配線基板とその製造方法
【課題】配線基板の表裏両面間を簡易的にかつ信頼性よく接続することを可能にする。
【解決手段】シート状絶縁基材１の表裏両面に、所望の配線パターンを有する第１および第２のめっき下地層２、６を印刷形成する。これらのうち少なくとも一方のめっき下地層２を有するシート状絶縁基材１に針状部材３を挿通し、針状部材３の挿通部分にめっき下地層２を有する切片５を残存させつつ貫通孔４を形成する。めっき下地層２、６に無電解めっき処理を施して、金属めっき層からなる第１および第２の配線層７、８を形成すると同時に、切片５上のめっき下地層２、６を用いて貫通孔４内に第１および第２の配線層７、８間を接続する金属めっき層９を形成してスルーホール接続部とする。
【解決手段】シート状絶縁基材１の表裏両面に、所望の配線パターンを有する第１および第２のめっき下地層２、６を印刷形成する。これらのうち少なくとも一方のめっき下地層２を有するシート状絶縁基材１に針状部材３を挿通し、針状部材３の挿通部分にめっき下地層２を有する切片５を残存させつつ貫通孔４を形成する。めっき下地層２、６に無電解めっき処理を施して、金属めっき層からなる第１および第２の配線層７、８を形成すると同時に、切片５上のめっき下地層２、６を用いて貫通孔４内に第１および第２の配線層７、８間を接続する金属めっき層９を形成してスルーホール接続部とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は配線基板とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子やチップ部品等が実装される配線基板の作製に電子写真方式やスクリーン印刷等に代表される印刷方式を適用することが検討されており、その実用化が進められている（例えば特許文献１，２等参照）。例えば、絶縁基板上に電子写真方式等を適用してめっき下地層を印刷形成する工程と、めっき下地層に無電解めっき処理を施して配線層を形成する工程とを組合せて、配線基板の配線層が形成される。このような配線層の形成工程は、樹脂フィルムのようなシート状基材等を絶縁基板として用いることが可能であることから、フレキシブル配線基板等を容易に得ることができるという利点を有する。
【０００３】
上述したようなフレキシブル配線基板等を実用化するにあたっては、シート状絶縁基材の表裏両面に配線層を形成すると共に、これら表裏両面の配線層間を電気的に接続する必要がある。基板の表裏両面間を電気的に接続する方法としては、一般的にスルーホール接続やビアホール接続等が知られている。これらの接続方法は、例えばスルーホールやビアの内壁面に沿って無電解めっきで下地層を形成したり、また下地層の形成前にレジストの形成工程が必要である等、両面接続に要する工程が繁雑であるという難点を有する。
【０００４】
電子写真方式等を適用して作製したフレキシブル配線基板は、製造工程の簡易化や工程数の短縮等に基づいて低コストであるという利点を有するものの、基板の表裏両面間の接続に一般的なスルーホール接続やビアホール接続等を適用すると、上述したように接続に要する工程の繁雑さや工程数の増加等に起因して、フレキシブル配線基板の製造コストが増大してしまう。すなわち、基板の表裏両面間の接続工程が電子写真方式等を適用したフレキシブル配線基板の低コスト性を損ねている。
【０００５】
一方、簡易的な両面接続の方法としては、例えばシート状基材に針状部材で貫通孔を形成した後、この貫通孔部分に基材の両面から導電性インクを印刷し、貫通孔の両側から入り込む導電性インクを密着させることによって、シート状基材の表裏両面に設けられた配線層間を電気的に接続する方法が知られている（例えば特許文献３参照）。しかしながら、この方法では単に導電性インクの流動性や粘性等に基づいて貫通孔内を充填しているため、接続部の信頼性向上や低抵抗化等に限界がある。
【特許文献１】特開平7-263841号公報
【特許文献２】特開2004-048030号公報
【特許文献３】特開平2-246193号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、電子写真方式等の印刷方式を適用した配線基板においては、両面接続に要する工数やコストが製造コストの増加要因となっており、印刷方式を適用した配線基板の低コスト性を損ねている。また、従来の簡易的な両面接続方法は、接続部の信頼性や特性（低抵抗化）等を高めることが難しいという問題を有している。
【０００７】
本発明はこのような課題に対処するためになされたもので、配線基板の表裏両面間を簡易的にかつ信頼性よく接続することを可能にすることによって、印刷方式による低コスト性等の特性を損なうことなく、両面接続部の信頼性等を高めることを可能にした配線基板とその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る配線基板は、シート状絶縁基材と、前記シート状絶縁基材の表裏両面に所望の配線パターンに応じて形成され、金属微粒子を含有する樹脂層からなる第１および第２のめっき下地層と、前記第１および第２のめっき下地層上にそれぞれ形成された金属めっき層からなる第１および第２の配線層と、前記シート状絶縁基材の表裏両面間を接続するように形成された貫通孔と、前記貫通孔の形成部分に前記シート状絶縁基材と連続した状態で残存させた切片と、前記切片の表面の少なくとも一部を覆うめっき下地層と、前記第１および第２の配線層間を接続するように前記切片上の前記めっき下地層を介して形成された金属めっき層とを有するスルーホール接続部とを具備することを特徴としている。
【０００９】
本発明の他の態様に係る配線基板は、シート状絶縁基材と、前記シート状絶縁基材の表裏両面に所望の配線パターンに応じて形成され、金属微粒子を含有する樹脂層からなる第１および第２のめっき下地層と、前記第１および第２のめっき下地層上にそれぞれ形成された金属めっき層からなる第１および第２の配線層と、前記シート状絶縁基材の表裏両面間を接続するように形成された傾斜状貫通孔と、前記傾斜状貫通孔の内壁面の少なくとも一部を覆うめっき下地層と、前記第１および第２の配線層間を接続するように前記傾斜状貫通孔の内壁面上の前記めっき下地層を介して形成された金属めっき層とを有するスルーホール接続部とを具備することを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の一態様に係る配線基板の製造方法は、シート状絶縁基材の表裏両面に、所望の配線パターンを有する第１および第２のめっき下地層を印刷形成する工程と、前記第１および第２のめっき下地層の少なくとも一方を有する前記シート状絶縁基材に針状部材を挿通し、前記針状部材の挿通部分に前記めっき下地層を有する切片を残存させつつ、前記シート状絶縁基材の表裏両面間を接続する貫通孔を形成する工程と、前記めっき下地層に無電解めっきを施して、前記第１および第２のめっき下地層上に金属めっき層からなる第１および第２の配線層を形成すると共に、前記切片上の前記めっき下地層を用いて前記貫通孔内に前記第１および第２の配線層間を接続する金属めっき層を形成する工程とを具備することを特徴としている。
【００１１】
本発明の他の態様に係る配線基板の製造方法は、シート状絶縁基材の表裏両面間を接続する傾斜状貫通孔を形成する工程と、前記傾斜状貫通孔を有するシート状絶縁基材の表裏両面に、所望の配線パターンを有する第１および第２のめっき下地層を、前記傾斜状貫通孔の内壁面の少なくとも一部を覆いつつ印刷形成する工程と、前記めっき下地層に無電解めっきを施して、前記第１および第２のめっき下地層上に金属めっき層からなる第１および第２の配線層を形成すると共に、前記傾斜状貫通孔の内壁面上に存在する前記めっき下地層を用いて前記傾斜状貫通孔内に前記第１および第２の配線層間を接続する金属めっき層を形成する工程とを具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の態様に係る配線基板およびその製造方法によれば、印刷方式による低コスト性等の特性を損なうことなく、配線基板の表裏両面間を簡易的にかつ信頼性よく接続することができる。すなわち、スルーホール接続部による両面接続の信頼性に優れる配線基板を低コストで提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。なお、以下では本発明の実施形態を図面に基づいて説明するが、それらの図面は図解のために提供されるものであり、本発明はそれらの図面に限定されるものではない。
