JP2002353617A - プリント配線基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 層間接続に与かる導体バンプの貫挿状態にバ
ラツキがなく、層間接続の信頼性が高いプリント配線基
板およびそのようなプリント配線基板の製造方法を提供
する。 【解決手段】 第１の金属箔２に導体バンプ群３，３，
…を印刷した上側に絶縁性樹脂組成物４をカーテンコー
ターなどの塗布装置を用いて塗布する。塗布した絶縁性
樹脂組成物４の上面から突き出た導体バンプ３，３，…
の頭部にもう一枚の金属箔５を重ね合わせ、加熱プレス
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプリント配線基板に
係り、更に詳細には複数の絶縁基板と複数の配線パター
ンとを交互に積層した多層板型のプリント配線基板に関
する。

【０００２】

【従来の技術】マルチメディア時代到来に呼応して、携
帯電話、インターネットモバイル機器、携帯パソコンな
どの電子機器の実用化から、プリント配線板には、小型
化、軽薄化、軽量化、高密度化、低コスト化などが要求
されている。この要求を満足するプリント配線板の製造
技術としてビルドアップ型多層プリント配線板が注目さ
れている。

【０００３】そのなかでも、最近、銀ペーストなどの導
電性材料で形成した楔形の導体バンプを絶縁基板前駆体
（プリプレグ）の厚さ方向に貫挿して配線パターンどう
しを層間接続させる、「貫挿法」と呼ばれる新規のビル
ドアップ多層板が注目されている。図５は貫挿法の代表
的なプロセスを図解した垂直断面図である。

【０００４】この貫挿法によるビルドアップ多層板は図
６（ａ）に示すように銅箔１０１や内層板上にメタルス
クリーンを用いて銀ペーストを３〜６回繰り返し印刷し
て図６（ｃ）に示したような円錐状のバンプ群１０２，
１０２，…を備えたバンプ付銅箔１０３を形成する。次
いで、合成樹脂シート（プリプレグ）１０５をバンプ付
銅箔上に重ね、プレスにかけて加圧し、合成樹脂系シー
ト（プリプレグ）１０５、及びバンプ付銅箔１０３をプ
レスにかけて加圧し合成樹脂系シート（プリプレグ）１
０５の厚さ方向に前記バンプ群１０２，１０２，…をそ
れぞれ貫挿させたのち、前記バンプ群１０２，１０２，
…を貫通させた積層体を内層回路配線板（コア材）１１
０に重ね合わせて加熱加圧して多層板１２０とする。こ
の貫挿法はバンプにより一括してスルーホールを形成で
き、またパッドオンビア構造を形成できるためファイン
ピッチの多層プリント板用などに使用されてきている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この貫挿法で
は、印刷法により導体バンプ１０２を形成するため、導
体バンプ１０２の高さにバラツキが生じやすく、更に、
銅箔１０１上に形成した導体バンプ１０２の上に合成樹
脂シート１０５を重ねた上にプレスするため、バンプの
貫通状態にバラツキが生じ、層間接続に与からない導体
バンプが存在するなどし、層間接続の信頼性は必ずしも
十分ではないという問題がある。

【０００６】本発明は上記従来の問題を解決するために
創作された発明である。即ち本発明は、層間接続に与か
る導体バンプの貫挿状態にバラツキがなく、層間接続の
信頼性が高いプリント配線基板およびそのようなプリン
ト配線基板の製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のプリント配線基
板の製造方法は、第１の金属箔上に導体バンプ群を形成
する工程と、前記導体バンプ群を形成した面の金属箔上
に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に第２の金属
箔を重ねる工程と、前記第１の金属箔と前記第２の金属
箔とをプレスする工程とを具備する。

【０００８】本発明の他のプリント配線基板の製造方法
は、（ィ）一の金属箔上に導体バンプ群を形成する工程
と、（ロ）前記導体バンプ群を形成した面の金属箔上に
絶縁層を形成する工程と、（ハ）前記絶縁層上に他の金
属箔を重ねる工程と、（ニ）前記一の金属箔と前記他の
金属箔とを加熱プレスする工程と、（ホ）前記一の金属
箔と前記他の金属箔とをパターニングして配線パターン
を形成する工程と、（へ）前記配線パターン上に導体バ
ンプ群を形成する工程とを具備し、積層数が所定値にな
るまで上記（ロ）〜（ホ）の工程を繰り返すことを特徴
とする。

