JP3474910B2 - 印刷配線板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は印刷配線板の製造方法に
係り、特に貫通型配線部（層間接続部）を備えた構成
で、かつ高密度な配線および実装が可能な信頼性の高い
印刷配線板を、工数の低減を図りながら、歩留まり良好
に製造し得る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば両面型印刷配線板、もしくは多
層型印刷配線板においては、両面導電パターンなどの配
線層間の電気的な接続を、次のようにして行っている。
すなわち、両面型印刷配線板の場合は、両面銅箔張り基
板の所定位置に孔明け加工（穿設加工）を施し、穿設し
た孔の内壁面を含めて全面に化学メッキ処理を施してか
ら、電気メッキ処理で厚付けし、孔の内壁面の金属層を
厚くして信頼性を高め、配線層間の電気的な接続を行っ
ている。また、多層印刷配線板の場合は、基板両面に張
られた銅箔をそれぞれパターニングした後、そのパター
ニング面上に絶縁シート（たとえばプリプレグ層）を介
して銅箔を積層，配置し、加熱加圧により一体化する。
ここで、プリプレグ層を介して積層，配置する銅箔とし
ては、プリプレグ層に対する接着性を考慮して、一般的
に両面粗化処理（黒化処理など）を施したものが使用さ
れている。

【０００３】次いで、前述の両面型印刷配線板の場合と
同様に、孔明け加工およびメッキ処理による配線層間の
電気的な接続、表面銅箔についてのパターニングにより
多層型印刷配線板を得ている。なお、より配線層の多い
多層型印刷配線板の場合は、中間に介挿させる両面型印
刷配線板数を増加する方式で製造できる。

【０００４】前記印刷配線板の製造方法において、配線
層間の電気的な接続をメッキ法によらず行う方法とし
て、両面銅箔張り基板の所定位置に孔明けし、この孔内
に導電性ペーストを印刷法などにより流し込み，充填
し、孔内に流し込み，充填した導電性ペーストを硬化さ
せて、配線層間を電気的に接続する方法も知られてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記で説明したよう
に、配線層間の電気的な接続にメッキ法を利用する印刷
配線板の製造方法においては、次のような不都合な問題
がある。すなわち、配線層間の電気的な接続用の孔明け
（穿孔）加工、穿設した孔内壁面を含めたメッキ処理工
程などを要し、印刷配線板の製造工程が冗長であるとと
もに、工程管理も繁雑であるという欠点がある。一方、
配線層間の電気的な接続用の孔に、導電性ペーストを印
刷などにより埋め込む方法の場合も、前記メッキ法の場
合と同様に孔明け工程を必要とする。しかも、穿設した
孔内に、均一（一様）に導体性ペーストを流し込み埋め
込むことが難しく、電気的な接続の信頼性に問題があっ
た。

【０００６】いずれにしても、前記孔明け工程などを要
することは、印刷配線板のコストや歩留まりなどに反映
し、低コスト化などへの要望に対応し得ないこと、さら
に高密度配線化に伴い、穿設孔の径が比較的小さくなる
と、メッキ法や導電性ペースト充填による信頼性の高い
電気的な接続を達成し難いことなどの欠点がある。

【０００７】また、前記配線層間の電気的な接続構成の
場合は、印刷配線板の表裏面に、配線層間接続用の導電
体孔が設置されているため、その導電体孔の領域に配線
を形成，配置し得ないし、加えて電子部品を搭載するこ
ともできないので、配線密度の向上が制約されるととも
に、電子部品の実装密度向上も阻害されるという問題が
ある。つまり、従来の製造方法によって得られる印刷配
線板は、高密度配線や高密度実装による回路装置のコン
パクト化、ひいては電子機器類の小形化などの要望に、
十分応え得るものといえず、前記コスト面を含め、実用
的により有効な印刷配線板の製造方法が望まれている。

【０００８】本発明は上記事情に対処してなされたもの
で、簡易なプロセスで、より高密度の配線および実装が
可能で、かつ信頼性の高い層間接続を備えた印刷配線板
を歩留まりよく製造し得る方法の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の印刷
配線板の製造方法は、基体主面の所定位置に形設され、
かつ合成樹脂系シートを厚さ方向に貫挿して、層間接続
部を形成する突起状の導電性バンプを備えた配線素体に
導電体層を重ね、加圧，一体化する工程を具備する印刷
配線板の製造方法であって、前記突起状の導電性バンプ
の先端側が対接する領域の導電体層面に、予め有機酸成
分を含むインキを塗布しておくことを特徴とする。

