JP2002368364A - プリント配線基板とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】プリント配線基板全体の耐湿性を向上させるこ
とができ、接続信頼性、耐リペア性に優れ、電気絶縁性
基材の曲げ剛性等の機械的強度を向上したプリント配線
基板およびその製造方法を提供する。 【解決手段】電気絶縁性基材201の厚さ方向に開けられ
た貫通孔に導電性体フィラーを含む導電体205が充填さ
れ、前記電気絶縁性基材の両面に所定のパターンに形成
された配線層204,206,208が前記導電体205によって電気
的に接続されているプリント配線基板において、前記電
気絶縁性基材201がガラスクロスまたはガラス不織布に
微粒子を混入させた熱硬化性エポキシ樹脂を含浸させた
基材で形成されており、かつ前記導電体に含まれる導電
性フィラーの平均粒径が前記微粒子の平均粒径よりも大
きい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は高機能を有する各種
電子機器の高密度実装に適し、かつ曲げ剛性あるいは吸
湿特性に優れ耐リペア性に適したプリント配線基板とそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化、薄型化、軽量
化、高機能化が進展する中で電子機器を構成する各種電
子部品の小型化や薄型化等とともに、これら電子部品が
実装されるプリント配線基板も高密度実装を可能とする
様々な技術開発が盛んである。

【０００３】特に最近は急速な実装技術の進展ととも
に、ＬＳＩ等の半導体装置のベアチップをプリント配線
基板上に直接、かつ高密度に実装でき、かつ高速信号処
理回路にも対応できる多層配線構造の回路基板が安価に
供給されることが強く要望されてきている。このような
多層配線回路基板では微細な配線ピッチで形成された複
数層の配線パターン間の高い電気的接続信頼性や優れた
高周波特性を備えていることが重要であり、また半導体
ベアチップとの高い接続信頼性が要求される。

【０００４】この課題に対して、従来の多層配線基板に
おいて層間接続の主流となっていたスルーホール内壁の
銅めっき導体に代えて、インタースティシャルビアホー
ル（ＩＶＨともいう）に導電体を充填して接続信頼性の
向上を図るとともに部品ランド直下や任意の層間にＩＶ
Ｈを形成でき、基板サイズの小型化や高密度実装が実現
できる全層ＩＶＨ構造の樹脂多層配線基板がある（特開
平６−２６８３４５号公報）。図１２Ａ〜図１２Ｇに前
記プリント配線基板の製造方法を示す。まず、図１２Ａ
に示すように、アラミド不織布に熱硬化性エポキシ樹脂
を含浸させたアラミドエポキシプリプレグである多孔質
基材４０２の両面にポリエステル等の離形フィルム４０
１をラミネートする。次に図１２Ｂに示すように、多孔
質基材４０２の所定の箇所にレーザー加工法により貫通
孔４０３を形成する。次に図１２Ｃに示すように、貫通
孔４０３に導電ペースト４０４を充填する。充填する方
法としては、貫通孔４０３を有する多孔質基材４０２を
スクリーン印刷機のテーブル上に設置し、直接導電ペー
スト４０４を離形フィルム４０１の上から印刷する。こ
の際、印刷面の離形フィルム４０１は印刷マスクの役割
と多孔質基材４０２表面の汚染防止の役割を果たしてい
る。次に多孔質基材４０２の両面から離形フィルム４０
１を剥離する。次に、多孔質基材４０２の両面に銅箔等
の金属箔４０５を貼り付ける。この状態で加熱加圧する
ことにより、図１２Ｄに示すように、多孔質基材４０２
は圧縮され、その厚さは薄くなる。その際、貫通孔４０
３内の導電ペースト４０４も圧縮されるが、その時に導
電ペースト内のバインダ成分が押し出され、導電成分同
士および導電成分と金属箔４０５間の結合が強固にな
り、導電ペースト４０４中の導電物質が緻密化され、層
間の電気的接続が得られる。その後、多孔質基材４０２
の構成成分である熱硬化性樹脂および導電ペースト４０
４が硬化する。そして図１２Ｅに示すように、金属箔４
０５を所定のパターンに選択エッチングして両面配線基
板が完成する。さらに、図１２Ｆに示すように、前記両
面配線基板の両側に導電性ペースト４０８が印刷された
多孔質基材４０６と金属箔４０７を貼り付けて、加熱加
圧した後、図１２Ｇに示すように、金属箔４０７を所定
のパターンに選択エッチングすることによって多層配線
基板が完成する。

【０００５】これらの回路形成用基板を用いて形成され
た樹脂多層基板は、低膨張率、低誘電率、軽量であると
いう長所を生かして多くの電子機器に利用されてきてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
全層ＩＶＨ構造を有する樹脂多層配線基板では、現在そ
の主たる構成材料が上記したようにアラミド不織布を芯
材とするものであり、電気絶縁性基材の構成はエポキシ
樹脂とアラミド不織布繊維が均質に混在した状態となっ
ている。アラミド不織布を芯材とする電気絶縁性基材は
厚さ方向の熱膨張係数（ＣＴＥともいう）が１００ｐｐ
ｍ／℃前後であり、全層ＩＶＨ構造を形成するインナー
ビア導電体のＣＴＥ（約１７ｐｐｍ／℃）と大きく相違
している。

【０００７】したがって、急激な温度変化を生じる電子
機器の過酷な使用環境下においては若干の特性劣化が見
られるために、さらなる信頼性の高いプリント配線基板
が望まれていた。

【０００８】本発明は上記課題を解決するものであり、
プリント配線基板全体の耐湿性を向上させることによっ
て接続信頼性、耐リペア性に優れ、また電気絶縁性基材
の曲げ剛性等の機械的強度を向上したプリント配線基板
およびその製造方法を提供することを第１番目の目的と
する。

