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JPH09116273A - 多層回路基板及びその製造方法 - Google Patents

多層回路基板及びその製造方法

Info

Publication number
JPH09116273A
JPH09116273A JP16268896A JP16268896A JPH09116273A JP H09116273 A JPH09116273 A JP H09116273A JP 16268896 A JP16268896 A JP 16268896A JP 16268896 A JP16268896 A JP 16268896A JP H09116273 A JPH09116273 A JP H09116273A
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JP
Japan
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thermoplastic resin
metal layer
layer
circuit board
conductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP16268896A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiichi Takenouchi
敏一 竹ノ内
Mikiko Wakabayashi
美紀子 若林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinko Electric Industries Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shinko Electric Industries Co Ltd filed Critical Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority to JP16268896A priority Critical patent/JPH09116273A/ja
Priority to KR1019960032696A priority patent/KR100232414B1/ko
Priority to US08/695,387 priority patent/US5744758A/en
Publication of JPH09116273A publication Critical patent/JPH09116273A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビアの導電性が十分確保され、単位基板とビ
アとの間で熱膨張、熱収縮がマッチングし、クラックの
発生のない信頼性に優れる多層回路基板を提供する。 【解決手段】 熱硬化性樹脂層14の片面に金属層13
が形成され、他の片面に熱可塑性樹脂層16が形成され
た基板材料11に設けられたビアホール18内に、導電
材料入りの導電性熱可塑性樹脂が充填されてビア20に
形成されると共に、金属層13がビア20と接続する配
線パターン22に形成された単位基板12が複数枚積層
され、熱可塑性樹脂層16により各単位基板が接着され
ていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は多層回路基板及びその製
造方法に関し、更に詳細には配線パターンが形成された
熱硬化性樹脂フィルムの複数枚が積層された多層回路基
板及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】配線パターンが形成された熱硬化性樹脂
フィルムの複数枚が積層された多層回路基板において、
上下の配線パターン間の電気的導通をとるには、一般的
には二つの方法が採用されている。その一の方法は、レ
ーザやドリル等で熱硬化性樹脂フィルムに形成したビア
ホールの内周壁に無電解めっきを施した後、電解めっき
を施してめっき皮膜を形成し、このめっき皮膜により電
気的導通をとる、ビアホールめっき方法である。また、
他の方法は、熱硬化性樹脂フィルムに形成したビアホー
ル内に、銅ペースト、銀ペースト又は金・銀・銅等の金
属粒子をエポキシ樹脂、フェノール樹脂等の樹脂に混入
した熱硬化性の導電性樹脂ペーストを充填し、硬化して
ビアを形成することによって電気的導通をとる導電性樹
脂ペーストを充填する充填方法である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前者のビア
ホールめっき方法では、めっき工程が無電解めっきと電
解めっきとの2段めっきが必要となって、コスト高とな
る不具合がある。この様に、無電解めっきを施した上
に、更に電解めっきを施すことは、めっき皮膜の信頼性
を向上させるために不可欠である。また、後者の導電性
樹脂ペーストを充填する充填方法では、充填した熱硬化
性の導電性樹脂ペーストを熱硬化する際に、ガスが発生
して体積が減少したり、空隙が生じたりし易く、十分な
導電性が得られないおそれがある。更に、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂に代表される架橋性の熱硬化性樹脂
ペーストは硬化すると、弾性が極度に失われ、温度サイ