【００１０】本発明に係る第２の印刷配線板の製造方法
は、基体主面の所定位置に形設され、かつ合成樹脂系シ
ートを厚さ方向に貫挿して、層間接続部を形成する導電
性組成物からなる突起状の導電性バンプを備えた配線素
体に導電体層を重ね、加圧．一体化する工程を具備する
印刷配線板の製造方法であって、前記突起状の導電性バ
ンプの少なくとも先端側領域に予め有機酸成分を含有さ
せておくことを特徴とする。

【００１１】本発明において、層間接続部を形成する突
起状の導電性バンプを備えた配線素体は、前記したよう
に、基体主面の所定位置に形設された突起状の導電性バ
ンプが、合成樹脂系シートを厚さ方向に貫挿した構成を
成している。ここで、導電性バンプを形設する基体とし
ては、たとえば剥離性の良好な合成樹脂シート類，もし
くは導電性シート（箔）などが挙げられる。そして、こ
の基体は、作業性の点から１枚のシートであることがよ
り望ましいが、予めパターン化したものでもよく、その
形状も特には限定されない。

【００１２】前記導電性バンプは、選択的な金属メッキ
などによって形成し得るが、たとえば導電性ペーストな
ど導電性組成物による形成が簡便である。そして、この
ような導電性ペーストとしては、たとえば銀，金，銅，
半田粉などの導電性粉末、これらの合金粉末もしくは複
合（混合）金属粉末と、たとえばポリカーボネート樹
脂，ポリスルホン樹脂，ポリエステル樹脂，フェノキシ
樹脂，フェノール樹脂，ポリイミド樹脂などのバインダ
ー成分とを混合して調製されたものが挙げられる。 ま
た、前記導電性ペーストによる突起状（たとえば円錐状
もしくは柱状体など）の導電性バンプの形設は、たとえ
ば比較的厚いメタルマスクを用いた印刷法により、アス
ペクト比の高い突起を形成でき、その突起の高さ，径，
および分布は、形成する貫通型の導体配線部の構成に応
じて適宜設定される。具体的には最終的に構成する、貫
通型の導体配線部の配置構造などを考慮して決められ、
たとえば合成樹脂系シートが、ガラスクロス入りのＢス
テージエポキシ樹脂層の場合、両面側から圧入する形態
のときはＢステージエポキシ樹脂層厚の80〜 120％程
度、片面側から圧入する形態のときはＢステージエポキ
シ樹脂層厚の 180〜 220％程度の高さが好ましい。な
お、前記突起状の導電性バンプ配置は、たとえば厚さ 5
mm程度のステンレス板の所定位置に、 0.3mmの孔を明け
て成るマスクを筐体の全面に配置し、この筐体内に収容
した導電性ペーストを加圧して、前記マスクの孔から導
電性ペーストを押し出す構成の、いわゆるスタンプ方式
で行うことも可能である。

【００１３】前記突起状の導電性バンプが貫挿され、貫
通型配線部（層間接続部）を形成する合成樹脂系シート
としては、たとえば熱可塑性樹脂フイルム（シート）が
挙げられ、その厚さは25〜 300μm 程度が好ましい。こ
こで、熱可塑性樹脂シートとしては、たとえばポリカー
ボネート樹脂，ポリスルホン樹脂，熱可塑性ポリイミド
樹脂，４フッ化ポリエチレン樹脂，６フッ化ポリプロピ
レン樹脂，ポリエーテルエーテルケトン樹脂などのシー
ト類が挙げられる。また、硬化前状態に保持される熱硬
化性樹脂シートとしては、エポキシ樹脂，ビスマレイミ
ドトリアジン樹脂，ポリイミド樹脂，フェノール樹脂，
ポリエステル樹脂，メラミン樹脂，あるいはブタジェン
ゴム，ブチルゴム，天然ゴム，ネオプレンゴム，シリコ
ーンゴムなどの生ゴムのシート類が挙げられる。これら
合成樹脂は、単独でもよいが絶縁性無機物や有機物系の
充填物を含有してもよく、さらにガラスクロスやマッ
ト、有機合成繊維布やマット、あるいは紙などの補強材
と組み合わせて成るシートであってもよい。

