JP4009080B2 - 配線板およびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，導体層と層間絶縁層とを積層してなる配線板およびその製造方法に関する。さらに詳細には，層間絶縁層を貫通する穴が抵抗材料や誘電材料で充填されている配線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】
従来，配線板の製造には，めっき，エッチング，印刷等の手法が用いられている。すなわち，導体層上のパターン形成，層間接続構造の形成等の各工程において，これらの手法を適宜利用することにより配線板が製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，前記した従来の製造方法では以下のような問題があった。すなわち，一枚の多層配線板を製造する過程では多様な手法が利用されている。例えば，図７に示すような，誘電材料７６とビアホール７７とで構成される層間キャパシタ構造を有する多層配線板７０を製造する場合を考える。この場合，図８に示す５層の状態の多層板８０に対して，エッチング，現像，印刷，レーザ加工，めっき，プレス加工等の手法を用いる必要がある。つまり，各手法によってそれぞれ異なった設備を使用する必要がある。このため，設備コストが高いのである。
【０００４】
本発明は，前記した従来の製造方法が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，配線板の製造工程がシンプルで，低コストに製造することができる配線板およびその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題の解決を目的としてなされた配線板は，導体層と絶縁層とを積層してなる配線板であって，印刷法によりコア絶縁層上に形成された導体層と，印刷法により導体層上に 形成され，導体層上に穴を有する絶縁層と，印刷法により前記穴を電磁気特性材料で充填した充填層と，充填層で充填された穴を含む絶縁層上を覆う絶縁フィルムとを有することを特徴としている。
【０００６】
また，この課題の解決を目的としてなされた配線板の製造方法は，導体層と絶縁層とを積層してなる配線板の製造方法であって，導体層を印刷法によりコア絶縁層上に形成する導体層形成工程と，穴を有する絶縁層を印刷法により導体層上に形成する絶縁層形成工程と，絶縁層の穴を印刷法により電磁気特性材料で充填する穴充填工程と，穴充填工程で充填された穴を含む絶縁層上を絶縁フィルムで覆う絶縁フィルム被覆工程とを含み，穴充填工程では，電磁気特性材料として誘電材料または抵抗材料を使用し，絶縁フィルムとして穴のあけられているものを使用し，絶縁フィルム被覆工程では，充填された穴と絶縁フィルムの穴とが同じ位置に来るようにすることを特徴としている。すなわち，製造工程がシンプルであるため，低コストに配線板を製造することができる。なお，コア絶縁層とは，出発材となる絶縁層に限らず，その上にさらに導体層を積層する絶縁層を含む。そのため，各工程は複数回行ってもよい。
【０００７】
また，本発明の配線板の製造方法においては，穴充填工程で電磁気特性材料として誘電材料または抵抗材料を使用し，穴充填工程で充填された穴を含む絶縁層上を絶縁フィルムで覆う絶縁フィルム被覆工程を含んでいるとよい。これにより，印刷法で形成された絶縁層上に，更に絶縁フィルムが積み重ねられることになり絶縁層の厚さを稼ぐことができる。さらには，その絶縁層の上下の導体層間における絶縁破壊を防止できる。
【０００８】
さらには，絶縁フィルムとして穴のあけられているものを使用し，絶縁フィルム被覆工程では，誘電材料または抵抗材料で充填された穴と前記絶縁フィルムの穴とが同じ位置に来るようにするとよい。これにより，穴加工においてレーザ加工機等の設備を使用する必要がなく，印刷のみで層間接続構造を有する配線板を製造できる。
【０００９】
また，本発明の配線板の製造方法においては，コア絶縁層と前記絶縁フィルムとの少なくとも一方として，通気孔を有する材質のものを使用するとよい。これにより，層間に気泡が発生することがなく，気泡に起因するマイグレーション等が防止できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１１】
