JP4389751B2 - 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５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径よりも小さな径を有する樹脂ボールと前記樹脂ボールを被覆する金属層とからなり且つ前記貫通孔の径よりも大きな径を有する樹脂コア金属ボールを前記貫通孔に圧入する工程と、次いで前記樹脂コア金属ボールの圧入に従って前記金属層が前記貫通孔の内壁に沿って前記貫通孔内の隙間を埋めるように変形させる工程とを備え、前記両面配線板の両面に設けられた配線層を前記樹脂コア金属ボール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樹脂コア金属ボールを用いるため、樹脂ボールにて導電部材のヤング率の最適化を図って熱応力を緩和することができ、また導電部材表面の金属層を変形することで導電部材が配線層及び貫通孔に密着接合するため、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、導電部材の圧入と該導電部材表面の金属層の変形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樹脂コア金属ボールの貫通孔への圧入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が高い生産性で実現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径よりも小さな径を有する樹脂ボールと前記樹脂ボールを被覆する金属層とからなり且つ前記貫通孔の径よりも大きな径を有する樹脂コア金属ボールを前記貫通孔に圧入する工程と、次いで前記樹脂コア金属ボールの圧入に従って前記金属層が前記貫通孔の内壁に沿って前記貫通孔内の隙間を埋めるように変形させる工程とを備え、前記両面配線板の両面に設けられた配線層を前記樹脂コア金属ボール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、樹脂コア金属ボールを用いて圧入変形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における多層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、貫通孔５の孔径よりも小さな径を有する樹脂ボール７がコア部に配置され該樹脂ボール７の表面が金属層８で被覆された一個の樹脂コア金属ボール９を、後述するように絶縁層２の厚み方向に加圧して樹脂コア金属ボール９の表面の金属層８を変形させて貫通孔５の内部に圧入したものである。

このように、多層ＦＰＣ１００の層間接続を行う導電体６は、樹脂ボール７をコア部に有する構造とされている。これにより、導電体６のヤング率を低下させることができ、絶縁層２と導電体６との熱膨張差により生じる応力を樹脂ボール７により緩和することができる。球体である樹脂ボール７を用いることによりハンドリング性及びボール部材の製造容易性に優れるという利点を有する。また、前記樹脂コア金属ボール９の表面の金属層８が変形することによって、樹脂コア金属ボール９が配線上層３及び配線下層４と接触した状態で、且つ貫通孔５内に隙間なく密着した状態で貫通孔５内に樹脂コア金属ボール９（導電体６）を配置することができる。この結果、多層ＦＰＣ１００においては、樹脂コア金属ボール９（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、すなわち導通される。

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との電気的接続において高い接続信頼性が得られる。

また、樹脂コア金属ボール９の表面の金属層８として、軟質金属のうちの少なくとも一種を用いることで、樹脂ボール７にダメージを与えることなく、樹脂コア金属ボール９の表面の金属層８のみを変形させることができ、配線上層３と配線下層４との電気的接続においてさら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、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。また、この軟質金属は樹脂コア金属ボール９の製造上の観点からは樹脂コア表面にメッキ法により形成可能なものが好ましいが、メッキ膜に限定されるものではない。具体的には、半田合金、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、金、銀、パラジウム等を挙げることができる。これらの中でも、半田合金、銅及び銅合金が好適である。そして、半田合金の半田組成は、共晶はんだ、高温半田、鉛フリー半田等、種々のものを使用可能であり諸条件に応じてどれを使用しても良い。

なお、このような樹脂コア金属ボール９を圧入する貫通孔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、この様な樹脂コア金属ボール９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８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８は本実施の形態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樹脂コア金属ボールの圧入開始時の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樹脂コア金属ボールが圧入変形途中の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樹脂コア金属ボールの圧入変形終了時の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層間接続後の多層ＦＰＣの要部断面図である。なお、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の要部断面図である。

上記の図において両面銅張積層板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。両面配線板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、パンチング金型１３は貫通孔５の加工用に用いられる。加圧上プレート１４及び加圧下プレート１５は、樹脂コア金属ボール９を圧入変形させるために用いられる。

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。

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。さらに、図５に示すように貫通孔５の位置に一個の樹脂コア金属ボール９を配置した後、加圧上プレート１４と加圧下プレート１５とを用いて樹脂コア金属ボール９の貫通孔５への圧入を行う。これにより、樹脂コア金属ボール９の圧入変形が開始される。

ここで、樹脂コア金属ボール９においては、その形状は球状とする。球状とすることによりハンドリング性、樹脂コア金属ボールの製造容易性に優れるという利点を有する。また、樹脂コア金属ボール９のコア部の樹脂ボール７の径は、貫通孔５の孔径よりも小とされている。また、樹脂コア金属ボール９の表面の金属層８は、上述したように半田合金や銅、銅合金などの軟質金属のうち少なくとも一種を含んで構成されている。これにより樹脂ボール７にダメージを与えることなく、樹脂コア金属ボール９表面の金属層８のみを変
形させることができる。そして、樹脂コア金属ボール９全体としては、樹脂コア金属ボール９の径が貫通孔５の孔径よりも大とされ、該樹脂コア金属ボール９の体積が貫通孔５の開口体積よりも大とされている。

