JP2015095562A - 導電ペーストの充填方法、および多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを低減し且つ生産性を向上させることが可能な導電ペーストの充填方法、および多層プリント配線板の製造方法を提供する。【解決手段】実施形態に係る導電ペーストの充填方法は、金属箔張積層板３の主面１ａに保護フィルム６を設ける工程と、有底ビアホール７，８，９を形成する工程と、保護フィルム６を表面から途中まで除去して底面に有底ビアホール７，８，９が露出した導電ペースト流動用溝１１を形成する工程と、保護フィルム６上にハウジング部材３０を配置することにより、導電ペースト注入用流路３１および真空排気用流路３２を導電ペースト流動空間Ｓに連通させる工程と、真空排気用流路３２を介して導電ペースト流動空間Ｓを減圧する工程と、導電ペースト注入用流路３１を介して導電ペースト２０を導電ペースト流動空間Ｓに注入することにより有底ビアホール７，８，９内に導電ペースト２０を充填する工程とを備える。【選択図】図１Ｃ

Description

本発明は、導電ペーストの充填方法、および多層プリント配線板の製造方法に関し、より詳しくは、プリント配線板の有底ビアホール（非貫通の導通用孔）に導電ペーストを充填する方法、および、該方法を用いた多層プリント配線板の製造方法に関する。

電子機器の小型化及び高機能化の進展に伴って、プリント配線板に対して高密度化の要求が高まっている。この要求に応えるため、複数のプリント配線板を積層した多層プリント配線板が開発されている。

また、近年、ノートパソコン、デジタルカメラ、携帯通信機器およびゲーム機などの電子機器が扱う情報量は大幅に増加しており、信号伝送速度はますます高速化する傾向にある。例えばパソコンの場合、２０１０年から２０１１年にかけて、伝送速度が６Ｇｂｐｓの伝送規格へ移行している。このため、プリント配線板を設計する際、伝送線路における信号損失を考慮することがますます重要になっている。

さらなる信号速度の増加や伝送線路の長延化に対応するため、液晶ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ：ＬＣＰ）をフレキシブルプリント配線板の絶縁層に適用することが検討されている。液晶ポリマーは誘電率および誘電正接（ｔａｎδ）が低いため、誘電体損失が小さく、伝送損失を低減することが可能である。

しかしながら、液晶ポリマーは、厚さ方向の熱膨張係数が従来のフレキシブルプリント配線板で使用される絶縁材料（ポリイミド等）に比べて大きい。このため、層間接続路として従来一般的に用いられるめっきスルーホールとの熱膨張係数の差が大きく、温度サイクル等に対する接続信頼性を十分に確保できないおそれがある。伝送損失を低減するために液晶ポリマー層を厚くするにつれて、接続信頼性を確保することが困難になる。

そこで、めっきスルーホールに代えて、有底ビアホールに導電ペーストを充填して形成される導電ビアにより層間接続を行う提案がなされている（特許文献１、特許文献２）。

また、エアボイドの混入を防止する観点から、真空印刷機を用いて導電ペーストを有底ビアホールに充填することが記載されている（特許文献３、特許文献４）。

真空印刷機は、印刷対象の基材（有底ビアホールが形成された穿孔基材）、印刷版、スキージ等を含む系全体を真空排気した後、スキージを走査し、導電ペーストを有底ビアホール内に充填していく。この際、導電ペーストが充填されずに空隙（ボイド）が有底ビアホール内に発生する場合がある。この空隙内はほぼ真空状態であることから、印刷終了後に系を大気圧に戻すことで空隙は消失する。

このように真空環境下で導電ペーストの印刷を行うことで、いわゆるエアボイドが導電ペースト内に発生することが防止される。

特開２０１１−６６２９３号公報 特開２００７−９６１２１号公報 特開２００２−２１７５０９号公報 特開２００８−７８６５７号公報

しかしながら、真空印刷機は、大がかりな真空排気系を有し、導入コストが高い。さらに、真空印刷機を用いた印刷工程は、印刷毎に系全体の真空引きと大気開放が必要であるため、比較的長い時間を要する。

上記のように、従来、有底ビアホールに導電ペーストを充填するには、高価な真空印刷機が必要になる上、系全体の真空引きと大気開放に伴って導電ペーストの充填に比較的長い時間を要するため生産性が低いという課題があった。

そこで、本発明は、有底ビアホール内に充填された導電ペーストにエアボイドが混入することを防止できるとともに、製造コストを低減し且つ生産性を向上させることが可能な導電ペーストの充填方法、および、該導電ペーストの充填方法を用い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。

本発明の一態様による導電ペーストの充填方法は、
第１の主面および前記第１の主面の反対側の第２の主面を有する絶縁基材と、前記絶縁基材の前記第２の主面に設けられた金属箔とを有する金属箔張積層板を準備する工程と、
前記金属箔張積層板の前記第１の主面に保護フィルムを設ける工程と、
前記保護フィルムおよび前記絶縁基材を部分的に除去することにより、底面に前記金属箔が露出した有底ビアホールを形成する穿孔工程と、
前記保護フィルムを表面から途中まで除去して、底面に前記有底ビアホールが露出した導電ペースト流動用溝を形成する溝形成工程と、
導電ペースト注入用流路および真空排気用流路が設けられたハウジング部材であって、前記導電ペースト注入用流路および前記真空排気用流路の一端が開口した開口面を有する、ハウジング部材を準備するハウジング部材準備工程と、
前記開口面が前記保護フィルムに対向するように前記ハウジング部材を前記保護フィルム上に配置することにより、前記導電ペースト注入用流路および前記真空排気用流路を、前記有底ビアホール、前記導電ペースト流動用溝および前記ハウジング部材の前記開口面により画成される導電ペースト流動空間に連通させるハウジング部材配置工程と、
前記真空排気用流路を介して前記導電ペースト流動空間を減圧する工程と、
前記導電ペースト注入用流路を介して導電ペーストを前記導電ペースト流動空間に注入することにより、前記有底ビアホール内に前記導電ペーストを充填する充填工程と、
を備えることを特徴とする。