［第一の形態］
第一の形態では，図１に示すような多層配線板１０を製造する。多層配線板１０は，導体層１１，１２，１３と絶縁層１４，１５とを有している。厚さ方向の順序は図１中上から，導体層１３，絶縁層１５，導体層１１，絶縁層１４，導体層１２の順である。また，導体層１１と導体層１３との間の絶縁層１５には，穴１６が設けられており，穴１６は誘電材料または抵抗材料により充填されている。すなわち，穴１６が誘電材料で充填されているならば，導体層１１と導体層１３とは，当該穴の箇所で所定の静電容量のキャパシタを構成している。一方，穴１６が抵抗材料で充填されているならば，当該穴により所定の抵抗値をもって導通している。
【００１２】
次に，多層配線板１０の製造についての手順（図２）を説明する。多層配線板１０は，樹脂フィルム（絶縁層）１４を出発材とする（図２の（ａ））。この樹脂フィルム１４の材質は，エポキシ樹脂等である。また，樹脂フィルム１４の厚さは１００μｍ程度であり，微小な通気孔を有している。次に，第一の工程（図２の（ｂ））として，印刷により導体層１１，１２のパターンを形成する。印刷時のインクには，銅ペーストを使用する。勿論，銀等の他の金属のペーストも使用可能である。
【００１３】
次に，第二の工程（図２の（ｃ））として，導体層１１上に印刷および加熱により絶縁層１５を形成する。印刷時のインクには， エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂で未硬化のものを使用する。このため，印刷後に絶縁層１５を加熱処理によって硬化する。この絶縁層１５を印刷する際に，導体層１１のパターンによる凹凸のため絶縁層１５の下にエアが挟み込まれる場合がある。この場合，挟み込まれたエアは樹脂フィルム１４の通気孔を通って多層配線板１０の外部に抜ける。このため，気泡として残ることはない。また，絶縁層１５には，印刷のパターンによって穴１６が存在する。勿論，穴は１つに限らず必要に応じて多数あってもよい。
【００１４】
次に，第三の工程（図２の（ｄ））として，穴１６に対して印刷により抵抗材料（カーボン等）を充填する。なお，穴を充填するものは抵抗材料に限らず，用途に応じて誘電材料（チタン酸バリウム等の強誘電体）もしくはセラミックス（アルミナ等）等であってもよい。また，穴毎に異なった種類のものを充填する場合には，種類毎に第三の工程を繰り返し行う。
【００１５】
次に，第四の工程（図２の（ｅ））として，印刷により導体層１３のパターンを形成する。このように種々の印刷材による印刷を反復して行っていくことにより，多層配線板１０が製造される。
【００１６】
以上詳細に説明したように本形態の多層配線板１０の製造方法では，第一の工程として，印刷により導体層１１，１２のパターンを形成することとしている。次に，第二の工程として，印刷および加熱により絶縁層１５を形成することとしている。次に，第三の工程として，印刷により穴１６を抵抗材料や誘電材料で充填することとしている。次に，第四の工程として，印刷により導体層１３のパターン形成するすることとしている。すなわち，すべての工程において印刷を利用しており，他の手法としては絶縁層１５を硬化させるための加熱や，洗浄・乾燥程度しか利用していない。このため，製造工程がシンプルである。また，製造に使用する設備として印刷機および熱硬化炉等だけでよいため，低コストに配線板を製造することができる製造方法が実現されている。
【００１７】
また，出発材となる絶縁層１４には，微小な通気孔を有するフィルムタイプのものを使用している。このため，絶縁層１４と絶縁層１５との間に気泡が発生することがない。これにより，気泡に起因するマイグレーション等が防止されている。
【００１８】
［第二の形態］