クルが加わった場合には、基板材料とビアとの間で熱膨
張や熱収縮のマッチングがとれず、ビアにクラックが発
生するおそれがある。
【0004】そこで、本発明の課題は、ビアの導電性が
十分確保され、且つ基板材料とビアとの間で熱膨張や熱
収縮がマッチングし、クラックの発生のおそれがなく信
頼性に優れる多層回路基板及びその製造方法を提供する
にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
を解決すべく検討した結果、ビアホールに充填する導電
性樹脂ペーストとして、導電性熱可塑性樹脂ペーストを
用いることによって、体積が減少したり、空隙が生じた
りすることがなく、信頼性の高い多層回路基板を形成で
きることを知り、本発明に到達した。すなわち、本発明
は、熱硬化性樹脂フィルムの片面に金属層が形成され、
他の片面に熱可塑性樹脂層が形成された基板材料に設け
られたビアホール内に、導電材料入りの導電性熱可塑性
樹脂が充填されて成るビアが形成されていると共に、前
記金属層が前記ビアと接続する所要の配線パターンに形
成された単位基板が複数枚積層され、前記熱可塑性樹脂
層により各単位基板が接着されていることを特徴とする
多層回路基板にある。
【0006】また、本発明は、熱硬化性樹脂フィルムの
片面に金属層が形成され、他の片面に熱可塑性樹脂層が
形成された基板材料に設けられたビアホール内に、導電
材料入りの導電性熱可塑性樹脂が充填されて成るビアが
形成されていると共に、前記熱硬化性樹脂フィルムの金
属層が前記ビアと接続する所要の配線パターンに形成さ
れた単位基板の1枚又は複数枚と、熱硬化性樹脂フィル
ムの両面に金属層が形成された基板材料に設けられたビ
アホール内に、導電材料入りの導電性熱可塑性樹脂が充
填されて成るビアが形成されると共に、前記金属層の各
々が前記ビアと接続する所要の配線パターンに形成され
た単位基板とが積層され、前記熱可塑性樹脂層により各
単位基板が接着されていることを特徴とする多層回路基
板でもある。
【0007】更に、本発明は、熱硬化性樹脂フィルムの
片面に金属層が形成され、他の片面に熱可塑性樹脂層が
形成された基板材料に設けられたビアホール内に、導電
材料入りの導電性熱可塑性樹脂が充填されて成るビアが
形成されていると共に、前記金属層が前記ビアと接続す
る所要の配線パターンに形成された単位基板の1枚又は
複数枚と、熱硬化性樹脂フィルムの片面に金属層が形成
された基板材料に、前記熱硬化性樹脂フィルムを貫通す
る端子ホールが形成されていると共に、前記端子ホール
の底面に一部が露出するように、前記金属層が所要の配
線パターンに形成された単位基板とが、前記端子ホール
を外方に向けて積層され、前記熱可塑性樹脂層により各
単位基板が接着されていることを特徴とする多層回路基
板でもある。かかる本発明において、端子ホールに外部
接続用のバンプを形成することができる。
【0008】かかる本発明に係る多層回路基板におい
て、ビアの電気抵抗値を可及的に低下し得る多層回路基
板として、熱硬化性樹脂フィルムの片面に金属層が形成
され、他の片面に熱可塑性樹脂層が形成された基板材料
に設けられた、前記金属層が底面に露出するビアホール
内に、所定の厚さに形成されためっき金属層と、導電材
料入りの導電性熱可塑性樹脂層とが順次積層されて成る
ビアが形成されていると共に、前記熱硬化性樹脂フィル
ムの金属層が前記ビアと接続する所要の配線パターンに
形成された単位基板が複数枚積層され、前記熱可塑性樹
脂層により各単位基板が接着されていることを特徴とす
る多層回路基板を提供できる。
【0009】或いは、熱硬化性樹脂フィルムの片面に金
属層が形成され、他の片面に熱可塑性樹脂層が形成され
た基板材料に設けられた、前記金属層が底面に露出する
ビアホール内に、所定の厚さに形成されためっき金属層
と、導電材料入りの導電性熱可塑性樹脂層とが順次積層
されて成るビアが形成されていると共に、前記熱硬化性
樹脂フィルムの金属層が前記ビアと接続する所要の配線
パターンに形成された単位基板の1枚又は複数枚と、熱
硬化性樹脂フィルムの片面に金属層が形成された基板材
料に、前記熱硬化性樹脂フィルムを貫通する端子ホール
が形成されていると共に、前記端子ホールの底面に一部
が露出するように、前記金属層が所要の配線パターンに
形成された単位基板とが、前記端子ホールを外方に向け
て積層され、前記熱可塑性樹脂層により各単位基板が接
着されていることを特徴とする多層回路基板も、ビアの
電気抵抗値を可及的に低下し得る。かかる多層回路基板
においては、端子ホールに外部接続用のバンプを形成す
ることができる。これらビアの電気抵抗値を可及的に低
下し得る多層回路基板において、めっき金属層を、導電
材料入りの導電性熱可塑性樹脂層よりも厚く形成するこ
とによって、ビアの電気抵抗値を更に一層低下し得る。
【0010】この様な、本発明に係る多層回路基板を製
造し得る多層回路基板の製造方法は、熱硬化性樹脂フィ
ルムの片面が金属層で且つ他の片面が熱可塑性樹脂層で
ある基板材料に形成したビアホール内に、導電材料入り
の導電性熱可塑性樹脂ペーストを充填した後、前記導電
性熱可塑性樹脂ペーストの溶媒を飛散させる加熱処理を
施してビアを形成し、次いで、前記熱硬化性樹脂フィル
ムの金属層を前記ビアに接続する配線パターンに形成し
て単位基板とした後、複数枚の前記単位基板を積層して
加熱加圧を施し、前記熱可塑性樹脂層によって各単位基
板を接着することを特徴とするものである。また、熱硬