【０００９】本発明のもうひとつのプリント配線基板の
製造方法は、単層又は積層された複数の絶縁基板の片面
又は両面に配設された配線パターン上に導体バンプ群を
形成する工程と、前記導体バンプ群を形成した面上に絶
縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に金属箔を重ねる
工程と、前記絶縁基板と前記金属箔とをプレスする工程
とを具備する。

【００１０】上記プリント配線基板の製造方法におい
て、前記絶縁層を形成する工程の例として、カーテンコ
ート法により絶縁性樹脂組成物を塗布する工程を挙げる
ことができる。また、カーテンコート以外の方法として
スプレーや補強繊維シート以外の補強材、例えば補強短
繊維を含んだ絶縁性樹脂組成物を印刷したり、熱軟化性
のフィルム状にして導体バンプの上から被覆する方法な
どが挙げられる。

【００１１】上記プリント配線基板の製造方法におい
て、前記絶縁性樹脂組成物の例として、熱硬化性絶縁性
樹脂組成物３０〜８０重量部と、硬化剤３〜４０重量部
と、充填材１０〜５０重量部と、補強繊維５〜３０重量
部とを含むものを挙げることができる。

【００１２】上記プリント配線基板の製造方法におい
て、前記絶縁性樹脂組成物の例として、スパイラル粘度
計１０ｒｐｍで測定したとき２５℃で２００〜３００Ｐ
ａ・ｓの粘度を備えているものが好ましい。

【００１３】上記プリント配線基板の製造方法におい
て、前記導体バンプ群の高さが平均で１００〜１５０μ
ｍであり、前記絶縁層の厚さが１００〜１４０μｍであ
ることが好ましい。

【００１４】本発明のプリント配線基板は、一枚あたり
平均で８０〜１００μｍの厚さを有する単層又は積層さ
れた複数段の絶縁基板と、前記絶縁基板の両面に配設さ
れた配線パターンと、前記絶縁基板の厚さ方向に貫挿さ
れ、前記絶縁基板両面の配線パターンを電気的に接続す
る導体バンプとを具備する。

【００１５】本発明では、導体バンプを形成した第１の
金属箔上に絶縁性樹脂組成物を塗布することにより絶縁
層を形成するので、絶縁層に確実に導体バンプを貫挿さ
せることができ、層間接続信頼性の高いプリント配線基
板を得ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係るプリ
ント配線基板の製造方法について説明する。図１は本実
施形態に係るプリント配線基板の製造方法のフローチャ
ートであり、図２〜図５は本実施形態に係るプリント配
線基板の製造途中の垂直断面図である。本実施形態に係
るプリント配線基板を製造するには、まず図２（ａ）に
示したような銅箔などの金属箔２の一方の表面上の所定
位置、正確には配線パターンに対応する位置に、印刷技
術を用いて例えば銀ペースト等の導電性ペーストを印刷
して図２（ｂ）に示したような複数の導体バンプ３，
３，…を形成する（ステップ１）。

【００１７】このとき、導体バンプ３の形成に使用され
る導電ペーストに使用する金属粉末としては、銀粉や銅
粉を使用する。その形状は球状、鱗片状など使用可能で
ありそれらの混合物でも良い。導電ペーストの作り方
は、例えばこれら金属粉末と、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、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等のバインダー成
分とを混合して調整する。導電性ペーストはメタルマス
ク版などにより、銅箔面や内層板の回路面に印刷して、
バンプ群を容易に形成することができる。

【００１８】このときに形成する導体バンプ３，３，…
の大きさは底面の半径が５０〜１５０μｍ、高さが平均
で１００〜１５０μｍのものを形成することが好まし
い。導体バンプの底面半径が上記範囲を下回ると層間接
続の信頼性が低下するからであり、導体バンプの底面半
径が上記範囲を上回ると配線パターンの幅からはみ出し
てしまうからである。

【００１９】導体バンプ３，３，…の形成が完了した
ら、図２（ｃ）に示したように、絶縁基板の材料となる
絶縁性樹脂組成物４を例えばカーテンコーターと呼ばれ
る液状樹脂塗布装置（図示省略）を用いて前記導体バン
プ３，３，…を形成した側の金属箔２上に塗布する（ス
テップ２）。

