度の低下
は、内層回路７、固有誘電率を有する樹脂１１、外層回
路１５によって形成される特性インピーダンスのばらつ
きを発生させる原因となっていた。すなわち、特性イン
ピーダンスＺ₀ は（式１）で表される。なお、（式
１）中の各パラメータである、ｈ、ｗ、ｔについては、
図６に図示した部位の値である。この特性インピーダン
スＺ₀ のばらつきはプリント配線板上で整合された電
子回路条件を変化させ、電子回路の誤動作または非動作
との性能上大きな問題を発生させるおそれがあった。

【０００９】

【数１】

【００１０】本発明は上記した従来の問題に鑑みなされ
たものであり、その第１の目的は特性インピーダンスの
安定整合化を図ることにある。また、第２の目的は回路
導体の厚みの薄膜化および均一化と回路導体幅の精度を
向上させることによって、微細な回路形成を行い高密度
高精細配線を可能とすることにある。また、第３の目的
は歩留まりを向上させるとともに製造コストを低減させ
ることにある。また、第４の目的はチップ部品の高密度
実装を可能にすることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、絶縁材を挟んで内層回路と
外層回路とが設けられた多層配線板において、前記外層
回路を前記絶縁材の表面に設けた金属箔によって形成す
るとともに、前記絶縁材に形成した非貫通穴に埋設され
前記外層回路と内層回路とを電気的に接続する導電性充
填材によって形成される埋設部材を設けたものである。
したがって、埋設部材上に形成された外層回路には凹部
が形成されないので、この外層回路上もチップ部品を搭
載できる。

【００１２】また、請求項２に係る発明は、一方の表面
に導体が設けられた絶縁材に非貫通穴を形成し、この非
貫通穴内に導電性充填材を埋設し、この導電性充填材を
介して前記導体と内層回路とが接続されるように前記絶
縁材を内層回路上に積層し、前記導体にエッチング処理
を施すことにより前記絶縁材上に外層回路を形成するも
のである。したがって、内層回路と外層回路との接続を
めっき処理による非貫通接続穴を介さずに導電材によっ
て行うことにより、非貫通接続穴を形成するためのパネ
ルめっき処理が不要になる。

【００１３】また、請求項３に係る発明は、両面銅張板
の銅箔から形成した上下一対の内層回路と、これら内層
回路間に形成した貫通穴内に充填された導電性充填材に
よって形成される第１の埋設部材と、前記両面銅張板に
積層された片面銅張板と、この片面銅張板の銅箔から形
成した外層回路と、前記片面銅張板に形成した非貫通穴
に埋設され前記外層回路と内層回路とを電気的に接続す
る導電性充填材によって形成される第２の埋設部材とか
らなる。したがって、内層回路間および内層回路と外層
回路間が埋設部材によって電気的に接続される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
用いて説明する。図１は本発明に係る多層配線板の製造
方法を説明するための断面図である。同図において、片
面銅張板２０Ａ，２０Ｂは、非貫通穴２３を形成する位
置が異なるだけであって、その他の構造は同一であるの
で、同図（ａ）〜（ｃ）において一方の片面銅張板２０
Ａのみを説明する。同図（ａ）に示すように、片面銅張
板２０Ａは銅箔２１に樹脂２２が貼着され、樹脂２２の
上面を、所定の位置に所定の形状の孔が形成された遮蔽
板（図示せず）によって覆い、レーザ孔を照射すること
により、同図（ｂ）に示すように、銅箔２１に到達する
非貫通穴２３を形成する。

【００１５】遮蔽板を樹脂２２の上面の所定の位置に設
置し、スクリーン印刷法により、充填部材としての導電
性充填材の一つである導電ペースト２５を非貫通穴２３
内に充填し半硬化状態に乾燥する。次に同図（ｄ）に示
すように、上述した図３に示す従来技術において説明し
た内層板８を、上下一対の片面銅張板２０Ａ，２０Ｂに
よって、導電ペースト２５が内層回路７に対向するよう
にして挟む状態で圧着積層する。

