JP2831970B2 - 回路基板における層間接続方法 - Google Patents

回路基板における層間接続方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は回路基板の一方表
面側と他方表面側に配された導電路層間の層間接続方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の電子機器の発展はめざましく、あ
らゆる分野に高度な電子機器が使われている。それにし
たがい、電子機器に使用される回路基板も高機能、高性
能なものが要求されると同時に安価なものが求められて
いる。
【０００３】回路基板として、リジット多層回路基板や
フレキシブル多層回路基板やこれらの複合であるリジッ
トフレキシブル多層回路基板が多く使われるようになっ
ている。このような多層回路基板は層間接続、即ち、導
電路間を所定個所で電気的に接続しなければならない。
【０００４】図１は一般に行われるスルーホールメッキ
法による層間接続のプロセスを示したものである。図１
Ａに示すように絶縁シート３の両面に銅箔１，２が接合
された両面銅張積層板を形成し、図１Ｂに示すように、
この両面銅張積層板の導電路に相当する部位にドリル等
で穿孔加工した後、図１Ｃに示すように孔４の内壁面に
銅メッキ５を施す。この際両面の銅箔１，２の表面にも
銅メッキ５を施す。次に図１Ｄに示すように、両面の銅
箔１，２を通常行なわれるホトエッチングプロセス法に
よりパターニングし導電路層１′，２′を形成する。こ
のプロセス例は両面回路基板の製造法であるが、多層回
路基板においても同様で、上記穿孔加工と銅メッキのプ
ロセスが使われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の製造
法では、導電路に数千点の孔をバリのない状態で穿孔加
工しなければならない。更に、場合によっては孔壁の表
面処理（スミア処理）を行なわねばならない。
【０００６】すなわち、層間接続に多大な工数がかかる
ため、コストアップの主要因となっている。更に、基板
の表面に孔がありその上に電子部品を実装出来ないた
め、高密度実装の大きな障害になっている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、導電路層に穿
孔することなく、銅箔又はこの銅箔によって形成される
導電路層の局部を変形することで上記層間接続を確実に
達成する、安価で高密度実装可能な回路基板における層
間接続方法を提供する。
【０００８】即ち本発明は絶縁シートの一方の表面側に
配された導電路層形成用の銅箔又は導電路層を、絶縁シ
−トの他方の表面側に配された導電路層形成用の銅箔又
は導電路層に接続するための回路基板における層間接続
方法である。
【０００９】そして上記絶縁シ−トの他方の表面側に配
された導電路層形成用の銅箔又は導電路層の内表面の所
定位置に導電ペ−ストをあらかじめ点在して置き、次で
上記絶縁シ−トの一方の表面側に配された導電路層形成
用の銅箔又は導電路層の上記導電ペ−ストの点在位置に
対応した局部を上記絶縁シ−ト内へ曲げ込み、この曲げ
込みによって形成された突曲部の頂部と上記絶縁シ−ト
の他方の表面側に配された導電路層形成用の銅箔又は導
電路層とを突き合わせて、該突き合せ界面に導電ペ−ス
トを介在し電気的に接続する層間接続方法に特徴を有す
る。
【００１０】好ましい例として、上記突曲部は上記導電
路層形成用の銅箔又は導電路層を絶縁シート内へ曲げ込
む多数の突部を有する加圧板によって形成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】図２は本発明を両面フレキシブル
回路基板の製造法を以って示す説明図である。図２Ａに
示すように、熱可塑性樹脂からなるフレキシブル絶縁シ
ート３の一方の表面と他方の表面に銅箔１，２を熱圧着
により接合した両面銅張基板を形成し、銅箔２又は銅箔
１の接着面には所定の位置に導電ペースト４が適当量印
刷し点在されたものをあらかじめ作製する。
【００１２】次に図２Ｂに示すように、この両面銅張基
板を上記導電ペースト４の点在位置に対応した凸部６を
有する加圧板５の直下に置き、この加圧板５を加熱ヒー
タ７により加熱しながら両面銅張基板に押し付ける。
【００１３】これにより図２Ｃに示すように、絶縁シー
ト３は局部的に塑化し溶融すると同時に導電ペースト４
