CN1535101A - 转移板和使用它的布线板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的转移板包括具有不低于60℃的玻璃化转变温度的树脂膜、形成在该树脂膜上的有机硅树脂层以及形成在有机硅树脂层上的金属布线图形。金属布线图形具有形成粗糙表面的暴露表面，并且该粗糙表面具有2μm或以上的十点平均表面粗糙度(Rz)，而布线图形的与有机硅树脂层接触的表面具有低于暴露表面的表面粗糙度(Rz)。由此，本发明提供一种具有改善的转移性能以便在低温下进行转移、改善的尺寸稳定性以及通路连接可靠性的转移板。本发明还提供一种使用这种转移板的布线板及其制造方法。

Description

转移板和使用它的布线板及其制造方法
发明领域
本发明涉及一种用于形成导电电路如半导体封装和布线板的转移板、使用该转移板的布线板及其制造方法。
发明背景
近年来，电子设备已经微型化。个人数字辅助设备和可移动计算机的发展已经加速了微型化的需求，因此要求将要在这种电子设备中封装的多层布线板具有更多的功能、更薄和具有精细的布线图形。
电子设备如通信设备需要以高速度工作。因此，多层布线板应该还对应高速工作。为此，减小了布线长度，同时，减小了布线宽度和间距，以便缩短输送电信号所需的时间。就是说，多层布线板应该很小、很薄和致密化。
为了继续进行多层布线板的高密度封装，强调精细布线图形的形成。在典型的印刷电路板中，例如，公知有一种形成布线图的去除法。在该去除法中，化学刻蚀厚度约为18μm到约35μm的铜箔，从而在衬底上形成布线图形。据说即使这种方法也难以批量生产线宽为75μm或更小的布线图形。为了提供一种更精细的布线图形，应该减小铜箔的厚度。
由于通过去除法形成的布线图形从衬底表面突出，用于电连接的焊料或导电粘合剂难以设置在半导体上形成的凸块上。凸块可能移动到布线图形之间的间隔并导致短路。突出的布线图形可能是用树脂进行密封的后续步骤中的障碍。
例如，JP10(1998)-84186A介绍了一种在可分离膜上预先形成精细布线图形并只将布线图形转移到所希望的衬底上的方法。
为了确保布线图形的转移性能，JP10(1998)-51108A或类似技术也公开了一种方法，该方法是预先加热可分离膜，以便防止由于可分离膜在转移中的收缩造成尺寸误差。
为了确保布线图形的转移性能，与上述JP10(1998)-51108A相同，JP2002-111203A或类似技术公开了一种方法，在可分离膜上经过粘接层形成金属箔，并调整金属箔的拉伸强度，以便制造具有良好产量的可靠布线板。在转移时布线板几乎不会产生任何位置偏移。
JP2002-359455A或类似技术介绍了一种使用有机硅树脂用于设置在如上述转移中的可分离膜上的粘接层，这是因为有机硅树脂不老化，并且它的耐化学性优异。这种技术提供了在由刻蚀或类似方式形成布线时的优异构图保持性。
这种技术在避免布线图形突出的问题上是有用的，这是因为具有埋置在其上的布线图形的衬底具有平的表面。
然而，当通过这种方法转移精细布线时，使用价格便宜的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或类似物时在被转移布线中将产生尺寸误差，并且这将引起与通路或与半导体凸块的连接故障。为了解决这个问题，JP10-51108A、JP2002-111203A和JP2002-359455A公开了一种技术，用于校正尺寸变化或用于抑制通过先前加热可分离膜而在转移时由于热量引起的0.05％或以下的收缩。
由于在使用可分离膜将布线图形转移到衬底上时施加了相对高的热量(例如，介绍了80℃到170℃的温度)，在具有用导电膏填充的通孔的阶段‘B’中在转移预制板上的布线图形时导电膏通常可能固化。
在如上所述的常规技术中，层叠具有固化导电膏的多个预制板(布线图形埋置在其中)并进行加热和加压，以便使多个预制板成批地固化，由此制造多层布线板。这种制造方法中存在的问题是，例如，非均匀压力可能施加于预制板，或者在批量地使层叠的预制板固化时由于固化的导电膏而使与布线图形的紧密接触恶化，这在获得通路连接时将产生问题。
就是说，使用常规转移材料的封装难以满足所有需求，即转移性能、尺寸稳定性和通路连接可靠性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种转移板、使用该转移板的布线板及其制造方法，这种转移板具有改善的转移性能，用于实现低温转移，还具有改善的尺寸稳定性和通路连接可靠性。
根据本发明的转移板包括具有不低于60℃的玻璃化转变温度的树脂膜、形成在该树脂膜上的有机硅树脂层、以及形成在有机硅树脂层上的金属布线图形。金属布线具有被粗糙化的暴露表面，该粗糙的表面具有2μm或更大的十点(ten-point)平均表面粗糙度(Rz)，并且该表面粗糙度(Rz)在金属布线图形与有机硅树脂层接触的部分比暴露表面的表面粗糙度(Rz)低。
根据本发明的电路板包括：电绝缘基板，其中在厚度方向形成孔并用导体填充该孔，与该导体电连接的金属布线图形通过转移到该板的表面和背面至少之一上而被结合。金属布线图形与树脂接触的界面形成粗糙表面，并且该粗糙表面具有2μm或更大的十点平均表面粗糙度(Rz)，它比不埋置金属布线的部分的表面粗糙度(Rz)高。
