JP4899409B2 - 多層プリント配線基板及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話や超小型携帯端末等に使われる多層プリント配線基板や、半導体チップをベアチップ実装する際に用いられるインターポーザ等に用いられる多層プリント配線基板及びその製造方法に関するものである。

従来、この種の多層プリント配線基板（以下、単に多層基板と呼ぶ）としては、任意の位置にＩＶＨ（インナービアホール）を形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

そして市場からは多層基板の更なる薄層化が望まれていた。以下、多層基板を薄層化するための手段としてフィルムを使った多層基板について説明する。

図１１は従来の多層基板の一例を示す断面図である。図１１において、フィルム２ａ、２ｂ上には所定の表層配線４ａ、４ｂと内層配線６ａ、６ｂが形成されている。そしてこれらフィルム２ａ、２ｂは接着剤８によって接着され、多層基板を形成している。また必要部に導電性ペースト等によるスキップビア１０を形成することで、異なる層に形成された配線同士（例えば、フィルム２ａ上に形成された表層配線４ａと、フィルム２ｂ上に形成された内層配線６ｂ）とを接続できる。
特開２００２−３５３６１９号公報

しかしながら、前記従来の構成では、フィルム２ａ、２ｂを接続するために接着剤８を用いているため、薄層化に限度があった。

例えば図１１で示した構成の場合、接着剤８の厚みを薄くした場合、フィルム２ａ、２ｂを張り合わせる際に、接着剤８が軟化、流動することによって互いに向き合った内層配線６ａ、６ｂが短絡する可能性がある。そのため接着剤８の薄層化には限度があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、フィルムの積層に接着剤の代わりにプリプレグを用いた多層基板を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明は表裏面に配線パターンが形成された樹脂フィルムを使った両面プリント配線基板同士を、途中にプリプレグを挟んでプレス、一体化することになる。

本発明の場合、例えば織布が樹脂で含浸されてなるプリプレグを介して配線が両面に形成されたフィルム同士を張り合わせるため、高圧でプレスした場合でもプリプレグに含まれる織布によって配線同士の短絡が防止できる。また予めプリプレグに貫通孔を形成し導電性ペーストを充填しておくことで、両面プリント配線基板同士の接着と同時にＩＶＨ（インナービアホール）の形成も可能となる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における多層基板について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施の形態１における多層基板の断面図である。図１において１０２ａ、１０２ｂはフィルム、１０４ａ、１０４ｂは表層配線、１０６ａ、１０６ｂは内層配線、１０８はスキップビア、１１０は絶縁層、１１２はＩＶＨ（インナービアホール）、１１４は両面基板、１１６はペースト接続層である。

図１において、フィルム１０２ａ、１０２ｂの片面には内層電極１０６ａ、１０６ｂが形成されており、これら内層電極１０６ａ、１０６ｂはペースト接続層１１６に埋め込まれた状態で、ＩＶＨ１１２によって電気的に接続されている。一方、スキップビア１０８は、フィルム１０２ａの表層配線１０４ｂとフィルム１０２ｂの内層配線１０６ｂを電気的に接続している（言い換えると、途中のフィルム１０２ａの内層配線１０６ａをスキップしている）。

なお実施の形態１においてＩＶＨ１１２は、絶縁層１１０に形成された貫通孔（後の図２では貫通孔１２２として説明する）の中に導電性ペースト（導電性ペーストは後で説明する）が充填されたものである。そしてこのＩＶＨ１１２がフィルム１０２ａ、１０２ｂに形成された内層配線１０６ａ、１０６ｂを接続する。

なお実施の形態１においてペースト接続層１１６を構成する部材として、プリプレグを使うことができる。またＩＶＨ１１２を構成する部材として、硬化型導電性ペーストを用いることができる。このように本発明において、プリプレグ及び硬化型導電ペーストを使うことで、接着剤を使うことなく、多層基板を形成することができるため、多層基板の総厚を大幅に薄層化できる。また接着剤を使わないため、接着剤の信頼性への影響を抑えることができる。

なお多層基板の寸法は３００ｍｍ×５００ｍｍ±２００ｍｍ程度が望ましい。１００ｍｍ×３００ｍｍより寸法が小さい場合、１枚の基板からの製品となる所定形状の多層基板の取れ数が少なくなるため、コストアップする可能性がある。また５００ｍｍ×７００ｍｍより基板寸法が大きくなると、工程内での取り扱い性、寸法変化等への影響が表れる場合がある。

以上のように、表層から数えて２層目に形成された２層目絶縁層（図１の絶縁層１１０に相当）を貫通する電気的接続が導電性ペースト（図１のＩＶＨ１１２に相当）である。そして表層から数えて２層目に形成された２層目配線（図１において上から数えた場合は、フィルム１０２ａの上に形成された内層配線１０６ａに相当する。同様に下から数えた場合は、フィルム１０２ｂの上に形成された内層配線１０６ｂに相当する）と、表層から数えて３層目に形成された３層目配線（図１において上から数えた場合はフィルム１０２ｂの上に形成された内層配線１０６ｂに相当する。同様に下から数えた場合はフィルム１０２ａの上に形成された内層配線１０６ａに相当する）が、前記ペースト接続層１１６によって埋設されると共に、電気的に接続されることになる。そして実施の形態１では接着剤を使うことなく４層基板（ここで４層とは配線が４層のこと）を構成することができ、４層基板のより一層の薄層と高信頼性が可能となる。そして、スキップビア１０８によって、回路の設計自由度を更に高められる。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における多層基板の製造方法について説明する。実施の形態２は４層基板の製造方法の一例であり、例えば実施の形態１で説明した４層基板の製造方法の一例に相当する。図２、図３、図４は実施の形態２における４層基板の製造方法を説明する断面図である。

