JP4331331B2 - 多層プリント配線板用の片面回路基板およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細な金属粒子や樹脂粒子からなるペースト状物質を、特に、プリント配線板の製造に際して、スルーホール形成用の貫通孔やビアホール形成用の開口内へ導電性ペースト等のペースト状物質を充填する方法を用いて製造される多層プリント配線板用片面回路基板およびその製造方法についての提案である。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線板を製造する際に、スルーホール形成用の貫通孔やビアホール形成用の開口内へ導電性ペーストを充填する一般的な方法としては、まず、導電性金属粒子／粉体（導電性フィラー）と樹脂粒子／粉体とを混練して導電性のペーストとし、しかる後に、貫通孔あるいは開口位置にマスクを配置させ、その上からスキージを用いて導電性ペーストを貫通孔あるいは開口内に印刷の手法によって充填させる方法、あるいはディスペンサーを用いて貫通孔あるいは開口内に直接充填する方法等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような導電性ペーストは、それが含有する導電性フィラーの量が多いほど粘度が大きくなるので、比較的導電性フィラーを多く含んだ高粘度ペーストを開口内に充填する際には、表面のへこみは小さくなるが、混練時および充填時に空気を巻き込みやすく、充填された導電性ペースト内に気泡が残留しやすいという問題がある。一方、比較的導電性フィラーを少なく含んだ低粘度ペーストを開口内に充填する際には、混練時および充填時に空気を巻き込むことは少ないが、表面のへこみが大きくなるという問題がある。
【０００４】
充填ペースト内に気泡が残留する場合には、気泡内に水分を含むことが考えられ、このような場合には、電子部品として完成した後、はんだリフロー等の熱処理によってデラミネーションを起こし、接続抵抗を劣化させることになる。また、表面のへこみが大きい場合には、積層プレス時に、導電性ペーストが充分に圧縮されない、すなわち、バンプの分だけ下方に沈むが沈み込む量が少なく、導電性フィラーが密に接しないので、接続抵抗が劣化するという問題が発生しやすい。
【０００５】
本発明の目的は、樹脂絶縁層内に形成したビアホール形成用開口に充填される導電性ペースト内への気泡の残留や表面へこみに起因する問題を解消して、バンプ高さのばらつきのない、接続安定性に優れた多層プリント配線板用片面回路基板を提供すること、およびその製造方法を提案することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、上掲の目的を実現するために鋭意研究した結果、以下の内容を要旨構成とする本発明に想到した。
すなわち、本発明にかかる多層プリント配線板用片面回路基板を製造する際に用いる導電性ペーストの充填方法は、
プリント配線板の樹脂絶縁層内に形成されたビアホール形成用開口内の一部に、まず低粘度の導電性ペーストを所定量だけ充填させ、その充填された低粘度の導電性ペーストの上に、高粘度の導電性ペーストを順次充填させることを特徴とする。
【０００７】
なお、スルーホール形成用の開口、すなわち貫通孔内に導電性ペーストを充填する場合には、貫通孔の一方の開口端を封止した状態で、高粘度導電性ペーストまたは低粘度導電性ペーストの一方を充填し、その後、他方を充填することによって行う。
【０００８】
（１）本発明にかかる多層プリント配線板用片面回路基板は、
絶縁性基材の一方の面に導体回路を有し、この絶縁性基材の他方の面から導体回路が形成された前記一方の面に達するビアホールを具える多層プリント配線板用片面回路基板において、
上記絶縁性基材には、前記他方の面から導体回路に達する開口が形成され、その開口内の一部には、上記導体回路に電気的接触するように充填された低粘度の導電性ペーストを硬化させてなる第１の導電層と、前記低粘度の導電性ペースト上に充填された高粘度の導電性ペーストを硬化させてなる第２の導電層とからビアホールが形成され、その第２の導電層の一部は、上記絶縁性基材の他方の面から露出するバンプとして機能するように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
（２）また、本発明にかかる多層プリント配線板用片面回路基板の製造方法は、
絶縁性基材の一方の面に導体回路を有し、この絶縁性基材の他方の面から導体回路が形成された前記一方の面に達するビアホールを具える多層プリント配線板用片面回路基板の製造に当たって、その製造工程中に、少なくとも下記(1)〜(4)の工程、すなわち、
(1)上記絶縁性基材の他方の面から導体回路に達する開口を形成する工程、
(2)その開口内の一部に、低粘度の導電性ペーストを所定量だけ充填する工程、
(3)その充填された低粘度の導電性ペーストの上に、高粘度の導電性ペーストを重ねて充填して、上記絶縁性基材の他方の面から露出させる工程、
(4)上記低粘度の導電性ペーストおよび高粘度の導電性ペーストを硬化させることによって、ビアホールを形成するとともに、そのビアホール上にバンプを形成する工程、を含むことを特徴とする
【００１０】
（３）さらに、本発明にかかる多層プリント配線板用片面回路基板の製造方法は、
絶縁性基材の一方の面に導体回路を有し、この絶縁性基材の他方の面から導体回路が形成された前記一方の面に達するビアホールが形成されるとともに、ビアホール直上に突起状導体が形成された多層プリント配線板用片面回路基板の製造に当たって、その製造工程中に、少なくとも以下の(1)〜(4)の工程、すなわち、
(1)上記絶縁性基材の他方の面に半硬化状態の樹脂接着剤層を介して樹脂フィルムを粘着させ、その樹脂フィルム上からレーザ照射を行って、前記樹脂フィルムおよび絶縁性基材を貫通して上記導体回路に達する開口を形成する工程、
(2)絶縁性樹脂に形成された開口内の一部に低粘度の導電性ペーストを所定量だけ充填する工程、
(3)その充填された低粘度の導電性ペーストの上に、高粘度の導電性ペーストを重ねて充填するとともに、上記レーザ照射により樹脂フィルムに形成された開口内にも充填する工程、
(4)上記低粘度の導電性ペーストおよび高粘度の導電性ペーストを硬化させ、しかる後に上記樹脂フィルムを剥離させることによって、ビアホールを形成するとともに、そのビアホール上に突起状導体を形成する工程、
を含むことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる多層プリント配線板用片面回路基板の製造に用いる導電性ペーストの充填方法は、樹脂絶縁層内に形成されたビアホール形成用開口等に、粘度の異なる導電性ペーストを順次充填することによって、導電性ペースト内に気泡が混入することを阻止するとともに表面へこみの発生を阻止できる充填方法であり、接続安定性に優れた回路基板の製造に好適であることを特徴としている。
【００１２】
上記導電性ペーストとしては、銀、銅、金、ニッケル、半田から選ばれる少なくとも1 種以上の金属粒子を含む導電性ペーストを使用できる。また、前記金属粒子としては、金属粒子の表面に異種金属をコーティングしたものも使用できる。具体的には銅粒子の表面に金、銀から選ばれる貴金属を被覆した金属粒子を使用することができる。
【００１３】
上記導電性ペーストとしては、金属粒子に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリフェニレンスルフイド（ＰＰＳ）などの熱可塑性樹脂を加えた有機系導電性ペーストを用いることもできる。
【００１４】
