JP4548210B2 - 多層回路基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、導体パターンが形成された熱可塑性樹脂からなる複数枚の樹脂フィルムを積層し、この積層体を加熱・加圧することにより樹脂フィルムを相互に接着し、この接着体から所定領域を切り出して多層回路基板とする多層回路基板の製造方法に関する。

多層回路基板の製造方法として、導体パターンを形成した樹脂フィルムを積層し、それらを加熱しつつ加圧する方法が知られている。これにより、複数の樹脂フィルム同士を一括して接着して、多層回路基板を製造することができる。また、この多層回路基板の製造方法において用いられる、樹脂フィルムの積層体を熱プレス板により加熱・加圧する際のプレス工法が、特開２００３−２７３５１１号公報（特許文献１）に開示されている。

特許文献１に開示されたプレス工法によれば、加熱・加圧時に、熱プレス板と導体パターンが形成された樹脂フィルムの積層体の間に、緩衝効果を有するプレス用部材（緩衝材）を介在させる。これによって、導体パターンの存在による積層体の厚さ分布をキャンセルして、全体に均一な圧力を印加することができる。このため、各樹脂フィルムに形成されている導体パターンの相互の位置ズレを抑制することができ、製品歩留まりを高めることができる。
特開２００３−２７３５１１号公報

多層回路基板の製造において、近年、上記樹脂フィルムの積層数の増大に伴って導体パターンの存在による積層体の厚さ分布も増大する傾向にあり、緩衝材のみでは厚さ分布をカバーできなくなってきている。例えば、１２μｍの銅箔を用いて導体パターンを形成した樹脂フィルムを２５枚積層して多層回路基板を製造する場合においては、積層体の各位置において、最大で１２×２５＝３００μｍの厚さ分布が生じる。

特に、製品が小さくて、上記樹脂フィルムの接着体から所定領域を切り出して多層回路基板を多数個取りする場合には、一般的に、切り出し用のスペースにおいて最大の上記厚さ分布が発生する。これは、切り出しに用いるエンドミルの刃が折れ難いように、通常、切り出し用のスペースには導体パターンを形成しないためである。また、切り出し用のスペースは、一つの接着体からできるだけ多くの多層回路基板を切り出すため、細い幅に設定されて、多層回路基板となる所定領域を取り囲んでいる。このため、緩衝材が回り込み難く、積層体の全体に均一な圧力を印加することが困難となっている。従って、上記のように高多層の接着体から切り出して製造される多層回路基板においては、導体パターンの変形や相互の位置ズレが起き易い。また、切り出し用のスペースの周りには十分な圧力が印加されないため、多層回路基板の外周部となる切り出し用のスペースにおいて、層間剥離が起き易い。これらによって、高多層で多数個取りする多層回路基板の製造においては、製品歩留まりが低くなっている。

そこで本発明は、導体パターンが形成された熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムの積層体を加熱・加圧して接着し、この接着体から所定領域を切り出して多層回路基板とする多層回路基板の製造方法であって、導体パターンの変形や相互の位置ズレが起き難く、外周部における層間剥離を抑制することができ、高い歩留まりで製造できる多層回路基板の製造方法を提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、導体パターンが形成された熱可塑性樹脂からなる複数枚の樹脂フィルムを積層し、前記複数枚の樹脂フィルムの積層体を熱プレス板により加熱しつつ加圧することにより、前記樹脂フィルム同士を相互に接着し、前記相互に接着された複数枚の樹脂フィルムの接着体から所定領域を切り出して多層回路基板とする多層回路基板の製造方法であって、前記導体パターンが形成されていない前記切り出し用のスペースが、前記多層回路基板となる前記所定領域を取り囲んで、前記積層体を構成する各樹脂フィルムの位置合わせのための基準貫通穴が形成された外周にある前記導体パターンと各所定領域同士の間に設けられてなり、前記熱プレス板により加熱・加圧する際に、熱プレス板と前記積層体の間に、前記切り出し用のスペース内に当接する枠状押圧板であって、厚さが前記複数枚の樹脂フィルムに形成された導体パターン厚さの総和以下の厚さに設定されてなる枠状押圧板を前記切り出し用のスペース内に位置するように介在させてプレスすることを特徴としている。

