JPH09162553A - 多層印刷配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造プロセスの簡易化を図りながら、より高
密度の配線および実装もでき、かつ信頼性の高い印刷配
線板を歩留まりよく製造できる方法の提供。 【解決手段】 一主面に導電性金属箔1aを有し、他主面
が配線パターン2a化された配線素板３の前記配線パター
ン2a形成面に、合成樹脂系シート4aの主面を対接させて
積層的に配置する工程と、前記配線パターン2aとの間で
電気的な接続部を形成する導電性バンプ5aが一主面に設
けられた導電性金属箔1bを、前記合成樹脂系シート4a主
面上に位置決めし積層配置する工程と、前記積層体を加
圧し合成樹脂系シート4aの厚さ方向に導電性バンプ5a先
端部を貫挿させ、対向する配線パターン2aに対する貫通
型の導体配線部５を形成する工程と、前記外層として位
置している両導電性金属箔1a，に選択的なエッチング処
理を施して配線パターニング2bする工程とを有すること
を特徴とする多層印刷配線板の製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は多層印刷配線板の製
造方法に係り、さらに詳しくは高信頼性で、かつ高密度
な配線，実装が可能な多層印刷配線板の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、多層印刷配線板は、一般
的に、次のような手段で製造されている。先ず、絶縁性
基板両面に張られた導電性金属箔（たとえば銅箔）を、
それぞれ配線パターニングした後、その配線パターン面
上に絶縁シート（たとえばプリプレグ）を介して銅箔を
積層，配置し、加熱加圧により一体化する。その後、た
とえばドリル穴明け加工によって、両面間を貫通する穴
を穿設し、この穴内壁面にメッキ処理を施して、両面間
の電気的な接続を行った後、表面（外層）銅箔について
配線パターニングして、両面型印刷配線板を製造してい
る。そして、より配線層の多い多層印刷配線板の場合
は、中間に介挿させる両面型印刷配線板数を増やす方式
で製造されている。

【０００３】また、前記多層印刷配線板の製造方法にお
いて、次のような配線層間の電気的な接続方法も知られ
ている。すなわち、両面銅箔張り絶縁基板の所定位置に
穴明けし、この穴内に導電性ペーストを印刷法などによ
って流し込み、流し込んだ導電性ペーストの樹脂分を硬
化させて、配線層間を電気的に接続する方法も行われて
いる。さらに、多層印刷配線板の製造過程で、たとえば
銅箔面に予め形設しておいた導電性バンプの先端部を、
層間絶縁層形成用の合成樹脂系シートを貫通させて、配
線パターン層間の電気的な接続を行う方式も知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、配線パターン
層間の電気的な接続にメッキ法を利用する手段は、絶縁
基板に配線パターン層間の電気的な接続用の穴明け（穿
穴）加工、穿設した穴内壁面を含めたメッキ処理工程な
どを要し、印刷配線板の製造工程が冗長であるととも
に、工程管理も繁雑であるという欠点がある。一方、配
線層間の電気的な接続用の穴に、導電性ペーストを印刷
などにより埋め込む方法の場合も、前記メッキ法の場合
と同様に穴明け工程を必要とする。しかも、穿設した穴
内に、一様に導電性ペーストを流し込み，埋め込むこと
が難しく、電気的な接続の信頼性に問題があった。

【０００５】いずれにしても、前記穴明け工程を要する
ことは、印刷配線板のコストや歩留まりなどに反映し、
低コスト化などへの要望に対応できない。また、前記配
線パターン層間を導電体穴の設置で行った場合は、その
導電体穴の領域に配線を形成，配置できないし、電子部
品を搭載することもできない。つまり、配線密度の向上
が制約されるとともに、電子部品の実装密度の向上も阻
害されるという問題がある。

【０００６】一方、多層印刷配線板の構成において、導
電性バンプの先端部を合成樹脂系シート（層間絶縁層）
を貫通させ、配線パターン層間の電気的な接続を行う方
式の場合は、次のような問題がある。すなわち、多層印
刷配線板の内層配線パターン層間の電気的に接続部を成
す導電性バンプの位置ずれなどを発生する恐れがあり、
多層印刷配線板の信頼性が懸念される。