化性樹脂フィルムの片面が金属層で且つ他の片面が熱可
塑性樹脂層である基板材料に形成した、前記金属層の裏
面が底面に露出するビアホール内に、めっきによって前
記金属層の裏面側にめっき金属層を形成した後、前記め
っき金属層上に充填した導電材料入りの導電性熱可塑性
樹脂ペーストの溶媒を飛散する加熱処理を施してビアを
形成し、次いで、前記熱硬化性樹脂フィルムの金属層を
前記ビアに接続する配線パターンを形成して単位基板と
した後、複数枚の前記単位基板を積層して加熱加圧を施
し、前記熱可塑性樹脂層によって各単位基板を接着する
ことを特徴とする多層回路基板の製造方法によれば、ビ
アの電気抵抗値を可及的に低下し得る多層回路基板を製
造できる。尚、かかる本発明において、熱硬化性樹脂フ
ィルムとして、熱硬化性ポリイミドフィルムを用いると
共に、熱可塑性樹脂層を熱可塑性ポリイミド層とし、且
つビアホールに充填する導電性熱可塑性樹脂ペーストと
して、金属粒子を含有する熱可塑性ポリイミド樹脂ペー
ストを使用することが好ましい。
【0011】本発明の層回路基板によれば、ビアが導電
性熱可塑性樹脂から成るので、製造時の加熱処理等にお
いて、ビアを熱硬化性樹脂によって形成した場合の如
く、原料成分の揮発等に起因するガスが発生せず、ガス
発生に因る体積の減少や空隙が生じたりすることがな
く、且つ電気抵抗値も増大することがないので信頼性の
高い多層回路基板を提供できる。特に、熱硬化性樹脂フ
ィルムの片面に金属層が形成され、他の片面に熱可塑性
樹脂層が形成された基板材料に、金属層が底面に露出す
るビアホールを形成し、このビアホール内の底面に露出
する金属層上に電解めっき等によってめっき金属層を形
成した後、導電材料入りの導電性熱可塑性樹脂を充填し
てビアを形成することによって、ビアの電気抵抗値を可
及的に小さくできる。更に、熱硬化性樹脂フィルムとし
て、熱硬化性ポリイミドフィルムを用いると共に、熱可
塑性樹脂層を熱可塑性ポリイミド層とし、且つビアホー
ルに充填する導電性熱可塑性樹脂ペーストとして、金属
粒子を含有する熱可塑性ポリイミド樹脂ペーストを使用
することによって、多層回路基板を形成する部材の熱膨
張係数が略一致するため、製造時又は使用時に種々の熱
サイクルが加わっても部材の熱膨張、熱収縮がマッチン
グし、熱変形に対して部材が容易に追随でき、ビアに亀
裂が入ったりするおそれを解消できる。また、本発明の
多層回路基板の製造方法によれば、前述した本発明の多
層回路基板を容易に提供できる。しかも、ビア及び配線
パターンが形成された複数枚の基板材料を積層して加熱
加圧を施す際に、少なくとも一部が導電性熱可塑性樹脂
によって形成されたビアは、加熱加圧によって導電性熱
可塑性樹脂が接着性を示すため、ビア自体も接着性を示
すと共に、ビアを形成する導電性熱可塑性樹脂が加圧さ
れて圧縮されるため、ビア自身の密度を更に高密度とす
ることができ、且つ配線パターンとの電気的な接続を良
好とすることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明を図面によって更に詳細に
説明する。図1は、多層回路基板10の一例を示す断面
図であり、複数枚の単位基板12、12・・が積層され
ている。かかる単位基板12は、厚さが10〜20μm
の熱硬化性樹脂フィルム14の片面に5〜20μmの厚
さの銅箔等から成る金属層が形成されていると共に、他
の片面に10〜20μmの厚さの熱可塑性樹脂層16が
形成された基板材料から形成されたものである。つま
り、単位基板12は、基板材料に形成されたビアホール
18に、金、銀、銅、ニッケル、鉛等の金属粒子から成
る導電材料入りの導電性熱可塑性樹脂が充填されて形成
されたビア20と、基板材料の金属層から形成された所
要形状の配線パターン22とから成り、ビア20と配線
パターンとは接続されている。図1に示す多層回路基板
10において、最下層の単位基板12aは、熱硬化性樹
脂フィルム14の両面に金属層が形成された基板材料に
形成されたビアホール18内に、前述した導電材料入り
の導電性熱可塑性樹脂が充填されたビア20と、熱硬化
性樹脂フィルム14の両面に形成された金属層をエッチ
ング加工により形成した所要の配線パターン22とから
形成される。単位基板12aにおいても、配線パターン
とビア20とは接続されている。
【0013】この様に、三層の単位基板12、12、1
2aは、後述する様に、積層されて加熱加圧されること
によって、熱可塑性樹脂層16により接着されて一体化
されて多層回路基板10に形成されている。かかる多層
回路基板10の単位基板12aの下面側に形成した配線
パターン22には、はんだボール等のバンプやリードピ
ン(図示せず)を形成して外部接続端子とすることがで
きる。また、最上層及び最下層の各表面に形成された配
線パターンには、ソルダーレジスト等から成る適宜保護
膜(図示せず)を被覆し、配線パターンの酸化等を防止
することが好ましい。特に、図1に示す多層回路基板1
0を、半導体素子を搭載するBGA型、PGA型の回路
基板として用いる場合には、最上層に形成した半導体素
子と接続する配線パターンの領域や、最下層に形成した
外部接続端子(はんだボール、リードピン)を接合する
配線パターンの領域を除いて、最上層、最下層の表面に
ソルダーレジストなどによって保護膜を形成することが
好ましい。
【0014】図1に示す多層回路基板10では、ビア2
0が導電性熱可塑性樹脂から成るため、多層回路基板の
製造時の加熱処理等において、熱硬化性樹脂の如く、原
