多層基板のおよびその製造方法
【課題】 片側の表面のみに電極を有する多層基板であっても、製造工程を簡素化することが可能な多層基板およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】 熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム２３に導体パターン２２を形成した後導体パターン２２の表面にニッケル金めっき処理による表面処理層３２を形成するとともに、ビアホール２４内に導電ペースト５０を充填した片面導体パターンフィルム３１と、表面処理層３２の形成以外は片面導体パターンフィルム３１と同様の工程により形成した片面導体パターンフィルム２１とを積層した（（ｅ）に図示）後、両面から加熱プレスして多層基板１００を得る（（ｆ）に図示）。このように、片面導体パターンフィルム２１、３１のみから、片側の表面のみに電極３３を有する多層基板１００が製造でき、製造工程を簡素化することができる。
【解決手段】 熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム２３に導体パターン２２を形成した後導体パターン２２の表面にニッケル金めっき処理による表面処理層３２を形成するとともに、ビアホール２４内に導電ペースト５０を充填した片面導体パターンフィルム３１と、表面処理層３２の形成以外は片面導体パターンフィルム３１と同様の工程により形成した片面導体パターンフィルム２１とを積層した（（ｅ）に図示）後、両面から加熱プレスして多層基板１００を得る（（ｆ）に図示）。このように、片面導体パターンフィルム２１、３１のみから、片側の表面のみに電極３３を有する多層基板１００が製造でき、製造工程を簡素化することができる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多層基板およびその製造方法に関し、特に、基板の片側の表面のみに実装素子の接合に利用される電極を有する多層基板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、層間接続をした導体パターンを両面に有する所謂両面基板を用いて両面に導体パターンを有する多層基板を形成し、この多層基板の実装素子を接合しない片側の表面に絶縁層を形成する製造方法により得られる、基板の片側の表面のみに実装素子の接合に利用される電極を有する多層基板が知られている。
【０００３】そして、その製造方法の一例としては、層間接続をした熱硬化性樹脂基材（例えば熱硬化性樹脂フィルム基材）を備える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未硬化状態（Ｂステージ状態）の熱硬化性樹脂フィルムを介して積層するとともに、この積層体の片面を覆うように未硬化状態の熱硬化性樹脂フィルムを積層した後加熱プレスすることで、基板の片面のみに電極を有する多層基板を製造する方法がある。
【０００４】また他の例としては、層間接続をした熱硬化性樹脂基材の両面基板を製造し、この両面基板の両面に、層間接続可能な処理をした未硬化状態の熱硬化性樹脂フィルムおよび導体箔を積層加熱プレスした後、導体箔をエッチング処理等によりパターン形成し、層間接続可能な処理をした未硬化状態の熱硬化性樹脂フィルムおよび導体箔の積層加熱プレスと導体箔のパターン形成を繰り返して所望層数の基板を形成し、さらにこの基板の片面を覆うように未硬化状態の熱硬化性樹脂フィルムを積層した後加熱プレスすることで、基板の片面のみに電極を有する多層基板を製造する方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の従来技術は、両面基板と未硬化状態の熱硬化性樹脂フィルムとをそれぞれ製造し、これらを組み合わせて基板の片面のみに電極を有する多層基板を製造する方法であったり、両面基板と未硬化状態の熱硬化性樹脂フィルムとをそれぞれ製造し、これらに導体箔を組み合わせて基板の片面のみに電極を有する多層基板を製造する方法であるため、製造工程が非常に複雑であるという問題がある。
【０００６】本発明は上記点に鑑みてなされたもので、基板の片側の表面のみに実装素子の接合に利用される電極を有する多層基板であっても、製造工程を簡素化することが可能な多層基板およびそ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】上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明の多層基板では、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム（２３）の片面にのみ導体パターン（２２）が形成され、かつ所望の位置に層間接続材料（５０）が充填されたビアホール（２４）を備える片面導体パターンフィルム（２１、３１）のみを、導体パターン（２２）が形成された面と導体パターン（２２）が形成されていない面が向かい合うように複数枚積層したものであって、片側の表面のみにおいて導体パターン（２２）による電極（３３）が形成されていることを特徴としている。
【０００８】これによると、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム（２３）の片面のみに導体パターン（２２）が形成された片面導体パターンフィルム（２１、３１）のみを積層し、片側の表面のみに導体パターン（２２）による電極（３３）が形成された多層基板とすることができる。従って、片面導体パターンフィルム（２１、３１）以外のフィルム等を準備、加工する必要がないので、製造工程を簡素化することが可能である。
【０００９】また、請求項２に記載の発明の多層基板では、電極（３３）を形成している導体パターン（２２）は、その表面に、電極（３３）に実装素子を接合するときに用いられる接合材の接合強度を向上するための表面処理層（３２）が形成されていることを特徴としている。
【００１０】これによると、多層基板の電極（３３）に実装素子を接合したときの接合信頼性を向上することが可能である。
【００１１】また、請求項３に記載の発明の多層基板では、電極（３３）が形成されている片側の表面に対向する側の表面に、放熱部材（４６）が接続されていることを特徴としている。
【００１２】これによると、多層基板からの放熱特性を向上することが可能である。
【００１３】また、請求項４に記載の発明の多層基板では、放熱部材（４６）が接続された側に位置する片面導体パターンフィルム（２１ａ）が備えるビアホール（２４ａ）内の層間接続材料（５０）は、放熱部材（４６）に接続し、放熱部材（４６）に接続した層間接続材料（５０）を介して、基板から放熱部材（４６）に熱伝導する構成であることを特徴としている。
【００１４】これによると、多層基板側の熱を、放熱部材（４６）に接続した層間接続材料（５０）を介して、放熱部材（４６）に伝導することができる。従って、多層基板からの放熱特性をさらに向上することが可能である。
【００１５】また、請求項５に記載の発明の多層基板のように、放熱部材（４６）に接続した層間接続材料（５０）は、基板内において電気配線回路を構成する導体パターン（２２）に対し電気的に絶縁し、電気配線回路に組み込まない構成とすることもできるし、請求項６に記載の発明の多層基板のように、放熱部材（４６）に接続した層間接続材料（５０）は、基板内において電気配線回路をの一部を構成するようにすることもできる。
【００１６】また、請求項７に記載の発明の多層基板の製造方法では、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム（２３）の片面にのみ導体パターン（２２）が形成され、かつ所望の位置に層間接続材料（５０）が充填されたビアホール（２４）を備える片面導体パターンフィルム（２１、３１）のみを、導体パターン（２２）が形成された面と導体パターン（２２）が形成されていない面が向かい合うように複数枚積層する積層工程と、この積層工程後に、積層体の両面から加圧しつつ加熱することにより、各片面導体パターンフィルム（２１、３１）相互の接着を行なう接着工程を備え、片面導体パターンフィルム（２１、３１）からなる多層基板の片側の表面のみにおいて導体パターン（２２）による電極（３３）が形成されることを特徴としている。
【００１７】これによると、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム（２３）の片面のみに導体パターン（２２）が形成された片面導体パターンフィルム（２１、３１）のみを複数枚一括して接着し、片側の表面のみに導体パターン（２２）による電極（３３）が形成された多層基板を製造することができる。従って、片面導体パターンフィルム（２１、３１）以外のフィルム等を準備、加工する必要がないとともに、片面導体パターンフィルム（２１、３１）を順次接着していく必要がないので、製造工程を簡素化することが可能である。
