JP2000151107A - 多層プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 積層型のスルーホールの電気的導通信頼性が
高く，かつ基板の薄層化を実現でき，製造工程数の少な
い多層プリント配線板及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 第１絶縁層１１に設けた第１ビアホール
３１と，第１ビアホール３１の上端又は下端の開口部に
対応する位置に第２ビアホール３０，３２とを有する。
第１絶縁層１１の上面側又は下面側の少なくとも一方に
は，上記第２ビアホール３０，３２を設けた第２絶縁層
１０，１２が積層されている。第１ビアホール３１は，
その内部に導電性充填材７を充填した中実ホールであ
る。第２ビアホール３０，３２は，その内壁及び底部を
金属メッキ膜３６２で被覆されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，多層プリント配線板及びその製
造方法に関し，特にスルーホールによるパターン間の接
続構造に関する。

【０００２】

【従来技術】多層プリント配線板としては，従来，図７
に示すごとく，積層された複数の絶縁層９１０，９１
１，９１２と，絶縁層９１０〜９１２の表面に設けた導
体パターン２と，各層の導体パターン２の間を電気的に
接続するスルーホール９３とを設けたものがある。絶縁
層９１１，９１２は電子部品搭載用の搭載用穴４を有す
る。多層プリント配線板９０の裏面に設けた導体パター
ン２には，外部接続用の半田ボール６が接合されてい
る。多層プリント配線板９０は，ソルダーレジスト１４
により被覆されている。

【０００３】スルーホール９３は，各絶縁層９１０〜９
１２に設けたビアホール９３０を金属層９３１を介して
積層した構造である。この積層構造は，内部の絶縁層９
１１にドリルでビアホール９３０を形成し，その開口部
を金属層９３１を被覆し，更にその表面にプリプレグか
らなる絶縁層９１０，９１２を最外層として積層し，レ
ーザ法やフォトビア法により微小な径のビアホール９３
０を形成することにより形成される。フォトビア法によ
る場合には，プリプレグとして感光性樹脂を用いる。各
ビアホール９３０には金属メッキ膜９３６を形成する。
中間層である絶縁層９１１に設けたビアホール９３０の
内部には，樹脂９３７を充填する。

【０００４】上記積層型のスルーホール９３は，内部に
比較的大きい径のビアホール９３０を形成しても，外側
開口部を微小径にすることができるため，多層プリント
配線板の表面の高密度実装化を図ることができる。

【０００５】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来の積
層型のスルーホール９３においては，各ビアホール９３
０の間に設けた金属層９３１は，レーザ法によりビアホ
ール９３０を形成する際に，金属層９３１がレーザによ
り破損を受けることがある。そのため，金属層９３１の
表面に金属メッキ膜９３６が形成されにくくなり，スル
ーホール９３の電気的な接続信頼性は低い。

【０００６】また，フォトビア法の場合には，金属層９
３１と，その表面を被覆する金属メッキ膜９３６との密
着性が低い。そのため，レーザー法の場合と同様に，ス
ルーホール９３の電気的導通信頼性が低い。

【０００７】また，金属層９３１はある程度の厚みを有
するため，多層プリント配線板の薄層化を妨げる。ま
た，中間の絶縁層９１１に導体パターンを設けない場合
には，金属層９３１を形成するためにだけ，パターン形
成工程を行わなければならず，製造工程数が多くなる場
合がある。

【０００８】本発明はかかる従来の問題点に鑑み，積層
型のスルーホールの電気的導通信頼性が高く，かつ基板
の薄層化を実現でき，製造工程数の少ない多層プリント
配線板及びその製造方法を提供しようとするものであ
る。

【０００９】

【課題の解決手段】本発明は，第１絶縁層に設けた第１
ビアホールと，該第１ビアホールの上端又は下端の開口
部に対応する位置に設けた第２ビアホールとを有すると
ともに，上記第１絶縁層の上面側又は下面側の少なくと
も一方に，上記第２ビアホールを設けた第２絶縁層を積
層してなる多層プリント配線板であって，上記第１ビア
ホールは，その内部に導電性充填材を充填した中実ホー
ルであり，上記第２ビアホールは，その内壁及び底部を
金属膜で被覆されていることを特徴とする多層プリント
配線板である。