【００１４】
図１および図２は本発明の第１の実施形態による配線基板の要部製造工程を示す図であり、図１はその平面図、図２はその断面図である。まず、図１（ａ）および図２（ａ）に示すように、シート状絶縁基材１の表面側に所望の配線パターンを有する第１のめっき下地層２を印刷形成する。第１のめっき下地層２は後述する裏面側との接続部にランド２ａを有している。シート状絶縁基材１としては、エポキシ樹脂フィルム、ポリイミド樹脂フィルム、ＰＥＴ樹脂フィルム、ガラス−エポキシ樹脂フィルム等の樹脂フィルム、パルプ紙、セラミックペーパー、繊維ペーパー等の紙類、各種材質からなる不織布等、絶縁性を有する各種のシート状部材を用いることができる。
【００１５】
シート状絶縁基材１の材質は、上記したように絶縁性を有するものであれば特に限定されるものではないが、その厚さは後述するスルーホール接続部による電気的な接続信頼性を高める上で100μm以下とすることが好ましい。シート状絶縁基材１の厚さが100μmを超えると、後述する貫通孔内に形成した金属めっき層で表裏両面間を信頼性よく接続することができないおそれがある。すなわち、貫通孔内の金属めっき層による表裏両面間の電気的な接続の信頼性が低下する。また、シート状絶縁基材１の厚さは配線層を形成する絶縁基材としての機能を維持する上で10μm以上とすることが好ましい。シート状絶縁基材１の厚さは20〜80μmの範囲とすることがより好ましい。
【００１６】
上述したようなシート状絶縁基材１に対する第１のめっき下地層２の形成工程は、オフセット印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、電子写真印刷（静電印刷）等の印刷方式を適用して実施する。これらのうち、電子写真方式は微細パターンの形成性に優れると共に、直接描画によりめっき下地層の形成コスト、ひいては配線基板の製造コストを低減することができる。めっき下地層２は電子写真方式を適用して形成することが好ましい。後述するシート状絶縁基材１の裏面側に形成する第２のめっき下地層６についても同様である。また、第１および第２のめっき下地層２、６の形成工程は連続して実施してもよいが、スルーホール接続部による接続信頼性を高める上で、シート状絶縁基材１の裏面側の第２のめっき下地層６の形成工程は貫通孔の形成後に実施することが好ましい。
【００１７】
電子写真方式を適用して第１のめっき下地層２（および第２のめっき下地層６）を形成する場合には、金属微粒子を含有する絶縁性樹脂粒子を荷電粒子（トナー）として用いる。トナーを構成する絶縁性樹脂粒子には、例えば絶縁性の熱硬化性樹脂が用いられる。このような熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、シアネートエステル樹脂、ベンジシクロブテン樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、ブタジエン樹脂、ポリカルボジイミド樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられ、特にエポキシ樹脂が好適である。絶縁性樹脂粒子中に含有させる金属微粒子はＣｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ等で構成することが好ましい。
【００１８】
金属微粒子を含有する絶縁性樹脂粒子を用いて形成された第１のめっき下地層２（および第２のめっき下地層６）は、金属微粒子を含有する絶縁性樹脂層となり、この絶縁性樹脂層中に存在する金属微粒子がめっき核として機能する。めっき核として機能させる金属微粒子は、その一部が絶縁性樹脂層から露出するように形成する。このような状態を実現する上で、金属微粒子を含有する絶縁性樹脂層にエッチング処理等を施してもよい。このようなめっき下地層２、６の形成工程に適用される電子写真式印刷装置は、主として感光体ドラム、帯電器、レーザ発生・走査装置、現像機、転写部、定着器等から構成される。現像機には金属微粒子を含有する絶縁性樹脂粒子からなるトナーが貯留される。
【００１９】
めっき下地層２、６は、例えば以下のようにして形成される。まず、感光体ドラムを回転させながら、帯電器により感光体ドラムの表面電位を一定電位（例えばマイナス電荷）に帯電させる。次に、レーザ発生・走査装置から画像信号に応じてレーザ光を感光体ドラムに照射し、照射部分のマイナス電荷を除去することによって、感光体ドラムの表面に所定の配線パターンに応じた電荷の像（静電潜像）を形成する。次いで、現像機からトナー粒子、すなわち金属微粒子を含有する絶縁性樹脂粒子を帯電した状態で供給し、感光体ドラム上の静電潜像に付着させる。続いて、感光体ドラムの表面にトナー粒子により形成された可視像を転写部でシート状絶縁基材１に静電転写することによって、所望の配線パターンを有する第１のめっき下地層２を形成する。
【００２０】
次に、図１（ｂ）および図２（ｂ）に示すように、第１のめっき下地層２を有するシート状絶縁基材１に針状部材３を挿通して貫通孔４を形成する。針状部材３の挿通は第１のめっき下地層２のランド２ａに対して行う。そして、第１のめっき下地層２を含めてシート状絶縁基材１を貫通するように針状部材３を挿通することによって、シート状絶縁基材１の表裏両面間を接続する貫通孔４を形成する。この際、針状部材３の挿通部分（貫通孔４の形成部分）にシート状絶縁基材１の切片５を残存させる。この切片５はシート状絶縁基材１と連続した状態で針状部材３の挿通方向に変形した状態で残存し、かつその表面の少なくとも一部にはめっき下地層２が存在している。
【００２１】
上述しためっき下地層２を有するシート状絶縁基材１の切片５は、後述する無電解めっき処理時に貫通孔４内が金属めっき層で充填されることを促進するものである。このような機能を有する切片５の形状はその一部が貫通孔４内に存在するように、針状部材３の挿通方向に変形していれば特に限定されるものではない。図１および図２は平面形状が矩形の切片５を示したが、例えば図３および図４に示すように、円形部分を直交する直径に沿って四分割した扇状切片５Ａ〜５Ｄ等を適用してもよい。
【００２２】
この際、針状部材３の挿通部分には予め扇状切片５Ａ〜５Ｄを得るように、シート状絶縁基材１に切込みを形成しておいてもよい。シート状絶縁基材１の切込みは図５および図６に示すように、互い違いに2個の矩形状切片５Ｅ、５Ｆを得るように形成する等、各種の形状を適用することが可能である。さらに、1つの貫通孔４当たりに複数個の切片５を適用する場合、その変形方向は必ずしも同一である必要はなく、互いに異なる方向に切片５を変形させてもよい。例えば、図５および図６に示す2個の矩形状切片５Ｅ、５Ｆにおいて、矩形状切片５Ｅを下方に向けて変形させると共に、矩形状切片５Ｆを上方に向けて変形させるようにしてもよい。
【００２３】
貫通孔４の形成個数は1つのランド２ａに対して1個であってもよいが、表裏両面間をより確実に接続するために、1つの接続パッド２ａに複数個、例えば2〜5個程度の貫通孔４を形成することが好ましい。また、貫通孔４の大きさは30〜400μmの範囲とすることが好ましい。ここで、貫通孔４の大きさとはシート状絶縁基材１に挿通する針状部材３の大きさを示すものとする。例えば、先端が円柱状の針状部材３であればその円断面の直径、先端が角柱状の針状部材３であればその矩形断面の対角線を示すものとする。貫通孔４の大きさが30μm未満であると金属めっき層による接続不良が生じやすく、一方貫通孔４の大きさが400μmを超えると金属めっき層の充填性等が低下する。いずれにしても、貫通孔４による表裏両面間の電気的な接続信頼性が低下する。貫通孔４の大きさは50〜200μmの範囲とすることがより好ましい。
【００２４】
次に、図１（ｃ）および図２（ｃ）に示すように、貫通孔４を形成したシート状絶縁基材１の裏面側に所望の配線パターンを有する第２のめっき下地層６を印刷形成する。第２のめっき下地層６は第１のめっき下地層２と同様なランドを有している。第２のめっき下地層６の形成工程は、第１のめっき下地層２と同様に電子写真印刷等の印刷工程を適用して実施する。この際、切片５の一部にもめっき下地層６が形成される。なお、第２のめっき下地層６の形成工程は、上述したように第１のめっき下地層２の形成工程と連続して実施してもよい。この場合、貫通孔４は第１および第２のめっき下地層２、６を有するシート状絶縁基材１に形成する。このように、貫通孔４は少なくとも一方のめっき下地層（２、６）を有するシート状絶縁基材１に形成すればよい。
