JP2004237447A - 接着フィルム及びこれを用いた多層プリント配線板の製造法 - Google Patents

Abstract

【目的】ビルドアップ方式の多層プリント配線板の製造において、機械的強度に優れた薄物多層プリント配線を簡便に製造する。
【構成】本発明は支持ベースフィルムとその表面に積層され、該支持ベースフィルムと同じか又は小さい面積を有し、かつ温度と溶融粘度との関係で添付図面、図１の斜線領域Ｓの物性を有する熱流動性、常温固形の熱硬化性樹脂組成物層からなる接着フィルムにおいて、支持ベースフィルムが３乃至２０μｍ厚の金属箔にガラス転移点２００℃以上、３乃至３０μｍ厚の耐熱フィルム層を備えた金属箔付き耐熱フィルムであり、耐熱フィルム面に該樹脂組成物層が形成された構造であることを特徴とする層間絶縁用接着フィルム、及びこれをパターン加工された回路基板上の片面又は両面上に、加熱、加圧条件下真空積層した後、熱硬化させ一体化したことを特徴とする多層プリント配線板の製造法。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、導体回路層と絶縁層とを交互に積み上げたビルドアップ方式の多層プリント配線板の製造法において、金属箔付きフィルム状接着剤及びこれらを用いた多層プリント配線板の製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【従来の技術】
近年内層回路板の導体層上に有機絶縁層を交互に積み上げていくビルドアップ方式の多層プリント配線板の製造技術が注目されている。熱硬化性樹脂付き銅箔を使用し真空積層プレスにより多層プリント配線板を製造する工法は、携帯用電子機器向けに広く行われるようになった。また、本発明者らも特願平９ー３５７４２０において内層回路パターンの被覆と表面ビアホール及び／又はスルーホール内の樹脂充填を同時に一括して行うことのできる多層プリント配線板用層間接着フィルム、及びこれを用いた多層プリント配線板の製造法を開示している。それらのビルドアップ工法ではガラスクロス等を含まない樹脂を絶縁層とするため、剛性に乏しく軽量化の要求に応えた薄板多層配線板においては、機械的強度に劣るという欠点があった。一方、熱可塑性ポリイミドなどを使用した耐熱フィルム付き銅箔を使用したビルドアップ工法も開発されてはいるが、その高いガラス転移点故、積層温度が高く一般のプリント基板での使用は困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題点を顧みて、本発明者らは機械的強度に優れたビルドアップ用金属箔付フィルム状接着剤及びこれらを用いた多層プリント配線板の製造法を開発することにある。
【０００４】
【問題を解決するための手段】
本発明は支持ベースフィルムとその表面に積層され、該支持ベースフィルムと同じか又は小さい面積を有し、かつ温度と溶融粘度との関係で添付図面、図１の斜線領域Ｓの物性を有する熱流動性、常温固形の熱硬化性樹脂組成物層からなる接着フィルムにおいて、支持ベースフィルムが３乃至２０μｍ厚の金属箔にガラス転移点２００℃以上、３乃至３０μｍ厚の耐熱フィルム層を備えた金属箔付き耐熱フィルムであり、耐熱フィルム面に該樹脂組成物層が形成された構造であることを特徴とする層間絶縁用接着フィルム、及びこれをパターン加工された回路基板上の片面又は両面上に、加熱、加圧条件下真空積層した後、熱硬化させ一体化したことを特徴とする多層プリント配線板の製造法、さらには、
１）支持ベースフィルムとその剥離可能な表面に積層され、該支持ベースフィルムと同じか又は小さい面積を有し、かつ温度と溶融粘度との関係で添付図面、図１の斜線領域Ｓの物性を有する熱流動性、常温固形の熱硬化性樹脂組成物層からなる接着フィルムの該樹脂組成物層を、パターン加工された回路基板上の片面又は両面上に、少なくとも該パターン加工部分を該樹脂組成物層で直接覆い重ねた後、加熱、加圧し真空積層する工程、
２）該回路基板の支持ベースフィルムを剥離した後、該樹脂組成物の面積よりも大きく、３乃至２０μｍ厚の金属箔にガラス転移点２００℃以上、３乃至３０μｍ厚の耐熱フィルム層を備えた金属箔付き耐熱フィルムのフィルム面を該樹脂組成物上に加熱、加圧し積層する工程、
