JP4530089B2 - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電気絶縁性の基材に配線パターンが配置された配線基板の製造方法に関するものである。

従来、電気絶縁性の基材に配線パターンが配置された配線基板の製造方法として、例えば特許文献１に示されるように、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムを多層に積層し、加圧しつつ加熱することにより、一括で基材（配線パターンが配置された基材、すなわち配線基板）を形成する方法が知られている。

特許文献１では、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム（基材フィルム）の片面に導体パターンが配置された片面導体パターンフィルムを複数枚積層して積層体とし、積層方向の上下から積層体を加圧しつつ加熱することにより、樹脂フィルムを相互に接着して基材としている。
特開２００３−８６９４８号公報

ところで、近年、配線基板は、他の電子部品同様、さらなるコストダウンを求められており、そのために製造時間を短縮する必要に迫られている。上記したように、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムを加圧・加熱して形成される配線基板の製造工程では、加圧・加熱工程に数時間（例えば２〜５時間程度）を要するため、この加圧・加熱工程に掛かる時間を短縮することで、大幅なコストダウンが可能である。

しかしながら、昇温及び降温時の温度勾配をきつくし、加圧・加熱工程に掛かる時間を短縮すると、熱可塑性樹脂が加水分解されるという問題が生じる。この問題については、本発明者も実際に確認している。これは、自身の吸湿性により、基材を構成する基材フィルムに含まれた水分や、加圧・加熱により焼結された状態で異なる層の配線パターン間を電気的に接続する層間接続部となる導電性ペースト中の溶剤に含まれる水分などが、加水分解が生じるまでに基材の外部に抜けきらず、水分の少なくとも一部が、加水分解が生じる温度で残存することによって生じるものと考えられる。このように熱可塑性樹脂が加水分解された基材は、加水分解されない基材と比べて耐熱性の低下や脆弱化（機械的強度の低下）など見られ、配線基板の基材として所望の特性を満たさないものとなる。

本発明は上記問題点に鑑み、基材を構成する熱可塑性樹脂の加水分解を抑制しつつ、製造時間を短縮することができる配線基板の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成する為に、請求項１に記載の発明は、電気絶縁性の基材に配線パターンが多層に配置され、異なる層に配置された配線パターンが、ビアホール内に配置された層間接続部によって電気的に接続された配線基板を形成する工程として、熱可塑性樹脂を含み、基材を構成する基材フィルムを複数枚積層し、この積層体を積層方向上下から加圧しつつ加熱することにより、基材フィルムを相互に接着させて基材とする加圧・加熱工程を備えた配線基板の製造方法であって、加圧・加熱工程の前工程として、熱可塑性樹脂からなる２枚の樹脂フィルムの間に繊維をシート状とした繊維シート部材を配置して積層体とし、樹脂フィルムと繊維シート部材とが一体化されるように、積層体をその積層方向上下から加圧しつ加熱して複合フィルムを形成する複合フィルム形成工程と、複合フィルム形成後に、少なくとも一面上に導体箔が配置された複合フィルムに対し、導体箔を底面とするビアホールを形成するとともに、ビアホール内に導電性ペーストを充填する加工工程と、を備え、加圧・加熱工程において、複数枚の基材フィルムの少なくとも１枚として、導電性ペーストが充填された複合フィルムを用いるとともに、導電性ペーストを焼結して層間接続部とし、複合フィルム形成工程において、繊維シート部材内に空隙が残るように、加圧・加熱条件を、加圧・加熱工程における加圧・加熱条件に比べて、加圧力及び加熱温度の少なくとも一方が低くなるようにすることを特徴とする。

加圧・加熱を開始する時点で、基材フィルムには、自身の吸湿性による水分が含まれ、加圧・加熱により焼結された状態で異なる層の配線パターン間を電気的に接続する層間接続部となる導電性ペーストの溶剤にも、水分が含まれている。したがって、加圧・加熱の過程で温度が上昇し、熱可塑性樹脂が加水分解される温度となるまでに、水分（水蒸気）や気化した溶剤を基材（基材フィルム）の外部へ逃がす必要がある。従来は、基材フィルムを構成する熱可塑性樹脂を通して水蒸気などを外部へ逃がすようにしており、熱可塑性樹脂の厚さが厚いほど外部へ逃がすまでに時間が掛かるため、加圧・加熱工程に長時間を要していた。また、基材フィルムを複数枚積層して基材を形成する場合、積層方向における熱可塑性樹脂の厚さが基材フィルムの枚数に応じて厚いので、積層方向へ水蒸気などが逃げにくくなっていた。