【００２５】
この後、図１（ｄ）および図２（ｄ）に示すように、第１および第２のめっき下地層２、６を有するシート状絶縁基材１に無電解めっき処理を施し、第１および第２のめっき下地層２、６上にそれぞれ金属めっき層からなる第１および第２の配線層７、８を形成する。この際、貫通孔４内にはめっき下地層２、６を有する切片５の一部が存在しているため、貫通孔４内を充填するように金属めっき層９が析出する。そして、シート状絶縁基材１や金属めっき層（第１および第２の配線層７、８）の厚さ、また貫通孔４の大きさ等を適宜に設定することによって、第１および第２の配線層７、８間を貫通孔４内に充填された金属めっき層９で電気的に接続することができる。
【００２６】
金属めっき層の厚さ（第１および第２の配線層７、８の各厚さＴ）は、貫通孔４内に充填された金属めっき層９による電気的な接続信頼性を高める上で、シート状絶縁基材１の1/2の厚さ（1/2ｔ）より厚くなる（Ｔ＞1/2ｔ）ように設定することが好ましい。このような厚さの金属めっき層を適用することによって、シート状絶縁基材１の表面側および裏面側の双方から貫通孔４内に析出する金属めっき層９で、第１の配線層７と第２の配線層８との間をより確実に接続することが可能となる。
【００２７】
上述したように、切片５が残存するように貫通孔４を形成したシート状絶縁基材１に無電解めっき処理を施すことによって、貫通孔４内に充填された金属めっき層９でシート状絶縁基材１の表裏両面間、すなわち第１および第２の配線層７、８間を電気的に接続するスルーホール接続部を有する配線基板１０（図１（ｄ）および図２（ｄ））を得ることができる。このようなスルーホール接続部の形成に要する工程は、通常の配線層７、８の形成工程に、少なくとも一方のめっき下地層（２、６）を有するシート状絶縁基材１に針状部材３を挿通する工程を追加するだけでよいため、配線基板１０の表裏両面間を簡易的に接続することが可能となる。
【００２８】
さらに、金属めっき層９はその一部が貫通孔４内に存在する切片５上のめっき下地層２、６を介して析出するため、金属めっき層９による貫通孔４内の充填性が向上する。すなわち、貫通孔４内に充填された金属めっき層９による第１および第２の配線層７、８間の電気的な接続信頼性を高めることが可能となる。これらによって、印刷方式による低コスト性等の特性を損なうことなく、簡易な工程で信頼性に優れる両面接続を得ることができる。すなわち、スルーホール接続部による両面接続の信頼性に優れる配線基板１０を低コストで提供することが可能となる。なお、配線層７、８の表面は同様な印刷工程を適用して絶縁層で覆ってもよい。
【００２９】
ここで、第１および第２の配線層７、８の形成材料となる金属めっきには、一般的なＣｕ、Ａｇ、Ａｕ等を適用することができる。これら各金属およびＡｌの特性は以下の通りである。Ｃｕは引張り強さ21.7MPa、伸び50％、Ａｇは引張り強さ12.7MPa、伸び48％、Ａｕは引張り強さ13.3MPa、伸び45％であり、Ａｌは引張り強さ4.76MPa、伸び60％である。ＡｌはＣｕ、Ａｇ、Ａｕに比べて柔らかいと共に延性に優れるため、かしめ等の機械的な接続工程によっても表裏両面間の接続が可能であるが、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕではそのような接続を適用することができない。このような金属からなる配線層７、８間の接続に、上述したスルーホール接続部は特に有効である。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施形態について図７を参照して説明する。図７は本発明の第２の実施形態による配線基板の要部製造工程を示す断面図である。まず、図７（ａ）に示すように、シート状絶縁基材１１に傾斜状貫通孔１２を形成する。ここで、傾斜状貫通孔１２とは基材面に対して垂直な方向から傾斜した内壁面（傾斜角α）を有する貫通孔を指すものである。図７は傾斜状貫通孔の一例として、上側の径が下側の径より大きいテーパー形状を有する貫通孔１２を示している。なお、シート状絶縁基材１１には第１の実施形態と同様な材質並びに同様な厚さを有するシート状部材を用いることが好ましい。
【００３１】
次に、図７（ｂ）に示すように、テーパー状貫通孔１２を有するシート状絶縁基材１１の表面に第１のめっき下地層１３を形成する。第１のめっき下地層１３の形成工程および構成は第１の実施形態と同様とする。第２のめっき下地層１５も同様である。テーパー状貫通孔１２は、第１のめっき下地層１３を形成するトナーやインク等を受け止めることが可能なテーパー状の内壁面を有しており、これによって第１のめっき下地層１３は内壁面の少なくとも一部をも覆うようにして形成される。このような機能を得る上で、テーパー状貫通孔１２の傾斜角αは30〜80度の範囲とすることが好ましい。また、テーパー状貫通孔１２の大きさ（大径部の直径）は50〜300μmの範囲とすることが好ましい。
【００３２】
テーパー状貫通孔１２の傾斜角αが80度を超えると、めっき下地層１３を形成するトナーやインク等を良好に受け止めることができないおそれがある。一方、テーパー状貫通孔１２の大きさにもよるが、傾斜角αが30度未満になると接続信頼性の低下もしくは配線密度の低下等を招くおそれがある。一方、テーパー状貫通孔１２の大きさが50μm未満であると、その内部に充填される金属めっき層による電気的な接続信頼性が低下する。一方、テーパー状貫通孔１２の大きさが300μmを超えると、傾斜角αにもよるが金属めっき層の充填性が低下するおそれがある。
【００３３】
上述したようなテーパー状貫通孔１２は、例えばレーザ加工を適用して形成する。この際、レーザの出力等を制御することで、所望の傾斜角αを有するテーパー状貫通孔１２が得られる。なお、第２の実施形態における貫通孔１２は第１の実施形態とは異なり、孔形成部にシート状絶縁基材１１が残存しないように孔開け加工を行って形成する。また、傾斜状貫通孔はテーパー状貫通孔１２に限られるものではなく、例えば図８に示すように、貫通孔１４の形成角度を傾斜させたもの（全体傾斜貫通孔）であってもよい。全体傾斜貫通孔１４の傾斜角αや大きさ（貫通孔の内径）はテーパー状貫通孔１２と同様とすることが好ましい。さらに、テーパー状貫通孔１２や全体傾斜貫通孔１４の形成数は第１の実施形態と同様に、1つのランド当たりに複数個とすることが好ましい。
【００３４】
次に、図７（ｃ）に示すように、シート状絶縁基材１１の裏面側に所望の配線パターンを有する第２のめっき下地層１５を印刷形成する。この際、図８に示した全体傾斜貫通孔１４を有するシート状絶縁基材１１では、所望の配線パターンを有する第２のめっき下地層１５の形成と同時に、全体傾斜貫通孔１４の内壁面の一部が第２のめっき下地層１５で覆われる。すなわち、テーパー状貫通孔１２は第１のめっき下地層１３の形成時に内壁面の一部が全周囲にわたってめっき下地層１３で覆われる。一方、全体傾斜貫通孔１４は表裏両面のめっき下地層１３、１５の形成時に、内壁面（その一部）の全周囲が順にめっき下地層１３、１５で覆われる。このように、テーパー状貫通孔１２および全体傾斜貫通孔１４のいずれもおいても同様な効果を得ることができる。
【００３５】
この後、図７（ｄ）に示すように、第１および第２のめっき下地層１３、１５を有するシート状絶縁基材１１に無電解めっき処理を施し、第１および第２のめっき下地層１３、１５上にそれぞれ金属めっき層からなる第１および第２の配線層１６、１７を形成する。この際、テーパー状貫通孔１２や全体傾斜貫通孔１４の内壁面の一部にはめっき下地層１３、１５が存在しているため、これらをめっき核として貫通孔１２、１４内を充填するように金属めっき層１８が析出する。
【００３６】
そして、シート状絶縁基材１１や金属めっき層（第１および第２の配線層１６、１７）の厚さ、また貫通孔１２、１４の大きさ等を適宜に設定することによって、第１および第２の配線層１６、１７間を貫通孔１２、１４内に充填された金属めっき層１８で電気的に接続することができる。金属めっき層の厚さ（第１および第２の配線層１６、１７の各厚さＴ）は、第１の実施形態と同様に、シート状絶縁基材１１の1/2の厚さ（1/2ｔ）より厚くなる（Ｔ＞1/2ｔ）ように設定することが好ましい。
【００３７】