【００１０】本発明において最も注目すべきことは，第
１ビアホールの内部に導電性充填材を充填し，その開口
端部を第２ビアホールの金属膜で被覆していることであ
る。

【００１１】本発明の作用及び効果について説明する。
第１ビアホールの内部に導電性充填材を充填してなる中
実ホールと，その上端又は下端に積層した第２ビアホー
ルであってその内壁及び底部を金属メッキ膜などの金属
膜で被覆してなる被膜ホールとは，１本の積層型スルー
ホールを構成する。導電性充填材は，第２ビアホールの
金属膜で被覆されていることから，第１ビアホールと第
２ビアホールとの電気的接続を確実に行う。

【００１２】また，第１ビアホール内の導電性充填材と
その上の第２ビアホールの金属膜との密着によって，第
１，第２ビアホールとの間の電気的導通を得ることがで
きるため，従来のようにビアホール間に金属層を介在さ
せる必要はない。よって，金属層を形成するための製造
工程を行う必要はなく，製造工程を少なくすることがで
きる。また，金属層の厚み分の薄層化を図ることができ
る。

【００１３】次に，本発明の詳細について説明する。第
１ビアホールと，その開口部に対応する位置に設けた第
２ビアホールとは，積層型のスルーホールを構成してい
る。第１ビアホール内部に充填された導電性充填材とし
ては，導電性フィラーと合成樹脂との複合材を用いるこ
とが好ましい。第２ビアホールをレーザ法やフォトビア
で穿設する際に，上記複合材からなる導電性充填材は，
合成樹脂の一部が除去されることはあるが，それによっ
て導電性フィラーが露出するため，却って第２ビアホー
ルの金属膜との電気的導通が高くなる。よって，第１ビ
アホールと第２ビアホールとの高い電気的導通信頼性を
得ることができる。

【００１４】導電性充填材は，導電性フィラー３０〜９
０ｖｏｌ％と，合成樹脂１０〜７０ｖｏｌ％とからなる
ことが好ましい。導電性フィラーが３０ｖｏｌ％未満の
場合，又は合成樹脂が７０ｖｏｌ％を超える場合には，
導電性充填材の導電性が低下し，第２ビアホールの金属
膜との電気導通性が低下するおそれがある。また，導電
性フィラーが９０ｖｏｌ％を超える場合，又は合成樹脂
が１０ｖｏｌ％未満の場合には，金属膜との密着性が低
下するおそれがある。

【００１５】上記導電性フィラーの平均粒径は，０．１
〜５μｍであることが好ましい。０．１μｍ未満の場合
には，金属膜に対する密着強度が小さくなるおそれがあ
り，５μｍを超える場合には金属膜との接触面積が小さ
くなり電気導通性が低下するおそれがあるからである。

【００１６】導電性フィラーを合成樹脂に添加するにあ
たっては，大小が異なる導電性フィラーを混ぜて合成樹
脂に添加することが好ましい。これにより，導電性充填
材に多量の導電性フィラーを混合することができる。ま
た，ほぼ同一の大きさの導電性フィラーを合成樹脂に添
加してもよい。

【００１７】導電性フィラーとしては，例えば，Ｐｂ，
Ｚｎ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｆｅの単体，又はこれらの合
金（例えば鉛等），或いは樹脂芯材を上記単体又は合金
でコーティングしたものを用いることができる。また，
アルミナ，セラミックなどの無機フィラーに，Ｃｕ，Ａ
ｇ，Ｎｉ，Ａｕなどの金属メッキをしたものでもよい。