【００１８】また、請求項８に記載の発明の多層基板の製造方法では、接着工程において、樹脂フィルム（２３）を構成する熱可塑性樹脂の弾性率が１〜１０００ＭＰａとなる温度で加熱することを特徴としている。
【００１９】これによると、樹脂フィルム（２３）の弾性率を１〜１０００ＭＰａと充分に低下させた状態で加圧することにより、各片面導体パターンフィルム（２１、３１）相互を確実に接着することができる。
【００２０】また、請求項９に記載の発明の多層基板の製造方法では、積層工程を行なう前に、電極（３３）を形成する導体パターン（２２）の表面に、電極（３３）に実装素子を接合するときに用いられる接合材の接合強度を向上するための表面処理を施す表面処理工程を備えることを特徴としている。
【００２１】これによると、多層基板の電極（３３）に実装素子を接合したときの接合信頼性を向上することが可能である。
【００２２】また、請求項１０に記載の発明の多層基板の製造方法では、層間接続材料（５０）は導電ペースト（５０）であり、片面導体パターンフィルム（２１、３１）には、導体パターン（２２）を底面とする有底ビアホール（２４）が形成され、その有底ビアホール（２４）内に導電ペースト（５０）を充填することにより、この導電ペースト（５０）を介して隣接する片面導体パターンフィルム（２１、３１）同士の導体パターン（２２）を導通させることを特徴としている。
【００２３】これによると、多層基板の各導体パターン（２２）層間をビアホール（２４）内の導電ペースト（５０）により確実に導通させることができる。
【００２４】また、請求項１１に記載の発明の多層基板の製造方法では、積層された片面導体パターンフィルム（２１、２１ａ、３１）における樹脂フィルム（２３）が表面をなしている側の表面に、放熱部材（４６）を接続する接続工程を備えることを特徴としている。
【００２５】これによると、多層基板からの放熱特性を向上することが可能である。
【００２６】また、請求項１２に記載の発明の多層基板の製造方法では、放熱部材（４６）を接続する接続工程において、放熱部材（４６）が接続される片面導体パターンフィルム（２１ａ）に備えられたビアホール（２４ａ）に充填された層間接続材料（５０）が放熱部材（４６）に接続し、この層間接続材料（５０）を介して、基板から放熱部材（４６）に熱伝導する構成が形成されることを特徴としている。
【００２７】これによると、多層基板（１００）側の熱を、放熱部材（４６）に接続した層間接続材料（５０）を介して、放熱部材（４６）に伝達することができる。従って、多層基板からの放熱特性をさらに向上することが可能である。
【００２８】また、請求項１３に記載の発明の多層基板の製造方法では、層間接続材料（５０）は導電ペースト（５０）であり、放熱部材（４６）が接続する片面導体パターンフィルム（２１ａ）には、導体パターン（２２）を底面とする有底ビアホール（２４ａ）が形成され、その有底ビアホール（２４ａ）内に導電ペースト（５０）を充填することにより、この導電ペースト（５０）を介して片面導体パターンフィルム（２１ａ）の導体パターン（２２）と放熱部材（４６）とを接続させることを特徴としている。
【００２９】このように、放熱部材（４６）に接続したビアホール（２４ａ）内の導電ペースト（５０）により、多層基板からの放熱特性を向上することができる。
【００３０】なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００３２】（第１の実施形態）図１は、本実施形態における多層基板の製造工程を示す工程別断面図である。
【００３３】図１（ａ）において、２１は絶縁基材である樹脂フィルム２３の片面に貼着された導体箔（本例では厚さ１８μｍの銅箔）をエッチングによりパターン形成した導体パターン２２を有する片面導体パターンフィルムである。本例では、樹脂フィルム２３としてポリエーテルエーテルケトン樹脂６５〜３５重量％とポリエーテルイミド樹脂３５〜６５重量％とからなる厚さ２５〜７５μｍの熱可塑性樹脂フィルムを用いている。
【００３４】図１（ａ）に示すように、導体パターン２２の形成が完了すると、後述する片面導体パターンフィルムの積層工程において最も外側に位置し、導体パターン２２により電極３３が形成される片面導体パターンフィルムを、めっき処理液槽に浸漬させ導体パターン２２の表面にニッケルめっきおよび金めっきを施す所謂ニッケル金めっき処理を行ない、図１（ｂ）に示すような導体パターン２２の表面に表面処理層３２を形成した片面導体パターンフィルム３１を得る。
【００３５】ここでニッケル金めっき処理が本実施形態における表面処理である。この表面処理は、電極３３に実装素子を半田等の接合材で接合するときの接合強度の向上を目的に行なっている。
【００３６】図１（ａ）に示すように、片面導体パターンフィルム２１に導体パターン２２の形成が完了すると、次に、図１（ｃ）に示すように、樹脂フィルム２３側から炭酸ガスレーザを照射して、導体パターン２２を底面とする有底ビアホールであるビアホール２４を形成する。ビアホールの形成は、炭酸ガスレーザの出力と照射時間等を調整することで、導体パターン２２に穴を開けないようにしている。
【００３７】ビアホール２４の形成には、炭酸ガスレーザ以外にエキシマレーザ等が使用可能である。レーザ以外のドリル加工等のビアホール形成方法も可能であるが、レーザビームで穴あけ加工すると、微細な径で穴あけでき、導体パターン２２にダメージを与えることが少ないため好ましい。
【００３８】図１（ｃ）に示すように、ビアホール２４の形成が完了すると、次に、図１（ｄ）に示すように、ビアホール２４内に層間接続材料である導電ペースト５０を充填する。導電ペースト５０は、銅、銀、錫等の金属粒子にバインダ樹脂や有機溶剤を加え、これをミキサーによって混練しペースト化したものである。
【００３９】導電ペースト５０は、スクリーン印刷機により、片面導体パターンフィルム２１のビアホール２４内に印刷充填される。ビアホール２４内への導電ペースト５０の充填は、本例ではスクリーン印刷機を用いたが、確実に充填ができるのであれば、ディスペンサ等を用いる他の方法も可能である。
【００４０】なお、図示は省略しているが、図１（ｂ）で示した片面導体パターンフィルム３１についても、図１（ｃ）、（ｄ）に示す工程と同様の工程により、ビアホール２４の形成および導電ペースト５０の充填が行なわれる。
【００４１】片面導体パターンフィルム２１、３１のビアホール２４内への導電ペースト５０の充填が完了すると、図１（ｅ）に示すように、片面導体パターンフィルム２１を導体パターン２２が設けられた側を上側として複数枚（本例では３枚）積層するとともに、これらの上方側に片面導体パターンフィルム３１を導体パターン２２が設けられた側を上側として積層する。
【００４２】ここで、最下層に位置する片面導体パターンフィルム２１には、ビアホール２４は形成していない。
【００４３】図１（ｅ）に示すように片面導体パターンフィルム２１および片面導体パターンフィルム３１を積層したら、これらの上下両面から真空加熱プレス機により加熱しながら加圧する。本例では、２５０〜３５０℃の温度に加熱し１〜１０ＭＰａの圧力で加圧した。
【００４４】これにより、図１（ｆ）に示すように、各片面導体パターンフィルム２１、３１相互が接着される。樹脂フィルム２３が熱融着して一体化するとともに、ビアホール２４内の導電ペースト５０により隣接する導体パターン２２の層間接続が行なわれ、片側の表面に電極３３を備える多層基板１００が得られる。各樹脂フィルム２３は同じ熱可塑性樹脂材料によって形成されているので、加熱により軟化し加圧されることで確実に一体化することができる。
【００４５】樹脂フィルム２３は同じ熱可塑性樹脂材料によって形成されており、真空加熱プレス機により加圧しつつ加熱されているとき、樹脂フィルム２３の弾性率は約５〜４０ＭＰａに低下している。また、導体パターン２２および導電ペースト５０は、２５０℃以上に加熱されることで表面の活性度が向上している。従って、各樹脂フィルム２３相互等を確実に接着できるとともに、導体パターン２２および導電ペースト５０と樹脂フィルム２３とを確実に接着することができる。
【００４６】なお、加熱プレス時の樹脂フィルム２３の弾性率は１〜１０００ＭＰａであることが好ましい。弾性率が１０００ＭＰａより大きいと樹脂フィルム２３間が熱融着し難く、加圧により導体パターン２２に大きな応力が加わり断線等の不具合が発生し易い。また、弾性率が１ＭＰａより小さいと加圧により樹脂フィルム２３が流れ易く、導体パターン２２が移動したりしてプリント基板１００を形成し難い。
【００４７】上述の多層基板の製造方法によれば、樹脂フィルム２３の片面のみに導体パターン２２が形成された片面導体パターンフィルム２１、３１を積層し、これを加熱プレスすることで、片側の表面のみに実装素子の接合に利用される電極３３を有する多層基板を製造することができる。
【００４８】従って、片面導体パターンフィルム２１、３１のみから多層基板１００を形成でき、加工工程内において片面導体パターンフィルム以外のフィルム等を準備したり加工したりする必要がない。このようにして、製造工程を簡素化することができる。
