JP2004128387A

JP2004128387A - 多層基板の製造方法及び多層基板

Info

Publication number: JP2004128387A
Application number: JP2002293535A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Nakada; 中田　昌和; Kazuto Nishimoto; 西本　和人; Yasuhiro Mizuno; 水野　泰宏; Tatsu Terasaki; 寺崎　達
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】多層基板を形成する際に、各層に設けた導電性ペースト回路に突起電極を挿し込むようにして層間の電気的な接続を完全なものにした多層基板の製造方法及び多層基板を提供する。
【解決手段】スルーホール及び配線パターンに応じた配線溝を有する基材に、可撓性の有る導電性ペーストを充填することにより得られた第１配線基板と、この第１配線基板と同様に形成され、スルーホール及び配線パターンに応じた配線溝を有する基材に、可撓性の有る導電性ペーストを充填することにより得られた第２配線基板と、この第１配線基板のスルーホールランド上に導電性ペーストを印刷することにより表面に突起電極を形成し、この突起電極を第２配線基板の配線パターンやスルーホールランドに挿入圧着することにより第１及び第２配線基板を面状態で接続する。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層基板の製造方法及び多層基板に関するものであり、詳しくは両面板や積層数の少ない多層配線板を貼り合わせることで高多層基板を作成することによりビルドアップ工法の歩留まり等の問題を解決し、更に配線を通常の銅配線ではなく可撓性を有する導電性ペーストにより形成された溝配線にて形成し、その溝配線に対となる基板上に形成された突起状電極を差し込むことにより容易に高信頼性の面状態での層間接続が得られる多層基板の製造方法及び多層基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術における電子機器に対する小型化軽量化のニーズに答える半導体素子やチップ部品に代表される電子部品は小型化されている。これらの電子部品を搭載する回路基板も高密度実装化に対応すべく、多層化・微細化に優れたビルドアップ工法が開発された。
しかし、このビルドアップ工法はコア基板上に絶縁層と導体層からなる配線層を順じ積み重ねる方法であり、多層構造を形成するためには時間がかかることや同一工程を繰返すためミスが起きる確立が増し、歩留まりが低下することが知られている。
これに対し、積み重ね工程を減らすため、別途作成した両面板や積層数の少ない多層配線板を貼り合わせることで高多層基板を作製する方法として、層間を接続するビア部分に導電性ペーストを用いているものがある。この種の従来技術として▲１▼特公第２６０３０５３号、▲２▼特公第３２５１７１１号が存在する。
【０００３】
▲１▼に開示されているものは、積層基材に貫通孔をあけ、この貫通孔に導体ペーストを充填させ、基材の両側の銅箔を貼り合わせる手法が開示されている。
▲２▼に開示されているものは、支持基体シート上に導電性バンブを載せ、この導電性バンブを合成樹脂シートの孔に入れるようにして、その上部から銅箔を圧接させることで、支持基体シートと銅箔との電気的な接続を得る手法が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１９６７０３号公報　（第４−第９頁、図３）
【０００５】
【特許文献２】
特開２００１−２４４６０９号公報　（第３−第６頁、図６）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術で説明した▲１▼においては、ビア接続は導電性ペースト中の樹脂と銅箔との面だけの接着によるものであり、熱膨張や機械衝撃に対する接続信頼性に劣るという問題がある。
【０００７】
▲２▼に関しては、パターン上に導電性ペーストにより形成された突起電極を層間絶縁材料を貫通させ、銅箔をプレス接着することで導電性を確保するものであるが、これも銅箔との接着であるため信頼性に不安があるという問題がある。
【０００８】
従って、本願発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、ビルドアップ工法に比較し容易且つ歩留まりもよく、高多層基板が作製でき、高い層間接続信頼性を確保することが可能な配線基板を提供できるようにすることに解決しなければならない課題を有する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明に係る多層基板の製造方法及び多層基板は、次に示す構成にすることである。
【００１０】
（１）　スルーホール及び配線パターンに応じた配線溝を有する基材に、可撓性の有る導電性ペーストを充填することにより得られた第１配線基板に、該第１配線基板と同様に形成された第２配線基板を接続する多層基板の製造方法において、
前記第１配線基板のスルーホールランド上に硬導電性ペーストを印刷することにより表面に突起電極を形成し、
前記突起電極を第２配線基板の配線パターン若しくはスルーホールランドに挿入圧着することにより前記第１及び第２配線基板を層間接続することを特徴とする多層基板の製造方法。
