JP2005183944A - Multi-layer substrate and manufacturing method of multi-layer substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多層基板および多層基板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a multilayer substrate and a method for manufacturing the multilayer substrate.
近年の電子機器の高密度化に伴い、これに用いられるプリント配線板の多層化が進んでおり、フレキシブルプリント配線板も多層構造のものが多用されている。このプリント配線板はフレキシブルプリント配線板とリジッドプリント配線板との複合基板であるリジッドフレックスプリント配線板であり、用途が拡大している。 Along with the recent increase in the density of electronic devices, the multilayered printed wiring board is being used, and a flexible printed wiring board having a multilayer structure is often used. This printed wiring board is a rigid flex printed wiring board that is a composite substrate of a flexible printed wiring board and a rigid printed wiring board, and its application is expanding.
従来の多層フレキシブルプリント配線板、リジッドフレックスプリント配線板の層間の接続方法は、多層リジット配線板の層間接続方法と類似している。すなわち、パターニングされた銅箔と絶縁層とを交互に複数積み重ねた積層板を形成し、該積層板に層間接続用の貫通孔をあけ、該貫通孔に層間接続用めっきを施し層間接続する方法が主流であった。しかし、更なる搭載部品の小型化・高密度化が進み、全層を通して同一の個所に各層の接続ランドおよび貫通孔を明ける従来の技術では、配線密度が不足し、部品の搭載にも問題を生じるようになっている。 A conventional interlayer connection method for multilayer flexible printed wiring boards and rigid flex printed wiring boards is similar to an interlayer connection method for multilayer rigid wiring boards. That is, a method of forming a laminated board in which a plurality of patterned copper foils and insulating layers are alternately stacked, forming a through hole for interlayer connection in the laminated board, and performing interlayer connection plating on the through hole to connect the interlayer Was the mainstream. However, further downsizing and higher density of mounted components have progressed, and the conventional technology that opens connection lands and through holes in each layer in the same place through all layers has insufficient wiring density, and there is also a problem in mounting components. It has come to occur.
このような背景により、近年多層リジット配線板では、新しい積層技術としてビルドアップ法が採用されている。ビルドアップ法とは、樹脂のみで構成される絶縁層と導体とを積み重ねながら、単層間で層間接続をする方法である。層間接続方法としては、従来のドリル加工に代わって、レーザー法、プラズマ法やフォト法など、多岐にわたり、小径のビアホールを自由に配置することで高密度化を達成するものである。 Against this background, in recent years, a multilayer rigid wiring board has adopted a build-up method as a new lamination technique. The build-up method is a method in which an interlayer connection is made between single layers while stacking an insulating layer composed of only a resin and a conductor. Interlayer connection methods include a wide variety of methods such as laser method, plasma method, photo method, etc., instead of conventional drilling, and high density is achieved by freely arranging small diameter via holes.
ビルドアップ法の1つに、層間接続用のバンプなどが形成された各基板を、熱硬化性の層間接着剤などを用いて一括積層する方法がある。リジッドフレックスプリント配線板では、コアとなる基板は一般に両面あるいは片面に導体回路が形成され、その導体回路は実装部品の接続や、他の基板との接続部以外は一般に被覆層で覆われたフレキシブルプリント配線板、もしくは全面が被覆層で覆われたフレキシブルプリント配線板が用いられている。そして、リジッド部では複数の回路基板が積層配置されている。(例えば特許文献1)
しかし、コア基板が被覆層で覆われたフレキシブルプリント配線板であるため、最終の基板厚さが厚くなるという問題と、層間を接続する場合被覆層の厚さのために導体ポストを大きくしなくてはならないことにより層間接続が安定して行うことが困難で、接続信頼性に劣るという問題があった。(例えば特許文献2)
また、部分的に被覆層を設けた場合、積層部の内部において被覆層で覆われた部分と、覆われていない部分が混在することにより、これらの境界部分で段差が生じるため表面の厚みバラツキが大きくなる問題があった。
However, since the core substrate is a flexible printed wiring board covered with a coating layer, the problem is that the final substrate thickness is increased, and when connecting the layers, the conductor post is not enlarged due to the thickness of the coating layer. Therefore, there is a problem that it is difficult to perform interlayer connection stably and inferior in connection reliability. (For example, Patent Document 2)
In addition, when a coating layer is partially provided, a portion that is covered with a coating layer and a portion that is not covered are mixed in the laminated portion, resulting in a step at these boundary portions, resulting in variations in surface thickness. There was a problem that would increase.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、信頼性の高い層間接続ができる薄型の多層基板および多層基板の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a thin multilayer substrate capable of highly reliable interlayer connection and a method for manufacturing the multilayer substrate.
