JP2005045187A - Circuit board, method for manufacturing the same, and multi-layered circuit board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インナーバイアホール接続により複数層の配線を電気的に接続する回路基板およびその製造方法に関する。例えば、微細配線パターンを有し、高周波特性に優れた回路基板およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a circuit board for electrically connecting a plurality of layers of wiring by inner via hole connection and a method for manufacturing the circuit board. For example, the present invention relates to a circuit board having a fine wiring pattern and excellent in high-frequency characteristics, and a manufacturing method thereof.
近年、電子機器の小型化および高性能化に伴い、産業用にとどまらず広く民生用機器の分野においても、LSI等の半導体チップを高密度に実装できる多層回路基板が安価に供給されることが強く要望されてきている。このような多層回路基板では、微細な配線ピッチで形成された複数層の導電性パターン間を、高い接続信頼性で、電気的に接続できることが重要である。 In recent years, with the miniaturization and high performance of electronic devices, multilayer circuit boards capable of mounting LSI chips and other semiconductor chips with high density have been supplied at low cost not only for industrial use but also in the field of consumer equipment. There has been a strong demand. In such a multilayer circuit board, it is important that a plurality of conductive patterns formed with a fine wiring pitch can be electrically connected with high connection reliability.
このような市場の要望に対して、旧来の多層回路基板の層間接続の主流となっていたスルーホール内壁の金属めっき導体に代えて、多層回路基板の任意の電極を任意の導電性パターン位置において層間接続できるインナーバイアホール(IVH)接続法を採用した多層回路基板、すなわち全層IVH構造樹脂多層基板と呼ばれるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 In response to such market demand, instead of the metal plated conductor on the inner wall of the through-hole, which has been the mainstream for interlayer connection of the conventional multilayer circuit board, any electrode of the multilayer circuit board can be placed at any conductive pattern position. A multilayer circuit board employing an inner via hole (IVH) connection method capable of interlayer connection, that is, a so-called all-layer IVH structure resin multilayer board is known (for example, see Patent Document 1).
この全層IVH構造樹脂多層基板は、多層プリント配線基板のバイアホール内に導電体を充填することにより、必要な各層間のみを接続することが可能であり、部品ランド直下にインナーバイアホールを設けることができるために、基板サイズの小型化や高密度実装を実現することができる。 In this all-layer IVH structure resin multilayer substrate, it is possible to connect only necessary layers by filling the via holes of the multilayer printed wiring board, and an inner via hole is provided directly under the component land. Therefore, the substrate size can be reduced and high-density mounting can be realized.
以下、上記インナーバイアホール構造である樹脂多層基板の製造方法の一例について説明する。図5、図6は上記樹脂多層基板の製造方法を工程順に示した断面図である。 Hereinafter, an example of the manufacturing method of the resin multilayer substrate having the inner via hole structure will be described. 5 and 6 are cross-sectional views showing the method of manufacturing the resin multilayer substrate in the order of steps.
最初に多層基板のベースとなる両面回路基板の製造方法を説明する。図5(a)〜(g)は両面回路基板の工程断面図である。 First, a method for manufacturing a double-sided circuit board that serves as a base of a multilayer board will be described. 5A to 5G are process sectional views of the double-sided circuit board.
まず、図5(a)に示すように、芳香性ポリアミド繊維に熱硬化性エポキシ樹脂を含浸させた電気絶縁性基材505の両面にポリエチレンテレフタレート(PET)等の離型フィルム509をラミネートする。
First, as shown in FIG. 5A, a
次に、図5(b)に示すように、離型フィルム509、電気絶縁性基材505の全てを貫通するバイアホール506を形成させる。
Next, as shown in FIG. 5B, a
次に、図5(c)に示すように、バイアホール506に導電性ペースト507を充填する。充填する方法としては、バイアホール506を形成させた電気絶縁性基材505をスクリーン印刷機(図示せず)のテーブル上に設置し、直接、離型フィルム509の上から導電性ペースト507を印刷する。このとき、上面の離型フィルム509は、印刷マスクの役割と電気絶縁性基材505の汚染防止の役割を果たす。
Next, as shown in FIG. 5C, a
次に、図5(d)に示すように、電気絶縁性基材505の両面から離型フィルム509を剥離し、絶縁接合体510が得られる。
Next, as shown in FIG. 5 (d), the
そして、図5(e)に示すように、絶縁接合体510の両面に、厚さ18μmで表面が粗化処理(図示せず)された銅箔などの導電性材料511を重ねる。この状態で熱プレスにより加圧加熱することで、図5(f)に示すように、電気絶縁性基材505の厚みが圧縮されるとともに、絶縁接合体510と導電性材料511が接着され、両面の導電性材料511は、所定の位置に設けられたバイアホール506に充填された導電性ペースト507により電気的に接続される。
Then, as shown in FIG. 5 (e), a
そして、図5(g)に示すように、両面の導電性材料511を従来のフォトリソグラフィー法により露光、現像を行った後、化学エッチングすることで、配線パターン部507a2、507b2及びランド部507a1、507b1等からなる導電性パターン層507a、507bが形成された両面回路基板520が得られる。
Then, as shown in FIG. 5G, the
図6(a)〜(c)は、従来の多層回路基板の製造方法を示す工程断面図であり、4層回路基板を例として示している。 6A to 6C are process cross-sectional views illustrating a conventional method for manufacturing a multilayer circuit board, and show a four-layer circuit board as an example.