（２）　上記導電性ペーストは、硬化後の状態で可塑性があり且つ導電粒子間に微小な隙間があると共に、圧力をかけると導電粒子間のギャップが狭まるように圧縮できるものであることを特徴とする（１）に記載の多層基板の製造方法。
（３）　上記突起電極を挿入圧着する際に、前記配線パターン若しくはスルーホールランドの導電性ペーストが圧縮されることにより突起電極の部位付近の導電粒子密度が電極近傍に近づくにつれて傾斜的に高くなることを特徴とする（１）に記載の多層基板の製造方法。
（４）　上記突起電極の形状は、角錐、円錐、台形、半球、ぎぼし形のように先端に行くほど面積が小さくなる形状であることを特徴とする（１）に記載の多層基板の製造方法。
（５）　上記突起電極を形成する硬導電性ペーストは、圧着時の温度で配線パターン若しくはスルーホールランドよりも硬度が高い導電性ペーストであることを特徴とする（１）に記載の多層基板の製造方法。
【００１１】
（６）　スルーホール及び配線パターンに応じた配線溝を有する基材に、可撓性のある導電性ペーストを充填することにより得られた第１配線基板に、該第１配線基板と同様に形成された第２配線基板を接続する多層基板の製造方法において、
前記第１配線基板のスルーホールランドに金属ピン若しくは金属球を挿入することにより突起電極を形成し、
前記突起電極を第２配線基板の配線パターン若しくはスルーホールランドに挿入圧着することにより前記第１及び第２配線基板を層間接続する多層基板の製造方法。
（７）　上記導電性ペーストは、硬化後の状態で可塑性があり更に導電粒子間に微小な隙間があり圧力をかけると導電粒子間のギャップが狭まるように圧縮できるものであることを特徴とする（６）に記載の多層基板の製造方法。
（８）　上記突起電極を挿入圧着する際に、前記配線パターン若しくはスルーホールランドの導電性ペーストが圧縮されることにより突起電極の部位付近の導電粒子密度が電極近傍に近づくにつれて傾斜的に高くなることを特徴とする（６）に記載の多層基板の製造方法。
（９）　上記突起電極を形成する金属ピンの形状は、角錐、円錐、台形、半球、ぎぼし形のように先端に行くほど面積が小さくなる形状であることを特徴とする（６）に記載の多層基板の製造方法。
【００１２】
（１０）　銅箔をエッチング・メッキで配線形成された第１配線基板に、
スルーホール及び配線パターンに応じた配線溝を有する基材に、可撓性のある導電性ペーストを充填することにより得られた第２配線基板を接続する多層基板の製造方法において、
前記第１配線基板の配線パターン若しくはビア上に金属製の突起電極を形成し、
該突起電極を前記第２配線基板の配線パターン若しくはスルーホールランドに挿入圧着することにより前記第１及び第２配線基板を層間接続する多層基板の製造方法。
（１１）　上記導電性ペーストは、硬化後の状態で可塑性があり更に導電粒子間に微小な隙間があり圧力をかけると導電粒子間のギャップが狭まるように圧縮できるものであることを特徴とする（１０）に記載の多層基板の製造方法。
（１２）　上記突起電極を挿入圧着する際に、導電性ペーストが圧縮されることにより突起電極の部位付近の導電粒子密度が電極近傍に近づくにつれて傾斜的に高くなることを特徴とする（１０）に記載の多層基板の製造方法。
（１３）　上記突起電極の形状は、角錐、円錐、台形、半球、ぎぼし形のように先端に行くほど面積が小さくなる形状であることを特徴とする（１０）に記載の多層基板の製造方法。
【００１３】
（１４）　銅箔をエッチング・メッキで配線形成された第１及び第２配線基板の層間接続を行う多層基板の製造方法において、
前記第１配線基板のビア部分に金属製の突起電極を形成し、
前記第２配線基板に前記第１配線基板の突起電極と対となる位置に所定の穴を形成し、
該穴に導電性ペーストを充填し、
前記第１配線基板の突起電極を前記第２配線基板の導電性ペーストを充填した穴に差し込むことにより前記第１及び第２配線基板の層間接続する多層基板の製造方法。
（１５）　上記導電性ペーストは、硬化後の状態で可塑性があり更に導電粒子間に微小な隙間があり圧力をかけると導電粒子間のギャップが狭まるように圧縮できるものであることを特徴とする（１４）に記載の多層基板の製造方法。
（１６）　上記突起電極を差し込む際に、導電性ペーストが圧縮されることにより突起電極の部位付近の導電粒子密度が電極近傍に近づくにつれて傾斜的に高くなることを特徴とする（１４）に記載の多層基板の製造方法。
（１７）　上記突起電極の形状は、角錐、円錐、台形、半球、ぎぼし形のように先端に行くほど面積が小さくなる形状であることを特徴とする（１４）に記載の多層基板の製造方法。
【００１４】
（１８）　多層基板は、スルーホール及び配線パターンに応じた配線溝を有する基材に、可撓性の有る導電性ペーストを充填することにより得られた第１配線基板と、
該第１配線基板と同様に形成され、スルーホール及び配線パターンに応じた配線溝を有する基材に、可撓性の有る導電性ペーストを充填することにより得られた第２配線基板と、
前記第１配線基板のスルーホールランド上に硬導電性ペーストを印刷することにより得られた突起電極を有し、
前記第１及び第２配線基板を層間接続するときに、前記突起電極を第２配線基板の配線パターン若しくはスルーホールランドに挿入圧着して電気的な接続を得るように形成したものである。
