JP2004207266A - Method for manufacturing connection substrate and multilayer wiring board - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接続基板の製造方法、および該接続基板を用いた多層配線板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、我々を取り巻く社会環境は、情報通信網の進展と共に大きく変化している。その中に、携帯機器の成長があり、小型・高機能化と共にその市場は拡大している。このため、半導体パッケージの更なる小型化と、それらを高密度に実装できる多層配線基板が要求され、高密度配線が可能な層間接続、すなわち高密度多層化技術が重要となっている。
【０００３】
主な多層化方法としては、ドリル穴明けとめっきプロセスを組み合わせたスルーホール接続があり、広く一般に知られているが、全ての層にわたって穴があくので、配線収容量に限界がある。
【０００４】
そこで、接続部の穴体積を減らすため、絶縁樹脂組成物層の形成−穴あけ−回路形成を繰り返すビルドアップ技術が主流となりつつある。このビルドアップ技術は、大別して、レーザ法とフォトリソ法があり、レーザ法は、絶縁樹脂組成物層に穴をあけるのにレーザ照射を行うものであり、一方、フォトリソ法は、絶縁樹脂組成物層に感光性の硬化剤（光開始剤）を用い、フォトマスクを重ねて、露光・現像して穴を形成するものである。
【０００５】
また、更なる低コスト化・高密度化を目的とするいくつかの層間接続方法が提案されている。中でも、穴明けと導電層めっき工程を省略できる工法が注目されている。この方法は、まず、基板の配線上に導電性ペーストを印刷してバンプを形成した後、Ｂステージ状態にある層間接続絶縁材と金属層を配置して、プレスによりバンプを成形樹脂内に貫挿させ金属層と導通接続させるものである。このバンプを貫挿する方法は、学会や新聞でも発表されており（非特許文献１および２参照）、プリント板業界で広く認知されている。
【０００６】
また、シリコンゴムなどのエラストマの中にめっきしたワイヤを厚さ方向に埋め込んだものが開発され、２層の導体を接続する簡易ツールとして利用されている。
【０００７】
【非特許文献１】
大平洋、他２名：新製法（Ｂ２ｉｔ）によるプリント配線板の提案、第９回 回路実装学術講演大会講演論文集、ＩＳＳＮ ０９１６−００４３，１５Ａ−１０，ＰＰ．５５−５６，（平成７年３月）
【非特許文献２】
森崇浩、他５名：バンプによる層間接続技術を用いた基板の応用と微細化、第１０回 回路実装学術講演大会講演論文集、ＩＳＳＮ ０９１６−００４３，１５Ａ−０９，ＰＰ．７９−８０，（平成８年３月）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術のうちレーザ法では、絶縁材料の選択範囲が広く、隣接する層間の穴あけだけでなく、さらに隣接する層までの穴あけも行えるが、レーザ照射して蒸散した樹脂かすを除去するためにデスミア処理を必要とし、穴数に比例した加工費増大を伴うという課題がある。
【０００９】
一方、フォトリソ法では、従来の配線板製造設備を利用でき、穴加工も一度に行うことができ低コスト化に有利ではあるが、層間絶縁材料の解像度と、耐熱性および回路と絶縁樹脂組成物層間の接着強度の両立が困難であるという課題がある。
【００１０】
また、バンプを貫挿する方法は、バンプの形成を導電ペースト印刷やめっきにより行うため、その精度が印刷技術の限度に依存し、さらにめっきによるバンプ高さのばらつきを抑制するのが困難であるという課題がある。
【００１１】
さらに、シリコンゴムなどのエラストマの中にめっきしたワイヤを厚さ方向に埋め込んだものは、簡便ではあるが、接続したい任意の箇所にだけワイヤを埋め込むことが困難であり、格子状に埋め込むと、接触させる必要のない箇所でワイヤが邪魔になるという課題がある。
【００１２】
本発明者は、この様な課題を解決するために、これまでにバンプ群が埋設された接続基板を考案・発明してきた。この接続基板は、絶縁樹脂組成物層、および少なくとも導体回路を接続する箇所に該絶縁樹脂組成物層を厚さ方向に貫くように形成されたバンプ群である接続用導体からなるが、その厚みが非常に薄い。そこで、この接続基板を製造するにあたっては、エッチングによる接続用導体の形成、ストッパー金属層のエッチング、粗化処理、プレス、樹脂研磨、コンベア装置の使用やその他治工具に取り付ける際のテンションなどによる皺発生や破れなどを防止するために、ハンドリング性の向上が必要である。なかでも接続用導体を露出させるために行う樹脂研磨は極めて難しく、これまでは、レジストを用いて基板を仮固定して研磨を行っていたが、この方法の場合、研磨工程の前工程におけるハンドリングにおいて、皺の発生やテンション印加などによる寸法安定性に不安があり、注意深い作業が必要であるため、接続基板の製造効率向上を妨げる大きな要因の１つとなっていた。
【００１３】
さらに、上記のような工程を得て作製した接続基板を複数枚積層し、多層配線板を製造する方法においては、複数枚の接続基板を精度よく位置あわせする必要がある。
【００１４】
本発明は、上記を鑑みて、効率よく接続基板を製造する方法、および複数枚の接続基板を高精度に位置あわせして一括積層することのできる多層配線板の製造方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、以下のことを特徴とする。
【００１６】
（１）支持基材の片面もしくは両面に、少なくとも第２の金属層と該第２の金属層と除去条件の異なる第１の金属層とからなる複合金属層を、第２の金属層側が支持基材側となるように配置し、加熱加圧して仮固定する工程、第１の金属層を選択的に除去して接続用導体を形成する工程、少なくとも接続用導体の側面を覆うように１又は２以上の絶縁樹脂組成物層を形成する工程、接続用導体が露出するように絶縁樹脂組成物層を研磨する工程、および接続用導体が絶縁樹脂組成物層の厚さ方向に貫くように形成された複合金属層を支持基材から剥離する工程、を含むことを特徴とする接続基板の製造方法。
【００１７】
（２）複合金属層が、第１の金属層と、第２の金属層と、当該第１の金属層および当該第２の金属層の中間に位置し、これらと除去条件の異なる第３の金属層とからなり、第１の金属層を選択的に除去した後、さらに第３の金属層を選択的に除去することで接続用導体を形成することを特徴とする上記（１）に記載の接続基板の製造方法。
【００１８】
（３）第２の金属層の、絶縁樹脂組成物層が形成される表面に対して粗化処理を行うことを特徴とする上記（１）または（２）に記載の接続基板の製造方法。
【００１９】
（４）接続用導体が露出するように絶縁樹脂組成物層を研磨した後に、第２の金属層を選択的に除去し、導体回路を形成する工程をさらに含むことを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の接続基板の製造方法。
【００２０】
（５）接続用導体が露出するように前記絶縁樹脂組成物層を研磨した後に、露出した接続用導体の表面および／または接続用導体表面上に形成された導体回路の表面にさらに導体回路を追加形成する工程をさらに含むことを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の接続基板の製造方法。
【００２１】
（６）絶縁樹脂組成物よりなる少なくとも１枚以上の接着剤シートを接続用導体を覆うように載置し、これを加熱・加圧することで絶縁樹脂組成物層を形成することを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載の接続基板の製造方法。
【００２２】
（７）絶縁樹脂組成物層が熱可塑性樹脂を含むことを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれかに記載の接続基板の製造方法。
【００２３】
（８）支持基材が、離型基材、接着樹脂、離型基材の順に重ねて配置されたものであること特徴とする上記（１）〜（７）のいずれかに記載の接続基板の製造方法。
【００２４】
（９）離型基材が、複合金属層より面積が小さいものであることを特徴とする上記（８）に記載の接続基板の製造方法。
【００２５】
（１０）離型基材の外周より内側を切断面として裁断した後、接続用導体が形成された複合金属層を支持基材から剥離することを特徴とする上記（８）または（９）のいずれかに記載の接続基板の製造方法。
【００２６】
（１１） 上記（１）〜（１０）のいずれかに記載の製造方法により得られた複数枚の接続基板の所定位置にガイド穴を形成する工程、位置あわせ治具を用いて、複数枚の接続基板に形成されたガイド穴にガイドピンを通して位置あわせし、所定箇所を熱融着し、複数枚の接続基板を位置決め固定する工程、および位置決め固定された複数枚の接続基板を位置あわせ治具から外し、これを加熱加圧し一括積層する工程、を含むことを特徴とする多層配線板の製造方法。
【００２７】
（１２）ガイド穴を一部の接続用導体に形成することを特徴とする上記（１１）に記載の多層配線板の製造方法。
【００２８】
（１３）位置あわせ治具が、所定の位置にガイドピンが溶接された台座、ならびに所定の位置に前記ガイドピンを通すガイド穴が形成された位置補正用中間板、下受けシート、上置きシート、および押さえ治具から少なくともなり、複数枚の前記接続基板を前記下受けシートおよび前記上置きシートの間に挟んで位置あわせを行うものであることを特徴とする上記（１１）または（１２）に記載の多層配線板の製造方法。
【００２９】
（１４）最外層となる絶縁樹脂組成物層に液晶ポリマーを用いることを特徴とする上記（１１）〜（１３）のいずれかに記載の多層配線板の製造方法。
【００３０】
（１５）加熱・加圧して一括積層した後に外層回路をさらに形成する工程を含むことを特徴とする上記（１１）〜（１４）のいずれかに記載の多層配線板の製造方法。
【００３１】
（１６）接続基板と共に導体回路および／または金属箔を有する基板を一括積層することを特徴とする上記（１１）〜（１５）のいずれかに記載の多層配線板の製造方法。
【００３２】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明の接続基板の製造方法では、まず、支持基材の片面もしくは両面に、少なくともキャリアとなる第２の金属層と該第２の金属層と除去条件の異なる第１の金属層とからなる複合金属層を、前記第２の金属層側が前記支持基材側となるように配置し、加熱加圧して仮固定する。図１（ａ）では、上記支持基材として、離型基材４５１、接着樹脂４５２、離型基材４５１の順に重ねて配置された支持基材４５を用い、上記支持基材の両面に複合金属層として、第１の金属層４１と、第２の金属層４２と、当該第１の金属層４１および当該第２の金属層４２の中間に位置し、これらと除去条件の異なる第３の金属層４３とからなる３層の複合金属層４を配置した図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の複合金属層４と支持基材４５を加熱加圧して仮固定された状態の図である。