このような導電性ペーストのうち、形状保持しにくい低粘度のペーストとしては、粘度が、0.1 〜1.0 Pa・s の範囲であるようなペーストが好ましく、たとえば、タツタ電線の商品名XAE 1244なるペーストが使用される。また、形状保持性が良い高粘度のペーストとしては、粘度が1.0 〜10.0 Pa ・s の範囲であるようなペーストが好ましく、たとえば、アサヒ化学研究所の商品名TIB ‐12なるペーストが使用される。
【００１５】
ここで、低粘度の導電性ペーストとは、Ｅ型粘度計を用いて5.0 ｒｐｍで測定した場合に、1000ｃｐｓ以下であるようなペーストを、高粘度の導電性ペーストとは、同じく1000ｃｐｓを超えるペーストのことをいう。このような導電性ペーストの開口内への充填は、メタルマスクを用いた印刷による方法や、スクイージやディスペンサーを用いた方法等のいずれの方法でも可能である。
【００１６】
上記導電性ペーストの充填方法は、スルーホール用の貫通孔内に導電性ペーストを充填する場合にも適用することができる。その際には、貫通孔の一方の開口端を封止した状態で、まずいずれか一方の導電性ペーストを所定量だけ充填し、その後、他方の導電性ペーストを充填することによって行なわれる。なお、上記導電性ペーストの充填方法は、硬質の樹脂基材に形成した貫通孔や開口だけでなく、プリプレグに形成した貫通孔や開口への導電性ペーストの充填にも適用され得る。
【００１７】
また、本発明にかかる多層プリント配線板用の片面回路基板は、絶縁性基材の導体回路を形成した一方の面とは反対側の他方の面から導体回路に達する開口内の一部に、導体回路に電気的接触するように充填された低粘度の導電性ペーストを硬化させてなる第１の導電層を形成するとともに、低粘度の導電性ペースト上に充填された高粘度の導電性ペーストを硬化させてなる第２の導電層を形成し、その第２の導電層の一部は、絶縁性基材の一面から露出するバンプとして機能するように構成される。
【００１８】
かかる構成によれば、バンプ高さのばらつきが極めて少なくなるので、接続安定性に優れた回路基板を得ることができる。
【００１９】
さらに、本発明にかかる多層プリント配線板用片面回路基板の製造に用いる導電性ペーストの充填方法は、絶縁性基材の一方の面に導体回路を有し、この絶縁性基材の導体回路が形成された一方の面と反対側の他方の面から導体回路が形成された前記一方の面に達するビアホールを具える多層プリント配線板用片面回路基板や、絶縁性基材の一方の面に導体回路を有し、この絶縁性基材の導体回路が形成された一方の面と反対側の他方の面から導体回路が形成された前記一方の面に達するビアホールを具えるとともに、そのビアホール直上に突起状導体を具える多層プリント配線板用片面回路基板の製造、およびそれらの片面回路基板を積層して形成する多層プリント配線板の製造に効果的に適用され得る。
【００２０】
以下、上述したような導電性ペーストの充填方法を用いて、本発明にかかる多層プリント配線板用片面回路基板を製造する例について、添付図面を参照にして説明する。
(1)本発明による片面回路基板を導電性ペーストの充填方法を用いて製造するに当たって、片面に金属層10の形成された絶縁性基材20を出発材料として用いる（図１ ( ａ) 参照）。
【００２１】
この絶縁性基材20は、アラミド不織布−エポキシ樹脂基材、アラミド不織布−ポリイミド基材、ビスマレイミド−トリアジン樹脂基材から選ばれるいずれかのリジッド（硬質）な積層基材が使用され、ガラス布エポキシ樹脂基材が最も好ましい。
【００２２】
また、絶縁性基材20の一方の表面に形成された金属層10は、銅箔を使用できる。銅箔は密着性改善のため、マット処理されていてもよく、また絶縁性基材20の表面に、金属を蒸着した後、電解めっき処理を施して形成した銅めっきを、金属層とすることもできる。上記絶縁性基材20の厚さは、20〜100μｍが望ましい。その理由は、絶縁性を確保するためである。20μｍ未満の厚さでは強度が低下して取扱が難しくなり、100μｍを超えると微細なビアホールの形成および導電性物質の充填が難しくなるからである。
【００２３】
一方、金属層10の厚さは、5 〜18μｍが望ましい。その理由は、レーザ加工で絶縁性基材にビアホール形成用開口を形成する際に、薄すぎると貫通してしまうからであり、逆に厚すぎるとエッチングにより、ファインパターンを形成し難いからである。
【００２４】
上記絶縁基材20および金属層10としては、特に、エポキシ樹脂をガラスクロスに含潰させてＢステージとしたプリプレグと、銅箔とを積層して加熱プレスすることにより得られる片面銅張積層板を用いることが好ましい。その理由は、金属層10がエッチングされた後の取扱中に、配線パターンやビアホールの位置がずれることがなく、位置精度に優れるからである。
【００２５】
(2)次に、絶縁性基材20の金属層10を設けた表面に、感光性ドライフィルムレジストを貼付するか、液状感光性レジストを塗布した後、所定の回路パターンに沿って露光、現像処理してエッチングレジストを形成した後、エッチングレジスト非形成部分の金属層10をエッチングして導体回路30を形成する。（図１ ( ｂ) 参照）。
【００２６】
エッチング液としては、硫酸一過酸化水素、過硫酸塩、塩化第二銅、塩化第二鉄の水溶液から選ばれる少なくとも1 種の水溶液が望ましい。
【００２７】
上記金属層10をエッチングして導体回路30を形成する前処理として、ファインパターンを形成しやすくするため、あらかじめ、金属層10の表面全面をエッチングして厚さを１〜10μｍ、より好ましくは２〜８μｍ程度まで薄くすることができる。
【００２８】
(3)前記(2)のようなエッチング処理の後、導体回路30の表面および側面に、粗化層40を形成する（図１ ( ｃ) 参照）。この粗化処理は、片面回路基板を積層して多層化する際に、導体回路30と後述する突起状導体54との密着性を改善し、また接着剤層42との密着性を改善して、剥離（デラミネーション）を防止するためである。
【００２９】
粗化処理方法としては、例えば、ソフトエッチング処理や、黒化（酸化）一還元処理、銅−ニッケルーリンからなる針状合金めっき（荏原ユージライト製：商品名インタープレート）の形成、メック社製の商品名「メックエッチボンド」なるエッチング液による表面粗化がある。
【００３０】
(4)ついで、絶縁性基材20の樹脂面に接着剤層422 を形成する。この接着剤層42は、片面回路基板を積層して多層プリント配線板を製造する際に、隣接する片面回路基板同士を接続するために設けられる。絶縁性基材20の樹脂面全体に塗布され、乾燥化された状態の未硬化樹脂からなる接着剤層42として形成され、取扱が容易になるため、予備硬化（プレキュア）しておくことが好ましく、その厚さは、２０〜３０μｍの範囲が望ましい。
【００３１】
上記接着剤層42は、有機系接着剤からなることが望ましく、有機系接着剤としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、熱硬化型ポリフェノレンエーテル（ＰＰＥ）、エポキシ樹脂と熱可塑性樹脂との複合樹脂、エポキシ樹脂とシリコーン掛脂との複合樹脂、ＢＴレジンから選ばれる少なくとも１種の樹脂であることが望ましい。
【００３２】
有機系接着剤である未硬化樹脂の塗布方法は、カーテンコータ、スピンコータ、ロールコータ、スプレーコート、スクリーン印刷などを使用できる。また、接着剤層の形成は、接着剤シートをラミネートすることによってもできる。
【００３３】
(5)さらに、前記(4)で形成した接着剤層42の上に保護フィルム44をラミネートし（図１ ( ｄ) 参照）、その上からレーザ照射を行って、保護フィルム44、接着剤層42および絶縁性基材20を貫通して金属層10に至るビアホール形成用開口46を形成する（図１ ( ｅ) 参照）。この保護フィルムは、後述する導電性ペーストの印刷用マスクとして使用され、たとえば、表面に粘着層を設けたポリエチレンテレフタレート（PET ）フィルムが使用され得る。このＰＥＴフィルム14は、粘着剤層の厚みが１〜20μｍ、フィルム自体の厚みが10〜50μｍであるようなものが使用される。