【００１４】さらに、前記層間接続部を備えた配線素体
は、次のようにして形成し得る。すなわち、突起状の導
電性バンプを形設した基体面へ、合成樹脂系シート主面
を対接させて積層配置し、この積層体の両側に要すれ
ば、当て板として寸法や変形の少ない金属板もしくは耐
熱性樹脂板、たとえばステンレス板，真鍮板、ポリイミ
ド樹脂板（シート），ポリテトラフロロエチレン樹脂板
（シート）を配置して加圧して、突起状の導電性バンプ
先端側を合成樹脂系シートの厚さ方向に貫通させること
により形成できる。

【００１５】本発明において、突起状の導電性バンプが
対接する導体層面に塗布（被着）するインキや、前記導
電性バンプに含まれる有機酸成分としては、たとえばリ
ンゴ酸，リノレイン酸，マレイン酸，カプリル酸，コハ
ク酸，蟻酸，酢酸，シュウ酸，リノール酸など各種の脂
肪酸類が挙げられるが、脂肪酸類のみに限定されるもの
でない。ここで、有機酸成分は、導電性バンプが対接す
る導体層面の黒化処理面（薄い酸化物層）を化学的に破
壊し、より低抵抗の導電性バンプとの接続形成、もしく
はより信頼性の高い電気的な接続の形成を図るものであ
り、このような作用，効果面を考慮して塗布量ないし含
有量は適宜、選択設定される。なお、インキとしての使
用に当たっては、たとえばポリビニールアルコール，ゼ
ラチン，デンプン，寒天，片栗粉など水溶性の高分子化
合物をバインダーとして用いることが好ましい。また、
耐熱性が要求される場合や有機酸との相溶性が劣る場合
は、各種の熱可塑性ポリマー（たとえば酢酸ビニル，ポ
リスルホンなど）併用してもよい。

【００１６】

【作用】本発明に係る印刷配線板の製造方法によれば、
配線層間を電気的に接続する層間接続部は、層間絶縁層
を成す合成樹脂系シートの可塑状態化などと、支持基体
面の先端の尖った導電性バンプの圧入とによって、確実
に信頼性の高い配線層間の電気的な接続が達成される。
つまり、層間接続用孔の穿設工程の省略など、プロセス
の簡易化を図りながら、導電性バンプが対接する導体層
の清浄面を露出させて、より信頼性の高い電気的な接続
を形成し得る。さらに具体的には、微細な配線パターン
層間を、所要の箇所（位置）で高精度に接続できるの
で、配線密度の高い印刷配線板を低コストで製造するこ
とが可能となる。また、前記配線パターン層間の電気的
な接続に当たり、接続孔の形設も不要となるので、その
分高密度配線および高密度実装の可能な印刷配線板が得
られることになる。

【００１７】

【実施例】

実施例１ 図１〜図６は本実施例の実施態様を模式的に示したもの
である。先ず、厚さ18μm の電解銅箔を基体シート１と
し用意した。また、粘度 700 dPa・s(25℃) ，チクソ比
7.5(1rpm:10rpm)のポリサルホン樹脂をバインダーとし
て成る銀ペースト（乾燥時の銀組成比92％）、さらに板
厚 100μm のステンレス板の所定箇所に0.4mm径の穴を
明けたメタルマスクを用意した。そして、前記電解銅箔
１の一主面に、前記メタルマスクを位置決め配置して、
導電性ペーストのスクリーン印刷および乾燥を繰り返し
て、図１に断面的に示すような、導電性ペーストの突起
状導電性バンプ２を形成した。

【００１８】次に、前記突起状の導電性バンプ２を形成
した電解銅箔１面に、ガラスクロス入り合成樹脂系シー
ト３、すなわち厚さ75μm 程度のエポキシ樹脂系フイル
ムもしくはエポキシ樹脂系プリプレグ（ガラスクロスの
織り密度60×46本／25mm，厚さ60μm ）の合成樹脂系シ
ート３、および表面が黒化処理され、かつ所定領域面
（導電性バンプ２の先端側が対接する面）にリンゴ酸成
分を含むインキをスクリーン印刷して、選択的に塗布し
た厚さ18μm の電解銅箔１′を、図２に断面的に示すご
とく配置した。なお、前記リンゴ酸成分を含むインキ
は、リンゴ酸 100grおよび高分子量ポリビニールアルコ
ール 500grを組成分とし、これらを混合，練り合わせ、
さらに３本ロールで混練した後、ターシャリブチルカル
ビトールを添加して 300ポイズの粘度（25℃）に調製し
たものである。