上記製造方法においては、導体パターンが形成されていない切り出し用のスペースが、多層回路基板となる所定領域を取り囲んで、積層体を構成する各樹脂フィルムの位置合わせのための基準貫通穴が形成された外周にある導体パターンと各所定領域同士の間に設けられている。そして、導体パターンが形成されていないため最大の厚さ分布が発生する上記切り出し用のスペースの周りにおいて、当該スペース内に当接する枠状押圧板であって、厚さが前記複数枚の樹脂フィルムに形成された導体パターン厚さの総和以下の厚さに設定されてなる枠状押圧板を切り出し用のスペース内に位置するように介在させて、加熱しながらプレスする。上記枠状押圧板は、一つの接着体からできるだけ多くの多層回路基板を切り出すため細い幅に設定された切り出し用のスペースに対しても、枠の幅を適宜切り出し用のスペース幅以下に設定することで、切り出し用のスペース内に当接させることができる。この枠状押圧板により切り出し用のスペースを押圧することで、加熱・加圧の際、切り出し用のスペースに取り囲まれた所定領域内にある、熱によって可塑化した樹脂の流れを抑制することができる。これによって、多層回路基板となる所定領域内にある導体パターンの変形や相互の位置ズレを、抑制することができる。従って、より微細な導体パターンが形成される多層回路基板の製造にも、対応することが可能となる。また、切り出し用のスペースに十分な圧力を印加することができるため、多層回路基板の外周部となる切り出し用のスペースにおいて、層間剥離の発生を抑制することができる。これらにより、上記多層回路基板の製方法においては、製品歩留まりを高めることができる。
また、上記多層回路基板の製造方法においては、切り出し用のスペースに導体パターンを形成しないことにより、切り出し用のスペースに硬い導体パターンが無いため、細い幅に設定された切り出し用のスペースに対応して切り出しに用いるエンドミルの刃が細い場合であっても、刃が折れ難く、切り出し用のスペースの縮小とエンドミルの刃の寿命延長を両立させることができる。
さらに、上記多層回路基板の製造方法においては、枠状押圧板の厚さを複数枚の樹脂フィルムに形成された導体パターン厚さの総和以下の厚さに設定している。枠状押圧板の厚さは、導体パターンが形成されないことによる切り出し用のスペースの厚さ不足を補って、加熱・加圧時に、切り出し用のスペースとその周りの厚さ分布を均一に近づけることができる。また、枠状押圧板の厚さを導体パターン厚さの総和以下の厚さに設定することで、切り出し用のスペースへの過度の圧力印加を防止することができる。これにより、切り出し用のスペースとその周りを好適な圧力分布で押圧することができ、導体パターンの変形や相互の位置ズレを抑制することができると共に、多層回路基板の外周部における層間剥離を抑制することができる。

以上のようにして、上記多層回路基板の製造方法は、導体パターンが形成された熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムの積層体を加熱・加圧して接着し、この接着体から所定領域を切り出して多層回路基板とする多層回路基板の製造方法であって、導体パターンの変形や相互の位置ズレが起き難く、外周部における層間剥離を抑制することができ、高い歩留まりで製造できる多層回路基板の製造方法とすることができる。

請求項２と３に記載のように、上記多層回路基板の製造方法においては、前記枠状押圧板が、加熱・加圧に対して耐熱性のある、ステンレス等の耐熱金属からなることが好ましい。

請求項４に記載のように、前記切り出しには、エンドミルを用いることが好ましい。エンドミルを用いた接着体からの多層回路基板の切り出しは、低コストであり、細い幅に設定された切り出し用のスペースにも対応することができる。

切り出し用のスペースとその周りを均一に押圧するためには、請求項５に記載のように、前記熱プレス板により加熱・加圧する際に、熱プレス板と前記枠状押圧板の間に、緩衝効果を有するプレス用部材を介在させてプレスすることが好ましい。

また、表面の平滑性が要求される多層回路基板においては、請求項６に記載のように、前記熱プレス板により加熱・加圧する際に、熱プレス板と前記枠状押圧板の間に、平滑面を有する鋼板等の平滑板を介在させてプレスすることが好ましい。この場合には、加熱・加圧時の枠状押圧板の変形を抑制することができ、枠状押圧板の繰返し使用が可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図に基づいて説明する。