【００１８】導電性充填材に含まれる合成樹脂として
は，例えば，エポキシ系樹脂，ビスマレイミドトリアジ
ン，及び変性ポリイミドのグループから選ばれる１種又
は２種以上からなることが好ましい。導電性充填材の第
１ビアホール内への充填が容易だからである。

【００１９】第１ビアホールの壁面は金属膜で被覆され
ていてもいなくてもよいが，被覆されている方が好まし
い。内部の導電性充填材が，その開口端部の金属膜だけ
でなく，第１ビアホール内壁の金属膜とも電気的に接続
するため，電気導通信頼性が高くなる。

【００２０】第２ビアホールの内壁及び底部を被覆する
金属膜の厚みは，１〜２０μｍであることが好ましい。
１μｍ未満の場合には，導電性充填材の開口端部を均一
に被覆せず，電気的接続性が低下するおそれがある。ま
た２０μｍを超える場合にはその厚みに見合う電気的導
通性は得られないおそれがある。

【００２１】第１ビアホールと第２ビアホールとの直径
は同一でも異なっていてもよく，またいずれが大であっ
てもよいが，最外層となる方の開口径が小さいことが好
ましい。多層プリント配線板の表面の高密度実装化のた
めである。

【００２２】上記第１，第２ビアホールの積層構造は，
何層でも繰り返して形成できる（図１，図６（a））。
中実ホールとなる第１ビアホールが連続して積層されて
いてもよい。また，被膜ホールとなる第２ビアホール
も，連続して積層されていてもよい。

【００２３】上記多層プリント配線板の製造方法として
は，例えば，第１絶縁層に第１ビアホールを形成する工
程と，該第１ビアホール内部に，導電性フィラーと合成
樹脂とからなる導電性充填材を充填する工程と，第１絶
縁層の表面に第２絶縁層を積層する工程と，第２絶縁層
にレーザ法またはフォトビア法にて上記第１ビアホール
の開口部に対応する位置に，上記導電性充填材を底部と
する第２ビアホールを穿設する工程と，上記第２ビアホ
ールの内壁及び底部を金属メッキ膜により被覆する工程
とからなることを特徴とする多層プリント配線板の製造
方法がある。

【００２４】上記製造方法においては，第２ビアホール
をレーザ法又はフォトビア法で穿設している。レーザ法
とは，第２絶縁層にレーザを照射して穴あけする方法を
いう。フォトビア法とは，第２絶縁層を感光性樹脂で作
製し，フォトマスクを用いて露光し，現像することによ
り穴あけする方法をいう。

【００２５】第２ビアホールをレーザ法で穿設する場合
に，その底部を構成する第１ビアホール内の導電性充填
材は，レーザによりその中の合成樹脂の一部が焼失する
ことがある。その場合にも，内部の導電性フィラーでレ
ーザは反射され穴明けは停止し，導電性フィラーの一部
が露出する。このように露出した導電性フィラーは，金
属メッキ膜との密着性が高い。また，レーザ法又はフォ
トビア法で第２ビアホールを穿設すると，その底部の導
電性充填材は粗面となる。この粗面に対して金属メッキ
膜を被覆すると，アンカー効果により，粗面に対して金
属メッキ膜が強固に密着する。

【００２６】従って，上記製造方法によれば，導電性充
填材に対する金属メッキ膜の優れた密着強度が得られ，
かつ，第１，第２ビアホール間で高い電気的接続信頼性
が得られる。また，レーザ法及びフォトビア法では，微
小径の第２ビアホールを穿設できるため，表面実装密度
の高い多層プリント配線板を製造できる。

【００２７】第１ビアホールの穿設は，第２ビアホール
を穿設する場合と同様にレーザ法及びフォトビア法によ
り行うことができる。また，ドリルにより穿設すること
もできる。

【００２８】絶縁層としては，ガラスエポキシ基板，ポ
ラスポリイミド基板，ガラスビスマレイミドトリアジン
基板などを用いることができる。また，プリプレグやソ
ルダーレジストを用いることもできる。フォトビア法を
行う場合には，感光性樹脂を用いる。

