多層プリント配線基板及びその製造方法
【課題】導体回路層とビアとの間のクラックの進行を効果的に抑制して、層間接続の信頼性を向上させる。
【解決手段】多層プリント配線基板１００は、第１及び第２プリント配線基材１０，２０を積層してなる。第１及び第２導体回路層１１，１２は、ビアホール１３内のビア１４により層間接続されている。第１導体回路層１１のビアホール１３側の面には、ビアホール１３の開口径Ｗ１よりも第１絶縁基材１９の面１０ａ方向に大径の内径Ｗ２を有する凹部１５が形成されている。ビア１４は、ビアホール１３及び凹部１５内に充填された導電ペーストなどの導電材からなる。第１導体回路層１１とビア１４との接合界面の面積が、従来のインナービアを用いたものよりも大きいので、接合界面に沿ったクラックの進行経路長を延長し、進行方向を変化させ、接合界面の近傍が完全に破断することを抑制して、層間接続の信頼性を向上させる。
【解決手段】多層プリント配線基板１００は、第１及び第２プリント配線基材１０，２０を積層してなる。第１及び第２導体回路層１１，１２は、ビアホール１３内のビア１４により層間接続されている。第１導体回路層１１のビアホール１３側の面には、ビアホール１３の開口径Ｗ１よりも第１絶縁基材１９の面１０ａ方向に大径の内径Ｗ２を有する凹部１５が形成されている。ビア１４は、ビアホール１３及び凹部１５内に充填された導電ペーストなどの導電材からなる。第１導体回路層１１とビア１４との接合界面の面積が、従来のインナービアを用いたものよりも大きいので、接合界面に沿ったクラックの進行経路長を延長し、進行方向を変化させ、接合界面の近傍が完全に破断することを抑制して、層間接続の信頼性を向上させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、導体回路層が層間接続される多層プリント配線基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
導体回路層が層間接続される多層プリント配線基板においては、例えばＩＶＨ（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）で層間を接続することが行われている。しかし、ＩＶＨ内に形成される導電ペーストビアと樹脂基材との密着性は良好ではないため、外部からの応力や屈曲等による影響で、ビアが破断したり、導体回路層とビアとの間で破断したりする不具合が生じることがあった。
【０００３】
このような不具合を防止するために、下記特許文献１に開示された多層積層体では、導体回路層側のＩＶＨの孔径を、ＩＶＨの中心部辺りの孔径よりも大径に形成し、ビアで樹脂基材を挟み込むようにしている。これにより、樹脂基材とビアを強固に固定して、上記不具合を防止し、層間接続の信頼性を向上させる構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−４５００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示された多層積層体では、硬い合金層である導体回路層とビアとの接合界面の近傍において、外部からの応力によるクラックが生じた場合、樹脂基材の面方向に沿ってクラックが容易に進行してしまい、簡単に破断が生じることとなり、層間接続の信頼性は著しく低下することとなる。
【０００６】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消し、導体回路層とビアとの間のクラックの進行を効果的に抑制して、層間接続の信頼性を向上させることができる多層プリント配線基板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る多層プリント配線基板は、絶縁基材に導体回路層を形成したプリント配線基材が複数積層され、積層方向に貫通するビアを介して前記導体回路層が相互に接続された多層プリント配線基板であって、前記導体回路層には、前記ビアの積層方向の中央部の径よりも大径の内径を有する凹部が形成され、前記ビアは、端部が前記凹部内に充填された状態で前記導体回路層と接続されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る多層プリント配線基板によれば、導体回路層にビアの積層方向の中央部の径よりも大径の内径を有する凹部が形成され、ビアは、端部が凹部内に充填された状態で導体回路層と接続されているので、導体回路層とビアとの接合界面の面積を従来より大きくすることができる。
【０００９】
このため、上記のような接合界面に沿ったクラックの進行経路長を延ばすことができると共に、クラックの進行方向を変化させることができる。これにより、クラックが発生したとしても、最後まで進行し難い構造とすることができ、接合界面の近傍が完全に破断することを抑制して、層間接続の信頼性を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明によれば、凹部に充填されたビアの端部が、その中央部よりも大径になっているので、ビアに対して相対的に絶縁基材の積層方向に作用する応力が加わったとしても、ビアの端部の大径部と絶縁基材等の間で生じるアンカー効果により接合界面近傍に生じる応力を緩和させることができる。従って、上記のようにクラックによって接合界面の近傍が完全に破断することを抑制し、更に層間接続の信頼性を向上させることができる。
【００１１】
本発明の一つの実施形態においては、絶縁基材には前記ビアが充填されるビアホールが形成され、前記導体回路層の凹部が、その導体回路層が形成された絶縁基材側の面に前記ビアホールの開口部を覆うように形成され、前記ビアの端部が、前記ビアホールの開口部から前記絶縁基材の面に沿って拡がるように前記凹部内に充填されている。
【００１２】
また、本発明の他の実施形態においては、前記導体回路層の凹部が、その導体回路層が形成された絶縁基材と反対側の面に形成され、前記導体回路層の凹部側に配置されたビアの端部が、前記凹部内に充填されている。
【００１３】
本発明の更に他の実施形態においては、前記導体回路層の両面に前記凹部が形成されている。
【００１４】
本発明に係る第１の多層プリント配線基板の製造方法は、絶縁基材に導体回路層を形成したプリント配線基材が複数積層され、積層方向に貫通するビアを介して複数の前記導体回路層が相互に接続された多層プリント配線基板の製造方法であって、第１絶縁基材の一方の面に前記導体回路層を形成し、前記第１絶縁基材の前記導体回路層形成面と反対側の面から、前記導体回路層に到達するビアホールを形成し、前記ビアホールを介して前記導体回路層の前記ビアホール側の面に、エッチングにより前記ビアホールの開口部の開口径よりも前記第１絶縁基材の面方向に大径の内径を有する凹部を形成し、前記第１絶縁基材の前記ビアホール及び前記凹部内に導電材を充填することによってビアを形成し、第２絶縁基材を前記第１絶縁基材に積層することを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る第２の多層プリント配線基板の製造方法は、絶縁基材に導体回路層を形成したプリント配線基材が複数積層され、積層方向に貫通するビアを介して複数の前記導体回路層が相互に接続された多層プリント配線基板の製造方法であって、第１絶縁基材にビアホールを形成し、前記ビアホールに導電材を充填することによってビアを形成し、第２絶縁基材の一方の面に前記導体回路層を形成すると共に前記導体回路層の前記第２絶縁基材側とは反対側の面に凹部を形成し、前記ビアの端部が前記凹部の内部に充填されるように前記第１絶縁基材を前記第２絶縁基材に積層することを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る第１及び第２の多層プリント配線基板の製造方法によれば、導体回路層の凹部の内部に充填されたビアによって導体回路層が相互に接続されるので、上述のように、導体回路層とビアとの接合界面の面積を従来より大きくすることができ、導体回路層とビアとの間のクラックの進行を効果的に抑制して、層間接続の信頼性を向上させることができる多層プリント配線基板を製造することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、導体回路層とビアとの間のクラックの進行を効果的に抑制して、層間接続の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る多層プリント配線基板の構造を示す断面図である。
