JP2005123332A - 回路基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 接合部の接続信頼性を向上した回路基板及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】 絶縁基板６０に導体パターン１２，２２，３２が多層に配置され、導体パターン１２，２２，３２間が層間接続材料１４，２４，３４により導電接続された多層基板５０と、基板表面に設けられたランド１２に、接合材料８０を介して接続された電子部品７０とからなる回路基板９０であって、ランド１２に隣接する第１のビアホール１３に対して、隣接しない第２及び第３のビアホール２３，３３を、積層方向におけるランド１２と接合材料８０との接合部形成位置と重ならない位置までずらして設けた。接合部直下には、第１のビアホール１３内の第１の層間接続材料１４のみが存在するので、接合部に作用する積層方向の応力を小さくすることができ、回路基板９０の接合部の接続信頼性を向上することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、絶縁基板に複数の導体パターンが多層に配置され、導体パターン間が層間接続材料により電気的に接続された多層基板と、当該多層基板表面に実装された電子部品とにより構成される回路基板及びその製造方法に関するものである。

絶縁基板に複数の導体パターンが多層に配置され、導体パターン間がビアホール内に充填された層間接続材料により電気的に接続された多層基板として、本出願人はその一例を特許文献１を開示している。

この多層基板は、熱可塑性の樹脂フィルムの片面に導体パターンを有し、当該導体パターンを底部としたビアホール内に導電性の層間接続材料を有する片面導体パターンフィルムを、複数枚積層して形成される。例えば、基板の両表面において、積層方向の同一位置に電極としての導体パターンを有する場合、２枚の片面導体パターンフィルムを導体パターン非形成面同士が向かい合うように積層し、残りの導体パターンフィルムを導体パターン形成面と導体パターン非形成面とが向かい合うように積層して、加熱・加圧することにより、樹脂フィルム同士が溶着し、導体パターンと層間接続材料とが接合されて、多層基板が形成される。このとき、電極に電気的に接続される複数の層間接続材料は、積層方向における電極形成範囲内の同一位置に位置している。
特開２００３−６０３４８号公報

そして、上述の多層基板の電極に電子部品が電気的に接続されて、回路基板が形成される。

しかしながら、特に調整したものでない限り、積層方向における樹脂フィルムの線膨張係数は、層間接続材料の線膨張係数よりも大きい。従って、例えば使用環境下において温度変化が生じると、回路基板における電極と電子部品との接合部に対して、当該接合部直下の樹脂フィルムの積層部分と層間接続材料の積層部分との膨張・収縮量差による積層方向の応力が生じることとなる。そして、この応力が大きいか或いは繰り返し作用すると、接合部に剥離等の破壊が起こり、回路基板における接合部の接続信頼性が低下する恐れがある。

本発明は上記問題点に鑑み、接合部の接続信頼性を向上した回路基板及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成する為に請求項１に記載の回路基板は、絶縁基板に複数の導体パターンが多層に配置され、導体パターン間がビアホール内に充填された層間接続材料により電気的に接続された多層基板と、当該多層基板表面に設けられたランドとしての導体パターンに、接合材料を介して電気的に接続された電子部品とにより構成される。そして、ランドに電気的に接続された層間接続材料を備える複数のビアホールは、少なくともその一部が積層方向における同一位置から多層基板の平面方向に所定量ずれて設けられていることを特徴とする。

このように、本発明の回路基板によると、ランドに電気的に接続された層間接続材料を備える複数のビアホールの少なくとも一部が、積層方向における同一位置から所定量ずれて設けられているので、絶縁基板と層間接続材料がある程度分散配置された構造となる。従って、ランドに電気的に接続された層間接続材料を備える全てのビアホールが、接合部の形成範囲において、積層方向における同一位置に連続して形成される場合よりも、接合部に作用する積層方向の応力（絶縁基板と層間接続材料との線膨張係数の差により生じる応力）を小さくすることができる。すなわち、ランドと電子部品との接合部（ランドと接合材料及び接合材料と電子部品）における剥離等の発生を抑制し、回路基板の接続信頼性を向上することができる。

ここで、所定量ずれて設けられたビアホールが、他のビアホールに対して、積層方向における同一位置から多層基板の平面方向にわずかでもずれ、ずれた部分に絶縁基板が配置された状態であれば、応力を小さくすることができる。しかしながら、請求項２に記載のように、他のビアホールの形成位置と重ならない位置に設けられていると、接合部に作用する応力をより低減することができる。

請求項３に記載のように、所定量ずれて設けられたビアホールは、積層方向におけるランドと接合材料との接合部の形成位置と重ならない位置に設けられていると良い。

このように、所定量ずれて設けられたビアホールが、積層方向における接合部の形成位置（形成範囲）と重ならない位置に設けられていれば、接合部に作用する応力をより低減することができる。

ここで、ランドに電気的に接続された層間接続材料を備える複数のビアホールの基準位置を、請求項４に記載のように、ランドに隣接するビアホールとした場合、当該ビアホールに対してランドに隣接しないビアホールが所定量ずれて設けられればよい。これにより、積層方向の応力を低減することができる。尚、ランドに隣接するビアホールの形成位置は、ランドに隣接（当該ビアホール内の層間接続材料がランドと電気的に接続）する位置であれば、特に限定されるものではない。

