JP2002208763A - 回路基板とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】たて糸(102b)とよこ糸(102a)で構成されるガラ
スクロス等の平面方向に密度分布のある補強材シートを
含有する基材を絶縁体層に用いた場合、高密度配線でし
かも、ばらつきの少ないインナービア接続抵抗を実現す
る回路基板を提供する。 【解決手段】平面方向に密度分布のある補強材シート(1
01)からなる電気絶縁体層と、前記電気絶縁体層の厚さ
方向に空けられた複数のインナービアホールに導電体が
充填され、かつ前記導電体に接続されている配線層を具
備する回路基板であって、前記補強材シート(101)の密
度の大きな部分に設けられた前記インナービアホール(1
04)の断面積を、前記補強材シートの密度の小さな部分
に設けられた前記インナービアホール(103)の断面積よ
りも小さく形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、回路基板とその製
造方法に関する。とくに平面方向に密度差のある補強シ
ートを用いた回路基板とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型軽量化、高機能高
性能化に伴い、産業用にとどまらず広く民生用機器の分
野においても大規模集積回路（ＬＳＩ）等の半導体チッ
プを高密度に実装できる多層回路基板を安価に供給する
ことが強く要望されている。

【０００３】このような市場の要望に対しては、従来の
セラミック多層基板に変わり、より安価に供給すること
ができる樹脂多層回路基板を、高密度実装に好適な基板
（高密度配線基板）にする技術開発が行われている。

【０００４】このような回路基板としては、特開平６−
２６８３４５号公報に開示されている全層インナービア
ホール構造の樹脂多層基板がある。これは、任意の配線
層の、任意の位置を導電ペーストにより接続できるイン
ナービア接続法すなわち全層インナービアホール構造を
採用し多樹脂多層基板であり、高密度実装に好適な回路
基板を安価に提供できるものである。

【０００５】この回路基板の製造方法では、まず被圧縮
性の絶縁体層（アラミドエポキシプリプレグ）にインナ
ービアホールを形成し、貫通孔に導電ペーストを充填す
る。その後、銅箔を両側に重ね熱プレスで加熱加圧し
て、絶縁体層と導電ペースト樹脂を硬化させ、銅箔と絶
縁体層の接着と図る、と同時に、両側の銅箔を導電ペー
ストを通して電気的に接続を図る。最後に、両側の銅箔
を配線パターンに加工し両面回路基板が完成する。

【０００６】この基板は高密度配線と低くばらつきの少
ない接続抵抗を実現し、市場から高い評価を得ている。

【０００７】高密度配線の必要性は前記したとおりであ
るが、ばらつきの少ない接続抵抗の有用性は次の通りで
ある。すなわち、接続抵抗を含む回路抵抗は、回路設計
をする上で重要なパラメーターであり、製品ごとに回路
抵抗が異なると、回路設計ができない、あるいは、製品
の回路抵抗が設計値からずれてしまい動作しない等の不
具合が起こってしまう。このため、接続抵抗には、ばら
つきが少ないことが要求される。

【０００８】特にインナービアによる接続では、従来の
スルーホールによる接続にくらべて、一つの回路に関与
するインナービアの数が多くなるために、ばらつきに対
する要求は厳しくなる。

【０００９】しかしながら、前記した全層インナービア
ホール構造の回路基板技術では、次のような課題があっ
た。すなわち、絶縁体層にアラミド不織布の補強材とエ
ポキシ樹脂の複合材料（アラミドエポキシ基材）を用い
ているが、アラミド繊維は吸湿しやすい材料であるた
め、真空包装するなど、吸湿しないように管理しなけれ
ばならず、このような管理はコストアップにつながると
いう課題である。

【００１０】一方、一般の回路基板に用いられているガ
ラスエポキシ基材は、ガラス繊維の織布にエポキシ樹脂
を含浸した基材で、ガラス繊維は吸湿しないので、吸湿
管理の点で有利である。さらに、機械強度が高いという
利点もあるため、ガラスエポキシ基材を絶縁体層にして
インナービア接続の全層インナービアホール構造の回路
基板を実現することが望まれていた。

【００１１】しかし、前記した全層インナービアホール
技術を単純にガラスエポキシ基材に当てはめようとする
とインナービアの接続抵抗のばらつきが大きくなってし
まうと言う課題がある。これは、本発明者等の検討の結
果、補強材のガラス織布が面内方向に密度のばらつき
（たて糸とよこ糸が織り重なった部分とそうでない部
分）を持っていることに起因することが判った。詳細に
は、熱プレス工程で加熱加圧するときに、補強材の密度
が小さいところ（たて糸とよこ糸が織り重なっていなと
ころ）に設けられたインナービアでは、側壁面に補強材
が少ないため、プレス中にインナービアが横方向に広が
る、つまり、プレス圧力が横方向に散逸してしまう。こ
のため、インナービアの縦方向に充分な圧縮力が加わら
ず、導電体同士の接続が充分に行われないため、電気的
接続抵抗が大きくなってしまうからであることが判っ
た。

【００１２】以上の電気的接続抵抗のバラツキは、エポ
キシ樹脂を含浸させたガラスクロスのみならず、不織
布、シート、フィルムにおいても、面方向の厚みムラや
密度のムラにより発現するという問題がある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した課
題を解決するためになされたものであり、たとえば、ガ
ラスエポキシ基材をはじめとする平面方向に密度分布の
ある補強材シートを含有する基材を絶縁体層に用いた場
合にでも、高密度配線でしかもばらつきの少ないインナ
ービア接続抵抗を実現する回路基板とその製造方法を提
供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の回路基板は、平面方向に密度分布のある補
強材シートからなる電気絶縁体層と、前記電気絶縁体層
の厚さ方向に空けられた複数のインナービアホールに導
電体が充填され、かつ前記導電体に接続されている配線
層を具備する回路基板であって、前記補強材シートの密
度の大きな部分に設けられた前記インナービアホールの
断面積を、前記補強材シートの密度の小さな部分に設け
られた前記インナービアホールの断面積よりも小さく形
成することを特徴とする。

