JP2004228492A - 多層基板、多層基板用基材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多層積層時の接着層の流動を抑え、層間ずれを防止し、高い積層精度を得ることができ、導電性ビア形状を適正に保ち、安定した層間導通の電気的特性を得ること。
【解決手段】絶縁樹脂層１１の回路パターン配置面と同一面に、回路パターン部１２とは離れた箇所に突起部１６を設ける。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多層基板、多層基板用基材およびその製造方法に関し、特に、２層以上の複数層の回路パターンを接続する多層基板用の基材、フレキシブル多層基板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の軽薄短小化、半導体チップや部品の小型化、端子の狭ピッチ化に伴い、電子部品を実装する配線基板やパッケージ基板にも実装面積の縮小や配線の精細化が進んでいる。同時に、情報関連機器では、信号周波数の広帯域化に対応して部品間を連結する配線の短距離化が求められており、高密度、高性能を達成するためのプリント基板の多層化は必要不可欠の技術となっている。
【０００３】
多層配線基板には、絶縁性基材に形成されたバイアホールに充填された導電性ペーストによって層間導通を得るもの（例えば、特許文献１、２）、絶縁性基材をポリイミド等の可撓性樹脂フィルムで構成したもの（例えば、特許文献２）がある。
【０００４】
多層配線基板の高密度化に伴い配線基板に形成される回路パターンの微細化が進み、積層数が多くなる傾向がある。多層配線基板では配線基板の積層精度が、多層配線基板の性能を左右するから、積層数の増加に伴い、積層精度が高い積層方法の開発が望まれている。
【０００５】
配線基板の多層積層の位置合わせの技術としては、積層対象の全ての基板に位置合わせ用の穴をあけ、この穴に積層型のピンを通して位置合わせを行うピンラミネーション法（例えば、非特許文献１）や、画像処理を用いたアライメント法や、これらを組み合わせて行う方法等が知られている。配線基板の多層積層には、加熱可能な真空プレス装置等を用いて一括積層する技術がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−３０２９５７号公報
【特許文献２】
特開平９−８２８３５号公報
【０００７】
【非特許文献１】
高木 清著 「ビルドアップ多層プリント基板配線板技術」日刊工業新聞社出版、２００１年６月１５日、初版２刷、１７６頁〜１７７頁
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の多層基板では、多層積層に先立って各種アライメント法によって各層の位置合わせを行っているが、加熱可能な真空プレス装置等を用いた多層積層時に、各層間を接着する接着層、特に、熱可塑性の接着層が流動し、各層同士で横ずれを生じ、位置合わせの効果がなく、積層精度の低下が生じる。
【０００９】
また、接着層が接合する接着相手の基板の接合面には回路パターンが形成されており、この接合面には、銅箔によるランド部等を含む回路パターン部分と、エッチング等によって銅箔を除去されて部分とで段差があり、多層積層時に、接着層が接着相手の回路パターン部分と接する部分より回路パターンがない部分へ流動する現象が生じ、段差近傍の導電性ビア形状に影響を与え、層間導通の電気的特性が安定しない。これらのことは、一括積層の多層基板において、顕著なものになる。
【００１０】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、多層積層時の接着層の流動を抑え、層間ずれを防止し、高い積層精度を得ることができ、導電性ビア形状を適正に保ち、安定した層間導通の電気的特性を得ることができる多層基板、多層基板用基材およびその製造方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による多層基板用基材は、絶縁性基材の少なくとも一方の面に回路パターンをなす導電層が設けられた多層基板用基材であって、前記絶縁性基材の回路パターン配置面と同一面に、前記回路パターンとは離れた少なくとも１箇所に突起部を有する。
【００１２】
この発明による多層基板用基材によれば、多層積層時に突起部が、接着相手の基材の層間接着用の接着層に突き刺さり、杭のように機能し、接着層の流動を抑制する。
【００１３】
突起部は、導電性、非導電性を問わないが、接着層の流動を抑制する効果が充分に得られるよう、充分な剛性を有し、多層積層時に弾性率が変化しないものが好ましい。また、突起部は、前記絶縁性基材上の前記回路パターンがない箇所に設けられ、前記回路パターンの厚さと同等の高さを有していればよい。
【００１４】
