JP4389750B2 - フレキシブルプリント配線板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、各種の表面実装型電子部品を搭載するフレキシブルプリント配線板（以下ＦＰＣと称する）及びその製造方法に関し、特に高い接続信頼性を備えた多層ＦＰＣ及びその製造方法に関する。

近年、電子機器の小型軽量化及び高機能化に伴い、使用されるＦＰＣの配線密度もさらに増加する傾向にある。このＦＰＣの配線密度を増加させる手段としては、配線層の微細化だけでは限界があり十分とは言えない。そこで、絶縁層を介して配線層を積層するとともに該配線層間にある絶縁層に層間接続構造を設けることにより配線層を立体的に接続させることで配線密度をさらに増加させた多層ＦＰＣが注目されている。

従来、このような多層ＦＰＣにおいては、ポリイミドフィルムなどからなる絶縁層に貫通孔であるスルーホールを設け、このスルーホールの壁面に銅めっき膜を形成し、絶縁層の両表面に設けられた配線層を立体的に層間接続している（例えば特許文献１参照）。この層間接続方法はめっきスルーホール法と呼ばれ、最も一般的な層間接続方法である。スルーホール法は、絶縁性を有するスルーホールの壁面を無電解めっきにより導体化処理する工程と、電解めっきにより銅の厚付けめっきを行う工程と、の二つの大きな工程からなる。このようなスルーホール法の特徴としては、スルーホール内の銅めっき膜とスルーホールが形成されている絶縁層との熱膨張率が略同一であるが故、スルーホール内の銅めっき膜と絶縁膜との熱膨張率の差に起因したこれらの接合界面の剥離がなく、熱に対する接続信頼性に優れていることが挙げられる。
特開平５−１７５６３６号公報（第２頁、第２図） 特開平７−１７６８４７号公報（第２−４頁、第２図）

しかしながら、銅の厚付けめっきを施した場合には、スルーホール内の銅めっき膜の厚みだけでなく配線層の原材料である銅箔の厚みも増加させてしまうため、その後のエッチング処理による配線層の微細化が難しくなるという問題があった。また、プロセスが長大であり、生産性にも問題が残る方法であった。

そこで、これらの問題を解決する層間接続の方法として、配線層の形成後にスルーホール内に半田ペーストを印刷して溶融固化する方法等が提案されている（例えば特許文献２参照）。この層間接続方法の特徴としては、上記のめっきスルーホール法と比較して簡略なプロセスで層間接続を行えるため生産性が高いこと、また配線層の形成後に層間接続を施すためそのプロセス上、配線層の銅箔の厚みに関して何ら影響を与えず、配線層の微細化を阻害することがないこと、が挙げられる。

しかしながら、この層間接続方法の場合、半田をスルーホール内に配置した後に加熱すると、半田の熱膨張率が絶縁層の熱膨張率と比較して大きいためスルーホール内の半田が絶縁層以上に熱膨張する。このため、この熱膨張の大きさの差に起因して絶縁層表面の配線層と半田との接合界面が剥離する虞が有る。このように、半田を用いた層間接続方法は、熱による接続信頼性が十分でないという問題があった。

以上のように、従来のめっきスルーホール法による多層ＦＰＣの層間接続は、接続信頼性に優れるものの、配線層の微細化と生産性において問題があり、また、半田を用いた層
間接続方法は、上記スルーホール法において問題となる配線層の微細化と生産性の向上は図れるものの、接続信頼性に問題があった。

したがって、多層ＦＰＣの層間接続においては、高い接続信頼性と配線層の微細化との両立が可能であり高い生産性を有する多層ＦＰＣ及び製造方法が要求されていた。

上記の問題に鑑み、本発明は、接続信頼性が高く、配線層の微細化に最適な、生産性に優れる配線層間の層間接続を有する多層ＦＰＣの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の多層ＦＰＣの製造方法は、絶縁層の両面に配線層が形成された両面配線板または片面に配線層が形成された２枚の片面配線板を配線層が外側になるように積層して構成した両面配線板の所定部に貫通孔を形成する工程と、次いで前記貫通孔の一方の開口部から半田材料よりも熱膨張率の低い略球状導電体を圧入し、前記貫通孔の形状にしたがって前記導電体を変形させる工程と、次いで前記貫通孔の他方の開口部から前記変形された導電体と前記貫通孔との隙間を埋めるように前記貫通孔内に半田材料を充填する工程とを備え、前記両面配線板の両面に設けられた配線層を前記変形された導電体と半田部材との接合体により導通させることを特徴とする。

