JP2004152793A - 多層配線基板用基材、多層配線基板およびそれらの製造方法 - Google Patents
多層配線基板用基材、多層配線基板およびそれらの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】導電層（銅箔）に小孔があけられているもので、導電層表面における導電性ペースト中の樹脂成分の存在により部品実装に障害を来すことを回避すること。
【解決手段】貫通孔１４の導電層１２側の開口に露呈する導電性樹脂組成物１５を被覆する金属層１６を導電層１２の表面に形成する。
【選択図】 図１
【解決手段】貫通孔１４の導電層１２側の開口に露呈する導電性樹脂組成物１５を被覆する金属層１６を導電層１２の表面に形成する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多層配線基板用基材、多層配線基板およびそれらの製造方法に関し、特に、バイアホールに充填された導電性樹脂組成物（導電性ペースト）により層間導通を行う多層配線基板用基材、多層配線基板およびそれらの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
層間接続をスルーホールによらずに、導電性ペーストを充填されたＩＶＨ（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）によって行い、ビア・オン・ビアが可能な多層プリント配線板、例えば、松下電器産業社のＡＬＩＶＨ（Ａｎｙ Ｌａｙｅｒ Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）基板が開発されている（例えば、特許文献１、２）。
【０００３】
また、ポリイミドフィルムを絶縁層としてそれの片面に銅箔による導電層を貼り付けられている汎用の銅張樹脂基材（銅箔付きポリイミド基材）を出発基材として、一括積層によってＩＶＨ多層基板（Ａタイプ、Ｂタイプ）を得る構造と製法が発表されている（例えば、非特許文献１）。
【０００４】
銅箔付きポリイミド基材からなる一括積層のＩＶＨ多層基板（Ａタイプ）では、図５に示されているように、絶縁層（ポリイミド基材）１０１の一方の面に銅箔１０２を設けた銅張樹脂基材に貫通孔（バイアホール）１０３を穴あけした後、導電性ペースト１０４を銅箔１０２側からスクリーン印刷法等による印刷法によって充填することで、ＩＶＨ部分を形成している。
【０００５】
このＩＶＨ多層基板（Ａタイプ）では、スクリーン印刷時のマスクの開口部の孔径をＩＶＨ径より大きくすることにより、印刷時の位置合わせ精度にある程度の余裕ができると共に、銅箔１０２上に導電性ペースト１０４によってマスク開口部孔径相当の大きさの鍔状部１０５が形成され、貫通孔１０３に充填された導電性ペースト１０４と銅箔１０２との接触面積を鍔状部１０５によって大きくすることができる。
【０００６】
印刷用マスクを使用した印刷法によってバイアホールに導電性樹脂組成物を充填する場合、鍔状部１０５は印刷用マスクの厚さ等により基材表面よりも数１０μｍ程度の厚さをもって突出する。このため、多層配線基板の表面平滑性を確保するためには、鍔状部１０５の全体を層間接着剤の層内に埋め込むに十分な接着層１０６の厚さが必要になる。
【０００７】
しかし、この場合には、接着層１０６の厚さが厚くなることにより、多層配線基板の厚膜化を招くことになる。これに対し、接着層１０６を厚くしない場合には、多層配線基板の表面平滑性が損ねられる。
【０００８】
こういった問題を解決したもの（Ｂタイプ）として、図６に示されているように、貫通孔の銅箔部分（小孔）１０３Ｂの孔径を絶縁層部分１０３Ａの孔径より小さくし、銅箔１０２と導電性ペースト１０４との導通接触を銅箔裏面１０２Ａ側でとる構造のものがある。銅箔１０２に設けられる小孔１０３は、貫通孔に対する導電性ペースト１０４の充填時の空気抜き孔として作用し、ＩＶＨ内への気泡の入り込みを防ぐ。
【０００９】
【特許文献１】
特開平０６−２６８３４５号公報
【特許文献２】
特開平０７−１４７４６４号公報
【非特許文献１】
第１６回エレクトロニクス実装学術講演大会 ｐ．３１〜３２（２００２年３月１８日） 伊藤彰二、他３名 「銅箔付きポリイミド基板からなる一括積層のＩＶＨ多層基板」
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示されているような多層基板では、貫通孔に充填された導電性ペースト１０４が小孔１０３Ｂより銅箔１０２の表面、特に、銅箔１０２によるランド部表面にむき出し露呈しており、導電層表面における導電性ペースト１０４中の樹脂成分の存在により、ＩＣチップなどの部品実装時のはんだの濡れ性が悪い。このため、導電層表面における部品実装に障害を来すことがある。
【００１１】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、導電層（銅箔）に小孔があけられているもので、導電層表面における導電性ペースト中の樹脂成分の存在により部品実装に障害を来すことを回避し、部品実装を良好に行え、併せて低抵抗な層間導通を得ることができる多層配線基板用基材、多層配線基板およびそれらの製造方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による多層配線基板用基材は、絶縁性基材の片面に配線パターンをなす導電層が設けられ、導電層部分の孔径が絶縁性基材部分の孔径より小さい孔径をもって前記絶縁性基材と前記導電層を貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔に層間導通を得るための導電性樹脂組成物が充填され、前記貫通孔の導電層側の開口に露呈する導電性樹脂組成物を被覆する金属層が前記導電層の表面に形成されている。
【００１３】
