JP3146712B2 - 両面プリント基板およびその製造方法 - Google Patents

両面プリント基板およびその製造方法

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    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/4038Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections
    • H05K3/4053Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections by thick-film techniques
    • H05K3/4069Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections by thick-film techniques for via connections in organic insulating substrates

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子機器に用いるプリン
ト基板およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器回路の高性能化・小型化
に伴い、回路基板には高多層と高密度化が求められてい
る。回路基板において、従来は、層間の電気的接続はス
ルホ−ルメッキが一般的である。また、セラミック多層
基板においてはインナ・バイアホ−ルによる接続が可能
であり、IC間や部品間を最短距離で結合でき、高密度
化が図れることは知られていた。
【0003】しかし、セラミックはコストが高く、樹脂
基板(例えば、ガラスエポキシ基板)のように広く使用
されるには至っていない。樹脂基板において一般的なス
ルホ−ルメッキによる接続は、層間内部での任意の接続
が困難であり、基板上下面に貫通孔が存在する。このた
め、メッキ後のスルホ−ルの孔内に樹脂材料等を充填し
て貫通孔を盲孔化し、その上面に部品接続ランドをメッ
キするブラインドビア構造が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、改良さ
れたこの方法も多層基板の層間内部を自由に接続する迄
には至っていない。そのために複雑な回路(ネット数の
多いあるいは規模の大きい回路)を小型化しようとする
場合はスルホ−ルが非常に多くなり、小型化が出来なか
った。
【0005】セラミック基板の場合はこの問題は解決出
来ていたが、前述したように製造コストが高くつく問題
があった。本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とする所は、出発材料に多孔質の積層基
材(プリプレグ)を用い、インナ・バイアホ−ルによる
電極層間の微細な電気的接続を安定に行うことが出来る
両面プリント基板から多層基板までを得ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、多孔質基材の貫通孔の壁面を含む周囲の空
孔部に樹脂の含浸層を設け、多孔質基材の貫通孔に埋設
した導電性ペ−ストを経由して多孔質基材の上下面に配
置した導体間のインナ・バイアホ−ルによる接続を実現
しようとするものである。なお、本発明におけるインナ
・バイアホ−ルとは、導体間を内層で接続するための経
由孔をさし、導体は上下貫通孔を覆うように設けられて
いる。
【0007】
【作用】本発明の上記した方法によれば、多孔質基材は
貫通孔の壁面を含む周囲の空孔部に樹脂の含浸層をリン
グ状に設けてあるので、貫通孔に埋設する導電性ペ−ス
トに含まれる導電粒子が多孔質基材の内部(空孔部)に
浸透することを抑制し、安定な電気的接続を行うことが
可能であり、インナ・バイアホ−ルを備えた両面基板お
よび多層基板を形成することが可能である。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例の両面プリント基板
およびその形成方法並びにそれを用いた多層基板につい
て図面に基づき詳細に説明する。
【0009】図1は本発明の実施例における両面プリン
ト基板の構造断面図である。両面プリント基板105は
多孔質基材101、銅箔102(図の場合は加工後の銅
箔)、樹脂の含浸層103、導電性ペ−スト104とか
らなっている。
【0010】本実施例の両面プリント基板は、多孔質基
材の圧縮性を利用して導電性ぺ−ストを緻密化し銅箔間
の電気的接続をはかる。従って、図1に示す多孔質基材
101は、出発素材として加熱加圧されて圧縮する性質
を備えたポ−ラスな基材(プリプレグ)が好ましく、心
材の不繊布に未硬化、もしくは半硬化の熱硬化性樹脂を
含浸したアラミド−エポキシシ−トが好適である。多孔
質基材の両面に配置した銅箔102は、現在市販されて
いる銅箔が使用できるが、多孔質基材との密着性や導電
性ペ−ストとの接続性の点からはその表面が粗化してあ