【００３４】
本発明に用いる支持基材としては、例えば、上記のように離型基材、接着樹脂、離型基材の順に重ねて配置されたものなどを用いることができる。離型基材としては、例えば、電解銅箔、圧延銅箔等を用いる事ができ、さらに、その面積は複合金属層と接着樹脂のそれより小さくしておく。また、接着樹脂としては、半硬化および／または硬化した熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。
【００３５】
上記熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、シアノアクリレート樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリイソシアネート樹脂、フラン樹脂、レゾルシノール樹脂、キシレン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、シリコーン変性ポリアミドイミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂などのうちから選択された１種以上と、必要な場合に、その硬化剤、硬化促進剤などを混合したものを加熱し半硬化状にしたもの、あるいは、硬化したものが使用できる。
【００３６】
上記光硬化性樹脂としては、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、ポリエステルアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、シリコーンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂、などのうちから選択された１種以上と、必要な場合に、その光開始剤、硬化剤、硬化促進剤などを混合したものを露光あるいは加熱し半硬化状にしたもの、あるいは硬化したものが使用できる。光硬化性樹脂を用いる場合は、支持基材の片面のみにしか複合金属層を仮固定することができないが、効率良く支持基材に仮固定することができる。
【００３７】
上記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、四フッ化ポリエチレン樹脂、六フッ化ポリプロピレン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリオキシベンゾエート樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂、液晶ポリマーなどのうちから選択された１種以上と、必要な場合に、その硬化剤、硬化促進剤などを混合したものを加熱し半硬化状にしたもの、あるいは硬化したものが使用できる。
【００３８】
これらの樹脂は、異種の樹脂の混合体からなる樹脂組成物であってもよく、さらに、充填剤としてシリカや金属酸化物などの無機フィラーを含むものでもよい。無機フィラーとしては、例えば、ニッケル、金、銀などの導電粒子、あるいはこれらの金属をめっきした樹脂粒子であってもよい。ただし、充填材を添加する場合、樹脂組成物の剛性および樹脂組成物と複合金属層との密着力を保持できる範囲とすることが重要である。
【００３９】
また、本発明に用いる複合金属層は、少なくともキャリアとなる第２の金属層と該第２の金属層と除去条件の異なる第１の金属層とからなる複合金属層を用いるが、図１（ａ）に示すような３層の複合金属層４を用いることが経済的に好ましい。
【００４０】
というのも、第１の金属層には経済的な理由から銅を用いることが好ましく、その銅とエッチング除去条件の異なる第２の金属層には、ニッケルやその合金を用いることが考えられるが、ニッケルやその合金は銅に比べて高価である。しかし、複合金属層が２層からなる場合、第１の金属層から形成される接続用導体の支えとなる第２の金属層には、高い機械的強度が要求されるため、一定の厚みを必要とし、高価な金属を大量に使用せざるをえない。その点、第３の金属層として、第１と第２の金属層とエッチング除去条件が異なる高価な金属層をこれらの間に比較的薄く形成して得られる３層の複合金属層は、第２の金属層を第１の金属層と同じ銅とすることができるため、経済的でありかつ機械的強度にも優れている。
【００４１】
このような３層からなる複合金属層の第３の金属層の厚みは上記の通り薄い方がよく、０．０５〜５μｍの範囲であることが好ましい。０．０５μｍ未満であると、ニッケルやその合金の層を形成するめっき膜に析出欠陥があると薄いために十分にめっき膜で覆われないので、いわゆるピット（めっき欠け）が発生し、第１の金属層をエッチング除去するときに、第２の金属層を浸食したり、そのエッチング液が残り、接続の信頼性が低下するおそれがある。５μｍを越えても工程上では支障がないが、材料の費用が高くなり、経済的でない。
【００４２】
また、第１の金属層の厚さは、接続用導体を形成するため、所望の絶縁層厚さより厚めに形成する事が望ましい。その程度は、絶縁樹脂組成物層の研磨工程で第１の金属層が研磨除去される量に応じて決めなければならないが、５〜１００μｍの範囲であることが好ましい。厚さが５μｍ未満であると、接続しようとする導体回路の距離が小さくなり、絶縁性が低下することがあり、厚さが１００μｍを越えると、金属箔の不要な箇所をエッチング除去するときの加工精度が低下し、好ましくない。より好ましくは、２０〜８０μｍの範囲である。
【００４３】
また、第２の金属層の厚さは、５〜１００μｍの範囲であることが好ましい。厚さが５μｍ未満であると機械的強度が低下し、第１の金属層を選択的にエッチング除去したときに折れたり曲がりやすくなり、１００μｍを越えると、その後に第２の金属層を除去する場合に時間がかかり経済的でない。より好ましくは１０〜８０μｍの範囲である。
【００４４】
次に、第１の金属層を選択的に除去して接続用導体を形成するが、図１のように３層からなる複合金属層４を用いている場合には、第１の金属層４１を選択的に除去した後に、エッチングレジストを除去し、引き続き第３の金属層４３を選択的に除去すればよい。図１（ｃ）は、支持基材の両面に仮固定された複合金属層の、接続用導体を形成する箇所にエッチングレジスト４４が形成された状態を示す図であり、図１（ｄ）は、第１の金属層４１および第３の金属層４３が順次選択的に除去され、接続用導体１３が形成された状態を示す図である。
【００４５】
次いで、図２（ｅ）に示すように、少なくとも接続用導体１３の側面を覆うように１又は２以上の絶縁樹脂組成物層１２１を形成する。
【００４６】
この絶縁樹脂組成物層は、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の絶縁性樹脂を少なくとも含む組成物が半硬化および／または硬化した層である。
【００４７】
上記熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、シアノアクリレート樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリイソシアネート樹脂、フラン樹脂、レゾルシノール樹脂、キシレン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、シリコーン変性ポリアミドイミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、などのうちから選択された１種以上と、必要な場合に、その硬化剤、硬化促進剤などを混合したものを加熱し半硬化状にしたもの、あるいは、硬化したものが使用できる。
【００４８】
上記光硬化性樹脂としては、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、ポリエステルアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、シリコーンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂、などのうちから選択された１種以上と、必要な場合に、その光開始剤、硬化剤、硬化促進剤などを混合したものを露光あるいは加熱し半硬化状にしたもの、あるいは硬化したものが使用できる。
【００４９】
上記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、四フッ化ポリエチレン樹脂、六フッ化ポリプロピレン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリオキシベンゾエート樹脂、（全）芳香族ポリエステル樹脂、液晶ポリマーなどのうちから選択された１種以上を使用することができる。さらに、上記熱可塑性樹脂の少なくとも１種以上を加熱し、成型・冷却してフィルム化したものも使用できる。
【００５０】
本発明の接続基板の絶縁樹脂組成物層には、上記のような絶縁樹脂を単独で用いても、異種の絶縁樹脂の混合体を用いてもよく、さらに、充填剤として無機フィラーを含むものを用いてもよい。無機フィラーとしては、従来公知のものでよく、特に限定されないが、例えば、ニッケル、金、銀などの導電粒子、シリカ、金属酸化物、あるいはこれらを金属めっきした樹脂粒子等が挙げられる。望ましくは、絶縁樹脂組成物の絶縁性を確保するために、不導体のものがよい。
【００５１】
また、本発明に用いる絶縁樹脂組成物は、熱可塑性樹脂を含むことが、多層化する際に基板表面に改めて樹脂を塗布する手間を省くことができ、好ましい。より好ましくは熱可塑性樹脂である液晶ポリマーを含む絶縁樹脂組成物である。液晶ポリマーを含む絶縁樹脂組成物を用いた場合、その線膨張係数を銅の線膨張係数に近付けることができるため、接続用導体の接続と同時に絶縁樹脂組成物を一括積層する上で効果的である。本発明において用いられる液晶ポリマーとしては、スメクチック相からネマチック相への相転移温度が１８０℃以上のものが好ましく、２８０℃以上のものが鉛レスはんだのリフロー処理温度に耐えられる点でより好ましい。具体的には、Ｘｙｄａｒ ＳＲＴ−３００、ＳＲＴ−５００、ＦＳＲ−３１５、ＲＣ−２１０、ＦＣ−１１０、ＦＣ−１２０、ＦＣ−１３０（以上、日本石油化学（株）製、商品名）、エコノールＥ２０００（住友化学工業（株）製、商品名）シリーズ、エコノールＥ６０００（住友化学工業（株）製、商品名）シリーズ、ベクトラＡ９５０、ベクトラＡ１３０、ベクトラＣ１３０、ベクトラＡ２３０、ベクトラＡ４１０（以上、ポリプラスチックス（株）製、商品名）、ＥＰＥ−２４０Ｇ３０（三菱化成（株）製、商品名）、ロッドランＬＣ−５０００Ｈ（ユニチカ（株）製、商品名）、ノバキュレートＥ３２２Ｇ３０、Ｅ３３５Ｇ３０、ＥＰＥ−２４０Ｇ３０（以上、三菱化学（株）製、商品名）、ＢＩＡＣ（ジャパンゴアテックス（株）製、商品名）などがある。