図２において、１１８はプリプレグ、１２０は保護フィルムであり、プリプレグの表面保護用のものである。１２２は貫通孔、１２４は導電性ペーストである。まず図２（Ａ）に示すように、保護フィルム１２０によって保護されたプリプレグ１１８を用意する。そして図２（Ｂ）に示すように、保護フィルム１２０毎プリプレグ１１８の所定位置にレーザー等を用いて貫通孔１２２を形成する。貫通孔１２２の形成には金型、ドリル、レーザー等を用いることができる。またプリプレグ１１８の材料にはガラスエポキシ系またはアラミドエポキシ系の市販品（織布としてガラス繊維やアラミド繊維を後述するガラスエポキシ、あるいはアラミドエポキシ等）を使うことができる。次に図２（Ｃ）に示すように貫通孔１２２の内部に導電性ペースト１２４を充填する。例えばプリプレグ１１８上に形成された保護フィルム１２０をマスクとして、スキージ等で導電性ペースト１２４を擦り付ける（もしくは充填する）ことで、セルフアライメント的（自己整合的）に、プリプレグ１１８に形成された貫通孔１２２だけに導電性ペースト１２４を充填することができる。そして導電性ペースト１２４を充填した後、保護フィルム１２０を剥がすことで、図２（Ｄ）の状態を得る。

次に図３を用いて説明する。図３において、１２６はスキップ穴であり、フィルム１０２ａと絶縁層１１０を貫通した孔であり、スキップ穴１２６の底には、内層配線１０６ｂが露出している。図３（Ａ）において、フィルム１０２ａの片面には内層配線１０６ａが形成されている。同様にフィルム１０２ｂの片面にも内層配線１０６ｂが形成されている。そしてフィルム１０２ａと１０２ｂの間に、図２（Ｄ）で作成した導電性ペースト１２４が充填されたプリプレグ１１８を位置合わせしてセットする。そしてこれらを互いに真空プレス等を用いて、加熱密着させ、所定の積層体を形成する。

図３（Ｂ）は、これらが加熱密着した後の断面を示すものであり、図２（Ｄ）の導電性ペースト１２４が充填されたプリプレグ１１８を中央として、その両面にフィルム１０２ａ、１０２ｂが接着されていることが判る。同時にフィルム１０２ａ、１０２ｂの表面にあらかじめ形成されていた内層配線１０６ａ、１０６ｂが、共にプリプレグ１１８の内部に埋め込まれる。

なおフィルム１０２ａ、１０２ｂの材質として、ポリイミドフィルム、ポリアミドフィルム、アラミドフィルム等の耐熱性フィルムを使うことが望ましい。高耐熱性の樹脂フィルムを用いることで、半田付け工程等での熱影響を抑えられる。またフィルム１０２ａ、１０２ｂの厚みとしては１００μｍ以下、特に５μｍ以上５０μｍ以下（望ましくは３０μｍ以下、更に可能なれば２５μｍ以下）を選ぶことが望ましい。このように極薄の耐熱性フィルムを用いることで、出来上がった多層基板の総厚を薄くできる。なおこうした耐熱性フィルムの片面に、接着剤を使うことなく銅箔を形成した基板材料（例えば後述するＣＣＬ）を選ぶことができる。こうした接着剤を用いることなく耐熱性フィルムと銅箔を貼り付けた銅貼りフィルムを用いることで、多層基板の耐熱性や信頼性を高められる。

なお真空プレス等を使う際、所定の温度プロファイルでサンプルを加熱することで、プリプレグ１１８が軟化、硬化し、絶縁層１１０と変化する。プリプレグ１１８が軟化した際に、フィルム１０２ａに形成された内層配線１０６ａを埋没させ配線厚みを吸収する。そして配線厚みを吸収した状態でプリプレグ１１８が硬化し、絶縁層１１０となりフィルム１０２ａを強固に固定する。またこのときプリプレグ１１８に埋め込まれた導電性ペースト１２４も同時に加熱、硬化されＩＶＨ１１２となる。こうして４層基板を構成する。こうして内層電極１０６ａ、１０６ｂの厚み（もしくは厚みによる凹凸）を低減（もしくは平坦化）する。

なお図３（Ａ）において、プリプレグ１１８を介して互いに向き合った内層配線１０６ａ、１０６ｂは、真空プレスによって強く押し付けられた場合でも、プリプレグ１１８の織布によって互いに短絡することを防止できる。

