JP5158854B2 - 多層プリント基板およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、多層プリント基板およびその製造方法に関する。

従来、多層プリント基板の製造方法として、例えば特許文献１、特許文献２等に開示された多層基板の製造方法がある。

特許文献１には、層間接続をした複数の両面基板を製造し、この複数の両面基板を層間接続可能な処理をしたフィルム状絶縁体を介して積層することで、基板の両面に電極を有する多層基板を製造する方法が開示されている。

特許文献２には、樹脂フィルムの片面にのみ導体パターンが形成された片面導体パターンフィルムを積層し、電極が露出するように樹脂フィルムを除去することで、両面に電極を有する多層基板を製造する方法が開示されている。また、特許文献２には、多層基板表面をなす片面導体パターンフィルムを除いて、片面導体パターンフィルムには、導体パターンを底面とする有底ビアホールが形成され、その有底ビアホール内に導電ペーストを充填することにより、この導電ペーストを介して隣接する片面導体パターンフィルム同士の導体パターンを導通させる技術が開示されている。これによると、多層基板の各導体パターン層間をビアホール内の導電ペーストにより導通させることができる。
特開２０００−３８４６４号公報（特許第３３５５１４２号公報） 特開２００３−８６９４８号公報（特許第３４０７７３７号公報）

ところで、上記特許文献１及び２に開示された従来技術では、いずれの従来技術でも、ビアホール内の導電ペーストのみを各導体パターン層間の層間接続に用いる構成であるため、電気的に全ての層間接続をとるのが難しく、層間接続信頼性が低い。

導電ペーストのみを層間接続に用いる場合、熱融着プレスの温度、圧力の制御が難しく、電気的に全ての層間接続をとることは困難であった。特に熱可塑性樹脂を用いると、融着プレス時にフィルムが変形しやすく、多層基板としての厚さにバラツキが発生する不具合が顕著であった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みて為されたもので、その目的は、層間接続信頼性が高い多層プリント基板およびその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係る多層プリント基板は、スルーホールと、両面に形成された導体パターンと、前記スルーホールに前記導体パターンと一体に導体が充填形成された充填スルーホールとをそれぞれ有する複数の第１の樹脂フィルムと、スルーホールの内壁に導体が形成され内部が導体で充填されていない導電スルーホールを有して両面に導体パターンを有さない第２の樹脂フィルムと、が交互に重ね合わされており、前記導体パターンと前記導電スルーホールの両ランド部との間にそれぞれ設けた導電体が、前記導体パターンおよび前記導電スルーホールと金属間結合していることを特徴とする。

この構成によれば、充填スルーホールにより各第１の樹脂フィルム両面の導体パターンが電気的に接続されると共に、複数の第１の樹脂フィルムのうちの隣接する２つの第１の樹脂フィルム間で対向する２つの導体パターンが導電体および導電スルーホールを介して電気的に接続される。

このように、第１の樹脂フィルムの充填スルーホールと、隣接する２つの第１の樹脂フィルム間で対向する２つの導体パターンと金属間結合した導電体および導電スルーホールとを、層間接続に用いる構成であるため、層間接続信頼性が高い。また、第１の樹脂フィルム両面の導体パターンと充填スルーホールは一体に形成されているので、層間接続信頼性が高い。また、層間接続をとる充填スルーホールと、導電体および導電スルーホールとが交互に積層するため、熱融着プレス時に、導電体への圧力が均一になりやすく、層間接続信頼性が高い。さらに、第１の樹脂フィルムおよび第２の樹脂フィルムは熱融着プレスなどにより重ね合わされるが、この際に、各第１の樹脂フィルムの充填スルーホールが厚さ方向の柱として支えになるため、熱融着プレス時の厚さばらつきを無くすことができる。

請求項２に記載の発明に係る多層プリント基板は、前記導体パターンと前記充填スルーホールは、下地金属層と、該下地金属層上に形成された導体層とを有していることを特徴とする。

この構成によれば、導体パターンと充填スルーホールとを、下地金属層と導体層を有する２層構造にすることで、導体層の第１の樹脂フィルムとの密着性が良くなるので、層間接続信頼性がさらに向上する。

請求項３に記載の発明に係る多層プリント基板は、前記下地金属層は、Ｐが２〜６％で厚さが０．０５〜０．５ミクロンのＮｉ−Ｐ合金で形成され、前記導体層は、Ｃｕで形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明に係る多層プリント基板は、前記導電体がＳｎを含む金属であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明に係る多層プリント基板は、前記第１の樹脂フィルムは、ガラス転移点および融点が１５０℃以上３５０℃以下である熱可塑性樹脂であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明に係る多層プリント基板は、前記第１の樹脂フィルムは、液晶ポリマーフィルムであることを特徴とする。

請求項７に記載の発明に係る多層プリント基板は、前記第１の樹脂フィルムは、ＰＥＥＫ／ＰＥＩ、ＰＥＳ、ＰＰＥ、ＰＴＦＥのいずれか１つ、または熱可塑性ポリイミドからなることを特徴とする。

