JP5344667B2

JP5344667B2 - 回路基板およびその製造方法並びに回路モジュール

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Publication number: JP5344667B2
Application number: JP2007325333A
Authority: JP
Inventors: 一高鈴木; 秀俊増田
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 2007-12-18
Filing date: 2007-12-18
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2027-12-18
Also published as: JP2009147241A

Description

本発明は、回路基板とその製造方法に関し、さらに詳細には、回路基板の表裏の配線を接続するスルーホール導体を備えた回路基板および回路基板の製造方法に関する。

従来の回路基板は、例えば、板厚０．２ｍｍ程度のガラスエポキシ樹脂からなる基板の表裏の導通を取りたい箇所にドリリング、パンチング、レーザー加工、エッチングなどの方法で最小０．５ｍｍφ程度の孔を開け、孔の中を含む基板表面全面に無電解メッキなどの方法で例えば銅メッキからなる導電層を形成する。
その後、表裏にエッチングレジストを塗布し、露光現像し、エッチングを行なうことで、例えば厚さ１８μｍ程度の配線やスルーホールランドを設けて表裏の接続部を構成する。

上記従来の回路基板においては、切削ドリル加工等によってスルーホールを形成しているため、スルーホールの直径が最小で０．５ｍｍ程度となってしまう。このため、高密度の配線基板を得ることが難しかった。

特許文献１には、上記従来の回路基板が有する課題の対策案の一例が開示されている。具体的には、図１１に示すように、棒状の金属１１６が絶縁性樹脂１１４を介して規則的に配列された基板を用い、該基板の上下面に形成した配線１１２ａ，１１２ｂ同士を前記棒状の金属１１６により導通させたことにより、母材基板の上下面に形成した配線１１２ａ，１１２ｂ同士を微小な面積で導通させることができ、高密度化が可能な回路基板１１０が開示されている。
上記回路基板１１０の製造方法の概要は、まず、例えば図示省略した厚さ数百μｍの直方体の金属ブロックの一方の主面に、ダイシングソーやワイヤーソー等でＸ方向およびこれと直交するＹ方向にそれぞれ溝加工を施すことにより、台座部上に例えば１００μｍ□で長さが２００μｍの棒状の金属１１６が例えば１００μｍ間隔で配列された構造体を得る。次に該構造体の棒状の金属１１６の隙間に例えば熱硬化型エポキシ樹脂を流し込み、熱処理により硬化させ、さらに前記台座部を切削加工等により除去して、母材基板を得る。
こうして得られた母材基板の上下面全面に感光性樹脂を塗布し、露光現像により開口部を備えた絶縁膜１１８ａ，１１８ｂを形成する。得られた母材基板の表面に触媒金属を吸着させた後、無電解メッキ液中に浸漬して金属膜を形成した後、該金属膜上にエッチングレジストを塗布し、露光現像したのち、金属膜をエッチングして配線層１１２ａ，１１２ｂを形成し、さらに前記エッチングレジストを除去する。
こうして得られた基板の上下面全面に感光性樹脂を塗布し、露光現像により開口部を設けた保護層１１８ａ’，１１８ｂ’を形成する。さらに、前記保護層１１８ａ’，１１８ｂ’の開口部から露出する前記金属膜の表面にニッケルメッキ、金メッキを順次施し、回路基板１１０を得る。
また、上記棒状の金属１１６の形成方法の他の例として、金属、ガラス、プラスチックなどからなる台座部の一方の主面上にワックスや接着剤等を用いて、複数の棒状の金属１１６を配列した状態に貼り付けることが提案されている。
特開２００２−２８９９９８号公報

しかしながら、前記特許文献１に提案されている回路基板１１０においては、金属ブロックの一方の主面にＸ−Ｙ方向に溝加工を施したり、前記台座部上に複数の棒状の金属１１６を配列した状態に貼り付けることにより、母材基板を得るものである。このため、母材基板の厚み寸法に対して棒状の金属１１６の配列ピッチを小さくすればするほど、前記溝加工や前記貼り付けが困難となる。このため、棒状の金属１１６の長さと棒状の金属１１６の配列ピッチとはいずれも２００μｍ程度にとどまり、さらなる高密度化が困難であった。また、基板の表裏の配線１１２ａ，１１２ｂの幅と前記棒状の金属１１６の配列ピッチとがほぼ等しいことから、基板の表裏の配線と棒状の金属との正確な位置合わせを行なわないと、位置ずれにより接続の不具合が生じて安定生産できないという課題があった。

本発明は、以上の点に着目したもので、配線を高密度化しても、スルーホール導体と配線との接続の不具合が生じることなく安定生産可能な回路基板を提供することを目的とする。
また本発明は、配線を高密度化しても、スルーホール導体と配線との接続の不具合が生じることなく安定生産可能な回路基板の製造方法を提供することを目的とする。
また本発明は、回路基板の一方の主面側の電子部品と、他方の主面側の配線との接続の不具合が生じることなく安定生産可能な回路モジュールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の回路基板は、（１）板状の基材と、該基材を厚み方向に貫通するように設けられた複数のスルーホール導体と、前記基材の一方の主面及び他方の主面に、それぞれ設けられた絶縁層と配線と、を有する回路基板において、前記基材は複数の貫通孔を備えたポーラスアルミナ基板であり、前記絶縁層は、前記複数のスルーホール導体の端部のうちの選択された複数のスルーホール導体の端部を除いて被覆するとともに、前記配線は、前記基材の一方の主面および他方の主面に、少なくとも一部が互いに対向するように設けられ、前記選択されたスルーホール導体のうちの少なくとも複数のスルーホール導体により互いに導電接続されている。（以下、第１の課題解決手段と称する。）