本発明によれば、第一の導体回路と、前記第一の導体回路の一部を覆っている被覆層とを有する第一の基板と、前記第一の基板の前記被覆層で覆われていない部分に、第二の導体回路を有する第二の基板と、が重ねて配置された多層基板であって、前記被覆層の側部と、前記第二の基板の側部が隣接していることを特徴とする多層基板を提供するものである。 According to the present invention, a first substrate having a first conductor circuit and a coating layer covering a part of the first conductor circuit, and the first substrate is covered with the coating layer of the first substrate. A multilayer substrate in which a second substrate having a second conductor circuit is arranged in an overlapping manner on a portion that is not present, and the side portion of the covering layer and the side portion of the second substrate are adjacent to each other A multilayer substrate is provided.
本発明に係る多層基板は、第二の基板が重ねて積層配置される部分の第一の基板は、被覆層で覆われていないため、基板の厚さを薄くしつつ層間の接続信頼性も向上することができる。 In the multilayer substrate according to the present invention, since the first substrate in the portion where the second substrate is stacked and stacked is not covered with the coating layer, the connection reliability between the layers is reduced while reducing the thickness of the substrate. Can be improved.
また、前記第一の基板は、柔軟性を有する基板であってもよい。さらに、前記第二の基板は、柔軟性を有する基板であってもよい。さらに、前記被覆層は、樹脂フィルムと接着剤とからなっていてもよい。 The first substrate may be a flexible substrate. Further, the second substrate may be a flexible substrate. Furthermore, the said coating layer may consist of a resin film and an adhesive agent.
また、本発明によれば、第一の導体回路を有する第一の基板の前記第一の導体回路の一部を被覆層で覆う第一の工程と、前記第一の基板の前記被覆層で覆われていない部分に、第二の導体回路を有する第二の基板とを重ねて積層配置する第二の工程と、を有する多層基板の製造方法であって、前記第二の工程で、前記被覆層の側部と、前記第二の基板の側部を隣接させて積層配置することを特徴とする多層基板の製造方法が提供される。 According to the invention, the first step of covering a part of the first conductor circuit of the first substrate having the first conductor circuit with the coating layer, and the coating layer of the first substrate A second step of stacking and stacking a second substrate having a second conductor circuit on a portion that is not covered, and a method for producing a multilayer substrate, wherein in the second step, There is provided a method for producing a multilayer substrate, characterized in that a side portion of a covering layer and a side portion of the second substrate are disposed adjacent to each other.
上述した製造方法によれば、基板の厚さを薄くしつつ接続信頼性の高い多層基板を製造することができる。 According to the manufacturing method described above, a multilayer substrate with high connection reliability can be manufactured while reducing the thickness of the substrate.
本発明によれば、信頼性の高い層間接続ができる薄型の多層基板および多層基板の製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of a thin multilayer substrate which can perform highly reliable interlayer connection, and a multilayer substrate can be provided.