本発明の一態様による多層プリント配線板の製造方法は、
前記導電ペーストの充填方法により前記金属箔張積層板に形成された有底ビアホールに導電ペーストが充填された第１および第２の配線基材を準備する工程と、
前記保護フィルムが有する接着剤層を前記第１の配線基材に残すように前記第１の配線基材の前記保護フィルムを剥離し、前記有底ビアホールに充填された導電ペーストの一部を突出させる工程と、
前記第２の配線基材の前記保護フィルムを、前記保護フィルムが有する微粘着性の接着剤層とともに剥離し、前記有底ビアホールに充填された導電ペーストの一部を突出させる工程と、
前記第１および第２の配線基材を、前記導電ペーストの突出部同士が当接するように積層し、前記積層された第１および第２の配線基材を加熱して一体化する一体化工程と、
を備えることを特徴とする。

本発明では、ハウジング部材を保護フィルム上に配置し、有底ビアホール、導電ペースト流動用溝およびハウジング部材の開口面により画成される導電ペースト流動空間を減圧した状態で、ハウジング部材の導電ペースト注入用流路を介して導電ペーストを導電ペースト流動空間に注入する。

よって、本発明によれば、導電ペースト流動空間は減圧されているため、有底ビアホール内に充填された導電ペースト中にエアボイドが混入することを防止できる。

さらに、本発明によれば、導電ペースト流動空間のみを局所的に減圧すればよいため、真空印刷機が不要となり、製造コストを低減することができる。

また、本発明によれば、導電ペースト流動空間のみを局所的に減圧すればよいため、減圧工程に要する時間を大幅に短縮することができ、生産性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法を説明するための工程断面図である。 （ａ）は図１Ａに続く、本発明の実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法を説明するための工程断面図であり、（ｂ）はハウジング部材３０を保護フィルム６上に配置した状態におけるハウジング部材３０の一部平面図である。 図１Ｂ（ａ）に続く、本発明の実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法を説明するための工程断面図である。 図１Ｃに続く、本発明の実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法を説明するための工程断面図である。 図１Ｄに続く、本発明の実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法を説明するための工程断面図である。 （ａ）はハウジング部材３０の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 複数の有底ビアホール１２を通るように一筆書き状に形成された導電ペースト流動用溝１３を示す平面図である。 （ａ）はモニタ用貫通孔３３に透明材料３４が気密に嵌め込まれたハウジング部材３０Ｐが保護フィルム６上に配置された状態を示す断面図であり、（ｂ）はハウジング部材３０Ｐの一部平面図である。 （ａ）はモニタ用貫通孔３５に透明材料３４が気密に嵌め込まれたハウジング部材３０Ｑが保護フィルム６上に配置された状態を示す断面図であり、（ｂ）はハウジング部材３０Ｑの一部平面図である。 両面金属箔張積層板を用いる場合における、導電ペーストの充填方法を説明するための工程断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、各図において同等の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、同一符号の構成要素の詳しい説明は繰り返さない。また、図面は模式的なものであり、実施形態に係る特徴部分を中心に示すものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。

本発明の実施形態について、図１Ａ〜図１Ｅおよび図２を参照して説明する。図１Ａ〜図１Ｅは、本実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法を説明するための工程断面図である。図２（ａ）は、有底ビアホールに導電ペーストを充填するために使用されるハウジング部材３０の平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

まず、図１Ａ（１）に示すように、主面１ａおよび主面１ａの反対側の主面１ｂを有する絶縁基材１と、絶縁基材１の主面（下面）１ｂに設けられた金属箔２とを有する金属箔張積層板３を準備する。

金属箔張積層板３は、例えば、片面銅張積層板である。この場合、絶縁基材１は、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリイミドまたはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等からなる可撓性絶縁フィルム（例えば１００μｍ厚）であり、金属箔２は、銅箔（例えば１２μｍ厚）である。なお、金属箔２は、銅以外の金属（銀、アルミニウムなど）からなるものでもよい。

なお、絶縁基材１は、絶縁フィルムに限らず、ガラスエポキシ基板などのリジッドプリント配線板用の絶縁基板であってもよい。

次に、図１Ａ（１）に示すように、金属箔張積層板３の主面１ａに保護フィルム６を設ける。保護フィルム６は、接着剤層４と、絶縁フィルム５とを有する。

保護フィルム６は、絶縁基材１の主面１ａに接着剤層４（例えば厚さ１５μｍのローフローボンディングシート）をラミネートした後、接着剤層４上に絶縁フィルム５（例えば２５μｍ厚のＰＥＴ）を貼り合わせることにより設ける。別の方法として、絶縁フィルム５の片面に接着剤層４を設けた保護フィルム６を準備し、この保護フィルム６を絶縁基材１に貼り合わせてもよい。

上記いずれの方法においても、接着剤層４、あるいは絶縁フィルム５の片面に接着剤層４を設けた保護フィルム６をラミネートする際、後述の一体化工程において配線基材同士を接着させるのに必要な接着性が残るように、接着剤層４の熱硬化温度よりも低い温度でラミネートすることが必要である。

次に、図１Ａ（２）に示すように、保護フィルム６および絶縁基材１を部分的に除去することにより、底面に金属箔２が露出した有底ビアホール７，８，９を形成する（穿孔工程）。有底ビアホール７，８，９の径は、例えばφ１５０μｍ〜２００μｍである。