【００３４】
上記レーザ照射による穴あけ加工は、パルス発振型炭酸ガスレーザ加工装置によって行われる。加工条件は、パルスエネルギーが0.5 〜5.0 ｍＪ、パルス幅が1〜20μｓ、パルス間隔が2ｍｓ以上、ショット数が3〜10の範囲内であることが望ましい。このような加工条件のもとで形成され得る開口46の開口径は、50〜250 μｍであることが望ましい。
【００３５】
その後、開口46の内壁面に残留する樹脂を取り除くために、ＣＦ4 と酸素の混合プラズマ放電、酸素プラズマ放電、コロナ放電等のデスミア処理を行うことが、接続信頼性確保の点で望ましい。
【００３６】
(6)次に、レーザ加工で形成したビアホール形成用開口46内に、まず低粘度の導電性ペースト48をビアホール形成用開口46の口径のほぼ２／３の深さまで充填し（図２ ( ａ) 参照）、その後、開口46の口径よりもやや大きな口径を有するメタルマスク52を配置させ、そのメタルマスク開口を介して低粘度の導電性ペースト48の上にさらに高粘度の導電性ペースト50を充填する（図２ ( ｂ) 参照）。
【００３７】
これらの導電性ペーストのうち、低粘度のペーストとしては、粘度が、0.1 〜1.0 Pa・s であるような、熱硬化型エポキシ樹脂と銀めっき銅粉からなるペーストが使用されるのが好ましく、また高粘度のペーストとしては、粘度が1.0 〜10.0 Pa ・s であるような、熱硬化型エポキシ樹脂と銀めっき銅粉からなるペースト、または熱硬化型エポキシ樹脂と鱗片状銀粉からなるペーストが使用されるのが好ましい。
【００３８】
上記低粘度ペーストとしては、タツタ電線の商品名XAE 1244なるペーストが使用され、また高粘度のペーストとしては、アサヒ化学研究所の商品名TIB ‐12なるペーストが使用される。
【００３９】
(7)上記(6)の導電性ペースト48および50の充填の後、メタルマスク52をPETフィルム44から剥離させ（図２(ｃ)参照）、PET フィルム30上にはみ出した高粘度導電性ペースト50を掻きとって平坦化する（図２(ｄ)参照）。この実施の形態においては、開口40内への導電性ペーストの充填前に、開口46内に露出する金属層10の内側表面を酸などで活性化処理しておくことが望ましい。
【００４０】
(8)その後、PET フィルム44を接着剤層42から剥離させ、上記(6)で充填した導電性ペースト48および50をプレキュア（予備硬化）する。このようなプレキュア処理をする理由は、突起状導体は半硬化状態でも硬いので、後述するような積層プレスの段階で軟化した有機系接着剤層を貫通し、積層される他の回路基板のビアホールと電気的接触が可能となるからである。また、加熱プレス時に変形して接触面積が増大し、導通抵抗を低くすることができるだけでなく、突起状導体の高さのばらつきを是正することができる。
【００４１】
このような導電性ペーストのプレキュアによって、ほぼ接着剤層42の厚みにPET フィルム44の厚みを加えた分だけ絶縁性基材20の表面から突出する突起状導体54が形成されるとともに、開口46内には金属層10に電気的接続されるビアホール56が形成される。すなわち、一方の面に導体回路30を具え、その導体回路30に電気的接続しているビアホール56の直上に位置して、他方の面から露出している突起状導体48、すなわちバンプを具える片面回路基板60を得る。なお、上記突起状導体の高さ、すなわち絶縁性基材20表面からの突出量は、接着剤層42の厚みにPET フィルム44の全体としての厚み、すなわち、粘着剤層の厚みとフィルム自体の厚みとの和、を加えたもので、10〜50μｍの範囲とすることが望ましい。
【００４２】
その理由は、10μｍ未満では、接続不良を招きやすく、50μｍを越えると抵抗値が高くなると共に、加熱プレス工程において突起状導体（バンプ）が熱変形した際に、絶縁性基板の表面に沿って拡がりすぎるので、ファインパターンが形成できなくなるからである。
【００４３】
上述したような本発明による片面回路基板は、それらの複数が相互に積層接着されたり、予め製造されたコア基板に積層接着されて多層化される。
上記(1)〜(8)の工程によって製造された複数の片面回路基板、たとえば４枚の基板を相互に積層して多層プリント配線板を製造する一例について、図３および図４を参照にして説明する。
【００４４】
まず、片面回路基板60、62、64および66を互いに対向するように積層する( 図３参照) 。この重ね合わせは、隣接する片面回路基板の突起状導体54と導体回路30とが、あるいは突起状導体54と他の突起状導体54とが対向するような位置に配置することにより行なわれる、すなわち、各片面回路基板の周囲に設けられたガイドホールにガイドピン（図示せず）を挿通することで位置合わせしながら行なわれる。また、位置合わせは、画像処理にて行ってもよい。
【００４５】
上記積層された４層基板を、熱プレスを用いて150 〜200℃で加熱し、5〜100ｋｇ・ｆ／ｃｍ2、望ましくは20〜50ｋｇ・ｆ／ｃｍ2で加熱プレスすることにより、片面回路基板60〜66を、１度のプレス成形により一体化し、多層プリント配線板を得る（図４参照）。なお、この熱プレスは、減圧条件下で行うことが好ましい実施の態様である。
【００４６】
ここでは、先ず、加圧されることで、片面回路基板60の突起状導体54が、片面回路基板62の導体回路30に当接して両者の電気的接続がなされる。同様に、片面回路基板62の突起状導体54が片面回路基板64の突起状導体54と当接して両者の電気的接続がなされ、片面回路基板66の突起状導体54は、片面回路基板64の導体回路30に当接して両者の電気的接続がなされる。
【００４７】
更に、加圧と同時に加熱することで、各片面回路基板60〜66に予め設けた接着剤層42が硬化し、隣接する片面回路基板との間で強固な接着が行われる。なお、この実施形態における接着剤層42は、絶縁性基材20の樹脂面全体に予め塗布され、予備硬化されたものであるが、これに限定されるものではなく、片面回路基板の積層段階において設けることもできる。
【００４８】
このように、積層された４層の片面回路基板を一括して加熱加圧しながら、各片面回路基板の突起状導体54と、それと対向する片面回路基板の導体回路30あるいは突起状導体54とを接続させて一体化することにより、多層プリント配線板が製造される。上述した実施形態では、本発明による片面回路基板を４層用いて多層化したが、３層、５層あるいは６層を超える多層プリント配線板の製造にも適用できる。更に、従来技術の方法で作成された片面プリント基板、両面プリント基板、両面スルーホールプリント基板、多層プリント基板等に本発明の片面回路基板を積層して多層プリント配線板を製造することもできることは勿論のことである。
【００４９】
【実施例】
以下、本発明にしたがって製造したＩＶＨ構造配線板の製造プロセスおよびその製造した結果について説明する。このＩＶＨ構造配線板の基本的な製造プロセスは、先に説明した工程(1)〜(8)にしたがっている。
( 実施例１)
（１）ガラスエポキシ基材からなるリジッドな片面銅張積層板の銅箔を、感光性ドライフィルムレジストを用いてエッチングすることによって、配線パターンを形成する。
（２）その配線パターンの表面および側面に、メック社製の商品名「メックエッチボンド」なるエッチング液を用いて粗化層を形成する。
（３）片面銅張積層板の樹脂面上に、エポキシ樹脂からなる厚さ20μｍの接着剤層を形成する。この接着剤層は、取扱が容易になるため、予備硬化（プレキュア）しておく。