【００２０】このカーテンコーターは、細長いスリット
状の吐出口が水平方向に移動できる構造になっており、
高粘度の液状樹脂を細長いスリット状の吐出口から吐出
しながら銅箔などの平面状の被塗布物の上面を所定の速
度で移動できる構造になった塗布装置である。このカー
テンコーターを用いて高粘度液状樹脂を塗布すると、液
状樹脂は細長いスリットから吐出される際に所定の厚さ
のフィルム状になって被塗布物の上に塗布されるように
なっている。

【００２１】このカーテンコーターで塗布する絶縁性樹
脂組成物４は次のような組成、即ち、熱硬化性絶縁性樹
脂３０〜８０重量部と、硬化剤５〜４０重量部と、充填
材１０〜５０重量部と、補強繊維５〜３０重量部からな
るのが好ましい。

【００２２】上記熱硬化性絶縁性樹脂としては、エポキ
シ樹脂、ポリイミド樹脂及びこれらの変性樹脂が挙げら
れ、これらは単独又は混合して使用することができる。
熱硬化性絶縁性樹脂の配合量の好ましい範囲を３０〜８
０重量部としたのは、前記範囲を下回ると必用な絶縁特
性や層間接続の信頼性が得られないからであり、前記範
囲を上回ると強度不足の虞れが生じるからである。

【００２３】上記硬化剤としては、通常硬化に使用され
ている化合物であれば制限無く使用でき、アミン硬化剤
としてジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）、芳香族ジアミン
等が挙げられ、フェノール硬化系としては、フェノール
ノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェ
ノールＡ型ノボラック樹脂等が挙げられ、これらは単独
又は２種以上混合して使用できる。

【００２４】ここで硬化剤の配合量の好ましい範囲は熱
硬化性樹脂との組み合わせにより適宜決定される。

【００２５】上記充填材としては、タルク、シリカ、ア
ルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭
酸マグネシウム等が挙げられ、これらは単独又は混合し
て使用することができる。ここで充填材の配合量の好ま
しい範囲を１０〜５０重量部としたのは、前記範囲を下
回ると必用な機械的強度が得られないからであり、前記
範囲を上回ると接着性、塗膜性が低下するからである。

【００２６】上記補強繊維としては、ガラス繊維、ウィ
スカー、有機繊維等が挙げられ、これらは単独又は混合
して使用することができる。ここで補強繊維の配合量の
好ましい範囲を５〜３０重量部としたのは、前記範囲を
下回ると必用な機械的強度が得られないからであり、前
記範囲を上回ると接着性、回路充填性、塗膜性が低下す
るからである。

【００２７】また、上記絶縁性樹脂組成物４の粘度はス
パイラル粘度計１０ｒｐｍで測定したとき２５℃で２０
０〜３００Ｐａ・ｓであることが好ましい。ここで上記
絶縁性樹脂組成物の粘度の好ましい範囲を上記範囲とし
たのは、上記範囲を下回るとカーテンコート法による塗
布をうまく行うことができず、上記範囲を上回るとカー
テンコート法により塗布したときに塗膜の厚さがばらつ
いて均一な塗膜が得られないからである。

【００２８】更にこのカーテンコーターで塗布する絶縁
性樹脂組成物４の層の厚さは３０〜１００μｍとするの
が好ましい。絶縁性樹脂組成物４の層の厚さが上記範囲
を下回ると絶縁特性や層間接続の信頼性が低下するから
であり、上記範囲を上回ると求められる集積密度が得ら
れないからである。

【００２９】絶縁性樹脂組成物４を金属箔２上に塗布す
ると、図２（ｄ）に示したように絶縁性樹脂組成物４の
上に導体バンプ３，３，…の頭部が貫通して突出する。
絶縁性樹脂組成物４の塗布４が完了したら、図２（ｅ）
に示すように、導体バンプ３，３，…の上側にもう一枚
の金属箔５を位置合わせして重ね合わせる（ステップ
３）。この状態で金属箔２、絶縁性樹脂組成物４、導体
バンプ３，３，…、及びもう一枚の金属箔５を重ね合わ
せたものを例えば加熱した金属ローラ（図示省略）の間
を通すことにより加熱下にプレスする加熱プレスを行う
（ステップ４）。