【００１６】上下一対の片面銅張板２０Ａ，２０Ｂを内
層板８に加熱圧着することにより、同図（ｅ）に示すよ
うに、内層板８に上下一対の片面銅張板２０Ａ，２０Ｂ
を張り合わせ、導電ペースト２５を介して外層回路２６
と内層回路７とを電気的に接続してから、エッチング処
理によって外層回路２６を形成し、多層配線板２８を形
成する。

【００１７】このように、外層回路２６と内層回路７と
を電気的に接続するのに導電ペースト２５を介して行う
ようにしたことにより、従来のように非貫通接続穴１４
を形成するための第３次めっき処理が不要になる。した
がって、めっき処理工程が削減されることにより、歩留
まりが向上するだけではなく製造コストが低減される。
また、第３次めっき処理が不要になることにより、銅箔
２１上にめっき膜が形成されないので、絶縁樹脂２２の
外部表面に設けられためっき処理のされていないな薄い
金属箔のみで形成される外層回路２６の膜厚ｔ２は８〜
３５μｍと薄膜で、かつ回路導体膜厚が均一化される。

【００１８】また、回路導体の厚さが薄膜であるため、
外層回路２６の導体の幅を精度よく形成することがで
き、このため微細な回路導体を形成することができるの
で、回路導体の高密度高精細配線が可能になる。表１は
回路導体の厚さと回路導体幅の精度を比較した表であっ
て、この表から明らかなように、本発明の外層回路２６
の厚さおよび幅における精度誤差を、共に従来の外層回
路１５と比較しても大幅に小さくすることができる。ま
た、導電ペースト２５上の外層回路２６は銅箔２１付き
樹脂２２からなる片面銅張板２０Ａ，２０Ｂであるため
平坦で均一な厚さの回路導体となる。さらに、埋設部材
である導電ペースト状に形成された外層回路は平坦面で
あるため、導電ペースト２５上にもチップ部品を搭載す
ることができ、このためチップ部品の高密度実装が可能
になる。

【００１９】

【表１】 但し、設計仕様値として回路導体の厚さについては、従
来の配線板を５０μｍとし、本発明の配線板は１８μｍ
とした。また、回路導体の幅については、従来の配線板
および本発明の配線板を共に１００μｍとした。

【００２０】また、外層回路２６の回路導体幅を精度よ
く形成することにより、特性インピーダンスのばらつき
を小さくすることが可能になる。表２は特性インピーダ
ンスのばらつきを比較した表であって、この表２から明
らかなように、本発明の外層回路２６の厚さおよび幅の
精度誤差に起因する特性インピーダンスのばらつきを大
幅に小さくすることができる。

【００２１】

【表２】 但し、設計仕様値として回路導体の厚さについては、従
来の配線板を５０μｍとし、本発明の配線板は１８μｍ
とした。また、回路導体の幅については、従来の配線板
および本発明の配線板を共に１００μｍとした。また、
絶縁材の厚さを共に２００μｍ、誘電率を共に４．７と
した。

【００２２】図２は本発明における第２の実施の形態を
示す多層配線板の製造方法を説明するための断面図であ
る。同図（ａ）において、２９は絶縁材３０の両面に銅
箔３１，３１が貼着されている両面銅張板であって、同
図（ｂ）において、ドリルによって貫通穴３２，３２が
穿孔される。同図（ｃ）に示すように、貫通穴３２，３
２に対応した孔が開口された遮蔽板（図示せず）を両面
銅張板２９の上面に設置し、両面銅張板２９の下面に別
の孔が開口されていない遮蔽板（図示せず）を設置し、
スクリーン印刷法により、充填部材としての導電材の一
つである導電ペースト３３を貫通穴３２，３２内に充填
し半硬化状態に乾燥する。次いで、同図（ｄ）に示すよ
うに、絶縁材３０の両面の銅箔３１をエッチング処理し
て、導電ペースト３３を介して電気的に接続される内層
回路３４，３４を形成することにより、内層板３５が形
成される。