【００２９】

【発明の実施の形態】実施形態例１ 本発明の実施形態にかかる多層プリント配線板につい
て，図１〜図４を用いて説明する。本例の多層プリント
配線板１は，図１に示すごとく，第１絶縁層１１に設け
た第１ビアホール３１と，第１ビアホール３１の上端又
は下端の開口部に対応する位置に設けた第２ビアホール
３０，３２とを有する。第１絶縁層１１の上面側及び下
面側には，上記第２ビアホール３０，３２を設けた第２
絶縁層１０，１２が積層されている。第１ビアホール３
１及び第２ビアホール３０，３２は，多層プリント配線
板１の厚み方向に連続する３積層型スルーホール３を構
成している。

【００３０】第１ビアホール３１は，その内部に導電性
充填材７を充填した中実ホールである。第２ビアホール
３０，３２は，その内壁及び底部を金属メッキ膜３６２
で被覆した被覆ホールである。導電性充填材７は，第２
ビアホール３０，３２の底部を構成している。導電性充
填材７の開口端部は，第２ビアホール３０，３２の内壁
及び底部を被覆する金属メッキ膜３６２により被覆され
ている。第１ビアホール３１の内壁も金属メッキ膜３７
２により被覆されている。

【００３１】導電性充填材７は，導電性フィラー７１が
４５ｖｏｌ％と，合成樹脂７２が５５ｖｏｌ％とからな
る。導電性フィラー７１の平均粒径は，０．１〜５μｍ
である。導電性フィラー７１としては銅を用い，合成樹
脂７２としてはエポキシ樹脂を用いる。

【００３２】多層プリント配線板１は，電子部品を搭載
するための搭載用穴４を有している。多層プリント配線
板１の上面及び下面には導体パターン２が設けられてい
る。多層プリント配線板１の表面はソルダーレジスト１
４により被覆されており，その一部は第２ビアホール３
０，３２の内部に進入している。その他は，従来例と同
様である（図７参照）。

【００３３】次に，本例の多層プリント配線板の製造方
法について説明する。まず，図３（ａ）に示すごとく，
銅箔２０を貼着したエポキシ樹脂基板からなる第１絶縁
層１１を準備する。第１絶縁層１１にドリルにより，第
１ビアホール３１，及び電子部品を搭載するための搭載
用穴４を穴明けする。

【００３４】図３（ｂ）に示すごとく，第１ビアホール
３１の内壁に，銅からなる金属メッキ膜３７２を被覆す
る。また，銅箔２０をエッチングして，第１絶縁層１１
の表面に導体パターン２を形成する。

【００３５】次いで，図３（ｃ）に示すごとく，上記組
成の導電性充填材７を準備しこれを溶剤によってペース
ト状とする。次いで，ペースト状の導電性充填材７を第
１ビアホール３１の内部に充填する。

【００３６】次いで，図４（ａ）に示すごとく，第１絶
縁層１１の上面及び下面に，プリプレグからなる第２絶
縁層１０，１２を積層する。最上層の第１絶縁層１２と
なるプリプレグには，予め搭載用穴４を設けておく。次
いで，第２絶縁層１０，１２の表面に銅箔２０を被覆す
る。次いで，加熱により第２絶縁層１０，１２を硬化さ
せる。次いで，銅箔２０における，第２ビアホール形成
部分３００，３２０及び搭載用穴４を被覆する部分を，
エッチングにより穴あけし，開口穴２００を形成する。

【００３７】次いで，図４（ｂ）に示すごとく，第２絶
縁層１０，１２における第１ビアホール３１に対応する
位置にレーザを照射して，導電性充填材７を底部とする
第２ビアホール３０，３２を穿設する。次いで，第２ビ
アホール３０，３２の内壁を，銅からなる金属メッキ膜
３６２により被覆する。また，銅箔２０をエッチングし
て，第２絶縁層１０，１２の表面に導体パターン２を形
成する。その後，第２絶縁層１０，１２の表面にソルダ
ーレジストを被覆し，多層プリント配線板を得る（図７
参照）。

