特許 6190735 多層配線板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6190735

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30日

(54)【発明の名称】多層配線板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/46 20060101AFI20170821BHJP

【ＦＩ】

   H05K3/46 N

   H05K3/46 B

   H05K3/46 T

【請求項の数】20

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2014-18895(P2014-18895)

(22)【出願日】2014年1月16日

(65)【公開番号】特開2015-135933(P2015-135933A)

(43)【公開日】2015年7月27日

【審査請求日】2016年3月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000139333

【氏名又は名称】株式会社ワールドメタル

(74)【代理人】

【識別番号】110001601

【氏名又は名称】特許業務法人英和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】林田 英徳

【審査官】 原田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１０１２４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１３２８８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０２７４５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３２９４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１３０５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０２１８４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ ３／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

導電層と絶縁層とが、複数、交互に積層接合されて形成されてなる多層配線板であって、前記導電層は、その上に位置する絶縁層に側面まで埋入されてなると共に上下に位置し、かつ、上下の導電層に挟まれた絶縁層を貫通する電気的導通路によって互いに電気的に接続されてなる多層配線板の製造に際して、 この多層配線板の設計情報を３Ｄ−ＣＡＤに取り込み、多層配線板の立体構造を水平断面で薄層に分割して３Ｄデータ化し、この薄層を３Ｄプリンターで印刷、硬化、積層して３次元積層構造を形成する多層配線板の製造方法であって、
前記上下の導電層に挟まれた絶縁層を貫通する電気的導通路と前記上下に位置する導電層の上位に位置する導電層との電気的接続は、 前記電気的導通路を前記絶縁層表面よりも上に突出させた突出部を設け、この突出部を上位に位置する導電層によって包覆することによって形成する多層配線板の製造方法。

【請求項2】

導電層と、導電層を挟む上下二層の上の絶縁層と、上の絶縁層を貫通する電気的導通路を形成するに際して、
導電層と電気的導通路の導電性インクを先に硬化させて強度を発現させた後に、上の絶縁層の絶縁用樹脂を硬化させる請求項１に記載の多層配線板の製造方法。

【請求項3】

導電層と電気的導通路の導電性インクを、レーザーを局所照射して、加熱硬化させ、次に、導電層を包み隠すように絶縁用の樹脂を印刷して形成する請求項２に記載の多層配線板の製造方法。

【請求項4】

多層配線板の配線やパッドの設計情報を、３Ｄ−ＣＡＤに取り込み、前記多層配線板の立体構造を水平断面で薄層に分割して３Ｄデータ化するに際して、３Ｄプリンターで印刷、硬化、積層して３次元積層構造を形成するための薄層の厚みを絶縁層では２０〜１００μｍ厚とし、かつ、導電層では２〜１００μｍとする請求項１に記載の多層配線板の製造方法。

【請求項5】

多層配線板の製造のスタート材が、樹脂基板または銅張樹脂基板、ガラス基板、または、セラミックス基板である請求項１に記載の多層配線板の製造方法。

【請求項6】

導電性インクが、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ｃｒの中から選択された一種あるいは一種以上の成分の合金あるいは混合物を主成分とした請求項２に記載の多層配線板の製造方法。

【請求項7】

絶縁用樹脂が、有機系絶縁材料の粉末あるいは無機系絶縁材料の粉末あるいは有機系粉末と無機系粉末を混合した絶縁材料を主成分とするものであって、該有機系絶縁材料の粉末は、エポキシ、アラミド、ＡＢＳ、ポリカーボネート、フェノール、ウレタン、フッ素、ポリアミド、アクリル、ＰＥＴの中から選択された一種あるいは二種以上の樹脂粉末を混合したものであって、該無機系絶縁材料の粉末は、アルミナ、窒化アルミ、炭化ケイ素、シリカ、酸化硼素、窒化ケイ素、ガラス、ガラス繊維、カーボンナノチューブの中から選択された一種あるいは二種以上のセラミックス粉末を混合したものである請求項２に記載の多層配線板の製造方法。

【請求項8】

印刷し、硬化された多層配線板の表面のパットおよびバンプに、メッキを施す請求項１の多層配線板の製造方法。

【請求項9】

パットやバンプ上に施されるメッキが、Ｎｉ／ＡｕまたはＮｉ／Ｐｄ／Ａｕのメッキである請求項８に記載の多層配線板の製造方法。

【請求項10】

多層配線板が、上下の絶縁層と、これらの絶縁層を挟む上下の導電層と、導電層を挟む上下の絶縁層、および絶縁層を貫通し、上下の導電層に接合された電気的導通路の組合せからなる単位構造を多重に積重ねた多層配線板である請求項１に記載の多層配線の製造方法。

【請求項11】

多重に積重ねた単位構造の最下層が、導電層である請求項１０に記載の多層配線板の製造方法。

【請求項12】

多重に積重ねた単位構造の最下層が、電気的導通路である請求項１０に記載の多層配線板の製造方法。

【請求項13】

銅張樹脂基板をスタート材に使用し、得られた多層配線板の中にスタート材を残す請求項１に記載の多層配線板の製造方法。

【請求項14】

ダミー板をスタート材に使用し、得られた多層配線板からダミー板を剥ぎ取る請求項１に記載の多層配線板の製造方法。

【請求項15】

電気的導通路を導電層の上に積層し、導電層と電気的導通路を、共に絶縁層に埋入し、且つ、隣同士の導電層の間隙も絶縁層で埋めた請求項１に記載の多層配線板の製造方法。

【請求項16】

電気的導通路を絶縁層に埋入した状態で、絶縁層を貫通して外に突出せしめ、さらに、絶縁層の上に導電層を積層して、電気的導通路を絶縁層から外に突出せしめて導電層によって包覆する請求項１に記載の多層配線板の製造方法。

【請求項17】

３Ｄ−ＣＡＤで作成した三次元内部配線を有する基板の設計情報をもとに３Ｄデータを作成し、これを３Ｄプリンターに入力してＭＬＰＣＢの製作に適用する請求項１に記載の多層配線板の製造方法。

【請求項18】

微細な内部配線構造を有する三次元内部配線構造からなるアルミナセラミックス製パッケージ（ＨＴＣＣ）の作製に適用する請求項1に記載の多層配線板の製造方法。

【請求項19】

両面、多層配線板の層間に、電子部品を作り込む請求項１に記載の多層配線板の製造方法。

【請求項20】

両面、多層配線板の層間に作り込まれる電子部品が既成の電子部品である請求項１９に記載の多層配線板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は多層配線板の製造方法に係わり、更に詳しくは、３Ｄプリンターを使用して製造する方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来の多層配線板の種類として有機系（ＭＬＰＣＢ）、無機系（ＬＴＣＣ）、及び有機系と無機系を混合したハイブリッド系がある。
これら従来の多層配線板は、いずれも大量生産方式であり、使用する設備等に多額の投資が必要である上に、更に、その製造工程は複雑で、高度な技術を必要とし、高価な薬品を使用する必要があった。そのために、製造コストが極めて高くなり、大量生産方式でしか、製造コストを低減できない根源的な問題点を内包している。
従って試作や少量生産にはコスト的に適用できない生産方式である。