この製造方法においては、層間接続の導電体として半田材料よりも熱膨張率の小さい金属材料からなる一個の略球状導電体により形成された金属部材と、半田材料からなる半田部材と、の積層構造を有する導電体を形成するため、導電体の熱膨張率を最適化することができ、高い接続信頼性が得られる。また、配線層形成後に層間接続を行うため、プロセス上配線層に全く影響が生じず、配線層の微細化に適しており、さらに、略球状導電体及び半田ボールの圧入という非常にシンプルなプロセスで層間接続を行うため、高い生産性も確保することができる多層ＦＰＣの製造方法が得られる。

本発明の請求項１に記載の多層ＦＰＣの製造方法によれば、層間接続を配線層形成後に半田材料よりも熱膨張率の小さい金属材料からなる略球状導電体の貫通孔への圧入、および半田材料の貫通孔への充填という非常にシンプルなプロセスで行うため、高い接続信頼性及び微細な配線層を有する多層ＦＰＣが高い生産性で製造できるという効果がある。

本発明の請求項１に記載の多層ＦＰＣの製造方法は、絶縁層の両面に配線層が形成された両面配線板または片面に配線層が形成された２枚の片面配線板を配線層が外側になるように積層して構成した両面配線板の所定部に貫通孔を形成する工程と、次いで前記貫通孔の一方の開口部から半田材料よりも熱膨張率の低い略球状導電体を圧入し、前記貫通孔の形状にしたがって前記導電体を変形させる工程と、次いで前記貫通孔の他方の開口部から前記変形された導電体と前記貫通孔との隙間を埋めるように前記貫通孔内に半田材料を充填する工程とを備え、前記両面配線板の両面に設けられた配線層を前記変形された導電体と半田部材との接合体により導通させることを特徴とする。この方法によれば、配線層形成後に層間接続を行うため、プロセス上配線層に関し何ら影響を与えずに層間接続が行われる。また、略球状導電体の貫通孔への圧入、及び半田材料の貫通孔への充填という非常にシンプルなプロセスで層間接続が行われるため工程が削減されるという作用を有する。

以下本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、以下の図面においては同一の部材には同一の符号を付しており、重複した説明は省略している。また、以下の実施の形態において示されている数値等は種々選択し得る中の一例であり、これに限定され
るものではない。

（実施の形態１）
以下に本発明の一実施の形態にかかる多層ＦＰＣについて説明する。まず、本発明の多層ＦＰＣについて図１を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態１にかかる多層ＦＰＣの要部断面図である。

図１において、１００は、ポリイミドフィルムからなる絶縁層２の両面に配線上層３及び配線下層４を形成した本実施の形態にかかる多層ＦＰＣであり、貫通孔５の内部に圧入された導電体６にて配線上層３と配線下層４との導通、すなわち配線上層３と配線下層４との間の電気的な層間接続がなされている。ここで導電体６は、図１に示すように一個の略球状導電体７を圧入して形成した金属プラグ８と半田材料からなる半田接続体９との積層構造を有する。なお、半田接続体９の半田組成は、共晶はんだ、高温半田、鉛フリー半田等、他の諸条件等により適宜選択可能であり、特に限定されるものではない。

このように多層ＦＰＣ１００の層間接続を行う導電体６は、略球状導電体７を圧入して形成した金属プラグ８と、半田材料からなる半田接続体９と、の積層構造になっている。このような構成とすることにより、半田材料の熱膨張率よりも大幅に熱膨張率の小さな該金属プラグ８と半田接続体９とを組み合わせて、導電体６全体としての熱膨張率を絶縁層２の熱膨張率まで低下させることができる。

これにより、半田を用いて層間接続を行う場合における最大の問題を解決することができる。すなわち、半田だけで構成されている導電体を加熱した際に貫通孔内の半田が絶縁層以上に膨張し、絶縁層表面の配線層と半田との接合界面が剥離し、熱による接続信頼性が確保できないという問題を解決することができる。したがって、本実施の形態にかかる多層ＦＰＣ１００の接続構造によれば、配線上層３と配線下層４との層間接続において高い接続信頼性が得られる。

また、略球状導電体７としては、生産性は劣るものの均一金属液滴噴霧法などにて得られる粒径の均一性と真球度に優れた真球状の金属粒子や、粒径の均一性と真球度は劣るものの大量生産に適したアトマイズ法などにて得られる略球状の金属粒子などが利用可能である。生産性の違いから前者は高価な部材であり、後者は安価な部材となっている。本発明においては、略球状導電体７の粒径が不均一であっても、半田接続体９を介在させることで略球状導電体７の粒径のバラツキ分を吸収して層間接続を得ることが可能である。したがって、本発明での略球状導電体７としては、粒径の均一性と真球度は劣るものの安価なアトマイズ法による略球状の金属粒子を利用することができる。これにより、配線間の層間接続信頼性の高い多層ＦＰＣを安価に実現することができる。また、このように金属プラグを形成する際の素材として略球状体とされた導電体を用いることにより、該導電体のハンドリング性、導電体部材の製造容易性に優れるという利点を有する。