この発明による多層配線基板用基材によれば、導電層の表面に金属層が形成され、この金属層によって貫通孔の導電層側の開口に露呈する導電性樹脂組成物が被覆され、導電性樹脂組成物が導電層の表面に露呈することがなくなり、導電層の表面の全体が金属層による単一金属面になる。この金属層を構成する好適な金属としては、酸化皮膜ができない金、比抵抗が低い銀、あるいは耐イオンマイグレーション性に優れた銅等がある。
【００１４】
この発明による多層配線基板用基材は、前記絶縁性基材の導電層とは反対側の面に層間接着のための接着層が設けられていてよく、前記絶縁性基材を、ポリイミド等の可撓性樹脂フィルムによって構成することができる。この接着層としは、熱可塑性ポリイミド、あるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したものがある。
【００１５】
また、この発明による多層配線基板用基材では、前記絶縁性基材を、熱可塑性ポリイミド、あるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したものにより構成することもできる。この場合には、絶縁性基材自身が層間接着性を有するから、接着層を別途、設ける必要がない。
【００１６】
また、上述の目的を達成するために、この発明による多層配線基板は、上述の発明による多層配線基板用基材を複数枚、重ねて接合したものであり、導電層の表面に形成された金属層によって貫通孔の導電層側の開口に露呈する導電性樹脂組成物が被覆され、導電性樹脂組成物が導電層の表面に露呈することがなくなり、導電層の表面の全体が金属層による単一金属面になる。
【００１７】
また、上述の目的を達成するために、この発明による多層配線基板は、絶縁性基材の片面に配線パターンをなす導電層を設けられ、導電層部分の孔径が絶縁性基材部分の孔径より小さい孔径をもって前記絶縁性基材と前記導電層を貫通する貫通孔を形成され、前記貫通孔に層間導通を得るための導電性樹脂組成物を充填された多層配線基板用基材を、複数枚、重ね合わせられ、前記貫通孔のうち、少なくとも最外層で外部に露出する導電層側の開口に露呈する導電性樹脂組成物を被覆する金属層が前記導電層の表面に形成されている。
【００１８】
この発明による多層配線基板によれば、少なくとも最外層で外部に露出する導電層の表面、すなわち、少なくとも部品実装が行われる導電層の表面に金属層が形成され、この金属層によって貫通孔の導電層側の開口に露呈する導電性樹脂組成物が被覆され、導電性樹脂組成物が導電層の表面に露呈することがなくなり、導電層の表面の全体が金属層による単一金属面になる。
【００１９】
金属層は、電解めっき法、無電解めっき法、スパッタ法等によって導電層表面の全体に一様に形成することができる。
【００２０】
また、金属層と導電層とを同一金属で構成し、貫通孔形成後で、配線パターン形成前の前記導電層の表面に前記金属層を積層形成し、導電層と金属層とに同時にエッチング法によって配線パターン形成を行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施形態を詳細に説明する。
図１はこの発明による一実施形態に係わる多層配線基板用基材及び多層配線基板を示している。
【００２２】
図１に示されている多層配線基板用基材１０は、絶縁性基材をなす絶縁樹脂層１１の一方の面にランド部を含む配線パターンをなす銅箔等による導電層１２を、他方の面に層間接着のための接着層１３を各々設けられ、接着層１３と絶縁樹脂層１１と導電層１２とを貫通する貫通孔１４を穿設されている。貫通孔１４には導電性樹脂組成物１５が充填され、ＩＶＨ（バイアホール）を形成している。
【００２３】
多層配線基板２０は、多層配線基板用基材１０を複数枚、重ねて合わせ、接着層１３によって接合することにより得られる。
【００２４】
ＦＰＣでは、絶縁樹脂層１１は、全芳香族ポリイミド（ＡＰＩ）等によるポリイミドフィルムやポリエステルフィルム等の可撓性を有する樹脂フィルムで構成され、絶縁樹脂層１１と導電層１２と接着層１３との３層構造は、汎用の片面銅箔付きポリイミド基材（ＣＣＬ）のポリイミド部（絶縁樹脂層１１）の銅箔（導電層１２）とは反対側の面に接着層１３としてポリイミド系接着材を貼付したもので構成できる。ポリイミド系接着材による接着層１３は、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）あるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したフィルムの貼り付けにより形成することができる。
【００２５】
貫通孔１４のうち、接着層１３と絶縁樹脂層１１とを貫通する部分（バイアホール）１４Ａの孔径は通常のバイアホール径とされ、導電層１２を貫通する部分（小孔）１４Ｂの孔径は絶縁樹脂層１１および接着層１３を貫通するバイアホール１４Ａの孔径より小径になっている。バイアホール１４Ａの孔径（バイアホール径）が１００μｍ程度であると、小孔１４Ｂの孔径は３０〜５０μｍ程度の小径になる。
【００２６】
導電性樹脂組成物１５は、導電機能を有する金属粉末を樹脂バインダに混入したものを溶剤を含む粘性媒体に混ぜてペースト状にした導電性ペーストであり、接着層１３の側よりスクイジング等によって貫通孔１４の全体（バイアホール１４Ａと小孔１４Ｂ）に穴埋め充填される。
【００２７】
小孔１４Ｂがあけられていることにより、貫通孔１４に対する導電性樹脂組成物１５の充填時の貫通孔１４内の空気抜きが良好に行われるようになり、貫通孔１４に穴埋め充填された導電性樹脂組成物１５内に気泡が残存しなくなる。
【００２８】
貫通孔１４に充填された導電性樹脂組成物１５と導電層１２との導通接続は、バイアホール１４Ａと小孔１４Ｂの口径差により生じる導電層１２の円環状の裏面１２Ａで行われるので、導電層１２と導電性樹脂組成物１５との接触面積が増大し、電気的信頼性が向上する。
【００２９】