また、本発明の回路基板の主要な形態の一つは、（２）前記（１）に加えて、さらに、前記配線の互いに対向する部分の幅寸法が前記スルーホール導体の配列ピッチの２倍以上である。（以下、第２の課題解決手段と称する。）

また、本発明の回路基板の他の主要な形態の一つは、（３）前記（１）に加えて、さらに、前記基材の端面は絶縁性樹脂で被覆されている。（以下、第３の課題解決手段と称する。）

また、本発明の回路基板の製造方法は、（４）板状のＡｌ地金を準備し、該Ａｌ地金に陽極酸化処理を施して該Ａｌ地金の一方の主面から他方の主面に向かって前記Ａｌ地金の厚さ方向に複数の凹部を形成する工程と、前記凹部の底部を除去して他方の主面側に開口する複数の貫通孔を備えたポーラスアルミナ基板からなる基材を形成する工程と、前記基材の一方の主面または他方の主面にシード層を形成する工程と、前記シード層を給電電極として電解メッキにより前記複数の貫通孔内にそれぞれ柱状のスルーホール導体を形成する工程と、前記基材からシード層を除去してスルーホール導体の両端を前記基材の一方の主面及び他方の主面にそれぞれ露出させる工程と、得られた基材の一方の主面及び他方の主面に、前記複数のスルーホール導体のうちの選択された複数のスルーホール導体の端部を露出する開口を備えた絶縁層を形成する工程と、得られた基材の一方の主面及び他方の主面に、前記絶縁層の開口に露出する少なくとも複数のスルーホール導体に接続するように配線を形成する工程と、を有する。（以下、本発明の第４の課題解決手段と称する。）

また、本発明の回路モジュールは、（５）前記（１）の回路基板上に電子部品が実装されている。（以下、本発明の第５の課題解決手段と称する。）

また、本発明の回路モジュールは、（６）前記（５）に加えてさらに、前記回路基板が複数積層され、互いに隣接する前記回路基板の相対向する配線同士が導電性接合材により接続されている。（以下、本発明の第６の課題解決手段と称する。）

また、本発明の回路モジュールは、（７）枠型板状の基材と、該基材を厚み方向に貫通するように設けられた複数のスルーホール導体と、前記基材の一方の主面および他方の主面にそれぞれ設けられた接続電極と、を有する接続基板上に、前記（１）の回路基板が積層されている。（以下、本発明の第７の課題解決手段と称する。）

また、本発明の回路モジュールは、（８）前記（７）に加えてさらに、前記枠型の基材は複数の貫通孔を備えたポーラスアルミナ基板であり、前記接続電極は、前記基材の一方の主面および他方の主面に少なくとも一部が互いに対向するように設けられ、前記複数のスルーホール導体のうちの少なくとも複数のスルーホール導体により互いに導電接続されている。（以下、本発明の第８の課題解決手段と称する。）

上記第１の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、前記基材は複数の貫通孔を備えたポーラスアルミナ基板であり、前記絶縁層は、前記複数のスルーホール導体の端部のうちの選択された複数のスルーホール導体の端部を除いて被覆するとともに、前記配線は、前記基材の一方の主面および他方の主面に、少なくとも一部が互いに対向するように設けられ、前記選択されたスルーホール導体のうちの少なくとも複数のスルーホール導体により互いに導電接続されている。これにより、基材の厚み寸法に対して柱状のスルーホール導体の配列ピッチが極めて小さいものであり、前記スルーホール導体の位置に係わらずスルーホール接続部として機能する。このため、前記基材の一方の主面及び他方の主面に少なくとも一部が互いに対向するように設けられた配線同士が、正確な位置合わせを行わなくても、それぞれ複数のスルーホール導体により互いに導電接続される。これにより、配線を高密度化しても、スルーホール導体と配線との接続の不具合が生じることなく安定生産することができる。

また、上記第２の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、前記第１の課題解決手段に加えて、さらに、前記配線の互いに対向する部分の幅寸法が前記スルーホール導体の配列ピッチの２倍以上である。このため、基材の表裏に設けられた配線は、それぞれ複数のスルーホール導体により互いに確実に導電接続される。

また、上記第３の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、前記基材の端面は絶縁性樹脂で被覆されている。このため、基材の端面にスルーホール導体が形成されるのが防止される。これにより、スルーホール導体の剥がれ落ちによる意図しない箇所での接続の発生を防止することができる。

また、上記第４の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、板状のＡｌ地金を準備し、該Ａｌ地金に陽極酸化処理を施して該Ａｌ地金の一方の主面から他方の主面に向かって前記Ａｌ地金の厚さ方向に複数の凹部を形成する工程と、前記凹部の底部を除去して他方の主面側に開口する複数の貫通孔を備えたポーラスアルミナ基板からなる基材を形成する工程と、前記基材の一方の主面または他方の主面にシード層を形成する工程と、前記シード層を給電電極として電解メッキにより前記複数の貫通孔内にそれぞれ柱状のスルーホール導体を形成する工程と、前記基材からシード層を除去してスルーホール導体の両端を前記基材の一方の主面及び他方の主面にそれぞれ露出させる工程と、得られた基材の一方の主面及び他方の主面に、前記複数のスルーホール導体のうちの選択された複数のスルーホール導体の端部を露出する開口を備えた絶縁層を形成する工程と、得られた基材の一方の主面及び他方の主面に、前記絶縁層の開口に露出する少なくとも複数のスルーホール導体に接続するように配線を形成する工程と、を有する。このため、基材の一方の主面及び他方の主面の配線とスルーホール導体との正確な位置合わせが不要となる。これにより、高価な位置決め装置が不要となる。

