JPH1131882A - 多層配線板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度配線や高密度実装が可能で、かつ電気
的な接続の信頼性も高い多層配線板とその製造方法の提
供。 【解決手段】 多層配線板の発明は、層間絶縁体7aを厚
さ方向に貫挿する導電性バンプ６、および層間絶縁体を
厚さ方向に貫通する孔の内壁面に設けたメッキ導電体層
８により、配線パターン9a，9b，9c，9d層間が電気的に
接続された構成を有する多層配線板であって、前記メッ
キ導体層８を設けた貫通孔内が絶縁体10で充填され、か
つこのメッキ導体層８に対する導電性バンプ６による電
気的な接合は絶縁体10の充填面に配置した導電体層11を
介して行われていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多層配線板および
そ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て、配線パターン層の多層化、
配線パターン層間の接続が行われている。

【０００３】図３は、配線パターン層間を接続する接続
部を有する多層配線板の要部構成例を示す断面図であ
る。図３において、1a，1bは外層配線パターン、1c，1d
は内層配線パターン、２は前記配線パターン1a，1c，1
d，1b間を絶縁する層間絶縁体層、3a，3bは前記配線パ
ターン1a，1c，1d，1b間を電気的に接続する接続部であ
る。ここで、層間絶縁体層２は、たとえば樹脂単独、フ
ィラーを含有する樹脂組成物、もしくはクロス類などの
基材に樹脂を付着含有したものなどの絶縁性樹脂層であ
る。

【０００４】そして、このような多層配線板は、一般的
に、次のような工程によって製造されている。

【０００５】図４ (a)〜 (c)は、工程の実施態様を模式
的に示すもので、先ず、図４ (a)に断面的に示すごと
く、たとえば両面銅箔張り積層板（コア基板）４に孔明
けを行った後、形成した孔3a′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付けし、孔3
a′内壁面の金属層（導電体層）3aを厚くして信頼性を
高める。

【０００６】次いで、前記両面のメッキ層および銅箔
を、たとえばフォトエッチング処理し、所要のパターニ
ング1c，1dを行ってから、図４ (b)に断面的に示すごと
く、前記パターニング1c，1d面に絶縁性樹脂シート（た
とえばプリプレグ樹脂シート）５を介して銅箔6a，6bを
積層・配置し、加圧一体化する。

【０００７】その後、図４ (c)に断面的に示すごとく、
銅箔6a，6bを一体化した状態で、孔明けを行った後、形
成した孔3b′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付けし、孔3b′内壁面の金属層
（導電体層）3bを厚くして信頼性を高める。

【０００８】次いで、前記形成したメッキ層および銅箔
6a，6bを、たとえばフォトエッチング処理し、所要のパ
ターニング1a，1bする。こうして、配線パターン1a，1
b，1c，1d間の電気的な接続および銅箔6a，6bのパター
ニングを行って、前記図３に図示したような、配線パタ
ーン1a，1b，1c，1d間を接続する接続部3a，3bを備えた
多層配線板を製造している。

【０００９】一方、前記メッキ処理などを伴う配線パタ
ーン1a，1b，1c，1d間の電気的な接続工程を簡略化する
ため、たとえば導電性ペースト製の突起状導体（導電性
バンブ）の先端部を、層間絶縁体５として介在させた絶
縁性樹脂層を厚さ方向に貫通させ、かつ対向する配線パ
ターン面へ対接もしくは圧接させて電気的な接続を行う
方式も提案されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の多層配線板の場合は、接続部3a，3bを形成する穿設
孔領域に配線パターンニングできないし、また、電子部
品の面実装を行うことができない。すなわち、ビア接続
部3aおよびスルホール接続部3bにおいては、配線パター
ニングできないため、配線の設計・仕様や配線密度が制
約されるという問題がある。加えて、スルホール接続部
3bにおいては、電子部品の搭載・実装が制約されるの
で、実装密度の向上を図ることができない。

【００１１】上記ビア接続部3aおよびスルホール接続部
3bに起因する問題は、多層配線板の高密度配線化ないし
コンパクト化、あるいは高密度実装回路化ないし軽薄・
短小化などの支障となる。つまり、近時、要求の高い回
路装置のコンパクト化などに対応する上で、この問題の
解決ないし解消・改善が望まれているのが現状である。

【００１２】一方、突起状導体（導電性バンブ）の先端
部を、介在させた絶縁性樹脂層を貫通させ、対向する配
線パターン面に対接もしくは圧接することによって、配
線パターン1a，1b，1c，1d間の電気的な接続などを行う
構成は、工程も簡略で、配線密度および実装密度の向上
など図ることができる。しかしながら、さらに高い信頼
性を要求される場合は、内層配線パターン同士の接続構
成において、信頼性が懸念されることもある。