ることが好ましい。導電性ペ−スト104の周囲に配置
した樹脂の含浸層103は、上記多孔質基材の問題点、
即ち、導電性ペ−スト104に含まれる金属粒子が多孔
質基材101の壁面から多孔質基材の内部に浸透するこ
とを抑制する目的で設ける。前記樹脂の含浸層103の
構成材料としては、多孔質基材空孔部への浸透性を有し
ていれば液状の熱硬化性樹脂が広く使用出来る。また、
導電性ペ−スト104としては、前記導電性ペ−ストに
含まれる金属粒子が加熱加圧されてその形状が塑性変形
するものが好ましく、材質としては金、銀、銅、鉛、錫
の単体およびこれらを主成分とする合金の使用が可能で
ある。
【0011】図2は本実施例の両面プリント基板の形成
方法の工程図である。図2において、多孔質基材201
は多孔質のプリプレグである。図2(a) はこのプリプレ
グに貫通孔を形成せんとする箇所以外を印刷マスク20
6で覆い、スキ−ジ207のエッジを当接させて液状低
粘度の熱硬化性樹脂を塗布した状態を示している。前記
樹脂は図2(a) に示すように印刷直後から樹脂の浸透が
始まり、図2(b) に示す樹脂の含浸層203’が形成さ
れる。図2(c)は図2(b)のプリプレクの両面に熱ロ−ル
等で離形層205を付着した後、樹脂の含浸層203’
に、レ−ザやバンチング加工により貫通孔を明けた状態
を示している。離形層205は、導電性ペ−ストを多孔
質基材の貫通孔に充填するためのマスクとして一時的に
支持するものである。
【0012】図2(d)は図2(c)であけた貫通孔にスキ−
ジ207を用いて導電性ペ−スト204を充填した状態
を示している。導電性ペ−スト204は樹脂の含浸層2
03’で周囲をシ−ルドされた状態で充填されている。
図2(e)は導電性ペ−スト充填後に、図2(c)で一時的に
支持した離形層205を剥離した銅箔積層前の状態を示
している。図2(f)は図2(e)で離形層を剥離した多孔質
基材201の両面に銅箔202を張り合わせ、熱プレス
を用いて加熱加圧した後の状態を示している。多孔質基
材201は圧縮されて厚みが薄くなり、且、樹脂が硬化
している。同時に、導電性ペ−ストに含まれる金属粒子
が塑性変形して銅箔間の電気的接続が図れる。
【0013】前記銅箔を張り合わせた基板は表面の銅箔
を加工(エッチング等)して配線パタ−ンを形成し、図
1に示すプリント基板が得られる。実用に供するプリン
ト基板はこの後、半田レジストを塗布したり、文字や記
号を印刷したり、挿入部品用の穴を開けるなどの工程が
あるが、ここでは本質でないので省略する。
【0014】図3は上記に述べたプリント基板の形成方
法をくり返し用いて得ることが出来る多層基板の構造断
面図を示している。図3(a)は図2で得た2枚の両面プ
リント基板の間に、図2(e)の離形層を剥離した状態の
多孔質基材を配置して熱プレスで加熱加圧し、図3(b)
に示す4層プリント基板を得ることができる。同様に、
両面ブリント基板を多数個用意し、前記の離形層を剥離
した状態のプリプレグを各両面ブリント基板の間に挟ん
で加熱加圧すればより多層の多層プリント基板を得るこ
とができる。
【0015】尚、上記実施例では、工程の初めに貫通孔
形成個所に樹脂を含浸させたプリプレグを用意し、前記
プリプレグの両面に離形層を付着して貫通孔をあけた
後、貫通孔の周囲に樹脂の含浸層を設けてあるが、別の
方法としては、図4(a) 〜図4(c) に示すように、初め
に、図4(a) の如く多孔質基材201の両面に離形層2
05を付着して貫通孔208を開けたものを準備し、次
いで図4(b)に示すようにスキ−ジ207を用いて、前
記貫通孔208の開口部を経由して低粘度で液状の熱硬
化性樹脂を貫通孔の壁面からその周囲に染み込ませ、貫
通孔に残った余分の樹脂をエア−等で吹き飛ばして貫通
孔の周囲に図4(c)に示す樹脂の含浸層203’を形成
することが出来る。
【0016】(実施例1)本発明の第1の実施例では図
2に示すように多孔質基材としては、200μmの厚み
のアラミド−エポキシシ−ト(帝人(株)製TA−0
1)を使用した。このアラミド−エポキシシ−トの必要
個所に、スクリ−ン印刷法を用いて熱硬化性のエポキシ
樹脂を塗布して含浸し、樹脂の含浸層203’を形成し
た。次いで、アラミド−エポキシシ−トの両面に熱ロ−
ルを用いて離形層205を張り合わせた後、レ−ザを用
いて前記樹脂の含浸層に直径0.2mmの貫通孔208を
形成した。また、前記貫通孔には、金属粒子として平均
粒径が2μmの球状の銀パウダ−を無溶剤のエポキシ樹
脂(エポキシテクノロジ−社製エポテック301)に分
散させた導電性ペ−スト204を充填した。この後、両
面の離形層205を剥離したアラミド−エポキシシ−ト
201に銅箔202を張り合わせ、熱プレスを用いてプ
レス温度170℃、圧力60〜100kg/cm2で60分間
加熱加圧して両面銅張板を形成した。以上のような方法
を用いて形成した両面銅張板の銅箔層202を公知のエ
ッチング技術を用いて回路導体を形成し、図1に示す両
面プリント基板105を得た。
【0017】図5に樹脂の含浸層の効果を調べるために
