多層配線基板とその製造方法
【課題】回路層間の電気的接続の信頼性が高く、細密な回路パターンを形成することが可能であり、工程が短く、多くの装置を必要とすることなく、低コストで行うことのできる回路層間の電気的接続工程を有する多層配線基板の製造方法を提供する。
【解決手段】絶縁層を挟んで該二組の導体バンプを対向して配置し、該二組の導体バンプを該絶縁層中に加圧挿入して貫通させ、該絶縁層中の貫通孔内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程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。
【解決手段】絶縁層を挟んで該二組の導体バンプを対向して配置し、該二組の導体バンプを該絶縁層中に加圧挿入して貫通させ、該絶縁層中の貫通孔内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、多層配線基板の製造方法に関し、詳しくは 複数の配線基板間で特定の電気的導通を形成した多層配線基板に関する。
【背景技術】
【0002】
多層配線基板は 各種家電機器・通信機器・コンピュータやその周辺機器等の電子機器に使用されている。
従来、上記の多層プリント配線基板の製造は、ガラスエポキシ、ポリイミド、ポリアラミド、液晶樹脂等の絶縁層上に銅箔等を貼り付けた銅箔張り絶縁板等を使用し、これらの銅箔部分をエッチングする等の技術により、必要な回路を形成して配線基板を作成し、更に回路の高密度化のために、該配線基板を複数枚熱と圧力によりプレスして積層するとともに、スルーホールメッキ、ビアホールメッキ、導体バンプ等を形成して各回路層間の電気的接続をして製造されていた。
【0003】
上記スルーホールメッキ、ビアホールメッキによる回路層間の電気的接続は、絶縁層中に孔を形成する工程、孔を形成する際に樹脂が軟化し、内外層の銅箔の切削面上を覆ったレジンスミアを取り除くデスミア工程、表面をパラジウムによる触媒化をおこなった後、無電解銅メッキ工程、電解銅メッキ工程等の多数の工程を必要とするとともにそれに対応して無電解銅メッキ装置、電解銅メッキ装置、それらに関係する排水処理施設等の多くの装置が必要とされ、多大な費用がかかった。
【0004】
これに対して、導体バンプによる各回路層間の電気的接続は、回路を形成する導体層となる銅箔上に導体ペーストをスクリーン印刷若しくはディスペンサーで印刷した後に乾燥して導体パンプを形成し、必要に応じて絶縁層に孔を形成した後、絶縁層、第2の絶縁層と積層して導体バンプを絶縁層を介して他の導体層に接続するのみで、工程が極めて短く簡単に電気的接続が得られる電気的接続方法である。
【0005】
一方、現在の電子機器は、移動体通信機器に代表されるように小型、軽量、高性能、高機能が要求されており、このような電子機器に使用される多層配線基板も小型、高密度化が要求されるようになってきている。そして、このような高密度化の要求に応えるために、多層配線基板上の回路パターンの微細化が必要となってきている。
スルーホールメッキ、ビアーホールメッキによる電気的接続の場合には、絶縁層上の導体銅箔に銅メッキした後にエッチングで回路を形成するが、無電解銅メッキ層、電気銅メッキ層及び銅箔の3層の銅の層をエッチングする必要があるため銅の厚みが厚く、多量の銅をエッチングする必要があるとともに、深さ方向のみのエッチングのみでなく横方向のエッチングも進むため回路パターンの細密化が困難である。
【0006】
これに対して、導体パンプによる電気接続の場合には1層の銅箔層のみが存在するため、銅の厚みが薄く、少量の銅をエッチングするのみで細密な回路パターンを形成するメリットがある。
【0007】
上記の如く、導体バンプによる回路層間の電気的接続は、工程が少なく、必要とする装置の数も少なく、低コストであり、回路パターンが細密なものが得られる点で有利である。
しかしながら、回路を形成する導体層となる銅箔上にバンプを印刷する場合には溶剤を含む導体ペーストを印刷するため銅箔に対する導体ペーストの濡れが充分であるため、乾燥して得られる導体ハ゜ンフ゜と銅箔との間には充分結合力があるが、その導体パンプと積層して接合される第2の導体層との結合は、電気的接続の信頼性が低下するという問題があった。
この原因としては、導体パンプと第2の導体層とを結合させる際には、導体パンプには殆ど溶剤が存在しないため濡れあうことはなく、また導体バンプは銀で、第2の導体層は銅であるため組成が異なり密着性が悪いこと等が考えられる。
【特許文献1】特開平2004−342631号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