【００３０】この加熱プレスにより、金属箔２上の導体
バンプ３，３，…は図２（ｆ）に示したように、絶縁性
樹脂組成物４の層の上に突き出した頭部がもう一枚の金
属箔５に当接し、金属箔２と前記もう一枚の金属箔５と
が電気的に接続される。また、加熱により絶縁性樹脂４
が硬化する。かくして図２（ｆ）に示したような、金属
箔２と前記もう一枚の金属箔５とが導体バンプ３，３，
…を介して電気的に接続された２層の積層板１０が形成
される。

【００３１】次いでこの２層の積層板１０の両面の金属
箔２，５について例えばエッチング処理を施すことによ
りパターニングして（ステップ５）、図３（ａ）に示し
たような配線パターン２ａ，５ａをそれぞれ形成する。
かくして２層の配線パターン２ａ，５ａを備えた２層板
１０ａが形成される。

【００３２】このようにして２層板１０ａが形成される
が、更に多段に積層する場合には、上記ステップ１〜５
の操作を行う（ステップ６）。即ち、配線パターン５ａ
上に導体バンプ１３，１３，…を形成し（ステップ
１）、絶縁性樹脂組成物１４を塗布し（ステップ２）、
更にもう一枚の金属箔１５を重ね合わせて（ステップ
３）加熱プレスし（ステップ４）、最上部の金属箔１５
をパターニングして（ステップ４）、図４（ｂ）に示し
たような３層板２０ａを得る。

【００３３】最も一般的な多層板のひとつである４層板
を形成するには、更にステップ１〜５の操作を繰り返
し、図５（ｃ）のような４層板１を形成する。

【００３４】以上説明したように、本実施形態に係るプ
リント配線基板の製造方法では、金属箔２上に導体バン
プ３，３，…を先に形成しておき、導体バンプ３，３，
…の上から絶縁性樹脂組成物４を塗布して絶縁層を形成
するので、導体バンプ３，３，…の高さ方向にストレス
が殆ど作用しない。そのため、導体バンプ３，３，…を
小型化することができ、それにより絶縁層を薄くするこ
とができる。結局多層板型のプリント配線基板全体の厚
さを薄くすることができる。更に導体バンプの底面や頭
部の径を小さくできるので、プリント配線基板表面の配
線パターンのピッチを小型化することができ、実装面の
配線密度を高度化することにより集積度を上げることが
できる。

【００３５】なお、本発明は上記実施形態や下記の実施
例の記載内容に限定されない。例えば、上記実施形態で
は４層の配線パターンを導体バンプで層間接続した４層
型の多層板を形成する場合を例にして説明したが、従来
型のスルホールで層間接続した積層体の両側に本発明の
方法を用いて導体バンプと絶縁層と配線パターンとを積
み上げて多層化することも可能である。

【００３６】（実施例）次に、本発明のプリント配線板
の実施例について説明する。本実施例では上記実施形態
と同様のプロセスに従って４層板の形成を試みた。導体
バンプ形成用の導電性ペーストとして、銀ペースト（MS
-89、東芝ケミカル（株）製）を使用し、この銀ペース
トを厚さ１．５ｍｍで、所定位置に０．２ｍｍ径の孔を
穿孔したステンレス製メタルマスクを１８μｍ厚の電解
銅箔２上に位置決めし５回印刷塗布して乾燥し、導体バ
ンプ群３，３，…を形成した。これに厚さ１００μｍに
なるように前記で調合を示したエポキシ樹脂組成物４を
カーテンコーターで塗布した。更にこのエポキシ樹脂４
の上にと、もう一枚の銅箔５を重ね合わせ、加熱下に加
圧して銅箔２の突起部分（導体バンプ）３，３，…を銅
箔５に突き当てさせて２層の銅箔２，５が両面に配設さ
れた積層体１０を形成した。