まず、図6(a)に示すように、図5(g)で得られた両面回路基板520の両面に、図5(d)で得られた導電性ペースト507を充填した絶縁接合体510と、更にその両外側に導電性材料511を配置する。そして、図6(b)に示すように熱プレスにより加圧加熱した後、両外側に配置された導電性材料511がパターン形成されて、図6(c)に示すように4層回路基板530が得られる。4層以上のプリント基板を得ようとする場合は、上記製造方法で製造した回路基板を両面回路基板の代わりに用い、同じ工程を繰り返すことで多層回路基板を作製できる。
First, as shown in FIG. 6A, an insulating bonded
また、さらに高密度な層間接続を実現すると共に、高い信頼性を実現するために、この全層IVH構造樹脂多層基板において、インナーバイアホールのサイズを更に小さくする方法として、図7(a)〜(d)および図8(a)〜(c)に示すような工程による両面回路基板の製造方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 Further, in order to realize higher-density interlayer connection and high reliability, as a method of further reducing the size of the inner via hole in this all-layer IVH structure resin multilayer substrate, FIG. (D) and the manufacturing method of the double-sided circuit board by a process as shown to Fig.8 (a)-(c) is proposed (for example, refer patent document 2).
まず、図7(a)に示すように、2枚の支持基材701a、701bに、導電性パターン層702a、702bを、めっきによりそれぞれ形成させる。導電性パターン層702aと導電性パターン層702bは、通常、互いに異なるパターンに形成される。また、支持基材701aの面内で、導電性パターン層702aは、互いに等しい厚さや表面粗さで形成される。同様に、支持基材701bの面内で、導電性パターン層702bも、互いに等しい厚さや表面粗さで形成される。
First, as shown in FIG. 7A,
次に、図7(b)に示すように、電気絶縁性基材705の両面に、接着剤層704a、704bと、更にその両外側に、保護フィルム703a、703bが配置された絶縁複合体710を用意する。
Next, as shown in FIG. 7B, an insulating composite 710 in which
続いて、図7(c)に示すように、電気絶縁性基材705、接着剤層704a、704b、保護フィルム703a、703bのすべてを貫通するバイアホール706を、レーザ等によって形成させる。
Subsequently, as shown in FIG. 7C, via
次に、図7(d)に示すように、バイアホール706に導電性ペースト707を充填する。その後、保護フィルム703a、703bを剥離することにより、図8(a)に示すように、充填された導電性ペースト707が、接着剤層704a、704bの表面から部分的に突出した状態となる。この状態で、接着剤層704a、704bの各表面に対し、導電性パターン層702a、702bがそれぞれ形成された支持基材701a、701bを、図8(a)に示すように重ね合わせ、加熱加圧することにより接着させる。
Next, as shown in FIG. 7D, the
図8(b)は、加熱加圧後の状態を示す。支持基材701a、701bに形成された導電性パターン層702a、702bは、それぞれ接着剤層704a、704bに埋没した状態となる。また、導電性ペースト707は、この加熱加圧工程において圧縮される。導電性ペースト707は、この圧縮によって、導電性ペースト内の導電性成分が強固に結合することとなり、また導電性パターン層702a、702bのうちのランド部702a1、702b1と、導電性ペースト707との界面での結合も強固となる。この強固な結合により、ランド部702a1、702b1と、導電性ペースト707との接続の信頼性が確保される。
FIG. 8B shows a state after heating and pressing. The
次に、支持基材701a、701bを、導電性パターン層702a、702bを残して除去する。そして、図8(c)に示すように、接着剤層704a、704bに埋め込まれた導電性パターン層702a、702bの、ランド部702a1、702b1と配線パターン部702a2、702b2とが、両面にそれぞれ露出した状態となって、両面回路基板が完成する。
しかしながら、上記の特許文献1における製造方法では、微細パターンの形成が困難であった。特許文献1における製造方法では、芳香性ポリアミド繊維に熱硬化性エポキシ樹脂を含浸させた電気絶縁性基材に、導電性材料として銅箔を加圧加熱して貼り付けた後、銅箔をフォトエッチングして導電性パターン層の形成を行う方法が採用されている。銅箔と電気絶縁性基材の密着性を維持することや導電性ペーストと導電性パターン層のランド部の接続安定性を確保するために、銅箔表面を粗くなるように粗化している。そのために、粗化層を粒子状に付着させて形成させるなど、銅箔を厚くしておく必要がある。このように銅箔を厚くするために、微細パターンの形成が困難であった。
However, in the manufacturing method described in
また、このような回路基板の製造においては、厚さ12〜35μm程度で表面粗さ(Ra)2.0〜3.0μmの銅箔を用いて化学エッチングすることにより導電性パターン層を形成させる。この方法では、50μm以下の線幅である導電性パターン層を量産するためには、配線ショートや配線細りが発生しやすく、高い歩留まりの確保が困難である。また、表面粗さについても、粗皮が大きいため高周波特性において伝送損失が大きくなる、という問題が生じる。また、銅箔の表面粗さは、通常は面内均一仕様であり、表面粗さを小さくするとファインパターン形成には有利であるが、逆に接続の安定性確保が課題となる。 In manufacturing such a circuit board, a conductive pattern layer is formed by chemical etching using a copper foil having a thickness of about 12 to 35 μm and a surface roughness (Ra) of 2.0 to 3.0 μm. . In this method, in order to mass-produce a conductive pattern layer having a line width of 50 μm or less, wiring short-circuiting or wiring thinning is likely to occur, and it is difficult to secure a high yield. Further, regarding the surface roughness, since the rough skin is large, there arises a problem that transmission loss increases in high frequency characteristics. Also, the surface roughness of the copper foil is usually in-plane uniform specification, and reducing the surface roughness is advantageous for fine pattern formation, but conversely, securing the connection stability is a problem.
特許文献2における製造方法は、微細パターンによる層間接続を実現するのに有効な方法であるが、特許文献1における製造方法と同様に、導電性パターン層の厚さと、導電性ペーストと接触する側の導電性パターン層の表面粗さが、面内で概ね均一に形成されている。ランド部は、接続信頼性を確保するための表面粗さが必要である。配線パターン部も同時に形成されるので、ランド部は配線パターン部と同じ表面粗さになる。しかし、今後、微細パターンで接続信頼性が安定し、さらに高周波特性に優れた回路基板が要求された場合に、導電性パターン層のうち配線パターン部の凹凸が伝送損失に影響するという課題が出てくる。
The manufacturing method in Patent Document 2 is an effective method for realizing interlayer connection by a fine pattern. Like the manufacturing method in
本発明は、上記従来の課題を考慮し、安定した層間接続を有し、高周波特性に優れた、回路基板とその製造方法および多層回路基板を提供することを目的とする。 In view of the above conventional problems, an object of the present invention is to provide a circuit board, a method for manufacturing the circuit board, and a multilayer circuit board having stable interlayer connection and excellent high frequency characteristics.