【０００９】本発明の第２番目の目的は、前記第１番目
の目的に加えて、絶縁基板全体の熱膨張係数（ＣＴＥ）
を小さくすることにより、配線パターンと絶縁基板との
接着性およびインナービア導体との接続信頼性を改善し
たプリント配線基板を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の第１番目のプリント配線基板は、電気絶縁
性基材の厚さ方向に開けられた貫通孔に導電性フィラー
を含む導電体が充填され、前記電気絶縁性基材の両面に
所定のパターンに形成された配線層が前記導電体によっ
て電気的に接続されているプリント配線基板において、
前記電気絶縁性基材がガラスクロスまたはガラス不織布
に微粒子を混入させた熱硬化性エポキシ樹脂を含浸させ
た基材で形成されており、かつ前記導電体に含まれる導
電性フィラーの平均粒径が前記微粒子の平均粒径よりも
大きいことを特徴とする。

【００１１】次に本発明の第２番目のプリント配線基板
は、第１のインナービア導体により接続された少なくと
も２層の第１の配線パターンを有する内層配線基板と、
前記内層配線基板の両面にガラスエポキシ樹脂を絶縁基
材としてその内部に圧縮することにより導電性を付与し
た第２のインナービア導体および前記絶縁基材の最外表
面に配された第２の配線パターンを備えた外層配線基板
とからなり、前記第２のインナービア導体により前記内
層配線基板の表面の前記第１の配線パターンと前記外層
配線基板の前記第２の配線パターンとは電気的に接続さ
れていることを特徴とする。

【００１２】次に本発明の第１番目の製造方法は、ガラ
スクロスまたはガラス不織布に、微粒子を混入させた熱
硬化性エポキシ樹脂を含浸させたプリプレグからなる電
気絶縁性基材の両面に離型質フィルムを覆った後に貫通
孔を設け、前記貫通孔に前記微粒子の平均粒径よりも大
きい平均粒径の導電性フィラーを含む導電体を充填し、
前記離型質フィルムを剥離した後に前記電気絶縁性基材
の両側に金属箔を重ね、前記金属箔を重ねた前記電気絶
縁性基材を加熱加圧して圧縮することにより、前記電気
絶縁性基材と前記金属箔を接着し、前記金属箔間を電気
的に接続し、前記金属箔を所定のパターンに形成するこ
とを特徴とする。

【００１３】次に本発明の第２番目の製造方法は、第１
のインナービア導体により接続された少なくとも２層の
第１の配線パターンを有する内層配線基板の両面に、任
意の箇所の貫通孔内に第２のインナービア導体を形成す
るための導電性ペーストを充填したプリプレグ状態のガ
ラスエポキシ樹脂絶縁基板を配置し、さらに前記２枚の
ガラスエポキシ樹脂絶縁基板のそれぞれ外側に銅箔を配
置して前記２枚の銅箔の外側から前記内層配線基板およ
びプリプレグ状態のガラスエポキシ樹脂絶縁基板を加
圧、加熱することにより、前記内層配線基板の両面に突
出して設けられている配線パターンを前記プリプレグ状
態のガラスエポキシ樹脂絶縁基板の内部に圧入すると同
時に前記ガラスエポキシ樹脂絶縁基板に設けられている
前記導電性ペーストを圧縮して前記最外層の銅箔と前記
内層配線基板の第１の配線パターンとを電気的に接続し
た後、前記銅箔を選択的にエッチングして第２の配線パ
ターンを形成して外層配線基板とすることを特徴とす
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の第１番目のプリント配線
基板によれば、プリント配線基板全体の耐湿性を向上さ
せることによって接続信頼性、耐リペア性に優れ、また
電気絶縁性基材の曲げ剛性等の機械的強度を向上したプ
リント配線基板を提供することができる。また、電気絶
縁性基材を構成するエポキシ樹脂に無機質フィラーを混
在させると、エポキシ樹脂の溶融粘度が上昇し、加熱加
圧時に電気絶縁性基材と金属箔の界面で生じる樹脂流れ
を抑制し、エポキシ樹脂が金属箔と導電体の界面に浸入
することを防ぐことによって導電体に充分な圧縮がかか
り、安定した接続信頼性が得られる。

【００１５】また、無機質フィラーの平均粒径が、導電
性フィラーの平均粒径よりも小さいと、加熱加圧時に導
電性フィラーが拡散していくのを抑制し、導電体に充分
な圧縮がかかり、安定した接続信頼性が得られる。な
お、無機質フィラーの平均粒径は導電性フィラーの平均
粒径の１０〜５０％であることが好ましい。

【００１６】前記導電性フィラーは、金、銀、銅、アル
ミニウムなどの金属粉を用いることができる。ビア孔径
が約５０μｍ程度のときは、導電性フィラーの平均粒子
径は約５μｍ程度が好ましく、ビア孔径が約３０μｍ程
度のときは、導電性フィラーの平均粒子径は約１〜３μ
ｍ程度が好ましい。

【００１７】また、無機質フィラーがＳｉＯ₂、Ｔｉ
Ｏ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＳｉＣおよびＡｌＮ粉末から
選ばれる少なくとも１つであると、曲げ強度などの機械
的強度をさらに向上させたプリント配線基板を得ること
ができる。

【００１８】また、無機質フィラーの添加量が２５〜４
５vol.％であると、溶融粘度を保ち、かつ導電体に充分
な圧縮をかけることができる。無機質フィラーの添加量
が２５vol.％未満だと充分な溶融粘度を得ることができ
なくなって過剰な樹脂流れを起こし、４５vol.％を越え
るとエポキシ樹脂の流動性が悪くなって導電体に充分な
圧縮をかけられなくなり、かつ密着性も低下する。な
お、無機質フィラーの添加量は３５〜４０vol．％であ
ることが好ましい。