（１９）　上記導電性ペーストは、硬化後の状態で可塑性があり且つ導電粒子間に微小な隙間があると共に、圧力をかけると導電粒子間のギャップが狭まるように圧縮できるものであることを特徴とする（１８）に記載の多層基板。
（２０）　上記突起電極を挿入圧着する際に、前記配線パターン若しくはスルーホールランドの導電性ペーストが圧縮されることにより突起電極の部位付近の導電粒子密度が電極近傍に近づくにつれて傾斜的に高くなることを特徴とする（１８）に記載の多層基板。
（２１）　上記突起電極の形状は、角錐、円錐、台形、半球、ぎぼし形のように先端に行くほど面積が小さくなる形状であることを特徴とする（１８）に記載の多層基板。
（２２）　上記突起電極を形成する硬導電性ペーストは、圧着時の温度で配線パターン若しくはスルーホールランドよりも硬度が高い導電性ペーストであることを特徴とする（１８）に記載の多層基板。
【００１５】
（２３）　多層基板は、スルーホール及び配線パターンに応じた配線溝を有する基材に、可撓性のある導電性ペーストを充填することにより得られた第１配線基板と、
該第１配線基板と同様に形成され、スルーホール及び配線パターンに応じた配線溝を有する基材に、可撓性のある導電性ペーストを充填することにより得られた第２配線基板と、
前記第１配線基板のスルーホールランドに金属ピン若しくは金属球を挿入することにより得られた突起電極を有し、
前記第１及び第２配線基板を層間接続するときに、前記突起電極を第２配線基板の配線パターン若しくはスルーホールランドに挿入圧着して電気的な接続を得るように形成したものである。
（２４）　上記導電性ペーストは、硬化後の状態で可塑性があり更に導電粒子間に微小な隙間があり圧力をかけると導電粒子間のギャップが狭まるように圧縮できるものであることを特徴とする（２３）に記載の多層基板。
（２５）　上記突起電極を挿入圧着する際に、前記配線パターン若しくはスルーホールランドの導電性ペーストが圧縮されることにより突起電極の部位付近の導電粒子密度が電極近傍に近づくにつれて傾斜的に高くなることを特徴とする（２３）に記載の多層基板。
（２６）　上記突起電極を形成する金属ピンの形状は、角錐、円錐、台形、半球、ぎぼし形のように先端に行くほど面積が小さくなる形状であることを特徴とする（２３）に記載の多層基板。
【００１６】
（２７）　多層基板は、銅箔をエッチング・メッキで配線形成された第１配線基板と、
スルーホール及び配線パターンに応じた配線溝を有する基材に、可撓性のある導電性ペーストを充填することにより得られた第２配線基板と、
前記第１配線基板の配線パターン若しくはビア上に形成した金属製の突起電極を有し、
前記第１及び第２配線基板を層間接続するときに、前記突起電極を前記第２配線基板の配線パターン若しくはスルーホールランドに挿入圧着して電気的な接続を得るように形成したものである。
（２８）　上記導電性ペーストは、硬化後の状態で可塑性があり更に導電粒子間に微小な隙間があり圧力をかけると導電粒子間のギャップが狭まるように圧縮できるものであることを特徴とする（２７）に記載の多層基板。
（２９）　上記突起電極を挿入圧着する際に、導電性ペーストが圧縮されることにより突起電極の部位付近の導電粒子密度が電極近傍に近づくにつれて傾斜的に高くなることを特徴とする（２７）に記載の多層基板。
（３０）　上記突起電極の形状は、角錐、円錐、台形、半球、ぎぼし形のように先端に行くほど面積が小さくなる形状であることを特徴とする（２７）に記載の多層基板。
【００１７】
（３１）　多層基板は、銅箔をエッチング・メッキで配線形成され、ビア部分に金属製の突起電極を形成した第１配線基板と、
銅箔をエッチング・メッキで配線形成され、前記第１配線基板の突起電極と対となる位置に所定の穴を形成し、該穴に導電性ペーストを充填してなる第２配線基板を有し、
前記第１配線基板の突起電極を前記第２配線基板の導電性ペーストを充填した穴に差し込むことにより前記第１配線基板と前記第２配線基板とを層間接続したものである。
（３２）　上記導電性ペーストは、硬化後の状態で可塑性があり更に導電粒子間に微小な隙間があり圧力をかけると導電粒子間のギャップが狭まるように圧縮できるものであることを特徴とする（３１）に記載の多層基板。
（３３）　上記突起電極を差し込む際に、導電性ペーストが圧縮されることにより突起電極の部位付近の導電粒子密度が電極近傍に近づくにつれて傾斜的に高くなることを特徴とする（３１）に記載の多層基板。
（３４）　上記突起電極の形状は、角錐、円錐、台形、半球、ぎぼし形のように先端に行くほど面積が小さくなる形状であることを特徴とする（３１）に記載の多層基板。
【００１８】
このように、両面板や積層数の少ない多層配線基板を貼り合わせることで高多層基板を作製することにより、ビルドアップ工法の歩留まり等の問題を解決し、配線を通常の銅配線ではなく可撓性を有する導電性ペーストを溝配線に形成し、その溝配線に対となる基板上に形成された突起電極を差し込むことにより容易に高信頼性の層間接続を得ることが可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る多層基板の製造方法及び多層基板の種々の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
本願発明の第１の実施形態の多層基板の製造方法及び多層基板を具現化する製造プロセスを、図１を参照して説明する。