そこで、本発明では、基材を構成する基材フィルムとして、熱可塑性樹脂からなる２枚の樹脂フィルムと繊維シート部材とを、加圧・加熱により一体化してなる複合フィルムを用いるようにした。また、この複合フィルムを形成するに当たり、加圧力及び加熱温度の少なくとも一方が、加圧・加熱工程の加圧・加熱条件よりも低くなるように調整することで、繊維シート部材内に空隙が残り、且つ、樹脂フィルムと繊維シート部材とが一体化された複合フィルムとなるようにした。このように、複合フィルムは、繊維シート部材内（繊維間）に空隙（熱可塑性樹脂が配置されない隙間、換言すれば熱可塑性樹脂内の空隙）を有するため、空隙の分、積層方向に略垂直な方向（以下、単に垂直方向と示す）において、空隙が存在する部分の熱可塑性樹脂の厚さが薄い構成若しくは熱可塑性樹脂が存在しない構成となっている。すなわち、水蒸気などが垂直方向に逃げやすい構成となっている。そして、この空隙は、少なくとも基材フィルムを構成する熱可塑性樹脂が軟化するまでは存在する。したがって、加圧・加熱工程時において、溶剤中の水分などが気化した時点で空隙が存在するので、熱可塑性樹脂の加水分解が生じる（温度に達する）までの間に、水蒸気などを、上記した空隙を介して、垂直方向における基材端面から基材の外部へ逃がすことができる。これにより、基材（基材フィルム）を構成する熱可塑性樹脂の加水分解を抑制しつつ、配線基板の製造時間を短縮することができる。

また、基材中に繊維シート部材を含むこととなるので、繊維シート部材が補強部材としての機能を果たし、基材（配線基板）の機械的強度を高めることができる。

なお、繊維シート部材内に存在する空隙としては、好ましくは垂直方向において基材端面まで１つの空隙として伸びたもの、若しくは、複数の空隙が基材端面まで隣接するものが好ましい。すなわち、空隙が垂直方向に伸びたものが好ましい。例えば、請求項２に記載のように、複合フィルム形成工程では、空隙が、基材の厚さ方向に垂直な方向において両端で開口し、２枚の樹脂フィルム全体を分離する層状となるように、加圧しつつ加熱すると良い。

加工工程において、少なくとも一面に導体箔が配置された複合フィルムを用いるには、例えば請求項３に記載のように、複合フィルム形成工程において、積層体として導体箔を含み、加圧しつつ加熱して少なくとも一面上に導体箔が配置された複合フィルムを形成しても良い。また、請求項４に記載のように、加工工程の前に、複合フィルム形成工程にて形成された複合フィルムに対し導体箔を貼着しても良い。

請求項５に記載のように、配線パターンのうち、少なくとも基材の内部に配置される内層配線パターンについては、加工工程において、導体箔をパターニングして形成すればよい。すなわち、内層配線パターンについては、加圧・加熱工程の前に形成することとなる。一方、配線パターンのうち、配線基板の表面に露出する外層配線パターンについては、内層配線パターン同様、加圧・加熱工程の前に形成することもできるし、請求項６に記載のように、加圧・加熱工程の終了後において、配線基板の表面全面を覆う導体箔をパターニングして形成しても良い。加圧・加熱工程後に形成すると、加圧・加熱工程での位置すれの恐れがないため、配線基板として所定位置に外層配線パターを形成することができる。

加圧・加熱工程を経て得られる基材内に空隙が残ると、この空隙を介して基材内に水分などが浸入しやすくなり、配線パターンの保護や基材の吸湿などの観点から好ましいものではない。すなわち、基材内に残る空隙は少ないほど良く、少なくとも基材端面側は開口していない状態が好ましい。より好ましくは、請求項７に記載のように、加圧・加熱工程において、基材内に空隙が残らないように加圧しつつ加熱すると良い。温度が上昇する過程で、空隙を介して水蒸気などを基材の外部へ逃がした後、温度上昇に伴い軟化した熱可塑性樹脂によって空隙を埋めることで、空隙のない基材を得ることができる。なお、空隙は、軟化した熱可塑性樹脂によって埋められるまでは存在するので、加水分解が生じるまでに、水蒸気などを基材（基材フィルム）の外部へ逃がすことができる。

なお、複合フィルムの枚数は特に限定されるものではない。少なくとも１枚の基材フィルムを複合フィルムとすることで、複合フィルムを用いない（基材フィルムが繊維シート部材を含まない）場合よりも、基材（基材フィルム）を構成する熱可塑性樹脂の加水分解を抑制しつつ、配線基板の製造時間を短縮することができる。しかしながら、複数枚の基材フィルムに占める複合フィルムの割合が高くなるほど、水蒸気などを垂直方向に逃がす経路が増えるので、熱可塑性樹脂の加水分解を効果的に抑制しつつ、配線基板の製造時間をより短縮することができる。特に請求項８に記載のように、全ての基材フィルムとして、複合フィルムを用いると、基材を構成する各基材フィルムに水蒸気などを垂直方向に逃がす経路が存在することとなるので好ましい。