また、上記第５の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、前記第１の課題解決手段の回路基板上に電子部品が実装されている。このため、回路基板の一方の主面に搭載された電子部品と前記回路基板の他方の主面の配線とがそれぞれ複数のスルーホール導体を介して接続される。

また、上記第６の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、前記第５の課題解決手段に加えてさらに、前記回路基板が複数積層され、互いに隣接する前記回路基板の相対向する配線同士が導電性接合材により接続されている。このため、複数の回路基板のうちの互いに隣接する一方の回路基板のスルーホール導体の位置と他方の回路基板のスルーホール導体の位置とを正確に位置合わせしなくとも、相対向する配線同士が接続される。

また、上記第７の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、枠型板状の基材と、該基材を厚み方向に貫通するように設けられた複数のスルーホール導体と、前記基材の一方の主面および他方の主面にそれぞれ設けられた接続電極と、を有する接続基板上に、前記第１の課題解決手段の回路基板が積層されている。このため、前記回路基板の一方の主面の配線と前記接続基板の他方の主面の接続電極とがそれぞれ複数のスルーホール導体により接続される。これにより、枠型の接続基板と回路基板とが接続の不具合を生じることなく積層されたスタック構造の回路モジュールを提供することができる。

また、上記第８の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、上記第７の課題解決手段に加えてさらに、前記枠型の基材は複数の貫通孔を備えたポーラスアルミナ基板であり、前記接続電極は、前記基材の一方の主面および他方の主面に少なくとも一部が互いに対向するように設けられ、前記複数のスルーホール導体のうちの少なくとも複数のスルーホール導体により互いに導電接続されている。このため、前記回路基板のスルーホール導体の位置と前記接続基板のスルーホール導体の位置とを正確に位置合わせしなくとも、接続の不具合を生じることなく安定生産可能な回路モジュールを提供することができる。

その他の本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。

本発明の上記第１の課題解決手段によれば、さらなる高密度化が可能な回路基板を提供することができる。

また、本発明の上記第４の課題解決手段によれば、基材の一方の主面及び他方の主面の配線とスルーホール導体とを位置合わせすることなく前記一方の主面および他方の主面の配線が互いに接続された回路基板を安定して生産することができる。

また、本発明の第５の課題解決手段によれば、接続の不具合が生じることなく安定生産可能な回路モジュールを提供することができる。

また、本発明の第７の課題解決手段によれば、接続の不具合を生じることなく安定生産が可能な回路モジュールを提供することができる。

次に、本発明の回路基板の第１の実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。図１は第１の実施形態の回路基板１０の内部構造を透視した部分拡大平面図である。また、図２は、上記第１の実施形態の回路基板１０の上記図１のＢ−Ｂ線における縦断面図である。

図１及び図２に示すように、第１の実施形態の回路基板１０は、板状の基材１４と、該基材１４を厚み方向に貫通するように設けられた複数のスルーホール導体１６と、前記基材１４の一方の主面１４ａ及び他方の主面１４ｂに、それぞれ設けられた絶縁層１８ａ，１８ｂと配線１２ａ，１２ｂと、を有する。そして、前記基材１４は複数の貫通孔１５ｃを備えたポーラスアルミナ基板である。また、前記絶縁層１８ａ，１８ｂは、前記複数のスルーホール導体１６の端部ｔ、ｂのうちの選択された複数のスルーホール導体１６の端部を除いて被覆する。また、前記配線１２ａ，１２ｂは、前記基材１４の一方の主面１４ａおよび他方の主面１４ｂに、少なくとも一部が互いに対向するように設けられている。そして、前記配線１２ａ，１２ｂは、前記選択されたスルーホール導体１６のうちの少なくとも複数のスルーホール導体１６により互いに導電接続されている。

また、上記第１の実施形態の回路基板１０は、前記配線１２ａ，１２ｂの互いに対向する部分の幅寸法Ｗａ，Ｗｂがそれぞれ前記スルーホール導体１６の配列ピッチＰの２倍以上である。

また、上記基材１４の端面は絶縁性樹脂１７で被覆されている。

上記スルーホール導体１６は、前記基材１４を厚み方向に貫通する複数の貫通孔１５ｃの内部にそれぞれ柱状に形成されている。また、前記貫通孔１５ｃの配置は、図１に示すように、特定の貫通孔１５ｃを中心にしたとき、周囲を６等分したそれぞれに等しいピッチで貫通孔１５ｃが取り囲む構造となっている。そして、図１に示すＢ−Ｂ線における縦断面では、図２に示すように、各貫通孔１５ｃが横方向に等しいピッチＰで配列されている。

次に、本発明の回路基板の製造方法の第１の実施形態について、図３〜図７を参照して説明する。図３は、本実施形態の回路基板１０の製造方法の製造プロセスの一例を示すフローチャートである。また、図４及び図５は、該製造プロセスの各工程について説明するための上記図２に対応する縦断面図である。また、図６はポーラスアルミナ基板の一例を示す走査型電子顕微鏡による平面の拡大写真であり、図７は、前記ポーラスアルミナ基板の一例を示す走査型電子顕微鏡による縦断面の拡大写真である。また、各工程は、図４（ａ）〜（ｄ）の後、図５（ｅ）〜（ｉ）の順である。