【００２１】
▲１▼先ず、第１及び第２配線基板１１Ａ、１１Ｂとなる基材、例えば、ガラスエポキシ板や樹脂製フィルム（ＬＣＰ、ＰＥＥＫ、ＰＥＩ、ＰＥＳなどの熱可塑性樹脂）に配線パターンとなる配線溝１２を型転写やレーザー加工により形成する。又、ビアとなる部分についてはドリル若しくはレーザー加工により配線穴１３をあけておく。
▲２▼配線溝１２や配線穴１３に硬化タイプの導電性ペースト１４をメタルマスクを用いた刷り込みやディスペンサーにより埋め込み、埋め込んだ導電性ペースト１４を硬化させる。この埋め込んだ導電性ペースト１４に対して、両表面の凹凸やパターン間の過剰なペーストをバフやラッピングフィルムなどを用いた研磨装置により研磨するなどして平らになるように除去しておく。
ここで、使用する導電性ペースト１４は、導電性フィラーが銀、金、銅、ニッケル、はんだなどの導電性粉末、これらの合金粉末若しくは複合（混合）粉末と、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリビニルブチラールなどの熱可塑性樹脂及びフェノキシ樹脂、フェノ−ル樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化樹脂のようなバインダー成分とを混合して調整された導電性組成物である。
▲３▼下層に相当する第２配線基板１１Ｂと接続すべき上層に相当する第１配線基板１１Ａのビア表面（配線穴１３の導電性ペースト１４の部分）にメタルマスクやスクリーン印刷により硬導電性ペーストを印刷することにより、下端に行くほど面積が小さくなる突起電極１５を形成する。
このように突起電極１５の形状は、角錐、円錐、台形、半球、ぎぼし形のように先端に行くほど面積が小さくなる形状になっている。
▲４▼第１及び第２配線基板１１Ａ、１１Ｂの間に接着剤１６を塗布し、突起電極１５付き第１配線基板１１Ａを下層の第２配線基板１１Ｂに圧接し、突起電極１５を第２配線基板の導電性ペースト１４で形成されたパターンにめり込ませることにより層間の接続を行う。
尚、実施例においては、第１及び第２配線基板１１Ａ、１１Ｂの層間の固定方法は接着剤１６を用いたが、これに限定されることなく基材１１を熱することによる融着でもよい。
【００２２】
次に、本願発明に係る第２実施形態の多層基板の製造方法及び多層基板を具現化する製造プロセスを、図２を参照して説明する。
【００２３】
▲１▼先ず、第１及び第２配線基板となる基材１１、例えば、ガラスエポキシ板や樹脂製フィルム（ＬＣＰ、ＰＥＥＫ、ＰＥＩ、ＰＥＳなどの熱可塑性樹脂）に配線パターンとなる配線溝１２を型転写やレーザー加工により形成する。又、ビアとなる部分についてはドリル若しくはレーザー加工により配線穴１３をあけておく。
▲２▼配線溝１２や配線穴１３に硬化タイプの導電性ペースト１４をメタルマスクを用いた刷り込みやディスペンサーにより埋め込み、埋め込んだ導電性ペースト１４を硬化させる。この埋め込んだ導電性ペースト１４の両表面の凹凸やパターン間の過剰なペーストはバフやラッピングフィルムなどを用いた研磨装置により研磨するなどして平らになるように除去しておく。
▲３▼下層に相当する第２配線基板１１Ｂに接続すべき上層に相当する第１配線基板１１Ａのビア表面（配線穴１３に充填された導電性ペースト１４）に金属製ピン１７を埋め込み、先端に行くほど面積が小さくなる突起電極１５を形成する。
このように、金属製ピン１７の形状は、角錐、円錐、台形、半球、ぎぼし形のように先端に行くほど面積が小さくなる形状になっている。
▲４▼第１及び第２配線基板１１Ａ、１１Ｂの間に接着剤１６を塗布し、上層の突起電極１５付き第１配線基板１１Ａを下層の第２配線基板１１Ｂに圧接し、突起電極１５を第２配線基板１１Ｂの導電性ペースト１４で形成されている配線溝１２のパターンにめり込ませることにより層間の接続を行う。
尚、実施例においては、第１及び第２配線基板１１Ａ、１１Ｂの層間の固定方法は接着剤１６を用いたが、これに限定されることなく基材１１を熱することによる融着でもよい。
【００２４】
次に、本願発明に係る第３実施形態の多層基板の製造方法及び多層基板を具現化する製造プロセスを、図３を参照して説明する。
【００２５】
▲１▼先ず、第１及び第２配線基板となる基材１１、例えば、ガラスエポキシ板や樹脂製フィルム（ＬＣＰ、ＰＥＥＫ、ＰＥＩ、ＰＥＳなどの熱可塑性樹脂）に配線パターンとなる配線溝１２を型転写やレーザー加工により形成する。又、ビアとなる部分についてはドリル若しくはレーザー加工により配線穴１３をあけておく。
▲２▼配線溝１２や配線穴１３に硬化タイプの導電性ペースト１４をメタルマスクを用いた刷り込みやディスペンサーにより埋め込み、埋め込んだ導電性ペースト１４を硬化させる。この埋め込んだ導電性ペースト１４の両表面の凹凸やパターン間の過剰なペーストはバフやラッピングフィルムなどを用いた研磨装置により研磨するなどして平らになるように除去しておく。
▲３▼下層に相当する第２配線基板１１Ｂに接続すべき上層に相当する第１配線基板１１Ａのビア表面（配線穴１３に充填された導電性ペースト１４）に金属球１８を埋め込み、先端に行くほど面積が小さくなる突起電極１５を形成する。
このように、突起電極１５の形状は、角錐、円錐、台形、半球、ぎぼし形のように先端に行くほど面積が小さくなる形状になっている。
