JP2002094233A - 回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コア基板の両面に絶縁層を順次積層し、導電
性ペーストにより層間接続用する回路基板の製造方法で
あって、導電性ペーストを上面に充填した後、下面に充
填する際に、上面に充填した導電性ペーストが穴から漏
れたり、ゴミが付着したりすることを防止した方法を提
供する。 【解決手段】 両面に金属箔２で回路形成したコア基板
１の一方の面に、少なくとも有機樹脂を含むプリプレグ
５を半硬化状態のまま貼り合わせ、プリプレグの所定の
部分に穴加工を行い導電性ペースト３を充填し、プリプ
レグ上に半硬化状態で金属箔８を貼り合わせる。次にコ
ア基板１の他方の面に対して同様の工程を施す。この
後、プレスで所定の温度、圧力を加え絶縁層に含浸され
ている樹脂の硬化もしくは接着剤の硬化を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、両面または内層に
複数の配線を有し、部品実装の高密度化が図れるととも
に高周波特性に優れた回路基板を形成するための回路基
板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化、薄型化、軽量
化、高機能化が進展する中で、電子機器を構成する各種
電子部品の小型化や薄型化等とともに、これら電子部品
が実装されるプリント配線基板に関しても高密度実装を
可能とする様々な技術開発が盛んに行われている。

【０００３】特に最近は急速な実装技術の進展に伴い、
ＬＳＩ等の半導体チップを高密度に実装できるとともに
高速回路にも対応できる多層配線基板が安価に供給され
ることが強く要望されてきている。このような多層配線
回路基板は、微細な配線ピッチで形成された複数層の配
線パターン間の高い電気的接続信頼性や、優れた高周波
特性を有していることが重要である。

【０００４】ドリル加工と銅箔積層板のエッチングやめ
っき加工とによって得られる従来のスルーホール構造
で、層間の電気的接続がなされる多層プリント配線基板
では、もはやこのような高性能、高機能化された電子機
器からの要求を満足させることは極めて困難である。そ
こで、このような問題を解決するために、新しい構造を
備えたプリント配線基板や高密度配線を目的とする製造
方法が開発されて製品化されている。

【０００５】その代表例の一つとして、従来の多層配線
基板で層間接続の主流となっていたスルーホール内壁の
銅めっき導体に代えて、インナーバイアホール内に導電
体を充填して接続信頼性の向を図ると共に、部品ランド
直下や任意の層間にインナーバイアホールを形成でき、
基板サイズの小型化や高密度実装を実現できる全層ＩＶ
Ｈ構造の樹脂多層基板（例えば特開平６−２６８３４５
号公報）がある。

【０００６】以下、上記全層ＩＶＨ構造である樹脂多層
基板の製造方法の一例について説明する。図８及び図９
は、上記樹脂多層基板の製造方法を工程順に示した断面
図である。

【０００７】まず、図８（ａ）に示すように、アラミド
エポキシ樹脂等のプリプレグよりなる基材２０の両面
に、離型剤層が片面に形成された離型性カバーフィルム
２１をラミネートする。図８（ａ）におけるＡ部の拡大
図を図８（ａ１）に示す。図示したように離型剤層２２
は離型性カバーフィルム２１の基材２０との積層面側に
形成されている。

【０００８】次に図８（ｂ）に示すように、レーザ加工
機を用いて必要とする箇所に貫通穴２３を設ける。

【０００９】次に図８（ｃ）に示すように、穴２３に導
電性ペースト２４を充填する。充填は、例えば、ゴムス
キージ等を用いて圧入するスキージ法などを使用でき
る。この場合、離型性カバーフィルム２１が印刷マスク
の作用をするために、導電性ペースト２４は穴２３内の
みに充填され、基材２０の表面が汚染されることはな
い。

【００１０】次に図８（ｄ）に示すように、両面の離型
性カバーフィルム２１を基材２０の表面から剥離して、
導電性ペースト２４が充填された充填済プリプレグ２５
が出来上がる。この状態のプリプレグ２５は、多層配線
回路基板を作成する際の回路基板接続用プリプレグとし
て利用することができる。

