JP7062548B2 - 多層プリント配線板の製造方法、および多層プリント配線板 - Google Patents

Description

本発明は、多層プリント配線板の製造方法、および多層プリント配線板に関し、より詳しくは、導電性ペーストを用いて形成された導電ビアにより層間接続路が形成されるとともに、内層回路パターンの一部が内層端子として外部に露出する多層プリント配線板の製造方法、および当該多層プリント配線板に関する。

電子機器の小型化・高機能化の進展に伴い、プリント配線板に対して高密度化の要求が高まっている。この要求に応えるため、多層化したプリント配線板が開発されている。また、高密度化の一環として、特許文献１には混成多層回路基板が記載されている。この混成多層回路基板は、硬質の２つの多層回路基板と、これら多層回路基板間を接続するフレキシブルプリント配線板とを有するものである。これらのプリント配線板は、スマートフォン等の携帯通信端末や、ノートパソコン、デジタルカメラ、ゲーム機などの小型電子機器を中心に広く用いられている。

近年、電子機器が扱う情報量が急速に増加していることから、電子機器内の信号の伝送速度はますます高速化する傾向にある。パソコンの場合、２０１０年から２０１１年にかけて伝送速度が６Ｇｂｐｓの伝送規格へ移行し、２０１３年には伝送速度が１０Ｇｂｐｓの規格も策定されている。このような状況の下、伝送線路における信号損失（伝送損失）を考慮することがますます重要になっている。

フレキシブルプリント配線板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＦＰＣ）では、伝送損失を低減するために、誘電率および誘電正接（ｔａｎδ）の低い絶縁樹脂フィルムが検討されている。そして、絶縁樹脂フィルムの材料として、液晶ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ：ＬＣＰ）が用いられている。しかしながら、液晶ポリマーからなる絶縁樹脂フィルムは、厚さ方向の熱膨張係数が従来のポリイミド等の絶縁材料からなるフィルムに比べて大きい。このため、従来一般的に用いられるめっきスルーホールを多層プリント配線板の層間接続路に適用した場合、液晶ポリマーとめっきスルーホール間の熱膨張係数の差が大きいために、温度サイクル等に対して層間接続信頼性を十分に確保できないおそれがある。

そこで、エポキシ等の樹脂バインダーに導電性粒子（銅粒子、銀粒子等）を混合した導電性ペーストを用いて層間接続路を形成する提案がなされている。例えば、特許文献２および特許文献３には、液晶ポリマーからなる絶縁樹脂フィルムを絶縁ベース基材とし、導電ペーストにより形成された導電ビアを層間接続路として有するフレキシブルプリント配線板が記載されている。

また、特許文献４には、導電ビアを有するプリント配線板の製造方法が記載されている。この方法では、粘着性の絶縁樹脂フィルムを金属箔張積層板に貼着し、レーザ加工で形成された有底ビアホールに導電ペーストを充填した後、絶縁樹脂フィルムを剥離することで導電ペーストの一部を絶縁ベース基材から突出させて配線基材を作製する。その後、導電ペーストの突出部同士が当接するように２枚の配線基材を積層する。

特許第２６３１２８７号 特開２０１１－６６２９３号公報 特開２００７－９６１２１号公報 特開２０１５－６１０５８号公報

ところで、高速信号を伝送可能なフレキシブルプリント配線板を、電子部品またはプリント配線板等に、より自由に接続したいという要求がある。このためには、多層フレキシブルプリント配線板に、内層回路パターンの一部を露出させた内層端子を設ける必要がある。このような内層端子を形成する方法として、以下の２つの方法が考えられる。

１つ目の方法は、２つの配線基材を積層した後に不要部分をレーザ加工により除去する方法である。この方法では、レーザ光を照射することにより絶縁基材を除去し、内層回路パターンの一部を露出させる。しかしながら、不要部分の面積が広くなるにつれて、生産性が低下してしまう。不要部分の面積が広い場合は極端に生産性が低下する。また、レーザ加工で発生するスミアがプリント配線板に付着するなどの問題もある。

２つ目の方法は、２つの配線基材を積層する前に、一方の配線基材の不要部分を刃型等で除去する方法である。この方法であれば、不要部分の面積が広くなっても生産性が低下しない。しかしながら、不要部分を除去する際、有底ビアホールに充填された導電性ペーストにダメージを与えたり、コンタミが発生することにより、歩留まりが低下するおそれがある。

本発明は、上記の技術的認識に基づいてなされたものであり、その目的は、導電性ペーストを用いて形成された導電ビアにより層間接続路が形成されるとともに、内層回路パターンの一部が内層端子として外部に露出する多層プリント配線板を歩留まり良く製造することが可能な多層プリント配線板の製造方法を提供することである。

