JP6996595B2 - 多層配線基板 - Google Patents

Description

本発明は、平板状の多層配線基板に関し、特に、樹脂層の上に高い弾性率を有する樹脂からなる表面層が形成された多層配線基板に関する。

従来の多層配線基板は、導電性パターンや層間接続導体を備えた実質同一材料からなる樹脂シートを複数準備し、これらの樹脂シートを重ねた状態で熱および圧力を加えることにより、樹脂シート同士を接合させて作製していた（例えば、特許文献１参照）。

特許第５５７４０７１号公報

しかしながら、電気特性を優先して樹脂シートの材料を選択すると、樹脂シートの機械的特性が低くなることがあった。また、弾性率の低い樹脂シートは変形しやすいため、表面実装部品が実装しにくいという問題があった。更に、樹脂シートの上に弾性率の異なる表面シートを積層した多層配線基板では、熱膨張係数の違い等により機械的強度が低いという問題もあった。

そこで、本発明は、表面が平坦で、機械的強度の優れた多層配線基板の提供を目的とする。

本発明は、絶縁基材と絶縁基材の上に設けられた導電性パターンとを含む樹脂層が少なくとも２層積層され、その上に絶縁基材より弾性率の高い表面層が接合された、平板状の多層配線基板であって、樹脂層と表面層との接合面が凹凸を有することを特徴とする多層配線基板に関する。

また、本発明は、平板状の多層配線基板の製造方法であって、絶縁基材と絶縁基材の上に設けられた導電性パターンとを含む樹脂層を、少なくとも２枚準備する工程と、樹脂層を重ねて配置し、加熱プレスで凹凸を形成し樹脂層同士を接合する工程と、樹脂層の上に、樹脂層より弾性率の高い表面層を重ねる工程と、表面層の上から加熱状態で平坦な面で加圧プレスを行い、樹脂層と表面層とを接合する工程と、を含み、樹脂層と表面層との接合面が凹凸を有することを特徴とする多層配線基板の製造方法に関する。

以上のように、本発明では、樹脂層の表面が凹凸形状であるため、熱膨張係数の違いや衝撃によっても樹脂層から表面層が剥がれにくく、信頼性が高く、表面が平坦な多層配線基板を得ることができる。

本発明の実施の形態１にかかる多層配線基板の断面図である。 表面シートがガラスフィラーを含むエポキシ樹脂から形成された場合の多層配線基板の断面写真である。 図２の多層配線基板の拡大断面写真である。 ガラスフィラーの粒径の分布（単峰分布）である。 図４の粒径分布を有するガラスフィラーを含む表面シートの断面写真である。 ガラスフィラーの粒径の分布（２峰分布）である。 図６の粒径分布を有するガラスフィラーを含む表面シートの断面写真である。 本発明の実施の形態１にかかる多層配線基板の上に表面実装部品を実装した場合の断面図である。 本発明の実施の形態１にかかる多層配線基板の製造工程の断面図である。 本発明の実施の形態１にかかる多層配線基板の製造工程の断面図である。 本発明の実施の形態１にかかる多層配線基板の製造工程の断面図である。 本発明の実施の形態１にかかる多層配線基板の製造工程の断面図である。 本発明の実施の形態１にかかる多層配線基板の製造工程の断面図である。 工程３における温度プロファイルおよび圧力プロファイルである。 表面シートに含まれる熱硬化性樹脂の硬化反応過程における粘度の変化である。 本発明の実施の形態２にかかる多層配線基板の上に表面実装部品を実装した場合の断面図である。 本発明の実施の形態３にかかる多層配線基板の上に表面実装部品を実装し、多層配線基板を実装基板の上に実装した場合の断面図である。 本発明の実施の形態４にかかる多層配線基板の、フレキシブル部を挟む２つのリジッド部に実装基板を実装した場合の断面図である。 本発明の実施の形態４にかかる多層配線基板を湾曲させた状態で実装基板に接続した場合の断面図である。

本発明の第１の態様では、絶縁基材と絶縁基材の上に設けられた導電性パターンとを含む樹脂層が少なくとも２層積層され、その上に絶縁基材より弾性率の高い表面層が接合された、平板状の多層配線基板であって、樹脂層と表面層との接合面が凹凸を有することを特徴とする多層配線基板である。かかる多層配線基板は、樹脂層の表面が凹凸形状であるため、熱膨張係数の違いや衝撃によっても表面層が剥がれにくく、信頼性が高く、表面が平坦な多層配線基板となる。