上記課題を解決するために、請求項８に記載の発明に係る多層プリント基板の製造方法は、スルーホールと、両面に形成された導体パターンと、前記スルーホールに前記導体パターンと一体に導体が充填形成された充填スルーホールとを有する第１の樹脂フィルムを作製する工程と、スルーホールの内壁に導体が形成され内部が導体で充填されていない導電スルーホールを有して両面に導体パターンを有さない第２の樹脂フィルムを作製し、前記導電スルーホールの両ランド部表面と前記導電スルーホールの内壁とのうち少なくとも前記両ランド部表面にＳｎを含むめっきを施す工程と、
前記第１の樹脂フィルムと前記第２の樹脂フィルムとを交互に積み重ね、これらの積層体を熱融着プレスにより重ね合わせる工程と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、導電スルーホールの両ランド部表面と導電スルーホールの内壁とのうち少なくとも両ランド部表面に施したＳｎを含むめっきのＳｎが、熱融着プレスにより溶融し導電体となり、この導電体が、隣接する２つの第１の樹脂フィルム間で対向する２つの導体パターンと導電スルーホールとに金属間結合する。これにより、充填スルーホールにより各第１の樹脂フィルム両面の導体パターンが電気的に接続されると共に、複数の第１の樹脂フィルムのうちの隣接する２つの樹脂フィルム間で対向する２つの導体パターンが、導電体および導電スルーホールを介して電気的に接続される。

このように、第１の樹脂フィルムの充填スルーホールと、隣接する２つの第１の樹脂フィルム間で対向する２つの導体パターンと金属間結合した導電体および導電スルーホールとを、層間接続に用いる構成であるため、層間接続信頼性が高い。また、第１の樹脂フィルム両面の導体パターンと充填スルーホールは一体に形成されているので、層間接続信頼性が高い。また、層間接続をとる充填スルーホールと、導電体および導電スルーホールとが交互に積層するため、熱融着プレス時に、導電体への圧力が均一になりやすく、層間接続信頼性が高い。さらに、第１の樹脂フィルムおよび第２の樹脂フィルムは熱融着プレスにより重ね合わされるが、この際に、各第１の樹脂フィルムの充填スルーホールが厚さ方向の柱として支えになるため、熱融着プレス時の厚さばらつきを無くすことができる。

請求項９に記載の発明に係る多層プリント基板の製造方法は、前記Ｓｎを含むめっきは、Ｓｎのほか、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｂｉのいずれかを複数含むことを特徴とする。

請求項１０に記載の発明に係る多層プリント基板の製造方法は、前記Ｓｎを含むめっきは、電気めっき、または、置換めっきであることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明に係る多層プリント基板の製造方法は、前記第２の樹脂フィルムを作製する際に、穴あけ加工された樹脂フィルムの両面、および前記スルーホール内壁に無電解めっきによって下地金属層を形成し、該下地金属層上に電気めっきによって導体を形成したのち、前記導電スルーホール、および、前記ランド部以外をエッチングして両面の前記導体及び前記下地金属層を除去することを特徴とする。

上記課題を解決するために、請求項１２に記載の発明に係る多層プリント基板の製造方法は、スルーホールと、両面に形成された導体パターンと、前記スルーホールに前記導体パターンと一体に導体が充填形成された充填スルーホールとを有する第１の樹脂フィルムを作製する工程と、スルーホールの内壁に導体が形成され内部が導体で充填されていない導電スルーホールを有して両面に導体パターンを有さない第２の樹脂フィルムを作製する工程と、導電ペースト或いは金属粉を、前記導体パターンと前記導電スルーホールの両ランド部との間にそれぞれ介在させて、前記第１の樹脂フィルムと前記第２の樹脂フィルムとを交互に積み重ね、これらの積層体を熱融着プレスにより重ね合わせる工程と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、導体パターンと導電スルーホールの両ランド部との間に介在させた導電ペースト或いは金属粉が熱融着プレスにより硬化して導電体となり、この導電体が、隣接する２つの樹脂フィルム間で対向する２つの導体パターンと導電スルーホールとに金属間結合する。これにより、充填スルーホールにより各第１の樹脂フィルム両面の導体パターンが電気的に接続されると共に、複数の第１の樹脂フィルムのうちの隣接する２つの第１の樹脂フィルム間で対向する２つの導体パターンが、導電体および導電スルーホールを介して電気的に接続される。

このように、第１の樹脂フィルムの充填スルーホールと、隣接する２つの第１の樹脂フィルム間で対向する２つの導体パターンと金属間結合した導電体および導電スルーホールとを、層間接続に用いる構成であるため、層間接続信頼性が高い。また、第１の樹脂フィルム両面の導体パターンと充填スルーホールは一体に形成されているので、層間接続信頼性が高い。また、層間接続をとる充填スルーホールと、導電体および導電スルーホールとが交互に積層するため、熱融着プレス時に、導電体への圧力が均一になりやすく、層間接続信頼性が高い。

さらに、請求項１３に記載の発明に係る多層プリント基板の製造方法は、前記第１の樹脂フィルムを作製する工程において、前記第１の樹脂フィルムの両面および前記スルーホール内壁に無電解めっきによって下地金属層を形成し、該下地金属層上に電気めっきによって導体層を形成した後、該導体層及び前記下地金属層を一体として前記第１の樹脂フィルムの両面に前記導体パターンを形成することを特徴とする。

この構成によれば、導体パターンの導体と充填スルーホールとを、下地金属層と導体層を有する２層構造にすることで、導体層の密着性が良くなる。これにより、層間接続信頼性がさらに向上する。また、下地金属層は無電解めっきにより形成するので、導体パターンと充填スルーホールの導体厚を薄くすることができる。これにより、微細な導体パターンを形成することができる。これに対して、上記特許文献１，２に開示された従来技術では、銅箔をフィルムに融着プレスしてから導体パターンを形成するため、銅箔の厚さに制限があり、微細加工に向かない。さらに、導体パターンと充填スルーホールは同時に形成するため、接続信頼性が高く、かつ、導体パターンと充填スルーホールの導体厚が均一になる。