【００１９】また、電気絶縁性基材の厚さが電気絶縁性
基材の厚さ方向に開けられた貫通孔の径よりも小さい
と、レーザー加工機等を使用して貫通孔を形成した時の
テーパーを抑制することができ、剛性を保ちつつ薄型で
軽量なプリント配線基板を提供することができる。な
お、電気絶縁性基材の厚さが薄いほど、導電体は圧縮さ
れやすいので（離形フィルムの厚さ分だけ、導電体は厚
くなっているので圧縮率が高くなる。）、貫通孔の径が
１００〜２００μmに対して、電気絶縁性基材の厚さは
５０〜１００μｍであることが好ましい。

【００２０】また、プリプレグ状態の電気絶縁性基材に
ボイドが含まれていると、加熱加圧時にボイドの分だけ
電気絶縁性基材が圧縮され、導電体に充分な圧縮がかか
り、安定した接続抵抗が得られる。

【００２１】また、電気絶縁性基材の厚さ方向に開けら
れた貫通孔に充填された導電体の厚さ方向の熱膨張係数
（ＣＴＥ）が電気絶縁性基材厚さ方向の熱膨張係数に対
してほぼ等しいと、急激な温度変化を生じる環境下にお
いても、ＣＴＥのギャップによって生じる歪を抑制し、
安定した接続信頼性が得られる。なお、導電体の厚さ方
向のＣＴＥは電気絶縁性基材厚さ方向のＣＴＥと等しい
ことが好ましい。

【００２２】また、本発明のプリント配線基板を複数枚
積層した多層プリント配線基板とすることもできる。こ
れにより、高信頼性なビアホール接続を有する多層プリ
ント配線基板を提供することができる。

【００２３】また、本発明の多層プリント配線基板にお
いて、電気絶縁性基材の厚さ方向に開けられた貫通孔に
充填された導電体の厚さがほぼ等しいと、優れたインピ
ーダンス特性が得られ、高周波回路に適応したプリント
配線基板を提供することができる。

【００２４】また、導電体が導電性ペーストであると、
貫通孔内の導電性ペーストに圧縮がかかった際、導電性
ペースト中の樹脂成分が貫通孔内より排出され、導電性
ペースト中の導体成分が緻密化され、高信頼性を有する
ビアホール接続が可能になる。

【００２５】また、貫通孔がレーザー加工機によって形
成されると、配線パターンの微細化に応じた微細な直径
を有する貫通孔の形成が容易、かつ高速で行う事ができ
る。

【００２６】次に本発明の第１番目の製造方法によれ
ば、耐湿性、接続信頼性、あるいは耐リペア性に優れ、
また電気絶縁性基材の曲げ剛性等の機械的強度を向上し
た両面プリント配線基板を提供することができる。

【００２７】また、電気絶縁性基材の厚さが、加熱加圧
前後で薄くなると、導電体に充分な圧縮をかけることが
できる。なお、樹脂流れを抑制するために、電気絶縁性
基材の厚さは加熱加圧前後で１０〜１５％薄くなること
が好ましい。

【００２８】また、電気絶縁性基材の厚さ方向に開けら
れた貫通孔に充填された導電体の厚さが、加熱加圧前後
で薄くなると、充分な圧縮によって導電体中の導体成分
が緻密化され、高信頼性を有するビアホール接続が可能
となる。なお、導電体の厚さは加熱加圧によって３０〜
４０％薄くなることが好ましい。

【００２９】また、加熱加圧後の電気絶縁性基材の中央
と周辺の厚みがほぼ等しいと、加熱加圧時に電気絶縁性
基材全体に均等に圧縮がかかり、接続抵抗のバラツキを
抑制することができる。

【００３０】また、前記両面プリント配線基板の両側
に、導電体が充填されたガラスクロスあるいはガラス不
織布に熱硬化性エポキシ樹脂を含浸させたプリプレグか
ら成る電気絶縁性基材と金属箔を貼り付けて加熱加圧し
て圧縮することにより、前記電気絶縁性基材の表面の樹
脂層に前記両面プリント配線基板の配線層を埋設して全
ての導電体の厚さをほぼ等しくする工程と、前記金属箔
を所定のパターンに形成する工程を有することにより、
優れた信頼性を備え、超小型化された電子部品等を高密
度実装することが可能な緻密配線パターンを形成でき
る、剛性の高い薄型で小型な多層プリント配線基板を得
ることができる。

【００３１】また、前記複数枚の両面プリント配線基板
の間に、導電体が充填されたガラスクロスあるいはガラ
ス不織布に熱硬化性エポキシ樹脂を含浸させたプリプレ
グから成る電気絶縁性基材を一括して貼り付けて加熱加
圧して圧縮することにより、前記電気絶縁性基材の表面
の樹脂層に前記両面プリント配線基板の配線層を埋設し
て全ての導電体の厚さをほぼ等しくする工程を有するこ
とにより、優れた信頼性を備え、超小型化された電子部
品等を高密度実装することが可能な緻密配線パターンを
形成できる多層プリント配線基板をより少ない工程で安
価に得ることができる。

【００３２】次に本発明の第２番目のプリント配線基板
によれば、外層配線基板として高い機械的強度および耐
湿性を有するガラスエポキシ樹脂基板を配置することに
より、高い曲げ強度と耐湿性に優れた複合型のプリント
配線基板を得ることができる。

【００３３】また、内層配線基板としてアラミド不織布
に熱硬化性エポキシ樹脂を含浸させたものを絶縁基材と
して用いることが好ましく、このことにより絶縁基材の
任意の箇所に微細径の第１のインナービア導体を設ける
ことができ、全層ＩＶＨ構造とすることができるので高
密度配線を形成したプリント配線基板を得ることができ
る。

【００３４】また外層配線基板として、ガラス繊維に含
浸させるエポキシ樹脂にはＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、Ａｌ
₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＳｉＣまたはＡｌＮ粉末等の無機質フィ
ラーから選ばれる少なくとも１つを３０重量％〜７０重
量％の範囲で混在させることが好ましく、曲げ強度をさ
らに向上することができ、圧縮性に優れたプリント配線
基板を得ることができる。

