JP2009060016A

JP2009060016A - プリント配線板

Info

Publication number: JP2009060016A
Application number: JP2007227736A
Authority: JP
Inventors: Sadashi Nakamura; 禎志中村
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-09-03
Filing date: 2007-09-03
Publication date: 2009-03-19

Abstract

【課題】モバイル機器の小型、薄型、軽量、高精細、多機能化等を実現するために必要な、半導体の高機能・多ピン化に対応した小型、低背を容易に実現する実装形態を提供することを目的とする。
【解決手段】無機フィラーが熱硬化性樹脂に分散されてなる絶縁層２からなり、この絶縁層２の所定の位置に貫通孔３が形成され、この貫通孔３に導電性ペースト４が充填されたビア５を有するプリント配線板１であって、前記ビア５は厚み方向に圧縮されているとともに前記貫通孔３の形状を維持しながら導通が確保され、かつ前記絶縁層には芯材を含まないことを特徴とするプリント配線板１である。
【選択図】図１

Description

本発明は、パソコン、移動体通信用電話機、ビデオカメラ等の各種電子機器に広く用いられるプリント配線板に関するものである。

近年、電子機器の小型化、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、ＬＳＩ等の半導体チップを高密度に実装できる多層配線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を高い接続信頼性で電気的に接続できることが重要である。

このような市場の要望に対して、従来多層配線基板の層間接続の主流となっていたスルーホール内壁の金属めっき導体に代えて、多層配線基板の任意の電極を任意の配線パターン位置において、層間接続できるインナービアホール接続法すなわち全層ＩＶＨ構造樹脂多層基板と呼ばれるものがある。

これは、多層配線基板のビアホール内に導電体としての導電性ペーストを充填して、必要な各層間のみを接続することが可能であり、部品ランド直下にインナービアホールを設けることができるため、基板サイズの小型化や高密度実装を実現できる。

なお、この発明の出願に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、２が知られている。
特開平０６―２６８３４５号公報特開２００２−２０８７６３号公報

従来の多層プリント配線板は、一般に織布、不織布、フィルムなどの芯材を含んでいるために、貫通孔を設けてこの貫通孔に導電性ペーストを充填してビアを形成した場合、特にプリント配線板を加圧した場合においてビア内に充填された導電性ペーストが基材へ流れやすくなり、図７に示すように、（Ａ）→（Ｂ）のようにビアの変形が発生しやすくなるという課題があった。導電性ペーストが流れることによってビアの接続安定性が低下し、またビアの変形によって上下のビア径が広がり、結果として微細なビアを形成することが困難となるので、微細かつ高密度のプリント配線板を形成することが困難となるという課題を有していた。

本発明は、上記課題を鑑みて成されたものであり、安定したビアの接続性を有し、かつ基板内での配線密度も高めることのできるプリント配線板を提供するものである。

上記目的を達成するために、本発明は無機フィラーが熱硬化性樹脂に分散されてなる絶縁層からなり、この絶縁層の所定の位置に貫通孔が形成され、この貫通孔に導電性ペーストが充填されたビアを有するプリント配線板であって、前記ビアは厚み方向に圧縮されているとともに前記貫通孔の形状を維持しながら導通が確保され、かつ前記絶縁層には芯材を含まないことを特徴とするプリント配線板であり、このような構成にすることにより、接続層に熱硬化性樹脂と無機フィラーとの混合物を用いた場合においても無機フィラー粒子が流動することを抑制でき、貫通孔の形状を維持することが可能となるため、安定したビアの接続性を有し、かつ基板内での配線密度を高めることが可能なプリント配線板を実現することができる。

以上のように本発明は、多ピンの基板間接続が可能で、かつ基板内での配線密度も高めることが可能となるため、モバイル機器の小型、薄型、軽量、高精細、多機能化等を実現するために必要な、半導体の高機能・多ピン化に対応した小型、低背を容易に実現するプリント配線板を提供することが可能となる。