なお、穿孔工程において形成する有底ビアホールの個数は、３個に限らず、任意の個数でよい。

また、穿孔工程において、図１Ａ（２）に示すように、保護フィルム６および絶縁基材１を部分的に除去することにより、ダミー有底ビアホール１０を形成してもよい。例えば、外形加工等により最終的に破棄される領域にダミー有底ビアホール１０を形成する。

このダミー有底ビアホール１０は、後述するハウジング部材３０が保護フィルム６上に配置された状態において、導電ペースト流動空間Ｓに連通し、かつ、有底ビアホール９とハウジング部材３０の真空排気用流路３２との間に位置する。有底ビアホール９は、有底ビアホール７，８，９のうち最も真空排気用流路３２に近い有底ビアホールである。

ダミー有底ビアホール１０は複数形成してもよい。これらのダミー有底ビアホール１０は、連続して設けられ、後述の導電ペースト流動用溝１１で接続される。

ダミー有底ビアホール１０は、有底ビアホール７，８，９を形成する穿孔工程とは別の工程で形成してもよい。ダミー有底ビアホール１０は、必ずしも底面に金属箔２が露呈している必要はない。

次に、図１Ａ（３）に示すように、保護フィルム６を表面から途中まで除去して、底面に有底ビアホール７，８，９が露出した導電ペースト流動用溝１１を形成する（溝形成工程）。導電ペースト流動用溝１１は有底ビアホール７，８，９を繋ぐ溝である。なお、導電ペースト流動用溝１１の深さは例えば１０μｍ〜１５μｍである。導電ペースト流動用溝１１の幅は例えば１００μｍである。

穿孔工程および溝形成工程を経て、図１Ａ（３）に示す穿孔基材１９が得られる。

有底ビアホールを複数形成した場合、複数の有底ビアホール７，８，９を繋ぐように導電ペースト流動用溝１１を形成する（後述の図１Ｂ（ｂ）参照）。有底ビアホール７，８，９の各々は、導電ペースト流動用溝１１の底面に全て露出している必要はない。

有底ビアホール７，８，９、ダミー有底ビアホール１０および導電ペースト流動用溝１１は、レーザ加工により形成することが好ましい。この場合、加工容易性の観点から炭酸ガスレーザ等の赤外線レーザを使用することが好ましいが、ＵＶ−ＹＡＧレーザ等の他のレーザを用いてもよい。

炭酸ガスレーザを用いる場合、有底ビアホール７，８，９を形成する際にはビーム径を有底ビアホール７，８，９の所望の穴径に略等しくし、導電ペースト流動用溝１１を形成する際にはビーム径を導電ペースト流動用溝１１の所望の幅に略等しくする。

ここでは、三菱電機（株）製の炭酸ガスレーザ加工機（ＭＬ６０５ＧＴＸIII-５１００Ｕ２）を用いた。有底ビアホール７，８，９を形成する際、所定のアパーチャー等でビーム径を１５０μｍに調整し、パルス幅を１０μｓｅｃ、１パルスあたりのエネルギーを５ｍＪとし、５ショットで１つの有底ビアホールを形成した。導電ペースト流動用溝１１を形成する際は、所定のアパーチャー等でビーム径を１００μｍに調整し、パルス幅を５μｓｅｃ、１パルスあたりのエネルギーを３ｍＪとし、ビームが略半分ずつオーバーラップするように５０μｍピッチで走査することで導電ペースト流動用溝１１を形成した。

有底ビアホール７，８，９および導電ペースト流動用溝１１のいずれを形成する場合も、レーザの発信周波数は１ｋＨｚ〜５ｋＨｚまで変化させることが可能である。レーザの描画速度は、１ｋＨｚの場合で５０ｍｍ／秒、５ｋＨｚの場合で２５０ｍｍ／秒である。このため、導電ペースト流動用溝１１の形成に必要な加工時間は、多くとも数秒以内である。したがって、導電ペースト流動用溝１１の形成はプリント配線板の生産性に対してほとんど影響を与えない。

レーザパルスを照射した後、デスミア処理を行って、絶縁基材１と金属箔２との境界における樹脂残渣、および金属箔２の裏面の処理膜を除去する。ここで、金属膜２の裏面の処理膜とは、銅箔等の金属箔２と絶縁基材１との密着性を向上させる等の目的で、金属箔張積層板３の製造時に設けられた膜（例えばＮｉ／Ｃｒ膜）のことである。

次に、ハウジング部材３０を準備する（ハウジング部材準備工程）。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、ハウジング部材３０には、導電ペースト注入用流路３１および真空排気用流路３２が設けられている。ハウジング部材３０は、導電ペースト注入用流路３１および真空排気用流路３２の一端が開口した開口面３０ａを有する。

例えば、ハウジング部材３０は、図２（ａ），（ｂ）に示すような板状の部材である。この場合、導電ペースト注入用流路３１および真空排気用流路３２は、板状のハウジング部材３０を厚さ方向に貫通する導電ペースト注入孔および真空排気孔としてそれぞれ設けられている。導電ペースト注入用流路３１および真空排気用流路３２の他端はハウジング部材３０の上面３０ｂに開口している。

なお、導電ペースト注入用流路３１および真空排気用流路３２は、上記のような直線状の貫通孔に限らず、Ｌ字状等に曲がった流路であってもよい。例えば、導電ペースト注入用流路３１および／または真空排気用流路３２の他端は、ハウジング部材３０の側面３０ｃに開口していてもよい。

