WO2013031815A1

WO2013031815A1 - 多層配線板の製造方法

Info

Publication number: WO2013031815A1
Application number: PCT/JP2012/071806
Authority: WO
Inventors: 孝治本戸
Original assignee: 株式会社フジクラ
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2013-03-07
Also published as: TW201320850A

Abstract

ビアホールを形成することなく、多層配線板を製造する方法を提供する。絶縁性シート１０と、絶縁性シート１０の一方主面に埋め込まれた銅、銀、金などの第１金属を含む導電性の配線２１～２７とを備える基板２を準備する工程と、基板２に形成された配線２１～２７の所定位置に第１金属を含む導電性の突起３０が形成された基板６を作製する工程と、突起３０の先端に第１金属とは異なるスズなどの第２金属を含む接続層３５を形成する工程と、複数の基板６１～６３を、一の基板６２の一方主面に形成された突起３０の接続層３５が他の基板６３の他方主面に対向するように積層する工程と、積層した基板６１～６３を加熱し、この積層方向に沿って押圧する工程を有する。

Description

多層配線板の製造方法

　本発明は、多層配線板の製造方法に関する。
　文献の参照による組み込みが認められる指定国については、２０１１年８月３１日に日本国に出願された特願２０１１－１８９５８５号に記載された内容を参照により本明細書に組み込み、本明細書の記載の一部とする。

　この種の技術に関し、絶縁性シートの両主面から回路パターンを埋め込んだ後、ビアホールの形成及びめっき処理を行うプリント基板の製造方法が知られている（特許文献１）。

特開２００８－２７７７３７号公報

　しかしながら、絶縁性シートの両主面の回路パターンを導通させるため、ビアホールを形成しなければならず、工数がかかるという問題がある。

　本発明が解決しようとする課題は、ビアホールの形成工程を行うことなく、積層された配線板の層間導通を実現する多層配線板の製造方法を提供することである。

　[１]本発明は、絶縁性シートと、前記絶縁性シートの一方主面に埋め込まれ、第１金属を含む導電性の配線とを備える基板を準備する工程と、前記基板に形成された配線の所定位置に前記第１金属を含む導電性の突起を形成する工程と、前記突起の先端に前記第１金属とは異なる第２金属を含む接続層を形成する工程と、前記配線と、前記接続層を有する突起とが形成された複数の前記基板を、前記一の基板の一方主面に形成された突起の接続層が、前記他の基板の他方主面に対向するように積層する工程と、前記積層した基板を加熱し、当該積層方向に沿って押圧する工程と、を備える多層配線板の製造方法を提供することにより、上記課題を解決する。

　[２]上記発明の前記積層した基板を加熱して押圧する工程において、前記接続層と前記突起との間と、前記接続層と前記配線との間とに、前記第１金属と前記第２金属の合金を形成するようにすることができる。

　[３] 上記発明において、前記一の基板に形成された突起及び接続層の高さが、前記一の基板に積層され、前記接続層が対向する前記他の基板の前記絶縁性シートの厚さよりも高くするようにすることができる。

　[４]上記発明において、前記突起はめっき工程により形成し、前記接続層はめっき工程、スクリーン印刷工程、又はインクジェット印刷工程の何れかの工程により形成することができる。

　[５]上記発明において、前記突起はスクリーン印刷工程により形成し、前記接続層はめっき工程、スクリーン印刷工程、又はインクジェット印刷工程の何れかの工程により形成することができる。

　[６]上記発明において、前記突起はインクジェット印刷工程により形成し、前記接続層はめっき工程、スクリーン印刷工程、又はインクジェット印刷工程の何れかの工程により形成することができる。

　本発明によれば、基板の一方主面に形成された配線の所定位置に第１金属を含む導電性の突起を形成し、その先端に第２金属を含む接続層を形成し、この突起先端の接続層が他の基板の他方主面に当接するように複数の基板を積層してから加熱プレスすることにより、突起先端の接続層が絶縁性シートを貫通して配線に当接するので、ビアホールを形成しなくても層間導通が可能な多層配線板を製造することができる。このように、ビアホールを形成する工程を省くことができるので、多層配線板の製造コストを低減することができる。

本発明の第１実施形態に係る多層配線板の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。本発明の第１実施形態に係る多層配線板の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。本発明の第１実施形態に係る多層配線板の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。本発明の第１実施形態に係る多層配線板の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。本発明の第１実施形態に係る多層配線板の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。本発明の第１実施形態に係る多層配線板の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。本発明の第１実施形態に係る多層配線板の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。本発明の第１実施形態に係る多層配線板の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。本発明の第１実施形態に係る多層配線板の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。本発明の第１実施形態に係る多層配線板の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。本発明の第１実施形態に係る多層配線板の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。本発明の第１実施形態に係る製造方法により得られた多層配線板の断面図である。本発明の第１実施形態に係る製造方法により得られた他の例の多層配線板の断面図である。本発明の第２実施形態に係る多層配線板の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。本発明の第２実施形態に係る多層配線板の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。本発明の第３実施形態に係る多層配線板の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。本発明の第３実施形態に係る多層配線板の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。本発明の第３実施形態に係る多層配線板の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。本発明の第３実施形態に係る製造方法により得られた多層配線板の断面図である。