また、本発明の別の目的は、高速信号を伝送可能なプリント配線板であって、層間接続路の信頼性を確保できるとともに、電子部品またはプリント配線板等と高い自由度で接続可能なプリント配線板を提供することである。

本発明に係る多層プリント配線板の製造方法は、
第１の主面、および前記第１の主面と反対側の第２の主面を有する第１の絶縁樹脂フィルムと、前記第１の主面に形成された第１の回路パターンと、前記第２の主面に剥離可能に貼り合わされた第１の保護フィルムと、を有する第１の配線基材を用意する工程と、
前記第１の保護フィルムおよび前記第１の絶縁樹脂フィルムを部分的に除去して、底面に前記第１の回路パターンが露出した有底ビアホールを形成する工程と、
前記有底ビアホールに導電性ペーストを充填する工程と、
前記導電性ペーストが充填された前記有底ビアホールを覆うように前記第１の保護フィルムの上に第２の保護フィルムを配置する保護工程と、
前記第１の保護フィルムの上に前記第２の保護フィルムが配置された前記第１の配線基材の不要部分を除去する除去工程と、
前記不要部分が除去された前記第１の配線基材から前記第１の保護フィルムおよび前記第２の保護フィルムを剥離する剥離工程と、
第３の主面、および前記第３の主面と反対側の第４の主面を有する第２の絶縁樹脂フィルムと、前記第３の主面に形成された第２の回路パターンと、を有する第２の配線基材を用意する工程と、
前記第１の保護フィルムおよび前記第２の保護フィルムが剥離された前記第１の配線基材を、前記第２の主面と前記第３の主面が対向し、前記第２の回路パターンの一部が露出し、且つ前記導電性ペーストが前記第２の回路パターンに接するように、前記第２の配線基材の上に位置合わせして積層する積層工程と、
を備えることを特徴とする。

本発明に係る多層プリント配線板は、
第１の主面、および前記第１の主面と反対側の第２の主面を有し、液晶ポリマーからなる第１の絶縁樹脂フィルムと、
前記第１の主面に形成された第１の回路パターンと、
第３の主面、および前記第３の主面と反対側の第４の主面を有し、前記第３の主面が前記第２の主面に対向するように硬化接着剤層を介して前記第１の絶縁樹脂フィルムに積層され、液晶ポリマーからなる第２の絶縁樹脂フィルムと、
前記第２の絶縁樹脂フィルムの前記第３の主面に形成された第２の回路パターンと、
前記第１の絶縁樹脂フィルムおよび前記硬化接着剤層を厚さ方向に貫通するように設けられ、前記第１の回路パターンと前記第２の回路パターンを電気的に接続する導電ビアと、
を備え、
前記第１の絶縁樹脂フィルムは切断面を有しており、前記切断面の形状が維持されていることにより、前記第２の回路パターンの一部が前記第１の絶縁樹脂フィルムに覆われずに露出して内層端子を構成していることを特徴とする。

本発明に係る多層プリント配線板の製造方法では、導電性ペーストが充填された有底ビアホールを覆うように第１の保護フィルムの上に第２の保護フィルムを配置し、その後、第１の配線基材の不要部分を除去する。このため、不要部分を除去する際に導電性ペーストにダメージを与えることがない。

よって、本発明によれば、導電性ペーストを用いて形成された導電ビアにより層間接続路が形成されるとともに、内層回路パターンの一部が内層端子として外部に露出する多層プリント配線板を歩留まり良く製造することができる。

本発明に係る多層プリント配線板では、液晶ポリマーにより絶縁ベース基材が構成されている。また、導電性ペーストを用いて形成された導電ビアが層間接続路を構成している。さらに、第１の絶縁樹脂フィルムは切断面を有しており、この切断面の形状が維持されていることにより、第２の回路パターンの一部が第１の絶縁樹脂フィルムに覆われずに露出して内層端子を構成している。

よって、本発明によれば、高速信号を伝送可能なプリント配線板であって、層間接続路の信頼性を確保できるとともに、外部の部品等と高い自由度で接続可能なプリント配線板を提供することができる。

実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法を示すフローチャートである。 実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法を説明するための斜視図である。 図２に続く、実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法を説明するための斜視図である。 図３に続く、実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法を説明するための斜視図である。 図４に続く、実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法を説明するための斜視図である。 図５に続く、実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法を説明するための斜視図である。 実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法を説明するための部分断面図である。 図７に続く、実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法を説明するための部分断面図である。 図８に続く、実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法を説明するための部分断面図である。 図９に続く、実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法を説明するための部分断面図である。 図１０に続く、製造方法を説明するための部分断面図である。 実施形態に係る多層プリント配線板の部分断面図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図においては、同等の機能を有する構成要素に同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係や、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。

＜多層プリント配線板の製造方法＞
実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法について、図１のフローチャート、図２～図６の斜視図、および図７～図１２の部分断面図を参照しつつ説明する。なお、図７～図１１は、図２～図６のＡ－Ａ’線に沿う部分の断面図である。

