JPH1070363A - 印刷配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易なプロセスで、接続端子の狭ピッチ化に
よる高密度実装を可能とし、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】 キャリア金属層５面に張合わせられた銅
箔６を選択エッチングによって配線パターニングするす
る工程と、前記配線パターン６′の所要位置面に導体バ
ンプ８を形設する工程と、前記導体バンプ８形設面に熱
溶融性を有する合成樹脂系層９を形設する工程と、前記
合成樹脂系層９の厚さ方向に導体バンプ８先端部を挿
入，貫通させる工程と、前記導体バンプ８先端露出面を
配線基板10に対向させて積層し、加圧一体化して導体バ
ンプ８先端部を配線基板10の配線パターン 10b， 10c面
へ対接させ電気的に接続する工程と、前記キャリア金属
層５を除去する工程とを具備していことを特徴とする印
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】本発明は印刷配線板の製造方
法に係り、特に配線層間を貫通型の導体部で接続する構
成を備え、かつ高密度な実装が可能な印刷配線板の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】回路装置のコンパクト化などを図る手段
として、絶縁体層と配線パターン層とを交互に積層した
構成の多層印刷配線板が広く実用に供されている。そし
て、この種の多層印刷配線板においては、回路の高密度
化や高機能化の要求に対応し、配線パターン層の多層
化，配線パターン層間のスルホール接続もしくはビア接
続が行われている。

【０００３】そして、このような多層印刷配線板は、一
般的に、次のような工程を採って製造されている。たと
えば両面銅張り積層板に先ず穴明けを行った後、前記形
成した穴内壁面を含め全面に化学メッキを施し、さらに
電気メッキ処理で厚づけし、穴内壁面の金属層を厚くし
て信頼性を高める。

【０００４】次いで、前記両面の銅層を、たとえばフォ
トエッチング（写真法）処理し、所要の配線パターニン
グを行ってから、前記配線パターニング面に絶縁体層
（たとえばプリプレグ層）を介して銅箔を積層・配置し
て加圧一体化する。前記銅箔を一体化した状態で、穴明
け加工，メッキ処理による配線パターン層間の電気的な
接続および銅箔のパターニングの工程を繰り返し、ビア
接続部などを有する多層印刷配線板を製造している。

【０００５】また、前記メッキ処理などを伴う配線パタ
ーン層間の電気的な接続工程を簡略化するため、層間絶
縁体層を厚さ方向に貫挿させた導電性バンブの先端部
を、対向する配線パターン面へ対接もしくは圧接させ、
電気的なビア接続を行う方式も提案されている。

【０００６】図２ (a)〜 (b)は、ビア接続を導電性バン
プによって形成する多層印刷配線板の製造方法の実施態
様例を模式的に示した断面図である。先ず、紙−フェノ
ール樹脂基材から成る両面配線板１を内層コアとして用
意し、この両面配線板１のビアランド1a，1b面上に、た
とえば導電性ペーストを印刷，乾燥して導電性バンプ2
a，2bを形設する。

【０００７】次いで、絶縁性樹脂層３を介して電解銅箔
４を前記両面配線板１の両主面側にそれぞれ積層配置し
てから（図２ (a)）、加圧・加熱して一体化する。この
加圧・加熱一体化工程において、前記導電性バンプ2a，
2bは、対向する絶縁性樹脂層３をそれぞれ先端部が貫挿
し、塑性変形などを起こしながら銅箔４面に対接する一
方、相互が一体化してビア接続2a′，2b′が形成され
る。

【０００８】その後、スクリーン印刷法もしくは写真法
などによって、外層の銅箔４を所要の配線パターン4a，
4bにパターニングしてから、図２ (b)に図示するよう
な、銀スルホールコンビネーションのビア接続型多層印
刷配線板を製造している。なお、要すれば所定の位置に
スルホールを穿設し、このスルホールを銀ペーストで充
填もしくは内壁を銀ペーストコーティングして、銀スル
ホールコンビネーションのビア接続型多層印刷配線板を
製造することもできる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記例
示したように、外層の配線パターン4a，4bが基材面より
突出した構成を採っている場合、次のような不都合が認
められる。すなわち、前記印刷配線板の場合は、少なく
とも基材面に張られていた銅箔の厚さ分、外層配線（導
体）パターンパターン4a，4bが印刷配線板（基材）面よ
り突出している。したがって、たとえば半導体チップな
どの電子部品を半田付け・実装するとき、半田ブリッジ
を発生し易いという問題がある。特に、高密度配線もし
くは実装回路装置のコンパクト化などの要求に対応して
接続端子を狭ピッチ化した場合、前記半田ブリッジの発
生は、構成する回路装置の信頼性および製品の歩留まり
を大きく左右するので、実用面で由々しき問題を提起す
ることになる。