従って、本発明は、回路層間の電気的接続の信頼性が高く、細密な回路パターンを形成することが可能であり、工程が短く、多くの装置を必要とすることなく、低コストで行うことのできる回路層間の電気的接続工程を有する多層配線基板の製造方法を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、絶縁層を挟んで該二組の導体バンプを対向して配置し、該二組の導体バンプを該絶縁層中に加圧挿入して貫通させ、該縁層中の貫通孔内で該導体バンプを接合する接合することにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【0010】
即ち、本発明は、以下の通りである。
1.絶縁層を挟んで該二組の導体バンプを対向して配置し、
該二組の導体バンプを該絶縁層中に加圧挿入して貫通させ
該絶縁層中の貫通孔内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程
を有することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
2.上記絶縁層に予め貫通孔が形成されている上記1.に記載の多層配線基板の製造方法。
【0011】
3.貫通孔を有する絶縁層と、
該貫通孔内で対向して接合されている二組の導体バンプと
を含有することを特徴とする多層配線基板。
【発明の効果】
【0012】
本発明は、回路層間の電気的接続の信頼性が高く、細密な回路パターンを形成することが可能であり、工程が短く、多くの装置を必要とすることなく、低コストで行うことのできる回路層間の電気的接続工程を有するため、回路層間の電気的接続の信頼性が高く、細密な回路パターンを有する多層配線基板を低コストで製造することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照にしながら説明する。
本発明の多層配線基板の製造方法は、特定の回路層間の電気的接続工程を有する製造方法である。
即ち、絶縁層を挟んで該二組の導体バンプを対向して配置し、
該二組の導体バンプを該絶縁層中に加圧挿入して貫通させ
該絶縁層中の貫通孔内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程
を有する。
【0014】
図1は、本発明にかかる多層配線基板の製造方法の好ましい実施形態の1つであって、上記貫通・接合工程を説明する模式図である。
図1(a)は、絶縁層1aを挟んで二組の導体バンブ2a、2bが対向して配置されたそれぞれの位置関係を示す図であり、二組の導体バンプ2a、2bはそれぞれ銅箔3a、3b上に形成されており、絶縁層1aを挟んで二組の導体パンプ2a、2bが対向して配置されている。絶縁層1aには貫通孔4aが予め形成されている。
【0015】
図1(b)は、上記二組の導体バンプ2a、2bを上記絶縁層1a中に加圧挿入して貫通させ、該絶縁層1a中の貫通孔4a内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程が完了した状態を示している。
【0016】
図1(c)は、図1(b)で示した構造物中の銅箔3a、3b部分を公知のマスキング、エッチング処理を行い、回路5a、5bを形成して得られた配線基板である。
【0017】
上記絶縁層としては、特に制限はないが、ガラスエポキシ、PI、PP、アラミド、液晶ポリマー等を使用することができる。
絶縁層の厚みは 10〜500μが好ましい。
【0018】
貫通孔中で二組の導体バンプを確実に接合させるために、二組の導体バンプを加圧挿入して貫通させる絶縁層の部分に予め貫通孔を形成することが好ましい。
上記貫通孔の径は0.05〜0.5mmが好ましく、更に好ましくは0.1〜0.3mmである。貫通孔は、ドリル、レーザー等の公知の方法で形成することができる。
【0019】
上記導体バンプは、銅箔等の導体箔上あるいは回路上に形成して本発明の貫通・接合工程に用いることができる。上記導体箔上あるいは回路上に導体バンプを形成する方法としては、特に制限するものではなくいずれの方法も取り得るが、導体ペーストを導体箔上あるいは回路上にスクリーン印刷等の方法で印刷する印刷法、銅、銀などの金属をメッキする電鋳法、金属層を形成した後にエッチングして導体パンプ以外の部分を取り除くエッチング法等を挙げることができ、工程が短く、多くの装置を必要とすることなく、低コストで行うことのできる観点から印刷法が好ましい。
【0020】
印刷法により導体パンプを銅箔等の導体箔上あるいは回路上に形成する場合には、導体ペーストを導体層上にスクリーン印刷、ディスペンサーなどで印刷し乾燥して形成することができる。
【0021】
導体箔あるいは回路は金属製の箔あるいは回路で有ればいずれの金属製の箔あるいは回路でも良いが、一般には銅箔が使用される。
本発明の貫通・接合工程で導体箔に圧力を考慮して、導体箔は貫通・接合工程の後で剥離することのできる支持層を有しても良いし、無くても良い。
導体箔上あるいは回路の厚みは、パターン微細化の観点から6〜35μmが好ましい。
【0022】
上記導体バンプを印刷法で形成する時に使用される導体ペーストは、導電性粉体、樹脂バインダー、溶剤等の混合物であって、市販の導体ペーストを使用してもよい。