また、請求項４に記載のランドに隣接しないビアホールは、請求項５に記載のように、ランドの形成位置と重ならない位置に設けられていても良い。導体パターンであるランドも、層間接続材料同様、絶縁基板より積層方向の線膨張係数が小さい。従って、例えばランドが接合材料との接合部よりも多層基板の平面方向に伸延しているような場合でも、接合部に作用する応力をより低減することができる。

請求項６に記載のように、請求項１〜５に記載の所定量ずれて設けられたビアホールは複数からなり、全てが積層方向における同一位置に設けられていてもよい。

この場合、ランドに電気的に接続された層間接続材料を備える複数のビアホールの一部が所定量ずれて設けられた構造でありながらも、配線長を短くすることができる。

また、請求項７に記載の回路基板は、絶縁基板に複数の導体パターンが多層に配置され、導体パターン間がビアホール内に充填された層間接続材料により電気的に接続された多層基板と、当該多層基板表面に設けられたランドとしての導体パターンに、接合材料を介して電気的に接続された電子部品とにより構成される。そして、ランドが、接合材料との接合部よりも多層基板の平面方向に伸延して設けられ、ランドに電気的に接続された層間接続材料を備える全てのビアホールが、積層方向における接合部の形成位置と重ならない同一位置に形成されることを特徴とする。

このように、本発明の回路基板によると、請求項１〜６に記載の回路基板のように、ランドに電気的に接続された層間接続材料を備えるビアホールの一部を、他のビアホールに対して所定量ずらして設けなくとも、接合部に作用する積層方向の応力を低減することができる。従って、回路基板における接合部（ランドと接合材料及び接合材料と電子部品）の接続信頼性を向上できる。

尚、請求項１〜７に記載のランドは、多層基板の片面のみに設けられていても良いし、請求項８に記載のように、多層基板の両表面に設けられ、お互いのランドが、積層方向における同一位置に設けられていてもよい。

また、請求項１〜８に記載の絶縁基板としては、特に限定されるものではないが、請求項９に記載のように、熱可塑性樹脂からなるものであっても良い。この場合、リサイクルが容易となる。

次に、回路基板の製造方法としては、請求項１０に記載のように、片面に導体層としてのランドを有し、貫通孔である第１のビアホール内にランドと接する第1の層間接続材料が充填された絶縁層を形成する工程と、貫通孔である第２のビアホール内に第２の層間接続材料が充填された上記絶縁層とは異なる絶縁層を形成する工程と、ランドが表面に露出されるように、第1のビアホールを有する絶縁層及び第２のビアホールを有する絶縁層を含む複数の絶縁層と複数の導体層とを多層に積層して積層体を形成し、ランド、第1の層間接続材料、及び第２の層間接続材料を電気的に接続して多層基板を形成する工程と、多層基板表面に電子部品を位置決めし、ランドと電子部品とを接合材料を介して電気的に接続する工程とを備える。そして、積層体において、第２のビアホールが第1のビアホールに対して、積層方向における同一位置から多層基板の平面方向に所定量ずれて配置されるように、第１のビアホール及び第２のビアホールが所定位置に形成されることを特徴とする。

このように、本発明の回路基板の製造方法によると、ランドと電気的に接続される第1の層間接続材料及び第２の層間接続材料を備える第１のビアホール及び第２のビアホールのうち、ランドと接する第１のビアホールに対して第２のビアホールを所定量ずらして形成する。従って、第１のビアホール及び第２のビアホールが積層方向における同一位置から分散して配置されるので、各絶縁層と各層間接続材料が分散して配置され、接合部に作用する積層方向の応力を低減することができる。すなわち、回路基板の接合部（ランドと接合材料及び接合材料と電子部品）の接続信頼性を向上できる。

請求項１１に記載のように、平面方向において、第２のビアホールは、第1のビアホールの形成位置と重ならない位置に形成されることが好ましい。

この発明の作用効果は、請求項２に記載の作用効果と同じであるので、その記載を省略する。

請求項１２に記載のように、平面方向において、第２のビアホールは、積層方向におけるランドと接合材料との接合部の形成位置と重ならない位置に形成されることが好ましい。

この発明の作用効果は、請求項３に記載の作用効果と同じであるので、その記載を省略する。

請求項１３に記載のように、平面方向において、第２のビアホールは、積層方向におけるランドの形成位置と重ならない位置に形成されてもよい。

この発明の作用効果は、請求項５に記載の作用効果と同じであるので、その記載を省略する。

尚、ランドが、接合材料との接合部よりも多層基板の平面方向に伸延して設けられる場合、第１のビアホールは、請求項１４に記載のように、積層方向における接合部の形成位置と重ならない位置に形成されても良い。

このように、第１のビアホールは、積層方向における接合部の形成範囲内に設けられる例に限定されるものではない。

また、第１のビアホールを有する絶縁層は積層体の表層となるが、第２のビアホールを有する絶縁層の積層位置は特に限定されるものではない。例えば、請求項１５に記載のように、第２のビアホールを有する絶縁層は、第１のビアホールを有する絶縁層に隣接して配置されても良い。積層方向の同一位置の連続してビアホールが形成されると、特に積層端側において、積層方向の応力が大きくなる。しかしながら、ランドに接する第１のビアホールを有する絶縁層と第２のビアホールを有する絶縁層とが隣接配置されると、連続して位置する第１のビアホールと第２のビアホールとの積層方向の形成位置がずれているので、接合部に作用する応力を効果的に低減することができる。