【００１５】次に本発明の回路基板の製造方法は、平面
方向に密度分布のある補強材シートを有する絶縁体層に
導電体ペーストを充填するための複数のインナービアホ
ールを形成するに際し、前記補強材シートの密度の大き
な部分に設けるインナービアホールの断面積を、前記補
強材シートの密度の小さな部分に設けるインナービアホ
ールの断面積より小さく形成し、次に前記インナービア
ホールに導電体ペーストを充填し、前記導電体ペースト
に接続するように配線層または配線層を形成するための
金属箔を積層し、加熱加圧することを含むことを特徴と
する。

【００１６】

【発明の実施の形態】インナービアの接続抵抗は、導電
ペーストで圧接するタイプでは、（絶縁体層厚み／ビア
径）の比が１よりも大きくなると急激に不安定になり、
ばらつきが大きくなる。このため、回路基板の小径ビア
（例えば直径５０μｍ）を実現するためには、絶縁体層
の厚みを５０μｍ以下にすることが好ましい。しかし、
コアの回路基板は、ガラスエポキシ基材、アラミドエポ
キシ基材などでは通常５０μｍ以上の厚みがある。ま
た、コア基板をあまり薄くすると機械強度が小さくな
り、好ましくない。したがって、薄い絶縁体層は５０μ
ｍ以下で、かつ絶縁体層厚み／ビア径の比が１以下であ
ることが好ましい。

【００１７】本発明においては、平面方向に密度分布の
ある補強材シートが、合成繊維及び無機繊維から選ばれ
る少なくとも一つの繊維で構成される織布または不織で
あることが好ましい。もちろん、平面方向に密度分布の
ある補強材シートが、合成樹脂からなるフィルムであっ
てもよい。

【００１８】また、平面方向に密度分布のある補強材シ
ートが、ガラス繊維からなる織布であることが好まし
い。

【００１９】また、ガラス繊維からなる織布のたて糸と
よこ糸の重なった部分に設けられたインナービアの断面
積が、それ以外の部分に設けられたインナービアの断面
積に比べて小さいことが好ましい。

【００２０】また、断面積が大きいインナービアホール
の側壁面の突出繊維の突出量に比較して、断面積が小さ
いインナービアホールの側壁面の突出繊維の突出量が多
いことが好ましい。

【００２１】また、配線層が複数層存在し、そのうちの
少なくとも1層の前記配線層が前記絶縁体層に埋設して
いることが好ましい。

【００２２】また、補強材シートの密度が大きいところ
ではインナービアの断面積が小さく、補強材シートの密
度が小さいところではインナービアの断面積が大きいこ
とが好ましい。

【００２３】また、本発明の回路基板の片面に、さらに
被圧縮性の電気絶縁材料により構成された回路基板が積
層されていてもよい。

【００２４】また、本発明の回路基板が両外側に配置さ
れ、その間にさらに被圧縮性の電気絶縁材料により構成
された回路基板がコア基板として積層されていてもよ
い。

【００２５】また、本発明の回路基板をコア基板とし、
前記コア基板の少なくとも片面に、さらにコア基板の絶
縁体層よりも薄い絶縁体層からなる回路基板が少なくと
も1層積層されていてもよい。

【００２６】また、インナービアホールの大きな断面積
が小さな断面積に比較して、1.15倍以上10倍以下が好ま
しく、さらに好ましくは1.4倍以上5倍以下、特に好まし
くは1.4倍以上２倍以下の面積である。1.15倍未満では
補強シートの密度差によるを電気抵抗のバラツキを小さ
くすることが困難であり、10倍を越えるとビア抵抗が低
くなりすぎてビア抵抗のバラツキを小さくすることが困
難になる。

【００２７】次に本発明方法においては、前記補強材シ
ートの密度の大きな部分に設けるインナービアホールの
断面積を、前記補強材シートの密度の小さな部分に設け
るインナービアホールの断面積より小さく形成する方法
が、前記補強材シートの厚さ方向に回転ドリルを挿入し
て貫通孔を形成した後、ドリルを回転させたまま一旦静
止し、その後に前記ドリルを引き抜く方法であることが
好ましい。

【００２８】また、前記補強材シートの密度の大きな部
分に設けるインナービアホールの断面積を、前記補強材
シートの密度の小さな部分に設けるインナービアホール
の断面積より小さく形成する方法が、熱加工型のレーザ
ー加工法であることが好ましい。

【００２９】また、配線層が複数層であり、そのうちの
少なくとも1層の配線層を前記絶縁体層に埋設すること
が好ましい。

【００３０】前記において、ガラスエポキシ基材の場合
は、ガラスクロスのたて糸とよこ糸の織り重なった部分
とガラスクロスの目が開いた部分で、好ましくはビアの
断面積の比が１．１５倍以上、更に好ましくは、１．４
倍以上である。この範囲であれば、ビア抵抗のばらつき
は少なくなる。

【００３１】本発明の回路基板によれば、ばらつきの少
ない接続抵抗を具備した回路基板を実現できる。

【００３２】本発明の別の回路基板によれば、ばらつき
の少ない接続抵抗と高い接続信頼性を具備した回路基板
を実現できる。

【００３３】また、本発明の別の回路基板においては、
少なくとも1層の前記配線層が前記絶縁体層に埋設して
いることが好ましい。この例によれば、さらにばらつき
の少ない接続抵抗を具備した回路基板を実現できる。

【００３４】次に本発明の多層回路基板によれば、全層
にわたり、さらにばらつきの少ない接続抵抗を具備した
多層回路基板を実現できる。

【００３５】次に本発明の多層回路基板によれば、ばら
つきの少ない接続抵抗を具備した回路基板をコア基板と
して、表層に微細配線層を具備した多層回路基板を実現
できる。

【００３６】次に本発明の回路基板の製造方法によれ
ば、ばらつきの少ない接続抵抗を具備した回路基板の製
造を容易に実現できる。

【００３７】本発明の第１回路基板の製造方法において
は、少なくとも1層の配線層を前記絶縁体層に埋設する
工程を含むことが好ましい。この例によれば、さらにば
らつきの少ない接続抵抗を具備した回路基板の製造を容
易に実現できる。