多層配線基板２０の最外層（最上層）の導電層１２の表面には、ここに開口している小孔１４Ｂを塞ぐように、導電層１２の表面全体に金属層１６が、電解めっき法、無電解めっき法、スパッタ法等によって一様に形成されている。これにより、多層配線基板２０の貫通孔１４のうち、最外層で外部に露出する導電層１２側の開口に露呈する導電性樹脂組成物１５が金属層１６によって被覆される。
【００３０】
これにより、導電性樹脂組成物１５が導電層１２の表面に露呈することがなくなり、導電層１２の表面の全体が金属層１６による単一金属面になり、部品実装時のはんだの濡れ性が導電性樹脂組成物１５中の樹脂成分の存在によって悪化することが回避され、導電層表面における部品実装に障害を来すことがなくなる。
【００３１】
金属層１６は、金、銀、銅等により構成することができる。
金属層１６が金の場合には、金属層１６の表面に酸化皮膜が形成されないから、金属層１６上に実装される部品の基板に対する導通接続が、酸化皮膜の影響を受けることなく、低抵抗で、安定して信頼性高く行われる効果も得られる。
【００３２】
金属層１６が銀の場合には、金属では比抵抗が最も低いことにより、金属層１６上に実装される部品の基板に対する導通接続が低抵抗で良好に行われ、高速、高周波信号の伝送が、減衰を抑制されて良好に行われるようになる。
【００３３】
また、金属層１６が銅の場合には、低抵抗と高い耐イオンマイグレーション性
【００３４】
つぎに、図１に示されている多層配線基板用基材および多層配線基板の製造方法の実施形態１を図２（ａ）〜（ｉ）を参照して詳細に説明する。
【００３５】
図２（ａ）に示されているように、ポリイミドフィルム３１の片面に銅箔３２を設けられた汎用の片面銅箔付きポリイミド基材３０を出発材料とし、これに、フォトリソグラフィーによってエッチングレジスト（図示省略）を銅箔３２上に形成し、図２（ｂ）に示されているように、化学的エッチングによってランド部を含む導体回路３２Ａを形成する。
【００３６】
つぎに、図２（ｃ）に示されているように、ポリイミドフィルム３１の銅箔３２とは反対側の表面に熱可塑性ポリイミドあるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したフィルムによる接着層３３を貼り合わせる。接着層３３は、のちに多層化する際の層間接着層である。さらに、接着層３３の表面にＰＥＴ製のマスキングテープ３４を貼り合わせる。
【００３７】
つぎに、図２（ｄ）に示されているように、レーザ光照射によって、ポリイミドフィルム３１、接着層３３、マスキングテープ３４にバイアホール３５を形成し、導体回路３２Ａ（銅箔３２）に小孔３６を形成する。レーザは、ＵＶ：ＹＡＧレーザの第３高調波（波長３５５ｎｍ）を使用した。
【００３８】
つぎに、図２（ｅ）に示されているように、マスキングテープ３４の側から印刷法によって導電性ペースト３７をバイアホール３５、小孔３６に充填する。導電性ペースト３７には、Ａｇ／エポキシ樹脂系の穴埋めペーストを使用した。もちろん、導電性ペースト３７には、Ｃｕペーストやカーボンペスト等のあらゆる導電性ペーストの使用が可能である。
【００３９】
導電性ペースト充填後に、マスキングテープ３４を剥がす。これにより、層間接着面側に導電性ペースト３７による突起３７Ａが形成される。突起３７Ａは、多層化時に、相手側の銅箔に押し付けられ、層間接続信頼性を高める。
【００４０】
図２（ｆ）に示されているように、このようにして作製された基材４０の上に、回路形成していないこと以外は、基材４０の作製工程と同様の工程で作製した基材（最上層基板）４１を、基材４０の下に回路済みの基材４２を各々位置合わせして重ね合わせ、加熱、加圧し、図２（ｇ）に示されているような多層配線基板５０を得る。
【００４１】
この多層配線基板５０の最上層基板４１の銅箔（表面銅箔）３２に給電することで、電解めっき法によって、図２（ｈ）に示されているように、未回路形成の表面銅箔３２の全面に銅めっき層３８を形成する。銅めっき層３８の厚さは、窪んでいないところで、５μｍとした。
【００４２】
最後に、図２（ｉ）に示されているように、化学的エッチング法によって銅めっき層３８と銅箔３２とに最上層の導体回路３２Ａを形成する。この化学的エッチングは、積層された銅めっき層３８と銅箔３２とに同一工程で同時に行うことができる。
【００４３】
これにより、多層配線基板５０の小孔３６のうち、最外層（最上層）で外部に露出する導体回路３２Ａ側の開口に露呈する導電性ペースト３７が銅めっき層３８によって被覆され、導電性ペースト３７が最外層の導体回路３２Ａの表面に露呈することがない。
【００４４】
つぎに、図１に示されている多層配線基板用基材および多層配線基板の製造方法の実施形態２を図３（ａ）〜（ｈ）を参照して詳細に説明する。なお、図３において、図２に対応する部分は、図２に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００４５】
実施形態２の図３（ａ）〜（ｅ）に示されている基材４０の作製工程は、実施形態１の図２（ａ）〜（ｅ）に示されている基材４０の作製工程と同じである。
【００４６】
図３（ｆ）に示されているように、基材４０の上に、同じ構成のもう一つの基材（最上層基板）４０’を、基材４０の下に回路済みの基材４２を各々位置合わせして重ね合わせ、加熱、加圧し、図３（ｇ）に示されているような多層配線基板６０を得る。
【００４７】
この多層配線基板６０の最上層基板４０’の導体回路（表面銅箔）３２Ａに給電することで、電解めっき法によって、図３（ｈ）に示されているように、導体回路３２Ａの全面に金めっき層３９を形成する。
【００４８】
これにより、多層配線基板６０の小孔３６のうち、最外層（最上層）で外部に露出する導体回路３２Ａ側の開口に露呈する導電性ペースト３７が金めっき層３９によって被覆され、導電性ペースト３７が最外層の導体回路３２Ａの表面に露呈することがない。
【００４９】