▲４▼第１及び第２配線基板１１Ａ、１１Ｂの間に接着剤１６を塗布し、上層の突起電極１５付き第１配線基板１１Ａを下層の第２配線基板１１Ｂに圧接し、突起電極１５を第２配線基板の導電性ペースト１４で形成されている配線溝１２のパターンにめり込ませることにより層間の接続を行う。
尚、実施例においては、第１及び第２配線基板１１Ａ、１１Ｂの層間の固定方法は接着剤１６を用いたが、これに限定されることなく基材１１を熱することによる融着でもよい。
【００２６】
次に、本願発明に係る第４実施形態の多層基板の製造方法及び多層基板を具現化する製造プロセスを、図４を参照して説明する。
【００２７】
▲１▼第２配線基板３１Ｂを作成するために、ガラスエポキシ板や樹脂製フィルム等で形成されている基材３１に、配線パターンとなる配線溝３２を型転写やレーザー加工により形成する。又、ビアとなる部分についてはドリル若しくはレーザー加工により配線穴３３をあけておく。
▲２▼配線溝３２や配線穴３３に硬化タイプの導電性ペースト３４をメタルマスクを用いた刷り込みやディスペンサーより埋め込みペーストを硬化させる。埋め込んだ導電性ペースト３４の両表面の凹凸やパターン間の過剰なペーストはバフやラッピングフィルムなどを用いた研磨装置により研磨するなどして平ら且つ除去しておく。
▲３▼次に、第１配線基板３１Ａを作成するために、一般的な銅箔をエッチング・メッキされて配線形成されている銅パターン３５を有するガラスエポキシ基板やフレキシブル基板等の両面板や多層板である両面基板３６において、下層の第２配線基板３１Ｂと導通を得たいビア部分３７に金属製突起電極３８を設ける。
この金属製突起電極３８の金属材料は金や銀、銅、アルミなどの金属が使用できる。形成方法は、超音波接続や溶接など銅パターン３５材と金属製突起電極３８材が合金化できればよい。ビア部分３７は金属製突起電極３８が形成しやすいようにフィルドビア構造若しくは穴埋め蓋メッキされた構造になっていることが望ましい。
▲４▼第２配線基板３１Ｂの上面に接着剤３９を塗布し、上層の金属製突起電極３８付き第１配線基板３１Ａを下層の第２配線基板３１Ｂに圧接し、金属製突起電極３８を第２配線基板３１Ｂの導電性ペースト３４のパターンにめり込ませることにより層間の接続を行う。尚、第１及び第２配線基板３１Ａ、３１Ｂの層間の固定方法は接着剤３９による接着に限定されることなく、基材３１と両面基板３６を熱することによる融着でもよい。
【００２８】
次に、本願発明に係る第５実施形態の多層基板の製造方法及び多層基板を具現化する製造プロセスを、図５を参照して説明する。
【００２９】
▲１▼第２配線基板３４Ｂを形成するにあたり、一般的な銅箔をエッチング・メッキで配線形成された銅パターン３５Ａを有し、ガラスエボキシ基板やフレキシブル基板等の両面基板３４や多層板において、両面基板３４の銅パターン３５Ｂの所定位置に層間接続するための溝又は穴３６をドリル加工等によりあける。若しくはエッチングの際に形成しておく。
▲２▼銅パターン３５Ｂの穴３６に導電性ペースト３７をメタルマスクを用いた刷り込みやディスペンサーにより充填して埋め込む。
▲３▼第１配線基板３４Ａを形成するにあたり、一般的な銅箔をエッチング・メッキされ配線形成された銅パターン３５Ａを設ける、ガラスエポキシ基板やフレキシブル基板等の両面板や多層板である両面基板３４において、下の層と導通を得たいビア部分３８に金属製突起電極３９を形成する。
この金属製突起電極３９を形成する金属材料は金や銀、銅、アルミニウムなどの金属が使用できる。形成方法は超音波接続や溶接などパターン材と突起電極材が合金化できればよい。ビア部分３８は金属製突起電極３９が形成しやすいようにフィルドビア構造若しくは穴埋め蓋メッキされた構造になっていることが望ましい。
▲４▼第２配線基板３４Ｂの上部面に接着剤４０を塗布し、上層の金属製突起電極３９付き第１配線基板３４Ａを下層の第２配線基板３４Ｂに圧接し、金属製突起電極３９は第２配線基板３４Ｂの銅パターン３５Ｂの導電性ペースト３６にめり込ませることにより層間の接続を行う。
尚、第１及び第２配線基板３４Ａ、３４Ｂの層間の固定方法は接着剤４０で接着することに限定されるものではなく、両面基板３４を熱することにより融着でもよい。
【００３０】
ここで、突起電極と導電性ペーストの関係について、図６、図７及び図８を参照して説明する。
【００３１】
図６は、導電性ペーストに突起電極をめり込ませる以前の圧縮前のイメージ図であり、図７及び図８は突起電極を導電性ペーストにめり込ませることにより、導電フィラーが圧縮したときのイメージ図である。
圧縮される導電性ペーストは、導電性フィラーが銀、金、銅、ニッケル、はんだなどの導電性粉末、これらの合金粉末若しくは複合（混合）粉末と、例えばポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリビニルブチラールなどの熱可塑性樹脂及びフェノキシ樹脂、フェノ−ル樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化樹脂のような可撓性を有するバインダー成分とを混合して調整された導電性組成物である。
導電フィラー間には若干の間隙があり、圧力が加わることによりその間隙が狭まりフィラー密度が上昇する。フィラー密度が上昇した部位は低い部分に比べ固くなっている。