【００３８】次に，本例の作用及び効果について説明す
る。第１ビアホール３１内部に充填された導電性充填材
７は，導電性フィラー７１と合成樹脂７２との複合材で
あり，導電性を有する。導電性充填材７は，第２ビアホ
ール３０，３２の金属メッキ膜３６２で被覆されている
ことから，第２ビアホール３０，３２と第１ビアホール
３１との電気的接続を行う。

【００３９】図２（ａ）に示すごとく，第２ビアホール
３０，３２をレーザ８で穴あけすると，その底部に位置
する導電性充填材７中の合成樹脂７２の一部が除去さ
れ，導電性フィラー７１の一部が露出する。露出した導
電性フィラー７１は，図２（ｂ）に示すごとく，金属メ
ッキ膜３６２との密着性が高い。また，レーザ法で第２
ビアホールを穿設すると，その底部の導電性充填材７は
粗面となる。この粗面に対して金属メッキ膜３６２を被
覆すると，アンカー効果により，粗面に対して金属メッ
キ膜３６２が強固に密着する。

【００４０】従って，第１ビアホール３１と第２ビアホ
ール３０，３２との間で高い電気的接続信頼性が得られ
る。また，そのため，従来のようにビアホール間に金属
層を介在させる必要はない。よって，金属層を形成する
ための製造工程を行う必要はなく，金属層の厚み分の薄
層化を図ることができる。

【００４１】実施形態例２ 本例においては，図５に示すごとく，導電性充填材７に
おける導電性フィラー７１１，７１２の含有率が９０ｖ
ｏｌ％であり，合成樹脂７２の含有率が１０ｖｏｌ％で
ある。

【００４２】導電性フィラー７１１，７１２は大小異な
る２種類の大きさのものを用いている。大きい導電性フ
ィラー７１１の直径は２０μｍであり，小さい導電性フ
ィラー７１２の直径は０．０５μｍである。その他は，
実施形態例１と同様である。

【００４３】本例においては，導電性充填材７の中に含
まれている導電性フィラー７１１，７１２の含有量が９
０ｖｏｌ％と多い。これは，大きい導電性フィラー７１
１の間隙に，小さい導電性フィラー７１２が充填される
ためである。このように高密度に導電性フィラーを含有
する導電性充填材７は，特に導電性に優れている。従っ
て，本例における第１ビアホール３１は上記導電性充填
材７を通じて第２ビアホール３０，３２との電気的導通
性に優れている。その他，本例においても実施形態例１
と同様の効果を得ることができる。

【００４４】実施形態例３ 本例の多層プリント配線板は，図６（ａ）に示すごと
く，第１ビアホール３１，３２１と第２ビアホール３
０，３３とから構成された４積層型スルーホール３４を
有している。中央の２層が第１ビアホール３１，３２１
であり，内部には導電性充填材７が充填されている。一
方，最下層及び最上層の２層には第２ビアホール３０，
３３が設けられており，その内壁及び底部は金属メッキ
膜３６２で被覆されている。第１ビアホール３１，３２
１は第１絶縁層１１，１２１に，第２ビアホール３０，
３３は第２絶縁層１０，１３に形成されている。本例の
多層プリント配線板におけるその他の構成は，実施形態
例１と同様である。

【００４５】次に，本例の多層プリント配線板の製造方
法について説明する。まず，実施形態例１と同様に３層
構造の多層プリント配線板を製造し，その上面に，第２
絶縁層１３の形成，第２ビアホール３３の形成，金属メ
ッキ膜３６２の被覆を行う。その後，積層した第１，第
２絶縁層の表面をソルダーレジストで被覆して，本例の
多層プリント配線板を得る。本例においても，実施形態
例１と同様の効果を得ることができる。