【００５２】
また、絶縁樹脂組成物層を形成する方法としては、直接、接続用導体を形成した基板面に絶縁樹脂組成物を塗布して形成することもできるが、ポリエチレンテレフタレートフィルムのようなプラスチックフィルムや銅箔、アルミニウム箔のような金属箔をキャリアとし、その表面に絶縁樹脂組成物を塗布し、加熱乾燥してドライフィルム状にした接着剤シートを必要な大きさに切断し、接続用導体を形成した基板にラミネートやプレスすることで形成することもできる。
【００５３】
また、絶縁樹脂組成物層の厚さは、１〜１００μｍの範囲であることが好ましい。１μｍ未満では、絶縁樹脂組成物を接着強度が低下しない程度に均一な厚さに形成するのが困難となり、１００μｍを越えると、接続用導体を露出させることが困難になる。より好ましくは、３〜７０μｍの範囲である。
【００５４】
また、接続用導体を覆う絶縁性樹脂組成物層中に気泡が巻き込まれていると、接続信頼性の上で好ましくないため、できる限り気泡が存在しないようにすることがより好ましい。
【００５５】
また、絶縁性樹脂組成物層は１層でも２層以上でもよいが、２層以上形成することが、加圧や研磨等の工程で基板表面に発生する熱的な応力を緩和し、接続基板の反りを低減することができるため、好ましい。また、２層以上の絶縁樹脂組成物層を形成する場合、用いる絶縁樹脂組成物の種類は勿論、成形後の樹脂の硬さや成形後の樹脂の厚さ、分子の配向性の違い、充填剤の有無、充填剤の種類或いはその含有量、充填剤の平均粒径、充填剤の粒子形状、充填剤の比重などによって区別されるものであることが好ましい。また、上記のように絶縁樹脂組成物層を多層構造とするのに液晶ポリマーを用いる場合、成形した際に分子配向性に基づいて自ら多層構造を形成し易いという性質を利用し、液晶ポリマーを単独で用いて多層構造とすることもできる。
【００５６】
また、絶縁樹脂組成物層を形成する前に、露出した第２の金属層の表面を粗化処理することが絶縁樹脂組成物との密着強度を向上させる上で、好ましい。
【００５７】
また、絶縁樹脂組成物層は絶縁樹脂組成物よりなる接着剤シートを用いて形成することが効率的で好ましく、異種又は同種のシートを複数枚重ねて用いてもよい。
【００５８】
次に、図１（ｆ）に示すように、接続用導体１３が露出するように絶縁樹脂組成物層１２１を研磨した後、接続用導体１３が絶縁樹脂組成物層１２１の厚さ方向に貫くように形成された前記複合金属層４６を前記支持基材から剥離することで、図１（ｇ）に示すような接続基板１１を得ることができる。さらに、第２の金属層４２を選択的に除去することで図１（ｈ）に示すような導体回路１０３を有する接続基板とすることができる。
【００５９】
本発明においては、接続用導体が少なくとも導体回路の接続する箇所に絶縁樹脂組成物層を厚さ方向に貫くように形成されていることが重要である。従来の技術のうち、エラストマにワイヤを埋め込んだ接続ツールでは、一定間隔でワイヤが埋め込まれているため、接続を行う２層の回路導体の位置がすこしでもずれると、接続ができなかったり、あるいは予定していない箇所が接続される恐れがあり、微細な導体回路を精度よく接続することが困難であったのに対し、本発明は接続を予定していない箇所に導体が形成されないため、精度よく微細回路を形成することができる。
【００６０】
また、絶縁樹脂組成物層を研磨して露出した接続用導体の表面および／または該接続用導体表面上に形成された導体回路の表面には、さらに金属箔を重ねたり、金属めっき、エッチング等の処理を行うことで、導体回路を追加形成もしくは金属皮膜を施すことができる。図１（ｉ）は、図１（ｈ）の接続基板１１の接続用導体表面１３および導体回路表面１０３に金属被膜を形成した図である。金属皮膜は、例えば、パラジウム付与後に無電解銅めっきを施す方法、銅スパッタやクロム下地銅スパッタ等の真空製膜法、銀ペースト等の金属ペースト印刷、置換金めっき、ニッケル／金の電解または無電解めっき、ニッケル／パラジウム／金めっきの電解または無電解めっき、錫もしくは錫合金の無電解めっきなどのめっきによって形成することが出来る。
【００６１】
また、接続用導体に接続された導体回路上にバンプと呼ばれる突起状の導体を形成してもよい。このバンプを本発明の接続基板に形成するには、比較的厚い導体の突起部分以外の個所を厚さ方向にハーフエッチングして突起の部分を形成し、さらに薄くなった導体回路部分と突起部分を残してほかの部分をエッチング除去することによって形成できる。別の方法では、回路を形成した後に、接続端子の個所だけめっきによって厚くする方法でも形成できる。
【００６２】
また、接続用導体の露出の状態は、絶縁樹脂組成物層の表面から突出してもよいし、絶縁樹脂組成物層の表面から、内部に入り込んでいてもよい。前者は、後述のように平坦に研磨後、新たに金属層を追加するなどして突出させることができる。後者は、例えば、エッチング液でエッチバックすることで可能である。
【００６３】
また、接続用導体の厚みは、５〜１００μｍの範囲であることが好ましい。厚さが５μｍ未満であると、接続しようとする導体回路の層間距離が小さくなり、絶縁性が低下することがあり、厚さが１００μｍを越えると、金属箔の不要な箇所をエッチング除去するときの加工精度が低下し、好ましくない。より好ましくは、２０〜８０μｍの範囲である。
【００６４】
また、複合金属層は支持基板に接着していないので、裁断することなく、もしくは第２の金属層が接する前記支持基材面の全てが前記離型基材となるように裁断することで、接続基板を支持基板から容易に離脱させることができ、非常に効率的に接続基板を製造することができる。
【００６５】
次に、本発明の多層配線板の製造方法について説明する。
【００６６】
図２は、図１（ｉ）の接続基板の、一部の接続用導体にガイド穴をあけた状態を示す図である。
【００６７】
このガイド穴は、後述する治具を用いて接続基板を多層化する際にガイドピンを通し、位置あわせするためのものである。勿論、当該ガイド穴は接続用導体以外に設けてもよいが、上記のように接続用導体に形成することで、ガイド穴が補強され、位置あわせの精度を向上させることができ、好ましい。ガイド穴を接続用導体に形成する場合には、接続用導体の径をガイド穴の穴径よりも大きくする必要があり、その形成には、特に限定されないが、接続用導体に接して設けられた配線層のランド部分を画像処理し、正確な位置に穴明けすることができるＮＣドリルを用いることが好ましい。また、ガイド穴数が多い場合は、初めに２個所のガイド穴を形成し、そこにガイドピンを立て、ついでこれを基準としてＮＣドリルを配置し、他のガイド穴を形成することが、穴位置精度を向上させることができ、好ましい。
【００６８】
次に、図４（ａ）に示すように、ガイド穴が正確に設けられた位置あわせ治具を用いて、複数枚の接続基板を挟む。
【００６９】
本発明に用いる位置あわせ治具は、図３（ａ）に示すように、所定の位置にガイドピン３１１が溶接された台座３１、ならびに所定の位置にガイドピン３１１を通すガイド穴を有する位置補正用中間板３２、下受けシート３３、上置きシート３４、および押さえ治具３５から少なくともなり、複数枚の接続基板を下受けシート３３および上置きシート３４の間に挟んで位置あわせを行うものである。ここで、位置補正用中間板はガイドピン揺らぎや繰り返し使用で発生する位置精度の狂いを根元から補正するものであり、また、上置きシートおよび押さえ治具は、図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すように、四角形の各辺に切欠部を有している。
【００７０】
ついで、複数の接続基板を挟んだ図４（ａ）の状態で、上置きシートおよび押さえ治具に形成された切欠部にて、はんだ鏝等を用いて複数枚の接続基板を熱融着させた後（図４（ｂ））、これを位置あわせ治具から外すことで、図４（ｃ）に示すような、熱融着部４４４により位置決め固定された複数枚の接続基板を得ることができる。さらに、位置決め固定された複数枚の接続基板の両面にポリイミドフィルムなどの離型用フィルムを載置し、加熱・加圧して一括積層した後、離型用フィルムを剥離することで、図５（ａ）に示すような多層配線板を得ることができる。
【００７１】
また、一括積層の際、例えば、図５（ｂ）に示すように、各層の接続用導体が接続基板を貫く方向の延長線上にない、クランク状の構造をとる場合が生じうるが、この場合、導体回路に変形が発生し、接続抵抗の安定性を損なう恐れがある。そこで、多層配線板の内側となる接続基板の絶縁樹脂組成物層には弾性率が高い絶縁樹脂組成物を用いることが好ましい。絶縁樹脂組成物層が２層以上からなる場合には、導体回路に接している樹脂層の弾性率が高いことが望ましい。弾性率の具体的な数値としては、加熱時の温度で０．０００１ＧＰａ以上あることが好ましく、０．００１ＧＰａ以上であることがより好ましく、０．０１ＧＰａ以上あることが特に好ましい。なお、絶縁樹脂組成物の動的弾性率はレオメトリック社製ＡＲＥＳ（パラレルプレート、周波数１Ｈｚ、５℃／ｍｉｎ．で昇温）を用いて測定することができる。
【００７２】
また、本発明の接続基板と共に導体回路および／または金属箔を有する基板を一括積層して本発明の多層配線板としてもよい。さらに、一括積層後、多層配線板の最外層にめっきやエッチングにより外層回路を形成してもよい。
【００７３】
また、多層配線板の最外層となる絶縁樹脂組成物層は熱可塑性樹脂を含む絶縁樹脂組成物を用いることが好ましく、液晶ポリマーを含むものであることがより好ましい。
【００７４】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７５】
【実施例】
実施例１
図１（ａ）に示すように、第１の金属層４１が厚さ７０μｍの銅であり、第３の金属層４３が厚さ０．２μｍのニッケルであり、第２の金属層４２が厚さ１８μｍの銅からなる複合金属層４を、第一の金属層４１が外側になるようにして、間に、離型基材として電解銅箔ＹＧＰ−１８Ｒ（日本電解製、商品名）４５１、液晶ポリマーＢＩＡＣフィルム１００μｍ（ジャパンゴアテックス社製、商品名）４５２を３枚、離型基材として電解銅箔ＹＧＰ−１８Ｒ（日本電解製、商品名）４５１の順に配置する。この時、電解銅箔４５１は平滑面を外側にした。また、電解銅箔４５１は、図中に示すように、複合箔よりも寸法を小さくしておく。このような構成の両面にポリイミドフィルム（宇部興産製、図示せず）を、少なくともこれら構成を含む様にして、３３３℃の温度と４ＭＰａの圧力を５分間加えて、加熱・加圧して仮固定した後、ポリイミドフィルムを手で剥離し、図１（ｂ）に示すような構造体を得た。