【図２】同多層プリント配線基板の製造工程を示すフローチャートである。
【図３】同多層プリント配線基板を製造工程順に示す断面図である。
【図４】同多層プリント配線基板を製造工程順に示す断面図である。
【図５】同多層プリント配線基板と比較例との構造上の相違点を示す断面図である。
【図６】同多層プリント配線基板と比較例との構造上の相違点を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る多層プリント配線基板の構造を示す断面図である。
【図８】同多層プリント配線基板の製造工程を示すフローチャートである。
【図９】同多層プリント配線基板を製造工程順に示す断面図である。
【図１０】同多層プリント配線基板を製造工程順に示す断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る多層プリント配線基板の構造を示す断面図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る多層プリント配線基板の構造を示す断面図である。
【図１３】同多層プリント配線基板の製造工程を示すフローチャートである。
【図１４】同多層プリント配線基板を製造工程順に示す断面図である。
【図１５】同多層プリント配線基板を製造工程順に示す断面図である。
【図１６】同多層プリント配線基板を製造工程順に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付の図面を参照して、この発明の実施の形態に係る多層プリント配線基板及びその製造方法を詳細に説明する。
【００２０】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る多層プリント配線基板の構造を示す断面図である。第１の実施形態に係る多層プリント基板１００は、第１プリント配線基材１０と第２プリント配線基材２０とを積層してなる。第１プリント配線基材１０は、第１絶縁基材１９と、この第１絶縁基材１９の一方の面１０ａ上に形成された第１導体回路層１１と、第１絶縁基材１９の他方の面１０ｂ側に形成された接着層９とを備えている。
【００２１】
また、第１プリント配線基材１０は、第１絶縁基材１９に積層方向に貫通形成されたビアホール１３内に充填形成されたビア１４を備えている。第２プリント配線基材２０は、第２絶縁基材２９と、この第２絶縁基材２９の一方の面２０ａ上に形成された第２導体回路層１２とを備えている。第１及び第２導体回路層１１，１２は、ビア１４によって電気的に層間接続されている。なお、第１導体回路層１１には、ビアホール１３側の面に、ビアホール１３の積層方向の中央部の径Ｗ１よりも第１絶縁基材１９の面１０ａ方向に大径の内径Ｗ２を有する凹部１５が形成されている。
【００２２】
凹部１５は、底面１１ａ及び内側面１１ｂで囲まれた構造からなり、ビア１４の端部１４ａは、ビアホール１３内から第１導体回路層１１の凹部１５内に充填された状態で、第１絶縁基材１９の面１０ａに沿って拡がるように形成されている。第１及び第２絶縁基材１９，２９は、例えば厚さ２５μｍ程度の樹脂フィルムにより構成されている。樹脂フィルムとしては、例えば熱可塑性のポリイミド、ポリオレフィン、液晶ポリマーなどからなる樹脂フィルムや、熱硬化性のエポキシ樹脂からなる樹脂フィルムなどを用いることができる。
【００２３】
ビア１４は、ビアホール１３及び凹部１５内に充填された導電ペーストなどの導電材からなる。導電ペーストは、例えばニッケル、金、銀、亜鉛、アルミニウム、鉄、タングステンなどから選択される１種類以上の低電気抵抗の金属粒子と、ビスマス、インジウム、鉛などから選択される１種類以上の低融点の金属粒子とを含む。そして、導電ペーストは、これらの金属粒子に錫を成分として含有させ、エポキシ、アクリル、ウレタンなどを主成分とするバインダ成分を混合したペーストからなる。
【００２４】
このように構成された導電ペーストは、例えば含有された錫と低融点の金属が２００℃以下で溶融し合金を形成することができ、特に銅や銀などとは金属間化合物を形成することができる特性を備える。なお、導電ペーストは、例えば粒子径がナノレベルの金、銀、銅、ニッケル等のフィラーが、上記のようなバインダ成分に混合されたナノペーストで構成することもできる。その他、導電ペーストは、上記ニッケル等の金属粒子が、上記のようなバインダ成分に混合されたペーストで構成することもできる。この場合、導電ペーストは、金属粒子同士が接触することで電気的接続が行われる特性となる。
【００２５】
導電ペーストの充填方法としては、印刷工法、スピン塗布工法、スプレー塗布工法、ディスペンス工法、ラミネート工法、及びこれらの工法を併用した工法などを用いることができる。
【００２６】
第１及び第２導体回路層１１，１２は、第１及び第２絶縁基材１９，２９の面１０ａ，２０ａ上に、フォトリソグラフィ、印刷、インクジェットなどの方式により、パターン形成された厚さ１０〜２０μｍ程度の銅などの導体層（導電部材）からなる。第１導体回路層１１の凹部１５は、ビアホール１３を介して、エッチング（例えば、ウェットエッチング）が施されることにより形成される。凹部１５の底面１１ａまでの深さは、例えば５〜１０μｍ程度に設定される。なお、ビア１４の他方の端部１４ｂは、接着層９内で第２導体回路層１２の表面と接続され、第１絶縁基材１９の面１０ｂと接触している。
【００２７】
このように構成された多層プリント配線基板１００は、例えば次のように製造される。図２は、多層プリント配線基板の製造工程を示すフローチャートである。また、図３及び図４は、多層プリント配線基板を製造工程順に示す断面図である。まず、図３（ａ）に示すように、銅箔などの導体層１６が面１０ａ上に形成された第１絶縁基材１９を準備する（ステップＳ１００）。導体層１６が形成された第１絶縁基材１９は、例えば片面銅張積層板（片面ＣＣＬ）などを用いることができる。
【００２８】
なお、図示は省略するが、第１絶縁基材１９としては、シード層が形成されたものを用いることもできる。シード層が形成されたものを用いれば、後述する第１導体回路層１１を形成する際に、サブトラクティブ法ではなくセミアディティブ法を選択することが可能となる。この場合、シード層としては、ニッケル、クロムなどの一般的な金属材料を適宜選択して用いることができる。
【００２９】
本例でシード層を用いる場合は、第１導体回路層１１のパターン形成の安定性及びエッチング液の種類の多様性、環境面への影響などを考慮して、ニッケルを用いることが望ましい。成膜の厚さのばらつきを抑え、微細なパターン形成を可能にするために、シード層の厚さは、０．０１〜１０μｍ程度であることが望ましい。
【００３０】
次に、図３（ｂ）に示すように、導体層１６上にマスク材１７を形成し、露光・現像などを行って所望のパターンとなるように加工する。そして、図中矢印で示すようにエッチングを行い、図３（ｃ）に示すように、パターン形成された第１導体回路層１１を形成する（ステップＳ１０２）。
【００３１】
そして、第１導体回路層１１上のマスク材１７を除去して、図３（ｄ）に示すように、第１導体回路層１１形成側の面１０ａとは反対側の面１０ｂ上に、ポリイミド系接着フィルムなどからなる接着層９を形成する（ステップＳ１０４）。なお、接着層９はマスク付き接着フィルムにより構成されていてもよい。その後、図３（ｅ）に示すように、例えば第１絶縁基材１９を反転させた上で、第１導体回路層１１に向けてレーザ照射装置ＬＤからレーザ光Ｌを第１絶縁基材１９の面１０ｂ側の接着層９上から照射する。これにより、第１導体回路層１１に到達するビアホール１３を第１絶縁基材１９に形成する（ステップＳ１０６）。