【００１０】この対策としては、外層の配線パターン4
a，4bを基材面に対してフラットに形設することが挙げ
られる。そして、外層の配線パターン4a，4bのフラット
化は、基材を所要のパターン状に凹面化加工し、この凹
面領域に、たとえば転写法やメッキ法などで選択的に導
電体を充填するか、あるいは加熱加圧して基材面から突
出している配線パターン4a，4bを基材に圧入する方法が
考えられる。

【００１１】しかし、上記方法は、いずれも工程，手段
が複雑で、量産性が劣るだけでなく、必然的にコストア
ップの招来となり、また、化学処理を伴うときには、環
境問題を提起する恐れもある。つまり、上記方法は実用
的に有効な手段とはいえず、実用的な手段の開発が待た
れている状況にある。

【００１２】本発明は上記事情に対処してなされたもの
で、簡易なプロセスで、接続端子の狭ピッチ化による高
密度実装を可能とし、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。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、キャ
リア金属層面に張合わせられた銅箔を選択エッチングに
よって配線パターニングするする工程と、前記配線パタ
ーンの所要位置面に導体バンプを形設する工程と、前記
導体バンプ形設面に熱溶融性を有する合成樹脂系層を形
設する工程と、前記合成樹脂系層の厚さ方向に導体バン
プ先端部を挿入，貫通させる工程と、前記導体バンプ先
端露出面を配線基板に対向させて積層し、加圧一体化し
て導体バンプ先端部を配線基板の配線パターン面へ対接
させ電気的に接続する工程と、前記キャリア金属層を除
去する工程とを具備していことを特徴とする印刷配線板
の製造方法である。

【００１４】なお、より多層型の印刷配線板の製造に当
たっては、上記製造された印刷配線板を配線基板（コア
基板）として、上記工程を適宜繰り返せばよい。

【００１５】本発明において、キャリア金属層として
は、たとえばアルミ箔など銅箔との間で選択的な除去を
行い易い金属の薄板，シート類が挙げられる。ここで、
キャリア金属層の除去は、一般的に、エッチング処理が
好ましいが、機械的な除去（たとえば剥離）でもよい。
また、このキャリア金属層に張り合わせられた銅箔とし
ては、たとえば黒化処理した銅箔など、通常印刷配線板
の製造に用いられている電解銅箔が挙げられる。

【００１６】本発明において、キャリア金属層に張り合
わせ形成されている外層配線パターン面の所定位置に形
設される導体バンプ（導体バンプ群）は、導電性粉末お
よびバインダーを組成分とした導電性組成物、もしくは
導電性金属で形成される。ここで、導電性粉末として
は、たとえば銀，金，銅，半田などの粉末、これらの合
金粉末もしくは複合（混合）金属粉末が挙げられ、ま
た、バインダー成分としては、たとえばポリカーボネー
ト樹脂，ポリスルホン樹脂，ポリエステル樹脂，エポキ
シ樹脂，メラミン樹脂，フェノキシ樹脂，フェノール樹
脂，ポリイミド樹脂などが挙げられる。

【００１７】そして、前記バンプ群の形設は、導電性組
成物で形成する場合、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体バンプ
を形成でき、その導体バンプ群の高さは一般的に、50〜
300μm 程度が望ましい。一方、導電性金属でバンプ群
を形成する手段としては、 (a)ある程度形状もしくは寸
法が一定な微小金属魂を、予め粘着剤層を設けておいた
ポジパターン面に散布し、選択的に固着させるか、 (b)
ポジパターン面にメッキレジストの塗布，パターニング
を行って化学メッキ処理した後、半田浴に浸漬して選択
的に微小な金属柱（バンプ）群を形成する手段などが挙
げられる。

【００１８】なお、本発明において、バンプ群を導電性
組成物で形成する場合は、メッキ法などの手段で行う場
合に較べて、さらに工程など簡略化し得るので、低コス
ト化の点で有効である。

【００１９】本発明において、導体バンプの先端部が貫
挿圧入し、貫通型の導体部（電気的な接続部）を構成す
る熱溶融性の合成樹脂系層は、たとえば熱可塑性樹脂の
塗布層，もしくは熱可塑性樹脂フイルム（シート）、セ
ミキュアー状態のエポキシ樹脂−ガラスクロス系などが
挙げられ、また、その厚さは導体バンプの高さにより決
まり、一般的に30〜 400μm 程度厚が好ましい。

【００２０】ここで、熱可塑性樹脂としては、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，ポリエーテルイミド樹脂，４フッ化ポリ
エチレン樹脂，４フッ化エチレン樹脂，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が
挙げられる。また、セミキュアー状態に保持される熱硬
化性樹脂としては、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
ムなどの生ゴム類が挙げられる。