上述した課題を解決するために、第1の本発明は、
2枚の支持基材のうちの少なくとも1枚の前記支持基材に形成される導電性パターン層の表面の粗さが部位によって異なるように、前記2枚の支持基材の表面に導電性パターン層を形成させる工程と、
接着剤層を両面に有する電気絶縁性基材に、貫通するバイアホールを形成させる工程と、
前記バイアホールに導電性ペーストを充填する工程と、
前記導電性パターン層が前記接着剤層に対向するように、前記バイアホールに導電性ペーストを充填させた前記電気絶縁性基材の両面に前記2枚の支持基材を重ね合わせ、前記導電性パターン層が前記接着剤層に埋設されるように圧着し、前記導電性パターン層の一部の導電性パターンと前記導電性ペーストを接続させる工程と、
前記導電性パターン層を残して前記支持基材を除去する工程とを備え、
前記導電性ペーストと接続される前記一部の導電性パターンの表面の粗さは、その他の前記導電性パターンの表面よりも粗い、回路基板の製造方法である。
In order to solve the above-described problem, the first aspect of the present invention provides:
Conductive patterns are formed on the surfaces of the two support substrates so that the roughness of the surface of the conductive pattern layer formed on at least one of the two support substrates varies depending on the region. Forming a layer;
Forming a via hole penetrating the electrically insulating substrate having an adhesive layer on both sides; and
Filling the via hole with a conductive paste;
The two supporting substrates are superimposed on both surfaces of the electrically insulating substrate in which the via hole is filled with a conductive paste so that the conductive pattern layer faces the adhesive layer, Pressure bonding so that a pattern layer is embedded in the adhesive layer, and connecting a part of the conductive pattern of the conductive pattern layer and the conductive paste;
And the step of removing the support substrate leaving the conductive pattern layer,
The surface roughness of the one part conductive pattern connected with the said conductive paste is a manufacturing method of a circuit board rougher than the surface of the other said conductive pattern.
第2の本発明は、
前記2枚の支持基材の表面に導電性パターン層を形成させる前記工程のうちの、前記少なくとも1枚の支持基材の表面に導電性パターン層を形成させる工程は、
前記少なくとも1枚の支持基材の表面に第1の導電性パターン層を形成させ、
前記第1の導電性パターン層のうちの前記導電性ペーストに接続されるべき部分の上に、第2の導電性パターン層を形成させ、
前記第2の導電性パターン層の表面の粗化処理を行う、第1の本発明の回路基板の製造方法である。
The second aspect of the present invention
Of the steps of forming a conductive pattern layer on the surfaces of the two supporting substrates, the step of forming a conductive pattern layer on the surface of the at least one supporting substrate,
Forming a first conductive pattern layer on the surface of the at least one supporting substrate;
Forming a second conductive pattern layer on a portion of the first conductive pattern layer to be connected to the conductive paste;
It is a manufacturing method of the circuit board of the 1st present invention which performs the roughening processing of the surface of the 2nd conductive pattern layer.
第3の本発明は、
前記2枚の支持基材の表面に導電性パターン層を形成させる前記工程のうちの、前記少なくとも1枚の支持基材の表面に導電性パターン層を形成させる工程は、
前記少なくとも1枚の支持基材の表面に第1の導電性パターン層を形成させ、
前記第1の導電性パターン層のうちの前記導電性ペーストに接続されるべき部分以外の部分の表面の研磨を行う、第1の本発明の回路基板の製造方法である。
The third aspect of the present invention provides
Of the steps of forming a conductive pattern layer on the surfaces of the two supporting substrates, the step of forming a conductive pattern layer on the surface of the at least one supporting substrate,
Forming a first conductive pattern layer on the surface of the at least one supporting substrate;
It is a manufacturing method of the circuit board of the 1st present invention which polishes the surface of parts other than the part which should be connected to the conductive paste among the 1st conductive pattern layers.
第4の本発明は、
前記電気絶縁性基材は、ポリイミドフィルム、液晶ポリマーフィルム、アラミドフィルムから選択された少なくとも一つの材料であり、両面に接着剤層を有する、第1乃至第3のいずれかの本発明の回路基板の製造方法である。
The fourth invention relates to
The electrical insulating substrate is at least one material selected from a polyimide film, a liquid crystal polymer film, and an aramid film, and has an adhesive layer on both sides, and the circuit board according to any one of the first to third aspects of the present invention. It is a manufacturing method.
第5の本発明は、
前記接着剤層は、熱硬化性の有機樹脂により形成されている、第1乃至第4のいずれかの本発明の回路基板の製造方法である。
The fifth aspect of the present invention relates to
The adhesive layer is the method for manufacturing a circuit board according to any one of the first to fourth aspects, wherein the adhesive layer is formed of a thermosetting organic resin.
第6の本発明は、
前記導電性ペーストが有する導電物質は、Cu、Ag及びこれらの合金からなる群から選択された少なくとも一つの金属粉末を有する、第1乃至第5のいずれかの本発明の回路基板の製造方法である。
The sixth invention relates to
In the method for manufacturing a circuit board according to any one of the first to fifth aspects of the present invention, the conductive material included in the conductive paste includes at least one metal powder selected from the group consisting of Cu, Ag, and alloys thereof. is there.
第7の本発明は、
前記導電性パターン層を残して前記支持基材を除去する工程は、
前記支持基材を選択的に化学エッチングで溶解除去する工程を含む、第1乃至第6のいずれかの本発明の回路基板の製造方法である。
The seventh invention relates to
The step of removing the support substrate leaving the conductive pattern layer,
The method for producing a circuit board according to any one of the first to sixth aspects of the present invention, comprising a step of selectively dissolving and removing the support base material by chemical etching.