まず、本実施形態の回路基板１０の製造方法の一例は、図３のフローチャートに示すように、板状のＡｌ地金を準備する。次に、陽極酸化処理により前記Ａｌ地金の一方の主面から他方の主面に向かって前記Ａｌ地金の厚さ方向に複数の凹部を形成する。次に前記凹部の底部を除去して他方の主面側に開口する複数の貫通孔を備えたポーラスアルミナ基板からなる基材を形成する。次に、基材の一方の主面または他方の主面にシード層を形成する。次に、シード層を給電電極として前記複数の貫通孔内にそれぞれ柱状のスルーホール導体を電解メッキにより形成する。次に、前記基材からシード層を除去してスルーホール導体の両端を前記基材の一方の主面及び他方の主面にそれぞれ露出させる。次に、選択された複数のスルーホール導体の端部を露出する開口を備えた絶縁層を前記基材の一方の主面及び他方の主面に形成する。次に、選択された複数のスルーホール導体に接続する配線を前記基材の一方の主面及び他方の主面に形成する。

次に、図４及び図５を参照しながら、より具体的に説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、例えば長さ５０ｍｍ×幅５０ｍｍ×厚さ０．３ｍｍの板状のＡｌ地金１３を準備する。次に、前記Ａｌ地金１３を例えば所定濃度のシュウ酸溶液等の陽極酸化浴中で所定電圧（例えば５０Ｖ）を印加する陽極酸化処理を施し、図４（ｂ）に示すように、例えば、直径約４０ｎｍ、深さ約３００μｍの複数の凹部１５ｂを形成する。このとき、前記凹部１５ｂの表面から前記Ａｌ地金１３の内部に向かって、前記Ａｌの酸化物であるＡｌ_２Ｏ_３からなる所定の厚さの絶縁体層ｄが形成される。
次に、図４（ｃ）に示すように、前記複数の凹部１５ｂのそれぞれ底部をエッチングにより除去して他方の主面１４ｂ側に開口する複数の貫通孔１５ｃを備えたポーラスアルミナ基板からなる基材１４を形成する。次に、図４（ｄ）に示すように、前記基材１４の端面を絶縁性樹脂１７で被覆する。次に、図５（ｅ）に示すように、前記基材１４の例えば他方の主面１４ｂに例えばスパッタにより例えばＮｉからなるシード層Ｓを形成する。次に、図５（ｆ）に示すように、前記シード層Ｓを給電電極として例えばＣｕの電解メッキにより前記複数の貫通孔１５ｃ内に前記給電電極Ｓ側を基端ｂ、前記一方の主面１４ａ側を先端ｔとするそれぞれ柱状のスルーホール導体１６を形成する。次に、図５（ｇ）に示すように、前記基材１４から前記シード層Ｓ及び前記基材１４の一方の主面１４ａ側を例えば化学エッチングにより除去して、前記スルーホール導体１６の両端を前記基材１４の一方の主面１４ａ及び他方の主面１４ｂにそれぞれ露出させる。
次に、図５（ｈ）に示すように、前記基材１４の一方の主面１４ａ及び他方の主面１４ｂに、前記複数のスルーホール導体１６のうちの選択された複数のスルーホール導体１６の端部を露出する開口ＯＰを備えた絶縁層１８ａ，１８ｂを形成する。上記絶縁層１８ａ，１８ｂの形成は、前記基材１４の一方の主面および他方の主面に、例えばスピンコート法により一様な厚さで感光性絶縁樹脂を塗布した後、露光現像して、所定の箇所に前記選択された複数のスルーホール導体の端部を露出する開口を形成する。ここで、前記基材１４の一方および他方の主面１４ａ、1 ４ｂにおいて前記複数のスルーホール導体の端部を露出する開口ＯＰの一辺の寸法は、それぞれ前記スルーホール導体の配列ピッチＰの２倍以上（例えば縦Ｗａ×横Ｗｂ）であることが好ましい。
次に、図５（ｉ）に示すように、前記基材１４の一方の主面１４ａに、前記絶縁層１８ａの開口ＯＰに露出する少なくとも複数のスルーホール導体１６の端部に接続するように幅Ｗａの配線１２ａを形成する。同様に前記基材１４の他方の主面１４ｂに、前記絶縁層１８ｂの開口ＯＰに露出する少なくとも複数のスルーホール導体１６の端部に接続するように幅Ｗｂの配線１２ｂを形成する。上記配線１２ａ，１２ｂの形成は、上記絶縁層１８ａ、１８ｂが形成された前記基材１４の一方の主面１４ａおよび他方の主面１４ｂに、例えばスパッタによりＮｉ等のシード層を形成した後、前記シード層上に例えば電解メッキによりＣｕ層を形成する。次に、前記Ｃｕ層上にエッチングレジストを塗布し、露光現像した後、不要なＣｕ層をエッチングするとともに、前記エッチングレジストを除去することによりが形成される。
こうして、本実施形態の回路基板１０を得る。

次に、上記基材１４の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記基材１４としては、前記Ａｌ地金１３に陽極酸化処理を施した後にエッチング処理等により、厚み方向に複数の貫通孔１５ｃを備えた多孔板状に形成されることが好ましい。上記基材１４としては、前記Ａｌ（弁金属）の酸化物であるＡｌ_２Ｏ_３が好ましく、多孔板状のポーラスアルミナ基板であることがより好ましい。また、上記基材１４は、単層が好ましいがこれに限定するものではなく、例えば複数層積層してもよい。尚、上記基材１４を複数層積層する場合には、前記互いに隣接する基材と基材との間に、複数の接続電極を所定の配列ピッチで配設することが好ましい。このとき、前記接続電極の配列ピッチは前記貫通孔１５ｃの配列ピッチよりも小さいことが好ましい。