なお、繊維シート部材としては、請求項９に記載のように、織布、不織布のいずれも採用することができる。具体的には、請求項１０に記載のように、繊維シート部材として、ガラス繊維をシート状としたものが好適である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る配線基板の概略構成を示す断面図である。

図１に示すように、配線基板１００は所謂多層基板となっており、要部として、電気絶縁性の基材１０と、該基材１０に対して多層に配置された配線パターン２０を有している。

基材１０は平面略矩形状とされ、熱可塑性樹脂からなる樹脂部１１と繊維シート部１２を有しており、後述する複合フィルムを６枚積層し、一体化させることで構成されている。

樹脂部１１は、基材１０の主要部であり、その平面形状が基材１０と一致している。樹脂部１１を構成する熱可塑性樹脂としては、例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）とポリエーテルイミド（ＰＥＩ）を所定の比率で混合してなる混合物など、熱可塑性樹脂を含む樹脂フィルムを複数枚積層し、加圧しつつ加熱することで、一括で基材１０を形成する際に用いることのできる周知の材料を採用することができる。本実施形態では、ＰＥＥＫとＰＥＩの混合物を採用している。そして、このような樹脂部１１に対し、繊維シート部１２が一体化されている。

繊維シート部１２は、繊維をシート状とした繊維シート部材からなり、その平面形状が基材１０と一致している。すなわち、基材１０の厚さ方向（配線パターン２０の積層方向、以下単に厚さ方向と示す）に略垂直な方向（以下、単に垂直方向と示す）において、繊維シート部１２の端部は、基材１０の端面まで延設されている。シートの形態としては織布及び不織布のいずれでも良い。また、繊維の材料としては、上記した加圧・加熱に対する耐性を有するものが好ましく、例えばガラス繊維やアラミド繊維などを採用することができる。このような繊維シート部１２は、厚さ方向においてその表面側から少なくとも一部の繊維間に樹脂部１１を構成する熱可塑性樹脂が入り込み、これにより、繊維シート部１２が樹脂部１１と一体化されている。

本実施形態では、繊維シート部１２を構成する繊維シート部材として、ガラス繊維の織布であるガラスクロスを採用している。そして、図１に示すように、６つの繊維シート部１２が、厚さ方向において互いに離間されて配置され、６層配置された各繊維シート部１２の厚さ方向上下に、樹脂部１１がそれぞれ配置されている。すなわち、複数の繊維シート部１２が、間に樹脂部１１を挟んで多層に配置され、厚さ方向において、基材１０の両表面が樹脂部１１によって構成されている。また、厚さ方向において、繊維シート部１２の奥まで樹脂部１１を構成する熱可塑性樹脂が入り込み（厚さ方向において、繊維シート部１２全体に熱可塑性樹脂が入り込み）、これにより、繊維シート部１２内（繊維間）に空隙のない状態となっている。すなわち、繊維シート部１２が樹脂部１１に埋設された構造となっている。

配線パターン２０は、配線基板１００において、電気的な接続機能を提供する部位であり、基材１０における樹脂部１１に接して多層に配置されている。本実施形態では、銅箔をパターニングすることで配線パターン２０が形成されており、厚さ方向において、基材１０の両表面に露出された外層配線パターン２１と、基材１０の内部に配置された内層配線パターン２２の計６層の配線パターン２０が、基材１０と一体化されている。また、基材１０に対して多層に配置された配線パターン２０は、導電性を有し、基材１０のビアホール２３内に配置された層間接続部２４によって、互いに電気的に接続されている。なお、図１に示す例では、全ての配線パターン２０が、厚さ方向において隣接する配線パターン２０と、層間接続部２４を介して電気的に接続されている。

次に、このように構成される配線基板１００の製造方法について説明する。図２は、配線基板１００の製造工程のうち、基材１０を構成する複合フィルムの形成工程を示す断面図であり、（ａ）は加圧・加熱前の状態、（ｂ）は加圧・加熱後の状態を示している。図３は、配線基板１００の製造工程のうち、形成された複合フィルムを加工する工程を示す断面図であり、（ａ）は配線パターン形成、（ｂ）はビアホール形成、（ｃ）は導電性ペースト充填、（ｄ）は保護フィルム除去を示している。図４は、配線基板１００の製造工程のうち、複数枚の複合フィルムを一体化して１つの基材を形成する加圧・加熱工程を示す断面図であり、（ａ）は加圧・加熱前の積層状態、（ｂ）は加圧・加熱の初期段階を示している。なお、図４（ａ）においては、便宜上、各複合フィルムを離間させて図示している。