【００５０】
（４）接着剤層の上に、粘着剤層の厚みが10μｍ、フィルム自体の厚みが12μｍのPETフィルムをラミネートし、その後、パルス発振型炭酸ガスレーザを用いて、ビアホール形成用開口（ブラインドビア）を設ける。その後、開口の内壁面に残留する樹脂を取り除くために、酸素とＣＦ4の混合プラズマ放電によるデスミア処理を行う。酸素とＣＦ4のガス比が８：２、出力500Ｗ、真空度550ｍTorr、デスミア処理時間３分の条件下で行った。
（５）レーザ加工によって形成されたビアホール形成用開口内に、低粘度の導電性ペーストとして、銀めっき銅粉をフィラーとする粘度が0.9 Pa・ｓであるペーストをビアホール径のほぼ２／３の高さまで充填する。さらに、開口径200 μｍ、厚みが100 μｍのメタルマスクを用いて、低粘度の導電性ペーストに重ねて高粘度の導電性ペーストとして、銀めっき銅粉または銀粉をフィラーとする粘度が４Pa・ｓであるペーストを順次充填して、ビアホールを形成する。
（６）メタルマスクをPET フィルムから剥離させ、PET フィルム上にはみ出した高粘度導電性ペーストを掻きとって平坦化し、導電性ペースト全体をプレキュアすることによって、ビアホールの直上に突起状導体（バンプ）を形成する。
（７）このようにして各層ごとに準備された4 層の片面回路基板を所定の位置にスタックし、真空熱プレスを用いて180 ℃の温度で70分間の積層プレスをしてＩＶＨ構造配線板を作成した。
【００５１】
製造された４層配線板においては、Ｌ／Ｓ＝75μｍ／75μｍ、ランド径が250μｍ、ビアホール口径が150 μｍ、導体層の厚みが12μｍ、そして絶縁層の厚みが７５μｍであった。
【００５２】
本発明において、本質的に重要な役割を果たすプロセスは、エポキシ樹脂からなるリジッドな片面銅張積層板の樹脂面に、パルス発振型炭酸ガスレーザを照射して、熱分解温度の差が大きいガラスエポキシ基材に、良好なマイクロビアを形成し、さらに、マイクロビアに低粘度の導電性ペーストおよび高粘度の導電性ペーストを順次充填し、その充填された低粘度の導電性ペーストから実質的にビアホールを形成し、高粘度の導電性ペーストから突出量（高さ）が実質的に一定の突起状導体( バンプ) を形成することである。
【００５３】
この実施例においては、三菱電機製の高ピーク短パルス発振型炭酸ガスレーザ加工機を用い、全体として厚さ22μｍのPET フィルムを樹脂面にラミネートした、銅箔厚さ12μｍ、基材厚75μｍのガラスエポキシ片面銅張積層板に、マスクイメージ法でフィルム側からパルス照射して、400 穴／秒のスピードで150 μｍのブラインドビアを形成した。
【００５４】
( 実施例２)
開口に充填した導電性ペーストとして、銀めっき銅フィラーを含み、粘度が0.7Pa ・ｓであるペーストを低粘度の導電性ペーストとして使用し、銀めっき銅フィラーおよび銀フィラーを含み、粘度が3.0Pa ・ｓであるペーストを高粘度の導電性ペーストとしてを使用したこと以外は、実施例１と同様にして４層配線板を製造した。
【００５５】
( 実施例３)
開口に充填した導電性ペーストとして、銀めっき銅フィラーを含み、粘度が0.7Pa ・ｓであるペーストを低粘度の導電性ペーストとして使用し、銀めっき銅フィラーを含み、粘度が3.5Pa ・ｓであるペーストを高粘度の導電性ペーストとして使用したこと以外は、実施例１と同様にして４層配線板を製造した。
【００５６】
（比較例１）
開口に充填した導電性ペーストとして、銀めっき銅フィラーを含み、粘度が0.8Pa ・ｓである低粘度の導電性ペーストのみを使用したこと以外は、実施例１と同様にして４層配線板を製造した。
【００５７】
（比較例２）
開口に充填した導電性ペーストとして、銀めっき銅フィラーおよび銀フィラーを含み、粘度が4.0Pa ・ｓである高粘度の導電性ペーストのみを使用したこと以外は、実施例１と同様にして４層配線板を製造した。
【００５８】
上記実施例１、２、３および比較例１、２によって製造された４層配線板について、Ｘ線観察によってボイドが存在するかどうか調べるとともに、各層のバンプの高さが一定がどうかを調べた。
【００５９】
その結果、実施例１、２、３においては、ボイドの存在はまったく見られないとともに、各層のバンプの高さはほぼ一定であること、比較例１においては、ボイドは観察されないが、各層のバンプの高さにばらつきが見られ、比較例２においては、各層のバンプの高さはぼぼ一定であったが、直径が５〜５０μｍのボイドが観察された。これらの結果を表１に示す。
【００６０】
【表１】
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による多層プリント配線板用片面回路基板は、樹脂絶縁層に形成された開口内の一部に、まず低粘度の導電性ペーストを所定量だけ充填し、その低粘度の導電性ペースト上に高粘度の導電性ペーストを重ねて充填し、絶縁性基材の他方の面から高粘度の導電性ペーストが露出するようにした後、低粘度の導電性ペーストと高粘度の導電性ペーストとを硬化させることによって、バイアホールが形成するとともに、そのバイアホール上にバンプが形成される。その結果、導電性ペーストへの気泡の混入を阻止できるとともに、表面へこみも阻止できるので、バンプの高さのばらつきが極めて少なく、層間接続抵抗の安定性に優れた多層プリント配線板用回路基板を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の多層プリント配線板用片面回路基板の製造方法における、各製造工程の一部を示す図である
【図２】 本発明の多層プリント配線板用片面回路基板の製造方法における、各製造工程の一部を示す図である
【図３】 本発明の多層プリント配線板用片面回路基板の製造方法によって製造された片面回路基板を用いて４層配線板を製造する工程の一部を示す図である。
【図４】 本発明の多層プリント配線板用片面回路基板の製造方法によって製造された片面回路基板を積層して形成した４層配線板を示す図である。
【符号の説明】
10 金属層
20 絶縁性基材
30 導体回路
40 粗化層
42 接着剤層
44 保護フィルム
46 ビアホール形成用開口
48 低粘度導電性ペースト
50 高粘度導電性ペースト
52 メタルマスク
54 突起状導体（バンプ）
56 ビアホール
60、62、64、66 片面回路基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細な金属粒子や樹脂粒子からなるペースト状物質を、特に、プリント配線板の製造に際して、スルーホール形成用の貫通孔やビアホール形成用の開口内へ導電性ペースト等のペースト状物質を充填する方法を用いて製造される多層プリント配線板用片面回路基板およびその製造方法についての提案である。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線板を製造する際に、スルーホール形成用の貫通孔やビアホール形成用の開口内へ導電性ペーストを充填する一般的な方法としては、まず、導電性金属粒子／粉体（導電性フィラー）と樹脂粒子／粉体とを混練して導電性のペーストとし、しかる後に、貫通孔あるいは開口位置にマスクを配置させ、その上からスキージを用いて導電性ペーストを貫通孔あるいは開口内に印刷の手法によって充填させる方法、あるいはディスペンサーを用いて貫通孔あるいは開口内に直接充填する方法等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような導電性ペーストは、それが含有する導電性フィラーの量が多いほど粘度が大きくなるので、比較的導電性フィラーを多く含んだ高粘度ペーストを開口内に充填する際には、表面のへこみは小さくなるが、混練時および充填時に空気を巻き込みやすく、充填された導電性ペースト内に気泡が残留しやすいという問題がある。一方、比較的導電性フィラーを少なく含んだ低粘度ペーストを開口内に充填する際には、混練時および充填時に空気を巻き込むことは少ないが、表面のへこみが大きくなるという問題がある。
