JP2009135196A

JP2009135196A - 多層プリント配線板およびその製造方法

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Publication number: JP2009135196A
Application number: JP2007308815A
Authority: JP
Inventors: Taiji Ogawa; 泰司小川; Hideyuki Fujinami; 秀之藤浪; Hiroshi Kuami; 寛朽網
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2007-11-29
Filing date: 2007-11-29
Publication date: 2009-06-18

Abstract

【課題】小型化、薄型化が可能であり、かつ、低コストで製造が可能な多層プリント配線板を提供する。
【解決手段】多層プリント配線板１０は、第一絶縁部１１と、この第一絶縁部１１の一面１１ａに形成された第一導電部２１と、この第一導電部２１と接するように、第二導電部２２からなる層間導通部２３が厚さ方向に貫通して配された第二絶縁部１２とを備えている。第一導電部２１は、抵抗体として機能する第一部位２１ａと、第二導電部２２との導通を図る電極として機能する第二部位２１ｂとが平板状に連続してなる。そして、第一導電部２１は少なくとも第二導電部２２との接合部分が平坦になるように形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、多層のプリント配線板に関し、例えば、層間に抵抗体を備えた多層プリント配線板に関する。

電子機器の小型化、薄型化、高機能化の要求に伴い、複数の絶縁層の間に薄膜抵抗体を配した多層プリント配線板が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。こうした絶縁層間に薄膜抵抗体を備えた従来の多層プリント配線板の一例を図７に示す。この多層プリント配線板１０１では、２つの第一絶縁部１０２，１０３の間に、第二絶縁部１０４が配されている。この第二絶縁部１０４は、例えば、第一絶縁部１０２と第一絶縁部１０３とを接着する接着層を成す。

第一絶縁部１０３の一面には、第一導電部１０５が形成されている。この第一導電部１０５は、例えば、ペースト状の抵抗材を塗布して形成した薄膜抵抗体を成す。また、この第一導電部１０５の両側には、電極層１０７ａ，１０７ｂが形成されている。この電極層１０７ａ，１０７ｂは、第一導電部１０５を他の導電体と接続する電極パットの役割を果たす。そして、第一導電部１０５は、電極層１０７ａ，１０７ｂと電気的に確実に接続するために、両端がそれぞれ電極層１０７ａ，１０７ｂの一部に覆い被さり、第一導電部１０５の厚み方向に盛り上がった段差Ｓを形成している。

また、第二絶縁部１０４には、層間導通部１０８ａ，１０８ｂが厚さ方向に貫通して形成されている。この層間導通部１０８ａ，１０８ｂは、例えば、開口を埋める第二導電部１０９ａ，１０９ｂからなり、それぞれの一端（接合部分）が電極層１０７ａ，１０７ｂに接続されている。

しかしながら、上述したような従来の薄膜抵抗体を配した多層プリント配線板では、小型化、薄型化に難があり、また、製造コストの低減も難しいという課題があった。即ち、薄膜抵抗体などの第一導電部１０５を他の導電体と接続するための電極層１０７ａ，１０７ｂを、第一導電部１０５の外側に形成する必要があるため、第一導電部１０５の形成数だけ電極層１０７ａ，１０７ｂも必要となり、多層プリント配線板１０１全体の小型化の障害となっていた。また、電極層１０７ａ，１０７ｂに、導電性の高い銅などを使用した際に、化合物を生成しやすく、第一導電部１０５と電極層１０７ａ，１０７ｂとの接合面での導通不良を引き起こすなどの課題があった（非特許文献１）。

さらに、電極層１０７ａ，１０７ｂと第一導電部１０５との導通を確実にするために、第一導電部１０５の両端をそれぞれ電極層１０７ａ，１０７ｂの一部に覆い被せた段差Ｓが形成されているため、この第一導電部１０５を印刷等で形成する際に印刷ムラが生じやすい。このため、第一導電部１０５が薄膜抵抗体である場合には、抵抗値の不均一や歩留まりの悪化などの課題があった。そして、こうした段差Ｓによって多層プリント配線板１０１の厚みの増加や平坦性の低下などの課題があった。
特開２００６−２２２１１０号公報特開平０６−７７６６０号公報エレクトロニクス実装学会誌 Vol.6 No.4(2003) 「埋め込み変動部品に使用されるポリマー抵抗体」（師岡功）