そして、略球状導電体７の材料としては金属材料を用いることができるが、軟質金属のうちの少なくとも一種を含むことが好ましい。略球状導電体７の材料として軟質金属を含むことで、略球状導電体７を貫通孔５に圧入する際に貫通孔５を破損する事無くスムーズに圧入する事ができ、貫通孔５の壁面に完全に密着した形状の金属プラグ８を形成することができる。この金属プラグ８は強固な密着強度を有して貫通孔５内に埋設されているため、更に高い接続信頼性が得られる。ここで本発明において軟質金属とは、熱膨張率が基材すなわち絶縁層２と整合し、且つ良導電性を有し、塑性変形可能な高延展性を有する金属のうち配線用途に利用可能な金属である。具体的には、銅、アルミニウム、ニッケル、金、銀、パラジウムやこられの合金等を挙げることができる。そして、これらの中でも銅及び銅合金が好適である。これは、銅及び銅合金が最も基材（絶縁層）との熱膨張率の整
合性がよいからである。

なお、このような積層構造を有する導電体６を圧入する貫通孔５の開口形状は特に限定されないが、円形が好適である。

次に、この様な積層構造を有する導電体６を用いることにより配線上層３と配線下層４との電気的接続において高い接続信頼性を実現する本実施の形態にかかる多層ＦＰＣ１００の製造方法について図２〜図９を用いて詳細に説明する。なお、以下の図面においては、図１と同一の構成要素については図１と同じ符号を付すこととし、ここでは詳細な説明を省略する。

図２〜図９は実施の形態１にかかる多層ＦＰＣ１００の製造工程を説明する図であり、図２は本発明の一実施の形態における多層ＦＰＣの構成要素である両面銅張積層板の要部断面図、図３は本発明の一実施の形態における配線層が形成された両面配線板の要部断面図、図４は本発明の一実施の形態における貫通孔が形成された両面配線板の要部断面図、図５は本発明の一実施の形態における略球状導電体が配置された両面配線板の要部断面図、図６は本発明の一実施の形態における略球状導電体を圧入した両面配線板の要部断面図、図７は本発明の一実施の形態における半田ボールが配置された両面配線板の要部断面図、図８は本発明の一実施の形態における半田ボールを圧入した両面配線板の要部断面図、図９は本発明の一実施の形態における層間接続後の多層ＦＰＣの要部断面図、図１０は本発明の一実施の形態における多層ＦＰＣの要部断面図である。

上記の図において、１０は絶縁層２の両面に銅箔１１が直接形成されて構成された両面銅張積層板である。１２は両面銅張積層板１０をエッチング処理し、配線上層３及び配線下層４を形成した両面配線板である。また、１３は貫通孔加工用のパンチング金型、１４は略球状導電体７を配置するための吸着ボード、１５は上下動する圧入用のプレス用天板、１６はプレス用底板であり、１７は圧入されて半田接続体９となる半田ボールである。

以下、図面に沿って多層ＦＰＣ１００の製造方法について説明する。まず、図２に示すように、絶縁層２の両面に銅箔１１が直接形成された両面銅張積層板１０を準備する。なお、本実施の形態においては、絶縁層２と銅箔１１との間に接着層が介在しない二層タイプの両面銅張積層板１０を例に挙げて説明しているが、本発明はこの例に限定されるものではなく、絶縁層２と銅箔１１との間に接着層が介在する三層タイプの両面銅張積層板、またはそれ以上の複数層を有する両面銅張積層板を用いることも可能であり、適宜変更可能である。

次に、配線パターンに従ってマスク材を銅箔１１の表面に形成し、塩化鉄、塩化銅等の銅のエッチング液を用いてエッチング処理を行ない、図３に示すように絶縁層２の両面に配線上層３及び配線下層４（以下、配線上層３及び配線下層４を配線層と総称する場合がある。）が形成された両面配線板１２を得る。これにより得られた配線層は、この後の工程において、何ら影響を受けることがない。したがって、本発明の一実施の形態における多層ＦＰＣの製造方法においては、銅箔１１の厚さを薄くすることによる配線層の微細化が図れる。

そして、配線層が形成された両面配線板１２にパンチング金型１３を用いてパンチング加工を施し、図４に示すように貫通孔５を形成する。そして、図５に示すように吸着ボード１４を用いて貫通孔５側から真空吸着を行い、貫通孔５の一方（ここでは配線上層３側）の開口部上に一個の略球状導電体７を配置する。そして、図６に示すように両面配線板１２をプレス用底板１６に載せ、プレス用天板１５を下方向に移動加圧させて略球状導電体７を貫通孔５内に圧入することにより、貫通孔５の内部に金属プラグ８を形成する。