【００２１】そして、合成樹脂系層は、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たものであっても
よい。しかし、いずれの場合も、キャリア金属層のエッ
チング処理に耐える程度の耐薬品性および機械的な強度
を有しながら、少なくとも外層配線パターンを加圧圧入
し得る程度の熱溶融性を呈する必要がある。

【００２２】本発明において、積層体を加圧するとき、
当て板として寸法や変形が少なくて、離形性の良好な金
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。また、導電性バンプ先端部を合成樹脂系層に挿入，
貫通するに当たっては、合成樹脂系層がガラス転移温度
ないし可塑化温度以上の条件で加圧すると、より好まし
い結果が得られる。

【００２３】請求項１発明では、合成樹脂系層を貫通，
露出した導体バンプ先端部が、加熱加圧によって配線基
板の被接続ランドに対接（圧接）して、確実に信頼性の
高い配線パターン層間の電気的な接続が達成される。一
方、外層パターンを基材面に埋め込み，フラット化しな
がら、全体的に積層一体化した後、キャリア金属層を選
択的に除去することによって、外表面がフラットな配線
板が得られる。つまり、プロセスの簡易化を図りなが
ら、微細な配線パターン層間などを任意な位置（箇所）
で高精度にかつ信頼性の高い電気的な接続を形成でき
る。

【００２４】しかも、外層配線パターンは、基材面と同
一平面（フラット面）を形成しているため、たとえば電
子部品の半田付けにおいて、狭ピッチで隣接する接続端
子同士間のブリッジ発生も回避されることになり、前記
微細な配線パターン化と相俟って、信頼性の高いコンパ
クトもしくは高密度配線板を得ることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下図１ (a)〜 (f)参照して実施
例を説明する。

【００２６】図１ (a)， (b)， (c)， (d) (e)， (f)
は、本実施例の実施態様を模式的に示したものである。

【００２７】先ず、図１ (a)に断面的に示すような、厚
さ70μm のキャリア金属層（たとえばアルミ箔）５の一
主面に厚さ35μm の電解銅箔６を張り合わせた複層体７
を用意し、この複層体７の電解銅箔６面に、通常のエッ
チングレジストインクをスクリーン印刷し、配線パター
ン部をマスクした。その後、塩化第２銅水溶液をエッチ
ング液として、エッチング処理を施してから、前記レジ
ストマスクを剥離，除去して、図１ (b)に断面的に示す
ように、所定の配線パターン６′を形成する。次いで、
前記形成した配線パターン６′の所定一に導電性バンプ
８を形成（形設）する。すなわち、エポキシ樹脂をバイ
ンダーとして成る銀系の導電性ペースト、および厚さ 3
00μm のステンレス板の所定箇所に 0.3〜0.35mm径の穴
を明けたメタルマスクをそれぞれ用意する。そして、前
記配線パターン６′面に、メタルマスクを位置決め配置
して、導電性ペーストを印刷し、この印刷された導電性
ペーストが乾燥後、同一マスクを用い同一位置に再度印
刷する方法で３回印刷を繰り返し、さらに 160〜 180℃
のオーブンで加熱・硬化させて、図１ (c)に断面的に示
すごとく、電解銅箔１の所定位置面に、高さ 0.3mm，底
面径0.35mm程度の円錐型の導体パンブ８を形成（形設）
した。

【００２８】次ぎに、前記複層体７の導体パンブ８形成
面に、厚さ 0.1mmのエポキシ樹脂−ガラスクロス系プリ
プレグ（絶縁性樹脂層）９を積層配置し、この積層体を
℃程度の温度に加熱した状態で加圧して、図１ (d)に断
面的に示すように、前記絶縁性樹脂層９の厚さ方向に、
導体パンブ８先端部を貫挿させる。

【００２９】その後、予め用意しておいたスルホール接
続 10aを有する両面配線板10の両主面側に、図１ (e)に
断面的に示すように、前記導体バンプ８の先端露出面を
対向させて位置決め，積層配置する。この積層体を熱プ
レス装置にセットし、加熱加圧して一体化した両面キャ
リア金属層張り積層板が得られる。この加熱加圧，一体
化の工程で、導体バンプ８の先端露出部は、対向する両
面配線板10の配線パターン 10b， 10c面にそれぞれ密に
対接し、電気的なビア接続部８′を形成するとともに、
絶縁性樹脂層９の硬化によって強固に一体化する。

【００３０】次いで、予め用意しておいたエッチング液
を用いて、前記両面キャリア金属層張り積層板のキャリ
ア金属層５をエッチング除去することにより、図１ (f)
に断面的に示すような、外層配線パターン６′が基材面
とフラットに埋め込まれた多層配線板が得られる。