また、樹脂コア金属ボール９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の径よりも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。そして、この吸着プレートを用いて半田ボールを吸引孔に吸着し、貫通孔５上部に位置合せし、半田ボールを落下させ、半田ボールを貫通孔位置に配置する。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の搭載例を示したが、他に静電吸着などの方法を用いてもよい。

続いて、図６に示すように加圧上プレート１４と加圧下プレート１５とによって樹脂コア金属ボール９に加圧することにより貫通孔５内に樹脂コア金属ボール９が順次圧入される。ここで、樹脂コア金属ボール９の表面の金属層８は半田合金や銅、銅合金などの軟質金属を含んで構成されているため、樹脂コア金属ボール９の圧入途中において該金属層８が圧入とともに順次変形する。そして、該金属層８が配線上層３の一部と接合するとともに貫通孔５の内壁に沿って変形し、貫通孔５内が隙間のない状態で樹脂コア金属ボール９により順次埋められる。また、樹脂コア金属ボール９のコア部の樹脂ボール７として貫通孔５の孔径より小さいものを用いるため樹脂ボール７は変形することが無く、樹脂コア金属ボール９の表面の金属層８が変形することにより樹脂コア金属ボール９の圧入変形が進行する。これにより、樹脂ボール７にダメージを与えることなく樹脂コア金属ボール９を貫通孔５に圧入することができる。

さらに、図７に示すように、樹脂コア金属ボール９の下側の金属層８、すなわち加圧下プレート１５側の樹脂コア金属ボール９の金属層８は、加圧下プレート１５と接触して変形することにより配線下層４と接合され、貫通孔５への樹脂コア金属ボール９の圧入変形が完了する。これにより配線上層３と配線下層４との層間接続が完了する。ここで、樹脂コア金属ボール９として、該樹脂コア金属ボール９の体積が貫通孔５の開口体積よりも大きいものを用いているため、貫通孔５内部を確実に樹脂コア金属ボール９で埋め込み、確実に配線上層３と配線下層４との層間接続を行うことができる。以上により、図８に示すように層間接続がなされた、すなわち配線上層３と配線下層４とが導通した多層ＦＰＣ１００が非常にシンプルなプロセスで得られる。

なお、本実施の形態では、樹脂コア金属ボール９のボール径が貫通孔５の孔径より大きい場合を示しているが、ここで用いる樹脂コア金属ボール９のボール径は貫通孔５の孔径と同等であっても良く、この場合にも樹脂コア金属ボール９における上下の金属層部分の変形により配線層間を接続することができる。しかしながら、金属層８の変形量のマージンと層間接続の確実性を勘案すると樹脂コア金属ボール９の径が貫通孔５の径よりも大きい方が好ましい。

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、層間接続をなす導電体である樹脂コア金属ボール９が内部に樹脂ボール７を有しているため、最終的に層間接続をなす導電体６と絶縁層２との熱膨張率の差に起因して生じる応力を該樹脂ボール７により緩和することができる。これにより、該熱膨張率の差に起因したこれらの接合界面の剥離を防止することができ、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、樹脂コア金属ボール９の圧入変形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、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９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９において、２５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、２６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板、２８は片面配線板２５と他の片面配線板２６とを配線層を外側にした状態で接着層２７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。

（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１０〜図１４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１２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１３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１４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多層配線板への樹脂コア金属ボールの圧入開始時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。１６は、絶縁層２の片面に銅箔１１、他方の面に接着層１７が形成された接着層付き片面銅張積層板である。１８は、接着層付き片面銅張積層板１６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、２０は、接着層付き片面配線板１８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。２１は、接着層付き片面配線板１８及び他の片面配線板２０を積層し、層間接続用にブラインドバイアホール１９を形成した多層配線板である。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。加圧上プレート１４及び加圧下プレート１５は、樹脂コア金属ボール９を圧入変形させるために用いられる。

本実施の形態にかかる多層ＦＰＣ２００は、図１０に示すようにブラインドバイアホール１９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、ブラインドバイアホール１９の孔径よりも小さな径を有する樹脂ボール７がコア部に配置され該樹脂ボール７の表面が金属層８で被覆された一個の樹脂コア金属ボール９を、後述するように絶縁層２の厚み方向に加圧して樹脂コア金属ボール９の表面の金属層８を変形させたものである。

このように、多層ＦＰＣ２００の層間接続を行う導電体６は、実施の形態１の場合と同様に樹脂ボール７をコア部に有する構造とされている。これにより、導電体６のヤング率を低下させることができ、熱膨張差にて生じる応力を樹脂ボール７により緩和することができる。また、前記樹脂コア金属ボール９の表面の金属層８が変形することによって、樹脂コア金属ボール９が配線上層３及び配線下層４と接触した状態で、且つブラインドバイアホール１９内に隙間なく密着した状態でブラインドバイアホール１９内に樹脂コア金属ボール９（導電体６）を配置することができる。この結果、該樹脂コア金属ボール９（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る。

