JPH06164145A - 多層配線板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路の細線化に対応可能で接続部の信頼性が
高く、厚みの減少やコスト低減にも有効な多層配線板を
提供する。 【構成】 絶縁基板の両面に配線パターンを形成してな
る複数枚以上の配線板間の前記配線パターン上の要部に
導電粒子を配置し接着剤で積層一体化してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多層配線板の上下回路
の接続構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】多層配線板は、信号回路、電源、アース
回路等を内蔵できることから、配線の高密度化の有効な
方法として種々の電子機器に多用されている。従来の多
層印刷配線板の代表的製造法は、相互接続部以外をカバ
ーレイフィルム等で覆い絶縁性を得ながら、銅めっき等
により各層の配線パターンを相互に電気的に接続するこ
とが一般的に行われている。また、比較的新しい試みと
して、相互接続部以外をカバーレイフィルムやマスクフ
ィルム、レジストフィルム等（これらをカバーフィルム
と以下総称）で覆う等して絶縁性を得ながら、相互接続
部を導電粒子を分散した接着剤よりなる材料を用いて各
層の配線パターンを相互に接続することも提案（例えば
特開昭６１−４９４９９号公報や、特開平２−３６５９
３号公報）されており、この場合の導電粒子としてはは
んだ粒子が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法はいず
れも、相互接続部以外をカバーフィルムで覆うため、多
層配線板とした時厚みの減少が図り難く薄型化の妨げと
なっており、またカバーフィルムを必要部にプレスする
ためコストアップの一因となっている。また配線パター
ンの相互接続法については、銅等でめっきする方法は複
雑なめっき工程が必要であり、またカバーフィルムを熱
圧着する時に銅めっきを破壊しやすい欠点がある。導電
粒子と接着剤よりなる材料で接続する場合は、導電粒子
が接着中の全体に均一分散されているので接続時の熱圧
着により接着剤が流動し、配線パターンの接続を必要と
する部分以外でも導通してしまい、導電粒子がはんだの
場合は特に隣接配線パターンで溶融して連結しリークす
る等、ますます進行する配線の細線化に対応不可能とな
ってきた。本発明は、カバーフィルムやめっき工程が不
要で配線の細線化に対応可能な層間接続を用いた多層配
線板に関する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁基板の両
面に配線パターンを形成してなる複数枚以上の配線板の
間に、前記配線パターン上の層間接続を必要とする要部
に導電粒子を集中的に配置し、接着剤で相互の配線板を
積層一体化してなる多層配線板に関するものである。

【０００５】本発明の構成を図面を参照しながら説明す
る。図１は、本発明の一実施例を説明する断面模式図で
ある。１は絶縁基板であり、フェノール樹脂、エポキシ
樹脂、ポリイミド等を、紙、ガラス布、ガラス不織布、
等の基材に含浸し加熱加圧したものや、ポリエステルや
ポリイミド等のプラスチックフィルム、ＡｌやＦｅ等の
金属、及びセラミックス等がある。配線パターン２は、
図１のように絶縁基板１の両面に形成するが、多層配線
板を構成したときの最外層は配線パターンのない片面板
でも良い。配線パターン２は図１のように基板面から突
出しても、図２の２’に示すように平面状や、図示して
ないが凹面状等いずれでも良い。接続安定性の点から対
向する配線パターンの少なくとも一方が突出することが
好ましい。これらの配線パターンは、テンティング法、
アディティブ法、及び転写法等の一般手段で形成でき
る。絶縁基板１と配線パターン２の間に接着層が存在し
ても良い。

【０００６】層間接続法は、接続を必要とする配線パタ
ーン２を有する、第１及び第２の配線板３、４の間に、
要部に導電粒子５を配置した接着剤６を配置し接着剤で
積層一体化し、２つの回路基板同士を接着すると共に、
これらの接続を必要とする配線パターン間の電気的導通
を得るものである。ここに接続を必要とする配線パター
ン２は、パターン全体でもパターンの一部でも良く、接
続面に接続不要配線パターン７（例えばバイアホール
部）が存在しても良い。

【０００７】接着剤６は、図１のようにフィルム状で
も、図２に示すように例えば液状物を一方の配線パター
ン面に塗布や印刷等により形成したものでも良い。フィ
ルム状であると取扱いが容易で一定厚みの供給が可能で
あり、接着剤塗布作業が不要となり好適である。接着剤
６としては、シート等に用いられる熱可塑性材料や、
熱、光、電子線等のエネルギーによる硬化性材料が広く
適用出来る。多層配線板の耐熱性や耐湿性に優れること
から硬化性材料が好ましく、中でもエポキシ系接着剤や
イミド系接着剤は、分子構造上接着性や耐熱性に優れる
ことや硬化時間が広く設定出来ることから好ましい。