は軟化あるいは溶融する。同時に凸部６の加圧により銅
箔１は局部的に変形しシート内へ曲げ込まれ、この曲げ
込みによって形成された突曲部８の頂部と銅箔２は突き
合せ状態になり、この突き合せ部界面に介在する導電ペ
ースト４により融着され電気的に接続する。この場合、
導電ペースト４は加圧板５に多数設けられた凸部６の高
さのバラツキや絶縁シート３の厚みのバラツキを吸収
し、接続を確実にする手段として機能する。
【００１４】銅箔１の突曲部８の反対側に組成される凹
み８′は絶縁シート３の厚みが５０μｍ以下程度と非常
に薄い場合は、非常に小さいので、ホトエッチングプロ
セス法により図２Ｄに示す銅箔のパターニングを行ない
導電路層１′，２′を形成する。これによって所定の位
置で一方の表面の導電路層１′の導電路と他方の導電路
層２′の導電路とが上記突曲部８により層間接続された
両面フレキシブル回路基板を得ることが出来る。
【００１５】銅箔２側の導電路層２′には、スルーホー
ル孔はなく、層間接続点上にも電子部品を実装出来る。
また、層間接続点は小さいので、微細パターンを実現で
きる。更に、図１Ｄのスルーホールランド径ａに相当す
る導電路層１′の層間接続点のランド径ａ′を非常に小
さく出来るので、導電路層１′も微細パターンを実現出
来る。
【００１６】図３は本発明の他例である。図３Ａに示す
ように、所定位置に導電ペースト４を印刷により点在せ
しめた銅箔２を熱可塑性絶縁シート３の一方の表面に、
同他方の表面に銅箔１を夫々重ね、銅箔２の外表面側に
フラットなステンレス製加圧板５′を、銅箔１の外表面
側に凸部６をもったステンレス製加圧板５を夫々配置
し、これら全体（３，１，２，５，５′）を熱プレス用
熱板９，１０により熱プレスする。その状態を図３Ｂに
示す。この場合は、絶縁シート３と銅箔１，２の絶縁シ
ート３への塑化による圧着及び導電ペーストの溶融並び
に銅箔１の局部的変形による突曲部８の生成とこの突曲
部８を介しての銅箔１，２間の層間接続を同時に行なう
ことになる。
【００１７】次に、銅箔１，２のパターニングを行なう
と、図３Ｃの如く絶縁シート３の一方の表面と他方の表
面に導電路層１′，２′が形成され、両導電路層１′，
２′の導電路間が上記突曲部８を介して層間接続され、
この層間接続は導電ペースト４の融着により強固に保た
れる。この製造法では、絶縁シート３への銅箔１，２の
圧着と、層間接続を同時に行なうことから、絶縁シート
３はエポキシ系などの熱硬化性樹脂でもよい。
【００１８】上記導電ペースト４としては、ニッケル粉
を合成樹脂ペーストで混練したもの、或いは銅粉を合成
樹脂ペーストで混練したものを用いる。又は半田粉を混
練した半田ペースト、その他の金属粉を混練した樹脂系
導電ペーストが考えられる。
【００１９】上記実施形態例では、多数の突曲部８の生
成と接続を同時に行なうようにしたが、先端が多少丸み
をもった加熱針により一点ずつ突曲部８を形成し接続し
ていく方法でも良い。
【００２０】上記熱可塑性絶縁シートとしては液晶ポリ
マー材が本発明の実現に非常に適している。加熱凸部６
により銅箔１を押して変形させたとき、上記凸部６によ
り押しのけられるシート形成絶縁材が周辺に確実に逃
げ、接続点に出来るだけ残留しないことが重要である。
このような絶縁シート３として液晶ポリマーは適材であ
る。特にフレキシブル回路基板として、その柔軟性と寸
法安定性に優れている。液晶ポリマーの具体例として
は、サーモトロピック液晶ポリエステルやサーモトロピ
ック液晶ポリエステルアミドを挙げることが出来る。
【００２１】本発明の層間接続法により多層回路基板を
製造する方法としては上述の複数の両面回路基板をボン
ディングシート等で接着すると同時にこれらの層間接続
を一方の導電路層に形成した尖った導電ペーストのバン
プで絶縁シートを貫き他方の導電路層に接続する接続法
や従来のスルーホールメッキ法で行なうことが出来る。
【００２２】上記突曲部８による電気的接続を得る際、
前記の通り絶縁シート３の局部を凸部６により塑化する
ことにより、凸部６の突入及び突曲部８の生成を容易に
する方法を採る他、絶縁シート３を加熱軟化又は溶融せ
ずに凸部６により突曲部８を形成しつつ絶縁シート３を
突き破りながら、相手側銅箔２（導電路層２′）や次に
述べる相手側突曲部８に突き合せ接続出来る。
【００２３】次に図４においては絶縁シート３の一方表
面側に配された導電路層１′の導電路の局部と、同他方
表面側に配された導電路層２′の導電路の局部とが絶縁