次に、図７に示すように金属プラグ８を形成した両面配線板１２を裏返し、貫通孔５の他方、すなわち金属プラグ８を形成した側と反対側（配線下層４側）の開口部上に半田ボール１７を配置する。ここでの半田ボール１７の配置方法としては、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）と呼ばれる半導体パッケージに半田ボール１７を搭載する従来から知られている方法を転用することもできる。具体的には、貫通孔５と対応する位置に半田ボール１７より小径の吸引孔を設けた吸着プレートを準備し、吸引孔内の圧力調整用に真空ポンプと接続しておく。この吸着プレートを用いて半田ボール１７を吸着口に吸着し、貫通孔５の他方の開口部上に位置合せして半田ボール１７を落下させ、半田ボール１７を貫通孔５の他方の開口部上に設置する。以上の様な操作を行うボールマウンターと呼ばれる設備を使用することも可能である。ここでは真空吸着による半田ボール１７の搭載例を示したが、他に静電吸着やメタルマスクなどの方法を用いることも可能であり、適宜好適な方法を選択可能である。

続いて、半田ボール１７を配置した両面配線板１２を図８に示すようにプレス用底板１６に載せ、プレス用天板１５を下方向に移動させて加圧を行って半田ボール１７を貫通孔５内に圧入し、金属プラグ８と接合する半田接続体９を形成する。これにより金属プラグ８と半田接続体９との積層構造を有する導電体６を形成することができ、該導電体６により配線上層３と配線下層４との層間接続がなされる。この後、図９に示すようにプレスから取り出し、金属プラグ８と半田接続体９とが積層されて構成された導電体６により配線上層３と配線下層４とが層間接続された多層ＦＰＣ１００が非常にシンプルなプロセスで得られる。

以上の様な本実施の形態にかかる多層ＦＰＣの製造方法は、以下の特徴を有する。まず、層間接続の導電体として金属プラグ８と半田接続体９との積層構造を有する導電体６を形成するため、高い接続信頼性を有する多層ＦＰＣを作製することができる。すなわち、半田材料の熱膨張率よりも大幅に小さな熱膨張率を有する金属プラグ８と、半田接続体９と、を組み合わせて導電体６を構成するため、導電体６全体としての熱膨張率を絶縁層２の熱膨張率まで低下させることができる。これにより、半田を用いて層間接続を行う場合における、半田の熱膨張に起因した絶縁層表面の配線層と半田との接合界面の剥離を防止することができる。したがって、配線上層３と配線下層４との間の層間接続において高い接続信頼性が得られる。

そして、配線層の形成後に配線上層３と配線下層４との層間接続を行うため、プロセス上、配線層に関し何ら影響を与えることがない。したがって、銅箔１１の厚さを薄くすることによる配線層の微細化を図ることが可能であり、配線層の微細化に適している。さらに、配線間の層間接続方法として略球状導電体７及び半田ボール１７の圧入という非常にシンプルなプロセスで配線上層３と配線下層４との層間接続が行えるため、他の層間接続方法と比較して工程数が少なく、生産性及び生産コストに優れる。

したがって、本実施の形態にかかる多層ＦＰＣの製造方法によれば、配線層間の接続信頼性が高く、配線層の微細化に最適な多層ＦＰＣを生産性良く作製することができる。

なお、ここでは半田接続体９の形成方法として半田ボール１７の圧入を挙げているが、貫通孔５内に半田材料粒子を充填、溶融させて半田接続体を形成し、金属プラグと接合しても良い。この製法においては、半田材料粒子を一度溶融固化することから、半田接続体と金属プラグとの界面に強固な合金層が形成され、さらに高い接続信頼性を有する多層ＦＰＣを得ることができる。また、このような半田接続体９の形成方法は諸条件等により適宜選択可能であり、特に限定されるものではない。

また、実施の形態１における両面配線板の形成方法としては、絶縁層２の両面に銅箔１１を直接形成しているが、両面配線板の形成方法としては、以下のような方法も用いることができる。すなわち、まず絶縁層２の片面に銅箔１１を直接形成し、さらにエッチングを施して配線層を形成し、２枚の片面配線板を形成する。そして、配線層を外側にした状態で接着層を介してこの２枚の片面配線板を貼り合わせる。このような方法により、図１０に示すように、２枚の片面配線板を貼り合わせて構成される両面配線板を形成することができる。図１０において、２６は絶縁層２の片面に配線上層３が形成された片面配線板、２７は絶縁層２の片面に配線下層４が形成された他の片面配線層、２９は片面配線板２６と他の片面配線板２７とを配線層を外側にした状態で接着層２８にて貼り合わせて形成された両面配線板で、導電体６にて配線上層３と配線下層４とが層間接続されている。両面配線板より片面配線板の方が配線層の微細化が可能であり、この片面配線板を貼り合わせて両面配線板を得るため、配線層がさらに微細である両面配線板が得られる。この片面配線板の配線層の微細化については、以下の実施の形態２において詳細に説明する。

