JP2002141669A - 基板間接続用基材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路基板間を簡易な構造により接合するとと
もに回路基板間の電気導通を行うことができる基板間接
続用基材及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 第一，第二回路基板１，２間に介設し両
者間の電気導通を行うための基板間接続用基材３であっ
て，基板間接続用基材３は，接着用基材８に導電材４０
を埋め込んでなる導電路４を設けている。導電路４を形
成するにあたっては，接着用基材８の上に導電材４０を
積層し，打抜き用パンチにて導電材４０及び接着用基材
８の所定部分を打ち抜いて打抜き穴を形成するととも
に，打ち抜かれた導電材の打抜き片及び接着用基材の打
抜き片を埋込み用パンチにて受け止め，その後，該埋込
み用パンチを上昇させ，導電材の打抜き片を上記打抜き
穴の中に埋め込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，回路基板間に介設するための基
板間接続用基材及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術】従来，多層プリント配線板を製造するにあ
たっては，導体回路を有する第一，第二回路基板を準備
し，これらの間にプリプレグを介在させて積層圧着する
方法がある。第一，第二回路基板間の電気導通を行うに
あたっては，ドリルにより第一，第二回路基板及びその
間のプリプレグを貫通するスルーホールをあけ，その中
に金属メッキを施していた。発明者は，第一，第二回路
基板間を接着するプリプレグの有効利用を図るべく，プ
リプレグに，上記回路基板間を接着する接着材としての
役割だけでなく，両回路基板間の電気導通を行う役割も
付与することに着想した。

【０００３】

【解決しようとする課題】本発明は，回路基板間を簡易
な構造により接合するとともに回路基板間の電気導通を
行うことができる基板間接続用基材及びその製造方法を
提供しようとするものである。

【０００４】

【課題の解決手段】請求項１の発明は，第一，第二回路
基板の間に介設して両者間の接着と電気導通とを行うた
めの基板間接続用基材であって，上記基板間接続用基材
は，接着用基材に導電材を埋め込んでなる導電路を設け
ていることを特徴とする基板間接続用基材である。

【０００５】本発明の基板間接続用基材は，従来専ら回
路基板間を接着するために用いられていた接着用基材
に，第一，第二回路基板間の電気導通を行うための導電
路を形成したものである。したがって，接着用基材の上
下に第一，第二回路基板を積層することによって，基板
間接続用基材は，回路基板間の接着と導通の双方を行う
ことができる。したがって，本発明によれば，簡易な構
造により第一，第二回路基板間の接着と電気導通の双方
を行うことができる。

【０００６】請求項２の発明のように，上記導電材にお
ける少なくとも上下端は，低融点導電材料からなること
が好ましい。これにより，接着用基材が，第一，第二回
路基板の導体回路に対して強く接着して，導電路の導電
性が高くなる。上記低融点導電材料は，基板間接続用基
材を第一，第二回路基板の間に介在させてこれらを加熱
圧着するときの温度よりも低い温度を融点とする導電材
料であり，例えば，半田，導電性接着材などがある。導
電性接着材は，樹脂に金属粒子を添加したものである。

【０００７】導電材の上下端にのみ低融点導電材料を設
け，その他の部分（例えば中心部）は，低融点導電材料
よりも高い融点を持つ高融点導電材料を設けていてもよ
い。高融点導電材料としては，たとえば，銅，アルミニ
ウム，ニッケルなどがある。また，導電材のすべてが，
上記低融点導電材料であってもよい。

【０００８】接着用基材としては，ガラスクロスに絶縁
性樹脂を含浸させたプリプレグを用いることが好まし
い。これにより，第一，第二回路基板を強固に接着する
ことができる。

【０００９】上記絶縁性樹脂としては，エポキシ系樹
脂，フェノール樹脂，ビスマレイミドトレアジン樹脂，
ポリフェニレン樹脂，ポリフェニレンエーテル樹脂，ポ
リイミド系樹脂などの熱硬化性樹脂あるいはそれらの混
合物を用いることができる。接着用基材には，ガラスク
ロス，無機フィラーなどの補強材を含んでいてもよい。