また、突起部は、回路パターン配置部近傍の複数箇所に各々個別の突起として設けられ、導電性ビア形状の適正性を保つ効果が顕著に得られるよう、回路パターン配置部に近づくほど、配置密度が高いことが好ましい。
【００１５】
この発明による多層基板用基材における前記突起部は、前記導電層の一部や、印刷可能な樹脂材料、フォトリソグラフィ用の樹脂材料等により構成することができる。
【００１６】
また、この発明による多層基板用基材の前記絶縁性基材は、ポリイミド、熱可塑性ポリイミド、熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したもの、あるいは液晶ポリマ等による可撓性樹脂フィルムによって構成することができる。また、絶縁性基材に層間導通を得るために形成されたバイアホールには導電性ペーストが充填されている構造のものであってよい。
また、突起部は、一括積層時に変型しない。そして、多層基板用基材は、回路パターン配置面と反対の面に接着層を有する。また、突起部は、回路パターンと電気的に接続されていない。
【００１７】
また、上述の目的を達成するために、この発明による多層基板は、上述の発明による多層基板用基材を含むものであり、多層積層時に突起部が、接着相手の基材の接着層に突き刺さり、杭のように機能し、接着層の流動を抑制される。これにより、多層積層時の層間ずれが防止され、高い積層精度が得られる共に、導電性ビア形状が適正に保たれ、安定した層間導通の電気的特性が得られる。
【００１８】
また、上述の目的を達成するために、この発明による多層基板用基材の製造方法は、絶縁性基材の少なくとも一方の面に導電層を設けられた積層板の前記導電層をエッチングして回路パターンを形成する回路パターン形成工程を含み、当該回路パターン形成工程にて前記導電層をエッチングして前記回路パターンとは離れた少なくとも１箇所に前記導電層による突起部を形成する。
【００１９】
この発明による多層基板用基材の製造方法によれば、回路パターンを形成する回路パターン形成工程で導電層によって突起部を形成でき、突起部形成のための特別な材料、工程を必要としない。
【００２０】
また、この発明による多層基板用基材の製造方法は、絶縁性基材の少なくとも一方の面に回路パターンを形成された絶縁性基材の回路パターン配置面と同一面に、印刷法によって前記回路パターンとは離れた少なくとも１箇所に樹脂製の突起部を形成する突起部形成工程を含む。
【００２１】
また、この発明による多層基板用基材の製造方法は、絶縁性基材の少なくとも一方の面に回路パターンを形成された絶縁性基材の回路パターン配置面と同一面に、フォトリソグラィ法によって前記回路パターンとは離れた少なくとも１箇所に樹脂製の突起部を形成する突起部形成工程を含む。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施形態を詳細に説明する。
図１（ａ）、（ｂ）、図２はこの発明による一実施形態に係わる多層基板用基材およびその製造方法を示している。
【００２３】
多層基板用基材１０は、図１（ｂ）に示されているように、絶縁性基材をなす絶縁樹脂層１１の一方の面に銅箔等による回路パターン部（導電層）１２を有し、他方の面に層間接着のための接着層１３を有している。
【００２４】
多層基板用基材１０には、絶縁樹脂層１１と接着層１３とを貫通するバイアホール１４が形成されており、バイアホール１４には層間導通を得るための導電性ペースト１５が充填されている。
【００２５】
ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）では、絶縁樹脂層１１は、全芳香族ポリイミド（ＡＰＩ）等によるポリイミドフィルムやポリエステルフィルム等の可撓性を有する樹脂フィルムで構成されている。
【００２６】
絶縁樹脂層１１と回路パターン部１２と接着層１３との３層構造は、汎用の片面銅箔付きポリイミド基材（片面銅張積層板）を出発材とし、それの銅箔とは反対側の面に、接着層１３としてポリイミド系接着材を貼付したもので構成することができる。ポリイミド系接着材による接着層１３は、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）あるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したフィルムの貼り付けにより形成することができる。
【００２７】
導電性ペースト１５は、銀、銅等の導電機能を有する金属粉末（導電性フィラー）をエポキシ樹脂等の熱硬化性の樹脂バインダに混入したものを、溶剤を含む粘性媒体に混ぜてペースト状にしたものである。導電性ペースト１５は接着層１３の側よりスクリーン印刷法で用いられるスクイジング等によってバイアホール１４に穴埋め充填される。
【００２８】
