CN101426337A - 内置了膜状电阻元件的多层印刷布线板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供低价且稳定地制造兼顾金属布线的厚度降低和激光贯通耐性、且内置的电阻元件电阻值稳定的电阻元件内置多层印刷布线板的方法。在层叠金属布线层(2)和有机树脂绝缘层(1)并由盲孔连接上述金属布线层的层间的多层印刷布线板中的内层布线层上形成膜状电阻元件的印刷布线板制造方法中，在上述有机树脂绝缘层的任一层的一个面的上述金属布线层形成成对的电极(2a)和上述接受连接盘(2b)，在上述电极和上述接受连接盘上形成防氧化用的导电性表面处理层(4)，在上述成对的电极间印刷形成上述膜状电阻元件(5)，在上述形成了上述膜状电阻元件的上述金属布线层一侧在加热加压下通过粘接剂接合金属箔或覆有金属的层叠板(9)，在上述接受连接盘上照射激光，部分地除去上述层叠板，形成有底的导通用孔(14)。

Description

内置了膜状电阻元件的多层印刷布线板的制造方法

技术领域

本发明涉及内置了膜状的电阻元件的多层印刷布线板的制造方法。

背景技术

近年来，便携式电话或数字摄像机等小型电子设备越发要求提高电子部件的安装密度和提高信号频率，作为这一环节对在多层印刷布线板的内层内置有无源器件的所谓部件内置印刷布线板的必要性增加。

并且，作为在将有机类树脂材料作为绝缘材料的印刷布线板上形成电阻元件的尝试，提供如下方法，即，利用光加工(photofabrication)方法等将电阻的薄膜例如1μm左右的厚度的镍箔等作成所希望的电子元件的方法(薄膜法)、以及使用低温烧结型的电阻膏由丝网印刷法形成所希望的电阻元件的方法(印刷法)等。

制造这些电阻元件时，必须能够精度良好且稳定地形成与用途相对应的范围较宽的电阻值。上述的薄膜法中，能够精度良好地形成电阻的图形，其不利的方面是将金属薄膜作为原始材料，所以，很难稳定地形成高电阻的元件。

另一方面，专利文献1等中记载的使用低温烧结型的电阻膏的印刷法具有如下特征：电阻膏的薄层电阻值的选择范围也较宽，能够形成的电阻值幅度也较宽。

在使用这种低温烧结型的电阻膏的情况下，利用丝网印刷法形成电阻元件。这时，由于所印刷的元件形状的偏差，很难形成高精度的电阻值的电阻元件，在具有不满足所要求的电阻元件的精度的较低电阻值时，通过使用激光等的修整进行电阻值的调整。

作为该丝网印刷中的电阻元件的形状偏差的因素，已知有形成电阻元件处的电极的配置方向以及印刷方向。作为倾向，在电极的配置与印刷方向相同的情况下，与相对于印刷方向旋转90°配置的情况相比，存在电阻元件的膜厚变厚的倾向。虽然也依赖于电极的形状，但是，形成电阻元件处的电极的厚度、即金属布线的厚度较厚，从而导致上述电阻元件的厚度的偏差进一步增大。

与此相对，当使金属布线的厚度变薄时，利用激光形成有底的层间导通用孔时，存在在金属布线的照射激光束的部位产生贯通从而成为不良的情况，该有底的层间导通用孔是在形成盲孔(blind via)时所需要的。因此，将多层化作为前提的电阻元件内置印刷布线板的位于内层的金属布线的厚度变薄是困难的。

特别是在进行多层化时，为了确保内层的金属布线与层叠粘接材料的紧密接触，需要对内层的金属布线进行粗化处理。但是，在实施了粗化处理的金属布线的表面上，激光的吸收增加，针对激光照射的贯通耐性降低也是公知的(参看专利文献2)。此外，如上上述，不能使内层的金属布线的厚度变薄，所以，很难形成细微布线，这对高密度化极为不利。

专利文献1特开2006-222110号公报

专利文献2特开2001-177248号公报

其结果是，在以往的内置了电阻元件的多层印刷布线板的制造方法中，兼顾金属布线的厚度降低和激光贯通耐性是困难的。因此，期望出现能低价且稳定地制造兼顾金属布线的厚度降低和激光贯通耐性、并且所内置的电阻元件的电阻值稳定的电阻元件内置多层印刷布线板的方法。