【００３８】次に本発明の多層回路基板の製造方法によ
れば、全層にわたり、ばらつきの少ない接続抵抗を具備
した多層回路基板の製造を容易に実現できる。

【００３９】次に本発明の多層回路基板の製造方法によ
れば、ばらつきの少ない接続抵抗を具備した回路基板を
コア基板として、表層に微細配線層を具備した多層回路
基板の製造を容易に実現できる。

【００４０】まず本発明に用いる材料について説明す
る。

【００４１】（インナービア形成用導電体）インナービ
アを形成する導電体は、導電性粉体を含有した樹脂組成
物（導電ペースト）を用いることができる。導電ペース
トは圧縮することで導電性が向上するので好ましい。

【００４２】導電性フィラーは、金、銀、銅、ニッケ
ル、パラジウム、鉛、錫、インジウム、ビスマスから選
ばれた少なくとも１種の金属、これらの合金、または混
合物からなるフィラーを用いることができる。また、前
記した金属・合金、あるいは、アルミナ、シリカなどの
酸化物、あるいは有機合成樹脂などからなるボールに前
記した金属・合金をコートしたコートフィラーを用いる
こともできる。

【００４３】形状は特に限定される物ではないが、粉
体、繊維状フィラー、粉体の造粒体、球状ボールあるい
はこれらの混合物などを用いることができる。

【００４４】樹脂組成物のバインダーに用いる樹脂とし
ては、液状のエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シアネー
トエステル樹脂、フェノールレゾール樹脂などを用いる
ことができる。エポキシ樹脂としてはビスフェノールＡ
型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビ
スフェノールＡＤ型エポキシ樹脂等のグリシジルエーテ
ル型のエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、グリシジル
アミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ
樹脂等のエポキシ基を２つ以上含有したエポキシ樹脂な
どを使用することができる。また、エポキシ基が1つの
エポキシ化合物も反応性希釈剤として含有させることが
できる。

【００４５】必要に応じて、ブチルセルソルブ、エチル
セルソルブ、ブチルカルビトール、エチルカルビトー
ル、ブチルカルビトールアセテート、エチルカルビトー
ルアセテート、α−ターピネオール等の溶剤や分散剤な
どの添加剤を含有させることもできる。

【００４６】また、本発明の導電体としては、前記した
導電ペーストに限定される物ではなく、金、銀、銅、ニ
ッケル、パラジウム、鉛、錫、インジウム、ビスマス等
の金属よりなるビアポストなど、圧接により導通を得る
タイプのインナービア接続材を使用することができる。

【００４７】（平面方向に密度分布のある電気絶縁体
層）平面方向に密度分布のある電気絶縁体層の材料とし
ては、ガラスエポキシ基材があげられる。ガラスエポキ
シ基材は、ガラス織布にエポキシ樹脂を含浸した複合材
で、回路基板用材料としてＢステージ（半硬化状態）の
もの、Ｃステージ（硬化状態）のものが市販されてい
る。機械強度に優れ、安価に入手できるので好ましい。
この中でもＣステージ（硬化状態）の基材よりもＢステ
ージ（半硬化状態）の基材を用いるのが好ましい。樹脂
が硬化した状態よりも半硬化状態のほうが、レーザーに
より穴あけ加工しやすく、補強材のガラスクロスとの加
工性の差が大きく、また半硬化状態のほうが導電ペース
トを圧縮するための実効的な圧力が小さくてすむからで
ある。しかし、電気絶縁体層はこの基材の例に限定され
るものではなく、平面方向に密度分布（密度差）のある
補強材シートを含有する絶縁体層を用いることができ
る。例としては、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンゾビ
スオキサゾール）繊維、ＰＢＩ（ポリベンゾイミダゾー
ル）繊維、アラミド繊維、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオ
ロエチレン）繊維、ＰＢＺＴ（ポリパラフェニレンベン
ゾビスチアゾール）繊維または全芳香族ポリエステル繊
維などの有機繊維やガラス繊維などの無機繊維からなる
織布または不織布に対して、エポキシ樹脂、ポリイミド
樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）樹脂、ビス
マレイミドトリアジン樹脂またはシアネートエステル樹
脂などの熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を含浸させた
複合材シートまたは複合材フィルムなどを用いることが
可能である。

【００４８】電気絶縁体層の厚みに特に限定はないが、
通常、市販されている０．０２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の
ものを用いることができる。絶縁体層の単位面積当たり
の重量は、５０ｇ／ｍ²以上８００ｇ／ｍ²以下の範囲が
好ましい。

【００４９】（カバーフィルム）カバーフィルムは、製
造工程中で、ゴミによる汚染防止と、導電体を充填する
ときのマスクとしての機能を果たし、最終的には取り除
かれる。このため、プリプレグの少なくとも導電体を充
填する側にカバーフィルムを配置する事が好ましい。ま
た、プリプレグと接触する面には離型処理を施すことが
好ましい。カバーフィルムの材料に限定は無いが、例を
挙げると、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィ
ルムやＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルムに
シリコーン系離型剤を塗布したものを用いることができ
る。また、導電ペーストを印刷法で充填するときは、カ
バーフィルムの厚み分だけ余分にインナービア上に導電
ペーストが充填される。最後にフィルムを剥離するとイ
ンナービアから導電ペーストが突出した構造になり、熱
プレス工程では、この突出した分が圧縮される厚さとな
る。このため厚みが厚いほどインナービアはよく圧縮さ
れ低い接続抵抗を実現できるが、逆に厚すぎると剥離す
るときに導電ペーストがカバーフィルムにとられてしま
う。一例を挙げると２００μm以下の孔径の場合は厚み
は３５μm以下、１００μm以下の孔径の場合は厚みは２
０μm以下であることが好ましい。

【００５０】（金属箔）金属箔の具体例としては、電解
銅箔や圧延銅箔を用いることができる。電解銅箔の例で
は、厚み３μm〜７０μm程度のものが市販されており、
これらを用いることができる。厚みの薄いもの、特に９
μm以下のものは取り扱いのため支持キャリアをつけた
銅箔を用いることができる。また、金属箔の表面粗さ
は、一例として平均粗さＲｚが０．５〜１０μｍの範囲
である。