【００１３】本発明は、上記事情に対処してなされたも
ので、高密度配線や高密度実装が可能で、かつ電気的な
接続の信頼性も高い多層配線板とその製造方法の提供を
目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、層間
絶縁体を厚さ方向に貫挿する導電性バンプ、および層間
絶縁体を厚さ方向に貫通する孔の内壁面に設けたメッキ
導電体層により、配線パターン層間が電気的に接続され
た構成を有する多層配線板であって、前記メッキ導電体
層を設けた貫通孔内が絶縁体で充填され、かつこのメッ
キ導電体層に対する導電性バンプによる電気的な接合は
絶縁体の充填面に配置した導電体層を介して行われてい
ることを特徴とする多層配線板である。

【００１５】請求項２の発明は、コア配線板の所定位置
に厚さ方向に貫通する孔を設け、その内壁面をメッキ導
電体層化してスルホール接続部を形成する工程と、前記
スルホール接続部を設けた貫通孔内を絶縁体で充填する
工程と、前記充填した少なくとも一方の絶縁体面に、前
記スルホール接続部に導通する導電体層を配置してコア
配線板を形成する工程と、前記コア配線板面に絶縁性シ
ートを介して層間接続用の導電性バンプを一主面に設け
た導電体箔を位置決め配置して積層体化する工程と、前
記積層体を加圧一体化して絶縁性シートを貫挿する導電
性バンプ先端部を、前記スルホール接続部に導通する導
電体層に対接・電気的に接続した導電体箔張り積層板を
形成する工程と、前記導電体箔を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配線板の製造方法
である。

【００１６】本発明において、コア配線板は、対象と成
る多層配線板によって、たとえば片面配線板、両面型配
線板、これらの組み合わせで形成される３層以上の多層
型が挙げられ、また、層間接続部の一部を形成する貫通
孔の穿設は、たとえばドリル加工などによって行われ
る。そして、この貫通孔内壁面の導電体層化は、一般的
な無電解メッキおよび電気メッキの併用で行ない、さら
に、内壁面を導電体層化した貫通孔内を充填する絶縁体
としては、たとえばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、あ
るいはこれらの樹脂に無機充填剤を配合した組成物など
が挙げられる。なお、一般的に、貫通孔内の充填は、コ
ア配線板を構成する絶縁体と同じ材質の絶縁体で行うこ
とが望ましい。

【００１７】また、導電体層（箔など）としては、たと
えば厚さ18〜35μm 程度の電解銅箔やアルミ箔などが挙
げられ、その材質および厚さは、製造する多層配線板の
用途や厚さなどによって適宜選択する。そして、この導
電体箔の一主面に対する導電性バンプ（導電性突起）の
形成は、たとえばメタルマスクを用い、導電性樹脂ペー
ストをスクリーン印刷、印刷後の乾燥を適宜繰り返すこ
とによって、所定寸法（底面径，高さ）の円錐状もしく
は角錐状に形成できる。

【００１８】ここで、導電性樹脂ペーストとしては、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、樹脂バイン
ダー成分とを混合して調製されたペースト類が挙げられ
る。また、樹脂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、フェノキシ樹脂などの熱可過塑性樹脂、フェノール
樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹
脂などが一般的に挙げられる。その他、メチルメタアク
リレート、ジエチルメチルメタアクリレート、トリメチ
ロールプロパントリアクリレート、ジエチレングリコー
ルジエチルアクリレート、アクリル酸メチル、アクリル
酸エチル、アクリル酸ジエチレングリコールエトキシレ
ート、ε−カプロラクトン変性ジペンタエリスリトール
のアクリレートなどのアクリル酸エステル、メタアクリ
ル酸エステルなどの紫外線硬化型樹脂もしくは電子線照
射硬化型樹脂などが挙げられる。

【００１９】さらに、コア配線板面に配置する絶縁性シ
ートとしては、熱可塑性樹脂フイルム（シート）や熱硬
化性樹脂シートが挙げられ、その厚さは、一般的に、50
〜 100μm 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、硬化前の状態に保持される熱硬化性樹脂（プリプレ
グ）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。

【００２０】請求項１の発明では、配線パターン間の電
気的な接続が、導電性バンプおよび貫通孔内壁面に設け
たメッキ導電体層の併用で行われ、かつ貫通孔内が絶縁
体で充填されるとともに、メッキ導電体層に対する導電
性バンプの電気的な接合が充填絶縁体面に配置した導電
体層を介して行われている。つまり、貫通孔型の層間接
続部は絶縁体で充填されているため、多層配線パターン
の設計自由度を確保し易くなるとともに、有効な実装領
域の増大を図ることが可能となる。