これにより、実施の形態２にかかる多層ＦＰＣ２００においても、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することにより、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。したがって実施の形態２にかかる多層ＦＰＣ２００の接続構造においても、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１９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、樹脂コア金属ボール９の表面の金属層８として、実施の形態１の場合と同様に軟質金属、特に半田合金、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、樹脂ボール７にダメージを与えることなく、樹脂コア金属ボール９の表面の金属層８のみを変形させることができ、配線上層３と配線下層４との電気的接続においてさらに高い接続信頼性が得られる。

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１１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１７が形成された接着層付き片面銅張積層板１６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タイプの接着層付き片面銅張積層板１６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１２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１８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１８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１８にパンチング金型１３を用いてパンチング加工を施し、図１３に示すように貫通孔５を形成する。そして、図１４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１８と配線下層４の形成された他の片面配線板２０とを、配線下層４と接着層１７とが対向した状態で該接着層１７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１９が形成された多層配線板２１を得る。

なお、配線下層４の形成された他の片面配線板２０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１８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、ここで得られた多層配線板２１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。

つぎに、図１０で示したようにブラインドバイアホール１９の開口位置に一個の樹脂コア金属ボール９を配置した後、加圧上プレート１４と加圧下プレート１５とを用いて樹脂コア金属ボール９のブラインドバイアホール１９への圧入を行う。これにより、樹脂コア金属ボール９の圧入変形が開始される。そして、樹脂コア金属ボール９の全体がブラインドバイアホール１９に圧入されることにより、該樹脂コア金属ボール９は図１０に示すようにブラインドバイアホール１９の内部に圧入された導電体６として配線上層３と配線下層４との間の電気的な層間接続をなし、配線層の微細化に優れる多層ＦＰＣ２００が得られる。

ここで、ブラインドバイアホール１９に圧入される樹脂コア金属ボール９においては、該樹脂コア金属ボール９のコア部の樹脂ボール７の径はブラインドバイアホール１９の開口径よりも小とされる。また、樹脂コア金属ボール９の表面の金属層８は、実施の形態１の場合と同様に半田合金や、銅、銅合金などの軟質金属により構成されている。そして、樹脂コア金属ボール９全体としては、樹脂コア金属ボール９のボール径がブラインドバイアホール１９の開口径よりも大とされ、該樹脂コア金属ボール９の体積がブラインドバイアホール１９の開口体積よりも大とされている。これらによる効果は、上述した実施の形態１の場合と同様である。

また、本実施の形態においては層間接続用の導電体６（樹脂コア金属ボール９）は、底面に配線下層４を有するブラインドバイアホール１９に圧入される。このため、層間接続用の導電体６（樹脂コア金属ボール９）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という効果を有する。

以上のような実施の形態２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、樹脂コア金属ボール９を圧入変形してブラインドバイアホール１９内に導電体６を圧入するため、貫通孔５内に樹脂コア金属ボール９を圧入変形して導電体６を圧入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。

（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１５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１６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１５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２３及び接着層２４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２３を介して積層し、貼り合わせる。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２４を介してさらに積層し、貼り合わせる。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１６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２３及び接着層２４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の表面は金属層であるため、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２３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。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２４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。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の表面は金属層であるため、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。さらにこの製造方法において導電体６（１００ｃ）、６（１００ｄ）、６（２００ｂ）の表面に半田または半田合金が配されている樹脂コア金属ボールを用いた場合には、導電体６（１００ｃ）、６（１００ｄ）、６（２００ｂ）を互いに接触させた状態で加熱冷却を行うことにより、導電体６（１００ｃ）、６（１００ｄ）、６（２００ｂ）の表面の半田または半田合金が溶融固化して導電体６（１００ｃ）、６（１００ｄ）、６（２００ｂ）が互いに簡単に接合され、接続信頼性を向上させることができる。

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樹脂コア金属ボールの圧入開始時の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樹脂コア金属ボールが圧入変形途中の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樹脂コア金属ボールの圧入変形終了時の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多層配線板への樹脂コア金属ボールの圧入開始時の要部断面図 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 樹脂ボール
８ 金属層
９ 樹脂コア金属ボール
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 加圧上プレート
１５ 加圧下プレート
１６ 接着層付き片面銅張積層板
１７ 接着層
１８ 接着層付き片面配線板
１９ ブラインドバイアホール
２０ 片面配線板
２１ 多層配線板
２３ 接着層
２４ 接着層
２５ 片面配線板
２６ 片面配線板
２７ 接着層
２８ 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径よりも小さな径を有する樹脂ボールと前記樹脂ボールを被覆する金属層とからなり且つ前記貫通孔の径よりも大きな径を有する樹脂コア金属ボールを前記貫通孔に圧入する工程と、
   次いで前記樹脂コア金属ボールの圧入に従って前記金属層が前記貫通孔の内壁に沿って前記貫通孔内の隙間を埋めるように変形させる工程とを備え、
   前記両面配線板の両面に設けられた配線層を前記樹脂コア金属ボール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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