本発明の第２の態様では、表面層は、ガラスフィラーを含有する。表面層がガラスフィラーを含有することで、表面層の弾性率が向上する。また、表面層内におけるガラスフィラーの密度差に伴う、熱的機械的特性の差が生じるのを防ぎ、変形による特性変化を起こりにくくする。

本発明の第３の態様では、ガラスフィラーの粒径は、接合面の凹凸の段差より小さい。粒径が段差より小さいことで、狭い領域にも均一に充填することができる。

本発明の第４の態様では、ガラスフィラーの一部が、接合面の凹部内に配置される。これにより表面層の物性の均一化が可能になる。

本発明の第５の態様では、ガラスフィラーの全体が、接合面の凹部内に配置される。これにより表面層の物性の均一化が可能になる。

本発明の第６の態様では、ガラスフィラーの粒径は、導電性パターンの膜厚より小さい。粒径が導電性パターンの膜厚より小さいことで、狭い領域にも均一に充填することができる。

本発明の第７の態様では、ガラスフィラーの粒径は、接合面の凹凸の段差および導電性パターンの膜厚のうち、小さい方の３分の１以下である。粒径を接合面の凹凸の段差および導電性パターンの膜厚のうち小さい方の３分の１以下とすることで、狭い領域にも均一に充填することができる。

本発明の第８の態様では、ガラスフィラーは、表面層の最も膜厚の薄い部分にも存在する。ガラスフィラーを均一に充填することで、表面層の特性を均一にできる。

本発明の第９の態様では、ガラスフィラーは、粒径の分布が２峰分布である。ガラスフィラーの最密充填が可能となり、表面層の剛性を向上させつつ、特性を均一にできる。なお、ガラスフィラーの粒径の測定は、ガラスフィラーの任意の場所を断面切削し、露出した断面をＳＥＭで投影し、視野内のガラスフィラーのサイズを測定して行う。測定方法では、ガラスフィラー断面の最大長さと最小長さの平均を当該ガラスフィラーの粒径とする。ＳＥＭの観察倍率は、例えば５０００倍（図５、図７）とし、ＳＥＭはキーエンス社製のＶＥ－７８００を用いた。

本発明の第１０の態様では、表面層は、熱硬化性樹脂からなる。熱硬化性樹脂を用いることにより、加熱プレス工程で最終的に硬化して、凹凸形状の接合面を容易に形成できる。

本発明の第１１の態様では、熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂からなる。汎用的なエポキシ樹脂を使用することで、製造コストを低減できる。

本発明の第１２の態様では、ガラスフィラーは、ガラス繊維である。表面層がガラス繊維を含有することで、表面層の弾性率が向上する。

本発明の第１３の態様では、樹脂層は、熱可塑性樹脂からなる。樹脂層を熱可塑性樹脂から形成することで、加圧プレス工程で樹脂層同士を直接接合できる。

本発明の第１４の態様では、樹脂層は、更に、絶縁基材を貫通し、樹脂成分を含む層間接続導体を含み、表面層は、更に、表面層を貫通し、樹脂成分を含まない層間接続導体を含む。表面層に層間接続導体を形成することにより、表面層の厚さに応じて層間接続導体の長さが異なっても、抵抗値のばらつきを抑制できる。

本発明の第１５の態様では、表面層の、接合面と反対側の面上に、樹脂層に含まれる導電性パターンより膜厚の大きな表面導体が設けられる。表面層上の表面導体の膜厚を大きくすることで、表面導体および表面層が変形しにくくなり、表面層が剥離しにくくなる。

本発明の第１６の態様では、樹脂層の、接合面と反対側の面上に、絶縁基材より弾性率の高い裏面層が接合される。裏面層を設けることにより、更に多層配線基板の弾性率を高くすることができる。

本発明の第１７の態様では、裏面層と樹脂層との接合面が凹凸を有する。裏面層と樹脂層との接合面が凹凸を有することにより、熱膨張係数の違いや衝撃によっても裏面層が剥がれにくく、信頼性が高くなる。

本発明の第１８の態様では、表面層と裏面層とが、同じ材料からなる。これにより同一の製造条件で表面層と裏面層とを同時に作製できる。

本発明の第１９の態様では、樹脂層は、表面層または裏面層に接合された部分と、表面層および裏面層に接合されていない部分とを含む。表面層および裏面層で覆われていない樹脂層の部分を変形させることで、表面層および裏面層が設けられた領域に実装基板等を容易に実装できる。

本発明の第２０の態様では、樹脂層の、表面層および裏面層に接合されていない部分が湾曲している。樹脂層が湾曲した状態でも、樹脂層の、表面層および裏面層が設けられた領域に、実装基板等を実装できる。