上記導電性粉体としては、金、銀、銅、白金、ニッケル、パラジウム、タングステン、モリブデン、半田粉などの1種若しくは複数の混合物を使用することができ、樹脂バインダーとしては、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂等を使用することができる。
【0023】
上記導体パンプはスクリーン印刷等で印刷された後100〜200℃程度の乾燥温度、 5〜90分の乾燥時間で乾燥して製造することができる。
【0024】
上記該二組の導体バンプを絶縁層中に加圧挿入して貫通させ、該絶縁層中の貫通孔内で該二組の導体バンプを接合する場合には、図1で説明した如く、二組のバンプが絶縁層を挟んで対向する位置関係に積層し、積層プレスで加熱加圧して接合させることができる。
【0025】
加圧挿入して二組のバンプを接合する際に使用する装置としては、真空プレス、オートクレープ等が挙げられる。
加圧挿入する場合の加圧圧力は0.2〜5MPaが好ましい。
絶縁層に予め貫通孔が形成されている場合には、貫通孔と導体バンプとの空隙なくすと共に相互の密着性を向上させるために100〜200℃程度加熱することが好ましく、また、絶縁層がガラスエポキシの如きプリプレグである場合には、硬化を完全に進めるために更にそのプリプレグの硬化に適した加熱、例えば150〜200℃で20〜120分程度の加熱が必要である。
【0026】
上記貫通・接合工程を経て、絶縁層を挟み、導体バンプを介して、電気的に接続された二組の導体箔、又はその一方若しくは両方が回路である構造物が得られる。
上記構造物に導体箔が含まれる場合には、導体箔をマスキング、エッチング処理する公知のサブトラクティブ法により回線を形成して配線基板を得ることができる。
【0027】
上記配線基板上の回線の一部に更にバンプを形成して多層化することができる。
図2は、図1(c)に示した配線基板を多層化していく工程を説明する模式図である。
図2(a)は、絶縁層1bを挟んで二組の導体バンブ2c、2dが対向して配置されたそれぞれの位置関係を示す図である。上記二組の導体バンブのうちの一方の導体バンプ2cは、図1(c)に示した配線基板の回路5a上に形成されたものであり、他方の導体バンプ2dは新たに銅箔3c上に形成させたものである。絶縁基板1d中には上記導体バンプ2c2dに対応する位置に貫通孔4bが予め設けられている。
【0028】
図2(b)は、上記二組の導体バンプ2c、2dを上記絶縁層1b中に加圧挿入して貫通させ、該絶縁層1b中の貫通孔4b内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程が完了した状態を示している。
【0029】
図2(c)は、図2(b)で示した構造物中の銅箔3c部分をマスキング、エッチング処理して回路5cを形成して得られた多層配線基板である。
図2(c)に示された多層配線基板は、複数の回路層間のいずれの電気的接続も本発明の二組の導体バンブの接合により接続されているが、状況により、本発明の二組の導体バンプの接合と、他の回路層間の接合方法、例えばビアホールメッキ、スルーホールメッキ等と組み合わされて製造されても良い。
【0030】
本発明の多層配線基板は、貫通孔を有する絶縁層と、該貫通孔内で対向して接合されている二組の導体バンプとを含有する多層配線基板である。二組の導体バンプ間の結合は組成が同一か若しくは類似してるために充分な結合力が得られ、回路層間の電気的接続の信頼性が高い。
【実施例】
【0031】
以下に実施例及び比較例を挙げ、本発明の効果を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものでない。
なお、導通信頼性(熱衝撃)テストはJISC5012 9.1 条件1の温度サイクル条件に準じて行った。
【0032】
実施例1.
ガラスエポキシシート(松下電工株式会社製、グレード名R-1661、厚み200μm)にドリルで200μmの貫通孔を形成した。
次に、板厚150μのステンレス板の所定箇所に200μの穴を開けたメタルマスクを用意し、銅箔(福田金属箔粉工業株式会社製、グレード名CF―T8、厚み18μm)の表面に該メタルマスクを位置決め配置して、銀系の導電ペーストを印刷し、180℃で30分間乾燥して、図1(a)の2a、2bで示した形状の上方がやや細くなった導体パンプを得た。
【0033】
この銅箔上に形成された導体バンプを二組用意し、図1(a)の如く配置し、上記貫通孔を形成したガラスエポキシシートを挟んで、真空プレスで1MPaで加圧した状態で、120℃で30分間加熱した後、更に180℃で80分間加熱して積層した。
その後、公知のサブトラクト方で回路を形成し、図1(c)の如き多層回路基板を得た。
この多層回路基板を前記導通信頼テストにかけたところ、1000サイクルで初期値と試験後の導通抵抗値の変化率は、±10%以内の良好な結果を得た。
【0034】
実施例2.