【０００４】
充填ペースト内に気泡が残留する場合には、気泡内に水分を含むことが考えられ、このような場合には、電子部品として完成した後、はんだリフロー等の熱処理によってデラミネーションを起こし、接続抵抗を劣化させることになる。また、表面のへこみが大きい場合には、積層プレス時に、導電性ペーストが充分に圧縮されない、すなわち、バンプの分だけ下方に沈むが沈み込む量が少なく、導電性フィラーが密に接しないので、接続抵抗が劣化するという問題が発生しやすい。
【０００５】
本発明の目的は、樹脂絶縁層内に形成したビアホール形成用開口に充填される導電性ペースト内への気泡の残留や表面へこみに起因する問題を解消して、バンプ高さのばらつきのない、接続安定性に優れた多層プリント配線板用片面回路基板を提供すること、およびその製造方法を提案することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、上掲の目的を実現するために鋭意研究した結果、以下の内容を要旨構成とする本発明に想到した。
すなわち、本発明にかかる多層プリント配線板用片面回路基板を製造する際に用いる導電性ペーストの充填方法は、
プリント配線板の樹脂絶縁層内に形成されたビアホール形成用開口内の一部に、まず低粘度の導電性ペーストを所定量だけ充填させ、その充填された低粘度の導電性ペーストの上に、高粘度の導電性ペーストを順次充填させることを特徴とする。
【０００７】
なお、スルーホール形成用の開口、すなわち貫通孔内に導電性ペーストを充填する場合には、貫通孔の一方の開口端を封止した状態で、高粘度導電性ペーストまたは低粘度導電性ペーストの一方を充填し、その後、他方を充填することによって行う。
【０００８】
（１）本発明にかかる多層プリント配線板用片面回路基板は、
絶縁性基材の一方の面に導体回路を有し、この絶縁性基材の他方の面から導体回路が形成された前記一方の面に達するビアホールを具える多層プリント配線板用片面回路基板において、
上記絶縁性基材には、前記他方の面から導体回路に達する開口が形成され、その開口内の一部には、上記導体回路に電気的接触するように充填された低粘度の導電性ペーストを硬化させてなる第１の導電層と、前記低粘度の導電性ペースト上に充填された高粘度の導電性ペーストを硬化させてなる第２の導電層とからビアホールが形成され、その第２の導電層の一部は、上記絶縁性基材の他方の面から露出するバンプとして機能するように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
（２）また、本発明にかかる多層プリント配線板用片面回路基板の製造方法は、
絶縁性基材の一方の面に導体回路を有し、この絶縁性基材の他方の面から導体回路が形成された前記一方の面に達するビアホールを具える多層プリント配線板用片面回路基板の製造に当たって、その製造工程中に、少なくとも下記(1)〜(4)の工程、すなわち、
(1)上記絶縁性基材の他方の面から導体回路に達する開口を形成する工程、
(2)その開口内の一部に、低粘度の導電性ペーストを所定量だけ充填する工程、
(3)その充填された低粘度の導電性ペーストの上に、高粘度の導電性ペーストを重ねて充填して、上記絶縁性基材の他方の面から露出させる工程、
(4)上記低粘度の導電性ペーストおよび高粘度の導電性ペーストを硬化させることによって、ビアホールを形成するとともに、そのビアホール上にバンプを形成する工程、を含むことを特徴とする
【００１０】
（３）さらに、本発明にかかる多層プリント配線板用片面回路基板の製造方法は、
絶縁性基材の一方の面に導体回路を有し、この絶縁性基材の他方の面から導体回路が形成された前記一方の面に達するビアホールが形成されるとともに、ビアホール直上に突起状導体が形成された多層プリント配線板用片面回路基板の製造に当たって、その製造工程中に、少なくとも以下の(1)〜(4)の工程、すなわち、
(1)上記絶縁性基材の他方の面に半硬化状態の樹脂接着剤層を介して樹脂フィルムを粘着させ、その樹脂フィルム上からレーザ照射を行って、前記樹脂フィルムおよび絶縁性基材を貫通して上記導体回路に達する開口を形成する工程、
(2)絶縁性樹脂に形成された開口内の一部に低粘度の導電性ペーストを所定量だけ充填する工程、
(3)その充填された低粘度の導電性ペーストの上に、高粘度の導電性ペーストを重ねて充填するとともに、上記レーザ照射により樹脂フィルムに形成された開口内にも充填する工程、
(4)上記低粘度の導電性ペーストおよび高粘度の導電性ペーストを硬化させ、しかる後に上記樹脂フィルムを剥離させることによって、ビアホールを形成するとともに、そのビアホール上に突起状導体を形成する工程、
を含むことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる多層プリント配線板用片面回路基板の製造に用いる導電性ペーストの充填方法は、樹脂絶縁層内に形成されたビアホール形成用開口等に、粘度の異なる導電性ペーストを順次充填することによって、導電性ペースト内に気泡が混入することを阻止するとともに表面へこみの発生を阻止できる充填方法であり、接続安定性に優れた回路基板の製造に好適であることを特徴としている。
【００１２】
上記導電性ペーストとしては、銀、銅、金、ニッケル、半田から選ばれる少なくとも1 種以上の金属粒子を含む導電性ペーストを使用できる。また、前記金属粒子としては、金属粒子の表面に異種金属をコーティングしたものも使用できる。具体的には銅粒子の表面に金、銀から選ばれる貴金属を被覆した金属粒子を使用することができる。
【００１３】
上記導電性ペーストとしては、金属粒子に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリフェニレンスルフイド（ＰＰＳ）などの熱可塑性樹脂を加えた有機系導電性ペーストを用いることもできる。
【００１４】
このような導電性ペーストのうち、形状保持しにくい低粘度のペーストとしては、粘度が、0.1 〜1.0 Pa・s の範囲であるようなペーストが好ましく、たとえば、タツタ電線の商品名XAE 1244なるペーストが使用される。また、形状保持性が良い高粘度のペーストとしては、粘度が1.0 〜10.0 Pa ・s の範囲であるようなペーストが好ましく、たとえば、アサヒ化学研究所の商品名TIB ‐12なるペーストが使用される。
【００１５】
ここで、低粘度の導電性ペーストとは、Ｅ型粘度計を用いて5.0 ｒｐｍで測定した場合に、1000ｃｐｓ以下であるようなペーストを、高粘度の導電性ペーストとは、同じく1000ｃｐｓを超えるペーストのことをいう。このような導電性ペーストの開口内への充填は、メタルマスクを用いた印刷による方法や、スクイージやディスペンサーを用いた方法等のいずれの方法でも可能である。
【００１６】
上記導電性ペーストの充填方法は、スルーホール用の貫通孔内に導電性ペーストを充填する場合にも適用することができる。その際には、貫通孔の一方の開口端を封止した状態で、まずいずれか一方の導電性ペーストを所定量だけ充填し、その後、他方の導電性ペーストを充填することによって行なわれる。なお、上記導電性ペーストの充填方法は、硬質の樹脂基材に形成した貫通孔や開口だけでなく、プリプレグに形成した貫通孔や開口への導電性ペーストの充填にも適用され得る。
【００１７】