【００１１】この回路基板接続用の充填済プリプレグ２
５を用いて両面配線基板を作成する場合、図８（ｅ）に
示すように、充填済プリプレグ２５の両面に銅箔２６を
配置して、加熱、加圧することによって、基材２０およ
び導電性ペースト２４を硬化させるとともに、両面の銅
箔２６を同時に接着させる。このようにして、図８
（ｆ）に示すように、硬化した導電性ペースト２４を介
して両面の銅箔２６が電気的に接続された基板が得られ
る。

【００１２】次に図９（ｇ）に示すように、両面の銅箔
２６を従来のフォトリソグラフ法によりエッチングして
配線パターン２６’を形成する。その結果、両面配線回
路基板２７が得られる。

【００１３】次に図９（ｈ）に示すように、図９（ｇ）
で得た両面配線回路基板２７の両面に、図８（ｄ）で得
た導電性ペーストを充填した充填済プリプレグ２５を配
置し、更にその両外側に銅箔２６を配置し、加熱、加圧
した後、銅箔２６をパターン形成して図９（ｉ）に示す
４層基板２８を得る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような製造方法
においては、図９（ｈ）に示す両面配線回路基板２７と
その両外側に配置した充填済プリプレグ２５の位置合わ
せを行うアライメント工程が必要である。このアライメ
ントは、例えば、両面配線回路基板２７の両外側のラン
ド部と、充填済プリプレグ２５の導電性ペースト２４の
位置を合わせる。

【００１５】回路基板においてこのランド部の大きさ
は、電気的接続に必要な導電性ペーストの大きさと、上
記のアライメント精度、基材の寸法ばらつき（例えば、
プレスやパターン形成による寸法変化にともなう歪みや
基材の温度、湿度による寸法変化によるもの）などによ
って決定される。高密度配線を行うには、このランド部
を小さくできるプロセスや材料を開発する必要がある。

【００１６】そこで、図１０に示すように、両面配線回
路基板２７の両外側にプリプレグよりなる基材２０を貼
り合わせ、所定の箇所に穴加工を行い、さらにその穴に
導電性ペースト２４を充填するプロセスが考えられる。

【００１７】しかしながら、上面に導電性ペースト２４
を充填した後下面に充填する時、上面部を印刷機のテー
ブルに固定する必要がある。この時、上面の穴に充填し
た導電性ペースト２４がはみ出したり、ゴミが付着した
りして十分な電気的接続信頼性を得る事ができない問題
があった。

【００１８】また、基材２０であるプリプレグを半硬化
状態で維持しながら両面配線回路基板２７に貼り合わせ
るために、印刷時に十分な接着力が得られずに剥がれる
現象が見られた。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の回路基板の製造方法は、以下の構成を有す
る。

【００２０】第１の発明に係る回路基板の製造方法は、
両面に導電体で回路形成したコア基板の一方の面に、少
なくとも有機樹脂を含む絶縁層を半硬化状態のまま貼り
合わせる第１の工程と、前記絶縁層の所定の部分に穴加
工を行い導電性ペーストを充填する第２の工程と、前記
絶縁層上に半硬化状態で金属箔を貼り合わせる第３の工
程と、前記コア基板の他方の面に対して、第１〜３の工
程を施す工程とを含む。

【００２１】この方法において、第１の工程をコア基板
の両面に対して施した後、第２及び第３の工程を、片面
づつ順次施してもよい。

【００２２】第２の発明に係る回路基板の製造方法は、
第１の発明における第１の工程において前記有機樹脂が
半硬化状態を維持できる低温で前記絶縁層を貼り合わ
せ、第１または第３の工程の少なくとも一方の工程の次
に、前記絶縁層の一部を、前記有機樹脂が硬化する高温
で接着する硬化接着工程を含む。なお、低温での貼り合
わせは、２５℃から１００℃で行い、高温での接着は、
１００℃から２５０℃で行うことが好ましい。

