JP2011187843A - 多層回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐熱性を劣化させることなく、導体パターンの変形や位置ズレおよび導体パターンの周りでの空隙発生が起き難い多層回路基板の製造方法を提供する。
【解決手段】熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムの積層体を加熱加圧して相互に貼り合わせる多層回路基板の製造方法であって、前記樹脂フィルムが、結晶性の第１基材１０からなり、導体パターンＰが形成された第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂと、結晶化転移に伴い弾性率に極小が現れる非結晶の第２基材３０からなり、導体パターンＰが形成されていない第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃとからなり、第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂの導体パターンＰが形成された面に対向して第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃを積層配置し、加熱加圧により第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂと第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃを相互に貼り合わせる多層回路基板１００の製造方法とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムの積層体を加熱加圧して、該樹脂フィルムを相互に貼り合わせて製造する多層回路基板の製造方法に関する。

片面に金属箔からなる導体パターンが形成された樹脂フィルムを複数枚積層し、該積層体を加熱加圧して樹脂フィルム同士を相互に接着する多層回路基板の製造方法が、例えば、特開２００３−８６９４８号公報（特許文献１）に開示されている。また、上記多層回路基板の製造方法において加熱加圧する際のプレス工法が、例えば、特開２００３−２７３５１１号公報（特許文献２）に開示されている。

図１０は、上記特許文献１と同様の従来の代表的な多層回路基板の製造方法を説明する図で、図１０（ａ）〜（ｆ）は、多層回路基板９０の製造工程別の断面図である。

図１０（ａ）〜（ｆ）に示す多層回路基板９０の製造方法では、最初に、図１０（ａ）に示すように、加熱プレスによって、熱可塑性樹脂からなる基材１の樹脂フィルム２０の片面に、金属（銅）箔２を貼り合わせる。次に、図１０（ｂ）に示すように、エッチングによって、銅箔２を所定の導体パターンＰに加工する。次に、図１０（ｃ）に示すように、樹脂フィルム２０の所定の位置に、レーザ加工で導体パターンＰを底とする底付貫通穴Ｈを開ける。次に、図１０（ｄ）に示すように、底付貫通穴Ｈに導電ペースト４を充填する。これによって、片面に導体パターンＰが形成され、底付貫通穴Ｈに導電ペースト４が充填された、熱可塑性樹脂からなる基材１の樹脂フィルム２０が準備できる。

次に、図１０（ｅ）に示すように、上記と同様にして準備した樹脂フィルム２０ａ〜２０ｆを、図のように途中で反転させて積層する。最後に、上記積層体を熱プレス板により、基材１の融点直下の温度で加熱加圧して、樹脂フィルム２０ａ〜２０ｆの形状を保持したまま、隣接する樹脂フィルム２０ａ〜２０ｆ同士を相互に貼り合わせる。これにより、図１０（ｆ）に示すように、熱可塑性樹脂からなる基材１の隣接する樹脂フィルム２０ａ〜２０ｆ同士が相互に貼り合わされ一体化すると共に、底付貫通穴Ｈ内に充填された導電ペースト４が焼結して接続導体４ａとなり、各層の導体パターンＰ同士が電気的に接続される。

以上の工程によって、図１０（ｆ）に示す多層回路基板９０が製造される。

上記多層回路基板９０の製造方法によれば、加熱加圧により、積層した複数枚の樹脂フィルム２０ａ〜２０ｆが一括して接着され、また同時に導電ペースト４が焼結して接続導体４ａとなり配線回路が形成されるため、各層を一層ずつ形成して多層化する多層回路基板の製造方法に較べて、多層化工程が短くて済む。このため、図１０（ｆ）に示す多層回路基板９０を、安価に製造することができる。

また、特許文献２に開示されたプレス工法では、例えば図１０（ｅ）に示す樹脂フィルム２０ａ〜２０ｆの積層体を加熱加圧する際に、熱プレス板と導体パターンＰが形成された樹脂フィルム２０ａ〜２０ｆの積層体の間に、緩衝効果を有するプレス用部材（緩衝材）を介在させる。これによって、導体パターンＰの存在による積層体の厚さ分布をキャンセルして、全体に均一な圧力を印加することができる。このため、各樹脂フィルム２０ａ〜２０ｆに形成されている導体パターンＰの相互の位置ズレ等を抑制することができ、製品歩留まりを高めることができる。

特開２００３−８６９４８号公報 特開２００３−２７３５１１号公報

図１０の多層回路基板９０の製造方法において使用している樹脂フィルム２０ａ〜２０ｆの基材１は、耐熱性の高い熱可塑性樹脂であり、樹脂フィルム２０ａ〜２０ｆの多層化熱プレスは、基材１が軟化する３００℃以上の高温で実施する。このため、導体パターンＰの位置ズレ等を抑制するための特許文献２に開示された緩衝材については、より高温の耐熱性が必要で、非常に高価であるためコストの増大要因となっている。

また、近年、上記樹脂フィルムの積層数の増大に伴って導体パターンＰの存在による積層体の厚さ分布も増大する傾向にあり、緩衝材だけでは厚さ分布をカバーして全体に均一な圧力を印加することができなくなってきている。例えば、１２μｍの銅箔を用いて導体パターンＰを形成した樹脂フィルムを２５枚積層して多層回路基板を製造する場合においては、積層体の各位置において、最大で１２×２５＝３００μｍの厚さ分布が生じる。このため、積層体の加圧面内において各層の導体パターンＰが重なる割合の大きく異なる領域が存在すると、緩衝材だけではプレス圧力を均一にかけることができず、導体パターンＰの変形や相互の位置ズレが起きたり、導体パターンＰの周りで基材１の回り込み不足による空隙が発生したりする。