まず、図２に示す配線基材１０（第１の配線基材）を用意する（ステップＳ１）。この配線基材１０は、絶縁樹脂フィルム１（第１の絶縁樹脂フィルム）と、回路パターン２（第１の回路パターン）と、保護フィルム３（第１の保護フィルム）と、接着剤層４と、を有する。なお、図２において、符号Ｈは、後述の有底ビアホール５が形成される予定の部分（有底ビアホール形成予定部分）を示している。

絶縁樹脂フィルム１は、液晶ポリマー（ＬＣＰ）からなる絶縁フィルムであり、その厚さは例えば１００μｍである。なお、プリント配線板の信号伝送速度が比較的低い場合、絶縁樹脂フィルム１はフレキシブルプリント配線板に使用される公知の材料（ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド等）から構成されてもよい。

絶縁樹脂フィルム１は、図７（１）に示すように、主面１ａ（回路パターン面）と、この主面１ａと反対側の主面１ｂ（接着面）とを有する。本実施形態では、絶縁樹脂フィルム１は、１枚のフィルムから構成される。なお、絶縁樹脂フィルム１は、複数枚のフィルムが貼り合わされて構成された多層のフィルムであってもよい。この場合、絶縁樹脂フィルム１は、内層回路パターンを有してもよい。

回路パターン２は、主面１ａ上に形成された配線層である。この回路パターン２は、本実施形態では銅箔をパターニングして形成されたものであるが、これに限られず、例えば導電インクを主面１ａに印刷して形成されたものでもよい。

保護フィルム３は、絶縁樹脂フィルム１の主面１ｂに剥離可能に貼り合わされている。本実施形態では、図７（３）に示すように、保護フィルム３は、絶縁樹脂フィルム１の主面１ｂに形成された接着剤層４に剥離可能に貼り合わされている。保護フィルム３は、例えばＰＥＴからなるが、それ以外の材料からなるものであってもよい。

接着剤層４は、絶縁樹脂フィルム１の主面１ｂ上に形成された接着剤層である。保護フィルム３は、接着剤層４の上に形成されている。保護フィルム３と接着剤層４間の接着力は、比較的弱く、接着剤層４から保護フィルム３を剥離可能な程度である。このように本実施形態では、保護フィルム３は、接着剤層４を介して絶縁樹脂フィルム１の主面１ｂに剥離可能に貼り合わされている。

ここで、図７を参照して、配線基材１０の製造方法について説明する。

まず、図７（１）に示すように、片面金属箔張積層板３１を用意する。この片面金属箔張積層板３１は、前述の絶縁樹脂フィルム１と、絶縁樹脂フィルム１の主面１ａに形成された金属箔２Ａとを有する。

金属箔２Ａは、Ｎｉ／Ｃｒ膜等からなる処理膜を介して絶縁樹脂フィルム１上に形成されたものであってもよいし、あるいは、接着剤により絶縁樹脂フィルム１に貼り合わされたものであってもよい。

金属箔２Ａは、例えば銅箔であり、その厚さは例えば１２μｍである。なお、金属箔２Ａは、銅以外の金属（銀、アルミニウムなど）からなるものでもよい。

次に、図７（２）に示すように、公知のフォトファブリケーション手法により金属箔２Ａをパターニングして、回路パターン２を形成する。

次に、図７（３）に示すように、絶縁樹脂フィルム１の主面１ｂ上に接着剤層４を貼り合わせ、その後、接着剤層４の上に保護フィルム３を貼り合わせる。本実施形態では、絶縁樹脂フィルム１にローフローボンディングシート（例えば１５μｍ厚）を貼り合わせる。ローフローボンディングシートのラミネートは、後述の一体化工程の際に所要の接着性が残るように、熱硬化温度よりも低い温度で行う。その後、ローフローボンディングシート上にＰＥＴフィルム（例えば１５μｍ厚）を保護フィルム３として貼り合わせる。貼り合わせ工程は、例えば真空ラミネータを用いて所定の温度および圧力（８０℃、２ＭＰａ等）の条件下で行われる。

上記の工程を経て配線基材１０が得られる。

なお、上記のように接着剤層４と保護フィルム３を片面金属箔張積層板３１に順次貼り合わせる方法に代えて、接着剤層が片面に形成された接着剤層付き保護フィルムを絶縁樹脂フィルム１に貼り合わせてもよい。あるいは、保護フィルムとして、片面に微粘着層（図示せず）が形成された粘着性保護フィルムを用い、この粘着性保護フィルムを片面金属箔張積層板３１の主面１ｂに貼り合わせてもよい。微粘着層の接着力は、保護フィルムが絶縁樹脂フィルム１から剥離可能である程度に弱い。粘着性保護フィルムを用いる場合、本発明に係る保護フィルムは接着剤層を介さずに絶縁樹脂フィルムの主面に剥離可能に貼り合わされているとみなせる。