次に、上記スルーホール導体１６の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記スルーホール導体１６としては、Ｃｕが好ましいが、これに限定するものではなく、例えば、Ａｇ，Ａｕ，Ａｌの単体もしくはそれらの合金であってもよい。また、上記スルーホール導体１６は、厚み方向に貫通する複数の貫通孔１５ｃを備えたポーラスアルミナ基板からなる基材１４の前記貫通孔１５ｃの内部に例えば電解メッキにより柱状に形成されることが好ましい。上記スルーホール導体１６の直径は数ｎｍ〜数十ｎｍ（例えば４０ｎｍφ）であることが好ましい。また、上記スルーホール導体１６の長さ（高さ）は特に制限はないが数μｍ〜数百μｍ（例えば３００μｍ）であればよく、より好ましくは数十μｍ〜数百μｍが好ましい。また、上記スルーホール導体１６の配列ピッチは、数ｎｍ〜数十ｎｍ（例えば８０ｎｍ）であることが好ましい。また、前記スルーホール導体１６の直径の２倍以上であることがより好ましい。

次に、上記絶縁層１８ａ，１８ｂの好ましい実施形態は次の通りである。即ち、上記絶縁層１８ａ，１８ｂとしては、感光性絶縁樹脂が好ましく、より具体的には、エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ），ポリイミド（ＰＩ）等が好ましい。また、その厚さは、１〜１００μｍ（例えば１０μｍ）が好ましい。前記絶縁層１８ａ，１８ｂの形成方法は、前記基材１４の一方の主面及び他方の主面に、前記感光性絶縁樹脂を例えばスピンコート法により一様な厚さで塗布した後、露光現像して所定の箇所に開口を設けることが好ましい。

次に、上記配線１２ａ、１２ｂの好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記配線１２ａ，１２ｂとしては、Ｃｕが好ましいが、これに限定するものではなく、例えば、Ａｇ，Ａｕ，Ａｌの単体もしくはそれらの合金であってもよい。上記配線１２ａ，１２ｂは、上記絶縁層が形成された基材１４の一方の主面１４ａおよび他方の主面１４ｂに、例えばスパッタによりＮｉ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ等のシード層を形成した後、前記シード層上に無電解メッキや電解メッキによりＣｕ層を形成する。次に、前記Ｃｕ層上にエッチングレジストを塗布し、露光現像した後、不要なＣｕ層をエッチングするとともに、前記エッチングレジストを除去する。また、上記配線１２ａ，１２ｂの厚さは１μｍ〜１００μｍ（例えば１８μｍ）が好ましい。また、上記配線１２ａ，１２ｂの表面に、Ｎｉ／Ａｕメッキ、Ｎｉ／Ｓｎメッキ、プリフラックス、処理、防錆処理等の表面処理を施すことが好ましい。上記配線１２ａ，１２ｂの互いに対応する部分の幅寸法は、前記スルーホール導体１６の配列ピッチの２倍以上であることが好ましい。これにより、前記配線１２ａ，１２ｂに対して、スルーホール導体１６の位置が多少位置ずれしたとしても、少なくとも複数のスルーホール導体１６により前記配線１２ａ，１２ｂ同士が互いに導電接続される。

次に、上記Ａｌ地金の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記Ａｌ地金としては、１枚のＡｌ地金から１個の回路基板を作成してもよいし、１枚のＡｌ地金から複数の回路基板を作成してもよい。１枚のＡｌ地金から１個の回路基板を作成する場合には、例えば、長さ５ｍｍ×幅５ｍｍ〜長さ２０ｍｍ×幅２０ｍｍ、厚さ５０μｍ〜５００μｍが好ましい。また、１枚のＡｌ地金から複数の回路基板を作成する場合には、例えば長さ２００ｍｍ×幅２００ｍｍ〜長さ５０ｍｍ×幅５０ｍｍ、厚さ５０μｍ〜５００μｍが好ましい。

次に、上記貫通孔１５ｃの好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記貫通孔１５ｃとしては、直径は数ｎｍ〜数十ｎｍ（例えば４０ｎｍ）であることが好ましく、前記貫通孔１５ｃの長さ（深さ）は特に限定はないが、数μｍ〜数百μｍ（例えば３００μｍ）であることが好ましい。また、上記貫通孔１５ｃの配列ピッチは、数十ｎｍ（例えば８０ｎｍ）であることが好ましい。また、上記貫通孔１５ｃは、上記Ａｌ地金１３の一方の主面１３ａに陽極酸化処理を施すことにより前記一方の主面１３ａから他方の主面１３ｂに向かって該Ａｌ地金１３の厚さ方向に複数の凹部１５ｂを形成した後、前記凹部１５ｂの底部をエッチング等により除去して他方の主面１４ｂ側に開口するように形成されることが好ましい。

次に、上記絶縁性樹脂１７の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記絶縁性樹脂１７としては、熱硬化性樹脂、ＵＶ硬化性樹脂、が好ましいが、これに限定するものではなく、例えば、熱可塑性樹脂であってもよい。上記絶縁性樹脂層１７は、上記多孔板状の基材１４の端面を覆うように、スパッタ、エッチング、印刷、インクジェット、ローラー転写などの方法により形成されることが好ましく、その厚さは５μｍ〜５０μｍが好ましい。尚、上記基材１４を分割して複数の基材を得る場合には、分割後のそれぞれの基材１４の端面が絶縁性樹脂１７で被覆されていることが好ましい。