料成分の揮発によってガスが発生することがなく、ガス
発生に因る体積減少や空隙の発生を防止でき、且つ電気
抵抗値が増大することもない。このため、図1の多層回
路基板10は、高い信頼性を有することができる。ここ
で、熱硬化性樹脂フィルム14、熱可塑性樹脂層16、
及びビアホール18内の導電性熱可塑性樹脂の各々にポ
リイミド樹脂を用いた場合、三者の熱膨張係数が略一致
するため、多層回路基板10の製造時又は使用時におい
て、種々の熱サイクルが加わっても三者の熱膨張、熱収
縮がマッチングし、熱変形に対して追随できる。このた
め、多層回路基板10の熱膨張、熱収縮に起因してビア
に亀裂が入ったりするおそれを解消できる。この様な、
図1に示す多層回路基板10は、一又は複数の半導体チ
ップやその他の電子部品を搭載する回路基板として好適
に用いることができる。図1においては、単位基板1
2、12と単位基板12aとを積層したが、片面に熱可
塑性樹脂層16が形成された単位基板12のみを複数枚
積層するようにしてもよい。この場合、最下層の単位基
板の外面に露出するビアと電気的に接続する配線パター
ンを形成するためには、積層後に貼付した銅箔等の金属
層をパターンニングしてもよい。尚、図1に示す多層回
路基板10においては、単位基板12の積層数は特に限
定されない。
【0015】図2は、多層回路基板10の他の例を示
す。図2において、図1に示す部材と同一の部材は同一
符号を付して説明を省略する。図2に示す多層回路基板
10において、図1に示す多層回路基板10と異なる点
は、単位基板12、12に設けたビアホール18を、熱
硬化性樹脂フィルム14及び熱可塑性樹脂層16のみを
貫通し、底面に熱硬化性樹脂フィルム14の片面に形成
した金属層が露出するビアホール18とする点、及び熱
硬化性樹脂フィルム14の両面に金属層が形成した基板
材料から形成される単位基板12aに設けるビアホール
18も、下面側の金属層と熱硬化性樹脂フィルム14の
みを貫通させ、上面側の金属層が底面に露出するビアホ
ール18とする点である。かかるビアホール18の各々
に、導電材料入りの導電性熱可塑性樹脂を充填して成る
ビア20によれば、配線パターン22との電気的接続を
より良好にでき、更に最上層の配線パターン上に半導体
素子を搭載する場合、ビアホール18の開口部が配線パ
ターン22によって塞がれるため、ビア頂上の配線パタ
ーン上にフリップチップボンディング法等により直接半
導体素子をのせることも可能となる(図示せず)。尚、
図2の多層回路基板10においても、最下層の配線パタ
ーン22に、はんだボール等の外部接続端子(図示せ
ず)を設けることができる。
【0016】図3は、多層回路基板10の他の例を更に
示す。図3において、図1及び図2に示す部材と同一の
部材には同一符号を付して説明を省略する。図3に示す
多層回路基板10と図1及び図2に示す多層回路基板1
0との相違点は、最下層の単位基板12aにおいて、下
面側の金属層を設けないこと、及びビアホールには導電
性熱可塑性樹脂を充填することなく端子ホール18aと
している点である。かかる図3に示す状態で多層回路基
板10として流通に供することができるが、端子ホール
18aに、はんだボール等のバンプ24を形成して多層
回路基板10として流通に供することもできる。尚、端
子ホール18aの内壁面に、無電解めっきを施して銅や
すず等の金属層を形成しておくことによって、はんだボ
ールを形成する際に、はんだとの濡れ性を向上させるこ
とができ好ましい。
【0017】図1〜図3に示す多層回路基板10は、図
4及び図5に示す製造方法で製造することができる。図
4に示す製造方法において、使用する基板材料11は、
図4(a)に示す様に、熱硬化性樹脂フィルム14の片
面が銅箔等からなる金属層13で且つ他の片面が熱可塑
性樹脂層16が形成されている。先ず、この基板材料1
1の所要箇所に、ドリル等によりビアホール18を所要
数形成した後〔図4(b)〕、ビアホール18内にスク
リーン印刷等によって、導電材料入りの熱可塑性樹脂ペ
ーストを充填し、適宜加熱処理してビア20を形成する
〔図4(c)〕。この加熱処理によって、溶媒を飛散さ
せて熱可塑性樹脂ペーストを固化させるためである。こ
の加熱処理条件としては、熱可塑性樹脂ペーストに配合
された溶剤の沸点よりも低い温度で緩やかに乾燥し、そ
の後、溶剤を完全に飛散させるために沸点よりも少し高
い温度で乾燥させることが好ましい。具体的には、溶剤
にN-N-ジメチルアセトアミド(沸点166℃)を用いた
導電材料入りの熱可塑性樹脂ペーストを使用した場合で
は、150℃で1時間加熱し、更に180℃で0.5時
間加熱して乾燥させる。ここで、ビアホール18に充填
する熱可塑性樹脂ペーストは、予め溶媒の飛散量を見越
して充填しておくことによって、ビアホール18内に隙
間のないビア20を形成することができる。この様に、
ビアホール18に充填した導電材料入りの熱可塑性樹脂
ペーストを加熱処理して固化することによって、導電材
料入りの熱硬化性ポリイミド樹脂ペーストを熱硬化させ
る場合の如く、ガスが発生することがなく、ガス発生に
因る体積減少を解消できる。尚、熱可塑性樹脂ペースト
をビアホール18に過剰に充填した場合、固化後必要に
応じて研摩して除去することができる。
【0018】次に、図4(d)に示す様に、金属層13
上に感光性レジスト膜17を形成した後、図4(e)に
示す様に、レジストパターン17aを形成する。更に、