さらにこの製造方法において、表面に半田材料が被覆された略球状導電体７を用いることもできる。この場合には貫通孔５に金属プラグ８を形成し、さらに半田ボール１７を貫通孔５内に圧入して半田接続体９を形成した状態で加熱冷却を行うことにより、金属プラグ８の表面の半田材料と半田接続体９とが溶融固化して金属プラグ８と半田接続体９とのより強固な接合が可能となり、より層間接続の接続信頼性を向上させることができる。

（実施の形態２）
実施の形態２では、配線層間の接続信頼性及び配線層のさらなる微細化に優れた本発明の他の実施の形態にかかる多層ＦＰＣの製造方法について図１１〜図１５を用いて詳細に説明する。図１１は本発明の一実施の形態における層間接続後の多層ＦＰＣの要部断面図、図１２は本発明の一実施の形態における多層ＦＰＣの構成要素である接着層付き片面銅張積層板の要部断面図、図１３は本発明の一実施の形態における配線層が形成された接着層付き片面配線板の要部断面図、図１４は本発明の一実施の形態における貫通孔が形成された接着層付き片面配線板の要部断面図、図１５は本発明の一実施の形態におけるブラインドバイアホールが形成された積層配線板の要部断面図である。

上記の図において、２００は導電体６にて配線上層３と配線下層４との間の電気的な層間接続がなされた多層ＦＰＣである。１８は、絶縁層２の片面に銅箔１１、他方の面に接着層１９が形成された接着層付き片面銅張積層板である。２０は、接着層付き片面銅張積層板１８をエッチング処理して配線上層３を形成した接着層付き片面配線板である。また、２１は、接着層付き片面配線板２０と積層する配線下層４の形成された他の片面配線板である。２２は、接着層付き片面配線板２０及び他の片面配線板２１を積層し、層間接続用にブラインドバイアホール２３を形成した積層配線板である。また、パンチング金型１３は貫通孔５の加工用に用いられる。

本実施の形態にかかる多層ＦＰＣ２００は、図１１に示すようにブラインドバイアホール２３の内部に圧入された導電体６によって配線上層３と配線下層４との間の電気的な層間接続がなされている。ここで導電体６は、実施の形態１の場合と同様に略球状導電体７を圧入して形成され、半田材料の熱膨張率よりも大幅に小さな熱膨張率を有する金属プラグ８と、半田材料からなる半田接続体９と、の積層構造を有するものである。導電体６をこのように構成することにより、導電体６全体としての熱膨張率を絶縁層２の熱膨張率まで低下させることができる。これにより、半田を用いて層間接続を行う場合における半田の熱膨張に起因した絶縁層表面の配線層と半田との接合界面の剥離を防止することができる。したがって、本実施の形態にかかる多層ＦＰＣ２００においても、導電体６を介して配線上層３と配線下層４とが確実に電気的に接続され、配線上層３と配線下層４との層間接続において高い接続信頼性が得られる。

また、本実施の形態においては層間接続用の導電体６は、底面に配線下層４を有するブラインドバイアホール２３に圧入されている。このため、層間接続用の導電体６が貫通孔に圧入された場合と比較して導電体６と配線層との接合面積が増加し、両者の密着強度も増加する。したがって、この多層ＦＰＣ２００においては、様々な外部ストレスが加わった場合においても、配線層と導電体６との接合界面が剥離することがなく、さらに高い接続信頼性を有するこの品質の多層ＦＰＣ２００が実現されている。

また、金属プラグ８（略球状導電体７）として、実施の形態１の場合と同様に軟質金属、特に銅または銅合金のうちの少なくとも一種を用いることで、配線上層３と配線下層４との層間接続においてより高い接続信頼性を得ることができる。これは、銅及び銅合金が最も基材（絶縁層）との熱膨張率の整合性がよいからである。

