JP2004193278A - 多層配線基板、多層配線基板用基材およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】多層接続電気回路の電気抵抗が低く、電気的特性に優れた多層配線基板を得ること。
【解決手段】絶縁性基材１１の両面に配線パターンをなす導電層１２、１３が設けられ、絶縁性基材１１にはビアホール１４が貫通形成され、導電層１２、１３の各々にはビアホール１４より小径の小孔１５、１６があけられ、ビアホール１４に充填された導電性ペースト１７は、絶縁性基材１１の両面の導電層１２、１３がビアホール１４を挟んで相対向する面１２Ａ、１３Ａに、比較的大きい接触面積をもって接触する構造とする。
【選択図】 図１
【解決手段】絶縁性基材１１の両面に配線パターンをなす導電層１２、１３が設けられ、絶縁性基材１１にはビアホール１４が貫通形成され、導電層１２、１３の各々にはビアホール１４より小径の小孔１５、１６があけられ、ビアホール１４に充填された導電性ペースト１７は、絶縁性基材１１の両面の導電層１２、１３がビアホール１４を挟んで相対向する面１２Ａ、１３Ａに、比較的大きい接触面積をもって接触する構造とする。
【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（多層プリント配線板）、多層配線基板用基材およびその製造方法に関し、特に、層間導通用ビアの導体として導電ペーストを用いた多層配線基板、多層配線基板用基材およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の多層配線基板には、多層積層後、絶縁層にスルーホールを開口した後に、スルーホール内をめっきし、めっき層によって層間導通を取るものがある（例えば、非特許文献１）。ＩＢＭ社のＳＬＣ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｌａｍｉｎａｒ Ｃｉｒｃｕｉｔ）に代表されるビルドアッブ多層配線基板においても、回路層間の絶縁層の一部をレーザ等で除去し、めっきで導通接続する方法を用いている。
【０００３】
めっきを用いた層間接続は、低抵抗で導通接続できる利点を持つが、工程が複雑で、工数も多いため、コストが高くなり、多層配線基板の用途を制限する要因となっている。また、めっきによる多層配線基板では、スルーホールの直上には部品を実装できず、配線の自由度が低いと云う欠点もある。
【０００４】
近年、めっきに代わる層間接続方法として、松下グループのＡＬＩＶＨ（Ａｎｙ Ｌａｙｅｒ Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）基板や、東芝グループのＢ２ｉｔ（Ｂｕｒｉｅｄ Ｂｕｍｐ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）に代表される導電性樹脂（導電性ペースト）を用いた多層配線基板が実用化され、多層配線基板の用途が急速に拡大し始めている（例えば、非特許文献２）。
【０００５】
ＡＬＩＶＨでは、図９（ａ）〜（ｆ）に示されているように、絶縁樹脂板／フィルム（未硬化樹脂基板）１０１を出発材としてレーザを用いてビアホール（バイアホール）１０２をあけ、印刷法によってビアホール１０２にペースト状の導電性樹脂１０３を充填し、この導電性樹脂１０３の充填によって所望の箇所に表裏導通接続部、すなわち、導電ペースト充填のＩＶＨ（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）を有する絶縁層１０４を作成する。そして、絶縁層１０４の表裏に銅箔１０５を貼り付け、銅箔１０５をエッチングして配線パターン（銅回路）１０６を形成したものを、複数枚、貼り合わせて多層配線基板を得る。
【０００６】
導電ペースト充填のＩＶＨによる配線基板では、スルーホールめっきによるものに比して製造プロセスがシンプルで、ＩＶＨの直上にもチップ等の部品実装が可能で、部品実装面積が小さい携帯用電子機器の基板として利用されている。
【０００７】
電子部品を高密度に実装する多層配線基板では、多層配線の高密度化に伴い、絶縁性基材として薄い樹脂フィルムを使用し、基板１層当たりの厚さが減少する傾向がある。薄い樹脂フィルム単体では、撓みや皺が生じ易く、寸法安定性を確保し難いので、銅張りの樹脂フィルムを出発材とすることにより、出発材の剛性を高め、寸法安定性を確保することができる。
【０００８】
絶縁性基材の両面に銅箔を設けられた両面銅張り板を出発材とする場合は、図１０（ａ）〜（ｄ）に示されているように、ポリイミド樹脂基板２０１の両面に銅箔２０２、２０３を貼り合わせた両面銅張り板２００を出発材とし、レーザや打ち抜きプレス、ケミカルエッチングなどによってポリイミド樹脂基板２０１、銅箔２０２、２０３の全てを同一孔径で貫通するビアホール２０４を形成し、ビアホール２０４に導電性ペースト２０５を充填する。そして、銅箔２０２、２０３をエッチングして配線パターン（銅回路）２０６、２０７を形成することが行われる。
【０００９】
この配線基板では、両面ＣＣＬを出発材とすることにより、配線基板の製造工数を削減でき、絶縁性基材の材料が、プリプレグのような高価な材料に制約されず、広い選択肢の中から安価な最適材料を選定するこができる。
【００１０】
【非特許文献１】
高木 清著 「ビルドアップ多層プリント基板配線板技術」日刊工業新聞社出版、２００１年６月１５日、初版２刷、５３頁〜７６頁
【非特許文献２】
高木 清著 「ビルドアップ多層プリント基板配線板技術」日刊工業新聞社出版、２００１年６月１５日、初版２刷、７７頁〜７９頁
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、導電ペースト充填のＩＶＨによる多層配線基板は、安価である反面、導電ペーストと銅回路との電気的な接続において次のような欠点がある。導電ペーストは、導電フィラーとして樹脂バインダ中に分散している銀や銅などの導電性粒子同士の接触によって電気的な導通を取るため、銅回路と導電ペーストが無圧縮状態の導電性粒子同士の単なる接触状態で導通を取ると、回路抵抗が増大する可能性がある。
【００１２】
図１０に示されている両面銅張り板を出発材した配線基板では、導電性ペースト２０５と銅回路２０６、２０７との導通接触は、銅回路２０６、２０７のビアホール部内周面２０６Ａ、２０７Ａだけの僅かな面積で行われるため、接触抵抗が大きくなる。回路のファインピッチ化に銅箔層が薄くなる傾向があるから、この接触抵抗の増大は、更に、顕著になる。
【００１３】
このことに対処すべく、図１１に示されているように、ビアホール部分を蓋めっきし、銅ランド部（銅回路２０６、２０７）と導電性ペースト充填部分に蓋めっき層２０８、２０９を形成することが考えられる。蓋めっき層２０８、２０９によって、導電性ペースト２０５と銅回路２０６、２０７との接触面積が増大し、回路抵抗が低減するが、めっき工程が必要になり、コストアップを避けることができず、導電ペーストを層間導通に用いることの利点が損なわれる。
【００１４】
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、層間導通用ビアの導体として導電ペーストを用い、特に、両面銅張り板を出発材とした配線基板において、製造工数の増加を招くことなく、導電性ペーストと銅回路との接触面積を充分確保して回路抵抗が低く、優れた電気的特性を示す多層配線基板を得ることができる多層配線基板用基材およびその多層配線基板用基材を用いた多層配線基板、および多層配線基板用基材の製造方法を提供することを目的としている。
【００１５】
【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、絶縁性基材の両面に配線パターンをなす導電層が設けられ、前記絶縁性基材にビアホールが貫通形成され、前記絶縁性基材の両面にある前記導電層の各々に前記ビアホールより小径の小孔があけられている。ビアホールには層間導通を得るための導電性ペーストが充填される。