また、ハウジング部材３０の形状は、平面状の開口面３０ａを有していればよく、板状に限るものではない。

また、ハウジング部材３０は、剛性の確保等の観点から、金属（アルミ、ステンレスなど）からなることが好ましい。

次に、図１Ｂ（ａ）に示すように、開口面３０ａが保護フィルム６に対向するように保護フィルム６（穿孔基材１９）上にハウジング部材３０を配置する（ハウジング部材配置工程）。これにより、導電ペースト注入用流路３１および真空排気用流路３２を導電ペースト流動空間Ｓに連通させる。ここで、導電ペースト流動空間Ｓは、有底ビアホール７，８，９、導電ペースト流動用溝１１およびハウジング部材３０の開口面３０ａにより画成される空間である。

より具体的には、本工程において、ハウジング部材３０を穿孔基材１９に位置合わせした後、充填工程で導電ペーストがリークしないように両者を密着させる。

図１（ｂ）は、ハウジング部材３０を保護フィルム６上に配置した状態におけるハウジング部材３０の一部平面図を示している。

なお、ハウジング部材３０と保護フィルム６との間に、離型フィルム（図示せず）を介装してもよい。離型フィルムには、導電ペースト注入用流路３１の開口および真空排気用流路３２の開口に対応する位置にそれぞれ貫通孔が設けられている。

本発明において、開口面３０ａが保護フィルム６に対向するように保護フィルム６上にハウジング部材３０を配置すると述べた場合、上記のようにハウジング部材３０と保護フィルム６との間に離型フィルム等を介装する場合も含むものとする。

次に、真空排気用流路３２を介して導電ペースト流動空間Ｓを減圧する（減圧工程）。真空ポンプ等を用いて、導電ペースト流動空間Ｓを例えば０．１ｋＰａ程度に減圧する。導電ペースト流動空間Ｓを減圧することにより、有底ビアホール７，８，９に充填された導電ペースト中にエアボイドが混入するのを回避することができる。

なお、ダミー有底ビアホール１０は導電ペースト流動空間Ｓに連通しているため、減圧工程によりダミー有底ビアホール１０内の空間も減圧される。

従来の真空印刷機を用いて穿孔基材１９を含む系全体を真空引きする場合に比べて、導電ペースト流動空間Ｓの体積は極めて小さいため、減圧に要する時間は格段に短い。

次に、導電ペースト注入用流路３１を介して導電ペースト２０を導電ペースト流動空間Ｓに注入または圧入することにより、有底ビアホール７，８，９内に導電ペースト２０を充填する（充填工程）。ここで、導電ペースト２０は、ペースト状の熱硬化性樹脂である樹脂バインダー（エポキシ等）に金属粒子（銅粒子、銀粒子など）を分散させたものである。

なお、導電ペースト２０は適切な粘度のものを用いる。好ましくは、Ｂ型回転粘度計により測定した２０〜３０℃における導電ペースト２０の粘度が、５００〜２０００ｄＰａ・ｓｅｃであるものを用いる。粘度が５００ｄＰａ・ｓｅｃ未満の場合、充填性は良好であるものの、導電ペーストが揮発成分を含む組成となる。このため、真空引きを行うことにより導電ペーストの状態が変化し、その結果、安定的なプロセスの構築が困難となるおそれがある。一方、粘度が２０００ｄＰａ・ｓｅｃよりも大きい場合、導電ペーストの圧入が困難になる。

また、充填工程において、揮発する溶剤を含まない導電ペースト２０を使用することが好ましい。これにより、導電ペースト２０が減圧下で固まることを防止し、保護フィルム６（絶縁フィルム５）の剥離を容易にすることができる。

また、充填工程において、後述の一体化工程の加熱処理による熱硬化後の収縮が少ない導電ペーストを用いることが好ましい。これにより、多層プリント配線板の平坦度が損なわれることや、有底ビアホール近傍の接着や層間接続の健全性が害されることを防止できる。

また、充填工程の間、ハウジング部材３０に対して保護フィルム６の方向に導電ペースト２０の注入圧力（圧入圧力）よりも大きい圧力を加えることが好ましい。これによりハウジング部材３０は十分な圧着圧力によって保護フィルム６に密着し、その結果、導電ペースト２０がハウジング部材３０と保護フィルム６の間からリークすることを防止できる。

導電ペースト注入用流路３１を通って導電ペースト流動空間Ｓに注入された導電ペースト２０は、図１Ｃ（１）に示すように、まず、有底ビアホール７に流れ込んで、有底ビアホール７を充填する。有底ビアホール７の充填が完了すると、導電ペースト２０は、有底ビアホール７と有底ビアホール８を接続する導電ペースト流動用溝１１を伝って有底ビアホール８に流れ込み、有底ビアホール８を充填する。その後同様にして、図１Ｃ（２）に示すように、導電ペースト２０は、有底ビアホール９を充填し、その後、ダミー有底ビアホール１０に流れ込む。

導電ペースト２０がダミー有底ビアホール１０に流入した時点で、導電ペースト２０の注入を終了する。このように、導電ペースト２０がダミー有底ビアホール１０に達した時点で導電ペースト２０の注入を停止するようにすることで、導電ペースト２０が真空排気用流路３２に流入して真空排気用流路３２が詰まることを防止することができる。

上記のように、本充填工程では、導電ペースト２０は、導電ペースト流動用溝１１に沿って流動し、導電ペースト注入用流路３１の開口部から近い有底ビアホールから有底ビアホール内を順次充填していく。

導電ペースト２０の注入を終了するタイミングは、導電ペースト流動空間Ｓの体積に応じた充填量を予め決めておき、当該充填量に達した時点でもよい。あるいは、当該充填量に基づいて所定の充填速度に対する充填時間を予め決めておき、当該充填時間に達した時点で導電ペースト２０の注入を終了してもよい。