このレジストパターン17aをマスクに金属層13をエ
ッチング加工してビア20に電気的に接続する所要の配
線パターン22を形成し、図4(f)に示す単位基板1
2を形成する。その後、図5に示す様に、適宜数の単位
基板12を位置あわせして積層し、加熱加圧する。かか
る加熱加圧条件としては、減圧(真空)下において、2
20〜300℃で10〜30Kg/cm2とすることが好まし
い。この加熱加圧によって、熱可塑性樹脂層16が軟化
して接着性を呈するようになり、複数枚の単位基板12
が固着され、図1に示す多層回路基板10を製造するこ
とができる。
【0019】その際、ビア20自体も熱可塑性樹脂から
なるので軟化して接着性を呈し、且つ図1と図5との比
較から明らかな様に、ビア20は圧縮されて配線パター
ン22と良好に密着し、且つ一体化される。ところで、
最下層の単位基板12aは、接着用の熱可塑性樹脂層1
6は必要ないため、熱硬化性樹脂層14の両面に金属層
が形成された基板材料を用いて、図4と同様にして導電
材料入りの熱可塑性樹脂を充填してビア20を形成し、
更にビア20に接続する配線パターン22、22を形成
する。次いで、配線パターン22、22が形成された単
位基板12aと単位基板12とを、図5に示す様に、積
層し加熱加圧すればよい。尚、図4及び図5において、
ビア20を形成した後、金属層13にエッチング加工を
施して配線パターン22を形成しているが、金属層13
にエッチング加工を施して配線パターン22を形成した
後、ビアホール18を形成してビア20を形成してもよ
い。
【0020】図2及び図3に示す多層回路基板10も、
図1に示す多層回路基板10の製造と略同様にして製造
できる。すなわち、熱硬化性樹脂フィルム14の片面に
形成した金属層が底面に露出するビアホール18は、熱
硬化性樹脂フィルム14の片面が金属層で且つ他の片面
が熱可塑性樹脂層16である基板材料に、熱可塑性樹脂
層16の側からレーザ加工等を施し、金属層を貫通させ
ないようにして形成できる。その後の導電材料入りの熱
可塑性樹脂を充填する工程等は、図4に示す工程と同様
である。この場合も、ビアを形成した後、金属層にエッ
チング加工を施して配線パターンを形成してもよく、金
属層にエッチング加工を施して配線パターンを形成した
後、ビアホールを形成してビアを形成してもよい。ま
た、両面が金属層である基板材料にビアホールを形成す
る場合には、エッチングでビアホール形成部分の金属層
を溶解して除去した後、熱硬化性樹脂フィルム14をエ
キシマレーザーで貫通させて形成できる。尚、ドリルで
ビアホールを形成する場合には、ビアホール形成部分の
金属層を溶解する工程は不要である。
【0021】図1〜図3に示す多層回路基板10に、半
導体素子を搭載するには、最上層の単位基板12上に素
子搭載エリアを設けて、このエリアに半導体素子を搭載
し、最上層の単位基板12の配線パターンとワイヤとに
よって電気的導通をとると共に、半導体素子をポッティ
ング樹脂等により封止する。また、図2及び図3に示す
多層回路基板10の場合には、ビア20の直上に配線パ
ターン22が形成されており、ビアホール18内に充填
した導電性熱可塑性樹脂ペーストが露出しておらず、ビ
ア20の直上の配線パターン22にも半導体素子を搭載
可能である。このため、フリップチップ方式によって半
導体素子を直接配線パターン22上に搭載することもで
きる(図示せず)。更に、図1に示す多層回路基板10
の場合、外部接続端子は、最下層の単位基板12aの配
線パターン22にリードピンやはんだボール等のバンプ
から成る外部接続端子を形成することができる(図示せ
ず)。一方、図2に示す多層回路基板10の場合、はん
だボール等のバンプを端子ホール18aに形成して外部
接続端子とすることができる。
【0022】図1〜図5に示す多層回路基板において、
ビアは導電材料入りの熱可塑性樹脂によって形成されて
いるが、銀フィラー入りの熱可塑性樹脂の電気抵抗値は
約10-3Ωcm程度であるのに対し、例えばニッケルの
電気抵抗値は約10-6Ωcm程度である。このため、導
電材料入りの熱可塑性樹脂から成るビアの電気抵抗値を
更に低下することが求められる場合がある。この場合、
図6に示す多層回路基板10が好適である。図6におい
て、図1〜図5に示す部材と同一の部材には同一符号を
付して説明を省略する。図6に示す多層回路基板10の
単位基板12を形成する熱硬化性ポリイミドから成る熱
硬化性樹脂フィルム14には、その片面に銅から成る配
線パターン22が形成されていると共に、他の片面には
熱可塑性ポリイミドから成る熱可塑性樹脂層16が形成
されている。更に、単位基板12には、ビア30が形成
されている。このビア30は、熱硬化性樹脂フィルム1
4に形成された、熱可塑性樹脂層16側に開口し且つ配
線パターン22の裏面が底面に露出するビアホール18
内に、めっきによって配線パターン22の裏面側に所定
厚さに形成されたニッケルから成るめっき金属層32上
に、金、銀、銅、ニッケル、鉛などの金属粒子入りの熱
可塑性ポリイミド樹脂から成る導電性熱可塑性樹脂層3
4が充填されて形成されたものである。かかるビア30
は、配線パターン22と電気的に接続されている。尚、
めっき金属層32は、銅、鉛、銀、金等で形成されてい
てもよい。
【0023】ここで、ビア30を形成するめっき金属層
32を、導電性熱可塑性樹脂層34よりも厚く形成する
程、すなわち導電性熱可塑性樹脂層34を薄くする程、
ビア30の電気抵抗値を可及的に低下することができ