また、上記陽極酸化処理の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記Ａｌ地金を陽極酸化浴中に浸漬して所定の電圧を印加することにより、自己組織的にそれぞれほぼ一様な深さを有する複数の凹部１５ｂを形成することができる。上記陽極酸化処理としては、例えば、陽極酸化浴（濃度０．５ｍｏｌ／ｌのシュウ酸、温度２０℃）中で印加電圧を５０Ｖ一定の条件で、前記第１のグループに属する凹部１５ｂがそれぞれ例えば深さ約３００μｍとなるように行なうことが好ましい。この際、前記凹部１５ｂの配列ピッチは、印加する電圧値を増減することにより、所望の値に調整することができる。例えば、印加電圧を増加させると上記凹部１５ｂの配列ピッチは大きくなり、反対に、印加電圧を減少させると上記凹部１５ｂの配列ピッチは小さくなる。

尚、本実施形態においては、上記のように陽極酸化時の印加電圧により所定の配列ピッチで凹部１５ｂを形成したが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、必要により、例えば上記Ａｌ地金１３の一方の主面に、２次元三角格子状の三角格子をなす突起の格子定数８０ｎｍで、例えば複数の微小突起を備えたＳｉＣ製の押型で押圧する所謂インデンテーションを行なった後に、上記と同様の陽極酸化処理を行なってもよい。また、例えば、単一の微小突起を有する例えば円錐状の押型を用いて、所定の配置になるように複数回押圧を繰り返してもよい。

尚、上記陽極酸化処理の後、必要により、上記基材１４の他方の主面１４ｂ側の残部のＡｌ地金を除去する工程を付加してもよい。上記除去としては、機械研削や化学エッチングが好ましい。機械検索としては、ラップ研磨等が好ましい。また、化学エッチングとしては、上記基材１４の他方の主面１４ｂ側を例えばＨｇＣｌ_２溶液中に浸漬して、化学エッチングすることが好ましい。

次に、上記絶縁体層ｄの好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記絶縁体層ｄとしては、前記Ａｌ地金１３に陽極酸化処理を施すことにより、前記Ａｌ地金１３の前記一方の主面から前記Ａｌ地金の内部に向かって層状に形成されることが好ましい。上記基材１４と同様に、Ａｌ酸化物のＡｌ_２Ｏ_３であることが好ましい。この場合、該絶縁体層ｄの誘電率は約１０である。

次に、上記シード層Ｓの好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記シード層Ｓとしては、Ｎｉが好ましいが、これに限定するものではなく、例えば、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕの単体もしくはそれらの合金であってもよい。上記シード層Ｓは、上記多孔板状のポーラスアルミナ基板からなる基材１４の一方の主面１４ａ上に、例えばスパッタ、蒸着、ＣＶＤ，無電解メッキ等により層状に形成されることが好ましい。また、その厚さは０．１μｍ〜１０μｍ（例えば１μｍ）であることが好ましい。

（実施例）
まず、長さ５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ５００μｍのＡｌ製の地金１３を準備した。次に、該Ａｌ地金１３の前記一方の主面１３ａを陽極酸化浴（濃度０．５ｍｏｌ／ｌのシュウ酸溶液、温度２０℃）中に浸漬して酸化電圧５０Ｖ一定の条件で陽極酸化処理を施し、それぞれ内径４０ｎｍ、配列ピッチが８０ｎｍの複数の凹部１５ｂを形成した。次に、前記凹部１５ｂの底部をそれぞれ化学エッチングにより除去して他方の主面側１４ｂに開口した複数の貫通孔１５ｃを備えたポーラスアルミナ基板からなる基材１４を形成した。次に、前記基材１４の他方の主面にスパッタによりＮｉからなる厚さ１μｍのシード層Ｓを形成した。次に、前記シード層Ｓを給電電極として、Ｃｕ電解メッキにより、前記複数の貫通孔１５ｃ内にそれぞれ前記シード層Ｓを基端ｂとする柱状のスルーホール導体１６を形成した。次に、前記シード層Ｓおよび前記基材１４の一方の主面１４ａ側をそれぞれ化学エッチングにより除去して、前記複数のスルーホール導体１６の両端を前記基材１４の一方の主面および他方の主面にそれぞれ露出させた。次に、前記基材１４の一方の主面１４ａ及び他方の主面１４ｂにそれぞれスピンコート法によりエポキシ樹脂系の感光性絶縁性レジストを塗布し、露光現像して、選択された複数のスルーホール導体１６の端部を露出する開口ＯＰ備えた厚さ１０μｍの絶縁層１８ａ，１８ｂを形成した。次に、前記絶縁層１８ａ、１８ｂが形成された前記基材１４の一方の主面１４ａ及び他方の主面１４ｂ上にスパッタによりＮｉからなる厚さ１μｍのシード層Ｓを形成した後、電解メッキにより厚さ１８μｍのＣｕ層を形成した。さらにこのＣｕ層上にレジストを形成し、露光現像したのち、エッチングして前記Ｃｕ層の不要部分及び前記レジストを除去して配線１２ａ，１２ｂを形成し、本発明の実施例の回路基板１０を得た。

上記で得られた回路基板１０の試料２０個について、テスターを用いて前記一方の主面１４ａの配線１２ａと前記他方の主面１４ｂの配線１２ｂとの接続状態を確認した結果、それぞれ良好な接続状態を有するものであって、接続不良等の不具合は発見されなかった。

尚、本発明の回路基板の製造方法の第１の実施形態は、先に示した一例に限定するものではなく、例えば、以下のように変形してもよい。
前記陽極酸化処理により複数の凹部１５ｂを形成する工程と前記凹部１５ｂの底部をエッチング等により除去する工程との間に、前記基材１４の他方の主面側の残部のＡｌ地金を除去する工程を付加してもよい。