本発明の多層回路基板の製造方法は、導体パターンが形成された複数枚の樹脂フィルムを積層し、この積層体を加熱しつつ加圧することにより樹脂フィルムを相互に接着し、この接着体から所定領域を切り出して多層回路基板とする製造方法である。

図１は、上記多層回路基板の製造方法において、積層される６枚の樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆを並べて示した模式的な斜視図である。尚、以下の説明においては、図１の６枚の樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆの積層を例にして説明するが、樹脂フィルムの積層数はこれに限らず、任意の複数枚の積層であってよい。近年の多層回路基板の製造においては、樹脂フィルムの積層数が増大する傾向にあり、樹脂フィルムの積層数が２０枚以上である多層回路基板が製造されるようになってきている。

図１に示す６枚の樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆは、それぞれ、液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂フィルム１からなり、熱可塑性樹脂フィルム１上には、ハッチングで示した銅箔からなる導体パターン２ａ，２ｂが形成されている。尚、樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆの外周にある導体パターン２ｂには、位置合わせのための基準貫通穴ｋｈが形成されている。

図１に示す６枚の樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆの積層体を加熱・加圧し、熱可塑性樹脂からなる各樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆを相互に接着する。次に、この樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆの接着体から、図中の点線で囲った９個の領域をエンドミル等により切り出して、多層回路基板ｔ１〜ｔ９を製造する。このため、積層体を構成する各樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆには、多層回路基板ｔ１〜ｔ９となる所定領域を取り囲んで、切り出し用のスペースｋｓが設けられている。図１に示す各樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆにおいては、外周にある導体パターン２ｂと多層回路基板ｔ１〜ｔ９となる図中の点線で囲った各所定領域同士の間の領域が、切り出し用のスペースｋｓに相当する。

切り出し用のスペースｋｓは、多層回路基板ｔ１〜ｔ９を切り出すために設けられた導体パターン２ａ，２ｂが形成されない空きスペースであり、６枚の樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆに渡って、同じ位置と大きさで設定される。切り出し用のスペースｋｓは、樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆの接着体からできるだけ多くの多層回路基板ｔ１〜ｔ９を切り出すため、細い幅ｗｓに設定されて、多層回路基板ｔ１〜ｔ９となる所定領域を取り囲んでいる。

切り出しにはエンドミルを用いることが好ましく、エンドミルを用いた樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆの接着体からの多層回路基板ｔ１〜ｔ９の切り出しは、低コストであり、細い幅ｗｓに設定された切り出し用のスペースｋｓにも対応することができる。また、上記したように、切り出し用のスペースｋｓには、導体パターン２ａ，２ｂを形成しない、または、積層体の両側の最外層に積層される２枚の樹脂フィルム１０ａ，１０ｆを除いて、切り出し用のスペースｋｓに導体パターン２ａ，２ｂを形成しないことが好ましい。この場合には、切り出し用のスペースｋｓに硬い導体パターン２ａ，２ｂが無いため、細い幅ｗｓに設定された切り出し用のスペースｋｓに対応して切り出しに用いるエンドミルの刃が細い場合であっても、刃が折れ難く、切り出し用のスペースｋｓの縮小とエンドミルの刃の寿命延長を両立させることができる。

一方、上記のように切り出し用のスペースｋｓには導体パターン２ａ，２ｂを形成しないため、図１に示す樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆの積層体においては、切り出し用のスペースｋｓの周りで、最大の厚さ分布が発生する。この切り出し用のスペースｋｓの周りにおける厚さ分布は、樹脂フィルムの積層数が多くなるほど顕著となる。例えば、１２μｍの銅箔を用いて導体パターン２ａ，２ｂを形成した樹脂フィルムを２５枚積層して多層回路基板を製造する場合においては、積層体の各位置において、最大で１２×２５＝３００μｍの厚さ分布が生じる。