发明内容

本发明是考虑到上述问题而进行的，其目的是提供低价且稳定地制造兼顾金属布线的厚度降低和激光贯通耐性、并且所内置的电阻元件的电阻值稳定的电阻元件内置多层印刷布线板的方法。

为了达到上述目的，本发明提供多层印刷布线板的制造方法，该多层印刷布线板分别层叠多个金属布线层和有机树脂绝缘层而成，并且利用盲孔对上述金属布线层的层间进行连接，其中膜状电阻元件形成在成为内层的上述金属布线层的与上述盲孔的接受连接盘(land)相同的布线层上，

在上述有机树脂绝缘层的任意一层的一个面的上述金属布线层上，形成成对的电极以及上述接受连接盘，

在上述电极以及上述接受连接盘上形成防氧化用的导电性表面处理层，

在上述成对的电极间印刷形成上述膜状电阻元件，

在形成有上述膜状电阻元件的上述金属布线层一侧，在加热加压下通过粘接剂对金属箔或覆有金属的层叠板进行接合，

在上述接受连接盘上照射激光，部分地除去上述层叠板，由此，形成有底的导通用孔。

根据本发明，在内置了电阻元件的多层印刷布线板的制造方法中，对设置在利用激光照射所形成的内层盲孔之下的接受连接盘，实施激光的吸收率变低的表面处理，所以，在使内层的金属布线的厚度变薄的状态下，也能够不产生由于激光加工所导致的贯通地形成盲孔。由此，能够抑制由丝网印刷引起的碳膏的厚度的偏差，并且，还能形成细微图形，在形成高密度电路上是有利的。

其结果是，能够提供低价并且稳定地制造兼顾金属布线的厚度降低和激光贯通耐性、并且所内置的电阻元件的电阻值稳定的部件内置多层印刷布线板的方法。

附图说明

图1是表示本发明实施例的工序截面图。

图2是本发明实施例的与图1连续的工序截面图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

实施例1

图1、图2是表示本发明的一实施例的截面工序图，首先，如图1(1)所示，准备在聚酰亚胺等基底绝缘材料1的单面上具有铜箔层2的单面覆铜层叠板3。对于此处的铜箔层2的厚度来说，较薄的厚度比较好。

其理由是，能够使以后的印刷碳膏时的印刷膜厚的偏差减小，并能够将碳膏形成得较薄。在该情况下，使用通过半蚀刻(Half Etching)处理使12μm厚的铜箔薄化到5μm厚的铜箔。还具有如下优点：通过铜箔2的薄化，能够细微并且高精细地形成布线。

对于单面覆铜层叠板3，利用光加工方法的蚀刻，形成电阻的电极2a、位于多层化时的盲孔的孔底的接受连接盘2b、以及布线2c。

并且，对于铜箔层2的厚度来说，利用半蚀刻处理作成5μm厚，所以，能利用蚀刻形成细微图形，在该情况下，图形间距能够细微地形成为50μm左右。

然后，如图1(2)所示，在电阻的电极部2a以及接受连接盘2b上，利用无电解银电镀选择性地形成表面处理层4，并且不形成在布线2c上。作为选择性地进行银电镀的方法，能够使用铜蚀刻抗蚀剂(例如，旭化成株式会社制SPG-202等)。

由此，对于电阻的电极部2a来说，能够确保以后形成的碳膏与电极之间的高温高湿试验的耐性，对于接受连接盘2b来说，能够缓和多层化后形成层间导通孔时的激光加工导致的热损伤。此外，不在布线2c上进行银电镀的理由是，担心高温高湿偏置试验中产生银的枝状晶(dendrite)所造成的绝缘可靠性的降低。

并且，此处的无电解银电镀的覆盖膜厚度约为0.5μm。无电解银电镀的覆盖膜厚度是0.2μm以上即可，从使上述的碳膏薄化的观点出发，优选为1μm以下。

此外，在无电解金电镀以及无电解镍电镀上进行无电解金电镀，从而也能够确保绝缘可靠性。此外，之后，也能够使这些布线2c的一部分露出、作为部件连接等的端子，此时选择与连接方法相对应的表面处理，对接受连接盘2b也实施相同的表面处理，从而能够效率较好地进行表面处理。

