JP2004319926A - 回路基板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】微細な導電回路を有するフレキシブ多層回路基板を効率的に、かつ安価に形成する方法および形成された多層回路基板を提供する。
【解決手段】ビアホール部を有する絶縁性樹脂からなる回路基板の製造方法であって、表面に導電性ペースト被着部と導電性ペースト反発部が形成されてなる基板表面に導電性ペーストを付着することにより基板表面に回路部を形成する工程、該回路部形成面上に絶縁性樹脂層および樹脂フィルムを積層する工程、該絶縁性樹脂層および樹脂フィルムの所望の位置に穴あけ部を形成する工程、該穴あけ部にビアホール用導電性ペーストを充填、硬化する工程、該樹脂フィルムおよび基板を除去する工程を具備することを特徴とする回路基板の製造方法。
【選択図】図１
【解決手段】ビアホール部を有する絶縁性樹脂からなる回路基板の製造方法であって、表面に導電性ペースト被着部と導電性ペースト反発部が形成されてなる基板表面に導電性ペーストを付着することにより基板表面に回路部を形成する工程、該回路部形成面上に絶縁性樹脂層および樹脂フィルムを積層する工程、該絶縁性樹脂層および樹脂フィルムの所望の位置に穴あけ部を形成する工程、該穴あけ部にビアホール用導電性ペーストを充填、硬化する工程、該樹脂フィルムおよび基板を除去する工程を具備することを特徴とする回路基板の製造方法。
【選択図】図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器に使用される回路基板およびその製造方法に関するものであり、特に高密度配線を必要とするフレキシブル多層回路基板およびモジュール多層回路基板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多層回路基板は、絶縁基板に銅箔が接着された銅張り積層板の銅箔上にフォトレジストを塗布あるいはラミネートし、露光、現像、エッチングを行うことにより導電回路を形成した両面回路基板をプリプレグと称する半硬化の樹脂シートを間に介して積層することにより製造されていた。しかしながら本製造方法では、層間接続用の貫通穴をドリル穴あけとスルーホールメッキにより行っているため微小径の穴あけが出来ないこと、更に層間の非貫通穴を形成する工程が煩雑となり、近年の電子機器の軽薄短小化に伴う多層回路基板の工程短縮および高密度化の対応には限界があった。この問題解決のためにビルドアップ基板といわれる多層回路基板が実用化されている。本基板は両面回路基板の両面に絶縁層を全面にわたり塗布硬化する工程、炭酸ガスレーザー等のレーザー光により所望の位置に穴あけする工程、穴内のクリーニングを行う工程、全面に無電解銅メッキおよび電解銅メッキを行う工程、メッキ上にフォトレジスト膜を形成する工程、フォトレジストの露光、現像を行い、銅メッキ層をエッチング、フォトレジストの剥離をする工程を必要回数繰り返すことにより製造されている。
【０００３】
しかしながら本製造方法は、１）工程が長く歩留りが低い。２）使用する設備、冶工具の種類が多く製造するに多大な費用がかかる上に、製造期間が長くかかる。３）各工程から廃液が発生し、環境上の問題がある。等の問題を有している。この生産性と高密度化の問題に対し特開平８−１８２３８号、特開２０００−２００９７６号に見られるように半硬化状態のプリプレグあるいは熱可塑性樹脂シートにレーザー等を用いて貫通穴を形成し導電性ペーストを充填あるいは塗布、乾燥して基板（１）を形成した後、銅箔を両面に配して加熱加圧して基板（２）を形成する。
【０００４】
この銅箔をエッチングして配線回路を形成しさらに基板（１）と基板（２）を交互に積層して加熱加圧により多層積層板を製造する方法が提案されている。しかしながらこの製造方法では、基板（２）の銅箔をエッチングにより配線回路を形成するため配線回路の微細化に限界があること、および基板（２）をエッチングする上で基板（２）に剛性が必要であり必然的に板厚が厚くなる。また板厚を薄くすると寸法精度が低下する。このように微細な配線回路の形成、高密度の多層基板の板厚と寸法精度の両立など高密度回路基板として使用する場合に問題を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、微細な導電回路を有するフレキシブ多層回路基板を効率的に、かつ安価に形成する方法および形成された多層回路基板を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ビアホール部を有する絶縁性樹脂からなる回路基板の製造方法であって、表面にペースト被着部とペースト反発部が形成されてなる基板表面に導電性ペーストにより回路部を形成する工程、該回路部形成面上に絶縁性樹脂層および樹脂フィルムを積層する工程、該絶縁性樹脂層および樹脂フィルムの所望の位置に穴あけ部を形成する工程、該穴あけ部にビアホール用導電性ペーストを充填、乾燥する工程、該樹脂フィルムおよび基板を除去し単層回路基板を得る工程を含む単層回路基板の製造方法、さらには得られた所望の単層回路基板を２以上積み重ねて加熱加圧下で積層する工程を含む製造方法により得られた多層回路基板および多層回路基板の製造方法に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる基板（以下マスター板という）としては、特に限定はないが、表面にペースト被着部とペースト反発部を有しており、好ましくはペースト被着性を有する面上に感光性とペースト反発性を有する樹脂膜が形成されている基板であって該樹脂膜をフォトマスクを介して、或いは直接描画することにより光により硬化させた後に、現像し未露光部の樹脂膜を除去してペースト被着部を形成した基板、或いは該樹脂膜をフォトマスクを介して、或いは直接描画して、光により分解し、現像にて露光部の樹脂膜を除去しペースト被着部を形成した基板である。マスター板のベースはアルミ等の金属板あるいは剛性を有する樹脂板であることが後述する加工工程において作業性の面より好ましい。ここで光線とは赤外線、可視光、紫外線の波長領域の光およびレーザー光をいう。これらのマスター板としてはコダック社製プロフェッショナル ダイレクト イメージ サーマル プリンティングプレート／８３０、三菱化学社製ダイアモンドプレートＬＴ−１およびＬＴ−Ｇ、富士写真フィルム社製Ｂｒｉｌｌｉａ ＬＨ−ＰおよびＬＨ−Ｎ、コニカ社製コニカ サーマル プレート、旭化成社製旭化成サーマルプレート、東レ社製東レ水なし平版等が挙げられる。
【０００８】
本マスター板に塗布される導電性ペーストとしては、マスター板のペースト反発部に対し濡れ性を示さないものであれば、特に限定はないが、微細な配線回路を形成するために、使用される導電粒子は、平均径が１００ｎｍ以下１ｎｍ以上の金属粒子である事が好ましく、配線回路の導通抵抗を低下させる為に平均径が５０ｎｍ以下２ｎｍ以上であることが、さらに好ましい。金属粉としては、金、銀、酸化銀、銅、ニッケル、パラジュウム等が挙げられる。これらの金属粉は、有機樹脂、溶剤と混合、分散させることにより本ペーストを調整できる。有機樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリシアネート樹脂等が挙げられ、金属粉と有機樹脂の重量比が、７０：３０〜９９：１の範囲が好ましい。又、粘性調整剤、還元剤を加えても構わない。また、同様な粒径の金属粉を含有する導電性ペーストであるハリマ化成社製ＮＰＳ、藤倉化成社製ＸＡ−９０４５を使用しても構わない。
【０００９】
溶剤としては、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル系溶剤、ポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート系溶剤、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル系溶剤、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート系溶剤、アルコール系溶剤、炭化水素系溶剤が挙げられる。
【００１０】