【0003】

従来の作製工程は、無機系、有機系、いずれにも共通して、絶縁層の形成、絶縁層表面に導電層形成、導電層に対するフォトリソ、エッチングによる配線回路形成、上下の配線回路を電気的に導通させるために、この絶縁層表面から下の配線回路まで、直径数十μｍの極微細穴を明け、この穴にメッキ等の方法で導電体を充填して下の配線回路と電気的に導通させる方法であるので、下の配線回路と穴に充填した導電体を完全に電気的に接続させるのは極めて難しい方法である。
このため上下の導電層の導通不良による不良率は、１０％にも達する。特に無機系多層基板では、上下の導電層の導通不良のほか、回路の断線、絶縁層のワレやソリも発生しやすく、不良率が３０〜４０％にも達している。

【0004】

また更に従来の製造工程は、前記したいずれの工程も、薬剤や副資材、水等を多量消費するために、地球環境保護の観点からも早急に改善すべき問題点を有している。

【0005】

また更に製作に１〜３か月を要し、結果的には製作費が高価になり、日本では国際競争力が無くなり、生産会社の海外移転や、海外外注の原因になっている。

【0006】

一方、従来の複雑な作製方法を改良すべく、工程を簡略化、短縮化した方法も開発されたが、現在に至るまで大幅な普及には至っていない。
その代表的なものとして、パナソニック社のＡＬＩＶＨ（特許文献１）、大日本印刷社のＢ２ｉｔ（特許文献２）等がある。
これらの手法は、絶縁層と配線回路を一層ずつ積み上げ、その都度、絶縁層を挟む上下の配線回路間で電気的導通を取るために、各絶縁層毎に、レーザー加工や感光性樹脂を用いるフォトリソ法等で、直径１００μｍ程度の穴を明ける方法である。
これらの手法は、一層ずつを積み上げて、その都度、ビィア（貫通孔）を形成し、メッキや導電性ペーストで電気的導通を取り、回路形成を行ってゆくため、層数が増えれば、増えるほど、リードタイムや作製コストがかかり、不良率もより高くなる欠点があり、普及しなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１３−８９７４５

【特許文献2】特開２０１０−６７８３５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、多層配線板において、多品種少量生産でも、短期間で安価に製造でき、かつ配線回路の断線、上下の絶縁層間の導通不良等の問題を解決して不良率を大幅に低減できる多層配線板の新規な製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明者は、上記課題に関して鋭意研究を行い、従来の多層基板の製法、すなわちエッチングによる回路形成、フォトリソ、穴あけ、穴埋め等の手法は用いずに、直接、３Ｄプリンターで多層基板を製造することを試みた結果、下記の知見を得た。
すなわち、微細な回路や突起やパッドが従来のフォトリソ法で製作されたものと同程度の正確さで出来ること、たとえばラインとラインの間、Ｒ／Ｓは１０μｍ程度の精度が得られ、かつ回路薄層や絶縁薄層の積層と同時に硬化、焼結できることが判った。そして更に、従来の製法と同等以上の性能を備えた多層基板を製造でき、更に従来製法の最大の欠点であった製品不良率の高さを劇的に改良できることが判った。
本発明は以上の知見を基になされたものであり、本発明の上記課題は、下記の手段で解決することが出来る。
なお本明細書で導電層とは、配線回路、および配線回路と電気的に連結されたパッドおよびバンプ等を意味するものである。

【0010】

すなわち、
導電層と絶縁層が、複数層、交互に積層、接合されて形成されてなる多層配線板であって、該導電層は、該導電層の上に位置する絶縁層に側面まで埋入されてなると共に、上下に位置する導電層は、該上下の導電層に挟まれた絶縁層を貫通する電気的導通路で、互いに電気的に接続されてなる構造の多層配線板であって、
該多層配線板の立体構造を水平断面で薄層に分割して３Ｄデータ化して、該３Ｄデータを用いて、該薄層を３Ｄプリンターで印刷、硬化、積層させて形成することで、
従来の製作方法と比べて、エッチングによる回路形成、フォトリソソグラフィ、穴あけ、穴埋め等の工程が省略でき、しかも短期間に製品を製造できる。また高価な設備、高度な技術、高純度の薬品、部材が不要で、内部配線密度も従来の数倍の密度のものが製作でき、積層する層数も１０〜５０層の超多層のプリント配線板（ＭＬＰＣＢ）が製作できることを見出した。

【0011】

そして、更に、前記絶縁層を貫通する電気的導通路と、前記上下に位置する導電層の上位に位置する導電層との電気的接続は、該電気的導通路を、該絶縁層表面よりも上に突出させ、該電気的導通路の突出部を、該上位に位置する導電層で包覆して接合してなる構造にすることで、
導電層と電気的導通路の接触不良に伴う電気的導通不良が原因の不良率を著しく低減させることが出来ることを見出した。
そして更に、前記電気的導通路と、前記上下に位置する導電層の下位に位置する導電層との電気的接続は、該電気的導通路を、導電層表面に直接印刷して、硬化させることで、強度の高い接合がなされ、確実に電気的接続が達成できる。
従って本発明の電気的導通路の上下端は、前記した構造によって上下の導電層と信頼性の高い電気的接続が達成でき、電気的導通不良が原因の不良率を著しく低減させることが出来ることを見出した。

【0012】

そして、前記導電層と、導電層を挟む上下二層の上の絶縁層と、上の絶縁層を貫通する電気的導通路を形成するに際して、前記導電層と電気的導通路を先に硬化させて、強度を発現させた後に、上の絶縁層を硬化させることで、絶縁層のインキの硬化時の収縮ストレス等で、電気的導通路に亀裂等が発生して導通不良が発生する確率も極めて低くなり、上下の配線回路間の電気的導通不良や配線回路の断線が原因の不良率を著しく低減させることが出来ることを見出した。
本発明は以上の知見を元になされたものである。

【0013】

なお前記電気的導通路の下部は導電層の上に印刷して形成するが、電気的導通路と導電層の硬化順序は、同時であっても良いし、あるいは電気的導通路が先、あるいは導電層が先、いずれでもよい。硬化の順番が原因で導電層および電気的導通路に欠陥が発生することはない。

【0014】

本発明における「包覆」とは、電気的導通路の、少なくとも突出した先端面を導電層が包んで被覆する状態を意味するものである。従って突出した電気的導通路の側面は、全周あるいは一部が電気的導通路に接触して接合されることになる。また電気的導通路の突出端面は、導電層で包まれて被覆されるので、電気的導通路を絶縁層から突出させる高さは、必然的に導電層の高さ未満の高さに制限されることになる。

【0015】

本明細書において、「硬化」とは、本発明多層配線板の製造に使用する印刷用インキが有機材料、無機材料を問わず、また硬化手段を問わず、たとえば加熱硬化、反応硬化、光硬化、焼結硬化、その他の硬化手段を問わず、硬化させて強度と接合性を発現させることを意味するものである。従って有機材料の接着、無機材料の焼結、いずれをも包含するものである。

【0016】

本発明方法を実施するためには、先ず多層配線板の配線やパッドの設計情報を３Ｄ−ＣＡＤに取り込み、この多層配線板の立体構造を水平断面で薄層に分割して３Ｄデータ化して、この３Ｄデータを用いて、薄層を３Ｄプリンターで印刷、硬化、積層して３次元積層構造を形成する。

【0017】

３Ｄプリンターで印刷して積層する１層当たりの薄層厚さには特別な制約はないが、薄いほど多層配線板を軽薄にできるので、絶縁性と導電性に支障がなければ、より薄い方が好ましい。
絶縁層では、たとえばエポキシ樹脂では２０〜１００μｍ程度である。
導電層では、２〜１００μｍ程度である。