【００１６】
この発明による多層配線基板用基材によれば、ビアホールに充填された導電性ペーストは、絶縁性基材の両面の導電層の裏面、すなわち、ビアホールを挟んで相対向する面に、比較的大きい接触面積（ビアホール径と小孔径の差分による環状の面積）をもって接触する。
【００１７】
導電性ペーストは、前記ビアホールに加えて、導電層にあけられている小孔にも満杯状態で充填されることが好ましい。導電性ペーストが小孔にも充填されていることで、導電性ペーストと小孔内周面との接触によって導電性ペーストと導電層との接触面積が更に増大する。また、小孔も導電性ペーストによって埋められることにより、多層化後に、小孔部分に空気層が残存することも回避される。
【００１８】
この発明による多層配線基板用基材では、絶縁性基材を、ポリイミド、熱可塑性ポリイミドあるいは液晶ポリマにより構成することができ、可撓性を有する多層配線基板とすることができる。
【００１９】
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含んでいるものであり、導電性ペーストと導電層との接触面積を充分確保した回路抵抗が低い多層配線基板を得ることができる。
【００２０】
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用基材の製造方法は、絶縁性基材の両面に導体箔を設けられた両面導体箔張り板、たとえば両面銅張り板を出発材とし、それに小径の小孔を貫通形成する小孔形成工程と、前記小孔より前記絶縁性基材をエッチングするエッチャントによって前記絶縁性基材をケミカルエッチングし、前記絶縁性基材に前記小孔の孔径より大きい孔径のビアホールを形成するビアホール形成工程と、前記銅箔に残る小孔より前記ビアホールに導電性ペーストを充填する導電性ペースト充填工程とを有する。
【００２１】
両面銅張り板のような両面導体箔張り板に小孔を貫通形成する小孔形成工程は、レーザ加工、打ち抜きプレスによって行うことができ、ビアホール形成工程として、絶縁性基材部分の小孔を出発形状としてこれを拡径するように、絶縁性基材部分をケミカルエッチングすることにより、小孔の孔径より大きい孔径のビアホールが導体箔間に空洞のように形成される。ビアホールに導電性ペーストを充填する導電性ペースト充填工程は、一方の小孔を充填口、他方の小孔を空気抜き孔として、導電性ペーストをビアホール内に圧力充填することにより行うことができる。この導電性ペーストの充填は、ビアホール、更には小孔にも満杯状態で充填することができる。
【００２２】
また、この発明による多層配線基板用基材の製造方法は、絶縁性基材の両面に導体箔を設けられた両面導体箔張り板の導体箔に小径の小孔を形成する小孔形成工程と、前記小孔より前記絶縁性基材をエッチングするエッチャントによって前記絶縁性基材をケミカルエッチングし、前記絶縁性基材に前記小孔の孔径より大きい孔径のビアホールを形成するビアホール形成工程と、前記導体箔に形成された前記小孔より前記ビアホールに導電性ペーストを充填する工程とを有する。
【００２３】
この製造方法では、両面銅張り板のような両面導体箔張り板の導体箔に小孔を貫通形成する小孔形成工程は、レーザ加工、ケミカルエッチングによって行うことができ、ビアホール形成工程として、小孔より絶縁性基材部分をケミカルエッチングすることにより、小孔の孔径より大きい孔径のビアホールが導体箔間に空洞のように形成される。ビアホールに導電性ペーストを充填する導電性ペースト充填工程は、一方の小孔を充填口、他方の小孔を空気抜き孔として、導電性ペーストをビアホール内に圧力充填することにより行うことができる。この導電性ペーストの充填は、ビアホール、更には小孔にも満杯状態で充填することができる。
【００２４】
【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。
【００２５】
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の基本構成を示している。多層配線基板用基材１０は、絶縁性基材１１の両面に配線パターンをなす銅箔１２、１３が設けられた両面銅張りタイプのものである。絶縁性基材１１は、フレキシブルプリント基板用のものとして、ポリイミド、熱可塑性ポリイミドあるいは液晶ポリマにより構成されている。
【００２６】
絶縁性基材１１には、ビアホール１４が貫通形成され、絶縁性基材１１の両面にある銅箔１２、１３の各々に小孔１５、１６があけられている。ビアホール１４、小孔１５、１６は、ともに円形の孔であり、ビアホール１４と小孔１５、１６とは同心に設けられ、ビアホール１４の孔径Ｄｖを１００μｍ程度とすると、小孔１５、１６の孔径Ｄｈは、ビアホール径Ｄｖより小さい２５〜５０μｍ程度になっている。
【００２７】
ビアホール１４には、層間導通を得るための導電性ペースト１７が充填されている。導電性ペースト１７は、銀、銅等の導電機能を有する金属粉末を導電性フィラーとして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ものであり、加熱硬化によって体積収縮が殆どないものである。
【００２８】
このビアホール１４に対する導電性ペースト１７の充填は、一方の小孔１６を充填口とし、他方の小孔１７を空気抜き孔として行われる。
【００２９】
このビア形状の多層配線基板用基材１０では、ビアホール１４に充填された導電性ペースト１７は、絶縁性基材１１の両面の銅箔（銅ランド部）１２、１３の裏面、すなわち、ビアホール１４を挟んで相対向する面１２Ａ、１３Ａに、ビアホール径Ｄｖと小孔径Ｄｈとの差分による環状の比較的大きい面積をもって接触する。これにより、回路抵抗が低減する。
【００３０】
図示されているように、導電性ペースト１７は、ビアホール１４に加えて、銅箔１２、１３にあけられている小孔１５、１６にも満杯状態で充填されている。導電性ペースト１７が小孔１５、１６にも充填されていることで、導電性ペースト１７と小孔１５、１６の内周面との接触によって導電性ペースト１７と銅箔（銅ランド部）１２、１３との接触面積が更に増大し、回路抵抗が低減する。また、小孔１５、１６も導電性ペースト１７によって埋められることにより、多層化後に、小孔１５、１６部分に空気層が残存することも回避される。
【００３１】
図２は多層配線基板用基材１０を含む多層配線基板の一つの実施形態を示している。この多層配線基板は、３層構造で、中間層に図１に示した多層配線基板用基材１０を用いられている。多層配線基板用基材１０の上面には接着層２３によって最上層の多層配線基板用基材２０が、多層配線基板用基材１０の下面には接着層３３によって最下層の多層配線基板用基材３０が各々接着され、多層構造になっている。
【００３２】
多層配線基板用基材２０、３０は、各々、多層配線基板用基材１０の絶縁性基材１１と同一材料、例えば、ポリイミド、熱可塑性ポリイミドあるいは液晶ポリマによる絶縁性基材２１、３１の一方の面に銅箔２２、３２を有し、ビアホール２４、３４に導電ペースト２５、３５を充填されている。
【００３３】
銅箔２２、３２のビアホール対応部分には、ビアホール２４、３４に対する導電ペースト２５、３６の充填時の充填口あるいは空気抜き孔として、小孔２６、３６があけられており、同じ目的で、この小孔２６、３６にも導電ペースト２５、３５が充填されている。
【００３４】
この構造の多層配線基板では、何れの層においても、ビアホール１４、２４、３４の導電性ペースト１７、２５、２６が銅箔（銅ランド部）１２、１３、２２、３２との接触面積が大きく、回路抵抗が低い多層配線基板を得ることができる。
【００３５】
つぎに、この発明による多層配線基板用基材の製造方法の一実施形態を図３（ａ）〜（ｆ）を参照して説明する。
【００３６】