【００３２】
ビアホール１３を形成したら、図４（ｆ）に示すように、ビアホール１３内に図中矢印で示すようにエッチング液を充填し、ウェットエッチングを行う。これにより、第１導体回路層１１のビアホール１３側の面に、凹部１５を形成する（ステップＳ１０８）。その後、図４（ｇ）に示すように、ビアホール１３内に各種半田、ＡＣＦ、銀ペースト、これらのペーストの混合材や、微量の異種金属を混合したペースト材などからなる、上述したような導電ペーストを充填する。これにより、ビアホール１３及び第１導体回路層１１の凹部１５にわたる（これらを満たした状態の）ビア１４を形成する（ステップＳ１１０）。
【００３３】
このビア１４は、図示のように端部１４ａが凹部１５内に充填されて面１０ａに沿って拡がるように形成されると共に、端部１４ｂが接着層９の表面よりも突出した状態で形成される。突出部の形成方法としては、充填マスクの厚み分だけ突起を形成する方法、ディスペランス工程によって突起を形成する方法などが使用可能である。端部１４ｂの突出量は、マスクの厚さを予め調整しておくことで任意の量に設定できる。ここまでの処理で、図４（ｇ）に示すような第１プリント配線基材１０を形成することができる。
【００３４】
そして、図４（ｈ）に示すように、第１プリント配線基材１０の第１絶縁基材１９の第１導体回路層１１形成側の面１０ａと反対側の面１０ｂに、別途形成しておいた第２導体回路層１２が形成された第２プリント配線基材２０を、第２導体回路層１２がビア１４の端部１４ｂと対向するように配置して、図中矢印で示すように加熱プレスする（ステップＳ１１２）。これにより、図４（ｉ）に示すように、接着層９を介して第１及び第２プリント配線基材１０，２０が積層された多層プリント配線基板１００を製造することができる。
【００３５】
なお、ビア１４の端部１４ｂは、接着層９内において第２導体回路層１２上で拡がるように潰れて第２導体回路層１２と接合されるので、確実に層間接続される構造となっている。
【００３６】
このような多層プリント配線基板１００は、次のような特性を有する。図５及び図６は、多層プリント配線基板と比較例との構造上の相違点を示す断面図であり、図５はクラックについて、図６は引張り応力についてそれぞれ説明するための図である。図５（ａ）に示すように、比較例の多層プリント配線基板９００は、第１絶縁基材９１０の一方の面９１０ａ上に第１導体回路層９１１が形成され、他方の面９１０ｂ上に接着層９が形成されている。
【００３７】
第１絶縁基材９１０には、第１導体回路層９１１に到達するビアホール９１３が形成され、このビアホール９１３内に充填された導電ペーストにより、ビア９１４が形成されている。第１導体回路層９１１とビア９１４との接合箇所には、面９１０ａに沿うような合金層８が形成されている。この比較例の多層プリント配線基板９００では、硬い合金層８の近傍にクラック７が発生した場合、このクラック７は、合金層８に沿って一方向に進行し、容易に破断することとなり、層間接続の接続信頼性は著しく低下する。
【００３８】
一方、図５（ｂ）に示すように、第１の実施形態に係る多層プリント配線基板１００は、第１プリント配線基材１０の第１絶縁基材１９の一方の面１０ａ上に第１導体回路層１１が形成され、例えば他方の面１０ｂに接着層９が形成されている。第１絶縁基材１９には、第１導体回路層１１に到達するビアホール１３が形成され、第１導体回路層１１に凹部１５が形成されている。
【００３９】
ビアホール１３内及び凹部１５内を満たす状態で充填された導電ペーストにより、端部１４ａが面１０ａに沿って拡がったビア１４が形成されている。第１導体回路層１１とビア１４との接合箇所には、凹部１５の内側面１１ｂ及び底面１１ａに沿うようなコの字状の硬い合金層８が形成されている。
【００４０】
第１の実施形態に係る多層プリント配線基板１００では、合金層８の近傍にクラック７が発生した場合、このクラック７は、合金層８に沿って進行するが、クラック７の進行経路長が図５（ａ）に示す比較例と比べて格段に長くなる。また、クラック７の進行方向が、図５（ａ）に示す比較例のような一方向と比べて、内側面１１ｂ及び底面１１ａに沿って複雑に変化する。このため、容易に破断することなく、層間接続の接続信頼性を向上させることができる。
【００４１】
また、図６（ａ）に示すように、比較例の多層プリント配線基板９００において、図中白抜き矢印で示すような引張り力Ｆが作用した場合、合金層８の近傍に最大引張り応力が発生し、容易に破断することとなり、層間接続の接続信頼性を確保することが困難となる。
【００４２】
これに対し、第１の実施形態に係る多層プリント配線基板１００において、図６（ｂ）に示すように、図中白抜き矢印で示す引張り力Ｆが作用した場合、合金層８の近傍ではなく、ビア１４における面１０ａに沿った部分に最大引張り応力が発生することとなる。また、凹部１５内の面１０ａとの境界上に位置するビア１４の端部１４ａの大径部が、第１絶縁基材１９との間で生じるアンカー効果を発揮するため、合金層８の近傍に生じる応力を緩和させることができる。これにより、比較例と比べて、層間接続の接続信頼性を確実に確保することができる。
【００４３】
［第２の実施形態］
図７は、本発明の第２の実施形態に係る多層プリント配線基板の構造を示す断面図である。第２の実施形態に係る多層プリント基板２００は、第１の実施形態に係る多層プリント配線基板１００と基本的に同様の構成となっているが、第２プリント配線基材２０の第２導体回路層１２の第２絶縁基材２９と反対側の面に凹部１５が形成されている点が相違している。
【００４４】
従って、ビア１４は、ビアホール１３内に充填されると共に第２導体回路層１２の凹部１５内に端部１４ｂが充填された状態で形成される。このような構造によっても、第１及び第２プリント配線基材１０，２０の第１及び第２導体回路層１１，１２間の層間接続の接続信頼性を向上させることが可能となる。
【００４５】
すなわち、第２の実施形態に係る多層プリント配線基板２００によれば、第２導体回路層１２とビア１４の端部１４ｂとの接合界面の面積をより大きくすることができ、また、ビア１４が接着層９内でアンカー効果を発揮するので、上記第１の実施形態に係る多層プリント配線基板１００と同様の作用効果を奏することが可能となる。
【００４６】
このような多層プリント配線基板２００は、例えば次のように製造される。図８は、多層プリント配線基板の製造工程を示すフローチャートである。図９及び図１０は、多層プリント配線基板を製造工程順に示す断面図である。なお、図８に示すフローチャートのステップＳ２００〜ステップＳ２０６の処理は、上記図２に示したフローチャートのステップＳ１００〜Ｓ１０６の処理と同様であるため、図２及び図３を参照することとして、ここでは説明を省略する。
【００４７】
図８に示すように、ステップＳ２００〜Ｓ２０６までの処理で、図３（ｅ）に示すようなビアホール１３を第１プリント配線基材１０の第１絶縁基材１９に形成したら、図９（ｆ）に示すように、ビアホール１３内に導電ペーストを充填して、端部１４ｂが接着層９から突出するビア１４を形成する（ステップＳ２０８）。
【００４８】
次に、図９（ｇ）に示すように、導体層１６が面２０ａ上に形成された第２樹脂基材２９を準備し（ステップＳ２１０）、導体層１６上にマスク材１７を形成し、図中矢印で示すようにエッチングを行う。すると、図９（ｈ）に示すように、導体層１６の一部が凹んだ状態となるので、図９（ｉ）に示すように、マスク材１７を除去した上で更にマスク材１７を凹み上を覆うように形成し、図中矢印で示すようにエッチングを行って、導体層１６をパターニングする。
【００４９】
その後、マスク材１７を除去すれば、図９（ｊ）に示すように、第２絶縁基材２９側と反対側に凹部１５を有する第２導体回路層１２が形成される（ステップＳ２１２）。なお、ビア１４の端部１４ｂは、上述したようにマスクなどにより突出させてもよいし、上記ディスペンス工法により形成してもよい。