【００４９】また、１回の加熱プレスにより各片面導体パターンフィルム２１、３１相互の接着を一括して行なうことができる。従って、加工時間を短縮することができ、製造工程を一層簡素化することができる。
【００５０】また、実装素子を接合しない側の面の絶縁は、最下層に配置された片面導体パターンフィルム２１の樹脂フィルム２３により行なわれるため、絶縁層を形成するためのフィルム等を特別に設ける必要もない。
【００５１】（第２の実施形態）次に、第２の実施形態について図に基づいて説明する。
【００５２】第２の実施形態は、第１の実施形態に対し、電極３３を設けた面に対向する面に放熱部材を接続したものである。なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【００５３】図２（ａ）〜（ｄ）に示す導体パターン２２形成、表面処理層３２形成、ビアホール２４形成および導電ペースト５０充填の工程は、図１（ａ）〜（ｄ）に示す第１の実施形態と同様の工程である。
【００５４】片面導体パターンフィルム２１、２１ａ、３１のビアホール２４内への導電ペースト５０の充填が完了すると、図２（ｅ）に示すように、片面導体パターンフィルム２１、２１ａを導体パターン２２が設けられた側を上側として複数枚（本例では３枚）積層するとともに、これらの上方側に片面導体パターンフィルム３１を導体パターン２２が設けられた側を上側として積層する。
【００５５】なお、片面導体パターンフィルム２１ａは、片面導体パターンフィルム２１と同一の工程により形成されたものであり、ビアホール２４、２４ａ内に導電ペースト５０が充填されている。
【００５６】そしてさらに、積層された複数枚の片面導体パターンフィルム２１、２１ａ、３１の下方側には、アルミニウム合金製のヒートシンク４６を積層する。ヒートシンク４６は本実施形態における放熱部材である。なお、ヒートシンク４６の上方側の面には、後述する片面導体パターンフィルム２１ａとの接着時の接着力向上を目的として粗化する処理が施されている。粗化面を形成する処理としては、バフ研磨処理、ショットブラスト処理、アルマイト処理等を採用することができる。
【００５７】図２（ｅ）に示すように片面導体パターンフィルム２１、片面導体パターンフィルム２１ａ、片面導体パターンフィルム３１およびヒートシンク４６を積層したら、これらの上下両面から真空加熱プレス機により加熱しながら加圧する。
【００５８】これにより、図２（ｆ）に示すように、各片面導体パターンフィルム２１、２１ａ、３１およびヒートシンク４６相互が接着される。樹脂フィルム２３が熱融着して一体化するとともに、ビアホール２４、２４ａ内の導電ペースト５０により隣接する導体パターン２２の層間接続が行なわれ、片側の表面に電極３３を備える多層基板１００が得られる。また、多層基板１００の電極３３が設けられた面に対向する面にはヒートシンク４６が接続される。
【００５９】さらに、図２（ｅ）に示す積層工程において下側に位置する２枚の片面導体パターンフィルム２１ａの図中中央に位置するビアホール２４ａ内に充填された導電ペースト５０が、図２（ｆ）に示すように多層基板１００に接続したヒートシンク４６に直接あるいは間接的に接続する。
【００６０】最下層の片面導体パターンフィルム２１ａ（ヒートシンク４６が接続する片面導体パターンフィルム２１ａ）のビアホール２４ａ内に充填された導電ペースト５０は、ヒートシンク４６に直接接続し、最下層の片面導体パターンフィルム２１ａに形成された導体パターン２２とヒートシンク４６とを接続する。
【００６１】また、下方から２枚目の片面導体パターンフィルム２１ａのビアホール２４ａ内に充填された導電ペースト５０は、下方から２枚目の片面導体パターンフィルム２１ａに形成された導体パターン２２と最下層の片面導体パターンフィルム２１ａに形成された導体パターン２２とを接続する。
【００６２】すなわち、下方から２枚目の片面導体パターンフィルム２１ａのビアホール２４ａ内に充填された導電ペースト５０は、最下層の片面導体パターンフィルム２１ａの導体パターン２２およびビアホール２４ａ内の導電ペースト５０を介して、ヒートシンク４６に間接的に接続する。
【００６３】このヒートシンク４６に直接あるいは間接的に接続した導電ペースト５０およびこれを充填するビアホール２４ａからなる符号４４の構成は所謂サーマルビアであり、サーマルビア４４は多層基板１００側の熱をヒートシンク４６に伝導するために設けられている。
【００６４】なお、本実施形態におけるサーマルビア４４およびサーマルビア４４に接続した導体パターン２２は、多層基板１００内において電気配線回路を構成する導体パターン２２等に対し電気的に絶縁されている。すなわち、ヒートシンク４６に接続したサーマルビア４４の導電ペースト５０は、電気配線回路に組み込まれずヒートシンク４６への熱伝導のためにのみ設けられている。従って、多層基板１００は電極３３が設けられた面に対向する面において、電気配線回路に対し絶縁状態とすることができる。
【００６５】また、サーマルビア４４を構成するビアホール２４ａは、他のビアホール２４と同一の径（本例では直径１００μｍ）で形成され、図２（ｆ）にも示すようにサーマルビア４４を複数個並設している。熱伝導性を向上するためには、サーマルビア４４を構成するビアホール２４ａの径を大きくする方法があるが、この方法を採用すると、サーマルビア４４設置部位において、多層基板１００とヒートシンク４６との接着性が著しく低下し好ましくない。
【００６６】本例のように、複数個のサーマルビア４４を並設して熱伝導性を向上させれば、多層基板１００とヒートシンク４６との接着性の低下を抑制することができるという利点がある。
【００６７】樹脂フィルム２３は同じ熱可塑性樹脂材料によって形成されており、真空加熱プレス機により加圧しつつ加熱されているとき、樹脂フィルム２３の弾性率は約５〜４０ＭＰａに低下している。また、導体パターン２２、導電ペースト５０およびヒートシンク４６は、２５０℃以上に加熱されることで表面の活性度が向上している。従って、各樹脂フィルム２３相互等を確実に接着できるとともに、導体パターン２２、導電ペースト５０およびヒートシンク４６と樹脂フィルム２３とを確実に接着することができる。
【００６８】なお、加熱プレス時の樹脂フィルム２３の弾性率は１〜１０００ＭＰａであることが好ましい。弾性率が１０００ＭＰａより大きいと樹脂フィルム２３間が熱融着し難く、加圧により導体パターン２２に大きな応力が加わり断線等の不具合が発生し易い。また、弾性率が１ＭＰａより小さいと加圧により樹脂フィルム２３が流れ易く、導体パターン２２が移動したりしてプリント基板１００を形成し難い。
【００６９】上述の多層基板の製造方法によれば、樹脂フィルム２３の片面のみに導体パターン２２が形成された片面導体パターンフィルム２１、２１ａ、３１を積層し、これを加熱プレスすることで、片側の表面のみに実装素子の接合に利用される電極３３を有する多層基板を製造することができる。
【００７０】従って、片面導体パターンフィルム２１、２１ａ、３１のみから多層基板１００を形成でき、加工工程内において片面導体パターンフィルム以外のフィルム等を準備したり加工したりする必要がない。このようにして、製造工程を簡素化することができる。
【００７１】また、１回の加熱プレスにより各片面導体パターンフィルム２１、２１ａ、３１相互の接着を一括して行なうことができるとともに、多層基板１００にヒートシンク４６を接続することができる。さらに、同時に、ヒートシンク４６にサーマルビア４４を接続することができる。従って、放熱特性が良好な多層基板の加工時間を短縮することができ、製造工程を一層簡素化することができる。
【００７２】また、片面導体パターンフィルム２１、２１ａ、３１およびヒートシンク４６を積層する前に、片面導体パターンフィルム３１の導体パターン２２にニッケル金めっき処理による表面処理層３２を形成している。従って、ヒートシンク４６を接続した多層基板１００をめっき処理液槽に浸漬し、電極３３となる導体パターン２２に表面処理層３２を形成する必要がない。
【００７３】多層基板１００にヒートシンク４６を接続した後に表面処理層３２の形成を行なうと、ヒートシンク４６が表面処理時にダメージを受け易い。従って、本実施形態のように、ヒートシンク４６接続前に表面処理層３２の形成を行えば、ヒートシンク４６への樹脂コーティング等の保護処理を行なう必要もないという利点がある。
【００７４】なお、本実施形態における各構成の材質や加熱プレス等の加工条件は、第１の実施形態と同様である。
【００７５】（他の実施形態）上記各実施形態において、樹脂フィルム２３としてポリエーテルエーテルケトン樹脂６５〜３５重量％とポリエーテルイミド樹脂３５〜６５重量％とからなる樹脂フィルムを用いたが、これに限らず、ポリエーテルエーテルケトン樹脂とポリエーテルイミド樹脂に非導電性フィラを充填したフィルムであってもよいし、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）もしくはポリエーテルイミド（ＰＥＩ）を単独で使用することも可能である。