シート３内へ曲げ込まれ、この曲げ込みによって形成さ
れた各突曲部８，８の頂部が相互に突き合せられ層間接
続を形成している。
【００２４】詳述すると、図２に基いて説明したと同
様、図４Ａに示す熱可塑性等の樹脂からなるフレキシブ
ル絶縁シート３の一方の表面と他方の表面に銅箔１，２
を熱圧着により接合した両面銅張基板を形成し、銅箔２
又は銅箔１の接着面には所定の位置に導電ペースト４が
適当量印刷し点在されたものをあらかじめ作製する。尚
図４においては導電ペースト４を設けない場合を例示し
た。
【００２５】次に図４Ｂに示すように、この両面銅張基
板を上記導電ペースト４の点在位置に対応した凸部６を
有する一対の加圧板５の間に置き、この加圧板５を加熱
ヒータ７により加熱しながら両面銅張基板に押し付け
る。
【００２６】これにより図４Ｃに示すように、絶縁シー
ト３は局部的に塑化し溶融すると同時に導電ペースト４
は軟化あるいは溶融する。同時に凸部６の加圧により銅
箔１，２は局部的に変形しシート内へ曲げ込まれ、この
曲げ込みによって形成された突曲部８，８の頂部と銅箔
２は突き合せ状態になり、この突き合せ部界面に介在す
る導電ペースト４により融着され電気的に接続する。導
電ペーストを介在しない場合は突曲部８の頂部が直接圧
接される。
【００２７】銅箔１の突曲部８，８の反対側に組成され
る凹み８′は絶縁シート３の厚みが５０μｍ以下程度と
非常に薄い場合は、非常に小さいので、ホトエッチング
プロセス法により図４Ｄに示す銅箔のパターニングを行
ない導電路層１′，２′を形成する。これによって所定
の位置で一方の表面の導電路層１′の導電路と他方の導
電路層２′の導電路とが上記突曲部８，８により層間接
続された両面フレキシブル回路基板を得ることが出来
る。
【００２８】上記図４に示す実施形態例は図３に示す実
施形態例においても実施可能である。この場合、図３中
の加圧板５′は加圧板５と同様、互いに対応する位置に
加圧用凸部６を形成したものを用いる。このようにシー
ト３の両面の銅箔を両側より変形し突き合せる場合では
銅箔のへこみが小さくてすみ、銅箔１，２に対する微細
なパターニングが容易となると同時に、層間接続部ラン
ド（接点部の銅箔エリア）を小さくすることが出来る。
【００２９】次に図５は上記突曲部８を形成すべき位置
に絶縁シート３を貫通する透孔１１を設けて置き、上記
の透孔１１内へ上記突曲部８を曲げ込んだ例を示してい
る。接続媒体として導電ペースト４を使用する場合には
これを上記透孔１１の一方開口内に点在するよう銅箔２
の内面に印刷して置く。
【００３０】図５Ａに示すように、熱可塑性樹脂からな
るフレキシブル絶縁シート３の一方の表面と他方の表面
に銅箔１，２を熱圧着により接合した両面銅張基板を形
成し、この絶縁シート３の所定の位置にシートを貫通す
る透孔１１を設け、銅箔２又は銅箔１の接着面には所定
の位置に導電ペースト４を適当量印刷し点在させ、この
ペースト４を上記透孔１１の一方開口内に配置したもの
をあらかじめ作製する。
【００３１】次に図５Ｂに示すように、この両面銅張基
板を上記導電ペースト４の点在位置に対応した凸部６を
有する加圧板５の直下に置き、この加圧板５を加熱ヒー
タ７により加熱しながら両面銅張基板に押し付ける。
【００３２】これにより図５Ｃに示すように、凸部６の
加圧により銅箔１は局部的に変形しシート内（透孔１１
内）へ曲げ込まれ、この曲げ込みによって形成された突
曲部８の頂部と銅箔２は透孔１１内において突き合せ状
態になり、この突き合せ部界面に介在する導電ペースト
４により融着され電気的に接続すると同時に、透孔１１
内に絶縁材（絶縁シート３の孔壁）が軟化又は溶融して
埋め込まれる。この図５の実施形態例は絶縁シート３が
銅箔１又は２の変形により確実に逃げない材質のもので
ある場合に有効である。すなわち、ガラスクロス入りエ
ポキシシートや通常のエポキシ系シートなどを絶縁シー
ト３として用いる場合に有効である。
【００３３】次に図５Ｄに示すように銅箔１，２のパタ
ーニングを行ない導電路層１′，２′を形成する。これ
によって所定の位置で一方の表面の導電路層１′の導電
路と他方の導電路層２′の導電路とが上記突曲部８によ
り層間接続された両面フレキシブル回路基板あるいはリ
ジットな回路基板を得ることが出来る。
【００３４】次に図３に準ずる図６の実施形態例につい
て説明する。図６Ａに示すように、平面状のステンレス
製加圧板５の表面に印刷にて樹脂などの絶縁ペースト又
