JP2010205809A - 多層プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のコア基板を有するものを一回の積層用熱押圧工程で製造可能とする。
【解決手段】両面の内層プリント配線を導通させるインナービアホールを有するコア基板１−１〜１−２を内部で重ね、その外部に外層プリント配線２を形成する銅箔を重ねてそれぞれの間に絶縁層３となるプリプレグを挟み積層し、その積層体を一回の熱プレスによる押圧で、インナービアホールにプリプレグから溶融の樹脂を充填してブラインドビアホール４に形成すると同時にコア基板１−１〜１−２および銅箔の相互間を接着し絶縁することにより、一体化構造の絶縁層３を有する多層プリント配線板を製造する。
【選択図】図１

Description

本発明は、絶縁樹脂層と導電層とをビルドアップした多層プリント配線板とその製造方法に関する。特に、内層にブラインドビアホール（Blind Via Hole）を有するコア基板、かつその外層に絶縁層を介した導電層それぞれを有する多層プリント配線板に関する。

多層プリント配線板では、配線基板の両面にプリント配線を施し、基板のインナービアホールを介して両面配線間の導通を図った内層基板を形成している。更に、両面の少なくとも一方に外層として絶縁層を介した導電層が設けられ、上記インナービアホールを絶縁材で埋めてブラインドビアホールとし、多層化が図られている。

例えば、従来技術のブラインドビアホールを有する多層プリント配線板としては、基板となる絶縁層の両面にプリント配線を形成してその複数を積層する多層回路基板がある。この多層回路基板は、隣接するプリント配線間の導通のため導通層でインナービアホールを形成し、インナービアホールの穴埋めと複数回路基板の積層処理とが行われる（特許文献１または特許文献２参照）。

しかし、これらの多層プリント配線板は一つのコア基板を内層基板として複数の導体回路層に対するインナービアホールをブラインドビアホールとして形成するものである。すなわち、内層が複数のコア基板で形成される多層プリント配線板を対象としていない。しかも、隣接の導体回路層を接続するインナービアホールに充填物または穴埋め樹脂を充填する工程が、多層のプリント配線間の絶縁層を形成する工程とは別工程である。

また、二つの内層配線パターンをインナービアホールで接続する内層回路基板とその外側に配備される外層回路基板とを積層する際、プリプレグのような層間積層接着材を用いて接着するという多層回路基板の製造法がある（特許文献３参照）。

しかし、この多層回路基板における内層回路基板と外層回路基板とのそれぞれは内層配線パターンまたは外層の導電層と絶縁ベース材による絶縁層とで構成されており、その間の接着とインナービアホールへの穴埋めにのみプリプレグが用いられている。しかも、複数のコア基板または内層基板それぞれの配線パターン相互間での接続、または、絶縁層の絶縁ベース材と穴埋めの層間積層接着材との関連については説明もその示唆もない。

ここに、接触面にプリント配線を有する複数の積層された基板を一つの内層基板に形成し、その両面および内層基板の表面に外層として接着（絶縁）層を介した金属（導通）層を設ける多層プリント配線板の製造方法が開示されている（例えば、特許文献４参照）。この方法では、その外層にブラインド（非貫通）ビアホールまたはブラインドスルーホールと、更に内層および外層を貫通するスルーホール（貫通孔）とを形成し金属めっきを施してプリント配線相互間の導通を図っている。

すなわち、特許文献４の技術では、複数のプリント配線相互間の導通は表裏両面からの貫通または非貫通スルーホールを用いて実現している。しかし、この技術は複数の内部プリント配線が一つのコア基板となって内層基板を形成しているものであり、複数のコア基板で構成される内層における基板間の導通を図るブラインドビアホールについての説明またはその示唆はない。

内層を複数のコア基板によりビルドアップした多層プリント配線板とし、コア基板での表裏面回路を接続するためにブラインドビアホールを形成するものがある（例えば、特許文献５参照）。この配線板では、更に複数のコア基板相互間での導通を図るため、多層プリント配線板内部にベース貫通ビアホールを設けている。ここで、ベース貫通ビアホールは一種のブラインドビアホールとなっている。