請求項１４に記載の発明に係る多層プリント基板の製造方法は、前記導電ペーストが少なくともＳｎ，Ｃｕ，Ａｇを含む金属粉からなることを特徴とする。

本発明によれば、層間接続信頼性が高い多層プリント基板を得ることができる。

次に、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態の説明において同様の部位には同一の符号を付して重複した説明を省略する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る多層プリント基板を図１乃至図５に基づいて説明する。

図１は本発明の第１実施形態に係る多層プリント基板の一部の概略構成を示す断面図、図２は図１の一部を拡大した部分断面図である。図３乃至図５は多層プリント基板の製造方法を説明するための工程図である。

図１に示す多層プリント基板１０は、一例として６層の多層プリント基板に形成されている。この多層プリント基板１０は、スルーホール１１と、両面に形成された導体パターン１２と、スルーホール１１に導体パターン１２と一体に導体１３が充填形成された充填スルーホール１４とを有する第１の樹脂フィルム１５と、スルーホール２１を有し、スルーホール２１の内壁に導電スルーホール２５が形成された両面に導体パターンの無い第２の樹脂フィルム２２と、が交互に重ね合わされている。

各導電スルーホール２５は、充填スルーホール１４と同軸になる位置に形成されている。また、各導電スルーホール２５の両ランド部２５ａは、図１および図４（Ｄ）に示すように、第１の樹脂フィルム１５の導体パターン１２と対向する位置まで延びている。

また、多層プリント基板１０では、導体パターン１２と導電スルーホール２５の両ランド部２５ａとの間にそれぞれ設けた導電体２３が、導体パターン１２および導電スルーホール２５のランド部２５ａと金属間結合している。この導電体２３は、導電スルーホール２５の両ランド部２５ａにＳｎを含むめっき（Ｓｎめっき）をおこなってＳｎめっき層２３Ａ（図４（Ｅ）参照）を形成し、熱融着プレス時、もしくは、プレス後にＳｎめっき層２３ＡのＳｎを溶融させたものである。これにより、隣接する２つの第１の樹脂フィルム１５，１５間で対向する２つの導体パターン１２，１２が、導電体２３および導電スルーホール２５を介して電気的に接続されると共に機械的に結合されている。

さらに、多層プリント基板１０は、その両側にある樹脂フィルム１５，１５の一方の導体パターン１２全体を覆うレジスト膜４１と、その他方の導体パターン１２全体を覆うレジスト膜４２とを備えている。レジスト膜４１，４２には、導体パターン１２の一部（電極となる箇所）を露出させるための貫通孔４１ａ，４２ａがそれぞれ形成されている。

第１の樹脂フィルム１５、第２の樹脂フィルム２２、およびレジスト膜４１，４２は、例えば同じフィルム基材で構成されている。フィルム基材は、一般的なガラス布基材エポキシ樹脂やＢＴレジンなどを用いてもよいが、融着プレスで複数枚接合させる観点からは、フィルム基材に熱可塑性樹脂を用いた方が好都合である。熱可塑性フィルムのなかでは、液晶ポリマーフィルム，ＰＥＥＫ(Polyetheretherketone），ＰＥＳ(Polyethersulfone)，ＰＰＥ(Polyphenyeneether)，ＰＴＦＥ(Polytetrafluoroethylene)などがあげられる。また、熱可塑性ポリイミドを用いてもよい。

各第１の樹脂フィルム１５の導体パターン１２と充填スルーホール１４は、一つの導体１３に形成されている。この導体１３は、図２に示すように、下地金属層１３ａと、下地金属層１３ａ上に形成された導体層１３ｂとを有する。導体パターン１２は、各第１の樹脂フィルム１５の両面にある導体１３の導体層１３ｂに形成されている。

以上の構成を有する多層プリント基板１０は、３つの第１の樹脂フィルム１５と２つの第２の樹脂フィルム２２を図１に示すように交互に重ね合わせ、さらに、両側にレジスト膜４１，４２を配置した状態で、熱融着プレスによって作製される。この熱融着プレスにより、各第１の樹脂フィルム１５両面の導体パターン１２が充填スルーホール１４を介して電気的に接続されると共に、隣接する２つの第１の樹脂フィルム１５間で対向する２つの導体パターン１２が、導電体２３および第２の樹脂フィルム２２の導電スルーホール２５を介して電気的に接続されかつ機械的に結合される。

このように、多層プリント基板１０では、スルーホール１１に導体パターン１２と一体に導体１３が充填形成された第１の樹脂フィルム１５の充填スルーホール１４と、導電体２３および第２の樹脂フィルム２２の導電スルーホール２５とを、層間接続に用いている。

次に、上記構成を有する多層プリント基板１０の製造方法を、図３乃至図５に基づいて説明する。
（１）まず、スルーホール１１と、両面に形成された導体パターン１２と、スルーホール１１に導体パターン１２と一体に導体１３が充填形成された充填スルーホール１４とを有する第１の樹脂フィルム１５を作製する工程を実施する。

この工程では、まず、図３（Ａ）に示す第１の樹脂フィルム１５に、スルーホール１１を穴あけ加工により形成する（図３（Ｂ）参照）。

次に、図３（Ｃ）に示すように、第１の樹脂フィルム１５の両面およびスルーホール１１に、下地金属層１３ａとこの下地金属層１３ａ上に形成された導体層１３ｂとを有する導体１３（図２参照）を形成する。ここで、導体１３は、スルーホール１１内に充填形成されている。図２に示す下地金属層１３ａは無電解めっき処理により形成する。また、導体層１３ｂは電気めっき処理により形成する。