次に図３（Ｃ）に示すようにして、図３（Ｂ）で作成した積層体の所定位置にレーザー等を用いてスキップ穴１２６を形成する。ここでレーザー条件（レーザー光の波長、パワー、Ｑスイッチの有無、照射パルス等）を調整することで、フィルム１０２ａと絶縁層１１０を貫通し、内部電極１０６ｂで止まるようにして、スキップ穴１２６を形成する。

次に図４を用いて説明する。図４において、１２８は金属膜であり、めっき法や薄膜法によって形成されたものである。まず図３（Ｃ）のようにしてスキップ穴１２６を形成した積層体は、図４（Ａ）に示すように、その両面（もしくはフィルム１０２ａ、フィルム１０２ｂの表面）に、めっき法等を用いて、金属膜１２８を所定の厚みで形成する。このとき、めっき条件を調整することで、スキップ穴１２６の中（更にはスキップ穴１２６の底に露出した内層配線１０６ｂの表面）にも金属膜１２８を形成できる。

その後、図４（Ｂ）に示すようにして、金属膜１２８を所定形状に加工することで、図１に示した表層配線１０４を形成する。同時に金属膜１２８の一部は、図１に示したスキップビアとなり、フィルム１０２ｂの上に形成され絶縁層１１０の中に埋め込まれた内層配線１０６ｂと、フィルム１０２ａの上に形成された表層配線１０４を接続することとなる。

更に詳しく説明する。まずプリプレグとしては市販品（ガラスエポキシ系）を使った。そして図２（Ａ）に示すように、プリプレグ１１８に保護フィルム１２０毎、貫通孔１２２を形成した。そして、図２（Ｃ）に示すようにして、貫通孔１２２に導電性ペースト１２４を充填した。その後、保護フィルム１２０を剥離し、図２（Ｄ）とした。

次に片面銅張りフィルムを用意した。具体的にはポリイミドフィルム（厚み１０μｍ）の片面に接着剤を使うことなく銅箔を張ったものを用いた。こうしたものとして市販のＣＣＬ（Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｅ）を使うことが望ましい。次に前記片面銅張りフィルムの銅箔部分を所定パターンに加工し、図３（Ａ）の片面状態の両面基板１１４ａ、１１４ｂとした。なおＣＣＬとして、接着剤を用いないものを選ぶことが望ましい。このような接着剤を使っていない片面銅張フィルム（例えば、下地等に薄膜法を用いたもの）を選ぶことで、接着剤に起因する課題発生を防止できる。

次に図３（Ａ）に示すように、導電性ペースト１２４の充填されたプリプレグ１１８の両面に、片面状態の両面基板１１４ａ、１１４ｂを所定治具（図示していない）を使いながら位置合わせした。その後、プレスで所定時間、所定温度でプレスして一体化した。この際、必要に応じて真空プレスとしても良い。またこのプレス条件を、プリプレグ１１８が軟化した後、硬化する条件とする。同時に導電性ペースト１２４によって、フィルム１０２ａ、１０２ｂの接着と同時に、プリプレグ１１８側に形成された内層配線１０６ａ、１０６ｂ同士を導電性ペースト１２４によって電気的に接続する。

こうして、図３（Ｂ）に示すような、極薄の多層基板を作製した。ここで、フィルム１０２ａ、１０２ｂやプリプレグ１１８の厚みを薄く（例えば、４０μｍ→２０μｍ→１０μｍ）することで、総厚が１００μｍ以下、（あるいは６０μｍ以下、更には３０μｍ以下）といった極薄の多層基板が製造できる。

その後、図３（Ｃ）に示すように、レーザーを用いてスキップ穴１２６を形成した。ここでスキップ穴１２６の大きさとしては１０ミクロン以上２００ミクロン以下（望ましくは１００ミクロン以下）が望ましい。スキップ穴１２６の直径が１０ミクロン以下の場合、加工が難しく、充分な導通が得られない可能性がある。またスキップ穴１２６の大きさが２００ミクロンを超えると、配線の設計ルールに影響を与える場合がある。なおレーザー装置のパワー（あるいはレーザー光の波長、パルス条件）を調整することで、フィルム１０２ａと絶縁層１１０を貫通させた状態で、内層配線１０６ｂの表面を露出させることができる。

その後、図４（Ａ）に示すように、サンプルの全体に金属膜１２８を形成した。金属膜１２８の形成方法としては、めっき法、薄膜法を使うことができる。また金属膜１２８としては銅が望ましい。こうして、スキップ穴１２６を埋めながら、フィルム１０２の上に金属膜１２８を形成した。なお、事前にフィルム１０２の表面を粗面化しておくことで、金属膜１２８とフィルム１０２の密着力を高められる。粗面化手法としては、物理的、化学的な手法を使うことができる。その後、図４（Ｂ）に示すように、金属膜１２８を所定形状にパターニングすることで、スキップビア１０８と表層配線１０４を同時に形成する。このようにスキップビア１０８と表層配線１０４を同時に形成する（もしくはパターニングする）ことで、パターンの微細化、基板サイズの大型化の際にも、互いの位置ズレの発生防止が可能となる。こうして形成されたスキップビア１０８によって、フィルム１０２ａの上に形成された表層配線１０４と、フィルム１０２ｂの上に形成された内層配線１０６ｂを接続できるため、配線回路の設計自由度を高め、基板の耐ノイズ特性を高められる（例えば、内層配線１０６ｂをＧＮＤ、表層配線１０４を信号ライン等とした場合、任意の位置において信号ラインの一部はスキップビア１０８を介してＧＮＤに落とせるため、ＥＭＩもしくはＥＭＣと呼ばれる外来ノイズ等の影響を抑えられ、更に回路基板自身がノイズ発生源となることを設計的に防止できる）。

