JP2002111202A

JP2002111202A - 層間接続構造およびその製造方法

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Publication number: JP2002111202A
Application number: JP2000293766A
Authority: JP
Inventors: Katsuo Kawaguchi; 克雄川口
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2000-09-27
Filing date: 2000-09-27
Publication date: 2002-04-12
Anticipated expiration: 2020-09-27
Also published as: JP4463406B2

Abstract

(57)【要約】【課題】十分な導電性と生産性とを両立した層間接続
構造を，その製造方法とともに提供すること。【解決手段】金型３の凹み５にピン１（ボールでもよ
いを立て），ピン１が整列した状態とする。これにプリ
プレグ７を被せてプレスする。すると，各ピン１がプリ
プレグ７に刺さり，各ピン１がプリプレグ７を貫通した
状態となる。この状態のコア板８を，あらかじめ別に作
成した２枚の両面配線板１０で挟んでプレスし，４層配
線板１１とする。４層配線板１１では，内層同士の導通
が，ピン１により取られているので，導電性に優れ，ま
た生産性にも優れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，導体層と層間絶縁
層とを積層してなる積層配線板に関する。さらに詳細に
は，積層配線板において導体層同士の電気的接続をとる
層間接続構造およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から，積層配線板においては，層間
絶縁層に穴を開けて上下の導体層間の導通箇所とする層
間接続構造を随所に設けている。ビアホールあるいはス
ルーホール等と称されるものがこれである。このような
層間接続構造では通常，層間絶縁層に開けた穴にめっき
を施してそのめっき層により上下の導通をとったり，あ
るいは，穴に導電性の充填剤を充填してその充填剤によ
り上下の導通をとったりしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，前記し
た従来の積層配線板には，上下間の導電性が不十分であ
るという問題点があった。めっき層により上下の導通を
とった場合には，めっき層の膜厚により導電箇所の断面
積が規制されるためである。また，導電性の充填剤によ
り上下の導通をとった場合には，充填剤の導電率がさほ
ど高くないためである。導電性の充填剤とはいっても樹
脂に金属等の粉末を分散したものだからである。このよ
うに導電性が低いため，信号系はともかくパワー系のよ
うな大電流が流れる箇所には使いにくかった。穴の中全
部をめっきで埋め尽くして導電性を確保することも考え
られるが，それでは生産性が悪い。

【０００４】本発明は，前記した従来の層間接続構造が
有する問題点を解決するためになされたものである。す
なわちその課題とするところは，十分な導電性と生産性
とを両立した層間接続構造を，その製造方法とともに提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題の解決を目的と
してなされた本発明の層間接続構造は，絶縁層と，絶縁
層の両面にそれぞれ設けられた導体パターンと，絶縁層
に嵌入された導電性の部材片とを有し，部材片により絶
縁層の両面の導体パターン間の導通がとられているもの
である。このため，めっき層や充填剤による導通と異な
り，導電箇所の断面積および導電率がともに十分に確保
できる。また，あらかじめ作成しておいた部材片を絶縁
層に嵌入しすることにより，高い生産性で製造できる。
ここで導電性の部材片としては，ピンやボールなどの形
状のものが考えられる。

【０００６】また，本発明の層間接続構造の製造方法で
は，絶縁層に導電性の部材片を嵌入させ，その絶縁層を
他の配線板と重ね合わせて圧着し，部材片により絶縁層
の両面間の導通をとる。これにより，絶縁基材の両面の
導体パターンが，絶縁層に嵌入された部材片を介して接
続された層間接続構造が製造される。

【０００７】ここにおいて，絶縁層に部材片を嵌入させ
るためには例えば，部材片としてピンを用い，凹部を有
する金型の凹部にピンを立て，その上に絶縁層を配置し
て加圧すればよい。これにより，ピンが絶縁層に嵌入さ
せられる。あるいは，部材片としてボールを用い，凹部
を有する金型の凹部にボールを入れ，その上に絶縁層を
配置して加圧してもよい。これにより，ボールが絶縁層
に嵌入させられる。