は導電ペーストにより凸部６ａを形成し点在せしめる。
そして絶縁凸部又は導電凸部６ａを持ったステンレス製
加圧板５、銅箔１、絶縁シート３、所定位置に導電ペー
スト４を印刷により点在せしめた銅箔２、平面状ステン
レス製加圧板５′を重ね、熱プレスにより熱圧着する。
【００３５】その結果、図６Ｂのごとく凸部６ａにより
銅箔１の局部がシート３内へ曲げ込まれ突曲部８を形成
すると共に、この突曲部８の凹部８′内に、上記凸部６
ａがステンレス製加圧板５からはがれて埋めるごとく残
留する。すなわち、凸部６ａが熱プレスにより銅箔１を
変形させると同時に自身も変形し、銅箔１，２の押圧を
確実にする。そして、ステンレス製加圧板５，５を取り
のぞくと、凸部６ａは変形した状態で銅箔１の突曲部８
の凹部８′内に残り、銅箔１の外面を平坦化する役目を
果す。
【００３６】この場合、凸部６ａの高さｂのバラツキは
頭頂部の変形により吸収することになり、多数の接続点
を同時に歩留り良く接続することが可能になる。さら
に、表面が平坦であることから、図６Ｃに示す銅箔パタ
ーニングにおけるホトレジスト塗布あるいはホトレジス
トシートのラミネートが容易になる利点がある。加え
て、接点部たる突曲部８の銅箔が凹部８′を埋める上記
絶縁材又は導電材６ａ′によりおおわれているので、銅
箔エッチング時に保護される利点もある。
【００３７】上記凸部６ａは１プレスごとにステンレス
製加圧板５に印刷などにより形成される。
【００３８】又図６Ａ′に示すように、上記図６Ａに示
す凸部６ａを銅箔１の外表面に形成することにより、図
６Ｂ，Ｃに示す如く凹部８′内を絶縁材又は導電材６
ａ′で埋めることが出来る。上記図６に示した例は図４
や図５に示した例に実施し得る。
【００３９】次に図７は二枚の片面配線回路基板１２，
１３を本発明の実施により層間接続し両回路基板１２，
１３を一体に結合した例を示している。
【００４０】詳述すると、図７Ａ，Ｂに示すように熱可
塑性樹脂から成る絶縁シート３の表面に導電路層を形成
した回路基板１２と、熱可塑性に限らない絶縁シート
３′の表面に導電路層１５を形成した回路基板１３とを
準備する。
【００４１】上記回路基板１２，１３の端部を上下に重
ね、絶縁シート３の上部表面側に導電路層１４が存し、
同シート３の下部表面側に回路基板１３の導電路層１５
が存するように配置する。
【００４２】上記導電路層１５の端部表面には導電ペー
スト４を予め印刷等により点在させて置き、次に図７Ｃ
に示すように、凸部６を有する熱加圧具５ａを上記導電
路層１４の表面から回路基板１２に押し付け、絶縁シー
ト３を塑化しつつ導電路層１４の局部を同シート３内へ
曲げ込む。この曲げ込みによって形成された突曲部８の
頂部を導電路層１５における各導電路の表面に突き合せ
接続を行なう。この突き合せ界面には上記導電ペースト
４が介在しており、この導電ペースト４を凸部６により
加熱軟化又は溶融して突曲部８と導電路層１５における
導電路とを融着し両導電路層１４，１５を強固に層間接
続する。
【００４３】図７中１６，１７は電気回路を形成する両
導電路層１４，１５の表面を覆う保護層であり、この保
護層１６，１７から上記導電路層１４，１５における各
導電路端部を露出し、上記接続に供する。
【００４４】上記熱可塑性樹脂シート３の適材としては
前記の通り液晶ポリマーが用いられる。又上記突曲部８
を形成する部位に絶縁シート３を貫通する透孔１１を設
けて良いことは図５において説明した通りである。
【００４５】要述すると上記図６は、絶縁シート３の一
方表面側に配された導電路層１４の局部が絶縁シート３
内へ曲げ込まれ、この曲げ込みによって形成された突曲
部８の頂部が絶縁シート３の他方表面側に配された導電
路層１５に突き合せられ層間接続を形成する回路基板に
おける層間接続構造を示している。
【００４６】図２乃至図７において形成される突曲部８
は、図８Ａに示すように、導電路層における各導電路の
短手巾の全巾を線状に絶縁シート３内へ曲げ込んで形成
するか、又は図８Ｂに示すように、導電路の内域を点状
に絶縁シート３内へ曲げ込むことによって形成する。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は導電路層
に穿孔することなく、一方の導電路層が絶縁シート内へ
単に曲げ込まれた状態を形成するのみで、他方の導電路
層との導電ペ−ストを介しての安定な層間接続を達成
し、層間接続に要する作業を著しく簡素化し安価に出来