先ず、熱可塑性樹脂を含み、基材１０を構成する基材フィルムを準備する。本実施形態では、基材１０を構成する複数枚の基材フィルムとして、以下に示す複合フィルムのみを採用する。図２（ａ）に示すように、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム１１ａ（具体的には、ともにＰＥＥＫ６５〜１５重量％とＰＥＩ３５〜８５重量％とからなる厚さ５０μｍの樹脂フィルム）、繊維がシート状とされた繊維シート部材１２ａ（具体的には厚さ５０μｍ程度のガラスクロス）、及び後に配線パターン２０となる導体箔２０ａ（具体的には銅箔）を準備し、厚さ方向において、樹脂フィルム１１ａ、繊維シート部材１２ａ、樹脂フィルム１１ａ、導体箔２０ａの順に積層する。この状態では、繊維シート部材１２ａ内に樹脂フィルム１１ａの熱可塑性樹脂は入り込んでおらず、繊維シート部材１２ａ全体に空隙がある状態となっている。

そして、この積層体を厚さ方向（積層方向）上下から真空加熱プレス機により加圧しつつ加熱する。これにより、熱によって軟化された樹脂フィルム１１ａの熱可塑性樹脂が、繊維シート部材１２ａの両表面から繊維間の隙間を通ってその内部へ入り込み、繊維シート部材１２ａと樹脂フィルム１１ａとが一体化されて、図２（ｂ）に示す複合フィルム１４となる。ここで、この加圧・加熱では、繊維シート部材１２ａ内（繊維間）に空隙（熱可塑性樹脂が入り込んでいない部位）が少なからず残るような条件とする。具体的には、同一構成において、樹脂フィルム１１ａの熱可塑性樹脂が、隙間なく繊維シート部材１２ａ内に入り込むように加圧しつつ加熱する加圧・加熱条件や、後述する加圧・加熱工程における加圧・加熱条件に比べて、加圧力及び加熱温度の少なくとも一方を低下させる。これにより、得られる複合フィルム１４は、図２（ｂ）に示すように、繊維シート部材１２ａ内に空隙１３を有しつつ熱可塑性樹脂と繊維シート部材１２ａとが一体化されたものとなる。本実施形態では、繊維シート部材１２ａ内に残された空隙１３が、垂直方向において、複合フィルム１４の一端側から他端側まで伸び、両端で開口されている。詳しくは、空隙１３が、２つの樹脂フィルム１１ａ全体を分離する層状となっている。

なお、上記したように、加圧・加熱前の状態で、繊維シート部材１２ａには、その全体に空隙があり、樹脂フィルム１１ａの熱可塑性樹脂が繊維シート部材１２ａ内に入り込んでいく過程で、空隙は徐々に小さくなるものの最終的に空隙１３が残る。したがって、加圧・加熱時間を短縮するために例えば加熱時の温度勾配をきつく（温度上昇を急激と）しても、熱可塑性樹脂が加水分解されるまでに、樹脂フィルム１１ａに吸湿された水分などの水蒸気が、繊維シート部材１２ａの空隙を介して、図２（ｂ）に破線矢印で示すように外部に放出されるため、熱可塑性樹脂の加水分解を抑制することができる。

また、上記した加圧・加熱により、軟化された樹脂フィルム１１ａに対して導体箔２０ａが密着され、導体箔２０ａと樹脂フィルム１１ａとが一体化される。したがって、本実施形態では、表面に導体箔２０ａを備えた複合フィルム１４（所謂片面配線パターンフィルム）を得ることができる。以上の工程が、特許請求の範囲に記載の複合フィルム形成工程に相当する。

次に、導体箔２０ａを備えた複合フィルム１４を加工する。具体的には、図３（ａ）に示すように、フォトリソグラフィとエッチングにより導体箔２０ａをパターニングして、配線パターン２０を形成する。配線パターン２０の形成後、複合フィルム１４における配線パターン配置面の裏面全面に、後述する導電性ペースト２４ａによる複合フィルム１４表面の汚れを防ぐ保護フィルム３０を貼着する。そして、図３（ｂ）に示すように、保護フィルム３０側から、保護フィルム３０、樹脂フィルム１１ａ、繊維シート部材１２ａ、樹脂フィルム１１ａを貫通し、配線パターン２０を底とする有底孔３１を、例えばレーザ加工により形成する。この有底孔３１のうち、複合フィルム１４の部分が、配線パターン２０を底とするビアホール２３となる。有底孔３１の形成後、スクリーン印刷法などを用いて、図３（ｃ）に示すように、有底孔３１内に導電性ペースト２４ａを充填する。この導電性ペースト２４ａは、後の加圧・加熱工程で焼結されて、図１に示す層間接続部２４となる。そして、図３（ｄ）に示すように、充填終了後に保護フィルム３０を剥がす。上記例では、複合フィルム１４の表面のうち、配線パターン配置面の裏面のみに保護フィルム３０を貼着する例を示した。しかしながら、ペースト充填時の配線パターン２０の傷つきを防ぐために、配線パターン２０を覆うように配線パターン配置面に保護フィルム３０を貼着しても良い。