本導電性ペーストのマスター板のペースト被着部への塗布、印刷方法は特に限定はないが通常、インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、ディップコート、スプレーコート、ロールコート、グラビアコート等の方法が用いられる。マスター板表面のペースト反発部の作用によりペースト被着部のみに導電性ペーストが形成される。
導電性ペーストは、印刷、塗布された後、マスター板とともに熱処理される。熱処理条件としては導電性ペーストに含まれる溶剤の種類により異なるが、通常、１００℃〜３００℃にて１０分〜１２０分行われる。
【００１１】
次に回路形成されたマスター板上に絶縁性樹脂層と樹脂フィルムが積層される。絶縁性樹脂層としては熱圧により接着し回路基板としての耐熱性を有するものならば特に限定ないが非熱可塑性ポリイミドフィルムの両面にガラス転移温度１２０℃〜３００℃の熱可塑性ポリイミドを積層したものが加工性と多層基板の信頼性の面より好ましい。非熱可塑性ポリイミドフィルムとしては、例えば東レデュポン社製カプトン、鐘淵化学工業社製アピカル、宇部興産社製ユーピレックス等が挙げられる。表面に形成される熱可塑性ポリイミドのガラス転移温度は１２０℃〜３００℃、好ましくは１５０℃〜２８０℃である。１２０℃以下では多層回路基板としての耐熱性に乏しく、部品のハンダ付け時に層間の剥離を生じ、３００℃以上では積層時の加熱温度が高くなりすぎて実用的でない。
【００１２】
この熱可塑性ポリイミドを構成するジアミンとしては例えば３，４’−オキシジアニリン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、ｍ−フェニレンジアミン、ｏ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−アミノベンジルアミン、ｐ−アミノベンジルアミン、ビス（３−アミノフェニル）スルフィド、（３−アミノフェニル）（４−アミノフェニル）スルフィド、ビス（４−アミノフェニル）スルフィド、ビス（３−アミノフェニル）スルホキシド、（３−アミノフェニル）（４−アミノフェニル）スルホキシド、ビス（３ーアミノフェニル）スルホン、（３−アミノフェニル）（４−アミノフェニル）スルホン、ビス（４−アミノフェニル）スルホン、３，４’−ジアミノベンゾフェノン、４，４’−ジアミノベンゾフェノン、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、３，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，３’−ジアミノジフェニルエーテル、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］メタン、ビス［４−（４−アミノフェニキシ）フェニル］メタン、１，１−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］エタン、１，１−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］エタン、１，２−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］エタン、１，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］エタン、２，２−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］ブタン、２，２−ビス［３−（３−アミノフェノキシ）フェニル］−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］ケトン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ケトン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルフィド、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルフィド、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホキシド、ビス［４−（アミノフェノキシ）フェニル］スルホキシド、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］エーテル、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］エーテル、１，４−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）ベンゾイル］ベンゼン、１，３−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）ベンゾイル］ベンゼン、４，４’−ビス［３−（４−アミノフェノキシ）ベンゾイル］ジフェニルエーテル、４，４’−ビス［３−（３−アミノフェノキシ）ベンゾイル］ジフェニルエーテル、４，４’−ビス［４−（４−アミノ−α，α−ジメチルベンジル）フェノキシ］ベンゾフェノン、４，４’−ビス［４−（４−アミノ−α，α−ジメチルベンジル）フェノキシ］ジフェニルスルホン、ビス［４−｛４−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ｝フェニル］スルホン、１，４−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）−α，α−ジメチルベンジル］ベンゼン、１，３−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）−α，α−ジメチルベンジル］ベンゼン、１，３−ビス（３−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−（２−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−（２−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（２−（２−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（２−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（２−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（３−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（３−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（３−（２−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（４−（２−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（２−（２−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（２−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（２−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，２−ビス（３−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，２−ビス（３−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，２−ビス（３−（２−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，２−ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，２−ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