なお、金属箔２Ａのパターニングは、保護フィルム３を貼り合わせた後であってもよい。

また、絶縁樹脂フィルム１の主面１ｂに回路パターン（図示せず）が形成されていてもよい。この場合、接着剤層４は、当該回路パターンを埋設するように主面１ｂ上に形成される。

配線基材１０を用意した後、図８（１）に示すように、底面に回路パターン２が露出した有底ビアホール（導通用孔）５を形成する（ステップＳ２）。本実施形態では、保護フィルム３、接着剤層４および絶縁樹脂フィルム１を部分的に除去して有底ビアホール５を形成する。具体的には、保護フィルム３側から有底ビアホール形成予定部分Ｈにレーザ光を照射して穿孔した後、デスミア処理を行って孔の内部に存在する樹脂残渣等を除去する。なお、レーザとして、例えば炭酸ガスレーザを用いる。また、有底ビアホール５の径は、例えばφ１５０μｍ～２００μｍである。

有底ビアホール５を形成した後、図３および図８（２）に示すように、有底ビアホール５に導電性ペースト６を充填する（ステップＳ３）。本実施形態では、印刷手法を用いて有底ビアホール５に導電性ペースト６を充填する。この場合、保護フィルム３が印刷マスクとして機能する。真空下でスクリーン印刷用のスキージを用いて導電性ペーストを印刷することにより、導電性ペーストは有底ビアホール５内に選択的に印刷される。

導電性ペースト６は、導電性ペースト内の金属粒子同士が後述の一体化工程におけるプロセス温度以下で金属結合し、かつ、回路パターン２を構成する金属箔（銅箔等）とも金属結合する組成を有することが好ましい。絶縁樹脂フィルム１が液晶ポリマーの場合、一体化工程のプロセス温度は、例えば、液晶ポリマーの軟化温度より５０℃以上低い温度（２００℃程度）である。２００℃以下で導電性ペーストの金属粒子同士が金属結合するために、導電性ペースト６には、Ｉｎ，ＳｎＩｎ，ＳｎＢｉ等の低融点はんだに含まれるような低融点金属もしくは低融点合金が含まれている必要がある。また、回路パターン２（銅箔）と合金層を形成し、金属結合するために、導電性ペースト６には、Ｓｎ，Ｚｎ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｕ等を単独、またはこれらの金属の少なくとも２つからなる合金を含んでいる必要がある。

なお、本工程では、印刷した導電ペースト中にエアボイドが混入するのを避けるため、スクリーン印刷用の真空印刷機にて印刷することが好ましい。また、真空印刷機を用いる手法に代えて、保護フィルム上に所定のハウジング部材を配置することにより形成される導電ペースト流動空間に導電性ペーストを圧入する手法を用いてもよい（特願２０１３－２３４２６７参照）。

導電性ペースト６を有底ビアホール５に充填した後、図４および図９（１）に示すように、保護フィルム３の上に保護フィルム７（第２の保護フィルム）を配置する（ステップＳ４、保護工程）。

より詳しくは、導電性ペースト６が充填された有底ビアホール５を覆うように保護フィルム３の上に保護フィルム７を配置する。例えば、真空ラミネータを用いて所定の温度および圧力（８０℃、２ＭＰａ等）の条件下で、ＰＥＴからなる保護フィルム７を保護フィルム３に貼り合わせる。ＰＥＴフィルムの厚みは、例えば入手し易い２５μｍであるが、特に限定されない。

なお、保護フィルム７はＰＥＴ以外の材料からなるものでもよい。保護フィルム７の材料として、導電性ペースト６と反応等の不具合を起こさないものが好ましい。また、ロールツーロール方式により多層プリント配線板を製造する場合、工程流動中に発塵等を起こさない材料であることが好ましい。

図８（２）に示されるように導電性ペースト６は保護フィルム３の表面とほぼ同じ高さまで印刷されており、保護フィルム３の表面から飛び出していない。このため、保護工程において導電性ペースト６はダメージを受けない。

保護フィルム７を保護フィルム３上に単に置くだけの場合、保護フィルム７が保護フィルム３上を滑ることにより導電性ペースト６がダメージを受けるおそれがある。このため、保護フィルム７は保護フィルム３上を滑らないように固定されていることが好ましい。保護フィルム７を保護フィルム３に固定するために、例えば、保護フィルム７を保護フィルム３に貼り合わせた後に製品部分外側の領域において保護フィルム７を保護フィルム３に融着したり、テープ等で留めてもよい。あるいは、保護フィルム７として、粘着層を有するものを用いてもよい。