【００７６】
次に、図１（ｃ）に示すように、第１の金属層４１の表面に、接続用導体１３の形状にエッチングレジスト４４を形成した。このエッチングレジスト４４は、レジストＮＣＰ２２５またはＮＩＴ２２５（ニチゴー・モートン株式会社製、商品名）を用い、ロール温度１１０℃、ロール速度は０．６ｍ／ｍｉｎの条件でレジストをラミネートし、積算露光量約８０ｍＪ／ｃｍ２の露光条件で焼き付け、炭酸ナトリウム溶液で現像し、レジストの密着を確実なものとするために２００ｍＪ／ｃｍ２で後露光した。
【００７７】
次に、ニッケルを浸食しないエッチング液であるアルカリエッチングＡプロセス液（メルテックス社製、商品名）をスプレー噴霧して、第１の金属層４１を選択的にエッチング除去して、接続用導体１３を形成した。この後、水酸化ナトリウム溶液でエッチングレジスト４４を剥離・除去した。ついで、ニッケルのエッチング液であるメルストリップＮ９５０（メルテックス社製、商品名）を用いて、第３の金属層４３をエッチング除去し、表面処理液ＣＰＥ９００（三菱ガス化学社製）をスプレー噴霧して、露出した銅表面の粗化処理を行い、図１（ｄ）に示す接続用導体１３が形成された複合金属層４６が両面に仮固定された構造体を得た。
【００７８】
次に、この複合金属層４６の両側に絶縁樹脂組成物として液晶ポリマーＢＩＡＣシート（ジャパンゴアテックス社製）の７５μｍ厚さのものを載置し、さらにポリイミドフィルム（宇部興産製）を液晶ポリマーシートを覆うようにして載置して、その両側から３３３℃の温度と４ＭＰａの圧力を５分間加えて、加熱・加圧し、この後、ポリイミドフィルムを手で剥離し、図１（ｅ）に示す絶縁樹脂組成物層１２１が形成された構造体を得た。
【００７９】
その後に、図１（ｅ）に示す構造体を図１（ｆ）に示すように回転する研磨ロール４７の間隙を荷重および回転速度を調整して、両面を一度に通過研磨した。研磨は１パス４μｍの減厚条件で、４回から５回のパスで接続用導体１３の先端が全面露出した。従って研磨量は、片面それぞれ２０μｍであった。研磨後、構成の中にある離型基材である電解銅箔より内側を裁断することにより、支持基板の界面から接続基板を離脱した。これにより図１（ｇ）に示すように金属層と導通し接続用導体が内蔵された接続基板を得ることができた。この後、第２の金属層４２を選択的にエッチングして図１（ｈ）に示すような導体回路１０３をさらに形成した接続基板を得た。さらに、図１（ｈ）の接続基板の、接続用導体１３の表面および導体回路１０３の表面に、無電解ニッケル、無電解パラジウム、無電解金めっきの順で金属被膜２１を形成し、図１（ｉ）に示す接続基板を得た。
【００８０】
実施例２
実施例１で得た図１（ｉ）に示す接続基板の、一部の接続用導体に、図２に示すように、ＮＣドリルを用いてφ３．０ｍｍのガイド穴２２を形成した。ここでは、はじめに２個所のガイド穴を形成しておき、これにガイドピンを立て、これを基準としてＮＣドリルを配置し、他のガイド穴を形成した。
【００８１】
次に、図４（ａ）に示すように、台座３１に溶接されたガイドピン３１１を、補正用中間板３２、下受けシート３３、上記で得られた４枚の接続基板、上置きシート３４および押さえ治具３５の順に、これらに形成されたガイド穴を通して重ねた。ここで、下受けシート３３および上置きシート３４はともにテフロン（登録商標）基板であり、０．３ｍｍより少し大き目の穴を形成してある。また、下受けシート３３が真四角であるのに対し、上置きシート３４および押さえ治具は、図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すような切り欠き部を有している。
【００８２】
図４（ｂ）に示すように、上置きシート３４および押さえ治具３５の切欠部であって、接続基板が露出した部分内で、２６５℃に熱したはんだ鏝の先端を数箇所に数秒間押し付け、接続基板間を熱溶融で位置決め固定した。
【００８３】
その後、図４（ｃ）に示すように、押さえ治具３５を除去し、下受けシート３３から上を持ち上げて、位置あわせ用治具から、高い精度で位置合わせされ、かつ所定箇所が熱溶融により位置決め固定された接続基板の構造体を外した。ついで、この構造体の両面にポリイミドフィルム（宇部興産製）を絶縁樹脂組成物層を覆うようにして載置して、少なくともこれら構成を含む様にして、その両側から３３３℃の温度と４ＭＰａの圧力を５分間加えて、加熱・加圧して積層一体化し、この後、ポリイミドフィルムを手で剥離し、図５（ａ）に示す４層の多層配線板を得た。また、接続用導体が同一直線上ではなく、図５(ｂ)に示すクランク状に導通接続されたものも作製できた。
【００８４】
さらに、得られた多層配線板の金−金の合金化による導通接続を確認できた。また、接続基板への表面めっきに無電解錫めっき（置換タイプまたは還元タイプ）を用いた場合でも、同様に多層配線板が作製できた。また、最外層の接続基板の表面めっきに、無電解ニッケル、無電解パラジウム、無電解金めっきを用い、内層の接続基板の表面めっきに、無電解錫めっき（置換タイプまたは還元タイプ）を用いた、表面めっきの種類が異なる接続基板を用いても同様に多層配線板を作製することができ、その接続部では、金−錫や錫−錫の合金化による導通接続が確認できた。また、最外層の配線が絶縁樹脂組成物層に転写されており、基板の表面に段差のない平滑な面が確認できた。本発明を具体的に実施し、確認できた特徴のある構造である。これにより、微細回路の基材との引き剥がし強度向上が期待できる。
【００８５】
【発明の効果】
本発明によれば、効率よく接続基板を製造する方法、および複数枚の接続基板を高精度に位置あわせして一括積層することのできる多層配線板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｉ）は、本発明の接続基板を製造する過程の一形態を説明する図である。
【図２】図１で得た接続基板の接続用導体にガイド穴を形成した状態を示す図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の位置合わせ治具の概略を示す断面図および上面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の接続基板を用いて多層配線板を製造する過程の一形態を説明する図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、本発明の多層配線板の断面図である。
【符号の説明】
１１：接続基板
１２１：絶縁樹脂組成物層
１３：接続用導体
１０１、１０２：金属箔
１０３：導体回路
２１：金属層
２２：ガイド穴
３１：台座
３１１：ガイドピン
３２：補正用中間板
３３：下受けシート
３４：上置きシート
３５：押え治具
４：複合金属箔
４１：第１の金属層
４２：第２の金属層
４３：第３の金属層
４４：エッチングレジスト
４４４：熱融着部
４５：支持基材
４５１：離型基材
４５２：接着樹脂
４６：接続用導体１３が形成された複合金属箔
４７：研磨ロール[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a connection board and a method for manufacturing a multilayer wiring board using the connection board.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the social environment surrounding us has changed drastically with the development of information and communication networks. Among them, there is the growth of portable devices, and the market is expanding along with miniaturization and high functionality. For this reason, further miniaturization of semiconductor packages and a multilayer wiring board capable of mounting them at high density are required, and an interlayer connection capable of high-density wiring, that is, a high-density multilayer technology is important.
[0003]
As a main multilayering method, there is a through-hole connection combining a drilling and a plating process, which is widely known. However, since holes are formed in all layers, the wiring capacity is limited.
[0004]
Therefore, in order to reduce the volume of the hole in the connection portion, a build-up technique in which formation of an insulating resin composition layer, drilling, and circuit formation are repeated is becoming mainstream. This build-up technology is roughly classified into a laser method and a photolithography method.The laser method is a method in which laser irradiation is performed to make a hole in the insulating resin composition layer, while the photolithography method uses an insulating resin composition. Using a photosensitive curing agent (photoinitiator) for the layer, a photomask is overlaid, and exposure and development are performed to form holes.
[0005]