このように、表層から数えて１層目に設けられた１層目配線と、表層から数えて３層目に形成された３層目配線とを、スキップビア１０８によって接続することができる。なお図１、図４（Ｂ）において、表層から数えて１層目に形成された１層目絶縁層は、フィルム１０２ａもしくはフィルム１０２ｂになる。また表層から数えて２層目に形成された２層目絶縁層は、絶縁層１１０となり、実施の形態１では、この絶縁層１１０を貫通する電気的接続が導電性ペースト１２４（もしくは導電性ペースト１２４の硬化物であるＩＶＨ１１２）となる。そして図１において上から下に数えた場合、表層から数えて２層目に形成された２層目配線（内層配線１０６ａに相当）と、表層から数えて３層目に形成された３層目配線（内層配線１０６ｂに相当）とが、ペースト接続層１１６を貫通するスキップビア１０８によって接続される。同時に（図１において上から下に数えた場合）表層から数えて２層目に形成された２層目配線（内層配線１０６ａに相当）と、表層から３層目に形成された３層目配線（内層配線１０６ｂに相当）との両方を、ペースト接続層１１６に埋設することで、これらの配線厚み（あるいは配線に起因する凹凸）を１０ミクロン以下に抑えられ（更には５ミクロン以下にも）、出来上がった多層基板の総厚を抑えられると共に、半導体チップ等の実装性（ベアチップ実装、インターポーザとしての用途も含む）を大幅に改善できる。

（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３における多層基板について、図面を参照しながら説明する。実施の形態１と実施の形態３の違いは、スキップビアの形成された面数（実施の形態１では１面、実施の形態２では両面）である。

図５は実施の形態３における多層基板の断面図である。図５において、スキップビア１０８ａは、フィルム１０２ａの面に形成された表層配線１０４とフィルム１０２ｂの上に形成されてペースト接続層１１６に埋め込まれた内層配線１０６ｂを接続する。またスキップビア１０８ｂは、フィルム１０２ｂの面に形成された表層配線１０４と、フィルム１０２ａの上に形成されてペースト接続層１１６に埋め込まれた内層配線１０６ａを接続する。

このように、基板の両面に、スキップビアを形成することで、回路基板の設計の自由度が高められる。また実施の形態３の場合、スキップビアの製造コストを大幅に抑えられる。

図６は、実施の形態３における多層基板の製造方法の一例を説明する断面図である。図６（Ａ）において、プリプレグ１１８の一部には導電性ペースト１２４が充填されている。そしてフィルム１０２ａ、１０２ｂの前記プリプレグ１１８側には、内層配線１０６ａ、１０６ｂが形成されている。なおこれらの製造方法については、図２、図３を参照することができる。次に図６（Ｂ）のように、これらの部材を所定プレス装置を用いて、一体化する。最後に、図６（Ｃ）に示すように、フィルム１０２ａ側と、フィルム１０２ｂ側の両側から、スキップ穴１２６ａ、１２６ｂを形成する。

その後、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すようにして、前記スキップ穴１２６ａ、１２６ｂ等を金属膜１２８で覆った後、所定パターンに形成することで、多層基板とできる。また必要に応じてソルダーレジスト等を形成することもできる。

このように、基板の両面から任意の位置にスキップビア１０８ａ、１０８ｂを形成することで、回路基板の設計の自由度を高められると共に、出来上がったデバイスの耐ノイズ特性（外来ノイズに対する耐性や、自分がノイズ発生源にならないこと）を高められる。特にこうしたノイズ特性は、シミュレーションだけでは最適化できない場合、試行錯誤的に複数種類の製品を試作する必要がある。実施の形態３の場合、スキップビア１０８ａ、１０８ｂを簡単に形成できるため、こうした試作コストを大幅に低減でき、製品（あるいは製品開発）のリードタイムの短縮が可能となる。

（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４について図面を参照しながら説明する。実施の形態４では、フィルムと金属膜の密着性を高めた例について説明する。

図７は、実施の形態４の多層基板の断面図である。図７において、１３０は下地金属、１３２は銅箔である。下地金属をフィルム１０２ａ、１０２ｂと金属膜１２８、あるいは銅箔１３２との間に形成することで、フィルム１０２ａ、１０２ｂに対する金属膜１２８や銅箔１３２との密着強度を高めている。