【０００７】本発明は上記事情に対処してなされたもの
で、製造プロセスの簡易化を図りながら、より高密度の
配線および実装もでき、かつ信頼性の高い印刷配線板を
歩留まりよく製造できる方法の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、一主
面に導電性金属箔を有し、他主面が配線パターン化され
た配線素板の前記配線パターン形成面に、合成樹脂系シ
ート主面を対接させて積層的に配置する工程と、前記配
線パターンとの間で電気的な接続部を形成する導電性バ
ンプが一主面に設けられた導電性金属箔を、前記合成樹
脂系シート主面上に位置決めし積層配置する工程と、前
記積層体を加圧し合成樹脂系シートの厚さ方向に導電性
バンプ先端部を貫挿させ、対向する配線パターンに対す
る貫通型の導体配線部を形成する工程と、前記外層とし
て位置している両導電性金属箔に選択的なエッチング処
理を施して配線パターニングする工程とを有することを
特徴とする多層印刷配線板の製造方法である。

【０００９】請求項２の発明は、一主面に導電性金属箔
を有し、他主面が配線パターン化された配線素板の前記
配線パターン形成面に、合成樹脂系シート主面を対接さ
せて積層的に配置する工程と、前記配線パターンとの間
で電気的な接続部を形成する導電性バンプが一主面に設
けられた導電性金属箔を、前記合成樹脂系シート主面上
に位置決めし積層配置する工程と、前記積層体を加圧し
合成樹脂系シートの厚さ方向に導電性バンプ先端部を貫
挿させ、対向する配線パターンに対する貫通型の導体配
線部を形成する工程と、前記導電性金属箔のうち一方の
導電性金属箔に選択的なエッチング処理を施して配線パ
ターニングする工程と、前記各工程を少なくとも１回繰
り返した後の最終配線パターニング工程で外層の両導電
性金属箔に選択的なエッチング処理を施して配線パター
ニングする工程とを有することを特徴とする多層印刷配
線板の製造方法である。

【００１０】すなわち、本発明は、層間絶縁体層を成す
合成樹脂系シートに、導電性バンプを圧入・貫挿させて
配線パターン層間の電気的な接続を行う手段をとった多
層印刷配線板の製造方法において、前記合成樹脂系シー
トに導電性バンプを圧入・貫挿する工程では、導電性バ
ンプを圧入・貫挿する方向に導電性金属箔を一体的に積
層配置しておき、前記導電性バンプの圧入・貫挿に対し
て、変形防止ないし補強的に作用させることを骨子とす
るものである。

【００１１】そして、このような本発明は、導電性バン
プを圧入・貫挿する工程において、押圧される方向（圧
入・貫挿される方向）に、外層として、予め導電性金属
箔を一体的に積層配置しておいた場合、層間絶縁体層を
成す合成樹脂系シートの変形などが容易に抑制され、ま
た、圧入・貫挿される導電性バンプの位置ずれ，変形も
効果的に防止されるという知見に基づいてなされもので
ある。なお、前記導電性バンプを圧入・貫挿させる合成
樹脂系シートの厚さに対して、導電性バンプ先端部が対
接する配線パターン層を支持する絶縁体層（配線素板の
層間絶縁層）が３倍以上の厚さになると、圧入・貫挿さ
れる導電性バンプの位置ずれ，変形などは、より効果的
に防止もしくは回避できることも確認された。

【００１２】本発明において、導電性バンプを形設する
導電性金属箔体としては、たとえばCu厚さ10〜50μm 程
度の箔，Al箔などが挙げられる。また、導電性バンプ
は、所定の位置に精度よく貫通型の導体配線部を形成す
るため、合成樹脂系シートを容易に貫挿し得るように略
円錐型もしくは角錐型に選択，設定されることが望まし
い。ここで、略円錐型もしくは角錐型は、厳密なもので
なく、たとえばガラスクロス入り合成樹脂系シートなど
でも、ガラスクロスを掻き分けて貫挿し得る程度に先端
が尖っていればよい。

【００１３】前記導電性バンプは、たとえば銀，金，
銅，半田粉などの導電性粉末、これらの合金粉末もしく
は複合（混合）金属粉末と、たとえばポリカーボネート
樹脂，ポリスルホン樹脂，ポリエステル樹脂，フェノキ
シ樹脂，フェノール樹脂，ポリイミド樹脂などのバイン
ダー成分とを混合して調製された導電性組成物、あるい
は導電性金属などで構成される。そして、前記導体バン
プの形設は、たとえば比較的厚いメタルマスクを用いた
印刷法により、アスペクト比の高い導電性バンプを形成
できる。なお、導電性バンプの高さは、一般的に、 0.1
〜 0.4mm程度が望ましい。ここで、導電性バンプは、硬
・軟など性状の異なる導電性ペストを組合わせて成る多
層構造、多層シェル構造でもよい。