しかし、この特許文献５のようなベース貫通ビアホールを多層プリント配線板の内部に設ける場合には、ブラインドビアホールを形成する内層積層工程と、ベース貫通ビアホールを形成すると共に外部部品装着用の外層プリント配線と内層プリント配線との導通形成のための外層を内層の外側に形成する外層積層工程と、少なくとも二つの積層工程が必要である。

特開平１１−２７４７３０号公報 特開平１１−０４０９４９号公報 特開２００１−０７７５３２号公報 特開平０２−１５３５９４号公報 特開２００１−２５７４７０号公報

上述した従来技術では、特に引用文献５に開示されるように、コア基板それぞれの間に絶縁層を挿入し積層してプリント配線を内層に形成し二つのコア基板のプリント配線それぞれの間の導通を図る場合、少なくとも二回の積層工程を必要とする。すなわち、内層積層工程と外層積層工程とである。内層積層工程はコア基板上のプリント配線相互間の導通のためのインナービアホールをブラインドビアホールに形成する。外層積層工程は外側に部品を搭載するため外側２層の導通層と内層のプリント配線との間に絶縁層を挿入して外層を形成する。このように、少なくとも二回の積層工程がトータル６層のプリント配線板に必要となる。このような条件において、更なる製造コストの低減が望まれている。

上記の課題を解決するため、本発明の製造方法によるビルドアップ多層プリント配線板は、絶縁層を介した複数のプリント配線とブラインドビアホール（Blind Via Hole）とを有するものであって、隣接プリント配線間を絶縁しつつ接着する前記絶縁層と前記ブラインドビアホール内を充填する絶縁物とが一つの絶縁層として一体化構造を成していることを特徴としている。

上記ブラインドビアホールは内層にあって各コア基板両面の内層プリント配線を電気的に接続する。上記ブラインドビアホールを充填する絶縁物と上記隣接プリント配線間を接着し絶縁する絶縁層は、内層を形成する複数のコア基板上の内層プリント配線と外層に有するプリント配線との隣接プリント配線間をも絶縁しつつ接着する。これら絶縁層および絶縁物の一体化構造は、プリント配線間に挿入される半硬化状態樹脂シートが熱プレスの押圧により溶融された際に成型される。半硬化状態樹脂シートにはプリプレグ（prepreg）を用いることができる。

ここで、半硬化状態樹脂シートとは、未硬化樹脂を含浸し半硬化状態としたシート状の成型材料を指し、本願では、この半硬化状態樹脂シートを半硬化状態にある熱硬化性樹脂を含浸したシートと定義することとする。従って、半硬化状態樹脂シートは熱プレスによる押圧で溶融した熱硬化性樹脂を接触する面の穴部分に充填すると共に接触面と接着しシート部分で電気的絶縁状態を確保できる。

内層にある少なくとも一つのコア基板は、両面に内層プリント配線を有すると共にその両面を電気的に接続する上記ブラインドビアホールを有する。コア基板には、両面のうち少なくとも一方に内層プリント配線を有するものが含まれてもよい。

本発明によるビルドアップ多層プリント配線板は、通常、更にその内層の少なくとも一方の外側に絶縁層を介して銅箔のような導電箔による外層プリント配線を有する。このプリント配線板は、外層プリント配線を外側の内層プリント配線に接続するためのマイクロビアホール（Micro Via Hole）と、内層・外層のプリント配線のうち所定のプリント配線を選択して接続するための貫通ビアホール（Through Via Hole）と、を有する。

ここでの内層プリント配線は、複数のコア基板それぞれの表面に形成されるもので、通常はそれぞれで相違する回路パターンを有する。外層プリント配線は、プリント配線板の表裏面に形成されるもので、通常は表裏面それぞれで相違する回路パターンを有する。

このビルドアップ多層プリント配線板の製造方法は、一回の熱押圧工程で積層体を成型することができるように、下記の準備工程と積層工程と熱押圧工程とを含むことを特徴としている。