図２（ａ）は、図１の各樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆを代表する、一枚の樹脂フィルム１０の模式的な上面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の樹脂フィルム１０の切り出し用のスペースｋｓ内に当接する枠状押圧板２０の上面図である。また、図３は、加熱・加圧時における樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆの積層体と各加圧部材の配置を示す模式的な断面図である。尚、図１では、簡単化のために導体パターン２ａ，２ｂが形成された面を手前に揃えて全ての樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆが積層されているが、実際の多層回路基板の製造においては、図３に示すように一部の樹脂フィルム１０ｄ〜１０ｆが反転されて積層される。また、各樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆには、導体パターン２ａを底とする有底孔が形成され、内部に接続導体となる導電ペースト３が充填される。

図３に示すように、本発明の多層回路基板の製造方法においては、樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆの積層体を熱プレス板Ｐａ，Ｐｂにより加熱・加圧する際に、熱プレス板Ｐａ，Ｐｂと樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆの積層体の間に、切り出し用のスペースｋｓ内に当接する枠状押圧板２０を介在させてプレスすることに特徴がある。枠状押圧板２０は、加熱・加圧に対して耐熱性のある、ステンレス等の耐熱金属からなる。

さらに、図３の配置においては、ポリイミドフィルム等からなる付着防止フィルム４０ａ，４０ｂが、樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆの積層体の両側に配置されている。また、例えばステンレス等の繊維状金属を成形した緩衝効果を有するプレス用部材３０ａ，３０ｂを、上方において熱プレス板Ｐａと枠状押圧板２０の間、および下方において熱プレス板Ｐｂと付着防止フィルム４０ｂの間に介在させている。緩衝効果を有するプレス用部材３０ａ，３０ｂにより、切り出し用のスペースｋｓに当接する枠状押圧板２０を含めて、樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆの積層体を、全体として均一に押圧することができる。

図３の配置によるプレスは、一般的に導体パターン２ａ，２ｂを形成しないため最大の厚さ分布が発生する切り出し用のスペースｋｓの周りにおいて、切り出し用のスペースｋｓ内に当接する枠状押圧板２０を介在させて、加熱しながらプレスするものである。枠状押圧板２０は、一つの接着体からできるだけ多くの多層回路基板を切り出すために、図２（ａ）に示す細い幅ｗｓに設定された切り出し用のスペースｋｓに対しても、図２（ｂ）に示す枠の幅ｗｏを適宜切り出し用のスペース幅ｗｓ以下に設定することで、切り出し用のスペースｋｓ内に当接させることができる。

枠状押圧板２０により切り出し用のスペースｋｓを押圧することで、加熱・加圧の際、切り出し用のスペースｋｓに取り囲まれた所定領域内にある、熱によって可塑化した樹脂１の流れを抑制することができる。これによって、所定領域内にある導体パターン２ａの変形や相互の位置ズレを、抑制することができる。従って、より微細な導体パターンが形成される多層回路基板の製造にも、対応することが可能となる。また、切り出し用のスペースｋｓに十分な圧力を印加することができるため、多層回路基板ｔ１〜ｔ９の外周部となる切り出し用のスペースｋｓにおいて、層間剥離の発生を抑制することができる。これらにより、上記多層回路基板の製方法においては、製品歩留まりを高めることができる。

図３に示す枠状押圧板２０の厚さｔは、６枚の樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆに形成された導体パターン厚さの総和以下の厚さに設定することが好ましい。

枠状押圧板２０の厚さｔは、導体パターン２ａ，２ｂが形成されないことによる切り出し用のスペースｋｓの厚さ不足を補って、加熱・加圧時に、切り出し用のスペースｋｓとその周りの厚さ分布を均一に近づけることができる。また、枠状押圧板２０の厚さｔを導体パターン厚さの総和以下の厚さに設定することで、切り出し用のスペースｋｓへの過度の圧力印加を防止することができる。これにより、切り出し用のスペースｋｓとその周りを好適な圧力分布で押圧することができ、導体パターン２ａ，２ｂの変形や相互の位置ズレを抑制することができると共に、多層回路基板の外周部における層間剥離を抑制することができる。

図４は、加熱・加圧時における樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆの積層体と各加圧部材の別の配置を示す模式的な断面図である。