次に、本発明の実施形態の回路基板を用いた回路モジュールの第１の実施形態について、図８を用いて説明する。図８は、本発明の実施形態の回路基板１０を備える第１の実施形態の回路モジュール２０を示す縦断面図である。該回路モジュール２０は、回路基板１０と該回路基板１０の一方の主面上に実装された電子部品２１ａ，２１ｂ，２１ｃとから構成されている。前記回路基板１０は、前記第１の実施形態の回路基板１０と同様に、板状の基材１４と、該基材１４を厚み方向に貫通するように設けられた複数のスルーホール導体１６と、前記基材１４の一方の主面及び他方の主面に、それぞれ設けられた絶縁層１８ａ，１８ｂと配線１２ａ，１２ｂとを有する。そして、前記基材１４は複数の貫通孔を備えたポーラスアルミナ基板であり、前記絶縁層１８ａ，１８ｂは、前記複数のスルーホール導体１６の端部のうちの選択された複数のスルーホール導体１６の端部を除いて被覆するとともに、前記配線１２ａ、１２ｂは、前記基材１４の一方の主面および他方の主面に、少なくとも一部が互いに対向するように設けられ、前記選択されたスルーホール導体１６のうちの少なくとも複数のスルーホール導体１６により互いに導電接続されている。
そして、前記回路基板１０の一方の主面１４ａの配線１２ａに、それぞれ例えば半田や導電性接着剤等の導電性接合材２３を介して前記電子部品２１ａ，２１ｂ，２１ｃが実装されている。これにより、前記回路基板１０の一方の主面に搭載された電子部品２１ａ，２１ｂ，２１ｃと前記回路基板の他方の主面の配線１２ｂとがそれぞれ複数のスルーホール導体１６を介して接続されている。尚、回路基板１０の他方の主面に設けられた配線１２ｂは、実装用ランドとしての機能を有し、例えば、図示省略したマザーボード等の表面のランド上に導電性接合材を介して導電接続される。

次に、本発明の回路基板を用いた回路モジュールの第２の実施形態について、図９を用いて説明する。図９は本発明の実施形態の回路基板１０を備える第２の実施形態の回路モジュール３０を示す縦断面図である。該回路モジュール３０は、上記第１の実施形態と同様の互いに鏡像の関係の構造を有する複数の回路モジュールが回路基板１０，１０’のそれぞれ他方の主面側の配線１２ｂ１，１２ｂ２同士が互いに対向するように積層されたものである。そして、互いに隣接する前記回路基板１０，１０’の相対向する配線１２ｂ１，１２ｂ２同士が、それぞれ例えば半田や導電性接着剤等の導電性接合材３３により接続されている。このとき、前記回路基板１０の他方の主面側の配線１２ｂ１は一方の主面の配線１２ａ１と複数のスルーホール導体１６を介して接続されており、前記回路基板１０’の他方の主面側の配線１２ｂ２も、一方の主面の配線１２ａ２とそれぞれ複数のスルーホール導体１６を介して接続されている。このため、複数の回路基板１０，１０’のうちの互いに隣接する一方の回路基板１０のスルーホール導体１６の位置と他方の回路基板１０’のスルーホール導体１６の位置とを正確に位置合わせしなくとも、接続の不具合を生じることなく安定生産することができる。その他の構成は先の第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。

次に、本発明の実施形態の回路基板を用いた回路モジュールの第３の実施形態について、図１０を用いて説明する。図１０は本発明の実施形態の回路基板１０を備える第３の実施形態の回路モジュール４０を示す縦断面図である。該回路モジュール４０は、本発明の実施形態の回路基板１０と、該回路基板１０の一方の主面に実装された電子部品４１ａと、該回路基板１０の他方の主面に実装された電子部品４１ｂ、４１ｃとを備える。さらに、前記回路基板１０の前記他方の主面には、前記実装された電子部品４１ｂ，４１ｃを取り囲むように、枠型の接続基板１０”が積層されている。該接続基板１０”は、枠型板状の基材１４”と、該基材１４”を厚み方向に貫通するように設けられた複数のスルーホール導体１６と、前記基材１４”の一方の主面および他方の主面にそれぞれ設けられた接続電極１２ｃ１，１２ｃ２と、を有する。

また、上記第３の実施形態の回路モジュール４０においては、前記枠型の基材１４”は複数の貫通孔を備えたポーラスアルミナ基板であり、前記接続電極１２ｃ１，１２ｃ２は、前記基材１４”の一方の主面及び他方の主面に、少なくとも一部が互いに対向するように設けられ、前記複数のスルーホール導体１６のうちの少なくとも複数のスルーホール導体１６により互いに導電接続されている。このため、前記回路基板１０のスルーホール導体の位置と前記接続基板１０”のスルーホール導体１６の位置とを正確に位置合わせしなくとも、接続の不具合を生じることなく安定生産可能な回路モジュールを提供することができる。そして、本実施形態においては、前記基材１４”がリードアレイと同様の機能を有し、図示省略したマザーホード等の主面上のランドに導電接続して用いられる。