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、小型化、薄型化が可能であり、かつ、低コストで製造が可能な多層プリント配線板を提供することを目的とする。

また、本発明は、小型化、薄型化が可能であり、かつ、歩留まりを向上させた多層プリント配線板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の多層プリント配線板は、第一絶縁部と、前記第一絶縁部の一面に形成された第一導電部と、前記第一導電部と接するように、第二導電部からなる層間導通部が厚さ方向に貫通して配された第二絶縁部とを備え、前記第一導電部は、抵抗体として機能する第一部位と、前記第二導電部との導通を図る電極として機能する第二部位とが平板状に連続してなり、少なくとも前記第二導電部との接合部分が平坦であることを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の多層プリント配線板は、請求項１において、前記第二導電部は、第一導電部の第二部位において、前記第二絶縁部の一面方向に突出部をもつことを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の多層プリント配線板は、請求項１において、前記第一絶縁部が複数、重ねて配されてなり、前記第一導電部が、前記第一絶縁部どうしの間に配されることを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の多層プリント配線板は、請求項１において、前記第一絶縁部が複数、重ねて配されてなり、前記第一導電部が、最も外側に位置する前記第一絶縁部の外側をなす面に配されることを特徴とする。
本発明の請求項５に記載の多層プリント配線板の製造方法は、第一絶縁部の一面側に第二絶縁部と剥離部とを順に重ねて配する工程と、少なくとも前記第二絶縁部と前記剥離部を厚さ方向に貫通する穴を形成する工程と、前記穴の内部に第二導電部を形成する工程と、第二絶縁部から前記剥離部を剥離させ、前記第二導電部の一端側を前記第二絶縁部の一面から突出させる工程と、前記第二導電部の一端側を、抵抗体として機能する第一部位と、前記第二導電部との導通を図る電極として機能する第二部位とが平板状に連続してなる第一導電部の第二部位に圧着させて層間導通部を形成する工程と、を少なくとも備えたことを特徴とする。

本発明の多層プリント配線板によれば、従来必要とされていた、第一導電部を他の導電体と接続するための電極層が不要となる。このため、従来は第一導電部の外側に形成していた電極層を形成するためのスペースが不要となり、多層プリント配線板の大幅な小型化を図ることができ、多層プリント配線板の更なる高密度実装を可能とする。

また、本発明の多層プリント配線板によれば、電極層が不要となるため、この導電層の変質による導通不良が生じることがない。さらに、第一導電部を他の導電体と接続する電極層が不要となるため、従来は電極層と第一導電部との導通を確実にするために、第一導電部の両端を電極層の一部に覆い被せた段差を無くすことができる。このため、第一導電部を形成する際に、厚み方向に段差があることによって生じる形成ムラや形成不良の発生を防止することができ、製品の歩留まりを向上させることができる。

そして、第一導電部は段差無く平坦に形成されているため、多層プリント配線板の更なる薄型化と、平坦性の向上を図ることが可能になる。

また、本発明の多層プリント配線板の製造方法によれば、従来は電極層と第一導電部との導通を確実にするために、第一導電部の両端を電極層の一部に覆い被せた段差を無くすことができる。このため、第一導電部を形成する際に、厚み方向に段差があることによって生じる形成ムラや形成不良の発生を防止することができ、製品製造の際の歩留まりを向上させることが可能になる。

以下、本発明に係る多層プリント配線板の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明はこのような実施形態に限定されるものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

図１は、本発明の多層プリント配線板の一例を示す断面図である。多層プリント配線板１０は、第一絶縁部１１と、この第一絶縁部１１の一面１１ａに形成された第一導電部２１と、この第一導電部２１と接するように、第二導電部２２からなる層間導通部２３が厚さ方向に貫通して配された第二絶縁部１２とを備えている。

第一導電部２１は、抵抗体として機能する第一部位２１ａと、第二導電部２２との導通を図る電極として機能する第二部位２１ｂとが平板状に連続してなる。そして、第一導電部２１は少なくとも第二導電部２２との接合部分が平坦になるように形成されている。

このような構成の本発明の多層プリント配線板１０によれば、従来必要とされていた、第一導電部を他の導電体と接続するための電極層が不要となる。このため、従来は第一導電部の外側に形成していた電極層を形成するためのスペースが不要となり、多層プリント配線板１０の大幅な小型化を図ることができ、多層プリント配線板１０の更なる高密度実装を可能とする。