【００４６】実施形態例４ 本例の多層プリント配線板は，図６（ｂ）に示すごと
く，第１ビアホール３１と第２ビアホール３２とから構
成された２積層型スルーホール３５を有している。第１
ビアホール３１の底部は，導体パターン２により被覆さ
れている。

【００４７】第１ビアホール３１は，底部に導体パター
ン２を形成した状態で第１絶縁層１１にレーザを照射し
て穴あけすることにより形成される。第１ビアホール３
１の内部には，導電性充填材７を充填して中実ホールと
する。その他は，実施形態例１と同様である。本例にお
いても実施形態例１と同様の効果を得ることができる。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば，積層型のスルーホール
の電気的導通信頼性が高く，かつ基板の薄層化を実現で
き，製造工程数の少ない多層プリント配線板及びその製
造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１の多層プリント配線板の要部断面
図。

【図２】実施形態例１における，レーザ法にて第２ビア
ホールを穿設したときの導電性充填材への影響を示す説
明図（ａ）および導電性充填材を金属メッキ膜で被覆し
たときの状態を示す説明図（ｂ）。

【図３】実施形態例１における，多層プリント配線板の
製造方法の説明図（ａ）〜（ｃ）。

【図４】図３に続く，多層プリント配線板の製造方法の
説明図（ａ），（ｂ）。

【図５】実施形態例２の多層プリント配線板の要部断面
図。

【図６】実施形態例３の多層プリント配線板の要部断面
図（ａ），及び実施形態例４の多層プリント配線板の要
部断面図（ｂ）。

【図７】従来例の多層プリント配線板の断面図。

【符号の説明】

１．．．多層プリント配線板， １０，１２，１３．．．第２絶縁層， １１，１２１．．．第１絶縁層， １４．．．ソルダーレジスト， ２．．．導体パターン， ３０，３２，３３．．．第２ビアホール， ３１，３２１．．．第１ビアホール， ３６２，３７２．．．金属メッキ膜， ４．．．搭載用穴， ７．．．導電性充填材， ７１．．．導電性フィラー， ７２．．．合成樹脂， ８．．．レーザ，

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E351 AA03 BB01 BB30 BB31 BB33 BB49 CC06 CC11 CC20 DD04 DD05 DD08 DD12 DD19 DD21 DD52 EE01 GG08 GG20 5E346 AA43 CC08 CC31 CC32 DD23 FF07 FF13 FF23 FF37 GG15 GG17 HH07 HH24 HH32

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１絶縁層に設けた第１ビアホールと，
   該第１ビアホールの上端又は下端の開口部に対応する位
   置に設けた第２ビアホールとを有するとともに，上記第
   １絶縁層の上面側又は下面側の少なくとも一方に，上記
   第２ビアホールを設けた第２絶縁層を積層してなる多層
   プリント配線板であって，上記第１ビアホールは，その
   内部に導電性充填材を充填した中実ホールであり，上記
   第２ビアホールは，その内壁及び底部を金属膜で被覆さ
   れていることを特徴とする多層プリント配線板。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記導電性充填材
   は，導電性フィラー３０〜９０ｖｏｌ％と，合成樹脂１
   ０〜７０ｖｏｌ％とからなることを特徴とする多層プリ
   ント配線板。
3. 【請求項３】 請求項１において，上記導電性フィラー
   の平均粒径は，０．１〜５μｍであることを特徴とする
   多層プリント配線板。
4. 【請求項４】 第１絶縁層に第１ビアホールを形成する
   工程と，該第１ビアホール内部に，導電性フィラーと合
   成樹脂とからなる導電性充填材を充填する工程と，第１
   絶縁層の表面に第２絶縁層を積層する工程と，第２絶縁
   層にレーザ法またはフォトビア法にて上記第１ビアホー
   ルの開口部に対応する位置に，上記導電性充填材を底部
   とする第２ビアホールを穿設する工程と，上記第２ビア
   ホールの内壁及び底部を金属メッキ膜により被覆する工
   程とからなることを特徴とする多層プリント配線板の製
   造方法。