本発明の第２１の態様では、更に、導電性パターンに電気的に接続された実装部品を含む。これにより実装部品に３次元の配線を接続することが可能になる。

本発明の第２２の態様は、平板状の多層配線基板の製造方法であって、絶縁基材と絶縁基材の上に設けられた導電性パターンとを含む樹脂層を、少なくとも２枚準備する工程と、樹脂層を重ねて配置し、加熱プレスを行って樹脂層同士を接合するとともに、樹脂層の表面に凹凸を形成する工程と、樹脂層の上に、樹脂層より弾性率の高い表面層を重ねる工程と、表面層の上から加熱状態で平坦な面で加圧プレスを行い、樹脂層と表面層とを接合する工程と、を含み、樹脂層と表面層との接合面が凹凸を有することを特徴とする多層配線基板の製造方法である。かかる製造方法により、両面が平坦な平板状の多層配線基板を得ることができる。また、樹脂層と表面層との接合面が凹凸を有することで、接合面の接合強度を向上できる。

本発明の第２３の態様では、プレス工程は、無加圧で表面層の温度を、温度粘性曲線の、溶融開始温度から最低粘度温度までの間の温度に保持した後に、最低粘度温度以上の温度で加圧する工程を含む。かかる工程では、表面層を軟化させて、樹脂層の表面の凹凸に沿った形状に変形させた後に加圧するため、接合面の接合強度を向上できる。

本発明の第２４の態様では、更に表面層の上に、実装部品を固定する工程を含む。これにより実装部品に３次元の配線を接続することが可能になる。

以下において、図面を用いながら、本発明の実施に形態について説明する。図面において、理解を容易にするために、いくつかの要素の大きさは拡張され、縮尺通りには記載されていない。

（実施の形態１）
図１は、全体が１００で表される本発明の実施の形態１にかかる平板状の多層配線基板の断面図である。多層配線基板１００は、樹脂層を構成する樹脂シート１０、２０、３０を含む。樹脂シート１０は、絶縁基材１３と、その表面上に形成された導電性パターン１５からなる。絶縁基材１３は、例えば液晶ポリマー（ＬＣＰ：Liquid Crystal Polymer）のような熱可塑性樹脂からなり、導電性パターン１５は、例えば銅のような導電性金属からなる（絶縁基材２３、３３、導電性パターン２５、３５も同じ）。なお、樹脂シートは、ビルドアップ型基板に用いられるような印刷形成された樹脂シートでも良い。また、平板状とは、必ずしも表面や裏面が平滑でなくても、おおよそ平坦な表面および裏面を有すれば良い。

樹脂シート２０は、絶縁基材２３と、その表面上に形成された導電性パターン２５と、絶縁基材２３を表面から裏面に貫通するように形成されたビア導体からなる層間接続導体２７からなる。層間接続導体２７は、導電性パターン１５と導電性パターン２５とを電気的に接続する。なお、以下において、図１のＺ軸の＋側を上または表、－側を下または裏と呼ぶ。

樹脂シート３０は、絶縁基材３３と、その表面上に形成された導電性パターン３５からなる。

樹脂シート１０、２０、３０は熱可塑性樹脂で構成され、異種材料からなる接着剤をそれらの間に挟むことなく、直接熱圧着で接合されている。このため、接着剤を挟む場合に比較して樹脂シート同士の接続強度は向上する。樹脂シート３０の表面は、導電性パターン１５等の影響を受けて、凹凸を有する。

樹脂シート３０の表面は、表面層を構成する表面シート５０により覆われている。表面シート５０は、例えばエポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂からなり、例えばガラス繊維や球状ガラスのようなフィラーを含むエポキシ樹脂（ガラエポ）でも良く、セラミック等の他のフィラーを含むエポキシ樹脂でも良い。表面シート５０の表面は、平坦になっている。表面シート５０の表面上には、例えば銅箔からなる表面導体６０が設けられ、更に表面導体６０を通って下方の導電性パターン３５に接続するようにスルーホールめっき導体からなる層間接続導体６９が設けられている。層間接続導体６９は、スルーホールの壁面を導体が覆う構造でも、スルーホール全体を導体で埋め込む構造でも良い。層間接続導体６９に用いられる導体は、樹脂成分を含まない、例えば銅めっき等のめっき材料からなる。

図２は、表面シートがガラスフィラーを含むエポキシ樹脂から形成された場合の多層配線基板の断面写真であり、図３は、図２の拡大断面写真である。図２、３において、絶縁基材１０１と導電性パターン１０２からなる樹脂シート１０３の上に、表面シート１０４が設けられている。