【００１４】本発明において、前記導電性バンプ先端部
が貫挿して、貫通型の導体配線部を形成する合成樹脂系
シートとしては、たとえば熱可塑性樹脂フイルム（シー
ト）が挙げられ、またその厚さは0.05〜 0.8mm程度が好
ましい。ここで、熱可塑性樹脂シートとしては、たとえ
ばポリカーボネート樹脂，ポリスルホン樹脂，熱可塑性
ポリイミド樹脂，４フッ化ポリエチレン樹脂，６フッ化
ポリプロピレン樹脂，ポリエーテルエーテルケトン樹脂
などのシート類が挙げられる。また、硬化前状態に保持
される熱硬化性樹脂シートとしては、エポキシ樹脂，ビ
スマレイミドトリアジン樹脂，ポリイミド樹脂，フェノ
ール樹脂，ポリエステル樹脂，メラミン樹脂，あるいは
ブタジェンゴム，ブチルゴム，天然ゴム，ネオプレンゴ
ム，シリコーンゴムなどの生ゴムのシート類が挙げられ
る。これら合成樹脂は、単独でもよいが、絶縁性無機物
や有機物系の充填物を含有してもよく、さらに、ガラス
クロスやマット、有機合成繊維布やマット、あるいは紙
などの補強材と組み合わせて成るシートであってもよ
い。

【００１５】本発明において、導電性バンプを形設した
導電性金属箔の主面に、合成樹脂系シート主面を対接さ
せて積層，配置して成る積層体をそのまま、もしくは加
熱して加圧するとき、合成樹脂系シートを載置する基台
（当て板）として、寸法や変形の少ない金属板もしくは
耐熱性樹脂板、たとえばステンレス板，真鍮板、ポリイ
ミド樹脂板（シート），ポリテトラフロロエチレン樹脂
板（シート）などを使用することが好ましい。この積層
体の加圧に当たり、加熱して合成樹脂系シートの樹脂分
が柔らかくなった状態で加圧し、導電性バンプ群の各先
端部を貫挿させると、より良好な導電性バンプ先端部の
貫挿を達成し得るからである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下図１ (a)〜 (e)および図２
(a)〜 (c)を参照して実施例を説明する。

【００１７】図１ (a)〜 (e)は、第１の実施例における
各製造工程での態様を模式的に示す断面図である。先
ず、一主面に厚さ約18μm の導電性金属箔1aを有し、他
主面が配線パターン2a化された厚さ約 0.1mmの配線素板
３の前記配線パターン2a形成面に、厚さ約 0.1mmの合成
樹脂系シート4aの主面を対接させて積層的に配置する。
ここで、配線素板３はガラスエポキシ系樹脂板で、導電
性金属箔1aと配線パターン2aとの間は、適宜、導電性接
続部５で接続されており、また、合成樹脂系シート4aは
ガラスエポキシ系樹脂プリプレグ、導電性金属箔1aは電
解銅箔である。

【００１８】次に、前記配線パターン2aとの間で電気的
な接続部を形成する円錐状の導電性バンプ（高さ0.25m
m，底面径 0.3mm）5aが一主面に設けられた導電性金属
箔1bを、前記合成樹脂系シート4a主面上に位置決めし積
層配置する。ここで、導電性金属箔1b面への導電性バン
プ5aの形成は次のように行われる。たとえば、導電性金
属箔1b面に、予め用意しておいた厚さ 0.3mmのステンレ
ス製メタルスクリーンを位置合わせ・配置して、Agペー
ストの印刷，乾燥を数回繰り返して所要の高さの円錐状
突起を形成してから、 150℃の熱風オーブン中でAgペー
ストを硬化させたものである。図１ (a)は、前記配線素
板３，合成樹脂系シート4aおよび導電性バンプ5aが設け
られた導電性金属箔1bを位置決め、積層した状態を示す
断面図である。 その後、前記積層体を加圧し合成樹脂
系シート4aの厚さ方向に導電性バンプ5a先端部を貫挿さ
せ、対向する配線パターン2aに対する貫通型の導体配線
部５を形成し、図１ (b)に示すような両面導電性金属箔
1a，1b張り基板を形成する。この両面導電性金属箔1a，
1b張り基板の一方の導電性金属箔1aについて、選択的な
エッチング処理を施して配線パターニング2bし、配線素
板３′を形成しててから、図１ (c)に示すごとく、前記
配線素板３′の配線パターン2b形成面に、この配線パタ
ーン2bとの間で電気的な接続部を形成する導電性バンプ
5bが一主面に設けられた導電性金属箔1cを、前記合成樹
脂系シート4bを介して位置決めし積層配置する。