次に、導体１３のうち、第１の樹脂フィルム１５の両面にある導体１３の導体層１３ｂ（図２参照）に、導体パターン１２を、フォトエッチングなどにより形成する（図３（Ｄ）参照）。

（２）次に、スルーホール２１を有し、スルーホール２１の内壁に導電スルーホール２５が形成された両面に導体パターンの無い第２の樹脂フィルム２２を作製する工程を実施する。

この工程では、図４（Ａ）に示す第２の樹脂フィルム２２に、スルーホール２１を穴あけ加工により形成する（図４（Ｂ）参照）。

次に、図４（Ｃ）に示すように、第２の樹脂フィルム２２のスルーホール２１の内壁に、導体２４を形成する。この導体２４は、図２に示す上記導体１３と同様に、下地金属層１３ａとこの下地金属層１３ａ上に形成された導体層１３ｂとを有する構成が好ましい。

次に、導体２４にフォトエッチングなどを実施して導電スルーホール２５を形成する（図４（Ｄ）参照）。

（３）次に、第２の樹脂フィルム２２の導電スルーホール２５の内壁面の一部および両ランド部２５ａ表面にＳｎめっき（Ｓｎ電気めっき）をおこなってＳｎめっき層２３Ａを形成する。（図４（Ｅ）参照）
Ｓｎ電気めっきは、メルテックス製ロナスタンＥＣ−Ｊを添加剤に用いた。

Ｓｎ電気めっき液
硫酸第一すず ４０ｇ／Ｌ
硫酸 １００ｍＬ／Ｌ
添加剤 ロナスタンＥＣ−Ｊ
温度 ２０℃
電流密度 ２Ａ／ｄｍ^２
また、Ｓｎのみに限らず、Ｓｎ−Ｃｕ合金めっき（めっき浴：奥野製薬工業株式会社製トップフリードＢＲなど）でも構わない。Ｓｎ−Ａｇ合金めっきでも構わない。

また、Ｓｎめっきの方法は電気めっきに限らず、置換めっきでも構わない。その場合、両面の導体２４をエッチング除去した後、下記のめっき液（３種類のいずれでも可）に浸し、銅表面を置換してＳｎを２ミクロン形成した。
置換めっき：
塩化第一すず １８．８ｇ／Ｌ
シアン化ナトリウム １８８ ｇ／Ｌ
水酸化ナトリウム ２２．５ｇ／Ｌ
温度 常温

すず酸ナトリウム ６０ｇ／Ｌ
シアン化ナトリウム １２０ｇ／Ｌ
水酸化ナトリウム ７．５ｇ／Ｌ
温度 ２１〜６５℃

塩化第一すず ６ｇ／Ｌ
チオ尿素 ５５ｇ／Ｌ
酒石酸 ３９ｇ／Ｌ
温度 １２〜１４℃

（４）次に、第１の樹脂フィルム１５と第２の樹脂フィルム２２とを交互に積み重ねる工程を実施する。
この工程では、レジスト膜４２、第１の樹脂フィルム１５、第２の樹脂フィルム２２、およびレジスト膜４１を、図５に示す順番に積み重ね、これらの積層体を熱融着プレスにより重ね合わせる。これにより、図１に示す多層プリント基板１０が完成する。熱融着プレスにより、各導体パターン１２と導電スルーホール２５の両ランド部２５ａとの間（第２の樹脂フィルム２２の導電スルーホール２５の内壁面の一部および両ランド部２５ａ表面）にそれぞれ設けたＳｎめっき層２３Ａが溶融し、導体パターン１２および導電スルーホール２５と金属間結合した導電体（Ｓｎを含む金属）２３となる。

なお、Ｓｎ融点より低い温度で熱融着プレスをおこなった後、再度Ｓｎ融点以上に熱をかけてＳｎを溶融させ、金属間結合した導体を形成してもよい。

また、前述の工程では、第２の樹脂フィルム２２の導電スルーホール２５が、第１の樹脂フィルム１５の充填スルーホール１４と同軸上に形成した場合の例を示したが、必ずしも充填スルーホール１４と導電スルーホール２５が同軸上にある必要はない。第１の樹脂フィルム１５の導体パターン１２と第２の樹脂フィルム２２の導電スルーホール２５のランド部２５ａが任意の場所で導電体２３によって金属間結合すれば良い。

以上のように構成された第１実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
○充填スルーホール１４により第１の樹脂フィルム１５両面の導体パターン１２が電気的に接続されると共に、３つの第１の樹脂フィルム１５のうちの隣接する２つの第１の樹脂フィルム１５間で対向する２つの導体パターン１２が導電体２３および導電スルーホール２５を介して電気的に接続される。このように、第１の樹脂フィルム１５の充填スルーホール１４と、隣接する２つの第１の樹脂フィルム１５、１５間で対向する２つの導体パターン１２，１２と金属間結合した導電体２３および導電スルーホール２５とを、層間接続に用いる構成であるため、層間接続信頼性が高い。また、第１の樹脂フィルム１５両面の導体パターン１２と充填スルーホール１４は一体に形成されているので、層間接続信頼性が高い。

また、第１の樹脂フィルム１５両面の導体パターン１２と充填スルーホール１４は一体に形成されているので、層間接続信頼性が高い。従って、層間接続信頼性が高い多層プリント基板１０を得ることができる。

○導体パターン１２と充填スルーホール１４とが形成される一つの導体１３を、下地金属層１３ａと導体層１３ｂを有する２層構造にすることで、導体層１３ｂの第１の樹脂フィルム１５との密着性が良くなるので、層間接続信頼性がさらに向上する。