【００２１】請求項２の発明では、設計自由度の高い多
層配線パターンを有し、また、実装領域として有効な面
が実質的に拡大化された高密度配線の多層配線板、もし
くは軽薄短小な多層配線板を歩留まりよく提供できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図１および図２を参照して
実施例を説明する。

【００２３】図１は、この発明の第１の実施例に係る多
層配線板の要部構成を示す断面図である。図１におい
て、６は層間絶縁体7aを厚さ方向に貫挿する導電性バン
プ、８は層間絶縁体7bを厚さ方向に貫通する孔の内壁面
に設けたメッキ導電体層である。つまり、この多層配線
板は、外層配線パターン9a，9bと内層配線パターン9c，
9dとが導電性バンプ６によって電気的に接続する一方、
一部の内層配線パターン9c，9d同士が貫通孔の内壁面に
設けたメッキ導電体層８で電気的に接続する構成を採っ
たものである。

【００２４】上記多層配線板の構成について、さらに詳
述すると、両面の配線パターン9c，9d間を、厚さ方向に
貫通させた孔の内壁面にメッキ導電体層８でスルホール
接続部を設け、その後、前記貫通孔内を絶縁体10で充填
する一方、配線パターン9c，9dに電気的に接合する導電
体層（たとえばメッキ層）11を設けた両面型配線板をコ
ア配線板12とした構成を採っている。そして、前記両面
型配線板（コア基板）12の両面側に、導電性バンプ６を
層間接続部とした外層配線パターン9a，9bが配置された
構造と成っている。

【００２５】この構成例では、配線パターン9a，9b，9
c，9d間の接続は、配線パターン9a，9c間、配線パター
ン9b，9d間、配線パターン9a，9b，9c，9d間の３か所で
行われているが、多層配線板に空間部もないので、配線
パターン形成領域および実装面領域として、全体的に有
効に利用される形態を採っている。

【００２６】次に、上記構成の多層配線板の製造方法例
について説明する。

【００２７】先ず、厚さ約 0.6mmのガラスエボキシ樹脂
系のコア配線板12、厚さ18μm の電解銅箔、直径 0.3mm
の孔を所定の位置に穿設して成る厚さ 0.3mmのメタルス
クリーン版、銀粉末−フェノール樹脂系の導電性ペース
ト、および厚さ約60μm のガラスエボキシ樹脂系プリプ
レグ（未硬化）をそれぞれ用意する。

【００２８】次いで、前記コア基板12の所定位置（箇
所）に、ドリル加工によって径 0.3mm程度の貫通孔を穿
設し、穿設した貫通孔の内壁面に無電解メッキおよび電
気メッキによって、層間接続部を成す導電体層８を形成
する。その後、前記貫通孔内にエポキシ樹脂系の組成物
10を充填して乾燥・硬化させてから、前記樹脂10充填面
および内層配線パターン9c，9dの被層間接続面に、たと
えば電気メッキによって、選択的に導電体層11を形成・
配置する（コア配線板の形成）。

【００２９】一方、前記電解銅箔の一主面に、メタルス
クリーン版をそれぞれ位置決め配置し、前記コア基板12
の被層間接続面と対向する位置に、たとえば銀粉末−フ
ェノール樹脂系の導電性ペーストを印刷する。印刷した
導電性ペーストを 165℃，15分間，乾燥処理した後、同
一メタルスクリーン版をそれぞれ用い同一位置に印刷，
乾燥処理を３回繰り返してから加熱効果処理を施して円
錐状（底面径 0.3mm，高さ0.25mm）の導電性バンプ６を
それぞれ設ける。

【００３０】次に、前記コア配線板面に層間絶縁シート
を成す絶縁性シート（たとえばガラスエポキシ樹脂系の
プリプレグ）7aを介し、前記層間接続用の導電性バンプ
６を一主面に設けた導電体層（電解銅箔）を位置決め配
置して積層体化する。すなわち、前記積層体を加熱型プ
レスに当て板を介してセットし、 175℃の加熱、 40kg/
cm² 程度の圧力で 1時間加圧プレスを行って、ガラス・
エボキシ樹脂系プリプレグの硬化を行うとともに、ガラ
ス・エボキシ樹脂系プリプレグを貫通させた各導電性バ
ンプ６先端部を、互いに対向するコア配線板12の被接続
部（導電体層）11に対接・接続させて、両面の電解銅箔
と内層配線パターン9c，9dとが電気的に接続する銅箔張
り積層板を作製する。