　＜第１実施形態＞
　以下、本発明の第１実施形態に係る多層配線板の製造方法を図面に基づいて説明する。本実施形態では、本発明に係る多層配線板の製造方法を、めっき装置、スクリーン印刷装置を含む配線板の製造システムに適用した例を説明する。

　本発明の第１実施形態に係る多層配線板の製造方法は、絶縁性シートに配線が埋め込まれた基板を準備する第１工程と、第１工程で作製された基板に突起を形成する第２工程と、第２工程で形成された突起の先端に接続層を形成する第３の工程と、第３工程で作製された配線、突起及び接続層を含む複数の基板を積層し、加熱プレスする第４の工程とを含む。

　図１～５は、第１工程を説明する図である。図１に示すように、所望の配線のパターンに応じて形成された凸部１１ａ～１７ａと凹部１１ｂ～１６ｂとを含む版面を備えたインプリントモールド（金型）１を準備する。インプリントモールド１の材質は、特に限定されないが、シリコン、ニッケル、銅、ダイアモンドライクカーボンを用いることができる。インプリントモールド１の版面にはフッ素系樹脂などの離型剤を塗布しておくことが好ましい。特に限定されないが、インプリントモールド１の配線パターンのライン／スペースは、５μｍ～１５μｍ／５μｍ～１５μｍ、その高さは５μｍ～１５μｍとすることができる。

　また、図１に示すように、絶縁性シート１０を準備する。本実施形態の絶縁性シート１０は、厚さ２５μｍの熱可塑性ポリイミド製のシートである。本実施形態の絶縁性シート１０としては、他に、厚さ１８～３０μｍの半硬化状態のエポキシフィルムなどの熱硬化性樹脂、オレフィン系樹脂又は液晶ポリマーなどの熱可塑性樹脂を用いることができる。

　図１に示すように、準備したインプリントモールド１を、その版面が絶縁性シート１０の一方主面に対向するように配置し、図２に示すように、インプリントモールド１の版面に形成された凸部１１ａ～１７ａを絶縁性シート１０に転写するため、インプリントモールド１を、加熱して軟化させた絶縁性シート１０に押し付ける。このとき、絶縁性シート１０は、材料となる各樹脂の特性に応じてガラス転移点以上、又は軟化点以上に加熱される。特に限定されないが、本実施形態では、転写時において、絶縁性シートを２６０℃～３００℃程度に加熱する。

　冷却後、図３に示すように、インプリントモールド１を離型する。絶縁性シート１０の一方主面側に、版面の凸部１１ａ～１７ａに応じた配線用凹部１０１ａ～１０７ａを形成することができる。これにより、インプリントモールド１のライン／スペースに応じた微細な配線２０のパターンを形成することができる。ちなみに、フォトリソグラフィー技術を用いて配線を形成した場合には、これほど微細な配線２０のパターンを形成することが難しい。このため、本実施形態ではインプリント法により配線２０を形成する。

　そして、図４に示すように、この配線用凹部１０１ａ～１０７ａを含む絶縁性シート１０にスパッタや無電解めっきでシード層を形成し、このシード層に給電して電解めっきを行うことにより、第１金属を含む導電性材料Ｐを充填する。

　電解めっき工程によって配線用凹部１０１ａ～１０７ａに充填される導電性材料は、第１金属として低電気抵抗で且つ良好な導熱性の金属を含む。第１金属は、例えば、ニッケル、鉄、アルミニウム、金、銀及び銅の群から選択された少なくとも１種類以上の金属である。特に限定されないが、めっき工程によって配線用凹部１０１ａ～１０７ａに充填される導電性材料の第１金属は銅、銀、又は金を含むことが好ましい。ちなみに、スクリーン印刷で導電性材料を充填するとボイドが配線２０に含まれてしまうが、めっき工程によって配線用凹部１０１ａ～１０７ａに導電性材料を充填することにより、ボイドを含まない配線２０を形成することができる。この結果、多層配線板の電気的特性を向上させることができる。

　もちろん、第１金属を含む導電性材料を配線用凹部１０１ａ～１０７ａに充填する手法は、めっきに限定されず、第１金属とバインダを含む導電性ペーストを絶縁性シート１０にスクリーン印刷してもよい。

　スクリーン印刷によって配線用凹部１０１ａ～１０７ａに充填される導電性材料は、第１金属として低電気抵抗で且つ良好な導熱性の金属を含み、エポキシ樹脂を主成分とするバインダ成分を混合した導電性ペーストである。第１金属は、例えば、ニッケル、鉄、アルミニウム、金、銀及び銅の群から選択された少なくとも１種類以上の金属である。特に限定されないが、スクリーン印刷工程によって配線用凹部１０１ａ～１０７ａに充填される導電性材料の第１金属は、銅、銀、又は金を含むことが好ましい。スクリーン印刷によって配線用凹部１０１ａ～１０７ａに導電性材料を充填することにより、製造コストを低減させるとともに、生産効率を向上させることができる。