そこで本発明は、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムの積層体を加熱加圧して、該樹脂フィルムを相互に貼り合わせて製造する多層回路基板の製造方法であって、耐熱性を劣化させることなく、導体パターンの変形や位置ズレおよび導体パターンの周りでの空隙発生が起き難い多層回路基板の製造方法を提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムの積層体を加熱加圧して、該樹脂フィルムを相互に貼り合わせて製造する多層回路基板の製造方法であって、前記樹脂フィルムが、結晶性の第１基材からなり、表面に金属箔からなる導体パターンが形成された第１樹脂フィルムと、結晶化転移に伴い弾性率に極小が現れる非結晶の第２基材からなり、表面に金属箔からなる導体パターンが形成されていない第２樹脂フィルムとからなり、前記第１樹脂フィルムの前記導体パターンが形成された面に対向して、前記第２樹脂フィルムを積層配置し、加熱加圧により、前記第１樹脂フィルムと前記第２樹脂フィルムを相互に貼り合わせることを特徴としている。

上記多層回路基板の製造方法は、２種類の樹脂フィルムを使用するものである。すなわち、導体パターンが形成された結晶性の第１基材からなる第１樹脂フィルムと、導体パターンが形成されていない非結晶の第２基材からなる第２樹脂フィルムである。上記製造方法においては、第１樹脂フィルムの導体パターンが形成された面に対向して第２樹脂フィルムを積層配置し、加熱加圧により第１樹脂フィルムと第２樹脂フィルムを相互に貼り合わせる。

第１樹脂フィルムと第２樹脂フィルムの上記積層体を加熱加圧するに際して、結晶性の第１基材からなる第１樹脂フィルムは、第１基材の弾性率が温度の上昇と共に漸減し、第１基材の融点に至るまで徐々に柔らかくなる。一方、非結晶の第２基材からなる第２樹脂フィルムは、第２基材の融点に至る温度上昇の途中で結晶化転移を伴い、第２基材の弾性率に極小が現れる。すなわち、第２樹脂フィルムは、加熱加圧する際の温度上昇の過程で第２基材の結晶化転移が開始すると、急激に弾性率が低下して軟化する。弾性率の極小点を過ぎて結晶化転移が終了し、結晶性を有した状態に変化した後では、第２基材は、結晶性の第１基材と同様に温度上昇に伴って弾性率が漸減し、融点に至るまで徐々に柔らかくなる。

上記多層回路基板の製造方法は、加熱加圧する際の昇温過程における上記第１基材と第２基材の弾性率変化の違いを利用するものである。すなわち、融点に至るまで徐々に柔らかくなる結晶性の第１基材の表面に導体パターンを配置し、これを第１樹脂フィルムとして、加熱加圧時の昇温過程で導体パターンの変形や位置ズレが起き難い状態にしておく。一方、融点に至る昇温途中で結晶化転移に伴う弾性率の極小が現れる非結晶の第２基材の表面には導体パターンを形成せず、これを第２樹脂フィルムとして、第１樹脂フィルムの導体パターンが形成された面に対向して積層配置する。該第１樹脂フィルムと第２樹脂フィルムの積層体を加熱加圧すると、第１樹脂フィルムがあまり軟化せず、導体パターンの変形や位置ズレが起き難い昇温途中の早い段階で、第２樹脂フィルムの第２基材を結晶化転移させることができる。この時、第２樹脂フィルムの第２基材は、弾性率が急激に減少して、流動化し易い状態になる。これによって、第１樹脂フィルムに形成されている導体パターンは初期の形状や位置を維持したまま、軟化して流動化した第２樹脂フィルムの第２基材が、第１樹脂フィルムの導体パターンの周りにおける段差を埋める。

上記第２樹脂フィルムの第２基材の結晶化転移が終了した後、引き続き第１樹脂フィルムの第１基材の融点と第２樹脂フィルムの第２基材の融点のいずれか低いほうの融点直下まで昇温して、該第１樹脂フィルムと第２樹脂フィルムを相互に貼り合わせて多層回路基板を製造する。上記製造方法によって製造された多層回路基板において、初期の第２基材からなる絶縁基材の各部は、不可逆的に結晶状態が変化しており、結晶性を有している。このため、全体として結晶性の絶縁基材からなる該多層回路基板は、高い耐熱性を有している。すなわち、上記多層回路基板の製造方法は、第２基材の結晶化転移に伴う弾性率の極小を利用するものであり、低融点で軟化する基材（樹脂フィルム）を採用するものではない。このため、製造される多層回路基板においては、高い耐熱性を確保することができる。

以上のようにして、上記多層回路基板の製造方法は、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムの積層体を加熱加圧して、該樹脂フィルムを相互に貼り合わせて製造する多層回路基板の製造方法であって、耐熱性を劣化させることなく、導体パターンの変形や位置ズレおよび導体パターンの周りでの空隙発生が起き難い多層回路基板の製造方法とすることができる。

上記多層回路基板の製造方法における前記第１基材と前記第２基材は、例えば請求項２に記載のように、いずれも、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）と該ポリエーテルエーテルケトン樹脂と完全相溶系をなすポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ）の混合材からなる構成とすることができる。