請求項１６に記載のように、第２のビアホールを有する絶縁層は、複数からなっても良い。この発明の作用効果は、請求項６に記載の作用効果と同じであるので、その記載を省略する。

請求項１７に記載の回路基板の製造方法によると、片面に導体層としてのランドを有し、貫通孔である第１のビアホール内にランドと接する第1の層間接続材料が充填された絶縁層を形成する工程と、貫通孔である第２のビアホール内に第２の層間接続材料が充填された上記絶縁層とは異なる絶縁層を形成する工程と、ランドが表面に露出されるように、第1のビアホールを有する絶縁層及び第２のビアホールを有する絶縁層を含む複数の絶縁層と複数の導体層とを多層に積層して積層体を形成し、ランド、第1の層間接続材料、及び第２の層間接続材料を電気的に接続して多層基板を形成する工程と、多層基板表面に電子部品を位置決めし、ランドと電子部品とを接合材料を介して電気的に接続する工程とを備える。そして、ランドが接合材料との接合部よりも多層基板の平面方向に伸延して設けられ、第１のビアホール及び第２のビアホールを含む全てのビアホールが、積層方向における接合部の形成位置と重ならない同一位置に形成されることを特徴とする。

このように、本発明の回路基板の製造方法によると、第１のビアホール及び第２のビアホールを含む全てのビアホールが、積層方向における接合部の形成位置と重ならない同一位置に形成される。従って、第１のビアホールに対して第２のビアホールを所定量ずらして設けなくとも、接合部に作用する積層方向の応力を低減することができる。すなわち、回路基板における接合部（ランドと接合材料及び接合材料と電子部品）の接続信頼性を向上できる。

尚、請求項１８に記載のように、絶縁層は、熱可塑性の樹脂フィルムからなり、複数の絶縁層は、その片面に導体層としての導体パターンを有しても良い。

この場合、積層体を加熱・加圧することにより、一括して回路基板の多層基板部分を形成することも可能である。また、絶縁層が熱可塑性の樹脂フィルムであれば、リサイクルが容易である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。尚、本実施形態においては、回路基板の絶縁基板を構成する絶縁層として、熱可塑性の樹脂フィルムを適用する一例を用いて以下に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態における回路基板のうち、多層基板部分の製造工程を示す工程別断面図であり、（ａ）〜（ｃ）は各片面導体パターンフィルム作成工程、（ｄ）は積層工程、（ｅ）が加熱・加圧工程後を示す。また、図２は、多層基板表面に電子部品を実装した回路基板の概略断面図である。

本実施の形態における回路基板は、３種類の片面導体パターンフィルムを積層し、加熱・加圧することにより形成される。

先ず、図１（ａ）に示すように、第１の片面導体パターンフィルム１０を形成する工程が実施される。尚、第１の片面導体パターンフィルム１０は、後述する積層工程において、積層体の表層に配置され、電極としてのランドと当該ランドに隣接する第１のビアホールを有する。

第１の片面導体パターンフィルム１０は、熱可塑性樹脂からなる第１の樹脂フィルム１１と、当該第１の樹脂フィルム１１の片面に形成された導体パターンとしてのランド１２と、ランド１２を底部とし第１の樹脂フィルム１１を貫通する第１のビアホール１３と、第１のビアホール１３内に充填された第１の層間接続材料１４とにより構成される。

第１の樹脂フィルム１１は、多層基板の絶縁基板を構成する絶縁層であり、その構成材料としては、熱可塑性樹脂であれば特に限定されるものではない。本実施形態においては、厚さ２５〜１００μｍの液晶ポリマー（ＬＣＰ）を用いるものとする。

ランド１２は、多層基板を構成する導体パターンのうち、電子部品との接続を行う電極であり、例えば第１の樹脂フィルム１１の片面に貼着された導体箔を所望のパターンにエッチングすることにより形成される。導体箔としては、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌの少なくとも１種を含む低抵抗金属箔を用いることができ、本実施形態においては安価でマイグレーションの心配のないＣｕ箔を用いるものとする。尚、ランド１２は、導体箔のエッチング以外にも、印刷法やメッキ法を用いて形成しても良い。

ランド１２の形成後、図１（ａ）に示すように、第１の樹脂フィルム１１のランド１２形成面の裏面側から例えばレーザ光を照射し、第１の樹脂フィルム１１を貫通しつつランド１２を底面とする第１のビアホール１３を形成する。第１のビアホール１３の形成には、例えば、炭酸ガスレーザ、ＵＶ−ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ等を用いることができる。その他にもドリル加工等により機械的に第１のビアホール１３を形成することも可能であるが、小径でかつ導体パターンとしてのランド１２を傷つけないように加工することが必要とされるため、レーザによる加工法を選択することが好ましい。