絶縁樹脂層１１の回路パターン配置面と同一面には、回路パターン部１２とは離れた少なくとも１箇所に突起部１６が設けられている。突起部１６は、すべて、絶縁樹脂層１１上の回路パターン部１２がない箇所に、回路パターン部１２の厚さと同等の高さに設けられており、この実施形態では、図２に示されているように、ランド部１２Ａの周りの複数箇所に各々個別の突起として設けられている。
【００２９】
突起部１６は絶縁樹脂層１１の一方の面に形成された導電層（銅箔）１７の一部として構成されている。すなわち、図１（ａ）に示されているように、回路パターン形成前の片面銅張積層板の銅箔１７上に、ドライフィルムレジストを貼り合わせ、その後、露光・現像して回路パターン・突起同時形成用のエッチング用マスク１８を形成し、塩化鉄溶液を主成分とするエッチング液を用いて銅のケミカルエッチングを行い、回路パターン部１２の形成と同じエッチング工程、すなわち、回路パターン形成工程で、突起部１６が銅箔１７のエッチングによって形成される。
【００３０】
この製造方法によれば、回路パターンを形成する回路パターン形成工程で、銅箔１７によって突起部１６を形成でき、突起部形成のための特別な材料や工程を必要としない。また、突起部１６の高さは、自ずと、回路パターン部１２の厚さと同等になる。
【００３１】
図３は、上記多層基板用基材１０を含むこの発明による多層基板の一つの実施形態を示されている。この多層基板は、３層基板であり、加熱可能な真空プレス装置等によって一括積層され、各層が接着層１３によって接着されている。
【００３２】
図示されているように、多層積層時に突起部１６が、接着相手の基材の層間接着用の接着層１３に突き刺さり、杭のように機能し、接着層１３の流動を抑制する効果が得られる。これにより、多層積層時の層間ずれが防止され、高い積層精度が得られる共に、導電性ビア形状が適正に保たれ、安定した層間導通の電気的特性が得られる。
【００３３】
なお、多層基板において、最上層のものには、突起部１６を設ける必要がなく、また、最下層のものには接着層１３を設ける必要がない。また、最下面に回路形成を行わないものでは、最下層に導電性ビアを形成する必要もない。
【００３４】
突起部１６は、図４に示されているように、回路パターン配置部（ランド部１２Ａ）に近づくほど、配置密度が高くなるように配置することもできる。この場合には、導電性ビア部分の周りに、多くの突起部１６が配置され、導電性ビア形状の適正性を保つ効果が顕著になる。
【００３５】
図５（ａ）、（ｂ）は他の実施形態に係わる多層基板用基材およびその製造方法を示している。なお、図５において、図１に対応する部分は、図１に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００３６】
この実施形態では、突起部２６が印刷可能な樹脂材料により構成されている。突起部１６を構成する樹脂材料は、スクリーン印刷等により絶縁樹脂層１１上に印刷でき、硬化後は所定の剛性を示し、多層積層時に弾性率が変化しないものであれば、導電性ペースト１５と同じ導電性のもの、その他、非導電性のものの何れであってもよい。
【００３７】
この実施形態の多層基板用基材の製造は、図５（ａ）に示されているように、回路パターン１２の形成後に、エッチングによって表面に現れた絶縁樹脂層１１上に、突起形成用の開口５１を有するスクリーンマスク５０を位置決め配置し、その上から、ペースト状の樹脂をスキージングする。これにより、図５（ｂ）に示されているように、突起部２６が形成される。なお、スクリーンマスク５０は、スキージング完了後に取り外し、突起部２６を構成するペースト状樹脂の乾燥硬化を行う。
【００３８】
これにより、この実施形態の多層基板用基材でも、突起部２６は、多層積層時に、接着相手の基材の層間接着用の接着層に突き刺さり、杭のように機能し、接着層の流動を抑制する効果を奏する。
【００３９】
図６（ａ）、（ｂ）は他の実施形態に係わる多層基板用基材およびその製造方法を示している。なお、図６においても、図１に対応する部分は、図１に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００４０】
この実施形態では、突起部３６がフォトリソグラフィを行うことができる感光性樹脂材料により構成されている。
【００４１】
この実施形態の多層基板用基材の製造は、図６（ａ）に示されているように、回路パターン１２の形成後に、エッチングによって表面に現れた絶縁樹脂層１１上に、ネガ型の感光性樹脂３７を所定の厚さの層状に塗布し、その上に、突起形成用の光透過部６１を有するフォトマスク６０を位置決め配置し、露光・現像を行う。これにより、図６（ｂ）に示されているように、突起部３６が形成される。
【００４２】
これにより、この実施形態の多層基板用基材でも、突起部３６は、多層積層時に、接着相手の基材の層間接着用の接着層に突き刺さり、杭のように機能し、接着層の流動を抑制する効果を奏する。
【００４３】