図３の表面シート１０４において、明るい領域が球状ガラスフィラーであり、暗い領域がエポキシ樹脂である。表面シート１０４中の球状ガラスフィラーの含有量は、約２０体積％～約７０体積％程度が好ましい。なお、球状ガラスフィラーには、真球状のガラスフィラー以外に、例えば楕円体のような形状も含まれる。

図４に、ガラスフィラーの粒径の分布を示す。図４において、横軸は球状ガラスフィラーの粒径、縦軸は頻度を示す。また、図５は、このような粒径分布を有するガラスフィラーを含む表面シートの断面写真である。

図４に示すように、球状ガラスフィラーの粒径分布は、平均粒径が４００ｎｍ程度の単峰分布となっている。球状ガラスフィラーの平均粒径４００ｎｍは、例えば導電性パターン１０２の膜厚６μｍや、表面シート１０４の膜厚２０μｍに比較して非常に小さい。このような小粒径の球状ガラスフィラーを含む表面シート１０４では、球状ガラスフィラーの流動性が高いため、樹脂シート１０３の上に表面シート１０４を接着する場合に、接合面の凹凸に追従して球状ガラスフィラーが移動できる。この結果、膜厚が薄く、球状ガラスフィラーが均一に分布した表面シート１０４を形成することができる。

球状ガラスフィラーの粒径は、好ましくは接合面の凹凸の段差より小さく、より好ましくは、導電性パターンの膜厚より小さい。更に好ましくは、球状ガラスフィラーの粒径は、接合面の凹凸の段差および導電性パターンの膜厚の小さい方の３分の１以下である。球状ガラスフィラーの粒径がこのような大きさであれば、接合面の凹凸や導電性パターンの周辺にも球状ガラスフィラーを容易に充填できる。また、接合面の凸部の上方のような表面シートの膜厚の薄い部分にも充填できる。この結果、表面シート全体に渡って球状ガラスフィラーが均一に分布し、表面シートの特性を均一にできる。

球状ガラスフィラーの粒径分布は、図６に示すような２峰分布でも良い。図６において、横軸は球状ガラスフィラーの粒径、縦軸は頻度を示す。図７は、このような粒径分布を有するガラスフィラーを含む表面シートの断面写真である。図６からわかるように、球状ガラスフィラーの粒径分布は、平均粒径が４００ｎｍと１５００ｎｍにピークを持つ２峰分布となっている。

このように、球状ガラスフィラーが２峰分布を有することにより、即ち、大粒径と小粒径の球状ガラスフィラーを含むことにより、球状ガラスフィラーを最密充填することができる。また、粒径の大きな球状ガラスフィラーは剛性を向上させることができ、粒径の小さな球状ガラスフィラーは、均一に分布すると共に、比表面積が大きく、表面シート中のエポキシ樹脂により、固定されやすい。２峰分布の粒径を有する球状ガラスフィラーを用いることにより、これらの特性が組み合わされて、剛性が高く、物性が均一で、かつ接合面が強固に接着された表面シートを得ることができる。

表面シート５０の表面上は、例えばソルダーレジストからなる保護膜７０で覆われている。保護膜７０には、必要に応じて開口部７７が設けられ、開口部７７の底部には、表面導体６０が露出している。この開口部７７を用いて、保護膜７０の上に実装される表面実装部品（図８参照）と表面導体６０とを電気的に接続する。

図８は、本発明の実施の形態１にかかる多層配線基板１００の上に、表面実装部品８０を実装した場合の断面図である。表面実装部品８０の電極８５が、例えば鉛フリー半田のような半田７５により表面導体６０に電気的に接続される。

このように、本発明の実施の形態１にかかる多層配線基板１００では、表面シート５０の上面が平坦になっている。このため、表面シート５０の上に形成された表面導体６０や保護膜７０の表面も平坦となり、多層配線基板１００の上に実装される表面実装部品８０との接続信頼性を高めることができる。

また、樹脂シート１０、２０、３０が弾性率の高い表面シート５０で覆われているため、外部衝撃による変形が生じにくく、表面実装部品８０の接続信頼性を高められる。

次に、本発明の実施の形態１にかかる平板状の多層配線基板１００の製造方法について、図９～１３を用いて説明する。多層配線基板１００の製造方法は、以下の工程１～５を含む。なお、図９～１３中、図１、８と同一符合は、同一または相当箇所を示す。

工程１：図９に示すように、樹脂層を構成する樹脂シート１０、２０、３０を準備する。樹脂シート１０、２０、３０では、絶縁基材１３、２３、３３の表面上には、それぞれ導電性パターン１５、２５、３５が形成されている。導電性パターン１５、２５、３５は、絶縁基材１３、２３、３３の上に導電性材料層を貼り付け、フォトリソグラフィおよびエッチングを用いてパターニングして形成する。