３）該回路基板を熱硬化させ一体化する工程を有することを特徴とする多層プリント配線板の製造法である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる熱流動性、常温固形の樹脂組成物層を形成する熱硬化性樹脂組成物は加熱により軟化し、かつフィルム形成能があり、さらに高温で熱硬化により耐熱性、電気特性など層間絶縁材に要求される特性を満足するものであれば特に限定されるものではない。該樹脂組成物層の厚みはラミネートされる内層回路基板の導体厚以上で、導体厚＋（１０〜１２０）μｍの範囲であるのが一般的である。
【０００６】
該樹脂組成物は例えば、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、ポリイミド樹脂系、ポリアミドイミド樹脂系、ポリシアネート樹脂系、ポリエステル樹脂系、熱硬化型ポリフェニレンエーテル樹脂系等が挙げられ、これらを２種以上組み合わせて使用したり、多層構造を有する接着フィルム層とすることも可能である。中でも、層間絶縁材として信頼性とコスト的に優れたエポキシ樹脂系においては、特願平９ー３５７４２０記載のエポキシ樹脂組成物が好ましい。
【０００７】
該樹脂組成物層の好ましい物性は動的粘弾性率を測定し、この温度と溶融粘度との関係で示すことができ、本願明細書添付図面、図１の斜線領域Ｓはこの樹脂組成物層の好ましい範囲である。動的粘弾性率測定は（株）ユー・ビー・エム社製型式Ｒｈｅｏｓｏｌ−Ｇ３０００を用いて測定した曲線であり、動的粘弾性率曲線の上限は平均乾燥温度１００℃で１０分、同じく下限の曲線は平均乾燥温度１００℃で４分間処理した樹脂組成物層の物性を示している。実験的にこの曲線に挟まれる領域で、かつ溶融粘度１０万Ｐｏｉｓｅ以下及び温度１４０℃以下の領域が本願発明の実施に好ましく用いられる樹脂組成物層の物性をあらわしている。溶融粘度１０万Ｐｏｉｓｅ以上では樹脂組成物層が硬くなり本願発明の接着フィルムの真空積層を実施した場合回路基板上のパターンへの該樹脂組成物層の埋め込み性が悪い上に密着性が劣る。温度１４０℃を超える温度で製造すると支持ベースフィルムと樹脂組成物の熱膨張率の差により真空積層後しわが発生しやすく好ましくない。
【０００８】
本願明細書添付図面、図１に示した動的粘弾性率測定は昇温速度５℃／分で測定されたが、昇温速度が異なると曲線の形状も異なってくる。接着フィルム製造例１で得られた樹脂組成物層について異なる昇温速度で測定した動的粘弾性率測定曲線を図２に示した。したがって、該樹脂組成物層の好ましい物性の範囲は測定条件を一定にして動的粘弾性率測定曲線を測定しなくてはならない。
【０００９】
本願発明請求項１乃至２に用いられる支持ベースフィルムは、３乃至２０μｍ厚の金属箔にガラス転移点２００℃以上、３乃至３０μｍ厚の耐熱フィルム層を備えた金属箔付き耐熱フィルムである。銅箔、アルミニウム箔の如き金属箔に、ポリイミド等の耐熱樹脂ワニスを塗工、乾燥、熱硬化させたキャストタイプや、熱可塑性のポリイミド、液晶ポリマー等の耐熱フィルムに銅箔、アルミニウム箔の如きを金属箔貼り合わせたラミネートタイプ、さらにはポリイミド、液晶ポリマー等の耐熱フィルム上に、銅などの金属層を蒸着、スパッタリング等で形成さらにメッキを施したスパッタタイプなどが挙げられる。また、金属箔は耐熱フィルム層反対面に保護フィルム、キャリアー箔等を保持した構造のものであってもよい。具体的には、三井化学（株）製ネオフレックスやエッチャーフレックス、宇部興産（株）製ユピセル、（株）クラレ製液晶ポリマーフィルムを使用したもの等、市販のものが使用できる。耐熱フィルム層は、ガラス転移点が２００℃以上のものであれば、特に限定されるものでは無い。ガラス転移点が２００℃未満であると、半田耐熱性に劣り本願発明には使用困難である。また、耐熱フィルムと金属箔の間に接着剤を介する構造のものであってもよいが、２層タイプの方が性能的に好ましい。厚みに関しては、金属箔層が３μｍ未満であるとその後の基板製造工程中に消失される恐れがあるし、２０μｍを超えるとファインパターンの形成に不向きとなる。一方、耐熱フィルム層は３μｍ未満であるとその機械的強度向上の効果が薄れるし、３０μｍを超えるとコスト高の上、絶縁層部分が厚くなり過ぎ、後のビア形成の微細化が困難となりファインパターンに適さなくなる。