【００７６】さらに、熱可塑性ポリイミド、または所謂液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂を用いてもよい。加熱プレス時の加熱温度において弾性率が１〜１０００ＭＰａであり、後工程である半田付け工程等で必要な耐熱性を有する樹脂フィルムであれば好適に用いることができる。
【００７７】また、上記各実施形態において、片面導体パターンフィルム３１の導体パターン２２にのみ表面処理層３２を形成したが、片面導体パターンフィルム２１、２１ａの導体パターン２２にも形成するものであってもよい。
【００７８】また、上記各実施形態において、実装素子を接合するときに用いられる接合材の接合強度を向上するために電極３３を形成する導体パターン２２に施される表面処理は、ニッケル金めっき処理であったが、耐熱プリフラックス処理やパラジウムめっき処理等の表面処理であってもよい。また、充分な接合材の接合強度が得られるものであれば、電極３３を形成する導体パターン２２に表面処理層３２を形成する必要はない。
【００７９】また、上記第２の実施形態において、放熱部材であるヒートシンク４６はアルミニウム合金製であったが、他の金属製であってもよいし、セラミック製等であってもよい。
【００８０】また、上記第２の実施形態において、サーマルビア４４は、２層にのみ形成したが、これに限定されるものではない。例えば、電極３３を形成した面まで接続するサーマルビアを形成し（上記第２の実施形態の場合には、４層にサーマルビアを形成し）、多層基板１００の熱をヒートシンク４６に伝導するばかりでなく、電極３３に接合された実装素子の熱をもヒートシンク４６に伝導するものであってもよい。
【００８１】また、上記第２の実施形態において、サーマルビア４４は、多層基板１００内において電気配線回路を構成する導体パターン２２等から絶縁されていたが、電気配線回路の一部を構成するものであってもよい。例えばヒートシンク４６が銅合金等により形成され接地電位となる部位に配置され使用される場合には、サーマルビア４４が電気配線回路の一部となり、ヒートシンク４６と電気的にも接続して接地状態となるものであってもよい。
【００８２】また、ヒートシンク４６がセラミック製等の絶縁体である場合には、サーマルビア４４が電気配線回路の一部であっても、電極３３が設けられた面に対向する面において、電気配線回路に対し絶縁状態とすることができるとともに、良好な放熱特性を確保することができる。
【００８３】また、上記第２の実施形態において、アルミニウム合金製のヒートシンク４６を、多層基板１００の電極３３が設けられた面に対向する面に直接接続したが、ヒートシンク４６の多層基板１００への接続面に、接着性や熱伝導性の向上を目的として、例えばポリエーテルイミドシート、熱伝導性フィラーを含有した熱硬化性樹脂シートもしくは熱伝導性フィラーを含有した熱可塑性樹脂シート等の所謂ボンディングシートを形成したものを接続するものであってもよい。
【００８４】ただし、ヒートシンクがサーマルビアとともに電気配線回路の一部を構成する場合には、サーマルビアがヒートシンクと接続する部位のボンディングシートは除去する必要がある。
【００８５】また、上記各実施形態において、プリント基板１００は４層基板であったが、複数の導体パターン層を有するものであれば、層数が限定されるものではないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における第１の実施形態の多層基板の概略の製造工程示す工程別断面図である。
【図２】本発明における第２の実施形態の多層基板の概略の製造工程示す工程別断面図である。
【符号の説明】
２１、２１ａ、３１ 片面導体パターンフィルム
２２ 導体パターン
２３ 樹脂フィルム（絶縁基材）
２４、２４ａ ビアホール（有底ビアホール）
３２ 表面処理層
３３ 電極
４４ サーマルビア
４６ ヒートシンク（放熱部材）
５０ 導電ペースト（層間接続材料）
１００ 多層基板
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多層基板およびその製造方法に関し、特に、基板の片側の表面のみに実装素子の接合に利用される電極を有する多層基板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、層間接続をした導体パターンを両面に有する所謂両面基板を用いて両面に導体パターンを有する多層基板を形成し、この多層基板の実装素子を接合しない片側の表面に絶縁層を形成する製造方法により得られる、基板の片側の表面のみに実装素子の接合に利用される電極を有する多層基板が知られている。
【０００３】そして、その製造方法の一例としては、層間接続をした熱硬化性樹脂基材（例えば熱硬化性樹脂フィルム基材）を備える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未硬化状態（Ｂステージ状態）の熱硬化性樹脂フィルムを介して積層するとともに、この積層体の片面を覆うように未硬化状態の熱硬化性樹脂フィルムを積層した後加熱プレスすることで、基板の片面のみに電極を有する多層基板を製造する方法がある。
【０００４】また他の例としては、層間接続をした熱硬化性樹脂基材の両面基板を製造し、この両面基板の両面に、層間接続可能な処理をした未硬化状態の熱硬化性樹脂フィルムおよび導体箔を積層加熱プレスした後、導体箔をエッチング処理等によりパターン形成し、層間接続可能な処理をした未硬化状態の熱硬化性樹脂フィルムおよび導体箔の積層加熱プレスと導体箔のパターン形成を繰り返して所望層数の基板を形成し、さらにこの基板の片面を覆うように未硬化状態の熱硬化性樹脂フィルムを積層した後加熱プレスすることで、基板の片面のみに電極を有する多層基板を製造する方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の従来技術は、両面基板と未硬化状態の熱硬化性樹脂フィルムとをそれぞれ製造し、これらを組み合わせて基板の片面のみに電極を有する多層基板を製造する方法であったり、両面基板と未硬化状態の熱硬化性樹脂フィルムとをそれぞれ製造し、これらに導体箔を組み合わせて基板の片面のみに電極を有する多層基板を製造する方法であるため、製造工程が非常に複雑であるという問題がある。
【０００６】本発明は上記点に鑑みてなされたもので、基板の片側の表面のみに実装素子の接合に利用される電極を有する多層基板であっても、製造工程を簡素化することが可能な多層基板およびそ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】上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明の多層基板では、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム（２３）の片面にのみ導体パターン（２２）が形成され、かつ所望の位置に層間接続材料（５０）が充填されたビアホール（２４）を備える片面導体パターンフィルム（２１、３１）のみを、導体パターン（２２）が形成された面と導体パターン（２２）が形成されていない面が向かい合うように複数枚積層したものであって、片側の表面のみにおいて導体パターン（２２）による電極（３３）が形成されていることを特徴としている。
【０００８】これによると、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム（２３）の片面のみに導体パターン（２２）が形成された片面導体パターンフィルム（２１、３１）のみを積層し、片側の表面のみに導体パターン（２２）による電極（３３）が形成された多層基板とすることができる。従って、片面導体パターンフィルム（２１、３１）以外のフィルム等を準備、加工する必要がないので、製造工程を簡素化することが可能である。
【０００９】また、請求項２に記載の発明の多層基板では、電極（３３）を形成している導体パターン（２２）は、その表面に、電極（３３）に実装素子を接合するときに用いられる接合材の接合強度を向上するための表面処理層（３２）が形成されていることを特徴としている。
【００１０】これによると、多層基板の電極（３３）に実装素子を接合したときの接合信頼性を向上することが可能である。
【００１１】また、請求項３に記載の発明の多層基板では、電極（３３）が形成されている片側の表面に対向する側の表面に、放熱部材（４６）が接続されていることを特徴としている。
【００１２】これによると、多層基板からの放熱特性を向上することが可能である。
【００１３】また、請求項４に記載の発明の多層基板では、放熱部材（４６）が接続された側に位置する片面導体パターンフィルム（２１ａ）が備えるビアホール（２４ａ）内の層間接続材料（５０）は、放熱部材（４６）に接続し、放熱部材（４６）に接続した層間接続材料（５０）を介して、基板から放熱部材（４６）に熱伝導する構成であることを特徴としている。