第１のビアホール１３の形成が完了すると、第１のビアホール１３内に第１の層間接続材料１４を充填する。本実施形態においては、第１の層間接続材料１４として、Ｃｕ、Ａｇ、Ｓｎ等の金属粒子に有機溶剤を加え、これを混練しペースト化した導電性ペーストを用いるものとする。尚、導電性ペーストには、その他にも低融点ガラスフリットや有機樹脂、或いは無機フィラーを適宜添加・混合しても良い。この導電性ペーストは、図示されないスクリーン印刷機やディスペンサ等を用いて第１のビアホール１３内に充填される。以上の工程により、第１の樹脂フィルム１１の片面にランド１２を有する第１の片面導体パターンフィルム１０が形成される。

また、第１の片面導体パターンフィルム１０の形成工程と並行して、後述する積層工程において第１の片面導体パターンフィルム１０に隣接して配置される第２の片面導体パターンフィルム２０の形成工程が実施される。図１（ｂ）に示すように、第２の片面導体パターンフィルム２０は、熱可塑性樹脂からなる第２の樹脂フィルム２１と、当該第２の樹脂フィルム２１の片面に形成される導体パターン２２と、導体パターン２２を底部とし第２の樹脂フィルム２１を貫通する第２のビアホール２３と、当該第２のビアホール２３内に充填された第２の層間接続材料２４とにより構成される。

第２の樹脂フィルム２１は、第１の樹脂フィルム１１同様、多層基板の絶縁基板を構成する絶縁層であり、その構成材料は、熱可塑性樹脂であれば特に限定されるものではない。本実施形態においては、第１の樹脂フィルム１１と同一構成のＬＣＰを用いるものとする。

導体パターン２２は、ランド１２同様、多層基板の導体パターンを構成する一部であり、ランド１２の形成同様、第２の樹脂フィルム２１の片面に貼着された導体箔（本実施形態においては銅箔）を所望のパターンにエッチングすることにより形成される。また、導体パターン２２は、第１のビアホール１３内に充填された第１の層間接続材料１４と、第２のビアホール１４内に充填された第２の層間接続材料２４とを、電気的に接続可能な形状に形成される。

導体パターン２２の形成後、図１（ｂ）に示すように、第２の樹脂フィルム２１に対して導体パターン２２形成面の裏面に例えば炭酸ガスレーザを照射し、導体パターン２２を底部とした有底の第２のビアホール２３を形成する。尚、第２のビアホール２３の形成には、炭酸ガスレーザ以外にもＵＶ−ＹＡＧレーザやエキシマレーザ等を用いることが可能であり、その他にもドリル加工等により機械的に形成することも可能である。尚、本実施の形態における第２のビアホール２３は、第１のビアホール１３と略同一径を有しており、積層方向における第１のビアホール１３の形成位置とは異なる位置に形成されている。第２のビアホール２３の形成位置（第１のビアホール１３との位置関係）の詳細については後述する。

第２のビアホール２３の形成が完了すると、第２のビアホール２３内に、第２の層間接続材料２４を充填する。本実施形態においては、第１のビアホール１３内に充填された第１の層間接続材料１４と同一の導電性ペーストを第２の層間接続材料２４として充填する。尚、第２の層間接続材料２４は第１の層間接続材料１４と異なる材料により構成されるものであっても良い。しかしながら、製造工程が増加することとなるので、同一材料を用いることが好ましい。尚、第２の層間接続材料２４である導電性ペーストは、第１の層間接続材料１４同様、図示されないスクリーン印刷機やディスペンサ等を用いてビアホール２３内に充填される。以上の工程により、第２の樹脂フィルム２１の片面に導体パターン２２を有する第２の片面導体パターンフィルム２０が形成される。

また、本実施形態においては、第１の片面導体パターンフィルム１０及び第２の片面導体パターンフィルム２０と並行して、図１（ｃ）に示すように第３の片面導体パターンフィルム３０の形成も実施される。

第３の片面導体パターンフィルム３０は、熱可塑性樹脂からなる第３の樹脂フィルム３１と、当該第３の樹脂フィルム３１の片面に形成された導体パターン３２と、当該導体パターン３２を底部として形成された有底の第３のビアホール３３と、当該第３のビアホール３３内に充填された第３の層間接続材料３４とにより構成される。尚、本実施形態における第３の片面導体パターンフィルム３０は、第２の片面導体パターンフィルム２０とほぼ同一構成を有しており、異なる点は、導体パターン３２の形状（平面方向の長さ）のみである。従って、記載上、第３のビアホール３３を第２のビアホール２３と区別しているが、本実施形態においては、実質同一とみなすことができる。

第３の樹脂フィルム３１は、第１の樹脂フィルム１１及び第２の樹脂フィルム２１同様、多層基板の絶縁基板を構成する絶縁層であり、その構成材料は、熱可塑性樹脂であれば特に限定されるものではない。本実施形態においては、第１の樹脂フィルム１１及び第２の樹脂フィルム２１と同一構成のＬＣＰを用いるものとする。

また、導体パターン３２も、ランド１２及び導体パターン２２同様、多層基板の導体パターンを構成する一部であり、第３の樹脂フィルム３１の片面に貼着された導体箔（本実施形態においては銅箔）を所望のパターンにエッチングすることにより形成される。