【００２３】しかる後、同図（ｅ）に示すように、内層
板３５を、上述した第１の実施の形態で説明した上下一
対の片面銅張板２０Ａ，２０Ｂによって、導電ペースト
２５が内層板３５の導電ペースト３３と内層回路３４に
対向するようにして挟む状態で圧着積層する。上下一対
の片面銅張板２０Ａ，２０Ｂを内層板３５に加熱圧着す
ることにより、同図（ｆ）に示すように、内層板３５に
上下一対の片面銅張板２０Ａ，２０Ｂが張り合わされ
る。エッチング処理によって外層回路２６が形成される
ことにより、導電ペースト２５を介して外層回路２６と
内層回路３４とが電気的に接続され、多層配線板３８が
形成される。

【００２４】このように、内層回路３４，３４間を、こ
れら内層回路３４，３４間を絶縁している絶縁樹脂３０
を貫通する貫通穴３２に充填した導電ペースト３３を介
して、電気的に接続するようにしたことにより、内層板
３５を形成するのに、めっき処理が不要になる。したが
って、めっき処理工程を省略できることにより、内層板
３５の形成時間が短縮されるだけではなく、製造コスト
も低減される。また、銅箔３１上にめっき膜が形成され
ないので、内層回路３４の導体膜厚が薄膜で均一化され
る。したがって、内層回路３４および外層回路２６の導
体の幅を精度よく形成することができ、このため微細な
回路導体を形成することができるので、全体の各層の回
路導体の高密度高精細配線が可能になる。

【００２５】図３は本発明における第３の実施の形態を
示す多層配線板の製造方法を説明するための断面図であ
る。この第３の実施の形態が、上述した第２の実施の形
態と異なる点は、片面銅張積層板２０Ａ，２０Ｂを内層
板３５に積層する前に、外層回路２６ａ，２６ｂを形成
した点と、これら外層回路２６ａ，２６ｂの幅ｗを非貫
通穴２３の穴径Ｒよりも小さく形成した点にある。

【００２６】すなわち、同図（ａ）における片面銅張積
層板２０Ａの銅箔２１にエッチング処理を施し、同図
（ｂ）に示すように、外層回路２６ａ，２６ｂを形成す
る。次に、同図（ｃ）に示すように、外層回路２６ａ，
２６ａに対応した部位に外層回路２６ａの幅ｗよりも大
きい径Ｒのレーザ光を照射し貫通穴４０を形成する。こ
の後、同図（ｄ）において、この貫通穴４０内に導電性
ペースト２５を充填し、同図（ｅ）において、内層板３
５の上下に片面銅張板２０Ａ，２０Ｂを加熱圧着法によ
って積層して多層配線板４１を形成する方法は上述した
第２の実施の形態と同じである。

【００２７】このように、同図（ｂ）において、予め片
面銅張板２０Ａに外層回路２６ａ，２６ｂを形成し、同
図（ｃ）において、外層回路２６ａの幅ｗよりも大きい
径Ｒの貫通穴４０をレーザによって形成したことによ
り、貫通穴４０の底部内にガスやエアーが貯留するよう
なことがない。したがって、次の工程において貫通穴４
０内に充填された導電性ペースト２５の充填性が良好に
なり、外層回路２６ａと内層回路３４および外層回路２
６ａ，２６ａ間の導通抵抗が大きくなるようなことがな
い。

【００２８】本実施の形態においては、４層の多層配線
板について説明したが、さらに片面銅張板２０Ａ，２０
Ｂをビルドアップすることにより、５層以上の多層配線
板にも適用できる。また、埋設部材の導電性充填材とし
て銅ペースト２５としたが、金ペーストや銀ペースト等
の各種のペーストでもよく、また電気めっきによって析
出した金属でもよく、要は導電材であればよい。また、
図２において、内層板３５の両面の内層回路３４，３４
間の電気的な接続が必要のない場合には、貫通孔３２の
穿孔や内層板３５の導電ペースト３３の充填作業は不要
になる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によれば、埋設部材上にもチップ部品を搭載できるの
で、チップ部品の高密度実装が可能になる。