また、こうした本発明の多層プリント配線板１０によれば、電極層が不要となるため、この導電層の変質による導通不良が生じることがない。さらに、従来は電極層と第一導電部との導通を確実にするために、第一導電部の両端を電極層の一部に覆い被せた段差を無くすことができる。このため、第一導電部を形成する際に、厚み方向に段差があることによって生じる形成ムラや形成不良の発生を防止することができ、製品の歩留まりを向上させることができる。

そして、第一導電部２１は段差無く平坦に形成されているため、多層プリント配線板１０の更なる薄型化と、平坦性の向上を図ることができる。

第二絶縁部１２は、第一絶縁部１１に重ねて配される別な第一絶縁部１１どうしを接着する接着層であればよい。例えば、第一絶縁部１１は、ポリイミド、ＬＣＰなどから形成されていれば良い。また、第二絶縁部１２は、熱可塑性樹脂、あるいは熱硬化性樹脂などから形成されていれば良い。

層間導通部２３は、例えば、第一導電部２１が一面に形成された第一絶縁部１１と、この第一絶縁部１１に重ねて配される別な第一絶縁部１１に形成された配線２４との層間導通を成すものであればよい。

図１に示す多層プリント配線板１０は、更に、複数の第一絶縁部１１が重ねて配されていても良い。図２に示す多層プリント配線板１０では、複数の第一絶縁部１１，１１…が
それぞれ第二絶縁部１２を介して積層されている。そして、第一絶縁部１１，１１どうしの間に、例えば、薄膜抵抗体である第一導電部２１が配されている。この第一導電部２１は、電極層などを別途設けることなく、層間導通部２３によって、重ねられた他の第一絶縁部１１の配線２４との間で層間導通が図られている。

このような、複数の第一絶縁部１１，１１…が、それぞれ第二絶縁部１２を介して多数積層された多層プリント配線板１０においても、第一導電部を他の導電体と接続するための電極層が不要となるため、多層プリント配線板１０の大幅な小型化を図ることができ、多層プリント配線板１０の更なる高密度実装を可能とする。

また、従来は電極層と第一導電部との導通を確実にするために、第一導電部の両端を電極層の一部に覆い被せた段差を無くすことができるため、第一導電部全体を平坦に形成することができ、厚み方向に段差があることによって生じる形成ムラや形成不良の発生を防止できる。

図３は、本発明の多層プリント配線板の他の一例を示す断面図である。多層プリント配線板３０は、第一絶縁部３１と、この第一絶縁部３１の一面３１ａに形成された第一導電部４１と、第一絶縁部３１の他面３１ｂと接するように、第二導電部４２からなる層間導通部４３が厚さ方向に貫通して配された第二絶縁部３２とを備えている。

第一導電部４１は、抵抗体として機能する第一部位４１ａと、第二導電部４２との導通を図る電極として機能する第二部位４１ｂとが平板状に連続してなる。そして、第一導電部４１は少なくとも第二導電部４２との接合部分が平坦になるように形成されている。

このような構成の本発明の多層プリント配線板４０においても、従来必要とされていた、第一導電部を他の導電体と接続する電極層を形成するためのスペースが不要となり、多層プリント配線板３０の大幅な小型化、更なる高密度実装を可能とする。

また、こうした本発明の多層プリント配線板３０においても、第一導電部を他の導電体と接続する電極層が不要となるため、第一導電部の両端を電極層の一部に覆い被せた段差を無くすことができる。このため、第一導電部を形成する際に、厚み方向に段差があることによって生じる形成ムラや形成不良の発生を防止することができ、製品の歩留まりを向上させ、多層プリント配線板３０の更なる薄型化と、平坦性の向上を図ることができる。

第二絶縁部３２は、第一絶縁部３１に重ねて配される別な第一絶縁部３１どうしを接着する接着層であればよい。層間導通部４３は、例えば、第一導電部４１が一面４１ａに形成された第一絶縁部３１と、この第一絶縁部３１に重ねて配される別な第一絶縁部３１に形成された配線４４との層間導通を成すものであればよい。