る。ビア30中に占めるめっき金属層32の割合が増大
するからである。但し、導電性熱可塑性樹脂層34の厚
さを5μm以上とすることが好ましい。厚さ5μm以上
の導電性熱可塑性樹脂層34は、熱可塑性樹脂層16と
同様に接着機能を呈するからである。この様な、ビア3
0及び配線パターン22が形成された三層の単位基板1
2、12、12は、後述する様に、積層されて加熱加圧
されることによって、熱可塑性樹脂層16により接着さ
れて一体化され、図6に示す多層回路基板10に形成さ
れる。
【0024】図6に示す多層回路基板10を構成する単
位基板12は、図7に示す製造方法で製造することがで
きる。図7に示す製造方法において、使用する基板材料
11は、図7(a)に示す様に、熱硬化性樹脂フィルム
14の片面に銅箔等からなる金属層13が形成され、他
の片面に熱可塑性樹脂層16が形成されている。先ず、
この基板材料11の所要箇所に、金属層13の裏面が底
面に露出するビアホール18をレーザ加工によって所要
数形成した後〔図7(b)〕、ビアホール18内の金属
層13の裏面側にめっき金属層32を形成する〔図7
(c)〕。このめっき金属層32は、金属層13を電極
とする電解めっきによって形成することができ、ビアホ
ール18の空間部36が略熱可塑性樹脂層16の厚さ程
度となったとき電解めっきを終了する。更に、ビアホー
ル18の空間部36にスクリーン印刷等によって、導電
材料入りの熱可塑性樹脂ペーストを充填し、適宜加熱処
理してビア30を形成する〔図7(d)〕。尚、この加
熱処理等は、図4に示す単位基板12の製造方法と同様
に行うことができる。
【0025】この様に、ビア30を形成した後、図7
(d)に示す様に、金属層13上に形成した感光性レジ
スト膜からレジストパターン17aを形成する。更に、
このレジストパターン17aをマスクにして金属層13
にエッチング加工を施し、ビア30に電気的に接続する
所要の配線パターン22を形成し、図7(e)に示す単
位基板12を形成する。その後、適宜数の単位基板12
を位置合わせして積層し、加熱加圧する。かかる加熱加
圧条件としては、減圧(真空)下において、220〜3
00℃で10〜30Kg/cm2とすることが好ましい。この
加熱加圧によって、熱可塑性樹脂層16が軟化して接着
性を呈するようになり、複数の単位基板12が固着さ
れ、図6に示す多層回路基板10を製造することができ
る。
【0026】その際、ビア30を形成する導電性熱可塑
性樹脂層34も軟化して接着性を呈するため、ビア30
と配線パターン22とは良好に密着して一体化される。
また、かかる加熱加圧の際に、ビア30を形成するめっ
き金属層32は、導電性熱可塑性樹脂から成るビア20
に比較して押し潰され難いため、多層回路基板10の厚
さを一定の厚さに保つことができる。ところで、図6に
示す多層回路基板10において、外部接続端子(はんだ
ボール、リードピン)を接合する場合には、図8に示す
様に、最下層の単位基板12aの下面に配線パターン2
2を形成することが必要である。このため、図8に示す
多層回路基板10において、中間層に単位基板12bを
配設している。この単位基板12b及び単位基板12a
は、熱硬化性樹脂フィルム16の上面側に熱可塑性樹脂
層16が形成されていると共に、下面側に配線パターン
22が形成され、且つ配線パターン22が底面に露出す
るビアホール内に形成されためっき金属層32と導電性
熱可塑性樹脂層34とが積層されてビア30が形成され
ている。
【0027】このため、図8に示す様に、単位基板12
と単位基板12bとを積層することによって、単位基板
12のビア30と中間層の単位基板12bのビア30と
を接続させることができ、単位基板12の上面側に形成
された配線パターン22と単位基板12bの下面側に形
成された配線パターン22とをビア30、30を介して
電気的導通をとることができる。かかる単位基板12b
は、図7と同様にして得られ、積層する際に、単位基板
12のビア30と単位基板12bのビア30とを接続さ
せるように、単位基板12bを配設する。更に、単位基
板12bの下面に単位基板12aを積層し、単位基板1
2bに形成した配線パターン22と単位基板12aに形
成したビア30とを接続することによって、図8に示す
様に、最上層の上面側及び最下層の下面側の各々に配線
パターン22が形成された多層回路基板10を得ること
ができる。この様に、図8に示す多層回路基板において
は、単位基板12bのビア30と配線パターン22との
各々は、単位基板12bを挟む他の単位基板12、12
aのビア30、30と接続されている。かかる多層回路
基板10において、最下層の単位基板12aの下面側に
形成された配線パターン22には、はんだボール等のバ
ンプやリードピン(図示せず)を形成して外部接続端子
とすることができる。また、最上層、最下層の各表面に
形成された配線パターンには、適宜保護膜(図示せず)
を被覆し、配線パターンの酸化等を防止することが好ま
しい。特に、図1に示す多層回路基板10を、半導体素
子を搭載するBGA型、PGA型の回路基板として用い
る場合には、最上層に形成した半導体素子と接続する配
線パターンの領域や、最下層に形成した外部接続端子
(はんだボール、リードピン)を接合する配線パターン
の領域を除いて、最上層、最下層の表面にソルダーレジ
ストなどによって保護膜を形成することが好ましい。
【0028】図8に示す多層回路基板10は、図9に示
す様に、単位基板12、12、12b、12aを位置合