【００１０】上記ガラスクロスは，Ｘ方向と，該Ｘ方向
と直交するＹ方向の２方向にガラスファイバーの繊維束
を織り込んだものである。接着用基材は，樹脂の種類に
よって，硬化により収縮する性質を有する場合がある。
この場合，導電路の位置ズレ防止のため，接着用基材の
寸法制御をすることが好ましい。

【００１１】具体的には，Ｘ方向に配置される繊維の容
積とＹ方向に配置される繊維の容積との差は５体積％以
下であることが好ましい。５体積％を超える場合には，
接着用基材の収縮率が，Ｘ方向とＹ方向とで相違し，導
電路が位置ズレを生じるおそれがあるからである。更
に，繊維の径もＸ方向，Ｙ方向で同じ径を使用するのが
好ましい。更に繊維径も小さいほうが好ましい。これに
より，絶縁樹脂との接着面積を同じくすることができ，
接着面積を増やすことができる。

【００１２】また，他の寸法制御の方法として，接着用
基材に無機フィラーを３０〜８０重量％添加する方法も
ある。３０重量％未満の場合には，接着用基材のＸ−Ｙ
方向の収縮率が大幅に異なるおそれがある。８０重量％
を超える場合には，接着用基材の接着力が低下するおそ
れがある。

【００１３】第一回路基板および第二回路基板は，たと
えば，導体回路を有し，該導体回路の一部は上記導電路
の上下端に接合している。第一，第二回路基板は，導電
路を通じて電気導通が行われる。導体回路における導電
路と接合している部分には，接続パッドが設けられてい
ることが好ましい。これにより，導電路と導体回路との
間の導電性を向上させることができる。上記接続パッド
は，導電路の上下端の一部または全体を被覆している
が，全体を被覆していることが好ましい。これにより，
導電路と接続パッドとの電気的接続性が確保される。上
記導体回路としては，ランド，ビアホール，配線パター
ンなどがある。

【００１４】上記第一回路基板または／及び上記第二回
路基板における上記基板間接続用基材に対向する側の表
面には，電子部品が搭載されていることが好ましい。こ
れにより，部品の高密度実装を実現することができる。
電子部品としては，たとえば，チップキャパシタ，電解
コンデンサ，チップ抵抗体などがある。もちろん，上記
第一回路基板または／及び上記第二回路基板における上
記基板間接続用基材に対向する側と反対側の表面に，電
子部品を搭載してもよい。

【００１５】請求項３の発明は，第一，第二回路基板間
の電気導通を行うための導電路を有するとともに，上記
第一，第二回路基板間を接着するための基板間接続用基
材を製造する方法であって，上記導電路を形成するにあ
たっては，接着用基材及び導電材を積層し，打抜き用パ
ンチにて導電材及び接着用基材の所定部分を打ち抜いて
打抜き穴を形成するとともに，上記接着用基材の打抜き
片及び上記導電材の打抜き片を埋込み用パンチにて受け
止め，その後，該埋込み用パンチを接着用基材の打抜き
穴に近づけて，上記導電材の打抜き片を上記打抜き穴の
中に埋め込むことを特徴とする基板間接続用基材の製造
方法である。

【００１６】本製造方法においては，積層した接着用基
材及び導電材に対して，打抜き用パンチによるプレスを
行うことにより，これらに打抜き穴とその打抜き片を形
成し，続いて埋込み用パンチにより導電材の打抜き片を
接着用基材の打抜き穴内に埋め込んでいる。これによ
り，接着用基材に，導電材の打抜き片からなる導電路が
形成される。このような打抜き加工により，簡易に導電
路を形成することができる。

【００１７】接着用基材に積層する導電材は，たとえ
ば，導電性のある導電性シートである。導電性シートと
しては，銅箔，ハンダ箔，金属粉末が樹脂の中に分散し
た導電性フィルム,加圧によって導電性を発揮する異方
性導電性フィルムなどを用いることができる。また，導
電材は，ハンダを用いることが好ましい。比較的低温で
溶融するため，接続パッドと融着しやすいからである。