なお、配線パターンによっては、最上層の導体回路３２Ａはランド部のみで、伝送回路は内層に存在し、最上層の導体回路３２Ａからは給電できない場合がある。この場合には、伝送回路をなす内層回路より給電を行えばよい。
【００５０】
この発明による多層配線基板用基材、多層配線基板は、他の実施形態として、図４に示されているように、絶縁性基材をなす絶縁樹脂層７１を、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）あるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したものなど、絶縁樹脂層自体が多層化接着のための接着性を有するもので構成することができる。この場合には、絶縁樹脂層７１の一方の面に配線パターン部をなす銅箔等による導電層７２を設け、他方の面の接着層を省略できる。
【００５１】
この多層配線基板用基材７０では、絶縁樹脂層７１にビアホール７３が、導電層７２に小孔７４が貫通形成されており、ビアホール７３、小孔７４に導電性樹脂組成物７５が充填され、ＩＶＨ（バイアホール）を形成している。
【００５２】
多層配線基板８０は、多層配線基板用基材７０を複数枚、重ねて合わせ、絶縁樹脂層７１自体の接着性によって接合することにより得られる。
【００５３】
多層配線基板８０の最外層（最上層）の導電層７２の表面には、ここに開口している小孔７４を塞ぐように、導電層７２の表面全体に、金、銀、銅等による金属層７６が、電解めっき法、無電解めっき法、スパッタ法等によって一様に形成されている。これにより、多層配線基板８０のＩＶＨのうち、最外層で外部に露出する導電層７２側の開口に露呈する導電性樹脂組成物７５が金属層７６によって被覆される
【００５４】
これにより、この実施形態でも、導電性樹脂組成物７５が導電層７２の表面に露呈することがなくなり、導電層７２の表面の全体が金属層７６による単一金属面になり、部品実装時のはんだの濡れ性が導電性樹脂組成物７５中の樹脂成分の存在によって悪化することが回避され、導電層表面における部品実装に障害を来すことがなくなる。
【００５５】
この実施形態の多層配線基板用基材７０、多層配線基板８０は、図２あるいは図３に示されている多層配線基板用基材、多層配線基板の製造方法と同等の製造方法によって製造することができる。
【００５６】
上述の実施形態では、いずれも、フレキシブルプリント配線板について述べたが、この発明は、これに限られることはなく、エポキシ樹脂系やプリプレグ等によるリジットタイプのプリント配線板にも同様に適用できる。
【００５７】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による多層配線基板用基材、多層配線基板およびそれらの製造方法によれば、導電層の表面に金属層が形成され、この金属層によって貫通孔の導電層側の開口に露呈する導電性樹脂組成物が被覆され、導電性樹脂組成物が導電層の表面に露呈することがなくなり、導電層の表面の全体が金属層による単一金属面になるから、部品実装時のはんだの濡れ性が導電性樹脂組成物中の樹脂成分の存在によって悪化することが回避され、導電層表面における部品実装が良好に行われ得るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による一実施形態に係わる多層配線基板用基材及び多層配線基板を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｉ）はこの発明による多層配線基板用基材および多層配線基板の製造方法の実施形態１を示す工程図である。
【図３】（ａ）〜（ｈ）はこの発明による多層配線基板用基材および多層配線基板の製造方法の実施形態２を示す工程図である。
【図４】この発明による他の実施形態に係わる多層配線基板用基材及び多層配線基板を示す断面図である。
【図５】従来の多層配線基板を示す断面図である。
【図６】従来の多層配線基板を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 多層配線基板用基材
１１ 絶縁樹脂層
１２ 導電層
１３ 接着層
１４ 貫通孔
１５ 導電性樹脂組成物
１６ 金属層
２０ 多層配線基板
３０ 片面銅箔付きポリイミド基材
３１ ポリイミドフィルム
３２ 銅箔
３３ 接着層
３５ バイアホール
３６ 小孔
３７ 導電性ペースト
３８ 銅めっき層
３９ 金めっき層
４０ 基材
４１ 最上層基板
５０、６０ 多層配線基板
７０ 多層配線基板用基材
７１ 縁樹脂層
７２ 導電層
７３ ビアホール
７４ 小孔
７５ 導電性樹脂組成物
７６ 金属層
【発明の属する技術分野】
この発明は、多層配線基板用基材、多層配線基板およびそれらの製造方法に関し、特に、バイアホールに充填された導電性樹脂組成物（導電性ペースト）により層間導通を行う多層配線基板用基材、多層配線基板およびそれらの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
層間接続をスルーホールによらずに、導電性ペーストを充填されたＩＶＨ（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）によって行い、ビア・オン・ビアが可能な多層プリント配線板、例えば、松下電器産業社のＡＬＩＶＨ（Ａｎｙ Ｌａｙｅｒ Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）基板が開発されている（例えば、特許文献１、２）。
【０００３】
また、ポリイミドフィルムを絶縁層としてそれの片面に銅箔による導電層を貼り付けられている汎用の銅張樹脂基材（銅箔付きポリイミド基材）を出発基材として、一括積層によってＩＶＨ多層基板（Ａタイプ、Ｂタイプ）を得る構造と製法が発表されている（例えば、非特許文献１）。
【０００４】