【００１４】これによると、多層基板側の熱を、放熱部材（４６）に接続した層間接続材料（５０）を介して、放熱部材（４６）に伝導することができる。従って、多層基板からの放熱特性をさらに向上することが可能である。
【００１５】また、請求項５に記載の発明の多層基板のように、放熱部材（４６）に接続した層間接続材料（５０）は、基板内において電気配線回路を構成する導体パターン（２２）に対し電気的に絶縁し、電気配線回路に組み込まない構成とすることもできるし、請求項６に記載の発明の多層基板のように、放熱部材（４６）に接続した層間接続材料（５０）は、基板内において電気配線回路をの一部を構成するようにすることもできる。
【００１６】また、請求項７に記載の発明の多層基板の製造方法では、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム（２３）の片面にのみ導体パターン（２２）が形成され、かつ所望の位置に層間接続材料（５０）が充填されたビアホール（２４）を備える片面導体パターンフィルム（２１、３１）のみを、導体パターン（２２）が形成された面と導体パターン（２２）が形成されていない面が向かい合うように複数枚積層する積層工程と、この積層工程後に、積層体の両面から加圧しつつ加熱することにより、各片面導体パターンフィルム（２１、３１）相互の接着を行なう接着工程を備え、片面導体パターンフィルム（２１、３１）からなる多層基板の片側の表面のみにおいて導体パターン（２２）による電極（３３）が形成されることを特徴としている。
【００１７】これによると、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム（２３）の片面のみに導体パターン（２２）が形成された片面導体パターンフィルム（２１、３１）のみを複数枚一括して接着し、片側の表面のみに導体パターン（２２）による電極（３３）が形成された多層基板を製造することができる。従って、片面導体パターンフィルム（２１、３１）以外のフィルム等を準備、加工する必要がないとともに、片面導体パターンフィルム（２１、３１）を順次接着していく必要がないので、製造工程を簡素化することが可能である。
【００１８】また、請求項８に記載の発明の多層基板の製造方法では、接着工程において、樹脂フィルム（２３）を構成する熱可塑性樹脂の弾性率が１〜１０００ＭＰａとなる温度で加熱することを特徴としている。
【００１９】これによると、樹脂フィルム（２３）の弾性率を１〜１０００ＭＰａと充分に低下させた状態で加圧することにより、各片面導体パターンフィルム（２１、３１）相互を確実に接着することができる。
【００２０】また、請求項９に記載の発明の多層基板の製造方法では、積層工程を行なう前に、電極（３３）を形成する導体パターン（２２）の表面に、電極（３３）に実装素子を接合するときに用いられる接合材の接合強度を向上するための表面処理を施す表面処理工程を備えることを特徴としている。
【００２１】これによると、多層基板の電極（３３）に実装素子を接合したときの接合信頼性を向上することが可能である。
【００２２】また、請求項１０に記載の発明の多層基板の製造方法では、層間接続材料（５０）は導電ペースト（５０）であり、片面導体パターンフィルム（２１、３１）には、導体パターン（２２）を底面とする有底ビアホール（２４）が形成され、その有底ビアホール（２４）内に導電ペースト（５０）を充填することにより、この導電ペースト（５０）を介して隣接する片面導体パターンフィルム（２１、３１）同士の導体パターン（２２）を導通させることを特徴としている。
【００２３】これによると、多層基板の各導体パターン（２２）層間をビアホール（２４）内の導電ペースト（５０）により確実に導通させることができる。
【００２４】また、請求項１１に記載の発明の多層基板の製造方法では、積層された片面導体パターンフィルム（２１、２１ａ、３１）における樹脂フィルム（２３）が表面をなしている側の表面に、放熱部材（４６）を接続する接続工程を備えることを特徴としている。
【００２５】これによると、多層基板からの放熱特性を向上することが可能である。
【００２６】また、請求項１２に記載の発明の多層基板の製造方法では、放熱部材（４６）を接続する接続工程において、放熱部材（４６）が接続される片面導体パターンフィルム（２１ａ）に備えられたビアホール（２４ａ）に充填された層間接続材料（５０）が放熱部材（４６）に接続し、この層間接続材料（５０）を介して、基板から放熱部材（４６）に熱伝導する構成が形成されることを特徴としている。
【００２７】これによると、多層基板（１００）側の熱を、放熱部材（４６）に接続した層間接続材料（５０）を介して、放熱部材（４６）に伝達することができる。従って、多層基板からの放熱特性をさらに向上することが可能である。
【００２８】また、請求項１３に記載の発明の多層基板の製造方法では、層間接続材料（５０）は導電ペースト（５０）であり、放熱部材（４６）が接続する片面導体パターンフィルム（２１ａ）には、導体パターン（２２）を底面とする有底ビアホール（２４ａ）が形成され、その有底ビアホール（２４ａ）内に導電ペースト（５０）を充填することにより、この導電ペースト（５０）を介して片面導体パターンフィルム（２１ａ）の導体パターン（２２）と放熱部材（４６）とを接続させることを特徴としている。
【００２９】このように、放熱部材（４６）に接続したビアホール（２４ａ）内の導電ペースト（５０）により、多層基板からの放熱特性を向上することができる。
【００３０】なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００３２】（第１の実施形態）図１は、本実施形態における多層基板の製造工程を示す工程別断面図である。
【００３３】図１（ａ）において、２１は絶縁基材である樹脂フィルム２３の片面に貼着された導体箔（本例では厚さ１８μｍの銅箔）をエッチングによりパターン形成した導体パターン２２を有する片面導体パターンフィルムである。本例では、樹脂フィルム２３としてポリエーテルエーテルケトン樹脂６５〜３５重量％とポリエーテルイミド樹脂３５〜６５重量％とからなる厚さ２５〜７５μｍの熱可塑性樹脂フィルムを用いている。
【００３４】図１（ａ）に示すように、導体パターン２２の形成が完了すると、後述する片面導体パターンフィルムの積層工程において最も外側に位置し、導体パターン２２により電極３３が形成される片面導体パターンフィルムを、めっき処理液槽に浸漬させ導体パターン２２の表面にニッケルめっきおよび金めっきを施す所謂ニッケル金めっき処理を行ない、図１（ｂ）に示すような導体パターン２２の表面に表面処理層３２を形成した片面導体パターンフィルム３１を得る。
【００３５】ここでニッケル金めっき処理が本実施形態における表面処理である。この表面処理は、電極３３に実装素子を半田等の接合材で接合するときの接合強度の向上を目的に行なっている。
【００３６】図１（ａ）に示すように、片面導体パターンフィルム２１に導体パターン２２の形成が完了すると、次に、図１（ｃ）に示すように、樹脂フィルム２３側から炭酸ガスレーザを照射して、導体パターン２２を底面とする有底ビアホールであるビアホール２４を形成する。ビアホールの形成は、炭酸ガスレーザの出力と照射時間等を調整することで、導体パターン２２に穴を開けないようにしている。
【００３７】ビアホール２４の形成には、炭酸ガスレーザ以外にエキシマレーザ等が使用可能である。レーザ以外のドリル加工等のビアホール形成方法も可能であるが、レーザビームで穴あけ加工すると、微細な径で穴あけでき、導体パターン２２にダメージを与えることが少ないため好ましい。
【００３８】図１（ｃ）に示すように、ビアホール２４の形成が完了すると、次に、図１（ｄ）に示すように、ビアホール２４内に層間接続材料である導電ペースト５０を充填する。導電ペースト５０は、銅、銀、錫等の金属粒子にバインダ樹脂や有機溶剤を加え、これをミキサーによって混練しペースト化したものである。
【００３９】導電ペースト５０は、スクリーン印刷機により、片面導体パターンフィルム２１のビアホール２４内に印刷充填される。ビアホール２４内への導電ペースト５０の充填は、本例ではスクリーン印刷機を用いたが、確実に充填ができるのであれば、ディスペンサ等を用いる他の方法も可能である。
【００４０】なお、図示は省略しているが、図１（ｂ）で示した片面導体パターンフィルム３１についても、図１（ｃ）、（ｄ）に示す工程と同様の工程により、ビアホール２４の形成および導電ペースト５０の充填が行なわれる。
【００４１】片面導体パターンフィルム２１、３１のビアホール２４内への導電ペースト５０の充填が完了すると、図１（ｅ）に示すように、片面導体パターンフィルム２１を導体パターン２２が設けられた側を上側として複数枚（本例では３枚）積層するとともに、これらの上方側に片面導体パターンフィルム３１を導体パターン２２が設けられた側を上側として積層する。
【００４２】ここで、最下層に位置する片面導体パターンフィルム２１には、ビアホール２４は形成していない。