　次に、図５に示すように、配線用凹部１０１ａ～１０７ａからはみ出した導電性材料を研磨又はエッチングにより除去して、配線２１～２７（以下、配線２０と総称することもある）が形成された基板２を得る。本実施形態の配線２１～２７は、図５に示すように、上面（図中上側の面）のみが絶縁性シート１０の一方主面側に露出し、下面および側面が絶縁性シート１０と接するように、絶縁性シート１０の一方主面側から埋め込まれた状態で形成されている。

　同図に示すように、配線２１～２７の上面（図中上側の面で絶縁性シート１０から露出している面）と絶縁性シート１０の一方主面（図中上側面）とは、同じ高さであり、面一の状態となっている。このように、配線２０が形成された基板２の一方主面(図中上側の面)、及び基板２の他方主面(図中下側の面)は平坦であるので、後述する第３の工程において、突起３０が形成された複数の基板を積層しても、各基板の間に隙間を生じさせることなく積層することができる。このため、多層化させても歪みが生じることがなく、良好な電気的特性を得ることができる。この結果、積層前の平滑化処理を省略して製造コストを低減させつつ、良好な電気的特性の多層配線基板を製造することができる。

　なお、本実施形態では、基板２の他方主面(図中下側の面)には配線２０を形成しない例を示すが、後の積層工程において突起３０が絶縁性シート１０を貫通するのを妨げないように、積層される基板６（図９参照）の突起３０と対向する部分以外であれば配線２０を形成してもよい。

　積層するのに必要な数の基板２を準備し、第２工程に進む。

　第２工程では、図外のめっき装置を用いて、基板２の配線２１～２７の所定位置に導電性の突起３０を形成する。まず、図６に示すように、基板２の配線２１～２７側にレジスト層Ｒを形成し、フォトリソグラフィー技術を用いて、図７に示すように層間導通をする配線２２，２６の所定位置のレジスト層Ｒを部分的に除去し、円柱状の欠損部Ｒ１、Ｒ２を形成する。特に限定されないが、欠損部Ｒ１、Ｒ２の直径は２μｍ以上かつ３５μｍ以下、好ましくは２μｍ以上かつ１５μｍ以下、さらに好ましくは５μｍ以上かつ１０μｍ未満である。レジスト層Ｒの欠損部Ｒ１，Ｒ２にスパッタや無電解めっきでシード層を形成し、このシード層に給電して電解めっきを行うことにより、第１金属を含む導電性材料を充填する。レジスト層Ｒ表面に導電性材料による余剰層ができた場合は、エッチングや研磨等により除去する。

　先述したように、本実施形態の第１金属は、低電気抵抗で且つ良好な導熱性の金属であり、例えば、ニッケル、鉄、アルミニウム、金、銀及び銅の群から選択された少なくとも１種類以上の金属である。特に限定されないが、本実施形態の電解めっき工程によって形成される突起３０の第１金属は、銅、銀、又は金を含むことができる。めっき工程によって形成された突起３０は、スクリーン印刷で形成した場合とは異なり、バインダを含まず、またボイドが形成されないため、強固で設計値に対して変動が少なく、抵抗を低く抑えることができる。この結果、多層配線板の電気的特性を向上させることができる。

　レジスト層Ｒの欠損部Ｒ１、Ｒ２に導電性材料を充填し、硬化させた後にレジスト層Ｒを除去すると、図９に示すように、配線２２、２６の所定位置に第１金属を含む導電性の突起３０が形成された基板６を作製することができる。特に限定されないが、本実施形態における突起３０の径（配線２２の上面に沿う突起３０の太さ）は、２μｍ以上かつ３５μｍ以下、好ましくは２μｍ以上かつ１５μｍ以下、さらに好ましくは５μｍ以上かつ１０μｍ未満である。

　なお、突起３０は、スクリーン印刷によっても形成することができる。この場合は、図５に示す基板２の上に、層間導通を図る所定位置に開口部を有する製版を当てて、スキージを摺動させることにより製版の上から第１金属とエポキシ樹脂を主成分とするバインダ成分を含む導電性ペースト（導電性材料）を、開口部から吐出させて突起３０を形成することができる。スクリーン印刷によって突起３０を形成することにより、製造コストを低減させるとともに、生産効率を向上させることができる。

　特に限定されないが、本実施形態における突起３０の径（配線２２の上面に沿う突起３０の太さ）は、２μｍ以上かつ３５μｍ以下、好ましくは２μｍ以上かつ１５μｍ以下、さらに好ましくは５μｍ以上かつ１０μｍ未満である。

　次に、第３の工程に進む。本実施形態の第３工程では、図１０に示すように、第２工程で形成された突起３０の先端に接続層３５を形成する。接続層３５は、上述した配線２０及び突起３０が含む第１金属とは異なる第２金属を含む。第２金属は、第１金属と合金の形成が可能な、第１金属とは異なる金属である。

　本実施形態において、接続層３５は、突起３０の先端部以外をマスクし、第２金属を含む導電性材料で突起３０の先端を被覆するめっき工程によって形成することができる。また、第２金属を含む導電性材料を突起３０に塗布してその先端を被覆してもよい。さらに、接続層３５は、後述するインクジェット印刷工程によって形成することができる。図８又は図９に示す突起３０の先端部を第２金属を含む導電性インクの着弾位置として設定し、導電性インクを噴射してもよい。