根据本发明的电路板的制造方法包括：在电绝缘基板上叠置转移板，该转移板包括具有不低于60℃的玻璃化转变温度的树脂膜、形成在该树脂膜上的有机硅树脂层、以及形成在有机硅树脂层上的金属布线图形，其中金属布线图形具有已被粗糙化的暴露表面，该粗糙的表面具有2μm或更大的十点(ten-point)平均表面粗糙度(Rz)，并且该金属布线图形的表面粗糙度(Rz)在与有机硅树脂层接触的部分比暴露部分低；施加压力并加热到布线图形可以被埋置在绝缘基板中的温度，以便在绝缘基板中埋置布线图形的至少一部分；和剥离树脂膜，以便向布线板提供埋置的布线图形。
附图简述
图1A和1B是表示根据本发明第一实施例的转移材料和使用该转移材料的布线图形形成树脂板的剖面图。
图2A和2B是表示根据本发明第二实施例在成批固化工艺中形成的多层布线的剖面图。
图3是表示根据本发明的固化反应峰值温度和用于导电膏的固化开始温度的曲线。
具体实施方式
在本发明中，制备具有不低于60℃的玻璃化转变点的树脂膜，将通过在转移侧的金属箔粗糙化形成的布线图形经过有机硅树脂层被提供到树脂膜上，由此获得转移板。通过使用该转移板，即使在导电膏的完全固化尚未开始的约60-80℃的低温下，也可将布线图形转移到未固化树脂板或类似物上。结果是，基本上可以在没有固化通路膏的情况下进行转移工艺，并且在该转移工艺之后进行的批量层叠和固化而形成的多层衬底中，这将导致良好的通路连接可靠性。
即，根据本发明的转移板包括具有不低于60℃的玻璃化转变温度的树脂膜、形成在该树脂膜上的有机硅树脂层、以及形成在该有机硅树脂层上的金属布线图形。金属布线图形具有粗糙的表面，它的平均表面粗糙度(Rz)至少为2μm，背面的粗糙度(Rz)低于该表面的粗糙度。表面粗糙化可以通过电镀和淀积金属颗粒来进行。对于金属箔，进一步优选滚压铜箔，因为它有很好的挠性。具有由于电镀而淀积的颗粒的不平坦性的铜箔的例子是由Furukawa Circuit Foil有限公司制造的“STD型”(商标名)。优选地，金属布线图形是铜箔，并且树脂膜是PET膜。通过使用PET可以降低制造成本，因此这种转移材料将被广泛使用。
优选地，对金属布线图形的表面进行硅烷类偶联处理，由此提高形成布线图形时的保持性和转移性能。
当处理铜箔的表面时，优选只进行镀锌。通常，任何其他工艺如Ni镀或镀铬都不是必须的。镀锌用于耐腐蚀并获得良好通路连接。
还优选粗糙表面的表面粗糙度(Rz)为3μm到8μm。面对载体板(树脂膜)的金属布线具有从0.5μm到1.5μm的表面粗糙度，更优选为0.6μm到1.2μm。
还优选在树脂膜和有机硅树脂层之间进一步设置一基层，以便提高树脂膜和有机硅树脂层之间的粘接强度。
在根据本发明的电路板中，金属布线图形在与树脂接触的界面处形成粗糙的表面。粗糙的表面可以埋置在树脂中，或者布线图形的侧壁的任何部分都可以暴露出来。粗糙的表面具有至少2μm的十点平均表面粗糙度(Rz)。由此，可以改进图形与形成在板的厚度方向的导体之间的电和机械连接。即，金属布线表面的不平坦提供了增强粘接的固定效果。
优选，制造布线板的方法至少包括：制备转移板，在绝缘基板上叠置该转移板，通过施加40℃到80℃的热量层叠这些板，在绝缘基板中埋置布线图形，剥离树脂膜，由此获得具有埋置在绝缘基板的表面中的布线图形的绝缘基板。制造布线板的替换方法至少包括：制备转移板的步骤，该步骤包括在具有不低于60℃的玻璃化转变温度的树脂膜上形成有机硅层，并在有机硅层上形成具有粗糙表面的布线图形，该粗糙表面的粗糙度Rz为2μm或更大；制备绝缘基板的步骤，该绝缘基板具有用导电膏填充的通孔；在绝缘基板中埋置布线图形的步骤，该步骤包括在绝缘基板上叠置转移板的布线图形，以便连接到导电膏，并且通过施加低于导电膏的固化反应峰值温度的热量，层叠这些板；和剥离树脂膜的步骤，以便获得具有埋置在绝缘基板的表面中的布线图形的绝缘基板。
通常，转移工艺在低温下难以进行。如上所述的制造方法能在低温下形成布线图形。结果是，即使使用PET或类似物的可分离膜，也可以将转移时的尺寸变化抑制到0.05％或以下。
优选的是，导电膏填充在通孔中并且转移板叠置在绝缘基板上，以便转移板的布线图形连接到绝缘基板的导电膏上。
一种替换方法至少包括制备多个绝缘基板以及成批地层叠和固化这些绝缘基板的步骤。
根据本发明，由于可以在低温下转移布线图形，在阶段B(半固化)中先前填充在半固化片中作为物体的通路膏基本不固化。结果是，可以在成批固化时进行导电膏的固化，并且将获得优异的通路连接可靠性。
如上所述，根据本发明的转移材料用于获得在低温下具有优异的转移性能的布线板。结果是，抑制布线板的尺寸变化和在成批固化时确保优异的通路可靠性。
实施例
下面将通过参照附图介绍本发明的具体实施例。这些实施例不应被认为是限制本发明。
(第一实施例)
图1A和1B是表示根据本发明的转移板的例子和使用该转移板的转移方法的剖面图。如图1A所示，本实施例中的转移板100具有由树脂膜构成的支撑件101、经过基层102形成在支撑件101上的固化有机硅树脂层103和形成在有机硅树脂层103上的布线图形104。支撑件101具有60℃或以上的玻璃化转变温度。
形成布线图形104之后，将转移板100叠置在绝缘基板上，以便布线图形104将面向绝缘基板。布线图形被至少一部分地埋置在绝缘基板中，以便转移布线图形104，然后将支撑件101剥离掉(图1B)。此时，由于有机硅树脂层103也随着支撑件101被剥离，因此只转移布线图形104。这就有助于消除在常规技术中采用的一些复杂工艺，如在转移布线图形之后用于反应-固化压敏层的加热步骤或紫外线照射步骤。