【００３７】次いでこの積層体１０の表面の銅箔２，５
をエッチングして配線パターン２ａ，５ａをそれぞれ形
成して２層板１０ａを得た。次いでこの２層板１０ａの
配線パターン５ａ上に前記と同様にして導体バンプ１
３，１３，…を形成し、エポキシ樹脂１４をカーテンコ
ーターで塗布し、銅箔１５を重ねて加熱プレス後パター
ニングして３層板２０ａを得た。更に同様にしてこの３
層板２０ａの配線パターン１５ａ上に前記と同様にして
導体バンプ２３，２３，…を形成し、エポキシ樹脂２４
をカーテンコーターで塗布し、銅箔２５を重ねて加熱プ
レス後パターニングして４層板１を得た。

【００３８】この４層板１の厚さは５０μｍと非常に薄
く、両面の配線パターン２ａ，２５ａに当接した導体バ
ンプ３，３，及び導体バンプ…２３，２３，…の頭部側
の直径は５０〜１５０μｍと非常に小さいものであっ
た。そのため、これらの配線パターン２ａ，２５ａを用
いて形成される実装パターンはピッチの平均が３０〜１
００μｍと非常にファインなパターンとして形成するこ
とができ、集積度の高いプリント配線基板や半導体装置
が得られることが確認された。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、層間接続に与かる導体
バンプの貫挿状態にバラツキがなく、層間接続の信頼性
が高いプリント配線基板およびそのようなプリント配線
基板の製造方法が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプリント配線基板の製造方法のフロー
チャートである。

【図２】本発明のプリント配線基板の製造途中の垂直断
面図である。

【図３】本発明のプリント配線基板の製造途中の垂直断
面図である。

【図４】本発明のプリント配線基板の製造途中の垂直断
面図である。

【図５】本発明のプリント配線基板の製造途中の垂直断
面図である。

【図６】従来のプリント配線基板の製造途中の垂直断面
図である。

【符号の説明】

２…金属箔（第１の金属箔）、３…導体バンプ、４…絶
縁層（絶縁性樹脂組成物）、５…金属箔（第２の金属
箔）、２ａ…配線パターン、５ａ…配線パターン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 信之 埼玉県川口市領家５丁目14番25号 東芝ケ ミカル株式会社川口工場内 Ｆターム(参考） 5E346 AA12 AA15 CC08 DD03 DD12 DD32 EE31 FF24 GG28

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の金属箔上に導体バンプ群を形成す
   る工程と、前記導体バンプ群を形成した面の金属箔上に
   絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に第２の金属箔
   を重ねる工程と、前記第１の金属箔と前記第２の金属箔
   とをプレスする工程と、を具備するプリント配線基板の
   製造方法。
2. 【請求項２】 （ィ）一の金属箔上に導体バンプ群を形
   成する工程と、（ロ）前記導体バンプ群を形成した面の
   金属箔上に絶縁層を形成する工程と、（ハ）前記絶縁層
   上に他の金属箔を重ねる工程と、（ニ）前記一の金属箔
   と前記他の金属箔とを加熱プレスする工程と、（ホ）前
   記一の金属箔と前記他の金属箔とをパターニングして配
   線パターンを形成する工程と、（へ）前記配線パターン
   上に導体バンプ群を形成する工程とを具備し、積層数が
   所定値になるまで上記（ロ）〜（ホ）の工程を繰り返す
   ことを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
3. 【請求項３】 単層又は積層された複数の絶縁基板の片
   面又は両面に配設された配線パターン上に導体バンプ群
   を形成する工程と、 前記導体バンプ群を形成した面上に絶縁層を形成する工
   程と、 前記絶縁層上に金属箔を重ねる工程と、 前記絶縁基板と前記金属箔とをプレスする工程と、を具
   備するプリント配線基板の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載のプ
   リント配線基板の製造方法であって、前記絶縁層を形成
   する工程が、カーテンコート法により絶縁性樹脂組成物
   を塗布する工程であることを特徴とするプリント配線基
   板の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載のプ
   リント配線基板の製造方法であって、前記絶縁性樹脂組
   成物が、 熱硬化性絶縁性樹脂３０〜８０重量部と、 硬化剤３〜４０重量部と、 充填材１０〜５０重量部と、 補強繊維５〜３０重量部とを含むものであることを特徴
   とするプリント配線基板の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載のプ
   リント配線基板の製造方法であって、前記絶縁性樹脂組
   成物がスパイラル粘度計１０ｒｐｍで測定したときに２
   ５℃で、２００〜３００Ｐａ・ｓの粘度を備えているこ
   とを特徴とするプリント配線基板の製造方法。