第8の本発明は、
電気絶縁性基材と、
前記電気絶縁性基材の両面に配置された接着剤層と、
前記電気絶縁性基材と前記2つの接着剤層とを貫通するバイアホールと、
前記バイアホールに充填された導電性ペーストと、
前記2つの接着剤層の少なくとも一方に埋設された導電性パターン層とを備え、
前記導電性パターン層のうちの前記導電性ペーストと接続される部分であるランド部の表面の粗さは、前記導電性パターン層のうちの前記ランド部以外の部分である配線パターン部の表面よりも粗い、回路基板である。
The eighth invention relates to
An electrically insulating substrate;
An adhesive layer disposed on both surfaces of the electrically insulating substrate;
A via hole penetrating the electrically insulating substrate and the two adhesive layers;
A conductive paste filled in the via hole;
A conductive pattern layer embedded in at least one of the two adhesive layers;
The roughness of the surface of the land part which is a part connected to the conductive paste in the conductive pattern layer is greater than the surface of the wiring pattern part which is a part other than the land part in the conductive pattern layer. It is also a rough circuit board.
第9の本発明は、
前記配線パターン部の前記接着剤層に埋設された部分の表面の粗さは、前記配線パターン部のパターン寸法により異なる、第8の本発明の回路基板である。
The ninth invention relates to
The roughness of the surface of the portion embedded in the adhesive layer of the wiring pattern portion is the circuit board according to the eighth aspect of the present invention, which differs depending on the pattern size of the wiring pattern portion.
第10の本発明は、
前記ランド部の厚さは、前記配線パターン部の厚さよりも厚い、第8または第9の本発明の回路基板である。
The tenth aspect of the present invention is
In the circuit board of the eighth or ninth aspect of the present invention, the land portion has a thickness greater than that of the wiring pattern portion.
第11の本発明は、
第8乃至第10のいずれかの本発明の回路基板を、少なくとも一枚備えている、多層回路基板である。
The eleventh aspect of the present invention is
A multilayer circuit board comprising at least one circuit board according to any of the eighth to tenth aspects of the present invention.
本発明により、安定した層間接続を有し、高周波特性に優れた、回路基板とその製造方法および多層回路基板を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a circuit board, a method for manufacturing the circuit board, and a multilayer circuit board having stable interlayer connection and excellent high frequency characteristics.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1の回路基板及びその製造方法について、図1〜図3を用いて説明する。
(Embodiment 1)
A circuit board and a manufacturing method thereof according to
図1は、本実施の形態1の回路基板の構成を示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a circuit board according to the first embodiment.
本実施の形態1の回路基板は、電気絶縁性基材105の両面に接着剤層104a、104bを有している。この接着剤層104a、104bに、第1の導電性パターン層102a、102bが埋設されている。そして、この第1の導電性パターン層102a、102bのうちの、ランド部108a1、108b1の電気絶縁性基材105側の面には、第2の導電性パターン層103a、103bがそれぞれ形成されており、2層構成となって接着剤層104a、104bに埋設されている。
The circuit board according to the first embodiment has
そして、ランド部108a1、108b1の、導電性ペースト107と接する側の、第2の導電性パターン層103a、103bの表面は、粗化処理が行なわれている。従って、ランド部108a1、108b1と、配線パターン部108a2、108b2とで、表面粗さと厚さが異なる構成の両面回路基板となっている。
Then, the surface of the second conductive pattern layers 103a and 103b on the side of the land portions 108a1 and 108b1 in contact with the
電気絶縁性基材105と、接着剤層104a、104bを貫通して設けられたバイアホールに、導電性ペースト107が充填されている。この導電性ペースト107を介して、第1の導電性パターン層102a、102b、第2の導電性パターン層103a、103bは、電気的に接続されている。
A
次に、本実施の形態1の回路基板の製造工程について、図2(a)〜(h)を参照しながら説明する。 Next, the manufacturing process of the circuit board according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
図2は、本実施の形態1の回路基板の製造工程における、回路基板の断面図を示している。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the circuit board in the manufacturing process of the circuit board according to the first embodiment.
まず、図2(a)に示すように、第1の導電性パターン層102a、102bに、それぞれ、ランドパターン102a1、102b1と配線パターン102a2、102b2が形成された支持基材101a、101bを用意する。このような材料として、例えばアルミキャリア付き銅箔がある。これは、支持基材101a、101bとして、厚さ40μm程度のアルミニウム箔の片面にジンケート処理を行い、その後、電解めっきによって厚さ2μm〜20μm程度の銅を析出させ、表面粗さ(Ra)0.3〜0.7μm程度に表面を粗化処理したものである。
First, as shown in FIG. 2A,
本実施の形態1では、支持基材101a、101bとして、厚さ40μmのアルミニウム箔に厚さ5μmの銅めっきした、表面粗さ(Ra)0.3μm程度の、表面粗さの小さいアルミキャリア付き銅箔を用いた。そして、感光性レジスト塗布、レジストベーク、マスク露光、現像等を行った。その後、銅とアルミの選択エッチングが可能な硫酸−過酸化水素系溶液を用いて、所望のランドパターン102a1、102b1と配線パターン102a2、102b2が残るように、銅の部分を選択エッチングして、第1の導電性パターン層102a、102bをパターン形成させた。
In the first embodiment, as
また、支持基材101a、101bは、化学エッチングで除去しやすくするためには薄くすることも重要である。しかし、40μm程度の厚さにしても取り扱いの仕方によっては、皺や折れ曲がりが発生しやすい。そこで、支持基材101a、101bの補強剤として、適度の強度を有し、また耐酸性および耐アルカリ性のある、ポリエチレンテレフタレートフイルム(PET)に140℃程度で発泡する接着剤が形成された発泡剥離シート(日東電工株製で商品名は、リバアルファ)を用いた。
It is also important to make the
なお、支持基材101a、101b全面への第1の導電性パターン層102a、102bの形成は、蒸着やスパッタ等の真空プロセスが利用できる。また、支持基材101a、101bが金属板の場合には、電解めっきを用いるのが生産性の面で有利である。なお、支持基材101a、101b上への第1の導電性パターン層102a、102bの形成方法として、パターンめっきを用いることもできる。
Note that the first conductive pattern layers 102a and 102b can be formed on the entire surfaces of the supporting
次に、図2(b)および(c)に示すように、支持基材101a、101bに形成された第1の導電性パターン層102a、102bのうち、ランドパターン102a1、102b1のみに選択してめっき形成ができるように、感光性レジスト塗布、レジストベーク、マスク露光、現像等を行った。その後、めっきおよびめっき表面の粗化処理、レジスト剥離を行い、第2の導電性パターン層103a、103bにランドパターン103a1、103b1を形成させた。
Next, as shown in FIGS. 2B and 2C, only the land patterns 102a1 and 102b1 are selected from the first conductive pattern layers 102a and 102b formed on the
ここで、ランドパターン102a1、102b1へのめっきの付着強度を確保するための表面前処理として、過硫酸ナトリウム−硫酸溶液で30秒程度ソフトエッチング処理を行い、表面を清浄にした。 Here, as a surface pretreatment for ensuring the adhesion strength of the plating to the land patterns 102a1 and 102b1, a soft etching treatment was performed with a sodium persulfate-sulfuric acid solution for about 30 seconds to clean the surface.