なお、体積の大きなダミー有底ビアホール１０を形成しておくことで、導電ペースト２０の充填時間のマージンを増やすことができる。

充填工程の後、図１Ｄ（１）に示すように、導電ペースト流動空間Ｓを大気開放した後、ハウジング部材３０を穿孔基材１９から取り外す。

次に、図１Ｄ（２）に示すように、ダミー有底ビアホール１０を除去する。具体的には、ダミー有底ビアホール１０をパンチ等で打ち抜いて除去したり、あるいは、ダミー有底ビアホール１０が形成された領域を裁断等により除去する。

このようにダミー有底ビアホール１０を除去しておくことで、後述の一体化工程の加熱処理によってダミー有底ビアホール１０内の空気が熱膨張する結果、多層プリント配線板の平坦度が損なわれることや、ダミー有底ビアホール１０近傍の接着や層間接続の健全性が害されることを防止できる。

ここまでの工程を経て、図１Ｄ（２）に示す配線基材２５Ａを得る。

次に、図１Ｄ（３）に示すように、接着剤層４を配線基材２５Ａに残すように配線基材２５Ａの保護フィルム６を剥離する。これにより、有底ビアホール７，８，９に充填された導電ペースト２１，２２，２３の一部を突出させる。導電ペースト２１，２２，２３のうち、接着剤層４から突出した部分が突出部２１ａ，２２ａ，２３ａとなる。突出部２１ａ，２２ａ，２３ａの高さは、絶縁フィルム５の厚みにほぼ等しい。なお、導電ペースト流動用溝１１内の導電ペースト２０は、絶縁フィルム５の剥離により絶縁フィルム５とともに除去される。

ここまでの工程を経て、図１Ｄ（３）に示す配線基材２５を得る。

次に、上記と同様の工程を経て、図１Ｅ（１）に示す配線基材２６を製造する。配線基材２５の製造方法との相違点の一つは、金属箔張積層板３の主面１ａに設けられた保護フィルム６の構成である。配線基材２６の製造に用いる保護フィルム６は、絶縁フィルム（例えば２０μｍ厚のＰＥＴフィルム）の片面に微粘着性の接着剤層（例えば１０μｍ厚）が形成されたものである。この微粘着性の接着剤層は、保護フィルム６を剥離する際、絶縁フィルム５と一緒に絶縁基材１から剥離される。

配線基材２６の製造では、上記のような微粘着性の接着剤層を有する保護フィルムを金属箔張積層板３の主面１ａに貼り合わせる。そして、保護フィルム６を剥離する際、保護フィルム６を微粘着性の接着剤層とともに剥離する。このため、図１Ｅ（１）に示すように、配線基材２６の突出部２１ａ，２２ａ，２３ａは絶縁基材１から突出した状態となる。配線基材２６の突出部２１ａ，２２ａ，２３ａの高さは、保護フィルム６の厚みにほぼ等しい。

なお、配線基材２６の穿孔工程では、有底ビアホール７，８，９の径を配線基材２５の有底ビアホール７，８，９の系よりも大きく形成することが好ましい。例えば、配線基材２５の有底ビアホール７，８，９の径φ１５０μｍに対して、配線基材２６の有底ビアホール７，８，９の径はφ２００μｍとする。これにより、配線基材２５と配線基材２６を積層する際の位置合せマージンを大きくすることができる。

次に、図１Ｅ（１）に示すように、配線基材２５および配線基材２６を、導電ペーストの突出部同士が当接するように積層し、積層された配線基材２５および配線基材２６（以下、単に「積層体」ともいう。）を加熱して一体化する（一体化工程）。本工程により、接着剤層４が熱硬化するとともに、導電ペースト２０の金属粒子が互いに金属結合し且つ金属箔２とも金属結合する。より詳しくは、以下のようにして一体化工程を行う。

まず、配線基材２５と配線基材２６を対向させて位置合せを行い、配線基材２５の突出部２１ａ，２２ａ，２３ａと、配線基材２６の突出部２１ａ，２２ａ，２３ａとがそれぞれ互いに当接するように、配線基材２５および配線基材２６を積層する。

積層された配線基材２５および配線基材２６の一体化は、具体的には、真空プレス装置または真空ラミネータ装置を用いて行う。これらの装置を用いて、例えば、積層体を２００℃程度の積層プロセス温度で加熱するとともに、数ＭＰａ程度の圧力で加圧する。なお、この積層プロセス温度は液晶ポリマーの軟化温度より５０℃以上低い。

真空プレス装置を用いる場合、例えば、上記の加熱・加圧条件で３０分〜６０分程度、積層体を保持する。これにより、接着剤層４の熱硬化、および導電性ペースト２１，２２，２３のバインダー樹脂の熱硬化が完了する。

真空ラミネータ装置を用いる場合、加熱・加圧時間は数分程度であり、その終了時点で熱硬化反応は未だ完了していない。このため、真空ラミネータ装置からオーブン装置に積層体を移送し、ポストキュア処理を行う。ポストキュア処理では、例えば、２００℃前後の温度で６０分程度、積層体を加熱する。これにより、接着剤層４の熱硬化、および導電性ペースト２１，２２，２３のバインダー樹脂の熱硬化が完了する。

真空プレス装置および真空ラミネータ装置のいずれを用いた場合も、所定の積層プロセス温度での加熱により、導電ペースト２１，２２，２３に含まれる金属粒子が互いに金属結合するとともに金属箔２と金属結合する。これにより、図１Ｅ（２）に示すように、層間接続用の導電ビア２４が形成される。