更に図７について詳しく説明する。図７において、フィルム１０２ａ、１０２ｂの上には下地金属１３０を介して金属膜１２８が形成されている。そして表層配線１０４ａ、１０４ｂは、下地金属１３０と金属膜１２８の積層体から形成されている。同様に内層配線１０６ａ、１０６ｂも下地金属１３０と銅箔１３２の積層体から形成されると共に、ペースト接続層１１６に埋設されている。またペースト接続層１１６に埋設された内層電極１０６ａ、１０６ｂは所定位置においてＩＶＨ１１２によって、互いに接続される。また必要部分、必要面に自由にスキップビア１０８ａ、１０８ｂを形成できる。

更に詳しく説明する。下地金属１３０としては、ＮｉＣｒ等の金属を使うことができる。例えば、ＮｉＣｒ等をスパッタ法や電子ビーム法を用いて、フィルム１０２ａ、１０２ｂの上に形成し、更にこの上に続けて銅箔１３２を形成しても良い。例えば市販の片側銅張り基板として、フィルム１０２ａ、１０２ｂの片面に下地金属１３０（例えばＮｉＣｒ層を厚み１０Åから１ミクロン程度。１０Å未満の場合、密着強度が改善されない場合がある。なお１ミクロン以上の厚みにするとコストアップする場合がある。）と銅箔１３２からなる金属多層が形成されたＣＣＬ（Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｅ）を使うことができる。そして、残りの面にＮｉＣｒ等を下地金属１３０として形成してもよい。このように、予めフィルム１０２ａ、１０２ｂの上に下地金属１３０を形成することができる。

（実施の形態５）
以下、本発明の実施の形態５について図面を参照しながら説明する。実施の形態５では、フィルムの上に多層からなる金属層が形成された、両面銅張り基板もしくはＣＣＬ（Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｅ）を用いた場合について説明する。

図８は、実施の形態５における多層基板の断面図である。図８において、絶縁層１１０によって、フィルム１０２ａ、１０２ｂが互いに一体化されている。そして内層配線１０６ａ、１０６ｂは、下地金属１３０と銅箔１３２の複数層の金属材料から構成されている。また表層配線１０４ａは、下地金属１３０、銅箔１３２、金属膜１２８の複数層の金属材料から構成されている。このように配線を多層化することで、フィルムへの配線部材の密着力を高められる。

なお、下地金属としては、ＮｉＣｒ等を使うことで、フィルム１０２ａ、１０２ｂと金銅箔１３２との密着力を高められる。なお金属膜１２８は、銅箔１３２と同じく銅を主体としたものを用いることができることは言うまでもない。

（実施の形態６）
以下、本発明の形態６について図面を参照しながら説明する。実施の形態６では、実施の形態５で説明した多層基板の製造方法の一例について説明する。実施の形態６では、例えば両面銅張りフィルム（もしくはＣＣＬ）を用いた場合について説明する。

図９、図１０は実施の形態６における多層基板の製造方法について説明する断面図である。まず両面銅張りフィルムを用い、まず片面だけに所定の配線パターンをエッチング等で形成する。そしてこれを図９（Ａ）のように（片面だけに形成した配線パターンが内層配線１０６ａ、１０６ｂとなるように）、予め用意したプリプレグ１１８の両面に位置合わせする。同時にプリプレグ１１８に形成した導電性ペースト１２４と、内層配線１０６ａ、１０６ｂが重なるようにする。そしてこれらをプレス装置で加熱一体化する。こうして図９（Ｂ）に示すようなサンプルを作成する。図９（Ｂ）において、内層配線１０６ａ、１０６ｂは、導電性ペースト１２４が硬化してなるＩＶＨ１１２によって電気的に接続すると同時に、絶縁層１１０の中に埋没させる。次に図９（Ｃ）に示すように、スキップ穴１２６ａ、１２６ｂを形成する。なおスキップ穴１２６ａ、１２６ｂは図９（Ｃ）に示すように、必要に応じてサンプルの両面から形成することが可能である。これは本実施の形態の場合、スキップ穴の形成コストを低く抑えられるため、あるはスキップビア１０８と表層配線１０４を一括して形成することで位置ズレが発生しないためである。

次に図１０（Ａ）に示すように、スキップ穴１２６ａ、１２６ｂや銅箔１３２を覆うように、金属膜１２８を形成する。こうしてスキップ穴１２６ａ、１２６ｂの底に露出した内層配線１０６ａ、１０６ｂ（もしくは内層配線１０６ａ、１０６ｂの表面層である銅箔１３２）と、金属膜１２８を電気的に接続させる。なお金属膜１２８の形成方法としてはめっき法を使うことができる。また金属膜１２８は、銅箔１３２と同じく銅を主体とすることができる。

最後に図１０（Ｂ）に示すようにして、金属膜１２８、銅箔１３２、下地金属１３０の複数層からなる金属層を所定パターンに一括してエッチング、加工し、表層配線１０４ａ、１０４ｂを形成する。

なお図９（Ａ）におけるプレス時において、サンプルを、真空プレス等を使って互いに密着させると共に、所定の温度プロファイルで加熱することで、プリプレグ１１８が軟化し硬化することとなり、絶縁層１１０と変化する。このときプリプレグ１１８に埋め込まれた導電性ペースト１２４も同時に加熱、硬化されＩＶＨ１１２となる。