【０００８】エポキシ系接着剤は、例えば高分子量エポ
キシ、固形エポキシと液状エポキシ、ウレタンやポリエ
ステル、ＮＢＲ等で変性したエポキシを主成分とし、硬
化剤や触媒、カップリング剤、充填剤等を添加してなる
ものが一般的である。これら材料は、抽出水のＮａイオ
ンやＣｌイオンが２０ｐｐｍ以下の高純度品であると、
多層配線板の耐電食性が向上することが好ましい。従来
から多層配線板に多用されているエポキシ系やイミド系
接着剤とガラス繊維よりなるプリプレグは、ガラス繊維
により配線パターン面と導電粒子との接触が制限される
ことや厚みを薄くし難いので、本発明の自由度が減少す
ることを留意すべきである。

【０００９】導電粒子５を要部に形成する方法として
は、例えば図１のフィルム状接着剤の場合、接続を必要
とする配線パターンの要部に一致した貫通孔を有するマ
スクを用いて接着剤の粘着性を利用して配置したり、図
２（Ａ）部に示すように配線パターン面の接続を必要と
する部分に粘着性を有する接着剤を形成し導電粒子を配
置したり、あるいは図２（Ｂ）部に示すように配線パタ
ーンの接続を必要とする部分にスクリーン印刷等により
一般的な導電性接着剤を配置することも出来る。導電粒
子５は図１〜２のように接着剤６の表面でも、図示して
ないが接着剤に埋まっていても、あるいは静電気等によ
り配線パターン面に直接付着等により形成出来る。

【００１０】導電粒子５としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、
Ｃｕ、Ｗ、Ｓｂ、Ｓｎ、はんだ等の金属粒子やカーボン
等があり、これら及び非導電性のガラス、セラミック
ス、プラスチック等の高分子核材等に、前記した導電層
を被覆等により形成したものでも良い。さらに前記した
ような導電粒子と絶縁層で被覆してなる絶縁被覆粒子
や、導電粒子と絶縁粒子の併用等も、回路の細線化に極
めて有用である。はんだ等の熱溶融金属や、プラスチッ
ク等の高分子核材に導電層を形成したものは、加熱加圧
もしくは加圧により変形性を有し、積層時に回路との接
触面積が増加し信頼性が向上するので好ましい。特に高
分子類を核とした場合、はんだのように融点を示さない
ので軟化の状態を接続温度で広く制御でき、配線板や配
線パターンの厚みや平坦性ばらつきに対応し易くより好
ましい。また例えばＮｉやＷ等の硬質金属粒子の場合、
導電粒子が配線パターンに突きささるので、配線パター
ン上の酸化膜や汚染層の存在する場合にも低い接続抵抗
が得られ、加えて接続部の固定による膨張収縮の抑制に
も有効で信頼性が向上する。導電粒子の数は、原則的に
は配線パターン上の接続を必要とする部分に１個あれば
良いが、５個以上とすることで接続信頼性がさらに向上
するので好ましい。粒径は細線化に対応するため隣接す
る配線パターンとの距離以下が好ましい。

【００１１】積層一体化に際しては、配線パターン面の
接続を必要とする部分を位置合わせし加熱加圧する。こ
の時積層を必要とする所定枚の配線板に例えば貫通孔を
形成しておきピン等で位置合わせするいわゆるピンラミ
ネーション法が好適であり、一体化の方法としては、プ
レスやロールラミネータ等の一般的な方法で良い。ピン
ラミネーション法の貫通孔をスルーホールめっきするこ
とや導電性接着剤で充填することで、全層間の電気的接
続を得ることも出来る。

【００１２】図３は図１の構成の積層一体化後を示す断
面模式図である。加熱加圧により、導電粒子５が配線パ
ターン上の接続を必要とする部分２−２’に変形して挟
まれ電気的接続を可能とし、接着剤は流動して両絶縁基
板１−１’間を充填して接着する。接続不要配線パター
ン７は絶縁性が保たれる。この層を任意に積層すること
で任意の多層配線板とすることが出来る。接着剤の最適
充填量は接着剤の厚みで管理できるが、積層一体化によ
り端部に流出させて不要部を除去すると気泡の混入が少
なく好ましい。

【００１３】

【作用】本発明によれば、配線パターン上の要部に導電
粒子を配置し接着剤で積層一体化してなるので、相互接
続部以外は絶縁性接着剤に接するためカバーフィルムが
不要であり、相互接続部は導電粒子により電気的接続を
得ているのでめっきが不要である。本発明の導電粒子
は、要部のみに配置されてなるので隣接パターン間でリ
ークが発生せず熱圧着の条件が広範囲に適用可能であ
る。たとえ接続部から若干の導電粒子が流出しても絶縁
性接着剤で希釈され濃度が極めて薄いのでリークが発生
しない。そのため接続抵抗が安定化し信頼性も向上し回
路の細線化に対応可能であり、加えて多層配線板の厚み
の減少やコスト低減にも有効な多層配線板が極めて容易
に得られる。