【００１９】次いで、前記積層体を加圧し合成樹脂系シ
ート4bの厚さ方向に導電性バンプ5b先端部を貫挿させ、
対向する配線パターン2bに対する貫通型の導体配線部５
を形成し、図１ (d)に示すような両面導電性金属箔1b，
1c張り基板を形成する。続いて、前記両面導電性金属箔
1b，1cについて、それぞれ選択的なエッチング処理を施
して配線パターニング2c，2dすることによって、図１
(e)に示すような４層型の印刷配線板を作成した。

【００２０】なお、前記積層体を加圧して、両面導電性
金属箔1a，1b張り基板や、両面導電性金属箔1b，1c張り
基板を製造する際、導電性金属箔の各裏面に、厚さ15μ
m 程度のアルミ箔および厚さ 3mm程度のシリコーンゴム
板を被押圧体として配置し、さらに当て板を配置した。
この状態で加熱，加圧，冷却機構付きのプレス装置にセ
ットし、 175℃，樹脂圧 2 MPaで加圧したまま冷却した
後取り出酢方式をとった。また、導電性金属箔のパター
ニングは、通常のエッチングレジストインク（商品名，
PSR-4000 H，製造元：太陽インキKK）をスクリーン印刷
し、配線（導体）パターン部をマスクしてから、塩化第
２銅をエッチング液としてエッチング処理後、レジスト
マスク剥離することによって行った。

【００２１】前記作成した４層型の印刷配線板（20枚）
について、通常実施されている電気チェックを行ったと
ころ、全ての接続に不良ないし信頼性などの問題が認め
られなかった。さらに、前記配線パターン2a，2b，2c，
2d間の接続の信頼性を評価するため、ホットオイルテス
トで（ 260℃のオイル中に10秒浸漬，20℃のオイル中に
20秒浸漬のサイクルを 1サイクルとして）、 500回行っ
ても不良発生は認められず、従来の銅メッキ法による場
合に比較して、導電（配線）パターン間の接続信頼性が
すぐれていた。つまり、簡略化された製造工程を採りな
がら、低コストで歩留まりよく、信頼性の高い多層印刷
配線板を得ることができた。

【００２２】図２ (a)〜 (c)は第２の実施例における各
製造工程での態様を模式的に示す断面図である。先ず、
両主面が配線パターン2a，2b化され、かつ両面導通型の
配線基板３′を用意し、前記第１の実施例に準じて、配
線パターン2a，2b形成面に、合成樹脂系シート4a，4bの
主面を対接させて積層的に配置する。ここで、配線基板
３′は厚さ 0.3mmのガラスエポキシ系樹脂板、合成樹脂
系シート4a，4bは厚さ0.1mmのガラスエポキシ系樹脂プ
リプレグである。

【００２３】次に、前記配線パターン2a，2bとの間でそ
れぞれ電気的な接続部を形成する円錐状の導電性バンプ
（高さ0.25mm，底面径 0.3mm）5a，5bが一主面にそれぞ
れ設けられた導電性金属箔1b，1cを、前記合成樹脂系シ
ート4a，4b主面上にそれぞれ位置決めし積層配置する。
ここで、導電性金属箔1b，1c面への導電性バンプ5a，5b
の形成は次のように行われる。たとえば、導電性金属箔
1b面に、予め用意しておいた厚さ 0.3mmのステンレス製
メタルスクリーンを位置合わせ・配置して、Agペースト
の印刷，乾燥を数回繰り返して所要の高さの円錐状突起
を形成してから、 150℃の熱風オーブン中でAgペースト
を硬化させたものである。図２ (a)は、前記配線基板
３′，合成樹脂系シート4a，4bおよび導電性バンプ5a，
5bが設けられた導電性金属箔1b，1cを位置決め、積層し
た状態を示す断面図である。

【００２４】その後、前記積層体を加圧し合成樹脂系シ
ート4a，4bの厚さ方向に、導電性バンプ5a，5b先端部を
それぞれ貫挿させ、対向する配線パターン2a，2bに対す
る貫通型の導体配線部５を形成し、図２ (b)に示すよう
な両面導電性金属箔1b，1c張り基板を形成する。この両
面導電性金属箔1b，1c張り基板の両導電性金属箔1b，1c
について、選択的なエッチング処理を施して配線パター
ニング2c，2dし、図２(c)に示すような４層型の印刷配
線板を作成した。