○下地金属層１３ａは無電解めっきにより形成するので、導体パターン１２と充填スルーホール１４の導体厚を薄くすることができる。これにより、微細な導体パターン１２を形成することができる。

○導体パターン１２と充填スルーホール１４は同時に形成するため、接続信頼性が高く、かつ、導体パターン１２と充填スルーホール１４の導体厚が均一になる。

○第１の樹脂フィルム１５および第２の樹脂フィルム２２は熱融着プレスなどにより重ね合わされるが、この際に、各第１の樹脂フィルム１５の充填スルーホール１４が厚さ方向（図１で上下方向）の柱として支えになるため、熱融着プレス時の厚さばらつきを無くすことができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る多層プリント基板１０Ａを図６乃至図８に基づいて説明する。

上記第１実施形態の多層プリント基板１０では、導体パターン１２および導電スルーホール２５と金属間結合している導電体２３が、Ｓｎめっき層２３ＡのＳｎを溶融させたものである。

これに対して、第２実施形態に係る多層プリント基板１０Ａでは、導体パターン１２および導電スルーホール２５と金属間結合している導電体３３（図６参照）は、導電ペースト３３Ａ（図７（Ｅ）参照）が硬化されたものである。これにより、隣接する２つの第１の樹脂フィルム１５間で対向する２つの導体パターン１２が、導電体３３および導電スルーホール２５を介して電気的に接続されると共に機械的に結合されている。つまり、この多層プリント基板１０Ａでは、第１の樹脂フィルム１５におけるスルーホール１１に導体パターン１２と一体に充填形成された充填スルーホール１４と、導電体３３および第２の樹脂フィルム２２の導電スルーホール２５とを、層間接続に用いている。多層プリント基板１０Ａのその他の構成は、第１実施形態の多層プリント基板１０と同様である。

次に、多層プリント基板１０Ａの製造方法を、図７および図８に基づいて説明する。
この場合の工程は、図４（Ａ）乃至（Ｄ）に示す上記（１）、（２）の工程を実施した後（図７（Ａ）乃至（Ｄ）参照）、上記（３），（４）の工程を以下の工程（３Ａ），（４Ａ）で置き換えたものとなる。

（３Ａ）導電ペースト３３Ａを、導体パターン１２と導電スルーホール２５の両ランド部２５ａとの間にそれぞれ介在させる（図７（Ｅ）参照）。本例では、各第２の樹脂フィルム２２の導電スルーホール２５の両ランド部２５ａ表面上に導電ペースト３３Ａを塗布させる。

（４Ａ）次に、第１の樹脂フィルム１５と第２の樹脂フィルム２２とを交互に積み重ねる工程を実施する。

この工程では、レジスト膜４２、第１の樹脂フィルム１５、第２の樹脂フィルム２２、およびレジスト膜４１を、図８に示す順番に積み重ね、これらの積層体を熱融着プレスにより重ね合わせる。これにより、図１に示す多層プリント基板１０Ａが完成する。熱融着プレスにより、各導体パターン１２と導電スルーホール２５の両ランド部２５ａとの間にそれぞれ設けた導電ペースト３３Ａが硬化して導電体３３となり、この導電体３３が、導体パターン１２および導電スルーホール２５の両ランド部２５ａと金属間結合する。

このようにして作製された多層プリント基板１０Ａでは、各第１の樹脂フィルム１５両面の導体パターン１２が充填スルーホール１４を介して電気的に接続されると共に、隣接する２つの第１の樹脂フィルム１５間で対向する２つの導体パターン１２が、導電体３３および第２の樹脂フィルム２２の導電スルーホール２５を介して電気的に接続されかつ機械的に結合される。

以上の構成を有する第２実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
○充填スルーホール１４により第１の樹脂フィルム１５両面の導体パターン１２が電気的に接続されると共に、隣接する２つの第１の樹脂フィルム１５間で対向する２つの導体パターン１２が導電体２３および導電スルーホール２５を介して電気的かつ機械的に接続される。このように、第１の樹脂フィルム１５の充填スルーホール１４と、隣接する２つの第１の樹脂フィルム１５間で対向する２つの導体パターン１２と金属間結合した導電体２３および導電スルーホール２５とを、層間接続に用いる構成であるため、層間接続信頼性が高い。また、第１の樹脂フィルム１５両面の導体パターン１２と充填スルーホール１４は一体に形成されているので、層間接続信頼性が高い。

また、第１の樹脂フィルム１５両面の導体パターン１２と充填スルーホール１４とは一体に形成されているので、層間接続信頼性が高い。従って、層間接続信頼性が高い多層プリント基板１０Ａを得ることができる。

○導体パターン１２と充填スルーホール１４とが形成される一つの導体１３を、下地金属層１３ａと導体層１３ｂを有する２層構造にすることで、導体層１３ｂの樹脂フィルムとの密着性が良くなるので、層間接続信頼性がさらに向上する。

○下地金属層１３ａは無電解めっきにより形成するので、導体パターン１２と充填スルーホール１４の導体厚を薄くすることができる。これにより、微細な導体パターン１２を形成することができる。