このような性質を有する導電性ペーストにおいて、圧縮する際には圧力のみではなくバインダーのＴｇ（ガラス転移温度）を超えるような熱も加えることが望ましい。バインダーがＴｇ以下の場合、圧縮は可能であるがバインダーの性質を逸したものになってしまうからである。
【００３２】
このように導電性ペーストにおいては、導電フィラーのフィラー密度の違いにより、圧縮された部位は圧縮されない部分に比べ硬度が増しており、突起電極をめり込ませた近傍では圧縮度が高いため硬度が高く突起電極から離れるに従い硬度が低下する。このような現象により突起電極付近に導電性ペーストの硬さのグラデーションが生じ、突起電極と導電性ペーストの硬度差（即ち、突起電極のほうが導電性ペーストよりも硬いということ）を緩和することが可能になる。これにより熱衝撃や機械的衝撃に対する応力緩和が生じ、信頼性が著しく向上するのである。
【００３３】
このような性質を有する導電性ペーストに対して、めり込ませる突起電極の形状によっては、その硬度差が著しく変化することになる。
例えば、図７に示すように、突起電極を先端がテーパー状になっていない角型のストレート形状に形成して、導電性ペーストにめり込ませると、最初に挿入された先端部分近傍のペーストから除々に排斥され、ペースト（フィラー）が電極側面に密着せずに排除されてしまう。従って、突起電極のめり込ませた部位の側面のフィラー密度が低いままであり良好な接続状態を維持することができない。
【００３４】
これに対して、図８に示すように、先端がテーパー状に形成され、又、半球形状に形成された突起電極を導電性ペーストにめり込ませると、最初に最も面積の狭い先端部から挿入され、以後、時間経過に伴って根元の太い部分が進入する。この時点で、最初に挿入された先端部分近傍の排斥されたペーストは電極根元の太い部分に圧縮されることになる。
これにより、電極側面近傍はフィラーが圧縮され硬くなり電極ががっちりホールドするような形態をとる。このホールド形態は接続信頼性の向上に寄与する。
【００３５】
この点につき、層間の接続に利用される突起電極の形状について、図９を参照して説明する。
【００３６】
図９は、両端部の先端をテーパー形状に形成した突起電極を用いて層間接続を行うためのイメージ図である。先ず、層間接続しようとすると第１配線基板の導電体ペーストに突起電極である金属ピンを挿し込むとテーパー形状の先端近傍の導電フィラーが圧縮され硬くなり電極ががっちり導電性ペーストにホールドする形態をとる。その後、対となる第２配線基板の導電性ペーストに片方の金属ピンのテーパ状に形成した先端を合わせて基板毎加圧して層間接続をする。
そうすると、第２配線基板側の導電性ペーストにめり込んだ先端電極近傍の導電フィラーも圧縮され電極をがっちりホールドする形態をとる。また、金属ピン両側の近傍は導電性ペーストの硬度がグラデーションが生じることも信頼性向上に寄与する。突起電極として両側に先端テーパーがついている金属ピンだけでなく金属球でも同じ効果を有することは勿論のことである。
【００３７】
ここで導電性ペーストで形成された配線パターンに突起電極を挿入圧着する際、配線パターンを形成している導電性ペーストのＴｇを超えた温度で挿入圧着することが望ましく、挿入する突起電極が圧着温度において配線パターンの導電性ペーストよりも硬いペーストでなければ突起電極として不適である。
【００３８】
【発明の効果】
上記説明したように、本発明に係る多層基板の製造方法及び多層基板において、両面板や積層数の少ない多層配線板を配線パターンを形成する導電性ペーストに突起電極を介在させて層間接続させることで高多層基板を作製するようにしたことによりビルドアップ工法の歩留まり等の問題を減少させることができるという効果がある。
【００３９】
又、従来の導電性ペーストと銅箔との平面接触だけの接続によるものではなく、可撓性を有するバインダーを用いた導電性ペースト配線に別基板の突起電極を差し込むことにより熱衝撃や機械的衝撃に対する信頼性を増すことができるという効果がある。
【００４０】
更に、突起電極近傍のほうが導電フィラーは圧縮され密度が高く固い状態になり突起電極をしっかりと保持する構造を有すると同時に、突起電極から離れるに従い傾斜的にフィラー密度が低くなっており、突起電極と導電性ペーストの硬度差、即ち、突起電極のほうが導電性ペーストよりも硬いということを緩和する構造を有しているため、この構造の組み合わせにより接続信頼性を確保することができ、電極に押しつける必要がなく、パターンが歪むことがないため層間絶縁性が有利になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態の多層基板の製造プロセスを示す略示的な断面図である。
【図２】本発明に係る第２実施形態の多層基板の製造プロセスを示す略示的な断面図である。
【図３】本発明に係る第３実施形態の多層基板の製造プロセスを示す略示的な断面図である。
【図４】本発明に係る第４実施形態の多層基板の製造プロセスを示す略示的な断面図である。
【図５】本発明に係る第５実施形態の多層基板の製造プロセスを示す略示的な断面図である。
【図６】導電性ペーストの性質を示す説明図である。
【図７】導電性ペーストに挿し込む突起電極の先端の形状を角型のストレート形状にしたときの導電フィラーの状態を示した説明図である。
【図８】導電性ペーストに挿し込む突起電極の先端の形状をテーパー状に形成したときの導電フィラーの状態を示した説明図である。