　第３工程において、接続層３５に含まれる第２金属は、低融点の金属を選択することが好ましい。例えば、スズ、ビスマス、インジウム、亜鉛、アンチモン及び鉛の群から選択された１種類以上の金属を用いることができる。第２金属は、第１金属とは異なる、ニッケル、鉄、アルミニウム、金、銀及び銅の群から選択された少なくとも１種類以上の金属を、さらに含むことができる。特に限定されないが、本実施形態におけるめっき工程によって突起３０の先端部を覆う導電性材料の第２金属は、スズを含むことが好ましい。

　なお、上述のスズ、ビスマス、インジウム、亜鉛、アンチモン及び鉛を含む低融点の第２金属の量を増加するほど、加熱プレス時における配線２０と突起３０との間の合金形成量を増加させることができるので、接合強度がより一層向上し、電気的信頼性を高めることができる。

　本実施形態において、一の基板６の突起３０及び接続層３５の高さを、この一の基板６に積層され、突起３０及び接続層３５が貫通する他の基板６の絶縁性シート１０の厚さよりも高くなるように形成する。積層される複数の基板６の厚さが共通する場合には、図１０に示すように、突起３０と接続層３５とを合わせた高さｈ１を、絶縁性シート１０の厚さｈ２よりも高く形成する。また、後述する第４の工程において積層される基板６の絶縁性シート１０の厚さが異なる場合には、突起３０及び接続層３５の高さ（ｈ１）を、その基板６に積層し、突起３０の接続層３５が対向する他の基板６の絶縁性シート１０の厚さ（図１１に示すｈ２）よりも高く形成する。なお、ここにいう絶縁性シート１０の厚さとは、絶縁性シート１０の他方主面（配線２０が形成されていない面）から配線２０の他方主面（絶縁性シート１０と接している面）までの長さ、つまり基板６の厚さから配線２０の厚さを差し引いた長さである。これにより、積層して熱プレスをしたときに、突起３０及び接続層３５が積層された基板６の絶縁性シート１０を確実に貫通し、突起３０の先端部３５を基板６の配線２０と確実に接触させることができる。

　最後に、第４の工程について説明する。先述した第３工程において、配線２１～２７、突起３０及び接続層３５が形成された複数枚の基板６（図１０）と、配線２１～２７のみが形成された一枚の基板２(図５)を準備する。そして、図１１に示すように、一の基板６１の一方主面（突起３０１ａ，３０１ｂが形成されている面）が他の基板６２の他方主面（配線２１２～２７２及び突起３０２ａ，３０２ｂが形成されていない面）に対向するように積層する。同様に基板６２の一方主面が他の基板６３の他方主面に対向するように積層し、基板６３の一方主面が他の基板２の他方主面に対向するように積層する。つまり、最下層を基板６１とし、基板６２、６３をその上に積層し、基板２を最上層に配置する。積層する各基板６１～６３及び基板２は、画像認識機能付きのアライメント装置により正確に位置合わせが行われる。このとき、各基板６１～６３及び基板２の配線２０のパターンは共通するものであってもよいし、異なるものであってもよい。また各基板６１～６３の突起３０の位置、高さは共通するものであってもよいし、異なるものであってもよい。目的の多層配線板の機能に応じて適宜に設計することができる。

　そして、積層した基板６１～６３及び基板２を加熱し、当該積層方向（図中ｚ方向）に沿って押圧する。熱プレス工程における温度は、絶縁性シート１０が軟化して接着性を示す温度とすることができる。熱プレス工程において絶縁性シート１０同士は互いに融着又は接着する。特に限定されないが、本実施形態における熱プレス工程の温度は、絶縁性シート１０、第１金属と第２金属から得られる合金の融点に応じて、例えば２２０℃～２６０℃とすることができる。

　各基板６１～６３の突起３０１ａ，３０１ｂ，３０２ａ，３０２ｂ，３０３ａ，３０３ｂ（以下、突起３０と総称することもある）の接続層３５１ａ，３５１ｂ，３５２ａ，３５２ｂ，３５３ａ，３５３ｂ（以下、接続層３５と総称することもある）は、加熱によって軟化した絶縁性シート１０に押しつけられ、この絶縁性シート１０を厚さ方向(図中ｚ方向)に貫通する。

　基板６１の突起３０１ａ及び接続層３５１ａ，突起３０１ｂ及び接続層３５１ｂは、基板６２の絶縁性シート１０を貫通して基板６２の配線２２２と２６２に基板６２の絶縁性シート１０の他方主面（図中下側の面）側から圧接される。同じく、基板６２の突起３０２ａ及び接続層３５２ａ，突起３０２ｂ及び接続層３５２ｂは、基板６３の絶縁性シート１０を貫通して基板６３の配線２２３と２６３に基板６３の絶縁性シート１０の他方主面（図中下側の面）側から圧接される。同様に、基板６３の突起３０３ａ及び接続層３５３ａ，突起３０３ｂ及び接続層３５３ｂは、基板２の絶縁性シート１０を貫通して基板２の配線２２と２６（各基板の配線を配線２０と総称することもある）に基板２の絶縁性シート１０の他方主面（図中下側の面）側から圧接される。圧接された突起３０と配線２０とは加熱プレスにより密着し、導通可能となる。