なお、粘着層を有するフィルムを保護フィルム７として用いると、後段の剥離工程で保護フィルム７を剥離する際に導電性ペースト６が保護フィルム７の粘着層に付着するおそれがある。このため、保護フィルム７として、少なくとも導電性ペースト６と接触する部分には粘着層を有しないものを用いることが好ましい。

図４の例では保護フィルム３の全面を覆うように保護フィルム７を配置しているが、これに限られない。すなわち、導電性ペースト６が充填された有底ビアホール５を少なくとも覆うように保護フィルム７を配置してもよい。例えば、図５の導電ビア形成領域Ａ１，Ａ２のみを保護フィルム７で覆ってもよい。

上記のようにして保護フィルム３上に保護フィルム７を配置した後、図５および図９（２）に示すように、配線基材１０の不要部分Ｐを除去する（ステップＳ５、除去工程）。導電性ペースト６は保護フィルム７で保護されているため、本除去工程において、導電性ペースト６はダメージを受けない。

本実施形態では、図５に示すように、導電ビア形成領域Ａ１と導電ビア形成領域Ａ２に挟まれた領域を除去して、配線基材１０を厚さ方向に貫通する開口部Ｗ（窓構造）を形成する。より詳しくは、当該領域を打ち抜き加工により除去して開口部Ｗを形成する。なお、導電ビア形成領域Ａ１，Ａ２は、有底ビアホール５に充填された導電性ペースト６を複数含む領域である。

また、本実施形態では、図９（２）に示すように、主面１ａ側から刃型Ｂを当てて不要部分Ｐを切断除去する。このように切断手段（刃型、金型等）が最初に接触するものを、後段の工程で剥離除去される保護フィルム７ではなく、最終製品に残る絶縁樹脂フィルム１とすることにより、打ち抜き加工の加工品質を向上させることができる。なお、切断手段としてレーザを用いてもよい。

除去工程においては、保護フィルム７が保護フィルム３に固定された配線基材１０を、下を向いていた主面１ａが上を向くように上下反転させ、その後、配線基材１０の上方に設けられたカメラ（図示せず）を用いて回路パターン２を画像認識し、画像認識結果に基づいて配線基材１０と切断手段との間の位置合わせを行ってもよい。これにより、位置合わせを高精度に行うことが可能となり、不要部分Ｐを高精度に除去することができる。

また、配線基材１０を上下反転させずに（図９（１）の状態のまま）、刃型Ｂ等の切断手段を配線基材１０の下側から主面１ａに当てて不要部分Ｐを除去してもよい。あるいは、切断手段を保護フィルム７に当てて不要部分Ｐを除去してもよい。

上記のようにして不要部分Ｐを除去した後、図６および図１０（１），（２）に示すように、不要部分Ｐが除去された配線基材１０から保護フィルム３および保護フィルム７を剥離する（ステップＳ６、剥離工程）。図１０（１）は保護フィルム７を剥離した状態を示し、図１０（２）は保護フィルム３を剥離した状態を示している。

本実施形態の剥離工程では、保護フィルム７を剥離した後、保護フィルム３を剥離する。

なお、保護フィルム３と保護フィルム７を一度にまとめて剥離してもよい。これにより、多層プリント配線板の生産性を向上させることができる。

剥離工程により、図１０（２）に示すように、有底ビアホール５に充填された導電性ペースト６の一部が接着剤層４から突出するようになる。導電性ペースト６の突出量（飛び出し量）は、ほぼ保護フィルム３の厚さに相当する。

保護フィルム３として、片面に微粘着層が形成された粘着性保護フィルムを用いた場合は、絶縁樹脂フィルム１の主面１ｂから導電性ペースト６の一部が突出することとなる。

配線基材２０（第２の配線基材）を用意する（ステップＳ７）。この配線基材２０は、図１１（１）に示すように、絶縁樹脂フィルム１１（第２の絶縁樹脂フィルム）と、この絶縁樹脂フィルム１１上に形成された回路パターン１２（第２の回路パターン）と、を有する。なお、本工程は、後段の積層工程の前であれば、どのタイミングで行ってもよい。

絶縁樹脂フィルム１１は、液晶ポリマー（ＬＣＰ）からなる絶縁フィルムである。なお、プリント配線板の信号伝送速度が比較的低い場合、絶縁樹脂フィルム１１はフレキシブルプリント配線板に使用される公知の材料（ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド等）から構成されてもよい。

絶縁樹脂フィルム１１は、図１１（１）に示すように、主面１１ａ（回路パターン面）と、この主面１１ａと反対側の主面１１ｂとを有する。本実施形態では、絶縁樹脂フィルム１１は２枚のフィルム（図示せず）を貼り合わせたものであり、それらのフィルムに挟まれた回路パターン（図示せず）と、主面１１ｂに形成された回路パターン（図示せず）とを有する。なお、絶縁樹脂フィルム１１は、１枚のフィルムから構成されてもよい。