絶縁層としてポリイミドシート(厚み 25μm)を用意した。
次に、板厚150μmのステンレス板の所定箇所に200μmの穴を開けたメタルマスクを用意し、前記銅箔の表面に該メタルマスクを位置決め配置して、銀系の導電ペーストを印刷し、180℃で30分間乾燥して、導体パンプを得た。
【0035】
この銅箔上に形成された導体バンプを二組用意し、図3(a)の如く配置し、上記貫通孔を設けないポリイミドシートと接着シート(ニッカン工業株式会社製 グレード名:SAFV 厚さ:40μm)を挟んで、真空プレスで4MPaで加圧した状態で、160℃で60分間加熱して積層し、図3(b)の如き積層物を得た。
その後、公知のサブトラクト方法で回路を形成し、図3(c)の如き両面回路基板を得た。
この両面回路基板を前記導通信頼テストにかけたところ500サイクルで初期値と試験後の導通抵抗変化率は±10%以内の良好な結果を得た。
【0036】
比較例1
厚さ300μmのステンレス板の所定箇所に200μmの穴を開けたメタルマスクを用意し、前記銅箔の表面に該メタルマスクを位置決めし、銀系の導電ペーストを印刷した後180℃で30分間乾燥して、導体パンプを得た。
上記銅箔上に形成された導体バンプ、実施例1で得られた貫通孔を形成したガラスエポキシシート、上記銅箔と同一種類の銅箔を、図4(a)の如く配置し、上記貫通孔を形成したガラスエポキシシートを挟んで実施例1と同一の条件で積層し、図4(b)の如き積層物を得た。
その後、公知のサブトラクト方で回路を形成し、図3(c)の如き多層回路基板を得た。
得られた多層回路基板を前記導通信頼テストにかけたところ1000サイクルで初期値と試験後の導通抵抗変化率において、約3%の頻度で変化率+10%を超えるサンプルが発生した。
【産業上の利用可能性】
【0037】
本発明で得られる多層配線基板は、回路層間の電気的接続の信頼性が高く、細密な回路パターンを形成することが可能であり、工程が短く、多くの装置を必要とすることなく、低コストで行うことのできる回路層間の電気的接続工程を有するため、各種家電機器・通信機器・コンピュータやその周辺機器等の電子機器に使用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】本発明にかかる多層配線基板の製造方法の好ましい実施形態の1つであって、貫通・接合工程を説明する模式図である。 図1(a)は、絶縁層1aを挟んで二組の導体バンブ2a、2bが対向して配置されたそれぞれの位置関係を示す図である。 図1(b)は、上記二組の導体バンプ2a、2bを上記絶縁層1a中に加圧挿入して貫通させ、該絶縁層1a中の貫通孔4a内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程が完了した状態を示す図である。 図1(c)は、図1(b)で示した構造物中の銅箔3a、3b部分を公知のマスキング、エッチング処理を行い、回路5a、5bを形成して得られた配線基板の構造を表した図である。
【0039】
【図2】図1(c)に示した配線基板を多層化していく工程を説明する模式図である。図2(a)は、絶縁層1bを挟んで二組の導体バンブ2c、2dが対向して配置されたそれぞれの位置関係を示す図である。図2(b)は、上記二組の導体バンプ2c、2dを上記絶縁層1b中に加圧挿入して貫通させ、該絶縁層1b中の貫通孔4b内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程が完了した状態を示した図である。図2(c)は、図2(b)で示した構造物中の銅箔3c部分をマスキング、エッチング処理して回路5cを形成して得られた多層配線基板の構造を表した図である。
【0040】
【図3】本発明にかかる多層配線基板の製造方法の好ましい他の実施形態の1つであり、貫通・接合工程を説明する模式図である。 図3(a)は、絶縁層1cを挟んで二組の導体バンブ2e、2fが対向して配置されたそれぞれの位置関係を示す図である。 図3(b)は、上記二組の導体バンプ2e、2fを上記絶縁層1c中に加圧挿入して貫通させ、該絶縁層1c内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程が完了した状態を示す図である。 図3(c)は、図3(b)で示した構造物中の銅箔3d、3e部分を公知のマスキング、エッチング処理を行い、回路5d、5eを形成して得られた配線基板の構造を表した図である。
【0041】
【図4】従来の如く、導体バンプ2gを絶縁層1dを挟んで直接他方の銅箔3fに電気的接続を行う工程を説明する模式図である。
【符号の説明】
【0042】
1a〜1d 絶縁層
2a〜2g 導体バンプ