次に、加工された複合フィルム１４を積層し、この積層体を加圧しつつ加熱して、図１に示す基材１０を形成する。この工程が、特許請求の範囲に記載の加圧・加熱工程に相当する。本実施形態では、この工程により、基材１０だけでなく、基材１０に対して配線パターン２０が多層に配置された配線基板１００を形成する。

先ず、一面上に配線パターン２０が配置され、該配線パターン２０を底部とするビアホール２３に導電性ペースト２４ａが充填された図３に示す複合フィルム１４を６枚準備する。そして、図４（ａ）に示すように、厚さ方向において積層中線３２（図中破線）で折り返し構造となるように、詳しくは、積層中線３２よりも上側の３枚、積層中線３２よりも下側の３枚が、それぞれ配線パターン配置面の裏面が積層中線３２を向くように積層配置する。これにより、片面のみに配線パターン２０が配置された複合フィルム１４によって、両面に配線パターン２０としての外層配線パターン２１を有する配線基板１００を形成することができる。

そして、この積層体を、厚さ方向（積層方向）の上下両面から真空加熱プレス機により加圧しつつ加熱する。本実施形態では、２５０〜３５０℃の温度に加熱し１〜１０ＭＰａの圧力で加圧する。これにより、各複合フィルム１４における樹脂フィルム１１ａの熱可塑性樹脂が軟化され、隣接する樹脂フィルム１１ａ同士が相互に接着されて基材１０となる。また、この加圧・加熱により、導電性ペースト２４ａが焼結されて、配線パターン２０（外層配線パターン２１，内層配線パターン２２）同士を電気的に接続する層間接続部２４となる。このようにして、図１に示す配線基板１００が形成される。

ここで、上記した加圧・加熱工程では、熱可塑性樹脂を含む基材フィルムを積層してなる積層体において、熱可塑性樹脂の厚さが厚いほど、基材１０を構成する基材フィルムの熱可塑性樹脂に吸湿されていた水分や、導電性ペースト中の溶剤に含まれる水分などの水分からなる水蒸気、気化した溶剤などが、熱可塑性樹脂を通り抜けて基材フィルムの外部に逃げにくくなる。特に、基材フィルムを複数枚積層する場合には、厚さ方向における熱可塑性樹脂の厚さが基材フィルムの枚数に比例して厚くなるので、厚さ方向へ水蒸気などが逃げにくくなっている。したがって、従来（熱可塑性樹脂を含む基材フィルムに繊維シート部材を含まない構成）では、例えば図５に破線で示すように、昇温及び降温時の温度勾配をあまりきつくできず、特に一点鎖線で囲んだ温度域の勾配を緩やかにして時間を稼ぐことで、加水分解が生じる前に水蒸気や気化した溶剤などを、熱可塑性樹脂を通して外部へ抜くようにしていた。このため、従来の構成では、加圧・加熱工程に数時間（例えば２〜５時間程度）を要していた。

これに対し、本実施形態では、繊維シート部材１２ａの内部に空隙１３を有する複合フィルム１４を用いるので、複数枚の基材フィルムとして複合フィルム１４を含む積層体は、空隙１３の分、垂直方向において、空隙１３が存在する部分の熱可塑性樹脂の厚さが薄い構成、若しくは、熱可塑性樹脂が存在しない構成となっている。そして、この空隙１３は、加熱によって軟化した樹脂フィルム１１ａの熱可塑性樹脂が、加圧されて空隙１３に入り込み、空隙１３を埋めるまでは存在し、水分や溶剤が気化する温度と、加水分解が生じる温度及び熱可塑性樹脂が軟化する温度との間には差がある。したがって、加圧・加熱工程の温度勾配を従来の構成よりきつくしても、図４（ｂ）に示すように、加圧・加熱工程の初期段階（熱可塑性樹脂が加水分解される前）で、空隙１３の周囲に存在する水分や溶剤が気化してなる水蒸気などを、熱可塑性樹脂の加水分解が生じるまでに、破線矢印で示すように、空隙１３を介して垂直方向における基材１０の端面から基材１０の外部へ逃がすことができる。そして、水蒸気などを逃がした後、さらに温度を上昇させることで熱可塑性樹脂を軟化させて、樹脂フィルム１１ａ同士を相互に接着するとともに、空隙１３を少なからず埋めることができる。なお、本実施形態では、軟化した熱可塑性樹脂により、空隙１３を完全に埋めて、空隙１３が残らないようにする。そして、冷却を経て、図１に示す配線基板１００を形成することができる。このように本実施形態によれば、基材１０を構成する熱可塑性樹脂の加水分解を抑制しつつ、配線基板１００の製造時間を短縮することができる。