本発明によれば、配線の高密度化が可能な回路基板及び該回路基板を用いた回路モジュールを利用した軽薄短小の各種電子機器の用途に好適である。

本発明の回路基板の第１の実施形態の内部構造を透視した部分拡大平面図である。上記第１の実施形態の回路基板の内部構造を示す上記図１のＢ−Ｂ線における縦断面図である。本発明の回路基板の製造方法の第１の実施形態の一例を示すフローチャートである。本発明の回路基板の製造方法の第１の実施形態の一例の各工程を示す縦断面図である。上記回路基板の製造方法の第１の実施形態の一例の各工程を示す縦断面図である。上記回路基板の製造方法の第１の実施形態の一例のポーラスアルミナ基板を示す走査型電子顕微鏡による平面の拡大写真である。上記回路基板の製造方法の第１の実施形態の一例のポーラスアルミナ基板を示す走査型電子顕微鏡による縦断面の拡大写真である。本発明の回路モジュールの第１の実施形態の一例の内部構造を示す断面図である。本発明の回路モジュールの第２の実施形態の一例の内部構造を示す断面図である。本発明の回路モジュールの第３の実施形態の一例の内部構造を示す断面図である。背景技術の回路基板の内部構造を示す断面図である。

符号の説明

１０，１０’，１０”，：回路基板
１１：支持体
１１ａ，１１ｂ：押型
１１ａ，１１ｂ：微小突起
１２ａ，１２ａ１，１２ａ２，１２ｂ，１２ｂ１，１２ｂ２：配線
１２ｃ１，１２ｃ２：接続電極
１３：Ａｌ地金
１３ａ：一方の主面
１３ｂ：他方の主面
１４：基材
１４ａ：一方の主面
１４ｂ：他方の主面
１５ａ：微小凹部
１５ｂ：凹部
１５ｃ：貫通孔
１６：スルーホール導体
１７：絶縁性樹脂層
１８ａ，１８ａ１，１８ａ２，１８ｂ，１８ｂ１，１８ｂ２：絶縁性樹脂層
２０：回路モジュール
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ：電子部品
２３：導電性接合材
３０：回路モジュール
３１ａ１，３１ａ２，３１ｂ１，３１ｂ２，３１ｃ１，３１ｃ２：電子部品
３３：導電性接合材
４０：回路モジュール
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ：電子部品
４３：導電性接合材
ｂ：基端
ｄ：絶縁体層（Ａｌ_２Ｏ_３）
ＯＰ：開口
Ｐ：配列ピッチ
Ｓ：シード層
ｔ：先端
Ｗａ，Ｗｂ：幅寸法

Claims

厚み方向に貫通するように設けられた複数の貫通孔を備えたポーラスアルミナ基板からなる板状の基材と、前記複数の貫通孔内にそれぞれ形成された複数のスルーホール導体と、前記基材の一方の主面及び他方の主面に、それぞれ設けられた絶縁層と、前記基材の一方の主面及び他方の主面に、それぞれ設けられた配線と、を有する回路基板において、
前記絶縁層は、前記複数のスルーホール導体のうち選択された第１の複数のスルーホール導体の形成領域を被覆するように前記両主面にそれぞれ設けられるとともに、
前記配線は、前記複数のスルーホール導体のうちの前記第１の複数のスルーホール導体以外の第２の複数のスルーホール導体の形成領域を被覆するように前記両主面にそれぞれ設けられ、前記第２のスルーホール導体のうちの少なくとも複数のスルーホール導体により互いに導電接続されており、前記配線の互いに対向する部分の幅寸法が前記スルーホール導体の配列ピッチの２倍以上であり、前記基材の端面は絶縁性樹脂で被覆されている
ことを特徴とする回路基板。
板状のＡｌ地金を準備し、該Ａｌ地金に陽極酸化処理を施して該Ａｌ地金の一方の主面から他方の主面に向かって前記Ａｌ地金の厚さ方向に複数の凹部を形成する工程と、
前記凹部の底部を除去して他方の主面側に開口する複数の貫通孔を備えたポーラスアルミナ基板からなる基材を形成する工程と、
前記基材の端面を絶縁性樹脂で被覆する工程と、
前記基材の一方の主面または他方の主面にシード層を形成する工程と、
前記シード層を給電電極として電解メッキにより前記複数の貫通孔内にそれぞれ柱状のスルーホール導体を形成する工程と、
前記基材からシード層を除去して前記複数のスルーホール導体の両端を前記基材の一方の主面及び他方の主面にそれぞれ露出させる工程と、
得られた基材の一方の主面及び他方の主面に、前記複数のスルーホール導体のうちの選択された第１の複数のスルーホール導体の端部を露出する開口を備え、前記複数のスルーホール導体のうちの前記第１の複数のスルーホール導体以外の第２の複数のスルーホール導体の端部を被覆する絶縁層を形成する工程と、
得られた基材の一方の主面及び他方の主面に、互いに対向する部分の幅寸法が前記スルーホール導体の配列ピッチの２倍以上となるように、前記絶縁層の開口に露出する前記第１の複数のスルーホール導体のうちの少なくとも複数のスルーホール導体に接続するように配線を形成する工程と、を有することを特徴とする回路基板の製造方法。
請求項１記載の回路基板上に電子部品が実装されたことを特徴とする回路モジュール。
前記回路基板が複数積層され、互いに隣接する前記回路基板の相対向する配線同士が導電性接合材により接続されていることを特徴とする請求項３記載の回路モジュール。
枠型板状の基材と、該基材を厚み方向に貫通するように設けられた複数のスルーホール導体と、前記基材の一方の主面および他方の主面にそれぞれ設けられた接続電極と、を有する接続基板上に、請求項１記載の回路基板が積層されていることを特徴とする回路モジュール。
前記枠型の基材は複数の貫通孔を備えたポーラスアルミナ基板であり、前記接続電極は、前記基材の一方の主面および他方の主面に少なくとも一部が互いに対向するように設けられ、前記複数のスルーホール導体のうちの少なくとも複数のスルーホール導体により互いに導電接続されていることを特徴とする請求項５記載の回路モジュール。