回路パターン１２は、絶縁樹脂フィルム１１の主面１１ａ上に形成された配線層である。この回路パターン１２は、本実施形態では銅箔をパターニングして形成されたものであるが、これに限られず、例えば導電インクを主面１１ａに印刷して形成されたものでもよい。

配線基材２０を用意した後、図１１（１）および（２）に示すように、保護フィルム３および保護フィルム７が剥離された配線基材１０を、配線基材２０上に位置合わせして積層する（ステップＳ８、積層工程）。より詳しくは、上記配線基材１０を、主面１ｂと主面１１ａが対向し、回路パターン１２の一部が露出し、且つ導電性ペースト６が回路パターン１２に接するように、配線基材２０上に位置合わせして積層する。

配線基材１０を配線基材２０上に積層した後、積層された配線基材１０および配線基材２０を加圧および加熱して一体化する（一体化工程）。本工程により、接着剤層４は硬化して、配線基材１０と配線基材２０を接着させる硬化接着剤層８となる。また、導電性ペースト６は、回路パターン２と回路パターン１２を電気的に接続する導電ビア９となる。

一体化工程では、絶縁樹脂フィルム１および絶縁樹脂フィルム１１の軟化温度よりも低い温度で、積層された配線基材１０および配線基材２０を加熱する。これにより、加熱によって絶縁樹脂フィルム１および１１が溶融することを防止できる。その結果、例えば、溶融した絶縁樹脂フィルム１により内層端子１２ａが被覆される事態を防止できる。

一体化工程では、例えば、真空プレス装置または真空ラミネータ装置を用いて、積層された配線基材１０および配線基材２０を２００℃程度に加熱するとともに、数ＭＰａ程度の圧力で加圧する。なお、この温度は絶縁樹脂フィルム１，１１の材料である液晶ポリマーの軟化温度より５０℃以上低い。液晶ポリマーの軟化温度よりも１００℃程度低い約１５０℃の温度で加熱してもよい。

真空プレス装置を用いる場合は、例えば、上記の加熱・加圧条件で３０～６０分程度、積層された配線基材１０および配線基材２０を保持する。これにより、接着剤層４の熱硬化、および導電性ペースト６のバインダー樹脂の熱硬化が完了する。

真空ラミネータ装置を用いる場合は、プロセス時間（加熱・加圧時間）は数分程度であるため、終了時点で熱硬化反応は未だ完了していない。このため、積層された配線基材１０および配線基材２０を真空ラミネータ装置からオーブン装置に移送し、ポストキュア処理を行う。ポストキュア処理では、例えば、２００℃前後で６０分程度、積層された配線基材１０および配線基材２０を加熱する。これにより、接着剤層４の熱硬化、および導電性ペースト６のバインダー樹脂の熱硬化が完了する。

上記の処理を経ることで、導電性ペースト６に含まれる金属粒子は互いに金属結合するとともに、銅箔等の回路パターン２および１２と合金層を形成する。

上記のように、一体化工程の加熱温度およびポストキュア処理の温度はいずれも、絶縁樹脂フィルム１および１１の構成材料である液晶ポリマーの融点よりも５０℃以上（例えば１００℃程度）低い。このため、絶縁樹脂フィルム１および１１が溶融して流動するおそれがない。よって、本実施形態によれば、内層端子１２ａが、開口部Ｗの底面に露出した多層プリント配線板を安定的に製造することができる。

接着剤層４の熱硬化、および導電性ペースト６のバインダー樹脂の熱硬化が完了した後、必要に応じて、外側に露出した回路パターンの表面処理、ソルダーレジスト等の形成、および外形加工を行う。

上記工程を経て、図１２に一部分を示す多層プリント配線板が得られる。一体化工程における加熱温度が絶縁樹脂フィルム１の軟化温度よりも低いため、絶縁樹脂フィルム１は溶融せず、その切断面１ｃの形状は維持される。これにより、回路パターン１２の一部が、絶縁樹脂フィルム１により覆われることがなく、開口部Ｗから露出した内層端子１２ａを構成する。

なお、上記の製造方法では、接着剤層は配線基材１０側に形成されたが、これに限らず、配線基材２０側に形成してもよい。この場合、例えば、保護フィルム３として、片面に微粘着層が形成された粘着性保護フィルムを用いる。そして、ステップＳ７では、主面１１ａに接着剤層（図示せず）が形成された配線基材２０を用意する。

また、上記の製造方法では、切断手段により不要部分を除去して開口部（貫通孔）を形成したが、これに限られない。例えば、配線基材１０を幅方向に切断して配線基材１０の長さを配線基材２０よりも短くしてもよい。そして、このように短尺化した配線基材１０を配線基材２０に積層することで、回路パターン１２の一部を内層端子１２ａとして露出させてもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法では、導電性ペースト６が充填された有底ビアホール５を覆うように保護フィルム７を配置し、その後、配線基材１０の不要部分Ｐを除去する。このため、不要部分Ｐを除去する際に導電性ペースト６にダメージを与えることがない。その結果、多層プリント配線板の歩留まりを良くすることができる。また、刃型や金型等の切断手段による打ち抜き加工を除去工程に適用することが可能となる。その結果、レーザ加工等に比べて生産性を向上させることができる。