【００５１】次に、本発明の実施の形態について図面を
用いて説明する。

【００５２】（実施の形態１）図１は第１の実施の形態
の回路基板の模式平面図である。本実施の形態では、平
面方向に密度分布のある補強材シート101を含有する絶
縁体層に、ガラスエポキシ基板を用いる場合について説
明する。図１では、説明のため基材内部のガラス織布の
横糸102a、たて糸102bを図示している。ガラス繊維の織
り重なった部分（補強材シートの密度の大きな部分）以
外に設けるインナービア103は、織り重なっている部分
（補強材シートの密度の大きな部分）に設けるインナー
ビア104より断面積が大きくなっている。前記におい
て、ガラスクロスの織り重なった部分とガラスクロスの
目が開いた部分で、好ましくはビアの断面積の比が１．
１５倍以上、更に好ましくは、１．４倍以上である。こ
の範囲であれば、ビア抵抗のばらつきは少なくなる。

【００５３】本実施の形態の、回路基板は次のように作
製することができる。

【００５４】まず、接続中間体を作製する。Ｂステージ
（半硬化状態）のガラスエポキシ基材（ガラスエポキシ
プリプレグ：201）の両側面に前記カバーフィルム202を
熱圧着し、所望の位置に機械ドリルでインナービアホー
ル（本実施の形態では貫通孔：203,203'を形成する（図
２Ａ）。

【００５５】つぎに、インナービアホールに導電ペース
ト204を印刷法などで充填し、充填後にカバーフィルム2
02を剥離除去して接続中間体205が完成する（図２
Ｂ）。

【００５６】図２Ａにおける孔加工条件の一例として
は、ドリル径：１５０μｍ、加工速度：約１３３穴／
分、ドリル下降速度：２ｍ／分で貫通孔203,203'を形成
できる。このとき孔貫通後にドリルを例えば約０．２秒
の間、下降した状態で回転したまま静止させ、その後に
ドリルを引き抜く。

【００５７】この場合、繊維が密なところは繊維が突っ
張りとなって穴径203はそのままであるが繊維が粗の部
分（樹脂リッチのところ）203'は、加工による発熱、ド
リルのわずかな芯ぶれ等により穴径が拡大する。つま
り、穴径は加工部の繊維量によって連続的に変化し、結
果として、穴をあける部分の繊維の密度に反比例した穴
径が得られる。ここで、「反比例」とは、数学的な意味
の反比例ではなく、「補強材密度の大きな部分では孔径
が小さく、補強材密度の小さな部分では孔径が大きくな
る」ことを言う。この語句は、以下の明細書中でも同一
の意味で用いる。

【００５８】通常の回路基板の作製では、ドリルが材料
を貫通した後、即座にドリルを上昇させるのが普通であ
る。これは、穴品質（同じ孔径にそろえるという意味
で）、ドリル折れ防止およびタクトアップのためであ
る。この場合は繊維の粗密に関係なくほぼ一定の穴が加
工されることになる。

【００５９】例えば、約７０μmの厚みのプリプレグを
用い本実施の形態の孔加工を行ったところ、ガラスクロ
スのたて糸とよこ糸が織り重なった部分（ガラス繊維の
密度の最も高い部分）では、孔径は直径１５０μm、ク
ロスの目の開いた部分（ガラス繊維の密度の最も低い部
分）では、孔径は１８０μm、それ以外の場所は孔径は
１５０μmから１８０μmの間でガラス繊維の密度に反比
例して小さくなった。ガラスクロスを構成する繊維糸の
立て糸とよこ糸の織り重なった場所に設けた孔は、織り
重なりに収まる孔径以下の大きさになった。

【００６０】次に、前記した接続中間体205の両面に配
線パターンを形成するための厚さ１８μｍの金属箔206
を重ね合わせ、熱プレスで加熱加圧した（図２Ｃ）。熱
プレスの条件は、一般的な回路基板の熱プレス条件を用
いることができ、例としては、１８０℃〜２５０℃、３
０〜２００kgf/cm²、０．５〜２時間である。この工程
では、プリプレグの樹脂と導電ペーストの樹脂を硬化さ
せ、金属箔と接着させると同時に両側の金属箔同士を導
電ペーストを通して電気的に接続させた。

【００６１】最後に、金属箔を配線パターン207に加工
して両面回路基板208が完成した（図２Ｄ）。配線パタ
ーンの加工法は、フォトリソ法など一般の回路基板の配
線加工法を用いることができる。

【００６２】インナービアの接続抵抗は、インナービア
の断面積が大きいほど低くなる。また、導電フィラー同
士（導電フィラーと銅箔）に加わる実効的な圧力が大き
いほど接点は多くなりまた各々の接点も大きくなり、接
続抵抗は低くなる。実効的な圧力を大きくするには、熱
プレスの圧力を大きくすると同時に、インナービアホー
ルの側壁面が横に広がらない構成にすることが必要であ
る。ここで、側壁面が横に広がらない構成とは、本実施
例の形態でいえば、ガラスクロスの織り重なった場所に
設けた孔は、織り重なりに収まる孔径以下の大きさにす
ることである。

【００６３】本実施の形態では、補強材の密度の最も大
きな部分（ガラスクロスの繊維の織り重なった部分）は
側壁面が広がりにくい構成のため直径150μmのインナー
ビアホール（貫通孔）を、補強材の密度の最も小さな部
分（ガラスクロスの目の開いた部分）では実効圧が最も
かかりにくいので孔径は180μm、それ以外の部分では孔
径は150〜180μmの間でガラス繊維の密度に反比例して
小さく形成したものである。前記した孔加工条件で作製
した本実施の形態のインナービアでは約２〜３ｍΩと非
常にばらつきの少ない接続抵抗を実現できる。インナー
ビアホールの孔径は前記した孔径に限定されない。

【００６４】本実施の形態の両面回路基板208をコア基
板としてその両側に、前記した接続中間体205と金属箔2
06を重ね（図３Ａ）、両面基板と同様に熱プレスでコア
基板とプリプレグを積層して、最後に金属箔を配線パタ
ーン209に加工することで４層基板を作製することがで
きる（図３Ｂ）。