，２−ビス（４−（２−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，２−ビス（２−（２−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，２−ビス（２−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，２−ビス（２−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）−２−メチルベンゼン、１，３−ビス（３−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ）−４−メチルベンゼン、１，３−ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）−２−エチルベンゼン、１，３−ビス（３−（２−アミノフェノキシ）フェノキシ）−５−ｓｅｃ−ブチルベンゼン、１，３−ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）−２，５−ジメチルベンゼン、１，３−ビス（４−（２−アミノ−６−メチルフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（２−（２−アミノ−６−エチルフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（２−（３−アミノフェノキシ）−４−メチルフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（２−（４−アミノフェノキシ）−４−ｔｅｒｔ−ブチルフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（３−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）−２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、１，４−ビス（３−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ）−２，３−ジメチルベンゼン、１，４−ビス（３−（２−アミノ−３−プロピルフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，２−ビス（３−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）−４−メチルベンゼン、１，２−ビス（３−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ）−３−ｎ−ブチルベンゼン、１，２−ビス（３−（２−アミノ−３−プロピルフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ビフェニル等のジアミンが挙げられる。これらは単独でも２種以上組合せて使用することもできる。
【００１３】
使用するテトラカルボン酸二無水物としては、例えば３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、エチレンテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニルスルホン）二無水物、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、１，１−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、４，４’−（ｐ−フェニレンジオキシ）ジフタル酸二無水物、４，４’−（ｍ−フェニレンジオキシ）ジフタル酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６，−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、１，２，７，８−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。これらは単独でも２種以上組合せて使用することもできる。
【００１４】
これらのジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物成分の反応モル比は０．７５〜１．２５の範囲であり、より好ましくは０．８〜１．２の範囲である。更にジアミン成分が１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼンおよび／または１，３−ビス（３−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼンが全ジアミン成分の５０ｍｏｌ％以上であり、テトラカルボン酸二無水物成分が３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物であるポリイミドは、ガラス転移温度が１５０〜２８０℃の範囲にあり、高温での変形、剥離が発生しないので特に好ましい。これらのジアミンとテトラカルボン酸二無水物を溶剤中にて反応させて得たポリアミド酸樹脂溶液あるいは更に脱水縮合反応させたポリイミド樹脂溶液が非熱可塑性ポリイミドフィルムの表面に塗布される。
【００１５】
使用する溶剤としてはポリアミド酸樹脂またはポリイミド樹脂が安定に存在し得る溶剤であれば特に限定しないが、例えばＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ，Ｎ‘，Ｎ’−テトラメチル尿素、Ｎ，Ｎ‘−ジメチルイミダソリジノン、ヘキサメチルホスホルアミド、クレゾール、塩化メチレン等が挙げられ、これらは単独でも２種以上で使用しても良い。また更にトルエン、キシレン等の芳香族溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、アルコール系溶剤、脂肪族炭化水素系溶剤等の溶剤を混合系にて使用しても構わない。
【００１６】
溶剤の使用量は、通常ポリイミド樹脂１００重量部に対し８０〜２００重量部である。なお、ポリアミド酸樹脂の場合には、次乾燥工程にて脱水縮合してポリイミド被膜となる。形成の方法は特に限定しないが通常ロールコート法、ダイコート法、キスコート法、グラビアコート法、コンマコート法等により行われる。塗布後に２００℃〜３００℃にて１０分〜１２０分の熱処理を行い、絶縁性樹脂層を得る。絶縁性樹脂層の厚みは、特に限定しないが通常、１から１０μｍが好ましい。
【００１７】
樹脂フィルムは、絶縁性樹脂層を導電性ペーストにより回路形成された基板と熱圧する場合に絶縁性樹脂層の裏面を保護すると共に穴埋用導電性ペーストを塗布する際の保護の為に使用される。したがって樹脂フィルムは絶縁性樹脂層に加熱加圧により積層した後の穴あけ、穴埋用導電性ペーストの充填硬化の加工に耐えられる接着性を有し、また容易に剥離できることが要求される。このような要求を満足する樹脂フィルムは、絶縁性樹脂層に使用される熱可塑性ポリイミドのガラス転移温度以上のガラス転移温度を有する樹脂フィルムであることが好ましい。厚みは、特に限定しないが通常８から５０μｍがフィルム強度とコストの面より好ましい。
【００１８】
このような樹脂フィルムとしては例えば東レデュポン社製カプトン、鐘淵化学工業社製アピカル、宇部興産社製ユーピレックスの如き非熱可塑性ポリイミドフィルム、クラレ社製ベクスター、ジャパンゴアテックス社製バイアック等の液晶ポリマーフィルム、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン等のエンジニアリングプラスティックフィルム等が挙げられる。これらのフィルムは単独でも２種以上ラミネートされたものでも構わない。
【００１９】
導電性ペーストにより回路形成されたマスター基板上に絶縁性樹脂層を配し、ついで有機樹脂フィルムを配した後、加熱加圧し積層を行う。積層条件としては使用する絶縁性樹脂層により異なり積層温度は，絶縁性樹脂層のガラス転移温度以上、樹脂フィルムのガラス転移温度以下である事が好ましく、通常、温度１３５℃〜３２０℃、圧力１０ｋｇｆ／ｃｍ２〜１００ｋｇｆ／ｃｍ２にて５分〜１６０分の条件にて行われる。