Some interlayer connection methods have been proposed for the purpose of further reducing the cost and increasing the density. Above all, attention has been paid to a construction method that can omit the drilling and conductive layer plating steps. In this method, first, a conductive paste is printed on a wiring of a substrate to form a bump, and then an interlayer connection insulating material and a metal layer in a B-stage state are arranged, and the bump is penetrated into a molding resin by pressing. It is to be electrically connected to the metal layer. This method of penetrating bumps has been published in academic societies and newspapers (see Non-Patent
[0006]
Further, a material in which a plated wire is embedded in an elastomer such as silicon rubber in a thickness direction has been developed, and is used as a simple tool for connecting two layers of conductors.
[0007]
[Non-patent document 1]
Hiroshi Ohira, 2 others: New manufacturing method (B 2 It), Proposal of a printed wiring board, Proceedings of the 9th Circuit Packaging Academic Conference, ISSN 0916-0043, 15A-10, PP. 55-56, (March 1995)
[Non-patent document 2]
Takahiro Mori, 5 others: Application and miniaturization of board using interlayer connection technology by bump, Proceedings of the 10th Circuit Packaging Academic Lecture Meeting, ISSN 0916-0043, 15A-09, PP. 79-80, (March 1996)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, among the conventional techniques, the laser method has a wide selection range of the insulating material, and can perform not only the drilling between the adjacent layers but also the drilling to the adjacent layer, but the laser irradiation removes the evaporated resin residue. Therefore, there is a problem that a desmear process is required, and a processing cost is increased in proportion to the number of holes.
[0009]
On the other hand, in the photolithography method, conventional wiring board manufacturing equipment can be used and drilling can be performed at one time, which is advantageous for cost reduction. However, the resolution of the interlayer insulating material, heat resistance, and the circuit and insulating resin composition There is a problem that it is difficult to balance the adhesive strength between the layers.
[0010]
In the method of inserting a bump, since the bump is formed by conductive paste printing or plating, its accuracy depends on the limit of the printing technique, and it is difficult to suppress the variation in bump height due to plating. There is a problem that.
[0011]
Furthermore, it is simple to embed a plated wire in an elastomer such as silicon rubber in the thickness direction, but it is difficult to embed the wire only at the desired location to be connected. There is a problem that the wire becomes an obstacle at a place where it is not necessary to make contact.
[0012]
The present inventor has devised and invented a connection board in which a bump group is buried so as to solve such a problem. The connection substrate is made of an insulating resin composition layer, and a connection conductor, which is a group of bumps formed so as to penetrate the insulating resin composition layer in a thickness direction at least at a position where the conductor circuit is connected. But very thin. Therefore, in manufacturing this connection board, formation of a connection conductor by etching, etching of a stopper metal layer, roughening treatment, pressing, resin polishing, use of a conveyor device, and wrinkles due to tension when mounting to a jig and the like. In order to prevent the occurrence or breakage, it is necessary to improve the handleability. Above all, it is extremely difficult to polish the resin to expose the connection conductors.Before, polishing was performed by temporarily fixing the substrate using a resist. However, there is concern about dimensional stability due to wrinkles and application of tension, and careful work is required, which has been one of the major factors hindering improvement in manufacturing efficiency of connection substrates.
[0013]
Further, in a method of manufacturing a multilayer wiring board by laminating a plurality of connection substrates manufactured by obtaining the above-described steps, it is necessary to accurately position the plurality of connection substrates.
[0014]
In view of the above, an object of the present invention is to provide a method for efficiently manufacturing a connection board, and a method for manufacturing a multilayer wiring board capable of aligning a plurality of connection boards with high precision and stacking them all together. .
[0015]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention is characterized by the following.