【００４３】図１（ｅ）に示すように片面導体パターンフィルム２１および片面導体パターンフィルム３１を積層したら、これらの上下両面から真空加熱プレス機により加熱しながら加圧する。本例では、２５０〜３５０℃の温度に加熱し１〜１０ＭＰａの圧力で加圧した。
【００４４】これにより、図１（ｆ）に示すように、各片面導体パターンフィルム２１、３１相互が接着される。樹脂フィルム２３が熱融着して一体化するとともに、ビアホール２４内の導電ペースト５０により隣接する導体パターン２２の層間接続が行なわれ、片側の表面に電極３３を備える多層基板１００が得られる。各樹脂フィルム２３は同じ熱可塑性樹脂材料によって形成されているので、加熱により軟化し加圧されることで確実に一体化することができる。
【００４５】樹脂フィルム２３は同じ熱可塑性樹脂材料によって形成されており、真空加熱プレス機により加圧しつつ加熱されているとき、樹脂フィルム２３の弾性率は約５〜４０ＭＰａに低下している。また、導体パターン２２および導電ペースト５０は、２５０℃以上に加熱されることで表面の活性度が向上している。従って、各樹脂フィルム２３相互等を確実に接着できるとともに、導体パターン２２および導電ペースト５０と樹脂フィルム２３とを確実に接着することができる。
【００４６】なお、加熱プレス時の樹脂フィルム２３の弾性率は１〜１０００ＭＰａであることが好ましい。弾性率が１０００ＭＰａより大きいと樹脂フィルム２３間が熱融着し難く、加圧により導体パターン２２に大きな応力が加わり断線等の不具合が発生し易い。また、弾性率が１ＭＰａより小さいと加圧により樹脂フィルム２３が流れ易く、導体パターン２２が移動したりしてプリント基板１００を形成し難い。
【００４７】上述の多層基板の製造方法によれば、樹脂フィルム２３の片面のみに導体パターン２２が形成された片面導体パターンフィルム２１、３１を積層し、これを加熱プレスすることで、片側の表面のみに実装素子の接合に利用される電極３３を有する多層基板を製造することができる。
【００４８】従って、片面導体パターンフィルム２１、３１のみから多層基板１００を形成でき、加工工程内において片面導体パターンフィルム以外のフィルム等を準備したり加工したりする必要がない。このようにして、製造工程を簡素化することができる。
【００４９】また、１回の加熱プレスにより各片面導体パターンフィルム２１、３１相互の接着を一括して行なうことができる。従って、加工時間を短縮することができ、製造工程を一層簡素化することができる。
【００５０】また、実装素子を接合しない側の面の絶縁は、最下層に配置された片面導体パターンフィルム２１の樹脂フィルム２３により行なわれるため、絶縁層を形成するためのフィルム等を特別に設ける必要もない。
【００５１】（第２の実施形態）次に、第２の実施形態について図に基づいて説明する。
【００５２】第２の実施形態は、第１の実施形態に対し、電極３３を設けた面に対向する面に放熱部材を接続したものである。なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【００５３】図２（ａ）〜（ｄ）に示す導体パターン２２形成、表面処理層３２形成、ビアホール２４形成および導電ペースト５０充填の工程は、図１（ａ）〜（ｄ）に示す第１の実施形態と同様の工程である。
【００５４】片面導体パターンフィルム２１、２１ａ、３１のビアホール２４内への導電ペースト５０の充填が完了すると、図２（ｅ）に示すように、片面導体パターンフィルム２１、２１ａを導体パターン２２が設けられた側を上側として複数枚（本例では３枚）積層するとともに、これらの上方側に片面導体パターンフィルム３１を導体パターン２２が設けられた側を上側として積層する。
【００５５】なお、片面導体パターンフィルム２１ａは、片面導体パターンフィルム２１と同一の工程により形成されたものであり、ビアホール２４、２４ａ内に導電ペースト５０が充填されている。
【００５６】そしてさらに、積層された複数枚の片面導体パターンフィルム２１、２１ａ、３１の下方側には、アルミニウム合金製のヒートシンク４６を積層する。ヒートシンク４６は本実施形態における放熱部材である。なお、ヒートシンク４６の上方側の面には、後述する片面導体パターンフィルム２１ａとの接着時の接着力向上を目的として粗化する処理が施されている。粗化面を形成する処理としては、バフ研磨処理、ショットブラスト処理、アルマイト処理等を採用することができる。
【００５７】図２（ｅ）に示すように片面導体パターンフィルム２１、片面導体パターンフィルム２１ａ、片面導体パターンフィルム３１およびヒートシンク４６を積層したら、これらの上下両面から真空加熱プレス機により加熱しながら加圧する。
【００５８】これにより、図２（ｆ）に示すように、各片面導体パターンフィルム２１、２１ａ、３１およびヒートシンク４６相互が接着される。樹脂フィルム２３が熱融着して一体化するとともに、ビアホール２４、２４ａ内の導電ペースト５０により隣接する導体パターン２２の層間接続が行なわれ、片側の表面に電極３３を備える多層基板１００が得られる。また、多層基板１００の電極３３が設けられた面に対向する面にはヒートシンク４６が接続される。
【００５９】さらに、図２（ｅ）に示す積層工程において下側に位置する２枚の片面導体パターンフィルム２１ａの図中中央に位置するビアホール２４ａ内に充填された導電ペースト５０が、図２（ｆ）に示すように多層基板１００に接続したヒートシンク４６に直接あるいは間接的に接続する。
【００６０】最下層の片面導体パターンフィルム２１ａ（ヒートシンク４６が接続する片面導体パターンフィルム２１ａ）のビアホール２４ａ内に充填された導電ペースト５０は、ヒートシンク４６に直接接続し、最下層の片面導体パターンフィルム２１ａに形成された導体パターン２２とヒートシンク４６とを接続する。
【００６１】また、下方から２枚目の片面導体パターンフィルム２１ａのビアホール２４ａ内に充填された導電ペースト５０は、下方から２枚目の片面導体パターンフィルム２１ａに形成された導体パターン２２と最下層の片面導体パターンフィルム２１ａに形成された導体パターン２２とを接続する。
【００６２】すなわち、下方から２枚目の片面導体パターンフィルム２１ａのビアホール２４ａ内に充填された導電ペースト５０は、最下層の片面導体パターンフィルム２１ａの導体パターン２２およびビアホール２４ａ内の導電ペースト５０を介して、ヒートシンク４６に間接的に接続する。
【００６３】このヒートシンク４６に直接あるいは間接的に接続した導電ペースト５０およびこれを充填するビアホール２４ａからなる符号４４の構成は所謂サーマルビアであり、サーマルビア４４は多層基板１００側の熱をヒートシンク４６に伝導するために設けられている。
【００６４】なお、本実施形態におけるサーマルビア４４およびサーマルビア４４に接続した導体パターン２２は、多層基板１００内において電気配線回路を構成する導体パターン２２等に対し電気的に絶縁されている。すなわち、ヒートシンク４６に接続したサーマルビア４４の導電ペースト５０は、電気配線回路に組み込まれずヒートシンク４６への熱伝導のためにのみ設けられている。従って、多層基板１００は電極３３が設けられた面に対向する面において、電気配線回路に対し絶縁状態とすることができる。
【００６５】また、サーマルビア４４を構成するビアホール２４ａは、他のビアホール２４と同一の径（本例では直径１００μｍ）で形成され、図２（ｆ）にも示すようにサーマルビア４４を複数個並設している。熱伝導性を向上するためには、サーマルビア４４を構成するビアホール２４ａの径を大きくする方法があるが、この方法を採用すると、サーマルビア４４設置部位において、多層基板１００とヒートシンク４６との接着性が著しく低下し好ましくない。
【００６６】本例のように、複数個のサーマルビア４４を並設して熱伝導性を向上させれば、多層基板１００とヒートシンク４６との接着性の低下を抑制することができるという利点がある。
【００６７】樹脂フィルム２３は同じ熱可塑性樹脂材料によって形成されており、真空加熱プレス機により加圧しつつ加熱されているとき、樹脂フィルム２３の弾性率は約５〜４０ＭＰａに低下している。また、導体パターン２２、導電ペースト５０およびヒートシンク４６は、２５０℃以上に加熱されることで表面の活性度が向上している。従って、各樹脂フィルム２３相互等を確実に接着できるとともに、導体パターン２２、導電ペースト５０およびヒートシンク４６と樹脂フィルム２３とを確実に接着することができる。
【００６８】なお、加熱プレス時の樹脂フィルム２３の弾性率は１〜１０００ＭＰａであることが好ましい。弾性率が１０００ＭＰａより大きいと樹脂フィルム２３間が熱融着し難く、加圧により導体パターン２２に大きな応力が加わり断線等の不具合が発生し易い。また、弾性率が１ＭＰａより小さいと加圧により樹脂フィルム２３が流れ易く、導体パターン２２が移動したりしてプリント基板１００を形成し難い。
【００６９】上述の多層基板の製造方法によれば、樹脂フィルム２３の片面のみに導体パターン２２が形成された片面導体パターンフィルム２１、２１ａ、３１を積層し、これを加熱プレスすることで、片側の表面のみに実装素子の接合に利用される電極３３を有する多層基板を製造することができる。