3a〜3g 銅箔
4a〜4c 貫通孔
5a〜5g 回路
6 接着シート層
【技術分野】
【0001】
本発明は、多層配線基板の製造方法に関し、詳しくは 複数の配線基板間で特定の電気的導通を形成した多層配線基板に関する。
【背景技術】
【0002】
多層配線基板は 各種家電機器・通信機器・コンピュータやその周辺機器等の電子機器に使用されている。
従来、上記の多層プリント配線基板の製造は、ガラスエポキシ、ポリイミド、ポリアラミド、液晶樹脂等の絶縁層上に銅箔等を貼り付けた銅箔張り絶縁板等を使用し、これらの銅箔部分をエッチングする等の技術により、必要な回路を形成して配線基板を作成し、更に回路の高密度化のために、該配線基板を複数枚熱と圧力によりプレスして積層するとともに、スルーホールメッキ、ビアホールメッキ、導体バンプ等を形成して各回路層間の電気的接続をして製造されていた。
【0003】
上記スルーホールメッキ、ビアホールメッキによる回路層間の電気的接続は、絶縁層中に孔を形成する工程、孔を形成する際に樹脂が軟化し、内外層の銅箔の切削面上を覆ったレジンスミアを取り除くデスミア工程、表面をパラジウムによる触媒化をおこなった後、無電解銅メッキ工程、電解銅メッキ工程等の多数の工程を必要とするとともにそれに対応して無電解銅メッキ装置、電解銅メッキ装置、それらに関係する排水処理施設等の多くの装置が必要とされ、多大な費用がかかった。
【0004】
これに対して、導体バンプによる各回路層間の電気的接続は、回路を形成する導体層となる銅箔上に導体ペーストをスクリーン印刷若しくはディスペンサーで印刷した後に乾燥して導体パンプを形成し、必要に応じて絶縁層に孔を形成した後、絶縁層、第2の絶縁層と積層して導体バンプを絶縁層を介して他の導体層に接続するのみで、工程が極めて短く簡単に電気的接続が得られる電気的接続方法である。
【0005】
一方、現在の電子機器は、移動体通信機器に代表されるように小型、軽量、高性能、高機能が要求されており、このような電子機器に使用される多層配線基板も小型、高密度化が要求されるようになってきている。そして、このような高密度化の要求に応えるために、多層配線基板上の回路パターンの微細化が必要となってきている。
スルーホールメッキ、ビアーホールメッキによる電気的接続の場合には、絶縁層上の導体銅箔に銅メッキした後にエッチングで回路を形成するが、無電解銅メッキ層、電気銅メッキ層及び銅箔の3層の銅の層をエッチングする必要があるため銅の厚みが厚く、多量の銅をエッチングする必要があるとともに、深さ方向のみのエッチングのみでなく横方向のエッチングも進むため回路パターンの細密化が困難である。
【0006】
これに対して、導体パンプによる電気接続の場合には1層の銅箔層のみが存在するため、銅の厚みが薄く、少量の銅をエッチングするのみで細密な回路パターンを形成するメリットがある。
【0007】
上記の如く、導体バンプによる回路層間の電気的接続は、工程が少なく、必要とする装置の数も少なく、低コストであり、回路パターンが細密なものが得られる点で有利である。
しかしながら、回路を形成する導体層となる銅箔上にバンプを印刷する場合には溶剤を含む導体ペーストを印刷するため銅箔に対する導体ペーストの濡れが充分であるため、乾燥して得られる導体ハ゜ンフ゜と銅箔との間には充分結合力があるが、その導体パンプと積層して接合される第2の導体層との結合は、電気的接続の信頼性が低下するという問題があった。
この原因としては、導体パンプと第2の導体層とを結合させる際には、導体パンプには殆ど溶剤が存在しないため濡れあうことはなく、また導体バンプは銀で、第2の導体層は銅であるため組成が異なり密着性が悪いこと等が考えられる。
【特許文献1】特開平2004−342631号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
従って、本発明は、回路層間の電気的接続の信頼性が高く、細密な回路パターンを形成することが可能であり、工程が短く、多くの装置を必要とすることなく、低コストで行うことのできる回路層間の電気的接続工程を有する多層配線基板の製造方法を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、絶縁層を挟んで該二組の導体バンプを対向して配置し、該二組の導体バンプを該絶縁層中に加圧挿入して貫通させ、該縁層中の貫通孔内で該導体バンプを接合する接合することにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【0010】
即ち、本発明は、以下の通りである。
1.絶縁層を挟んで該二組の導体バンプを対向して配置し、
該二組の導体バンプを該絶縁層中に加圧挿入して貫通させ