【００５０】
そして、図１０に示すように、突出したビア１４の端部１４ｂと第２導体回路層１２の凹部１５とを位置合わせして、第１及び第２プリント配線基材１０，２０を図中矢印で示す方向に積層する（ステップＳ２１４）。積層時に、端部１４ｂは、凹部１５内を満たすように潰れて変形し接合される。これにより、図７に示すような第２の実施形態に係る多層プリント配線基板２００を製造することができる。
【００５１】
［第３の実施形態］
図１１は、本発明の第３の実施形態に係る多層プリント配線基板の構造を示す断面図である。第３の実施形態に係る多層プリント配線基板３００は、図１１に示すように、第１の実施形態に係る構造と第２の実施形態に係る構造とを組み合わせた構造を備えている。すなわち、第１及び第２プリント配線基材１０，２０を接着層９を介して積層し、第１絶縁基材１９の一方の面１０ａ上には、第１絶縁基材１９側に凹部１５を有する第１導体回路層１１が形成され、第２絶縁基材２９の一方の面２０ａ上には、第２絶縁基材２９とは反対側に凹部１５を有する第２導体回路層１２が形成されている。
【００５２】
そして、第１絶縁基材１９の他方の面１０ｂと第２絶縁基材２９の一方の面２０ａとの間には、接着層９が形成されている。第１及び第２導体回路層１１，１２の各凹部１５内には、ビア１４の端部１４ａ，１４ｂがそれぞれ充填されている。このような構造によっても、第１及び第２導体回路層１１，１２の層間接続の接続信頼性を向上させることができる。この第２の実施形態に係る多層プリント配線基板３００の製造方法については、上述した製造方法を選択的に組み合わせることにより実現することができるので、ここでは説明を省略する。
【００５３】
［第４の実施形態］
図１２は、本発明の第４の実施形態に係る多層プリント配線基板の構造を示す断面図である。第４の実施形態に係る多層プリント基板４００は、中間層の導体回路層２２の両面に凹部１５が形成されている点が、先の実施形態に係るものとはいずれも相違している。
【００５４】
すなわち、第２プリント配線基材２０の第２絶縁基材２９の一方の面２０ａ上に形成された中間導体回路層２２は、第１プリント配線基材１０のビア１４の端部１４ｂが拡がるように充填される、第２絶縁基材２９側とは反対側に形成された凹部１５と、ビア１４の端部１４ａが充填される第２絶縁基材２９側に形成された凹部１５とを備える。これにより、各プリント配線基材１０，２０間の導体回路層１１，２２間の層間接続の接続信頼性を、上記と同様に向上させることが可能となる。
【００５５】
このような多層プリント配線基板４００は、例えば次のように製造される。図１３は、多層プリント配線基板の製造工程を示すフローチャートである。図１４〜図１６は、多層プリント配線基板を製造工程順に示す断面図である。なお、図４（ｇ）に示すような凹部１５が形成された第１導体回路層１１及びビア１４を有する第１プリント配線基材１０は、別途製造されて予め用意されていることとする。
【００５６】
まず、図１４（ａ）に示すように、一方の面２０ａ上に上述した導体層１６よりも厚めの導体層１８が形成された第２絶縁基材２９を準備し（ステップＳ３００）、導体層１８上にマスク材１７を形成し、図中矢印で示すようにエッチングを行う。すると、図１４（ｂ）に示すように、導体層１８の一部が凹んだ状態となるので、図１４（ｃ）に示すように、マスク材１７を除去した上で更にマスク材１７を凹み上を覆うように形成し、図中矢印で示すようにエッチングを行って、導体層１８をパターニングし、図１４（ｄ）に示すような中間導体回路層２２を形成する。
【００５７】
その後、マスク材１７を除去すると、図１５（ｅ）に示すような、第２絶縁基材２９側と反対側に凹部１５が形成される（ステップＳ３０２）。これと共に、第２絶縁基材２９の他方の面２０ｂ上に接着層９を形成する（ステップＳ３０４）。そして、図１５（ｆ）に示すように、例えば第２絶縁基材２９を反転させた上で、中間導体回路層２２側に向けてレーザ照射装置ＬＤからレーザ光Ｌを接着層９側から照射し、ビアホール１３を第２絶縁基材２９に形成する（ステップＳ３０６）。
【００５８】
次に、図１５（ｇ）に示すように、ビアホール１３内に図中矢印で示すようにエッチング液を充填し、ウェットエッチングを行って、中間導体回路層２２の第２絶縁基材２９側に凹部１５を形成する（ステップＳ３０８）。そして、図１５（ｈ）に示すように、ビアホール１３内に上述した導電ペーストを充填し、ビアホール１３及び凹部１５にわたるビア１４を形成する（ステップＳ３１０）。
【００５９】
こうして、ここまでの処理を繰り返すことにより形成された、両面に凹部１５を有する中間導体回路層２２及びビア１４を備える第２プリント配線基材２０を、複数準備する（ステップＳ３１２）。また、第１絶縁基材１９側に凹部１５を有する第１導体回路層１１及びビア１４を備える第１プリント配線基材１０を多層構造の表層に準備する（ステップＳ３１４）。
【００６０】
こうして準備した第１及び第２プリント配線基材１０，２０を、図１６に示すように、ビア１４の端部１４ｂと凹部１５とを位置合わせして重ね合わさるようにし、図中矢印で示すように積層すれば（ステップＳ３１６）、図１２に示すような第４の実施形態に係る多層プリント配線基板４００を製造することができる。
【００６１】
この第４の実施形態に係る多層プリント配線基板４００においても、導体回路層１１，２２とビア１４との接合界面の面積をより大きくすることができ、上記第１〜第３の実施形態に係る多層プリント配線基板と同様の作用効果を奏することが可能となる。
【符号の説明】
【００６２】
９ 接着層
１０ 第１プリント配線基材
１１ 第１導体回路層
１２ 第２導体回路層
１３ ビアホール
１４ ビア
１４ａ，１４ｂ 端部
１５ 凹部
１６，１８ 導体層
１９ 第１絶縁基材
２０ 第２プリント配線基材
２２ 中間導体回路層
２９ 第２絶縁基材
１００ 多層プリント配線基板
【技術分野】
【０００１】
この発明は、導体回路層が層間接続される多層プリント配線基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
導体回路層が層間接続される多層プリント配線基板においては、例えばＩＶＨ（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）で層間を接続することが行われている。しかし、ＩＶＨ内に形成される導電ペーストビアと樹脂基材との密着性は良好ではないため、外部からの応力や屈曲等による影響で、ビアが破断したり、導体回路層とビアとの間で破断したりする不具合が生じることがあった。
【０００３】
このような不具合を防止するために、下記特許文献１に開示された多層積層体では、導体回路層側のＩＶＨの孔径を、ＩＶＨの中心部辺りの孔径よりも大径に形成し、ビアで樹脂基材を挟み込むようにしている。これにより、樹脂基材とビアを強固に固定して、上記不具合を防止し、層間接続の信頼性を向上させる構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−４５００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示された多層積層体では、硬い合金層である導体回路層とビアとの接合界面の近傍において、外部からの応力によるクラックが生じた場合、樹脂基材の面方向に沿ってクラックが容易に進行してしまい、簡単に破断が生じることとなり、層間接続の信頼性は著しく低下することとなる。