また、第2の導電性パターン層103a、103bの材料として、第1の導電性パターン層102a、102bの材料と同じ銅を、電気めっきで形成させた。めっきの厚さとしては4μm程度とし、厚みばらつきが発生しないように、電流密度を最適化した後にめっき形成を行った。 Further, as the material of the second conductive pattern layers 103a and 103b, the same copper as that of the first conductive pattern layers 102a and 102b was formed by electroplating. The plating thickness was set to about 4 μm, and plating was performed after the current density was optimized so as not to cause variations in thickness.
さらに、導電性ペースト107との密着性を向上させるために、めっきの表面の粗化処理を行ない、表面粗さ(Ra)0.5〜1.0μm程度の凹凸を有した第2の導電性パターン層103a、103bを形成させた。凹凸を形成させる方法としては、表面をエッチング処理する方法やこぶ状粒子をめっきによって形成させる方法、機械的に粗化する方法が用いられる。
Furthermore, in order to improve the adhesiveness with the
第1の導電性パターン層102a、102bと第2の導電性パターン層103a、103bとからなる2層の導電性パターン層の厚みは、4〜12μmの範囲であることが好ましく、特に好ましくは、5〜9μmである。導電性パターン層を薄くすると、ファインパターン形成には有利であるが、良好な導電性が得られない。この2層の導電性パターン層の厚みが、4μmより薄いと良好な導電性が得られない恐れがあり、12μmより厚いと微細なパターン形成が困難となる。 The thickness of the two conductive pattern layers composed of the first conductive pattern layers 102a and 102b and the second conductive pattern layers 103a and 103b is preferably in the range of 4 to 12 μm, particularly preferably 5-9 μm. If the conductive pattern layer is thin, it is advantageous for fine pattern formation, but good conductivity cannot be obtained. If the thickness of the two conductive pattern layers is less than 4 μm, good conductivity may not be obtained. If the thickness is more than 12 μm, it is difficult to form a fine pattern.
次に、図2(d)に示すように、電気絶縁性基材105、接着剤層104a、104b、保護フィルム109a、109bのすべてを貫通するバイアホール106を形成させる。バイアホール106の形成には、ドリル加工、パンチ加工、またはレーザ加工などが用いられるが、バイアホール106が微細になったり、生産性が要求されたりする場合は、レーザ加工が最も適している。
Next, as shown in FIG. 2D, a via
続いて、図2(e)に示すように、バイアホール106に導電性ペースト107を充填した後、保護フィルム109a、109bを剥離する。導電材料に導電性ペースト107を用いると、導電性ペースト107が圧縮された際に導電性ペースト内の樹脂が排出され、導電性ペースト107内の導電成分密度が実質的に向上して導電性ペースト107が緻密化し、安定した電気的接続が実現されるので好ましい。また、導電性ペースト107は、印刷による充填が可能なため、生産性が非常に優れているという利点もある。
Subsequently, as shown in FIG. 2E, after filling the via
なお、保護フィルム109a、109bは、導電性ペースト107を印刷する工程でのマスクとしての機能を持つ。また、このような保護フィルムを用いない場合と比較して、充填される導電性ペースト107の体積が保護フィルム109a、109bの厚み分だけ増加することにより、保護フィルム109a、109bの剥離後、バイアホール106内に十分な量の導電性ペーストが充填されるという効果を持つ。
Note that the
なお、上記の説明では、バイアホール106を形成させて導電性ペースト107を充填させたが、導電体を電気絶縁性基材105に直接埋め込んでも構わない。この場合、導電体としては、金属ワイヤーや、ある程度硬化させた導電性ペーストなどが用いられる。
In the above description, the via
次に、図2(f)に示すように、保護フィルム109a、109bを剥離して接着剤層104a、104bが表面に露出した状態の電気絶縁性基材105の両面に、第1の導電性パターン層102a、102b、第2の導電性パターン層103a、103bがそれぞれ形成された支持基材101a、101bを配置する。
Next, as shown in FIG. 2 (f), the first conductive material is formed on both surfaces of the electrically insulating
そして、図2(g)に示すように、真空熱プレスで加熱加圧することによってこれらを接着する。この真空熱プレスの加圧力は1470〜1960×104Pa(150〜200kg/cm2)、温度は200℃で、1時間加圧加熱した。この加圧加熱により、接着材層104a、104bは流動し、第1の導電性パターン層102a、102b、第2の導電性パターン層103a、103bは、接着剤層104a、104bに埋め込まれる。これによって、バイアホール106内の導電性ペースト107が加圧され、導電性ペースト107内の導電フィラーが緻密化されることにより、良好で安定した電気接続が得られる。
And as shown in FIG.2 (g), these are adhere | attached by heating and pressurizing with a vacuum hot press. The pressurizing force of this vacuum hot press was 1470-1960 × 10 4 Pa (150-200 kg / cm 2 ), the temperature was 200 ° C., and heating was performed for 1 hour. By this pressurization and heating, the
銅材料からなる第1の導電性パターン層102a、102b、第2の導電性パターン層103a、103bを残して、支持基材101a、101bを選択除去することにより、図2(h)に示すように両面回路基板110が得られる。このとき、塩酸:純水=1:1の割合のエッチング液や水酸化ナトリウム5〜7重量%のエッチング液を70℃程度に加温することで、支持基材101a、101bのアルミニウム箔を容易に選択して除去することが可能である。
As shown in FIG. 2 (h), by selectively removing the
接着剤層104a、104bの厚さは、所定の厚さになるように、導電性パターン層の体積に応じて設定する。なお、この所定の厚さは、接着剤層104a、104bの熱膨張、湿度膨張等によって第2の導電性パターン層103a、103bが導電性ペースト107から乖離しない程度に薄いことが、信頼性の高い接続を実現する観点から好ましい。
The thicknesses of the
このようにして作製された本実施の形態1の回路基板は、ランド部に形成された第2の導電性パターン層103a、103bの表面が粗化処理されているので、安定した接続信頼性が得られる。 Since the surface of the second conductive pattern layers 103a and 103b formed in the land portion is roughened in the circuit board according to the first embodiment manufactured in this way, stable connection reliability is ensured. can get.