ポリエーテルエーテルケトン樹脂とポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ）の混合材からなる第１基材と第２基材は、電気的特性や耐薬品性等の基本特性に優れると共に、ポリエーテルエーテルケトン樹脂とポリエーテルイミド樹脂の含有濃度を変えるだけで、第１基材と第２基材の融点を、結晶性と独立して適宜所望の値に設定することができる。

例えば請求項３に記載のように、前記第２基材おけるポリエーテルイミド樹脂の含有濃度が、前記第１基材おけるポリエーテルイミド樹脂の含有濃度より大きい構成とする。この場合には、第２基材の融点が、第１基材の融点に較べて低くなる。

例えば請求項４に記載のように、前記第２基材におけるポリエーテルイミド樹脂の含有濃度が、７０重量％より大きく、前記第１基材におけるポリエーテルイミド樹脂の含有濃度が、７０重量％より小さいように設定する。この場合には、貼り合わせ温度域を３１０℃前後（±１０℃程度）に設定することができ、該貼り合わせ温度域で第１樹脂フィルムと第２樹脂フィルムの貼り合わせおよび導体パターン間の接続導体の焼結を、一括して行うことができる。

また、上記多層回路基板の製造方法においては、例えば請求項５に記載のように、前記第１基材と前記第２基材を、同一組成の基材とすることもできる。これによれば、第１基材と第２基材の熱膨張率等の物性が加熱加圧後において等しくなるため、均一な絶縁基材を有する多層回路基板を製造することができる。

上記多層回路基板の製造方法において、第１樹脂フィルムに形成されている前記導体パターンは、第２樹脂フィルムと対向して貼り合わされるため、製造される多層回路基板の内層の導体パターンとなる。

一方、該多層回路基板の両側表面に形成する導体パターンは、積層体の最外層を第１樹脂フィルムとして加熱加圧による貼り合わせ前に形成しておいてもよい。しかしながら、請求項６に記載のように、前記樹脂フィルムの積層体の最外層として、パターン化されていない金属箔が配置されてなる構成とすることがより好ましい。これによれば、該積層体を、熱プレス板によって、より均一に加熱加圧することができる。その後、均一にプレスされて製造された多層回路基板の両側表面にある金属箔を、所定の導体パターンにエッチング加工する。

以上説明したように、上記多層回路基板の製造方法は、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムの積層体を加熱加圧して、該樹脂フィルムを相互に貼り合わせて製造する多層回路基板の製造方法であって、耐熱性を劣化させることなく、導体パターンの変形や位置ズレおよび導体パターンの周りでの空隙発生が起き難い多層回路基板の製造方法となっている。

従って、上記多層回路基板の製造方法においては、加熱加圧の際に高価な緩衝材を用いることなく、請求項７に記載のように、前記積層体の最外層に配置された金属箔に対して、熱プレス板を直接接触させて、加熱加圧することが好ましい。

上記多層回路基板の製造方法においては、例えば請求項８に記載のように、前記第１樹脂フィルムが、前記第１基材の両側表面に前記導体パターンが形成されてなる、両面導体パターンフィルムである構成とすることができる。この場合には、請求項９に記載のように、前記第２樹脂フィルムにおいて、前記第１樹脂フィルムの前記導体パターンと対向する位置に、導電材料が埋め込まれた貫通穴が形成されてなる構成とすることが好ましい。これによれば、第２樹脂フィルムを、第１樹脂フィルムに形成されている導体パターンの周りの段差埋め込みに用いるだけでなく、隣り合った層にある導体パターン間を接続する回路要素の接続導体の保持層として利用することができる。

一方、上記多層回路基板の製造方法においては、請求項１０に記載のように、前記第１樹脂フィルムが、前記第１基材の片側表面に前記導体パターンが形成されてなる、片面導体パターンフィルムである構成とすることもできる。この場合には、請求項１１に記載のように、前記第２樹脂フィルムにおいて、前記第１樹脂フィルムの前記導体パターンと対向する位置に、該導体パターンより小さな幅で、貫通穴が形成されてなることが好ましい。該貫通穴を適宜形成することにより、結晶化転移に伴う第２樹脂フィルムの第２基材の流動化時において、第１樹脂フィルムに形成されている導体パターンの周りの段差埋め込みに必要な第２基材の移動量を小さくして、導体パターンの変形や位置ズレをより小さくすることができる。

上記多層回路基板の製造方法においては、例えば請求項１２に記載のように、前記第１基材と前記第２基材が、同一厚さの基材である構成とすることができる。これによれば、第１基材と第２基材を異なる厚さとする場合に較べて、第１基材と第２基材の製造コストを低減することができる。

また、上記多層回路基板の製造方法においては、請求項１３に記載のように、前記第１基材が、ガラス繊維織布が埋め込まれてなる基材であり、前記第１基材が、前記ガラス繊維織布を前記第２基材の間に挟み込んで加熱加圧することにより形成されてなる構成とすることも可能である。この場合にも、上記第１基材が第２基材を用いて形成されるため、第１基材と第２基材の製造コストを低減することができる。