銅箔付きポリイミド基材からなる一括積層のＩＶＨ多層基板（Ａタイプ）では、図５に示されているように、絶縁層（ポリイミド基材）１０１の一方の面に銅箔１０２を設けた銅張樹脂基材に貫通孔（バイアホール）１０３を穴あけした後、導電性ペースト１０４を銅箔１０２側からスクリーン印刷法等による印刷法によって充填することで、ＩＶＨ部分を形成している。
【０００５】
このＩＶＨ多層基板（Ａタイプ）では、スクリーン印刷時のマスクの開口部の孔径をＩＶＨ径より大きくすることにより、印刷時の位置合わせ精度にある程度の余裕ができると共に、銅箔１０２上に導電性ペースト１０４によってマスク開口部孔径相当の大きさの鍔状部１０５が形成され、貫通孔１０３に充填された導電性ペースト１０４と銅箔１０２との接触面積を鍔状部１０５によって大きくすることができる。
【０００６】
印刷用マスクを使用した印刷法によってバイアホールに導電性樹脂組成物を充填する場合、鍔状部１０５は印刷用マスクの厚さ等により基材表面よりも数１０μｍ程度の厚さをもって突出する。このため、多層配線基板の表面平滑性を確保するためには、鍔状部１０５の全体を層間接着剤の層内に埋め込むに十分な接着層１０６の厚さが必要になる。
【０００７】
しかし、この場合には、接着層１０６の厚さが厚くなることにより、多層配線基板の厚膜化を招くことになる。これに対し、接着層１０６を厚くしない場合には、多層配線基板の表面平滑性が損ねられる。
【０００８】
こういった問題を解決したもの（Ｂタイプ）として、図６に示されているように、貫通孔の銅箔部分（小孔）１０３Ｂの孔径を絶縁層部分１０３Ａの孔径より小さくし、銅箔１０２と導電性ペースト１０４との導通接触を銅箔裏面１０２Ａ側でとる構造のものがある。銅箔１０２に設けられる小孔１０３は、貫通孔に対する導電性ペースト１０４の充填時の空気抜き孔として作用し、ＩＶＨ内への気泡の入り込みを防ぐ。
【０００９】
【特許文献１】
特開平０６−２６８３４５号公報
【特許文献２】
特開平０７−１４７４６４号公報
【非特許文献１】
第１６回エレクトロニクス実装学術講演大会 ｐ．３１〜３２（２００２年３月１８日） 伊藤彰二、他３名 「銅箔付きポリイミド基板からなる一括積層のＩＶＨ多層基板」
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示されているような多層基板では、貫通孔に充填された導電性ペースト１０４が小孔１０３Ｂより銅箔１０２の表面、特に、銅箔１０２によるランド部表面にむき出し露呈しており、導電層表面における導電性ペースト１０４中の樹脂成分の存在により、ＩＣチップなどの部品実装時のはんだの濡れ性が悪い。このため、導電層表面における部品実装に障害を来すことがある。
【００１１】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、導電層（銅箔）に小孔があけられているもので、導電層表面における導電性ペースト中の樹脂成分の存在により部品実装に障害を来すことを回避し、部品実装を良好に行え、併せて低抵抗な層間導通を得ることができる多層配線基板用基材、多層配線基板およびそれらの製造方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による多層配線基板用基材は、絶縁性基材の片面に配線パターンをなす導電層が設けられ、導電層部分の孔径が絶縁性基材部分の孔径より小さい孔径をもって前記絶縁性基材と前記導電層を貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔に層間導通を得るための導電性樹脂組成物が充填され、前記貫通孔の導電層側の開口に露呈する導電性樹脂組成物を被覆する金属層が前記導電層の表面に形成されている。
【００１３】
この発明による多層配線基板用基材によれば、導電層の表面に金属層が形成され、この金属層によって貫通孔の導電層側の開口に露呈する導電性樹脂組成物が被覆され、導電性樹脂組成物が導電層の表面に露呈することがなくなり、導電層の表面の全体が金属層による単一金属面になる。この金属層を構成する好適な金属としては、酸化皮膜ができない金、比抵抗が低い銀、あるいは耐イオンマイグレーション性に優れた銅等がある。
【００１４】
この発明による多層配線基板用基材は、前記絶縁性基材の導電層とは反対側の面に層間接着のための接着層が設けられていてよく、前記絶縁性基材を、ポリイミド等の可撓性樹脂フィルムによって構成することができる。この接着層としは、熱可塑性ポリイミド、あるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したものがある。
【００１５】
また、この発明による多層配線基板用基材では、前記絶縁性基材を、熱可塑性ポリイミド、あるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したものにより構成することもできる。この場合には、絶縁性基材自身が層間接着性を有するから、接着層を別途、設ける必要がない。
【００１６】
また、上述の目的を達成するために、この発明による多層配線基板は、上述の発明による多層配線基板用基材を複数枚、重ねて接合したものであり、導電層の表面に形成された金属層によって貫通孔の導電層側の開口に露呈する導電性樹脂組成物が被覆され、導電性樹脂組成物が導電層の表面に露呈することがなくなり、導電層の表面の全体が金属層による単一金属面になる。
【００１７】
また、上述の目的を達成するために、この発明による多層配線基板は、絶縁性基材の片面に配線パターンをなす導電層を設けられ、導電層部分の孔径が絶縁性基材部分の孔径より小さい孔径をもって前記絶縁性基材と前記導電層を貫通する貫通孔を形成され、前記貫通孔に層間導通を得るための導電性樹脂組成物を充填された多層配線基板用基材を、複数枚、重ね合わせられ、前記貫通孔のうち、少なくとも最外層で外部に露出する導電層側の開口に露呈する導電性樹脂組成物を被覆する金属層が前記導電層の表面に形成されている。