【００１９】その後、約 170℃に保持した熱プレスの熱
板間に配置して（図示せず）、合成樹脂系シート３が熱
可塑化した状態のとき、樹脂圧として 500 MPaで加圧
し、そのまま冷却後取りだしたところ、図３に断面的に
示すごとく、前記導電性バンプ２が合成樹脂系シート３
中を貫通（貫挿）し、対向する電解銅箔１′に接続する
層間接続部４を備えた両面銅張り板を得た。

【００２０】その後、前記両面銅張り板について、いわ
ゆるフォトエッチング処理を施して、スルホール型両面
配線板を得た。このスルホール型両面配線板の配線面所
定位置に、前記電解銅箔１面への導電性バンプ２形成の
場合と同様の条件で、導電性ペーストのスクリーン印刷
および乾燥を繰り返して、図４に断面的に示すような、
導電性ペーストの突起状導電性バンプ２を形成した配線
素体（コア配線素板）５を形成した。この配線素体（コ
ア配線素板）５の両面側に、前記と同種の合成樹脂系シ
ート３、および表面が黒化処理され、かつ所定領域面
（導電性バンプ２の先端側が対接する面）にリンゴ酸成
分を含むインキを選択的に塗布した厚さ18μm の電解銅
箔１″を、図５に断面的に示すごとく配置した。

【００２１】その後、約 170℃に保持した熱プレスの熱
板間に配置して（図示せず）、合成樹脂系シート３が熱
可塑化した状態のとき、樹脂圧として 500 MPaで加圧
し、そのまま冷却後取りだしたところ、図６に断面的に
示すごとく、前記導電性バンプ２が合成樹脂系シート３
中を貫通（貫挿）し、対向する電解銅箔１″に接続する
層間接続部４′を備えた両面銅張り配線板を得た。この
両面銅張り配線板について、いわゆるフォトエッチング
処理を施して、図７に断面的に示すような多層印刷配線
板を得た。

【００２２】実施例２ 前記実施例１において、リンゴ酸成分を含むインキを用
いた代りに、カプリル酸50grおよび高分子量ポリビニー
ルアルコール 300grを組成分とし、これらを混合，練り
合わせ、さらに３本ロールで混練した後、ターシャリブ
チルカルビトールを添加して 300ポイズの粘度（25℃）
に調製した酸成分を含むインキを使用した。そして、前
記電解銅箔１面および電解銅箔１′から形成された配線
パター面の導電性バンプ２形成領域にも、前記酸成分を
含むインキを印刷，塗布した外は、実施例１の場合と同
じ条件で多層印刷配線板を製造した。

【００２３】実施例３ 前記実施例１において、リンゴ酸成分を含むインキを用
いた代りに、オレイン酸30grおよびポリスルホンパウダ
ー 300grを組成分とし、これらを混合，練り合わせ、さ
らに３本ロールで混練した後、ターシャリブチルカルビ
トールを添加して 320ポイズの粘度（25℃）に調製した
酸成分を含むインキを使用した。そして、前記電解銅箔
１面および電解銅箔１′から形成された配線パターン面
の導電性バンプ２形成領域にも、前記酸成分を含むイン
キを印刷，塗布した外は、実施例１の場合と同じ条件で
多層印刷配線板を製造した。

【００２４】比較例 ガラスエポキシ樹脂系を絶縁基材とし、層間接続部をド
リルによる孔明け、その孔内壁面への化学メッキおよび
電気メッキによって、スルホール接続を形成する従来の
一般的な多層印刷配線板の製造方法で、前記実施例の場
合と同じ配線回路の構成を採った多層印刷配線板を得
た。

【００２５】上記各実施例で製造した多層印刷配線板、
および比較例として製造した多層印刷配線板について、
導電パターン間の接続の信頼性を評価するため、次のよ
うな評価試験をそれぞれ行った。すなわち、 PCT 100hr
後の密着強度および抵抗変化率と、ホットオイルテスト
で（ 260℃のオイル中に10秒浸漬，20℃のオイル中に20
秒浸漬のサイクルを 1サイクルとして）、 100回行った
ときの抵抗変化率および外観変化を評価した結果は、表
−１に示すごとくであった。 表−１ PCT 100hr ホットオイルテスト 密着強度Kg／mm2 抵抗変化率％ 抵抗変化率％ 外観 実施例１ 1.2 3.1 0.6 変化なし 実施例２ 1.4 4.3 1.6 変化なし 実施例３ 1.7 4.4 2.2 変化なし 比較例 1.2 2.1 1.8 変化なし 上記表−１からも分かるように、本発明に係る製造方法
で製造された多層印刷配線板は、製造工程が簡略されて
いるにも拘らず、密着強度，抵抗変化率，外観などいず
れも、比較例の場合に対比して遜色なく、導電（配線）
パターン層間の接続信頼性がすぐれていた。