在本发明中使用的支撑件101可由铝、铜、不锈钢或类似物的金属箔构成。从便于处理的方面考虑，优选树脂膜。
从耐化学性、耐热性和强度方面考虑，树脂膜优选由例如聚酯树脂构成，如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对萘二甲酸乙二酯、聚酰亚胺、聚丙烯和聚苯硫。
在本发明的转移板中，支撑件101(如树脂膜)和固化有机硅树脂103之间的粘接强度是很重要的。为了进一步提高这个粘接强度，可以在树脂膜101上施加有机硅树脂103之前提供作为粘接层的基层102，尽管基层102不是必不可少的部分。或者，可以代替施加基层或额外施加基层之后进行表面处理，如电浆处理。
尽管基层102不受具体限制，只要它能提高树脂膜和有机硅树脂之间的粘接强度即可，例如，可以使用液体环氧树脂和基于聚亚胺酯、聚酯/纤维素的树脂、或者含有甲硅烷基的树脂。基层具有0.1μm到100μm的厚度，或者更优选厚度为0.5μm到10μm。当基层的厚度不够时，在涂覆步骤期间经常将产生如针孔等缺陷，而过厚的层将使材料成本升高，导致成本效果不利。
有机硅树脂层103可以通过浓缩反应或者使用金属或类似物的催化作用的附加反应来获得。
对于浓缩有机硅橡胶，可以添加含有金属如锌、铅、钙、和锰的化合物用于催化剂。
对于附加有机硅橡胶，可以使用催化剂如作为元素的铂、氯化铂和链烯烃配位铂。
通常，有机硅树脂层103具有0.5μm到10μm的厚度，更优选厚度为1μm到5μm。极薄的有机硅树脂层可能在与金属箔的结合中产生非均匀性的问题。当该层太厚时，材料成本将升高，这将降低成本效果。
本发明中的金属箔的例子包括铜、铝、金、银、和不锈钢。其中，从导电性、刻蚀性能和价格方面考虑，铜箔或含有铜的合金是优选的。
金属箔一般具有从9μm到35μm的厚度，或者优选为12μm到30μm。超过35μm的厚度不是优选的，因为有机硅树脂层保持金属箔的能力变得不稳定，因此在用于形成布线图形的刻蚀时一部分金属箔可能掉下来。
为了在有机硅树脂层103上叠置金属箔，通过使用压力、滚压层叠机或类似手段施加热量和/或压力。将要施加的热量、压力等可以对应物体而适当地选择。
对于布线图形104，通过公知的方法如光刻胶法形成预定电路图形，并且通过刻蚀或类似方式进行布线构图。
优选的是，对第一金属层的表面进行粗糙化以便转移。例如，优选中心线平均粗糙度(Ra)为1μm或以上，十点平均表面粗糙度(Rz)为2μm或以上。当Rz小于2μm时，粘接到衬底以便转移的强度可能一定程度地下降。当在约50℃到约80℃的低温下转移这个图形时，一部分图形不能被转移而是掉下来。当Rz保持为2μm或以上时，即使在约60℃的低温下也能稳定地进行转移。进一步优选Rz为3μm到8μm。当该值超过8μm时，这些部件将难以控制。
尽管金属层的两面都可以被粗糙化，优选用于转移的一面进一步粗糙化，相反面比较平滑。当布线图形形成在有机硅树脂层上时，将提高转移时的剥离性能。
由此，本发明包括在有机硅树脂层上形成布线图形和面向树脂板的布线图形的表面粗糙化以便转移，从而限制粗糙面积。协同的效果使得能够在例如60℃到80℃的低温下进行布线图形的转移。
下面的说明是关于向其上转移布线图形104的布线板。优选的是，基板105包括无机填料和热固性树脂成分，并且它具有用导电膏106填充的至少一个通孔。例如，JP11(1999)-220262A公开了这种基板和使用这种基板的布线板。由此，可以很容易地获得用于具有内部通孔(IVH)结构的高密度封装的具有优异导热性的复合布线板，其中布线图形由导电膏106电连接。当使用这个基板105时，在制造布线板期间的高温处理可以省略。所需温度可以低至约200℃，即热固性树脂的固化温度。
优选的是，无机填料相对于整个基板105的含量为70重量％到95重量％，热固性树脂成分的含量为5重量％到30重量％。特别优选的是，无机填料的含量为85重量％到90重量％，热固性树脂成分的含量为10重量％到15重量％。由于基板可以含有高浓度的无机填料，因此无机填料的含量可以改变，以便任意设定布线板的热膨胀系数、导热性、介电常数或类似参数。
优选的是，无机填料是选自Al2O3、MgO、BN、AlN和SiO2中的至少一种。通过适当地确定无机填料的类型，可以任意设定热膨胀系数、导热性、介电常数等。例如，可以将基板平面方向的热膨胀系数设定为与将要封装的半导体的热膨胀系数基本相同，以便提供高导热性。
在上述无机填料中，例如，由Al2O3、BN、AlN或类似物构成的基板105具有优异的导热性，而由MgO构成的基板具有优异的导热性并能提高热膨胀系数。当使用SiO2(特别是，非晶SiO2)中时，如此获得的基板重量轻并具有低热膨胀系数和低介电常数。无机填料可单独使用或者可以将至少两种无机填料组合使用。
例如用下列方式制备包括无机填料和热固性树脂成分的基板。首先，向含有无机填料和热固性树脂成分的混合物中添加用于粘度控制的溶剂，由此制备具有任意浆料粘性的浆料。用于粘度控制的溶剂的例子是丁酮和甲苯。
利用刮板法或类似方法将该浆料涂覆于先前形成的可分离膜上，并在低于热固性树脂的固化温度的温度下进行处理，以便使溶剂挥发。接着，除去可分离膜，由此提供基板。
通常，如此获得的膜具有80μm到200μm的厚度，尽管该厚度可以根据混合物的成分和添加的用于粘度控制的溶剂的量来改变。尽管根据溶剂的类型、热固性树脂的类型等确定溶剂的挥发条件，通常，温度范围为70℃到150℃，周期为5分钟到15分钟。