樹脂シート２０の絶縁基材２３には、開口部２１が設けられ、その中に導電性ペーストが充填される。図３に示す断面図では、樹脂シート２０のみに開口部２１が形成されているが、必要に応じて他の樹脂シート１０、２０に形成しても良い。

工程２：図１０に示すように、硬質材料からなる平滑な台（図示せず）の上に樹脂シート１０を載せ、その上に樹脂シート２０、３０を順次積み重ねる。この状態で、例えば２５０℃以上、３００℃以下に加熱し、静水圧等を用いた等方圧加圧プレスや疑似等方圧プレスを行う。例えばシリコン樹脂のようなクッション層を樹脂シート３０の上に重ねてプレスしても良い。樹脂シート１０、２０、３０は、熱可塑性樹脂からなるため、軟化した状態で加圧することにより互いに接合する。この工程で、開口部２１に埋め込まれた導電性ペーストも加熱されて硬化し、層間接続導体２７となる。層間接続導体２７中には、樹脂成分が残っている。

なお、工程２において、樹脂シート１０、２０、３０は軟化するが、例えば銅箔のような金属からなる導電性パターン１５、２５、３５や層間接続導体２７は軟化しない。このため、工程２の後において、図１０に示すように、硬質材料からなる平滑な台に接触する樹脂シート１０の裏面は平坦であるが、加圧される表面側は変形し、樹脂シート３０の表面は凹凸を有する。

工程３：樹脂シート１０、２０、３０を硬質材料からなる平滑な台（図示せず）に載せた状態で、樹脂シート３０の表面上に、表面シート５０、表面導体６０を載せる。表面シート５０には、例えばエポキシ樹脂や、ガラス繊維や球状ガラスフィラーを含むエポキシ樹脂（ガラエポ）等の熱硬化性樹脂が用いられる。球状ガラスフィラーを含む表面シート５０としては、例えばビスフェノールＡ型ジグリシジルエーテル樹脂にガラスフィラー２５体積％を添加したものが用いられる。

この状態で、加熱して表面シート５０を軟化させた状態で加圧を行う。図１４は、工程３における温度プロファイルおよび圧力プロファイルである。図１４において、Ｔは温度プロファイルを示し、Ｐａ、Ｐｂはそれぞれ本実施の形態１にかかる製造方法および従来の製造方法で使用される圧力プロファイルを示す。

工程３では、室温から最低粘度温度より低い温度ｔ_１、例えば１２０℃以上、１５０℃以下の温度まで昇温し、温度を一定に保つ。この状態で加圧することなく保持することで、表面シート５０を軟化させて、樹脂シート３０の表面の凹凸に沿った形状に変形させる。

続いて、最低粘度温度より高い温度ｔ_２、例えば２００℃以上、２５０℃以下の温度に加熱した状態で、平坦な板状体で表面導体６０の上面を、図９に示すＺ軸方向に加圧する。加圧には、例えば真空状態で行われる真空加圧プレスが用いられる。

この結果、図１１に示すように、樹脂シート３０の上に表面シート５０が接合され、その上に表面導体６０が接合される。表面シート５０および表面導体６０の表面は、平坦となる。かかる工程では、樹脂シート３０の表面が凹凸形状であるため、樹脂シート３０の表面が平坦な場合と比較して表面シート５０との接合力が向上する。なお、表面シート５０は複数層からなっても良く、その場合、例えば工程３のプロセスを繰り返すことにより実現できる。

従来は、図１４に破線で示したような圧力プロファイルＰｂで加圧していたため、接合面の段差が大きい場合や、段差の幅が狭い場合には、表面シート５０で樹脂シート３０の凹凸を十分に充填出来ない場合があった。これに対して、本実施の形態１の工程３では加圧プロファイルＰａを用いることにより、表面シート５０を軟化させた後に加圧するため、表面シート５０で樹脂シート３０の凹凸を十分に充填することが可能となる。

なお、ｔ_１までの昇温速度、およびｔ_１からｔ_２までの昇温速度は、例えば１０度／分から５０度／分、好ましくは２０度／分から４０度／分であり、例えば３０度／分が用いられる。昇温速度が速すぎると、最低粘度での時間が短くなるため、樹脂シート３０の表面の凹凸に追従するための流動性が不足する。一方で、昇温速度が遅すぎると、熱硬化性樹脂の硬化反応が進行するため、最低粘度が高くなってしまい、やはり樹脂シート３０の表面の凹凸に追従するための流動性が不足する。十分低い最低粘度が得られ、かつ流動時間を確保して凹凸に追従するには、上述のような昇温速度を用いることが好ましい。