次工程において積層体の樹脂フィルム側より所望の位置にレーザーを照射し、導電性ペースト上の絶縁性樹脂層および有機樹脂フィルムを除去し、穴あけを行う。使用するレーザーとしては炭酸ガスレーザー、ＵＶＹＡＧレーザー、エキシマレーザー等が用いられる。穴あけ後に穴内のクリーニングのため過マンガン酸処理、プラズマ処理等をしてもよい。
【００２０】
次に穴あけした穴内にビアホール用導電性ペーストを充填する。ペーストに使用される金属粉は、平均径が５０μｍ以下１ｎｍ以上、好ましくは１０μｍ以下２ｎｍ以上、更に好ましくは５μｍから０．１μｍの金属粉と５０ｎｍから２ｎｍの金属粉を混合使用する。金属としては、金、銀、酸化銀、銅、ニッケル、パラジュウム等が挙げられる。これらの金属粉は、有機樹脂、溶剤と混合、分散させることにより本ペーストを形成する。有機樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリシアネート樹脂、熱可塑性樹脂等が挙げられ、金属粉と有機樹脂の重量比は、７０：３０〜９９：１の範囲が好ましい。溶剤としては、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル系溶剤、ポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート系溶剤、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル系溶剤、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート系溶剤、アルコール系溶剤、炭化水素系溶剤が挙げられる。
【００２１】
本ペーストを１２０℃〜３００℃の温度にて１５〜１２０分硬化した後、マスター板および有機樹脂フィルムを物理的に剥離し、単層回路基板を得る。樹脂フィルムのガラス転移温度以下で積層することにより容易に絶縁性樹脂層より剥離することが出来る。樹脂フィルムを用いることによりビアホール用導電性ペーストの穴部周辺への滲み出しも無くかつビアホール用導電性ペーストをフィルムの厚み分、凸の形状に仕上げることが可能となり微細回路形成、層間接続の信頼性向上を実現することが出来る。このようにして得た各層に対応した単層回路基板を位置合わせして積層し加熱，加圧することにより多層回路基板を形成することが出来る。加熱加圧条件は、使用される絶縁性樹脂層の種類により異なるが、通常、１２０〜３００℃、１０〜１００ｋｇｆ／ｃｍ２、２０〜３００分の条件にて行われる。
なお、最外層は、部品のハンダ付け、ワイヤボンディング等の接続を行うパッド部を残して被覆するのが好ましい。その為に最外層に穴あけのみを行った絶縁性樹脂層を配する（図−２）。あるいは穴部にビアホール用導電性ペーストを充填硬化した絶縁性樹脂層を配して上記積層を行う（図−１）のが好ましい。該パッド部には必要に応じてニッケル、金、銅等のメッキをほどこしても構わない。
【００２２】
【実施例】
次に、本発明を実施例にて説明する。
【００２３】
（絶縁層（１）の作成）
攪拌機、窒素導入管を備えた容器にポリアミック酸の含有率が４０重量％となるように溶剤Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドを加え、これにジアミンとして１，３−ビス（３−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、ジアミンを１としたときのモル比で０．９９５の３，３‘、４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物をテトラカルボン酸二無水物として加え、６０℃において４時間攪拌し、ポリアミド酸樹脂溶液を得た。
非熱可塑性ポリイミドフィルムとして、２５μｍのポリイミドフィルム（鐘淵化学工業社製、商品名アピカルＡＨ）の両面に前記ポリアミド酸ワニスをロールコートし、２７０℃２０分加熱し乾燥させると共にイミド化を行い絶縁層（１）を得た。熱可塑性ポリイミドの膜厚は、回路接合面が５μｍ、裏面が２μｍであった。本熱可塑性ポリイミドのガラス転移温度は、１８０℃であった。ガラス転移温度は、ＪＩＳＣ６４８１に準拠し示差走査型熱量計により１０℃／ｍｉｎで昇温させた時の変化より求めた。
【００２４】
［実施例１］
本発明の回路基板の製造プロセスを図−１に示す。
マスター板としてペースト被着層の上にペースト反発層が積層された水なし平版（東レ社製、商品名ＨＧ２）を使用した。本マスター板のペースト反発層をフォトマスクを介して露光、現像することにより所望の回路パターンのペースト被着部を形成した（第１工程）。次に本マスター板上のペースト被着部に導電性ペーストをロールコートにより印刷した（第２工程）。使用した導電性ペーストは、平均粒径７ｎｍの銀粉９５重量部とフェノール樹脂（三井化学社製、商品名（商標名）ミレックスＸＬＣ）２．５重量部、エポキシ樹脂（日本化薬社製、商品名ＥＯＣＮ−４４００）２．５重量部、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート１００重量部を混合、分散することにより得られたものである。コート後、２２０℃で１時間加熱処理した。回路厚みは５μｍ、であった。
前述の回路形成したマスター板上に作成した絶縁層（１）および樹脂フィルムとしてガラス転移温度４００℃以上である２５μｍのポリイミドフィルム（鐘淵化学工業社製、商品名アピカルＡＨ）を重ね、２００℃、５０ｋｇｆ／ｃｍ２、２０分間熱圧した（第３工程）。
ついで樹脂フィルム面よりＵＶＹＡＧレーザーにより所定の位置に穴あけを行い（第４工程）、穴内へビアホール用導電性ペーストをブレードコート法により充填した（第５工程）。使用した導電性ペーストは、平均粒径７ｎｍの銀粉３０重量部、平均粒径２μの銀粉６０重量部とフェノール樹脂（三井化学社製、商品名（商標）ミレックスＸＬＣ）５重量部、エポキシ樹脂（日本化薬社製、商品名ＥＯＣＮ−４４００）５重量部、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート１００重量部を混合、分散することにより得られたものである。２００℃３０分熱処理を行った後、マスター板および樹脂フィルムを物理的に剥離除去し単層回路基板を得た（第６工程）。
所望の回路が形成された単層回路基板を３枚重ねさらに最下面にビアホール用導電性ペーストを充填、硬化したビアホールを有し熱可塑性ポリイミドが片面塗布された絶縁性樹脂層を配して（第７工程）、２８０℃５０ｋｇｆ／ｃｍ２、２０分間熱圧してフレキシブル多層基板を得た（第８工程）。得られた基板の最小導体幅は、２０μの設計値に対し２０士２μで仕上がっており、−６５℃と１５０℃の温度サイクル試験においても抵抗値の上昇はなかった。
【００２５】
［実施例２］
実施例−１と同様にしてマスター板上に導電性ペースト（ハリマ化成社製ＮＰＳ）により回路を形成し、絶縁層（１）、樹脂フィルムとしてポリエーテルイミドフィルム（ガラス転移温度２２０℃）を用いて単層回路基板を作成した。同様に所望の回路を形成した単層回路基板を２枚重ね、さらに最下面に熱可塑性ポリイミドを片面塗布したビアホールを有する絶縁性樹脂層を、最上面にビアホール用導電性ペーストを充填していないビアホールを有する単層回路基板を配して２１０℃５０ｋｇｆ／ｃｍ２、２０分間熱圧してフレキシブル多層基板を得た。得られた基板の最小導体幅は、１５μの設計値に対し１５士１．５μで仕上がっており、−６５℃と１５０℃の温度サイクル試験においても抵抗値の上昇はなかった。
【００２６】
【発明の効果】
本発明により微細な導体回路を有する多層回路基板を容易に形成する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例−１の多層回路基板の製造工程を示す図
【図２】実施例−２の多層回路基板の熱圧プレス工程を示す図