図３（ａ）に示されているように、絶縁樹脂層をなすポリイミドフィルム４１の両表面に導電層をなす銅箔４２、４３を設けられた両面銅張り基板（ＣＣＬ：Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｅ）４０を出発材とし、レーザや打ち抜きプレスによって銅箔４２、ポリイミドフィルム４１、銅箔４３の全てを貫通する小径の貫通孔（小孔）４４を穿設する（小孔形成工程）。
【００３７】
つぎに、貫通孔４４をあけられた両面銅張り基板４０を、過マンガン酸溶液等、ポリイミドのみをエッチングするエッチャントに浸漬（どぶ漬け）する。これにより、エッチャントは貫通孔４４内でポリイミドフィルム４１と接触する。ケミカルエッチングは、液の接触面から等距離に反応が進むから、ポリイミドフィルム部分の貫通孔４４を出発形状として、図３（ｃ）、（ｄ）に示されているように、ポリイミドフィルム部分の貫通孔４４を均一に拡径するように、ケミカルエッチングが行われる。
【００３８】
所定の孔径（ビアホール径）にまで、ポリイミドフィルム部分の貫通孔４４が拡径された時点で、ケミカルエッチングを止めることにより、所望するビアホール径によるビアホール４５が形成される。銅箔４２、４３には貫通孔４４が小孔４６、４７として残る（図３（ｄ）参照）。これにより、小孔４６、４７の孔径より大きい孔径のビアホール４５が銅箔４２、４３間に空洞のように形成されることになる（ビアホール形成工程）。
【００３９】
つぎに、一方の小孔４７を充填口、他方の小孔４６を空気抜き孔として、図３（ｅ）に示されているように、導電性ペースト（銀ペースト）４８をビアホール４５内に圧力充填する。この導電性ペースト４８の充填は、小孔４６、４７にも満杯状態で充填する（導電性ペースト充填工程）。
【００４０】
導電性ペースト４８には、エポキシ系樹脂を主成分とするバインダと、平均粒子径５μｍの銀をフィラーとする粘度５０〜１５０Ｐａ・ｓの加熱硬化型ペーストを使用した。
【００４１】
つぎに、銅箔４２、４３の各々表面にレジストフィルム（図示省略）を熱圧着し、パターンを露光現像してレジストマスクを形成した後、塩化第二鉄を主成分とするエッチング液を用いて銅のケミカルエッチングを行い、図３（ｆ）に示されているように、銅回路部や銅ランド部４９、５０を形成する。
【００４２】
これにより、中間層用の多層配線基板用基材６０（図７（ａ）参照）が完成する。
【００４３】
図４（ａ）〜（ｆ）は多層配線基板用基材６０の導電性ペースト充填工程の具体例を示している。導電性ペースト４８の充填は、図４（ａ）に示されているように、樹脂ペーストインジェクタ（例えば、松下電器産業株式会社製 クリームはんだ印刷機ＮＭ−ＰＣ１０）のノズル９０を下側の小孔４７に位置合わせし、ノズル先端を銅薄ランド部２４に押し付ける。
【００４４】
この状態で、ノズル９０より導電性ペースト４８を小孔４７へ噴出し、図４（ｂ）に示されているように、導電性ペースト４８を小孔４７よりビアホール４５内に圧力充填する。ビアホール４５に対する導電性ペースト４８の注入充填は、図４（ｃ）に示されているように、上側の小孔４６を空気抜き孔として徐々に進む。これにより、ビアホール４５内に気泡が残り易いと云う問題も解消される。
【００４５】
図４（ｄ）に示されているように、ビアホール４５内に導電性ペースト４８が一杯に充填され、そして、小孔４６にも導電性ペースト４８が一杯に充填されれば、導電性ペースト４８の充填を完了する。
【００４６】
充填完了後に、図４（ｅ）に示されているように、ノズル９０を引き離す。ビアホール４５、小孔４６、４７に充填された導電性ペースト４８は、ノズル９０が引き離されても、小孔４７が微細孔であることにより、導電性ペースト自身の粘性と相まって小孔４７より下方に脱落することがない。
【００４７】
そして、図４（ｆ）に示されているように、ノズル９０を走査移動させて次のビアホール４５に対する導電性ペースト４８の充填を行う。
【００４８】
図５は、最上層、最下層用の多層配線基板用基材の製造方法を図５（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。
【００４９】
図５（ａ）に示されているように、絶縁樹脂層をなすポリイミドフィルム７１の片面に導電層をなす銅箔７２を設けられた片面銅張り基板７０を準備し、これのポリイミドフィルム表面側（銅箔７２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７３を貼り合わせた積層フィルムを出発材とする。
【００５０】
まず、銅箔７２の表面にレジストフィルム（図示省略）を熱圧着し、パターンを露光現像してレジストマスクを形成した後、塩化第二鉄を主成分とするエッチング液を用いて銅のケミカルエッチングを行い、図５（ｂ）に示されているように、銅回路部や銅ランド部７４を形成する。
【００５１】
つぎに、図５（ｃ）に示されているように、レーザ照射、エッチング等によってポリイミドフィルム７１、接着層７３に、直径が１００μｍ程度のビアホール７５を形成する。続いて、銅ランド部７４にレーザ照射、エッチング等によってビアホール径より小径の小孔７６を穿設する。小孔７６の直径は、ビアホール７５の孔径半分以下、たとえば、３０〜５０μｍ程度とする。
【００５２】
つぎに、図５（ｄ）に示されているように、基板を上下反転させ、小孔７６が下側に位置するようにし、小孔７６より導電性ペースト７７をビアホール７５に加圧充填する。この導電性ペースト７７の充填量は小孔７６を含むビアホール７５の全内容積より数１０％多い。この充填量による充填によって導電性ペースト７７は、接着層７３の多層化接着面７３Ａより外側にはみ出し、凸回転曲面形状の膨出部７７Ａを形成する。
【００５３】
導電性ペースト７７には、エポキシ系樹脂を主成分とするバインダと、平均粒子径５μｍの銀をフィラーとする粘度５０〜１５０Ｐａ・ｓの加熱硬化型ペーストを使用した。
【００５４】
これにより、最上層、最下層用の多層配線基板用基材８０が完成する。
【００５５】
図６（ａ）〜（ｇ）は多層配線基板用基材８０の導電性ペースト充填工程の具体例を示している。導電性ペースト７７の充填は、図６（ａ）に示されているように、樹脂ペーストインジェクタ（例えば、松下電器産業株式会社製 クリームはんだ印刷機ＮＭ−ＰＣ１０）のノズル９０を下側に位置している銅ランド部７４の小孔７６に位置合わせしてノズル先端を銅ランド部７４に押し付ける。
【００５６】
この状態で、ノズル９０より導電性ペースト７７を小孔７６へ噴出し、図６（ｂ）に示されているように、導電性ペースト７７を小孔２６よりビアホール７５内に注入充填する。ビアホール７５に対する導電性ペースト７７の注入充填は、図６（ｃ）、（ｄ）に示されているように、徐々に進む。
【００５７】
小孔７６を含むビアホール７５の全内容積より数１０％多い規定量の導電性ペースト７７の注入充填が完了すると、図６（ｅ）に示されているように、接着層７３の多層化接着面７３Ａより外側にはみ出した凸回転曲面形状の膨出部７７Ａが形成される。
【００５８】
充填完了後に、図６（ｆ）に示されているように、ノズル９０を引き離す。ビアホール２５に充填された導電性ペースト７７は、ノズル９０が引き離されても、小孔７６が微細孔であることにより、導電性ペースト自身の粘性と相まってビアホール７５より下方に脱落することなく、ビアホール７５内に留まり、膨出部７７Ａも維持される。
【００５９】
そして、図６（ｇ）に示されているように、ノズル９０を走査移動させて次のビアホール７５に対する導電性ペースト７７の充填を行う。
【００６０】
つぎに、図７（ａ）、（ｂ）を参照して、最上層用の多層配線基板用基材８０Ａと、中間層用の多層配線基板用基材６０と、最下層用の多層配線基板用基材８０Ｂによる３層構造の多層配線基板の製造方法を説明する。なお、最上層用の多層配線基板用基材８０Ａと、最下層用の多層配線基板用基材８０Ｂは、構造的には、上述の多層配線基板用基材８０と、上述の多層配線基板用基材８０を上下反転したものである。
【００６１】