本発明に係る多層回路基板の製造方法の一例を示す図で、（ａ）は、多層回路基板１００の製造途中における樹脂フィルム１０ａ，１０ｂ，３０ａ〜３０ｃの積層配置を示す模式的な断面図であり、（ｂ）は、製造された多層回路基板１００の模式的な断面図である。 図１（ａ）の第１基材１０と第２基材３０の具体例であるＰＥＥＫ／ＰＥＩ＝３０／７０（結晶性）とＰＥＥＫ／ＰＥＩ＝３０／７０（非結晶）について、昇温過程における動的弾性率の変化の様子を測定した図である。 図２のＰＥＥＫ／ＰＥＩ＝３０／７０（結晶性）とＰＥＥＫ／ＰＥＩ＝３０／７０（非結晶）に追加して、異なる組成のＰＥＥＫ／ＰＥＩ＝２０／８０（非結晶）とＰＥＥＫ／ＰＥＩ＝４０／６０（非結晶）の昇温過程における動的弾性率の変化の様子を比較して示した図である。 第２樹脂フィルムの製造方法の一例を示す図で、（ａ）〜（ｃ）は、図１（ａ）にある第２樹脂フィルム３０ａを例とした、製造工程別の断面図である。 第１樹脂フィルムの製造方法の一例を示す図で、（ａ）〜（ｅ）は、図１（ａ）にある第１樹脂フィルム１０ｂを例とした、製造工程別の断面図である。 別の多層回路基板の製造例を示す図で、（ａ）は、多層回路基板１０１の製造途中における樹脂フィルム１２ａ，１２ｂ，３０ａ〜３０ｃの積層配置を示す模式的な断面図であり、（ｂ）は、製造された多層回路基板１０１の模式的な断面図である。 製造された多層回路基板１０１の断面を電子顕微鏡により観察した、ＳＥＭ写真である。 （ａ）〜（ｆ）は、図６（ａ）にある第１樹脂フィルム１２ｂを例とした、第１樹脂フィルムの製造工程別の断面図である。 本発明に係る製造方法の別の例を示す図で、（ａ）は、多層回路基板１１０の製造途中における樹脂フィルム２０ａ〜２０ｆ，３１ａ〜３１ｄの積層配置を示す模式的な断面図であり、（ｂ）は、製造された多層回路基板１１０の模式的な断面図である。 特許文献１と同様の従来の代表的な多層回路基板の製造方法を説明する図で、（ａ）〜（ｆ）は、多層回路基板９０の製造工程別の断面図である。

本発明は、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムの積層体を加熱加圧して、該樹脂フィルムを相互に貼り合わせて製造する、多層回路基板の製造方法に関する。以下、本発明を実施するための形態を、図に基づいて説明する。

図１は、本発明に係る多層回路基板の製造方法の一例を示す図で、図１（ａ）は、多層回路基板１００の製造途中における樹脂フィルム１０ａ，１０ｂ，３０ａ〜３０ｃの積層配置を示す模式的な断面図であり、図１（ｂ）は、製造された多層回路基板１００の模式的な断面図である。尚、図１に示す多層回路基板１００の各部について、図１０に示した多層回路基板９０と同様の部分については、同じ符号を付した。図２は、図１（ａ）の第１基材１０と第２基材３０の具体例であるＰＥＥＫ／ＰＥＩ＝３０／７０（結晶性）とＰＥＥＫ／ＰＥＩ＝３０／７０（非結晶）について、昇温過程における動的弾性率の変化の様子を測定した図である。

図１に示す多層回路基板１００は、熱可塑性樹脂からなる第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂと第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃの積層体を加熱加圧して、該第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂと第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃを相互に貼り合わせて製造する。

図１（ａ）に示すように、第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂは、結晶性の第１基材１０からなり、表面に金属箔からなる導体パターンＰが形成されている。尚、図１（ａ）に示す第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂは、第１基材１０の両側表面に導体パターンＰが形成された、両面導体パターンフィルムである。また、第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂの第１基材１０における所定位置には、それぞれ、導電材料４ｂが埋め込まれた貫通穴が形成されており、該導電材料４ｂが焼結することによって両側表面に形成された導体パターンＰが電気接続されるようになっている。

図１（ａ）に示す第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃは、図２に示すように結晶化転移に伴い弾性率に極小が現れる、非結晶の第２基材３０からなる。第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂと異なり、第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃの表面には、金属箔からなる導体パターンＰが形成されていない。尚、図１（ａ）に示す第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃにおいても、第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂの導体パターンＰと対向する所定の位置に、導電材料４ｂが埋め込まれた貫通穴が形成されている。

上記第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂの第１基材１０と第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃの第２基材３０の具体例としては、いずれも、電気的特性や耐薬品性等の基本特性に優れる特徴を有した、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）と該ポリエーテルエーテルケトン樹脂と完全相溶系をなすポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ）の混合材からなる構成とする。また、上記第１基材１０と第２基材３０は、同一組成で、結晶化度だけが異なる構成としてもよい。図２に示す第１基材１０のＰＥＥＫ／ＰＥＩ＝３０／７０（結晶性）と第２基材３０のＰＥＥＫ／ＰＥＩ＝３０／７０（非結晶）は、ＰＥＥＫ／ＰＥＩの重量％が３０／７０の同一組成で、結晶化度だけが異なっている。すなわち、第１基材１０のＰＥＥＫ／ＰＥＩ＝３０／７０（結晶性）は、組織の３割程度が結晶化しており、第２基材３０のＰＥＥＫ／ＰＥＩ＝３０／７０（非結晶）は、組織全体が非結晶である。第１基材１０と第２基材３０の結晶化度の違いによって、同一組成ではあっても、図２に示すように、結晶性の第１基材１０は温度上昇に伴って弾性率が漸減するのに対して、非結晶の第２基材３０は結晶化転移に伴い弾性率に極小が現れる。