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器に使用される回路基板およびその製造方法に関するものであり、特に高密度配線を必要とするフレキシブル多層回路基板およびモジュール多層回路基板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多層回路基板は、絶縁基板に銅箔が接着された銅張り積層板の銅箔上にフォトレジストを塗布あるいはラミネートし、露光、現像、エッチングを行うことにより導電回路を形成した両面回路基板をプリプレグと称する半硬化の樹脂シートを間に介して積層することにより製造されていた。しかしながら本製造方法では、層間接続用の貫通穴をドリル穴あけとスルーホールメッキにより行っているため微小径の穴あけが出来ないこと、更に層間の非貫通穴を形成する工程が煩雑となり、近年の電子機器の軽薄短小化に伴う多層回路基板の工程短縮および高密度化の対応には限界があった。この問題解決のためにビルドアップ基板といわれる多層回路基板が実用化されている。本基板は両面回路基板の両面に絶縁層を全面にわたり塗布硬化する工程、炭酸ガスレーザー等のレーザー光により所望の位置に穴あけする工程、穴内のクリーニングを行う工程、全面に無電解銅メッキおよび電解銅メッキを行う工程、メッキ上にフォトレジスト膜を形成する工程、フォトレジストの露光、現像を行い、銅メッキ層をエッチング、フォトレジストの剥離をする工程を必要回数繰り返すことにより製造されている。
【０００３】
しかしながら本製造方法は、１）工程が長く歩留りが低い。２）使用する設備、冶工具の種類が多く製造するに多大な費用がかかる上に、製造期間が長くかかる。３）各工程から廃液が発生し、環境上の問題がある。等の問題を有している。この生産性と高密度化の問題に対し特開平８−１８２３８号、特開２０００−２００９７６号に見られるように半硬化状態のプリプレグあるいは熱可塑性樹脂シートにレーザー等を用いて貫通穴を形成し導電性ペーストを充填あるいは塗布、乾燥して基板（１）を形成した後、銅箔を両面に配して加熱加圧して基板（２）を形成する。
【０００４】
この銅箔をエッチングして配線回路を形成しさらに基板（１）と基板（２）を交互に積層して加熱加圧により多層積層板を製造する方法が提案されている。しかしながらこの製造方法では、基板（２）の銅箔をエッチングにより配線回路を形成するため配線回路の微細化に限界があること、および基板（２）をエッチングする上で基板（２）に剛性が必要であり必然的に板厚が厚くなる。また板厚を薄くすると寸法精度が低下する。このように微細な配線回路の形成、高密度の多層基板の板厚と寸法精度の両立など高密度回路基板として使用する場合に問題を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、微細な導電回路を有するフレキシブ多層回路基板を効率的に、かつ安価に形成する方法および形成された多層回路基板を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ビアホール部を有する絶縁性樹脂からなる回路基板の製造方法であって、表面にペースト被着部とペースト反発部が形成されてなる基板表面に導電性ペーストにより回路部を形成する工程、該回路部形成面上に絶縁性樹脂層および樹脂フィルムを積層する工程、該絶縁性樹脂層および樹脂フィルムの所望の位置に穴あけ部を形成する工程、該穴あけ部にビアホール用導電性ペーストを充填、乾燥する工程、該樹脂フィルムおよび基板を除去し単層回路基板を得る工程を含む単層回路基板の製造方法、さらには得られた所望の単層回路基板を２以上積み重ねて加熱加圧下で積層する工程を含む製造方法により得られた多層回路基板および多層回路基板の製造方法に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる基板（以下マスター板という）としては、特に限定はないが、表面にペースト被着部とペースト反発部を有しており、好ましくはペースト被着性を有する面上に感光性とペースト反発性を有する樹脂膜が形成されている基板であって該樹脂膜をフォトマスクを介して、或いは直接描画することにより光により硬化させた後に、現像し未露光部の樹脂膜を除去してペースト被着部を形成した基板、或いは該樹脂膜をフォトマスクを介して、或いは直接描画して、光により分解し、現像にて露光部の樹脂膜を除去しペースト被着部を形成した基板である。マスター板のベースはアルミ等の金属板あるいは剛性を有する樹脂板であることが後述する加工工程において作業性の面より好ましい。ここで光線とは赤外線、可視光、紫外線の波長領域の光およびレーザー光をいう。これらのマスター板としてはコダック社製プロフェッショナル ダイレクト イメージ サーマル プリンティングプレート／８３０、三菱化学社製ダイアモンドプレートＬＴ−１およびＬＴ−Ｇ、富士写真フィルム社製Ｂｒｉｌｌｉａ ＬＨ−ＰおよびＬＨ−Ｎ、コニカ社製コニカ サーマル プレート、旭化成社製旭化成サーマルプレート、東レ社製東レ水なし平版等が挙げられる。
【０００８】
本マスター板に塗布される導電性ペーストとしては、マスター板のペースト反発部に対し濡れ性を示さないものであれば、特に限定はないが、微細な配線回路を形成するために、使用される導電粒子は、平均径が１００ｎｍ以下１ｎｍ以上の金属粒子である事が好ましく、配線回路の導通抵抗を低下させる為に平均径が５０ｎｍ以下２ｎｍ以上であることが、さらに好ましい。金属粉としては、金、銀、酸化銀、銅、ニッケル、パラジュウム等が挙げられる。これらの金属粉は、有機樹脂、溶剤と混合、分散させることにより本ペーストを調整できる。有機樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリシアネート樹脂等が挙げられ、金属粉と有機樹脂の重量比が、７０：３０〜９９：１の範囲が好ましい。又、粘性調整剤、還元剤を加えても構わない。また、同様な粒径の金属粉を含有する導電性ペーストであるハリマ化成社製ＮＰＳ、藤倉化成社製ＸＡ−９０４５を使用しても構わない。
【０００９】
溶剤としては、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル系溶剤、ポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート系溶剤、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル系溶剤、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート系溶剤、アルコール系溶剤、炭化水素系溶剤が挙げられる。
【００１０】
本導電性ペーストのマスター板のペースト被着部への塗布、印刷方法は特に限定はないが通常、インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、ディップコート、スプレーコート、ロールコート、グラビアコート等の方法が用いられる。マスター板表面のペースト反発部の作用によりペースト被着部のみに導電性ペーストが形成される。
導電性ペーストは、印刷、塗布された後、マスター板とともに熱処理される。熱処理条件としては導電性ペーストに含まれる溶剤の種類により異なるが、通常、１００℃〜３００℃にて１０分〜１２０分行われる。
【００１１】
次に回路形成されたマスター板上に絶縁性樹脂層と樹脂フィルムが積層される。絶縁性樹脂層としては熱圧により接着し回路基板としての耐熱性を有するものならば特に限定ないが非熱可塑性ポリイミドフィルムの両面にガラス転移温度１２０℃〜３００℃の熱可塑性ポリイミドを積層したものが加工性と多層基板の信頼性の面より好ましい。非熱可塑性ポリイミドフィルムとしては、例えば東レデュポン社製カプトン、鐘淵化学工業社製アピカル、宇部興産社製ユーピレックス等が挙げられる。表面に形成される熱可塑性ポリイミドのガラス転移温度は１２０℃〜３００℃、好ましくは１５０℃〜２８０℃である。１２０℃以下では多層回路基板としての耐熱性に乏しく、部品のハンダ付け時に層間の剥離を生じ、３００℃以上では積層時の加熱温度が高くなりすぎて実用的でない。
【００１２】