【０００６】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消し、導体回路層とビアとの間のクラックの進行を効果的に抑制して、層間接続の信頼性を向上させることができる多層プリント配線基板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る多層プリント配線基板は、絶縁基材に導体回路層を形成したプリント配線基材が複数積層され、積層方向に貫通するビアを介して前記導体回路層が相互に接続された多層プリント配線基板であって、前記導体回路層には、前記ビアの積層方向の中央部の径よりも大径の内径を有する凹部が形成され、前記ビアは、端部が前記凹部内に充填された状態で前記導体回路層と接続されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る多層プリント配線基板によれば、導体回路層にビアの積層方向の中央部の径よりも大径の内径を有する凹部が形成され、ビアは、端部が凹部内に充填された状態で導体回路層と接続されているので、導体回路層とビアとの接合界面の面積を従来より大きくすることができる。
【０００９】
このため、上記のような接合界面に沿ったクラックの進行経路長を延ばすことができると共に、クラックの進行方向を変化させることができる。これにより、クラックが発生したとしても、最後まで進行し難い構造とすることができ、接合界面の近傍が完全に破断することを抑制して、層間接続の信頼性を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明によれば、凹部に充填されたビアの端部が、その中央部よりも大径になっているので、ビアに対して相対的に絶縁基材の積層方向に作用する応力が加わったとしても、ビアの端部の大径部と絶縁基材等の間で生じるアンカー効果により接合界面近傍に生じる応力を緩和させることができる。従って、上記のようにクラックによって接合界面の近傍が完全に破断することを抑制し、更に層間接続の信頼性を向上させることができる。
【００１１】
本発明の一つの実施形態においては、絶縁基材には前記ビアが充填されるビアホールが形成され、前記導体回路層の凹部が、その導体回路層が形成された絶縁基材側の面に前記ビアホールの開口部を覆うように形成され、前記ビアの端部が、前記ビアホールの開口部から前記絶縁基材の面に沿って拡がるように前記凹部内に充填されている。
【００１２】
また、本発明の他の実施形態においては、前記導体回路層の凹部が、その導体回路層が形成された絶縁基材と反対側の面に形成され、前記導体回路層の凹部側に配置されたビアの端部が、前記凹部内に充填されている。
【００１３】
本発明の更に他の実施形態においては、前記導体回路層の両面に前記凹部が形成されている。
【００１４】
本発明に係る第１の多層プリント配線基板の製造方法は、絶縁基材に導体回路層を形成したプリント配線基材が複数積層され、積層方向に貫通するビアを介して複数の前記導体回路層が相互に接続された多層プリント配線基板の製造方法であって、第１絶縁基材の一方の面に前記導体回路層を形成し、前記第１絶縁基材の前記導体回路層形成面と反対側の面から、前記導体回路層に到達するビアホールを形成し、前記ビアホールを介して前記導体回路層の前記ビアホール側の面に、エッチングにより前記ビアホールの開口部の開口径よりも前記第１絶縁基材の面方向に大径の内径を有する凹部を形成し、前記第１絶縁基材の前記ビアホール及び前記凹部内に導電材を充填することによってビアを形成し、第２絶縁基材を前記第１絶縁基材に積層することを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る第２の多層プリント配線基板の製造方法は、絶縁基材に導体回路層を形成したプリント配線基材が複数積層され、積層方向に貫通するビアを介して複数の前記導体回路層が相互に接続された多層プリント配線基板の製造方法であって、第１絶縁基材にビアホールを形成し、前記ビアホールに導電材を充填することによってビアを形成し、第２絶縁基材の一方の面に前記導体回路層を形成すると共に前記導体回路層の前記第２絶縁基材側とは反対側の面に凹部を形成し、前記ビアの端部が前記凹部の内部に充填されるように前記第１絶縁基材を前記第２絶縁基材に積層することを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る第１及び第２の多層プリント配線基板の製造方法によれば、導体回路層の凹部の内部に充填されたビアによって導体回路層が相互に接続されるので、上述のように、導体回路層とビアとの接合界面の面積を従来より大きくすることができ、導体回路層とビアとの間のクラックの進行を効果的に抑制して、層間接続の信頼性を向上させることができる多層プリント配線基板を製造することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、導体回路層とビアとの間のクラックの進行を効果的に抑制して、層間接続の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る多層プリント配線基板の構造を示す断面図である。
【図２】同多層プリント配線基板の製造工程を示すフローチャートである。
【図３】同多層プリント配線基板を製造工程順に示す断面図である。
【図４】同多層プリント配線基板を製造工程順に示す断面図である。
【図５】同多層プリント配線基板と比較例との構造上の相違点を示す断面図である。
【図６】同多層プリント配線基板と比較例との構造上の相違点を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る多層プリント配線基板の構造を示す断面図である。
【図８】同多層プリント配線基板の製造工程を示すフローチャートである。
【図９】同多層プリント配線基板を製造工程順に示す断面図である。
【図１０】同多層プリント配線基板を製造工程順に示す断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る多層プリント配線基板の構造を示す断面図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る多層プリント配線基板の構造を示す断面図である。
【図１３】同多層プリント配線基板の製造工程を示すフローチャートである。
【図１４】同多層プリント配線基板を製造工程順に示す断面図である。
【図１５】同多層プリント配線基板を製造工程順に示す断面図である。
【図１６】同多層プリント配線基板を製造工程順に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付の図面を参照して、この発明の実施の形態に係る多層プリント配線基板及びその製造方法を詳細に説明する。
【００２０】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る多層プリント配線基板の構造を示す断面図である。第１の実施形態に係る多層プリント基板１００は、第１プリント配線基材１０と第２プリント配線基材２０とを積層してなる。第１プリント配線基材１０は、第１絶縁基材１９と、この第１絶縁基材１９の一方の面１０ａ上に形成された第１導体回路層１１と、第１絶縁基材１９の他方の面１０ｂ側に形成された接着層９とを備えている。
【００２１】
また、第１プリント配線基材１０は、第１絶縁基材１９に積層方向に貫通形成されたビアホール１３内に充填形成されたビア１４を備えている。第２プリント配線基材２０は、第２絶縁基材２９と、この第２絶縁基材２９の一方の面２０ａ上に形成された第２導体回路層１２とを備えている。第１及び第２導体回路層１１，１２は、ビア１４によって電気的に層間接続されている。なお、第１導体回路層１１には、ビアホール１３側の面に、ビアホール１３の積層方向の中央部の径Ｗ１よりも第１絶縁基材１９の面１０ａ方向に大径の内径Ｗ２を有する凹部１５が形成されている。
【００２２】
凹部１５は、底面１１ａ及び内側面１１ｂで囲まれた構造からなり、ビア１４の端部１４ａは、ビアホール１３内から第１導体回路層１１の凹部１５内に充填された状態で、第１絶縁基材１９の面１０ａに沿って拡がるように形成されている。第１及び第２絶縁基材１９，２９は、例えば厚さ２５μｍ程度の樹脂フィルムにより構成されている。樹脂フィルムとしては、例えば熱可塑性のポリイミド、ポリオレフィン、液晶ポリマーなどからなる樹脂フィルムや、熱硬化性のエポキシ樹脂からなる樹脂フィルムなどを用いることができる。
【００２３】
