JP2007073676A - 多層配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】位置合わせに要する時間を削減でき、貼り合わせ加工時間を大幅に削減できる多層配線板の製造方法を提供する。
【解決手段】複数の配線回路付き樹脂基材１１，１２，１３を位置合わせして貼り合わせて多層化部積層体１４を作製した後、多層化部積層体１４のそれぞれの回路形成領域の外形を切断して外形加工がなされた複数の多層化部１８を作製し、多層化部１８をマザーボードプリント配線板１９に貼り合わせて多層配線板１を製造する。
【選択図】図１

Description

この発明は、多層配線板の製造方法に関する。

近年、電子機器は、高周波信号化やデジタル化などの変化に加え、小型化、軽量化が進んでいる。それに伴い、電子機器に搭載される多層配線板（プリント配線板）においても、小型化、高密度実装化などが要求されている。これらの要求に応じて、多層配線板としては、信号の高速性、機器内への設置自由度に優れるリジッドフレックスプリント配線板の需要が高まっている。

図１４〜図１６は、従来のリジッドフレックスプリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。

まず、図１４に示すように、フレックス基板１０１の両面と、内層リジッド基板１０２の両面と、外層リジッド基板１０３の片面と、にそれぞれ所定のパターンでなる配線回路１０４をサブトラクティブ法にて形成する。

次に、接着シート１０５及び内外層のリジッド基板１０２，１０３に、フレックス基板１０１のフレックス領域Ｆを露出させるためのフレックス部露出開口部を形成する。

その後、フレックス基板１０１の表裏面に、順次、フレックス基板用カバーレイヤー１０６、接着シート１０５、内層リジッド基板１０２、接着シート１０５、外層リジッド基板１０３を重ねて配置させ、積層加工を施して、図１５に示すような積層体１００Ａを作製する。

次に、積層体１００Ａの所望の位置に、ドリル孔あけ加工、めっき処理、エッチングなどを施して図１６に示すようなスルーホール１０７、外層配線回路１０８を形成した後、フレックス領域Ｆとリジッド領域Ｒとでなる領域の外形を同時に抜くことでリジッドフレックスプリント配線板１００を作製する。

上述したリジッドフレックスプリント配線板１００の製造方法では、フレックス領域Ｆとリジッド領域Ｒの外形を同時に型抜きするため、リジッド領域Ｒに余分な多層化領域が存在し材料コストに無駄が生じるという問題点がある。また、フレックス領域Ｆとリジッド領域Ｒとを同時に抜くため、フレックス基板１０１に対しするリジッド領域Ｒの外形がフレックス基板１０１の外形と一致するような配置しか採用できず、多層化されたリジッド領域Ｒの位置が制限され、配線の自由度を損なってしまうという問題点がある。

これらの問題点を解消させる多層配線板の製造方法として、マザーボードプリント配線板内の所定の領域に、予め外形加工がなされた複数枚の片面配線回路付き樹脂基材を、順次、１枚ずつ位置合わせしつつ貼り合わせる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法により、リジッド領域Ｒの多層化部分の外形が、マザーボードプリント配線板の外形と一致しない島状の配置とすることが可能となる。
特開２００４−２２８１６５号公報（第１頁、図１、図２）

しかしながら、上記特許文献１記載の製造方法によると、予め外形加工がなされた片面配線回路付き樹脂基材を１枚ずつ位置合わせを実施してマザーボードプリント配線板に貼り合わせていくため、積層数が多くなったり、島状に配置する多層化部の数が多くなると、片面配線回路付き樹脂基材の位置合わせに要する時間が長くなるという問題点がある。

そこで、本発明の目的は、位置合わせに要する時間を削減でき、以て貼り合わせ加工時間を大幅に削減できる多層配線板の製造方法を提供することにある。

本発明の特徴は、多層配線板の製造方法であって、複数の配線回路付き樹脂基材を積み重ねた状態で貼り合わせて多層化部積層体を作製する工程と、多層化部積層体を切断して外形加工がなされた複数の多層化部を作製する工程と、多層化部をマザーボードプリント配線板に貼り合わせる工程と、を含むことを要旨とする。

本発明によれば、多層配線板の製造において、位置合わせに要する時間を削減でき、貼り合わせ加工時間を大幅に削減できる。

以下、本発明の実施の形態に係る多層配線板の製造方法を図面を用いて説明する。但し、図面は模式的なものであり、各材料層の厚みやその比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。