【００６５】さらなる多層基板は、コア基板に多層基板
を用いて前記した積層工程を繰り返すことで作製するこ
とができる。

【００６６】なお、本実施の形態の多層基板では、コア
基板の両側に積層するプリプレグには、コア基板の配線
層207が埋設することになる。すなわち、インナービア
部分にも配線層が埋設されるため、プレス工程中のイン
ナービアの圧縮率が高くなり、接続抵抗をさらに低く、
ばらつきを小さくすることができる。

【００６７】また、両面回路基板においても配線転写法
を用いれば配線層を埋設することができ、同様に、さら
に低く、ばらつきの小さい接続抵抗が実現できる。詳細
には、図４Ａに示すように支持基板（キャリア）に金属
箔を形成したいわゆるキャリア付き金属箔を用いること
ができる。キャリア付き金属箔211の例としては、アル
ミキャリアに離型層を介して銅箔が積層されたものなど
が市販されている。本発明の実施の形態に用いる場合に
は、銅箔を塩化鉄水溶液、過硫酸アンモニウム水溶液な
どでエッチングによりあらかじめパターニングして、配
線層210を接続中間体205に埋設するように積層した後、
アルミキャリアを塩酸などでエッチングして除去するこ
とができる（図４Ｂ）。

【００６８】本実施の形態の機械ドリルを用いた貫通孔
の形成方法としては上記以外にも、当然、異なる径のド
リルを用いることも可能である。つまり、ガラス繊維の
織り重なった部分（補強材シートの密度の大きな部分）
以外に設けるインナービアホールは、織り重なっている
部分（補強材シートの密度の大きな部分）に設けられた
ものより径の小さなドリルを用いるのである。補強材の
密度分布が不規則な場合は各ワーク毎に密度分布に応じ
てドリル径を選択する必要があるが、ガラス織布のよう
な密度分布が規則的な補強材を用いる場合は、このよう
な余分の工程が要らず(または少なく簡便になり)好まし
い。

【００６９】貫通孔の形成方法としてはこの他にも通常
の回路基板の孔加工法、すなわち、炭酸ガス、ＹＡＧ、
エキシマなどのレーザー孔加工法や、パンチングなども
用いても同様に本実施の形態のインナービアホール（貫
通孔）を形成することができる。

【００７０】次に図１１に示すように、炭酸ガスレーザ
ー孔加工法により貫通孔を形成した場合は、ガラス繊維
の密度の大きい部分に形成したインナービア（孔径の小
さいインナービア）702には、多くのガラス繊維704がイ
ンナービアの内部に突出した構成となる。これに対し
て、ガラス繊維の密度の小さい部分に形成したインナー
ビア（孔径の大きいインナービア）701には、相対的に
少ないガラス繊維703がインナービアの内部に突出した
構成となる。このような構成とすることで、インナービ
アと周りの絶縁体層のガラスエポキシ基材がアンカー効
果によりよく接着し、機械的（及び熱的）な応力に対し
て強度が増し、小さな孔径のインナービアの接続信頼性
を向上させることができる。小さな孔径のインナービア
は、導電体の接触点数が少ないため、大きなインナービ
アよりも接続信頼性が低くなりがちである。しかし、上
記した方法で小さなインナービアの接続信頼性を向上さ
せることで基板全体としての接続信頼性向上させること
ができる。

【００７１】炭酸ガスレーザーを用いた場合の例として
は、波長９．４μｍまたは１０．６μｍの炭酸ガスレー
ザーを使用できる。ショット回数は１〜３回が適正であ
る。このような例の場合、波長は長くショット回数が少
ないほど本発明の効果は顕著だった。孔あけ加工は、同
一のレーザーを照射したときに、ガラスクロス基材の密
度分布の差に起因する被加工性の違いを利用する。この
関係は次の表１のようになる。

【００７２】

【表１】

【００７３】次にレーザー光の波長に関して説明する。
同一エネルギーのレーザーであれば、一般に、波長が短
い方がレーザースポット径が小さくなり、この結果、レ
ーザーのエネルギー密度が大きくなる。エネルギー密度
の大きなレーザーでは、一般的には穴の開けにくい材料
であるガラスクロスを用いたシートに穴を開けることが
容易になり、基材の密度分布によらず、バラツキの少な
い孔径の孔を形成できる。逆に波長が短ければ、レーザ
ーのスポット径が大きくなり、この結果、エネルギー密
度は小さくなる。このため、穴の開けやすい材料である
マトリックス樹脂の部分の穴は開けやすいが、ガラスク
ロスの部分は穴が開けにくくなり、基材の密度分布の影
響を受けやすくなる。すなわち、ガラスクロスのたて糸
とよこ糸の織り重なった部分は小さな孔となり、織り目
があいているの部分は大きな孔となる。したがって、レ
ーザー光の波長は長いほうが好ましい。

【００７４】次にショット回数について説明する。レー
ザー照射はショット回数が多いほど投入するエネルギー
総量は大きくなる。例えば２ショットでは１ショットの
２倍のエネルギー総量になる。このため、同一箇所に複
数回ショットすると、エネルギー総量が大きくなり、最
初のショットで加工できなかったガラスクロスも、２回
目、３回目のショットで順次穴あけ加工されて、基材の
密度分布によらず孔径が均一になる。逆にショット回数
が少なければ、基材の密度分布の影響を受けやすくな
る。すなわち、ガラスクロスのたて糸とよこ糸の織り重
なった部分は小さな孔となり、織り目があいているの部
分は大きな孔となる。したがって、ショット回数は１〜
３回が適正である。

【００７５】本実施の形態では、インナービアホール
は、貫通孔について説明したが、非貫通孔としてもよ
い。非貫通孔の場合の回路基板の作成方法は、図５Ａ〜
図５Ｄに示すようにする。