上述したように、テーパー状貫通孔１２や全体傾斜貫通孔１４等の傾斜状貫通孔を有するシート状絶縁基材１１に無電解めっき処理を施すことによって、貫通孔１２、１４内に充填された金属めっき層１８でシート状絶縁基材１１の表裏両面間、すなわち第１および第２の配線層１６、１７間を電気的に接続するスルーホール接続部を有する配線基板１９（図７（ｄ））を得ることができる。このようなスルーホール接続部の形成に要する工程は、通常の配線層７、８の形成工程に、傾斜状貫通孔を形成する工程を追加するだけでよいため、配線基板１９の表裏両面間を簡易的に接続することが可能となる。
【００３８】
さらに、金属めっき層１８は傾斜状貫通孔１２、１４内に存在するめっき下地層１３、１５を介して析出するため、金属めっき層１８による貫通孔１２、１４内の充填性が向上する。すなわち、貫通孔１２、１４内に充填された金属めっき層１８による第１および第２の配線層１６、１７間の電気的な接続信頼性を高めることが可能となる。これらによって、印刷方式による低コスト性等の特性を損なうことなく、簡易な工程で信頼性に優れる両面接続を得ることができる。すなわち、スルーホール接続部による両面接続の信頼性に優れる配線基板１９を低コストで提供することが可能となる。第２の実施形態も第１および第２の配線層７、８の形成材料にＣｕ、Ａｇ、Ａｕ等を適用する場合に有効である。
【実施例】
【００３９】
次に、本発明の具体的な実施例およびその評価結果について述べる。
【００４０】
実施例１〜５
まず、電子写真式印刷に使用する金属微粒子含有トナーとして、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂に平均粒子径が0.7μmの銅粉末を50質量％の比率で添加、混合したものを用意した。このような金属微粒子含有トナーを用いて、シート状絶縁基材の表面側に第１のめっき下地層を印刷形成した。シート状絶縁基材としては、厚さ50μmのガラス−エポキシシート（実施例１）、厚さ25μmのポリイミドシート（実施例２）、厚さ50μmのポリイミドシート（実施例３）、厚さ75μmのポリイミドシート（実施例４）、厚さ50μmのＰＥＴシート（実施例５）を用いた。また、金属微粒子含有トナーの印刷は解像度600dpiのオフィス用複写機を用いて行った。
【００４１】
次に、第１のめっき下地層を印刷形成した各シート状絶縁基材に、先端径が200μmの縫い針を挿通して貫通孔を形成した。貫通孔はそれぞれ18個のランドに対して形成した。また各実施例について、1つのランドに対して1個の貫通孔を形成した試料と3個の貫通孔を形成した試料をそれぞれ作製した。なお、貫通孔の形成部を観察したところ、いずれもシートと連続した切片が残存していることを確認した。次いで、貫通孔を形成した各シート状絶縁基材の裏面側に、第１のめっき下地層と同様にして、第２のめっき下地層を印刷形成した。この後、各シート状絶縁基材に無電解銅めっき処理（液温30℃×5時間）を施して、それぞれ第１および第２の配線層とスルーホール接続部を形成した。
【００４２】
このようにして得た各配線基板について、各スルーホール接続部が電気的に接続しているかどうかを調べた。スルーホール接続部の導通検査は18個のランドに対してそれぞれ実施した。このようなスルーホール接続部の導通検査の結果を、18個のランドのうち電気的に接続しているランドの数として表１に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】
表１から明らかなように、厚さ75μmのポリイミドシートを用いた実施例４の配線基板では、貫通孔の数を1つとした場合に接続していないスルーホール接続部が僅かに存在したが、それ以外はいずれもスルーホール接続部で配線基板の表裏両面間を良好に接続することができた。各スルーホール接続部による電気抵抗値は20mΩ程度であった。
【００４５】
実施例６〜１０
まず、実施例１〜５と同様なシート状絶縁基材に対して、レーザ加工を適用して貫通孔を形成した。この際、レーザ出力を制御してテーパー状貫通孔を形成した。また、レーザによる加工角度を調整して全体傾斜貫通孔を形成した。これら傾斜状貫通孔を形成したシート状絶縁基材に、それぞれ実施例１〜５と同様な金属微粒子含有トナーを用いて第１および第２のめっき下地層を順に印刷形成した。この後、各シート状絶縁基材に実施例１〜５と同様にして無電解銅めっき処理を施して、それぞれ第１および第２の配線層とスルーホール接続部を形成した。このようにして得た各配線基板の導通検査を実施したところ、実施例１〜５と同様に良好な結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施形態による配線基板の製造工程を示す平面図である。
【図２】図１に示す配線基板の製造工程を断面で示す図である。
【図３】貫通孔の形成部分における切片形状の一例を示す平面図である。
【図４】図３に示す切片を断面で示す図である。
【図５】貫通孔の形成部分における切片形状の他の例を示す平面図である。
【図６】図５に示す切片を断面で示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態による配線基板の製造工程を示す断面図である。
【図８】図７に示す配線基板の製造工程の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１，１１…シート状絶縁基材、２，１３…第１のめっき下地層、３…針状部材、４…貫通孔、５…切片、６，１５…第２のめっき下地層、７，１６…第１の配線層、８，１７…第２の配線層、９，１８…金属めっき層、１０，１９…配線基板、１２…テーパー状貫通孔、１４…全体傾斜貫通孔。
【技術分野】
【０００１】
本発明は配線基板とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子やチップ部品等が実装される配線基板の作製に電子写真方式やスクリーン印刷等に代表される印刷方式を適用することが検討されており、その実用化が進められている（例えば特許文献１，２等参照）。例えば、絶縁基板上に電子写真方式等を適用してめっき下地層を印刷形成する工程と、めっき下地層に無電解めっき処理を施して配線層を形成する工程とを組合せて、配線基板の配線層が形成される。このような配線層の形成工程は、樹脂フィルムのようなシート状基材等を絶縁基板として用いることが可能であることから、フレキシブル配線基板等を容易に得ることができるという利点を有する。
【０００３】
上述したようなフレキシブル配線基板等を実用化するにあたっては、シート状絶縁基材の表裏両面に配線層を形成すると共に、これら表裏両面の配線層間を電気的に接続する必要がある。基板の表裏両面間を電気的に接続する方法としては、一般的にスルーホール接続やビアホール接続等が知られている。これらの接続方法は、例えばスルーホールやビアの内壁面に沿って無電解めっきで下地層を形成したり、また下地層の形成前にレジストの形成工程が必要である等、両面接続に要する工程が繁雑であるという難点を有する。
【０００４】
電子写真方式等を適用して作製したフレキシブル配線基板は、製造工程の簡易化や工程数の短縮等に基づいて低コストであるという利点を有するものの、基板の表裏両面間の接続に一般的なスルーホール接続やビアホール接続等を適用すると、上述したように接続に要する工程の繁雑さや工程数の増加等に起因して、フレキシブル配線基板の製造コストが増大してしまう。すなわち、基板の表裏両面間の接続工程が電子写真方式等を適用したフレキシブル配線基板の低コスト性を損ねている。
【０００５】
一方、簡易的な両面接続の方法としては、例えばシート状基材に針状部材で貫通孔を形成した後、この貫通孔部分に基材の両面から導電性インクを印刷し、貫通孔の両側から入り込む導電性インクを密着させることによって、シート状基材の表裏両面に設けられた配線層間を電気的に接続する方法が知られている（例えば特許文献３参照）。しかしながら、この方法では単に導電性インクの流動性や粘性等に基づいて貫通孔内を充填しているため、接続部の信頼性向上や低抵抗化等に限界がある。
【特許文献１】特開平7-263841号公報
【特許文献２】特開2004-048030号公報
【特許文献３】特開平2-246193号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、電子写真方式等の印刷方式を適用した配線基板においては、両面接続に要する工数やコストが製造コストの増加要因となっており、印刷方式を適用した配線基板の低コスト性を損ねている。また、従来の簡易的な両面接続方法は、接続部の信頼性や特性（低抵抗化）等を高めることが難しいという問題を有している。