そして、導体パターン３２を底部として、第１のビアホール１３及び第２のビアホール２３の形成と同様の手法により、第３のビアホール３３の形成がなされる。本実施形態において、第３のビアホール３３は、第１のビアホール１３及び第２のビアホール２３と略同一径を有しており、積層方向における第２のビアホール２３の形成位置と同一位置に形成される。

第３のビアホール３３の形成後、当該第３のビアホール３３内に第３の接続材料３４を充填する。本実施形態においては、第１の層間接続材料１４及び第２の層間接続材料２４と同一の導電性ペーストを第３の層間接続材料３４として充填する。これにより製造工程を簡素化している。尚、第３の層間接続材料３４は第１の層間接続材料１４或いは第２の層間接続材料２４と異なる材料により構成されるものであっても良い。以上の工程により、第３の樹脂フィルム３１の片面に導体パターン３２を有する第３の片面導体パターンフィルム３０が形成される。

このように、第１の片面導体パターンフィルム１０、第２の片面導体パターンフィルム２０、及び第３の片面導体パターンフィルム３０の形成を並行して一度に実施することで、製造工程を簡素化している。しかしながら、夫々の形成を別個に実施しても良い。

各片面導体パターンフィルム１０，２０，３０の形成が完了すると、図１（ｄ）に示すように、各片面導体パターンフィルム１０，２０，３０を複数枚（本実施形態では第１の片面導体パターンフィルム１０を２枚、第２の片面導体パターンフィルム２０を２枚、及び第３の片面導体パターンフィルム３０を５枚の計９枚）位置決めして積層し、積層体４０を形成する。尚、図１（ｄ）においては、便宜上、各片面導体パターンフィルム１０，２０，３０を離間して図示している。

このとき、第１の片面導体パターンフィルム１０は、積層体４０の上下両表面にランド１２が露出するように配置される。そして、第１のビアホール１３の開口面に導体パターン２２が接するように、第１の片面導体パターンフィルム１０に隣接して、第２の片面導体パターンフィルム２０が配置される。また、第２の片面導体パターンフィルム２０の内層側に５枚の第３の片面導体パターンフィルム３０が配置され、２枚目と３枚目との間を境にして、上に配置される３枚の第３の片面導体パターンフィルムは導体パターン３２形成面が上側に、下に配置される２枚の第３の片面導体パターンフィルム３０は導体パターン３２形成面が下側になるように積層される。

積層工程がなされた後、積層体４０の上下両面から熱プレス機により加熱しつつ加圧する加熱・加圧工程が実施される。これにより、熱可塑性樹脂からなる各樹脂フィルム１１，２１，３１が軟化して相互に接着し、ランド１２及び導体パターン２２，３２と各層間接続材料１４，２４，３４が接合する。そして、加熱・加圧後の冷却工程を経て、図１（ｅ）に示される多層基板５０が形成される。尚、多層基板５０は、熱プレス機により所定の温度勾配をもって冷却されるように管理される。また、絶縁基板６０は、第１の樹脂フィルム１１，第２の樹脂フィルム２１，及び第３の樹脂フィルム３１により構成される。

次に、図２に示すように、形成された多層基板５０に対して、その表面にＩＣ等の電子部品７０が位置決めされ、当該電子部品７０における接続端子としての電極７１が、はんだ等の接合材料８０を介して、電極としてのランド１２に電気的に接続される。これにより多層基板５０に電子部品７０を実装してなる回路基板９０が形成される。尚、接合材料８０は電子部品７０に設けられたはんだボール等であっても良い。

ここで、特に調整したものでない限り、回路基板を構成する絶縁基板、導体パターン、層間接続材料、及び電子部品の積層方向の線膨張係数は、それぞれ異なる値を示す。従って、使用環境下での温度変化等により、電子部品と多層基板との接合部に、電子部品と絶縁基板の線膨張係数差によるせん断方向（多層基板の平面方向）の応力と、多層基板内の層間接続材料と絶縁基板との線膨張係数差による積層方向の応力（膨張・収縮量の差による）が作用する。そして、この応力が大きいか或いは繰り返し作用すると、接合部に剥離等の破壊が起こり、回路基板における接合部の接続信頼性が低下する恐れがある。

しかしながら、本発明の回路基板９０によると、図２及び図３に示すように、接合部を構成するランド１２に電気的に接続された各層間接続材料１４，２４，３４を備える複数のビアホール１３，２３，３３のうち、第２及び第３のビアホール２３，３３がランド１２に隣接する第１のビアホール１３に対して所定量ずれて設けられており、絶縁基板６０と層間接続材料１４，２４，３４がある程度分散配置された構造を有している。従って、ランド１２に電気的に接続された層間接続材料１４，２４，３４を備える全てのビアホール１３，２３，３３が、積層方向におけるランド１２と接合材料８０との接合部の形成範囲内において、同一位置に連続して形成される場合よりも、接合部に作用する積層方向の応力を小さくすることができる。すなわち、多層基板５０と電子部品７０との接合部（ランド１２と接合材料８０及び接合材料８０と電子部品７０）における剥離等の発生を抑制し、回路基板９０の接続信頼性を向上することができる。尚、図３は、第１のビアホール１３と第２のビアホール２３（及び第３のビアホール３３）の位置関係を示す多層基板５０の部分平面図であり、便宜上、第１のビアホール１３と第２のビアホール２３（及び第３のビアホール３３）を透過させて、破線で図示している。