わせして積層し、加熱加圧する。かかる加熱加圧条件と
しては、減圧(真空)下において、220〜300℃で
10〜30Kg/cm2とすることが好ましい。この加熱加圧
によって、熱可塑性樹脂層16が軟化して接着性を呈す
るようになり、各単位基板を固着することができる。か
かる加熱加圧の際に、単位基板12のビア30の導電性
熱可塑性樹脂層34と、単位基板12bのビア30の導
電性熱可塑性樹脂層34とが当接状態にあるため、両者
が軟化して接着されてビアを形成できる。更に、めっき
金属層32、32が導電性熱可塑性樹脂層34を介して
接続され、且つ加圧力に対抗できるため、多層回路基板
10を所定厚さとすることができる。ここで、図8に示
すように、単位基板12bの下面側に配線パターン22
を形成できるため、単位基板12、12bのみを積層す
ることによっても、一面側に外部接続端子を装着し得る
多層回路基板10を形成可能である。尚、図1〜図3に
示す多層回路基板10においても、単位基板12、12
の一方を、他方の単位基板12と反対向きとし、ビア2
0同士を直接接続するように、単位基板12、12を積
層することによっても、一面側に外部接続端子を装着し
得る多層回路基板10を形成可能である。
【0029】ところで、図8に示す中間層としての単位
基板12bを配設することなく一面側に外部接続端子を
装着し得る多層回路基板10を図10に示す。図10に
示す多層回路基板10は、熱硬化性樹脂フィルム14の
片面に形成された配線パターン22が底面に露出する端
子ホール18aが設けられた単位基板12aを、端子ホ
ール18aを外方に向けて単位基板12に積層したもの
である。この端子ホール18aには、はんだボール24
等の外部接続端子を配設することができる。尚、図10
に示す単位基板12aの下面側(端子ホール18aが開
口されている開口面側)は、他の単位基板と接着される
ことがないため、熱可塑性樹脂層16は不要である。
【0030】
【発明の効果】本発明に係る多層回路基板によれば、製
造時の加熱処理等において、熱硬化性樹脂のように原料
成分の揮発によりガスが発生することがなく、これによ
り体積が減少したり、空隙が生じたりすることがなく、
抵抗値が増大することもないので信頼性の高い多層回路
基板を提供できる。また、ビアの一部をめっき金属層に
よって形成することによって、ビアの電気抵抗値を可及
的に低下でき、信号等の減衰を可及的に抑制できる。一
方、本発明に係る多層回路基板の製造方法によれば、前
述した多層回路基板を容易に提供でき、且つ積層時の加
熱加圧により導電性熱可塑性樹脂からなるビア自体も接
着性を示すため、配線パターンと良好に電気的に接続す
ることができ結果、信頼性の高い多層回路基板を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る多層回路基板の一例を示す断面図
である。
【図2】本発明に係る多層回路基板の他の例を示す断面
図である。
【図3】本発明に係る多層回路基板の他の例を示す断面
図である。
【図4】図1に示す単位基板12の製造方法を説明する
ための断面説明図である。
【図5】積層工程を説明するための断面説明図である。
【図6】本発明に係る多層回路基板の他の例を示す断面
図である。
【図7】図6に示す単位基板12の製造方法を説明する
ための断面説明図である。
【図8】本発明に係る多層回路基板の他の例を示す断面
図である。
【図9】積層工程を説明するための断面説明図である。
【図10】本発明に係る多層回路基板の他の例を示す断
面図である。
【符号の説明】
10 多層回路基板 11 基板材料 12、12a、12b 単位基板 13 金属層 14 熱硬化性樹脂フィルム 16 熱可塑性樹脂層 17 感光性レジスト膜 18 ビアホール 20、30 ビア 22 配線パターン 32 めっき金属層 34 導電性熱可塑性樹脂層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B32B 7/02 104 B32B 7/02 104 15/08 15/08 J

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱硬化性樹脂フィルムの片面に金属層が
    形成され、他の片面に熱可塑性樹脂層が形成された基板
    材料に設けられたビアホール内に、導電材料入りの導電
    性熱可塑性樹脂が充填されて成るビアが形成されている
    と共に、 前記金属層が前記ビアと接続する所要の配線パターンに
    形成された単位基板が複数枚積層され、 前記熱可塑性樹脂層により各単位基板が接着されている
    ことを特徴とする多層回路基板。
  2. 【請求項2】 熱硬化性樹脂フィルムの片面に金属層が
    形成され、他の片面に熱可塑性樹脂層が形成された基板
    材料に設けられたビアホール内に、導電材料入りの導電
    性熱可塑性樹脂が充填されて成るビアが形成されている
    と共に、前記熱硬化性樹脂フィルムの金属層が前記ビア
    と接続する所要の配線パターンに形成された単位基板の
    1枚又は複数枚と、 熱硬化性樹脂フィルムの両面に金属層が形成された基板
    材料に設けられたビアホール内に、導電材料入りの導電
    性熱可塑性樹脂が充填されて成るビアが形成されると共
    に、前記金属層の各々が前記ビアと接続する所要の配線
    パターンに形成された単位基板とが積層され、 前記熱可塑性樹脂層により各単位基板が接着されている