図７（ａ）に示されているように、最上層用の多層配線基板用基材８０Ａと、中間層用の多層配線基板用基材６０と、最下層用の多層配線基板用基材８０Ｂを重ね合わせて多層化接合を行う。この多層化接合工程は、各基材表面、内部に設けられた図示されていないアライメントマーク、基準孔、回路パターン等を用いて位置決めした後に、各基材８０Ａ、６０、８０Ｂを積層し、真空キュアプレス機あるいはキュアプレス機を用い、１５０〜２５０℃に加熱し、１〜５ＭＰａ程度の圧力を印加して行う。これにより、多層配線基板用基材８０Ａと６０とと８０Ｂが接着層７３によって接着され、図７（ｂ）に示されているような多層配線基板８５が完成する。
【００６２】
上述の製造方法によって製造された多層配線基板８５は、ポリイミドフィルム４１の両面の銅ランド部４９、５０がビアホール４５を挟んで相対向する面に、導電性ペースト４８が比較的大きい接触面積をもって接触するから、多層接続電気回路の電気抵抗が低い。しかも、導電性ペースト７７の膨出部７７Ａが隣接する他層の銅回路部や銅ランド部４９、５０の表面に突き刺さり（喰い込み）、配線パターン表面の酸化被膜を突き破ると共に、ビアホール７５に充填されている導電性ペースト７７を貫層方向に圧縮し、導電性ペースト７７中の金属粉末同士の接触を増加、強化する。
【００６３】
これにより、多層接続電気回路の電気抵抗が低く、冷熱サイクルなどによる繰り返し応力に対して耐久性に優れ、しかも安定した電気的特性を示す多層配線基板８５が得られる。
【００６４】
つぎに、この発明による多層配線基板用基材の製造方法の他の実施形態を図８（ａ）〜（ｈ）を参照して説明する。なお、図８において、図３に対応する部分は、図３に付した符号と同一の符号で説明する。
【００６５】
図８（ａ）に示されているように、絶縁樹脂層をなすポリイミドフィルム４１の両表面に導電層をなす銅箔４２、４３を設けられた両面銅張り基板４０を出発材とし、レーザやケミカルエッチングによって銅箔４２と４３に小径の小孔４６、４７を形成する（小孔形成工程）。
【００６６】
つぎに、小孔４６、４７をあけられた両面銅張り基板４０を、過マンガン酸溶液等、ポリイミドのみをエッチングするエッチャントに浸漬（どぶ漬け）する。これにより、エッチャントは小孔４６、４７の奥部でポリイミドフィルム４１と接触する。ケミカルエッチングは、液の接触面から等距離に反応が進むから、図８（ｃ）、（ｄ）に示されているように、小孔４６、４７の両部分よりポリイミドフィルム４１が半球状にエッチング（エッチング部５２、５３）される。
【００６７】
ケミカルエッチングの進行によって小孔４６、４７の両部分よりの半球状のエッチンが進みむと、図８（ｅ）に示されているように、小孔４６、４７の両部分よりのエッチング部５２、５３が繋がり、ポリイミドフィルム４１に貫通孔５４が形成される。
【００６８】
そして、図８（ｆ）に示されているように、ポリイミドフィルム４１の貫通孔５４が所定の孔径（ビアホール径）になった時点で、ケミカルエッチングを止めることにより、所望するビアホール径によるビアホール４５が形成される。これにより、銅箔４２、４３の小孔４６、４７の孔径より大きい孔径のビアホール４５が銅箔４２、４３間に空洞のように形成されることになる（ビアホール形成工程）。
【００６９】
つぎに、一方の小孔４７を充填口、他方の小孔４６を空気抜き孔として、図８（ｇ）に示されているように、導電性ペースト（銀ペースト）４８をビアホール４５内に圧力充填する。この導電性ペースト４８の充填は、小孔４６、４７にも満杯状態で充填する（導電性ペースト充填工程）。この導電性ペースト充填工程は、図４（ａ）〜（ｆ）に示されている充填工程と同じ充填工程で行うことができる。
【００７０】
導電性ペースト４８には、エポキシ系樹脂を主成分とするバインダと、平均粒子径５μｍの銀をフィラーとする粘度５０〜１５０Ｐａ・ｓの加熱硬化型ペーストを使用した。
【００７１】
つぎに、銅箔４２、４３の各々表面にレジストフィルム（図示省略）を熱圧着し、パターンを露光現像してレジストマスクを形成した後、塩化第二鉄を主成分とするエッチング液を用いて銅のケミカルエッチングを行い、図８（ｈ）に示されているように、銅回路部や銅ランド部４９、５０を形成する。
【００７２】
これにより、図３の実施形態と同等の中間層用の多層配線基板用基材６０が完成する。
【００７３】
【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、多層配線基板用基材およびその製造方法によれば、絶縁性基材の両面に配線パターンをなす導電層が設けられ、絶縁性基材にはビアホールが貫通形成され、導電層の各々にはビアホールより小径の小孔があけられ、ビアホールに充填された導電性ペーストは、絶縁性基材の両面の導電層がビアホールを挟んで相対向する面に、比較的大きい接触面積をもって接触するから、製造工数の増加を招くことなく、導電性ペーストと導電層との接触面積を充分確保でき、回路抵抗が低く、優れた電気的特性を示す多層配線基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材を示す断面図である。
【図２】この発明の一つの実施形態に係わる多層配線基板を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｆ）はこの発明の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）はこの発明の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材の製造方法における樹脂ペースト充填工程の具体例を示す工程図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）はこの発明による多層配線基板に用いられる多層配線基板用基材の製造方法を示す工程図である。
【図６】（ａ）〜（ｇ）はこの発明による多層配線基板に用いられる多層配線基板用基材の製造方法における樹脂ペースト充填工程の具体例を示す工程図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）はこの発明による多層配線基板の製造方法を示す工程図である。
【図８】（ａ）〜（ｈ）はこの発明の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材の製造方法の他の実施形態を示す工程図である。
【図９】（ａ）〜（ｆ）は従来の多層配線基板用の製造工程を示す工程図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は従来の多層配線基板用基材の製造工程を示す工程図である。
【図１１】従来の多層配線基板を示す断面図基材である。
【符号の説明】
１０ 多層配線基板用基材
１１ 絶縁樹脂層
１２、１３ 銅箔
１４ ビアホール
１５、１６ 小孔
１７ 導電性ペースト
２０ 多層配線基板用基材
２１ 絶縁性基材
２２ 銅箔
２４ ビアホール
２５ 導電ペースト
２６ 小孔
３０ 多層配線基板用基材
３１ 絶縁性基材
３２ 銅箔
３４ ビアホール
３５ 導電ペースト
３６ 小孔
４０ 両面銅張基板
４１ ポリイミドフィルム
４２、４３ 銅箔
４４ 貫通孔
４６、４７ 小孔
４８ 導電性ペースト
４９、５０ 銅ランド部
５２、５３ エッチング部
５４ 貫通孔
６０ 多層配線基板用基材
７０ 片面銅張基板
７１ ポリイミドフィルム
７２ 銅箔
７３ 接着層
７４ 銅ランド部
７５ ビアホール
７６ 小孔
７７ 導電性ペースト
８０、８０Ａ、８０Ｂ 多層配線基板用基材
８５ 多層配線基板
９０ ノズル
【発明の属する技術分野】