【0018】

電気的導通路の形状に特別な制約はないが、突起状の形状が最も好適である。
突起は中空形状、中実形状、いずれでも構わないが、中実形状が印刷によって最も作りやすい形状である。

【0019】

多層配線板の製造を始めるときのスタート材の選択に特別の制約はない。銅張樹脂基板を用いても良いし、または、通常の樹脂基板を使用しても良いし、セラミック基板でも良い。または、スタート材は使用せずに、最初から３Ｄプリンターを用いてスタートしても良い。

【0020】

銅張樹脂基板を使用する時は、先ず最初は、銅層をエッチングして配線回路（本発明では導電層と表示）を形成する。
配線回路の表面に、上層との導通用の電気的導通路を３Ｄプリンター用のインクを用いて印刷する。
通常の樹脂基板を使用する時は、樹脂基板に配線回路を、そして配線回路の上に、上層との導通用の電気的導通路を３Ｄプリンター用のインクを用いて印刷する。

【0021】

印刷した電気的導通路や配線回路は、レーザー等を用いて局所照射して、加熱硬化させる。
次に、配線回路を包み隠すように絶縁用の樹脂を印刷する。
絶縁用樹脂の印刷厚さは、配線回路の厚さを越える厚さにして配線回路を絶縁用樹脂の中に埋入し、かつ電気的導通路の高さ未満にして、電気的導通路の先端が絶縁層から突出するようにする。そして突出高さは、配線回路の厚さ未満の高さにする。

【0022】

３Ｄプリンターの印刷方法に特別な制約はない。いかなる印刷法でも適宜選択できる。たとえばインクジェット法、プロジェクション法、熱溶融積層法、粉末焼成法、光造形法を適宜選択できる。

【0023】

次にレーザー照射等を行って、絶縁用樹脂を硬化させる。

【0024】

次に前述と同様に、絶縁層に、配線回路および上層との導通用の電気的導通路を形成する。

【0025】

配線回路と電気的導通路のみにレーザー照射等により導通用のインクを焼き付ける。
以後の工程は、前記した同じ工程を繰り返して、逐次積層してゆく。

【0026】

絶縁層の最表面には、ワイヤーボンディング（Ｗ／Ｂ）用のパッドや面実装用（ＳＭＤ）のパッドやフリップチップ実装用のバンプ（突起）を作成し、その後メッキを行う。なお本明細書では、これらパッドやバンプはいずれも導電層と表現している。

【0027】

従来技術では、配線と配線の幅（Ｒ／Ｓ）は１００μｍ以下では製作上困難であった。本発明ではＲ／Ｓが１０μｍ以下でも作成可能であり、高密度の配線板を製作できる。

【0028】

又本発明では、重要な技術は３Ｄプリンターで配線回路や電気的導通路、および絶縁層を容易に印刷できることが重要であり、そのためにはインクの組成が極めて重要になる。

【0029】

必要条件として、絶縁用樹脂（インク）と導通用の樹脂（インク）との接着力が強いこと、かつまた導通用のインクは、レーザー等の加熱硬化後、電気導電性が高いことである。
導通用のインキとして最も好ましいものは、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕのサブミクロンから２〜３μｍの粒径のものを、セルロース系の増粘剤（ベヒクル）混合して、練り合わせたものが好ましい。
レーザー加熱後、完全燃焼し、カーボンやその他の有機物の残渣が残らないような配合にする必要がある。
又印刷性も重要であり、本発明では３Ｄプリンターで印刷した配線回路の精度は幅２〜１０μｍ、回路断面は直方体に印刷できる。ちなみに従来法のスクリーン印刷法やフォトリソ−エッチング法での断面は、台形状や逆台形、オーバーハング状、キノコ状になるために断線等の重大な事故を引き起こしている。

【0030】

配線板の回路および上下層間の電気的導通路に用いる金属材料として、Ｃｕ，Ａｇ，Ｓｎ、Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ｗ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｂｉ，Ｐｂ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ｃｏ、Ｃｒ等の金属の単体及びこれらの２種以上の合金より適宜選択出来る。

【0031】

導電性インキの選択の基本は、どういう機能、特性を有する基板を作成するかによって決定される。
たとえばＰＣＢ（樹脂製プリント基板）の場合、樹脂の耐熱性等の関係上あまり高融点のものは好ましくない。
こんにちは局所的にレーザー照射の技術が開発され、従来のように全体的に加熱する方法に比べると使用できる金属粉末の種類は多くなった。
これらの金属の微粉を吹付け、レーザーで融解、焼結する方法も可能であるが、好ましいのは、これらの金属の微粉をいくつかの薬品と混合して、３Ｄプリンターで印刷しやすい形態に加工する方法が好ましい。
従来のスクリーン印刷で用いられているクリーム半田の技術を改良して、インクジェット法で印刷することにより導電層（配線回路、パッド、バンプ）や電気的導通路を形成できる。

【0032】

セラミックス配線板に用いる導電性インクは、ＬＴＣＣの場合は、Ｃｕ，Ａｇ，Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｇ−Ｐｄペーストインキが好ましい。
高温焼成タイプのＨＴＣＣは、Ｗ，Ｍｏ−Ｍｎペーストインキが好ましい。

【0033】

次に絶縁用の樹脂として、ＰＣＢの場合は、従来のエポキシ系、フェノール系、ＰＥＴ、フッ素樹脂系、ＡＢＳ、ウレタン、ポリカーボネート、アラミド樹脂、ＡＢＳ、ウレタン、ポリカーボネート、アラミド樹脂等が好ましい。

【0034】

使用形態として、これらの微粉末を静電塗装のように吹付けて、加熱、融解、硬化させる方法も可能であるが、２〜５０μｍの均一な膜厚を作成するのは難しい。
本発明は、これらの樹脂を３Ｄプリンターで印刷しやすい液状で使用する方法が、膜厚の管理や作業性が高い。

【0035】

セラミックス配線板の作製に用いる絶縁層の材質は、アルミナ基板の場合は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮ基板ではＡｌＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４系基板の揚合、Ｓｉ_３Ｎ_４を主成分として、その他にガラス質や無機の酸化物を添加して、かつ３Ｄプリンターで印刷しやすい形状にする。セルロース系の増粘剤や界面活性剤を添加して用いる。

【0036】

又回路や上下導通用の導電性材料として、Ｗ，Ｍｏ−Ｍｎ，Ｃｕ，Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ、ペーストを用いることが出来る。

【0037】

インクジェット方式で印刷して、レーザー照射で局所加熱することにより、配線回路や電気的導通路を形成する。

【0038】

本発明で印刷し、硬化された表面のパットやバンプは、そのままではＷ／ＢやＳＭＤは使用できにくいために、メッキを施した方が良い。
メッキしたパット等に電子部品をはんだ付けするための半田は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ，Ｓｎ，Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ等のクリーム半田や半田ボールを用いることが出来る。
一方、Ｗ／Ｂ用のパットやバンプには、Ｎｉ／Ａｕ，Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ等のメッキを施した方が良い。

【0039】

今日、Ａｕ線からＣｕ線にＰｄメッキを施したワイヤーを用いてＷ／Ｂを行う方式に変わりつつある。
下地のパットやバンプ上には、Ｎｉ／Ａｕ，Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕのやや厚いメッキを行う。メッキ方法は、導通が取れれば電気メッキが好ましい。導通が取れない場合は、無電解のＮｉ，Ｐｄ，Ａｕをする。