【００７０】従って、片面導体パターンフィルム２１、２１ａ、３１のみから多層基板１００を形成でき、加工工程内において片面導体パターンフィルム以外のフィルム等を準備したり加工したりする必要がない。このようにして、製造工程を簡素化することができる。
【００７１】また、１回の加熱プレスにより各片面導体パターンフィルム２１、２１ａ、３１相互の接着を一括して行なうことができるとともに、多層基板１００にヒートシンク４６を接続することができる。さらに、同時に、ヒートシンク４６にサーマルビア４４を接続することができる。従って、放熱特性が良好な多層基板の加工時間を短縮することができ、製造工程を一層簡素化することができる。
【００７２】また、片面導体パターンフィルム２１、２１ａ、３１およびヒートシンク４６を積層する前に、片面導体パターンフィルム３１の導体パターン２２にニッケル金めっき処理による表面処理層３２を形成している。従って、ヒートシンク４６を接続した多層基板１００をめっき処理液槽に浸漬し、電極３３となる導体パターン２２に表面処理層３２を形成する必要がない。
【００７３】多層基板１００にヒートシンク４６を接続した後に表面処理層３２の形成を行なうと、ヒートシンク４６が表面処理時にダメージを受け易い。従って、本実施形態のように、ヒートシンク４６接続前に表面処理層３２の形成を行えば、ヒートシンク４６への樹脂コーティング等の保護処理を行なう必要もないという利点がある。
【００７４】なお、本実施形態における各構成の材質や加熱プレス等の加工条件は、第１の実施形態と同様である。
【００７５】（他の実施形態）上記各実施形態において、樹脂フィルム２３としてポリエーテルエーテルケトン樹脂６５〜３５重量％とポリエーテルイミド樹脂３５〜６５重量％とからなる樹脂フィルムを用いたが、これに限らず、ポリエーテルエーテルケトン樹脂とポリエーテルイミド樹脂に非導電性フィラを充填したフィルムであってもよいし、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）もしくはポリエーテルイミド（ＰＥＩ）を単独で使用することも可能である。
【００７６】さらに、熱可塑性ポリイミド、または所謂液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂を用いてもよい。加熱プレス時の加熱温度において弾性率が１〜１０００ＭＰａであり、後工程である半田付け工程等で必要な耐熱性を有する樹脂フィルムであれば好適に用いることができる。
【００７７】また、上記各実施形態において、片面導体パターンフィルム３１の導体パターン２２にのみ表面処理層３２を形成したが、片面導体パターンフィルム２１、２１ａの導体パターン２２にも形成するものであってもよい。
【００７８】また、上記各実施形態において、実装素子を接合するときに用いられる接合材の接合強度を向上するために電極３３を形成する導体パターン２２に施される表面処理は、ニッケル金めっき処理であったが、耐熱プリフラックス処理やパラジウムめっき処理等の表面処理であってもよい。また、充分な接合材の接合強度が得られるものであれば、電極３３を形成する導体パターン２２に表面処理層３２を形成する必要はない。
【００７９】また、上記第２の実施形態において、放熱部材であるヒートシンク４６はアルミニウム合金製であったが、他の金属製であってもよいし、セラミック製等であってもよい。
【００８０】また、上記第２の実施形態において、サーマルビア４４は、２層にのみ形成したが、これに限定されるものではない。例えば、電極３３を形成した面まで接続するサーマルビアを形成し（上記第２の実施形態の場合には、４層にサーマルビアを形成し）、多層基板１００の熱をヒートシンク４６に伝導するばかりでなく、電極３３に接合された実装素子の熱をもヒートシンク４６に伝導するものであってもよい。
【００８１】また、上記第２の実施形態において、サーマルビア４４は、多層基板１００内において電気配線回路を構成する導体パターン２２等から絶縁されていたが、電気配線回路の一部を構成するものであってもよい。例えばヒートシンク４６が銅合金等により形成され接地電位となる部位に配置され使用される場合には、サーマルビア４４が電気配線回路の一部となり、ヒートシンク４６と電気的にも接続して接地状態となるものであってもよい。
【００８２】また、ヒートシンク４６がセラミック製等の絶縁体である場合には、サーマルビア４４が電気配線回路の一部であっても、電極３３が設けられた面に対向する面において、電気配線回路に対し絶縁状態とすることができるとともに、良好な放熱特性を確保することができる。
【００８３】また、上記第２の実施形態において、アルミニウム合金製のヒートシンク４６を、多層基板１００の電極３３が設けられた面に対向する面に直接接続したが、ヒートシンク４６の多層基板１００への接続面に、接着性や熱伝導性の向上を目的として、例えばポリエーテルイミドシート、熱伝導性フィラーを含有した熱硬化性樹脂シートもしくは熱伝導性フィラーを含有した熱可塑性樹脂シート等の所謂ボンディングシートを形成したものを接続するものであってもよい。
【００８４】ただし、ヒートシンクがサーマルビアとともに電気配線回路の一部を構成する場合には、サーマルビアがヒートシンクと接続する部位のボンディングシートは除去する必要がある。
【００８５】また、上記各実施形態において、プリント基板１００は４層基板であったが、複数の導体パターン層を有するものであれば、層数が限定されるものではないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における第１の実施形態の多層基板の概略の製造工程示す工程別断面図である。
【図２】本発明における第２の実施形態の多層基板の概略の製造工程示す工程別断面図である。
【符号の説明】
２１、２１ａ、３１ 片面導体パターンフィルム
２２ 導体パターン
２３ 樹脂フィルム（絶縁基材）
２４、２４ａ ビアホール（有底ビアホール）
３２ 表面処理層
３３ 電極
４４ サーマルビア
４６ ヒートシンク（放熱部材）
５０ 導電ペースト（層間接続材料）
１００ 多層基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】 熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム（２３）の片面にのみ導体パターン（２２）が形成され、かつ所望の位置に層間接続材料（５０）が充填されたビアホール（２４）を備える片面導体パターンフィルム（２１、３１）のみを、前記導体パターン（２２）が形成された面と前記導体パターン（２２）が形成されていない面が向かい合うように複数枚積層したものであって、片側の表面のみにおいて前記導体パターン（２２）による電極（３３）が形成されていることを特徴とする多層基板。
【請求項２】 前記電極（３３）を形成している前記導体パターン（２２）は、その表面に、前記電極（３３）に実装素子を接合するときに用いられる接合材の接合強度を向上するための表面処理層（３２）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の多層基板。
【請求項３】 前記電極（３３）が形成されている前記片側の表面に対向する側の表面に、放熱部材（４６）が接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多層基板。
【請求項４】 前記放熱部材（４６）が接続された側に位置する前記片面導体パターンフィルム（２１ａ）が備える前記ビアホール（２４ａ）内の前記層間接続材料（５０）は、前記放熱部材（４６）に接続し、前記放熱部材（４６）に接続した前記層間接続材料（５０）を介して、基板から前記放熱部材（４６）に熱伝導する構成であることを特徴とする請求項３に記載の多層基板。
【請求項５】 前記放熱部材（４６）に接続した前記層間接続材料（５０）は、基板内において電気配線回路を構成する前記導体パターン（２２）に対し電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項４に記載の多層基板。
【請求項６】 前記放熱部材（４６）に接続した前記層間接続材料（５０）は、基板内において電気配線回路をの一部を構成することを特徴とする請求項４に記載の多層基板。
【請求項７】 熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム（２３）の片面にのみ導体パターン（２２）が形成され、かつ所望の位置に層間接続材料（５０）が充填されたビアホール（２４）を備える片面導体パターンフィルム（２１、３１）のみを、前記導体パターン（２２）が形成された面と前記導体パターン（２２）が形成されていない面が向かい合うように複数枚積層する積層工程と、この積層工程後に、積層体の両面から加圧しつつ加熱することにより、各片面導体パターンフィルム（２１、３１）相互の接着を行なう接着工程を備え、前記片面導体パターンフィルム（２１、３１）からなる多層基板の片側の表面のみにおいて前記導体パターン（２２）による電極（３３）が形成されることを特徴とする多層基板の製造方法。