この発明は、多層配線基板（多層プリント配線板）、多層配線基板用基材およびその製造方法に関し、特に、層間導通用ビアの導体として導電ペーストを用いた多層配線基板、多層配線基板用基材およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の多層配線基板には、多層積層後、絶縁層にスルーホールを開口した後に、スルーホール内をめっきし、めっき層によって層間導通を取るものがある（例えば、非特許文献１）。ＩＢＭ社のＳＬＣ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｌａｍｉｎａｒ Ｃｉｒｃｕｉｔ）に代表されるビルドアッブ多層配線基板においても、回路層間の絶縁層の一部をレーザ等で除去し、めっきで導通接続する方法を用いている。
【０００３】
めっきを用いた層間接続は、低抵抗で導通接続できる利点を持つが、工程が複雑で、工数も多いため、コストが高くなり、多層配線基板の用途を制限する要因となっている。また、めっきによる多層配線基板では、スルーホールの直上には部品を実装できず、配線の自由度が低いと云う欠点もある。
【０００４】
近年、めっきに代わる層間接続方法として、松下グループのＡＬＩＶＨ（Ａｎｙ Ｌａｙｅｒ Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）基板や、東芝グループのＢ２ｉｔ（Ｂｕｒｉｅｄ Ｂｕｍｐ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）に代表される導電性樹脂（導電性ペースト）を用いた多層配線基板が実用化され、多層配線基板の用途が急速に拡大し始めている（例えば、非特許文献２）。
【０００５】
ＡＬＩＶＨでは、図９（ａ）〜（ｆ）に示されているように、絶縁樹脂板／フィルム（未硬化樹脂基板）１０１を出発材としてレーザを用いてビアホール（バイアホール）１０２をあけ、印刷法によってビアホール１０２にペースト状の導電性樹脂１０３を充填し、この導電性樹脂１０３の充填によって所望の箇所に表裏導通接続部、すなわち、導電ペースト充填のＩＶＨ（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）を有する絶縁層１０４を作成する。そして、絶縁層１０４の表裏に銅箔１０５を貼り付け、銅箔１０５をエッチングして配線パターン（銅回路）１０６を形成したものを、複数枚、貼り合わせて多層配線基板を得る。
【０００６】
導電ペースト充填のＩＶＨによる配線基板では、スルーホールめっきによるものに比して製造プロセスがシンプルで、ＩＶＨの直上にもチップ等の部品実装が可能で、部品実装面積が小さい携帯用電子機器の基板として利用されている。
【０００７】
電子部品を高密度に実装する多層配線基板では、多層配線の高密度化に伴い、絶縁性基材として薄い樹脂フィルムを使用し、基板１層当たりの厚さが減少する傾向がある。薄い樹脂フィルム単体では、撓みや皺が生じ易く、寸法安定性を確保し難いので、銅張りの樹脂フィルムを出発材とすることにより、出発材の剛性を高め、寸法安定性を確保することができる。
【０００８】
絶縁性基材の両面に銅箔を設けられた両面銅張り板を出発材とする場合は、図１０（ａ）〜（ｄ）に示されているように、ポリイミド樹脂基板２０１の両面に銅箔２０２、２０３を貼り合わせた両面銅張り板２００を出発材とし、レーザや打ち抜きプレス、ケミカルエッチングなどによってポリイミド樹脂基板２０１、銅箔２０２、２０３の全てを同一孔径で貫通するビアホール２０４を形成し、ビアホール２０４に導電性ペースト２０５を充填する。そして、銅箔２０２、２０３をエッチングして配線パターン（銅回路）２０６、２０７を形成することが行われる。
【０００９】
この配線基板では、両面ＣＣＬを出発材とすることにより、配線基板の製造工数を削減でき、絶縁性基材の材料が、プリプレグのような高価な材料に制約されず、広い選択肢の中から安価な最適材料を選定するこができる。
【００１０】
【非特許文献１】
高木 清著 「ビルドアップ多層プリント基板配線板技術」日刊工業新聞社出版、２００１年６月１５日、初版２刷、５３頁〜７６頁
【非特許文献２】
高木 清著 「ビルドアップ多層プリント基板配線板技術」日刊工業新聞社出版、２００１年６月１５日、初版２刷、７７頁〜７９頁
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、導電ペースト充填のＩＶＨによる多層配線基板は、安価である反面、導電ペーストと銅回路との電気的な接続において次のような欠点がある。導電ペーストは、導電フィラーとして樹脂バインダ中に分散している銀や銅などの導電性粒子同士の接触によって電気的な導通を取るため、銅回路と導電ペーストが無圧縮状態の導電性粒子同士の単なる接触状態で導通を取ると、回路抵抗が増大する可能性がある。
【００１２】
図１０に示されている両面銅張り板を出発材した配線基板では、導電性ペースト２０５と銅回路２０６、２０７との導通接触は、銅回路２０６、２０７のビアホール部内周面２０６Ａ、２０７Ａだけの僅かな面積で行われるため、接触抵抗が大きくなる。回路のファインピッチ化に銅箔層が薄くなる傾向があるから、この接触抵抗の増大は、更に、顕著になる。
【００１３】
このことに対処すべく、図１１に示されているように、ビアホール部分を蓋めっきし、銅ランド部（銅回路２０６、２０７）と導電性ペースト充填部分に蓋めっき層２０８、２０９を形成することが考えられる。蓋めっき層２０８、２０９によって、導電性ペースト２０５と銅回路２０６、２０７との接触面積が増大し、回路抵抗が低減するが、めっき工程が必要になり、コストアップを避けることができず、導電ペーストを層間導通に用いることの利点が損なわれる。
【００１４】
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、層間導通用ビアの導体として導電ペーストを用い、特に、両面銅張り板を出発材とした配線基板において、製造工数の増加を招くことなく、導電性ペーストと銅回路との接触面積を充分確保して回路抵抗が低く、優れた電気的特性を示す多層配線基板を得ることができる多層配線基板用基材およびその多層配線基板用基材を用いた多層配線基板、および多層配線基板用基材の製造方法を提供することを目的としている。
【００１５】
【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、絶縁性基材の両面に配線パターンをなす導電層が設けられ、前記絶縁性基材にビアホールが貫通形成され、前記絶縁性基材の両面にある前記導電層の各々に前記ビアホールより小径の小孔があけられている。ビアホールには層間導通を得るための導電性ペーストが充填される。
【００１６】
この発明による多層配線基板用基材によれば、ビアホールに充填された導電性ペーストは、絶縁性基材の両面の導電層の裏面、すなわち、ビアホールを挟んで相対向する面に、比較的大きい接触面積（ビアホール径と小孔径の差分による環状の面積）をもって接触する。
【００１７】
導電性ペーストは、前記ビアホールに加えて、導電層にあけられている小孔にも満杯状態で充填されることが好ましい。導電性ペーストが小孔にも充填されていることで、導電性ペーストと小孔内周面との接触によって導電性ペーストと導電層との接触面積が更に増大する。また、小孔も導電性ペーストによって埋められることにより、多層化後に、小孔部分に空気層が残存することも回避される。
【００１８】
この発明による多層配線基板用基材では、絶縁性基材を、ポリイミド、熱可塑性ポリイミドあるいは液晶ポリマにより構成することができ、可撓性を有する多層配線基板とすることができる。
【００１９】
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含んでいるものであり、導電性ペーストと導電層との接触面積を充分確保した回路抵抗が低い多層配線基板を得ることができる。
【００２０】