本実施の形態に係る多層配線板の製造方法の概略について説明する。図１（ａ）に示すように、複数の配線回路付き樹脂基材１１，１２，１３を用意し、これらを位置合わせして層間接着層（図示省略する）を介して貼り合わせ、図１（ｂ）に示すような多層化部積層体１４を作製する。なお、それぞれの配線回路付き樹脂基材１１，１２，１３には、基材間で位置が対応する複数の回路形成領域に、配線回路（配線パターン）１５Ａ，１６Ａ，１７Ａが形成されている。

次に、多層化部積層体１４のそれぞれの回路形成領域の外形を切断して外形加工がなされた複数の多層化部１８を作製する。

そして、上記工程で作製した多層化部１８を層間接着層（図示省略する）を介してマザーボードプリント配線板１９に貼り合わせて多層配線板１の製造が完了する。

次に、図２〜図１３を用いて、本実施の形態に係る多層配線板の製造方法を更に詳細に説明する。なお、図２〜図５は、配線回路付き樹脂基材１１を作製する場合について示す。配線回路付き樹脂基材１２，１３の作製方法は、配線回路付き樹脂基材１１とほぼ同様であるため符号のみを付して説明を省略する。

先ず、図２に示すように、片面に銅箔１５が貼り付けられたポリイミドでなる樹脂基材２１を用意する。これを出発材料として、銅箔１５をサブトラクティブ法によってエッチングして、複数（図２の断面図では２つ）の回路形成領域Ａに配線回路（配線パターン）１５Ａを形成して、図１及び図３に示すような配線回路付き樹脂基材１１を作製する。なお、本実施の形態では、銅箔１５を備えた樹脂基材１１を出発材料としてが、銅箔が設けられていない樹脂基材を出発材料として、アディティブ法、セミアディティブ法によっても配線回路付き樹脂基材１１を作製することができる。

次に、図４に示すように、配線回路付き樹脂基材１１における配線回路１５Ａを形成した面の反対側の面に、層間接着層２２を貼り付ける。この層間接着層２２としては、例えば熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与した材料を用いるが、エポキシ等に代表される熱硬化性の樹脂や、熱可塑性ポリイミド等の熱可塑性樹脂を用いることも可能である。ただし、配線回路付き樹脂基材１１は表裏で非対称な構造であるため、層間接着層２２を形成したときに後の工程で不具合となるような反りが発生しないことが好ましい。このため、層間接着層２２の材料としては、ガラス転移点が１１０℃以下で、常温弾性率が１３００ＭＰａ以下であることが好ましい。

次に、配線回路付き樹脂基材１１に形成した層間接着層２２及び樹脂基材２１を貫通して配線回路１５Ａに至るように穴開け加工を施して接続用開口部を形成する。この穴開け加工には、例えばＵＶ−ＹＡＧレーザを用いる。その後、プラズマ照射によるソフトエッチングを施すことでデスミア処理を行う。上記したＵＶ−ＹＡＧレーザを用いる穴開け加工の他にも、炭酸ガスレーザやエキシマレーザ等によって、穴開け加工を行ってもよい。また、デスミア処理の方法としては、過マンガン酸塩を使用した湿式デスミアを行ってもよい。続いて、図５に示すように、その接続用開口部に穴埋用の銀ペーストを充填してインナービアホール２３を形成する。なお、充填材料としては、上記銀ペーストの他に、銅ペースト、カーボンペースト、ニッケルペースト等、種々の金属ペーストを使用することが可能である。また、このような導電性組成物の充填は、充填率を高めるために、１０００Ｐａ以下の減圧下で印刷により行うことが好ましい。

次に、図６に示すように、配線回路付き樹脂基材１２を、配線回路付き樹脂基材１３に対して位置合わせして積層する。次いで、配線回路付き樹脂基材１１を、配線回路付き樹脂基材１２に対して位置合わせして積層し、貼り合わせることで、図７に示すような多層化部積層体１４を作製する。この多層化部積層体１４を作製する工程では、２回の位置合わせ工程を要する。なお、配線回路付き樹脂基材１２は、図２〜図５に示すような、配線回路付き樹脂基材１１及び配線回路付き樹脂基材１１に層間接着層２２を形成する方法と同様な方法を用いて、樹脂基材２４に、配線回路１６Ａ、層間接着層２５、インナービアホール２６が形成されている。また、配線回路付き樹脂基材１３は、図３に示した配線回路付き樹脂基材１１と同様の方法で作製して、樹脂基材２７に配線回路１７Ａが形成されている。

次に、図８に示すように、多層化部積層体１４の最下層の樹脂基材２７の下面に最下接着層２８を設ける。この最下接着層２８の材料は、上記した層間接着層２２，２５と同様の熱可塑性ポリイミドに熱硬化性機能を付与したものを用いている。なお、最下接着層２８の他の材料としては、エポキシ等に代表される熱硬化性の樹脂や、熱可塑性ポリイミド等の熱可塑性樹脂を用いることも可能である。