【００１８】接着用基材の厚みＢに対する上記導電性シ
ートの厚みＡの比率（Ａ／Ｂ）は，０．７〜１．５であ
ることが好ましい。これにより，埋め込まれた導電材の
厚みが，接着用基材の打抜き穴の長さとほぼ同じにな
り，第一，第二回路基板を積層したときに，導電材の上
下端がこれらの回路基板の接続パッドに確実に接合す
る。このため，導電信頼性の高い多層プリント配線板を
形成することができることになる。溶融し易い金属導体
では上記比率（Ａ／Ｂ）が０．７〜１．２であることが
より好ましい結果となる。１．２を超えると溶融した金
属が水平方向に流れ易くなり，隣接する他の電極と接続
し易くなり，ショート不良となることが有るからであ
る。一方,導電性金属入りの樹脂フィルムの如く,柔らか
くなる導電性材料では,ながれにくいため，上記比率
（Ａ／Ｂ）が１〜１．５であることが好ましい。

【００１９】上記基板間接続用基材を介設して第一，第
二回路基板を積層圧着するにあたっては，上記導電路の
上下端に第一，第二回路基板の上記導体回路の少なくと
も一部を接触させた状態で加熱することが好ましい。こ
れにより，加熱圧着の際に，導電材の上下端に対して導
体回路が密着する。このため，溶融した接着用基材が導
電材と導体回路との間に侵入することがない。このた
め，導電路と導体回路とを確実に接続することができ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】実施形態例１ 本発明の実施形態に係る基板間接続用基材及びその製造
方法について，図１〜図３を用いて説明する。本例の基
板間接続用基材３は，図１に示すごとく，第一，第二回
路基板１，２の間に介設して両者間の接着と電気導通を
行うものである。基板間接続用基材３は，接着用基材８
に導電材４０を埋め込んでなる導電路４を設けている。

【００２１】上記基板間接続用基材３の製造方法につい
て説明する。まず，接着用基材８としては，ガラスクロ
スにエポキシ樹脂を含浸させてなるプリプレグを用い
る。次に，この接着用基材８に導電路４を形成する。導
電路４の形成にあたっては，図２（ａ）に示すごとく，
接着用基材８の上に，導電材４０を形成するためのハン
ダ箔４００を積層する。接着用基材８の厚みは，０．０
６ｍｍであり，ハンダ箔４００の厚みは０．０７ｍｍで
あって，両者はほぼ同じ厚みである。次いで，これらを
ダイ７の上に載置する。ダイ７は，接着用基材８の導電
路形成部分に対応する部分にガイド穴７０を有する。ガ
イド穴７０の形状は，導電路の軸方向と垂直な断面形状
とほぼ同じである。ガイド穴７０の上下の位置に，打抜
き用の上パンチ８１と埋込み用の下パンチ８２が上下方
向に可動なように配置されている。打抜き前の段階で
は，ダイ７よりも上側に上パンチ８１を，ダイより下側
に下パンチ８２を配置させる。

【００２２】次に，図２（ｂ）に示すごとく，上パンチ
８１を下方に移動させ，ダイ７上に載置されている接着
用基材８及び銅箔４００を円形状に打ち抜いて，それぞ
れに打抜き穴８０１，４０１を形成する。打ち抜いて形
成された接着用基材８及び銅箔４００の打抜き片８０
２，４０２は，下パンチ８２により受け止められる。

【００２３】次いで，図２（ｃ）に示すごとく，上パン
チ８１を上方向にスライドさせ，その下面を接着用基材
８の上面の高さまで戻す。また，これにともない，下パ
ンチ８２を上方向にスライドさせ，その上に載置されて
いる銅箔４００の打抜き片４０２を，接着用基材８の打
抜き穴８０１の中に埋め込む。銅箔４００の打抜き片４
０２の下に配置されている接着用基材８の打抜き片８０
２は，取り去る。これにより，接着用基材８に，銅箔４
００の打抜き片４０２からなる導電性材料４０を埋め込
んだ導電路４が形成される。以上により基板間接続用基
材３が得られる。

【００２４】図３に示すごとく，上記基板間接続用基材
３を介設して第一，第二回路基板１，２を積層すると，
多層プリント配線板９が得られる。第一，第二回路基板
１，２は，導体回路５１，５２を有している。第一回路
基板１に設けた導体回路５１は，絶縁基板７の上下面に
形成した配線パターン５１１と，ビアホール５１２とを
有する。配線パターン５１１は，接続パッド５１０と接
続している。第二回路基板２に設けた導体回路５２は，
絶縁基板７の上下面に形成した配線パターン５２１と，
ビアホール５２２とを有する。配線パターン５２１は，
接続パッド５２０と接続している。