【0040】

本発明絶縁層間に、必要に応じて電子部品を挿入、実装することが出来る。
本発明多層配線板の層間に存在する導電層と電気的に接続させることで、電子部品の持つ新しい機能を本発明多層配線板に付与することが出来る。
電子部品とは、ＩＣ、ＬＳＩ、抵抗、コンデンサー、アンテナ、バリスター、ＳＡＷフィルター等である。

【発明の効果】

【0041】

本発明は下記の効果を有する。
１ 従来技術で必要であったフォトリソ、穴あけ、穴埋め、メッキ等の工数を大幅に省略したり、あるいは減らすことが出来る。（生産工程とコストの大幅な削減）
２ 高価な設備、高度な技術、高価な薬品、部材、水等の消耗を大幅に減らすことが出来、環境に対する負荷を削減できる。（省エネ、省資源）
３ 微細で精度の高い多層基板を誰でも簡単に製作できる。
４ 多品種、少量生産を短期間で製作でき、カスタマイズドな基盤を提供できる。
５ 導通不良、回路断線による不良率を大幅に低減させることが出来る。
６ 多層配線板を大幅に軽薄短小化できる。

【図面の簡単な説明】

【0042】

【図1】本発明構造を説明するための模式図である。

【図2】本発明構造を説明するための別の模式図である。

【図3】本発明構造を説明するための別の模式図である。

【図4】包覆構造の別の実施態様を説明する図である。

【図5】本発明の製造工程を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0043】

図面によって本発明の構造を説明する。
図１は本発明構造を説明するための模式図である。
図２は本発明構造を説明するための別の模式図である。
図３は本発明構造を説明するための別の模式図である。

【0044】

本発明多層基板において、図１に示す絶縁層２（下）と絶縁層３（上）の上下の絶縁層、および絶縁層を挟む上下の導電層１と、導電層を挟む上下の絶縁層、および絶縁層を貫通し、上下の導電層に接合された電気的導通路が存在する組合せからなるものを本発明多層基板の単位構造と表示する。
本発明多層基板は、この単位構造が多重に積重ねられて多層配線板が構築されるものである。
図１では、最下層は絶縁層２（下）であるが、多層配線板の最下層は、絶縁層、導電層、電気的導通路、いずれであっても良い。つまり、最下層が導電層の場合は、図２の構造が本発明多層基板の単位構造となり、電気的導通路が最下層の場合は、図３の構造が単位構造となり、いずれも上下の絶縁層、および絶縁層を挟む上下の導電層１と、導電層を挟む上下の絶縁層、および絶縁層を貫通し、上下の導電層に接合された電気的導通路が存在する組合せからなるものである。なお図３の組合せでは、最下層の電気的導通路４は外に露出するが、後から、ここに導電層（バンプ、パッド）が接合されることになる。

【0045】

図１の構造は、主に銅張樹脂基板等をスタート材に使用し、得られた多層配線板の中にスタート材が残る場合に得られる構造であり、図２、図３の構造は、主にダミー板をスタート材に使用し、得られた多層配線板からダミー板を剥ぎ取ってしまう場合に得られる構造であり、いずれの場合も本発明に包含されるものである。

【0046】

図１〜３に示したように、電気的導通路４は導電層１の上に積層され、導電層１と電気的導通路４は、共に絶縁層に埋入される。そして隣同士の導電層１の間隙も絶縁層３で埋められている。

【0047】

電気的導通路４の高さは、絶縁層の高さよりも高くなるように設計されているので、絶縁層に埋入されても、絶縁層を貫通して外に突出する構造になっている。
更に、絶縁層３の上に導電層１が積層され、絶縁層３から外に突出した電気的導通路４を導電層１が包覆する構造になっている。従って電気的導通路４の突出高さは、導電層１の高さ（厚さ）未満の高さになる。

【0048】

電気的導通路４の上端面が、絶縁層３と同じ高さの場合、絶縁層３を印刷した時、インクが電気的導通路４の上端面に滲んで、電気的導通路４の上端面が、絶縁層で被覆されて、導電層との電気的導通が阻害されて、導通不良を起こすことがある。
電気的導通路４の高さを絶縁層の高さよりも高くするのは、滲みによる導通不良を防ぐことが目的である。また更に、万が一、電気的導通路４の突出部側面に、印刷したインキのセリ上がりが発生した時でも、導電層と導通不良が発生しないように、電気的導通路４の上端面を導電層で包覆させるのである。
本発明は、「電気的導通路４を絶縁層よりも上に突出させること」、そして「電気的導通路４の上端面を導電層で包覆させること」、この２つの手段で、電気的導通路４と導電層の接触、接合を確実にして、導通不良を防止するものである。そして、この２つの手段は、３Ｄプリンターで薄層を印刷、硬化、積層させて３次元構造体を形成することで初めて可能になるのである。

【0049】

図１〜３の電気的導通路４を包覆する構造は、電気的導通路４の上端面全面と、突出した側面周囲の一部を包み込む構造であるが、図４の包覆構造は、突出した面、全面を埋め込んで包覆するものである。
本発明は、図１および図４の包覆構造、いずれを選択しても良い。電気的導通路４の形状、突出部の表面積等を勘案して、適宜、いずれかを選択すればよい。

【0050】

図５で、本発明の製造工程を説明する。
図５は、図１に示した単位構造の多層配線板を製造する場合の説明図である。
図２、図３の単位構造の場合の製造工程も、最下層が導電層あるいは電気的導通層に入れ替わるだけで、絶縁層、導電層、電気的導通路を積層する順序は同じであり、最終的な構造は基本的には同じになるので、図５の場合の説明で代表させる。

【0051】

本発明多層配線板は、図５の第１〜第３工程までで単位構造が出来上がる。
本発明多層配線板は、この単位構造を何十組も積重ねて形成されるものである。
各工程について詳述する。
第１工程
予め硬化処理された絶縁層表面に３Ｄプリンターで導電層が印刷され、導電層の表面に電気的導通路が印刷される。
第２工程の前に導電層と電気的導通路が硬化処理される。
硬化処理される順序は、どちらが先でも、あるいは同時でもよい。

【0052】

第２工程
硬化処理された導電層と電気的導通路の上を、３Ｄプリンターを用いて、絶縁性インキで印刷する。この時、絶縁性インキが電気的導通路の上部を覆わないように印刷する。また導電層間の隙間にもインクを充填する。
印刷した絶縁層インクを硬化処理する。
硬化処理の際、絶縁層インキには収縮が起こるが、電気的導通路と導電層は、すでに硬化処理されているので、この収縮ストレスで、電気的導通路に亀裂、あるいは導電層（配線回路）に断線が発生して導通不良が発生する確率は極めて低くなり、上下の配線回路間の電気的導通不良や配線回路の断線が原因の不良率を著しく低減させることが出来る。
「導電層と電気的導通路の印刷層を先に硬化させ、後から絶縁層の印刷層を硬化させる」、本発明多層基板の製造方法の最大の特徴は、ここにある。

【0053】

第３工程
絶縁層に突出した電気的導通路を包覆する構造で導電層を印刷して、硬化させる。
以上、第１〜３の工程で、本発明多層配線板の単位構造が形成される。

【実施例】

【0054】

実施例によって本発明を説明する。
なお本実施例は、本発明の趣旨をよりよく理解させるために具体的に説明するものであり、本発明がこれのみに限定されるものでないことはもちろんである。