（実施の形態１）
以下本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施の形態におけるプリント配線板を示す断面図である。本実施の形態のプリント配線板１は、無機フィラーが熱硬化性樹脂に分散されてなる絶縁層２で構成され、この絶縁層２の所定の位置に形成された貫通孔３に導電性ペースト４が充填されることによって、ビア５が形成されている。本発明において、プリント配線板１の絶縁層２は織布、不織布、フィルムなどの芯材を含んでおらず、ビア５は厚み方向に圧縮されているとともに、貫通孔３の形状をほぼ円筒形状あるいは円錐台形状に近い形状に維持しながら導通が確保されている。

このとき、プリント配線板１は無機フィラーが７０〜９０重量％と高い密度で充填されていることにより、加熱加圧においても無機フィラーが流動しないのでビア５の壁面にビア壁が維持され、このビア壁によりビア５内に充填された導電性ペースト４が絶縁層２へ流れることがなく、安定した導通を確保することができる。導電性ペースト４が絶縁層２へ流れることがないことによってビア５が変形しにくくなるので、ビア５を形成する貫通孔３の形状をほぼ円筒形状あるいは円錐台形状に近い形状に維持することができる。

本発明において、絶縁層２における無機フィラーは、シリカ、アルミナ、チタン酸バリウムの内少なくとも一種以上のもので構成されていることが好ましい。また、絶縁層２における無機フィラーの粒径は１〜１５μｍ、無機フィラーの含有率は７０〜９０重量％であることが好ましい。無機フィラーの含有量が７０％未満ならば、接続層３を形成する、無機フィラー量が熱硬化性樹脂の量に対して少なく粗な状態となり、熱硬化性樹脂がプレス中に流動する際に、同時に無機フィラーも流動してしまい、９０％を超えると、接続層３の樹脂量が少なくなり過ぎ、配線の埋込性や密着性が損なわれるため不適切である。

本発明のプリント配線板に使用される導電性ペースト４は、銅、銀、金、パラジウム、ビスマス、錫およびこれらの合金の内から構成され、粒径は１〜２０μｍであることが好ましい。

また、無機フィラーの平均粒径は、導電性ペーストの平均粒径よりも大きい粒径にて構成されている。

なお、本発明のプリント配線板１において、絶縁層２に使用する熱硬化性樹脂に無機フィラーの他にエラストマー成分が分散されていてもよい。この場合、エラストマー成分が無機フィラー表面に偏析するため、無機フィラーの流動性をさらに抑制することができるので、本発明においてさらに効果的である。

本発明におけるエラストマー成分は、アクリル系エラストマー、熱可塑性エラストマーのいずれかからなる。具体的には、たとえばポリブタジエンまたはブタジエン系ランダム共重合ゴムまたはハードセグメントとソフトセグメントを有する共重合体が用いられる。エラストマー成分の含有量は、エポキシ樹脂組成物全量に対して０．２〜５．０重量％が好ましい。

次に、本実施の形態のプリント配線板の製造プロセスについて、図２を用いて詳細に説明する。

まず図２（Ａ）に示すように、絶縁層２の両側にＰＥＴフィルム６をラミネート加工によって貼り付ける。

続いて、図２（Ｂ）に示すように絶縁層２とＰＥＴフィルム６の全てを貫通する貫通孔３をレーザー等によって形成する。

次に図２（Ｃ）に示すように貫通孔３に導電性ペースト４を充填する。このＰＥＴフィルム６は絶縁層２の表面に導電性ペースト４が残存しないようにする役割を果たす。

その後、両側のＰＥＴフィルム６を剥離し（図２（Ｄ））、この状態で絶縁層２の両側から箔状の配線材料７を用意し（図２（Ｅ））、積層配置すると図２（Ｆ）に示した状態になる。