特に本実施形態では、空隙１３が層状となっているので、水蒸気などを効率よく外部へ逃がすことができる。また、基材１０を構成する複数枚の基材フィルムとして、複合フィルム１４のみを用いているので、水蒸気などを垂直方向に逃がす経路が多く存在し、これにより水蒸気などをより効率よく外部へ逃がすことができる。

なお、熱可塑性樹脂の加水分解を抑制しつつ、配線基板１００の製造時間を短縮できる効果は、本発明者によって実際に確認されている。本発明者は、図５に実線で示すように、加圧・加熱工程の温度勾配（例えば１００℃／ｍｉｎ）を従来（例えば数℃〜十数℃／ｍｉｎ程度）よりもきつくし、加圧・加熱工程に掛かる時間を１／２０程度に短縮して、上記した構成の配線基板１００を形成した。そして得られた配線基板１００について精査したところ、加水分解された基材１０に特有の耐熱性の低下や脆弱化（機械的強度の低下）は見られず、基材１０の加水分解が抑制されている点を確認した。なお、図５は、複合フィルムの効果を示す図であり、実線が本実施形態に示した構成、破線が参考例として、繊維シート部材を有さない点以外は本実施形態と同一構成としたものの、加圧・加熱工程の温度プロファイルの模式図である。

また、本実施形態では、基材１０が繊維シート部１２（繊維シート部材１２ａ）を有するので、繊維シート部１２が補強部材としての機能を果たし、基材１０（配線基板１００）の機械的強度を高めることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

配線基板１００の構成は上記例に限定されるものではない。すなわち、配線パターン２０の層数や配置は、上記例に限定されるものではない。また、基材１０を構成する基材フィルムの枚数も上記例（６枚）に限定されるものではない。

本実施形態では、基材１０を構成する複数枚の基材フィルムとして、複合フィルム１４のみを用いる例を示した。しかしながら、複合フィルム１４の枚数は特に限定されるものではない。例えば、複合フィルム１４と熱可塑性樹脂のみからなる基材フィルムとを用いて基材１０を構成しても良い。少なくとも１枚の複合フィルム１４を用いれば、複合フィルム１４を用いない（基材フィルムが繊維シート部材１２ａを含まない）場合よりも、基材１０（フィルム）を構成する熱可塑性樹脂の加水分解を抑制しつつ、配線基板１００の製造時間を短縮することができる。しかしながら、複数枚の基材フィルムに占める複合フィルム１４の割合が高くなるほど、水蒸気などを垂直方向に逃がしやすい経路が増えることとなるので、好ましくは複数枚の複合フィルム１４を用いると良い。

本実施形態では、樹脂フィルム１１ａ、繊維シート部材１２ａ、導体箔２０ａを積層し、加圧・加熱することで、空隙１３を有する複合フィルム１４を形成する例を示した。しかしながら、複合フィルム１４の形成方法は、上記例に限定されるものではない。例えば、繊維シート部材１２ａを熱可塑性樹脂に含浸させて複合フィルム１４を形成しても良い。しかしながら、本実施形態に示した形成方法によれば、フィルム状の熱可塑性樹脂を、軟化させて繊維間に入りこませるので、加圧条件や加熱条件の制御により、空隙１３を有する複合フィルム１４を形成しやすい。

本実施形態では、複合フィルム１４の形成とともに複合フィルム１４の一面上に導体箔２０ａを一体化させる例を示した。しかしながら、複合フィルム１４の形成後に、複合フィルム１４の一面上に貼着しても良い。また、導体箔２０ａ（配線パターン２０）が両面に配置された複合フィルム１４を用いても良い。さらには、導体箔２０ａ（配線パターン２０）のない複合フィルム１４を用いても良い。