○導体パターン１２と充填スルーホール１４は同時に形成するため、接続信頼性が高く、かつ、導体パターン１２と充填スルーホール１４の導体厚が均一になる。

○第１の樹脂フィルム１５および第２の樹脂フィルム２２は熱融着プレスなどにより重ね合わされるが、この際に、各第１の樹脂フィルム１５の充填スルーホール１４が厚さ方向の柱として支えになるため、熱融着プレス時の厚さばらつきを無くすことができる。
（実施例）
＜多層プリント基板の製造方法＞
下記の表１に示す実施例１〜３は、上記第１実施形態に係る多層プリント基板１０の実施例である。実施例４〜６は、上記第２実施形態に係る多層プリント基板１０Ａにおいて、導電ペースト３３Ａとして、Ａｇペーストを用いた実施例である。また、実施例７〜９は、上記第２実施形態に係る多層プリント基板１０Ａにおいて、導電ペースト３３Ａとして、ＡｇＳｎペーストを用いた実施例である。

実施例１〜３では、各導電スルーホール２５の両ランド部２５ａ表面と導電スルーホール２５の内壁面の一部にＳｎめっきをおこなった。Ｓｎめっきは１ミクロン厚のＳｎめっき層２３Ａを形成した。

次に、レジスト膜４２、第１の樹脂フィルム１５、第２の樹脂フィルム２２、およびレジスト膜４１を、図５に示す順番に積み重ね、一括熱融着プレスを行った。

プレス温度は１５０〜３５０℃の範囲、プレス圧力０．５〜１０ＭＰａの範囲で行った。上記の表１に示す実施例１では２８０℃にて１ＭＰａのプレスにより、ランド部２５ａ上にめっきされたＳｎを溶融させて導電体３３とし、この導電体３３を隣接する２つの第１の樹脂フィルム間で対向する２つの導体パターン１２と導電スルーホール２５とに金属間結合させ、電気的な接続をとった。

実施例２では、フィルム基材として、厚さ５０μｍの液晶ポリマーフィルム（ジャパンゴアテックス株式会社製のＢＩＡＣ（登録商標） ＢＣ）を用いた。

実施例３では、フィルム基材として、厚さ５０μｍのPEEK/PEI（三菱樹脂株式会社製ＩＢＵＫＩ（登録商標））を用いた。プレス圧力、プレス温度は表１に示す条件で熱融着をおこなった。

実施例４〜６は、表１に示すフィルム基材、プレス条件で多層プリント基板１０Ａを作製した。第２の樹脂フィルム２２の導電スルーホール２５と第１の樹脂フィルム１５の導体パターン１２との電気的接続には、導電ペースト３３ＡとしてＡｇペーストを用いた。導電ペースト３３Ａを、スクリーン印刷にて塗布し、熱融着プレスにより、導電ペースト３３Ａを硬化させ、各導電ペースト３３Ａが硬化した導電体３３（図６参照）を、導体パターン１２および導電スルーホール２５と金属間結合させた。導電ペースト３３ＡはＡｇペーストとして、藤倉化成のドータイトＸＡ−８２４を用いた。プレス条件は表１に示す。

実施例７〜９は、表１に示すフィルム基材、プレス条件で多層プリント基板１０Ａを作製した。第２の樹脂フィルム２２の導電スルーホール２５と第１の樹脂フィルム１５の導体パターン１２との電気的接続には、導電ペースト３３ＡとしてＡｇＳｎペーストを用いた。ペーストの詳細は、特許第３４７３６０１号公報の段落００７５に記載のものを用いた。実施例４〜６と同様にして多層プリント基板１０Ａを作製した。
各実施例１〜９では、炭酸ガスレーザによりスルーホール１１を形成した。

スルーホール１１は、炭酸ガスレーザだけでなく、小径ではUV-YAGレーザを用いてもよく、エキシマレーザを用いても良い。また、機械ドリルでスルーホール１１を加工してもよい。
フィルム粗面化・デスミア：
穴あけ加工した第１の樹脂フィルム１５を強アルカリに浸して表面を溶解し粗面化した。

１０規定の水酸化カリウム溶液に８０℃で１５〜３０分間浸して、表面に凹凸を形成した。同時に、スルーホール１１形成時に発生した樹脂スミアを溶解除去し、スルーホール１１内壁表面も粗面化した。

無電解めっきにより、第１の樹脂フィルム１５表面に下地めっき（下地金属層１３ａ）としてＮｉ−Ｐをめっきした。

コンディショナー処理、ニッケルリン合金の無電解めっき処理、熱処理、銅の電気めっき処理の各処理を順に施してフィルム金属張積層体を製造した。
無電解めっき：
コンディショナー処理は、奥野製薬工業株式会社製のＯＰＣ−３５０コンディショナーにより、高分子フィルムの表面を洗浄した。ここで、パラジウムを含む触媒付与液として奥野製薬工業株式会社製のＯＰＣ−８０キャタリスト、活性化剤としてＯＰＣ−５００アクセラレーターを用いた。

ニッケル合金の無電解めっき処理は、第１の樹脂フィルム１５両面にニッケル（Ｎｉ）−リン（Ｐ）めっきを行った。リン濃度５％以下のものとして、市販のニッケル−リンめっき液から選定した。奥野製薬工業株式会社の化学ニッケルＥＸＣを用い、Ｎｉめっき厚を０．２ミクロン厚形成した。