【図９】第１及び第２配線基板の導電性ペーストに挿し込む突起電極の両端をテーパ状に形成したときの導電フィラーの状態を示した説明図である。
【符号の説明】
１１；基材、１１Ａ；第１配線基板、１１Ｂ；第２配線基板、１２；配線溝、１３；配線穴、１４；導電性ペースト、１５；突起電極、１６；接着剤、１７；金属製ピン、１８；金属球、３１；基材、３１Ａ；第１配線基板、３１Ｂ；第２配線基板、３２；配線溝、３３；配線穴、３４；導電性ペースト、３５；銅パターン、３６；両面基板、３７；ビア部分、３８；金属製突起電極、３９；接着剤、４０Ａ；第１配線基板、４０Ｂ；第２配線基板、４１；両面基板、４２Ａ；銅パターン、４２Ｂ；銅パターン、４３；穴、４４；導電性ペースト、４５；金属製突起電極、４６；接着剤。

Claims

スルーホール及び配線パターンに応じた配線溝を有する基材に、可撓性の有る導電性ペーストを充填することにより得られた第１配線基板に、該第１配線基板と同様に形成された第２配線基板を接続する多層基板の製造方法において、
前記第１配線基板のスルーホールランド上に硬導電性ペーストを印刷することにより表面に突起電極を形成し、
前記突起電極を第２配線基板の配線パターン若しくはスルーホールランドに挿入圧着することにより前記第１及び第２配線基板を層間接続することを特徴とする多層基板の製造方法。
上記導電性ペーストは、硬化後の状態で可塑性があり且つ導電粒子間に微小な隙間があると共に、圧力をかけると導電粒子間のギャップが狭まるように圧縮できるものであることを特徴とする請求項１に記載の多層基板の製造方法。
上記突起電極を挿入圧着する際に、前記配線パターン若しくはスルーホールランドの導電性ペーストが圧縮されることにより突起電極の部位付近の導電粒子密度が電極近傍に近づくにつれて傾斜的に高くなることを特徴とする請求項１に記載の多層基板の製造方法。
上記突起電極の形状は、角錐、円錐、台形、半球、ぎぼし形のように先端に行くほど面積が小さくなる形状であることを特徴とする請求項１に記載の多層基板の製造方法。
上記突起電極を形成する硬導電性ペーストは、圧着時の温度で配線パターン若しくはスルーホールランドよりも硬度が高い導電性ペーストであることを特徴とする請求項１に記載の多層基板の製造方法。
スルーホール及び配線パターンに応じた配線溝を有する基材に、可撓性のある導電性ペーストを充填することにより得られた第１配線基板に、該第１配線基板と同様に形成された第２配線基板を接続する多層基板の製造方法において、
前記第１配線基板のスルーホールランドに金属ピン若しくは金属球を挿入することにより突起電極を形成し、
前記突起電極を第２配線基板の配線パターン若しくはスルーホールランドに挿入圧着することにより前記第１及び第２配線基板を層間接続する多層基板の製造方法。
上記導電性ペーストは、硬化後の状態で可塑性があり更に導電粒子間に微小な隙間があり圧力をかけると導電粒子間のギャップが狭まるように圧縮できるものであることを特徴とする請求項６に記載の多層基板の製造方法。
上記突起電極を挿入圧着する際に、前記配線パターン若しくはスルーホールランドの導電性ペーストが圧縮されることにより突起電極の部位付近の導電粒子密度が電極近傍に近づくにつれて傾斜的に高くなることを特徴とする請求項６に記載の多層基板の製造方法。
上記突起電極を形成する金属ピンの形状は、角錐、円錐、台形、半球、ぎぼし形のように先端に行くほど面積が小さくなる形状であることを特徴とする請求項６に記載の多層基板の製造方法。
銅箔をエッチング・メッキで配線形成された第１配線基板に、
スルーホール及び配線パターンに応じた配線溝を有する基材に、可撓性のある導電性ペーストを充填することにより得られた第２配線基板を接続する多層基板の製造方法において、
前記第１配線基板の配線パターン若しくはビア上に金属製の突起電極を形成し、
該突起電極を前記第２配線基板の配線パターン若しくはスルーホールランドに挿入圧着することにより前記第１及び第２配線基板を層間接続する多層基板の製造方法。
上記導電性ペーストは、硬化後の状態で可塑性があり更に導電粒子間に微小な隙間があり圧力をかけると導電粒子間のギャップが狭まるように圧縮できるものであることを特徴とする請求項１０に記載の多層基板の製造方法。
上記突起電極を挿入圧着する際に、導電性ペーストが圧縮されることにより突起電極の部位付近の導電粒子密度が電極近傍に近づくにつれて傾斜的に高くなることを特徴とする請求項１０に記載の多層基板の製造方法。
上記突起電極の形状は、角錐、円錐、台形、半球、ぎぼし形のように先端に行くほど面積が小さくなる形状であることを特徴とする請求項１０に記載の多層基板の製造方法。
銅箔をエッチング・メッキで配線形成された第１及び第２配線基板の層間接続を行う多層基板の製造方法において、
前記第１配線基板のビア部分に金属製の突起電極を形成し、
前記第２配線基板に前記第１配線基板の突起電極と対となる位置に所定の穴を形成し、
該穴に導電性ペーストを充填し、
前記第１配線基板の突起電極を前記第２配線基板の導電性ペーストを充填した穴に差し込むことにより前記第１及び第２配線基板の層間接続する多層基板の製造方法。
上記導電性ペーストは、硬化後の状態で可塑性があり更に導電粒子間に微小な隙間があり圧力をかけると導電粒子間のギャップが狭まるように圧縮できるものであることを特徴とする請求項１４に記載の多層基板の製造方法。