また、電気絶縁性基材105の両面に形成された接着剤層104a、104bに導電性パターンが埋め込まれるアンカー効果により、強固な固定を維持することができる。さらに、接着剤層104a、104bとして熱硬化性の有機樹脂を用いれば、信頼性試験に対する安定性を高めることができる。熱硬化性の接着剤層104a、104bは、高温状態で軟化しないため、第1の導電性パターン層102a、102b、第2の導電性パターン層103a、103bと電気絶縁性基材105との接着状態は、高温になっても悪化しない。また、室温状態に戻した際、熱硬化性の接着剤層104a、104bは、導電体ペースト107に対して第1の導電性パターン層102a、102b、第2の導電性パターン層103a、103bを圧縮状態で固定する作用を保持し続けるので、信頼性の高い接続が得られる。
In addition, strong anchoring can be maintained by an anchor effect in which conductive patterns are embedded in the
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2の回路基板及びその製造方法について、図3および図4を用いて説明する。なお、実施の形態1で説明した構成と同様の構成については、実施の形態1で用いた符号を付記し、その詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
A circuit board and a manufacturing method thereof according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the structure similar to the structure demonstrated in
図3は、本実施の形態2の回路基板の構成を示す断面図である。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the circuit board according to the second embodiment.
本実施の形態2の回路基板は、電気絶縁性基材105の両面に接着剤層104a、104bを有している。この接着剤層104a、104bに、第1の導電性パターン層202a、202bが埋設されている。そして、第1の導電性パターン層202a、202bのうち、配線パターン部208a2、208b2の電気絶縁性基材105側の表面を化学研磨して表面粗さを小さくしている。従って、配線パターン部208a2、208b2とランド部208a1、208b1とで、表面粗さが異なる構成の両面回路基板となっている。
The circuit board according to the second embodiment has
電気絶縁性基材105と、接着剤層104a、104bを貫通して設けられたバイアホールに、導電性ペースト107が充填されている。この導電性ペースト107を介して、第1の導電性パターン層202a、202bは、電気的に接続されている。このような構成にすることで、配線パターン部208a2、208b2の表面粗さが小さくなり、伝送損失を少なくすることが、可能となる。
A
次に、本実施の形態2の回路基板の製造工程について、図4(a)〜(h)を参照しながら説明する。 Next, the manufacturing process of the circuit board according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
図4は、本実施の形態2の回路基板の製造工程における、回路基板の断面図を示している。なお、実施の形態1で説明した工程と同様の工程については、詳細な説明を省略する。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the circuit board in the manufacturing process of the circuit board according to the second embodiment. Note that detailed description of steps similar to those described in
まず、図4(a)に示すように、第1の導電性パターン層202a、202bに、それぞれ、ランドパターン202a1、202b1と配線パターン202a2、202b2が形成された支持基材201a、201bを用意する。このような材料として、例えばアルミキャリア付き銅箔がある。本実施の形態2では、支持基材201a、201bとして、厚さ40μmのアルミニウム箔に厚さ9μmの銅めっきした、表面粗さ(Ra)0.7μm程度の比較的に表面粗さの大きいアルミキャリア付き銅箔を用いた。表面粗さを大きくすることにより、アンカー効果で導電性ペーストとの接続信頼性に有利となる。
First, as shown in FIG. 4A,
次に、支持基材201a、201bに形成された第1の導電性パターン層202a、202bのうち、配線パターン202a2、202b2のみを露出させて選択的に化学研磨ができるように、感光性レジスト塗布、レジストベーク、マスク露光、現像等を行った。その後、図4(b)に示すように、配線パターン202a2、202b2の表面の凹凸を、化学研磨により表面粗さ(Ra)が0.3μm程度になるように処理をした。さらに、レジスト剥離を行うことで、配線パターン202a2、202b2の表面のみが表面粗さの小さい、第1の導電性パターン層202a、202bを得ることができる。
Next, a photosensitive resist coating is applied so that only the wiring patterns 202a2 and 202b2 of the first conductive pattern layers 202a and 202b formed on the
配線パターン202a2、202b2の表面の化学研磨方法としては、硫酸−過酸化水素系の研磨液で軽くソフトエッチングすることでなめらかな表面が得られる。配線パターン202a2、202b2の表面の凹凸を小さくする方法としては、他に電解研磨や機械的な液中ブラシ研磨なども用いられる。 As a chemical polishing method for the surfaces of the wiring patterns 202a2 and 202b2, a smooth surface can be obtained by lightly soft etching with a sulfuric acid-hydrogen peroxide-based polishing liquid. As a method for reducing the unevenness on the surface of the wiring patterns 202a2 and 202b2, electrolytic polishing, mechanical submerged brush polishing, and the like are also used.