上記第１基材１０からなり導体パターンＰが形成されている第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂと第２基材３０からなる第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃについて、図１（ａ）に示すように、第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂの導体パターンＰが形成された面に対向するように、第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃを積層配置する。尚、図１（ａ）においては、第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂと第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃの積層体の最外層として、パターン化されていない金属箔２が配置されている。

次に、図１（ａ）に示す積層体を熱プレス板で加熱加圧して、第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂと第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃを一括して相互に貼り合わせる。また、この加熱加圧によって、図１（ａ）に示す導電材料４ｂが焼結して接続導体４ｃに変わり、異なる層にある導体パターンＰ間が電気接続される。この加熱加圧の際には、高価な緩衝材を用いることなく、図１（ａ）に示す積層体の最外層として配置されたパターン化されていない金属箔２に対して、熱プレス板を直接接触させて加熱加圧する。尚、積層体の最外層に第１樹脂フィルムのパターン化された金属箔２（導体パターンＰ）が配置される場合には、該金属箔２に対して熱プレス板を直接接触させて加熱加圧してもよい。

上記積層体の加熱加圧によって、図１（ｂ）に示す多層回路基板１００が製造される。尚、図１（ｂ）の多層回路基板１００の最外層となっている金属箔２を、所定形状の導体パターンＰにエッチング加工することによって、多層回路基板１００が完成する。

上記多層回路基板１００の製造方法の特徴は、２種類の樹脂フィルムを使用する点にある。すなわち、導体パターンＰが形成された結晶性の第１基材１０からなる第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂと、導体パターンＰが形成されていない非結晶の第２基材３０からなる第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃである。また、上記製造方法においては、第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂの導体パターンＰが形成された面に対向して第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃを積層配置し、加熱加圧により第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂと第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃを相互に貼り合わせる。

図１（ａ）に示す第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂと第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃの積層体を加熱加圧するに際して、結晶性の第１基材１０からなる第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂは、図２に示すように、第１基材１０の弾性率が温度の上昇と共に漸減し、第１基材１０の融点に至るまで徐々に柔らかくなる。一方、非結晶の第２基材３０からなる第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃは、図２に示すように、第２基材３０の融点に至る温度上昇の途中で結晶化転移を伴い、第２基材３０の弾性率に極小が現れる。すなわち、第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃは、加熱加圧する際の温度上昇の過程で第２基材３０の結晶化転移が開始すると、急激に弾性率が低下して軟化する。弾性率の極小点を過ぎて結晶化転移が終了し、結晶性を有した状態に変化した後では、第２基材３０は、結晶性の第１基材１０と同様に温度上昇に伴って弾性率が漸減し、融点に至るまで徐々に柔らかくなる。

図１に示す多層回路基板１００の製造方法は、加熱加圧する際の昇温過程における上記第１基材１０と第２基材３０の弾性率変化の違いを利用するものである。すなわち、融点に至るまで徐々に柔らかくなる結晶性の第１基材１０の表面に導体パターンＰを配置し、これを第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂとして、加熱加圧時の昇温過程で導体パターンＰの変形や位置ズレが起き難い状態にしておく。一方、融点に至る昇温途中で結晶化転移に伴う弾性率の極小が現れる非結晶の第２基材３０の表面には導体パターンＰを形成せず、これを第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃとして、第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂの導体パターンＰが形成された面に対向して積層配置する。該第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂと第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃの積層体を加熱加圧すると、図２に示すように、第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂがあまり軟化せず、導体パターンＰの変形や位置ズレが起き難い昇温途中の早い段階で、第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃの第２基材３０を結晶化転移させることができる。この時、第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃの第２基材３０は、弾性率が急激に減少して、流動化し易い状態になる。これによって、第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂに形成されている導体パターンＰは初期の形状や位置を維持したまま、軟化して流動化した第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃの第２基材３０が、第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂの導体パターンＰの周りにおける段差を埋める。

上記第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃの第２基材３０の結晶化転移が終了した後、引き続き第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂの第１基材１０の融点と第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃの第２基材３０の融点のいずれか低いほうの融点直下まで昇温して、該第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂと第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃを相互に貼り合わせて多層回路基板１００を製造する。上記製造方法によって製造された図１（ｂ）に示す多層回路基板１００において、初期の第２基材３０からなる基材の各部１１ａ〜１１ｃは、不可逆的に結晶状態が変化しており、結晶性を有している。このため、全体として結晶性の基材１０，１１ａ〜１１ｃからなる図１（ｂ）の多層回路基板１００は、高い耐熱性を有している。すなわち、上記多層回路基板１００の製造方法は、第２基材３０の結晶化転移に伴う弾性率の極小を利用するものであり、低融点で軟化する基材（樹脂フィルム）を採用するものではない。このため、製造される多層回路基板１００においては、高い耐熱性を確保することができる。

以上のようにして、図１に示す多層回路基板１００の製造方法は、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム１０ａ，１０ｂ，３０ａ〜３０ｃの積層体を加熱加圧して、該樹脂フィルム１０ａ，１０ｂ，３０ａ〜３０ｃを相互に貼り合わせて製造する多層回路基板の製造方法であって、耐熱性を劣化させることなく、導体パターンＰの変形や位置ズレおよび導体パターンＰの周りでの空隙発生が起き難い多層回路基板の製造方法となっている。

図１の多層回路基板１００の製造方法において、第１基材１０と第２基材３０は、結晶化度だけが異なる同一組成の基材であった。第１基材１０と第２基材３０は、これに限らず、結晶化度が異なれば、同一組成でなくてもよい。