【０００７】
本発明はこのような課題に対処するためになされたもので、配線基板の表裏両面間を簡易的にかつ信頼性よく接続することを可能にすることによって、印刷方式による低コスト性等の特性を損なうことなく、両面接続部の信頼性等を高めることを可能にした配線基板とその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る配線基板は、シート状絶縁基材と、前記シート状絶縁基材の表裏両面に所望の配線パターンに応じて形成され、金属微粒子を含有する樹脂層からなる第１および第２のめっき下地層と、前記第１および第２のめっき下地層上にそれぞれ形成された金属めっき層からなる第１および第２の配線層と、前記シート状絶縁基材の表裏両面間を接続するように形成された貫通孔と、前記貫通孔の形成部分に前記シート状絶縁基材と連続した状態で残存させた切片と、前記切片の表面の少なくとも一部を覆うめっき下地層と、前記第１および第２の配線層間を接続するように前記切片上の前記めっき下地層を介して形成された金属めっき層とを有するスルーホール接続部とを具備することを特徴としている。
【０００９】
本発明の他の態様に係る配線基板は、シート状絶縁基材と、前記シート状絶縁基材の表裏両面に所望の配線パターンに応じて形成され、金属微粒子を含有する樹脂層からなる第１および第２のめっき下地層と、前記第１および第２のめっき下地層上にそれぞれ形成された金属めっき層からなる第１および第２の配線層と、前記シート状絶縁基材の表裏両面間を接続するように形成された傾斜状貫通孔と、前記傾斜状貫通孔の内壁面の少なくとも一部を覆うめっき下地層と、前記第１および第２の配線層間を接続するように前記傾斜状貫通孔の内壁面上の前記めっき下地層を介して形成された金属めっき層とを有するスルーホール接続部とを具備することを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の一態様に係る配線基板の製造方法は、シート状絶縁基材の表裏両面に、所望の配線パターンを有する第１および第２のめっき下地層を印刷形成する工程と、前記第１および第２のめっき下地層の少なくとも一方を有する前記シート状絶縁基材に針状部材を挿通し、前記針状部材の挿通部分に前記めっき下地層を有する切片を残存させつつ、前記シート状絶縁基材の表裏両面間を接続する貫通孔を形成する工程と、前記めっき下地層に無電解めっきを施して、前記第１および第２のめっき下地層上に金属めっき層からなる第１および第２の配線層を形成すると共に、前記切片上の前記めっき下地層を用いて前記貫通孔内に前記第１および第２の配線層間を接続する金属めっき層を形成する工程とを具備することを特徴としている。
【００１１】
本発明の他の態様に係る配線基板の製造方法は、シート状絶縁基材の表裏両面間を接続する傾斜状貫通孔を形成する工程と、前記傾斜状貫通孔を有するシート状絶縁基材の表裏両面に、所望の配線パターンを有する第１および第２のめっき下地層を、前記傾斜状貫通孔の内壁面の少なくとも一部を覆いつつ印刷形成する工程と、前記めっき下地層に無電解めっきを施して、前記第１および第２のめっき下地層上に金属めっき層からなる第１および第２の配線層を形成すると共に、前記傾斜状貫通孔の内壁面上に存在する前記めっき下地層を用いて前記傾斜状貫通孔内に前記第１および第２の配線層間を接続する金属めっき層を形成する工程とを具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の態様に係る配線基板およびその製造方法によれば、印刷方式による低コスト性等の特性を損なうことなく、配線基板の表裏両面間を簡易的にかつ信頼性よく接続することができる。すなわち、スルーホール接続部による両面接続の信頼性に優れる配線基板を低コストで提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。なお、以下では本発明の実施形態を図面に基づいて説明するが、それらの図面は図解のために提供されるものであり、本発明はそれらの図面に限定されるものではない。
【００１４】
図１および図２は本発明の第１の実施形態による配線基板の要部製造工程を示す図であり、図１はその平面図、図２はその断面図である。まず、図１（ａ）および図２（ａ）に示すように、シート状絶縁基材１の表面側に所望の配線パターンを有する第１のめっき下地層２を印刷形成する。第１のめっき下地層２は後述する裏面側との接続部にランド２ａを有している。シート状絶縁基材１としては、エポキシ樹脂フィルム、ポリイミド樹脂フィルム、ＰＥＴ樹脂フィルム、ガラス−エポキシ樹脂フィルム等の樹脂フィルム、パルプ紙、セラミックペーパー、繊維ペーパー等の紙類、各種材質からなる不織布等、絶縁性を有する各種のシート状部材を用いることができる。
【００１５】
シート状絶縁基材１の材質は、上記したように絶縁性を有するものであれば特に限定されるものではないが、その厚さは後述するスルーホール接続部による電気的な接続信頼性を高める上で100μm以下とすることが好ましい。シート状絶縁基材１の厚さが100μmを超えると、後述する貫通孔内に形成した金属めっき層で表裏両面間を信頼性よく接続することができないおそれがある。すなわち、貫通孔内の金属めっき層による表裏両面間の電気的な接続の信頼性が低下する。また、シート状絶縁基材１の厚さは配線層を形成する絶縁基材としての機能を維持する上で10μm以上とすることが好ましい。シート状絶縁基材１の厚さは20〜80μmの範囲とすることがより好ましい。
【００１６】
上述したようなシート状絶縁基材１に対する第１のめっき下地層２の形成工程は、オフセット印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、電子写真印刷（静電印刷）等の印刷方式を適用して実施する。これらのうち、電子写真方式は微細パターンの形成性に優れると共に、直接描画によりめっき下地層の形成コスト、ひいては配線基板の製造コストを低減することができる。めっき下地層２は電子写真方式を適用して形成することが好ましい。後述するシート状絶縁基材１の裏面側に形成する第２のめっき下地層６についても同様である。また、第１および第２のめっき下地層２、６の形成工程は連続して実施してもよいが、スルーホール接続部による接続信頼性を高める上で、シート状絶縁基材１の裏面側の第２のめっき下地層６の形成工程は貫通孔の形成後に実施することが好ましい。
【００１７】
電子写真方式を適用して第１のめっき下地層２（および第２のめっき下地層６）を形成する場合には、金属微粒子を含有する絶縁性樹脂粒子を荷電粒子（トナー）として用いる。トナーを構成する絶縁性樹脂粒子には、例えば絶縁性の熱硬化性樹脂が用いられる。このような熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、シアネートエステル樹脂、ベンジシクロブテン樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、ブタジエン樹脂、ポリカルボジイミド樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられ、特にエポキシ樹脂が好適である。絶縁性樹脂粒子中に含有させる金属微粒子はＣｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ等で構成することが好ましい。
【００１８】
金属微粒子を含有する絶縁性樹脂粒子を用いて形成された第１のめっき下地層２（および第２のめっき下地層６）は、金属微粒子を含有する絶縁性樹脂層となり、この絶縁性樹脂層中に存在する金属微粒子がめっき核として機能する。めっき核として機能させる金属微粒子は、その一部が絶縁性樹脂層から露出するように形成する。このような状態を実現する上で、金属微粒子を含有する絶縁性樹脂層にエッチング処理等を施してもよい。このようなめっき下地層２、６の形成工程に適用される電子写真式印刷装置は、主として感光体ドラム、帯電器、レーザ発生・走査装置、現像機、転写部、定着器等から構成される。現像機には金属微粒子を含有する絶縁性樹脂粒子からなるトナーが貯留される。
【００１９】