なお、２００℃程度の積層プロセス温度で導電ペーストに含まれる金属粒子同士が金属結合するために、低融点はんだに含まれるような低融点金属（Ｉｎ、ＳｎＩｎ、ＳｎＢｉ等）や低融点合金を含む導電ペーストを用いることが好ましい。

また、導電ペーストに含まれる金属粒子の融点は、積層プロセス温度以下であることが好ましい。このような低融点金属として、例えば、Ｉｎ、ＳｎＩｎ、ＳｎＢｉが挙げられる。充填工程においては、これらの低融点金属のいずれかからなる金属粒子を含む導電ペーストを用いることが好ましい。

また、金属箔２が銅箔である場合には、充填工程において、Ｓｎ、Ｚｎ、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕまたはこれらの合金を含む導電ペーストを用いることが好ましい。これにより、積層プロセス温度（例えば２００℃程度）の加熱により、導電ペーストに含まれる金属粒子が銅箔と合金層を形成する。

次に、図１Ｅ（２）に示すように、配線基材２５および配線基材２６の外側の金属箔２をパターニングして、配線パターン２７および配線パターン２８を形成する。金属箔２のパターニングは、例えば、公知のフォトファブリケーション手法を用いたエッチングにより行う。

なお、両面同時露光を行うことにより、配線基材２５の金属箔２および配線基材２６の金属箔２を同時にパターニングしてもよい。これにより、配線基材２５と配線基材２６とを積層する際の位置合わせ精度（積層精度）よりも高い精度で、配線パターン２７と配線パターン２８との間の位置合わせを行うことができる。

上記の工程を経て、図１Ｅ（２）に示すように、配線パターン２７と配線パターン２８とを電気的に接続する導電ビア２４が設けられた多層プリント配線板２９を得る。

その後、必要に応じて、カバーレイやソルダーレジスト層の形成、配線パターン２７，２８のランド部の表面処理（金めっき等）、および外形加工等を行う。

なお、絶縁フィルム５の厚みは、導電ペースト２１，２２，２３の突出部２１ａ，２２ａ，２３ａの高さ（即ち、導電ペーストの飛び出し量）を規定することになる。よって、絶縁フィルム５が厚すぎる場合は、突出部２１ａ，２２ａ，２３ａが突出しすぎるために、一体化工程において接着剤層４により多層プリント配線板２９の凹凸を吸収しきれず、多層プリント配線板２９の平坦度が損なわれるおそれがある。一方、絶縁フィルム５が薄すぎる場合、突出部２１ａ，２２ａ，２３ａが低すぎるために一体化工程で配線基材の積層体を加圧しても導電ペースト（例えば、配線基材２５の導電ペースト２１と配線基材２６の導電ペースト２１）同士の圧着が弱く、導電ビア２４の接続信頼性を十分に確保できないおそれがある。したがって、絶縁フィルム５の厚さは、２５±５μｍの範囲とすることが好ましい。

また、金属箔２のパターニングは、一体化工程の前に行っておいてもよい。

以上説明したように、本実施形態では、ハウジング部材３０を穿孔基材１９の保護フィルム６上に配置し、導電ペースト注入用流路３１および真空排気用流路３２を導電ペースト流動空間Ｓに連通させた後、導電ペースト流動空間Ｓを減圧し、その状態でハウジング部材３０の導電ペースト注入用流路３１を介して導電ペースト２０を導電ペースト流動空間Ｓに注入する。

本実施形態によれば、導電ペースト流動空間Ｓを減圧した状態で導電ペースト２０を注入することで、有底ビアホール７，８，９内に充填された導電ペースト２１，２２，２３中にエアボイドが混入することを防止できる。

さらに、本実施形態によれば、導電ペースト流動空間Ｓのみを局所的に減圧すればよいため、真空印刷機が不要となり、簡易に実施可能であるとともに、製造コストを低減することができる。

さらに、本実施形態によれば、導電ペースト流動空間Ｓのみを局所的に減圧すればよいため、真空印刷機を用いてプリント配線板を含む系全体を減圧する場合に比べて、減圧工程に要する時間を大幅に短縮することができ、生産性を向上させることができる。

参考として実績値の一例を挙げれば、３００個の有底ビアホール（φ１５０μｍ）を形成した穿孔基材に対して導電ペーストの充填を行ったところ、約１０秒で導電ペーストの充填を完了することができた。使用した穿孔基材の長さは約１０ｃｍで、有底ビアホール間の間隔は約１ｍｍである。なお、従来の真空印刷機を用いた場合、系の真空引きから印刷終了まで例えば約３分程度の時間を要する。

また、本実施形態によれば、従来の真空環境下のスクリーン印刷に比べて印刷ロスが少なく、導電ペーストの廃棄量を低減させることができる。これにより、高価な導電ペーストの製品使用率が向上し、製造コストを低減させることができる。

また、本実施形態によれば、プリント配線板を含む系全体を真空引きする必要がないため、フレキシブルプリント配線板の製造において、いわゆるロールトゥロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ）方式で充填工程を実施することができる。これにより、生産性をさらに向上させることができる。

また、１つの穿孔基材（あるいは複数の製品を含むワークシート）に複数のハウジング部材を配置して、導電ペーストの充填を並行して行ってもよい。これにより、充填工程に要する時間をさらに短縮することができる。

また、穿孔基材１９にダミー有底ビアホール１０を形成しておくことで、真空排気用流路３２が導電ペースト２０で詰まることを防止し、充填工程の信頼性を向上させることができる。