【００１０】
本願発明請求項３に用いられる剥離可能な支持ベースフィルムとしては、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、さらには離型紙やアルミニウム箔の如き金属箔などが挙げられる。支持ベースフィルムの厚みとしては１０〜１５０μｍが一般的である。なお、支持フィルムにはマッド処理、コロナ処理の他、離型処理を施してあってもよい。
【００１１】
該樹脂組成物と支持ベースフィルムとからなる本発明に用いる接着フィルムは、所定の有機溶剤に溶解した該樹脂組成物ワニスを支持ベースフィルム上に塗布後、加熱及び／又は熱風吹き付けにより溶剤を乾燥させて公知慣用の方法で作製することができる。その後、そのまま又は樹脂組成物層の表面に離形フィルムをさらに積層し、ロール状に巻きとって貯蔵される。この時、樹脂組成物層の面積としては支持ベースフィルムと同じか又は支持ベースフィルム上に樹脂未塗工部分を有する小さい面積とすることができる。
【００１２】
次に該接着フィルムをパターン加工された回路基板上に真空積層する方法であるが、簡便には市販の真空ラミネーターを使用して行える。例えば、ニチゴー・モートン（株）製バキュームアップリケーター、（株）名機製作所製真空加圧式ラミネーター、日立テクノエンジニアリング（株）製ロール式ドライコータ等市販の真空積層機を使用することができる。ラミネート時の樹脂流れが内層回路の導体厚以上である条件でラミネートすることにより、内層回路パターンの被覆が良好に行われる。
【００１３】
真空積層後、支持ベースフィルムが金属箔付き耐熱フィルムであるものの場合には、そのまま熱硬化させ一体化し多層プリント配線板を製造することができる。また、支持ベースフィルムがそれ以外の該樹脂組成物から剥離可能なものである場合には、真空積層後、該支持ベースフィルムを剥離した後、該樹脂組成物の面積よりも大きく、３乃至２０μｍ厚の金属箔にガラス転移点２００℃以上、３乃至３０μｍ厚の耐熱フィルム層を備えた金属箔付き耐熱フィルムのフィルム面を該樹脂組成物上に配して加熱、加圧積層することにより前記本発明と同じ構成の回路基板を製造することができる。本積層においては、ほぼ平滑な樹脂表面上への金属箔付き耐熱フィルムの積層であるので、常態又は減圧下のロール方式連続ラミネートであっても、本発明の工程同様の真空ラミネートであっても良い。その後、同様に該回路基板を熱硬化させ一体化し多層プリント配線板を製造することができる。熱硬化の条件は樹脂によって異なるが１００〜２００℃で１０〜９０分の範囲で選択される。
【００１４】
本発明の方法に従って積層回路基板を得た後、所定のスルーホール及び／又はビアホール部にレーザー及び／又はドリルによる穴開けを行い、必要に応じて穴内を乾式及び／又は湿式法によりクリーニングした後、蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の乾式メッキ及び／又は無電解、電解メッキ等の湿式メッキにより導体層を形成する。その時、導体層とは逆パターンのメッキレジストを形成し、セミアディティブ法等で導体層を形成してもよい。
【００１５】
【実施例】
以下実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１６】
【接着フィルム製造例１】液状ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ（株）製エピコート８２８ＥＬ）２０部、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（東都化成（株）製ＹＤＢー５００）２０部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２１５、軟化点７８℃、大日本インキ化学（株）製エピクロンＮー６７３）２０部、末端エポキシ化ポリブタジエンゴム（ナガセ化成工業（株）製デナレックスＲ−４５ＥＰＴ）１５部とをＭＥＫに攪拌しながら加熱溶解させ、そこへ臭素化フェノキシ樹脂ワニス（不揮発分４０重量％、臭素含有量２５重量％、溶剤組成、キシレン：メトキシプロパノール：メチルエチルケトン＝５：２：８、東都化成（株）製ＹＰＢー４０ーＰＸＭ４０）５０部、エポキシ硬化剤として２、４ージアミノー６ー（２ーメチルー１ーイミダゾリルエチル）ー１、３、５ートリアジン・イソシアヌル酸付加物４部、さらに微粉砕シリカ２部、三酸化アンチモン４部、炭酸カルシウム５部を添加し樹脂組成物ワニスを作製した。