また、本発明にかかる多層プリント配線板用の片面回路基板は、絶縁性基材の導体回路を形成した一方の面とは反対側の他方の面から導体回路に達する開口内の一部に、導体回路に電気的接触するように充填された低粘度の導電性ペーストを硬化させてなる第１の導電層を形成するとともに、低粘度の導電性ペースト上に充填された高粘度の導電性ペーストを硬化させてなる第２の導電層を形成し、その第２の導電層の一部は、絶縁性基材の一面から露出するバンプとして機能するように構成される。
【００１８】
かかる構成によれば、バンプ高さのばらつきが極めて少なくなるので、接続安定性に優れた回路基板を得ることができる。
【００１９】
さらに、本発明にかかる多層プリント配線板用片面回路基板の製造に用いる導電性ペーストの充填方法は、絶縁性基材の一方の面に導体回路を有し、この絶縁性基材の導体回路が形成された一方の面と反対側の他方の面から導体回路が形成された前記一方の面に達するビアホールを具える多層プリント配線板用片面回路基板や、絶縁性基材の一方の面に導体回路を有し、この絶縁性基材の導体回路が形成された一方の面と反対側の他方の面から導体回路が形成された前記一方の面に達するビアホールを具えるとともに、そのビアホール直上に突起状導体を具える多層プリント配線板用片面回路基板の製造、およびそれらの片面回路基板を積層して形成する多層プリント配線板の製造に効果的に適用され得る。
【００２０】
以下、上述したような導電性ペーストの充填方法を用いて、本発明にかかる多層プリント配線板用片面回路基板を製造する例について、添付図面を参照にして説明する。
(1)本発明による片面回路基板を導電性ペーストの充填方法を用いて製造するに当たって、片面に金属層10の形成された絶縁性基材20を出発材料として用いる（図１ ( ａ) 参照）。
【００２１】
この絶縁性基材20は、アラミド不織布−エポキシ樹脂基材、アラミド不織布−ポリイミド基材、ビスマレイミド−トリアジン樹脂基材から選ばれるいずれかのリジッド（硬質）な積層基材が使用され、ガラス布エポキシ樹脂基材が最も好ましい。
【００２２】
また、絶縁性基材20の一方の表面に形成された金属層10は、銅箔を使用できる。銅箔は密着性改善のため、マット処理されていてもよく、また絶縁性基材20の表面に、金属を蒸着した後、電解めっき処理を施して形成した銅めっきを、金属層とすることもできる。上記絶縁性基材20の厚さは、20〜100μｍが望ましい。その理由は、絶縁性を確保するためである。20μｍ未満の厚さでは強度が低下して取扱が難しくなり、100μｍを超えると微細なビアホールの形成および導電性物質の充填が難しくなるからである。
【００２３】
一方、金属層10の厚さは、5 〜18μｍが望ましい。その理由は、レーザ加工で絶縁性基材にビアホール形成用開口を形成する際に、薄すぎると貫通してしまうからであり、逆に厚すぎるとエッチングにより、ファインパターンを形成し難いからである。
【００２４】
上記絶縁基材20および金属層10としては、特に、エポキシ樹脂をガラスクロスに含潰させてＢステージとしたプリプレグと、銅箔とを積層して加熱プレスすることにより得られる片面銅張積層板を用いることが好ましい。その理由は、金属層10がエッチングされた後の取扱中に、配線パターンやビアホールの位置がずれることがなく、位置精度に優れるからである。
【００２５】
(2)次に、絶縁性基材20の金属層10を設けた表面に、感光性ドライフィルムレジストを貼付するか、液状感光性レジストを塗布した後、所定の回路パターンに沿って露光、現像処理してエッチングレジストを形成した後、エッチングレジスト非形成部分の金属層10をエッチングして導体回路30を形成する。（図１ ( ｂ) 参照）。
【００２６】
エッチング液としては、硫酸一過酸化水素、過硫酸塩、塩化第二銅、塩化第二鉄の水溶液から選ばれる少なくとも1 種の水溶液が望ましい。
【００２７】
上記金属層10をエッチングして導体回路30を形成する前処理として、ファインパターンを形成しやすくするため、あらかじめ、金属層10の表面全面をエッチングして厚さを１〜10μｍ、より好ましくは２〜８μｍ程度まで薄くすることができる。
【００２８】
(3)前記(2)のようなエッチング処理の後、導体回路30の表面および側面に、粗化層40を形成する（図１ ( ｃ) 参照）。この粗化処理は、片面回路基板を積層して多層化する際に、導体回路30と後述する突起状導体54との密着性を改善し、また接着剤層42との密着性を改善して、剥離（デラミネーション）を防止するためである。
【００２９】
粗化処理方法としては、例えば、ソフトエッチング処理や、黒化（酸化）一還元処理、銅−ニッケルーリンからなる針状合金めっき（荏原ユージライト製：商品名インタープレート）の形成、メック社製の商品名「メックエッチボンド」なるエッチング液による表面粗化がある。
【００３０】
(4)ついで、絶縁性基材20の樹脂面に接着剤層422 を形成する。この接着剤層42は、片面回路基板を積層して多層プリント配線板を製造する際に、隣接する片面回路基板同士を接続するために設けられる。絶縁性基材20の樹脂面全体に塗布され、乾燥化された状態の未硬化樹脂からなる接着剤層42として形成され、取扱が容易になるため、予備硬化（プレキュア）しておくことが好ましく、その厚さは、２０〜３０μｍの範囲が望ましい。
【００３１】
上記接着剤層42は、有機系接着剤からなることが望ましく、有機系接着剤としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、熱硬化型ポリフェノレンエーテル（ＰＰＥ）、エポキシ樹脂と熱可塑性樹脂との複合樹脂、エポキシ樹脂とシリコーン掛脂との複合樹脂、ＢＴレジンから選ばれる少なくとも１種の樹脂であることが望ましい。
【００３２】
有機系接着剤である未硬化樹脂の塗布方法は、カーテンコータ、スピンコータ、ロールコータ、スプレーコート、スクリーン印刷などを使用できる。また、接着剤層の形成は、接着剤シートをラミネートすることによってもできる。
【００３３】
(5)さらに、前記(4)で形成した接着剤層42の上に保護フィルム44をラミネートし（図１ ( ｄ) 参照）、その上からレーザ照射を行って、保護フィルム44、接着剤層42および絶縁性基材20を貫通して金属層10に至るビアホール形成用開口46を形成する（図１ ( ｅ) 参照）。この保護フィルムは、後述する導電性ペーストの印刷用マスクとして使用され、たとえば、表面に粘着層を設けたポリエチレンテレフタレート（PET ）フィルムが使用され得る。このＰＥＴフィルム14は、粘着剤層の厚みが１〜20μｍ、フィルム自体の厚みが10〜50μｍであるようなものが使用される。
【００３４】
上記レーザ照射による穴あけ加工は、パルス発振型炭酸ガスレーザ加工装置によって行われる。加工条件は、パルスエネルギーが0.5 〜5.0 ｍＪ、パルス幅が1〜20μｓ、パルス間隔が2ｍｓ以上、ショット数が3〜10の範囲内であることが望ましい。このような加工条件のもとで形成され得る開口46の開口径は、50〜250 μｍであることが望ましい。
【００３５】
その後、開口46の内壁面に残留する樹脂を取り除くために、ＣＦ4 と酸素の混合プラズマ放電、酸素プラズマ放電、コロナ放電等のデスミア処理を行うことが、接続信頼性確保の点で望ましい。
【００３６】
(6)次に、レーザ加工で形成したビアホール形成用開口46内に、まず低粘度の導電性ペースト48をビアホール形成用開口46の口径のほぼ２／３の深さまで充填し（図２ ( ａ) 参照）、その後、開口46の口径よりもやや大きな口径を有するメタルマスク52を配置させ、そのメタルマスク開口を介して低粘度の導電性ペースト48の上にさらに高粘度の導電性ペースト50を充填する（図２ ( ｂ) 参照）。
【００３７】