該絶縁層中の貫通孔内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程
を有することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
2.上記絶縁層に予め貫通孔が形成されている上記1.に記載の多層配線基板の製造方法。
【0011】
3.貫通孔を有する絶縁層と、
該貫通孔内で対向して接合されている二組の導体バンプと
を含有することを特徴とする多層配線基板。
【発明の効果】
【0012】
本発明は、回路層間の電気的接続の信頼性が高く、細密な回路パターンを形成することが可能であり、工程が短く、多くの装置を必要とすることなく、低コストで行うことのできる回路層間の電気的接続工程を有するため、回路層間の電気的接続の信頼性が高く、細密な回路パターンを有する多層配線基板を低コストで製造することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照にしながら説明する。
本発明の多層配線基板の製造方法は、特定の回路層間の電気的接続工程を有する製造方法である。
即ち、絶縁層を挟んで該二組の導体バンプを対向して配置し、
該二組の導体バンプを該絶縁層中に加圧挿入して貫通させ
該絶縁層中の貫通孔内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程
を有する。
【0014】
図1は、本発明にかかる多層配線基板の製造方法の好ましい実施形態の1つであって、上記貫通・接合工程を説明する模式図である。
図1(a)は、絶縁層1aを挟んで二組の導体バンブ2a、2bが対向して配置されたそれぞれの位置関係を示す図であり、二組の導体バンプ2a、2bはそれぞれ銅箔3a、3b上に形成されており、絶縁層1aを挟んで二組の導体パンプ2a、2bが対向して配置されている。絶縁層1aには貫通孔4aが予め形成されている。
【0015】
図1(b)は、上記二組の導体バンプ2a、2bを上記絶縁層1a中に加圧挿入して貫通させ、該絶縁層1a中の貫通孔4a内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程が完了した状態を示している。
【0016】
図1(c)は、図1(b)で示した構造物中の銅箔3a、3b部分を公知のマスキング、エッチング処理を行い、回路5a、5bを形成して得られた配線基板である。
【0017】
上記絶縁層としては、特に制限はないが、ガラスエポキシ、PI、PP、アラミド、液晶ポリマー等を使用することができる。
絶縁層の厚みは 10〜500μが好ましい。
【0018】
貫通孔中で二組の導体バンプを確実に接合させるために、二組の導体バンプを加圧挿入して貫通させる絶縁層の部分に予め貫通孔を形成することが好ましい。
上記貫通孔の径は0.05〜0.5mmが好ましく、更に好ましくは0.1〜0.3mmである。貫通孔は、ドリル、レーザー等の公知の方法で形成することができる。
【0019】
上記導体バンプは、銅箔等の導体箔上あるいは回路上に形成して本発明の貫通・接合工程に用いることができる。上記導体箔上あるいは回路上に導体バンプを形成する方法としては、特に制限するものではなくいずれの方法も取り得るが、導体ペーストを導体箔上あるいは回路上にスクリーン印刷等の方法で印刷する印刷法、銅、銀などの金属をメッキする電鋳法、金属層を形成した後にエッチングして導体パンプ以外の部分を取り除くエッチング法等を挙げることができ、工程が短く、多くの装置を必要とすることなく、低コストで行うことのできる観点から印刷法が好ましい。
【0020】
印刷法により導体パンプを銅箔等の導体箔上あるいは回路上に形成する場合には、導体ペーストを導体層上にスクリーン印刷、ディスペンサーなどで印刷し乾燥して形成することができる。
【0021】
導体箔あるいは回路は金属製の箔あるいは回路で有ればいずれの金属製の箔あるいは回路でも良いが、一般には銅箔が使用される。
本発明の貫通・接合工程で導体箔に圧力を考慮して、導体箔は貫通・接合工程の後で剥離することのできる支持層を有しても良いし、無くても良い。
導体箔上あるいは回路の厚みは、パターン微細化の観点から6〜35μmが好ましい。
【0022】
上記導体バンプを印刷法で形成する時に使用される導体ペーストは、導電性粉体、樹脂バインダー、溶剤等の混合物であって、市販の導体ペーストを使用してもよい。
上記導電性粉体としては、金、銀、銅、白金、ニッケル、パラジウム、タングステン、モリブデン、半田粉などの1種若しくは複数の混合物を使用することができ、樹脂バインダーとしては、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂等を使用することができる。