めっき下地層２、６は、例えば以下のようにして形成される。まず、感光体ドラムを回転させながら、帯電器により感光体ドラムの表面電位を一定電位（例えばマイナス電荷）に帯電させる。次に、レーザ発生・走査装置から画像信号に応じてレーザ光を感光体ドラムに照射し、照射部分のマイナス電荷を除去することによって、感光体ドラムの表面に所定の配線パターンに応じた電荷の像（静電潜像）を形成する。次いで、現像機からトナー粒子、すなわち金属微粒子を含有する絶縁性樹脂粒子を帯電した状態で供給し、感光体ドラム上の静電潜像に付着させる。続いて、感光体ドラムの表面にトナー粒子により形成された可視像を転写部でシート状絶縁基材１に静電転写することによって、所望の配線パターンを有する第１のめっき下地層２を形成する。
【００２０】
次に、図１（ｂ）および図２（ｂ）に示すように、第１のめっき下地層２を有するシート状絶縁基材１に針状部材３を挿通して貫通孔４を形成する。針状部材３の挿通は第１のめっき下地層２のランド２ａに対して行う。そして、第１のめっき下地層２を含めてシート状絶縁基材１を貫通するように針状部材３を挿通することによって、シート状絶縁基材１の表裏両面間を接続する貫通孔４を形成する。この際、針状部材３の挿通部分（貫通孔４の形成部分）にシート状絶縁基材１の切片５を残存させる。この切片５はシート状絶縁基材１と連続した状態で針状部材３の挿通方向に変形した状態で残存し、かつその表面の少なくとも一部にはめっき下地層２が存在している。
【００２１】
上述しためっき下地層２を有するシート状絶縁基材１の切片５は、後述する無電解めっき処理時に貫通孔４内が金属めっき層で充填されることを促進するものである。このような機能を有する切片５の形状はその一部が貫通孔４内に存在するように、針状部材３の挿通方向に変形していれば特に限定されるものではない。図１および図２は平面形状が矩形の切片５を示したが、例えば図３および図４に示すように、円形部分を直交する直径に沿って四分割した扇状切片５Ａ〜５Ｄ等を適用してもよい。
【００２２】
この際、針状部材３の挿通部分には予め扇状切片５Ａ〜５Ｄを得るように、シート状絶縁基材１に切込みを形成しておいてもよい。シート状絶縁基材１の切込みは図５および図６に示すように、互い違いに2個の矩形状切片５Ｅ、５Ｆを得るように形成する等、各種の形状を適用することが可能である。さらに、1つの貫通孔４当たりに複数個の切片５を適用する場合、その変形方向は必ずしも同一である必要はなく、互いに異なる方向に切片５を変形させてもよい。例えば、図５および図６に示す2個の矩形状切片５Ｅ、５Ｆにおいて、矩形状切片５Ｅを下方に向けて変形させると共に、矩形状切片５Ｆを上方に向けて変形させるようにしてもよい。
【００２３】
貫通孔４の形成個数は1つのランド２ａに対して1個であってもよいが、表裏両面間をより確実に接続するために、1つの接続パッド２ａに複数個、例えば2〜5個程度の貫通孔４を形成することが好ましい。また、貫通孔４の大きさは30〜400μmの範囲とすることが好ましい。ここで、貫通孔４の大きさとはシート状絶縁基材１に挿通する針状部材３の大きさを示すものとする。例えば、先端が円柱状の針状部材３であればその円断面の直径、先端が角柱状の針状部材３であればその矩形断面の対角線を示すものとする。貫通孔４の大きさが30μm未満であると金属めっき層による接続不良が生じやすく、一方貫通孔４の大きさが400μmを超えると金属めっき層の充填性等が低下する。いずれにしても、貫通孔４による表裏両面間の電気的な接続信頼性が低下する。貫通孔４の大きさは50〜200μmの範囲とすることがより好ましい。
【００２４】
次に、図１（ｃ）および図２（ｃ）に示すように、貫通孔４を形成したシート状絶縁基材１の裏面側に所望の配線パターンを有する第２のめっき下地層６を印刷形成する。第２のめっき下地層６は第１のめっき下地層２と同様なランドを有している。第２のめっき下地層６の形成工程は、第１のめっき下地層２と同様に電子写真印刷等の印刷工程を適用して実施する。この際、切片５の一部にもめっき下地層６が形成される。なお、第２のめっき下地層６の形成工程は、上述したように第１のめっき下地層２の形成工程と連続して実施してもよい。この場合、貫通孔４は第１および第２のめっき下地層２、６を有するシート状絶縁基材１に形成する。このように、貫通孔４は少なくとも一方のめっき下地層（２、６）を有するシート状絶縁基材１に形成すればよい。
【００２５】
この後、図１（ｄ）および図２（ｄ）に示すように、第１および第２のめっき下地層２、６を有するシート状絶縁基材１に無電解めっき処理を施し、第１および第２のめっき下地層２、６上にそれぞれ金属めっき層からなる第１および第２の配線層７、８を形成する。この際、貫通孔４内にはめっき下地層２、６を有する切片５の一部が存在しているため、貫通孔４内を充填するように金属めっき層９が析出する。そして、シート状絶縁基材１や金属めっき層（第１および第２の配線層７、８）の厚さ、また貫通孔４の大きさ等を適宜に設定することによって、第１および第２の配線層７、８間を貫通孔４内に充填された金属めっき層９で電気的に接続することができる。
【００２６】
金属めっき層の厚さ（第１および第２の配線層７、８の各厚さＴ）は、貫通孔４内に充填された金属めっき層９による電気的な接続信頼性を高める上で、シート状絶縁基材１の1/2の厚さ（1/2ｔ）より厚くなる（Ｔ＞1/2ｔ）ように設定することが好ましい。このような厚さの金属めっき層を適用することによって、シート状絶縁基材１の表面側および裏面側の双方から貫通孔４内に析出する金属めっき層９で、第１の配線層７と第２の配線層８との間をより確実に接続することが可能となる。
【００２７】
上述したように、切片５が残存するように貫通孔４を形成したシート状絶縁基材１に無電解めっき処理を施すことによって、貫通孔４内に充填された金属めっき層９でシート状絶縁基材１の表裏両面間、すなわち第１および第２の配線層７、８間を電気的に接続するスルーホール接続部を有する配線基板１０（図１（ｄ）および図２（ｄ））を得ることができる。このようなスルーホール接続部の形成に要する工程は、通常の配線層７、８の形成工程に、少なくとも一方のめっき下地層（２、６）を有するシート状絶縁基材１に針状部材３を挿通する工程を追加するだけでよいため、配線基板１０の表裏両面間を簡易的に接続することが可能となる。
【００２８】
さらに、金属めっき層９はその一部が貫通孔４内に存在する切片５上のめっき下地層２、６を介して析出するため、金属めっき層９による貫通孔４内の充填性が向上する。すなわち、貫通孔４内に充填された金属めっき層９による第１および第２の配線層７、８間の電気的な接続信頼性を高めることが可能となる。これらによって、印刷方式による低コスト性等の特性を損なうことなく、簡易な工程で信頼性に優れる両面接続を得ることができる。すなわち、スルーホール接続部による両面接続の信頼性に優れる配線基板１０を低コストで提供することが可能となる。なお、配線層７、８の表面は同様な印刷工程を適用して絶縁層で覆ってもよい。
【００２９】
ここで、第１および第２の配線層７、８の形成材料となる金属めっきには、一般的なＣｕ、Ａｇ、Ａｕ等を適用することができる。これら各金属およびＡｌの特性は以下の通りである。Ｃｕは引張り強さ21.7MPa、伸び50％、Ａｇは引張り強さ12.7MPa、伸び48％、Ａｕは引張り強さ13.3MPa、伸び45％であり、Ａｌは引張り強さ4.76MPa、伸び60％である。ＡｌはＣｕ、Ａｇ、Ａｕに比べて柔らかいと共に延性に優れるため、かしめ等の機械的な接続工程によっても表裏両面間の接続が可能であるが、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕではそのような接続を適用することができない。このような金属からなる配線層７、８間の接続に、上述したスルーホール接続部は特に有効である。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施形態について図７を参照して説明する。図７は本発明の第２の実施形態による配線基板の要部製造工程を示す断面図である。まず、図７（ａ）に示すように、シート状絶縁基材１１に傾斜状貫通孔１２を形成する。ここで、傾斜状貫通孔１２とは基材面に対して垂直な方向から傾斜した内壁面（傾斜角α）を有する貫通孔を指すものである。図７は傾斜状貫通孔の一例として、上側の径が下側の径より大きいテーパー形状を有する貫通孔１２を示している。なお、シート状絶縁基材１１には第１の実施形態と同様な材質並びに同様な厚さを有するシート状部材を用いることが好ましい。
【００３１】