よって、本実施形態によれば、導電性ペーストを用いて形成された導電ビアにより層間接続路が形成されるとともに、内層回路パターンの一部が内層端子として外部に露出する多層プリント配線板を、歩留まり良く、高い生産性で製造することができる。

＜層間接続信頼性の確認＞
本実施形態に係る製造方法により製造された多層プリント配線板について、層間接続信頼性を評価するために温度サイクル試験を行った。具体的には、低温状態（－５５℃、３０分）と高温状態（１２５℃、３０分）を交互に２００サイクル温度変化させた。また、比較のため、従来の製造方法により製造された多層プリント配線板（内層端子は有しない。）についても、同様の条件で温度サイクル試験を行った。その結果、両者とも抵抗変化率は３％以下であった。このことから、本実施形態に係る製造方法により製造された多層プリント配線板は、従来の製造方法により製造された多層プリント配線板と同程度の層間接続信頼性が得られることが確認された。

＜多層プリント配線板＞
ここで、図１２を参照しつつ、上記製造方法により製造された多層プリント配線板の構成について詳しく説明する。

本実施形態に係る多層プリント配線板は、図１２に示すように、絶縁樹脂フィルム１と、絶縁樹脂フィルム１の主面１ａに形成された回路パターン２と、硬化接着剤層８と、絶縁樹脂フィルム１１と、絶縁樹脂フィルム１１の主面１１ａに形成された回路パターン１２と、絶縁樹脂フィルム１および硬化接着剤層８を厚さ方向に貫通するように設けられ、回路パターン２と回路パターン１２を電気的に接続する導電ビア９と、を備えている。

絶縁樹脂フィルム１には、開口部Ｗが設けられている。なお、多層プリント配線板は、図１２の右半分（または左半分）に相当する構成であってもよい。

絶縁樹脂フィルム１１は、主面１１ａ、および主面１１ａと反対側の主面１１ｂを有する。この絶縁樹脂フィルム１１は、主面１１ａが主面１ｂに対向するように硬化接着剤層８を介して絶縁樹脂フィルム１に積層されている。導電ビア９は、前述のように、絶縁樹脂フィルム１を厚さ方向に貫通する有底ビアホール５に充填された導電性ペースト６を硬化させたものである。

絶縁樹脂フィルム１および絶縁樹脂フィルム１１は液晶ポリマーから構成されている。絶縁樹脂フィルム１、絶縁樹脂フィルム１１および硬化接着剤層８の誘電正接（ｔａｎδ）はいずれも０．０１未満である。誘電正接の値は、周波数１０ＧＨｚにおける値である（以下同じ）。より詳しくは、絶縁樹脂フィルム１および１１の誘電正接は、例えば０．００２～０．００５であり、硬化接着剤層８の誘電正接は、例えば０．００５である。

図１２に示すように、絶縁樹脂フィルム１は、切断面１ｃを有している。この切断面１ｃは、本実施形態では、開口部Ｗの内壁面である。前述のように、一体化工程の加熱温度は液晶ポリマーの軟化温度よりも十分に低いため、絶縁樹脂フィルム１は溶融、流動せず、切断面１ｃの形状は維持されている。このように切断面１ｃの形状が維持されていることにより、回路パターン１２の一部が絶縁樹脂フィルム１に覆われず、開口部Ｗの底面に露出して内層端子１２ａを構成している。

上記のように、本実施形態に係る多層プリント配線板は、絶縁樹脂フィルム１および１１が液晶ポリマーで構成され、回路パターン２と回路パターン１２が導電ビア９により電気的に接続されている。そして、絶縁樹脂フィルム１の切断面１ｃの形状が維持されていることにより内層の回路パターン１２の一部が露出して内層端子１２ａを構成している。

このように、本実施形態に係る多層プリント配線板では、液晶ポリマーにより絶縁ベース基材が構成されているため、高速信号を低い伝送損失で伝送させることができる。また、導電性ペーストを用いて形成された導電ビアが層間接続路を構成しているため、層間接続路の信頼性を確保することができる。さらに、内層の回路パターンの一部が露出してなる内層端子を有するため、フレキシブルプリント配線板と実装部品等を高い自由度で接続することができる。

よって、本実施形態によれば、高速信号を低い信号損失で伝送可能なプリント配線板であって、層間接続路の信頼性を確保できるとともに、電子部品またはプリント配線板等と高い自由度で接続可能なプリント配線板を提供することができる。

上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した実施形態に限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。