図３に示す多層プリント配線板３０は、更に、複数の第一絶縁部３１が重ねて配されていても良い。図４に示す多層プリント配線板３０では、複数の第一絶縁部３１，３１…が
それぞれ第二絶縁部３２を介して積層されている。そして、第一導電部４１が、最も外側に位置する第一絶縁部３１の外側をなす面３１ａに配されている。この第一導電部４１は、電極層などを別途設けることなく、層間導通部４３によって、下層に重ねられた他の第一絶縁部３１の配線４４との間で層間導通が図られている。

このような、複数の第一絶縁部３１，３１…が、それぞれ第二絶縁部３２を介して多数積層された多層プリント配線板３０においても、第一導電部を他の導電体と接続するための電極層が不要となるため、多層プリント配線板３０の大幅な小型化を図ることができ、多層プリント配線板３０の更なる高密度実装を可能とする。

図５、図６は、本発明の多層プリント配線板の製造方法を段階的に示す断面図である。本発明の製造方法によって、多層プリント配線板を製造する際には、まず、第一絶縁部５１の他面５１ｂに導電膜５７を形成する（図５（ａ）参照）。第一絶縁部５１は、例えば、ポリイミド、ＬＣＰなどであればよい。また、導電膜５７は、例えばＣｕ薄膜などであれば良い。そして、この導電膜５７をフォトリソグラフィーなどによって、所定の形状にした配線５４を形成する（図５（ｂ）参照）。

次に、第一絶縁部５１の一面５１ａに第二絶縁部５２と剥離部５３とからなる接着フィルム５６を形成する（図５（ｃ）参照）。この接着フィルム５６を構成する第二絶縁部５２は接着層であればよく、例えば、熱可塑性樹脂、あるいは熱硬化性樹脂であればよい。また、剥離部５３は、第二絶縁部５２から容易に剥離可能な樹脂フィルムなどであれば良い。

続いて、この剥離部５３から第二絶縁部５２を経て第一絶縁部５１まで貫通する穴５５を形成する（図５（ｄ）参照）。この穴５５の形成にあたっては、例えば、炭酸ガスレーザ、ＵＶ−ＹＡＧレーザ、エキシマレーザなどのレーザ光線によって、配線５４を底面とした有底の穴を形成すればよい。

そして、この穴５５の内部を埋めるように、導電性ペーストを均一に充填する。これによって、穴５５の内部に第二導電部６２が形成される（図５（ｅ）参照）。導電性ペーストは、例えば、スクリーン印刷法によって充填されればよい。なお、こうした穴５５の内部を埋める第二導電部６２を形成する前に、穴５５の形成後に穴の内部に残留したスミア等を除去するデスミア処理を行うことが好ましい。このデスミア処理によって、配線５４と第二導電部６２との接合部分での導電性が向上し、接続信頼性が高められる。デスミア処理としては、例えば、ＣＦ_４，Ｃ_２Ｆ_６，ＮＦ_３等の反応性ガスを用いたプラズマデスミア、または、過マンガン酸などを用いたウエットデスミアであればよい。

次に、第二絶縁部５２から剥離部５３を剥離させる（図６（ａ）参照）。剥離部５３を剥離させると、第二導電部６２の形成領域において、剥離部５３の厚みに相当する分だけ、第二導電部６２が第二絶縁部５２の一面５２ａから突出する。

続いて、配線５４を形成した第一絶縁部５１の一面５１ａ側に重ねて配する、別な第一絶縁部５１に、抵抗体として機能する第一部位６１ａと、第二導電部６２との導通を図る電極として機能する第二部位６１ｂとが平板状に連続してなる第一導電部６１を形成する（図６（ｂ）参照）。第一導電部６１は、例えば、薄膜抵抗体であればよく、ペースト抵抗体をスクリーン印刷などによって第一絶縁部５１に所定の形状で印刷することによって得られる。

そして、配線５４を形成した第一絶縁部５１と、第一導電部６１を形成した第一絶縁部５１とを対面させ、第一導電部６１の第二部位６１ｂが第二導電部６２に接する位置で、接着層をなす第二絶縁部５２を介して第一絶縁部５１，５１どうしを接着させる（図６（ｃ）参照）。この第一絶縁部５１，５１どうしの接着にあたっては、例えば、プレス機によって熱圧着すればよい。

第一絶縁部５１，５１どうしを接着させると、剥離部５３の厚みに相当する分だけ、第二絶縁部５２の一面５２ａから突出した第二導電部６２が第一導電部６１の第二部位６１ｂに圧着されるとともに、この第二導電部６２の突出した部分の一部が、第二絶縁部５２の一面５２ａに沿って突出した突出部６２ａを形成する（図６（ｃ）の点線領域の拡大図参照）。