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用基材の製造方法は、絶縁性基材の両面に導体箔を設けられた両面導体箔張り板、たとえば両面銅張り板を出発材とし、それに小径の小孔を貫通形成する小孔形成工程と、前記小孔より前記絶縁性基材をエッチングするエッチャントによって前記絶縁性基材をケミカルエッチングし、前記絶縁性基材に前記小孔の孔径より大きい孔径のビアホールを形成するビアホール形成工程と、前記銅箔に残る小孔より前記ビアホールに導電性ペーストを充填する導電性ペースト充填工程とを有する。
【００２１】
両面銅張り板のような両面導体箔張り板に小孔を貫通形成する小孔形成工程は、レーザ加工、打ち抜きプレスによって行うことができ、ビアホール形成工程として、絶縁性基材部分の小孔を出発形状としてこれを拡径するように、絶縁性基材部分をケミカルエッチングすることにより、小孔の孔径より大きい孔径のビアホールが導体箔間に空洞のように形成される。ビアホールに導電性ペーストを充填する導電性ペースト充填工程は、一方の小孔を充填口、他方の小孔を空気抜き孔として、導電性ペーストをビアホール内に圧力充填することにより行うことができる。この導電性ペーストの充填は、ビアホール、更には小孔にも満杯状態で充填することができる。
【００２２】
また、この発明による多層配線基板用基材の製造方法は、絶縁性基材の両面に導体箔を設けられた両面導体箔張り板の導体箔に小径の小孔を形成する小孔形成工程と、前記小孔より前記絶縁性基材をエッチングするエッチャントによって前記絶縁性基材をケミカルエッチングし、前記絶縁性基材に前記小孔の孔径より大きい孔径のビアホールを形成するビアホール形成工程と、前記導体箔に形成された前記小孔より前記ビアホールに導電性ペーストを充填する工程とを有する。
【００２３】
この製造方法では、両面銅張り板のような両面導体箔張り板の導体箔に小孔を貫通形成する小孔形成工程は、レーザ加工、ケミカルエッチングによって行うことができ、ビアホール形成工程として、小孔より絶縁性基材部分をケミカルエッチングすることにより、小孔の孔径より大きい孔径のビアホールが導体箔間に空洞のように形成される。ビアホールに導電性ペーストを充填する導電性ペースト充填工程は、一方の小孔を充填口、他方の小孔を空気抜き孔として、導電性ペーストをビアホール内に圧力充填することにより行うことができる。この導電性ペーストの充填は、ビアホール、更には小孔にも満杯状態で充填することができる。
【００２４】
【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。
【００２５】
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の基本構成を示している。多層配線基板用基材１０は、絶縁性基材１１の両面に配線パターンをなす銅箔１２、１３が設けられた両面銅張りタイプのものである。絶縁性基材１１は、フレキシブルプリント基板用のものとして、ポリイミド、熱可塑性ポリイミドあるいは液晶ポリマにより構成されている。
【００２６】
絶縁性基材１１には、ビアホール１４が貫通形成され、絶縁性基材１１の両面にある銅箔１２、１３の各々に小孔１５、１６があけられている。ビアホール１４、小孔１５、１６は、ともに円形の孔であり、ビアホール１４と小孔１５、１６とは同心に設けられ、ビアホール１４の孔径Ｄｖを１００μｍ程度とすると、小孔１５、１６の孔径Ｄｈは、ビアホール径Ｄｖより小さい２５〜５０μｍ程度になっている。
【００２７】
ビアホール１４には、層間導通を得るための導電性ペースト１７が充填されている。導電性ペースト１７は、銀、銅等の導電機能を有する金属粉末を導電性フィラーとして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ものであり、加熱硬化によって体積収縮が殆どないものである。
【００２８】
このビアホール１４に対する導電性ペースト１７の充填は、一方の小孔１６を充填口とし、他方の小孔１７を空気抜き孔として行われる。
【００２９】
このビア形状の多層配線基板用基材１０では、ビアホール１４に充填された導電性ペースト１７は、絶縁性基材１１の両面の銅箔（銅ランド部）１２、１３の裏面、すなわち、ビアホール１４を挟んで相対向する面１２Ａ、１３Ａに、ビアホール径Ｄｖと小孔径Ｄｈとの差分による環状の比較的大きい面積をもって接触する。これにより、回路抵抗が低減する。
【００３０】
図示されているように、導電性ペースト１７は、ビアホール１４に加えて、銅箔１２、１３にあけられている小孔１５、１６にも満杯状態で充填されている。導電性ペースト１７が小孔１５、１６にも充填されていることで、導電性ペースト１７と小孔１５、１６の内周面との接触によって導電性ペースト１７と銅箔（銅ランド部）１２、１３との接触面積が更に増大し、回路抵抗が低減する。また、小孔１５、１６も導電性ペースト１７によって埋められることにより、多層化後に、小孔１５、１６部分に空気層が残存することも回避される。
【００３１】
図２は多層配線基板用基材１０を含む多層配線基板の一つの実施形態を示している。この多層配線基板は、３層構造で、中間層に図１に示した多層配線基板用基材１０を用いられている。多層配線基板用基材１０の上面には接着層２３によって最上層の多層配線基板用基材２０が、多層配線基板用基材１０の下面には接着層３３によって最下層の多層配線基板用基材３０が各々接着され、多層構造になっている。
【００３２】
多層配線基板用基材２０、３０は、各々、多層配線基板用基材１０の絶縁性基材１１と同一材料、例えば、ポリイミド、熱可塑性ポリイミドあるいは液晶ポリマによる絶縁性基材２１、３１の一方の面に銅箔２２、３２を有し、ビアホール２４、３４に導電ペースト２５、３５を充填されている。
【００３３】
銅箔２２、３２のビアホール対応部分には、ビアホール２４、３４に対する導電ペースト２５、３６の充填時の充填口あるいは空気抜き孔として、小孔２６、３６があけられており、同じ目的で、この小孔２６、３６にも導電ペースト２５、３５が充填されている。
【００３４】
この構造の多層配線基板では、何れの層においても、ビアホール１４、２４、３４の導電性ペースト１７、２５、２６が銅箔（銅ランド部）１２、１３、２２、３２との接触面積が大きく、回路抵抗が低い多層配線基板を得ることができる。
【００３５】
つぎに、この発明による多層配線基板用基材の製造方法の一実施形態を図３（ａ）〜（ｆ）を参照して説明する。
【００３６】
図３（ａ）に示されているように、絶縁樹脂層をなすポリイミドフィルム４１の両表面に導電層をなす銅箔４２、４３を設けられた両面銅張り基板（ＣＣＬ：Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｅ）４０を出発材とし、レーザや打ち抜きプレスによって銅箔４２、ポリイミドフィルム４１、銅箔４３の全てを貫通する小径の貫通孔（小孔）４４を穿設する（小孔形成工程）。
【００３７】
つぎに、貫通孔４４をあけられた両面銅張り基板４０を、過マンガン酸溶液等、ポリイミドのみをエッチングするエッチャントに浸漬（どぶ漬け）する。これにより、エッチャントは貫通孔４４内でポリイミドフィルム４１と接触する。ケミカルエッチングは、液の接触面から等距離に反応が進むから、ポリイミドフィルム部分の貫通孔４４を出発形状として、図３（ｃ）、（ｄ）に示されているように、ポリイミドフィルム部分の貫通孔４４を均一に拡径するように、ケミカルエッチングが行われる。
【００３８】
所定の孔径（ビアホール径）にまで、ポリイミドフィルム部分の貫通孔４４が拡径された時点で、ケミカルエッチングを止めることにより、所望するビアホール径によるビアホール４５が形成される。銅箔４２、４３には貫通孔４４が小孔４６、４７として残る（図３（ｄ）参照）。これにより、小孔４６、４７の孔径より大きい孔径のビアホール４５が銅箔４２、４３間に空洞のように形成されることになる（ビアホール形成工程）。
【００３９】
つぎに、一方の小孔４７を充填口、他方の小孔４６を空気抜き孔として、図３（ｅ）に示されているように、導電性ペースト（銀ペースト）４８をビアホール４５内に圧力充填する。この導電性ペースト４８の充填は、小孔４６、４７にも満杯状態で充填する（導電性ペースト充填工程）。