次に、図4(c)〜(e)に示すように、電気絶縁性基材105の両面に、接着剤層104a、104b、その外側に保護フィルム109a、109bをそれぞれ形成させる。そして、これらを貫通するバイアホール106を形成させて、導電性ペースト107を充填する。その後、保護フィルム109a、109bを剥離する。
Next, as shown in FIGS. 4C to 4E,
次に、図4(f)に示すように、第1の導電性パターン層202a、202bが形成された支持基材201a、201bを、電気絶縁性基材105に形成された接着剤層104a、104bの面に対して位置合わせする。そして、真空熱プレスにより加熱加圧することにより、図4(g)に示すようにこれらを接着させる。そして、銅材料からなる第1の導電性パターン層202a、202bを残して支持基材201a、201bを選択除去することで、両面回路基板120が得られる。
Next, as shown in FIG. 4F, the
本実施の形態2の回路基板は、配線パターン202a2、202b2の表面を化学研磨で表面粗さを小さくしているので、伝送損失が少ない、高周波特性に優れた回路基板となる。 The circuit board according to the second embodiment is a circuit board with low transmission loss and excellent high frequency characteristics because the surface roughness of the wiring patterns 202a2 and 202b2 is reduced by chemical polishing.
上記に説明したように、導電性パターン層の表面粗さを部位により選択的に異ならせることで、接続安定性、パターン精度、剥離強度、高周波特性等の優れた回路基板が実現できる。 As described above, by selectively varying the surface roughness of the conductive pattern layer depending on the part, a circuit board having excellent connection stability, pattern accuracy, peel strength, high frequency characteristics, and the like can be realized.
また、電気絶縁性基材105の両面に形成された接着剤層104a、104bに導電性パターンが埋め込まれるアンカー効果により、強固な固定を維持することができる。さらに、接着剤層104a、104bとして熱硬化性の有機樹脂を用いれば、信頼性試験に対する安定性を高めることができる。熱硬化性の接着剤層104a、104bは、高温状態で軟化しないため、第1の導電性パターン層202a、202bと電気絶縁性基材105との接着状態は、高温になっても悪化しない。また、室温状態に戻した際、熱硬化性の接着剤層104a、104bは、導電体ペースト107に対して第1の導電性パターン層202a、202bを圧縮状態で固定する作用を保持し続けるので、信頼性の高い接続が得られる。
In addition, strong anchoring can be maintained by an anchor effect in which conductive patterns are embedded in the
なお、各実施の形態の回路基板の製造方法において、電気絶縁性基材105として、繊維と熱硬化性樹脂との複合体を用いると、完成したプリント配線基板に剛性を付与することが容易であり、電子回路部品の実装性に優れたものとなる。特に、繊維としてガラスを用い、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いたものは、ガラスエポキシ材料として一般的に普及しており、価格的にも有利である。また、繊維としてアラミド繊維を用い、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いたものは、レーザでの加工性に優れ、生産が容易であるという点で有利である。
In the circuit board manufacturing method of each embodiment, if a composite of fiber and thermosetting resin is used as the electrically insulating
また、電気絶縁性基材105として有機樹脂フィルムを用いれば、回路基板の厚みを薄くすることができ、屈曲性を持たせることができる。有機樹脂フィルムとしては、アラミドフィルム、ポリイミドフィルム、または液晶ポリマーフィルムなどが用いられる。有機樹脂フィルムであれば、厚さが10μm程度の薄いものが容易に入手でき、薄い配線基板を実現できる。この程度に有機樹脂フィルムが薄い場合は、径の小さいインナーバイアホールで配線を接続することが可能となり、結果として、高密度な配線基板が実現できる。また、これらの材料は、高耐熱、高剛性であり、半導体実装に適した性質を持たせることが可能である。
In addition, when an organic resin film is used as the electrically insulating
また、各実施の形態において、導電性パターン層のうち配線パターン部の表面粗さを、そのパターン寸法に合わせて変えるようにしてもよい。必要な配線パターンの寸法が満足できる表面粗さを選択または形成させることで、配線パターン寸法を精度よく形成させることができる。 Moreover, in each embodiment, you may make it change the surface roughness of the wiring pattern part among electroconductive pattern layers according to the pattern dimension. By selecting or forming a surface roughness that satisfies the required wiring pattern dimensions, the wiring pattern dimensions can be formed with high accuracy.
また、導電性パターン層のうち配線パターン部の表面粗さ(Ra)は、各実施の形態の回路基板では0.3μmとしたが、0.1〜0.5μmの範囲であることが好ましく、特に好ましくは、0.1〜0.3μmの範囲である。配線パターン部の表面をこのような表面粗さにすることで、高周波特性に優れた回路基板を得ることができる。 Further, the surface roughness (Ra) of the wiring pattern portion of the conductive pattern layer is 0.3 μm in the circuit board of each embodiment, but is preferably in the range of 0.1 to 0.5 μm. Especially preferably, it is the range of 0.1-0.3 micrometer. By setting the surface of the wiring pattern portion to such a surface roughness, a circuit board having excellent high frequency characteristics can be obtained.
また、導電性ペースト107は、導電物質として、Cu、Ag及びこれらの合金からなる群から選択された少なくとも一つの金属粉末を含むことが好ましい。これらを含むことにより、接続抵抗の極めて良好な層間接続が得られる。
In addition, the
上述したように、各実施の形態の回路基板の製造方法により、安定した接続信頼性と高周波特性に優れた基板を製造することが可能となる。そして、各実施の形態の回路基板を少なくとも一枚用いた構成にすることで、従来よりも安定した層間接続を有し、高周波特性に優れた多層回路基板を提供することが可能となる。 As described above, it is possible to manufacture a substrate having excellent connection reliability and high frequency characteristics by the circuit board manufacturing method of each embodiment. In addition, by using at least one circuit board according to each embodiment, it is possible to provide a multilayer circuit board having a more stable interlayer connection than the conventional one and having excellent high frequency characteristics.