　加熱プレスの温度条件は、突起３０及び配線２０に含まれる第１金属と、接続層３５に含まれる第２金属とが合金を形成できる温度であるので、突起３０と接続層３５との間、及び接続層３５と配線２０との間には合金が形成される。加熱プレスの温度条件は、第１金属と第２金属とが合金を形成することができるように、第１金属、第２金属、又は第１金属と第２金属による合金の融点に基づき、実験的に求めることができる。

　なお、絶縁性シート１０が熱硬化性樹脂である場合には、絶縁性シート１０と突起３０及び接続層３５が完全に硬化するまで加熱プレスを継続してもよいし、絶縁性シート１０が軟化し、絶縁性シート１０同士が接着する状態になったら冷却し、その後オーブンで絶縁性シート１０、突起３０及び接続層３５を完全に硬化させてもよい。絶縁性シート１０が熱可塑性樹脂である場合には、突起３０の接続層３５が対向する配線と十分に接合するまでプレスを継続することが好ましい。

　これにより、図１２Ａに示すように、各基板６１～６３、基板２の層間導通がされた多層配線板１００を、ビアホールを形成する工程を経ることなく得ることができる。

　本実施形態の第４工程において、一の基板の一方主面に形成された突起３０と他の基板に形成された配線２０との間の一領域又は複数の領域に合金が形成される。具体的に、突起３０１ａと接続層３５１ａとの間、突起３０１ｂと接続層３５１ｂとの間、配線２２２と接続層３５１ａとの間、配線２６２と接続層３５１ｂとの間には、第１金属と第２金属の合金サイト（合金領域）が形成されている。突起３０２ａ、３０２ｂと配線２２３、２６３との間、突起３０３ａ、３０３ｂ等と配線２２、２６との間も同様である。

　このように、本実施形態の多層配線板の製造方法によれば、第１金属を含む、一の基板の一方主面に形成された突起３０及び他の基板に形成された配線２０との間に第１金属とは異種金属である第２金属を含む接続層３５を介在させるので、熱プレス処理によって突起３０と配線２０の第１金属と接続層３５の第２金属とが反応して合金を含む領域が形成される。これにより、突起３０と配線２０とを化学的に強固に接合させることができ、接続信頼性の高い多層配線板を製造することができる。

　特に限定されないが、第１金属を銅、銀、金のように低抵抗の金属とし、第２金属をスズとすることにより、突起３０と配線２０の間にＣｕ-Ｓｎ，Ａｇ-Ｓｎ，Ａｕ-Ｓｎの合金が形成されるので、電気的特性が良好であるとともに、強固な構造の多層配線板を製造することができる。

　本実施形態の多層配線板の製造方法によれば、加熱プレス工程により、積層された絶縁性シート１０の主面（一方主面と他方主面）同士が接着するので、絶縁性シート１０の間に接着剤を塗る、または接着シートを貼る等により接着層を別途形成する必要がない。このため、積層工程において接着層の形成工程が不要となるので、製造コストを低減させることができる。また、絶縁性シート１０の間に接着層を形成しないので、多層配線板１００を薄くすることができる。

　ビアが形成された基板を一枚ずつ積層していく方法では、各基板にかかる負荷を均等にすることができないため、部分的な変形、特に下層部分に大きな変形が生じる場合がある。これに対し、本実施形態の多層配線板の製造方法は同じ状態の基板６を一括して積層するため、各基板６にかかる負荷を均等にすることができるので、部分的な変形、特に下層部分に大きな変形が生じる事態を防止することができる。

　なお、本実施形態の多層配線板の製造方法においては、積層する基板６，２の態様は特に限定されない。例えば、図１２Ａに示す多層配線板１００の最上層に積層された基板２を両面基板に変えることもできる。この場合には、最上層の両面基板と基板６３との間に絶縁性シート１０を介在させる。また、図１２Ｂに示すように、図１２Ａに示す多層配線板１００の最下層に積層された基板６１にビアホールＶ６１と裏面配線２９を形成することもできる。この場合には、多層配線板１００を形成後に、基板６１層にレーザービアホール形成、めっき、エッチング等の従来の配線形成技術を用いて、ビアホールＶ６１と裏面配線２９を設けることができる。

　＜第２実施形態＞
　次に本発明の第２実施形態に係る多層配線板の製造方法について説明する。本実施形態の製造方法は、第３工程において接続層３５をスクリーン印刷により形成する点に特徴が有り、他の部分は第１実施形態の製造方法と共通する。重複した説明を避け、以下には、本実施形態の特徴となる第３工程を中心に説明し、共通する部分については第１実施形態に係る記載を援用する。

　図１～５に示す第１実施形態の第１工程と同様に、配線２１～２７が形成された基板２を準備し、図６、図７に示すようにレジスト層Ｒに欠損部Ｒ１，Ｒ２を形成し、めっきにより欠損部Ｒ１，Ｒ２に第１金属を含む導電性材料を充填する。そして、突起３０の形成時にレジスト層Ｒの表面に析出した金属成分を除去するときに、図１３に示すように突起３０の先端がレジスト層Ｒの表面よりも低い位置にまで凹むようにエッチング処理をする。このときに形成された凹部に第２金属を含む導電性ペーストが製版を介して充填されるようにスクリーン印刷し、焼成する。この処理により、図１４に示すように、突起３０の先端に接続層３５を形成することができる。この後に、レジストＲを除去すれば、図１０に示す基板６を得ることができる。