【００２３】第３の発明に係る回路基板の製造方法は、
少なくとも一種類の金属箔もしくは、前記金属箔の特定
の層を回路形成した金属箔上に半硬化状態の有機樹脂を
含む絶縁層を貼り合わせる工程を備える。その工程は、
前記有機樹脂が半硬化状態を維持できる低温で金属箔上
への貼り合わせを行った後、前記絶縁層の一部を前記有
機樹脂が硬化する高温で接着する硬化接着工程を含む。
低温での貼り合わせは、２５℃から１００℃でロールラ
ミネート法やプレス法で行い、高温での接着は、１００
℃から２５０℃で行うことが好ましい。

【００２４】第２または第３の発明の製造方法に含まれ
る前記硬化接着工程において接着する前記絶縁層の一部
は、製品として用いない領域の少なくとも一部であるこ
とが望ましい。製品として用いない領域とは、製品には
残されない領域、および製品には残るが、製品の機能に
は影響しない領域を含むことを意味する。

【００２５】以上の発明によれば、両面配線回路基板
と、その両外側に配置した絶縁層を形成するプリプレグ
基材の位置合わせを行うアライメント工程が不要とな
り、上面に充填した導電性ペーストのはみ出しやゴミの
付着がなく、電気的接続では高い信頼性が得られる。

【００２６】さらに、製品として用いない部分のプリプ
レグを硬化させ接着する事によって、印刷工程などでの
剥離がなくなり、製品歩留まりが向上する。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明について図面を参照しなが
ら説明する。

【００２８】（実施の形態１）図１及び図２の（ａ）〜
（ｈ）は、本発明の実施の形態１における回路基板の製
造方法を工程順に示した断面図である。

【００２９】図１（ａ）に示すように、コア基板１の両
面にパターン形成された金属箔２（例えば銅箔）を配置
し、その間を導電性ペースト３で電気的に接続して、両
面配線回路基板４を形成する。

【００３０】図１（ｂ）は、図１（ａ）の両面配線回路
基板４の上面に、有機樹脂を含む半硬化状態の絶縁層
（プリプレグ）５を配置し、その上をカバーフィルム６
で覆い、ラミネート法で低温で（例えば６０℃）貼り合
わせた状態を示す。このプリプレグ５としては、例えば
アラミド不織布にエポキシ樹脂を含浸した半硬化状態の
基材を用いる。本発明では、半硬化状態の有機樹脂を含
む基材を用いることが要点であり、繊維が無機質、有機
質であることや、織布、不織布であることなどにより、
発明の効果が影響を受けることはない。

【００３１】次に図１（ｃ）に示すように、プリプレグ
５とカバーフィルム６の所定の箇所に、レーザー加工で
穴７を設ける。穴加工は、微細穴（例えば１００μｍ以
下）であればＹＡＧレーザーを用い、やや大きめ（１０
０μｍ〜３００μｍ）の穴であれば炭酸ガスレーザーを
用い、より大きめの場合は、ドリル加工で行う。加工方
法は、材料の種類、厚み、構成や、加工費用、数量など
を考慮して選択する。

【００３２】次に図１（ｄ）に示すように、穴７に導電
性ペースト３をゴムスーキージなどを用いて充填する。
その後カバーフィルム６を剥離した状態を図１（ｅ）に
示す。

【００３３】次に図２（ｆ）に示すように、プリプレグ
５の上に金属箔８（銅箔）をラミネート法で貼り合わせ
る。この後も、プリプレグ５は半硬化状態を維持してい
る。

【００３４】次に図２（ｇ）に示すように、両面配線回
路基板４の下面にも、図１及び図２の（ｂ）〜（ｆ）と
同様の方法を用いて、プリプレグ５、導電性ペースト
３、及び金属箔８を付設する。この後、プレス機によ
り、プリプレグの所定の硬化温度で所定の圧力を加え、
完全に接着する。条件の一例は、２００℃、５０Ｋｇ／
ｃｍ²である。