本発明にかかる回路基板の製造方法、回路基板および多層回路基板は、安定した層間接続と高周波特性に優れた効果を有し、インナーバイアホール接続により複数層の配線を電気的に接続する、例えば、微細配線パターンを有し、高周波特性に優れた回路基板およびその製造方法等として有用である。 The method for manufacturing a circuit board, the circuit board, and the multilayer circuit board according to the present invention have excellent effects in stable interlayer connection and high frequency characteristics, and electrically connect a plurality of layers of wiring by inner via hole connection, for example, It is useful as a circuit board having a fine wiring pattern and excellent in high frequency characteristics, a method for manufacturing the circuit board, and the like.
101a、101b 支持基材
102a、102b 第1の導電性パターン層
103a、103b 第2の導電性パターン層
104a、104b 接着剤層
105、505 電気絶縁性基材
106、506、706 バイアホール
107、507、707 導電性ペースト
102a1、102b1 ランドパターン
102a2、102b2 配線パターン
108a2、108b2 配線パターン部
108a1、108b1 ランド部
109a、109b 保護フィルム
110、120 両面回路基板
530 4層回路基板
101a, 101b
Claims (11)
接着剤層を両面に有する電気絶縁性基材に、貫通するバイアホールを形成させる工程と、
前記バイアホールに導電性ペーストを充填する工程と、
前記導電性パターン層が前記接着剤層に対向するように、前記バイアホールに導電性ペーストを充填させた前記電気絶縁性基材の両面に前記2枚の支持基材を重ね合わせ、前記導電性パターン層が前記接着剤層に埋設されるように圧着し、前記導電性パターン層の一部の導電性パターンと前記導電性ペーストを接続させる工程と、
前記導電性パターン層を残して前記支持基材を除去する工程とを備え、
前記導電性ペーストと接続される前記一部の導電性パターンの表面の粗さは、その他の前記導電性パターンの表面よりも粗い、回路基板の製造方法。 Conductive patterns are formed on the surfaces of the two support substrates so that the roughness of the surface of the conductive pattern layer formed on at least one of the two support substrates varies depending on the region. Forming a layer;
Forming a via hole penetrating the electrically insulating substrate having an adhesive layer on both sides; and
Filling the via hole with a conductive paste;
The two supporting substrates are superimposed on both surfaces of the electrically insulating substrate in which the via hole is filled with a conductive paste so that the conductive pattern layer faces the adhesive layer, Pressure bonding so that a pattern layer is embedded in the adhesive layer, and connecting a part of the conductive pattern of the conductive pattern layer and the conductive paste;
And the step of removing the support substrate leaving the conductive pattern layer,
The method of manufacturing a circuit board, wherein a surface roughness of the part of the conductive pattern connected to the conductive paste is rougher than a surface of the other conductive pattern.
前記少なくとも1枚の支持基材の表面に第1の導電性パターン層を形成させ、
前記第1の導電性パターン層のうちの前記導電性ペーストに接続されるべき部分の上に、第2の導電性パターン層を形成させ、
前記第2の導電性パターン層の表面の粗化処理を行う、請求項1に記載の回路基板の製造方法。 Of the steps of forming a conductive pattern layer on the surfaces of the two supporting substrates, the step of forming a conductive pattern layer on the surface of the at least one supporting substrate,
Forming a first conductive pattern layer on the surface of the at least one supporting substrate;
Forming a second conductive pattern layer on a portion of the first conductive pattern layer to be connected to the conductive paste;
The method for manufacturing a circuit board according to claim 1, wherein the surface of the second conductive pattern layer is roughened.
前記少なくとも1枚の支持基材の表面に第1の導電性パターン層を形成させ、
前記第1の導電性パターン層のうちの前記導電性ペーストに接続されるべき部分以外の部分の表面の研磨を行う、請求項1に記載の回路基板の製造方法。 Of the steps of forming a conductive pattern layer on the surfaces of the two supporting substrates, the step of forming a conductive pattern layer on the surface of the at least one supporting substrate,
Forming a first conductive pattern layer on the surface of the at least one supporting substrate;
The method for manufacturing a circuit board according to claim 1, wherein the surface of a portion other than the portion to be connected to the conductive paste in the first conductive pattern layer is polished.
前記支持基材を選択的に化学エッチングで溶解除去する工程を含む、請求項1乃至6のいずれかに記載の回路基板の製造方法。 The step of removing the support substrate leaving the conductive pattern layer,
The method for manufacturing a circuit board according to claim 1, comprising a step of selectively dissolving and removing the support base material by chemical etching.
前記電気絶縁性基材の両面に配置された接着剤層と、
前記電気絶縁性基材と前記2つの接着剤層とを貫通するバイアホールと、
前記バイアホールに充填された導電性ペーストと、
前記2つの接着剤層の少なくとも一方に埋設された導電性パターン層とを備え、
前記導電性パターン層のうちの前記導電性ペーストと接続される部分であるランド部の表面の粗さは、前記導電性パターン層のうちの前記ランド部以外の部分である配線パターン部の表面よりも粗い、回路基板。 An electrically insulating substrate;
An adhesive layer disposed on both surfaces of the electrically insulating substrate;
A via hole penetrating the electrically insulating substrate and the two adhesive layers;
A conductive paste filled in the via hole;
A conductive pattern layer embedded in at least one of the two adhesive layers;
The roughness of the surface of the land part which is a part connected to the conductive paste in the conductive pattern layer is greater than the surface of the wiring pattern part which is a part other than the land part in the conductive pattern layer. Rough, circuit board.
A multilayer circuit board comprising at least one circuit board according to claim 8.
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