これらの導電性ペーストのうち、低粘度のペーストとしては、粘度が、0.1 〜1.0 Pa・s であるような、熱硬化型エポキシ樹脂と銀めっき銅粉からなるペーストが使用されるのが好ましく、また高粘度のペーストとしては、粘度が1.0 〜10.0 Pa ・s であるような、熱硬化型エポキシ樹脂と銀めっき銅粉からなるペースト、または熱硬化型エポキシ樹脂と鱗片状銀粉からなるペーストが使用されるのが好ましい。
【００３８】
上記低粘度ペーストとしては、タツタ電線の商品名XAE 1244なるペーストが使用され、また高粘度のペーストとしては、アサヒ化学研究所の商品名TIB ‐12なるペーストが使用される。
【００３９】
(7)上記(6)の導電性ペースト48および50の充填の後、メタルマスク52をPETフィルム44から剥離させ（図２(ｃ)参照）、PET フィルム30上にはみ出した高粘度導電性ペースト50を掻きとって平坦化する（図２(ｄ)参照）。この実施の形態においては、開口40内への導電性ペーストの充填前に、開口46内に露出する金属層10の内側表面を酸などで活性化処理しておくことが望ましい。
【００４０】
(8)その後、PET フィルム44を接着剤層42から剥離させ、上記(6)で充填した導電性ペースト48および50をプレキュア（予備硬化）する。このようなプレキュア処理をする理由は、突起状導体は半硬化状態でも硬いので、後述するような積層プレスの段階で軟化した有機系接着剤層を貫通し、積層される他の回路基板のビアホールと電気的接触が可能となるからである。また、加熱プレス時に変形して接触面積が増大し、導通抵抗を低くすることができるだけでなく、突起状導体の高さのばらつきを是正することができる。
【００４１】
このような導電性ペーストのプレキュアによって、ほぼ接着剤層42の厚みにPET フィルム44の厚みを加えた分だけ絶縁性基材20の表面から突出する突起状導体54が形成されるとともに、開口46内には金属層10に電気的接続されるビアホール56が形成される。すなわち、一方の面に導体回路30を具え、その導体回路30に電気的接続しているビアホール56の直上に位置して、他方の面から露出している突起状導体48、すなわちバンプを具える片面回路基板60を得る。なお、上記突起状導体の高さ、すなわち絶縁性基材20表面からの突出量は、接着剤層42の厚みにPET フィルム44の全体としての厚み、すなわち、粘着剤層の厚みとフィルム自体の厚みとの和、を加えたもので、10〜50μｍの範囲とすることが望ましい。
【００４２】
その理由は、10μｍ未満では、接続不良を招きやすく、50μｍを越えると抵抗値が高くなると共に、加熱プレス工程において突起状導体（バンプ）が熱変形した際に、絶縁性基板の表面に沿って拡がりすぎるので、ファインパターンが形成できなくなるからである。
【００４３】
上述したような本発明による片面回路基板は、それらの複数が相互に積層接着されたり、予め製造されたコア基板に積層接着されて多層化される。
上記(1)〜(8)の工程によって製造された複数の片面回路基板、たとえば４枚の基板を相互に積層して多層プリント配線板を製造する一例について、図３および図４を参照にして説明する。
【００４４】
まず、片面回路基板60、62、64および66を互いに対向するように積層する( 図３参照) 。この重ね合わせは、隣接する片面回路基板の突起状導体54と導体回路30とが、あるいは突起状導体54と他の突起状導体54とが対向するような位置に配置することにより行なわれる、すなわち、各片面回路基板の周囲に設けられたガイドホールにガイドピン（図示せず）を挿通することで位置合わせしながら行なわれる。また、位置合わせは、画像処理にて行ってもよい。
【００４５】
上記積層された４層基板を、熱プレスを用いて150 〜200℃で加熱し、5〜100ｋｇ・ｆ／ｃｍ2、望ましくは20〜50ｋｇ・ｆ／ｃｍ2で加熱プレスすることにより、片面回路基板60〜66を、１度のプレス成形により一体化し、多層プリント配線板を得る（図４参照）。なお、この熱プレスは、減圧条件下で行うことが好ましい実施の態様である。
【００４６】
ここでは、先ず、加圧されることで、片面回路基板60の突起状導体54が、片面回路基板62の導体回路30に当接して両者の電気的接続がなされる。同様に、片面回路基板62の突起状導体54が片面回路基板64の突起状導体54と当接して両者の電気的接続がなされ、片面回路基板66の突起状導体54は、片面回路基板64の導体回路30に当接して両者の電気的接続がなされる。
【００４７】
更に、加圧と同時に加熱することで、各片面回路基板60〜66に予め設けた接着剤層42が硬化し、隣接する片面回路基板との間で強固な接着が行われる。なお、この実施形態における接着剤層42は、絶縁性基材20の樹脂面全体に予め塗布され、予備硬化されたものであるが、これに限定されるものではなく、片面回路基板の積層段階において設けることもできる。
【００４８】
このように、積層された４層の片面回路基板を一括して加熱加圧しながら、各片面回路基板の突起状導体54と、それと対向する片面回路基板の導体回路30あるいは突起状導体54とを接続させて一体化することにより、多層プリント配線板が製造される。上述した実施形態では、本発明による片面回路基板を４層用いて多層化したが、３層、５層あるいは６層を超える多層プリント配線板の製造にも適用できる。更に、従来技術の方法で作成された片面プリント基板、両面プリント基板、両面スルーホールプリント基板、多層プリント基板等に本発明の片面回路基板を積層して多層プリント配線板を製造することもできることは勿論のことである。
【００４９】
【実施例】
以下、本発明にしたがって製造したＩＶＨ構造配線板の製造プロセスおよびその製造した結果について説明する。このＩＶＨ構造配線板の基本的な製造プロセスは、先に説明した工程(1)〜(8)にしたがっている。
( 実施例１)
（１）ガラスエポキシ基材からなるリジッドな片面銅張積層板の銅箔を、感光性ドライフィルムレジストを用いてエッチングすることによって、配線パターンを形成する。
（２）その配線パターンの表面および側面に、メック社製の商品名「メックエッチボンド」なるエッチング液を用いて粗化層を形成する。
（３）片面銅張積層板の樹脂面上に、エポキシ樹脂からなる厚さ20μｍの接着剤層を形成する。この接着剤層は、取扱が容易になるため、予備硬化（プレキュア）しておく。
【００５０】
（４）接着剤層の上に、粘着剤層の厚みが10μｍ、フィルム自体の厚みが12μｍのPETフィルムをラミネートし、その後、パルス発振型炭酸ガスレーザを用いて、ビアホール形成用開口（ブラインドビア）を設ける。その後、開口の内壁面に残留する樹脂を取り除くために、酸素とＣＦ4の混合プラズマ放電によるデスミア処理を行う。酸素とＣＦ4のガス比が８：２、出力500Ｗ、真空度550ｍTorr、デスミア処理時間３分の条件下で行った。
（５）レーザ加工によって形成されたビアホール形成用開口内に、低粘度の導電性ペーストとして、銀めっき銅粉をフィラーとする粘度が0.9 Pa・ｓであるペーストをビアホール径のほぼ２／３の高さまで充填する。さらに、開口径200 μｍ、厚みが100 μｍのメタルマスクを用いて、低粘度の導電性ペーストに重ねて高粘度の導電性ペーストとして、銀めっき銅粉または銀粉をフィラーとする粘度が４Pa・ｓであるペーストを順次充填して、ビアホールを形成する。
（６）メタルマスクをPET フィルムから剥離させ、PET フィルム上にはみ出した高粘度導電性ペーストを掻きとって平坦化し、導電性ペースト全体をプレキュアすることによって、ビアホールの直上に突起状導体（バンプ）を形成する。
（７）このようにして各層ごとに準備された4 層の片面回路基板を所定の位置にスタックし、真空熱プレスを用いて180 ℃の温度で70分間の積層プレスをしてＩＶＨ構造配線板を作成した。
【００５１】