【００３５】次に本発明の第２番目の製造方法によれ
ば、高い曲げ強度と耐湿性に優れた複合プリント配線基
板を提供することができる。

【００３６】

【実施例】つぎに本発明の実施例について図面を参照し
ながらさらに具体的に説明する。

【００３７】（実施例１）図１Ａ〜図１Ｆは、本発明の
第１の実施例における両面配線基板の製造方法を示す工
程断面図である。

【００３８】まず図１Ａに示すように、ガラスクロスに
平均粒子径が２μｍのＳｉＣの微粒子を４０vol.%混入
させた熱硬化性エポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキ
シのプリプレグである電気絶縁性基材１０２の両面にポ
リエステル等の離形フィルム１０１をラミネートした。
ラミネートは１２０℃程度の温度で行った。これによ
り、電気絶縁性基材１０２の表面の樹脂層がわずかに溶
融して離形フィルム１０１を貼りつけることができた。
本実施例では電気絶縁性基材として、ガラスクロスの厚
さ１００μｍ、表面の樹脂層の厚さ１５μｍ、基材の厚
さ１３０μｍのガラスエポキシプリプレグを用いた。図
５は、プリント配線基板の基材の樹脂層の厚みと初期抵
抗値の依存性を示す関係図である。基材の樹脂層の厚さ
が薄くなるにつれて、初期抵抗値が低くなっていること
から、本実施例では樹脂層の厚さ１３０μmの基材を用
いた。さらに、離形フィルムに１９μｍ厚のポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いた。なお、ガラスク
ロスのかわりにガラス不織布を用い、表面に樹脂層を形
成した電気絶縁性基材を使用する事も可能である。

【００３９】また、微粒子として、無機質フィラーで
は、ＳｉＣの他にＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ
およびＡｌＮがあり、有機質フィラーでは、ベンゾグア
ナミン、ポリアミド、ポリイミド、メラミン樹脂、エポ
キシ樹脂等を含ませることができ、無機質フィラーと有
機質フィラーを混合させても良い。

【００４０】次に図１Ｂに示すように、電気絶縁性基材
１０２の所定の箇所にレーザー加工法により貫通孔１０
３を形成した。上記レーザー加工機により形成された貫
通孔は孔径約１００μｍとなった。また、ガラスエポキ
シのプリプレグには空孔が１０vol．％含まれており、
空孔の径は３μｍであった。

【００４１】次に図１Ｃに示すように、貫通孔１０３に
導電ペースト１０４を充填した。充填方法としては、ス
クリーン印刷機により、直接導電ペースト１０４を離形
フィルム１０１上から印刷することで充填した。この
際、印刷面と反対側より和紙等の多孔質シートを介して
真空吸着することにより、貫通孔１０３内の導電ペース
ト１０４中の樹脂成分を吸い取り、導体成分の割合を増
加させることで導体成分を更に緻密に充填することがで
きた。また、離形フィルム１０１は印刷マスクの役割と
電気絶縁性基材１０２表面の汚染防止の役割を果たして
いた。なお、導電ペースト中の導電フィラーの平均粒径
は５μｍで空孔の径よりも大きく、また微粒子の粒径よ
りも大きかった。

【００４２】次に図１Ｄに示すように、電気絶縁性基材
１０２の両面から離形フィルム１０１を剥離し、電気絶
縁性基材１０２の両面に銅箔等の金属箔１０５を重ね合
わせ、加熱加圧した。加熱加圧は真空プレスにより行っ
た。条件は、温度：２００℃、圧力：４．９ＭＰａ、真
空度：5.33×10³Pa(40Torr)、処理時間：１時間であっ
た。

【００４３】この条件で加熱加圧することにより、図１
Ｅに示すように、電気絶縁性基材１０２は圧縮され、そ
の厚さは中央で１１８μｍ、周辺で１１６μｍに薄くな
り、中央と周辺の厚みの差は約２％となった。全体の圧
縮率は約１０％であった。その際、貫通孔１０３内の導
電ペースト１０４も圧縮されるが、その時に導電ペース
ト内のバインダ成分が押し出され、導電成分同士および
導電成分と金属箔１０５間の結合が強固になり、導電ペ
ースト１０４中の導電物質が緻密化された。この時の導
電体の圧縮率は(168−117)×100/168＝30.4％であっ
た。その後、電気絶縁性基材１０２の構成成分である熱
硬化性樹脂および導電ペースト１０４を、温度：２００
℃、圧力：４．９ＭＰａ、真空度：5.33×10³Pa(40Tor
r)で１時間処理することにより、硬化させた。

【００４４】最後に図１Ｆに示すように、金属箔１０５
を所定のパターンに選択エッチングすることによって、
電気絶縁性基材１０２表裏の配線層１０６間の電気的接
続が得られ、両面配線基板が完成した。

【００４５】本実施例では、導電性ペーストに含まれる
導電紛の平均粒径は5μｍであり、無機質フィラーの平
均粒径は導電紛の平均粒径の４０％であった。また、導
電体厚さ方向のＣＴＥは約３０ｐｐｍ/℃、電気絶縁性
基材の厚さ方向のＣＴＥは約２０ｐｐｍ/℃であり、導
電体のＣＴＥは電気絶縁性基材のＣＴＥよりも大きかっ
た。

【００４６】このように微粒子の平均粒径より大きいフ
ィラーを用いることで、加熱加圧の際に、電気絶縁性基
材の表面の樹脂層において、微粒子が盾となって導電性
フィラーの拡散を抑制することができ、導電体に充分な
圧縮がかかり、安定した接続信頼性が得られ、かつ優れ
た吸湿特性も得られる。よって、はんだディップ、ある
いはリペアの際にも急激な温度変化によって導電体と配
線層が剥離するのを抑制することができる。