【００４０】
導電性ペースト４８には、エポキシ系樹脂を主成分とするバインダと、平均粒子径５μｍの銀をフィラーとする粘度５０〜１５０Ｐａ・ｓの加熱硬化型ペーストを使用した。
【００４１】
つぎに、銅箔４２、４３の各々表面にレジストフィルム（図示省略）を熱圧着し、パターンを露光現像してレジストマスクを形成した後、塩化第二鉄を主成分とするエッチング液を用いて銅のケミカルエッチングを行い、図３（ｆ）に示されているように、銅回路部や銅ランド部４９、５０を形成する。
【００４２】
これにより、中間層用の多層配線基板用基材６０（図７（ａ）参照）が完成する。
【００４３】
図４（ａ）〜（ｆ）は多層配線基板用基材６０の導電性ペースト充填工程の具体例を示している。導電性ペースト４８の充填は、図４（ａ）に示されているように、樹脂ペーストインジェクタ（例えば、松下電器産業株式会社製 クリームはんだ印刷機ＮＭ−ＰＣ１０）のノズル９０を下側の小孔４７に位置合わせし、ノズル先端を銅薄ランド部２４に押し付ける。
【００４４】
この状態で、ノズル９０より導電性ペースト４８を小孔４７へ噴出し、図４（ｂ）に示されているように、導電性ペースト４８を小孔４７よりビアホール４５内に圧力充填する。ビアホール４５に対する導電性ペースト４８の注入充填は、図４（ｃ）に示されているように、上側の小孔４６を空気抜き孔として徐々に進む。これにより、ビアホール４５内に気泡が残り易いと云う問題も解消される。
【００４５】
図４（ｄ）に示されているように、ビアホール４５内に導電性ペースト４８が一杯に充填され、そして、小孔４６にも導電性ペースト４８が一杯に充填されれば、導電性ペースト４８の充填を完了する。
【００４６】
充填完了後に、図４（ｅ）に示されているように、ノズル９０を引き離す。ビアホール４５、小孔４６、４７に充填された導電性ペースト４８は、ノズル９０が引き離されても、小孔４７が微細孔であることにより、導電性ペースト自身の粘性と相まって小孔４７より下方に脱落することがない。
【００４７】
そして、図４（ｆ）に示されているように、ノズル９０を走査移動させて次のビアホール４５に対する導電性ペースト４８の充填を行う。
【００４８】
図５は、最上層、最下層用の多層配線基板用基材の製造方法を図５（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。
【００４９】
図５（ａ）に示されているように、絶縁樹脂層をなすポリイミドフィルム７１の片面に導電層をなす銅箔７２を設けられた片面銅張り基板７０を準備し、これのポリイミドフィルム表面側（銅箔７２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７３を貼り合わせた積層フィルムを出発材とする。
【００５０】
まず、銅箔７２の表面にレジストフィルム（図示省略）を熱圧着し、パターンを露光現像してレジストマスクを形成した後、塩化第二鉄を主成分とするエッチング液を用いて銅のケミカルエッチングを行い、図５（ｂ）に示されているように、銅回路部や銅ランド部７４を形成する。
【００５１】
つぎに、図５（ｃ）に示されているように、レーザ照射、エッチング等によってポリイミドフィルム７１、接着層７３に、直径が１００μｍ程度のビアホール７５を形成する。続いて、銅ランド部７４にレーザ照射、エッチング等によってビアホール径より小径の小孔７６を穿設する。小孔７６の直径は、ビアホール７５の孔径半分以下、たとえば、３０〜５０μｍ程度とする。
【００５２】
つぎに、図５（ｄ）に示されているように、基板を上下反転させ、小孔７６が下側に位置するようにし、小孔７６より導電性ペースト７７をビアホール７５に加圧充填する。この導電性ペースト７７の充填量は小孔７６を含むビアホール７５の全内容積より数１０％多い。この充填量による充填によって導電性ペースト７７は、接着層７３の多層化接着面７３Ａより外側にはみ出し、凸回転曲面形状の膨出部７７Ａを形成する。
【００５３】
導電性ペースト７７には、エポキシ系樹脂を主成分とするバインダと、平均粒子径５μｍの銀をフィラーとする粘度５０〜１５０Ｐａ・ｓの加熱硬化型ペーストを使用した。
【００５４】
これにより、最上層、最下層用の多層配線基板用基材８０が完成する。
【００５５】
図６（ａ）〜（ｇ）は多層配線基板用基材８０の導電性ペースト充填工程の具体例を示している。導電性ペースト７７の充填は、図６（ａ）に示されているように、樹脂ペーストインジェクタ（例えば、松下電器産業株式会社製 クリームはんだ印刷機ＮＭ−ＰＣ１０）のノズル９０を下側に位置している銅ランド部７４の小孔７６に位置合わせしてノズル先端を銅ランド部７４に押し付ける。
【００５６】
この状態で、ノズル９０より導電性ペースト７７を小孔７６へ噴出し、図６（ｂ）に示されているように、導電性ペースト７７を小孔２６よりビアホール７５内に注入充填する。ビアホール７５に対する導電性ペースト７７の注入充填は、図６（ｃ）、（ｄ）に示されているように、徐々に進む。
【００５７】
小孔７６を含むビアホール７５の全内容積より数１０％多い規定量の導電性ペースト７７の注入充填が完了すると、図６（ｅ）に示されているように、接着層７３の多層化接着面７３Ａより外側にはみ出した凸回転曲面形状の膨出部７７Ａが形成される。
【００５８】
充填完了後に、図６（ｆ）に示されているように、ノズル９０を引き離す。ビアホール２５に充填された導電性ペースト７７は、ノズル９０が引き離されても、小孔７６が微細孔であることにより、導電性ペースト自身の粘性と相まってビアホール７５より下方に脱落することなく、ビアホール７５内に留まり、膨出部７７Ａも維持される。
【００５９】
そして、図６（ｇ）に示されているように、ノズル９０を走査移動させて次のビアホール７５に対する導電性ペースト７７の充填を行う。
【００６０】
つぎに、図７（ａ）、（ｂ）を参照して、最上層用の多層配線基板用基材８０Ａと、中間層用の多層配線基板用基材６０と、最下層用の多層配線基板用基材８０Ｂによる３層構造の多層配線基板の製造方法を説明する。なお、最上層用の多層配線基板用基材８０Ａと、最下層用の多層配線基板用基材８０Ｂは、構造的には、上述の多層配線基板用基材８０と、上述の多層配線基板用基材８０を上下反転したものである。
【００６１】
図７（ａ）に示されているように、最上層用の多層配線基板用基材８０Ａと、中間層用の多層配線基板用基材６０と、最下層用の多層配線基板用基材８０Ｂを重ね合わせて多層化接合を行う。この多層化接合工程は、各基材表面、内部に設けられた図示されていないアライメントマーク、基準孔、回路パターン等を用いて位置決めした後に、各基材８０Ａ、６０、８０Ｂを積層し、真空キュアプレス機あるいはキュアプレス機を用い、１５０〜２５０℃に加熱し、１〜５ＭＰａ程度の圧力を印加して行う。これにより、多層配線基板用基材８０Ａと６０とと８０Ｂが接着層７３によって接着され、図７（ｂ）に示されているような多層配線基板８５が完成する。
【００６２】
上述の製造方法によって製造された多層配線基板８５は、ポリイミドフィルム４１の両面の銅ランド部４９、５０がビアホール４５を挟んで相対向する面に、導電性ペースト４８が比較的大きい接触面積をもって接触するから、多層接続電気回路の電気抵抗が低い。しかも、導電性ペースト７７の膨出部７７Ａが隣接する他層の銅回路部や銅ランド部４９、５０の表面に突き刺さり（喰い込み）、配線パターン表面の酸化被膜を突き破ると共に、ビアホール７５に充填されている導電性ペースト７７を貫層方向に圧縮し、導電性ペースト７７中の金属粉末同士の接触を増加、強化する。
【００６３】
これにより、多層接続電気回路の電気抵抗が低く、冷熱サイクルなどによる繰り返し応力に対して耐久性に優れ、しかも安定した電気的特性を示す多層配線基板８５が得られる。
【００６４】
つぎに、この発明による多層配線基板用基材の製造方法の他の実施形態を図８（ａ）〜（ｈ）を参照して説明する。なお、図８において、図３に対応する部分は、図３に付した符号と同一の符号で説明する。