【0055】

実施例１
多層配線板の製作（ＭＬＰＣＢ）
製作方法を、以下に具体的に述べるが、本実施例のみが本発明を限定するものではないことは勿論である。

【0056】

３Ｄデータの作成
３Ｄ−ＣＡＤで作成した三次元内部配線を有する基板の設計情報をもとに３Ｄデータを作成し、３Ｄプリンターに入力した。
なお３Ｄプリンターにはシーメット社の装置を用いた。
多層配線板の立体構造を水平断面で薄層に分割する時、３Ｄプリンターで印刷する一回印刷ごとの絶縁層、配線回路の薄層の印刷厚さは、絶縁層は１５μｍ、配線回路は、２０μｍにし、絶縁層、配線回路の薄層は、共に一回の印刷で形成できる厚さとした。
上層との導通に用いる電気的導通路は、絶縁層（１５μｍ厚さ）から外に突出させることが必要であるので、高さは２０μｍとした。つまり絶縁層から５μｍ突出させ、２０μｍ厚さの配線回路に、突出部が埋入される高さにした。

【0057】

本実施例の多層配線板の単位構造は、図１に示す構造を採用した。そして製造工程は、図５に示す工程を採用した。

【0058】

スタート材には市販のＡ４サイズの両面銅張樹脂基板を用い、本実施例では片面のみを使って逐次積層を実施することとした。

【0059】

まず銅張基板の銅層をエッチングすることで、樹脂基板表面に、内部配線銅回路、および上層との導通に用いるための円柱状の銅突起を立設するためのパッドを形成した。
本例では、樹脂基板が、図５の工程１図の絶縁層（硬化）に相当する。
なお本実施例の内部配線銅回路およびパッドは、本明細書では導電層と総称している。円柱状の銅突起は、本明細書の電気的導通路である。
内部配線銅回路の幅は２０μｍ、厚さは２０μｍ、内部配線間の隙間（Ｒ／Ｓ）は２０μｍ、円柱状銅突起は、直径２０μｍ、高さ２０μｍとした。
次に内部配線銅回路および突起形成用のパッド上に、直径２０μｍ、高さ２０μｍ、隣接する銅突起との距離を２０μｍとして、上層の内部配線銅回路との電気導通用の円柱形の突起を形成した。
下記の工程で形成した。

【0060】

導電性インク（※１）を使用して、３Ｄプリンターで前記パッドの表面に突起を立設した。
次にレーザーで突起部分のみを局所加熱して、硬化させた。インクに含まれているベヒクル（粘着剤）成分は完全に消失させた。
硬化後の突起の導電率（比抵抗）は、１．７８０×１０^−６Ω・ｃｍであった。
純銅の導電率（比抵抗）は１．７２４×１０^−６Ω・ｃｍであり、本発明突起の硬化後の導電率（比抵抗）は、純銅とほぼ同じであった。

【0061】

なお前記導電性インクの組成は、下記のとおりである。
※１の組成：市販の銅ペースト（フジクラ化成社製品）にフェノール樹脂を混合した組成。

【0062】

その後、前記銅突起以外の所に、３Ｄプリンターを用いて、エポキシ樹脂、ガラス粉、ベヒクルから調合された３Ｄプリンター用の絶縁性インキ（※２）を均一印刷した。その時、絶縁性印刷インキが突起の上部を覆わないように印刷した。絶縁性印刷インキの印刷厚さ１５μｍ、突起の高さ２０μｍとし、段差を５μｍに設計して印刷した。

【0063】

なお※２のインクの組成は、下記のとおりである。
※２の組成：エポキシ樹脂７０％、１〜３μｍ粒径のガラス粉２０％、ブチルセルソルブ（ブチセロ）１０％等を混合した組成。

【0064】

レーザーを照射して絶縁性インキの印刷層を硬化させた。

【0065】

次に、前記絶縁層（絶縁性インキの印刷層）の表面に、導電性インキ（※１の組成）を用いて、幅２０μｍ、厚さは２０μｍ、内部配線間の隙間（Ｒ／Ｓ）は２０μｍ、の内部配線銅回路を印刷した。
前記絶縁層の表面に５μｍ突出した突起上に、導電性インキが被るように印刷し、突起と回路の導通が、確実に取れるように印刷し、その後、印刷された回路部のみをレーザーで加熱、硬化させた。

【0066】

外に露出した内部配線表面上に、上層との導通用の円柱状の突起を、導電性インキ（※１）を使用して、３Ｄプリンターで立設した。
突起の直径２０μｍ、高さ２０μｍを印刷した。

【0067】

レーザーを用いて突起のみを局所加熱して硬化させた。

【0068】

以後の工程は、前記した一連の工程を繰り返して、逐次積層して、２０層の内部配線を有する超多層のプリント配線板（ＭＬＰＣＢ）を作製した。

【0069】

表層（最外層）には種々の電子部品を実装するためのパッド、突起（バンプ）を３Ｄプリンターで印刷して硬化させた。
印刷インキには前記※１と同じ導電性インキを用いた。

【0070】

ワイヤーボンディング（Ｗ／Ｂ）や表面実装（ＳＭＤ）のために、表層のパッド、突起（バンプ）にメッキを行った。

【0071】

Ｗ／Ｂ用のパッドおよび半田付けのためのパッド上に、２種類のメッキ（Ｎｉ／Ａｕメッキ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキ）を行った。

【0072】

Ｗ／Ｂ用及び半田付けのためのパッドのメッキ工程
１．銅ペースト（導電性インキ）で形成した銅回路、銅突起（バンプ）の酸化物や残存する不純物を除去するために、
硫酸２０ｇ／Ｌ、クエン酸１０ｇ／Ｌ、界面活性剤０．１ｇ／Ｌからなる酸性脱脂材に５０℃で３分間浸漬した。
銅の酸化物等が除去され、赤い銅色が現れ、水はじきが無くなった。

【0073】

２．Ｎａ_２Ｓ_２Ｏ_８ １０ｇ／Ｌ、硫酸 １０ｇからなるエッチング液で、３０℃で３分間浸漬し、いわゆるソフトエッチングを行った。

【0074】

３．銅表面に生成したＣｕＯを除くために硫酸２０ｇ／Ｌで、３０℃で２分浸漬処理した。

【0075】

４．ＰｄＣＬ_２ ０．１ｇ／Ｌ、硫酸５ｇ／ＬからなるＰｄ活性液に、２０℃、２分間浸漬した。

【0076】

５．ＮｉＳＯ_４ ３０ｇ／Ｌ、ＮａＨ_２ＰＯ_２ ２０ｇ／Ｌ、クエン酸 ３０ｇ／Ｌ、ｐＨ４．５、浴温８５℃で、２０分間メッキした。Ｃｕ回路、突起部のみにＮｉが４μｍメッキされた。

【0077】

６．ＫＡｕ（ＣＮ）_２ １ｇ／Ｌ、クエン酸 １０ｇ／Ｌ、ｐＨ４．５、浴温９０℃、で１０分メッキした。
Ｎｉ上にＡｕが０．０４μｍメッキされた。

【0078】

７．このＮｉ／Ａｕメッキされたパットや突起（バンプ）に電子部品を実装した。
Ｎｉ／Ａｕメッキされた基板を用いて、パットに対するＷ／Ｂ強度および半田接合強度を測定した。
結果を表１に示す。