また、本実施形態において、ランド１２に隣接する第１のビアホール１３は、積層方向におけるランド１２と接合材料８０との接合部の形成範囲に設けられ、それ以外の第２及び第３のビアホール２３，３３は、積層方向における第１のビアホール１３の形成位置と重ならず、且つ、積層方向におけるランド１２と接合材料８０との接合部の形成位置と重ならない位置に設けられている。従って、積層方向における接合部の形成位置には、第１のビアホール１３のみが形成されているので、接合部に作用する積層方向の応力がさらに低減される。すなわち、回路基板９０における接合部の接続信頼性をより向上することができる。尚、ここでいう重ならない状態とは、積層方向における第１のビアホール１３の形成範囲内に、第２のビアホール２３（及び第３のビアホール３３）が全く位置しない状態を言う。

また、積層方向の応力は、多層基板５０の積層端側（積層表面側）ほど大きくなる、しかしながら、上述したように、積層方向における接合部の形成位置には、第１のビアホール１３のみが形成され、第１のビアホール１３と、第２のビアホール２３とが平面方向にずれて形成されている。従って、積層方向の応力を分断することができ、回路基板９０における接合部の接続信頼性をより向上することができる。

また、積層方向に生じる応力は、多層基板５０と電子部品７０との接合部に作用するだけでなく、多層基板５０の導体パターン１２，２２，３２と層間接続材料１４，２４，３４との間の接合部にも作用する。しかしながら、回路基板９０を構成する多層基板５０が、本実施形態に示すような構造を有していると、導体パターン１２，２２，３２と層間接続材料１４，２４，３４との間の接合部（特に積層表面であるランド１２と第１の層間接続材料１４との接合部）における接続信頼性も向上することができる。

また、第２のビアホール２３及び第３のビアホール３３は、積層方向において互いに異なる位置に設けられても良い。しかしながら、本実施形態においては、図２に示すように、第２のビアホール２３及び第３のビアホール３３が、全て積層方向の同一位置に設けられている。従って、ビアホール１３，２３，３３の一部をずらした構造でありながら、配線長をできる限り短くすることができる。配線長が長くなると、電気信号の高速処理やノイズに対して不利となるので、回路基板９０における接合部の接続信頼性を確保できる範囲で、配線長が最小となるように、導体パターン１２，２２，３２及び各ビアホール１３，２３，３３が所定位置に所定形状をもって形成されることが好ましい。

尚、本実施形態において、第２のビアホール２３（及び第３のビアホール３３）が、積層方向おける第１のビアホール１３の形成位置と重ならないように設けられる例を示した。しかしながら、第２のビアホール２３が、第１のビアホール１３に対して、積層方向における同一位置から多層基板５０の平面方向にわずかでもずれた（ある程度重なった）状態であれば、ずれた部分に絶縁基板６０が配置されるので、積層方向に生じる応力を低減することができる。

また、本実施形態において、図３に示すように、第２のビアホール２３（及び第３のビアホール３３）を第１のビアホール１３に対して略４５度の角度をもって多層基板５０の外周側面方向にずらす例を示した。しかしながら、第１のビアホール１３に対する第２のビアホール２３（及び第３のビアホール３３）の形成位置は、上記例に限定されるものではない。

また、本実施形態において、多層基板５０の両表面にランド１２が形成され、一方のランド１２に電子部品７０が実装される例を示した。しかしながら、両表面のランド１２に電子部品７０が実装されても良いし、一方の表面のみにランド１２を有しても良い。

また、本実施形態においては、積層方向の同一位置に、ランド１２に隣接しないビアホール（第２のビアホール２３及び第３のビアホール３３）が連続して７個設けられる例を示した。しかしながら、積層方向の同一位置に連続して設けられるビアホールの個数は７個に限定されるものではない。また、ランド１２直下の第１のビアホール１３が１個のみ設けられる例を示したが、必ずしも１個に限定されるものではない。いずれの場合においても、回路基板９０を構成する各構成要素の物性値（線膨張係数，ヤング率等）や厚さ等を考慮し、多層基板５０と電子部品７０との接合部及び導体パターン１２，２２，３２と層間接続材料１４，２４，３４との接合部において、接続信頼性が確保できる範囲で設定されれば良い。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図４に基づいて説明する。図４は、本実施形態における回路基板９０の概略構成を示す断面図である。尚、図４は、図２に対応している。

第２の実施の形態における回路基板９０及びその製造方法は、第１の実施の形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。

第２の実施の形態において、第１の実施の形態と異なる点は、全てのビアホール１３，２３，３３が、積層方向における多層基板５０と電子部品７０との接合部の形成位置と重ならない位置に設けられる点である。

先ず、第１の実施形態同様の手法により、回路基板９０の多層基板５０部分が形成される。その際、第１の実施形態に示す多層基板５０と異なる点は、第１の片面導体パターンフィルム１０におけるランド１２の形状（長さ）と、第１のビアホール１３の形成位置である。