【００２６】なお、上記実施例では、導電性バンプが対
接する電解銅箔面に、有機酸を含むインキを選択的に印
刷，塗布した例を示したが、前記導電性バンプの先端面
側に有機酸を含有させた構成を採っても同様の作用，効
果を得ることができる。そして、このような本発明は、
その発明の趣旨を逸脱しない範囲で変形して実施するこ
とも可能である。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、導体（配線）パターン
層間を接続する導電性バンプを形設する工程、合成樹脂
系シートを積層的に配置して熱プレスする工程、外層パ
ターニングする工程というプロセスの簡略化、換言する
と、製造工程数を従来の製造方法に比べ格段に少ない工
程に低減しながら、多層印刷配線板を容易に製造するこ
とが可能となる。特に、工程の繰り返しが多い多層型印
刷配線板の製造においては、大幅な工程数の低減とな
り、生産性ないし量産性の向上に効果がある。そして、
従来の多層型印刷配線板などの製造工程で、必要不可欠
であった孔明け工程、メッキ工程が不要になることに伴
い、製造工程で発生する不良が大幅に抑えられ、歩留ま
りが向上するばかりでなく、信頼性の高い印刷配線板が
得られることになる。

【００２８】また、製造される印刷配線板は、層間接続
用の孔が表面に存在しないので、配線密度の格段な向上
を図り得るし、電子部品の実装用エリアも、孔の位置に
関係なく設定し得ることになり、実装密度も格段に向上
し、ひいては実装電子部品間の距離を短縮できるので、
回路の性能向上をも図り得る。つまり、本発明は、印刷
配線板の低コスト化に寄与するだけでなく、実装回路装
置のコンパクト化や、高性能化などにも大きく寄与する
ものといえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施態様例を模式的に示すもので、基
板面に突起状の導電性バンプを設けた状態を示す断面
図。

【図２】本発明の実施態様例を模式的に示すもので、突
起状の導電性バンプを設けた基板面に合成樹脂系シート
および導電性金属箔を積層，配置した状態を示す断面
図。

【図３】本発明の実施態様例を模式的に示すもので、突
起状の導電性バンプを設けた基板面に合成樹脂系シート
層を介して導電性金属箔を圧着して成る両面銅張り板の
断面図。

【図４】本発明の実施態様例を模式的に示すもので、両
面銅張り板の外層を配線パターンニングし、その配線パ
ターン面に突起状の導電性バンプを設けた配線素体の状
態を示す断面図。

【図５】本発明の実施態様例を模式的に示すもので、配
線素体の両側に合成樹脂系シートおよび導電性金属箔を
積層，配置した状態を示す断面図。

【図６】本発明の実施態様例を模式的に示すもので、配
線素体の両側に合成樹脂系シート層を介して導電性金属
箔を圧着して成る両面銅張り配線板を示す断面図。

【符号の説明】

１…導電性金属箔（電解銅箔） １′，１″…表面黒
化処理した導電性金属箔（電解銅箔） ２…突起状の
導電性バンプ ３…合成樹脂系シート ４４′，
４″…層間接続部 ５…配線素体（コア配線素板）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 1/11 H05K 3/38 H05K 3/40 H05K 3/46

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体主面の所定位置に形設され、かつ合
   成樹脂系シートを厚さ方向に貫挿して、層間接続部を形
   成する突起状の導電性バンプを備えた配線素体に導電体
   層を重ね、加圧，一体化する工程を具備する印刷配線板
   の製造方法であって、 前記突起状の導電性バンプの先端側が対接する領域の導
   電体層面に、予め有機酸成分を含むインキを塗布してお
   くことを特徴とする印刷配線板の製造方法。
2. 【請求項２】 基体主面の所定位置に形設され、かつ合
   成樹脂系シートを厚さ方向に貫挿して、層間接続部を形
   成する導電性組成物からなる突起状の導電性バンプを備
   えた配線素体に導電体層を重ね、加圧，一体化する工程
   を具備する印刷配線板の製造方法であって、 前記突起状の導電性バンプの少なくとも先端側領域に予
   め有機酸成分を含有させておくことを特徴とする印刷配
   線板の製造方法。