【請求項８】 前記接着工程において、前記樹脂フィルム（２３）を構成する前記熱可塑性樹脂の弾性率が１〜１０００ＭＰａとなる温度で加熱することを特徴とする請求項７に記載の多層基板の製造方法。
【請求項９】 前記積層工程を行なう前に、前記電極（３３）を形成する前記導体パターン（２２）の表面に、前記電極（３３）に実装素子を接合するときに用いられる接合材の接合強度を向上するための表面処理を施す表面処理工程を備えることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の多層基板の製造方法。
【請求項１０】 前記層間接続材料（５０）は導電ペースト（５０）であり、前記片面導体パターンフィルム（２１、３１）には、前記導体パターン（２２）を底面とする有底ビアホール（２４）が形成され、その有底ビアホール（２４）内に前記導電ペースト（５０）を充填することにより、この導電ペースト（５０）を介して隣接する片面導体パターンフィルム（２１、３１）同士の導体パターン（２２）を導通させることを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれか１つに記載の多層基板の製造方法。
【請求項１１】 前記積層された片面導体パターンフィルム（２１、２１ａ、３１）における前記樹脂フィルム（２３）が表面をなしている側の表面に、放熱部材（４６）を接続する接続工程を備えることを特徴とする請求項７ないし請求項１０のいずれか１つに記載の多層基板の製造方法。
【請求項１２】 前記放熱部材（４６）を接続する前記接続工程において、前記放熱部材（４６）が接続される前記片面導体パターンフィルム（２１ａ）に備えられた前記ビアホール（２４ａ）に充填された前記層間接続材料（５０）が前記放熱部材（４６）に接続し、この層間接続材料（５０）を介して、基板から前記放熱部材（４６）に熱伝導する構成が形成されることを特徴とする請求項１１に記載の多層基板の製造方法。
【請求項１３】 前記層間接続材料（５０）は導電ペースト（５０）であり、前記放熱部材（４６）が接続する前記片面導体パターンフィルム（２１ａ）には、前記導体パターン（２２）を底面とする有底ビアホール（２４ａ）が形成され、その有底ビアホール（２４ａ）内に前記導電ペースト（５０）を充填することにより、この導電ペースト（５０）を介して前記片面導体パターンフィルム（２１ａ）の前記導体パターン（２２）と前記放熱部材（４６）とを接続させることを特徴とする請求項１２に記載の多層基板の製造方法。
【請求項１】 熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム（２３）の片面にのみ導体パターン（２２）が形成され、かつ所望の位置に層間接続材料（５０）が充填されたビアホール（２４）を備える片面導体パターンフィルム（２１、３１）のみを、前記導体パターン（２２）が形成された面と前記導体パターン（２２）が形成されていない面が向かい合うように複数枚積層したものであって、片側の表面のみにおいて前記導体パターン（２２）による電極（３３）が形成されていることを特徴とする多層基板。
【請求項２】 前記電極（３３）を形成している前記導体パターン（２２）は、その表面に、前記電極（３３）に実装素子を接合するときに用いられる接合材の接合強度を向上するための表面処理層（３２）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の多層基板。
【請求項３】 前記電極（３３）が形成されている前記片側の表面に対向する側の表面に、放熱部材（４６）が接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多層基板。
【請求項４】 前記放熱部材（４６）が接続された側に位置する前記片面導体パターンフィルム（２１ａ）が備える前記ビアホール（２４ａ）内の前記層間接続材料（５０）は、前記放熱部材（４６）に接続し、前記放熱部材（４６）に接続した前記層間接続材料（５０）を介して、基板から前記放熱部材（４６）に熱伝導する構成であることを特徴とする請求項３に記載の多層基板。
【請求項５】 前記放熱部材（４６）に接続した前記層間接続材料（５０）は、基板内において電気配線回路を構成する前記導体パターン（２２）に対し電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項４に記載の多層基板。
【請求項６】 前記放熱部材（４６）に接続した前記層間接続材料（５０）は、基板内において電気配線回路をの一部を構成することを特徴とする請求項４に記載の多層基板。
【請求項７】 熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム（２３）の片面にのみ導体パターン（２２）が形成され、かつ所望の位置に層間接続材料（５０）が充填されたビアホール（２４）を備える片面導体パターンフィルム（２１、３１）のみを、前記導体パターン（２２）が形成された面と前記導体パターン（２２）が形成されていない面が向かい合うように複数枚積層する積層工程と、この積層工程後に、積層体の両面から加圧しつつ加熱することにより、各片面導体パターンフィルム（２１、３１）相互の接着を行なう接着工程を備え、前記片面導体パターンフィルム（２１、３１）からなる多層基板の片側の表面のみにおいて前記導体パターン（２２）による電極（３３）が形成されることを特徴とする多層基板の製造方法。
【請求項８】 前記接着工程において、前記樹脂フィルム（２３）を構成する前記熱可塑性樹脂の弾性率が１〜１０００ＭＰａとなる温度で加熱することを特徴とする請求項７に記載の多層基板の製造方法。
【請求項９】 前記積層工程を行なう前に、前記電極（３３）を形成する前記導体パターン（２２）の表面に、前記電極（３３）に実装素子を接合するときに用いられる接合材の接合強度を向上するための表面処理を施す表面処理工程を備えることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の多層基板の製造方法。
【請求項１０】 前記層間接続材料（５０）は導電ペースト（５０）であり、前記片面導体パターンフィルム（２１、３１）には、前記導体パターン（２２）を底面とする有底ビアホール（２４）が形成され、その有底ビアホール（２４）内に前記導電ペースト（５０）を充填することにより、この導電ペースト（５０）を介して隣接する片面導体パターンフィルム（２１、３１）同士の導体パターン（２２）を導通させることを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれか１つに記載の多層基板の製造方法。
【請求項１１】 前記積層された片面導体パターンフィルム（２１、２１ａ、３１）における前記樹脂フィルム（２３）が表面をなしている側の表面に、放熱部材（４６）を接続する接続工程を備えることを特徴とする請求項７ないし請求項１０のいずれか１つに記載の多層基板の製造方法。
【請求項１２】 前記放熱部材（４６）を接続する前記接続工程において、前記放熱部材（４６）が接続される前記片面導体パターンフィルム（２１ａ）に備えられた前記ビアホール（２４ａ）に充填された前記層間接続材料（５０）が前記放熱部材（４６）に接続し、この層間接続材料（５０）を介して、基板から前記放熱部材（４６）に熱伝導する構成が形成されることを特徴とする請求項１１に記載の多層基板の製造方法。
【請求項１３】 前記層間接続材料（５０）は導電ペースト（５０）であり、前記放熱部材（４６）が接続する前記片面導体パターンフィルム（２１ａ）には、前記導体パターン（２２）を底面とする有底ビアホール（２４ａ）が形成され、その有底ビアホール（２４ａ）内に前記導電ペースト（５０）を充填することにより、この導電ペースト（５０）を介して前記片面導体パターンフィルム（２１ａ）の前記導体パターン（２２）と前記放熱部材（４６）とを接続させることを特徴とする請求項１２に記載の多層基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００３−２３２５０（Ｐ２００３−２３２５０Ａ）
【公開日】平成１５年１月２４日（２００３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００１−２０６８８９（Ｐ２００１−２０６８８９）
【出願日】平成１３年７月６日（２００１．７．６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１５年１月２４日（２００３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１３年７月６日（２００１．７．６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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