　また、突起３０がスクリーン印刷により形成される場合には、第１金属を含む導電性ペーストを用いてスクリーン印刷により突起３０を形成し、焼成した後に、第２金属を含む導電性ペーストを用いてスクリーン印刷により接続層３５を形成することができる。

　この後の第４工程は、第１実施形態と同様である。

　このように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、スクリーン印刷技術を用いることにより、製造コストを低減させ、生産効率を向上させることができる。

　＜第３実施形態＞
　次に本発明の第３実施形態に係る多層配線板の製造方法について説明する。本実施形態の製造方法は、第２工程において突起３０をインクジェット印刷により形成する点、及び第３工程において接続層３５をインクジェット印刷により形成する点に特徴が有り、他の部分は第１実施形態の製造方法と共通する。重複した説明を避け、以下には、本実施形態の特徴となる第２工程及び第３工程を中心に説明し、共通する部分については第１実施形態に係る記載を援用する。

　本実施形態の多層配線板の製造方法は、第１実施形態の図１～５に示す第１工程と同様に、配線２１～２７が形成された基板２（図５参照）を準備する。

　第２工程では、インクジェット方式の印刷装置９を用いて、基板２の配線２１～２７の所定位置に導電性の突起３０を形成する。本実施形態におけるインクジェット方式の印刷装置９は、機能性材料を含む導電性インクの液滴を絶縁性基材の所定領域に向かって吐出し、絶縁性基材の一方主面にパターンを形成する、いわゆるインクジェットプリンタである。図１５に示すように、基板２は、本実施形態のインクジェット方式の印刷装置９に、インクジェットヘッド９１のノズル９２が、配線２１～２７の所定位置に対向する位置となるようにセットされる。

　そして、印刷装置９の制御装置９３は、ノズル９２から所定位置に向けて導電性インクを複数回吐出する。図１５に示すように、インクジェットヘッド９１のノズル９２から吐出された導電性インクの液滴９４は、ノズル９２と絶縁性シート１０との間の空間を飛翔してノズル９２と対向する配線２２上の所定位置に着弾する。着弾後のインクの液滴９４のインクに含まれる分散材料（溶媒など）が蒸発することにより、配線２２上に導電性の機能層が形成される。

　なお、本実施形態において突起３０の形成に用いられる導電性インクは、粒子径が１μｍ以下の導電性材料の微粒子や、粒子径が数ｎｍ～数十ｎｍの導電性材料のナノ粒子が有機溶媒中に分散されたものを用いることができる。導電性材料が金属の場合は、金属無機塩や有機金属錯体を有機溶媒中に分散させたものであっても構わない。導電性材料としては、金、銀、銅、白金、パラジウム、タングステン、ニッケル、タンタル、ビスマス、鉛、インジウム、スズ、亜鉛、チタン及びアルミニウムの群からなる金属種群のうちの何れか一種若しくは二種以上の金属、又は二種以上の金属からなる合金を用いることができる。さらに、上記金属種群から選択された一種若しくは二種以上の金属の酸化物を含む無機物を導電性材料として用いることもできる。もちろん、上記金属種群から選択された二種以上の金属の合金を導電性材料として用いることもできる。特に限定されないが、本実施形態では、ナノ粒子型の酸化インジウムと酸化スズとの混合インク、その他の金属ナノ粒子を含むインク、又は錯体型の銀などの金属インクを、導電性インクとして用いる。

　本実施形態において、配線２２上の所定位置に対する導電性インクの吐出は所定周期で、複数回行う。つまり、導電性インクの吐出後、所定時間の経過を待って、さらに導電性インクを吐出する。吐出から吐出までの所定時間においては、所定領域をレーザー照射などにより加温し、導電性インクの溶媒を蒸発させ、基板２の配線２１～２７の所定位置に着弾した液滴９４を乾燥、定着させる。前回吐出した導電性インクが固まった後に、同じ位置に、次の導電性インクを吐出するという動作を繰り返すと、導電性インクが絶縁性シート１０の厚さ方向（図中ｚ方向）に沿って積層され、吐出の回数に応じてｚ方向に伸長した、図１５に示す突起３０を形成することができる。特に限定されないが、本実施形態における突起３０の径（配線２２の上面に沿う突起３０の太さ）は、２μｍ以上かつ３５μｍ以下、好ましくは２μｍ以上かつ１５μｍ以下、さらに好ましくは５μｍ以上かつ１０μｍ未満である。突起３０及び接続層３５の高さ（図１６のｈ１を参照）は、導電性インクを吐出する回数により制御することができる。導電性インクの吐出回数と形成される突起３０の高さとは、予め実験的に対応づけておくことができる。

　そして、導電性インクの特性に応じた条件で焼成処理を行うことにより、導電性の突起３０を備える基板６を得ることができる。なお、突起３０を形成する際に焼成処理を行うことにより、突起３０の硬さを向上させることができる。