図３は、図２のＰＥＥＫ／ＰＥＩ＝３０／７０（結晶性）とＰＥＥＫ／ＰＥＩ＝３０／７０（非結晶）に追加して、異なる組成のＰＥＥＫ／ＰＥＩ＝２０／８０（非結晶）とＰＥＥＫ／ＰＥＩ＝４０／６０（非結晶）の昇温過程における動的弾性率の変化の様子を比較して示した図である。

ＰＥＥＫとＰＥＩの混合材からなる第１基材１０と第２基材３０は、電気的特性や耐薬品性等の基本特性に優れると共に、ＰＥＥＫとＰＥＩの含有濃度を変えるだけで、第１基材１０と第２基材３０の融点を、結晶性と独立して適宜所望の値に設定することができる。

図１の第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃを構成する第２基材３０として、例えば、図３に示す融点の異なったＰＥＥＫ／ＰＥＩ＝２０／８０（非結晶）やＰＥＥＫ／ＰＥＩ＝４０／６０（非結晶）を採用することが可能で、これらの選択により第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂとの貼り合わせ温度を適宜設定することができる。

例えば、非結晶の第２基材３０におけるＰＥＩの含有濃度が、７０重量％より大きく、結晶性の第１基材１０におけるＰＥＩの含有濃度が、７０重量％より小さいように設定する。この場合には、貼り合わせ温度域を３１０℃前後（±１０℃程度）に設定することができ、該貼り合わせ温度域で第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂと第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃの貼り合わせおよび導体パターンＰ間の接続導体４ｂの焼結を、一括して行うことができる。

一方、第１基材１０と第２基材３０を結晶化度だけが異なる同一組成の基材とした場合には、第１基材１０と第２基材３０の熱膨張率等の物性が加熱加圧後において等しくなるため、均一な絶縁基材を有する多層回路基板１００を製造することができる。

図１に示した多層回路基板１００の製造方法は、第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂとして第１基材１０の両側表面に導体パターンＰが形成された両面導体パターンフィルムを採用し、第２基材３０に導電材料４ｂが埋め込まれた第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃを採用した構成となっていた。この構成によれば、第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃを、第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂに形成されている導体パターンＰの周りの段差埋め込みに用いるだけでなく、隣り合った層にある導体パターンＰ間を接続する回路要素の接続導体の保持層として利用することができる。

また、図１に示す多層回路基板１００の製造方法において、第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂに形成されている導体パターンＰは、第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃと対向して貼り合わされるため、製造される多層回路基板１００の内層の導体パターンＰとなる。図１の多層回路基板１００の製造方法においては、樹脂フィルム１０ａ，１０ｂ，３０ａ〜３０ｃの積層体の最外層として、パターン化されていない金属箔２が配置された構成としていた。これによれば、該積層体を、熱プレス板によって、より均一に加熱加圧することができる。その後、均一にプレスされて製造された多層回路基板１００の両側表面にある金属箔２を、所定の導体パターンＰにエッチング加工していた。しかしながら、この製造方法に限らず、積層体の最外層を導体パターンのある第１樹脂フィルムとして、多層回路基板の両側表面に形成する導体パターンを、加熱加圧による貼り合わせ前に予め形成しておくようにしてもよい。

次に、図１の多層回路基板１００の製造に用いた、第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃと第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂの好ましい製造方法について説明する。

図４は、第２樹脂フィルムの製造方法の一例を示す図で、図４（ａ）〜（ｃ）は、図１（ａ）にある第２樹脂フィルム３０ａを例とした、製造工程別の断面図である。

最初に、図４（ａ）に示す非結晶の第２基材３０を準備する。次に、図４（ｂ）に示すように、レーザ加工によって、第２基材３０に貫通穴Ｈを形成する。最後に、図４（ｃ）に示すように、貫通穴Ｈに導電材料４ｂを充填する。尚、第２基材３０の貫通穴Ｈに充填する導電材料４ｂは、図１０に示した導電ペースト４と異なり、室温より高い所定の温度で融解する導電材料であることが好ましい。例えば、金属フィラーとパラフィン等の低融点固体分散剤（室温では固体状態で低い温度で融解する）との混合物からなる導電材料４ｂを用い、加熱しながら第２基材３０の貫通穴Ｈに充填する。充填した後で第２基材３０を冷却すれば、導電材料４ｂが固化するため、第２樹脂フィルム３０ａの取り扱いが容易になる。

以上で、非結晶の第２樹脂フィルム３０ａが製造できる。

図５は、第１樹脂フィルムの製造方法の一例を示す図で、図５（ａ）〜（ｅ）は、図１（ａ）にある第１樹脂フィルム１０ｂを例とした、製造工程別の断面図である。

最初に、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、図４（ａ）と同様の非結晶の第２基材３０を準備し、図４（ｂ）および図４（ｃ）と同様にして、第２基材３０に貫通穴Ｈを形成し、貫通穴Ｈに導電材料４ｂを充填する。次に、図５（ｄ）に示すように、図５（ｃ）の第２基材３０の両側に金属箔２を配置して積層し、熱プレス板により加熱加圧して、これらを貼り合わせる。この加熱加圧後、徐冷することによって、非結晶であった第２基材３０が、結晶性の第１基材１０に変わる。最後に、図５（ｅ）に示すように、金属箔２をエッチング加工して、導体パターンＰを形成する。