準備工程では、二つの前記プリント配線間を接続するインナービアホールを有する少なくとも一つのコア基板を用意する。積層工程では、前記コア基板とその少なくとも一方の外側にプリント配線を形成するための導電箔とを重ね、更に前記コア基板および前記導電箔の間に前記絶縁層となる半硬化状態樹脂シートをはさみ積み重ねて積層体を形成する。熱押圧工程では、前記コア基板と前記導電箔と前記半硬化状態樹脂シートとの積層体を熱プレスにより押圧して前記インナービアホールに前記半硬化状態樹脂シートから溶融した樹脂を充填してブラインドビアホールに形成する。同時に前記溶融した樹脂は、隣接の前記コア基板および導電箔の相互間を絶縁すると共に接着し、上記積層体を一体化構造に形成する。

すなわち、ビルドアップ多層プリント配線板を内部で構成する複数のコア基板は両面または片面にプリント配線を有しており、更に、その中の少なくとも一つは両面のプリント配線を銅めっき等で導通させるインナービアホールを有している。このコア基板のインナービアホールは熱プレスの押圧により多層プリント配線板に形成される際に上述したようにブラインドビアホールとなる。

上述の両面のプリント配線を導通させる少なくとも一つのインナービアホールを有するコア基板は、例えば上記特許文献５に記載されているように周知のものである。また、外層におけるマイクロビアホールの生成についても上記特許文献４，５に記載されている。更に、上記特許文献等には、接着および絶縁のために、プリプレグと呼ばれる半硬化状態の樹脂からなる樹脂シートを使用することが記載されている。しかし、半硬化状態樹脂シートの使用により、絶縁層が一回の熱プレスの押圧によって接着形成されると同時に、コア基板のインナービアホール内へ絶縁物の充填が可能になって一体化構造に形成されることについては説明もその示唆もない。

本発明は、プリント配線およびインナービアホールを有して内層を形成する複数のコア基板とその外側に形成される外層プリント配線のための導電箔とのそれぞれの間に半硬化状態樹脂シートを挿入して積層体に積み重ねたのち熱プレスの一回の押圧によりその積層体の接着および絶縁、並びに内部の穴埋めをして一体化構造に形成できるので、隣接のプリント配線間に絶縁層を予め配備したのちこれらを接着するという工程を不要とするのみならず、多層構造の場合でも、最小数の熱押圧工程でビルドアップ多層プリント配線板を製造できるという効果を奏する。

本発明の実施例１により製造された多層プリント配線板の断面を示した説明図である。 本発明の実施例１に適用される準備工程後におけるコア基板の断面を示した説明図である。 本発明で図２Ａに続いて適用される積層工程での分解断面を示した説明図である。 本発明で図２Ｂに続いて適用される熱押圧工程により一体化成型された積層体の断面を示した説明図である。 本発明における実施例１で図２Ｃに続き適用される穴明け工程後の断面を示した説明図である。 本発明における実施例１で図２Ｄに続き適用されるめっき工程後の断面を示した説明図である。 本発明における実施例１で図２Ｅに続き適用のされる多層プリントパターン形成工程後の断面を示した説明図である。 本発明における実施例２により製造された多層プリント配線板の断面を示した説明図である。 本発明における実施例３により製造される多層プリント配線板の一体化前の積層状態における断面を示した説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

本発明におけるコア基板は両面プリント配線を有し、プリント配線間の導通のため内壁を銅めっきしたインナービアホールが存在し、完成品の多層プリント配線板には上記インナービアホールに絶縁物を充填したブラインドビアホール（Blind Via Hole）が存在する。下記実施例では、プリント配線がコア基板の両面に形成されているが、片面のみのコア基板が含まれてもよい。

上述したように、本発明は、内層を複数のコア基板で形成し、その外層にマイクロビアホール（Micro Via Hole）が形成される多層プリント配線板であり、特に６層以上の多層構造に効果的である。

また、下記実施例において説明されるコア基板の製造には、周知のサブトラクティブ工法、アディティブ工法等、またはドリル工法が用いられ、またマイクロビアホールの穴明け工程には、周知のコンフォーマル法、ダイレクト法などレーザーが用いられてよい。また、実施例として銅箔が用いられているが、銅箔は導通箔として電気的接続が得られるなら別の材質であってよい。これら工法、材料などについて、特許請求の範囲に示す機能または下記説明で示し機能を満たすものであれば、特に限定するものではない。