ビア１４は、ビアホール１３及び凹部１５内に充填された導電ペーストなどの導電材からなる。導電ペーストは、例えばニッケル、金、銀、亜鉛、アルミニウム、鉄、タングステンなどから選択される１種類以上の低電気抵抗の金属粒子と、ビスマス、インジウム、鉛などから選択される１種類以上の低融点の金属粒子とを含む。そして、導電ペーストは、これらの金属粒子に錫を成分として含有させ、エポキシ、アクリル、ウレタンなどを主成分とするバインダ成分を混合したペーストからなる。
【００２４】
このように構成された導電ペーストは、例えば含有された錫と低融点の金属が２００℃以下で溶融し合金を形成することができ、特に銅や銀などとは金属間化合物を形成することができる特性を備える。なお、導電ペーストは、例えば粒子径がナノレベルの金、銀、銅、ニッケル等のフィラーが、上記のようなバインダ成分に混合されたナノペーストで構成することもできる。その他、導電ペーストは、上記ニッケル等の金属粒子が、上記のようなバインダ成分に混合されたペーストで構成することもできる。この場合、導電ペーストは、金属粒子同士が接触することで電気的接続が行われる特性となる。
【００２５】
導電ペーストの充填方法としては、印刷工法、スピン塗布工法、スプレー塗布工法、ディスペンス工法、ラミネート工法、及びこれらの工法を併用した工法などを用いることができる。
【００２６】
第１及び第２導体回路層１１，１２は、第１及び第２絶縁基材１９，２９の面１０ａ，２０ａ上に、フォトリソグラフィ、印刷、インクジェットなどの方式により、パターン形成された厚さ１０〜２０μｍ程度の銅などの導体層（導電部材）からなる。第１導体回路層１１の凹部１５は、ビアホール１３を介して、エッチング（例えば、ウェットエッチング）が施されることにより形成される。凹部１５の底面１１ａまでの深さは、例えば５〜１０μｍ程度に設定される。なお、ビア１４の他方の端部１４ｂは、接着層９内で第２導体回路層１２の表面と接続され、第１絶縁基材１９の面１０ｂと接触している。
【００２７】
このように構成された多層プリント配線基板１００は、例えば次のように製造される。図２は、多層プリント配線基板の製造工程を示すフローチャートである。また、図３及び図４は、多層プリント配線基板を製造工程順に示す断面図である。まず、図３（ａ）に示すように、銅箔などの導体層１６が面１０ａ上に形成された第１絶縁基材１９を準備する（ステップＳ１００）。導体層１６が形成された第１絶縁基材１９は、例えば片面銅張積層板（片面ＣＣＬ）などを用いることができる。
【００２８】
なお、図示は省略するが、第１絶縁基材１９としては、シード層が形成されたものを用いることもできる。シード層が形成されたものを用いれば、後述する第１導体回路層１１を形成する際に、サブトラクティブ法ではなくセミアディティブ法を選択することが可能となる。この場合、シード層としては、ニッケル、クロムなどの一般的な金属材料を適宜選択して用いることができる。
【００２９】
本例でシード層を用いる場合は、第１導体回路層１１のパターン形成の安定性及びエッチング液の種類の多様性、環境面への影響などを考慮して、ニッケルを用いることが望ましい。成膜の厚さのばらつきを抑え、微細なパターン形成を可能にするために、シード層の厚さは、０．０１〜１０μｍ程度であることが望ましい。
【００３０】
次に、図３（ｂ）に示すように、導体層１６上にマスク材１７を形成し、露光・現像などを行って所望のパターンとなるように加工する。そして、図中矢印で示すようにエッチングを行い、図３（ｃ）に示すように、パターン形成された第１導体回路層１１を形成する（ステップＳ１０２）。
【００３１】
そして、第１導体回路層１１上のマスク材１７を除去して、図３（ｄ）に示すように、第１導体回路層１１形成側の面１０ａとは反対側の面１０ｂ上に、ポリイミド系接着フィルムなどからなる接着層９を形成する（ステップＳ１０４）。なお、接着層９はマスク付き接着フィルムにより構成されていてもよい。その後、図３（ｅ）に示すように、例えば第１絶縁基材１９を反転させた上で、第１導体回路層１１に向けてレーザ照射装置ＬＤからレーザ光Ｌを第１絶縁基材１９の面１０ｂ側の接着層９上から照射する。これにより、第１導体回路層１１に到達するビアホール１３を第１絶縁基材１９に形成する（ステップＳ１０６）。
【００３２】
ビアホール１３を形成したら、図４（ｆ）に示すように、ビアホール１３内に図中矢印で示すようにエッチング液を充填し、ウェットエッチングを行う。これにより、第１導体回路層１１のビアホール１３側の面に、凹部１５を形成する（ステップＳ１０８）。その後、図４（ｇ）に示すように、ビアホール１３内に各種半田、ＡＣＦ、銀ペースト、これらのペーストの混合材や、微量の異種金属を混合したペースト材などからなる、上述したような導電ペーストを充填する。これにより、ビアホール１３及び第１導体回路層１１の凹部１５にわたる（これらを満たした状態の）ビア１４を形成する（ステップＳ１１０）。
【００３３】
このビア１４は、図示のように端部１４ａが凹部１５内に充填されて面１０ａに沿って拡がるように形成されると共に、端部１４ｂが接着層９の表面よりも突出した状態で形成される。突出部の形成方法としては、充填マスクの厚み分だけ突起を形成する方法、ディスペランス工程によって突起を形成する方法などが使用可能である。端部１４ｂの突出量は、マスクの厚さを予め調整しておくことで任意の量に設定できる。ここまでの処理で、図４（ｇ）に示すような第１プリント配線基材１０を形成することができる。
【００３４】
そして、図４（ｈ）に示すように、第１プリント配線基材１０の第１絶縁基材１９の第１導体回路層１１形成側の面１０ａと反対側の面１０ｂに、別途形成しておいた第２導体回路層１２が形成された第２プリント配線基材２０を、第２導体回路層１２がビア１４の端部１４ｂと対向するように配置して、図中矢印で示すように加熱プレスする（ステップＳ１１２）。これにより、図４（ｉ）に示すように、接着層９を介して第１及び第２プリント配線基材１０，２０が積層された多層プリント配線基板１００を製造することができる。
【００３５】
なお、ビア１４の端部１４ｂは、接着層９内において第２導体回路層１２上で拡がるように潰れて第２導体回路層１２と接合されるので、確実に層間接続される構造となっている。
【００３６】
このような多層プリント配線基板１００は、次のような特性を有する。図５及び図６は、多層プリント配線基板と比較例との構造上の相違点を示す断面図であり、図５はクラックについて、図６は引張り応力についてそれぞれ説明するための図である。図５（ａ）に示すように、比較例の多層プリント配線基板９００は、第１絶縁基材９１０の一方の面９１０ａ上に第１導体回路層９１１が形成され、他方の面９１０ｂ上に接着層９が形成されている。
【００３７】
第１絶縁基材９１０には、第１導体回路層９１１に到達するビアホール９１３が形成され、このビアホール９１３内に充填された導電ペーストにより、ビア９１４が形成されている。第１導体回路層９１１とビア９１４との接合箇所には、面９１０ａに沿うような合金層８が形成されている。この比較例の多層プリント配線基板９００では、硬い合金層８の近傍にクラック７が発生した場合、このクラック７は、合金層８に沿って一方向に進行し、容易に破断することとなり、層間接続の接続信頼性は著しく低下する。
【００３８】
一方、図５（ｂ）に示すように、第１の実施形態に係る多層プリント配線基板１００は、第１プリント配線基材１０の第１絶縁基材１９の一方の面１０ａ上に第１導体回路層１１が形成され、例えば他方の面１０ｂに接着層９が形成されている。第１絶縁基材１９には、第１導体回路層１１に到達するビアホール１３が形成され、第１導体回路層１１に凹部１５が形成されている。
【００３９】
ビアホール１３内及び凹部１５内を満たす状態で充填された導電ペーストにより、端部１４ａが面１０ａに沿って拡がったビア１４が形成されている。第１導体回路層１１とビア１４との接合箇所には、凹部１５の内側面１１ｂ及び底面１１ａに沿うようなコの字状の硬い合金層８が形成されている。
【００４０】