本実施形態では、複合フィルム１４を構成する２枚の樹脂フィルム１１ａとして、同一の熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムを用いる例を示した。しかしながら、２枚の樹脂フィルム１１ａを構成する熱可塑性樹脂が異なる構成（例えばＰＥＥＫとＰＥＩの混合比の異なるものも含む）を採用しても良い。例えば複合フィルム１４において、配線パターン２０と接する側の樹脂フィルム１１ａとして、基材１０を形成する際の加圧・加熱で軟化しないものを採用し、配線パターン２０と接しない樹脂フィルム１１ａとして、基材１０を形成する際の加圧・加熱で軟化するものを採用しても良い。換言すれば、配線パターン２０と接しない樹脂フィルム１１ａの融点が、配線パターン２０と接する側の樹脂フィルム１１ａの融点よりも低い構成としても良い。これによれば、配線パターン２０と接しない樹脂フィルム１１ａのみが軟化する温度域で加圧・加熱を行うことで、配線パターン２０と接する側の樹脂フィルム１１ａの軟化を抑制し、ひいては積層体の積層方向と垂直な方向における配線パターン２０（及び有底孔３１内の導電性ペースト２４ａ）の位置ズレを抑制することができる。また、配線パターン２０と接しない側の樹脂フィルム１１ａは軟化するので、配線基板１００を形成する際の樹脂フィルム同士の高い接着性と配線パターン２０周りの良好な段差埋め込み性を確保することができる。なお、ＰＥＥＫとＰＥＩとを混合してなる樹脂の場合、ＰＥＩの比率をあげると融点が低くなり、ＰＥＩの比率が８５％を超えると融点の低さから耐リフロー性を確保するのが困難となる。

本実施形態では、配線基板１００の基材１０には空隙１３が存在しない例を示した。しかしながら、基材１０内に空隙１３を有する構成としても良い。ただし、加圧・加熱工程を経て得られる基材１０内に空隙１３が残ると、この空隙１３を介して基材１０内に水分などが浸入しやすくなり、配線パターン２０の保護や基材１０の吸湿などの観点から好ましいものではない。したがって、基材１０内に残る空隙１３は少ないほど良く、好ましくはの基材１０には空隙１３が存在しないほうが良い。基材１０に空隙１３が存在する場合でも、少なくとも垂直方向における基材端面側は開口していない状態が好ましい。

本実施形態では、複合フィルム１４の繊維シート部材１２ａ内に存在する空隙１３が、２つの樹脂フィルム１１ａ全体を分離する層状である例を示した。しかしながら、空隙１３の形態は上記例に限定されるものではない。少なからず空隙１３が存在すれば、垂直方向での熱可塑性樹脂の厚さが薄くなる（層状のように熱可塑性樹脂がない場合も含む）ので、加圧・加熱時に水蒸気などを外部へ逃がすことができる。ただし、垂直方向に伸びたものであれば、より効果的に水蒸気などを外部へ逃がすことができる。このような構成としては、上記例以外にも、例えば垂直方向において、部分的に複合フィルム１４の一端側から他端側まで伸び、両端で開口されたトンネル状としても良い。また、１つの空隙１３が複合フィルム１４の端面まで伸びたものでなく、複数の空隙１３が垂直方向に互いに隣接して存在することで、垂直方向に空隙１３が伸びた構成としても良い。

また、本実施形態では、熱可塑性樹脂を含む基材フィルムを複数枚積層し、加圧・加熱して基材フィルムを相互に接着することで、基材を形成する例を示した。すなわち、配線パターンが配置された基材が、複数枚の基材フィルムから構成される例を示した。しかしながら、１枚の基材フィルムを加圧・加熱して基材が形成される場合にも、その基材フィルムとして上記した複合フィルム１４を用いれば、加水分解を抑制しつつ、加圧・加熱時間を短縮することができる。なお、加圧・加熱条件によって、基材１０内の空隙１３の有無を制御することができる。

本実施形態では、配線パターン２０として、基材１０の内部に配置される内層配線パターン２２のみならず、配線基板１００の表面に露出する外層配線パターン２１についても、基材フィルム（複合フィルム１４）を積層して積層体とし、この積層体を加圧・加熱して基材１０を形成する前に、導体箔２０ａをパターニングして形成される例を示した。しかしながら、外層配線パターン２１については、基材１０を得る上記加圧・加熱が終了するまでは表面全面を覆うベタ状の導体箔２０ａとして残しておき、加圧・加熱終了後に、導体箔２０ａをパターニングして外層配線パターン２１としても良い。これによれば、加圧・加熱時に、後に外層配線パターン２１となる導体箔２０ａと接する樹脂フィルム１１ａが軟化しても、導体箔２０ａはベタ状であるので、加圧・加熱終了後に、所定位置に外層配線パターン２１を形成することができる。そして、この外層配線パターン２１には、ＩＣチップやコンデンサなど、他の電子部品が実装されるランドが含まれるため、外層配線パターン２１（ランド）と電子部品との接続信頼性を確保することができる。