更に詳しく説明する。まずプリプレグとしてはアラミドエポキシ系を使った。そして図２（Ａ）に示すように、プリプレグ１１８上の保護フィルム１２０毎、所定位置に貫通孔１２２を形成した。次に前記保護フィルムの上に導電性ペースト１２４を所定量添加し、スキージ（ゴムベラ）で前記導電性ペースト１２４を、プリプレグ１１８に形成された貫通孔１２２に充填する。そして保護フィルムを剥離することで、図２（Ｄ）の状態とした。

次に両面銅箔張りフィルムを用意した。具体的にはアラミドフィルム（厚み１０μｍ）の両面に接着剤を使うことなく銅箔を張ったものを用いた。こうしたものとしては、市販のＣＣＬ（Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｅ）を使うことができる。次に、前記片面銅張りフィルムの銅箔部分を所定パターンに加工し、図９（Ａ）のように、前記プリプレグ１１８と位置合わせして、固定した。なおＣＣＬとして、接着剤を用いないものを選ぶことが望ましい。このように両面銅張フィルムにおける銅箔の接合に接着剤を使わないもの（例えば、下地等に薄膜法を用いたもの）を選ぶことで、接着剤に起因する課題発生を防止できる。

次に、図９（Ｂ）に示すように、導電性ペースト１２４の充填されたプリプレグ１１８と、これらの両面基板を互いに交互に積み重ねて位置合わせした。その後、プレスで所定時間、所定温度でプレスして一体化した。この際、必要に応じて真空プレスとしても良い。またこのプレス条件を、プリプレグ１１８が軟化→硬化する条件とすることで、複数の両面基板１１４を中央にセットしたプリプレグ１１８を用いて一体化できる。またこのプレス条件において、導電性ペースト１２４が、両面基板のプリプレグ側に形成された内層配線１０６ａ、１０６ｂを電気的に接続させられる。

こうして図３（Ｂ）に示すような、極薄の多層基板を作製した。ここで、フィルム１０２やプリプレグ１１８の厚みを薄く（例えば、４０μｍ→２０μｍ→１０μｍ）することで、総厚が１００μｍ以下（あるいは６０μｍ以下、更には３０μｍ以下）といった極薄の多層基板が製造できる。

次にプリプレグについて説明する。例えばプリプレグとして繊維系のもの、例えば事前含浸処理シート材のような、活性樹脂を含浸させた繊維素材（あるいは織布もしくは不織布）を使うことができる。これはまだ完全には硬化していていない状態であるため、エネルギーを加えて同時に成形できる。また後述するようにプリプレグに繊維を加えても良い。こうすることで成形での寸法バラツキを抑えられると共に、出来上がった多層基板の強度も高められる。なお含浸させる樹脂としては、熱硬化性樹脂を使うことが望ましい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂やイミド樹脂を使うことができる。また繊維素材としては、芳香族ポリアミド、アラミド等を用いることができる。

なおプリプレグの硬化温度は８５℃から２２０℃の範囲が望ましい。温度が２３０℃以上の場合、樹脂硬化にバラツキが発生し、寸法性に影響を与える場合がある。また温度が８５℃より低い場合、樹脂硬化の時間が増加し、硬化状態に影響を与える場合がある。また特にフィルム１０２の厚みが５０μｍ以下と薄い場合、１８０℃以上２２０℃以下の温度範囲でプリプレグ１１８の硬化を行うことが望ましい。こうすることで両面基板１１４の表面に形成された配線のうち、プリプレグ１１８の側に形成された内層配線１０６をプリプレグ１１８の中に（あるいはプリプレグ１１８の厚みの中に）埋没できる。

また圧力範囲は２ＭＰａ（メガパスカル、圧力の単位）以上６ＭＰａ以下が望ましい。２ＭＰａ未満の場合、図９（Ａ）に示す多層基板の密着性にバラツキが発生する可能性がある。また圧力の印加時間は１分以上３時間未満が望ましい。圧力の印加時間が１分未満の場合、プレスによるバラツキが発生する場合がある。またプレス時間が３時間を越えると、生産性に影響を与えてしまう。このため、圧力２ＭＰ以上６ＭＰａ以下（特には４ＭＰａ以上６Ｍｐａ以下）が望ましい。一般的な多層基板の場合２〜３ＭＰａで積層されることが多いが、本実施の場合、フィルム１０２が薄い、厚みバラツキの影響を受け易い、導電性ペースト１２４を用いる等のために積層圧力は５Ｍｐａ程度（例えば４ＭＰａ以上６ＭＰａ以下）と高めにすることが望ましい。

更に具体的に説明する。まず繊維含浸プリプレグとしては、約５０ｃｍ角、厚み５０μｍで、アラミド繊維をエポキシ系樹脂の中に埋め込まれた状態のもの（硬化前のもの）を選んだ。そして、この繊維含浸プリプレグ（繊維もしくは織布に樹脂を含浸させてなるプリプレグ）にレーザーを用いて、数千個の微細な孔を形成した後、前記孔の中に導電粉を熱硬化性樹脂に分散してなるペーストを充填した。そして図９（Ａ）のようにして導電性ペースト１２４が充填されてなるプリプレグ１１８の両側に両面基板を位置決め、セットした後、真空プレス装置を用いて、加圧加熱圧着し、一体化させた。なおプレス条件としては、発明者が事前に最適化したプレスプログラム（室温から２００℃前後まで段階的に温度が上がった後、自動的に室温まで温度が下がるものであり、時間と共に圧力も変化させたもの）を使うことで、安定した物つくりが可能となる。