る。
【００４８】又導電路が微細で高密度な回路基板に適正
に実施でき、回路パターンの高密度化に有効に対処し得
る。更に導電路にスルーホールを形成した場合の如き、
電子部品の実装密度を低下する問題も有効に解消する。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａ乃至Ｄは従来の回路基板における層間接続構
造をその製造法を以って示す断面図。
【図２】Ａ乃至Ｄは本発明に係る回路基板における層間
接続構造を第１の製造法を以って例示する断面図。
【図３】Ａ乃至Ｃは本発明に係る回路基板における層間
接続構造を第２の製造法を以って例示する断面図。
【図４】Ａ乃至Ｄは本発明に係る回路基板における層間
接続構造を第３の製造法を以って例示する断面図。
【図５】Ａ乃至Ｄは本発明に係る回路基板における層間
接続構造を第４の製造法を以って例示する断面図。
【図６】Ａ，Ａ′乃至Ｃは本発明に係る回路基板におけ
る層間接続構造を第５の製造法を以って例示する断面
図。
【図７】Ａ乃至Ｃは本発明に係る回路基板における層間
接続構造を第６の製造法を以って例示する断面図。
【図８】Ａ，Ｂは上記各実施形態例における突曲部の形
成例を夫々示す平面図。
【符号の説明】
１，２ 銅箔 １′，２′ 導電路層 ３ 絶縁シート ４ 導電ペースト ５，５′ 加圧板 ５ａ 加圧具 ６，６ａ 凸部 ６ａ′ 絶縁材又は導電材 ７ 加熱ヒータ ８ 突曲部 ９，１０ 熱板 １１ 透孔 １２，１３ 回路基板 １４，１５ 導電路層 １６，１７ 保護層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−188560（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−335596（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−220494（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−241787（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−132659（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−38218（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−56694（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−90750（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−45719（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05K 3/40 H05K 1/14 H05K 1/11 H05K 3/36

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】絶縁シートの一方の表面側に配された導電
    路層形成用の銅箔又は導電路層を、絶縁シ−トの他方の
    表面側に配された導電路層形成用の銅箔又は導電路層に
    接続するための回路基板における層間接続方法であっ
    て、上記絶縁シ−トの他方の表面側に配された導電路層
    形成用の銅箔又は導電路層の内表面の所定位置に導電ペ
    −ストをあらかじめ点在して置き、次で上記絶縁シ−ト
    の一方の表面側に配された導電路層形成用の銅箔又は導
    電路層の上記導電ペ−ストの点在位置に対応した局部を
    上記絶縁シ−ト内へ曲げ込み、この曲げ込みによって形
    成された突曲部の頂部と上記絶縁シ−トの他方の表面側
    に配された導電路層形成用の銅箔又は導電路層とを突き
    合せて該突き合せ界面に導電ペ−ストを介在し電気的に
    接続することを特徴とする回路基板における層間接続方
    法。
  2. 【請求項２】上記突曲部は上記導電路層形成用の銅箔又
    は導電路層を絶縁シート内へ曲げ込む多数の突部を有す
    る加圧板によって形成されることを特徴とする請求項１
    記載の回路基板における層間接続方法。
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