JP2014216552A

JP2014216552A - 積層構造体及びその製造方法

Info

Publication number: JP2014216552A
Application number: JP2013094176A
Authority: JP
Inventors: 菅田　隆; Takashi Sugata; 隆菅田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2014-11-17
Also published as: US9265159B2; US20140318840A1

Abstract

【課題】電極間の短絡を抑制することができる積層構造体及びその製造方法を提供する。【解決手段】積層構造体の一態様には、電極１２を有する基板１１と、電極２２を有する基板２１と、基板１１と基板２１との間に設けられ、一対の電極１２と電極２２とを電気的に接続する複数の導電性ビア３２を備えた接着樹脂材３１と、が設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、積層構造体及びその製造方法に関する。

プリプレグを介在させて２つのプリント配線基板を貼り合わせた積層構造体が知られている。プリント配線基板に複数の電極が設けられており、プリプレグに電極に対応する導電性ビアが含まれている。つまり、プリプレグには、複数の導電性ビアが含まれている。

近年、微細化に伴って導電性ビア間の短絡が発生しやすくなっている。導電性ビア間の短絡は電極間の短絡につながり、電極間の短絡は修復することができないため、このような短絡が発生した積層構造体は廃棄される。従って、短絡の発生は歩留まりの低下を招く。

特開２００６−４９４１２号公報特開２００８−２９４２４６号公報特開２０１１−９６９００号公報特許第２６０３０５３号公報

本発明の目的は、電極間の短絡を抑制することができる積層構造体及びその製造方法を提供することにある。

積層構造体の一態様には、第１の電極を有する第１の基板と、第２の電極を有する第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に設けられ、一対の前記第１の電極と前記第２の電極とを電気的に接続する複数の導電性ビアを備えた接着樹脂材と、が設けられている。

積層構造体の他の一態様には、接着樹脂材と、前記接着樹脂材を間に挟んで互いに対向する第１の電極及び第２の電極と、が設けられている。前記接着樹脂材は、一対の前記第１の電極と前記第２の電極とを電気的に接続する複数の導電性ビアを備えている。

積層構造体の製造方法の一態様では、接着樹脂材に複数のビアホールを形成し、第１の電極を有する第１の基板を、前記第１の電極が前記複数のビアホールから露出するようにして前記接着樹脂材に取り付け、前記複数のビアホール内に導電性ペーストを供給して複数の導電性ビアを形成し、第２の基板に設けられた第２の電極を前記導電性ビアに接触させながら、前記第１の基板及び前記第２の基板を前記接着樹脂材に熱圧着する。

上記の積層構造体等によれば、一対の第１の電極及び第２の電極の間に複数の導電性ビアが設けられているため、第１の電極及び第２の電極の間の導通を確保しながら短絡を抑制することができる。

参考例を示す図である。実施形態に係る積層構造体の構成を示す図である。実施形態に係る積層構造体の作用を示す図である。実施形態に係る積層構造体の製造方法を工程順に示す断面図である。図４Ａに引き続き、積層構造体の製造方法を工程順に示す断面図である。

本願発明者は、従来の積層構造体において短絡が生じる原因について検討を行ったところ、図１に示す参考例のように、プリプレグ１３１にクラック１３４が存在し、クラック１３４に導電性ビア１３２の材料である導電性ペーストが流出していることが判明した。更に、本願発明者は、ビアホール１３３の形成時にクラック１３４が発生していることを見出した。プリプレグ１３１は樹脂及び繊維を含む複合材であるため、これらの界面近傍にクラック１３４が発生しやすいと考えられる。

なお、この参考例では、電極１１２を備えた基板１１１と電極１２２を備えた基板１２１との間に、プリプレグ１３１が設けられている。プリプレグ１３１にビアホール１３３が形成されており、ビアホール１３３内に電極１１２と電極１２２とを電気的に接続する導電性ビア１３２が形成されている。

本願発明者は、このような知見に基づいて鋭意検討を重ねた結果、以下に示す実施形態の構成に想到した。

（第１の実施形態）
先ず、第１の実施形態について説明する。図２は、第１の実施形態に係る積層構造体の構成を示す図である。図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）中のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。

第１の実施形態では、図２に示すように、電極１２を備えた基板１１と電極２２を備えた基板２１との間に、接着樹脂材３１が設けられている。接着樹脂材３１としては、例えばプリプレグが用いられる。電極１２と電極２２とが接着樹脂材３１を介して向かい合っており、接着樹脂材３１に、向かい合う一対の電極１２及び電極２２ごとに、電極１２及び電極２２を電気的に接続する複数の導電性ビア３２が設けられている。これら複数の導電性ビア３２が１個のビア群３６に含まれている。各導電性ビア３２は接着樹脂材３１のビアホール３３内に埋め込まれている。