次に、図７（ｂ）に示すように、テーパー状貫通孔１２を有するシート状絶縁基材１１の表面に第１のめっき下地層１３を形成する。第１のめっき下地層１３の形成工程および構成は第１の実施形態と同様とする。第２のめっき下地層１５も同様である。テーパー状貫通孔１２は、第１のめっき下地層１３を形成するトナーやインク等を受け止めることが可能なテーパー状の内壁面を有しており、これによって第１のめっき下地層１３は内壁面の少なくとも一部をも覆うようにして形成される。このような機能を得る上で、テーパー状貫通孔１２の傾斜角αは30〜80度の範囲とすることが好ましい。また、テーパー状貫通孔１２の大きさ（大径部の直径）は50〜300μmの範囲とすることが好ましい。
【００３２】
テーパー状貫通孔１２の傾斜角αが80度を超えると、めっき下地層１３を形成するトナーやインク等を良好に受け止めることができないおそれがある。一方、テーパー状貫通孔１２の大きさにもよるが、傾斜角αが30度未満になると接続信頼性の低下もしくは配線密度の低下等を招くおそれがある。一方、テーパー状貫通孔１２の大きさが50μm未満であると、その内部に充填される金属めっき層による電気的な接続信頼性が低下する。一方、テーパー状貫通孔１２の大きさが300μmを超えると、傾斜角αにもよるが金属めっき層の充填性が低下するおそれがある。
【００３３】
上述したようなテーパー状貫通孔１２は、例えばレーザ加工を適用して形成する。この際、レーザの出力等を制御することで、所望の傾斜角αを有するテーパー状貫通孔１２が得られる。なお、第２の実施形態における貫通孔１２は第１の実施形態とは異なり、孔形成部にシート状絶縁基材１１が残存しないように孔開け加工を行って形成する。また、傾斜状貫通孔はテーパー状貫通孔１２に限られるものではなく、例えば図８に示すように、貫通孔１４の形成角度を傾斜させたもの（全体傾斜貫通孔）であってもよい。全体傾斜貫通孔１４の傾斜角αや大きさ（貫通孔の内径）はテーパー状貫通孔１２と同様とすることが好ましい。さらに、テーパー状貫通孔１２や全体傾斜貫通孔１４の形成数は第１の実施形態と同様に、1つのランド当たりに複数個とすることが好ましい。
【００３４】
次に、図７（ｃ）に示すように、シート状絶縁基材１１の裏面側に所望の配線パターンを有する第２のめっき下地層１５を印刷形成する。この際、図８に示した全体傾斜貫通孔１４を有するシート状絶縁基材１１では、所望の配線パターンを有する第２のめっき下地層１５の形成と同時に、全体傾斜貫通孔１４の内壁面の一部が第２のめっき下地層１５で覆われる。すなわち、テーパー状貫通孔１２は第１のめっき下地層１３の形成時に内壁面の一部が全周囲にわたってめっき下地層１３で覆われる。一方、全体傾斜貫通孔１４は表裏両面のめっき下地層１３、１５の形成時に、内壁面（その一部）の全周囲が順にめっき下地層１３、１５で覆われる。このように、テーパー状貫通孔１２および全体傾斜貫通孔１４のいずれもおいても同様な効果を得ることができる。
【００３５】
この後、図７（ｄ）に示すように、第１および第２のめっき下地層１３、１５を有するシート状絶縁基材１１に無電解めっき処理を施し、第１および第２のめっき下地層１３、１５上にそれぞれ金属めっき層からなる第１および第２の配線層１６、１７を形成する。この際、テーパー状貫通孔１２や全体傾斜貫通孔１４の内壁面の一部にはめっき下地層１３、１５が存在しているため、これらをめっき核として貫通孔１２、１４内を充填するように金属めっき層１８が析出する。
【００３６】
そして、シート状絶縁基材１１や金属めっき層（第１および第２の配線層１６、１７）の厚さ、また貫通孔１２、１４の大きさ等を適宜に設定することによって、第１および第２の配線層１６、１７間を貫通孔１２、１４内に充填された金属めっき層１８で電気的に接続することができる。金属めっき層の厚さ（第１および第２の配線層１６、１７の各厚さＴ）は、第１の実施形態と同様に、シート状絶縁基材１１の1/2の厚さ（1/2ｔ）より厚くなる（Ｔ＞1/2ｔ）ように設定することが好ましい。
【００３７】
上述したように、テーパー状貫通孔１２や全体傾斜貫通孔１４等の傾斜状貫通孔を有するシート状絶縁基材１１に無電解めっき処理を施すことによって、貫通孔１２、１４内に充填された金属めっき層１８でシート状絶縁基材１１の表裏両面間、すなわち第１および第２の配線層１６、１７間を電気的に接続するスルーホール接続部を有する配線基板１９（図７（ｄ））を得ることができる。このようなスルーホール接続部の形成に要する工程は、通常の配線層７、８の形成工程に、傾斜状貫通孔を形成する工程を追加するだけでよいため、配線基板１９の表裏両面間を簡易的に接続することが可能となる。
【００３８】
さらに、金属めっき層１８は傾斜状貫通孔１２、１４内に存在するめっき下地層１３、１５を介して析出するため、金属めっき層１８による貫通孔１２、１４内の充填性が向上する。すなわち、貫通孔１２、１４内に充填された金属めっき層１８による第１および第２の配線層１６、１７間の電気的な接続信頼性を高めることが可能となる。これらによって、印刷方式による低コスト性等の特性を損なうことなく、簡易な工程で信頼性に優れる両面接続を得ることができる。すなわち、スルーホール接続部による両面接続の信頼性に優れる配線基板１９を低コストで提供することが可能となる。第２の実施形態も第１および第２の配線層７、８の形成材料にＣｕ、Ａｇ、Ａｕ等を適用する場合に有効である。
【実施例】
【００３９】
次に、本発明の具体的な実施例およびその評価結果について述べる。
【００４０】
実施例１〜５
まず、電子写真式印刷に使用する金属微粒子含有トナーとして、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂に平均粒子径が0.7μmの銅粉末を50質量％の比率で添加、混合したものを用意した。このような金属微粒子含有トナーを用いて、シート状絶縁基材の表面側に第１のめっき下地層を印刷形成した。シート状絶縁基材としては、厚さ50μmのガラス−エポキシシート（実施例１）、厚さ25μmのポリイミドシート（実施例２）、厚さ50μmのポリイミドシート（実施例３）、厚さ75μmのポリイミドシート（実施例４）、厚さ50μmのＰＥＴシート（実施例５）を用いた。また、金属微粒子含有トナーの印刷は解像度600dpiのオフィス用複写機を用いて行った。
【００４１】
次に、第１のめっき下地層を印刷形成した各シート状絶縁基材に、先端径が200μmの縫い針を挿通して貫通孔を形成した。貫通孔はそれぞれ18個のランドに対して形成した。また各実施例について、1つのランドに対して1個の貫通孔を形成した試料と3個の貫通孔を形成した試料をそれぞれ作製した。なお、貫通孔の形成部を観察したところ、いずれもシートと連続した切片が残存していることを確認した。次いで、貫通孔を形成した各シート状絶縁基材の裏面側に、第１のめっき下地層と同様にして、第２のめっき下地層を印刷形成した。この後、各シート状絶縁基材に無電解銅めっき処理（液温30℃×5時間）を施して、それぞれ第１および第２の配線層とスルーホール接続部を形成した。
【００４２】
このようにして得た各配線基板について、各スルーホール接続部が電気的に接続しているかどうかを調べた。スルーホール接続部の導通検査は18個のランドに対してそれぞれ実施した。このようなスルーホール接続部の導通検査の結果を、18個のランドのうち電気的に接続しているランドの数として表１に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】
表１から明らかなように、厚さ75μmのポリイミドシートを用いた実施例４の配線基板では、貫通孔の数を1つとした場合に接続していないスルーホール接続部が僅かに存在したが、それ以外はいずれもスルーホール接続部で配線基板の表裏両面間を良好に接続することができた。各スルーホール接続部による電気抵抗値は20mΩ程度であった。
【００４５】
実施例６〜１０
まず、実施例１〜５と同様なシート状絶縁基材に対して、レーザ加工を適用して貫通孔を形成した。この際、レーザ出力を制御してテーパー状貫通孔を形成した。また、レーザによる加工角度を調整して全体傾斜貫通孔を形成した。これら傾斜状貫通孔を形成したシート状絶縁基材に、それぞれ実施例１〜５と同様な金属微粒子含有トナーを用いて第１および第２のめっき下地層を順に印刷形成した。この後、各シート状絶縁基材に実施例１〜５と同様にして無電解銅めっき処理を施して、それぞれ第１および第２の配線層とスルーホール接続部を形成した。このようにして得た各配線基板の導通検査を実施したところ、実施例１〜５と同様に良好な結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施形態による配線基板の製造工程を示す平面図である。