【００３５】次に図２（ｇ）における両外面の金属箔８
をパターン形成して、図２（ｈ）に示すように、４層基
板９が得られる。

【００３６】この後、同様の方法を用いて順次多層化が
可能である。

【００３７】この方法を用いると、両面配線回路基板４
の両面に配置した、プリプレグを一度にプレスで硬化さ
せるため、硬化収縮や、熱膨張係数の差の影響などが、
上面、下面をばらばらにプレスする方法と比べて少な
い。上面と下面をばらばらにプレスする場合には、上面
側プレスでの硬化収縮などによって大きなそりが発生
し、下面形成時の導電性ペーストの充填に不具合が生じ
る。例えば、充填時には平面のテーブルに固定している
が、充填終了後にそりがもとの状態にもどるため、導電
性ペーストの一部が剥がれ落ちる事による接続抵抗値の
変動などが生じる。

【００３８】図１（ａ）で両面配線回路基板４として層
間を導電性ペーストで接続した基板を用いたが、特に限
定されるものでなく、例えば、図３に示すような、基板
の両面にパターン形成された金属箔２を配置し、その間
をメッキ法で形成した金属メッキ層１０（例えば銅）で
電気接続を行った後、スールーホール内を穴埋め用導電
性ペースト１１もしくは、樹脂を埋め込んだ構造の両面
配線回路基板等を用いてもよい。また、両面の配線回路
基板を用いたが、多層基板を用いても同様に本発明を適
用できる。 （実施の形態２）図４は、本発明の実施の形態２におけ
る回路基板の製造方法を工程順に示した断面図と平面図
である。

【００３９】図４（ａ）は、図１（ｂ）と同様に、両面
配線回路基板４の上にプリプレグ５を貼り付けたもので
ある。この時の貼り付けは、プリプレグ５を半硬化状態
に保つために、低温（例えば６０℃）でラミネート法や
プレス法で行われる。この時、プリプレグ５と両面配線
回路基板４の間に空気が混入しないように真空中で行う
方が、より信頼性の高い基板が得られる。なお、この場
合の低温としては、２５℃から１００℃の範囲の温度が
適用可能である。

【００４０】次に図４（ｂ１）の平面図、及び図４（ｂ
２）の断面図に示すように、貼り合わされたプリプレグ
５の、製品として用いない領域、本実施の形態では外周
部１２を、高温（例えば２００℃、１０ｓｅｃ）でプレ
スして接着させる。この作業を行う事により、後工程で
のプリプレグ５と両面配線回路基板４の剥離を抑制し、
製造歩留まりを向上させる。この場合の高温としては、
１００℃から２５０℃の範囲の温度が適用可能である。
なお、図４（ｂ１）は、理解し易さのために、カバーフ
ィルム６を省略して図示されている。高温で接着する領
域としては、上記の外周部１２のように製品には残され
ない領域を選ぶことが望ましい。しかしながら、製品に
残る領域であっても、製品の機能には影響しない箇所を
選んで接着することもできる。すなわち、製品として用
いない領域としては、いずれの領域も適用可能である。

【００４１】後の工程は、実施の形態１の図１及び図２
に示した工程と同様である。また、さらに金属箔をプリ
プレグ上に貼り合わせる工程（図２（ｆ）の工程）にお
いても、図４（ｂ１）、（ｂ２）に示すように、たとえ
ば外周部を高温で接着しても良い。 （実施の形態３）図５及び図６は、実施の形態３におけ
る回路基板の製造方法を工程順に示した断面図と平面図
である。

【００４２】図５（ａ）は、アルミ箔１３（３０μ）上
に、銅箔１４（９μｍ）で構成されたＵＴＣ銅箔（三井
金属製）の銅箔部分をパターン形成したものを示す。

【００４３】図５（ｂ）に示すように、銅箔１４の上
に、低温（６０℃）でプリプレグ５とカバーフィルム６
を貼り合わせる。

【００４４】次に図５（ｃ１）の平面図、及び図５（ｃ
２）の断面図に示すように、貼り合わされたプリプレグ
５の製品として用いない部分、例えば外周部１２を、高
温（例えば２００℃、１０ｓｅｃ）でプレスして接着さ
せる。