第１の実施形態に係る多層プリント配線基板１００では、合金層８の近傍にクラック７が発生した場合、このクラック７は、合金層８に沿って進行するが、クラック７の進行経路長が図５（ａ）に示す比較例と比べて格段に長くなる。また、クラック７の進行方向が、図５（ａ）に示す比較例のような一方向と比べて、内側面１１ｂ及び底面１１ａに沿って複雑に変化する。このため、容易に破断することなく、層間接続の接続信頼性を向上させることができる。
【００４１】
また、図６（ａ）に示すように、比較例の多層プリント配線基板９００において、図中白抜き矢印で示すような引張り力Ｆが作用した場合、合金層８の近傍に最大引張り応力が発生し、容易に破断することとなり、層間接続の接続信頼性を確保することが困難となる。
【００４２】
これに対し、第１の実施形態に係る多層プリント配線基板１００において、図６（ｂ）に示すように、図中白抜き矢印で示す引張り力Ｆが作用した場合、合金層８の近傍ではなく、ビア１４における面１０ａに沿った部分に最大引張り応力が発生することとなる。また、凹部１５内の面１０ａとの境界上に位置するビア１４の端部１４ａの大径部が、第１絶縁基材１９との間で生じるアンカー効果を発揮するため、合金層８の近傍に生じる応力を緩和させることができる。これにより、比較例と比べて、層間接続の接続信頼性を確実に確保することができる。
【００４３】
［第２の実施形態］
図７は、本発明の第２の実施形態に係る多層プリント配線基板の構造を示す断面図である。第２の実施形態に係る多層プリント基板２００は、第１の実施形態に係る多層プリント配線基板１００と基本的に同様の構成となっているが、第２プリント配線基材２０の第２導体回路層１２の第２絶縁基材２９と反対側の面に凹部１５が形成されている点が相違している。
【００４４】
従って、ビア１４は、ビアホール１３内に充填されると共に第２導体回路層１２の凹部１５内に端部１４ｂが充填された状態で形成される。このような構造によっても、第１及び第２プリント配線基材１０，２０の第１及び第２導体回路層１１，１２間の層間接続の接続信頼性を向上させることが可能となる。
【００４５】
すなわち、第２の実施形態に係る多層プリント配線基板２００によれば、第２導体回路層１２とビア１４の端部１４ｂとの接合界面の面積をより大きくすることができ、また、ビア１４が接着層９内でアンカー効果を発揮するので、上記第１の実施形態に係る多層プリント配線基板１００と同様の作用効果を奏することが可能となる。
【００４６】
このような多層プリント配線基板２００は、例えば次のように製造される。図８は、多層プリント配線基板の製造工程を示すフローチャートである。図９及び図１０は、多層プリント配線基板を製造工程順に示す断面図である。なお、図８に示すフローチャートのステップＳ２００〜ステップＳ２０６の処理は、上記図２に示したフローチャートのステップＳ１００〜Ｓ１０６の処理と同様であるため、図２及び図３を参照することとして、ここでは説明を省略する。
【００４７】
図８に示すように、ステップＳ２００〜Ｓ２０６までの処理で、図３（ｅ）に示すようなビアホール１３を第１プリント配線基材１０の第１絶縁基材１９に形成したら、図９（ｆ）に示すように、ビアホール１３内に導電ペーストを充填して、端部１４ｂが接着層９から突出するビア１４を形成する（ステップＳ２０８）。
【００４８】
次に、図９（ｇ）に示すように、導体層１６が面２０ａ上に形成された第２樹脂基材２９を準備し（ステップＳ２１０）、導体層１６上にマスク材１７を形成し、図中矢印で示すようにエッチングを行う。すると、図９（ｈ）に示すように、導体層１６の一部が凹んだ状態となるので、図９（ｉ）に示すように、マスク材１７を除去した上で更にマスク材１７を凹み上を覆うように形成し、図中矢印で示すようにエッチングを行って、導体層１６をパターニングする。
【００４９】
その後、マスク材１７を除去すれば、図９（ｊ）に示すように、第２絶縁基材２９側と反対側に凹部１５を有する第２導体回路層１２が形成される（ステップＳ２１２）。なお、ビア１４の端部１４ｂは、上述したようにマスクなどにより突出させてもよいし、上記ディスペンス工法により形成してもよい。
【００５０】
そして、図１０に示すように、突出したビア１４の端部１４ｂと第２導体回路層１２の凹部１５とを位置合わせして、第１及び第２プリント配線基材１０，２０を図中矢印で示す方向に積層する（ステップＳ２１４）。積層時に、端部１４ｂは、凹部１５内を満たすように潰れて変形し接合される。これにより、図７に示すような第２の実施形態に係る多層プリント配線基板２００を製造することができる。
【００５１】
［第３の実施形態］
図１１は、本発明の第３の実施形態に係る多層プリント配線基板の構造を示す断面図である。第３の実施形態に係る多層プリント配線基板３００は、図１１に示すように、第１の実施形態に係る構造と第２の実施形態に係る構造とを組み合わせた構造を備えている。すなわち、第１及び第２プリント配線基材１０，２０を接着層９を介して積層し、第１絶縁基材１９の一方の面１０ａ上には、第１絶縁基材１９側に凹部１５を有する第１導体回路層１１が形成され、第２絶縁基材２９の一方の面２０ａ上には、第２絶縁基材２９とは反対側に凹部１５を有する第２導体回路層１２が形成されている。
【００５２】
そして、第１絶縁基材１９の他方の面１０ｂと第２絶縁基材２９の一方の面２０ａとの間には、接着層９が形成されている。第１及び第２導体回路層１１，１２の各凹部１５内には、ビア１４の端部１４ａ，１４ｂがそれぞれ充填されている。このような構造によっても、第１及び第２導体回路層１１，１２の層間接続の接続信頼性を向上させることができる。この第２の実施形態に係る多層プリント配線基板３００の製造方法については、上述した製造方法を選択的に組み合わせることにより実現することができるので、ここでは説明を省略する。
【００５３】
［第４の実施形態］
図１２は、本発明の第４の実施形態に係る多層プリント配線基板の構造を示す断面図である。第４の実施形態に係る多層プリント基板４００は、中間層の導体回路層２２の両面に凹部１５が形成されている点が、先の実施形態に係るものとはいずれも相違している。
【００５４】
すなわち、第２プリント配線基材２０の第２絶縁基材２９の一方の面２０ａ上に形成された中間導体回路層２２は、第１プリント配線基材１０のビア１４の端部１４ｂが拡がるように充填される、第２絶縁基材２９側とは反対側に形成された凹部１５と、ビア１４の端部１４ａが充填される第２絶縁基材２９側に形成された凹部１５とを備える。これにより、各プリント配線基材１０，２０間の導体回路層１１，２２間の層間接続の接続信頼性を、上記と同様に向上させることが可能となる。
【００５５】
このような多層プリント配線基板４００は、例えば次のように製造される。図１３は、多層プリント配線基板の製造工程を示すフローチャートである。図１４〜図１６は、多層プリント配線基板を製造工程順に示す断面図である。なお、図４（ｇ）に示すような凹部１５が形成された第１導体回路層１１及びビア１４を有する第１プリント配線基材１０は、別途製造されて予め用意されていることとする。
【００５６】
まず、図１４（ａ）に示すように、一方の面２０ａ上に上述した導体層１６よりも厚めの導体層１８が形成された第２絶縁基材２９を準備し（ステップＳ３００）、導体層１８上にマスク材１７を形成し、図中矢印で示すようにエッチングを行う。すると、図１４（ｂ）に示すように、導体層１８の一部が凹んだ状態となるので、図１４（ｃ）に示すように、マスク材１７を除去した上で更にマスク材１７を凹み上を覆うように形成し、図中矢印で示すようにエッチングを行って、導体層１８をパターニングし、図１４（ｄ）に示すような中間導体回路層２２を形成する。
【００５７】
その後、マスク材１７を除去すると、図１５（ｅ）に示すような、第２絶縁基材２９側と反対側に凹部１５が形成される（ステップＳ３０２）。これと共に、第２絶縁基材２９の他方の面２０ｂ上に接着層９を形成する（ステップＳ３０４）。そして、図１５（ｆ）に示すように、例えば第２絶縁基材２９を反転させた上で、中間導体回路層２２側に向けてレーザ照射装置ＬＤからレーザ光Ｌを接着層９側から照射し、ビアホール１３を第２絶縁基材２９に形成する（ステップＳ３０６）。