然后，对露出的铜的表面进行粗化处理，提高以后的层叠时的粘接材料的紧密接触性。此处，使用日本麦德美公司(マクダ—ミツド株式会社)制造的增粘剂(マルチボンド)150。由此，铜表面的二氧化碳激光(波长：约9.8μm)的吸收提高。但是，在实施例1中，在以后照射激光的部位即接受连接盘2b上实施银电镀，所以，不进行粗化处理。

确认了在所露出的铜表面，在粗化处理前后，二氧化碳激光(波长：约9.8μm)的吸收从约20％增加到约30％。另一方面，在银电镀处理面未发现吸收的增加。

此外，在粗化处理时，对铜表面蚀刻1～2μm左右，但是，在进行了银电镀处理的部位不产生铜厚度的薄化，所以，不会损害针对激光引起的热损伤的耐性。作为其它粗化处理，能够用株式会社荏原电产制造的Neo-Brown(ネオブラウン)处理NBD系列等。

接着，如图1(3)所示，在电极2a上，利用丝网印刷，印刷薄层电阻值为50Ω的株式会社朝日化学研究所制造的TU-50-8，作为成为电阻元件5的碳膏。作为丝网版规格，使用网格数400、乳剂厚10μm的丝网版规格。电极2a的厚度为5μm，非常薄，所以，所印刷的碳膏的厚度偏差小，几乎不存在电极的配置以及印刷方向的影响。

在印刷后，将基板固定在2mm厚的铝板上，利用远红外线回流炉，在100℃以上且200℃以下加热60秒钟，在峰值温度250℃、保持10秒钟的条件下进行热硬化，形成电阻元件5。在利用远红外线回流炉对电阻元件5进行烧结、热硬化时，当施加包括以后的层叠工序的一系列的制造工序中的最高温度时，电阻元件5的耐热性良好。

并且，在印刷后，在箱型的热风炉中进行170℃、60分钟的热硬化，从而也能够形成电阻元件5。作为电阻元件5的尺寸，形成使电极2b间的距离为0.5mm、使印刷宽度为1.0mm的尺寸。

电极间距离由光加工方法的蚀刻规定，印刷宽度由丝网版的开口规定，所以，能够分别任意地设定。

在本实施例1中，使成为电极2a的铜箔变薄，所以，丝网印刷时的膜厚偏差变小，能够作入所希望的电阻值的电阻元件。在到此为止的工序中，得到具有电阻元件5的电路基材6。

接着，如图2(4)所示，准备在聚酰亚胺等的基底绝缘材料7上具有铜箔8的单面覆铜层叠板9，使用粘接材料10，利用冲压或层压等的方法，层叠在具有电阻元件5的电路基材6上。

粘接材料使用玻璃转移点(Tg)为170℃的环氧类的热硬化性粘接材料，作为层叠条件，将170℃/2MPa保持5分钟，从而进行层叠。并且，在箱型的热风炉中，进行160℃、120分钟的烘热熟化(oven cure)。在到此为止的工序中，得到层叠工序结束的电路基材11。

接着，如图2(5)所示，瞄准接受连接盘2b，利用激光加工，形成导通用孔12。若能进行实施铜箔的贯通加工的直接激光加工，则能够省略形成金属掩模的工序。

作为能够除去铜的激光器的例子，在照射紫外光的激光器中，例举出UV-YAG激光器或准分子激光器，在照射红外光的激光器中，例举出二氧化碳激光器。在该实施例1中，使用加工速度快、生产性优良的二氧化碳激光器。

这时，对位于电路基材11的外层的铜箔8，进行使上述激光的吸收增加的处理时，铜箔8的贯通性提高，这是优选的。此外，在铜厚度较厚的情况下，贯通性变差，所以，优选5～10μm左右的厚度。

为了在内层的接收连接盘2b的中心对激光束进行对位，在加工部位的附近配置两点以上成为内层的对位靶的标记(未图示)。也能够采用如下方法：读取该标记位置，由此，得到位于加工部位附近的基板的伸缩等的信息，进行运算处理，对加工部位的位置进行校正，照射激光束。

如该实施例1所示，由各种材料构成的多层结构体不表现均匀的伸缩动作的情况较多。为了与其相对应，对于上述标记来说，为了检测X方向、Y方向的位置偏移，优选配置三点以上。

作为一系列的激光加工条件，列举以下实例。作为二氧化碳激光加工机，使用三菱电机株式会社ML605GTXIII-5100U2进行对位，以预定的孔径(aperture)等，利用光束直径200μm、脉冲宽度15μsec、50mJ、5次发射进行加工。