　次に、第３の工程に進む。本実施形態の第３工程では、図１６に示すように、第２工程で形成された突起３０の先端に接続層３５を形成する。接続層３５は、上述した配線２０及び突起３０が含む第１金属とは異なる第２金属を含む。第２金属は、第１金属と合金の形成が可能な、第１金属とは異なる金属である。

　本実施形態において、接続層３５は、突起３０と同様にインクジェット印刷工程によって形成することができる。先述したインクジェット印刷装置９を用い、突起３０の先端位置を導電性インクが着弾する所定位置として設定し、導電性インクの吐出は所定周期で、一回又は複数回行う。突起部３０を形成する手法と同様に、導電性インクの吐出後、所定時間の経過を待って、さらに導電性インクを吐出する。吐出から吐出までの所定時間においては、所定領域をレーザー照射などにより加温し、導電性インクの溶媒を蒸発させ、基板２の配線２１～２７の所定位置に着弾した液滴９４を乾燥、定着させることにより、所望の厚さ（高さ）の接続層３５を形成することができる。

　第３工程において、接続層３５に含まれる第２金属は、低融点の金属であることが好ましい。例えば、スズ、ビスマス、インジウム、亜鉛、アンチモン及び鉛の群から選択された１種類以上の金属を用いることができる。第２金属は、第１金属とは異なる、ニッケル、鉄、アルミニウム、金、銀及び銅の群から選択された少なくとも１種類以上の金属を、さらに含むことができる。特に限定されないが、本実施形態における第３工程において突起３０の先端部を覆う導電性材料の第２金属は、スズを含むことが好ましい。なお、上述のスズ、ビスマス、インジウム、亜鉛、アンチモン及び鉛を含む低融点の第２金属の量を増加するほど、加熱プレス時における配線２０と突起３０との間の合金形成量を増加させることができるので、接合強度がより一層向上し、電気的信頼性を高めることができる。

また、インクジェット方式の印刷装置９によって形成された突起３０と、その先端に形成される接続層３５の形状は、図１６に示すように基板２の厚さ方向沿って凸状の曲面で形成される。このように突起３０の先端の接続層３５を凸状の曲面とすることにより、後述する第４工程において、突起３０が他の基板の絶縁性シート１０を貫通する際の抵抗を低減させることができる。この結果、突起３０の損傷なども防ぐことができる。

　本実施形態において、一の基板６の突起３０と接続層３５の高さを、この一の基板６に積層され、突起３０と接続層３５が貫通する他の基板６の絶縁性シート１０の厚さよりも高くなるように形成する。積層される複数の基板６の厚さが共通する場合には、図１６に示すように、突起３０の高さｈ１と接続層３５の高さを、絶縁性シート１０の厚さｈ２よりも高くなるように形成する。また、後述する第３の工程において積層される基板６の絶縁性シート１０の厚さが異なる場合には、突起３０及び接続層３５の高さ（ｈ１）を、その基板６に積層され、突起３０が対向する他の基板６の絶縁性シート１０の厚さ、つまり、突起３０と接着層３５が貫通する絶縁性シートの厚さ（図１７に示すｈ３）よりも高く（長く）形成する。ここにいう絶縁性シート１０の厚さとは、絶縁性シート１０の他方主面（配線２０が形成されていない面）から配線２０の他方主面（絶縁性シート１０と接している面）までの長さ、つまり基板６の厚さから配線２０の厚さを差し引いた長さである。これにより、積層して熱プレスをしたときに、突起３０と接着層３５が積層された基板６の絶縁性シート１０を確実に貫通し、突起３０上に形成された接着層３５の先端を基板６の配線２０と確実に接触させることができる。

　なお、接続層３５は、突起３０の先端部以外をマスクし、第２金属を含む導電性材料で突起３０の先端を被覆するめっき工程によって形成することができる。また、第２金属を含む導電性材料を突起３０に塗布してその先端を被覆してもよい。

　本実施形態の第４の工程について説明する。先述した第３工程において、配線２１～２７、突起３０及び接続層３５が形成された複数枚の基板６（図１６）と、配線２１～２７のみが形成された一枚の基板２(図５)を準備する。そして、図１７に示すように、一の基板６１の一方主面（突起３０１ａ，３０１ｂが形成されている面）が他の基板６２の他方主面（配線２１２～２７２及び突起３０２ａ，３０２ｂが形成されていない面）に対向するように積層する。同様に基板６２の一方主面が他の基板６３の他方主面に対向するように積層し、基板６３の一方主面が他の基板２の他方主面に対向するように積層する。つまり、最下層を基板６１とし、基板６２、６３をその上に積層し、基板２を最上層に配置する。積層する各基板６１～６３及び基板２は、画像認識機能付きのアライメント装置により正確に位置合わせが行われる。このとき、各基板６１～６３及び基板２の配線２０のパターンは共通するものであってもよいし、異なるものであってもよい。また各基板６１～６３の突起部３０の位置、高さは共通するものであってもよいし、異なるものであってもよい。

　本実施形態の第４工程における熱プレス処理は、第１実施形態の第４工程と同様の条件に基づいて行われる。この結果、本実施形態の第４工程において、一の基板の一方主面に形成された突起３０と他の基板に形成された配線２０との間の一領域又は複数の領域に合金が形成される。具体的に、突起３０１ａと接続層３５１ａとの間、突起３０１ｂと接続層３５１ｂとの間、配線２２２と接続層３５１ａとの間、配線２６２と接続層３５１ｂとの間には、第１金属と第２金属の合金サイト（合金領域）が形成されている。突起３０２ａ、３０２ｂと配線２２３、２６３との間、突起３０３ａ、３０３ｂ等と配線２２、２６との間も同様である。