次に、この様な高い接続信頼性を実現する実施の形態２にかかる多層ＦＰＣ２００の製造方法について図面に沿って詳細に説明する。

まず、図１２に示すように、絶縁層２の片面に銅箔１１が直接形成され、他方の面に接着層１９が形成された接着層付き片面銅張積層板１８を準備する。なお、本実施の形態においても、絶縁層２と銅箔１１との間に接着層が介在しないタイプの接着層付き片面銅張積層板１８を例に挙げて説明しているが、本発明はこの例に限定されるものではなく絶縁層２と銅箔１１との間に接着層が介在するタイプの片面銅張積層板、またはそれ以上の複数層を有する片面銅張積層板を用いることも可能であり、適宜変更可能である。

次に、配線パターンに従ってマスク材を銅箔１１の表面に形成し、塩化鉄、塩化銅等の銅のエッチング液を用いてエッチング処理を行ない、図１３に示すように配線上層３を形成し、接着層付き片面配線板２０を得る。ここで、本実施の形態においては、上記の両面配線板の配線層を形成する場合と異なり、微細化に適した片面エッチングが可能であり、配線上層３の更なる微細化が可能である。したがって、本実施の形態において得られる接着層付き片面配線板２０の配線上層３は、上記の両面配線板の配線層と比較し、更なる微細化が可能とされている。

その理由を以下に述べる。通常、両面配線板の配線層形成においては、両面銅張積層板の両面にある銅箔を同時にエッチング処理するため、エッチング液を両面銅張積層板の上下方向からムラなく均一にあてる必要がある。しかしながら、両面銅張積層板の上下方向からエッチング液を加圧噴霧した場合には、上面に噴霧された後のエッチング液が上面に液だまりを形成し、エッチング均一性が保てないという問題がある。したがって、両面配線板においてはエッチング条件が不均一、不安定となり、非常に微細な配線層を形成することが難しい。

一方、片面配線板の配線層形成においては、片面銅張積層板の下側（銅箔形成側を下面とする）からのエッチング液の噴霧のみで良いため、エッチング液の液だまりが形成されることが無く、エッチング条件の最適範囲を広くとることができる。したがって、この片面配線板の配線層形成方法は、配線層の微細化に好適である。

次に、配線上層３が形成された接着層付き片面配線板２０にパンチング金型１３を用いてパンチング加工を施し、図１４に示すように貫通孔５を形成する。そして、図１５に示すように、貫通孔５が形成された接着層付き片面配線板２０と配線下層４の形成された他の片面配線板２１とを、配線下層４と接着層１９とが対向した状態で該接着層１９を介して貼り合わせることにより、層間接続用のブラインドバイアホール２３が形成された積層配線板２２を得る。

なお、配線下層４の形成された他の片面配線板２１においても、配線上層３が形成された接着層付き片面配線板２０と同様に片面銅張積層板の下側（銅箔形成側を下面とする）からのエッチング液の噴霧により配線下層４を形成することができる。すなわち、配線下層４も配線上層３と同様に微細化されている。したがって、ここで得られた積層配線板２２は、配線層が微細化された片面配線板を積層しているため、上記両面配線板の配線層と比較して配線層がさらに微細となる。

最後に、ブラインドバイアホール２３内部に予め半田材料からなる半田ボールまたは半田材料からなる半田粒子を充填し、さらにブラインドバイアホール２３内部における半田ボールまたは半田粒子の上に一個の略球状導電体を圧入して、半田ボールまたは半田粒子から形成された半田接続体９と略球状導電体から形成された金属プラグ８との積層構造からなる導電体６を形成する。これにより、図１１に示すように導電体６により配線上層３と配線下層４とが導通した、配線層の微細化に優れる多層ＦＰＣ２００が得られる。

本実施の形態にかかる多層ＦＰＣの製造方法において層間接続用の導電体６は、底面に配線下層４を有するブラインドバイアホール２３に圧入される。このため、層間接続用の導電体６が貫通孔に圧入された場合と比較して導電体６と配線層との接合面積が増加し、両者の密着強度も増加する。したがって、様々な外部ストレスが加わった場合においても、配線層と導電体６との接合界面が剥離することがなく、さらに高い接続信頼性が得られる。

また、以上のような本実施の形態にかかる多層ＦＰＣの製造方法においては、片面配線板を積層するため、両面配線板を用いた場合と比較して配線層がより微細となる。さらに、上述したように半田ボール及び略球状導電体を圧入してブラインドバイアホール２３内に導電体６を圧入形成するため、貫通孔５内に半田ボール及び略球状導電体を圧入して導電体６を圧入形成した場合と比較して、配線層間のより高い接続信頼性が得られる。したがって、本実施の形態においても、配線層間の接続信頼性が高く、配線層の微細化に最適な多層ＦＰＣを生産性良く得ることができる。