実施例１に係るビルドアップ多層プリント配線板について、図1および図２Ａ−２Ｆを参照して説明する。

図１に示される本発明によるビルドアップ多層プリント配線板は、コア基板１−１，１−２、外層プリント配線２、絶縁層３、ブラインドビアホール４、マイクロビアホール５、貫通ビアホール（Through Via Hole）６、および外層めっき回路７により構成され、６層構造のプリント配線を有する。

二つのコア基板１−１，１−２は絶縁層３により電気的に隔離され、コア基板１−１，１−２それぞれが表裏面に異なるパターンのプリント配線を有するもので、周知の技術が適用できる。コア基板１−１，１−２それぞれにおける両面のプリント配線はブラインドビアホール４の導電めっき層により電気的に接続されている。コア基板１−１，１−２のプリント配線間は所定位置の貫通ビアホール６で電気的に接続できる。外層プリント配線２には、外層に導通箔として銅箔が用いられ、フォトリソグラフィ技術を用いてプリント配線のパターンが形成されている。

絶縁層３は、本発明における特徴箇所であり、積層体全体で多層プリント配線を一体化しており、その形成方法は製造方法により後に説明する。ブラインドビアホール４は内層の所定位置にあって絶縁層形成の際に内部が絶縁物で充填され、内層に積層されるコア基板のプリント配線間はブラインドビアホール４内壁の導電めっき層により電気的に接続されている。

マイクロビアホール５は内層外側を占める外層にあって導電めっき層により外層プリント配線２とコア基板１−１，１−２の最も外側のプリント配線との間を電気的に接続すると共に外部部品実装の際に部品の端子を埋め込んで接着し電気的に接続できる。貫通ビアホール６は、多層プリント配線板を貫通しており、内壁の導電めっき層により内層・外層のプリント配線を選択して電気的に接続できる位置に備えられる。外層めっき回路７は、内層の外側で、周知の技術により外層を形成したのち、マイクロビアホール５および貫通ビアホール６の内壁を含む表裏の外壁面に導電層を形成している。これらの施工は上記特許文献にも説明される周知の技術で可能である。

図２Ａは、本発明の実施例１に適用される準備工程後におけるコア基板の断面を示した説明図である。

図２Ａに示されるコア基板１−１，１−２は、周知の技術により製造される。

例えば、まず、コア基板１−１，１−２それぞれには、ガラス繊維で強化されたエポキシ絶縁樹脂等の両面銅張り積層板にドリル工法を用いた穴明けがあり、スルーホールが形成されている。このスルーホールは、その後、パネル電気銅めっきまたはパターン電気銅めっき等のめっき作業により銅張りの両面を接続するインナービアホール２０となる。更に、銅張り積層板にもめっき層が形成され、銅張り積層板の表面に露光、現像、エッチングの処理作業により内層プリント配線４０の導電パターンが形成されている。

次いで、図２Ｂは、本発明における図２Ａに続いて適用される積層工程での分解断面を示した説明図である。

図２Ｂに示されるように、重ねられた２枚のコア基板１−１，１−２の上下に導電層となる銅箔２−１，２−２を重ね、コア基板１−１，１−２と銅箔２−１，２−２とそれぞれの間に半硬化状態樹脂シートとしてエポキシ樹脂等からなる半硬化状態のプリプレグ３−１，３−２，３−３を挟む。この結果、図示されるように、銅箔２−１、プリプレグ３−１、コア基板１−１、プリプレグ３−２、コア基板１−２、プリプレグ３−３、および銅箔２−２がこの順序で積み重ねられ、一つの積層体が形成される。

次いで、図２Ｃは、本発明の特徴とする製造工程を説明するものである。すなわち、図２Ｃは、本発明における図２Ｂに続いて適用される熱押圧工程により一体化成型された積層体の断面を示した説明図である。

図２Ｃに示されるように、図２Ｂに示される複数層の上下から積層用の熱プレスで押圧した際、上記積層体は一回の積層プレスでビルドアップ多層プリント配線板に成型され完成される。すなわち、熱プレスでの押圧は、プリプレグ３−１，３−２，３−３に含浸している熱効果製樹脂を溶融しインナービアホール２０の両方の開口部から溶融樹脂を充填すると共にプリプレグ３−１，３−２，３−３それぞれの両面を絶縁接着剤とする。