【００３１】その後、前記銅箔張り積層板外層の銅箔面
にスクリーン印刷法で、所要のエッチングレジストパタ
ーンを印刷し、塩化二鉄の水溶液をエッチング液として
不要部分銅箔をエッチング除去してから、エッチンクレ
ジストを除去することにより、図１に図示する構成の多
層配線板が得られる。

【００３２】上記によって製造した多層配線板は、その
配線パターン層の接続抵抗は、たとえば 2.1Ωで、この
値は、銅箔のパターン抵抗（バンプ 1個当たりの銅箔パ
ターン抵抗分1mΩ）を考慮すると、スルホール接続抵抗
の平均が1mΩとなって、ビア接続抵抗および銅箔パター
ン抵抗ともバラツキが少ないものであった。

【００３３】図２は、第２の実施例に係る多層配線板の
要部構成を示す断面図である。この構成例の場合、基本
的な構成においては、前記図１に図示した構成と同様
で、配線パターン9a，9b，9c，9d間の接続は、配線パタ
ーン9a，9c間、配線パターン9b，9d間、配線パターン9
c，9d間の３か所で行われているが、配線パターン9c，9
d間はメッキ導体層８による接続部（ビア接続）を形成
しているに過ぎない。なお、この構成例では、配線パタ
ーン9a，9b，9c，9dの４層に亘る接続部がないので、導
電体層11の配置が省略されている。しかし、配線板に空
間部もないので、配線パターン形成領域および実装面領
域として、全体的に有効に利用される形態を採ってい
る。

【００３４】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
の変形を採ることができる。たとえば層間絶縁体層は、
ガラス・エポキシ樹脂プリプレグの代りに、熱可塑性樹
脂であってもよいし、また、導電性突起は銀粉末−フェ
ノール樹脂以外の他の導電性組成物で形成することがで
きる。さらに、コア基板は、両面型に限られるものでな
く、たとえば導電性バンプなどにより層間接続した多層
型であってもよい。

【００３５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、導電性バンプ
および貫通孔内壁面に設けたメッキ導体層の併用で配線
パターン間の電気的な接続が行われる一方、貫通孔内が
絶縁体で充填されているため、高密度配線あるいは高密
度実装が可能な多層配線板が提供される。

【００３６】請求項２の発明によれば、配線パターンの
設計自由度が高く、かつ実装領域面が実質的に拡大化
さ、信頼性の高い高密度実装回路の構成などに適する軽
薄短小な多層配線板が歩留まりよく提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係る多層配線板の要部構成を示
す断面図。

【図２】第２の実施例に係る多層配線板の要部構成を示
す断面図。

【図３】従来の多層配線板の要部構成例を示す断面図。

【図４】従来の多層配線板の製造方法の実施態様例を模
式的に示すもので、 (a)は両面銅箔張り積層板にスルホ
ール接続部を設けた状態を示す断面図、 (b)は両面に配
線パターニングした状態を示す断面図、 (c)は多層化し
た両面銅箔張り積層板にスルホール接続部を形成する貫
通孔を設けた状態を示す断面図。

【符号の説明】

６……導電性バンプ（層間接続部） 7a，7b……層間絶縁体 ８……メッキ導電体層（層間接続部） 9a，9b，9c，9d……配線パターン 10……充填絶縁体（メッキ導体層形成貫通孔内の充填） 11……導電体層 12……コア配線板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 層間絶縁体を厚さ方向に貫挿する導電性
   バンプ、および層間絶縁体を厚さ方向に貫通する孔の内
   壁面に設けたメッキ導電体層により、配線パターン層間
   が電気的に接続された構成を有する多層配線板であっ
   て、 前記メッキ導電体層を設けた貫通孔内が絶縁体で充填さ
   れ、かつこのメッキ導電体層に対する導電性バンプによ
   る電気的な接合は絶縁体の充填面に配置した導電体層を
   介して行われていることを特徴とする多層配線板。
2. 【請求項２】 コア基板の所定位置に厚さ方向に貫通す
   る孔を設け、その内壁面をメッキ導電体層化してスルホ
   ール接続部を形成する工程と、 前記スルホール接続部を設けた貫通孔内を絶縁体で充填
   する工程と、 前記充填した少なくとも一方の絶縁体面に、前記スルホ
   ール接続部に導通する導電体層を配置してコア配線板を
   形成する工程と、 前記コア配線板面に絶縁性シートを介して層間接続用の
   導電性バンプを一主面に設けた導電体箔を位置決め配置
   して積層体化する工程と、 前記積層体を加圧一体化して絶縁性シートを貫挿する導
   電性バンプ先端部を、前記スルホール接続部に導通する
   導電体層に対接・電気的に接続した導電体箔張り積層板
   を形成する工程と、 前記導電体箔を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配線板の製造方法。