製造された４層配線板においては、Ｌ／Ｓ＝75μｍ／75μｍ、ランド径が250μｍ、ビアホール口径が150 μｍ、導体層の厚みが12μｍ、そして絶縁層の厚みが７５μｍであった。
【００５２】
本発明において、本質的に重要な役割を果たすプロセスは、エポキシ樹脂からなるリジッドな片面銅張積層板の樹脂面に、パルス発振型炭酸ガスレーザを照射して、熱分解温度の差が大きいガラスエポキシ基材に、良好なマイクロビアを形成し、さらに、マイクロビアに低粘度の導電性ペーストおよび高粘度の導電性ペーストを順次充填し、その充填された低粘度の導電性ペーストから実質的にビアホールを形成し、高粘度の導電性ペーストから突出量（高さ）が実質的に一定の突起状導体( バンプ) を形成することである。
【００５３】
この実施例においては、三菱電機製の高ピーク短パルス発振型炭酸ガスレーザ加工機を用い、全体として厚さ22μｍのPET フィルムを樹脂面にラミネートした、銅箔厚さ12μｍ、基材厚75μｍのガラスエポキシ片面銅張積層板に、マスクイメージ法でフィルム側からパルス照射して、400 穴／秒のスピードで150 μｍのブラインドビアを形成した。
【００５４】
( 実施例２)
開口に充填した導電性ペーストとして、銀めっき銅フィラーを含み、粘度が0.7Pa ・ｓであるペーストを低粘度の導電性ペーストとして使用し、銀めっき銅フィラーおよび銀フィラーを含み、粘度が3.0Pa ・ｓであるペーストを高粘度の導電性ペーストとしてを使用したこと以外は、実施例１と同様にして４層配線板を製造した。
【００５５】
( 実施例３)
開口に充填した導電性ペーストとして、銀めっき銅フィラーを含み、粘度が0.7Pa ・ｓであるペーストを低粘度の導電性ペーストとして使用し、銀めっき銅フィラーを含み、粘度が3.5Pa ・ｓであるペーストを高粘度の導電性ペーストとして使用したこと以外は、実施例１と同様にして４層配線板を製造した。
【００５６】
（比較例１）
開口に充填した導電性ペーストとして、銀めっき銅フィラーを含み、粘度が0.8Pa ・ｓである低粘度の導電性ペーストのみを使用したこと以外は、実施例１と同様にして４層配線板を製造した。
【００５７】
（比較例２）
開口に充填した導電性ペーストとして、銀めっき銅フィラーおよび銀フィラーを含み、粘度が4.0Pa ・ｓである高粘度の導電性ペーストのみを使用したこと以外は、実施例１と同様にして４層配線板を製造した。
【００５８】
上記実施例１、２、３および比較例１、２によって製造された４層配線板について、Ｘ線観察によってボイドが存在するかどうか調べるとともに、各層のバンプの高さが一定がどうかを調べた。
【００５９】
その結果、実施例１、２、３においては、ボイドの存在はまったく見られないとともに、各層のバンプの高さはほぼ一定であること、比較例１においては、ボイドは観察されないが、各層のバンプの高さにばらつきが見られ、比較例２においては、各層のバンプの高さはぼぼ一定であったが、直径が５〜５０μｍのボイドが観察された。これらの結果を表１に示す。
【００６０】
【表１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による多層プリント配線板用片面回路基板は、樹脂絶縁層に形成された開口内の一部に、まず低粘度の導電性ペーストを所定量だけ充填し、その低粘度の導電性ペースト上に高粘度の導電性ペーストを重ねて充填し、絶縁性基材の他方の面から高粘度の導電性ペーストが露出するようにした後、低粘度の導電性ペーストと高粘度の導電性ペーストとを硬化させることによって、バイアホールが形成するとともに、そのバイアホール上にバンプが形成される。その結果、導電性ペーストへの気泡の混入を阻止できるとともに、表面へこみも阻止できるので、バンプの高さのばらつきが極めて少なく、層間接続抵抗の安定性に優れた多層プリント配線板用回路基板を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の多層プリント配線板用片面回路基板の製造方法における、各製造工程の一部を示す図である
【図２】 本発明の多層プリント配線板用片面回路基板の製造方法における、各製造工程の一部を示す図である
【図３】 本発明の多層プリント配線板用片面回路基板の製造方法によって製造された片面回路基板を用いて４層配線板を製造する工程の一部を示す図である。
【図４】 本発明の多層プリント配線板用片面回路基板の製造方法によって製造された片面回路基板を積層して形成した４層配線板を示す図である。
【符号の説明】
10 金属層
20 絶縁性基材
30 導体回路
40 粗化層
42 接着剤層
44 保護フィルム
46 ビアホール形成用開口
48 低粘度導電性ペースト
50 高粘度導電性ペースト
52 メタルマスク
54 突起状導体（バンプ）
56 ビアホール
60、62、64、66 片面回路基板
Claims (3)
- 絶縁性基材の一方の面に導体回路を有し、この絶縁性基材の他方の面から導体回路が形成された前記一方の面に達するビアホールを具える多層プリント配線板用片面回路基板において、
上記絶縁性基材には、前記他方の面から導体回路に達する開口が形成され、その開口内の一部には、上記導体回路に電気的接触するように充填された低粘度の導電性ペーストを硬化させてなる第１の導電層と、前記低粘度の導電性ペースト上に充填された高粘度の導電性ペーストを硬化させてなる第２の導電層とからビアホールが形成され、その第２の導電層の一部は、上記絶縁性基材の他方の面から露出するバンプとして機能するように構成されていることを特徴とする多層プリント配線板用片面回路基板。 - 絶縁性基材の一方の面に導体回路を有し、この絶縁性基材の他方の面から導体回路が形成された前記一方の面に達するビアホールを具える多層プリント配線板用片面回路基板の製造に当たって、その製造工程中に、少なくとも下記(1)〜(4)の工程、すなわち、
(1)上記絶縁性基材の他方の面から導体回路に達する開口を形成する工程、
(2)その開口内の一部に、低粘度の導電性ペーストを所定量だけ充填する工程、
(3)その充填された低粘度の導電性ペーストの上に、高粘度の導電性ペーストを重ねて充填して、上記絶縁性基材の他方の面から露出させる工程、
(4)上記低粘度の導電性ペーストおよび高粘度の導電性ペーストを硬化させることによって、ビアホールを形成するとともに、そのビアホール上にバンプを形成する工程、
を含むことを特徴とする多層プリント配線板用片面回路基板の製造方法。 - 絶縁性基材の一方の面に導体回路を有し、この絶縁性基材の他方の面から導体回路が形成された前記一方の面に達するビアホールが形成されるとともに、ビアホール直上に突起状導体が形成された多層プリント配線板用片面回路基板の製造に当たって、その製造工程中に、少なくとも以下の(1)〜(4)の工程、すなわち、
(1)上記絶縁性基材の他方の面に半硬化状態の樹脂接着剤層を介して樹脂フィルムを粘着させ、その樹脂フィルム上からレーザ照射を行って、前記樹脂フィルムおよび絶縁性基材を貫通して上記導体回路に達する開口を形成する工程、
(2)絶縁性樹脂に形成された開口内の一部に低粘度の導電性ペーストを所定量だけ充填する工程、
(3)その充填された低粘度の導電性ペーストの上に、高粘度の導電性ペーストを重ねて充填するとともに、上記レーザ照射により樹脂フィルムに形成された開口内にも充填する工程、
(4)上記低粘度の導電性ペーストおよび高粘度の導電性ペーストを硬化させ、しかる後に上記樹脂フィルムを剥離させることによって、ビアホールを形成するとともに、そのビアホール上に突起状導体を形成する工程、
を含むことを特徴とする多層プリント配線板用片面回路基板の製造方法。
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