さらにこの製造方法において、表面に半田材料が被覆された略球状導電体を用いることもできる。この場合には、上記と同様に半田ボールまたは半田粒子から形成された半田接続体９と略球状導電体から形成された金属プラグ８との積層構造からなる導電体６を形成した後に加熱冷却を行うことにより、金属プラグ８の表面の半田材料と半田接続体９とが溶融固化して金属プラグ８と半田接続体９とのより強固な接合が可能となり、より層間接続の接続信頼性を向上させることができる。

（実施の形態３）
実施の形態３では、前述した多層ＦＰＣをさらに積層化した本発明の実施の形態にかかる多層ＦＰＣについて説明する。図１６は本発明の一実施の形態における積層後の多層ＦＰＣの要部断面図、図１７は本発明の一実施の形態における積層後の他の多層ＦＰＣの要部断面図である。

まず図１６において、３００は前述した実施の形態１において製造された２つの多層ＦＰＣ１００ａ、１００ｂと、前述した実施の形態２において製造された多層ＦＰＣ２００ａと、を接着層２４及び接着層２５を介して積層した多層ＦＰＣである。ここで多層ＦＰＣ３００は、構成材料である多層ＦＰＣ１００ａ、１００ｂと多層ＦＰＣ２００ａとが配線層間の高接続信頼性及び微細な配線層を有する。したがって、実施の形態１及び実施の形態２の場合よりもさらに多層配線化された多層ＦＰＣ３００においても、配線層間の接続信頼性が高く、配線層の微細化に優れた多層ＦＰＣが実現されている。

このような多層ＦＰＣ３００を作製するには、前述した実施の形態１において製造された２つの多層ＦＰＣ１００ａ、１００ｂを接着層２４を介して積層し、貼り合わせる。そして、導電体６の表面に半田接続体９があるため、導電体６を互いに接触させた状態で加熱冷却を行うと、半田が溶融固化し、導電体６と配線層とが互いに簡単に接合される。

さらに、２つの多層ＦＰＣ１００ａ、１００ｂを積層した多層ＦＰＣと、前述した実施の形態２において製造された多層ＦＰＣ２００ａと、を接着層２５を介してさらに積層し、貼り合わせる。そして、導電体６の表面に半田接続体９があるため、導電体６を互いに接触させた状態で加熱冷却を行うと、半田が溶融固化し、導電体６と配線層とが互いに簡単に接合される。これにより、配線層数を増加させた多層ＦＰＣ３００を得ることができる。なお、多層ＦＰＣ１００ａ、１００ｂ及び多層ＦＰＣ２００ａの製造方法は、上記と同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。また、多層ＦＰＣ１００ｂと多層ＦＰＣ２００ａとを貼り合わせた後に多層ＦＰＣ１００ａを貼り合わせても構わない。

また、図１７において、４００は前述した実施の形態１において製造された２つの多層ＦＰＣ１００ｃ、１００ｄと、前述した実施の形態２において製造された多層ＦＰＣ２００ｂと、を接着層２４及び接着層２５を介してそれぞれの導電体６が接触する様に積層した多層ＦＰＣである。ここで多層ＦＰＣ４００は、構成材料である多層ＦＰＣ１００ｃ、１００ｄと多層ＦＰＣ２００ｂとが配線層間の高接続信頼性及び微細な配線層を有する。したがって、実施の形態１及び実施の形態２の場合よりもさらに多層配線化された多層ＦＰＣ４００においても、配線層間の接続信頼性が高く、配線層の微細化に優れた多層ＦＰＣが実現されている。また、導電体６の表面は金属プラグ８または半田接続体９であるため、多層ＦＰＣ１００ｃ、１００ｄ及び多層ＦＰＣ２００ｂにおいて、隣接する各配線層の電気的接続が可能とされている。

このような多層ＦＰＣ４００を作製するには、前述した実施の形態１において製造された２つの多層ＦＰＣ１００ｃ、１００ｄを接着層２４を介してそれぞれの導電体６（１００ｃ）、６（１００ｄ）が接触する様に積層し、貼り合わせる。そして、導電体６の表面に半田接続体９があるため、導電体６を互いに接触させた状態で加熱冷却を行うと、半田が溶融固化し、導電体６が互いに簡単に接合される。

さらに、２つの多層ＦＰＣ１００ｃ、１００ｄを積層した多層ＦＰＣと、前述した実施の形態２において製造された多層ＦＰＣ２００ｂと、を接着層２５を介して多層ＦＰＣ１００ｄの導電体６（１００ｄ）と多層ＦＰＣ２００ｂの導電体６（２００ｂ）とが接触するようにさらに積層し、貼り合わせる。そして、導電体６の表面に半田接続体９があるため、導電体６を互いに接触させた状態で加熱冷却を行うと、半田が溶融固化し、導電体６が互いに簡単に接合される。これにより、配線層数を増加させた多層ＦＰＣ４００を得ることができる。ここで、導電体６の表面は金属プラグ８または半田接続体９であるため、多層ＦＰＣ１００ｃ、１００ｄ及び多層ＦＰＣ２００ｂにおいて、隣接する各配線層を容易に接続することが可能となる。