【0023】
上記導体パンプはスクリーン印刷等で印刷された後100〜200℃程度の乾燥温度、 5〜90分の乾燥時間で乾燥して製造することができる。
【0024】
上記該二組の導体バンプを絶縁層中に加圧挿入して貫通させ、該絶縁層中の貫通孔内で該二組の導体バンプを接合する場合には、図1で説明した如く、二組のバンプが絶縁層を挟んで対向する位置関係に積層し、積層プレスで加熱加圧して接合させることができる。
【0025】
加圧挿入して二組のバンプを接合する際に使用する装置としては、真空プレス、オートクレープ等が挙げられる。
加圧挿入する場合の加圧圧力は0.2〜5MPaが好ましい。
絶縁層に予め貫通孔が形成されている場合には、貫通孔と導体バンプとの空隙なくすと共に相互の密着性を向上させるために100〜200℃程度加熱することが好ましく、また、絶縁層がガラスエポキシの如きプリプレグである場合には、硬化を完全に進めるために更にそのプリプレグの硬化に適した加熱、例えば150〜200℃で20〜120分程度の加熱が必要である。
【0026】
上記貫通・接合工程を経て、絶縁層を挟み、導体バンプを介して、電気的に接続された二組の導体箔、又はその一方若しくは両方が回路である構造物が得られる。
上記構造物に導体箔が含まれる場合には、導体箔をマスキング、エッチング処理する公知のサブトラクティブ法により回線を形成して配線基板を得ることができる。
【0027】
上記配線基板上の回線の一部に更にバンプを形成して多層化することができる。
図2は、図1(c)に示した配線基板を多層化していく工程を説明する模式図である。
図2(a)は、絶縁層1bを挟んで二組の導体バンブ2c、2dが対向して配置されたそれぞれの位置関係を示す図である。上記二組の導体バンブのうちの一方の導体バンプ2cは、図1(c)に示した配線基板の回路5a上に形成されたものであり、他方の導体バンプ2dは新たに銅箔3c上に形成させたものである。絶縁基板1d中には上記導体バンプ2c2dに対応する位置に貫通孔4bが予め設けられている。
【0028】
図2(b)は、上記二組の導体バンプ2c、2dを上記絶縁層1b中に加圧挿入して貫通させ、該絶縁層1b中の貫通孔4b内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程が完了した状態を示している。
【0029】
図2(c)は、図2(b)で示した構造物中の銅箔3c部分をマスキング、エッチング処理して回路5cを形成して得られた多層配線基板である。
図2(c)に示された多層配線基板は、複数の回路層間のいずれの電気的接続も本発明の二組の導体バンブの接合により接続されているが、状況により、本発明の二組の導体バンプの接合と、他の回路層間の接合方法、例えばビアホールメッキ、スルーホールメッキ等と組み合わされて製造されても良い。
【0030】
本発明の多層配線基板は、貫通孔を有する絶縁層と、該貫通孔内で対向して接合されている二組の導体バンプとを含有する多層配線基板である。二組の導体バンプ間の結合は組成が同一か若しくは類似してるために充分な結合力が得られ、回路層間の電気的接続の信頼性が高い。
【実施例】
【0031】
以下に実施例及び比較例を挙げ、本発明の効果を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものでない。
なお、導通信頼性(熱衝撃)テストはJISC5012 9.1 条件1の温度サイクル条件に準じて行った。
【0032】
実施例1.
ガラスエポキシシート(松下電工株式会社製、グレード名R-1661、厚み200μm)にドリルで200μmの貫通孔を形成した。
次に、板厚150μのステンレス板の所定箇所に200μの穴を開けたメタルマスクを用意し、銅箔(福田金属箔粉工業株式会社製、グレード名CF―T8、厚み18μm)の表面に該メタルマスクを位置決め配置して、銀系の導電ペーストを印刷し、180℃で30分間乾燥して、図1(a)の2a、2bで示した形状の上方がやや細くなった導体パンプを得た。
【0033】
この銅箔上に形成された導体バンプを二組用意し、図1(a)の如く配置し、上記貫通孔を形成したガラスエポキシシートを挟んで、真空プレスで1MPaで加圧した状態で、120℃で30分間加熱した後、更に180℃で80分間加熱して積層した。
その後、公知のサブトラクト方で回路を形成し、図1(c)の如き多層回路基板を得た。
この多層回路基板を前記導通信頼テストにかけたところ、1000サイクルで初期値と試験後の導通抵抗値の変化率は、±10%以内の良好な結果を得た。
【0034】
実施例2.