【００６５】
図８（ａ）に示されているように、絶縁樹脂層をなすポリイミドフィルム４１の両表面に導電層をなす銅箔４２、４３を設けられた両面銅張り基板４０を出発材とし、レーザやケミカルエッチングによって銅箔４２と４３に小径の小孔４６、４７を形成する（小孔形成工程）。
【００６６】
つぎに、小孔４６、４７をあけられた両面銅張り基板４０を、過マンガン酸溶液等、ポリイミドのみをエッチングするエッチャントに浸漬（どぶ漬け）する。これにより、エッチャントは小孔４６、４７の奥部でポリイミドフィルム４１と接触する。ケミカルエッチングは、液の接触面から等距離に反応が進むから、図８（ｃ）、（ｄ）に示されているように、小孔４６、４７の両部分よりポリイミドフィルム４１が半球状にエッチング（エッチング部５２、５３）される。
【００６７】
ケミカルエッチングの進行によって小孔４６、４７の両部分よりの半球状のエッチンが進みむと、図８（ｅ）に示されているように、小孔４６、４７の両部分よりのエッチング部５２、５３が繋がり、ポリイミドフィルム４１に貫通孔５４が形成される。
【００６８】
そして、図８（ｆ）に示されているように、ポリイミドフィルム４１の貫通孔５４が所定の孔径（ビアホール径）になった時点で、ケミカルエッチングを止めることにより、所望するビアホール径によるビアホール４５が形成される。これにより、銅箔４２、４３の小孔４６、４７の孔径より大きい孔径のビアホール４５が銅箔４２、４３間に空洞のように形成されることになる（ビアホール形成工程）。
【００６９】
つぎに、一方の小孔４７を充填口、他方の小孔４６を空気抜き孔として、図８（ｇ）に示されているように、導電性ペースト（銀ペースト）４８をビアホール４５内に圧力充填する。この導電性ペースト４８の充填は、小孔４６、４７にも満杯状態で充填する（導電性ペースト充填工程）。この導電性ペースト充填工程は、図４（ａ）〜（ｆ）に示されている充填工程と同じ充填工程で行うことができる。
【００７０】
導電性ペースト４８には、エポキシ系樹脂を主成分とするバインダと、平均粒子径５μｍの銀をフィラーとする粘度５０〜１５０Ｐａ・ｓの加熱硬化型ペーストを使用した。
【００７１】
つぎに、銅箔４２、４３の各々表面にレジストフィルム（図示省略）を熱圧着し、パターンを露光現像してレジストマスクを形成した後、塩化第二鉄を主成分とするエッチング液を用いて銅のケミカルエッチングを行い、図８（ｈ）に示されているように、銅回路部や銅ランド部４９、５０を形成する。
【００７２】
これにより、図３の実施形態と同等の中間層用の多層配線基板用基材６０が完成する。
【００７３】
【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、多層配線基板用基材およびその製造方法によれば、絶縁性基材の両面に配線パターンをなす導電層が設けられ、絶縁性基材にはビアホールが貫通形成され、導電層の各々にはビアホールより小径の小孔があけられ、ビアホールに充填された導電性ペーストは、絶縁性基材の両面の導電層がビアホールを挟んで相対向する面に、比較的大きい接触面積をもって接触するから、製造工数の増加を招くことなく、導電性ペーストと導電層との接触面積を充分確保でき、回路抵抗が低く、優れた電気的特性を示す多層配線基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材を示す断面図である。
【図２】この発明の一つの実施形態に係わる多層配線基板を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｆ）はこの発明の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）はこの発明の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材の製造方法における樹脂ペースト充填工程の具体例を示す工程図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）はこの発明による多層配線基板に用いられる多層配線基板用基材の製造方法を示す工程図である。
【図６】（ａ）〜（ｇ）はこの発明による多層配線基板に用いられる多層配線基板用基材の製造方法における樹脂ペースト充填工程の具体例を示す工程図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）はこの発明による多層配線基板の製造方法を示す工程図である。
【図８】（ａ）〜（ｈ）はこの発明の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材の製造方法の他の実施形態を示す工程図である。
【図９】（ａ）〜（ｆ）は従来の多層配線基板用の製造工程を示す工程図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は従来の多層配線基板用基材の製造工程を示す工程図である。
【図１１】従来の多層配線基板を示す断面図基材である。
【符号の説明】
１０ 多層配線基板用基材
１１ 絶縁樹脂層
１２、１３ 銅箔
１４ ビアホール
１５、１６ 小孔
１７ 導電性ペースト
２０ 多層配線基板用基材
２１ 絶縁性基材
２２ 銅箔
２４ ビアホール
２５ 導電ペースト
２６ 小孔
３０ 多層配線基板用基材
３１ 絶縁性基材
３２ 銅箔
３４ ビアホール
３５ 導電ペースト
３６ 小孔
４０ 両面銅張基板
４１ ポリイミドフィルム
４２、４３ 銅箔
４４ 貫通孔
４６、４７ 小孔
４８ 導電性ペースト
４９、５０ 銅ランド部
５２、５３ エッチング部
５４ 貫通孔
６０ 多層配線基板用基材
７０ 片面銅張基板
７１ ポリイミドフィルム
７２ 銅箔
７３ 接着層
７４ 銅ランド部
７５ ビアホール
７６ 小孔
７７ 導電性ペースト
８０、８０Ａ、８０Ｂ 多層配線基板用基材
８５ 多層配線基板
９０ ノズル
Claims (7)
- 絶縁性基材の両面に配線パターンをなす導電層が設けられ、前記絶縁性基材にビアホールが貫通形成され、前記絶縁性基材の両面にある前記導電層の各々に前記ビアホールより小径の小孔があけられている多層配線基板用基材。
- 前記ビアホールに層間導通を得るための導電性ペーストが充填されている請求項１記載の多層配線基板用基材。
- 前記ビアホールと前記小孔の全てに層間導通を得るための導電性ペーストが満杯状態で充填されている請求項１記載の多層配線基板用基材。
- 前記絶縁性基材が、ポリイミド、熱可塑性ポリイミドあるいは液晶ポリマにより構成されている請求項１〜３の何れか１項記載の多層配線基板用基材。
- 請求項１〜４の何れか１項記載の多層配線基板用基材を含む多層配線基板。
- 絶縁性基材の両面に導体箔を設けられた両面導体箔張り板に小径の小孔を貫通形成する小孔形成工程と、
前記小孔より前記絶縁性基材をエッチングするエッチャントによって前記絶縁性基材をケミカルエッチングし、前記絶縁性基材に前記小孔の孔径より大きい孔径のビアホールを形成するビアホール形成工程と、
前記導体箔に残る小孔より前記ビアホールに導電性ペーストを充填する工程と、
を有する多層配線基板用基材の製造方法。 - 絶縁性基材の両面に導体箔を設けられた両面導体箔張り板の導体箔に小径の小孔を貫通形成する小孔形成工程と、
前記小孔より前記絶縁性基材をエッチングするエッチャントによって前記絶縁性基材をケミカルエッチングし、前記絶縁性基材に前記小孔の孔径より大きい孔径のビアホールを形成するビアホール形成工程と、
前記導体箔に形成された前記小孔より前記ビアホールに導電性ペーストを充填する工程と、
を有する多層配線基板用基材の製造方法。
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-
2002
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