【００４５】次に図５（ｄ）に示すように、プリプレグ
５とカバーフィルム６の所定の箇所にレーザー加工で穴
７を形成する。

【００４６】次に図６（ｅ）に示すように、穴７に導電
性ペースト８をゴムスーキージなどを用いて充填する。
その後カバーフィルム６を剥離した状態を図６（ｆ）に
示す。

【００４７】次に、図６（ｇ）に示すように、図６
（ｆ）の状態の組立体を、両面配線回路基板４の両外面
に配置して、プレスし硬化させる。

【００４８】この後、両外面のアルミ箔１３をエッチン
グで除去して、図６（ｈ）に示す４層基板１５が得られ
る。

【００４９】なお、図５（ｂ）における低温、及び図５
（ｃ１）における高温としては、実施の形態２と同様の
範囲の温度が適用可能である。

【００５０】図５及び図６では、ＵＴＣ銅箔を用いた４
層基板の製造方法について説明したが、本実施の形態
は、プリプレグ５を銅箔１４上に低温で貼り合わせた
後、製品として用いない、例えば外周部を高温で接着す
ることにより、後工程（導電性ペースト充填など）で不
具合が生じない方法を意図するものである。ＵＴＣ銅箔
に代えて他の銅箔（例えば、３５μｍ銅箔の厚み方向の
途中エッチングしたもの）を用いてもよく、またパター
ン形成の有無も適宜選択することができる。

【００５１】また、実施の形態１〜３で用いたプリプレ
グとして、有機または無機の織布または不織布に有機樹
脂を含浸した複合材料、有機または無機のフィラーと有
機樹脂から構成されている複合材料、あるいは有機質フ
ィルムの両側に接着剤層を配した複合材料を用いた場合
でも、有機樹脂の硬化条件を考慮してラミネート温度や
外周部の接着を行うことにより、同様の効果が得られ
る。

【００５２】ただし、ラミネート温度は、その使用する
材料の硬化温度を十分考慮して設定する必要がある。

【００５３】本発明において、プリプレグを両面配線回
路基板やパターン形成された銅箔に貼り合わせる工程で
は、特に低温で行う事が重要である。製品として用いな
い部分を高温で接着（プリプレグを硬化させる）する際
も、導電性ペーストを充填している部分でも同様であ
る。これは、プリプレグの硬化が進むに従い、プレス工
程でのプリプレグの圧縮が小さくなるとともに、導電性
ペーストの圧縮も小さくなり、接続不良が多く発生する
からである。

【００５４】図７は、実施の形態１の製造方法により、
プリプレグとしてアラミドーエポキシ樹脂を用いて４層
板を試作した時の、ラミネート温度と抵抗値の関係を示
すグラフである。抵抗値には、ライン（銅箔）の抵抗値
を含んでいる。この図から判るように、ラミネート温度
が高くなる程、抵抗値が高くなり、バラツキも大きくな
る。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、アライメント工程が不
要となり、上面に充填した導電性ペーストのはみ出しや
ゴミの付着がなく、電気的接続では高い信頼性が得られ
る。

【００５６】また、コア基板上に、半硬化状態の有機樹
脂を貼り合わせる際に、ロールラミネート法やプレス法
により低温で貼り合わせた後、有機樹脂の一部を高温で
接着する工程を含むことにより、印刷工程などでの剥離
がなくなり、製品歩留まりが向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１における回路基板の製
造方法の工程を示す断面図