【０００８】部材片としてボールを用いる場合にはさら
に，金型として凹部の奥に空気吸引経路を有するものを
用い，その金型を，凹部が形成されている面を下向きに
し，上方から空気を吸引して凹部にボールを吸着させ，
ボールが吸着したまま金型を上下反転させ，その上に絶
縁層を配置して加圧すればよい。これにより，金型の凹
部にボールを配置した状態で加圧がなされ，ボールが絶
縁層に嵌入させられる。

【０００９】さらにその場合に，上方から空気を吸引し
て金型の凹部にボールを吸着させる際，部分的に通気孔
を有する遮蔽板を介して吸引することにより，金型の凹
部のうち所望のもののみにボールを吸着させるとよい。
このようにすると，製造使用とする製品の仕様に応じ
て，遮蔽板のみ多種類用意すればよく，金型は共通で済
む。これにより，多品種少量生産に容易に対応できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下，本発明を具体化した実施の
形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００１１】（第１の形態）まず第１の形態として，導
電性の部材片として金属製のピンを用いる形態を説明す
る。本形態では概略，図１に示す手順により配線板を製
造する。本形態で使用する主なものとしては，金属製の
ピン１，ピン１を立てるための金型３，コア絶縁層とな
るべきプリプレグ７，一般的な製法により別に作製した
両面配線板１０，が挙げられる。

【００１２】ピン１は，０.３ｍｍ程度の径の銅線を０.
５ｍｍ程度（プリプレグ７の厚さより少し長くする）に
切断したものである。ピン１は，図２に示すような金型
対１３により銅線を切断して得られる。金型対１３はそ
れぞれ，対向面に半円錐形の凹みを表裏から対向させて
形成したものである。ピン１は，この切断により両端が
尖った形状をしている。なおピン１は，金などでめっき
したものであってもよいし，銅の代わりに亜鉛等を用い
てもよい。金型３は，平板状の金属板の一方の面に，ピ
ン１を立てるための円錐形の凹み５を多数形成したもの
である。凹み５の数および配置は，製造しようとする配
線板のコア層における層間接続構造の配置による。凹み
５は，ドリル等による切削加工で形成される。

【００１３】まず，図１中の「振動」に示すように，金
型３上に多数のピン１をばらまく。そして適宜振動を加
えると，金型３の各凹み５にピン１が１本ずつ入って，
各ピン１が立った状態となる。そこで余分なピン１を除
去すると，図１中の「整列」に示すように，金型３上の
所定の位置に所定の数のピン１が立った状態で整列した
状態が得られる。余分なピン１を除去するには，凹み５
に立っているピン１が倒れない程度に軽く金型３を傾斜
させてやればよい。

【００１４】そして，図１中の「組合」に示すようにそ
れらの上にプリプレグ７を配置し，これらをホットプレ
スする。一般的には，このホットプレスの際，プリプレ
グ７の上に耐熱紙などの離型用シートを敷いておく。プ
リプレグ７とプレス板との接着を防ぐためである。する
と，図１中の「加熱貫通」に示すように，プリプレグ７
に各ピン１が刺さった状態が得られる。そして，プリプ
レグ７が十分冷めて硬化してから金型３から外す。離型
用シートも取り除く。この状態では図１中の「外す」に
示すように，各ピン１がプリプレグ７をその厚さ方向に
貫通しており，各ピン１の両端がプリプレグ７の表裏面
から顔を出している。この状態のものを以下，コア板８
という。

【００１５】そして，図１中の「多層化」に示すよう
に，別に作製した２枚の両面配線板１０，１０をコア板
８の表裏に位置合わせして配置し，プレスする。これに
より，図１中の「できあがり」に示すように，４層配線
板１１ができあがる。４層配線板１１では，各ピン１に
より，内層同士の導通がとられている。すなわち，各ピ
ン１が内層同士の層間接続構造をなしている。