【0079】

【表1】

Ｗ／Ｂ強度の測定は、３０個のテストピースを用いて、２０ｇの力でワイヤーを引張って、何個、パッド部から剥がれたかで評価した。
表中、分子の数字は、３０個のテストピース中の剥がれた数を表す。

【0080】

Ｗ／Ｂ強度および半田接合強度も従来法とほぼ同程度であった。

【0081】

Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキ工程
無電解Ｎｉメッキが終了した基板を、ＰｄＣｌ_２ ２ｇ／Ｌ、エチレンジアミン２０ｇ／Ｌ、ＥＤＴＡ １０ｇ／Ｌ、ヒドラジン ５ｇ／Ｌ、ｐＨ９．０からなる無電解Ｐｄメッキ浴に、７０℃、５分間、メッキする。
Ｐｄが０．２μｍメッキされた。
次に、ＫＡｕ（ＣＮ）_２ ２ｇ／Ｌ、クエン酸 １０ｇ／Ｌ、ｐＨ４．５からなるＡｕメッキ液に、９０℃、２分間メッキした。
Ａｕメッキが０．００１μｍメッキされた。
この基板を用いてＷ／Ｂ、半田接合強度を測定した。
結果を表２に示す。

【0082】

【表2】

半田接合強度の測定は、各々のパッドに半田付けをして引張り、パッドから半田が剥がれた時のｇ数で強度を評価した。数値は３０カ所の強度の平均値を示す。

【0083】

Ｗ／Ｂ強度および半田接合強度も従来法とほぼ同程度であった。

【0084】

表１、表２の結果から、めっきの種類が変わってもＷ／Ｂ強度および半田接合強度は従来法とほぼ同程度であり、本発明方法で形成した表層のパットは、従来法で形成した表層のパットと、そのメッキ性、密着強度（絶縁層に対する）、強度等の点で、なんら遜色ないことを意味するものである。

【0085】

比較例
以下に記載する従来技術で多層配線基板を作成した。
１．図１と同じ両面銅張基板を用い片面だけを使用した。
２．まず基板全面にエポキシ樹脂ペーストを４０μｍの高さを目標に塗布（スクリーン印刷）し、加熱で硬化させた。
３．下層の回路と導通を取るために、硬化させたエポキシ樹脂層にレーザーで直径１００μｍの穴をあけた。（ブラインドビィア）
４．このブラインドビィアを銅メッキで埋めるために以下の工程を経た。

【0086】

５．常法のエッチング、デスミィヤ、無電解銅メッキ、電解銅メッキ（ビィアフィル）、その後、絶縁膜（エポキシ樹脂層）と同一の高さになるように、銅メッキ面を研磨し、ビィアフィルが完了した。
６．絶縁樹脂と銅メッキとの密着強度を得るために樹脂表面を粗化し、センシタイサン、アクチベーター、無電解銅、電解銅メッキを行い、厚さ２０μｍの銅メッキ層を形成した。
７．フォトリソグラフィーで銅メッキ層をエッチングして、配線回路とパットを形成した。
８．前記（２）と同様の工程で、エポキシ樹脂を塗布、乾燥、硬化させ、前記（３）と同様の工程で、下層との導通を取るための穴をレーザーで穴あけをした。
４、５、６、７、８の工程を繰返し、逐次、積層して積層数を増やした。
積層水が増えるごとに、導通不良の発生が多くなり、積層数は１０層が限界であった。
表層には、Ｗ／Ｂ用のパットや半田付け用のパット、フリップチップ実装用のバンプを形成し、Ｗ／Ｂ、半田付けをするためにＮｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキを行った。

【0087】

従来法は、工数が極めて多く、製作に長期間を要した。

【0088】

同じ配線基板を本実施例で作製した時と、前記比較例で先制した時の、作製可能層数、歩留まり、作成に必要な日数、製造費用について比較した表を、表３に示す。

【0089】

【表3】

【0090】

表３の結果から、本発明は、作製可能層数、歩留まり、作成日数、作製費用等で非常に有利であることが判った。
従来の製作方法と比べ本発明は、エッチングによる回路形成、フォトリソソグラフィ、穴あけ、穴埋め等の工程が省略でき、しかも短期間で確実に良品ができる。また高価な設備、高度な技術、高純度の薬品、部材が不要で、内部配線密度も従来の数倍の密度のものが容易に製作でき、積層する層数も２０層の超多層のプリント配線板（ＭＬＰＣＢ）が製作でき、電気的導通路や配線回路の断線等が原因の導通不良の発生防止に極めて効果があることが判明した。

【0091】

実施例２
微細な内部配線構造を有する三次元内部配線構造からなるアルミナセラミックス製パッケージ（ＨＴＣＣ）の作製
製造工程は以下のとおりである。

【0092】

１ 三次元内部配線を有するセラミックス配線基板の設計情報を３Ｄ−ＣＡＤで作製し、３Ｄデータを作成し、３Ｄプリンターに入力した。なお本例で使用した３Ｄプリンターは米国ストニタシス社のノズルから泥状のものを押し出す方式を用いた。なお本発明で使用する３Ｄプリンターがこれのみに限定されるものではないことは言うまでもないことである。

【0093】

多層配線板の立体構造を水平断面で薄層に分割する時、３Ｄプリンターで印刷する一回印刷ごとの絶縁層、配線回路の薄層の印刷厚さは、絶縁層は１５μｍ、配線回路は、２０μｍにし、絶縁層、配線回路の薄層は、共に一回の印刷で形成できる厚さとした。

【0094】

２ Ａｌ_２Ｏ_３を主成分としてＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）等を混合して作製したグリーンシート上に市販のＷペーストを用いて３Ｄプリンターを用いて配線回路とパッドを印刷した。
配線回路の幅は２０μｍ、配線回路間の間隔は２０μｍ、配線回路の厚さは２０μｍとした。

【0095】

３ 還元雰囲気（Ｈ２＋Ｎ２）中でレーザーを用いてグリーンシートと配線回路を同時焼結した。

【0096】

４ 次に上層の配線回路との導通用の柱状の突起（直径２０μｍ、高さ２０μｍ）を前述のＷペーストを用いて、焼結した配線回路の表面に３Ｄプリンターで作製し、突起をレーザーで加熱して焼結した。

【0097】

５ 前記２で用いたグリーンシートと同成分の粘土状のＡｌ_２Ｏ_３スラリーを、突起部分には印刷せず、突起の上部を覆わないように印刷して、上下層間の絶縁層を作製した。Ａｌ_２Ｏ_３スラリーの印刷厚さ１５μｍ、突起の高さ２０μｍとし、段差を５μｍに設計して印刷した。

【0098】

６ 前記３と同じ条件で、絶縁層をレーザーで焼結した。
７ この時点で下層の配線回路と突起（上下層間導通用の柱）が完全に接合され、導通不良がないか、検査し、問題がないことを確認して次工程へ進んだ。

【0099】

８ 焼結された絶縁層に前記２と３の工程を繰り返し、導通チェックし、この工程を繰り返して、逐次積層を繰り返した。

【0100】

９ 最外層面には電子部品を搭載するためのパット、Ｗ／Ｂ用のパットを、Ｗペーストを用いて３Ｄプリンターで印刷し、焼結した。
１０ 公知の方法でＷ／Ｂ、半田付用のパット、バンプにＮｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキを行って、多層セラミックスＩＣパッケージを完成させた。
完成した多層基板には、ワレ、ソリ、導通不良もなかった。
本発明方法では、欠陥のない健全なセラミックス多層基板を容易に作成できることが確認できた。