【００４７】さらに、電気絶縁性基材を構成するエポキ
シ樹脂に無機質フィラーであるＳｉＣを４０vol.％混在
させており、平均粒径は２μｍであった。図４Ａ−Ｃ
は、プリント配線基板の抵抗値のバラツキを示す分布図
である。図４Ａに示すように、フィラー充填量が２０vo
l.％の場合は抵抗値がばらついていた。これに対し、図
４Ｂに示すように、フィラー量が３０vol.％の場合は分
布がまとまっているが若干のバラツキが見られた。そし
て、図４Ｃに示すように、フィラー量が４０vol.％の場
合はさらにまとまった分布が見られた。

【００４８】また、微粒子の添加量が２５〜４５vol.％
であると、溶融粘度を保ち、かつ導電体に充分な圧縮を
かけることができるので、安定した接続信頼性が得られ
る。微粒子の添加量が２５vol.％未満だと、充分な溶融
粘度を得ることができなくなり、電気絶縁性基材の表面
の樹脂層で過剰な樹脂流れを起こし、導電体に含まれる
導電性フィラーが拡散するため、導電体にかかる圧力も
拡散してしまう。さらに、拡散した導電性フィラー自体
がマイグレーションを起こして絶縁不良になる可能性も
ある。また、微粒子の添加量が４５vol.％を越えると、
充分な密着性が得られるだけのエポキシ樹脂の量が不足
し、かつエポキシ樹脂の流動性が悪くなって導電体に充
分な圧縮をかけられなくなる。なお、微粒子の添加量は
３０〜３５vol．％であることがより望ましい。

【００４９】本実施の形態のプリント配線基板は、電気
絶縁性基材の曲げ剛性等の機械的強度を向上し、かつ接
続信頼性、吸湿特性に優れたプリント配線基板を提供す
ることができる。

【００５０】（実施例２）図２Ａ−Ｄは、本発明の第２
の実施例における両面配線基板の製造方法を示す工程断
面図である。

【００５１】まず図２Ａに示すように、第１の実施の形
態の図１Ｆと同様にして作製されたコア基板２０１を準
備した。

【００５２】次に、図２Ｂに示すように、コア基板２０
１の両側に第１の実施の形態の図１Ｃ工程にある電気絶
縁性基材２０２を重ね合わせ、更にその両側に金属箔２
０３を重ね合わせ、加熱加圧した。加熱加圧は真空熱プ
レスにより行った。条件は、温度：２００℃、圧力：
４．９ＭＰａ、真空度：5.33×10³Pa(40Torr)、処理時
間：１時間であった。

【００５３】この加熱加圧により、電気絶縁性基材２０
２は圧縮されて薄くなり、さらに配線層２０４は電気絶
縁性基材２０２内に埋め込まれた。その際、導電性ペー
スト２０５も圧縮されるが、その時に導電性ペースト内
のバインダ成分が押し出され、導電成分同士および導電
成分と金属箔２０３間の結合が強固になり、導電性ペー
スト２０５中の導電物質が緻密化された。その後、電気
絶縁性基材２０２の構成成分である熱硬化性樹脂および
導電性ペースト２０５が硬化した。

【００５４】次に、図２Ｃに示すように、金属箔２０３
を所定のパターンに選択エッチングすることによって、
配線層２０４と配線層２０６の間の電気的接続が得ら
れ、４層配線基板が完成した。

【００５５】最後に、図２Ｄに示すように、４層配線基
板の両側に電気絶縁性基材２０７を重ね合わせ、図２
Ｂ、図２Ｃと同様の工程を経て、配線層２０６と配線層
２０８の間の電気的接続が得られ、６層配線基板が完成
した。

【００５６】本実施例の６層配線基板は、全層をガラス
エポキシで構成することによって、超小型化された電子
部品等を高密度実装することが可能な緻密配線パターン
を形成できる、剛性、吸湿性、あるいはリペア性に優れ
た多層プリント配線基板を提供することができる。

【００５７】（実施例３）図３Ａ、図３Ｂは、本発明の
第３の実施例における両面配線基板の製造方法を示す工
程断面図である。

【００５８】まず図３Ａに示すように、第１の実施例の
図１Ｆと同様にして作製されたコア基板３０１を３枚、
第１の実施例の図１Ｃ工程にある電気絶縁性基材３０２
を2枚準備し、コア基板３０１の間に電気絶縁性基材３
０２をそれぞれ重ね合わせ、加熱加圧した。加熱加圧は
真空熱プレスにより行った。条件は、温度：２００℃、
圧力：４．９ＭＰａ、真空度：5.33×10³Pa(40Torr)、
処理時間：１時間であった。

【００５９】この加熱加圧により、図３Ｂに示すよう
に、電気絶縁性基材３０２は圧縮されて薄くなり、さら
に配線層３０３は電気絶縁性基材３０２内に埋め込まれ
た。その際、導電性ペースト３０４も圧縮されるが、そ
の時に導電性ペースト内のバインダ成分が押し出され、
導電成分同士および導電成分と配線層３０３間の結合が
強固になり、導電性ペースト３０４中の導電物質が緻密
化された。その後、電気絶縁性基材３０２の構成成分で
ある熱硬化性樹脂および導電性ペースト３０４は、前記
加熱加圧により硬化し、配線層３０３間の電気的に接続
され、６層配線基板が完成した。

【００６０】本実施例の６層配線基板は、全層をガラス
エポキシで構成し、一括して積層することによって、超
小型化された電子部品等を高密度実装することが可能な
緻密配線パターンを形成できる、剛性、吸湿性、あるい
はリペア性に優れた多層プリント配線基板をより少ない
工程で安価に提供することができる。