上記突起電極を差し込む際に、導電性ペーストが圧縮されることにより突起電極の部位付近の導電粒子密度が電極近傍に近づくにつれて傾斜的に高くなることを特徴とする請求項１４に記載の多層基板の製造方法。
上記突起電極の形状は、角錐、円錐、台形、半球、ぎぼし形のように先端に行くほど面積が小さくなる形状であることを特徴とする請求項１４に記載の多層基板の製造方法。
スルーホール及び配線パターンに応じた配線溝を有する基材に、可撓性の有る導電性ペーストを充填することにより得られた第１配線基板と、
該第１配線基板と同様に形成され、スルーホール及び配線パターンに応じた配線溝を有する基材に、可撓性の有る導電性ペーストを充填することにより得られた第２配線基板と
前記第１配線基板のスルーホールランド上に硬導電性ペーストを印刷することにより得られた突起電極を有し、
前記第１及び第２配線基板を層間接続するときに、前記突起電極を第２配線基板の配線パターン若しくはスルーホールランドに挿入圧着して電気的な接続を得るように形成したことを特徴とする多層基板。
上記導電性ペーストは、硬化後の状態で可塑性があり且つ導電粒子間に微小な隙間があると共に、圧力をかけると導電粒子間のギャップが狭まるように圧縮できるものであることを特徴とする請求項１８に記載の多層基板。
上記突起電極を挿入圧着する際に、前記配線パターン若しくはスルーホールランドの導電性ペーストが圧縮されることにより突起電極の部位付近の導電粒子密度が電極近傍に近づくにつれて傾斜的に高くなることを特徴とする請求項１８に記載の多層基板。
上記突起電極の形状は、角錐、円錐、台形、半球、ぎぼし形のように先端に行くほど面積が小さくなる形状であることを特徴とする請求項１８に記載の多層基板。
上記突起電極を形成する硬導電性ペーストは、圧着時の温度で配線パターン若しくはスルーホールランドよりも硬度が高い導電性ペーストであることを特徴とする請求項１８に記載の多層基板。
スルーホール及び配線パターンに応じた配線溝を有する基材に、可撓性のある導電性ペーストを充填することにより得られた第１配線基板と、
該第１配線基板と同様に形成され、スルーホール及び配線パターンに応じた配線溝を有する基材に、可撓性のある導電性ペーストを充填することにより得られた第２配線基板と、
前記第１配線基板のスルーホールランドに金属ピン若しくは金属球を挿入することにより得られた突起電極を有し、
前記第１及び第２配線基板を層間接続するときに、前記突起電極を第２配線基板の配線パターン若しくはスルーホールランドに挿入圧着して電気的な接続を得るように形成したことを特徴とする多層基板。
上記導電性ペーストは、硬化後の状態で可塑性があり更に導電粒子間に微小な隙間があり圧力をかけると導電粒子間のギャップが狭まるように圧縮できるものであることを特徴とする請求項２３に記載の多層基板。
上記突起電極を挿入圧着する際に、前記配線パターン若しくはスルーホールランドの導電性ペーストが圧縮されることにより突起電極の部位付近の導電粒子密度が電極近傍に近づくにつれて傾斜的に高くなることを特徴とする請求項２３に記載の多層基板。
上記突起電極を形成する金属ピンの形状は、角錐、円錐、台形、半球、ぎぼし形のように先端に行くほど面積が小さくなる形状であることを特徴とする請求項２３に記載の多層基板。
銅箔をエッチング・メッキで配線形成された第１配線基板と、
スルーホール及び配線パターンに応じた配線溝を有する基材に、可撓性のある導電性ペーストを充填することにより得られた第２配線基板と、
前記第１配線基板の配線パターン若しくはビア上に形成した金属製の突起電極を有し、
前記第１及び第２配線基板を層間接続するときに、前記突起電極を前記第２配線基板の配線パターン若しくはスルーホールランドに挿入圧着して電気的な接続を得るように形成したことを特徴とする多層基板。
上記導電性ペーストは、硬化後の状態で可塑性があり更に導電粒子間に微小な隙間があり圧力をかけると導電粒子間のギャップが狭まるように圧縮できるものであることを特徴とする請求項２７に記載の多層基板。
上記突起電極を挿入圧着する際に、導電性ペーストが圧縮されることにより突起電極の部位付近の導電粒子密度が電極近傍に近づくにつれて傾斜的に高くなることを特徴とする請求項２７に記載の多層基板。
上記突起電極の形状は、角錐、円錐、台形、半球、ぎぼし形のように先端に行くほど面積が小さくなる形状であることを特徴とする請求項２７に記載の多層基板。
銅箔をエッチング・メッキで配線形成され、ビア部分に金属製の突起電極を形成した第１配線基板と、
銅箔をエッチング・メッキで配線形成され、前記第１配線基板の突起電極と対となる位置に所定の穴を形成し、該穴に導電性ペーストを充填してなる第２配線基板を有し、
前記第１配線基板の突起電極を前記第２配線基板の導電性ペーストを充填した穴に差し込むことにより前記第１配線基板と前記第２配線基板とを層間接続したことを特徴とする多層基板。
上記導電性ペーストは、硬化後の状態で可塑性があり更に導電粒子間に微小な隙間があり圧力をかけると導電粒子間のギャップが狭まるように圧縮できるものであることを特徴とする請求項３１に記載の多層基板。
上記突起電極を差し込む際に、導電性ペーストが圧縮されることにより突起電極の部位付近の導電粒子密度が電極近傍に近づくにつれて傾斜的に高くなることを特徴とする請求項３１に記載の多層基板。
上記突起電極の形状は、角錐、円錐、台形、半球、ぎぼし形のように先端に行くほど面積が小さくなる形状であることを特徴とする請求項３１に記載の多層基板。