この熱可塑性ポリイミドを構成するジアミンとしては例えば３，４’−オキシジアニリン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、ｍ−フェニレンジアミン、ｏ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−アミノベンジルアミン、ｐ−アミノベンジルアミン、ビス（３−アミノフェニル）スルフィド、（３−アミノフェニル）（４−アミノフェニル）スルフィド、ビス（４−アミノフェニル）スルフィド、ビス（３−アミノフェニル）スルホキシド、（３−アミノフェニル）（４−アミノフェニル）スルホキシド、ビス（３ーアミノフェニル）スルホン、（３−アミノフェニル）（４−アミノフェニル）スルホン、ビス（４−アミノフェニル）スルホン、３，４’−ジアミノベンゾフェノン、４，４’−ジアミノベンゾフェノン、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、３，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，３’−ジアミノジフェニルエーテル、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］メタン、ビス［４−（４−アミノフェニキシ）フェニル］メタン、１，１−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］エタン、１，１−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］エタン、１，２−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］エタン、１，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］エタン、２，２−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］ブタン、２，２−ビス［３−（３−アミノフェノキシ）フェニル］−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］ケトン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ケトン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルフィド、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルフィド、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホキシド、ビス［４−（アミノフェノキシ）フェニル］スルホキシド、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］エーテル、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］エーテル、１，４−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）ベンゾイル］ベンゼン、１，３−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）ベンゾイル］ベンゼン、４，４’−ビス［３−（４−アミノフェノキシ）ベンゾイル］ジフェニルエーテル、４，４’−ビス［３−（３−アミノフェノキシ）ベンゾイル］ジフェニルエーテル、４，４’−ビス［４−（４−アミノ−α，α−ジメチルベンジル）フェノキシ］ベンゾフェノン、４，４’−ビス［４−（４−アミノ−α，α−ジメチルベンジル）フェノキシ］ジフェニルスルホン、ビス［４−｛４−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ｝フェニル］スルホン、１，４−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）−α，α−ジメチルベンジル］ベンゼン、１，３−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）−α，α−ジメチルベンジル］ベンゼン、１，３−ビス（３−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−（２−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−（２−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（２−（２−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（２−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（２−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（３−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（３−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（３−（２−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（４−（２−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（２−（２−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（２−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（２−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，２−ビス（３−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，２−ビス（３−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，２−ビス（３−（２−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，２−ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，２−ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，２−ビス（４−（２−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，２−ビス（２−（２−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，２−ビス（２−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，２−ビス（２−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）−２−メチルベンゼン、１，３−ビス（３−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ）−４−メチルベンゼン、１，３−ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）−２−エチルベンゼン、１，３−ビス（３−（２−アミノフェノキシ）フェノキシ）−５−ｓｅｃ−ブチルベンゼン、１，３−ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）−２，５−ジメチルベンゼン、１，３−ビス（４−（２−アミノ−６−メチルフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（２−（２−アミノ−６−エチルフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（２−（３−アミノフェノキシ）−４−メチルフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（２−（４−アミノフェノキシ）−４−ｔｅｒｔ−ブチルフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（３−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）−２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、１，４−ビス（３−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ）−２，３−ジメチルベンゼン、１，４−ビス（３−（２−アミノ−３−プロピルフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、１，２−ビス（３−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）−４−メチルベンゼン、１，２−ビス（３−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ）−３−ｎ−ブチルベンゼン、１，２−ビス（３−（２−アミノ−３−プロピルフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ビフェニル等のジアミンが挙げられる。これらは単独でも２種以上組合せて使用することもできる。
【００１３】
使用するテトラカルボン酸二無水物としては、例えば３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、エチレンテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニルスルホン）二無水物、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、１，１−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、４，４’−（ｐ−フェニレンジオキシ）ジフタル酸二無水物、４，４’−（ｍ−フェニレンジオキシ）ジフタル酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６，−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、１，２，７，８−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。これらは単独でも２種以上組合せて使用することもできる。
【００１４】
これらのジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物成分の反応モル比は０．７５〜１．２５の範囲であり、より好ましくは０．８〜１．２の範囲である。更にジアミン成分が１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼンおよび／または１，３−ビス（３−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼンが全ジアミン成分の５０ｍｏｌ％以上であり、テトラカルボン酸二無水物成分が３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物であるポリイミドは、ガラス転移温度が１５０〜２８０℃の範囲にあり、高温での変形、剥離が発生しないので特に好ましい。これらのジアミンとテトラカルボン酸二無水物を溶剤中にて反応させて得たポリアミド酸樹脂溶液あるいは更に脱水縮合反応させたポリイミド樹脂溶液が非熱可塑性ポリイミドフィルムの表面に塗布される。
【００１５】
使用する溶剤としてはポリアミド酸樹脂またはポリイミド樹脂が安定に存在し得る溶剤であれば特に限定しないが、例えばＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ，Ｎ‘，Ｎ’−テトラメチル尿素、Ｎ，Ｎ‘−ジメチルイミダソリジノン、ヘキサメチルホスホルアミド、クレゾール、塩化メチレン等が挙げられ、これらは単独でも２種以上で使用しても良い。また更にトルエン、キシレン等の芳香族溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、アルコール系溶剤、脂肪族炭化水素系溶剤等の溶剤を混合系にて使用しても構わない。
【００１６】
溶剤の使用量は、通常ポリイミド樹脂１００重量部に対し８０〜２００重量部である。なお、ポリアミド酸樹脂の場合には、次乾燥工程にて脱水縮合してポリイミド被膜となる。形成の方法は特に限定しないが通常ロールコート法、ダイコート法、キスコート法、グラビアコート法、コンマコート法等により行われる。塗布後に２００℃〜３００℃にて１０分〜１２０分の熱処理を行い、絶縁性樹脂層を得る。絶縁性樹脂層の厚みは、特に限定しないが通常、１から１０μｍが好ましい。
【００１７】
樹脂フィルムは、絶縁性樹脂層を導電性ペーストにより回路形成された基板と熱圧する場合に絶縁性樹脂層の裏面を保護すると共に穴埋用導電性ペーストを塗布する際の保護の為に使用される。したがって樹脂フィルムは絶縁性樹脂層に加熱加圧により積層した後の穴あけ、穴埋用導電性ペーストの充填硬化の加工に耐えられる接着性を有し、また容易に剥離できることが要求される。このような要求を満足する樹脂フィルムは、絶縁性樹脂層に使用される熱可塑性ポリイミドのガラス転移温度以上のガラス転移温度を有する樹脂フィルムであることが好ましい。厚みは、特に限定しないが通常８から５０μｍがフィルム強度とコストの面より好ましい。
【００１８】
このような樹脂フィルムとしては例えば東レデュポン社製カプトン、鐘淵化学工業社製アピカル、宇部興産社製ユーピレックスの如き非熱可塑性ポリイミドフィルム、クラレ社製ベクスター、ジャパンゴアテックス社製バイアック等の液晶ポリマーフィルム、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン等のエンジニアリングプラスティックフィルム等が挙げられる。これらのフィルムは単独でも２種以上ラミネートされたものでも構わない。
【００１９】
導電性ペーストにより回路形成されたマスター基板上に絶縁性樹脂層を配し、ついで有機樹脂フィルムを配した後、加熱加圧し積層を行う。積層条件としては使用する絶縁性樹脂層により異なり積層温度は，絶縁性樹脂層のガラス転移温度以上、樹脂フィルムのガラス転移温度以下である事が好ましく、通常、温度１３５℃〜３２０℃、圧力１０ｋｇｆ／ｃｍ２〜１００ｋｇｆ／ｃｍ２にて５分〜１６０分の条件にて行われる。
次工程において積層体の樹脂フィルム側より所望の位置にレーザーを照射し、導電性ペースト上の絶縁性樹脂層および有機樹脂フィルムを除去し、穴あけを行う。使用するレーザーとしては炭酸ガスレーザー、ＵＶＹＡＧレーザー、エキシマレーザー等が用いられる。穴あけ後に穴内のクリーニングのため過マンガン酸処理、プラズマ処理等をしてもよい。
【００２０】
次に穴あけした穴内にビアホール用導電性ペーストを充填する。ペーストに使用される金属粉は、平均径が５０μｍ以下１ｎｍ以上、好ましくは１０μｍ以下２ｎｍ以上、更に好ましくは５μｍから０．１μｍの金属粉と５０ｎｍから２ｎｍの金属粉を混合使用する。金属としては、金、銀、酸化銀、銅、ニッケル、パラジュウム等が挙げられる。これらの金属粉は、有機樹脂、溶剤と混合、分散させることにより本ペーストを形成する。有機樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリシアネート樹脂、熱可塑性樹脂等が挙げられ、金属粉と有機樹脂の重量比は、７０：３０〜９９：１の範囲が好ましい。溶剤としては、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル系溶剤、ポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート系溶剤、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル系溶剤、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート系溶剤、アルコール系溶剤、炭化水素系溶剤が挙げられる。