第１実施形態に係る配線基板の概略構成を示す断面図である。 配線基板の製造工程のうち、基材を構成する複合フィルムの形成工程を示す断面図であり、（ａ）は加圧・加熱前の状態、（ｂ）は加圧・加熱後の状態を示している。 配線基板の製造工程のうち、形成された複合フィルムを加工する工程を示す断面図であり、（ａ）は配線パターン形成、（ｂ）はビアホール形成、（ｃ）は導電性ペースト充填、（ｄ）は保護フィルム除去を示している。 配線基板の製造工程のうち、複数枚の複合フィルムを一体化して１つの基材を形成する加圧・加熱工程を示す断面図であり、（ａ）は加圧・加熱前の積層状態、（ｂ）は加圧・加熱の初期段階を示している。 複合フィルムの効果を示す図であり、実線が本実施形態に示した構成、破線が参考例として、繊維シート部材を有さない点以外は本実施形態と同一構成としたものの、加圧・加熱工程の温度プロファイルの模式図である。

符号の説明

１０・・・基材
１１・・・樹脂部
１１ａ・・・樹脂フィルム
１２・・・繊維シート部
１２ａ・・・繊維シート部材
１３・・・空隙
１４・・・複合フィルム
２０・・・配線パターン
２３・・・ビアホール
２４・・・層間接続部
１００・・・配線基板

Claims (10)

1. 電気絶縁性の基材に配線パターンが多層に配置され、異なる層に配置された前記配線パターンが、ビアホール内に配置された層間接続部によって電気的に接続された配線基板を形成する工程として、熱可塑性樹脂を含み、前記基材を構成する基材フィルムを複数枚積層し、この積層体を積層方向上下から加圧しつつ加熱することにより、前記基材フィルムを相互に接着させて前記基材とする加圧・加熱工程を備えた配線基板の製造方法であって、
   前記加圧・加熱工程の前工程として、
   熱可塑性樹脂からなる２枚の樹脂フィルムの間に繊維をシート状とした繊維シート部材を配置して積層体とし、前記樹脂フィルムと前記繊維シート部材とが一体化されるように、前記積層体をその積層方向上下から加圧しつ加熱して複合フィルムを形成する複合フィルム形成工程と、
   前記複合フィルム形成後に、少なくとも一面上に導体箔が配置された前記複合フィルムに対し、前記導体箔を底面とするビアホールを形成するとともに、前記ビアホール内に導電性ペーストを充填する加工工程と、を備え、
   前記加圧・加熱工程において、複数枚の前記基材フィルムの少なくとも１枚として、前記導電性ペーストが充填された複合フィルムを用いるとともに、前記導電性ペーストを焼結して前記層間接続部とし、
   前記複合フィルム形成工程において、前記繊維シート部材内に空隙が残るように、加圧・加熱条件を、前記加圧・加熱工程における加圧・加熱条件に比べて、加圧力及び加熱温度の少なくとも一方が低くなるようにすることを特徴とする配線基板の製造方法。
2. 前記複合フィルム形成工程では、前記空隙が、前記基材の厚さ方向に垂直な方向において両端で開口し、２枚の前記樹脂フィルム全体を分離する層状となるように、加圧しつつ加熱することを特徴とする請求項１に記載の配線基板の製造方法。
3. 前記複合フィルム形成工程において、前記積層体として前記導体箔を含み、加圧しつつ加熱して少なくとも一面上に導体箔が配置された前記複合フィルムを形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の配線基板の製造方法。
4. 前記加工工程の前に、形成された前記複合フィルムに対して前記導体箔を貼着することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の配線基板の製造方法。
5. 前記配線パターンのうち、少なくとも前記基材の内部に配置される内層配線パターンを、前記加工工程において、前記導体箔をパターニングして形成することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
6. 前記配線パターンのうち、前記配線基板の表面に露出する外層配線パターンを、前記加圧・加熱工程の終了後において、前記配線基板の表面全面を覆う前記導体箔をパターニングして形成することを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
7. 前記加圧・加熱工程において、前記基材内に前記空隙が残らないように加圧しつつ加熱することを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
8. 全ての前記基材フィルムとして、前記複合フィルムを用いることを特徴とする請求項１〜７いずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
9. 前記繊維シート部材は、織布又は不織布であることを特徴とする請求項１〜８いずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
10. 前記繊維シート部材は、ガラス繊維をシート状としたものであることを特徴とする請求項１〜９いずれか１項に記載の配線基板の製造方法。

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