例えば、電極１２のピッチ及び電極２２のピッチは１．０ｍｍであり、電極１２及び電極２２の平面形状は直径が０．５ｍｍの円である。また、例えば、一対の電極１２及び電極２２ごとの導電性ビア３２の数は４であり、導電性ビア３２の平面形状は直径が０．１６ｍｍの円である。この場合、１個のビア群３６に含まれる導電性ビア３２の総断面積は０．０２５６πｍｍ²である。これは、直径が０．３０ｍｍの１個の導電性ビアの断面積（０．０２２５πｍｍ²）よりも大きく、十分な電流経路が確保できる。

このように構成された積層構造体では、一対の電極１２及び電極２２ごとに複数の導電性ビア３２が割り当てられているため、参考例のように１個のみの導電性ビアが割り当てられている場合と比較して、導電性ビア３２の径が小さなものであっても、十分な電流経路を確保することができる。そして、導電性ビア３２の径が小さいほど、ビアホール３３を形成する際に接着樹脂材３１に作用する振動が小さくなる。このため、図３（ａ）に示すように、ビアホール３３の形成時にクラック３４が発生したとしても、クラック３４は極めて短いものとなり、ビア群３６間でのクラック３４の結合は生じない。従って、従来の積層構造体で生じているような短絡を防止することができる。なお、ビア群３６に含まれる導電性ビア３２間でクラック３４を介した短絡が生じても歩留まりの低下につながるような問題は生じない。

また、図３（ｂ）に示すように、導電性ビア３２の上端及び／又は下端近傍に導電性ペーストの漏出部３５が生じることがある。しかしながら、漏出部３５は複数の電極１２を電気的に接続する程度まで広がらず、また、複数の電極２２を電気的に接続する程度まで広がらない。なお、ビア群３６に含まれる導電性ビア３２間で漏出部３５を介した短絡が生じても歩留まりの低下につながるような問題は生じない。

次に、実施形態に係る積層構造体の製造方法について説明する。図４Ａ乃至図４Ｂは、実施形態に係る積層構造体の製造方法を工程順に示す断面図である。

先ず、図４Ａ（ａ）に示すように、プリプレグ等の接着樹脂材３１の裏面に保護フィルム４１を貼り付け、表面に保護フィルム４２を貼り付ける。保護フィルム４１及び４２としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等が用いられる。

次いで、図４Ａ（ｂ）に示すように、保護フィルム４１及び４２を貼り付けたまま接着樹脂材３１に複数のビアホール３３を形成する。ビアホール３３の形成では、例えばドリル又はレーザを用いた加工を行う。

その後、図４Ａ（ｃ）に示すように、裏面の保護フィルム４１を剥がす。

続いて、図４Ａ（ｄ）に示すように、電極１２が設けられた基板１１を、電極１２が接着樹脂材３１に対向するようにして接着樹脂材３１に仮付けする。このとき、電極１２が複数のビアホール３３から露出するようにする。つまり、１個の電極１２に複数のビアホール３３を対応させる。

次いで、図４Ｂ（ｅ）に示すように、ビアホール３３内に導電性ペーストを供給して複数の導電性ビア３２を形成する。

その後、図４Ｂ（ｆ）に示すように、表面の保護フィルム４２を剥がす。この結果、導電性ビア３２の上端が接着樹脂材３１から若干突出する。

続いて、図４Ｂ（ｇ）に示すように、電極２２が設けられた基板２１を、１個の電極２２が複数の導電性ビア３２の突出部と接するように位置決めする。

次いで、図４Ｂ（ｈ）に示すように、電極２２を導電性ビア３２に接触させながら、基板１１及び基板２１を接着樹脂材３１に熱圧着する。この結果、基板１１、接着樹脂材３１及び基板２１が一体化される。

このようにして積層構造体を得ることができる。ビアホール３３の形成時（図４Ａ（ｂ））にクラック３４が発生するとしても、クラック３４は極めて小さい。このため、クラック３４を介する短絡を防止することが可能である。

なお、接着樹脂材３１にプリプレグが用いられる場合、プリプレグに含まれる繊維は特に限定されず、ガラス繊維が含まれていてもよく、炭素繊維が含まれていてもよい。

電極１２、電極２２及び導電性ビア３２の平面形状が円である必要はない。電極１２及び電極２２の輪郭が平面視で一致している必要もない。つまり、電極１２及び電極２２の一方の輪郭の全体又は一部が、他方の輪郭の外側にあってもよい。また、一対の電極１２及び電極２２に対応する導電性ビア３２の数は複数であれば特に限定されない。つまり、１個のビア群３６に含まれる導電性ビア３２の数は複数であれば特に限定されない。

上記の実施形態をビルドアップ基板に適用してもよい。

以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。

（付記１）
第１の電極を有する第１の基板と、
第２の電極を有する第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に設けられ、一対の前記第１の電極と前記第２の電極とを電気的に接続する複数の導電性ビアを備えた接着樹脂材と、
を有することを特徴とする積層構造体。

（付記２）
前記接着樹脂材はプリプレグであることを特徴とする付記１に記載の積層構造体。

（付記３）
前記第１の基板及び前記第２の基板はプリント配線基板であることを特徴とする付記１又は２に記載の積層構造体。

（付記４）
前記複数の導電性ビアは、平面視で、前記第１の電極の輪郭及び前記第２の電極の輪郭の内側に位置していることを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の積層構造体。

（付記５）
前記第１の電極が前記第１の基板の前記接着樹脂材と対向する面に設けられており、
前記第２の電極が前記第２の基板の前記接着樹脂材と対向する面に設けられていることを特徴とする付記１乃至４のいずれか１項に記載の積層構造体。

（付記６）
接着樹脂材と、
前記接着樹脂材を間に挟んで互いに対向する第１の電極及び第２の電極と、
を有し、
前記接着樹脂材は、一対の前記第１の電極と前記第２の電極とを電気的に接続する複数の導電性ビアを備えていることを特徴とする積層構造体。

（付記７）
前記接着樹脂材はプリプレグであることを特徴とする付記６に記載の積層構造体。

（付記８）
接着樹脂材に複数のビアホールを形成する工程と、
第１の電極を有する第１の基板を、前記第１の電極が前記複数のビアホールから露出するようにして前記接着樹脂材に取り付ける工程と、
前記複数のビアホール内に導電性ペーストを供給して複数の導電性ビアを形成する工程と、
第２の基板に設けられた第２の電極を前記導電性ビアに接触させながら、前記第１の基板及び前記第２の基板を前記接着樹脂材に熱圧着する工程と、
を有することを特徴とする積層構造体の製造方法。

（付記９）
前記接着樹脂材としてプリプレグを用いることを特徴とする付記８に記載の積層構造体の製造方法。

（付記１０）
前記第１の基板及び前記第２の基板としてプリント配線基板を用いることを特徴とする付記８又は９に記載の積層構造体の製造方法。

（付記１１）
前記複数の導電性ビアを、平面視で、前記第１の電極の輪郭及び前記第２の電極の輪郭の内側に位置させることを特徴とする付記８乃至１０のいずれか１項に記載の積層構造体の製造方法。

１１、２１：基板
１２、２２：電極
３１：接着樹脂材
３２：導電性ビア
３３：ビアホール

Claims

第１の電極を有する第１の基板と、
第２の電極を有する第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に設けられ、一対の前記第１の電極と前記第２の電極とを電気的に接続する複数の導電性ビアを備えた接着樹脂材と、
を有することを特徴とする積層構造体。
前記接着樹脂材はプリプレグであることを特徴とする請求項１に記載の積層構造体。
前記第１の基板及び前記第２の基板はプリント配線基板であることを特徴とする請求項１又は２に記載の積層構造体。
接着樹脂材と、
前記接着樹脂材を間に挟んで互いに対向する第１の電極及び第２の電極と、
を有し、
前記接着樹脂材は、一対の前記第１の電極と前記第２の電極とを電気的に接続する複数の導電性ビアを備えていることを特徴とする積層構造体。
前記接着樹脂材はプリプレグであることを特徴とする請求項４に記載の積層構造体。
接着樹脂材に複数のビアホールを形成する工程と、
第１の電極を有する第１の基板を、前記第１の電極が前記複数のビアホールから露出するようにして前記接着樹脂材に取り付ける工程と、
前記複数のビアホール内に導電性ペーストを供給して複数の導電性ビアを形成する工程と、
第２の基板に設けられた第２の電極を前記導電性ビアに接触させながら、前記第１の基板及び前記第２の基板を前記接着樹脂材に熱圧着する工程と、
を有することを特徴とする積層構造体の製造方法。
前記接着樹脂材としてプリプレグを用いることを特徴とする請求項６に記載の積層構造体の製造方法。
前記第１の基板及び前記第２の基板としてプリント配線基板を用いることを特徴とする請求項６又は７に記載の積層構造体の製造方法。