なお、多層ＦＰＣ１００ｃ、１００ｄ及び多層ＦＰＣ２００ｂの製造方法は、上記と同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。また、多層ＦＰＣ１００ｄと多層ＦＰＣ２００ｂとを貼り合わせた後に多層ＦＰＣ１００ｃを貼り合わせても構わない。

以上の様にして得られた本実施の形態にかかる多層ＦＰＣ３００、４００は、高接続信頼性及び微細な配線層を有する多層ＦＰＣ同士をさらに積層して形成を行うため、配線層間の接続信頼性が高く、配線層の微細化に優れる。さらに、多層ＦＰＣの層間接続にも上記導電体を流用するため、新たに層間接続材料を用いることも無く、より高い生産性が得
られる。したがって、本実施の形態によっても、配線層間の接続信頼性が高く、配線層の微細化に最適な、生産性に優れる多層ＦＰＣを得ることができる。

本発明により、接続信頼性の高い、配線層の微細化に最適な、生産性に優れる層間接続を有する多層ＦＰＣ及びその製造方法が提供できる。

本発明の一実施の形態における多層ＦＰＣの要部断面図 本発明の一実施の形態における多層ＦＰＣの構成要素である両面銅張積層板の要部断面図 本発明の一実施の形態における配線層が形成された両面配線板の要部断面図 本発明の一実施の形態における貫通孔が形成された両面配線板の要部断面図 本発明の一実施の形態における略球状導電体が配置された両面配線板の要部断面図 本発明の一実施の形態における略球状導電体を圧入した両面配線板の要部断面図 本発明の一実施の形態における半田ボールが配置された両面配線板の要部断面図 本発明の一実施の形態における半田ボールを圧入した両面配線板の要部断面図 本発明の一実施の形態における層間接続後の多層ＦＰＣの要部断面図 本発明の一実施の形態における多層ＦＰＣの要部断面図 本発明の一実施の形態における層間接続後の多層ＦＰＣの要部断面図 本発明の一実施の形態における多層ＦＰＣの構成要素である接着層付き片面銅張積層板の要部断面図 本発明の一実施の形態における配線層が形成された接着層付き片面配線板の要部断面図 本発明の一実施の形態における貫通孔が形成された接着層付き片面配線板の要部断面図 本発明の一実施の形態におけるブラインドバイアホールが形成された積層配線板の要部断面図 本発明の一実施の形態における積層後の多層ＦＰＣの要部断面図 本発明の一実施の形態における積層後の他の多層ＦＰＣの要部断面図

符号の説明

２ 絶縁層
３ 配線上層
４ 配線下層
５ 貫通孔
６ 導電体
７ 略球状導電体
８ 金属プラグ
９ 半田接続体
１０ 両面銅張積層板
１１ 銅箔
１２ 両面配線板
１３ パンチング金型
１４ 吸着ボード
１５ プレス用天板
１６ プレス用底板
１７ 半田ボール
１８ 接着層付き片面銅張積層板
１９ 接着層
２０ 接着層付き片面配線板
２１ 片面配線板
２２ 積層配線板
２３ ブラインドバイアホール
２４ 接着層
２５ 接着層
２６ 片面配線板
２７ 片面配線板
２８ 接着層
２９ 両面配線板
１００ 多層ＦＰＣ
１００ａ 多層ＦＰＣ
１００ｂ 多層ＦＰＣ
１００ｃ 多層ＦＰＣ
１００ｄ 多層ＦＰＣ
２００ 多層ＦＰＣ
２００ａ 多層ＦＰＣ
２００ｂ 多層ＦＰＣ
３００ 多層ＦＰＣ
４００ 多層ＦＰＣ

Claims (1)

1. 絶縁層の両面に配線層が形成された両面配線板または片面に配線層が形成された２枚の片面配線板を配線層が外側になるように積層して構成した両面配線板の所定部に貫通孔を形成する工程と、
   次いで前記貫通孔の一方の開口部から半田材料よりも熱膨張率の低い略球状導電体を圧入し、前記貫通孔の形状にしたがって前記導電体を変形させる工程と、
   次いで前記貫通孔の他方の開口部から前記変形された導電体と前記貫通孔との隙間を埋めるように前記貫通孔内に半田材料を充填する工程とを備え、
   前記両面配線板の両面に設けられた配線層を前記変形された導電体と半田部材との接合体により導通させることを特徴とするフレキシブルプリント配線板の製造方法。

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