以上で、結晶性の第１樹脂フィルム１０ｂが製造できる。

図５に示した第１樹脂フィルム１０ｂの製造方法と図４に示した第２樹脂フィルム３０ａの製造方法からわかるように、図１の多層回路基板１００の製造方法において用いられている第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂの第１基材１０と第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃの第２基材３０は、同じ第２基材３０から製造されており、同一厚さの基材である。これによれば、第１基材１０と第２基材３０を異なる厚さとする場合に較べて、出発材料として同じ第２基材３０を用いることができるため、第１基材１０と第２基材３０の製造コストを低減することができる。

図６は、別の多層回路基板の製造例を示す図で、図６（ａ）は、多層回路基板１０１の製造途中における樹脂フィルム１２ａ，１２ｂ，３０ａ〜３０ｃの積層配置を示す模式的な断面図であり、図６（ｂ）は、製造された多層回路基板１０１の模式的な断面図である。尚、図６に示す多層回路基板１０１の各部について、図１に示した多層回路基板１００と同様の部分については、同じ符号を付した。図７は、製造された多層回路基板１０１の断面を電子顕微鏡により観察した、ＳＥＭ写真である。また、図８（ａ）〜（ｆ）は、図６（ａ）にある第１樹脂フィルム１２ｂを例とした、第１樹脂フィルムの製造工程別の断面図である。

図６に示す多層回路基板１０１の製造方法は、図１に示した多層回路基板１００の製造方法と比較して、第１樹脂フィルム１２ａ，１２ｂを用いる点だけが異なっている。図６に示す第１樹脂フィルム１２ａ，１２ｂは、図１の第１樹脂フィルム１０ａ，１０ｂと同様に、熱可塑性樹脂からなる結晶性の第１基材１２からなり、表面に金属箔からなる導体パターンＰが形成されている。また、該第１基材１２には、ガラス繊維織布Ｇが埋め込まれている。図６に示す多層回路基板１０１は、該第１樹脂フィルム１２ａ，１２ｂと図１と同様の非結晶の第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃからなる積層体を加熱加圧して、該第１樹脂フィルム１２ａ，１２ｂと第２樹脂フィルム３０ａ〜３０ｃを相互に貼り合わせて製造する。従って、図６に示す多層回路基板１０１についても、図１に示した多層回路基板１００と同様にして、高耐熱で、導体パターンＰの変形や位置ズレおよび導体パターンＰの周りでの空隙発生を抑制して製造できることは言うまでもない。

図７に示すように、導体パターンＰの変形や位置ズレがなく、製造途中において非結晶の第２基材３０が流動化し、導体パターンＰの周りに結晶化した基材１１ｂが入り込んで、空隙の発生が防止されている。

図６に示すガラス繊維織布Ｇが埋め込まれた第１樹脂フィルム１２ｂの製造についても、最初に、図８（ａ）に示すように、非結晶の第２基材３０を準備して、ガラス繊維織布Ｇを該第２基材３０の間に挟み込んで積層する。次に、該積層体を熱プレス板により加熱加圧して貼り合わせる。この加熱加圧後、徐冷することによって、図８（ｂ）に示すように、非結晶であった第２基材３０が、結晶性でガラス繊維織布Ｇが埋め込まれた第１基材１２に変わる。以後の工程は、図８（ｃ）に示すように、第１基材１２に貫通穴Ｈを形成し、図８（ｄ）に示すように、貫通穴Ｈに導電材料４ｂを充填する。次に、図８（ｅ）に示すように、第１基材１２の両側に金属箔２を貼り合わせ、最後に、図８（ｆ）に示すように、金属箔２をエッチング加工して、導体パターンＰを形成する。

以上で、結晶性でガラス繊維織布Ｇが埋め込まれた第１樹脂フィルム１２ｂが製造できる。

以上の図８に示した第１樹脂フィルム１２ｂの製造方法についても、第１基材１２が同じ第２基材３０を用いて形成されており、第１基材１２の製造コストを低減することができる。従って、図６に示す多層回路基板１０１の製造においても、第１基材１２と第２基材３０の製造コストを低減することができる。

図９は、本発明に係る製造方法の別の例を示す図で、図９（ａ）は、多層回路基板１１０の製造途中における樹脂フィルム２０ａ〜２０ｆ，３１ａ〜３１ｄの積層配置を示す模式的な断面図であり、図９（ｂ）は、製造された多層回路基板１１０の模式的な断面図である。尚、図９に示す多層回路基板１１０の各部について、図１０に示した多層回路基板９０と同様の部分については、同じ符号を付した。

図９に示す多層回路基板１１０の製造方法においては、図１０の多層回路基板９０の製造に用いた樹脂フィルム２０ａ〜２０ｆが、第１樹脂フィルムとして用いられている。該第１樹脂フィルム２０ａ〜２０ｆは、熱可塑性樹脂からなる結晶性の第１基材１の片側表面に導体パターンＰが形成されてなる、片面導体パターンフィルムである。該第１樹脂フィルム２０ａ〜２０ｆと共に、熱可塑性樹脂からなる非結晶の第２樹脂フィルム３１ａ〜３１ｄを用いる。第２樹脂フィルム３１ａ〜３１ｄの第２基材３１の表面に導体パターンＰは形成されていないが、図９（ａ）の積層配置に示すように、第１樹脂フィルム２０ａ〜２０ｆの導体パターンＰ１と対向する位置に、該導体パターンＰ１より小さな幅で、貫通穴Ｈ１が形成されている。