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。図4(b)は、本実施形態に係る6層の多層基板410の概略構成を示す図である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. FIG. 4B is a diagram illustrating a schematic configuration of a six-
多層基板410は、フレキシブル部430とリジッド部420とを備える。第一の基板320は、一部を残して被覆層306で覆われている。また、第二の基板220は、第一の基板320の被覆層306で覆われていない部分に重ねて配置され、被覆層306の側部と、第二の基板220の側部が隣接している。
The
第一の基板320と、第二の基板220は、柔軟性を有する基板であってもよい。また、被覆層306は、樹脂フィルム3061と接着剤3062とからなっていてもよい。
The
以下、多層基板410を構成する各部について詳細に説明する。
Hereafter, each part which comprises the
第一の基板310は、第一の導体回路304、305と被覆層306と第一の基材302から構成されている。第一の基材302を構成する材料としては、例えば樹脂フィルム基材等が挙げられる。樹脂フィルム基材としては、例えばポリイミド樹脂フィルム、ポリエーテルイミド樹脂フィルム、ポリアミドイミド樹脂フィルム等のポリイミド樹脂系樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム等のポリアミド樹脂系フィルム、ポリエステル樹脂フィルム等のポリエステル樹脂系フィルムが挙げられる。このうち、弾性率と耐熱性を向上させる観点から、特にポリイミド樹脂系フィルムが好ましく用いられる。
The
第一の基材302の厚さは、特に限定されないが、5〜50μmが好ましく、特に12.5〜25μmが好ましい。厚さがこの範囲内であると、特に屈曲性に優れる。
Although the thickness of the
第一の導体回路304、305は、表面が一部を残して被覆層306で覆われている。被覆層306は、樹脂フィルム3061と接着材3062で構成されたカバーレイフィルムでもよいし、熱硬化性樹脂を含む液状体の樹脂組成物をスクリーン印刷法などにより形成し加熱硬化してもよい。曲げ特性の面からカバーレイフィルムを用いることが好ましい。
The
第二の基板210は、第二の導体回路204と第二の第二の基材202と第一の基板320と電気的に接続するための導体ポスト208と層間接着剤209から構成されている。第二の基材202を構成する材料としては、例えば樹脂フィルム基材等が挙げられる。樹脂フィルム基材としては、例えばポリイミド樹脂フィルム、ポリエーテルイミド樹脂フィルム、ポリアミドイミド樹脂フィルム等のポリイミド樹脂系樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム等のポリアミド樹脂系フィルム、ポリエステル樹脂フィルム等のポリエステル樹脂系フィルムが挙げられる。このうち、弾性率と耐熱性を向上させる観点から、特にポリイミド樹脂系フィルムが好ましく用いられる。また、第二の基材202は、ガラス繊布またはガラス不繊布に樹脂を含浸させたものであってもよい。
The
次に、本実施形態に係る多層基板410の製造方法の一例について説明する。本例では、以下のA、B、C、Dの4ステップをこの順に実行する。
Next, an example of a method for manufacturing the
ステップA(図1)として、外層片面配線板120を形成する。続いて、ステップB(図2)では、第二の回路基板220を形成する。最後に、ステップC(図3)で、第一の基板320を形成する。ステップDとして第一の回路基板320に外層片面配線板120と第二の回路基板220とを積層し、多層基板410を形成する。以上、4ステップに分けることができる。
[ステップA]
ステップAでは外層片面配線板120を製造する。製造する方法として、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂を硬化させた絶縁材からなる基材102の片面に銅箔101が付いた片面積層板110を準備する (図1(a))。この際、基材と銅箔との間には、導体接続の妨げとなるスミアの発生を防ぐため、銅箔と基材を貼り合わせるための接着剤層は存在しない方が好ましいが、接着剤を使い貼りあわせたものでもよい。この基材102の片面にある銅箔101をエッチングにより配線パターン103を形成し(図1(b))、配線パターンに被覆層104を施す(図1(c))。この被覆層104はフィルムに接着剤を塗布したオーバーレイフィルムを貼付または、インクを直接基材に印刷する方法などがある。この被覆層104にはメッキなどの表面処理用に表面被覆開口部105を設けてもよい。次いで、基材102側の面から、配線パターン103が露出するまで、基材開口部106を形成する (図1(d))。
As Step A (FIG. 1), the outer layer single-
[Step A]
In Step A, the outer layer single-
この際、レーザー法を用いると開口部を容易に形成することができ、かつ小径もあけることができる。更に、過マンガン酸カリウム水溶液によるウェットデスミア又はプラズマによるドライデスミアなどの方法により、基材開口部106内に残存している樹脂を除去すると層間接続の信頼性が向上し好ましい。この基材開口部106内に導体ポスト111が基材102の面から突出するまで形成する(図1(f))。
At this time, if a laser method is used, the opening can be easily formed and a small diameter can be opened. Further, it is preferable to remove the resin remaining in the