【００３１】前記製造した多層配線板について、通常実
施されている電気チェックを行ったところ、全てのビア
接続部８′に不良もしくは信頼性などの問題が認められ
なかった。また、前記両面配線パター間の接続の信頼性
を評価するため、ホットオイルテスト（ 260℃のオイル
中に10秒間浸漬，20℃のオイル中に20秒間浸漬のサイク
ルを１サイクルとする）を、 500回行っても不良発生は
認められず、従来の銅メッキによって貫通型の導体部を
形成する方法の場合に較べて、配線パターン層間の接続
の信頼性が格段にすぐれていた。

【００３２】さらに、前記多層配線板の外層配線パター
ン６′の接続端子に電子部品を搭載・半田付けして実装
回路装置を構成した場合、半田ブリッジの発生も認めら
れず、歩留まりよく、かつ信頼性の高い実装回路装置が
得られた。なお、ここで、外層配線パターン６′の接続
端子は、幅50μm ，ピッチ 100μm である。

【００３３】なお、本発明は前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
形を採り得る。たとえば、前記工程ないし手法の組み合
わせによって、さらに多層型の印刷配線板を製造するこ
とも可能である。また、前記合成樹脂系層は、エポキシ
樹脂−ガラスクロス系プレプレグに限られず、たとえば
ポリカーボネート樹脂シートなど熱可塑性樹脂のシート
やプリプレグなどであってもよい。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、配線パターン層間の接
続は、導体バンプ先端部を合成樹脂系シートの厚さ方向
に圧入，貫挿によって行われるので、プロセスの簡略化
が図られる。すなわち、製造工程数を低減しながら、両
面型印刷配線板ないし多層型印刷配線板を容易に製造す
ることが可能となり、生産性ないし量産性の向上に効果
がある。すなわち、前記層間の接続で、必要不可欠な穴
明け工程やメッキ工程が不要化することに伴い、製造工
程で発生する不良が大幅に抑えられ、歩留まりも向上し
て、信頼性の高い印刷配線板が得られることになる。

【００３５】また、一方では、外層配線パターンが印刷
配線板面と同一平面を成す形に埋め込まれるため、隣接
する配線パターン同士間、もしくは接続端子部同士間の
電気的な絶縁が確実に確保されるとともに、たとえば半
田付けにおける半田ブリッジの発生も全面的に回避もし
くは防止することが可能となる。つまり、信頼性の高い
印刷配線板を製造し得るばかりでなく、層間接続用の穴
が表面に存在しないことに伴って、配線密度の向上を図
り得るし、電子部品の実装用エリアも任意に設定し得る
ことになり、実装密度も向上して、実装電子部品間の距
離の短縮などと相俟って回路の性能向上をも図り得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施態様例を模式的に示すもので、
(a)はキャリア金属層に銅箔を張り合わせた複層体の断
面図、 (b)は複層体の銅箔を配線パターニングした状態
を示す断面図、 (c)はパターニング面に導体バンプを形
設した状態を示す断面図、(d)は導体バンプ先端部を合
成樹脂系層に圧入貫通させた状態を示す断面図、(e)は
両面配線基板をコア基板として合成樹脂系層導体にバン
プ先端部を露出した複合体を位置決め，積層配置した状
態を示す断面図、 (f)は両面の銅箔を配線パターニング
した状態を示す断面図。

【図２】従来法の実施態様例を模式的に示すもので、
(a)は配線パターン面に導体バンプを形設した両面配線
基板に対して合成樹脂系層を介して銅箔を積層配置した
状態を示す断面図、 (b)は加熱加圧一体化後に銅箔を配
線パターニングした状態を示す断面図。

【符号の説明】

１，10……両面配線基板（コア基板） 1a，1b， 10b， 10c……ビアランド １，１′……導電性金属層（銅箔） 2a，2b，８……導体バンプ 2a′，2b′，８′……層間接続部 ３，９……合成樹脂系層 ４，６……銅箔 ５……キャリア金属層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャリア金属層面に張合わせられた銅箔
   を選択エッチングによって配線パターニングする工程
   と、 前記配線パターンの所要位置面に導体バンプを形設する
   工程と、 前記導体バンプ形設面に熱溶融性を有する合成樹脂系層
   を形設する工程と、 前記合成樹脂系層の厚さ方向に導体バンプ先端部を挿
   入，貫通させる工程と、 前記導体バンプ先端露出面を配線基板に対向させて積層
   し、加圧一体化して導体バンプ先端部を配線基板の配線
   パターン面へ対接させ電気的に接続する工程と、 前記
   キャリア金属層を除去する工程とを具備していることを
   特徴とする印刷配線板の製造方法。