【００１６】このようにして製造された４層配線板１１
では，内層同士の層間接続がピン１により取られてい
る。そしてピン１は前述のように，銅線から形成された
ものである。このため，穴の壁面のめっき層のみによる
層間接続と比較して，表裏間の導通部分の断面積が著し
く広い。また，穴に導電性充填剤を充填した層間接続と
比較して，導通部分の導電率が著しく高い。また，穴を
全部めっきで埋め尽くすことによる層間接続と比較し
て，生産性がはるかに高い。穴の壁面のめっき層による
層間接続と比較しても，穴開けやめっきなどといった複
雑なプロセスを要しない分生産性が高い。このように本
形態により，十分な導電性と生産性とを両立した層間接
続構造およびその製造方法が実現されている。

【００１７】むろん，４層配線板１１の表裏にさらに絶
縁層や導体層をビルドアップして多層化してもよい。あ
るいは，４層配線板１１を複数枚製造し，絶縁フィルム
を介してこれらを積層して多層化してもよい。

【００１８】本形態においては，図１中の「組合」の時
点で，図３に示すようにプリプレグ７の代わりに樹脂付
き銅箔１４を用いてもよい。むろん，樹脂１６を金型３
およびピン１に向け，銅箔１５を外向きにする。この場
合，図４に示すように，片面に銅箔１５のあるコア板１
８が得られる。

【００１９】（第２の形態）次に第２の形態として，導
電性の部材片として金属製のボールを用いる形態を説明
する。本形態では概略，図５に示す手順により配線板を
製造する。本形態で使用する主なものとしては，金属製
のボール２，ボール２を並べるための金型４，コア絶縁
層となるべきプリプレグ７，一般的な製法により別に作
製した両面配線板１０，が挙げられる。このうちプリプ
レグ７と両面配線板１０とは前述の第１の形態のものと
特に差異はない。

【００２０】ボール２は，０．３ｍｍ程度の径の銅球で
ある。ボール２は，金などでめっきしたものであっても
よいし，銅の代わりに亜鉛等を用いてもよい。金型４
は，平板状の金属板の一方の面に，ボール２を並べるた
めの半球型の凹み６を多数形成したものである。凹み６
の数および配置は，製造しようとする配線板のコア層に
おける層間接続構造の配置による。なお，凹み６の形状
は，半球型に限らず，単純な円柱状であってもよい。

【００２１】まず，図５中の「振動」に示すように，金
型４上に多数のボール２をばらまく。そして適宜振動を
加えると，金型４の各凹み６にボール２が１つずつ入
る。そこで余分なボール２を除去すると，図５中の「整
列」に示すように，金型４上の所定の位置に所定の数の
ボール２が整列した状態が得られる。余分なボール２を
除去するには，凹み６に入っているボール２が出てこな
い程度に軽く金型４を傾斜させてやればよい。

【００２２】そして，図５中の「組合」に示すようにそ
れらの上にプリプレグ７を配置し，これらをホットプレ
スする。すると，図５中の「加熱嵌入」に示すように，
プリプレグ７に各ボール２が嵌入された状態が得られ
る。そして，プリプレグ７が十分冷めて硬化してから金
型４から外す。この状態では図５中の「外す」に示すよ
うに，各ボール２がプリプレグ７に対しその厚みの半分
程度嵌入している。この状態のものを以下，コア板９と
いう。

【００２３】以下は第１の形態の場合と同様である。す
なわち，図１中の「多層化」においてコア板８の替わり
に図５のコア板９を用いて，上下２枚の両面配線板１
０，１０とともにプレスする。これにより各ボール２が
プリプレグ７を完全に貫通し，４層配線板ができあが
る。そのできあがりの４層配線板の構造は，図１中の
「できあがり」に示すものとほぼ同様である。