对铜厚较薄并且作成二氧化碳激光的吸收较好的表面状态的铜箔11的预定位置以200μm的直径进行开口，到其下的进行了银电镀的接受连接盘2b的树脂都被除去，对于其下的进行了银电镀的接受连接盘2b来说，因为二氧化碳激光的吸收很少，所以不贯通。

然后，利用电解电镀，进行用于取得层间连接的清除(Desmear)处理、导电化处理。

对于位于电路基材11的外层的铜箔8利用通常的光加工的蚀刻方法，形成激光加工用的保形掩模(conformal mask)，也能够使用该保形掩模进行激光加工。在这种情况下，优选使用加工速度快、生产性优良的二氧化碳激光。

接着，如图2(6)所示，在具有导通用孔12的多层电路基材13上进行10～15μm左右的电解电镀，形成利用导通用孔12得到的盲孔14，取得层间导通。

并且，利用通常的光加工方法形成外层的图形15。然后，根据需要实施焊锡电镀、镍电镀、金电镀等的表面处理，进行光阻焊剂(Photo Solder Resist)层的形成、外形加工，由此，得到内置了电阻元件的多层印刷布线板16。

实施例2

作为本发明的实施例2，在下述表1中示出二氧化碳激光的铜箔贯通率的数据。在该实施例2中，在厚度12μm的铜表面进行银电镀处理(0.2μm厚)，然后，作为粗化处理，使用日本麦德美公司的增粘剂150来进行。

在比较例中，作为粗化处理，在厚度12μm的铜表面使用日本麦德美公司的增粘剂150来进行，用在实施例1中所使用的二氧化碳激光加工机(三菱电机株式会社制、ML605GTXIII-5100U2、光束直径200μm、脉冲宽度15μsec、35～65mJ)，研究以五次发射进行激光加工时的贯通发生频率。进行各水准1000孔的孔加工，对产生贯通的个数进行计数。

其结果是，在上述的激光条件下，进行了银电镀处理的全都没有发生贯通，但是，在进行了粗化处理的水准中，60mJ以上全部发生贯通，在比较例中，在最低的能量35mJ下也发生贯通。

表1

(记)二氧化碳激光导致的铜箔贯通事故的发生个数(实施例2与比较例的比较)

附图标记说明：1是基底绝缘材料(有机树脂绝缘层)，2是铜箔(金属布线层)，2a是电阻的电极，2b是接受连接盘，2c是布线图形，3是单面覆铜层叠板，4是表面处理层，5是电阻元件，6是具有电阻元件5的电路基材，7是基底绝缘材料(有机树脂绝缘层)，8是铜箔(金属布线层)，9是单面覆铜层叠板，10是粘接材料，11是层叠工序结束的电路基材，12是导通用孔，13是具有导通用孔12的多层电路基材，14是盲孔，15是外层布线图形，16是内置了电阻元件的多层印刷布线板。

Claims (4)

1.一种内置有膜状电阻元件的多层印刷布线板的制造方法，该多层印刷布线板分别层叠多个金属布线层和有机树脂绝缘层而成，并且由盲孔对上述金属布线层进行层间连接，其中膜状电阻元件配置在成为内层的上述金属布线层的与上述盲孔的接受连接盘相同的布线层上，该方法的特征在于，

在上述有机树脂绝缘层的任意一个层的一个面的上述金属布线层上，形成成对的电极以及上述接受连接盘，

在上述电极以及上述接受连接盘上形成用于防氧化的导电性表面处理层，

在上述成对的电极间印刷形成上述膜状电阻元件，

在形成有上述膜状电阻元件的上述金属布线层一侧，在加热加压下通过粘接剂接合金属箔或覆有金属的层叠板，

在上述接受连接盘上照射激光，部分地除去上述层叠板，由此，形成有底的导通用孔。

2.根据权利要求1的多层印刷布线板的制造方法，其特征在于，

上述接受连接盘上的上述导电性表面处理层使用上述激光的吸收率低的材料形成。

3.根据权利要求1的多层印刷布线板的制造方法，其特征在于，

在上述表面处理层的被照射上述激光的最外表面上实施银或者金的电镀处理。

4.根据权利要求1的多层印刷布线板的制造方法，其特征在于，

在上述表面处理后，对上述金属布线层实施粗化处理。

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