この発明による多層基板用基材は、図７に示されているように、絶縁性基材をなす絶縁樹脂層２１を、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）あるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したものや液晶ポリマなど、絶縁樹脂層自体が層間接着のための接着性を有するもので構成することもできる。この場合には、絶縁樹脂層３１の一方の面に回路パターン部２２をなす銅箔等による導電層を設け、他方の面の接着層を省略でき、絶縁樹脂層２１の回路パターン形成面に、上述の実施形態と同様に突起部１６が形成されればよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による多層基板、多層基板用基材およびその製造方法によれば、多層積層時に突起部が、接着相手の基材の層間接着用の接着層に突き刺さり、杭のように機能し、接着層の流動を抑制するから、層間ずれが防止され、高い積層精度を得ることができ、導電性ビア形状を適正に保ち、安定した層間導通の電気的特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）、（ｂ）はこの発明の一つの実施形態に係わる多層基板用基材およびその製造工程を示す断面図である。
【図２】この発明の一つの実施形態に係わる多層基板用基材の要部の平面図である。
【図３】この発明による多層基板の一つの実施形態を示す断面図である。
【図４】この発明の一つの実施形態に係わる多層基板用基材の変形例を示す断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は他の実施形態に係わる多層基板用基材およびその製造工程を示す断面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は他の実施形態に係わる多層基板用基材およびその製造工程を示す断面図である。
【図７】この発明の他の実施形態に係わる多層基板用基材を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 多層基板用基材
１１、２１ 絶縁樹脂層
１２ 回路パターン部
１３ 接着層
１４ バイアホール
１５ 導電性ペースト
１６、２６、３６ 突起部
１７ 銅箔
５０ スクリーンマスク
６０ フォトマスク

Claims (11)

1. 絶縁性基材の少なくとも一方の面に回路パターンをなす導電層が設けられた多層基板用基材であって、
   前記絶縁性基材の回路パターン配置面と同一面に、前記回路パターンとは離れた少なくとも１箇所に突起部を有する多層基板用基材。
2. 前記突起部は、前記絶縁性基材上の前記回路パターンがない箇所に設けられ、前記回路パターンの厚さと同等の高さを有している請求項１記載の多層基板用基材。
3. 前記突起部は、回路パターン配置部近傍の複数箇所に各々個別の突起として設けられ、回路パターン配置部に近づくほど、配置密度が高い請求項１または２記載の多層基板用基材。
4. 前記突起部は前記導電層の一部により構成されている請求項１〜３の何れか１項記載の多層基板用基材。
5. 前記突起部が樹脂材料により構成されている請求項１〜３の何れか１項記載の多層基板用基材。
6. 前記絶縁性基材は、ポリイミド、熱可塑性ポリイミド、熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したもの、あるいは液晶ポリマ等による可撓性樹脂フィルムである請求項１〜５の何れか１項記載の多層基板用基材。
7. 前記絶縁性基材に層間導通を得るためのバイアホールが形成され、前記バイアホールに導電性ペーストが充填されている請求項１〜６の何れか１項記載の多層基板用基材。
8. 請求項１〜７の何れか１項記載の多層基板用基材を含む多層基板。
9. 絶縁性基材の少なくとも一方の面に導電層を設けられた積層板の前記導電層をエッチングして回路パターンを形成する回路パターン形成工程を含み、当該回路パターン形成工程にて前記導電層をエッチングして前記回路パターンとは離れた少なくとも１箇所に前記導電層による突起部を形成する多層基板用基材の製造方法。
10. 絶縁性基材の少なくとも一方の面に回路パターンを形成された絶縁性基材の回路パターン配置面と同一面に、印刷法によって前記回路パターンとは離れた少なくとも１箇所に樹脂製の突起部を形成する突起部形成工程を含む多層基板用基材の製造方法。
11. 絶縁性基材の少なくとも一方の面に回路パターンを形成された絶縁性基材の回路パターン配置面と同一面に、フォトリソグラィ法によって前記回路パターンとは離れた少なくとも１箇所に樹脂製の突起部を形成する突起部形成工程を含む多層基板用基材の製造方法。

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