（実施の形態７）
次に実施の形態７について説明する。実施の形態７では、フィルム上への下地金属１３０の形成方法について説明する。下地電極１３０の形成方法としては、実施の形態６で説明しためっき法以外に、薄膜法も使うことができる。そこで、実施の形態６で用いた図を再度使って説明する。まず図９（Ｃ）のようなサンプルを形成する。ここでスキップ穴１２６ａ、１２６ｂの形成方法としては、ＹＡＧ、ＣＯ₂等のレーザー装置を使うことができる。スキップ穴１２６ａ、１２６ｂ等の表面への金属膜１２８の形成方法としては、最初にＮｉＣｒ等の下地層（シード層と呼ばれることもある）を１０〜５０Å程度形成し、この上に銅を電気めっきしても良い。あるいはシード層無しにフィルム１０２上に銅を無電解めっきしても良い。あるいはフィルム１０２上に薄膜法（電子ビーム、スパッタ他）を用いて、直接銅を析出（デポジション）しても良い。なおこれらの場合、その厚みが１０Å以上（望ましくは電気めっきに使える程度の導電性が得られる程度）あれば、その導電性を利用してその上に銅を電気めっきで配線に必要な厚み（例えば５〜３０μｍ、薄層化が必要な場合３〜１５μｍ程度が望ましい）として形成できる。このようにシード層（あるいは金属下地）を使う、あるいは金属膜の形成方法を工夫することで、フィルム１０２に対する部材の密着力を高められる。

具体的には、例えば図９（Ａ）において、フィルム１０２ａ、１０２ｂの両面に、銅箔１３２（あるいはアンカー層）を薄膜法やめっき法で形成しておく。このように銅箔１３２を用いることで、フィルム１０２ａ、１０２ｂへの密着力を更に高められる。また必要に応じてＮｉＣｒやＣｒ等の薄膜を更に下地金属１３０に使うこともできる。この場合は１０〜５０Å程度形成し、この上に銅を電気めっきしても良い。なお厚みが１０Å以上１μｍ程度あれば、その導電性を利用してその上に銅を所定厚み（例えば５〜３０μｍ、薄層化が必要な場合３〜１５μｍ程度が望ましい）形成することができる。このように下地金属１３０を使うことでフィルム１０２への密着力を高められる。またプリプレグは、ガラスエポキシもしくはアラミドエポキシとすることで、多層基板の高寸法化、高強度化、ビア孔及びスキップ穴の加工性の向上、高速性等を改善できるため、４層プリント配線基板の生産性を高められる。

以上のようにして、図１に示すように表層から数えて２層目に形成された２層目絶縁層１１０を貫通する電気的接続が導電性ペースト１２４の硬化物であるＩＶＨ１１２であるペースト接続層１１６を有し、表層から数えて１層目に形成された１層目配線である表層配線１０４と、表層から数えて３層目に形成された３層目配線である内層配線１０６ｂ（上から下に数えた場合）とが、前記ペースト接続層１１６を貫通するスキップビア１０８で電気的に接続され、表層から数えて２層目に形成された２層目配線である内層配線１０６ａ（なお図１を上から下に数えた場合）と表層から３層目に形成された３層目配線である内層配線１０６ｂ（なお図１を上から下に数えた場合）とが前記ペースト接続層１１６に埋設されていることを特徴とする４層プリント配線基板を作成できる。

そしてこのペースト接続層１１６は、図２〜図３に示したようにプリプレグ１１８と前記プリプレグ１１８に形成された貫通孔１２２に充填された導電性ペースト１２４とから構成することで、図１に示したようなＩＶＨ１１２やスキップビア１０８を有する４層プリント配線基板の薄層化が可能となる。

ペースト接続層１１６は、プリプレグ１１８と、そこに形成された貫通孔１２２に充填された導電性ペースト１２４とから形成することで、ＩＶＨ１１２を任意の場所に形成でき４層プリント配線基板の設計自由度を向上でき、更に薄層化が可能となる。

前記プリプレグ１１８は、ガラスエポキシもしくはアラミドエポキシとすることで４層プリント配線基板の薄層化が可能となる。

図７において上から下に数えた場合、表層から数えて１層目に形成された１層目配線である表層配線１０４ａ及び、表層から数えて２層目に形成された２層目配線である内層配線１０６ａの少なくとも一方は、スパッタ膜を介して、表層から数えて１層目の１層目絶縁層であるフィルム１０２ａに固定することで、信頼性と設計自由度の高い４層プリント配線基板の薄層化が可能となる。

同様に図７において上から下に数えた場合、表層から数えて１層目に形成された１層目配線である表層配線１０４ａ、及び表層から数えて２層目に形成された２層目配線である内層配線１０６ａの少なくとも一方は、めっき膜を介して、表層から数えて１層目の１層目絶縁層に固定することで、信頼性と設計自由度の高い４層配線基板の薄層化が可能となる。