【００２５】第一回路基板１における接着用基材８に対
向する側の表面には，導電路４の上下端に接合する接続
パッド５１０を設けている。導電路４と配線パターン５
１１との間の電気導通は，接続パッド５１０を通じて行
われる。第二回路基板２における接着用基材８に対向す
る側の表面には，導電路４の上下端に接合する接続パッ
ド５２０を形成している。導電路４と配線パターン５２
１との間の電気導通は，接続パッド５２０を通じて行わ
れる。第二回路基板２における接着用基材８に対向する
側の表面には，電解コンデンサなどの電子部品６が搭載
されている。第一，第二回路基板１，２に設けたビアホ
ール５１２，５２２の中には絶縁樹脂材料６０が充填さ
れている。

【００２６】第一回路基板１を形成するにあたっては，
図１に示すごとく，第一回路基板１用の絶縁基板７とし
て，ガラスクロス・ビスマレイミドトリアジンなどの複
合樹脂材料を準備し，その両面に銅箔を貼着する。次い
で，サブトラクト法またはアディティブ法などにより，
配線パターン５１１を形成する。この際，絶縁基板７に
おける導電路４に対応する部分に接続パッド５１０を形
成する。また，絶縁基板７にドリルなどにより穴あけを
行い，内壁にめっきを施して導通性を付与してビアホー
ル５１２を形成する。ビアホール５１２の中に，絶縁樹
脂材料６０を充填する。また，絶縁基板７における接着
用基材８に対応する側に，電解コンデンサなどの電子部
品６を接合する。これにより，第一回路基板１を得る。

【００２７】第二回路基板２を形成するにあたっては，
上記第一回路基板と同様に，第二回路基板２用の絶縁基
板７に配線パターン５２１を形成する。この際，絶縁基
板７における導電路４に対応する部分に，接続パッド５
２０を形成する。また，絶縁基板７にビアホール５２２
を形成する。これにより，第二回路基板２を得る。

【００２８】上記第一，第二回路基板１，２間に上記基
板間接続用基材３を介設して多層プリント配線板を形成
するにあたっては，図１に示すごとく，下から順に，第
二回路基板２，基板間接続用基材３，第一回路基板１，
基板間接続用基材３及び第二回路基板２を積層し，厚み
方向に４ＭＰａで加圧する。これにより，基板間接続用
基材３における導電路４の上下端に，第一，第二回路基
板１，２に形成した導体回路の一部である接続パッド５
１０，５２０が接触する。この状態で，これらを１９０
℃にて加熱する。すると，基板間接続用基材３における
接着用基材８が，第一，第二回路基板１，２に対して溶
着する。その後，加熱を停止すると，接着用基材８は硬
化する。以上により，図３に示す多層プリント配線板９
が得られる。

【００２９】本例の基板間接続用基材３は，接着用基材
８に導電路４を形成したものであり，基板接着材として
の役割だけでなく，電気導電路としての役割も備えてい
る。このため，基板間接続用基材３を第一，第二回路基
板１，２間に介設することにより，基板接着と電気導通
の双方を行うことができる。また，導電路４の上下端に
は，接続パッド５１０，５２０が配置されているため，
該接続パッドを通じて第一，第二回路基板１，２に設け
た導体回路５１，５２への電気導通を確実に行うことが
できる。しかも１回の積層を行うことで多層の基板を得
ることができる。本例は，第一回路基板１の上下両側に
それぞれ一の第二回路基板２を積層しているが，片面に
のみ積層してもよく，また二以上の第二回路基板を積層
してもよい。

【００３０】実施形態例２ 本例は，図４に示すごとく，接着用基材８に埋め込む導
電材４０の上下端は，低融点導電材料層４１からなり，
その他の部分は高融点導電材料層４２からなる。低融点
導電材料層４１は半田であり，高融点導電材料層４２は
銅である。上記導電材を形成するにあたっては，図５に
示すごとく，高融点導電材料層４２としての銅箔の上下
両側に，低融点導電材料層４１としての半田層を形成す
る。半田層はメッキ法または半田箔の貼着により形成す
る。この導電材４０を接着用基材８の上に重ね，次いで
実施形態例１と同様にダイ７の上に載置し，上パンチ８
１及び下パンチ８２を用いて打抜き，導電材４０の打抜
き片を接着用基材８の中に埋め込む。