このような工程を繰り返して、必要な数の第一絶縁部５１を、接着層を成す第二絶縁部５２を介して積層していけば、本発明の多層プリント配線板５０を得ることができる。なお、必要な数の第一絶縁部５１を、接着層を成す第二絶縁部５２を介して全て積層した後に、全部の層を一括して熱圧着するのも好ましい。これによって、一回の熱圧着で多数の第一絶縁部５１からなる多層プリント配線板を形成することができ、製造工程の短縮化、簡略化を図ることができる。

上述した本発明の多層プリント配線板の製造方法によれば、従来は電極層と第一導電部との導通を確実にするために、第一導電部の両端を電極層の一部に覆い被せた段差を無くすことができる。このため、第一導電部を、例えば印刷などによって形成する際に、厚み方向に段差があることによって生じる形成ムラや形成不良の発生を防止することができ、製品製造の際の歩留まりを向上させることができる。

本発明の効果を検証した実施例を以下に示す。図１に示す本発明の多層プリント配線板において、第一導電部として抵抗体ペースト（アサヒ化学研究所製：ＦＴＵ−００−１）を印刷により形成し、また、第二導電部（層間導通部）として、Ａｇペーストを用いて形成したもの（実施例１）と、Ａｕを主体としたペーストを用いて形成したもの（実施例２）とを用意した。また、従来の比較例１として、Ｃｕからなる電極層に上述した第一導電部を接触させたものを用意した。そして、これら実施例１，２と比較例１において、第一導電部と第二導電部、ないし電極層との接触面における抵抗値の変化を測定した。表１に、多層プリント配線板の形成直後の抵抗値を１として、温度８５℃、湿度８５％で５００ｈ，１０００ｈ放置後のそれぞれの抵抗値の変化割合を示した。

表１に示す結果によれば、電極層を形成しない本発明の実施例１および実施例２では、抵抗値は最大でも４％程度しか増加しなかった。一方、従来の比較例では、抵抗値が１０％以上増加していることが判明した。これば、Ｃｕ電極層に化合物が生成し、抵抗値が増加したためと推測される。

本発明の多層プリント配線板の一例を示す断面図である。本発明の多層プリント配線板の一例を示す断面図である。本発明の多層プリント配線板の他の一例を示す断面図である。本発明の多層プリント配線板の他の一例を示す断面図である。多層プリント配線板の製造方法の一例を示す断面図である。多層プリント配線板の製造方法の一例を示す断面図である。従来の多層プリント配線板の一例を示す断面図である。

符号の説明

１０多層プリント配線板、１１第一絶縁部、１２第二絶縁部、２１第一導電部、２２第二導電部、２３層間導通部。

Claims

第一絶縁部と、前記第一絶縁部の一面に形成された第一導電部と、前記第一導電部と接するように、第二導電部からなる層間導通部が厚さ方向に貫通して配された第二絶縁部とを備え、
前記第一導電部は、抵抗体として機能する第一部位と、前記第二導電部との導通を図る電極として機能する第二部位とが平板状に連続してなり、
少なくとも前記第二導電部との接合部分が平坦であることを特徴とする多層プリント配線板。
前記第二導電部は、第一導電部の第二部位において、前記第二絶縁部の一面方向に突出部をもつことを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板。
前記第一絶縁部が複数、重ねて配されてなり、前記第一導電部が、前記第一絶縁部どうしの間に配されることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板。
前記第一絶縁部が複数、重ねて配されてなり、前記第一導電部が、最も外側に位置する前記第一絶縁部の外側をなす面に配されることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板。
第一絶縁部の一面側に第二絶縁部と剥離部とを順に重ねて配する工程と、少なくとも前記第二絶縁部と前記剥離部を厚さ方向に貫通する穴を形成する工程と、前記穴の内部に第二導電部を形成する工程と、第二絶縁部から前記剥離部を剥離させ、前記第二導電部の一端側を前記第二絶縁部の一面から突出させる工程と、
前記第二導電部の一端側を、抵抗体として機能する第一部位と、前記第二導電部との導通を図る電極として機能する第二部位とが平板状に連続してなる第一導電部の第二部位に圧着させて層間導通部を形成する工程と、を少なくとも備えたことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。