【0101】

比較例（従来技術による方法）
従来方法は、下記１〜６の工程で製造した。
１ 従来技術はグリーンシートにＷペーストを用いて、スクリーン印刷法で回路やパッドを形成した。
２ 第２層も同様のグリーンシート上に上下導通用の穴をパンチングで穿孔し、Ｗペーストで回路を印刷し、穿孔部には、Ｗペーストを埋め込み、上下導通用の柱に用いた。
３ 第三層も第二層と同様の工程で形成した。
４ 最外層には、Ｗ／Ｂ用のパッドや半田付け用のパッドをＷペーストで印刷した。
５ 逐次積層後、多層版を重ね合わせた後に、還元雰囲気で一体焼結した。
６ 焼結後、常法通りの方法で、Ｗ／Ｂパッドや半田付けパッドにメッキを行った。

【0102】

従来技術の最大の問題点は、グリーンシート焼結時、体積が２０〜３０％収縮すること、収縮時に、内部配線に用いたＷペーストの膨張係数の違いにより、回路が断線したり、上下導通の柱が接触不良を起こしたり、基板のワレやソリが多発して、不良率は３０〜４０％に達している。
本例では、２０個作製して、ソリと導通不良併せて９個、不良が発生した。
一方、本発明では、積層時に逐次、断線、接触不良をチェックできること、また各層積層ごとに焼結を行うので、基板のソリやワレは皆無であり、不良率は、０％であった。

【0103】

実施例３
本発明による製法と従来の製法で、絶縁不良、断線の数を比較して、本発明の優位性を証明する。
すなわち同じ仕様でＭＬ−ＰＣＢを製作した。
使用した最初の基板は市販の銅張両面基板（Ａ４サイズ）を用いた。
銅板の厚さは、２０μｍ、片面のみ用い、導通テスト用の端子をエッチングで作製した。
上下導通用の突起は、直径２０μｍ、高さ２０μｍ、層数は１０層積層した。
突起の数は２００箇所作成し、各層の突起を突合せて接合し、一層目の端子（突起）と１０層目の端子（突起）間で比抵抗を測定して絶縁性や断線の有無を評価した。
本発明の多層基板は、実施例１の方法で作製した。
従来法の基板は、実施例１の比較例１の手法で作製した。
結果は、表４に示す。

【0104】

【表4】

導通テストの条件：下層と上層間の抵抗を測定し、２００個の突起の平均値を示す。
耐湿サイクルの条件：９０〜６０％の湿度の中で２５℃×１０Ｈｒ、６５℃×１４Ｈｒを１サイクルとして、１０サイクル繰り返した。
断線：下層と上層間で全く電流が流れない時を断線とみなした。数字は、２００箇所測定した時の断線箇所の数。

【0105】

表４の結果より、本発明は、従来法に比較して比抵抗が小さいうえに、断線が皆無であることである。

【0106】

従来法では、比抵抗が大きくなり、断線発生率が高くなる原因は下記の理由によると思われる。
すなわち、従来法の製作上の最大の問題点は、穴あけ工程でレーザーを用いて、下層の銅回路に達するまでエポキシ樹脂を焼切る方法である。
この方法では、銅表面に樹脂の燃焼残渣や不完全燃焼した樹脂が固着残存したりする。また穴の周囲は、樹脂が融解し、銅表面に被膜を形成し、次工程のデスミィヤ、エッチング工程で除去出来にくく、又確認も難しい。結局、これらの残存物が残った銅表面に電解あるいは無電解銅メッキを行うために、当然、接触抵抗は大きくなり、断線の頻度も高くなるものと推察できる。
またレーザーで開孔された穴の形状は、台形、逆台形、オーバーハング等、色々な形状になっている。均一な形状になっていないのも、不良率が高くなる原因と思われる。

【0107】

一方、本発明は、上下導通用の突起形成時に、突起の周辺には樹脂（絶縁物）は存在しない。硬化焼成時に樹脂等が突起上に流れ込むことはない。
従って本発明には、断線や絶縁不良を起こす原因が存在しない。
また加速劣化試験（耐湿サイクル試験）の結果から、明らかなように、更に優劣がはっきりする。
加速劣化試験後でも導通不良は皆無、抵抗変化も従来法よりも著しく小さい理由は、本発明の突起は、上層と下層との突起の界面は、突起同士が融着して一体化しているためであると推察できる。

【0108】

実施例４
本発明による製法と従来の製法で、絶縁不良、断線、基板のソリを比較して、本発明の優位性を証明する。すなわち同じ仕様でＨＴＣＣを製作した。

【0109】

Ａｌ２Ｏ３を主成分とする絶縁層の厚さは、３０μｍ、上下導通用の突起は、直径３０μｍ、高さ３０μｍの円柱状にした。
層数は、１０層とした。突起の数は２００個作製し、各層の突起を突合せて接合し、下層と上層間の比抵抗を測定して、絶縁不良、断線を測定した。
基板のソリ、ワレは目視で評価した。
本発明の製作は、実施例２の方法と同じ方法で作製した。また従来法は実施例２の比較例の手法で作製した。
結果を表５に示す。

【0110】

【表5】

導通テストの条件：下層と上層間の抵抗を測定し、２００個の突起の平均値を示す。
耐湿サイクルの条件：９０〜６０％の湿度の中で２５℃×１０Ｈｒ、６５℃×１４Ｈｒを１サイクルとして、１０サイクル繰り返した。
断線：下層と上層間で全く電流が流れない時を断線とみなした。数字は、２００箇所測定した時の断線箇所の数。

【0111】

表５の結果より、本発明は加速劣化試験（耐湿サイクル試験）後でも断線は皆無であるが、従来法は、断線発生率が極めて高いことを証明できた。

【0112】

この原因は、下記の理由によると考えられる。
すなわち、従来方法では、一体成形して焼成するので、セラミックス焼成時の宿命として、体積比で３０〜４０％収縮は避けられず、このことが、内部配線回路の断線、更に上下導通突起の断線や接触不良を引き起こす最大の原因になっている。従って従来製法では、２０〜４０％の不良率が発生することは避けられないことである。
一方、本発明の製法は、まずグリーンシートにＷペーストによる回路形成、突起形成、その後、回路、突起部分のみをレーザーで局所加熱、焼成する。その後、絶縁用セラミックスを印刷し、焼成する方法である。また更に、本発明は一層ずつ焼成、チェックして、積層する方法であるので、もともと、ワレ、ソリ、断線等は発生しない手法である。