通常，可分离膜可以由合成树脂膜构成，该合成树脂膜优选是含有例如选自下列至少一种的树脂的有机膜：聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚苯硫醚(PPS)、聚亚苯基邻苯二甲酸酯、聚酰亚胺、和聚酰胺。在这些树脂中，PPS是特别优选的。
基板105的材料不限于上述例子，作为选择，还可以通过在板增强材料中注入热固性树脂成分来制备，并且它可以具有用导电膏填充的至少一个通孔。
尽管板增强材料不特别限制，只要它是能保持热固性树脂的多孔材料即可，但是优选板增强材料选自玻璃纤维的纺织/无纺纤维织物、耐热有机纤维的纺织/无纺纤维织物。耐热有机纤维的优选例子包括所有芳族聚酰胺(芳族聚酰胺纤维)、所有芳族聚酯类和聚丁烯氧化物。芳族聚酰胺树脂特别优选。
尽管热固性树脂不受具体限制，只要它具有耐热性即可，但是从优异的耐热性方面考虑，优选它含有选自下列树脂的至少一种树脂：环氧基树脂、酚基树脂和氰酸盐基树脂或聚亚苯基邻苯二甲酸盐树脂。该热固性树脂可以单独使用或者可以至少组合这些树脂中的两种使用。
这种基板105可以例如通过在热固性树脂成分中注入板增强材料，然后烘干以便使该成分半固化。
优选的是在注入中，基板中的热固性树脂的含量为30重量％到60重量％。
作为选择，基板105可以是含有有机粘合剂、增塑剂和陶瓷粉末的生板，并具有用导电膏填充的至少一个通孔。这个基板具有优异的耐热性、气密性和导热性。
优选的是，陶瓷粉末含有选自下列材料的至少一种陶瓷：Al2O3、MgO、ZrO2、TiO2、BeO、BN、SiO2、CaO和玻璃。特别是，含有50重量％到55重量％的Al2O3和45重量％到50重量％的玻璃粉末的混合物是优选的。陶瓷可以单独使用或者至少两种陶瓷可以组合使用。
有机粘合剂的例子包括聚丁酸乙烯脂(PVB)、丙烯酸树脂和甲基纤维素树脂。增塑剂的例子包括邻苯二甲酸丁基苯甲基酯(BBP)和磷苯二甲酸二丁酯(DBP)。
包括陶瓷或类似物的上述生板可以通过与上面制备含有无机填料和热固性树脂的基板的方法相同的方法制备。根据材料的类型或类似参数适当地确定相应的工艺条件。
在上述制造布线板的第二方法中，优选布线板的层叠是通过施加热量和压力而粘接基板并烧制陶瓷粉末用于烧结而进行的。
优选基板105具有一般为50μm到250μm的厚度。
如上所述，优选基板具有用导电膏填充的至少一个通孔。尽管通孔的位置不受具体限制，只要它被形成而与布线图形接触即可。优选地，多个通孔以250μm-500μm的等间距形成。
尽管通孔的尺寸不受具体限制，一般情况下，直径在100μm-200μm的范围内，或者更优选直径为100μm到150μm。即使在使用直径为100μm或以下的通孔以对应精细布线的目前趋势，也不会产生任何特殊问题。
形成通孔的方法可以根据基板的类型等适当地确定。例子包括用于使用二氧化碳气体激光器或钻孔机的工艺、和使用模具的批量处理。
尽管不具体限制导电膏，只要它具有导电性即可，一般可使用含有导电金属材料颗粒的树脂或类似物。导电金属材料的例子包括铜、银、金、银-钯、涂覆银的铜颗粒、和其混合物。树脂的例子包括热固性树脂，如环氧基树脂、酚基树脂、和丙烯酸树脂。导电膏中的导电金属材料的含量一般为80重量％到95重量％。当基板为陶瓷生板时，用玻璃和丙烯酸粘合剂代替热固性树脂。
在本发明中，考虑在转移布线图形时的加热温度和导电膏开始固化或固化反应峰值的温度之间的关系是很重要的。导电膏的开始固化温度和固化反应峰值温度的定义将在下面详细说明。
在本发明中，导电膏的开始固化温度可以如下面参照图3那样进行定义。
通过以5℃/分钟的速度将温度从30℃升高到250℃(对应开始固化温度或更高)来对导电膏进行不同热分析。图3是示意性地表示差热曲线的曲线图，其中x轴表示温度(T)，y轴表示温度差(ΔT)。曲线的上升点‘B’(ΔT开始急剧下降的点)被确定关于用于表示曲线峰值(图3中的下峰值)的位置。接着，开始固化温度定义为在点‘G’的温度，它是在具有最大倾斜度的点‘E’引出的外推切线(a)和在点‘B’引出并从点‘B’伸出且在点‘B’到峰值点‘C’之间的外推切线(b)的交叉点。然后，固化反应峰值温度定义为在图3中的向下峰值点‘C’处的温度。换言之，当温度超过开始固化温度时将进行半固化反应。当温度超过固化反应峰值点时，将进行导电膏的完全固化。当温度低于固化反应峰值时，尽管可能发生半固化反应，但不会获得完全固化。在低于开始固化温度的温度下不会发生固化反应。
热分析测量装置(由Seiko仪器有限公司提供的差热重量模拟测量装置‘TG/DTA200’)可用于获得差热曲线。上述开始固化温度和固化反应峰值温度可以通过使用这种装置配置的软件很容易计算。
导电膏的开始固化温度和固化反应峰值温度可以根据导电膏中的树脂的成分和量、固化剂和固化加速剂来调整。
对于粘接转移布线图形材料100和基板105的方法、以及从图形转移铜箔剥离树脂膜101(支撑件)、基层102和有机硅树脂103的方法没有特别限制。例如，当基板105含有热固性树脂时可以如下述那样进行处理。
首先，将转移布线图形材料100和基板105定位在一起并进行加热和加压，以便熔化和软化基板中的热固性树脂，并在基板105中埋置具有布线图形的金属层104。然后，在用于软化/固化热固性树脂的温度下处理它们。对于固化的情况，固化树脂，以便粘接和固定转移布线图形材料100和基板105。