【００３０】また、請求項２に係る発明によれば、非貫
通接続穴を形成するためのパネルめっきが不要になるこ
とにより、歩留まりが向上するだけではなく、製造コス
トが低減される。また、外層回路の膜厚が必要以上に大
きくならないので、微細な回路を形成することができ、
このため回路の高密度高精細配線が可能になり、このた
め特性インピーダンスのコントロールが可能になる。

【００３１】また、請求項３に係る発明によれば、内層
回路間を電気的に接続するためのパネルめっきが不要に
なることにより、内層回路および外層回路の各層の回路
導体膜厚が薄膜に形成され、回路導体の幅と厚さが均一
化されるので、微細な回路を形成することができ、この
ため回路の高密度高精細配線が可能になり、このため特
性インピーダンスのコントロールが可能になる。さらに
歩留まりが向上するだけではなく、製造コストが低減さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る第１の実施の形態の多層配線板
の製造方法を説明するための断面図である。

【図２】 本発明に係る第２の実施の形態の多層配線板
の製造方法を説明するための断面図である。

【図３】 本発明に係る第３の実施の形態の多層配線板
の製造方法を説明するための断面図である。

【図４】 従来の多層配線板の製造方法の前半を説明す
るための断面図である。

【図５】 従来の多層配線板の製造方法の後半を説明す
るための断面図である。

【図６】 （式１）中のｈ、ｗ、ｔに対応した部位を図
示するための模式図である。

【符号の説明】

７，３４…内層回路、８，３５…内層板、２０Ａ，２０
Ｂ…片面銅張板、２１…銅箔、２２…樹脂、２３…非貫
通穴、２５，３３…導電ペースト、２６，２６ａ，２６
ｂ…外層回路、２８，３８，４１…多層配線板、２９…
両面銅張板、４０…貫通穴。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 泰章 神奈川県小田原市高田字柳町298番地２ 日立エーアイシー株式会社内 (72)発明者 桜井 正幸 東京都品川区西五反田一丁目31番地１号 日立エーアイシー株式会社内 Ｆターム(参考） 5E317 AA24 BB01 BB11 CC22 CC25 CC53 CD25 CD32 GG16 5E346 AA15 AA43 CC32 DD12 EE02 FF18 GG15 GG22

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁材を挟んで内層回路と外層回路とが
   設けられた多層配線板において、前記外層回路を前記絶
   縁材の表面に設けた金属箔によって形成するとともに、
   前記絶縁材に形成した非貫通穴に埋設され前記外層回路
   と内層回路とを電気的に接続する導電性充填材によって
   形成される埋設部材を設けたことを特徴とする多層配線
   板。
2. 【請求項２】 両面銅張板の銅箔から形成した上下一対
   の内層回路と、これら内層回路間に形成した貫通穴内に
   充填された導電性充填材によって形成される第１の埋設
   部材と、前記両面銅張板に積層された片面銅張板と、こ
   の片面銅張板の銅箔から形成した外層回路と、前記片面
   銅張板に形成した非貫通穴に埋設され前記外層回路と内
   層回路とを電気的に接続する導電性充填材によって形成
   される第２の埋設部材とからなることを特徴とする多層
   配線板。
3. 【請求項３】 上下の表面に内層回路用の導体が設けら
   れた絶縁材に貫通穴を形成する工程と、この貫通穴に導
   電性充填材を埋設する工程と、前記内層回路用の導体を
   エッチングすることにより内層回路を形成する工程と、
   一方の表面に外層回路用の導体が設けられた絶縁材に非
   貫通穴を形成する工程と、この非貫通穴内に導電性充填
   材を埋設する工程と、この導電性充填材を介して前記外
   層回路用の導体と前記内層回路とが接続されるように前
   記両絶縁材を積層する工程と、前記外層回路用の導体に
   エッチングすることにより外層回路を形成する工程とを
   含むことを特徴とする多層配線板の製造方法。