本実施形態におけるランド１２は、接合材料８０との接合部よりも多層基板５０の平面方向（図４においては外周方向）に伸延して設けられる。そして、積層方向における上記接合部と重ならない位置に第１のビアホール１３が形成される。尚、本実施形態において、第１のビアホール１３は、第１の実施形態で示した積層方向における第２及び第３のビアホール２３，３３の形成位置と同一位置に形成される。

そして、このような、ランド１２及び第１のビアホール１３を有する第１の片面導体パターンフィルム１０と第２及び第３の片面導体パターンフィルム２０，３０とを第１の実施形態同様の構成で積層し、得られた積層体４０を加熱・加圧し冷却することにより、多層基板５０が形成される。

多層基板５０形成後、接合材料８０と接合する部位以外の多層基板５０表面にソルダレジスト１００を形成する。そして、電子部品７０を多層基板５０に位置決めし、図４に示すように、ランド１２の所定の範囲と電子部品７０の電極７１とを接合材料８０により電気的に接続する。これにより、本実施形態の回路基板９０が形成される。

このように、本実施形態の回路基板９０は、ランド１２に電気的に接続された層間接続材料１４，２４，３４を備える全てのビアホール１３，２３，３３が、積層方向におけるランド１２と接合材料８０との接合部の形成位置と重ならない位置に設けられている。従って、第１の実施形態で示したように、第１のビアホール１３に対して第２のビアホール２３（及び第３のビアホール３３）を所定量ずらして設けなくとも、接合部に作用する積層方向の応力を低減することができる。すなわち、回路基板９０における接合部（ランド１２と接合材料８０及び接合材料８０と電子部品７０）の接続信頼性を向上できる。

また、全てのビアホール１３，２３，３３が、積層方向における同一位置に形成されている。従って、全てのビアホール１３，２３，３３が、積層方向におけるランド１２と接合材料８０との接合部の形成位置と重ならない位置に設けられる構造でありながらも、配線長を短くすることができる。しかしながら、ビアホール１３，２３，３３の形成位置は、積層方向におけるランド１２と接合材料８０との接合部の形成位置と重ならない位置であれば、同一位置に限定されるものではない。積層方向の同一位置に連続して形成されるビアホールの数が増すと、当該ビアホールを供える樹脂フィルムとの膨張・収縮量の差から積層方向に生じる応力が大きくなる。また、ビアホールを例えば階段状に設けると、配線長が増加する。従って、多層基板５０と電子部品７０との接合部及び導体パターン１２，２２，３２と層間接続材料１４，２４，３４との接合部の両接合部における接続信頼性を確保できる範囲で、配線長が最短となるような構造とすることが好ましい。尚、そのような構造は、回路基板９０を構成する各構成要素の物性値（線膨張係数，ヤング率等）や厚さ等を考慮して、シミュレーションや実測により決定されれば良い。

以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、種々変更して実施する事ができる。

本実施形態において、絶縁基板が熱可塑性の樹脂フィルムからなる例を示した。しかしながら、絶縁基板は、多層基板を形成する際に用いられる一般的な材料であれば特に限定されるものではない。例えば、熱硬化性樹脂、ガラス布に樹脂を含浸させた複合材料、或いはセラミック等を適用することも可能である。

また、本実施形態において、回路基板の多層基板部分が、各片面導体パターンフィルムを積層して形成される例を示した。しかしながら、多層基板は本実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、両面に導体パターンの形成された樹脂フィルムを含むものであっても良いし、導体パターンを有さない樹脂フィルムを含むものであっても良い。さらには、ビアホールを有さない樹脂フィルムを含むものであっても良い。

本発明の第１の実施形態における回路基板において、多層基板部分の製造工程を示す工程別断面図であり、（ａ）〜（ｃ）は各片面導体パターンフィルム作成工程、（ｄ）は積層工程、（ｅ）は加熱・加圧工程後の状態を示す。 回路基板の構成を示す概略断面図である。 第１のビアホールと第２のビアホールの位置関係を示す多層基板の部分平面図である。 本発明の第２の実施形態における回路基板の概略断面図である。

符号の説明

１１・・・第１の樹脂フィルム
１２・・・ランド（導体パターン）
１３・・・第１のビアホール
１４・・・第１の層間接続材料
２１・・・第２の樹脂フィルム
２２・・・導体パターン
２３・・・第２のビアホール
２４・・・第２の層間接続材料
５０・・・多層基板
６０・・・絶縁基板（第１の樹脂フィルム１１，第２の樹脂フィルム２１，及び第３の樹脂フィルム３１により構成）
７０・・・電子部品
８０・・・接合材料
９０・・・回路基板

Claims (18)