尽管对施加热量和加压的条件没有特殊限制，只要热固性树脂不完全固化即可，一般压力为10kg/cm2到100kg/cm2，温度为50℃到120℃，时间周期为1分钟到120分钟。
即，优选转移是在转移布线图形的步骤期间不进行导电膏106的固化的温度下进行的。就是说，本发明寻求建立施加热量和加压的条件以便不会完全固化导电膏106。优选的是在低于导电膏的固化反应峰值的温度下、更优选在低于开始固化温度的温度下施加热量。
具体而言，加热温度将根据导电膏的固化反应峰值温度和开始固化温度而改变。优选在约40℃到约80℃的温度下加热典型的导电膏。
此外，根据本发明，转移工艺可以在低于导电膏的固化反应峰值的温度下进行，或者具体地说在不高于80℃的温度下进行，由此抑制具有相对低玻璃化转变温度Tg的PET膜或类似物的尺寸变化。作为一般在约100℃温度下的热处理的结果，由PET或PPS构成的膜由于拉伸应力的缓和而经受尺寸变化。由于可根据本发明施加低温转移处理，因此即使这些膜也基本上没有尺寸变化，并且用于支撑件的树脂膜的选择会显著增加。即，可以省略一些工艺，如用于抑制尺寸变化的热处理。
由含有陶瓷的生板构成的基板105可以用下列方式制备。通过如上所述那样施加热量和压力，在基板105中埋置用于形成布线图形的金属层104，以便粘接基板和布线图形材料用于转移。接着，如上所述，剥离支撑层101、102和103，以便除去金属布线图形层104本身以外的布线图形材料。
制备含有无机成分作为主要成分的强制板，该无机成分在生板的烧结温度下不会发生烧结-收缩。强制板设置和层叠在生板的已经转移了布线图形104的至少一个表面上。这个层叠步骤之后进行粘接剂去除步骤和烧制工艺，接着，除去强制板以便形成第二金属层的布线图形，由此形成陶瓷衬底。
在转移期间用于施加热量和压力的条件可根据例如包含在导电膏中的热固性树脂和生板的类型来适当地确定。一般情况下，压力为10kg/cm2到200kg/cm2，温度为50℃到80℃，时间周期为2分钟到30分钟。由于布线图形可以在较低温下转移到生板上，因此生板的可塑性和粘性可保持不变。因此，不会损伤生板，并且很容易进行后来的层叠步骤。
在形成有布线图形的生板的至少一个表面上设置和层叠上述强制板的步骤期间，施加热量和压力的条件可以根据强制板和生板中所含的热固性树脂的类型等适当地确定。一般情况下，压力为20kg/cm2到200kg/cm2，温度为70℃到100℃，时间周期为1分钟到10分钟。这种制造方法与例如在JP05(1993)-10266A和JP05(1993)-30819A中公开的工艺相同。
粘接剂去除工艺的条件可以根据例如粘接剂的类型和用于形成布线图形的金属来适当地确定。通常，可以通过在500℃到700℃的温度下使用电炉处理2小时到5小时来进行。特别是，通过以下步骤制备铜箔布线：使用由有机粘合剂形成的生板，该有机粘合剂由具有优异热解性能的异丁烯酸基丙烯酸树脂粘合剂等构成，并在作为无氧化气氛的氮气氛下进行粘合剂除去和烧制。
烧制的条件可以根据陶瓷的类型等来适当地确定。通常，烧制是使用带炉(belt furnace)、在空气或氮气中、在860℃到950℃的温度下进行的，烧制的时间是30分钟到60分钟。
(第二实施例)
下面参照图2A和2B进一步介绍制造布线板的方法。布线板包括其上借助转移材料形成了布线图形的树脂板。根据该方法，通过层叠已经制备的单层或两层布线基板，和通过粘接这些层，可制造多层布线板。当然，层叠可以批量进行。图2A和2B示出了制备两层(双层)布线基板和两个单层布线基板、在两层布线板的两面设置单层布线板和批量层叠的工艺。本发明不限于这种批量层叠，多个单层板可以层叠在两层布线层(最外层)上。或者，常规布线板可用于该两层布线板。这种常规布线板作为完成的产品来提供，并且它可以是单层/多层陶瓷布线板或树脂布线板。
对于层叠包含基板205的布线板207a、207b和207c的下一步骤，其中基板205含有热固性树脂，与第一实施例相同，通过施加热量和压力在预先用导电膏206填充的基板205上单独转移布线图形204。在不固化热固性树脂的情况下，层叠如此获得的单层布线板207a、207b和207c(图2A)。在用于固化热固性树脂的温度下给如此获得的叠层210施加热量和压力，使热固性树脂固化，以便粘接和固定布线板。如在第一实施例所述那样，用于施加热量和压力的条件温度包括低于固化反应峰值温度的温度，以便使导电膏206不完全固化。当在不高于100℃、进一步优选不高于60℃的低温下转移布线层时，即使在转移布线图形204之后导电膏和基板也都保持半固化状态，并且它们都被处理为半固化片。在图2B中，208和209分别表示一个板和导电膏。
由于导电膏206保持基本不固化，如半固化片那样，因此可以批量进行固化连接，同时可以在厚度方向同时精细校正所有通孔。如此获得的多层板具有至少四层板，它们具有高度可靠的通路连接。
当考虑具有玻璃环氧树脂或类似物用作芯层的装配衬底时，本发明的转移材料可用于基板，以便可以在未固化状态下形成布线图形和以一定顺序在最后层叠时进行批量固化。
当层叠具有含陶瓷的基板的陶瓷布线板时，如上所述，布线图形204被单独转移到基板205上，然后在施加热量和压力以及烧制陶瓷之前层叠单层/两层陶瓷布线板，以便粘接和固定布线板。
尽管多层布线板中的层数量不具体限制，但是通常板具有4到8层，或者有时为12层。多层布线板具有一般为500μm到1000μm的总厚度。这里使用的陶瓷板可以是可与铜或银同时烧制的低温烧制陶瓷。这样的例子有氧化铝基玻璃陶瓷和Bi-Ca-Nb-O基陶瓷。