その結果、図２Ｂでのプリプレグ３−１，３−２，３−３は、一つの絶縁層３となって内層の空間を埋めると同時に銅箔２−１、コア基板１−１，１−２および銅箔２−２それぞれの間を接着して絶縁し、一体化された多層プリント配線板を形成する。したがって、図２Ａでの内面に銅めっきを有するインナービアホール２０は絶縁層３で充填されるブラインドビアホール４に形成される。この熱押圧工程は、例えば、ロールラミネーターで熱圧着後、全体を熱硬化することで実行できる。

次いで、図２Ｄは、本発明の実施例１で図２Ｃに続き適用される穴明け工程後の断面を示した説明図である。

図２Ｄに示されるように、図１のマイクロビアホール５を形成するため、図２Ｃにおいてマイクロホール（非貫通ホール）５０を形成する位置部分の銅箔２−１，２−２を露光、現像、エッチング処理により除去してから、レーザー工法で所定の内層プリント配線４０が露出するまで穴明けする。更に、図１の貫通ビアホール６を形成するためドリル工法で多層プリント配線板に穴明けして貫通ホール６０を形成する。この工程には別の周知の工法技術が適用可能である。二つの穴明け工程の順序は逆であっても、また、同時の施工でもよい。

次いで、図２Ｅは、本発明の実施例１で図２Ｄに続き適用されるめっき工程後の断面を示した説明図である。

図２Ｅでは、図２Ｄに示される多層プリント配線板のマイクロホール５０および貫通ホール６０の内壁面並びに表裏面を含む全体に銅めっき処理を行うことにより、外層めっき層７０が導電材表面に形成される。なお、めっき作業には、パネルめっき法またはパターンめっき法が使用できる。この工程により、内壁面に導電材を有するマイクロビアホール５および貫通ビアホール６が形成される。所定位置の貫通ビアホール６は所定の内層プリント配線を相互接続できる。すなわち、貫通ビアホール６は所定の内層プリント配線を相互接続できるような位置に形成される。

次いで、図２Ｆは、本発明の実施例１で図２Ｅに続き適用される多層プリントパターン形成工程後の断面を示した説明図であり、上記図１と同一である。

図２Ｆでは、図２Ｅに示される外層めっき層７０および銅箔２−１，２−２を露光、現像、エッチング処理により絶縁層３を露出するまで除去することにより、外層プリント配線２における外層導電パターン８が形成される。

上述した図２Ｃで示されたように、本発明では、内層および外層の積層を一回の熱押圧工程で実施できるうえ、更に、内層部の空間に充填される絶縁物は、積層型熱プレスで押圧の際に外層の銅箔により外部に吹き出すことがないので、絶縁層を研磨で除去して平坦化する工程は不要である。

実施例２に係るビルドアップ多層プリント配線板について、図３を参照して説明する。

図３は、本発明の実施例２により製造された多層プリント配線板の断面を示した説明図である。

図３に示される本発明によるビルドアップ多層プリント配線板は、コア基板１−１，１−２，１−３、外層プリント配線２のための導通箔、および絶縁層３を一回の積層プレスにより一つの積層体に完成している。実施例１との相違は、コア基板１−３が追加されており、その分、絶縁層３が一層分の厚さを増加している点である。

更に、本実施例では内層のコア基板が三つであるが、それ以上であっても一回の熱押圧工程で製造可能である。

実施例３に係るビルドアップ多層プリント配線板の製造方法について、図４を参照して説明する。

図４は、本発明の実施例３により製造される多層プリント配線板の一体化前の積層状態における断面を示した説明図である。

図４は上記実施例１の製造工程において、図２Ｂに示される構成に相当するもので、マイクロビアホール形成のための最外層として、銅箔と絶縁層の部分に代え、周知の樹脂付き銅箔９−１，９−２を用いている。周知の技術により、この積層体を熱プレスで押圧することにより内層との間に絶縁膜が形成されると共に、最外表面に銅箔を露出させ、上記図２Ｃの一体化構造状態に形成することができる。したがって、積層体の全体を一回のプレス工程により多層プリント配線板に成型することができる。

本発明は、インナービアホールを有する複数のコア基板を内層として積層する際、最外層に銅箔のような導通箔を重ね、各層の間の絶縁接着材としてプリプレグのような半硬化状態樹脂シートを用いて一回の熱プレス工程でブラインドビアホールを有する多層プリント配線板を製造しているので、プリント配線のような平面状の電気回路を積層しかつブラインドビアホールを含む多層構造を有する生産物の製造コストを低減するために利用することができる。