そのワニスを厚さ１２μｍ銅箔／ポリイミド層２５μｍの（株）宇部興産製ユピセルのポリイミド層上に、乾燥後の樹脂厚みが７０μｍとなるようにダイコーターにて塗布、８０〜１２０℃（平均１００℃）で乾燥した後、幅５０７ｍｍにスリットしロール状接着フィルムを得た。その後、５０７ｘ３３６ｍｍサイズのシート状にした。
上記により得られた接着フィルムの樹脂組成物層の動的粘弾性率測定は（株）ユー・ビー・エム社製型式Ｒｈｅｏｓｏｌ−Ｇ３０００を用いて測定した。図１は動的粘弾性率曲線の上限は平均乾燥温度１００℃で１０分、同じく下限の曲線は平均乾燥温度１００℃で４分間処理した樹脂組成物の物性を示している。図２は昇温速度を５℃／分、１０℃／分及び２０℃／分にした時の動的粘弾性率測定曲線である。
【００１７】
【接着フィルム製造例２】接着フィルム製造例１の銅箔箔付ポリイミドフィルムを厚さ５μｍ銅箔／ポリイミド層２５μｍの三井化学（株）製エッチャーフレックスに変更する以外は全く同様にしてシート状接着フィルムを得た。
【００１８】
【比較接着フィルム製造例１】接着フィルム製造例１の銅箔箔付ポリイミドフィルムを厚さ３８μｍのポリエチレンテレフタレートに変更する以外は全く同様にしてシート状接着フィルムを得た。
【００１９】
【比較実施例１】パターン加工された厚さ０．２ｍｍ、サイズ５１０ｘ３４０ｍｍのガラスエポキシ内層回路基板に（導体厚３５μｍ）、比較製造例１で得られたシート状接着フィルムを基板両面に枚葉した。次に（株）名機製作所製真空プレス機ＭＶＬＰにより、真空度１ミリバール、温度１００℃、圧力６ｋｇ／ｃｍ２、１５秒プレスで両面同時にラミネートした。その後、支持ベースフィルムを剥離し、積層回路板を１７０℃で３０分熱硬化させ４層板を得た。その４層板のユニバーサル硬度計（ＦＩＳＣＨＥＲＳＣＯＰＥ Ｈ１００）から求められた弾性率は、室温で５．０ＧＰａ、１５０℃で３．５ＧＰａであった。
【００２０】
【実施例１】比較実施例１と同様に、パターン加工された厚さ０．２ｍｍ、サイズ５１０ｘ３４０ｍｍのガラスエポキシ内層回路基板に（導体厚３５μｍ）、製造例１で得られたシート状接着フィルムを基板両面に枚葉した。次に（株）名機製作所製真空プレス機ＭＶＬＰにより、真空度１ミリバール、温度１００℃、圧力６ｋｇ／ｃｍ２、１５秒プレスで両面同時にラミネートした。その後、積層回路板を１２０℃で３０分、さらに１７０℃で３０分熱硬化させ４層板を得た。その４層板について銅箔エッチアウト後のユニバーサル硬度計から求められた弾性率は、室温で６．０ＧＰａ、１５０℃で４．５ＧＰａであった。
【００２１】
【実施例２】比較実施例１と同様に、パターン加工された厚さ０．２ｍｍ、サイズ５１０ｘ３４０ｍｍのガラスエポキシ内層回路基板に（導体厚３５μｍ）、製造例２で得られたシート状接着フィルムを基板両面に枚葉した。次に（株）名機製作所製真空プレス機ＭＶＬＰにより、真空度１ミリバール、温度１００℃、圧力６ｋｇ／ｃｍ２、１５秒プレスで両面同時にラミネートした。その後、積層回路板を１２０℃で３０分、さらに１７０℃で３０分熱硬化させ４層板を得た。その４層板について銅箔エッチアウト後のユニバーサル硬度計から求められた弾性率は、室温で７．２ＧＰａ、１５０℃で５．４ＧＰａであった。
【００２２】
実施例１乃至２の結果から明らかなように、本発明の方法に従えば、ビルドアップ方式により簡便に機械的強度に優れた多層プリント配線板を製造することが可能である。
【００２３】
【比較例２】