例子
下面将参照例子和对比例进一步说明本发明。对于使用由图1所示成分构成的树脂基转移材料的各种情况、在各种温度下进行布线图形转移的情况以及使用具有转移到其上的布线图形的树脂板形成多层布线板的情况，检查通路连接可靠性。表1和表2示出了条件和结果。
在表1和2中使用了下列材料。
(1)厚度为100μm并由硅石(平均颗粒直径：9μm；含量：83质量％)和环氧树脂构成的树脂板
(2)铜箔部件：镀锌和进行硅烷偶联处理
(3)布线图形：线之间的线宽(L)/间隔宽度(S)＝100/100(μm)
(4)通孔可靠性：用于四层板的潮气吸收回流的条件的可靠性，其中通孔直径为150μm，接合区直径为300μm，参见JEDEC(USA潮气灵敏度分类(J-STD-020A)和处理(J-STD-033)标准)，表中的级别1(注意)，‘A’表示连接电阻基本不变，‘B’表示变化在±20范围内，‘C’表示例如电阻基本上双重变化。
(5)总可靠性：‘良好’表示尺寸变化、转移性能和通路连接可靠性良好；‘差’表示尺寸变化、转移性能和通路连接可靠性的至少一个不好。
表1
  序号*1    支撑件    玻璃化转变点Tg(℃) 粘合剂层   载体表面上的硅氧烷偶联，表面粗糙度Rz(μm)   转移侧铜箔表面粗糙度Rz(μm)   粘接强度(g/cm)   转变温度(℃)
  例1     PET     67 硅氧烷基-   不存在，Rz＝0.8   3.0   95   60
  例2     PET     67 硅氧烷基-   不存在，Rz＝1.5   5.0   95   60
  例3     PET     67 硅氧烷基-   不存在，Rz＝1.2   3.0   110   60
  例4     PET     67 硅氧烷基-   存在，Rz＝1.2   5.0   110   40
  例5     PPS     90 硅氧烷基-   存在，Rz＝1.3   5.0   80   60
  例6     聚酰亚胺     210 硅氧烷基-   存在，Rz＝1.1   5.0   75   60
  例7     PET     67 硅氧烷基-   不存在，Rz＝1.2   3.0   110   80
对比例1     PET     67 丙烯酸   不存在，Rz＝1.2   2.0   100   100
对比例2     PET     67 丙烯酸   不存在，Rz＝1.2   2.0   100   100
对比例3     PET     67 丙烯酸   不存在，Rz＝1.2   3.0   100   100
对比例4     PET     67 丙烯酸   不存在，Rz＝1.2   3.0   120   80
对比例5     PET     67 丙烯酸   不存在，Rz＝1.2   3.0   110   60
对比例6     PPS     90 硅氧烷基- 不存在，Rz＝1.2   3.0   80   100
对比例7     PPS     90 硅氧烷基- 不存在，Rz＝1.2   1.5   80   100
对比例8     PPS     90 硅氧烷基- 不存在，Rz＝1.2   1.5   80   100
对比例9     PET     67 硅氧烷基- 不存在，Rz＝1.2   1.5   90   100
对比例10     PET     67 硅氧烷基- 不存在，Rz＝1.2   1.5   110   80
对比例11     PET     67 硅氧烷基- 不存在，Rz＝1.2   1.5   95   60
  例8     PET     67 硅氧烷基- 不存在，Rz＝0.6   2.0   95   60
  例9     PET     67 硅氧烷基- 不存在，Rz＝0.7   2.5   95   60
对比例12     PET     67 硅氧烷基- 不存在，Rz＝1.2   4.2   110   40
对比例13   共聚聚酯     47 硅氧烷基- 存在，Rz＝1.1   5.0   80   60
对比例14   乙烯醋酸乙烯酯共聚物树脂     0 硅氧烷基- 存在，Rz＝1.3   5.0   80   60
   表2
    序号 尺寸变化％ 转移性能％ 通路连接可靠性 总可靠性   备注
    例1     0.007     100     A     良好 未处理的PET膜
    例2     0.007     100     A     良好 未处理的PET膜
    例3     0.009     100     A     良好 未处理的PET膜
    例4     0.005     100     A     良好 未处理的PET膜
    例5     0.008     100     A     良好 未处理的PPS膜
    例6     0.005     100     A     良好 未处理的聚酰亚胺膜
    例7     0.05     100     A     良好 未处理的PET膜
对比例1     0.01     34     C     差 热处理过的PET
对比例2     0.01     98     C     差 热处理过的PET