【００６１】（実施例４）図６は本発明の実施例４にお
けるプリント配線基板を示す。ガラスエポキシ樹脂を絶
縁基材５とする外層配線基板６は、実施例１と同様に作
製した。そして、第１のインナービア導体１ａと、第１
の配線パターン２ａが形成されたアラミドエポキシ樹脂
を絶縁基材３とする３層構造の全層ＩＶＨ構造の内層配
線基板４の両面に、第２のインナービア導体１ｂによっ
て内層配線基板４の第１の配線パターン２ａと接続され
ている最外層の第２の配線パターン２ｂを有するガラス
エポキシ樹脂を絶縁基材５とする外層配線基板６を配置
した。第２のインナービア導体１ｂは、内層配線基板４
と外層配線基板６を積層し一体成形する際に、貫通孔内
に充填された導電性ペーストが圧縮されて形成された。
このようにして形成された第２のインナービア導体１ｂ
は、十分な導電性を有していた。

【００６２】（実施例５）つぎに図７は本発明の実施例
５を示すものであり、実施例４と異なる点は図７に示す
ように内層配線基板４がアラミドエポキシ樹脂を絶縁基
材３とする両面配線基板となっている点であり、その他
の構成は第１の実施の形態と同様である。

【００６３】（実施例６）つぎに本発明の実施例６にお
けるプリント配線基板の製造方法について図８Ａ〜図８
Ｃを用いて、図６と同一部分には同一番号を付して説明
する。

【００６４】図８Ａに示すように、各層の第１の配線パ
ターン２ａが第１のインナービア導体１ａで接続された
全層ＩＶＨ構造を有する内層配線基板４の両面に第２の
インナービア導体１ｂを形成するための銀または銅等の
導電性粉末を主成分とする導電性ペースト７が印刷等に
より充填されたプリプレグ状態のガラスエポキシ樹脂よ
りなる絶縁基材５を配置し、さらにその両外側に銅箔８
を配置する。

【００６５】その後、図８Ｂに示すように、その両側面
から金型等のプレス機を用いて加圧、加熱することによ
り全体を圧縮、積層する。このようにすることにより内
層配線基板４の最外層に形成されている第１の配線パタ
ーン２ａは圧縮前にプリプレグ状態にあったガラスエポ
キシ樹脂基板５の表面層の内部に圧入されると同時にガ
ラスエポキシ樹脂絶縁基材５に設けられている導電性ペ
ースト７が圧縮されて導電性を生じ、第２のインナービ
ア導体１ｂとなって第１の配線パターン２ａと銅箔８と
を電気的に接続する。このとき銅箔８は絶縁基材５の表
面に流動しているエポキシ樹脂層によって強固に接着さ
れる。

【００６６】つぎに図８Ｃに示すように、両面に接着さ
れた最外層の銅箔８を通常のフォトリソ法によって選択
的にパターンニングして第２の配線パターン２ｂを形成
することにより第１の配線パターン２ａおよび第２の配
線パターン２ｂが第１のインナービア導体１ａおよび第
２のインナービア導体１ｂで相互に接続された多層構造
の複合プリント配線基板を得ることができる。

【００６７】図９Ａは、図８Ａに示す製造方法において
内層配線基板４に絶縁基材５と銅箔８を積層するときの
状態を一部拡大して示すものであり、図９Ａに示すよう
にプリプレグ状態のガラスエポキシ樹脂よりなる絶縁基
材５は、ガラス繊維５ａが絶縁基材の内層に凝集しエポ
キシ樹脂５ｂが絶縁基材５の表面に滞留した状態となっ
ている。

【００６８】したがってこの絶縁基材５と内層配線基板
４および銅箔８を図のように配置した後、両側面から加
熱、加圧することにより、図９Ｂに示すように内層配線
基板４の配線パターン２ａは絶縁基材５の表面に滞留し
ているエポキシ樹脂５ｂの内部に圧入されて埋め込まれ
た状態となる。

【００６９】またそのとき同時に絶縁基材５の貫通孔に
充填されている導電性ペースト７はその厚さが始めｔ₁
であったものがｔ₂の厚さへと圧縮されて、低抵抗の第
２のインナービア導体１ｂを形成し内層配線基板４の第
１の配線パターン２ａと銅箔８とを電気的に接続するこ
とが可能となる。

【００７０】つぎに図１０は、図９Ａ〜図９Ｂに示す絶
縁基材としてガラスエポキシ樹脂の中にＳｉＯ₂、Ｔｉ
Ｏ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＳｉＣおよびＡｌＮ粉末等よ
りなる無機質フィラー９の少なくとも１つを混在させた
ものを３０重量％から７０重量％の範囲で添加して用い
た場合の外層配線基板１０を示すものである。無機質フ
ィラー９を添加することにより、エポキシ樹脂の粘性が
上昇して電気絶縁性のエポキシ樹脂が第１の配線パター
ン２ａまたは銅箔８と導電性ペーストとの界面に浸入す
ることを防ぐため、電気的接続信頼性を向上できる。さ
らにプリント配線基板の機械的強度の向上も図ることが
できる。前記において、導電性ペーストが加熱加圧され
て、第２の配線パターン１ｂになる。

【００７１】また、無機質フィラ―を混在させること
で、絶縁基材の厚さ方向のＣＴＥを２０ｐｐｍ〜３０ｐ
ｐｍと小さくすることができるので、インナービア導体
のＣＴＥ（約１７ｐｐｍ）に近くなり、配線パターンと
インナービア導体との接続信頼性を向上できるととも
に、プリント配線基板の面方向の熱膨張係数も小さくす
ることができるため半導体チップを搭載する際にその接
続信頼性を向上することができる。

【００７２】図１１は、本発明に関わるプリント配線基
板を構成する内層配線基板４、外層配線基板６および無
機質フィラーを添加した外層配線基板１０のそれぞれ曲
げ剛性を測定したものであり、図より明らかなようにガ
ラスエポキシ樹脂よりなる外層配線基板６はアラミドエ
ポキシ樹脂よりなる内層配線基板４より高い曲げ強度を
備えており、無機質フィラーを添加した外層配線基板１
０はさらに優れた曲げ強度を有していることが判る。