なお、本実施形態では、保護フィルム６に導電ペースト流動用溝１１を形成したが、ハウジング部材３０に同様の溝を形成してもよい。ただし、保護フィルム６に導電ペースト流動用溝１１を形成した方が、ハウジング部材３０の汎用性を高めることができる。つまり、導電ペーストの注入位置（導電ペースト注入用流路３１の開口位置）と真空排気位置（真空排気用流路３２の開口位置）が同じ製品に対しては、有底ビアホールの配置によらず、共通のハウジング部材３０が適用可能である。保護フィルム６に導電ペースト流動用溝１１を設けることで、多様な穿孔基材に対して１種類のハウジング部材で対応することができる。

さらに、保護フィルム６に導電ペースト流動用溝１１を設けることで、ハウジング部材３０を保護フィルム６上に配置するときに高精度な位置合せが必要ないという利点もある。

また、ハウジング部材３０に導電ペースト流動用溝を設けないことで、ハウジング部材３０に導電ペーストの残渣が付着しづらくなり、次の充填工程に悪影響を及ぼすことを防ぐことができる。

なお、穿孔工程で形成される有底ビアホールの個数が多くなるにつれて（例えば数百〜数千個）、導電ペーストの充填時間や注入圧力を適切に制御することが困難になる。そこで、導電ペースト流動用溝１１を一筆書き状に形成することが考えられる。

即ち、図３に示すように、穿孔工程で有底ビアホール１２を複数形成した場合、溝形成工程において、これら複数の有底ビアホール１２を一回ずつ通るように導電ペースト流動用溝１３を一筆書き状に形成することが好ましい。これにより、導電ペースト２０の注入から真空排気までの経路が分岐や合流を有しない形状になる。このため、有底ビアホールの数が多い場合でも、導通用孔１２の数と導電ペースト流動用溝１３の長さに基づいて、充填工程の各種制御パラメータ（充填時間、充填速度、注入圧力など）を比較的容易に決めることができる。また、このように導電ペースト流動用溝を一筆書き状に形成することで、充填工程を終了するタイミングを容易に把握することができる。

また、ダミー有底ビアホール１０をハウジング部材３０から視覚的に確認できる窓を設けておくことが好ましい。より詳しくは、ハウジング部材準備工程において、図４（ａ），（ｂ）に示すハウジング部材３０Ｐを準備する。ハウジング部材３０Ｐには、モニタ用貫通孔３３が設けられており、このモニタ用貫通孔３３に、ガラスまたは透明樹脂等の透明材料３４が気密に嵌め込まれている。

ここで、モニタ用貫通孔３３は、図４（ａ）に示すように、ハウジング部材３０Ｐが保護フィルム６上に配置された状態において、ダミー有底ビアホール１０の上方に位置する開口面３０ａに一端が開口し、且つハウジング部材３０Ｐを金属箔張積層板３の厚さ方向に貫通するように設けられている。

そして、充填工程では、ダミー有底ビアホール１０に導電ペースト２０が流入したことを、モニタ用貫通孔３３を介して検出した時点で、導電ペースト２０の注入を終了するようにする。

このようにダミー有底ビアホール１０の様子をモニタするための窓をハウジング部材に設けることで、導電ペースト２０がダミー有底ビアホール１０に到達するタイミングを容易に捉えることができる。

なお、有底ビアホールの様子をモニタするための窓をハウジング部材に設けてもよい。図５（ａ），（ｂ）に示すように、ハウジング部材３０Ｑには、モニタ用貫通孔３５が設けられており、このモニタ用貫通孔３５に、ガラスまたは透明樹脂等の透明材料３４が気密に嵌め込まれている。

ここで、モニタ用貫通孔３５は、図５（ａ）に示すように、ハウジング部材３０Ｑが保護フィルム６上に配置された状態において、有底ビアホール９の上方に位置する開口面３０ａに一端が開口し、且つハウジング部材３０Ｑを金属箔張積層板３の厚さ方向に貫通するように設けられている。

そして、充填工程では、導電ペースト２０が有底ビアホール９内を充填したことを、モニタ用貫通孔３５を介して検出した時点で、導電ペースト２０の注入を終了するようにする。これにより、導電ペースト２０の注入を終了するタイミングを容易に決めることができる。

なお、有底ビアホール９とダミー有底ビアホール１０とを繋ぐ導電ペースト流動用溝１１の上方に位置するように、ハウジング部材にモニタ用の窓を設けてもよい。

また、金属箔張積層板３は絶縁基材１の両面に金属箔２が設けられた両面金属箔張積層板であってもよい。この場合、片面の金属箔２をパターニングし、環状の穿孔加工用マスクや、受けランドを予め形成しておく。その後、パターニングされた金属箔２を覆うように絶縁基材１の主面に保護フィルム６を設ける。

その後、図６に示すように、保護フィルム６および絶縁基材１を部分的に除去することにより、底面に金属箔が露出した有底ビアホール１４，１５，１６を形成する。この際、ダミー有底ビアホール１７を形成してもよい。

有底ビアホール１４，１６は、パターニングされた金属箔２からなる穿孔加工用マスク２ａによりステップ状に加工された有底ビアホールである。有底ビアホール１５は、パターニングされた金属箔２からなる受けランド２ｂが底面に露出した浅い有底ビアホールである。

続く充填工程以降の工程は前述した工程と同様であるので省略する。このように本発明によれば、様々なタイプの有底ビアホール内に導電ペーストを充填することができる。

上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した実施形態に限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。