接着フィルム製造例１により得られた樹脂組成物層を平均乾燥温度１００℃で２分、乾燥した樹脂組成物層の動的粘弾性率測定曲線を図３に示した。明らかに図１で示された斜線領域Ｓの外側である。この樹脂組成物層を支持ベースフィルム上に形成した接着フィルムはラミネート工程は実施できたものの、次の熱硬化工程で樹脂ダレが発生し、このために樹脂組成物層に層厚が不均一となったため本発明の目的には使用できなかった。
【００２４】
【比較例３】
接着フィルム製造例１により得られた樹脂組成物層を平均乾燥温度１００℃で１５分、乾燥した樹脂組成物層の動的粘弾性率測定曲線を図３に示した。明らかに図１で示された斜線領域Ｓの外側で高粘度側にシフトした。この樹脂組成物層を支持ベースフィルム上にラミネートした接着フィルムの製造した。この接着フィルムの樹脂組成物層を回路基板のパターン部分に積層することを試みたがボイドなく真空積層できる条件を見出すことができなかった。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の方法に従うと、ビルドアップ方式により簡便に機械的特性に優れた多層プリント配線板を製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】動的粘弾性率測定を示し，（株）ユー・ビー・エム社製型式Ｒｈｅｏｓｏｌ−Ｇ３０００を用いて測定した曲線であり、動的粘弾性率の上限の曲線（１）の平均乾燥温度１００℃で１０分、同じく下限の曲線（２）は平均乾燥温度１００℃で４分間処理した樹脂組成物の物性を示している。測定条件は昇温速度は５℃／分、開始温度６０℃、測定温度間隔２．５℃、振動１Ｈｚ／ｄｅｇである。
【図２】動的粘弾性率測定を示し，（株）ユー・ビー・エム社製型式Ｒｈｅｏｓｏｌ−Ｇ３０００を用いて測定した曲線であり、接着フィルム製造例１により得られた樹脂組成物層を平均乾燥温度１００℃で５分間処理した樹脂組成物の物性を示している。昇温速度は５℃／分（曲線ＩＩＩ）、１０℃（曲線ＩＩ）及び２０℃（曲線Ｉ）である。測定条件は開始温度６０℃、測定温度間隔２．５℃、振動１Ｈｚ／ｄｅｇである。
【図３】動的粘弾性率測定を示し，（株）ユー・ビー・エム社製型式Ｒｈｅｏｓｏｌ−Ｇ３０００を用いて測定した曲線であり、接着フィルム製造例１により得られた樹脂組成物層を平均乾燥温度１００℃で２分（曲線Ａ）、８分（曲線Ｂ）及び１５分間（曲線Ｃ）で処理した樹脂組成物の物性を示している。測定条件は昇温速度は５℃／分、開始温度６０℃、測定温度間隔２．５℃、振動１Ｈｚ／ｄｅｇである。

Claims (3)

1. 支持ベースフィルムとその表面に積層され、該支持ベースフィルムと同じか又は小さい面積を有し、かつ温度と溶融粘度との関係で添付図面、図１の斜線領域Ｓの物性を有する熱流動性、常温固形の熱硬化性樹脂組成物層からなる接着フィルムにおいて、支持ベースフィルムが３乃至２０μｍ厚の金属箔にガラス転移点２００℃以上、３乃至３０μｍ厚の耐熱フィルム層を備えた金属箔付き耐熱フィルムであり、耐熱フィルム面に該樹脂組成物層が形成された構造であることを特徴とする層間絶縁用接着フィルム。
2. 請求項１記載の層間絶縁用接着フィルムの該樹脂組成物層を、パターン加工された回路基板上の片面又は両面上に、加熱、加圧条件下真空積層した後、熱硬化させ一体化したことを特徴とする多層プリント配線板の製造法。
3. １）支持ベースフィルムとその剥離可能な表面に積層され、該支持ベースフィルムと同じか又は小さい面積を有し、かつ温度と溶融粘度との関係で添付図面、図１の斜線領域Ｓの物性を有する熱流動性、常温固形の熱硬化性樹脂組成物層からなる接着フィルムの該樹脂組成物層を、パターン加工された回路基板上の片面又は両面上に、少なくとも該パターン加工部分を該樹脂組成物層で直接覆い重ねた後、加熱、加圧し真空積層する工程、
   ２）該回路基板の支持ベースフィルムを剥離した後、該樹脂組成物の面積よりも大きく、３乃至２０μｍ厚の金属箔にガラス転移点２００℃以上、３乃至３０μｍ厚の耐熱フィルム層を備えた金属箔付き耐熱フィルムのフィルム面を該樹脂組成物上に加熱、加圧し積層する工程、
   ３）該回路基板を熱硬化させ一体化する工程を有することを特徴とする多層プリント配線板の製造法。

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