【００７６】まず、プリプレグ301の片面に配線パター
ン302を形成した前記配線転写材の配線がプリプレグの
側に来るように、もう片面に前記カバーフィルム304を
仮圧着する。つぎに、所望の位置にブラインドビアホー
ル（非貫通孔）305を炭酸ガスレーザー孔加工法などで
形成して（図５Ａ）、導電体（導電ペースト）306を充
填する。カバーフィルムを除去して（図５Ｂ）、カバー
フィルムを除去した側に金属箔307を重ねて、熱プレス
で加熱加圧する（図５Ｃ）。金属箔を配線パターン308
に加工して、配線転写材の支持基板303を除去すると両
面回路基板が完成する（図５Ｄ）。金属箔のパターンに
加工後の積層体(回路基板転写材)を配線転写材の替わり
の用いて前記した工程を必要回数繰り返せば多層回路基
板を作製することができる。この方法によれば、配線パ
ターンの位置に合わせてビアホールを形成するために、
寸法合致精度を向上させることができる。

【００７７】（実施の形態２）図６は本発明の第２の実
施の形態の多層回路基板の断面模式図である。本実施の
形態の多層基板は、被圧縮性の絶縁基材からなるコア基
板の少なくとも片面に実施の形態１で説明した回路基板
が積層された構成である。図では、アラミドエポキシ基
板の両面基板401をコア基板として用いて、第１の実施
の形態で説明した構成のガラスエポキシ基材による回路
基板402をコア基板の両側に積層した構成である。

【００７８】本実施の形態の多層回路基板は次のように
作製することができる。

【００７９】まず、アラミドエポキシプリプレグを用い
て両面回路基板を作製する。両面回路基板の作成方法
は、まず、アラミドエポキシプリプレグの両面にカバー
フィルムを仮圧着して、貫通孔を形成する。貫通孔は、
例えば炭酸ガスレーザーで、孔径２００μｍのものを形
成することができる。アラミドエポキシプリプレグは、
アラミド繊維の不織布にエポキシ樹脂を含浸した複合材
で、内部に空隙が多数存在するために被圧縮性をもつた
め、実施の形態１で示した方法によらなくともインナー
ビアはばらつきの少ない接続抵抗を実現できる。もちろ
ん、実施の形態に示したように、補強材(この場合はア
ラミド不織布)の密度により孔径を変えればよりばらつ
きが少なくなり好ましいことは言うまでもない。

【００８０】つぎに、貫通孔に導電ペーストを充填して
カバーフィルムを除去すれば、アラミドエポキシ基材に
よる接続中間体の完成である。この後は実施の形態１と
同様にアラミドエポキシ基板の両面回路基板を得ること
ができる。また、貫通孔はレーザーを用いてあけても良
いし、ドリルを用いてあけても良い。

【００８１】これをコア基板として両側から実施の形態
１で説明した接続中間体と金属箔を重ね、実施の形態１
と同様に熱プレスにより積層し、前記金属箔を配線パタ
ーンに加工する。これにより４層基板（ここで４層とは
配線層をいう。）は完成する。なお、被圧縮性のコア基
板は多層回路基板でもよい。コア基板の配線層が４層の
例を図１２に示す。

【００８２】さらに高多層が必要なときには、本実施の
形態の多層基板をコア基板として本実施の形態の工程を
繰り返すことで作製することができる。

【００８３】本実施の形態の多層基板では、ガラスエポ
キシ基材による絶縁体層のすべてに、配線層が埋設して
いる構成であり、実施の形態１で説明したように、さら
に、ばらつきの少ない接続抵抗を実現できる。また、コ
ア基板には配線層は埋設しないが、アラミドエポキシプ
リプレグの被圧縮性がこれを補いインナービアは充分圧
縮される構成となっている。つまり、本実施の形態の多
層回路基板は全層にわたりさらに、ばらつきの少ない接
続抵抗を実現できる。さらに、両側にガラスエポキシ基
材を積層した場合は、アラミドエポキシ基材が外部にさ
らされることが無くなり、吸湿しにくい構成となる。そ
の上、ガラスポキシ基材は機械強度に優れるため、アラ
ミドエポキシ基材のみで構成した多層基板に比べて機械
強度に優れた基板を実現できる。

【００８４】（実施の形態３）図７は本発明の第３の実
施の形態の多層基板の断面模式図である。本実施の形態
の多層基板は、第１または第２の実施の形態の回路基板
501をコア基板として、コア基板の少なくとも片面に、
コア基板の絶縁体層よりも薄い絶縁体層の回路基板502
を積層した構成である。薄い絶縁体層には、より微細な
インナービアを低抵抗で形成することができる。これ
は、同じ孔径でもインナービアの長さつまり絶縁体層の
厚みを薄くすれば接続抵抗が小さくなるからである。

【００８５】実施の形態２の４層多層基板をコア基板と
して、コア基板の絶縁体層より薄い絶縁体層としてポリ
イミドフィルムを用いた場合について説明する。

【００８６】本実施の形態の多層基板はつぎのように作
製することができる。まず、ポリイミドフィルムによる
絶縁体層の基板の作成方法を説明する。図８Ａに示すよ
うに、ポリイミドフィルム601の両面に接着剤層602を形
成したフィルム（薄い絶縁体層603）の片面に、図８Ｂ
に示すようにカバーフィルム604を、もう一方の片面に
キャリア付配線パターン605を仮圧着する。接着剤層602
はポリイミド系やエポキシ系の接着剤を用いることがで
きる。フィルムの厚みは、一例としては、ポリイミドフ
ィルム１３μmに対して接着剤層を各々５μm形成する。
カバーフィルムは、実施の形態１と同様にすることがで
きる。また、配線パターンは、実施の形態１で説明し
た、転写法に用いるキャリア付銅箔に配線パターンを形
成したものを用いることができる。

【００８７】次に、図８Ｃに示すようにフィルムに非貫
通孔を形成して導電体606を充填してカバーフィルムを
除去する。これにより、両面回路転写材中間体614が完
成する。非貫通孔の形成はレーザー孔加工法を用いるこ
とができる。一例としてはＵＶ−ＹＡＧレーザー（３倍
高調波：波長３５５ｎｍ）を用いることができる。ＵＶ
−ＹＡＧレーザーによれば銅箔にダメージを与えること
なく微細な非貫通孔（本実施の形態では３０〜５０μm
程度となる）を形成できるので好ましい。