１ 絶縁基材
１ａ，１ｂ 主面
２ 金属箔
２ａ 穿孔加工用マスク
２ｂ 受けランド
３ 金属箔張積層板
４ 接着剤層
５ 絶縁フィルム
６ 保護フィルム
７，８，９，１２，１４，１５，１６ 有底ビアホール
１０，１７ ダミー有底ビアホール
１１，１３ 導電ペースト流動用溝
１９ 穿孔基材
２０ 導電ペースト
２１，２２，２３ （有底ビアホールに充填された）導電ペースト
２１ａ，２２ａ，２３ａ 突出部
２４ 導電ビア
２５，２５Ａ，２６ 配線基材
２７，２８ 配線パターン
２９ 多層プリント配線板
３０，３０Ｐ，３０Ｑ ハウジング部材
３０ａ 開口面
３０ｂ 上面
３０ｃ 側面
３１ 導電ペースト注入用流路
３２ 真空排気用流路
３３，３５ モニタ用貫通孔
３４ 透明材料
Ｓ 導電ペースト流動空間

Claims (10)

1. 第１の主面および前記第１の主面の反対側の第２の主面を有する絶縁基材と、前記絶縁基材の前記第２の主面に設けられた金属箔とを有する金属箔張積層板を準備する工程と、
   前記金属箔張積層板の前記第１の主面に保護フィルムを設ける工程と、
   前記保護フィルムおよび前記絶縁基材を部分的に除去することにより、底面に前記金属箔が露出した有底ビアホールを形成する穿孔工程と、
   前記保護フィルムを表面から途中まで除去して、底面に前記有底ビアホールが露出した導電ペースト流動用溝を形成する溝形成工程と、
   導電ペースト注入用流路および真空排気用流路が設けられたハウジング部材であって、前記導電ペースト注入用流路および前記真空排気用流路の一端が開口した開口面を有する、ハウジング部材を準備するハウジング部材準備工程と、
   前記開口面が前記保護フィルムに対向するように前記ハウジング部材を前記保護フィルム上に配置することにより、前記導電ペースト注入用流路および前記真空排気用流路を、前記有底ビアホール、前記導電ペースト流動用溝および前記ハウジング部材の前記開口面により画成される導電ペースト流動空間に連通させるハウジング部材配置工程と、
   前記真空排気用流路を介して前記導電ペースト流動空間を減圧する工程と、
   前記導電ペースト注入用流路を介して導電ペーストを前記導電ペースト流動空間に注入することにより、前記有底ビアホール内に前記導電ペーストを充填する充填工程と、
   を備えることを特徴とする導電ペーストの充填方法。
2. 前記穿孔工程において、前記有底ビアホールを複数形成し、
   前記溝形成工程において、前記複数の有底ビアホールを繋ぐように前記導電ペースト流動用溝を形成することを特徴とする請求項１に記載の導電ペーストの充填方法。
3. 前記溝形成工程において、前記複数の有底ビアホールを一回ずつ通るように前記導電ペースト流動用溝を一筆書き状に形成することを特徴とする請求項２に記載の導電ペーストの充填方法。
4. 前記充填工程の間、前記ハウジング部材に対して前記保護フィルムの方向に前記導電ペーストの注入圧力よりも大きい圧力を加えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の導電ペーストの充填方法。
5. 前記保護フィルムおよび前記絶縁基材を部分的に除去することによりダミー有底ビアホールを形成し、前記ダミー有底ビアホールは、前記ハウジング部材が前記保護フィルム上に配置された状態において、前記導電ペースト流動空間に連通し、かつ、前記有底ビアホールと前記真空排気用流路の間に位置する、工程をさらに備え、
   前記充填工程において、前記ダミー有底ビアホールに前記導電ペーストが流入した時点で、前記導電ペーストの注入を終了することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の導電ペーストの充填方法。
6. 前記ハウジング部材準備工程において、
   前記ハウジング部材が前記保護フィルム上に配置された状態において前記ダミー有底ビアホールの上方に位置する開口面に一端が開口し且つ前記ハウジング部材を前記金属箔張積層板の厚さ方向に貫通するモニタ用貫通孔が設けられ、前記モニタ用貫通孔に透明材料が気密に嵌め込まれたハウジング部材を準備し、
   前記充填工程において、
   前記ダミー有底ビアホールに導電ペーストが流入したことを、前記モニタ用貫通孔を介して検出した時点で、前記導電ペーストの注入を終了することを特徴とする請求項５に記載の導電ペーストの充填方法。
7. 前記ハウジング部材準備工程において、
   前記ハウジング部材が前記保護フィルム上に配置された状態において前記有底ビアホールの上方に位置する開口面に一端が開口し且つ前記ハウジング部材を前記金属箔張積層板の厚さ方向に貫通するモニタ用貫通孔が設けられ、前記モニタ用貫通孔に透明材料が気密に嵌め込まれたハウジング部材を準備し、
   前記充填工程において、
   導電ペーストが前記有底ビアホール内を充填したことを、前記モニタ用貫通孔を介して検出した時点で、前記導電ペーストの注入を終了することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の導電ペーストの充填方法。
8. ２０〜３０℃における前記導電ペーストの粘度は、５００〜２０００ｄＰａ・ｓｅｃであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の導電ペーストの充填方法。
9. 前記充填工程において、揮発する溶剤を含まない導電ペーストを使用することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の導電ペーストの充填方法。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の導電ペーストの充填方法により前記金属箔張積層板に形成された有底ビアホールに導電ペーストが充填された第１および第２の配線基材を準備する工程と、
    前記保護フィルムが有する接着剤層を前記第１の配線基材に残すように前記第１の配線基材の前記保護フィルムを剥離し、前記有底ビアホールに充填された導電ペーストの一部を突出させる工程と、
    前記第２の配線基材の前記保護フィルムを、前記保護フィルムが有する微粘着性の接着剤層とともに剥離し、前記有底ビアホールに充填された導電ペーストの一部を突出させる工程と、
    前記第１および第２の配線基材を、前記導電ペーストの突出部同士が当接するように積層し、前記積層された第１および第２の配線基材を加熱して一体化する一体化工程と、
    を備えることを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。

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