また図４（Ａ）や図１０（Ａ）に示したようにペースト接続層１１６を貫通するスキップビア１０８部分での電気的接続を、めっきで行うことで、スキップビア部分の接続抵抗を下げられ、スキップビアの微細化に対応できる。

また図２〜図４等で説明したように、絶縁基材であるプリプレグ１１８に貫通孔１２２を加工する孔加工工程と、前記貫通孔１２２に導電性ペースト１２４を充填してペースト接続層を形成するペースト接続層１１６を形成する工程と、両面基板を作成する両面基板の作成工程と、前記ペースト接続層の表裏面に前記両面基板を積層する積層工程と、前記積層体を真空プレス等によって熱プレス加工する熱プレス工程と、を少なくとも備えることで、ＩＶＨ１１２やスキップビア１０８を有した４層プリント配線基板を薄層化して製造できる。

前記層間接続形成工程は、少なくともスキップビア１０８の穴を形成する穴加工工程と、前記スキップビア穴にめっきを施すめっき工程とすることで、スキップビア１０８の内部にも安定して電極を形成できる。

なおプリプレグ１１８は、未硬化状態にあるものが、ペースト接続層１１６として硬化するものであれば良く、織布（あるいは不織布、繊維）の有無、フィラー等の有無にこだわる必要はない。または加熱硬化時に絶縁防止できればよく、織布の代わりに適当なショート防止部材（例えばフィルム等）の中から選ぶことができる。

以上のように、本発明の多層基板及びその製造方法は、フィルムや多層基板を組合せることによって、従来に無い極薄の多層基板を作製できるため、各種電子機器、携帯機器の小型化、薄型化の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における多層基板の断面図 実施の形態２における４層基板の製造方法を説明する断面図 実施の形態２における４層基板の製造方法を説明する断面図 実施の形態２における４層基板の製造方法を説明する断面図 実施の形態３における多層基板の断面図 実施の形態３における多層基板の製造方法の一例を説明する断面図 実施の形態４の多層基板の断面図 実施の形態５における多層基板の断面図 実施の形態６における多層基板の製造方法について説明する断面図 実施の形態６における多層基板の製造方法について説明する断面図 従来例の断面図

１０２ フィルム
１０４ 表層配線
１０６ 内層配線
１０８ スキップビア
１１０ 絶縁層
１１２ ＩＶＨ
１１４ 両面基板
１１６ ペースト接続層
１１８ プリプレグ
１２０ 保護フィルム
１２２ 貫通孔
１２４ 導電性ペースト
１２６ スキップ穴
１２８ 金属膜
１３０ 下地金属
１３２ 銅箔

Claims (4)

1. 少なくとも３層の絶縁層を有し、表層から数えて２層目に形成された２層目絶縁層は、それを貫通する電気的接続が導電性ペーストであるペースト接続層となっており、表層から数えて１層目に形成された１層目配線と、表層から数えて３層目に形成された３層目配線とが、前記ペースト接続層を貫通するスキップビアで電気的に接続され、表層から数えて２層目に形成された２層目配線と、表層から３層目に形成された３層目配線とが前記ペースト接続層に埋設されていることを特徴とする多層プリント配線基板であって、
   前記ペースト接続層は、繊維を含む厚み５０μｍ以下のプリプレグと前記プリプレグに形成された貫通孔に充填された導電性ペーストとからなり、
   前記ペースト接続層に積層された、１層目絶縁層と２層目配線と、３層目絶縁層と３層目配線と、は共にパターン形成された銅箔と厚み５０μｍ以下の耐熱性フィルムとからなる銅張りフィルムであり、
   前記スキップビアを構成するスキップ穴は、前記１層目絶縁層と前記３層目絶縁層を構成する前記耐熱性フィルムに形成された孔であり、前記耐熱性フィルムの間に、前記プリプレグが積層されてなる積層体に形成されたものである多層プリント配線基板。
2. 前記耐熱性フィルムからなる表層から数えて１層目の１層目絶縁層と、前記１層目絶縁層表面に接着剤を介することなく形成された配線と、を有する請求項１に記載の多層プリント配線基板。
3. 繊維を含む厚み５０μｍ以下のプリプレグに貫通孔を加工する孔加工工程と、
   前記貫通孔に導電性ペーストを充填してペースト接続層を形成するペースト接続層形成工程と、
   フィルム厚みが５０μｍ以下の銅張りフィルムの銅箔を所定パターンに形成する基板作成工程と、
   前記ペースト接続層の表裏面に前記パターンを埋設し積層する積層工程と、
   前記積層工程で得られた積層体を熱プレス加工する熱プレス工程と、
   前記熱プレス工程で得られた積層体の、１層目絶縁層と３層目絶縁層にスキップ穴を形成するビア工程と、
   を少なくとも備えた多層プリント配線基板の製造方法。
4. 前記ビア工程は、
   少なくともスキップビア穴を形成する穴加工工程と、
   前記スキップビアにめっきを施すめっき工程と、
   からなる層間接続形成工程を有する請求項３に記載の多層プリント配線基板の製造方法。