【００７３】したがってアラミドエポキシ樹脂よりなる
内層配線基板４の両側面にガラスエポキシ樹脂よりなる
外層配線基板６または１０を配置した本発明に関わるプ
リント配線基板は各種電子部品の実装信頼性、部品のリ
ペア性および耐湿性等に優れた特性を備えることが可能
となる。

【００７４】なお、無機質フィラー９の添加量が３０重
量％未満であると機械的強度のさらなる向上を期待でき
ず、７０重量％を越えるとエポキシ樹脂の流動性が悪く
なりガラス繊維に対する含浸性が低下して均質なガラス
エポキシ樹脂絶縁基板を得ることが困難となる。

【００７５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
はプリント配線基板における電気絶縁性基材をガラスエ
ポキシ樹脂基板で形成したものであり、プリント配線基
板全体の耐湿性を向上させることによって接続信頼性、
耐リペア性に優れ、また電気絶縁性基材の曲げ剛性等の
機械的強度を向上したプリント配線基板を提供すること
ができる。

【００７６】さらに本発明は、絶縁基板全体の熱膨張係
数（ＣＴＥ）を小さくすることにより、配線パターンと
絶縁基板との接着性およびインナービア導体との接続信
頼性を改善したプリント配線基板を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａ〜Ｆは、本発明の第１の実施例におけるプリ
ント配線基板の製造方法を示す工程断面図。

【図２】Ａ〜Ｄは、本発明の第２の実施例におけるプリ
ント配線基板の製造方法を示す工程断面図。

【図３】Ａ〜Ｂは、本発明の第３の実施例におけるプリ
ント配線基板の製造方法を示す工程断面図。

【図４】Ａ〜Ｃは、本発明の第１の実施例におけるプリ
ント配線基板の抵抗値のバラツキを示す分布図。

【図５】本発明の第１の実施例におけるプリント配線基
板の樹脂層の厚みと初期抵抗値の関係を示すグラフ。

【図６】本発明の第４の実施例におけるプリント配線基
板の構造を示す断面図。

【図７】本発明の第５の実施例におけるプリント配線基
板の構造を示す断面図。

【図８】Ａ〜Ｃは、本発明の第６の実施例におけるプリ
ント配線基板の製造方法を示す工程断面図。

【図９】Ａ〜Ｂは図８Ａ〜図８Ｂに示す工程断面図の一
部を拡大した図。

【図１０】図９Ｂに示す絶縁基材中に無機質フィラーを
混合した場合を説明する一部拡大断面図。

【図１１】本発明の第６の実施例におけるプリント配線
基板を構成する内層配線基板および外層配線基板の機械
強度特性図で

【図１２】Ａ〜Ｇは、従来の多層配線基板の製造方法を
示す工程断面図である。

【符号の説明】

１ａ 第１のインナービア導体 １ｂ 第２のインナービア導体 ２ａ 第１の配線パターン ２ｂ 第２の配線パターン ４ 内層配線基板 ５ ガラスエポキシ樹脂基板（絶縁基材） ６，１０ 外層配線基板 １０１ 離形フィルム １０２ 電気絶縁性基材 １０３ 貫通孔 １０４ 導電ペースト １０５ 金属箔 １０６ 配線層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｇ Ｎ Ｔ (72)発明者 中村 禎志 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 仲谷 安広 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 上田 洋二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 西山 東作 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 越智 正三 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5E317 AA24 CC25 CD25 CD27 CD32 GG03 GG05 GG12 GG20 5E339 AB02 AD05 BD03 BD06 BE13 5E346 AA06 AA12 AA15 AA22 AA32 AA43 AA51 CC04 CC08 DD32 EE06 EE07 EE09 EE13 FF18 GG15 GG19 GG22 GG28 HH08 HH13 HH18