絶縁層としてポリイミドシート(厚み 25μm)を用意した。
次に、板厚150μmのステンレス板の所定箇所に200μmの穴を開けたメタルマスクを用意し、前記銅箔の表面に該メタルマスクを位置決め配置して、銀系の導電ペーストを印刷し、180℃で30分間乾燥して、導体パンプを得た。
【0035】
この銅箔上に形成された導体バンプを二組用意し、図3(a)の如く配置し、上記貫通孔を設けないポリイミドシートと接着シート(ニッカン工業株式会社製 グレード名:SAFV 厚さ:40μm)を挟んで、真空プレスで4MPaで加圧した状態で、160℃で60分間加熱して積層し、図3(b)の如き積層物を得た。
その後、公知のサブトラクト方法で回路を形成し、図3(c)の如き両面回路基板を得た。
この両面回路基板を前記導通信頼テストにかけたところ500サイクルで初期値と試験後の導通抵抗変化率は±10%以内の良好な結果を得た。
【0036】
比較例1
厚さ300μmのステンレス板の所定箇所に200μmの穴を開けたメタルマスクを用意し、前記銅箔の表面に該メタルマスクを位置決めし、銀系の導電ペーストを印刷した後180℃で30分間乾燥して、導体パンプを得た。
上記銅箔上に形成された導体バンプ、実施例1で得られた貫通孔を形成したガラスエポキシシート、上記銅箔と同一種類の銅箔を、図4(a)の如く配置し、上記貫通孔を形成したガラスエポキシシートを挟んで実施例1と同一の条件で積層し、図4(b)の如き積層物を得た。
その後、公知のサブトラクト方で回路を形成し、図3(c)の如き多層回路基板を得た。
得られた多層回路基板を前記導通信頼テストにかけたところ1000サイクルで初期値と試験後の導通抵抗変化率において、約3%の頻度で変化率+10%を超えるサンプルが発生した。
【産業上の利用可能性】
【0037】
本発明で得られる多層配線基板は、回路層間の電気的接続の信頼性が高く、細密な回路パターンを形成することが可能であり、工程が短く、多くの装置を必要とすることなく、低コストで行うことのできる回路層間の電気的接続工程を有するため、各種家電機器・通信機器・コンピュータやその周辺機器等の電子機器に使用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】本発明にかかる多層配線基板の製造方法の好ましい実施形態の1つであって、貫通・接合工程を説明する模式図である。 図1(a)は、絶縁層1aを挟んで二組の導体バンブ2a、2bが対向して配置されたそれぞれの位置関係を示す図である。 図1(b)は、上記二組の導体バンプ2a、2bを上記絶縁層1a中に加圧挿入して貫通させ、該絶縁層1a中の貫通孔4a内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程が完了した状態を示す図である。 図1(c)は、図1(b)で示した構造物中の銅箔3a、3b部分を公知のマスキング、エッチング処理を行い、回路5a、5bを形成して得られた配線基板の構造を表した図である。
【0039】
【図2】図1(c)に示した配線基板を多層化していく工程を説明する模式図である。図2(a)は、絶縁層1bを挟んで二組の導体バンブ2c、2dが対向して配置されたそれぞれの位置関係を示す図である。図2(b)は、上記二組の導体バンプ2c、2dを上記絶縁層1b中に加圧挿入して貫通させ、該絶縁層1b中の貫通孔4b内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程が完了した状態を示した図である。図2(c)は、図2(b)で示した構造物中の銅箔3c部分をマスキング、エッチング処理して回路5cを形成して得られた多層配線基板の構造を表した図である。
【0040】
【図3】本発明にかかる多層配線基板の製造方法の好ましい他の実施形態の1つであり、貫通・接合工程を説明する模式図である。 図3(a)は、絶縁層1cを挟んで二組の導体バンブ2e、2fが対向して配置されたそれぞれの位置関係を示す図である。 図3(b)は、上記二組の導体バンプ2e、2fを上記絶縁層1c中に加圧挿入して貫通させ、該絶縁層1c内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程が完了した状態を示す図である。 図3(c)は、図3(b)で示した構造物中の銅箔3d、3e部分を公知のマスキング、エッチング処理を行い、回路5d、5eを形成して得られた配線基板の構造を表した図である。
【0041】
【図4】従来の如く、導体バンプ2gを絶縁層1dを挟んで直接他方の銅箔3fに電気的接続を行う工程を説明する模式図である。
【符号の説明】
【0042】
1a〜1d 絶縁層
2a〜2g 導体バンプ
3a〜3g 銅箔
4a〜4c 貫通孔
5a〜5g 回路
6 接着シート層
【特許請求の範囲】
【請求項1】
絶縁層を挟んで該二組の導体バンプを対向して配置し、
該二組の導体バンプを該絶縁層中に加圧挿入して貫通させ
該絶縁層中の貫通孔内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程
を有することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項2】
上記絶縁層に予め貫通孔が形成されている請求項1に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項3】
貫通孔を有する絶縁層と、
該貫通孔内で対向して接合されている二組の導体バンプと
を含有することを特徴とする多層配線基板。
【請求項1】
絶縁層を挟んで該二組の導体バンプを対向して配置し、
該二組の導体バンプを該絶縁層中に加圧挿入して貫通させ
該絶縁層中の貫通孔内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程
を有することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項2】
上記絶縁層に予め貫通孔が形成されている請求項1に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項3】
貫通孔を有する絶縁層と、
該貫通孔内で対向して接合されている二組の導体バンプと
を含有することを特徴とする多層配線基板。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図2】
【図3】
【図4】
【公開番号】特開2008−288418(P2008−288418A)
【公開日】平成20年11月27日(2008.11.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−132622(P2007−132622)
【出願日】平成19年5月18日(2007.5.18)
【出願人】(000004592)日本カーバイド工業株式会社 (165)
【出願人】(596056276)エヌシーアイ電子株式会社 (1)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成20年11月27日(2008.11.27)
【国際特許分類】
【出願日】平成19年5月18日(2007.5.18)
【出願人】(000004592)日本カーバイド工業株式会社 (165)
【出願人】(596056276)エヌシーアイ電子株式会社 (1)
【Fターム(参考)】
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