【００２４】このようにして製造された４層配線板で
は，内層同士の層間接続が銅製のボール２により取られ
ている。このため，第１の形態のものと同様に，穴の壁
面のめっき層のみによる層間接続と比較して，表裏間の
導通部分の断面積が著しく広い。また，穴に導電性充填
剤を充填した層間接続と比較して，導通部分の導電率が
著しく高い。また，穴を全部めっきで埋め尽くすことに
よる層間接続と比較して，生産性がはるかに高い。穴の
壁面のめっき層による層間接続と比較しても，穴開けや
めっきなどといった複雑なプロセスを要しない分生産性
が高い。このように本形態により，十分な導電性と生産
性とを両立した層間接続構造およびその製造方法が実現
されている。

【００２５】むろん本形態においても，その後さらに絶
縁層や導体層をビルドアップして多層化してもよいし，
４層配線板同士を絶縁フィルムを介して積層して多層化
してもよい。また，図５中の「組合」の時点で，プリプ
レグ７の代わりに樹脂付き銅箔１４を用いてもよい。

【００２６】（第３の形態）続いて第３の形態として，
前述の第２の形態における金型４を変形したものを説明
する。本形態では，金型４に替えて，図６中の「治具」
に示す治具４０および遮蔽板５０を用いる。

【００２７】治具４０は，金型４の凹み６をもっと多数
設けるとともに，各凹み６の底に厚さ方向に通気孔４１
を設け，さらに板面と平行に差し込み穴４２を設けたも
のである。通気孔４１は細い円形断面の孔であるのに対
し，差し込み穴４２は板状の部材を収容できる形状のス
ペースである。治具４０において凹み６および通気孔４
１は，碁盤目状に多数形成されている。そして，通気孔
４１の裏面側からエアポンプ等適宜の空気吸引装置によ
り空気を吸引できるようになっている。遮蔽板５０は，
治具４０の差し込み穴４２に差し込まれることにより，
通気孔４１を選択的に塞ぐものである。よって遮蔽板５
０には，穴パターン５１が形成されている。なお，図６
中の「治具」に示す治具４０は，図５中に示す金型４と
は上下が逆になっている。

【００２８】治具４０および遮蔽板５０を用いてボール
２を整列させる際には，次のようにする。まず，治具４
０の差し込み穴４２に遮蔽板５０を差し込む。これによ
り，治具４０の通気孔４１が選択的に塞がれた状態とな
る。この状態の治具４０を多数のボール２へ上方から接
触させると，治具４０の各凹み６にボール２が１つずつ
入る。図６中の「吸引」はこの状態を示している。そこ
で通気孔４１の裏面側から空気を吸引しつつ治具４０を
引き上げると，図６中の「引上げ」に示すように，一部
の凹み６にのみボール２が吸着した状態となる。この状
態でボール２が吸着しているのは，当然，遮蔽板５０に
塞がれていない通気孔４１につながっている凹み６であ
る。一方，遮蔽板５０に塞がれている通気孔４１につな
がっている凹み６には，ボール２が吸着していない。

【００２９】この状態の治具４０を上下ひっくり返す
と，図６中の「上下反転」に示す状態となる。ここまで
来れば空気の吸引を停止してもよい。また，遮蔽板５０
を引き抜いてもよい。この状態は，図５中の「整列」に
示す状態と同じように，治具４０上の所定の位置に所定
の数のボール２が整列した状態である。よって，この状
態に対し，図５中の「組合」以下の各工程を実施すれ
ば，第２の形態の場合と同様にして４層配線板が製造さ
れる。

【００３０】本形態では，治具４０に碁盤目状に多数設
けられている凹み６を，遮蔽板５０により選択的に用
い，ボール２を整列させるようにしている。したがっ
て，製造しようとする配線板の仕様ごとに，その仕様に
応じた穴パターン５１を有する遮蔽板５０を用意してお
けば，治具４０は共通に使用することができる。このた
め，多品種生産への対応が容易にできる。