ここで、図１５に、表面シート５０に含まれる熱硬化性樹脂の、硬化反応過程における粘度の変化を示す。熱硬化性樹脂を加熱すると、所定の溶融温度で樹脂は溶融を開始し、温度の上昇と共に粘度は低下する。一方で、加熱により硬化反応が進行するため、ある点（最低粘度点）で粘度は低下から上昇に転換する。このため、温度に対する粘度の関係は、図１５に示すような、最低粘度を有する下方向に凸のプロファイルとなる。ここでは、粘度が下限となる温度を「最低粘度温度」と呼び、溶融を開始し粘度が低下し始める温度を「溶融温度」と呼ぶ。

工程４：図１２に示すように、リソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、表面導体６０を所定の形状にパターニングする。表面導体６０の膜厚（Ｚ軸方向の厚さ）は、他の導電性パターン１５、２５、３５の膜厚より厚いことが好ましい。表面導体６０の膜厚を厚くすることにより、表面導体６０および表面シート５０が変形しにくくなり、表面シート５０が剥離しにくくなる。

工程５：図１３に示すように、リソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、表面導体６０および表面シート５０に開口部６７を形成し、例えば銅めっきで埋め込んで層間接続導体６９とする。層間接続導体６９は、表面導体６０と同じ材料からなることが好ましい。

表面シート５０は凹凸面の上に形成されるため、表面シート５０に設けられた層間接続導体６９の長さは互いに異なる。層間接続導体６９をめっきにより形成した場合、層間接続導体６９は樹脂を含まず、樹脂を含む場合に比較して導体抵抗が低減できるため、層間接続導体６９の長さによる抵抗の差を小さくできる。

続いて、表面シート５０および表面導体６０の上をソルダーレジスト等の保護膜７０で覆い、パターニングして開口部７７を形成する。開口部７７の底部には、表面導体６０が露出している。

以上の工程１～５で、図１に示すような本発明の実施の形態１にかかる多層配線基板１００が完成する。かかる製造方法により、両面が平坦な平板状の多層配線基板を得ることができる。また、樹脂シートと表面シートとの接合面が凹凸を有することで、接合面の接合強度が向上する。

（実施の形態２）
図１６は、全体が２００で表される本発明の実施の形態２にかかる多層配線基板の断面図であり、表面実装部品８０が実装された状態を示す。図１６中、図１、８と同一符号は、同一または相当箇所を示す。

本発明の実施の形態２にかかる多層配線基板２００では、樹脂シート１０の裏面に、更に裏面層を構成する裏面シート９０が設けられている。裏面シート９０は、表面シート５０と同様に、例えばエポキシ樹脂や、ガラス繊維や球状ガラスフィラーを含むエポキシ樹脂（ガラエポ）等の熱硬化性樹脂から形成される。ガラス繊維はエポキシ樹脂よりも弾性率が高く、表面シート５０や裏面シート９０を変形しにくくできるため、接続信頼性を高められる。表面シート５０と裏面シート９０とは、同じ材料から形成されても良い。

裏面シート９０は、実施の形態１の工程３（図１１）において、硬質材料からなる平滑な台（図示せず）と樹脂シート１０との間に表面シート５０を挟んで加熱することにより、樹脂シート１０の裏面に接合させることができる。

このように本発明の実施の形態２にかかる多層配線基板２００では、樹脂シート１０の裏面に、樹脂シート１０、２０、３０より弾性率の高い裏面シート９０が設けられるため、多層配線基板２００の弾性率をより高くして湾曲等を防止できる。

（実施の形態３）
図１７は、全体が３００で表される本発明の実施の形態３にかかる多層配線基板の表面に表面実装部品８０が実装された状態で、かつ実装基板５００の上に実装された状態の断面図を示す。図１７中、図１、８と同一符号は、同一または相当箇所を示す。

本発明の実施の形態３にかかる多層配線基板３００では、樹脂シート１０の裏面にも、表面側と同様に、凹凸を有する接合面で裏面シート９０が接合され、その上に表面導体６０が設けられている。かかる表面および裏面の凹凸は、例えば積層した樹脂シートの上下をクッション層で挟み、プレスすることで得られる。

裏面シート９０および表面導体６０に設けられた開口部６７には銅めっき等が埋め込まれて層間接続導体６９が形成され、その裏面側に保護膜７０が設けられている。保護膜７０に設けられた開口部中に半田７５が設けられ、実装基板５００に設けられた導電性パターン５０５に接続されている。導電性パターン５０５の上には、必要に応じて他の実装部品５５０が接続されている。