    ことを特徴とする多層回路基板。
  3. 【請求項3】 熱硬化性樹脂フィルムの片面に金属層が
    形成され、他の片面に熱可塑性樹脂層が形成された基板
    材料に設けられたビアホール内に、導電材料入りの導電
    性熱可塑性樹脂が充填されて成るビアが形成されている
    と共に、前記金属層が前記ビアと接続する所要の配線パ
    ターンに形成された単位基板の1枚又は複数枚と、 熱硬化性樹脂フィルムの片面に金属層が形成された基板
    材料に、前記熱硬化性樹脂フィルムを貫通する端子ホー
    ルが形成されていると共に、前記端子ホールの底面に一
    部が露出するように、前記金属層が所要の配線パターン
    に形成された単位基板とが、前記端子ホールを外方に向
    けて積層され、 前記熱可塑性樹脂層により各単位基板が接着されている
    ことを特徴とする多層回路基板。
  4. 【請求項4】 端子ホールに外部接続用のバンプが形成
    されている請求項3記載の多層回路基板。
  5. 【請求項5】 熱硬化性樹脂フィルムの片面に金属層が
    形成され、他の片面に熱可塑性樹脂層が形成された基板
    材料に設けられた、前記金属層が底面に露出するビアホ
    ール内に、所定の厚さに形成されためっき金属層と、導
    電材料入りの導電性熱可塑性樹脂層とが順次積層されて
    成るビアが形成されていると共に、 前記熱硬化性樹脂フィルムの金属層が前記ビアと接続す
    る所要の配線パターンに形成された単位基板が複数枚積
    層され、 前記熱可塑性樹脂層により各単位基板が接着されている
    ことを特徴とする多層回路基板。
  6. 【請求項6】 熱硬化性樹脂フィルムの片面に金属層が
    形成され、他の片面に熱可塑性樹脂層が形成された基板
    材料に設けられた、前記金属層が底面に露出するビアホ
    ール内に、所定の厚さに形成されためっき金属層と、導
    電材料入りの導電性熱可塑性樹脂層とが順次積層されて
    成るビアが形成されていると共に、前記熱硬化性樹脂フ
    ィルムの金属層が前記ビアと接続する所要の配線パター
    ンに形成された単位基板の1枚又は複数枚と、 熱硬化性樹脂フィルムの片面に金属層が形成された基板
    材料に、前記熱硬化性樹脂フィルムを貫通する端子ホー
    ルが形成されていると共に、前記端子ホールの底面に一
    部が露出するように、前記金属層が所要の配線パターン
    に形成された単位基板とが、前記端子ホールを外方に向
    けて積層され、 前記熱可塑性樹脂層により各単位基板が接着されている
    ことを特徴とする多層回路基板。
  7. 【請求項7】 端子ホールに外部接続用のバンプが形成
    されている請求項6記載の多層回路基板。
  8. 【請求項8】 めっき金属層が、導電材料入りの導電性
    熱可塑性樹脂層よりも厚い請求項5〜7のいずれか一項
    記載の多層回路基板。
  9. 【請求項9】 熱硬化性樹脂フィルムとして、熱硬化性
    ポリイミドフィルムが用いられると共に、熱可塑性樹脂
    層が熱可塑性ポリイミド層であり、且つビアホールに充
    填する導電性熱可塑性樹脂ペーストとして、金属粒子を
    含有する熱可塑性ポリイミド樹脂ペーストが使用される
    請求項1〜8のいずれか一項記載の多層回路基板。
  10. 【請求項10】 熱硬化性樹脂フィルムの片面に金属層
    が形成され、他の片面に熱可塑性樹脂層が形成された基
    板材料に設けられたビアホール内に、導電材料入りの導
    電性熱可塑性樹脂ペーストを充填した後、 前記導電性熱可塑性樹脂ペーストの溶媒を飛散させる加
    熱処理を施してビアを形成すると共に、前記熱硬化性樹
    脂フィルムの金属層を前記ビアに接続する配線パターン
    に形成して単位基板を形成し、 次いで、複数枚の前記単位基板を積層して加熱加圧を施
    し、前記熱可塑性樹脂層によって各単位基板を接着する
    ことを特徴とする多層回路基板の製造方法。
  11. 【請求項11】 熱硬化性樹脂フィルムの片面に金属層
    が形成され、他の片面に熱可塑性樹脂層が形成された基
    板材料に設けられた、前記金属層が底面に露出するビア
    ホール内に、所定の厚さのめっき金属層を形成した後、
    前記めっき金属層上に導電材料入りの導電性熱可塑性樹
    脂ペーストを充填し、 次いで、前記導電材料入りの導電性熱可塑性樹脂ペース
    トの溶媒を飛散する加熱処理を施してビアを形成した
    後、 前記熱硬化性樹脂フィルムの金属層を前記ビアに接続す
    る配線パターンに形成して単位基板を形成し、 その後、複数枚の前記単位基板を積層して加熱加圧を施
    し、前記熱可塑性樹脂層によって各単位基板を接着する
    ことを特徴とする多層回路基板の製造方法。
  12. 【請求項12】 熱硬化性樹脂フィルムとして、熱硬化
    性ポリイミドフィルムを用いると共に、熱可塑性樹脂層
    を熱可塑性ポリイミド層とし、且つビアホールに充填す
    る導電性熱可塑性樹脂ペーストとして、金属粒子を含有
    する熱可塑性ポリイミド樹脂ペーストを使用する請求項
    10又は請求項11記載の多層回路基板の製造方法。
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