对比例3     0.01     100     C     差 热处理过的PET
对比例4     0.01     98     C     差 用于PET的Ditto，生成丙烯酸残余物
对比例5     0.01     90     C     差 用于PET的Ditto，生成丙烯酸残余物
对比例6     0.12     90     C     差 未处理的PPS膜
对比例7     0.12     100     C     差 未处理的PPS膜
对比例8     0.12     100     C     差 未处理的PPS膜
对比例9     0.14     100     C     差 未处理的PET膜
对比例10     0.05     98     B     差 未处理的PET膜
对比例11     0.007     92     A     差 未处理的PET膜
例8     0.007     95     A     中等 未处理的PET膜
例9     0.007     98     A     中等 未处理的PET膜
对比例12     0.009     91     A     差 未处理的PET膜
对比例13     0.17     100     A     差 未处理的聚酯膜
对比例14     0.45     100     C     差 未处理膜，在通孔和接合区电极之间产生位移
(对表1和表2的附加说明)
丙烯酸粘合剂：由Cemedine有限公司提供的‘Y-650’(商标名)
聚酯膜(载体膜)：由Teijin DuPont Films日本公司提供的厚度为75μm的‘770型’(商标名)
硅氧烷基-粘合剂：由Dow Coning Toray Silicone有限公司提供的‘SE1720CV’。
在各个例子中，为了主要检查对尺寸变化的影响，改变用于转移材料的支撑件用的树脂膜的玻璃化转变点(Tg)。对于粘合剂层，在本发明中形成有机硅树脂层，并且在对比例中使用粘性丙烯酸材料。用于硅氧烷层的情况的基层由乙酰化甲硅烷基(acetoxysily)单体构成。
用于布线图形的金属箔的铜箔是12μm的有光泽的双面铜箔和12μm的单面粗糙铜箔。只对粗糙表面上的铜箔进行作为表面处理的硅烷偶联。尽管铜箔厚度为12μm，厚度为9μm或18μm的铜箔也可提供正常的转移性能和通路连接。
本发明中的导电膏是由涂覆了银的铜颗粒的填料构成的环氧基导电膏。
(导电膏)
(1)铜颗粒(由Mitsui Mining和Smelting有限公司提供，平均直径为2μm)：85重量％。
(2)双酚F型热固性环氧树脂(由Yuka Shell Epoxy提供，商标名为‘Epikote 807’)：7重量％
(3)酚醛清漆酚树脂(由Showa Highpolymer提供)：3重量％
(4)由Japan Alcohol Trading有限公司提供的丁基卡必醇：5重量％
对于总数为100重量份的上述成分，添加作为固化加速剂的1重量份的2-乙基-4-甲基咪唑，并且用三轮滚轧机搅拌该混合物，以便提供一种膏。
在使用上述方法和设备以差热分析(DTA)为基础进行的测量中，固化反应峰值温度为100℃和开始固化温度为90℃。
在这些例子中，用于转移的树脂板由硅石和环氧树脂构成，每个板的厚度为100μm。
(用于制备树脂版的材料的成分)
(1)SiO2(由Mitsubishi Rayon有限公司提供的熔硅石，商标名为‘Silica AceQS-9’，平均粒径为9μm)：83％
(2)液体热固性环氧树脂(由Japan REC有限公司提供的‘EF-450’)：16.5％
(3)由Toyo Carbon公司提供的碳黑：0.2％
(4)偶联剂(由AJINOMOTO有限公司提供的钛酸盐-偶联剂)：0.3％
测量和混合各种成分。向混合物中添加作为粘度控制溶剂的甲乙酮，以便使该混合物具有约20Pa·s的浆料粘度。接着，向混合物中添加氧化铝球，并以500rpm的速度旋转该混合物，用于在容器中混合48小时，以便制备作为绝缘板的材料的浆料。然后，通过刮刀法涂覆该浆料以形成膜并烘干，由此获得厚度为100μm的树脂板。
在这些例子中，这些布线图形用于评估通路连接。采用的图形是L/S＝100/100。通孔的直径和接合区直径分别设定为150μm和300μm。用于通路连接评估的衬底展示了由在图2所示转移工艺中的批量固化形成的四层板的结果。
表1中所示的通路连接可靠性表示在85℃的气氛中、在85Rh和168小时内执行潮气吸收步骤之后在对应于无铅焊料的260℃回流时(JEDEC级别1)的通路连接电阻。
在例8中在点状图形转移期间出现故障。如果限制布线图形，当在每个例子中转移率为95％或以上时获得了基本上完全转移性能。
在表1中所示的样品中，对比例1-5使用粘性丙烯酸材料用于粘接层。预先在130℃下加热作为支撑件的PET膜，用于抑制尺寸变化。结果是，通过使铜箔的转移面粗糙化，基本上在约100℃温度下保证了完全转移性能。然而，当转移温度降低时，在某些部分将使转移性能恶化。此外，对于这些例子的任何结构中的通路连接，在100℃的固化温度时导电膏部分地固化，在批量固化之后，在潮气吸收回流时这将增加通路连接电阻中的电阻转换。而且，在转移到树脂板上时，将剥离和附着作为粘接层的丙烯酸树脂，影响了通路连接。