【００２１】
本ペーストを１２０℃〜３００℃の温度にて１５〜１２０分硬化した後、マスター板および有機樹脂フィルムを物理的に剥離し、単層回路基板を得る。樹脂フィルムのガラス転移温度以下で積層することにより容易に絶縁性樹脂層より剥離することが出来る。樹脂フィルムを用いることによりビアホール用導電性ペーストの穴部周辺への滲み出しも無くかつビアホール用導電性ペーストをフィルムの厚み分、凸の形状に仕上げることが可能となり微細回路形成、層間接続の信頼性向上を実現することが出来る。このようにして得た各層に対応した単層回路基板を位置合わせして積層し加熱，加圧することにより多層回路基板を形成することが出来る。加熱加圧条件は、使用される絶縁性樹脂層の種類により異なるが、通常、１２０〜３００℃、１０〜１００ｋｇｆ／ｃｍ２、２０〜３００分の条件にて行われる。
なお、最外層は、部品のハンダ付け、ワイヤボンディング等の接続を行うパッド部を残して被覆するのが好ましい。その為に最外層に穴あけのみを行った絶縁性樹脂層を配する（図−２）。あるいは穴部にビアホール用導電性ペーストを充填硬化した絶縁性樹脂層を配して上記積層を行う（図−１）のが好ましい。該パッド部には必要に応じてニッケル、金、銅等のメッキをほどこしても構わない。
【００２２】
【実施例】
次に、本発明を実施例にて説明する。
【００２３】
（絶縁層（１）の作成）
攪拌機、窒素導入管を備えた容器にポリアミック酸の含有率が４０重量％となるように溶剤Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドを加え、これにジアミンとして１，３−ビス（３−（３−アミノフェノキシ）フェノキシ）ベンゼン、ジアミンを１としたときのモル比で０．９９５の３，３‘、４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物をテトラカルボン酸二無水物として加え、６０℃において４時間攪拌し、ポリアミド酸樹脂溶液を得た。
非熱可塑性ポリイミドフィルムとして、２５μｍのポリイミドフィルム（鐘淵化学工業社製、商品名アピカルＡＨ）の両面に前記ポリアミド酸ワニスをロールコートし、２７０℃２０分加熱し乾燥させると共にイミド化を行い絶縁層（１）を得た。熱可塑性ポリイミドの膜厚は、回路接合面が５μｍ、裏面が２μｍであった。本熱可塑性ポリイミドのガラス転移温度は、１８０℃であった。ガラス転移温度は、ＪＩＳＣ６４８１に準拠し示差走査型熱量計により１０℃／ｍｉｎで昇温させた時の変化より求めた。
【００２４】
［実施例１］
本発明の回路基板の製造プロセスを図−１に示す。
マスター板としてペースト被着層の上にペースト反発層が積層された水なし平版（東レ社製、商品名ＨＧ２）を使用した。本マスター板のペースト反発層をフォトマスクを介して露光、現像することにより所望の回路パターンのペースト被着部を形成した（第１工程）。次に本マスター板上のペースト被着部に導電性ペーストをロールコートにより印刷した（第２工程）。使用した導電性ペーストは、平均粒径７ｎｍの銀粉９５重量部とフェノール樹脂（三井化学社製、商品名（商標名）ミレックスＸＬＣ）２．５重量部、エポキシ樹脂（日本化薬社製、商品名ＥＯＣＮ−４４００）２．５重量部、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート１００重量部を混合、分散することにより得られたものである。コート後、２２０℃で１時間加熱処理した。回路厚みは５μｍ、であった。
前述の回路形成したマスター板上に作成した絶縁層（１）および樹脂フィルムとしてガラス転移温度４００℃以上である２５μｍのポリイミドフィルム（鐘淵化学工業社製、商品名アピカルＡＨ）を重ね、２００℃、５０ｋｇｆ／ｃｍ２、２０分間熱圧した（第３工程）。
ついで樹脂フィルム面よりＵＶＹＡＧレーザーにより所定の位置に穴あけを行い（第４工程）、穴内へビアホール用導電性ペーストをブレードコート法により充填した（第５工程）。使用した導電性ペーストは、平均粒径７ｎｍの銀粉３０重量部、平均粒径２μの銀粉６０重量部とフェノール樹脂（三井化学社製、商品名（商標）ミレックスＸＬＣ）５重量部、エポキシ樹脂（日本化薬社製、商品名ＥＯＣＮ−４４００）５重量部、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート１００重量部を混合、分散することにより得られたものである。２００℃３０分熱処理を行った後、マスター板および樹脂フィルムを物理的に剥離除去し単層回路基板を得た（第６工程）。
所望の回路が形成された単層回路基板を３枚重ねさらに最下面にビアホール用導電性ペーストを充填、硬化したビアホールを有し熱可塑性ポリイミドが片面塗布された絶縁性樹脂層を配して（第７工程）、２８０℃５０ｋｇｆ／ｃｍ２、２０分間熱圧してフレキシブル多層基板を得た（第８工程）。得られた基板の最小導体幅は、２０μの設計値に対し２０士２μで仕上がっており、−６５℃と１５０℃の温度サイクル試験においても抵抗値の上昇はなかった。
【００２５】
［実施例２］
実施例−１と同様にしてマスター板上に導電性ペースト（ハリマ化成社製ＮＰＳ）により回路を形成し、絶縁層（１）、樹脂フィルムとしてポリエーテルイミドフィルム（ガラス転移温度２２０℃）を用いて単層回路基板を作成した。同様に所望の回路を形成した単層回路基板を２枚重ね、さらに最下面に熱可塑性ポリイミドを片面塗布したビアホールを有する絶縁性樹脂層を、最上面にビアホール用導電性ペーストを充填していないビアホールを有する単層回路基板を配して２１０℃５０ｋｇｆ／ｃｍ２、２０分間熱圧してフレキシブル多層基板を得た。得られた基板の最小導体幅は、１５μの設計値に対し１５士１．５μで仕上がっており、−６５℃と１５０℃の温度サイクル試験においても抵抗値の上昇はなかった。
【００２６】
【発明の効果】
本発明により微細な導体回路を有する多層回路基板を容易に形成する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例−１の多層回路基板の製造工程を示す図
【図２】実施例−２の多層回路基板の熱圧プレス工程を示す図
Claims (6)
- ビアホール部を有する絶縁性樹脂からなる回路基板の製造方法であって、表面に導電性ペースト被着部と導電性ペースト反発部が形成されてなる基板表面に導電性ペーストを付着することにより基板表面に回路部を形成する工程、該回路部形成面上に絶縁性樹脂層および樹脂フィルムを積層する工程、該絶縁性樹脂層および樹脂フィルムの所望の位置に穴あけ部を形成する工程、該穴あけ部にビアホール用導電性ペーストを充填、硬化する工程、該樹脂フィルムおよび基板を除去する工程を具備することを特徴とする回路基板の製造方法。
- 絶縁性樹脂層が非熱可塑性ポリイミドフィルムの両面にガラス転移温度が１２０℃〜３００℃の熱可塑性ポリイミドを積層したものであることを特徴とする請求項１に記載の回路基板の製造方法。
- 基板の片面に導電性ペースト被着性能を有する層と感光性であり、かつ導電性ペースト反発性能を有する樹脂層がこの順に形成された基板であって、該導電性ペースト反発性能を有する樹脂層をフォトマスクを介して露光、現像し、導電性ペースト反発性能を有する樹脂層を除去することにより回路に対応した導電性ペースト被着部を形成した基板であることを特徴とする請求項１または２に記載の回路基板の製造方法。
- 樹脂フィルムのガラス転移温度が前記絶縁性樹脂層の最外層樹脂のガラス転移温度以上であることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の回路基板の製造方法。
- 請求項１〜４いずれかに記載の製造方法により製造された回路基板を２枚以上積み重ねて加熱加圧下で積層することを特徴とする多層回路基板の製造方法。
- 請求項５に記載の製造方法により得られた多層回路基板。
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