このように、本発明の実施の形態３にかかる多層配線基板３００では、多層配線基板３００の表側および裏側の双方に、表面実装基板等の接続が可能となり、実装密度を向上できる。また、裏面にも、硬質な裏面シート９０を、凹凸を有する接合面を介して接合しているため、実装基板５００との接続信頼性が高くなる。表面シート５０と裏面シート９０とは、同じ材料から形成されることが好ましい。

（実施の形態４）
図１８は、全体が４００で表される本発明の実施の形態４にかかる多層配線基板の、フレキシブル部４１０ａを挟む２つのリジッド部４１０ｂ、４１０ｃに、それぞれ実装基板５２０、５１０を実装した場合の断面図である。

多層配線基板４００は、樹脂シート４１０を含む。実施の形態１と同様に、樹脂シート４１０は、絶縁基材と導電性パターンからなる複数の樹脂シートを積層して形成されるが、図１０には個々の樹脂シートは記載していない。

樹脂シート４１０の一端の表面には、表面シート５０が凹凸のある接合面で接合され、その上に保護膜７０が形成されている。更に、その上には実装基板５２０が実装されている。一方、樹脂シート４１０の他端の裏面にも、裏面シート９０が凹凸のある接合面で接合され、その上に保護膜７０が形成されている。更に、その上に実装基板５１０が取り付けられている。表面シート５０と裏面シート９０は同じ材料であることが好ましい。

ここで、樹脂シート４１０と実装基板５２０とは、例えば半田で接合される。一方、樹脂シート４１０と実装基板５１０とは、樹脂シート４１０に固定されたコネクタ４５０と、実装基板５１０に固定されたコネクタ４６０とを嵌合させて接続されている。

多層配線基板４００の内、表面シート５０または裏面シート９０が接合された両端部分は、表面シート５０および裏面シート９０が接合されていない中央部分より弾性率が高くなっている。ここでは、図１８に示すように、表面シート５０、裏面シート９０が接合された両端部分をそれぞれリジッド部４１０ｂ、４１０ｃ、２つのリジッド部４１０ｂ、４１０ｃに挟まれた部分をフレキシブル部４１０ａと呼ぶ。

このように、リジッド部４１０ｂ、４１０ｃとフレキシブル部４１０ａとを有する多層配線基板４００では、実装基板５１０、５２０を実装するために、まず、多層配線基板４００のリジッド部４１０ｂに実装基板５２０を半田で接続した後、実装基板５１０に固定されたコネクタ４６０に、多層配線基板４００に固定されたコネクタ４５０を嵌合させて接続する。この接続工程では、多層配線基板４００のフレキシブル部４１０ａが容易に変形するため、コネクタ４５０、４６０の嵌合作業が行い易くなる。

図１９は、多層配線基板４００のフレキシブル部４１０ａを湾曲させた状態で、リジッド部４１０ｂ、４１０ｃが、実装基板５２０、５１０に接続された場合の断面図を示す。図１１のような位置に２つの実装基板５１０、５２０が配置された場合でも、多層配線基板４００のフレキシブル部４１０ａを湾曲させることにより、多層配線基板４００と実装基板５１０、５２０との接続が可能となる。

このように多層配線基板４００のフレキシブル部４１０ａが湾曲した場合でも、リジッド部４１０ｂ、４１０ｃでは、樹脂シート４１０の表面に、弾性率の高い表面シート５０または裏面シート９０が凹凸のある接合面で接合されているため、樹脂シート４１０から表面シート５０および裏面シート９０は剥離しにくく、信頼性の高い接続が可能となる。

なお、本発明の実施の形態１～４では、樹脂シートを３層としたが、これに限定されるものではなく２層等でも良い。また、ビア導体やスルーホールめっき導体等の層間接続導体は必要に応じて設けるものとする。

また、本発明の実施の形態１～４では、樹脂シートを積層して、加熱しながら加圧することで多層配線基板を作製する場合について述べたが、本発明は、絶縁基材を一層毎積層し、穴あけ加工、配線形成を繰り返すことによって積層構造を作製するビルドアップ型の多層配線基板にも適用できる。ビルドアップ型の多層配線基板では、積層した樹脂シートの表面はほぼ平坦であるため、例えば断面が鋸の刃状の硬質基材を用いて加熱しながら樹脂シートの表面をプレスすることで、樹脂シートの表面に凹凸を形成し、凹凸形状の接合面を得ることができる。