　このように、本実施形態の多層配線板の製造方法によれば、第１金属を含む、一の基板の一方主面に形成された突起３０及び他の基板に形成された配線２０との間に第１金属とは異種金属である第２金属を含む接続層３５を介在させるので、熱プレス処理によって突起３０と配線２０の第１金属と接続層３５の第２金属とが反応して合金を含む領域が形成される。特に、第１金属と第２金属とは合金を形成する組み合わせであるように金属種を選択するので、確実の合金領域を形成することができる。これにより、突起３０と配線２０とを化学的に強固に接合させることができ、接続信頼性の高い多層配線板を製造することができる。

　特に限定されないが、第１金属を銅、銀、金のように低抵抗の金属とし、第２金属をスズとすることにより、突起３０と配線２０の間にＣｕ-Ｓｎ，Ａｇ-Ｓｎ，Ａｕ-Ｓｎの合金が形成されるので、電気的特性が良好であるとともに、強固な構造の多層配線板を製造することができる。加えて本実施形態では、突起３０の先端に形成される接続層３５を、基板２の厚さ方向（つまり圧接方向）に凸状の曲面とすることができるので、突起３０が他の基板の絶縁性シート１０を貫通する際の抵抗を低減させ、突起３０の損傷なども防ぐことができる。

　そして、本実施形態によれば、図１８に示すように、各基板６１～６３、基板２の層間導通がされた多層配線板１００を、ビアホールを形成する工程を経ることなく得ることができる。また、第４工程の加熱プレス工程により、積層された絶縁性シート１０の主面（一方主面と他方主面）同士が接着するので、絶縁性シート１０の間に接着剤を塗る、または接着シートを貼る等により接着層を別途形成する必要がない。このため、積層工程において接着層の形成工程が不要となるので、製造コストを低減させることができる。また、絶縁性シート１０の間に接着層を形成しないので、多層配線板１００を薄くすることができる。多層配線板１００にＩＣチップなどの電子部品を実装する場合においては、低背化を図ることができる。

　なお、第３実施形態の第３工程において、接続層３５をインクジェット印刷工程により形成する手法に代えて、上述しためっき工程又はスクリーン印刷工程により接続層３５を形成することもできる。また、第１又は第２実施形態の第３工程において、接続層３５を上述しためっき工程又はスクリーン印刷工程により形成する手法に代えて、インクジェット印刷工程により接続層３５を形成することもできる。

　以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

１…インプリントモールド
　１１ａ～１７ａ…版面の凸部
　１１ｂ～１６ｂ…版面の凹部
１０…絶縁性シート
　１０１ａ～１０７ａ…凹部
Ｐ…導電性材料
Ｒ…レジスト層
２，６，６１～６３…基板
２…基板，配線が形成された基板
６、６１～６３…基板，配線と突起とが形成された基板（基板２に突起が形成された基板）
２０，２１～２７，２９…配線
Ｖ６１…ビア
３０…突起
３５…接続層
９…インクジェット方式の印刷装置
　９１…インクジェットヘッド
　９２…ノズル
　９３…制御装置
　９４…液滴（導電性インクの液滴）
１００…多層配線板

Claims

　絶縁性シートと、前記絶縁性シートの一方主面に埋め込まれ、第１金属を含む導電性の配線とを備える基板を準備する工程と、
　前記基板に形成された配線の所定位置に前記第１金属を含む導電性の突起を形成する工程と、
　前記突起の先端に前記第１金属とは異なる第２金属を含む接続層を形成する工程と、
　前記配線と、前記接続層を有する突起とが形成された複数の前記基板を、前記一の基板の一方主面に形成された突起の接続層が、前記他の基板の他方主面に対向するように積層する工程と、
　前記積層した基板を加熱し、当該積層方向に沿って押圧する工程と、を備える多層配線板の製造方法。
　前記積層した基板を加熱して押圧する工程において、前記接続層と前記突起との間と、前記接続層と前記配線との間とに、前記第１金属と前記第２金属の合金を形成することを特徴とする請求項１に記載の多層配線板の製造方法。
　前記一の基板に形成された突起及び接続層の高さが、前記一の基板に積層され、前記接続層が対向する前記他の基板の前記絶縁性シートの厚さよりも高いことを特徴とする請求項１に記載の多層配線板の製造方法。
　前記突起はめっき工程により形成し、前記接続層はめっき工程、スクリーン印刷工程、又はインクジェット印刷工程の何れかの工程により形成することを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載の多層配線板の製造方法。
　前記突起はスクリーン印刷工程により形成し、前記接続層はめっき工程、スクリーン印刷工程、又はインクジェット印刷工程の何れかの工程により形成することを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載の多層配線板の製造方法。
　前記突起はインクジェット印刷工程により形成し、前記接続層はめっき工程、スクリーン印刷工程、又はインクジェット印刷工程の何れかの工程により形成することを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載の多層配線板の製造方法。