めっき液はこれに限定するものではなく、株式会社メルデックスのエンプレートＮＩ−４２６、奥野製薬工業株式会社のトップニコロンＬＰＨ−ＬＦなどを用いても良い。

銅めっき前に密着性を向上させるため、熱処理を行っても良い。２３０〜２５０℃の温度にて、３０秒〜３０分の加熱を行った。本実施例では、２４０℃、３分の加熱を施した。
銅電気めっき：
さらに銅電気めっきを行い、導体１３の導体層１３ｂを１〜１０ミクロン厚に形成した。銅（Ｃｕ）の電気めっき処理は、導体層１３ｂの導体厚が５ミクロンになるように銅を形成した。銅電気めっき液は下記を用いた。尚、スルーホールフィリング用添加剤として、荏原ユージライト株式会社製のキューブライトＴＦIIを使用した。
硫酸銅 １２０ ｇ／Ｌ
硫酸 １５０ ｇ／Ｌ
濃塩酸 ０．１２５ｍＬ／Ｌ（塩素イオンとして）

導体パターン１２の作製：
各実施例１〜９では、導体パターン１２は、サブトラクティブ法で第１の樹脂フィルム１５の両面（導体１３の導体層１３ｂ）に回路を形成した。感光レジストを塗布し、紫外線にて露光し、現像を行った。次に、エッチング工程を行い、導体パターンを形成した後、レジストを剥離した。なお、さらに微細な回路形成には、電気銅めっき厚（導体厚）を２〜３ミクロン厚にして、めっきレジストを形成してから導体パターン部に電気銅めっきを行うセミアディティブ法を用いても構わない。

上記実施例４〜９では、各導電スルーホール２５の両ランド部２５ａ上に導電ペースト３３Ａを、スクリーン印刷にて塗布した。

次に、レジスト膜４２、第１の樹脂フィルム１５、第２の樹脂フィルム２２、およびレジスト膜４１を、図５に示す順番に積み重ね、一括熱融着プレスを行った。

プレス温度は１５０〜３５０℃の範囲、プレス圧力０．５〜１０ＭＰａの範囲で行った。このプレスにより、各導電ペースト３３Ａを硬化させ、各導電ペースト３３Ａが硬化した導電体３３が、導体パターンおよび導電スルーホールと金属間結合している。

この導電体３３と樹脂フィルム１５の導体パターン１２とを電気的に接続させた。導電ペースト３３ＡはＡｇペーストとして、藤倉化成のドータイトＸＡ−８２４を用いた。また、導電ペースト３３ＡはＡｇＳｎペーストを用いた。ペーストの詳細は、特許第３４７３６０１号公報の段落００７５に記載のものを用いた。

実施例２では、フィルム基材として、厚さ５０μｍの液晶ポリマーフィルム（株式会社クラレ製のVecstar（登録商標）ＣＴ−５０Ｎ）を用いた。

実施例３では、フィルム基材として、厚さ５０μｍのPEEK/PEI（三菱樹脂株式会社製ＩＢＵＫＩ（登録商標））を用いた。

実施例４，５，７および８では、実施例２と同様のフィルム基材を用いた。
実施例６，９では、実施例３と同様のフィルム基材を用いた。

なお、実施例２〜９では、多層プリント基板は実施例１と同様にして作製し、プレス圧力、温度は表１による条件でおこなった。
（比較例）
比較例１〜６として、銅箔とフィルムを張り合わせた片面積層板、および、両面積層板を用い、層間接続には、フィルムに形成したブラインドビアホールに導電ペーストを充填したものを熱融着プレスして多層基板を作製した。条件を下記の表２に示す。

銅箔とフィルムを熱融着した銅張積層板を用い、エッチングにより導体パターンを形成した。レーザーでビアホールを形成した。
導電ペーストをフィルムのビアホールにスクリーン印刷法にて塗布した。
導電ペーストを埋め込んだフィルムを融着したものを複数枚重ね合わせ、一括熱融着プレスをおこなった。プレス温度は２３０〜３５０℃の範囲、プレス圧力０．５〜１０ＭＰａの範囲でおこなった。このプレスにおいて、フィルム同士を融着することと、フィルムのビアホールに充填した導電ペーストを硬化させ、導電ペーストとフィルムの導体パターンとを電気的に接続させた。導電ペーストはＡｇペーストとして、藤倉化成のドータイトＸＡ−８２４を用いた。また、導電ペーストはＡｇＳｎペーストを用いた。ペーストの詳細は、特許３４７３６０１号公報の段落００７５に記載のものを用いた。

接続信頼性の比較：
ＪＩＳ Ｃ ５０１２の付図２．１のＬに準じる導体パターンの６層基板を作製した。ただし層間接続部の穴径１００ミクロンとし、ランド径は０．５ｍｍ、配線幅は０．３ｍｍとし、スルーホールの間隔は７．６２ｍｍとした。比較例では、本発明と同じスルーホールの位置に１００ミクロン径のビアホールを作製し導電ペーストを充填した。本発明では、ＪＩＳ Ｃ ５０１２の９．１．３記載条件１に該当する温度サイクル試験を実施し、層間接続信頼性について調査した。初期抵抗に対し２０％以上抵抗値が増加した時点で接続不良とみなした。

上記各実施例によれば、次のような効果が得られた。
融着プレス後のプレス厚さ変形量が小さい。
スルーホールの接続信頼性が高い。
なお、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。

・上記各実施形態において、樹脂フィルム１５の積層数は「３」に限らず、本発明は、樹脂フィルム１５を複数枚重ね合わせた多層プリント基板に広く適用可能である。

・上記各実施形態において、複数の樹脂フィルム１５のうちの隣接する２つの樹脂フィルム間にそれぞれ設けられ、対向する２つの導体パターン１２，１２を電気的に接続しかつ機械的に結合する第２の導体である導電ペーストに代えて、金属粉を用いてもよい。