導体ポスト111の形成方法としては、ペースト又はメッキ法などで、銅ポスト108を形成後(図1(e))、金属又は合金にて被覆する。銅ポストの高さとしては、基材表面から高さが2μm以上30μm以下で、好ましくは5μm以上20μm以下である。金属としては、錫からなることが好ましい。合金としては錫、鉛、銀、亜鉛、ビスマス、アンチモン、銅から選ばれた少なくとも2種類以上の金属で構成される半田であることが好ましい。例えば錫−鉛系、錫−銀系、錫−亜鉛系、錫−ビスマス系、錫−アンチモン、錫−銀−ビスマス系、錫−銅系等があるが、半田の金属組合せや組成に限定されず、最適なものを選択すればよい。厚みは2μm以上で、好ましくは5μm以上20μm以下である。この時同時に表面被覆開口部105の表面にも前記同様の半田又は金属や合金により表面処理109してもよい(図1(f))。さらに多層積層部分にフラックス機能付き接着剤112(図1(g))層を形成する。このフラックス機能付き接着剤層は印刷法により基材102にフラックス機能付き接着剤を塗布する方法等があるが、シート状になった接着剤を基材102にラミネートする方法により形成してもよい。最後に、多層部のサイズに応じて切断し、外層片面配線板120を得る(図1(g))。
As a method for forming the
また、この外層片面配線板120の製法としては片面積層板110に基材開口部106を形成した後、導体ポスト111を形成し、次いで配線パターン103を形成し、配線パターンに表面被覆104を施してもよい。
The outer layer single-
本発明に用いるフラックス機能付き接着剤は、金属表面の清浄化機能、例えば、金属表面に存在する酸化膜の除去機能や、酸化膜の還元機能を有した接着剤であり、第1の好ましい接着剤の構成としては、フェノール性水酸基を有するフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、レゾール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂などの樹脂(A)と、前記樹脂の硬化剤(B)を含むものである。硬化剤としては、ビスフェノール系、フェノールノボラック系、アルキルフェノールノボラック系、ビフェノール系、ナフトール系、レゾルシノール系などのフェノールベースや、脂肪族、環状脂肪族や不飽和脂肪族などの骨格をベースとしてエポキシ化されたエポキシ樹脂やイソシアネート化合物が挙げられる。 The adhesive with a flux function used in the present invention is an adhesive having a function of cleaning a metal surface, for example, a function of removing an oxide film existing on the metal surface and a function of reducing an oxide film, and is a first preferred adhesive. The composition of the agent includes a resin (A) such as a phenol novolak resin having a phenolic hydroxyl group, a cresol novolak resin, an alkylphenol novolak resin, a resole resin, or a polyvinylphenol resin, and a curing agent (B) for the resin. Curing agents are epoxidized based on bisphenol, phenol novolac, alkylphenol novolac, biphenol, naphthol, resorcinol and other skeletons such as aliphatic, cycloaliphatic and unsaturated aliphatic skeletons. And epoxy resins and isocyanate compounds.
フェノール性水酸基を有する樹脂の配合量は、全接着剤中20重量%以上〜80重量%以下が好ましく、20重量%未満だと金属表面を清浄化する作用が低下し、80重量%を越えると十分な硬化物を得られず、その結果として接合強度と信頼性が低下するおそれがあり好ましくない。一方、硬化剤として作用する樹脂或いは化合物は、全接着剤中20重量%以上〜80重量%以下が好ましい。接着剤には、必要に応じて着色剤、無機充填材、各種のカップリング剤、溶媒などを添加してもよい。 The blending amount of the resin having a phenolic hydroxyl group is preferably 20% by weight to 80% by weight in the total adhesive, and if it is less than 20% by weight, the effect of cleaning the metal surface is lowered, and if it exceeds 80% by weight. A sufficient cured product cannot be obtained, and as a result, bonding strength and reliability may be lowered, which is not preferable. On the other hand, the resin or compound acting as a curing agent is preferably 20% by weight to 80% by weight in the total adhesive. You may add a coloring agent, an inorganic filler, various coupling agents, a solvent, etc. to an adhesive agent as needed.