【００１８】
この発明による多層配線基板によれば、少なくとも最外層で外部に露出する導電層の表面、すなわち、少なくとも部品実装が行われる導電層の表面に金属層が形成され、この金属層によって貫通孔の導電層側の開口に露呈する導電性樹脂組成物が被覆され、導電性樹脂組成物が導電層の表面に露呈することがなくなり、導電層の表面の全体が金属層による単一金属面になる。
【００１９】
金属層は、電解めっき法、無電解めっき法、スパッタ法等によって導電層表面の全体に一様に形成することができる。
【００２０】
また、金属層と導電層とを同一金属で構成し、貫通孔形成後で、配線パターン形成前の前記導電層の表面に前記金属層を積層形成し、導電層と金属層とに同時にエッチング法によって配線パターン形成を行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施形態を詳細に説明する。
図１はこの発明による一実施形態に係わる多層配線基板用基材及び多層配線基板を示している。
【００２２】
図１に示されている多層配線基板用基材１０は、絶縁性基材をなす絶縁樹脂層１１の一方の面にランド部を含む配線パターンをなす銅箔等による導電層１２を、他方の面に層間接着のための接着層１３を各々設けられ、接着層１３と絶縁樹脂層１１と導電層１２とを貫通する貫通孔１４を穿設されている。貫通孔１４には導電性樹脂組成物１５が充填され、ＩＶＨ（バイアホール）を形成している。
【００２３】
多層配線基板２０は、多層配線基板用基材１０を複数枚、重ねて合わせ、接着層１３によって接合することにより得られる。
【００２４】
ＦＰＣでは、絶縁樹脂層１１は、全芳香族ポリイミド（ＡＰＩ）等によるポリイミドフィルムやポリエステルフィルム等の可撓性を有する樹脂フィルムで構成され、絶縁樹脂層１１と導電層１２と接着層１３との３層構造は、汎用の片面銅箔付きポリイミド基材（ＣＣＬ）のポリイミド部（絶縁樹脂層１１）の銅箔（導電層１２）とは反対側の面に接着層１３としてポリイミド系接着材を貼付したもので構成できる。ポリイミド系接着材による接着層１３は、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）あるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したフィルムの貼り付けにより形成することができる。
【００２５】
貫通孔１４のうち、接着層１３と絶縁樹脂層１１とを貫通する部分（バイアホール）１４Ａの孔径は通常のバイアホール径とされ、導電層１２を貫通する部分（小孔）１４Ｂの孔径は絶縁樹脂層１１および接着層１３を貫通するバイアホール１４Ａの孔径より小径になっている。バイアホール１４Ａの孔径（バイアホール径）が１００μｍ程度であると、小孔１４Ｂの孔径は３０〜５０μｍ程度の小径になる。
【００２６】
導電性樹脂組成物１５は、導電機能を有する金属粉末を樹脂バインダに混入したものを溶剤を含む粘性媒体に混ぜてペースト状にした導電性ペーストであり、接着層１３の側よりスクイジング等によって貫通孔１４の全体（バイアホール１４Ａと小孔１４Ｂ）に穴埋め充填される。
【００２７】
小孔１４Ｂがあけられていることにより、貫通孔１４に対する導電性樹脂組成物１５の充填時の貫通孔１４内の空気抜きが良好に行われるようになり、貫通孔１４に穴埋め充填された導電性樹脂組成物１５内に気泡が残存しなくなる。
【００２８】
貫通孔１４に充填された導電性樹脂組成物１５と導電層１２との導通接続は、バイアホール１４Ａと小孔１４Ｂの口径差により生じる導電層１２の円環状の裏面１２Ａで行われるので、導電層１２と導電性樹脂組成物１５との接触面積が増大し、電気的信頼性が向上する。
【００２９】
多層配線基板２０の最外層（最上層）の導電層１２の表面には、ここに開口している小孔１４Ｂを塞ぐように、導電層１２の表面全体に金属層１６が、電解めっき法、無電解めっき法、スパッタ法等によって一様に形成されている。これにより、多層配線基板２０の貫通孔１４のうち、最外層で外部に露出する導電層１２側の開口に露呈する導電性樹脂組成物１５が金属層１６によって被覆される。
【００３０】
これにより、導電性樹脂組成物１５が導電層１２の表面に露呈することがなくなり、導電層１２の表面の全体が金属層１６による単一金属面になり、部品実装時のはんだの濡れ性が導電性樹脂組成物１５中の樹脂成分の存在によって悪化することが回避され、導電層表面における部品実装に障害を来すことがなくなる。
【００３１】
金属層１６は、金、銀、銅等により構成することができる。
金属層１６が金の場合には、金属層１６の表面に酸化皮膜が形成されないから、金属層１６上に実装される部品の基板に対する導通接続が、酸化皮膜の影響を受けることなく、低抵抗で、安定して信頼性高く行われる効果も得られる。
【００３２】
金属層１６が銀の場合には、金属では比抵抗が最も低いことにより、金属層１６上に実装される部品の基板に対する導通接続が低抵抗で良好に行われ、高速、高周波信号の伝送が、減衰を抑制されて良好に行われるようになる。
【００３３】
また、金属層１６が銅の場合には、低抵抗と高い耐イオンマイグレーション性
【００３４】
つぎに、図１に示されている多層配線基板用基材および多層配線基板の製造方法の実施形態１を図２（ａ）〜（ｉ）を参照して詳細に説明する。
【００３５】
図２（ａ）に示されているように、ポリイミドフィルム３１の片面に銅箔３２を設けられた汎用の片面銅箔付きポリイミド基材３０を出発材料とし、これに、フォトリソグラフィーによってエッチングレジスト（図示省略）を銅箔３２上に形成し、図２（ｂ）に示されているように、化学的エッチングによってランド部を含む導体回路３２Ａを形成する。
【００３６】