次に、所定の配線回路１７Ａが露出するように、最下接着層２８側から樹脂基材２７まで貫通する接続用開口部をＵＶ−ＹＡＧレーザによって穴開け加工を施す。その後、プラズマ照射によるソフトエッチングを施すことでデスミア処理を行う。そして、接続用開口部内に穴埋用の銀ペーストを充填し、加熱することで銀ペーストのエポキシ成分をＢステージ化することでビアホール２９を形成する（図９参照）。

なお、穴開け加工技術としては、ＵＶ−ＹＡＧレーザを用いる穴開け加工の他にも、炭酸ガスレーザやエキシマレーザ等によって、現状ではより高速に加工ができる。また、デスミア処理の方法としては、過マンガン酸塩を使用した湿式デスミアを行ってもよい。なお、充填材料としては、上記銀ペーストの他に、銅ペースト、カーボンペースト、ニッケルペースト等、種々の金属ペーストを使用することが可能である。また、導電性組成物の充填は、充填率を高めるために、１０００Ｐａ以下の減圧下で印刷により行うことが好ましい。

次に、図１０に破線で示すように、回路形成領域Ａの外形加工を施すことで図１１に示すような複数の多層化部１８が個片化される。

次いで、図１２に示すように、マザーボードプリント配線板１９を作製しておく。本実施の形態では、このマザーボードプリント配線板１９が可撓性を有するものであり、多層配線板１としてこのマザーボードプリント配線板１９の露出部が屈曲性を有するようになっている。このマザーボードプリント配線板１９は、図１２に示すように、樹脂基材３０の両面に配線回路３１が形成されると共に、所定領域を除いてカバー層３２で被覆されている。ここで、所定領域とは、多層化部１８を貼り合わせる領域であり、図１２に示すように、多層化部１８の外形より僅かに大きめに設定されている。したがって、この所定領域では、配線回路３１と樹脂基材３０が露出している。

そして、図１２に示すように、マザーボードプリント配線板１９の複数の所定領域にそれぞれ多層化部１８を重ね合わせ、加熱加圧することにより、多層化部１８とマザーボードプリント配線板１９とが接着されて多層配線板１の作製が完了する。

以上、本実施の形態に係る多層配線板１の製造方法では、図６に示すように、配線回路付き樹脂基材１２を、配線回路付き樹脂基材１３に対して位置合わせして積層する際と、配線回路付き樹脂基材１１を、配線回路付き樹脂基材１２に対して位置合わせして積層する際の、２回の位置合わせと、図１２に示すように、多層化部１８をマザーボードプリント配線板１９に貼り付ける場合の２回の位置合わせで、合計４回の位置合わせを行っている。

上述した従来の製造方法では、配線回路付き樹脂基材を外形加工し、１枚ずつ位置合わせするため、上記実施の形態と同様の構造の多層配線板を作製するには、６回の位置合わせが必要となる。

このように、本実施の形態に係る多層配線板の製造方法では、位置合わせの回数を軽減することができ、工程を簡略化することができる。

上記実施の形態では、多層化部１８をマザーボードプリント配線板１９に対して、島状をなすように配置する数が２つで、多層化部１８の樹脂基材の数が３枚であるが、多層化部１８の数がさらに増え、樹脂基材の数が増えて更に多層化された場合に効果が大きくなる。

例えば、多層部分層数（樹脂基材の枚数）と、多層化部のエリア数（島状部分の数）と、多層部分をマザーボードプリント配線板に位置合わせ仮留めする回数とに応じて、従来の製造方法での位置合わせ仮留め回数を計算すると、下表１のような結果となる。即ち、多層化部の樹脂基材の枚数を５とした場合に、多層化部のエリア数が１つであるときは、合計回数が、樹脂基材の位置合わせ仮留め回数である５回と同じとなる。しかし、多層化部の樹脂基材の枚数を５とした場合に、多層化部のエリア数が２つになると、合計位置合わせ仮留め回数は１０となり、多層化部のエリア数が１０になると、合計位置合わせ仮留め回数は５０と飛躍的に増加してしまい、多層配線板の製造工程数が大幅に増加して、多層配線板の作製に要する時間が長くなり製作コストが大幅に増加してしまう。