第2の好ましい接着剤の構成としては、ビスフェノール系、フェノールノボラック系、アルキルフェノールノボラック系、ビフェノール系、ナフトール系、レゾルシノール系などのフェノールベースや、脂肪族、環状脂肪族や不飽和脂肪族などの骨格をベースとしてエポキシ化されたエポキシ樹脂(C)と、イミダゾール環を有し、かつ前記エポキシ樹脂の硬化剤(D)を含むものである。イミダゾール環を有する硬化剤としては、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、ビス(2−エチル−4−メチル−イミダゾール)などが挙げられる。 The second preferred adhesive composition includes bisphenol-based, phenol novolak-based, alkylphenol novolak-based, biphenol-based, naphthol-based, resorcinol-based phenol bases, and skeletons such as aliphatic, cycloaliphatic and unsaturated aliphatic. An epoxy resin (C) epoxidized based on the above, an imidazole ring, and a curing agent (D) for the epoxy resin. Examples of the curing agent having an imidazole ring include imidazole, 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 2-undecylimidazole, and 2-phenyl-4. -Methylimidazole, bis (2-ethyl-4-methyl-imidazole) and the like.
エポキシ樹脂の配合量は、全接着剤中30重量%以上〜99重量%以下が好ましく、30重量未満だと十分な硬化物が得られないおそれがあり好ましくない。
上記2成分以外に、シアネート樹脂、アクリル酸樹脂、メタクリル酸樹脂、マレイミド樹脂などの熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を配合してもよい。又、必要に応じて着色剤、無機充填材、各種のカップリング剤、溶媒などを添加してもよい。
イミダゾール環を有し、かつ前記エポキシ樹脂の硬化剤となるものの配合量としては、全接着剤中1重量%以上〜10重量%以下が好ましく、1重量%未満だと金属表面を清浄化する作用が低下し、エポキシ樹脂を十分に硬化させないおそれがあり好ましくない。10重量%を越えると硬化反応が急激に進行し、接着剤層の流動性が劣るおそれがあり好ましくない。
The blending amount of the epoxy resin is preferably 30% by weight to 99% by weight in the total adhesive, and if it is less than 30%, a sufficient cured product may not be obtained.
In addition to the above two components, a thermosetting resin such as cyanate resin, acrylic acid resin, methacrylic acid resin, maleimide resin, or thermoplastic resin may be blended. Moreover, you may add a coloring agent, an inorganic filler, various coupling agents, a solvent, etc. as needed.
The blending amount of the epoxy resin that has an imidazole ring and is a curing agent for the epoxy resin is preferably 1% by weight to 10% by weight, preferably less than 1% by weight, based on the total adhesive. This is not preferable because the epoxy resin may not be sufficiently cured. If it exceeds 10% by weight, the curing reaction proceeds rapidly and the fluidity of the adhesive layer may be inferior.
接着剤の調整方法は、例えば固形のフェノール性水酸基を有する樹脂(A)と、固形の硬化剤として作用する樹脂(B)を溶媒に溶解して調整する方法、固形のフェノール性水酸基を有する樹脂(A)を液状の硬化剤として作用する樹脂(B)に溶解して調整する方法、固形の硬化剤として作用する樹脂(B)を液状のフェノール性水酸基を有する樹脂(B)に溶解して調整する方法、又固形のエポキシ樹脂(C)を溶媒に溶解した溶液に、イミダゾール環を有し、かつエポキシ樹脂の硬化剤として作用する化合物(D)を分散もしくは溶解する方法などが挙げられる。使用する溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサン、トルエン、ブチルセルソブル、エチルセロソブル、N−メチルピロリドン、γ−ブチルラクトンなどが挙げられる。好ましくは沸点が200℃以下の溶媒である。
[ステップB]
ステップBでは、第二の基板220を製造する。第二の基板220を加工する方法としては、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂を硬化させた絶縁材からなる第二の基材202の片面に銅箔201が付いた片面積層板210を準備する(図2(a)) 。この際、基材と銅箔との間には、導体接続の妨げとなるスミアの発生を防ぐため、銅箔と基材を貼り合わせるための接着剤層は存在しない方が好ましいが、接着剤を使い貼りあわせたものでも問題はない。この第二の基材202の片面にある銅箔201をエッチングにより配線パターン203及び導体ポスト111を受けることができるパッド204を形成する(図2(b))。次いで、第二の基材202側の面から、配線パターン203が露出するまで、基材開口部205を形成する (図2(c))。
The method for adjusting the adhesive is, for example, a method in which a resin (A) having a solid phenolic hydroxyl group and a resin (B) acting as a solid curing agent are dissolved in a solvent, a resin having a solid phenolic hydroxyl group A method in which (A) is dissolved and adjusted in a resin (B) that acts as a liquid curing agent, and a resin (B) that acts as a solid curing agent is dissolved in a resin (B) having a liquid phenolic hydroxyl group. Examples thereof include a method of adjusting, and a method of dispersing or dissolving a compound (D) having an imidazole ring and acting as a curing agent for an epoxy resin in a solution obtained by dissolving a solid epoxy resin (C) in a solvent. Examples of the solvent to be used include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexane, toluene, butyl cersable, ethyl cello soluble, N-methylpyrrolidone, and γ-butyl lactone. A solvent having a boiling point of 200 ° C. or lower is preferable.