在对比例6和下列所示例子的样品中，粘接层含有有机硅树脂。通过将铜箔的转移面从光滑表面修改为粗糙表面(见对比例6和7)，显著地提高了转移性能。即使在由于使用硅氧烷粘接层而在每个温度提高了转移性能，在60℃时仍然会发生转移故障(见对比例6-11)。然而，通过提高粗糙度Rz，即使在60℃也能提高图形转移性能。对于PPS膜(Tg＝90℃)和PET膜的情况，如果在转移步骤之前不进行加热，则在100℃时尺寸变化相当大。结果是，在用于半导体封装等中将产生故障。另一方面，在60℃转移步骤期间，PET膜(Tg＝67℃)基本上没有尺寸变化。
在例4中，在面对粘接层的有光泽表面上对铜箔进行硅烷偶联处理。当转移温度降低到40℃时，例4中的转移性能得到进一步的提高。
当铜箔的粗糙表面的表面粗糙度(Rz)为3μm或以上时，在60℃温度下安全进行转移，如例1所示。同样，在例4中，转移性能基本上为100％。
为了改变支撑膜的Tg，用对比例14中的聚酯树脂(由DuPont提供的Biomax，Tg＝47℃)、对比例15中的乙烯醋酸乙烯酯共聚物树脂膜(Tg＝0℃)、例5中的PPS(Tg＝90℃)和例6中的聚酰亚胺膜(Tg＝210℃)代替PET膜(Tg＝67℃)。在60℃进行向树脂板的转移。在支撑件的Tg等于或低于转移温度的对比例14和15中，尺寸变化大到0.1％或以上，产生故障。在支撑件的Tg为60℃(转移温度)或以上的例5和6中，尺寸变化为0.01％或以下，结果是满意的。
在不脱离本发明的精神或基本特性的情况下本发明可以其他形式实施。本说明书中公开的实施例只是表示性的而非限制性的。本发明的范围由所附权利要求书表示而不是由前面的说明表示，在权利要求书的等效含义和范围内的产生的所有改变都应被包含在其中。

Claims (22)

1、一种转移板，包括具有不低于60℃的玻璃化转变温度的树脂膜、形成在该树脂膜上的有机硅树脂层以及形成在有机硅树脂层上的金属布线图形，
其中，该金属布线图形具有被粗糙化的暴露表面，并且该粗糙表面具有至少为2μm的十点平均表面粗糙度(Rz)，和
金属布线与有机硅树脂层接触的表面具有的表面粗糙度(Rz)低于该暴露表面的表面粗糙度(Rz)。
2、根据权利要求1的转移板，其中该金属布线图形由铜箔构成。
3、根据权利要求1的转移板，其中该树脂膜包括聚对苯二甲酸乙二醇酯。
4、根据权利要求1的转移板，其中所述粗糙表面的表面粗糙度(Rz)在3μm到8μm的范围内。
5、根据权利要求1的转移板，其中与有机硅树脂层接触的表面的表面粗糙度(Rz)在0.5μm到1.5μm范围内。
6、根据权利要求1的转移板，其中布线图形的表面设有硅烷类偶联剂。
7、根据权利要求1的转移板，其中，布线图形的表面和背面中的至少一个表面镀有锌。
8、根据权利要求1的转移板，还包括设置于树脂膜和有机硅树脂层之间的基层。
9、根据权利要求1的转移板，其中金属布线的厚度在9μm到35μm范围内。
10、一种具有电绝缘基板的电路板，其中在其厚度方向形成孔并用导体填充该孔，与该导体电连接的金属布线图形被转移和结合到所述基板的表面和背面中至少一面上，其中
该金属布线图形在与树脂接触的界面处形成粗糙表面，并且该粗糙表面具有至少2μm的十点平均表面粗糙度(Rz)，和
该金属布线图形的非埋置表面的表面粗糙度(Rz)低于该金属布线图形的埋置表面的表面粗糙度(Rz)。
11、根据权利要求10的电路板，其中该金属布线图形由铜箔构成。
12、根据权利要求10的电路板，其中所述粗糙表面的表面粗糙度(Rz)在3μm到8μm的范围内。
13、根据权利要求10的电路板，其中该金属布线图形的非埋置表面的表面粗糙度(Rz)在0.5μm到1.5μm范围内。
14、根据权利要求10的电路板，其中该布线图形的表面设置有硅烷类偶联剂。
15、根据权利要求10的电路板，其中该布线图形的表面和背面中至少一面镀有锌。
16、根据权利要求10的电路板，其中该金属布线的厚度在9μm到35μm范围内。
17、一种制造布线板的方法，包括：
在电绝缘基板上叠置转移板，该转移板包括具有不低于60℃的玻璃化转变温度的树脂膜、形成在该树脂膜上的有机硅树脂层以及形成在有机硅树脂层上的金属布线图形，该金属布线图形的暴露表面形成粗糙表面，并且该粗糙表面具有至少为2μm的十点平均表面粗糙度(Rz)，而金属布线与有机硅树脂层接触的表面具有的表面粗糙度(Rz)低于该暴露表面的表面粗糙度(Rz)；
施加压力并加热到允许布线图形被埋置在该绝缘基板中的温度，以便在该绝缘基板中埋置至少一部分布线图形；和
剥离树脂膜，以便获得具有埋置的布线图形的布线板。
18、根据权利要求17的方法，其中该绝缘基板具有用导电膏填充的通孔，并且叠置该绝缘基板，以便使该转移板的布线图形连接到该绝缘基板的导电膏。
19、根据权利要求17的方法，其中该绝缘基板是通过用导电膏填充通孔而制备的，
该转移板被叠置到该绝缘基板上，以便布线图形连接到导电膏，并通过在低于导电膏的固化反应峰值温度的温度下施加热量而层叠这些板，由此将布线图形埋置在该绝缘基板中，和
剥离树脂膜，以便获得具有埋置的布线图形的绝缘基板。
20、根据权利要求17的方法，还包括层叠通过根据权利要求17所述的方法成批获得的多个绝缘基板，并固化这些板。
21、根据权利要求17的方法，其中，该转移板是通过在树脂膜上形成基层作为支撑件，然后在该基层上形成有机硅树脂层而制备的。
22、根据权利要求17的方法，其中布线图形是通过刻蚀铜箔形成的。
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