第二の形態では，図３に示すような多層配線板２０を製造する。多層配線板２０は，導体層２１，２２，２３と絶縁層２４，２５，２７とを有している。厚さ方向の順序は図３中上から，導体層２３，絶縁層２７，絶縁層２５，導体層２１，絶縁層２４，導体層２２の順である。また，導体層２１と導体層２３との間の絶縁層２５および絶縁層２７には，穴２８が設けられており，穴２８は抵抗材料により充填されている。すなわち，導体層２１と導体層２３とは，穴２８により所定の抵抗値をもって導通している。また，導体層２１と導体層２３との間の絶縁層２５には，穴２６が設けられており，穴２６は誘電材料により充填されている。すなわち，導体層２１のパターンと導体層２３のパターンとは，穴２６の箇所で所定の静電容量のキャパシタを構成している。
【００１９】
次に，多層配線板２０の製造についての手順（図４）を説明する。多層配線板２０は，樹脂フィルム（絶縁層）２４を出発材とする（図４の（ａ））。この樹脂フィルム２４の材質は，エポキシ樹脂等である。また，樹脂フィルムの厚さは１００μｍ程度であり，微小な通気孔を有している。次に，第一の工程（図４の（ｂ））として，印刷により導体層２１，２２のパターンを形成する。印刷時のインクには，銅ペーストを使用する。勿論，銀等の他の金属ペーストも使用可能である。
【００２０】
次に，第二の工程（図４の（ｃ））として，導体層２１上に印刷および加熱により絶縁層２５を形成する。印刷時のインクには，エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂で未硬化のものを使用する。このため，印刷後に絶縁層２５を加熱処理によって硬化する。この絶縁層２５を印刷する際に，導体層２１のパターンによる凹凸のため絶縁層２５の下にエアが挟み込まれる場合がある。この場合，挟み込まれたエアは樹脂フィルム２４の通気孔を通って多層配線板２０の外部に抜ける。このため，気泡として残ることはない。また，絶縁層２５には，印刷のパターンによって穴２６が存在する。勿論，穴は１つに限らず必要に応じて多数あってもよい。
【００２１】
次に，第三の工程（図４の（ｄ））として，穴２６に対して印刷により誘電材料を充填する。次に，第四の工程（図４の（ｅ））として，絶縁層２５上に樹脂フィルム２７を貼り付ける。この樹脂フィルム２７の材質は，樹脂フィルム２４と同様にエポキシ樹脂等である。また，樹脂フィルム２７の厚さは３０μｍ程度である。この樹脂フィルム２７を貼り付けることにより，導体層２１，２３間の絶縁層の厚みが増す。
【００２２】
次に，第五の工程（図４の（ｆ））として，レーザ加工により樹脂フィルム２７および絶縁層２５を貫通した穴２８を設ける。そして，穴２８に対して印刷により抵抗材料を充填する。なお，穴２８を充填する材料は，誘電材料もしくはセラミックス等でもよい。次に，第六の工程（図４の（ｇ））として，印刷により導体層２３のパターンを形成する。このように種々の印刷材による印刷を反復して行っていくことにより，多層配線板２０が製造される。
【００２３】
以上詳細に説明したように本形態の多層配線板２０の製造方法では，第一の工程として，印刷により導体層２１，２２のパターンを形成することとしている。次に，第二の工程として，印刷および加熱により絶縁層２５を形成することとしている。次に，第三の工程として，印刷により穴２６を誘電材料で充填することとしている。次に，第四の工程として，絶縁層２５上に樹脂フィルム２７を貼り付けることとしている。次に，第五の工程として，レーザ加工および印刷により穴２８を誘電材料または抵抗材料で充填することとしている。次に，第六の工程として，印刷により導体層２３のパターン形成するすることとしている。すなわち，第四の工程を除く，すべての工程において印刷を利用している。そして，他の手法としては絶縁層２５を硬化させるための加熱，樹脂フィルム２７および絶縁層２５を貫通する穴を形成させるためのレーザ加工，その他洗浄・乾燥程度のものを利用しているにすぎない。このため，配線板の製造工程がシンプルである。また，製造に使用する設備として印刷機，熱硬化炉，レーザ加工機等だけでよいため，低コストに配線板を製造することができる製造方法が実現されている。
【００２４】
また，樹脂フィルム２７を絶縁層２５上に貼り付けることとしている。これにより，印刷法で形成された絶縁層上に，更に絶縁フィルム２７が積み重ねられることになり絶縁層の厚さを稼ぐことができる。さらには，導体層２１，２３間の絶縁破壊を防止できる。