本発明は、スマートフォン等の情報端末や電子機器の配線層として利用できる。

１０、２０、３０ 樹脂シート（樹脂層）
１３、２３、３３ 絶縁基材
１５、２５、３５ 導電性パターン
２７ 層間接続導体（ビア導体）
５０ 表面シート（表面層）
６０ 表面導体
６９ 層間接続導体（スルーホールめっき導体）
７０ 保護膜
７７ 開口部
９０ 裏面シート（裏面層）
１００ 多層配線基板

Claims (20)

1. 絶縁基材と、該絶縁基材の上に設けられた導電性パターンと、を含む樹脂層が、少なくとも２層積層され、該樹脂層の上に該絶縁基材より弾性率の高い表面層が接合され、さらに、該表面層の上に表面導体が設けられた、平板状の多層配線基板であって、
   該表面層の少なくとも一部の上に保護膜が設けられ、
   該樹脂層の該絶縁基材と該表面層との接合面が有する凹凸は、該表面層の、該接合面と反対側の面が有する凹凸より大きく、
   該樹脂層の、該接合面と反対側の面上に、該絶縁基材より弾性率の高い裏面層が部分的に接合され、
   該樹脂層の、該裏面層に接合されていない部分が湾曲したことを特徴とする多層配線基板。
2. 絶縁基材と、該絶縁基材の上に設けられた導電性パターンと、を含む樹脂層が、少なくとも２層積層され、該樹脂層の上に該絶縁基材より弾性率の高い表面層が部分的に接合され、さらに、該表面層の上に表面導体が設けられた、平板状の多層配線基板であって、
   該樹脂層の該絶縁基材と該表面層との接合面が有する凹凸は、該表面層の、該接合面と反対側の面が有する凹凸より大きく、
   該樹脂層の、該表面層に接合されていない部分が湾曲したことを特徴とする多層配線基板。
3. 上記表面層は、ガラスフィラーを含有することを特徴とする請求項１または２に記載の多層配線基板。
4. 上記ガラスフィラーの粒径は、上記接合面の凹凸の段差より小さいことを特徴とする請求項３に記載の多層配線基板。
5. 上記ガラスフィラーの一部が、上記接合面の凹部内に配置されることを特徴とする請求項４に記載の多層配線基板。
6. 上記ガラスフィラーの粒径は、上記導電性パターンの膜厚より小さいことを特徴とする請求項３に記載の多層配線基板。
7. 上記ガラスフィラーの粒径は、上記接合面の凹凸の段差および上記導電性パターンの膜厚のうち、小さい方の３分の１以下であることを特徴とする請求項３に記載の多層配線基板。
8. 上記ガラスフィラーは、上記表面層の最も膜厚の薄い部分にも存在することを特徴とする請求項３～７のいずれかに記載の多層配線基板。
9. 上記ガラスフィラーは、粒径の分布が２峰分布であることを特徴とする請求項３～８のいずれかに記載の多層配線基板。
10. 上記表面層は、熱硬化性樹脂からなることを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の多層配線基板。
11. 上記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１０に記載の多層配線基板。
12. 上記ガラスフィラーは、ガラス繊維であることを特徴とする請求項３に記載の多層配線基板。
13. 上記樹脂層は、熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項１～１２のいずれかに記載の多層配線基板。
14. 上記樹脂層は、更に、上記絶縁基材を貫通し、樹脂成分を含む層間接続導体を含み、
    上記表面層は、更に、該表面層を貫通し、樹脂成分を含まない層間接続導体を含むことを特徴とする請求項１～１３のいずれかに記載の多層配線基板。
15. 上記表面層の、上記接合面と反対側の面上に、上記樹脂層に含まれる導電性パターンより膜厚の大きな表面導体が設けられたことを特徴とする請求項１～１４のいずれかに記載の多層配線基板。
16. 上記樹脂層の、上記接合面と反対側の面上に、上記絶縁基材より弾性率の高い裏面層が部分的に接合されたことを特徴とする請求項２に記載の多層配線基板。
17. 上記裏面層と上記樹脂層との接合面が凹凸を有することを特徴とする請求項１または１６に記載の多層配線基板。
18. 上記表面層と上記裏面層とが、同じ材料からなることを特徴とする請求項１、１６または１７のいずれかに記載の多層配線基板。
19. 該樹脂層の、該裏面層に接合されていない部分が湾曲したことを特徴とする請求項１または１６～１８のいずれかに記載の多層配線基板。
20. 更に、上記導電性パターンに電気的に接続された実装部品を含むことを特徴とする請求項１～１９のいずれかに記載の多層配線基板。

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