１−１、１−２、１−３ コア基板
２ 外層プリント配線
２−１、２−２ 銅箔（導通箔）
３、３−１、３−２、３−３ プリプレグ（半硬化状態樹脂シート）
４ ブラインドビアホール
５ マイクロビアホール
６ 貫通ビアホール
７ 外層めっき回路
８ 外層導通パターン
９−１，９−２ 樹脂付き銅箔
２０ インナービアホール
４０ 内層プリント配線
５０ マイクロホール
６０ 貫通ホール
７０ 外層めっき層

Claims (9)

1. 絶縁層を介した複数のプリント配線と二つの前記プリント配線間を接続するブラインドビアホールとを含むビルドアップ多層プリント配線板であって、
   隣接プリント配線間を接着し絶縁する前記絶縁層と前記ブラインドビアホール内を充填する絶縁物とが一つの絶縁層として一体化構造を成していることを特徴とするビルドアップ多層プリント配線板。
2. 請求項１の記載において、前記ブラインドビアホールは、コア基板にあってコア基板の両面のプリント配線同士を接続することを特徴とするビルドアップ多層プリント配線板。
3. 請求項１の記載において、前記一体化構造を成す絶縁層は、熱プレスの押圧による半硬化状態樹脂シートの溶融樹脂で前記ブラインドビアホールを充填すると共に隣接の前記プリント配線同士を絶縁すると共に接着していることを特徴とするビルドアップ多層プリント配線板。
4. 請求項３の記載において、前記半硬化状態樹脂シートがプリプレグであることを特徴とするビルドアップ多層プリント配線板。
5. 絶縁層を介した複数のプリント配線と二つの前記プリント配線間を接続するブラインドビアホールとを含むビルドアップ多層プリント配線板の製造方法であって、
   二つの前記プリント配線間を接続するインナービアホールを有する少なくとも一つのコア基板を用意する準備工程と、
   前記コア基板とその少なくとも一方の外部にプリント配線を形成するための導電箔とを重ね、更に前記コア基板および前記導電箔の間に前記絶縁層となる半硬化状態樹脂シートをはさみ積み重ねて積層体を形成する積層工程と、
   前記コア基板と前記導電箔と前記半硬化状態樹脂シートとの積層体を熱プレスにより押圧して前記インナービアホールに前記半硬化状態樹脂シートから溶融した樹脂を充填してブラインドビアホールに形成すると共に前記溶融した樹脂により隣接の前記コア基板および導電箔の相互間を接着して絶縁し、一体化構造に形成する熱押圧工程と、
   を含むことを特徴とするビルドアップ多層プリント配線板の製造方法。
6. 請求項５の記載において、前記導電箔は銅箔であり、前記半硬化状態樹脂シートがプリプレグであることを特徴とするビルドアップ多層プリント配線板の製造方法。
7. 請求項５の記載において、前記準備工程は、前記コア基板に複数の両面導電箔張り積層板を準備し、次いでそれぞれの所定位置にドリル工法で穴明けしてインナービアホールを形成し、各コア基板の全面にめっき処理を行って所定のパターニング処理により第１のプリント配線を形成する工程を含むことを特徴とするビルドアップ多層プリント配線板の製造方法。
8. 請求項５の記載において、前記熱押圧工程の後工程として、前記導電箔でマイクロビアホールを形成する部分を所定のパターニング処理により除去してから所定の内層プリント配線を露出するまでレーザー工法で穴明けする工程と、所定の貫通ビアホール位置で貫通ホールをドリル工法で穴明けする工程と、前記穴明け後の表面にめっき処理を行い、前記マイクロビアホールおよび前記貫通ビアホールを形成する工程と、所定のパターニング処理により外層プリント配線を形成する工程と、を含むことを特徴とするビルドアップ多層プリント配線板の製造方法。
9. 請求項７または請求項８の記載において、前記所定のパターニング処理が露光、現像、およびエッチング処理のフォトリソグラフィ技術によることを特徴とするビルドアップ多層プリント配線板の製造方法。

Images