次に配線材料７を加熱加圧することにより、絶縁層２に接着させる。この加熱加圧工程によって、導電性ペースト４が充填されたビア５は剥離されたＰＥＴフィルム６の厚み分が圧縮される。この圧縮によって、導電性ペースト４内の金属フィラーどうしが高密度に接触し、配線材料７と導電性ペースト４との電気的接続が実現されることとなる。本発明において、ビア５は、加熱加圧時においても無機フィラーが流動しないため導電性ペースト４が絶縁層２へ流動しなくなるので、加熱加圧工程においても貫通孔３の形状、すなわちほぼ円筒形状あるいは円錐台形状に近い形状を維持することができる。

その後、図２（Ｇ）に示すように配線材料７をパターニングすることによって両面のプリント配線板１を完成させる。

なお、本発明において、絶縁層２は、着色剤を含有していてもよい。この場合、実装性、光反射性が向上する。

また、絶縁層２の最低溶融粘度は、図３の溶融粘度曲線に示すように、１０００〜１０００００Ｐａ・ｓが適切である。１０００Ｐａ・ｓ未満の場合、樹脂流れが大きくなり、１０００００Ｐａ・ｓを超える場合、プリント配線板の多層化における接着不良や配線材料５への埋め込み不良が発生するおそれがあるので不適切である。

なお、本発明のプリント配線板において、両面のプリント配線板で説明したが、図４に示すようにこれを複数層積層して多層のプリント配線板を形成しても良く、図５に示すような本発明のプリント配線板の上下に材質の異なる樹脂基材で形成されたプリント配線板９を積層して多層のプリント配線板を形成してもよい。この材質の異なる樹脂基材で形成されたプリント配線板９は、両面基板であっても多層基板であっても良く、また、スルーホール構造や全層ＩＶＨ構造などの基板構造に特に限定されるものでなく、材質についても特に限定されるものではない。また、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、上側と下側に形成するプリント配線板９は異なる形状のものであってもよい。また、本発明のプリント配線板１と、材質の異なるプリント配線板９とを交互に積層して多層のプリント配線板を形成してもよい。

本発明にかかるプリント配線板は、多ピンの基板間接続が可能で、かつ基板内での配線密度も高めることが可能となるため、モバイル機器の小型、薄型、軽量、高精細、多機能化等を実現するために必要な、半導体の高機能・多ピン化に対応した小型、低背を容易に実現するプリント配線板を提供することが可能となる。

本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の一例を示す断面図本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の製造工程断面図本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の接続層の溶融粘度を示す図本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の一例を示す断面図本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の一例を示す断面図本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の一例を示す斜視図従来のプリント配線板のビアの形状を示す図

符号の説明

１プリント配線板
２絶縁層
３貫通孔
４導電性ペースト
５ビア
６ＰＥＴフィルム
７配線材料
９プリント配線板

Claims

無機フィラーが熱硬化性樹脂に分散されてなる絶縁層からなり、この絶縁層の所定の位置に貫通孔が形成され、この貫通孔に導電性ペーストが充填されたビアを有するプリント配線板であって、前記ビアは厚み方向に圧縮されているとともに前記貫通孔の形状を維持しながら導通が確保され、かつ前記絶縁層には芯材を含まないことを特徴とするプリント配線板。
接続層において、熱硬化性樹脂にエラストマー成分が分散されてなる請求項１に記載のプリント配線板。
無機フィラーの粒径は、１〜１５μｍである請求項１または２に記載のプリント配線板。
導電性ペーストの粒径は、１〜２０μｍである請求項１または２に記載のプリント配線板。
無機フィラーの平均粒径は、導電性ペーストの平均粒径よりも大きいことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載のプリント配線板。
無機フィラーの含有率は、７０〜９０重量％である請求項１または２に記載のプリント配線板。
無機フィラーは、シリカ、アルミナ、チタン酸バリウムの内の少なくとも一種以上からなる請求項１または２に記載のプリント配線板。
導電性ペーストは、銅、銀、金、パラジウム、錫、およびこれらの合金の内からなる請求項１または２に記載のプリント配線板。
最低溶融粘度は、１０００〜１０００００Ｐａ・ｓである請求項１または２に記載のプリント配線板。
絶縁層は着色剤が含有されている請求項１または２に記載のプリント配線板。