【００２５】
また，穴２６と接している導体層２１のパターンは，分離している場合がある。この場合に穴２６を抵抗材料で充填することにより，分離しているパターン同士は所定の抵抗値をもって導通することになる。また，穴２６は，樹脂フィルム２７により導体層２３と導通することはない。これにより，同層内に所定の抵抗値を有する導通構造を製造できる。
【００２６】
［第三の形態］
第三の形態では，図５に示すような多層配線板３０を製造する。多層配線板３０は，導体層３１，３２，３３と絶縁層３４，３５，３７とを有している。厚さ方向の順序は図５中上から，導体層３３，絶縁層３７，絶縁層３５，導体層３１，絶縁層３４，導体層３２の順である。また，導体層３１と導体層３３との間の絶縁層３５および絶縁層３７には，穴３６が設けられており，穴３６は抵抗材料または誘電材料により充填されている。すなわち，穴３６が抵抗材料で充填されているならば，導体層３１と導体層３３とは，穴３６により所定の抵抗値をもって導通している。一方，穴３６が誘電材料で充填されているならば，導体層３１のパターンと導体層３３のパターンとは，穴３６の箇所で所定の静電容量のキャパシタを構成している。また，導体層３１と導体層３３との間の絶縁層３５には穴３９が設けられており，穴３９は誘電材料により充填されている。すなわち，導体層３１のパターンと導体層３３のパターンとは，穴３９の箇所で所定の静電容量のキャパシタを構成している。
【００２７】
次に，多層配線板３０の製造についての手順（図６）を説明する。多層配線板３０は，樹脂フィルム（絶縁層）３４を出発材とする（図６の（ａ））。この樹脂フィルム３４の材質は，エポキシ樹脂等である。また，樹脂フィルム３４の厚さは１００μｍ程度であり，微小な通気孔を有している。次に，第一の工程（図６の（ｂ））として，印刷により導体層３１，３２のパターンを形成する。印刷時のインクには，銅ペーストを使用する。勿論，銀等の他の金属ペーストも使用可能である。
【００２８】
次に，第二の工程（図６の（ｃ））として，導体層３１上に印刷および加熱により絶縁層３５を形成する。印刷時のインクには，エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂で未硬化のものを使用する。このため，印刷後に絶縁層３５を加熱処理によって硬化する。この絶縁層３５を印刷する際に，導体層３１のパターンによる凹凸のため絶縁層３５の下にエアが挟み込まれる場合がある。この場合，挟み込まれたエアは樹脂フィルム３４の通気孔を通って多層配線板３０の外部に抜ける。このため，気泡として残ることはない。また，絶縁層３５には，印刷のパターンによって穴３６，３９が存在する。勿論，穴は２つに限らず必要に応じて多数あってもよい。
【００２９】
次に，第三の工程（図６の（ｄ））として，穴３６に対して印刷により抵抗材料または誘電材料を充填する。また，穴３９に対して印刷により誘電材料を充填する。次に，第四の工程（図６の（ｅ））として，絶縁層３５上に樹脂フィルム３７を貼り付ける。この樹脂フィルム３７の材質は，樹脂フィルム３４と同様にエポキシ樹脂等である。また，樹脂フィルム３７の厚さは３０μｍ程度であり，微小な通気孔を有している。また，樹脂フィルム３７には，貼り付けたときに穴３６を塞がないように，あらかじめ穴加工が施されている。そして，樹脂フィルム３７の穴と穴３６とが同じ位置に来るようにする。そのため，穴３６は樹脂フィルム３７の厚さ分だけ深さが大きくなり，抵抗材料もしくは誘電材料が十分に充填されていない状態になる。
【００３０】
次に，第五の工程（図６の（ｆ））として，その充填不十分な穴３６に対して印刷によりさらに第三の工程と同じ材料を充填し，完全に穴３６を抵抗材料または誘電材料で埋める。次に，第六の工程（図６の（ｇ））として，印刷により導体層３３のパターンを形成する。このように種々の印刷材による印刷を反復して行っていくことにより，多層配線板３０が製造される。
【００３１】