本発明の第１実施形態に係る多層プリント基板の一部の概略構成を示す断面図。 図１の一部を拡大して示した部分断面図。 （Ａ）乃至（Ｄ）は第１の樹脂フィルムの作製手順を示す工程図。 （Ａ）乃至（Ｅ）は第２の樹脂フィルムの作製手順を示す工程図。 熱融着プレスの実施前における各構成部材の配置順を示す説明図。 本発明の第２実施形態に係る多層プリント基板の一部の概略構成を示す断面図。 （Ａ）乃至（Ｅ）は第１の樹脂フィルムの作製手順を示す工程図。 熱融着プレスの実施前における各構成部材の配置順を示す説明図。

符号の説明

１０，１０Ａ：多層プリント基板
１１：スルーホール
１２：導体パターン
１３：導体
１３ａ：下地金属層
１３ｂ：導体層
１４：充填スルーホール
１５：第１の樹脂フィルム
２１：スルーホール
２２：第２の樹脂フィルム
２３，３３：導電体
２３Ａ：Ｓｎめっき層
３３Ａ：導電ペースト
２５：導電スルーホール
２５ａ：導電スルーホールのランド部
４１，４２：レジスト膜
４１ａ，４２ａ：貫通孔

Claims (14)

1. スルーホールと、両面に形成された導体パターンと、前記スルーホールに前記導体パターンと一体に導体が充填形成された充填スルーホールとをそれぞれ有する複数の第１の樹脂フィルムと、
   スルーホールの内壁に導体が形成され内部が導体で充填されていない導電スルーホールを有して両面に導体パターンを有さない第２の樹脂フィルムと、が交互に重ね合わされており、
   前記導体パターンと前記導電スルーホールの両ランド部との間にそれぞれ設けた導電体が、前記導体パターンおよび前記導電スルーホールと金属間結合していることを特徴とする多層プリント基板。
2. 前記導体パターンと前記充填スルーホールは、下地金属層と、該下地金属層上に形成された導体層とを有していることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント基板。
3. 前記下地金属層は、Ｐが２〜６％で厚さが０．０５〜０．５ミクロンのＮｉ−Ｐ合金で形成され、前記導体層は、Ｃｕで形成されていることを特徴とする請求項２に記載の多層プリント基板。
4. 前記導電体がＳｎを含む金属であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の多層プリント基板。
5. 前記第１の樹脂フィルムは、ガラス転移点および融点が１５０℃以上３５０℃以下である熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の多層プリント基板。
6. 前記第１の樹脂フィルムは、液晶ポリマーフィルムであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の多層プリント基板。
7. 前記第１の樹脂フィルムは、ＰＥＥＫ／ＰＥＩ、ＰＥＳ、ＰＰＥ、ＰＴＦＥのいずれか１つ、または熱可塑性ポリイミドからなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の多層プリント基板。
8. スルーホールと、両面に形成された導体パターンと、前記スルーホールに前記導体パターンと一体に導体が充填形成された充填スルーホールとを有する第１の樹脂フィルムを作製する工程と、
   スルーホールの内壁に導体が形成され内部が導体で充填されていない導電スルーホールを有して両面に導体パターンを有さない第２の樹脂フィルムを作製し、前記導電スルーホールの両ランド部表面と前記導電スルーホールの内壁とのうち少なくとも前記両ランド部表面にＳｎを含むめっきを施す工程と、
   前記第１の樹脂フィルムと前記第２の樹脂フィルムとを交互に積み重ね、これらの積層体を熱融着プレスにより重ね合わせる工程と、
   を備えることを特徴とする多層プリント基板の製造方法。
9. 前記Ｓｎを含むめっきは、Ｓｎのほか、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｂｉのいずれかを複数含むことを特徴とする請求項８に記載の多層プリント基板の製造方法。
10. 前記Ｓｎを含むめっきは、電気めっき、または、置換めっきであることを特徴とする請求項８又は９に記載の多層プリント基板の製造方法。
11. 前記第２の樹脂フィルムを作製する際に、穴あけ加工された樹脂フィルムの両面、および前記スルーホール内壁に無電解めっきによって下地金属層を形成し、該下地金属層上に電気めっきによって導体を形成したのち、前記導電スルーホール、および、前記ランド部以外をエッチングして両面の前記導体及び前記下地金属層を除去することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一つに記載の多層プリント基板の製造方法。
12. スルーホールと、両面に形成された導体パターンと、前記スルーホールに前記導体パターンと一体に導体が充填形成された充填スルーホールとを有する第１の樹脂フィルムを作製する工程と、
    スルーホールの内壁に導体が形成され内部が導体で充填されていない導電スルーホールを有して両面に導体パターンを有さない第２の樹脂フィルムを作製する工程と、
    導電ペースト或いは金属粉を、前記導体パターンと前記導電スルーホールの両ランド部との間にそれぞれ介在させて、前記第１の樹脂フィルムと前記第２の樹脂フィルムとを交互に積み重ね、これらの積層体を熱融着プレスにより重ね合わせる工程と、
    を備えることを特徴とする多層プリント基板の製造方法。
13. 前記第１の樹脂フィルムを作製する工程において、前記第１の樹脂フィルムの両面および前記スルーホール内壁に無電解めっきによって下地金属層を形成し、該下地金属層上に電気めっきによって導体層を形成した後、該導体層及び前記下地金属層を一体として前記第１の樹脂フィルムの両面に前記導体パターンを形成することを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか一つに記載の多層プリント基板の製造方法。
14. 前記導電ペーストが少なくともＳｎ，Ｃｕ，Ａｇを含む金属粉からなることを特徴とする請求項１２に記載の多層プリント基板の製造方法。

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