【００２５】前記作成した４層型の印刷配線板（20枚）
について、通常実施されている電気チェックを行ったと
ころ、全ての接続に不良ないし信頼性などの問題が認め
られなかった。さらに、前記配線パターン2a，2b，2c，
2d間の接続の信頼性を評価するため、ホットオイルテス
トで（ 260℃のオイル中に10秒浸漬，20℃のオイル中に
20秒浸漬のサイクルを 1サイクルとして）、 500回行っ
ても不良発生は認められず、従来の銅メッキ法による場
合に比較して、導電（配線）パターン間の接続信頼性が
すぐれていた。つまり、簡略化された製造工程を採りな
がら、低コストで歩留まりよく、信頼性の高い多層印刷
配線板を得ることができた。

【００２６】また、第２の実施例の場合は、中間の層間
絶縁体層の厚さを外側の層間絶縁体層の厚さよりも厚く
設定したことにより、積層体を加圧一体化する工程にお
いて、既に軽背されている中間の導体配線部５の変形や
位置ずれなども抑制・防止され、より信頼性の高い配線
パターン層間の接続が形成されていた。

【００２７】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの
変形をとることができる。たとえば、層間絶縁層はガラ
スエポキシ樹脂系プリプレグ以外の絶縁合成樹脂系シー
トでもよいし、導電性バンプもAgペースト以外の導電体
で形成してもよい。

【００２８】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、配線パターン
層間を接続する導電性バンプの変形や位置ずれなど起こ
すことが回避もしくは防止されるので、穿孔加工が不要
になることに伴う製造工程の簡略化と相俟って、コスト
的にも有利な信頼性の高い多層印刷配線板を提供でき
る。

【００２９】請求項２によれば、工程の繰り返しが多い
多層型印刷配線板の製造においては、大幅な工程数の低
減となり、生産性ないし量産性の向上に効果がある。

【００３０】さらに、共通することであるが、従来の多
層型印刷配線板などの製造工程で、必要不可欠であった
穴明け工程、メッキ工程が不要になることに伴い、製造
工程で発生する不良が大幅に抑えられ、歩留まりが向上
するばかりでなく、信頼性の高い印刷配線板が得られる
ことになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a)， (b)， (c)， (d)および (e)は、製造工
程順に一実施態様例を模式的に示す断面図。

【図２】(a)， (b)および (c)は、製造工程順に他の実
施態様例を模式的に示す断面図。

【符号の説明】

1a，1b，1c……導電性金属箔 2a，2b，2c，2d……配線パターン ３，３′……配線素板 4a，4b……合成樹脂系シート ５……導体配線部（層間接続部） 5a，5b……導電性バンプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一主面に導電性金属箔を有し、他主面が
   配線パターン化された配線素板の前記配線パターン形成
   面に、合成樹脂系シート主面を対接させて積層的に配置
   する工程と、 前記配線パターンとの間で電気的な接続部を形成する導
   電性バンプが一主面に設けられた導電性金属箔を、前記
   合成樹脂系シート主面上に位置決めし積層配置する工程
   と、 前記積層体を加圧し合成樹脂系シートの厚さ方向に導電
   性バンプ先端部を貫挿させ、対向する配線パターンに対
   する貫通型の導体配線部を形成する工程と、 前記外層として位置している両導電性金属箔に選択的な
   エッチング処理を施して配線パターニングする工程とを
   有することを特徴とする多層印刷配線板の製造方法。
2. 【請求項２】 一主面に導電性金属箔を有し、他主面が
   配線パターン化された配線素板の前記配線パターン形成
   面に、合成樹脂系シート主面を対接させて積層的に配置
   する工程と、 前記配線パターンとの間で電気的な接続部を形成する導
   電性バンプが一主面に設けられた導電性金属箔を、前記
   合成樹脂系シート主面上に位置決めし積層配置する工程
   と、 前記積層体を加圧し合成樹脂系シートの厚さ方向に導電
   性バンプ先端部を貫挿させ、対向する配線パターンに対
   する貫通型の導体配線部を形成する工程と、 前記導電性金属箔のうち一方の導電性金属箔に選択的な
   エッチング処理を施して配線パターニングする工程と、 前記各工程を少なくとも１回繰り返した後の最終配線パ
   ターニング工程で外層の両導電性金属箔に選択的なエッ
   チング処理を施して配線パターニングする工程とを有す
   ることを特徴とする多層印刷配線板の製造方法。