[0016]
(1) On one or both sides of the supporting substrate, the second metal layer side supports a composite metal layer composed of at least a second metal layer and a first metal layer having different removal conditions from the second metal layer. Arranging it so as to be on the substrate side, temporarily fixing by heating and pressing, forming a connecting conductor by selectively removing the first metal layer, Or a step of forming two or more insulating resin composition layers, a step of polishing the insulating resin composition layer so that the connecting conductors are exposed, and a step in which the connecting conductors penetrate in the thickness direction of the insulating resin composition layer. Separating the formed composite metal layer from the supporting base material.
[0017]
(2) The composite metal layer is located between the first metal layer, the second metal layer, and the first metal layer and the second metal layer, and the third metal layer having different removal conditions from the first metal layer and the second metal layer. The method according to (1), wherein the connection conductor is formed by selectively removing the first metal layer and then selectively removing the third metal layer. Manufacturing method of connection board.
[0018]
(3) The method for manufacturing a connection substrate according to the above (1) or (2), wherein the surface of the second metal layer on which the insulating resin composition layer is formed is subjected to a roughening treatment.
[0019]
(4) The method according to the above (1), further comprising a step of forming a conductive circuit by selectively removing the second metal layer after polishing the insulating resin composition layer so that the connection conductor is exposed. The method for manufacturing a connection substrate according to any one of (1) to (3).
[0020]
(5) After polishing the insulating resin composition layer so that the connection conductor is exposed, a conductor circuit is further formed on the exposed surface of the connection conductor and / or the surface of the conductor circuit formed on the connection conductor surface. The method for manufacturing a connection substrate according to any one of the above (1) to (4), further comprising a step of additionally forming.
[0021]
(6) An insulating resin composition layer is formed by placing at least one or more adhesive sheets made of an insulating resin composition so as to cover the connection conductor, and heating and pressing the adhesive sheet. The method for manufacturing a connection substrate according to any one of the above (1) to (5).
[0022]
(7) The method for manufacturing a connection substrate according to any one of the above (1) to (6), wherein the insulating resin composition layer contains a thermoplastic resin.
[0023]
(8) The connection substrate according to any one of the above (1) to (7), wherein the support base material is arranged in such a manner that a release base material, an adhesive resin, and a release base material are stacked in this order. Manufacturing method.
[0024]
(9) The method for manufacturing a connection substrate according to (8), wherein the release substrate has a smaller area than the composite metal layer.
[0025]
(10) The method according to the above (8) or (9), wherein the composite metal layer on which the connecting conductor is formed is peeled off from the supporting substrate after cutting the inside of the outer periphery of the release substrate as a cut surface. A method for manufacturing the connection substrate according to any one of the above.
[0026]
(11) A step of forming guide holes at predetermined positions of a plurality of connection boards obtained by the manufacturing method according to any one of the above (1) to (10). A step of aligning the guide pins with the guide holes formed in the connection board through a guide pin, heat-sealing a predetermined portion to position and fix the plurality of connection boards, and a positioning jig for positioning and fixing the plurality of connection boards. And a step of heating and pressurizing them and laminating them all at once.
[0027]
(12) The method for manufacturing a multilayer wiring board according to (11), wherein the guide hole is formed in a part of the connection conductor.
[0028]
(13) The positioning jig is a pedestal with a guide pin welded to a predetermined position, and a position correction intermediate plate, a lower receiving sheet, and an upper sheet having a guide hole for passing the guide pin at a predetermined position. And (11) or (12), wherein at least a plurality of connection boards are positioned between the lower receiving sheet and the upper sheet to perform positioning. 3. The method for producing a multilayer wiring board according to item 2.
[0029]
(14) The method for producing a multilayer wiring board according to any one of the above (11) to (13), wherein a liquid crystal polymer is used for the insulating resin composition layer as the outermost layer.
[0030]
(15) The method for producing a multilayer wiring board according to any one of the above (11) to (14), further comprising a step of further forming an outer layer circuit after heating and pressing to collectively laminate.
[0031]
(16) The method for manufacturing a multilayer wiring board according to any one of (11) to (15), wherein a substrate having a conductor circuit and / or a metal foil is laminated together with the connection substrate.
[0032]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0033]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the method for manufacturing a connection substrate according to the present invention, first, at least one side or both sides of a supporting base material includes a second metal layer serving as a carrier and a first metal layer having different removal conditions from the second metal layer. The composite metal layer is arranged such that the second metal layer side is the support base material side, and is temporarily fixed by heating and pressing. In FIG. 1A, as the support base material, a
[0034]
As the supporting base material used in the present invention, for example, the above-described release base material, an adhesive resin, and a release base material that are arranged in an overlapping manner can be used. As the release substrate, for example, an electrolytic copper foil, a rolled copper foil, or the like can be used, and the area thereof is smaller than that of the composite metal layer and the adhesive resin. Further, as the adhesive resin, a semi-cured and / or cured thermosetting resin, a photocurable resin, a thermoplastic resin, or the like can be used.
[0035]
As the thermosetting resin, for example, epoxy resin, bismaleimide triazine resin, polyimide resin, cyanoacrylate resin, phenol resin, unsaturated polyester resin, melamine resin, urea resin, polyisocyanate resin, furan resin, resorcinol resin, xylene Resin, benzoguanamine resin, diallyl phthalate resin, silicone-modified epoxy resin, silicone-modified polyamideimide resin, benzocyclobutene resin, etc., and, if necessary, a curing agent, a curing accelerator, etc. A mixture obtained by heating the mixture into a semi-cured state or a cured state can be used.
[0036]
As the photocurable resin, for example, one or more selected from unsaturated polyester resin, polyester acrylate resin, urethane acrylate resin, silicone acrylate resin, epoxy acrylate resin, and A mixture obtained by exposing or heating a mixture of an initiator, a curing agent, a curing accelerator, and the like into a semi-cured state, or a cured state can be used. When the photocurable resin is used, the composite metal layer can be temporarily fixed to only one surface of the support substrate, but can be temporarily fixed to the support substrate efficiently.
[0037]
As the thermoplastic resin, for example, polycarbonate resin, polysulfone resin, polyetherimide resin, thermoplastic polyimide resin, polyethylene tetrafluoride resin, hexafluoropolypropylene resin, polyetheretherketone resin, vinyl chloride resin, polyethylene resin A polyamideimide resin, a polyphenylene sulfide resin, a polyoxybenzoate resin, a wholly aromatic polyester resin, one or more selected from liquid crystal polymers, and, if necessary, a curing agent, a curing accelerator, and the like. Heated and semi-cured products or cured products can be used.
[0038]
These resins may be a resin composition composed of a mixture of different kinds of resins, and may further contain an inorganic filler such as silica or a metal oxide as a filler. As the inorganic filler, for example, conductive particles such as nickel, gold, and silver, or resin particles plated with these metals may be used. However, when the filler is added, it is important to set the rigidity of the resin composition and the adhesive strength between the resin composition and the composite metal layer within a range that can be maintained.
[0039]
As the composite metal layer used in the present invention, a composite metal layer including at least a second metal layer serving as a carrier and a first metal layer having different removal conditions from the second metal layer is used. It is economically preferable to use three
[0040]
This is because copper is preferably used for the first metal layer for economic reasons, and nickel or an alloy thereof may be used for the second metal layer having different etching removal conditions from copper. Nickel and its alloys are more expensive than copper. However, when the composite metal layer is composed of two layers, the second metal layer serving as a support for the connection conductor formed from the first metal layer is required to have high mechanical strength. Require and use large amounts of expensive metals. In this regard, as the third metal layer, a three-layer composite metal layer obtained by forming a relatively thin expensive metal layer having different etching and removal conditions from the first and second metal layers therebetween is the third metal layer. Since the second metal layer can be made of the same copper as the first metal layer, it is economical and has excellent mechanical strength.
[0041]
The thickness of the third metal layer of such a three-layered composite metal layer is preferably thin as described above, and is preferably in the range of 0.05 to 5 μm. When the thickness is less than 0.05 μm, so-called pits (plating chipping) occur because the plating film forming the nickel or its alloy layer is not sufficiently covered with the plating film because it has a deposition defect and is thin. When the metal layer is removed by etching, there is a possibility that the second metal layer is eroded or the etchant remains, and the reliability of the connection is reduced. If it exceeds 5 μm, there is no problem in the process, but the cost of the material is high and it is not economical.
[0042]
In addition, the thickness of the first metal layer is preferably formed to be larger than a desired thickness of the insulating layer in order to form the connection conductor. The degree of this must be determined according to the amount by which the first metal layer is polished and removed in the step of polishing the insulating resin composition layer, but is preferably in the range of 5 to 100 μm. When the thickness is less than 5 μm, the distance between the conductor circuits to be connected is reduced, and the insulation property may be reduced. When the thickness exceeds 100 μm, unnecessary portions of the metal foil when etching away are removed. Processing accuracy is lowered, which is not preferable. More preferably, it is in the range of 20 to 80 μm.