１，１１ 絶縁樹脂フィルム
１ａ，１ｂ，１１ａ，１１ｂ 主面
１ｃ 切断面
２Ａ 金属箔
２，１２ 回路パターン
３，７ 保護フィルム
４ 接着剤層
５ 有底ビアホール
６ 導電性ペースト
８ 硬化接着剤層
９ 導電ビア
１０，２０ 配線基材
１２ａ 内層端子
３１ 片面金属箔張積層板
Ａ１，Ａ２ 導電ビア形成領域
Ｂ 刃型
Ｈ 有底ビアホール形成予定部分
Ｐ 不要部分
Ｗ 開口部

Claims (11)

1. 第１の主面、および前記第１の主面と反対側の第２の主面を有する第１の絶縁樹脂フィルムと、前記第１の主面に形成された第１の回路パターンと、前記第２の主面に剥離可能に貼り合わされた第１の保護フィルムと、を有する第１の配線基材を用意する工程と、
   前記第１の保護フィルムおよび前記第１の絶縁樹脂フィルムを部分的に除去して、底面に前記第１の回路パターンが露出した有底ビアホールを形成する工程と、
   前記有底ビアホールに導電性ペーストを充填する工程と、
   前記導電性ペーストが充填された前記有底ビアホールを覆うように前記第１の保護フィルムの上に第２の保護フィルムを配置する保護工程と、
   前記第１の保護フィルムの上に前記第２の保護フィルムが配置された前記第１の配線基材の不要部分を除去する除去工程と、
   前記不要部分が除去された前記第１の配線基材から前記第１の保護フィルムおよび前記第２の保護フィルムを剥離する剥離工程と、
   第３の主面、および前記第３の主面と反対側の第４の主面を有する第２の絶縁樹脂フィルムと、前記第３の主面に形成された第２の回路パターンと、を有する第２の配線基材を用意する工程と、
   前記第１の保護フィルムおよび前記第２の保護フィルムが剥離された前記第１の配線基材を、前記第２の主面と前記第３の主面が対向し、前記第２の回路パターンの一部が露出し、且つ前記導電性ペーストが前記第２の回路パターンに接するように、前記第２の配線基材の上に位置合わせして積層する積層工程と、
   を備えることを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
2. 前記第１の保護フィルムは、前記第１の絶縁樹脂フィルムの前記第２の主面に形成された接着剤層に剥離可能に貼り合わされており、
   前記剥離工程において、
   前記第１の保護フィルムを剥離することにより、前記有底ビアホールに充填された前記導電性ペーストの一部を前記接着剤層から突出させることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板の製造方法。
3. 前記保護工程において、
   前記第２の保護フィルムとして、少なくとも前記導電性ペーストと接触する部分には粘着層を有さないものを用い、
   前記第２の保護フィルムを前記第１の保護フィルムに固定することを特徴とする請求項１または２に記載の多層プリント配線板の製造方法。
4. 前記除去工程において、
   前記第１の主面側から切断手段を当てて前記不要部分を切断除去することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の多層プリント配線板の製造方法。
5. 前記除去工程において、
   前記第２の保護フィルムが前記第１の保護フィルムに固定された前記第１の配線基材を前記第１の主面が上を向くように上下反転させ、
   前記第１の配線基材の上方に設けられたカメラを用いて前記第１の回路パターンを画像認識し、画像認識結果に基づいて前記第１の配線基材と前記切断手段との間の位置合わせを行うことを特徴とする請求項４に記載の多層プリント配線板の製造方法。
6. 前記除去工程において、
   前記充填された導電ペーストを複数含む第１の導電ビア形成領域と、前記充填された導電ペーストを複数含む第２の導電ビア形成領域とに挟まれた領域を除去して、前記第１の配線基材を厚さ方向に貫通する開口部を形成することを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の多層プリント配線板の製造方法。
7. 前記領域を打ち抜き加工により除去して前記開口部を形成することを特徴とする請求項６に記載の多層プリント配線板の製造方法。
8. 前記剥離工程において、
   前記第１の保護フィルムと前記第２の保護フィルムを一度にまとめて剥離することを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の多層プリント配線板の製造方法。
9. 前記積層工程の後、前記積層された第１の配線基材および第２の配線基材を加圧および加熱して一体化する一体化工程をさらに備えることを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の多層プリント配線板の製造方法。
10. 前記一体化工程において、
    前記第１の絶縁樹脂フィルムの軟化温度および前記第２の絶縁樹脂フィルムの軟化温度よりも低い温度で、前記積層された第１の配線基材および第２の配線基材を加熱することを特徴とする請求項９に記載の多層プリント配線板の製造方法。
11. 前記第１の絶縁樹脂フィルムおよび前記第２の絶縁樹脂フィルムは液晶ポリマーからなることを特徴とする請求項１０に記載の多層プリント配線板の製造方法。

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