【００８８】導電体としては、実施の形態１と同様に導
電ペーストを用いることができる。導電ペーストの充填
は、スキージによる印刷法を用いることができる。非貫
通孔の充填では、充填時あるいは、充填後に減圧するこ
とが好ましい。これは、開口部からペーストを充填した
ときにかみこんだ気泡を減圧することにより取り除くた
めである。また銅箔は、表面に凹凸を設けた粗化銅箔を
用いて、接着層との間に隙間（銅箔表面の凸凹に対応し
た微細な隙間で、導電ペーストの導電フィラーよりも小
さくする）を残して仮圧着するのが好ましい。これは、
導電ペーストの充填時及びプレス時に、導電ペーストの
樹脂がこの隙間から排出され、インナービアの中の導電
粉の割合が高まりさらに低抵抗が得られるからである。

【００８９】次に図８Ｄに示すように、両面回路転写材
中間体614のカバーフィルムを取り除いた側に金属箔607
を重ね、熱プレスにより加熱加圧する。このとき配線パ
ターンは接着剤層602に埋め込まれる。熱プレスの条件
は、実施の形態１と同様にすることができる。

【００９０】次に金属箔を通常のフォトリソ法で配線パ
ターン608に加工して、キャリア付両面回路転写材609が
完成する（図９Ａ）。

【００９１】キャリア付金属箔の替わりに前記キャリア
付両面回路転写材609を用いて前記工程を繰り返せば多
層転写材中間体610（図９Ｂ）や多層回路転写材611（図
９Ｃ）を作製できる。

【００９２】コア基板の絶縁体層より薄い絶縁体層とし
てポリイミドフィルムを用いた場合について説明した
が、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、ＰＴＦＥ（ポリテ
トラフルオロエチレン）、アラミド、ＰＢＯ（ポリパラ
フェイレンベンゾビスオキサゾール）または全芳香族ポ
リエステルなどフィルムに接着剤を形成して用いること
もできる。熱可塑性フィルムの場合は、フィルム自体が
加熱すると接着性を持つので接着剤無しで用いることも
できる。

【００９３】次に、転写材をコア基板に積層する。

【００９４】コア基板としては、実施の形態１または２
で説明した回路基板612を用いることができる。コア基
板612の少なくとも片側に転写材中間体610を図１０Ａの
ように重ね合わせ、熱プレスにより積層する。熱プレス
の条件は実施の形態１と同様にすることができる。最後
に、転写材中間体のキャリアをエッチングにより除去す
れば、本実施の形態の多層基板が完成する。

【００９５】また、転写材中間体を用いる替わりに、実
施の形態１または２の接続中間体613を介して、本実施
の形態の（多層）回路転写材611をコア基板612に積層し
て、本実施の形態の多層基板を作製することもできる
（図10Ｂ）。

【００９６】本実施の形態では、薄い絶縁体層を配線転
写材でコア基板に転写する方法を示したが、この方法に
よれば薄い絶縁体層に形成したより微細な回路と、コア
基板を別に作製することができるので、コア基板の上に
順に積み上げていく方法に比べて、微細な回路部分のゴ
ミによる汚染が少なくまた、全体の歩留まりを向上させ
ることができる。

【００９７】本実施の形態の多層回路基板では、実施の
形態１及び２で説明したばらつきの少ない接続抵抗を具
備した全層ＩＶＨ構造の回路基板をコア基板としてその
上に、より高密度な配線層を形成できる。薄いポリイミ
ドフィルムの絶縁体層だけで基板を作った場合は、機械
強度が要求される分野に使用することは難しいが、本実
施の形態の多層基板は、機械強度と高密度微細配線（コ
ア基板部分を含めて）が実現可能であり、特に比較的大
きな半導体を直接実装するためのパッケージ用基板に好
適である。

【００９８】コア基板としては、一般の回路基板（ガラ
スエポキシスルーホール基板、ビルドアップ基板、エポ
キシ樹脂含浸させたアラミド繊維不織布を用いた多層基
板など）を用いてもよい。また、図に示すように、前記
転写材を接続中間体を介して配線形成用の金属箔に直接
積層することもできる。

【００９９】

【発明の効果】本発明によれば、ガラスエポキシ基材を
はじめとする平面方向に密度分布のある補強材シートを
含有する基材を絶縁体層に用いた場合にでも、高密度配
線でしかも、ばらつきの少ないインナービア接続抵抗を
実現する回路基板とその製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における回路基板の
模式的平面図

【図２】Ａ〜Ｄは、本発明の第１の実施の形態における
回路基板の製造方法（貫通孔）の各工程の説明図

【図３】Ａ〜Ｂは、本発明の第１の実施の形態における
回路基板の製造方法（貫通孔）の各工程の説明図

【図４】Ａ〜Ｂは、本発明の第１の実施の形態における
回路基板の製造方法（貫通孔）の各工程の説明図

【図５】Ａ〜Ｄは、本発明の第１の実施の形態における
回路基板の製造方法（非貫通孔）の説明図

【図６】本発明の第２の実施の形態における多層回路基
板の断面模式図

【図７】本発明の第３の実施の形態における多層回路基
板の断面模式図

【図８】Ａ〜Ｄは、本発明の第３の実施の形態における
多層回路基板の製造方法の説明図

【図９】Ａ〜Ｃは、本発明の第３の実施の形態における
多層回路基板の製造方法の説明図

【図１０】Ａ〜Ｂは、本発明の第３の実施の形態におけ
る多層回路基板の製造方法の説明図

【図１１】本発明のガラス繊維が突出したインナービア
を具備した第１の実施の形態における回路基板の断面模
式図

【図１２】本発明の第２の実施の形態で得られた４層の
回路基板の断面模式図

【符号の説明】

101 補強材シート 102ａ ガラス織布のよこ糸 102ｂ ガラス織布のたて糸 103,104,701,702 インナービア 201 ガラスエポキシプリプレグ 202,304,604 カバーフィルム 203,203' インナービアホール（貫通孔） 204,306,606 導電ペースト 205 接続中間体 206,307,607 金属箔 207,209,302,308,608 配線パターン 208 両面回路基板 210,403 埋設された配線層（配線パターン） 211 キャリア付金属箔 301 プリプレグ 303 支持基板（キャリア） 305 ブラインドビアホール（非貫通孔） 401,501 コア基板 402 第１の実施の形態の回路基板 502 薄い絶縁体層による回路基板 601 ポリイミドフィルム 602 接着剤層 603 薄い絶縁体層 605 キャリア付配線パターン 609 両面回路転写材 610 多層回路転写材中間体 611 多層回路転写材 612 第１または２の実施の形態の回路基板（コア基
板） 613 接続中間体 614 両面回路転写材中間体 701 大きな径のインナービアホール 702 小さな径のインナービアホール 703 数が少ない突出したガラス繊維 704 数が多い突出したガラス繊維