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気絶縁性基材の厚さ方向に開けられた
   貫通孔に導電性フィラーを含む導電体が充填され、前記
   電気絶縁性基材の両面に所定のパターンに形成された配
   線層が前記導電体によって電気的に接続されているプリ
   ント配線基板において、 前記電気絶縁性基材がガラスクロスまたはガラス不織布
   に微粒子を混入させた熱硬化性エポキシ樹脂を含浸させ
   た基材を含む材料で形成されており、かつ前記導電体に
   含まれる導電性フィラーの平均粒径が前記微粒子の平均
   粒径よりも大きいことを特徴とするプリント配線基板。
2. 【請求項２】 前記微粒子がＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂
   Ｏ₃、ＭｇＯ、ＳｉＣおよびＡｌＮ粉末から選ばれる少
   なくとも１つの無機質フィラーである請求項１に記載の
   プリント配線基板。
3. 【請求項３】 前記電気絶縁性基材の厚さ方向に開けら
   れた貫通孔に充填された導電体の厚さ方向の熱膨張係数
   が電気絶縁性基材厚さ方向の熱膨張係数より大きい請求
   項１または２に記載のプリント配線基板。
4. 【請求項４】 前記微粒子の添加量が２５〜５０vol.％
   である請求項１〜３のいずれかに記載のプリント配線基
   板。
5. 【請求項５】 前記電気絶縁性基材の厚さが電気絶縁性
   基材の厚さ方向に開けられた貫通孔の直径よりも小さい
   請求項１〜４のいずれかに記載のプリント配線基板。
6. 【請求項６】 前記プリプレグ状態の電気絶縁性基材に
   ボイドが含まれている請求項１〜５のいずれかに記載の
   プリント配線基板。
7. 【請求項７】 前記プリント配線基板が１枚である請求
   項１〜６のいずれかに記載のプリント配線基板。
8. 【請求項８】 前記プリント配線基板が複数枚積層され
   た多層プリント配線基板である請求項１〜７のいずれか
   に記載のプリント配線基板。
9. 【請求項９】 前記多層プリント配線基板の電気絶縁性
   基材の厚さ方向に開けられた貫通孔に充填された導電体
   の厚さがほぼ等しい請求項８に記載のプリント配線基
   板。
10. 【請求項１０】 前記電気絶縁性基材が、ガラスクロス
    またはガラス不織布に微粒子を混入させた熱硬化性エポ
    キシ樹脂を含浸させた基材を外層配線基板とし、 圧縮により導電性が付与されたインナービア導体により
    電気的に接続された少なくとも２層の配線パターンを有
    する配線基板を内層配線基板とし、 前記外層配線基板の配線パターンと前記内層配線基板の
    配線パターンとは電気的に接続されている請求項１〜９
    のいずれかに記載のプリント配線基板。
11. 【請求項１１】 前記内層配線基板が、アラミド不織布
    に熱硬化性エポキシ樹脂を含浸させた絶縁基材である請
    求項１０に記載のプリント配線基板。
12. 【請求項１２】 外層配線基板が少なくとも一方の面に
    おいて複数層形成されている請求項１０に記載のプリン
    ト配線基板。
13. 【請求項１３】 請求項１〜９のいずれかに記載のプリ
    ント配線基板を製造する方法であって、 ガラスクロスまたはガラス不織布に、微粒子を混入させ
    た熱硬化性エポキシ樹脂を含浸させたプリプレグからな
    る電気絶縁性基材の両面に離型質フィルムを覆った後に
    貫通孔を設け、 前記貫通孔に前記微粒子の平均粒径よりも大きい平均粒
    径の導電性フィラーを含む導電体を充填し、 前記離型質フィルムを剥離した後に前記電気絶縁性基材
    の両側に金属箔を重ね、 前記金属箔を重ねた前記電気絶縁性基材を加熱加圧して
    圧縮することにより、前記電気絶縁性基材と前記金属箔
    を接着し、前記金属箔間を電気的に接続し、 前記金属箔を所定のパターンに形成することを特徴とす
    るプリント配線基板の製造方法。
14. 【請求項１４】 プリプレグの表面の樹脂層の厚さが５
    μｍ以上２５μｍ以下である請求項１３に記載のプリン
    ト配線基板の製造方法。
15. 【請求項１５】 プリプレグ状態の電気絶縁性基材に空
    孔が含まれている請求項１２または１３に記載のプリン
    ト配線基板の製造方法。
16. 【請求項１６】 空孔の直径が導電体に含まれる導電性
    フィラーの直径よりも小さい請求項１３〜１５のいずれ
    かに記載のプリント配線基板の製造方法。
17. 【請求項１７】 加熱加圧により、電気絶縁性基材の厚
    さを薄くする請求項１３〜１６のいずれかに記載のプリ
    ント配線基板の製造方法。
18. 【請求項１８】 電気絶縁性基材の厚さ方向に開けられ
    た貫通孔に充填された導電体の厚さを、加熱加圧により
    薄くする請求項１３〜１６のいずれかに記載のプリント
    配線基板の製造方法。
19. 【請求項１９】 加熱加圧後の電気絶縁性基材の中央と
    周辺の厚みがほぼ等しい請求項１３〜１８のいずれかに
    記載のプリント配線基板の製造方法。
20. 【請求項２０】 請求項１３〜１９のいずれかに記載の
    製造方法によって形成されたプリント配線基板の両側
    に、導電体が充填されたガラスクロスまたはガラス不織
    布に微粒子を混入させた熱硬化性エポキシ樹脂を含浸さ
    せたプリプレグから成る電気絶縁性基材と金属箔を貼り
    付けて加熱加圧して圧縮することにより、前記電気絶縁
    性基材の表面の樹脂層に前記プリント配線基板の配線層
    を埋設し、前記金属箔を所定のパターンに形成するプリ
    ント配線基板の製造方法。
21. 【請求項２１】 請求項１３〜１９のいずれかに記載の
    製造方法によって形成された複数枚の両面プリント配線
    基板の間に、導電体が充填されたガラスクロスまたはガ
    ラス不織布に微粒子を混入させた熱硬化性エポキシ樹脂
    を含浸させたプリプレグから成る電気絶縁性基材を一括
    して貼り付けて加熱加圧して圧縮することにより、前記
    電気絶縁性基材の表面の樹脂層に前記プリント配線基板
    の配線層を埋設して全ての導電体の厚さをほぼ等しくす
    るプリント配線基板の製造方法。
22. 【請求項２２】 請求項１０〜１２のいずれかに記載の
    プリント配線基板の製造方法であって、 第１のインナービア導体により接続された少なくとも２
    層の第１の配線パターンを有する圧縮可能な内層配線基
    板の両面に、任意の箇所の貫通孔内に第２のインナービ
    ア導体を形成するための導電性ペーストを充填したプリ
    プレグ状態のガラスエポキシ樹脂絶縁基板を配置し、さ
    らに前記２枚のガラスエポキシ樹脂絶縁基板のそれぞれ
    外側に銅箔を配置して前記２枚の銅箔の外側から前記内
    層配線基板およびプリプレグ状態のガラスエポキシ樹脂
    絶縁基板を加圧、加熱することにより、前記内層配線基
    板の両面に突出して設けられている配線パターンを前記
    プリプレグ状態のガラスエポキシ樹脂絶縁基板の内部に
    圧入すると同時に前記ガラスエポキシ樹脂絶縁基板に設
    けられている前記導電性ペーストを圧縮して前記最外層
    の銅箔と前記内層配線基板の第１の配線パターンとを電
    気的に接続した後、前記銅箔を選択的にエッチングして
    第２の配線パターンを形成して外層配線基板を構成する
    プリント配線基板の製造方法。