上記第１樹脂フィルム２０ａ〜２０ｆと第２樹脂フィルム３１ａ〜３１ｄを図９（ａ）に示すように積層し、該積層体を加熱加圧して、第１樹脂フィルム２０ａ〜２０ｆおよび第２樹脂フィルム３１ａ〜３１ｄを相互に貼り合わせる。これによって、第２樹脂フィルム３１ａ〜３１ｄの第２基材３１が昇温途中の結晶化転移時に流動化して導体パターンＰの周りを埋め込んで結晶化された基材１３となり、図９（ｂ）に示す多層回路基板１１０が製造される。図９に示す多層回路基板１１０についても、図１に示した多層回路基板１００と同様にして、高耐熱で、導体パターンＰの変形や位置ズレおよび導体パターンＰの周りでの空隙発生を抑制して製造できることは言うまでもない。

特に、図９に示す多層回路基板１１０の製造方法では、第２樹脂フィルム３１ａ〜３１ｄに貫通穴Ｈ１を適宜形成することにより、結晶化転移に伴う第２樹脂フィルム３１ａ〜３１ｄの第２基材３１の流動化時において、第１樹脂フィルム２０ａ〜２０ｆに形成されている導体パターンＰ１の周りの段差埋め込みに必要な第２基材３１の移動量を小さくして、導体パターンＰ１の変形や位置ズレをよりし小さくすることができる。

以上に示したように、上記した多層回路基板の製造方法は、いずれも、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムの積層体を加熱加圧して、該樹脂フィルムを相互に貼り合わせて製造する多層回路基板の製造方法であって、耐熱性を劣化させることなく、導体パターンの変形や位置ズレおよび導体パターンの周りでの空隙発生が起き難い多層回路基板の製造方法となっている。

１００，１０１，１１０ 多層回路基板
１０ａ，１０ｂ，１２ａ，１２ｂ，２０ａ〜２０ｆ 第１樹脂フィルム
１０，１２ 第１基材
Ｐ，Ｐ１ 導体パターン
３０ａ〜３０ｃ，３１ａ〜３１ｄ 第２樹脂フィルム
３０，３１ 第２基材
Ｈ，Ｈ１ 貫通穴
４ｂ 導電材料
２ 金属箔

Claims (13)

1. 熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムの積層体を加熱加圧して、該樹脂フィルムを相互に貼り合わせて製造する多層回路基板の製造方法であって、
   前記樹脂フィルムが、
   結晶性の第１基材からなり、表面に金属箔からなる導体パターンが形成された第１樹脂フィルムと、
   結晶化転移に伴い弾性率に極小が現れる非結晶の第２基材からなり、表面に金属箔からなる導体パターンが形成されていない第２樹脂フィルムとからなり、
   前記第１樹脂フィルムの前記導体パターンが形成された面に対向して、前記第２樹脂フィルムを積層配置し、
   加熱加圧により、前記第１樹脂フィルムと前記第２樹脂フィルムを相互に貼り合わせることを特徴とする多層回路基板の製造方法。
2. 前記第１基材と前記第２基材が、いずれも、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）と該ポリエーテルエーテルケトン樹脂と完全相溶系をなすポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ）の混合材からなることを特徴とする請求項１に記載の多層回路基板の製造方法。
3. 前記第２基材におけるポリエーテルイミド樹脂の含有濃度が、前記第１基材におけるポリエーテルイミド樹脂の含有濃度より大きいことを特徴とする請求項２に記載の多層回路基板の製造方法。
4. 前記第２基材におけるポリエーテルイミド樹脂の含有濃度が、７０重量％より大きく、
   前記第１基材におけるポリエーテルイミド樹脂の含有濃度が、７０重量％より小さいことを特徴とする請求項３に記載の多層回路基板の製造方法。
5. 前記第１基材と前記第２基材が、同一組成の基材であることを特徴とする請求項１または２に記載の多層回路基板の製造方法。
6. 前記樹脂フィルムの積層体の最外層として、パターン化されていない金属箔が配置されてなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の多層回路基板の製造方法。
7. 前記積層体の最外層に配置された金属箔に対して、熱プレス板を直接接触させて、加熱加圧することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の多層回路基板の製造方法。
8. 前記第１樹脂フィルムが、
   前記第１基材の両側表面に前記導体パターンが形成されてなる、両面導体パターンフィルムであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の多層回路基板の製造方法。
9. 前記第２樹脂フィルムにおいて、
   前記第１樹脂フィルムの前記導体パターンと対向する位置に、導電材料が埋め込まれた貫通穴が形成されてなることを特徴とする請求項８に記載の多層回路基板の製造方法。
10. 前記第１樹脂フィルムが、
    前記第１基材の片側表面に前記導体パターンが形成されてなる、片面導体パターンフィルムであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の多層回路基板の製造方法。
11. 前記第２樹脂フィルムにおいて、
    前記第１樹脂フィルムの前記導体パターンと対向する位置に、該導体パターンより小さな幅で、貫通穴が形成されてなることを特徴とする請求項１０に記載の多層回路基板の製造方法。
12. 前記第１基材と前記第２基材が、同一厚さの基材であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の多層回路基板の製造方法。
13. 前記第１基材が、ガラス繊維織布が埋め込まれてなる基材であり、
    前記第１基材が、前記ガラス繊維織布を前記第２基材の間に挟み込んで加熱加圧することにより形成されてなることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の多層回路基板の製造方法。