つぎに、図２（ｃ）に示されているように、ポリイミドフィルム３１の銅箔３２とは反対側の表面に熱可塑性ポリイミドあるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したフィルムによる接着層３３を貼り合わせる。接着層３３は、のちに多層化する際の層間接着層である。さらに、接着層３３の表面にＰＥＴ製のマスキングテープ３４を貼り合わせる。
【００３７】
つぎに、図２（ｄ）に示されているように、レーザ光照射によって、ポリイミドフィルム３１、接着層３３、マスキングテープ３４にバイアホール３５を形成し、導体回路３２Ａ（銅箔３２）に小孔３６を形成する。レーザは、ＵＶ：ＹＡＧレーザの第３高調波（波長３５５ｎｍ）を使用した。
【００３８】
つぎに、図２（ｅ）に示されているように、マスキングテープ３４の側から印刷法によって導電性ペースト３７をバイアホール３５、小孔３６に充填する。導電性ペースト３７には、Ａｇ／エポキシ樹脂系の穴埋めペーストを使用した。もちろん、導電性ペースト３７には、Ｃｕペーストやカーボンペスト等のあらゆる導電性ペーストの使用が可能である。
【００３９】
導電性ペースト充填後に、マスキングテープ３４を剥がす。これにより、層間接着面側に導電性ペースト３７による突起３７Ａが形成される。突起３７Ａは、多層化時に、相手側の銅箔に押し付けられ、層間接続信頼性を高める。
【００４０】
図２（ｆ）に示されているように、このようにして作製された基材４０の上に、回路形成していないこと以外は、基材４０の作製工程と同様の工程で作製した基材（最上層基板）４１を、基材４０の下に回路済みの基材４２を各々位置合わせして重ね合わせ、加熱、加圧し、図２（ｇ）に示されているような多層配線基板５０を得る。
【００４１】
この多層配線基板５０の最上層基板４１の銅箔（表面銅箔）３２に給電することで、電解めっき法によって、図２（ｈ）に示されているように、未回路形成の表面銅箔３２の全面に銅めっき層３８を形成する。銅めっき層３８の厚さは、窪んでいないところで、５μｍとした。
【００４２】
最後に、図２（ｉ）に示されているように、化学的エッチング法によって銅めっき層３８と銅箔３２とに最上層の導体回路３２Ａを形成する。この化学的エッチングは、積層された銅めっき層３８と銅箔３２とに同一工程で同時に行うことができる。
【００４３】
これにより、多層配線基板５０の小孔３６のうち、最外層（最上層）で外部に露出する導体回路３２Ａ側の開口に露呈する導電性ペースト３７が銅めっき層３８によって被覆され、導電性ペースト３７が最外層の導体回路３２Ａの表面に露呈することがない。
【００４４】
つぎに、図１に示されている多層配線基板用基材および多層配線基板の製造方法の実施形態２を図３（ａ）〜（ｈ）を参照して詳細に説明する。なお、図３において、図２に対応する部分は、図２に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００４５】
実施形態２の図３（ａ）〜（ｅ）に示されている基材４０の作製工程は、実施形態１の図２（ａ）〜（ｅ）に示されている基材４０の作製工程と同じである。
【００４６】
図３（ｆ）に示されているように、基材４０の上に、同じ構成のもう一つの基材（最上層基板）４０’を、基材４０の下に回路済みの基材４２を各々位置合わせして重ね合わせ、加熱、加圧し、図３（ｇ）に示されているような多層配線基板６０を得る。
【００４７】
この多層配線基板６０の最上層基板４０’の導体回路（表面銅箔）３２Ａに給電することで、電解めっき法によって、図３（ｈ）に示されているように、導体回路３２Ａの全面に金めっき層３９を形成する。
【００４８】
これにより、多層配線基板６０の小孔３６のうち、最外層（最上層）で外部に露出する導体回路３２Ａ側の開口に露呈する導電性ペースト３７が金めっき層３９によって被覆され、導電性ペースト３７が最外層の導体回路３２Ａの表面に露呈することがない。
【００４９】
なお、配線パターンによっては、最上層の導体回路３２Ａはランド部のみで、伝送回路は内層に存在し、最上層の導体回路３２Ａからは給電できない場合がある。この場合には、伝送回路をなす内層回路より給電を行えばよい。
【００５０】
この発明による多層配線基板用基材、多層配線基板は、他の実施形態として、図４に示されているように、絶縁性基材をなす絶縁樹脂層７１を、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）あるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したものなど、絶縁樹脂層自体が多層化接着のための接着性を有するもので構成することができる。この場合には、絶縁樹脂層７１の一方の面に配線パターン部をなす銅箔等による導電層７２を設け、他方の面の接着層を省略できる。
【００５１】
この多層配線基板用基材７０では、絶縁樹脂層７１にビアホール７３が、導電層７２に小孔７４が貫通形成されており、ビアホール７３、小孔７４に導電性樹脂組成物７５が充填され、ＩＶＨ（バイアホール）を形成している。
【００５２】
多層配線基板８０は、多層配線基板用基材７０を複数枚、重ねて合わせ、絶縁樹脂層７１自体の接着性によって接合することにより得られる。
【００５３】
多層配線基板８０の最外層（最上層）の導電層７２の表面には、ここに開口している小孔７４を塞ぐように、導電層７２の表面全体に、金、銀、銅等による金属層７６が、電解めっき法、無電解めっき法、スパッタ法等によって一様に形成されている。これにより、多層配線基板８０のＩＶＨのうち、最外層で外部に露出する導電層７２側の開口に露呈する導電性樹脂組成物７５が金属層７６によって被覆される
【００５４】
これにより、この実施形態でも、導電性樹脂組成物７５が導電層７２の表面に露呈することがなくなり、導電層７２の表面の全体が金属層７６による単一金属面になり、部品実装時のはんだの濡れ性が導電性樹脂組成物７５中の樹脂成分の存在によって悪化することが回避され、導電層表面における部品実装に障害を来すことがなくなる。
【００５５】