1. 絶縁基板に複数の導体パターンが多層に配置され、前記導体パターン間がビアホール内に充填された層間接続材料により電気的に接続された多層基板と、
   当該多層基板表面に設けられたランドとしての前記導体パターンに、接合材料を介して電気的に接続された電子部品とにより構成される回路基板であって、
   前記ランドに電気的に接続された前記層間接続材料を備える複数の前記ビアホールは、少なくともその一部が積層方向における同一位置から前記多層基板の平面方向に所定量ずれて設けられていることを特徴とする回路基板。
2. 所定量ずれて設けられた前記ビアホールは、前記平面方向において、他の前記ビアホールの形成位置と重ならない位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
3. 所定量ずれて設けられた前記ビアホールは、積層方向における前記ランドと前記接合材料との接合部の形成位置と重ならない位置に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回路基板。
4. 前記ランドに隣接するビアホールに対して、前記ランドに隣接しないビアホールが所定量ずれて設けられていることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の回路基板。
5. 前記ランドに隣接しないビアホールは、積層方向における前記ランドの形成位置と重ならない位置に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の回路基板。
6. 所定量ずれて設けられた前記ビアホールは複数からなり、全てが積層方向における同一位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の回路基板。
7. 絶縁基板に複数の導体パターンが多層に配置され、前記導体パターン間がビアホール内に充填された層間接続材料により電気的に接続された多層基板と、
   当該多層基板表面に設けられたランドとしての前記導体パターンに、接合材料を介して電気的に接続された電子部品とにより構成される回路基板であって、
   前記ランドは、前記接合材料との接合部よりも前記多層基板の平面方向に伸延して設けられ、前記ランドに電気的に接続された前記層間接続材料を備える全ての前記ビアホールが、積層方向における接合部の形成位置と重ならない同一位置に形成されることを特徴とする回路基板。
8. 前記ランドは、前記多層基板の両表面に設けられ、お互いのランドが、積層方向における同一位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜７いずれか１項に記載の回路基板。
9. 前記絶縁基板は、熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項１〜８いずれか１項に記載の多層基板。
10. 片面に導体層としてのランドを有し、貫通孔である第１のビアホール内に前記ランドと接する第1の層間接続材料が充填された絶縁層を形成する工程と、
    貫通孔である第２のビアホール内に第２の層間接続材料が充填された前記絶縁層とは異なる絶縁層を形成する工程と、
    前記ランドが表面に露出されるように、前記第1のビアホールを有する絶縁層及び前記第２のビアホールを有する絶縁層を含む複数の絶縁層と複数の導体層とを多層に積層して積層体を形成し、前記ランド、前記第1の層間接続材料、及び前記第２の層間接続材料を電気的に接続して多層基板を形成する工程と、
    前記多層基板表面に電子部品を位置決めし、前記ランドと前記電子部品とを接合材料を介して電気的に接続する工程とを備える回路基板の製造方法であって、
    前記積層体において、前記第２のビアホールが前記第1のビアホールに対して、積層方向における同一位置から前記多層基板の平面方向に所定量ずれて配置されるように、前記第１のビアホール及び前記第２のビアホールが所定位置に形成されることを特徴とする多層基板の製造方法。
11. 前記平面方向において、前記第２のビアホールは、前記第１のビアホールの形成位置と重ならない位置に形成されることを特徴とする請求項１０に記載の回路基板の製造方法。
12. 前記平面方向において、前記第２のビアホールは、積層方向における前記ランドと前記接合材料との接合部の形成位置と重ならない位置に形成されることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の回路基板の製造方法。
13. 前記平面方向において、前記第２のビアホールは、積層方向における前記ランドの形成位置と重ならない位置に形成されることを特徴とする請求項１０〜１２いずれか１項に記載の回路基板の製造方法。
14. 前記ランドは、前記接合材料との接合部よりも前記多層基板の平面方向に伸延して設けられ、前記第１のビアホールは、積層方向における前記接合部の形成位置と重ならない位置に形成されることを特徴とする請求項１０〜１３いずれか１項に記載の回路基板の製造方法。
15. 前記第２のビアホールを有する絶縁層は、前記第１のビアホールを有する絶縁層に隣接して配置されることを特徴とする請求項１０〜１４いずれか１項に記載の回路基板の製造方法。
16. 前記第２のビアホールを有する絶縁層は、複数からなることを特徴とする請求項１０〜１５いずれか１項に記載の回路基板の製造方法。
17. 片面に導体層としてのランドを有し、貫通孔である第１のビアホール内に前記ランドと接する第1の層間接続材料が充填された絶縁層を形成する工程と、
    貫通孔である第２のビアホール内に第２の層間接続材料が充填された前記絶縁層とは異なる絶縁層を形成する工程と、
    前記ランドが表面に露出されるように、前記第1のビアホールを有する絶縁層及び前記第２のビアホールを有する絶縁層を含む複数の絶縁層と複数の導体層とを多層に積層して積層体を形成し、前記ランド、前記第1の層間接続材料、及び前記第２の層間接続材料を電気的に接続して多層基板を形成する工程と、
    前記多層基板表面に電子部品を位置決めし、前記ランドと前記電子部品とを接合材料を介して電気的に接続する工程とを備える回路基板の製造方法であって、
    前記ランドは、前記接合材料との接合部よりも前記多層基板の平面方向に伸延して設けられ、前記第１のビアホール及び前記第２のビアホールを含む全てのビアホールが、積層方向における前記接合部の形成位置と重ならない同一位置に形成されることを特徴とする回路基板の製造方法。
18. 前記絶縁層は、熱可塑性の樹脂フィルムからなり、複数の前記絶縁層は、その片面に前記導体層としての導体パターンを有することを特徴とする請求項１０〜１７いずれか１項に記載の回路基板の製造方法。

Images