これに対して、本実施の形態に係る多層配線板の製造方法では、下表２に示すように、多層化部１８の樹脂基材の枚数を５とした場合に、多層化部１８のエリア数が２つになると、合計位置合わせ仮留め回数は６であり、多層化部１８の樹脂基材の枚数を５とした場合に、多層化部１８のエリア数が１０になっても、合計位置合わせ仮留め回数は１４に留まる。このように、本実施の形態の多層配線板の製造方法では、多層化部の樹脂基材の枚数が増えたり、多層化部のエリア数が増えても、合計位置合わせ仮留め回数を少なく抑えることができる。

（その他の実施の形態）
上述した実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。

例えば、上述の実施の形態では、配線回路付き樹脂基材１１，１２，１３では、樹脂基材の片面のみに配線回路を形成したが、両面に配線回路を形成する場合も本発明が適用できることは云うまでもない。

また、上述の実施の形態では、多層化部積層体１４における互いに積み上げられる上側の配線回路付き樹脂基材の下面に層間接着層２２，２５を設けたが、互いに積み上げられる一対の配線回路付き樹脂基材同士の少なくとも一方に、層間接着層を設ける構成であればよい。

さらに、上述の実施の形態では、多層化部積層体を作製する工程の前に、それぞれの配線回路付き樹脂基材にインナービアホールを形成したが、多層化部積層体を作製する工程の後に、インナービアホールを形成する工程を備えてもよい。

また、上述の実施の形態では、多層化部積層体１４を、配線回路付き樹脂基材同士を層間接着層を介して仮接着して作製し、多層化部１８をマザーボードプリント配線板１９に貼り合わせた後、配線回路付き樹脂基材同士を一括で加熱加圧して本接着することが好ましい。

さらに、上述の実施の形態では、マザーボードプリント配線板１９の片面のみに多層化部１８を貼り合わせる構成としたが、両面に多層化部１８を貼り合わせる構成としても勿論よい。

（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態に係る多層配線板の製造方法の概略を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る多層配線板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態に係る多層配線板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態に係る多層配線板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態に係る多層配線板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態に係る多層配線板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態に係る多層配線板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態に係る多層配線板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態に係る多層配線板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態に係る多層配線板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る多層プリント配線板の製造方法（第２切断工程）を示す工程平面図である。 本発明の実施の形態に係る多層配線板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態に係る多層配線板の製造方法で製造された多層配線板を示す断面図である。 従来の多層配線板の製造方法を示す断面分解図である。 従来の多層配線板の製造方法を示す断面図である。 従来の多層配線板の製造方法を示す断面図である。

符号の説明

Ａ 回路形成領域
１ 多層配線板
１１，１２，１３ 配線回路付き樹脂基材
１４ 多層化部積層体
１５Ａ，１６Ａ，１７Ａ 配線回路
１８ 多層化部
１９ マザーボードプリント配線板
２１，２４，２７ 樹脂基材
２２，２５ 層間接着層
２３ インナービアホール
２８ 最下接着層
２９ ビアホール
３０ 樹脂基材
３１ 配線回路
３２ カバー層

Claims (7)

1. 複数の配線回路付き樹脂基材を積み重ねた状態で貼り合わせて、多層化部積層体を作製する工程と、
   前記多層化部積層体を切断して外形加工がなされた複数の多層化部を作製する工程と、
   前記多層化部をマザーボードプリント配線板に貼り合わせる工程と、
   を含むことを特徴とする多層配線板の製造方法。
2. 前記多層化部積層体における互いに積み上げられる一対の前記配線回路付き樹脂基材同士の一方に、層間接着層を設けておくことを特徴とする請求項１に記載の多層配線板の製造方法。
3. 前記多層化部積層体を、前記配線回路付き樹脂基材同士を層間接着層を介して仮接着して作製し、前記多層化部を前記マザーボードプリント配線板に貼り合わせた後、一括で加熱加圧して本接着することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の多層配線板の製造方法。
4. 前記多層化部積層体を作製する工程の後に、当該多層化部積層体に、前記マザーボードプリント配線板側へ接続するためのビアホールを形成する工程を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の多層配線板の製造方法。
5. 前記多層化部積層体を作製した後、前記マザーボードプリント配線板と前記多層化部積層体とを貼り合わせるための最下接着層を設ける工程を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の多層配線板の製造方法。
6. 前記ビアホールの形成は、前記多層化部積層体にレーザ照射により接続用開口部を形成する工程と、前記接続用開口部に導電性組成物を充填する工程と、を含むことを特徴とする請求項４に記載の多層配線板の製造方法。
7. 前記導電性組成物の充填は、１０００Ｐａ以下の減圧下で印刷により行うことを特徴とする請求項６に記載の多層配線板の製造方法。

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