この実施形態の多層配線基板用基材７０、多層配線基板８０は、図２あるいは図３に示されている多層配線基板用基材、多層配線基板の製造方法と同等の製造方法によって製造することができる。
【００５６】
上述の実施形態では、いずれも、フレキシブルプリント配線板について述べたが、この発明は、これに限られることはなく、エポキシ樹脂系やプリプレグ等によるリジットタイプのプリント配線板にも同様に適用できる。
【００５７】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による多層配線基板用基材、多層配線基板およびそれらの製造方法によれば、導電層の表面に金属層が形成され、この金属層によって貫通孔の導電層側の開口に露呈する導電性樹脂組成物が被覆され、導電性樹脂組成物が導電層の表面に露呈することがなくなり、導電層の表面の全体が金属層による単一金属面になるから、部品実装時のはんだの濡れ性が導電性樹脂組成物中の樹脂成分の存在によって悪化することが回避され、導電層表面における部品実装が良好に行われ得るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による一実施形態に係わる多層配線基板用基材及び多層配線基板を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｉ）はこの発明による多層配線基板用基材および多層配線基板の製造方法の実施形態１を示す工程図である。
【図３】（ａ）〜（ｈ）はこの発明による多層配線基板用基材および多層配線基板の製造方法の実施形態２を示す工程図である。
【図４】この発明による他の実施形態に係わる多層配線基板用基材及び多層配線基板を示す断面図である。
【図５】従来の多層配線基板を示す断面図である。
【図６】従来の多層配線基板を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 多層配線基板用基材
１１ 絶縁樹脂層
１２ 導電層
１３ 接着層
１４ 貫通孔
１５ 導電性樹脂組成物
１６ 金属層
２０ 多層配線基板
３０ 片面銅箔付きポリイミド基材
３１ ポリイミドフィルム
３２ 銅箔
３３ 接着層
３５ バイアホール
３６ 小孔
３７ 導電性ペースト
３８ 銅めっき層
３９ 金めっき層
４０ 基材
４１ 最上層基板
５０、６０ 多層配線基板
７０ 多層配線基板用基材
７１ 縁樹脂層
７２ 導電層
７３ ビアホール
７４ 小孔
７５ 導電性樹脂組成物
７６ 金属層
Claims (14)
- 絶縁性基材の片面に配線パターンをなす導電層が設けられ、導電層部分の孔径が絶縁性基材部分の孔径より小さい孔径をもって前記絶縁性基材と前記導電層を貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔に層間導通を得るための導電性樹脂組成物が充填され、前記貫通孔の導電層側の開口に露呈する導電性樹脂組成物を被覆する金属層が前記導電層の表面に形成されている多層配線基板用基材。
- 前記絶縁性基材の導電層とは反対側の面に層間接着のための接着層が設けられている請求項１記載の多層配線基板用基材。
- 前記絶縁性基材は、ポリイミド等の可撓性樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１または２記載の多層配線基板用基材。
- 前記絶縁性基材は、熱可塑性ポリイミド、あるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したものにより構成されている請求項１または２記載の多層配線基板用基材。
- 前記接着層は、熱可塑性ポリイミド、あるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したものにより構成されている請求項２または３記載の多層配線基板用基材。
- 前記金属層は、金、銀、あるいは銅により構成されている請求項１〜５の何れか１項記載の多層配線基板用基材。
- 前記被覆金属層の面積は、前記導電層の開口の面積よりも大きい請求項１〜５の何れか１項記載の多層配線基板用基材。
- 請求項１〜７の何れか１項記載の多層配線基板用基材を複数枚、重ねて接合してなる多層配線基板。
- 絶縁性基材の片面に配線パターンをなす導電層を設けられ、導電層部分の孔径が絶縁性基材部分の孔径より小さい孔径をもって前記絶縁性基材と前記導電層を貫通する貫通孔を形成され、前記貫通孔に層間導通を得るための導電性樹脂組成物を充填された多層配線基板用基材を、複数枚、重ね合わせられ、前記貫通孔のうち、少なくとも最外層で外部に露出する導電層側の開口に露呈する導電性樹脂組成物を被覆する金属層が前記導電層の表面に形成されている多層配線基板。
- 前記被覆金属層は、前記導電層の最外層の全体を覆うように当該導電層の面積と同じ面積を有する請求項９の多層配線基板。
- 請求項１〜７の何れか１項記載の多層配線基板用基材の製造方法あるいは請求項８または請求項９の多層配線基板の製造方法において、
前記金属層を電解めっき法により形成することを特徴とする製造方法。 - 請求項１〜７の何れか１項記載の多層配線基板用基材の製造方法あるいは請求項８または請求項９の多層配線基板の製造方法において、
前記金属層を無電解めっき法により形成することを特徴とする製造方法。 - 請求項１〜７の何れか１項記載の多層配線基板用基材の製造方法あるいは請求項８または請求項９の多層配線基板の製造方法において、
前記金属層をスパッタ法により形成することを特徴とする製造方法。 - 前記金属層と前記導電層とを同一金属で構成し、貫通孔形成後で、配線パターン形成前の前記導電層の表面に前記金属層を積層形成し、前記導電層と前記金属層とに同時にエッチング法によって配線パターン形成を行う請求項１１〜１３の何れか１項記載の製造方法。
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