【図２】図１に示す配線基板の製造工程を断面で示す図である。
【図３】貫通孔の形成部分における切片形状の一例を示す平面図である。
【図４】図３に示す切片を断面で示す図である。
【図５】貫通孔の形成部分における切片形状の他の例を示す平面図である。
【図６】図５に示す切片を断面で示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態による配線基板の製造工程を示す断面図である。
【図８】図７に示す配線基板の製造工程の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１，１１…シート状絶縁基材、２，１３…第１のめっき下地層、３…針状部材、４…貫通孔、５…切片、６，１５…第２のめっき下地層、７，１６…第１の配線層、８，１７…第２の配線層、９，１８…金属めっき層、１０，１９…配線基板、１２…テーパー状貫通孔、１４…全体傾斜貫通孔。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状絶縁基材と、
前記シート状絶縁基材の表裏両面に所望の配線パターンに応じて形成され、金属微粒子を含有する樹脂層からなる第１および第２のめっき下地層と、
前記第１および第２のめっき下地層上にそれぞれ形成された金属めっき層からなる第１および第２の配線層と、
前記シート状絶縁基材の表裏両面間を接続するように形成された貫通孔と、前記貫通孔の形成部分に前記シート状絶縁基材と連続した状態で残存させた切片と、前記切片の表面の少なくとも一部を覆うめっき下地層と、前記第１および第２の配線層間を接続するように前記切片上の前記めっき下地層を介して形成された金属めっき層とを有するスルーホール接続部と
を具備することを特徴とする配線基板。
【請求項２】
シート状絶縁基材と、
前記シート状絶縁基材の表裏両面に所望の配線パターンに応じて形成され、金属微粒子を含有する樹脂層からなる第１および第２のめっき下地層と、
前記第１および第２のめっき下地層上にそれぞれ形成された金属めっき層からなる第１および第２の配線層と、
前記シート状絶縁基材の表裏両面間を接続するように形成された傾斜状貫通孔と、前記傾斜状貫通孔の内壁面の少なくとも一部を覆うめっき下地層と、前記第１および第２の配線層間を接続するように前記傾斜状貫通孔の内壁面上の前記めっき下地層を介して形成された金属めっき層とを有するスルーホール接続部と
を具備することを特徴とする配線基板。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の配線基板において、
前記スルーホール接続部は複数の前記貫通孔を有することを特徴とする配線基板。
【請求項４】
シート状絶縁基材の表裏両面に、所望の配線パターンを有する第１および第２のめっき下地層を印刷形成する工程と、
前記第１および第２のめっき下地層の少なくとも一方を有する前記シート状絶縁基材に針状部材を挿通し、前記針状部材の挿通部分に前記めっき下地層を有する切片を残存させつつ、前記シート状絶縁基材の表裏両面間を接続する貫通孔を形成する工程と、
前記めっき下地層に無電解めっきを施して、前記第１および第２のめっき下地層上に金属めっき層からなる第１および第２の配線層を形成すると共に、前記切片上の前記めっき下地層を用いて前記貫通孔内に前記第１および第２の配線層間を接続する金属めっき層を形成する工程と
を具備することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項５】
シート状絶縁基材の表裏両面間を接続する傾斜状貫通孔を形成する工程と、
前記傾斜状貫通孔を有するシート状絶縁基材の表裏両面に、所望の配線パターンを有する第１および第２のめっき下地層を、前記傾斜状貫通孔の内壁面の少なくとも一部を覆いつつ印刷形成する工程と、
前記めっき下地層に無電解めっきを施して、前記第１および第２のめっき下地層上に金属めっき層からなる第１および第２の配線層を形成すると共に、前記傾斜状貫通孔の内壁面上に存在する前記めっき下地層を用いて前記傾斜状貫通孔内に前記第１および第２の配線層間を接続する金属めっき層を形成する工程と
を具備することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項１】
シート状絶縁基材と、
前記シート状絶縁基材の表裏両面に所望の配線パターンに応じて形成され、金属微粒子を含有する樹脂層からなる第１および第２のめっき下地層と、
前記第１および第２のめっき下地層上にそれぞれ形成された金属めっき層からなる第１および第２の配線層と、
前記シート状絶縁基材の表裏両面間を接続するように形成された貫通孔と、前記貫通孔の形成部分に前記シート状絶縁基材と連続した状態で残存させた切片と、前記切片の表面の少なくとも一部を覆うめっき下地層と、前記第１および第２の配線層間を接続するように前記切片上の前記めっき下地層を介して形成された金属めっき層とを有するスルーホール接続部と
を具備することを特徴とする配線基板。
【請求項２】
シート状絶縁基材と、
前記シート状絶縁基材の表裏両面に所望の配線パターンに応じて形成され、金属微粒子を含有する樹脂層からなる第１および第２のめっき下地層と、
前記第１および第２のめっき下地層上にそれぞれ形成された金属めっき層からなる第１および第２の配線層と、
前記シート状絶縁基材の表裏両面間を接続するように形成された傾斜状貫通孔と、前記傾斜状貫通孔の内壁面の少なくとも一部を覆うめっき下地層と、前記第１および第２の配線層間を接続するように前記傾斜状貫通孔の内壁面上の前記めっき下地層を介して形成された金属めっき層とを有するスルーホール接続部と
を具備することを特徴とする配線基板。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の配線基板において、
前記スルーホール接続部は複数の前記貫通孔を有することを特徴とする配線基板。
【請求項４】
シート状絶縁基材の表裏両面に、所望の配線パターンを有する第１および第２のめっき下地層を印刷形成する工程と、
前記第１および第２のめっき下地層の少なくとも一方を有する前記シート状絶縁基材に針状部材を挿通し、前記針状部材の挿通部分に前記めっき下地層を有する切片を残存させつつ、前記シート状絶縁基材の表裏両面間を接続する貫通孔を形成する工程と、
前記めっき下地層に無電解めっきを施して、前記第１および第２のめっき下地層上に金属めっき層からなる第１および第２の配線層を形成すると共に、前記切片上の前記めっき下地層を用いて前記貫通孔内に前記第１および第２の配線層間を接続する金属めっき層を形成する工程と
を具備することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項５】
シート状絶縁基材の表裏両面間を接続する傾斜状貫通孔を形成する工程と、
前記傾斜状貫通孔を有するシート状絶縁基材の表裏両面に、所望の配線パターンを有する第１および第２のめっき下地層を、前記傾斜状貫通孔の内壁面の少なくとも一部を覆いつつ印刷形成する工程と、
前記めっき下地層に無電解めっきを施して、前記第１および第２のめっき下地層上に金属めっき層からなる第１および第２の配線層を形成すると共に、前記傾斜状貫通孔の内壁面上に存在する前記めっき下地層を用いて前記傾斜状貫通孔内に前記第１および第２の配線層間を接続する金属めっき層を形成する工程と
を具備することを特徴とする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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−２２９０３４（Ｐ２００６−２２９０３４Ａ）
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−４２１７０（Ｐ２００５−４２１７０）
【出願日】平成１７年２月１８日（２００５．２．１８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月１８日（２００５．２．１８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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