【0113】

実施例５
市販の銅張樹脂基板は使用せずに、最初から３Ｄプリンターを用いて両面多層配線板を作製する実施例
１．ダミー材として、まず大きさＡ４サイズ、厚さ２ｍｍのガラス板を用意した。
２．ガラス板の片面のバンプ、パッドになる部分に、実施例１と同じ銅ペーストを用いて、インクジェット方式で、直径２０μｍ、高さ２０μｍの柱状の突起を３００個印刷し、その部分をレーザーで加熱して硬化させた。
この突起は、反対面に多層配線板を積層するときの始点になるバンプやパットとなる。
３．その後、突起以外の所にエポキシ樹脂系の絶縁樹脂を印刷した。
その時、樹脂が突起の上部を覆わないように印刷した。
樹脂の厚さ１５μｍ、突起の高さは２０μｍとし、段差を５μｍに設計して印刷した。
４．樹脂をレーザーで加熱、硬化させた。
５．次に２）と同一の銅ペーストを用いて、幅２０μｍ、高さ２０μｍの配線回路を樹脂の表面に印刷した。
２）で形成した突起上に銅ペーストが被るように印刷し、突起と回路が、確実に導通が取れるように印刷し、その後、印刷された回路部のみをレーザーを用いて加熱、硬化させた。
６．次に回路部に、上下層間の導通を取るために、直径２０μｍ、高さ２０μｍの柱状の突起３００個を、２）で用いた銅ペーストインクを用いて、回路部表面に印刷した。その後、突起部のみをレーザーで加熱、硬化させた。
７．３）と同様に、柱状の突起以外の部分に、エポキシ樹脂を印刷し、加熱、硬化させた。この場合も突起の上部に樹脂が被さっていないかを、導通テストで確認しながら作業した。
８．６）〜７）の工程を繰り返して、片側２０層の多層配線板を作製した。
９．最外表面には、フリップチップ用のバンプ（直径２０μｍ、高さ２０μｍ）を形成し、レーザーで加熱、硬化させた。
１０．作成された多層配線板を、１５０℃で３時間、加熱して、樹脂、回路、突起を十分硬化させた。
１１．次に、最初に用いたガラス板を多層配線板から外した。
得られた多層配線板の裏側には、樹脂に埋め込まれた突起の端面が露出した。
この部分は裏面のパッドになる。この裏面のパッド部を起点にして、突起形成、絶縁樹脂の印刷を繰り返して、裏表同一構造で、裏表合計４０層の多層配線板を作製し、実施例１の方法で無電解メッキを行った。
１２．Ｗ／Ｂ強度や半田付け強度等も、実施例１と同様の強度が得られ、従来方法で作製されたものと同等であった。

【0114】

実施例６
両面、多層配線板の層間に、電子部品（抵抗、コイル等の回路素子）を作り込む実施例
１．大きさＡ４サイズ、厚さ２ｍｍのガラス板を用意した。
２．ガラス版の片面、バンプ、回路、パッドになる位置に、実施例２に用いた市販のＷペーストを用いて、インクジェット方式で、バンプ、回路、パッドを印刷した。
３．還元雰囲気中（Ｈ_２＋Ｎ_２）中でレーザーを用いて、Ｗ印刷部を加熱、焼結した。
４．次に、上層との導通用の柱状の突起（直径２０μｍ、高さ２０μｍ）を、前記Ｗペーストを用いて、回路部に立設した。
突起部を前記３）の方法で加熱、焼結した。
突起の数は、２０個／２ｃｍ^２とした。
５．実施例２で用いたグリーンシートと同じ成分を突起の上に被らないように、低い高さ（１５μｍ）印刷し、上下層間の絶縁層を形成し、前記３）と同じ工程で焼結した。
６．この時点で、下層の回路と突起が完全に接合し、導通が取れていることを確認した。
７．絶縁層の上に、回路、パッドを、Ｗペーストを用いて印刷した。
回路やパッドは、突起を通して上下層と導通した構造にした。
前記３）の工程で、パッド、回路を焼結した。
８．次に抵抗を印刷した。
抵抗は、パッドと導通が取れる設計にした。
抵抗の成分は、Ｎｉ微粉４５質量％、Ｃｒ微粉４５質量％、ＳｉＯ_２５質量％、Ｂ_２Ｏ_３５質量％からなるものに、水を加えて粘土状にしたものを３Ｄプリンターでくし状に印刷し、レーザーで加熱、焼結した。
９．更に回路上に、前記４）と同じ工程で、突起を立てた。
１０．前記５）と同じ工程で、絶縁層を形成した。
１１．前記７と同じ工程で、パッドや回路を印刷した。
１２．次に層間にバリスターを作り込む
１３．ＺｎＯ＋ＳｉＣ＋ＺｎＯ−ＢｉＯ_３の微粉と水とニトロセルロースを混合し、スラリー状にしたものをインクジェット方式で回路とパッドの間に印刷し、回路と導通できるように設計した。
レーザーを用いて焼結した。
特性をチェックし、性能を確認した。
１４．前記９と同じ工程で突起を立て、焼結した。
１５．前記５と同じ工程で絶縁層を作製し、焼結した。
１６．最表面に実装用のパッド、フリップチップ実装用のバンプを形成し、焼結した。
１７．パッドやバンプには、Ｎｉ−Ａｕメッキを施した。
１８．ガラス基板を外し、反対側にも同じ工程を繰り返し、最外層には、メッキを施した。いわゆる層間に電子部品を実装した両面多層配線板が得られた。

【0115】

実施例７
両面、多層配線板の層間に、既成の電子部品（抵抗、コイル等の回路素子）を作り込む実施例
１．ダミー材として、まず大きさＡ４サイズ、厚さ２ｍｍのガラス板を用意した。
２．ガラス版の片面、バンプ、回路、パッドになる位置に、実施例１に用いた導電性ペーストを用いて、バンプ、回路、パッドを印刷し、レーザーで加熱、硬化させた。
３．実施例１の方法で、絶縁樹脂を印刷した。その際、バンプ、回路、パッドには絶縁樹脂が覆い被らないように印刷し、加熱、硬化した。
４．回路部やパッド部に、直径２０μｍ、高さ２０μｍの突起を２００個立てた。
５．前記３）と同じ方法で、絶縁樹脂を高さ１５μｍで印刷、硬化させた。その際、突起に絶縁樹脂が覆い被らないように注意して印刷し、加熱、硬化させた。
６．突出した突起に既製のＳＡＷフィルターを半田付けした。
使用した半田は、質量比で、Ａｇ：Ｃｕ：Ｓｎ＝３．０：０．５：９６．５の割合で、これらの０．１〜２．０μの微粉を５０質量％、ブチルセルソルブ１０質量％、メチルセルロース１０質量％、水３０質量％を良く混和して３Ｄプリンターで印刷しやすい状態にしたもの。
７．更に別の突起には、市販のセラミックス製の抵抗を接合し、又別の突起には、樹脂上に形成されたアンテナを実装した。
８．残りの突起および絶縁樹脂に覆われていない回路の開口部に、高さ２０μｍ、直径２０μｍの突起を立てた。
９．前記３）と同じ工程で、絶縁樹脂を印刷した。
１０．この操作を繰り返して、片面２０層の多層配線基板を作製した。
１１．最外層には、半導体や電子部品を実装できるようにバンプやパッドを形成した。
１２．得られた多層配線基板から、ガラス基板を外し、反対側にも同じ工程を繰り返し、最外層には、メッキを施した。いわゆる層間に電子部品を実装した両面多層配線板が得られた。

【0116】

実施例６、７によって、下記のことが判明した。
すなわち層間に既製のＩＣ、電子部品を作り込むことにより、基板の厚みを大幅に減らすことが出来、最外層のスペースが広くなり、他の電子部品を実装できる余裕が生まれることが判明した。
本発明は、電子部品の軽薄短小化に多大なる貢献が出来ることが判明した。

【産業上の利用可能性】

【0117】

本発明は、半導体が実装される多層基板の多品種少量生産分野で、製造コストの低減と製作に必要な期間の短縮に著しく貢献するものであり、産業上極めて有用な発明である。また電子部品の軽薄短小化に多大な貢献ができるものである。

【符号の説明】

【0118】

１ 導電層 ２ 絶縁層（下）
３ 絶縁層（上） ４ 電気的導通路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】