【図２】 図１に続く工程を示す断面図

【図３】 メッキ法による両面配線回路基板の断面図

【図４】 本発明の実施の形態２における回路基板の製
造方法の工程を示し、（ａ）及び（ｂ２）は断面図、
（ｂ１）は平面図

【図５】 本発明の実施の形態３における回路基板の製
造方法の工程を示し、（ａ）（ｂ）、（ｃ２）及び
（ｄ）は断面図、（ｃ１）は平面図

【図６】 図５に続く工程を示す断面図

【図７】 プリプレグのラミネート温度と抵抗値の関係
を示す図

【図８】 従来の回路基板の製造方法における工程を示
す断面図

【図９】 図８に続く工程を示す断面図

【図１０】 従来例における両面配線基板にプリプレグ
を貼り合わせた時の断面図

【符号の説明】

１ コア基板 ２ 金属箔 ３、２４ 導電性ペースト ４、２７ 両面配線回路基板 ５ プリプレグ ６、２１ カバーフィルム ７、穴 ８、２６ 金属箔 ９ ４層基板 １０ 金属メッキ層 １１ 穴埋め用導電ペースト １２ 外周部 １３ アルミ １４ 銅箔 １５ ４層基板 ２０ 基材 ２２ 離型剤 ２３ 貫通穴 ２８ ４層基板

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両面に導電体で回路形成したコア基板の
   一方の面に、少なくとも有機樹脂を含む絶縁層を半硬化
   状態のまま貼り合わせる第１の工程と、前記絶縁層の所
   定の部分に穴加工を行い導電性ペーストを充填する第２
   の工程と、前記絶縁層上に半硬化状態で金属箔を貼り合
   わせる第３の工程と、前記コア基板の他方の面に対し
   て、前記第１〜３の工程を施す工程とを含むことを特徴
   とする回路基板の製造方法。
2. 【請求項２】 両面に導電体で回路形成したコア基板の
   両外面にそれぞれ、少なくとも有機樹脂を含む絶縁層を
   半硬化状態のまま貼り合わせる第１の工程と、前記絶縁
   層の一方に対して所定の部分に穴加工を行い導電性ペー
   ストを充填する第２の工程と、前記導電性ペーストを充
   填した絶縁層上に半硬化状態で金属箔を貼り合わせる第
   ３の工程と、前記絶縁層の他方に対して前記第２〜３の
   工程を施す工程を含むことを特徴とする回路基板の製造
   方法。
3. 【請求項３】 前記第１の工程において前記有機樹脂が
   半硬化状態を維持できる低温で前記絶縁層を貼り合わ
   せ、前記第１または第３の工程の少なくとも一方の工程
   の次に、前記絶縁層の一部を前記有機樹脂が硬化する高
   温で接着する硬化接着工程を含むことを特徴とする請求
   項１または２記載の回路基板の製造方法。
4. 【請求項４】 少なくとも一種類の金属箔もしくは、前
   記金属箔の特定の層を回路形成した金属箔上に半硬化状
   態の有機樹脂を含む絶縁層を貼り合わせる工程を備え、
   その工程は、前記有機樹脂が半硬化状態を維持できる低
   温で金属箔上への貼り合わせを行った後、前記絶縁層の
   一部を前記有機樹脂が硬化する高温で接着する硬化接着
   工程を含むことを特徴とする回路基板の製造方法。
5. 【請求項５】 前記硬化接着工程において接着する前記
   絶縁層の一部は、製品として用いない領域の少なくとも
   一部であることを特徴とする請求項３または４記載の回
   路基板の製造方法。
6. 【請求項６】 前記絶縁層として、有機または無機の織
   布、または不織布に有機樹脂を含浸した複合材料を用い
   たことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載
   の回路基板の製造方法。
7. 【請求項７】 前記絶縁層として、有機または無機のフ
   ィラーと有機樹脂から構成された複合材料を用いたこと
   を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の回路
   基板の製造方法。
8. 【請求項８】 前記絶縁層として、有機質フィルムの両
   側に接着剤層を配した複合材料を用いたことを特徴とす
   る請求項１〜５のいずれか１項に記載の回路基板の製造
   方法。