[0043]
Further, the thickness of the second metal layer is preferably in the range of 5 to 100 μm. If the thickness is less than 5 μm, the mechanical strength decreases, and the first metal layer is easily broken or bent when selectively removed by etching. If the thickness exceeds 100 μm, the second metal layer is subsequently removed. Time consuming and not economical. More preferably, it is in the range of 10 to 80 μm.
[0044]
Next, the connection conductor is formed by selectively removing the first metal layer. When the
[0045]
Next, as shown in FIG. 2E, one or two or more insulating resin composition layers 121 are formed so as to cover at least the side surfaces of the
[0046]
This insulating resin composition layer is a layer in which a composition containing at least an insulating resin such as a thermosetting resin, a photocurable resin, and a thermoplastic resin is semi-cured and / or cured.
[0047]
As the thermosetting resin, for example, epoxy resin, bismaleimide triazine resin, polyimide resin, cyanoacrylate resin, phenol resin, unsaturated polyester resin, melamine resin, urea resin, polyisocyanate resin, furan resin, resorcinol resin, xylene Resin, benzoguanamine resin, diallyl phthalate resin, silicone-modified epoxy resin, silicone-modified polyamideimide resin, benzocyclobutene resin, etc., and, if necessary, a curing agent, a curing accelerator, etc. A mixture obtained by heating to a semi-cured state or a cured state can be used.
[0048]
As the photocurable resin, for example, one or more selected from unsaturated polyester resin, polyester acrylate resin, urethane acrylate resin, silicone acrylate resin, epoxy acrylate resin, and A mixture obtained by exposing or heating a mixture of an initiator, a curing agent, a curing accelerator, and the like into a semi-cured state, or a cured state can be used.
[0049]
As the thermoplastic resin, for example, polycarbonate resin, polysulfone resin, polyetherimide resin, thermoplastic polyimide resin, polyethylene tetrafluoride resin, hexafluoropolypropylene resin, polyetheretherketone resin, vinyl chloride resin, polyethylene resin One or more selected from polyamide imide resin, polyphenylene sulfide resin, polyoxybenzoate resin, (whole) aromatic polyester resin, liquid crystal polymer and the like can be used. Further, a film obtained by heating, molding and cooling at least one or more of the above thermoplastic resins can also be used.
[0050]
The insulating resin composition layer of the connection substrate of the present invention may use the above-described insulating resin alone or a mixture of different kinds of insulating resins, and further include an inorganic filler as a filler. May be used. The inorganic filler may be a conventionally known one, and is not particularly limited. Examples thereof include conductive particles such as nickel, gold, and silver, silica, metal oxides, and resin particles obtained by metal-plating them. Desirably, a non-conductive material is used in order to ensure the insulating properties of the insulating resin composition.
[0051]
Further, it is preferable that the insulating resin composition used in the present invention contains a thermoplastic resin, since it is possible to save the trouble of newly applying the resin to the substrate surface when forming a multilayer. More preferably, it is an insulating resin composition containing a liquid crystal polymer which is a thermoplastic resin. When an insulating resin composition containing a liquid crystal polymer is used, the coefficient of linear expansion can be made closer to the coefficient of linear expansion of copper, which is effective in laminating the insulating resin composition simultaneously with the connection of the connecting conductor. is there. The liquid crystal polymer used in the present invention preferably has a phase transition temperature from a smectic phase to a nematic phase of 180 ° C. or higher, and more preferably 280 ° C. or higher because it can withstand the reflow treatment temperature of leadless solder. Specifically, Xydar SRT-300, SRT-500, FSR-315, RC-210, FC-110, FC-120, FC-130 (all trade names, manufactured by Nippon Petrochemical Co., Ltd.), Econol E2000 (Sumitomo Chemical Co., Ltd., trade name) series, Econole E6000 (Sumitomo Chemical Co., Ltd., trade name) series, Vectra A950, Vectra A130, Vectra C130, Vectra A230, Vectra A410 (above, polyplastics) EPE-240G30 (manufactured by Mitsubishi Kasei Corporation, trade name), Rodrun LC-5000H (manufactured by Unitika Ltd., trade name), Novaculate E322G30, E335G30, EPE-240G30 (or more) , Mitsubishi Chemical Corporation, trade name), BIAC (Japan Gore-Tex Corporation) Product name).
[0052]
As a method of forming the insulating resin composition layer, the insulating resin composition layer can be formed by directly applying the insulating resin composition to the surface of the substrate on which the connection conductor is formed. However, a plastic film such as a polyethylene terephthalate film or a copper film can be used. Using a metal foil such as foil or aluminum foil as a carrier, apply an insulating resin composition to the surface, cut the adhesive sheet in a dry film shape by heating and drying to the required size, and form a conductor for connection It can also be formed by laminating or pressing on a prepared substrate.
[0053]
Further, the thickness of the insulating resin composition layer is preferably in the range of 1 to 100 μm. When the thickness is less than 1 μm, it is difficult to form the insulating resin composition to a uniform thickness to the extent that the adhesive strength is not reduced, and when it exceeds 100 μm, it becomes difficult to expose the connecting conductor. More preferably, it is in the range of 3 to 70 μm.
[0054]
In addition, it is not preferable from the viewpoint of connection reliability that air bubbles are entrained in the insulating resin composition layer covering the connection conductor. Therefore, it is more preferable to prevent air bubbles as much as possible.
[0055]
The insulating resin composition layer may be a single layer or two or more layers. However, forming two or more layers reduces the thermal stress generated on the substrate surface in a process such as pressurization and polishing. This is preferable because warpage of the film can be reduced. When two or more insulating resin composition layers are formed, not only the type of insulating resin composition used, but also the hardness of the resin after molding, the thickness of the resin after molding, the difference in molecular orientation, the filler Are preferably distinguished by the presence or absence of the filler, the type or content of the filler, the average particle size of the filler, the particle shape of the filler, the specific gravity of the filler, and the like. In addition, when a liquid crystal polymer is used to form the insulating resin composition layer into a multilayer structure as described above, the liquid crystal polymer is formed by utilizing the property that the multilayer structure is easily formed based on the molecular orientation when molded. It can be used alone to form a multilayer structure.
[0056]
In addition, it is preferable to roughen the exposed surface of the second metal layer before forming the insulating resin composition layer in order to improve the adhesion strength with the insulating resin composition.
[0057]
The insulating resin composition layer is preferably formed efficiently using an adhesive sheet made of the insulating resin composition, and a plurality of sheets of different types or the same type may be used.
[0058]
Next, as shown in FIG. 1 (f), after polishing the insulating
[0059]
In the present invention, it is important that the connection conductor is formed so as to penetrate the insulating resin composition layer in the thickness direction at least at a position where the conductor circuit is connected. Among the conventional technologies, in the connection tool in which the wires are embedded in the elastomer, the wires are embedded at regular intervals, so if the position of the two-layer circuit conductor for connection is slightly shifted, the connection cannot be made, or Unexpected parts may be connected, and it is difficult to connect fine conductor circuits with high accuracy.On the other hand, according to the present invention, conductors are not formed in places where connection is not planned. A fine circuit can be formed well.
[0060]
Further, a metal foil may be further laminated on the surface of the connection conductor exposed by polishing the insulating resin composition layer and / or the surface of the conductor circuit formed on the connection conductor surface, metal plating, etching, or the like. By performing the above process, a conductor circuit can be additionally formed or a metal film can be applied. FIG. 1 (i) is a diagram in which a metal coating is formed on the
[0061]
Further, a projecting conductor called a bump may be formed on a conductor circuit connected to the connection conductor. In order to form these bumps on the connection board of the present invention, the portions other than the projecting portions of the relatively thick conductor are half-etched in the thickness direction to form the projecting portions, and further thinned conductor circuit portions and projecting portions are formed. Can be formed by etching and removing other portions while leaving. In another method, after the circuit is formed, it can be formed by plating only the connection terminals.
[0062]
Further, the exposed state of the connection conductor may project from the surface of the insulating resin composition layer, or may enter the inside from the surface of the insulating resin composition layer. The former can be made to protrude by polishing a flat surface as described later and then adding a new metal layer. The latter can be achieved, for example, by etching back with an etching solution.