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｘ (72)発明者 留河 悟 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 越後 文雄 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 BB02 BB03 BB11 CC25 CD21 CD32 GG11 5E346 AA06 AA12 AA15 AA35 AA43 BB01 CC04 CC05 CC08 CC09 CC10 CC31 DD02 DD31 EE02 EE06 EE08 EE13 FF18 FF35 FF36 GG15 GG19 GG28 HH07

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平面方向に密度分布のある補強材シート
   からなる電気絶縁体層と、前記電気絶縁体層の厚さ方向
   に空けられた複数のインナービアホールに導電体が充填
   され、かつ前記導電体に接続されている配線層を具備す
   る回路基板であって、 前記補強材シートの密度の大きな部分に設けられた前記
   インナービアホールの断面積を、前記補強材シートの密
   度の小さな部分に設けられた前記インナービアホールの
   断面積よりも小さく形成することを特徴とする回路基
   板。
2. 【請求項２】 平面方向に密度分布のある補強材シート
   が、合成繊維及び無機繊維から選ばれる少なくとも一つ
   の繊維で構成される織布及び不織布から選ばれる少なく
   とも一つである請求項１に記載の回路基板。
3. 【請求項３】 平面方向に密度分布のある補強材シート
   が、合成樹脂からなるフィルムである請求項１に記載の
   回路基板。
4. 【請求項４】 平面方向に密度分布のある補強材シート
   が、ガラス繊維からなる織布である請求項２に記載の回
   路基板。
5. 【請求項５】 ガラス繊維からなる織布のたて糸とよこ
   糸の重なった部分に設けられたインナービアの断面積
   が、それ以外の部分に設けられたインナービアの断面積
   に比べて小さい請求項４に記載の回路基板。
6. 【請求項６】 断面積が大きいインナービアホールの側
   壁面の突出繊維の突出量に比較して、断面積が小さいイ
   ンナービアホールの側壁面の突出繊維の突出量が多い請
   求項１に記載の回路基板。
7. 【請求項７】 配線層が複数層存在し、そのうちの少な
   くとも1層の前記配線層が前記絶縁体層に埋設している
   請求項１に記載の回路基板。
8. 【請求項８】 インナービアホールの断面積が連続的に
   変化し、補強材シートの密度が大きいところではインナ
   ービアの断面積が小さく、補強材シートの密度が小さい
   ところではインナービアの断面積が大きい請求項１に記
   載の回路基板。
9. 【請求項９】 請求項１に記載の回路基板の片面に、さ
   らに被圧縮性の電気絶縁材料により構成された回路基板
   が積層されている請求項１に記載の回路基板。
10. 【請求項１０】 請求項１に記載の回路基板が両外側に
    配置され、その間にさらに被圧縮性の電気絶縁材料によ
    り構成された回路基板がコア基板として積層されている
    請求項１に記載の回路基板。
11. 【請求項１１】 請求項１に記載の回路基板をコア基板
    とし、前記コア基板の少なくとも片面に、さらにコア基
    板の絶縁体層よりも薄い絶縁体層からなる回路基板が少
    なくとも1層積層されている請求項１に記載の回路基
    板。
12. 【請求項１２】 インナービアホールの大きな断面積が
    小さな断面積に比較して、1.15倍以上10倍以下の面積で
    ある請求項１に記載の回路基板。
13. 【請求項１３】 平面方向に密度分布のある補強材シー
    トを有する絶縁体層に導電体ペーストを充填するための
    複数のインナービアホールを形成するに際し、 前記補強材シートの密度の大きな部分に設けるインナー
    ビアホールの断面積を、前記補強材シートの密度の小さ
    な部分に設けるインナービアホールの断面積より小さく
    形成し、 次に前記インナービアホールに導電体ペーストを充填
    し、 前記導電体ペーストに接続するように配線層及び配線層
    を形成するための金属箔から選ばれる少なくとも一つを
    積層し、加熱加圧することを含む特徴とする回路基板の
    製造方法。
14. 【請求項１４】 前記補強材シートの密度の大きな部分
    に設けるインナービアホールの断面積を、前記補強材シ
    ートの密度の小さな部分に設けるインナービアホールの
    断面積より小さく形成する方法が、前記補強材シートの
    厚さ方向に回転ドリルを挿入して貫通孔を形成した後、
    ドリルを回転させたまま一旦静止し、その後に前記ドリ
    ルを引き抜く方法である請求項１３に記載の回路基板の
    製造方法。
15. 【請求項１５】 前記補強材シートの密度の大きな部分
    に設けるインナービアホールの断面積を、前記補強材シ
    ートの密度の小さな部分に設けるインナービアホールの
    断面積より小さく形成する方法が、熱加工型のレーザー
    加工法である請求項１３に記載の回路基板の製造方法。
16. 【請求項１６】 配線層が複数層であり、そのうちの少
    なくとも1層の配線層を前記絶縁体層に埋設する請求項
    １３に記載の回路基板の製造方法。
17. 【請求項１７】 請求項１３で得られた回路基板の片面
    に、さらに被圧縮性の電気絶縁材料により構成された回
    路基板を積層した請求項１３に記載の回路基板の製造方
    法。
18. 【請求項１８】 請求項１３で得られた回路基板が両外
    側に配置され、その間にさらに被圧縮性の電気絶縁材料
    により構成された回路基板をコア基板として積層した請
    求項１３に記載の回路基板の製造方法。
19. 【請求項１９】 請求項１３で得られた回路基板をコア
    基板とし、前記コア基板の少なくとも片面に、さらにコ
    ア基板の絶縁体層よりも薄い絶縁体層からなる回路基板
    を少なくとも1層積層した請求項１３に記載の回路基板
    の製造方法。