以上詳細に説明したように本形態の多層配線板３０の製造方法では，第一の工程として，印刷により導体層３１，３２のパターンを形成することとしている。次に，第二の工程として，印刷および加熱により絶縁層３５を形成することとしている。次に，第三の工程として，印刷により穴３６，３９を抵抗材料または誘電体で充填することとしている。次に，第四の工程として，絶縁層３５上に樹脂フィルム３７を貼り付けることとしている。次に，第五の工程として，印刷により穴３６をさらに抵抗材料で充填することとしている。次に，第六の工程として，印刷により導体層３３のパターン形成するすることとしている。すなわち，第四の工程を除く，すべての工程において印刷を利用している。そして，他の手法は絶縁層３５を硬化させるための加熱や，洗浄・乾燥程度しか利用していない。このため，配線板の製造工程がシンプルである。また，製造に使用する設備として印刷機，熱硬化炉等だけでよいため，低コストに配線板を製造することができる製造方法が実現されている。
【００３２】
また，あらかじめ穴加工がされた樹脂フィルム３７を使用することとしている。そのため，レーザ加工をすることなく，導体層３１と導体層３３との間の穴３６による抵抗構造またはキャパシタを形成している。これにより，印刷のみで，絶縁層の厚みのある層間接続構造または層間キャパシタ構造を有する配線板を製造できるシンプルな製造方法が実現されている。
【００３３】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，本形態では３層の導体層を有する多層配線板であったが，さらに印刷を繰り返すことにより３層以上の導体層を有する多層配線板としてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば，配線板の製造工程がシンプルで，低コストに製造することができる配線板およびその製造方法が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第一の形態に係る製造方法で製造された多層配線板を示す図である。
【図２】 第一の形態に係る製造方法を示す図である。
【図３】 第二の形態に係る製造方法で製造された多層配線板を示す図である。
【図４】 第二の形態に係る製造方法を示す図である。
【図５】 第三の形態に係る製造方法で製造された多層配線板を示す図である。
【図６】 第三の形態に係る製造方法を示す図である。
【図７】 従来の形態に係る製造方法で製造された多層配線板の一例を示す図である。
【図８】 従来の形態に係る多層配線板を製造するための多層材を示す図である。
【符号の説明】
１０ 多層配線板
１１，１２，１３ 導体層（銅）
１４，１５ 絶縁層（樹脂）
１６ 穴
２７，３７ 樹脂フィルム

Claims (3)

1. 導体層と絶縁層とを積層してなる配線板の製造方法において，
   導体層を印刷法によりコア絶縁層上に形成する導体層形成工程と，
   穴を有する絶縁層を印刷法により導体層上に形成する絶縁層形成工程と，
   絶縁層の穴を印刷法により電磁気特性材料で充填する穴充填工程と，
   前記穴充填工程で充填された穴を含む絶縁層上を絶縁フィルムで覆う絶縁フィルム被覆工程とを含み，
   前記穴充填工程では，電磁気特性材料として誘電材料または抵抗材料を使用し，
   前記絶縁フィルムとして穴のあけられているものを使用し，
   前記絶縁フィルム被覆工程では，充填された穴と前記絶縁フィルムの穴とが同じ位置に来るようにすることを特徴とする配線板の製造方法。
2. 請求項１に記載する配線板の製造方法において，
   コア絶縁層と前記絶縁フィルムとの少なくとも一方として，通気孔を有する材質のものを使用することを特徴とする配線板およびその製造方法。
3. 導体層と絶縁層とを積層してなる配線板において，
   印刷法によりコア絶縁層上に形成された導体層と，
   印刷法により前記導体層上に形成され，前記導体層上に穴を有する絶縁層と，
   印刷法により前記穴を電磁気特性材料で充填した充填層と，
   前記充填層で充填された穴を含む前記絶縁層上を覆う絶縁フィルムとを有することを特徴とする配線板。

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