【００３１】なお本形態においては，治具４０の差し込
み穴４２は必ずしも不可欠のものではない。遮蔽板５０
を治具４０の裏面（凹み６の反対側の面）に密着させて
配置するだけでも可能である。ただし，位置合わせの確
実性や，特に上下反転時の安定性などを考えると，本形
態のように差し込み穴４２を有する方が有利である。ま
た，差し込み穴４２を有する場合，差し込み穴４２と裏
面との間で通気孔４１を全部集合させてしまうことがで
きる。このようにすると吸引装置との結合がしやすく有
利である。

【００３２】以上詳細に説明したように本発明の各実施
の形態によれば，金型３，４，または治具４０上に整列
させたピン１またはボール２をプリプレグ７などの絶縁
層にプレスにより貫通または嵌入させ，これらが内層同
士の層間接続構造をなすようにしている。これにより，
導通部分の導電率が著しく高い層間接続構造を有する配
線板を，生産性よく製造できるのである。また，第３の
形態のように治具４０の各凹み６に通気孔４１をつなげ
るとともに遮蔽板５０でこれらを選択的に用いることに
より，多品種生産にも容易に対応できるものである。

【００３３】なお，本実施の形態は単なる例示にすぎ
ず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本
発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改
良，変形が可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば，十分な導電性と生産性とを両立した層間接続構
造が，その製造方法とともに提供されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の形態による配線板の製造手順を示す図で
ある。

【図２】銅線を切断する金型の例を示す図である。

【図３】第１の形態において，プリプレグに替えて樹脂
付き銅箔を用いる変形例（プレス前）を示す断面図であ
る。

【図４】第１の形態において，プリプレグに替えて樹脂
付き銅箔を用いる変形例（プレス後）を示す断面図であ
る。

【図５】第２の形態による配線板の製造手順を示す図で
ある。

【図６】第３の形態による配線板の製造手順を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ピン（部材片）２ボール（部材片）３，４金型５，６凹み７プリプレグ（コア絶縁層）１０両面配線板４０治具４１通気孔５０遮蔽板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁層と，前記絶縁層の両面にそれぞれ
設けられた導体パターンと，前記絶縁層に嵌入された導
電性の部材片とを有し，前記部材片により前記絶縁層の
両面の導体パターン間の導通がとられていることを特徴
とする層間接続構造。
【請求項２】絶縁層に導電性の部材片を嵌入させ，そ
の絶縁層を他の配線板と重ね合わせて圧着し，前記部材
片により前記絶縁層の両面間の導通をとることを特徴と
する層間接続構造の製造方法。
【請求項３】請求項２に記載する層間接続構造の製造
方法において，前記部材片としてピンを用い，凹部を有
する金型の凹部にピンを立て，その上に絶縁層を配置し
て加圧し，前記絶縁層に前記ピンを嵌入させることを特
徴とする層間接続構造の製造方法。
【請求項４】請求項２に記載する層間接続構造の製造
方法において，前記部材片としてボールを用い，凹部を
有する金型の凹部にボールを入れ，その上に絶縁層を配
置して加圧し，前記絶縁層に前記ボールを嵌入させるこ
とを特徴とする層間接続構造の製造方法。
【請求項５】請求項４に記載する層間接続構造の製造
方法において，前記金型として凹部の奥に空気吸引経路
を有するものを用い，前記金型を，凹部が形成されてい
る面を下向きにし，上方から空気を吸引して凹部にボー
ルを吸着させ，ボールが吸着したまま前記金型を上下反
転させ，その上に絶縁層を配置して加圧することを特徴
とする層間接続構造の製造方法。
【請求項６】請求項５に記載する層間接続構造の製造
方法において，上方から空気を吸引して前記金型の凹部
にボールを吸着させる際，部分的に通気孔を有する遮蔽
板を介して吸引することにより，前記金型の凹部のうち
所望のもののみにボールを吸着させることを特徴とする
層間接続構造の製造方法。