図３の配置においては、上方の熱プレス板Ｐａと枠状押圧板２０の間に、緩衝効果を有するプレス用部材３０ａを介在させていた。これに対して、図４の配置においては、上方の熱プレス板Ｐａと枠状押圧板２０の間に、平滑面を有する鋼板等の平滑板５０を介在させている。図４の配置を用いた加熱プレスは、表面の平滑性が要求される多層回路基板の製造に好適である。また、この場合には、加熱・加圧時の枠状押圧板２０の変形を抑制することができ、枠状押圧板２０の繰返し使用が可能となる。尚、図４の配置を用いた加熱プレスにおいても、導体パターン２ａ，２ｂの変形や相互の位置ズレを抑制することができると共に、多層回路基板の外周部における層間剥離を抑制することができることはいうまでもない。

以上のようにして、上記した多層回路基板の製造方法は、導体パターン２ａ，２ｂが形成された熱可塑性樹脂１からなる樹脂フィルムの積層体を加熱・加圧して接着し、この接着体から所定領域を切り出して多層回路基板とする多層回路基板の製造方法であって、導体パターン２ａ，２ｂの変形や相互の位置ズレが起き難く、外周部における層間剥離を抑制することができ、高い歩留まりで製造できる多層回路基板の製造方法となっている。

本発明の多層回路基板の製造方法において、積層される樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆを並べて示した模式的な斜視図である。 （ａ）は、図１の各樹脂フィルムを代表する、一枚の樹脂フィルム１０の模式的な上面図である。（ｂ）は、（ａ）の樹脂フィルム１０の切り出し用のスペーｋｓ内に当接する枠状押圧板２０の上面図である。 加熱・加圧時における樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆの積層体と各加圧部材の配置を示す模式的な断面図である。 加熱・加圧時における樹脂フィルム１０ａ〜１０ｆの積層体と各加圧部材の別の配置を示す模式的な断面図である。

符号の説明

１０，１０ａ〜１０ｆ 樹脂フィルム
ｔ１〜ｔ９ 多層回路基板
ｋｓ 切り出し用のスペース
１ 熱可塑性樹脂フィルム
２ａ，２ｂ 導体パターン
３ 導電ペースト
２０ 枠状押圧板
Ｐａ，Ｐｂ 熱プレス板
３０ａ，３０ｂ 緩衝効果を有するプレス用部材
４０ａ，４０ｂ 付着防止フィルム
５０ 平滑板

Claims (6)

1. 導体パターンが形成された熱可塑性樹脂からなる複数枚の樹脂フィルムを積層し、
   前記複数枚の樹脂フィルムの積層体を熱プレス板により加熱しつつ加圧することにより、前記樹脂フィルム同士を相互に接着し、
   前記相互に接着された複数枚の樹脂フィルムの接着体から所定領域を切り出して多層回路基板とする多層回路基板の製造方法であって、
   前記導体パターンが形成されていない前記切り出し用のスペースが、前記多層回路基板となる前記所定領域を取り囲んで、前記積層体を構成する各樹脂フィルムの位置合わせのための基準貫通穴が形成された外周にある前記導体パターンと各所定領域同士の間に設けられてなり、
   前記熱プレス板により加熱・加圧する際に、熱プレス板と前記積層体の間に、前記切り出し用のスペース内に当接する枠状押圧板であって、厚さが前記複数枚の樹脂フィルムに形成された導体パターン厚さの総和以下の厚さに設定されてなる枠状押圧板を前記切り出し用のスペース内に位置するように介在させてプレスすることを特徴とする多層回路基板の製造方法。
2. 前記枠状押圧板が、耐熱金属からなることを特徴とする請求項１に記載の多層回路基板の製造方法。
3. 前記耐熱金属が、ステンレスであることを特徴とする請求項２に記載の多層回路基板の製造方法。
4. 前記切り出しに、エンドミルを用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに一項に記載の多層回路基板の製造方法。
5. 前記熱プレス板により加熱・加圧する際に、熱プレス板と前記枠状押圧板の間に、緩衝効果を有するプレス用部材を介在させてプレスすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに一項に記載の多層回路基板の製造方法。
6. 前記熱プレス板により加熱・加圧する際に、熱プレス板と前記枠状押圧板の間に、平滑面を有する平滑板を介在させてプレスすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに一項に記載の多層回路基板の製造方法。

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