【００３１】本例においては，導電材４０の上下端に低
融点導電材料４１を配置しているため，その上下に第
一，第二回路基板を積層し加熱圧着したときに，導電材
４０の上下が溶融して接続パッドと強固に接合する。こ
のため，導電材４０と導体回路との導電性が高くなる。

【００３２】実施形態例３ 本例は，図６に示すごとく，基板間接続用基材３の導電
路４の上下にビアホール５１２，５２２を配置させ，ビ
アホール５１２，導電路４及びビアホール５２２が連続
して１つのスルーホール５を形成した例である。ビアホ
ール５１２，５２２の内壁は金属めっき膜５０により被
覆され，その上下開口部に形成されたランド５０１と接
続している。ビアホール５１２，５２２の内部には絶縁
樹脂材料６０が充填されている。導電路４は，ビアホー
ル５１２，５２２のランド５０１と接合している。

【００３３】本例においては，基板間接続用基材３の導
電路４をスルーホール５の中層として用いている。この
場合にも，導電路４は，その上下のランド５０１に接合
して，スルーホール５の導電性を高めることができる。
その他，ビアホール５１２，５２２の内壁に金属めっき
膜をその内部に絶縁樹脂材料６０を設ける代わりに，ビ
アホール５１２，５２２の内部全体に導電性材料を充填
すれば，導電材４０は，ビアホール内の導電性材料に対
して接合する。この場合には，ビアホールにランドを設
けなくてもよい。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば，回路基板間を簡易な構
造により接合するとともに回路基板間の電気導通を行う
ことができる基板間接続用基材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における，基板間接続用基材を示
す説明図。

【図２】実施形態例１における，基板間接続用基材の製
造方法の説明図。

【図３】実施形態例１における，多層プリント配線板の
断面図。

【図４】実施形態例２における，基板間接続用基材の断
面図。

【図５】実施形態例２における，基板間接続用基材の製
造方法の説明図。

【図６】実施形態例３における，多層プリント配線板の
断面図。

【符号の説明】

１．．．第一回路基板， ２．．．第二回路基板， ３．．．基板間接続用基材， ３０１，４０１，７０．．．穴， ３０２，４０２．．．打抜き片， ４．．．導電路， ４０．．．導電材， ４１．．．低融点導電材料層， ４２．．．高融点導電材料層， ４００．．．銅箔， ５１，５２．．．導体回路， ５１０，５２０．．．接続パッド， ５１１，５２１．．．配線パターン， ５１２，５２２．．．ビアホール， ６．．．電子部品， ６０．．．絶縁樹脂材料， ７．．．ダイ， ８．．．接着用基材， ８１．．．上パンチ， ８２．．．下パンチ， ９．．．多層プリント配線板，

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｋ 3/40 Ｈ０５Ｋ 3/40 Ｋ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一，第二回路基板の間に介設して両者
   間の接着と電気導通とを行うための基板間接続用基材で
   あって，上記基板間接続用基材は，接着用基材に導電材
   を埋め込んでなる導電路を設けていることを特徴とする
   基板間接続用基材。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記導電材の少なく
   とも上下端は，低融点導電材料からなることを特徴とす
   る基板間接続用基材。
3. 【請求項３】 第一，第二回路基板間の電気導通を行う
   ための導電路を有するとともに，上記第一，第二回路基
   板間を接着するための基板間接続用基材を製造する方法
   であって，上記導電路を形成するにあたっては，接着用
   基材及び導電材を積層し，打抜き用パンチにて導電材及
   び接着用基材の所定部分を打ち抜いて打抜き穴を形成す
   るとともに，上記接着用基材の打抜き片及び上記導電材
   の打抜き片を埋込み用パンチにて受け止め，その後，該
   埋込み用パンチを接着用基材の打抜き穴に近づけて，上
   記導電材の打抜き片を上記打抜き穴の中に埋め込むこと
   を特徴とする基板間接続用基材の製造方法。