【００５８】
次に、図１５（ｇ）に示すように、ビアホール１３内に図中矢印で示すようにエッチング液を充填し、ウェットエッチングを行って、中間導体回路層２２の第２絶縁基材２９側に凹部１５を形成する（ステップＳ３０８）。そして、図１５（ｈ）に示すように、ビアホール１３内に上述した導電ペーストを充填し、ビアホール１３及び凹部１５にわたるビア１４を形成する（ステップＳ３１０）。
【００５９】
こうして、ここまでの処理を繰り返すことにより形成された、両面に凹部１５を有する中間導体回路層２２及びビア１４を備える第２プリント配線基材２０を、複数準備する（ステップＳ３１２）。また、第１絶縁基材１９側に凹部１５を有する第１導体回路層１１及びビア１４を備える第１プリント配線基材１０を多層構造の表層に準備する（ステップＳ３１４）。
【００６０】
こうして準備した第１及び第２プリント配線基材１０，２０を、図１６に示すように、ビア１４の端部１４ｂと凹部１５とを位置合わせして重ね合わさるようにし、図中矢印で示すように積層すれば（ステップＳ３１６）、図１２に示すような第４の実施形態に係る多層プリント配線基板４００を製造することができる。
【００６１】
この第４の実施形態に係る多層プリント配線基板４００においても、導体回路層１１，２２とビア１４との接合界面の面積をより大きくすることができ、上記第１〜第３の実施形態に係る多層プリント配線基板と同様の作用効果を奏することが可能となる。
【符号の説明】
【００６２】
９ 接着層
１０ 第１プリント配線基材
１１ 第１導体回路層
１２ 第２導体回路層
１３ ビアホール
１４ ビア
１４ａ，１４ｂ 端部
１５ 凹部
１６，１８ 導体層
１９ 第１絶縁基材
２０ 第２プリント配線基材
２２ 中間導体回路層
２９ 第２絶縁基材
１００ 多層プリント配線基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基材に導体回路層を形成したプリント配線基材が複数積層され、積層方向に貫通するビアを介して前記導体回路層が相互に接続された多層プリント配線基板であって、
前記導体回路層には、前記ビアの積層方向の中央部の径よりも大径の内径を有する凹部が形成され、
前記ビアは、端部が前記凹部内に充填された状態で前記導体回路層と接続されている
ことを特徴とする多層プリント配線基板。
【請求項２】
前記絶縁基材には前記ビアが充填されるビアホールが形成され、
前記導体回路層の凹部は、その導体回路層が形成された絶縁基材側の面に前記ビアホールの開口部を覆うように形成され、
前記ビアの端部は、前記ビアホールの開口部から前記絶縁基材の面に沿って拡がるように前記凹部内に充填されている
ことを特徴とする請求項１記載の多層プリント配線基板。
【請求項３】
前記導体回路層の凹部は、その導体回路層が形成された絶縁基材と反対側の面に形成され、
前記導体回路層の凹部側に配置されたビアの端部は、前記凹部内に充填されている
ことを特徴とする請求項１記載の多層プリント配線基板。
【請求項４】
前記導体回路層は、両面に前記凹部が形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の多層プリント配線基板。
【請求項５】
絶縁基材に導体回路層を形成したプリント配線基材が複数積層され、積層方向に貫通するビアを介して複数の前記導体回路層が相互に接続された多層プリント配線基板の製造方法であって、
第１絶縁基材の一方の面に前記導体回路層を形成し、
前記第１絶縁基材の前記導体回路層形成面と反対側の面から、前記導体回路層に到達するビアホールを形成し、
前記ビアホールを介して前記導体回路層の前記ビアホール側の面に、エッチングにより前記ビアホールの開口部の開口径よりも前記第１絶縁基材の面方向に大径の内径を有する凹部を形成し、
前記第１絶縁基材のビアホール及び前記凹部に導電材を充填することによってビアを形成し、
第２絶縁基材を前記第１絶縁基材に積層する
ことを特徴とする多層プリント配線基板の製造方法。
【請求項６】
絶縁基材に導体回路層を形成したプリント配線基材が複数積層され、積層方向に貫通するビアを介して複数の前記導体回路層が相互に接続された多層プリント配線基板の製造方法であって、
第１絶縁基材にビアホールを形成し、
前記ビアホールに導電材を充填することによってビアを形成し、
第２絶縁基材の一方の面に前記導体回路層を形成すると共に前記導体回路層の前記第２絶縁基材側とは反対側の面に凹部を形成し、
前記ビアの端部が前記凹部の内部に充填されるように前記第１絶縁基材を前記第２絶縁基材に積層する
ことを特徴とする多層プリント配線基板の製造方法。
【請求項１】
絶縁基材に導体回路層を形成したプリント配線基材が複数積層され、積層方向に貫通するビアを介して前記導体回路層が相互に接続された多層プリント配線基板であって、
前記導体回路層には、前記ビアの積層方向の中央部の径よりも大径の内径を有する凹部が形成され、
前記ビアは、端部が前記凹部内に充填された状態で前記導体回路層と接続されている
ことを特徴とする多層プリント配線基板。
【請求項２】
前記絶縁基材には前記ビアが充填されるビアホールが形成され、
前記導体回路層の凹部は、その導体回路層が形成された絶縁基材側の面に前記ビアホールの開口部を覆うように形成され、
前記ビアの端部は、前記ビアホールの開口部から前記絶縁基材の面に沿って拡がるように前記凹部内に充填されている
ことを特徴とする請求項１記載の多層プリント配線基板。
【請求項３】
前記導体回路層の凹部は、その導体回路層が形成された絶縁基材と反対側の面に形成され、
前記導体回路層の凹部側に配置されたビアの端部は、前記凹部内に充填されている
ことを特徴とする請求項１記載の多層プリント配線基板。
【請求項４】
前記導体回路層は、両面に前記凹部が形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の多層プリント配線基板。
【請求項５】
絶縁基材に導体回路層を形成したプリント配線基材が複数積層され、積層方向に貫通するビアを介して複数の前記導体回路層が相互に接続された多層プリント配線基板の製造方法であって、
第１絶縁基材の一方の面に前記導体回路層を形成し、
前記第１絶縁基材の前記導体回路層形成面と反対側の面から、前記導体回路層に到達するビアホールを形成し、
前記ビアホールを介して前記導体回路層の前記ビアホール側の面に、エッチングにより前記ビアホールの開口部の開口径よりも前記第１絶縁基材の面方向に大径の内径を有する凹部を形成し、
前記第１絶縁基材のビアホール及び前記凹部に導電材を充填することによってビアを形成し、
第２絶縁基材を前記第１絶縁基材に積層する
ことを特徴とする多層プリント配線基板の製造方法。
【請求項６】
絶縁基材に導体回路層を形成したプリント配線基材が複数積層され、積層方向に貫通するビアを介して複数の前記導体回路層が相互に接続された多層プリント配線基板の製造方法であって、
第１絶縁基材にビアホールを形成し、
前記ビアホールに導電材を充填することによってビアを形成し、
第２絶縁基材の一方の面に前記導体回路層を形成すると共に前記導体回路層の前記第２絶縁基材側とは反対側の面に凹部を形成し、
前記ビアの端部が前記凹部の内部に充填されるように前記第１絶縁基材を前記第２絶縁基材に積層する
ことを特徴とする多層プリント配線基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−７３９９０（Ｐ２０１３−７３９９０Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１０１８８（Ｐ２０１１−２１０１８８）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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