[0063]
The thickness of the connecting conductor is preferably in the range of 5 to 100 μm. When the thickness is less than 5 μm, the interlayer distance of the conductor circuit to be connected becomes small, and the insulation may decrease. When the thickness exceeds 100 μm, unnecessary portions of the metal foil are removed by etching. Is not preferred because the processing accuracy is lowered. More preferably, it is in the range of 20 to 80 μm.
[0064]
Further, since the composite metal layer is not adhered to the support substrate, without cutting, or by cutting so that the entire surface of the supporting substrate contacted by the second metal layer becomes the release substrate, The connection substrate can be easily separated from the support substrate, and the connection substrate can be manufactured very efficiently.
[0065]
Next, a method for manufacturing a multilayer wiring board of the present invention will be described.
[0066]
FIG. 2 is a diagram showing a state in which a guide hole is formed in a part of the connection conductor of the connection board of FIG. 1 (i).
[0067]
The guide holes are used for passing and aligning the guide pins when the connection board is multilayered using a jig described later. Of course, the guide hole may be provided other than the connection conductor. However, by forming the guide hole as described above, the guide hole is reinforced, and the positioning accuracy can be improved, which is preferable. When the guide hole is formed in the connection conductor, the diameter of the connection conductor needs to be larger than the hole diameter of the guide hole, and the formation is not particularly limited, but is provided in contact with the connection conductor. It is preferable to use an NC drill capable of performing image processing on the land portion of the wiring layer thus formed and drilling an accurate position. If the number of guide holes is large, first, two guide holes are formed, guide pins are set up there, and then an NC drill is arranged on the basis of the guide pins to form other guide holes. Position accuracy can be improved, which is preferable.
[0068]
Next, as shown in FIG. 4A, a plurality of connection boards are sandwiched by using a positioning jig provided with a guide hole accurately.
[0069]
As shown in FIG. 3A, the positioning jig used in the present invention has a pedestal 31 to which a
[0070]
Then, in the state of FIG. 4A sandwiching the plurality of connection substrates, the plurality of connection substrates are thermally fused using a soldering iron or the like in the cutouts formed in the upper sheet and the holding jig. After this (FIG. 4 (b)), by removing this from the positioning jig, a plurality of connection substrates positioned and fixed by the heat-sealing
[0071]
In addition, in the case of batch lamination, for example, as shown in FIG. 5B, a case where a connection conductor of each layer is not on an extension of a direction penetrating the connection substrate may take a crank-shaped structure. In addition, the conductor circuit may be deformed, and the stability of the connection resistance may be impaired. Therefore, it is preferable to use an insulating resin composition having a high elastic modulus for the insulating resin composition layer of the connection substrate inside the multilayer wiring board. When the insulating resin composition layer comprises two or more layers, it is desirable that the resin layer in contact with the conductor circuit has a high elastic modulus. The specific value of the elastic modulus at the time of heating is preferably 0.0001 GPa or more, more preferably 0.001 GPa or more, and particularly preferably 0.01 GPa or more. The dynamic elastic modulus of the insulating resin composition can be measured using ARES (parallel plate,
[0072]
Further, a substrate having a conductor circuit and / or a metal foil may be laminated together with the connection substrate of the present invention to form the multilayer wiring board of the present invention. Further, after collective lamination, an outer layer circuit may be formed on the outermost layer of the multilayer wiring board by plating or etching.
[0073]
The insulating resin composition layer that is the outermost layer of the multilayer wiring board preferably uses an insulating resin composition containing a thermoplastic resin, and more preferably contains a liquid crystal polymer.
[0074]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited thereto.
[0075]
【Example】
Example 1
As shown in FIG. 1A, the
[0076]
Next, as shown in FIG. 1C, an etching resist 44 was formed on the surface of the
[0077]
Next, the
[0078]
Next, a liquid crystal polymer BIAC sheet (manufactured by Japan Gore-Tex Co.) having a thickness of 75 μm is placed on both sides of the
[0079]
Thereafter, the structure shown in FIG. 1 (e) was polished by passing both sides at once by adjusting the load and the rotation speed in the gap between the rotating polishing rolls 47 as shown in FIG. 1 (f). Polishing was performed under a condition of reducing the thickness of 4 μm in one pass, and the entire end of the
[0080]
Example 2
As shown in FIG. 2, a
[0081]
Next, as shown in FIG. 4A, the guide pins 311 welded to the pedestal 31 are connected to the correction
[0082]
As shown in FIG. 4B, in the cutout portions of the
[0083]
Thereafter, as shown in FIG. 4C, the holding
[0084]
Furthermore, conduction connection by gold-gold alloying of the obtained multilayer wiring board was confirmed. In addition, even when electroless tin plating (substitution type or reduction type) was used for surface plating on the connection substrate, a multilayer wiring board could be similarly produced. In addition, electroless nickel, electroless palladium, and electroless gold plating were used for the surface plating of the outermost connection board, and electroless tin plating (substitution or reduction type) was used for the surface plating of the inner connection board. Also, a multilayer wiring board can be manufactured in the same manner using connection substrates having different types of surface plating, and in the connection portions, conductive connection by alloying of gold-tin or tin-tin was confirmed. In addition, the outermost wiring was transferred to the insulating resin composition layer, and a smooth surface without steps was confirmed on the surface of the substrate. The present invention has a specific structure that has been specifically implemented and confirmed. Thereby, the peel strength of the fine circuit from the substrate can be expected to be improved.
[0085]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a method for efficiently manufacturing a connection board and a method for manufacturing a multilayer wiring board capable of aligning a plurality of connection boards with high precision and stacking them together.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A to 1I are views illustrating one embodiment of a process of manufacturing a connection substrate according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing a state in which a guide hole is formed in a connection conductor of the connection board obtained in FIG. 1;
FIGS. 3A to 3C are a cross-sectional view and a top view schematically showing a positioning jig of the present invention.
FIGS. 4A to 4C are diagrams illustrating one embodiment of a process of manufacturing a multilayer wiring board using the connection substrate of the present invention.
FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views of the multilayer wiring board of the present invention.
[Explanation of symbols]
11: Connection board
121: insulating resin composition layer
13: Connection conductor
101, 102: metal foil
103: Conductor circuit
21: Metal layer
22: Guide hole
31: Pedestal
311: Guide pin
32: Intermediate plate for correction
33: Under seat
34: Top sheet
35: Holding jig
4: Composite metal foil
41: first metal layer
42: second metal layer
43: Third metal layer
44: Etching resist
444: heat fusion part
45: Support substrate
451: Release base material
452: Adhesive resin
46: Composite metal foil on which
47: Polishing roll
Claims (16)
前記第１の金属層を選択的に除去して接続用導体を形成する工程、
少なくとも前記接続用導体の側面を覆うように１又は２以上の絶縁樹脂組成物層を形成する工程、
前記接続用導体が露出するように前記絶縁樹脂組成物層を研磨する工程、および
前記接続用導体が前記絶縁樹脂組成物層の厚さ方向に貫くように形成された前記複合金属層を前記支持基材から剥離する工程、を含むことを特徴とする接続基板の製造方法。On one or both sides of the supporting base material, a composite metal layer composed of at least a second metal layer and a first metal layer having different removal conditions from the second metal layer is provided. Arranging it on the material side, temporarily fixing by heating and pressing,
Forming a connection conductor by selectively removing the first metal layer;
Forming one or more insulating resin composition layers so as to cover at least the side surfaces of the connection conductor;
Polishing the insulating resin composition layer so that the connection conductor is exposed, and supporting the composite metal layer formed so that the connection conductor penetrates in a thickness direction of the insulation resin composition layer. A method of manufacturing a connection board, comprising a step of peeling the connection board from a base material.
位置あわせ治具を用いて、複数枚の前記接続基板に形成されたガイド穴にガイドピンを通して位置あわせし、所定箇所を熱融着し、複数枚の前記接続基板を位置決め固定する工程、および
位置決め固定された複数枚の前記接続基板を位置あわせ治具から外し、これを加熱加圧し一括積層する工程、を含むことを特徴とする多層配線板の製造方法。A step of forming a guide hole at a predetermined position of a plurality of connection boards obtained by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 10,
Using a positioning jig, aligning the guide pins formed in the guide holes formed in the plurality of connection boards through the guide pins, heat-fusing predetermined locations, and positioning and fixing the plurality of connection boards, and positioning. A method for manufacturing a multilayer wiring board, comprising: removing a plurality of fixed connection substrates from an alignment jig, heating and pressurizing the jigs, and laminating them together.
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