行った耐湿試験(60℃/95%、1000時間放置)
後の、貫通孔の隣接距離と絶縁抵抗(印加電圧250
V)の関係を比較した結果を示す。樹脂の含浸層を形成
した基板は、含浸層の無い基板に比べて絶縁抵抗が改善
されており、隣接ピッチの微細化にも有効であった。
【0018】(実施例2)絶縁抵抗を測定するための電
極パタ−ンが形成された実施例1の2枚の両面プリント
基板の電極パタ−ン間に、実施例1と同様の手段を用い
て導電性ペ−ストを充填し、離形層を剥離した状態の図
2(e) に示すアラミド−エポキシシ−ト201を重ね合
わせ、熱プレスを用いてプレス温度170℃、圧力60
〜100kg/cm2で60分間加熱加圧して積層し、4層の
多層基板を形成した。前記4層基板の耐湿試験による接
続孔間の絶縁抵抗は、実施例1と同様に安定な絶縁抵抗
が得られた。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の両面プリ
ント基板およびその製造方法によれば、出発基材に多孔
質のプリプレグを使用し、電気的接続のための貫通孔の
周囲に樹脂の含浸層を設けることで、導電性ぺ−ストに
含まれる金属粒子が前貫通孔の壁面から浸透すること
を抑制し、良好な絶縁性を有するインナ・バイアホ−ル
を備えた両面プリント基板を実現することができ、その
多層化も容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における両面プリント基板を示
す構造面図
【図2】同実施例の両面プリント基板の形成方法を示す
工程図
【図3】同実施例の多層基板を示す構造面図
【図4】同実施例の両面プリント基板の第2の形成方法
を示す工程図
【図5】同実施例の耐湿試験による貫通孔の隣接距離と
絶縁抵抗の関係を示す図
【符号の説明】
101 多孔質基材 102 銅箔 103 樹脂の含浸層 104 導電性ペ−スト 105 両面プリント基板 201 多孔質基材 202 銅箔 203 含浸樹脂 203’ 樹脂の含浸層 204 導電性ペ−スト 205 離形層 206 印刷マスク 207 スキ−ジ 208 貫通孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−265296(JP,A) 特開 平3−91992(JP,A) 特開 平5−206641(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 1/11 H05K 3/40 H05K 3/46

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多孔質基材の貫通孔に導電性ペ−ストを有
    し、前記貫通孔を覆うように配線パターンが設けられて
    前記多孔質基材の上下面の配線パタ−ンが電気的に接続
    された両面プリント基板であって、前記貫通孔の壁面を
    含む周囲の空孔部に樹脂の含浸層を有し、加熱加圧によ
    り前記多孔質基材は圧縮されて厚みが薄くなり、導電性
    ペーストに含まれる金属粒子が塑性変形したことを特徴
    とする両面プリント基板。
  2. 【請求項2】 多孔質基材の貫通孔に導電性ペ−ストを
    有し、前記多孔質基材の両面の配線パタ−ンを電気的に
    接続する両面プリント基板の製造方法であって、前記貫
    通孔を形成せんとする多孔質基材の任意の部位に樹脂の
    含浸層を形成する工程と、前記樹脂の含浸層に貫通孔を
    形成する工程と、前記貫通孔に導電性ペ−ストを充填す
    る工程を含むことを特徴とする両面プリント基板の製造
    方法。
  3. 【請求項3】多孔質基材の貫通孔に導電性ペ−ストを有
    し、前記多孔質基材の両面の配線パタ−ンを電気的に接
    続する両面プリント基板の製造方法であって、前記多孔
    質基材の両面に離型層を設け予め貫通孔を形成する工程
    と、前記貫通孔を介して孔内の壁面から前記貫通孔の周
    囲を樹脂含浸させる工程と、その後導電性ペ−ストを前
    記貫通孔に充填し、前記離型層を剥離する工程と、前記
    多孔質基材の両面に前記貫通孔を覆うように銅箔層を設
    け前記多孔質基材を加熱加圧して前記多孔質基材を圧縮
    し厚みを薄くし、導電性ペーストに含まれる金属粒子を
    塑性変形させる工程と、前記銅箔を加工し、所定の配線
    パターンを形成する工程を含むことを特徴とする両面プ
    リント基板の製造方法。
  4. 【請求項4】複数層の配線パターンを有する多層基板で
    あって、各層間の多孔質基材の貫通孔の周囲に樹脂の含
    浸層を備え、前記貫通孔に導電性ペ−ストを有し、前記
    貫通孔を覆うように各層の配線パターンが形成され、加
    熱加圧により前記多孔質基材は圧縮されて厚みが薄くな
    り、導電性ペーストに含まれる金属粒子が塑性変形した
    ことを特徴とする多層基板。
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