【００１４】

【実施例】以下実施例でさらに詳細に説明するが、本発
明はこれに限定されない。また、説明を分かりやすくす
るため２枚の両面基板を層間接続した４層配線板につい
て述べるが、２枚の両面基板のうち１枚が片面基板でも
よく、４層をこえる多層配線板にも当然適用できる。

【００１５】実施例１〜４ 厚み５０μｍのポリイミドフィルムの両面に接着剤１０
μｍを介して銅箔１８μｍを形成してなる両面基板を、
パターン印刷及びエッチング等を行った配線板を用意し
た。接続を必要とする配線パターンの最小径は５０μｍ
であった。ポリエステルフィルムを剥離剤処理したセパ
レータ上に、高分子量エポキシを主成分とする厚み３０
μｍの接着剤（純水で１００℃１０ｈ抽出後の抽出水Ｎ
ａイオン、Ｃｌイオンがそれぞれ１０ｐｐｍ以下）を形
成し、この上に接続を必要とする配線パターンに一致し
た貫通孔を有するマスクを用いて、接着剤の粘着性を利
用して導電粒子を散布して配置し余剰の粒子をブラシに
より除去し、導電粒子を必要部に配置した接着剤フィル
ムを用意した。ここで用いた導電粒子は、架橋ポリスチ
レンからなる核材の表面にＮｉ／Ａｕの複合導電層を有
する粒径５μｍのめっきプラスチック球（実施例１）、
平均粒径７μｍのカーボニル法Ｎｉ（実施例２）、平均
粒径２０μｍの融点１８０℃のはんだ粒子（実施例
３）、実施例１の粒子表面を厚み０．２μｍのナイロン
で被覆した絶縁被覆粒子（実施例４）である。前記配線
板の一方の接続を必要とする配線パターンと、導電粒子
配置部を位置合わせして、ロールで軽く圧着後セパレー
タを剥離し、他の配線板を位置合わせし、１８０℃２０
ｋｇ／ｃｍ² で３０分加熱加圧して接着剤を硬化した。
以上により、２枚の両面基板を層間接続した４層配線板
を得た。実施例１〜４はいずれも十分な層間接続特性を
示した。

【００１６】実施例５ 厚み０．２ｍｍのガラスエポキシ基板の両面に接着剤１
０μｍを介して銅箔１８μｍを形成してなる両面基板
を、パターン印刷及びエッチング等を行った配線板を用
意した。接続を必要とする配線パターンの最小径は２０
μｍであった。一方の配線板上の接続を必要とする配線
パターン部に、粘着性を有する接着剤をスクリーン印刷
で形成し、実施例１の導電粒子を接着剤の粘着性を利用
して配置した。他の一方の配線板上に実施例１の接着剤
フィルムを形成した。ピンラミネーション法で接続を必
要とする配線パターン部を位置合わせし、１８０℃２０
ｋｇ／ｃｍ² で３０分加熱加圧して、接着剤を硬化し
た。以上により、２枚の両面基板を層間接続した４層配
線板を得た。実施例５は十分な層間接続特性を示し、実
施例１〜４に比べ位置合わせが極めて簡単であった。

【００１７】実施例６ 実施例５と同様であるが一方の配線板上の接続を必要と
する配線パターン部に、スクリーン印刷により一般的な
導電性接着剤ドータイトＦＥ−７０１（エポキシ系接着
剤とＡｇ／Ｃｕ導電粒子よりなる複合系、藤倉化成株式
会社製商品名）を厚み２５μｍとなるように形成した。
他の一方の配線板上に実施例１の接着剤フィルムを形成
した。ピンラミネーション法で接続を必要とする配線パ
ターン部を位置合わせし、１８０℃２０ｋｇ／ｃｍ² で
３０分加熱加圧して、接着剤を硬化した。以上により、
２枚の両面基板を層間接続した４層配線板を得た。実施
例５は十分な層間接続特性を示し、実施例５に比べ製造
工程が簡単であった。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、カバーフ
ィルムやめっき工程が不要で回路の細線化に対応可能で
あり、加えて多層配線板の厚みの減少やコスト低減にも
有効な接続信頼性が向上した多層配線板が極めて合理的
に容易に得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成の一実施例を示す断面模式図であ
る。

【図２】本発明の構成の一実施例を示す断面模式図であ
る。

【図３】本発明の積層一体化後の一実施例を示す断面模
式図である。

【符号の説明】

１ 絶縁基板 ２ 配線パターン ３ 第１の配線板 ４ 第２の配線板 ５ 導電粒子 ６ 接着剤 ７ 接続不要配線パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 共久 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館研究所内 (72)発明者 山口 豊 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁基板に配線パターンを形成してなる複
   数枚以上の配線板間の前記配線パターン上の要部に導電
   粒子を配置し接着剤で積層一体化してなる多層配線板