[Step B]
In Step B, the
この際、レーザー法を用いると開口部を容易に形成することができ、かつ小径もあけることができる。更に、過マンガン酸カリウム水溶液によるウェットデスミア又はプラズマによるドライデスミアなどの方法により、基材開口部205内に残存している樹脂を除去すると、層間接続の信頼性が向上し好ましい。この基材開口部205内に導体2層ポスト208が第二の基材202の面から突出するまで形成する(図2 (e))。導体2層ポスト208の形成方法としては、ペースト又はメッキ法などで、銅ポスト206を形成(図2(d))し、金属又は合金にて被覆する (図2 (e))。銅ポストの高さとしては、基材表面から高さが2μm以上30μm以下で、好ましくは5μm以上20μm以下である。金属としては、錫からなることが好ましい。合金としては錫、鉛、銀、亜鉛、ビスマス、アンチモン、銅から選ばれた少なくとも2種類以上の金属で構成される半田であることが好ましい。例えば錫−鉛系、錫−銀系、錫−亜鉛系、錫−ビスマス系、錫−アンチモン、錫−銀−ビスマス系、錫−銅系等があるが、半田の金属組合せや組成に限定されず、最適なものを選択すればよい。厚みは2μm以上で好ましくは5μm以上20μm以下であればよい (図2(e))。2μm未満では、層間の接続の信頼性が低下する恐れがある。
At this time, if a laser method is used, the opening can be easily formed and a small diameter can be opened. Furthermore, it is preferable to remove the resin remaining in the
次いで、多層積層部分にフラックス機能付き接着剤209(図2(f))層を形成する。このフラックス機能付き接着剤層は印刷法により第二の基材202にフラックス機能付き接着剤を塗布する方法等があるが、シート状になった接着剤を第二の基材202にラミネートする方法により形成してもよい。
Next, an adhesive 209 with a flux function (FIG. 2 (f)) layer is formed on the multilayer laminated portion. This adhesive layer with a flux function includes a method of applying an adhesive with a flux function to the
また、この第二の基板220の製法としては、片面積層板210に基材開口部205を形成した後に導体2層ポスト208を形成し、次いで配線パタン203と導体ポストを受けるパッド204を形成してもよい。
The
又、積層前に第二の基板220を個片、または複数個パターンのシートに裁断し、その時に第一の基板320の表面被覆306と第二の基板220とが重なること無いよう外形を加工する。これらの製法により第二の基板220を得る(図2(f))。
[ステップC]
ステップCでは、第一の基板320を製造する。製造する方法としては、ポリイミドなどの、通常フレキシブル配線板に用いられる第1の基材302と銅箔301からなる両面板310を準備する(図3(a))。両面板310は、フレキシブル部の素材となり、銅箔301と第一の基材302の間には、屈曲性・折り曲げ性を高めるために接着剤層は存在しない方が好ましいが存在しても構わない。この両面板310にスルーホール303にて表裏の電気的導通を形成した(図3(b))後、エッチングにより、第一の導体回路304及び導体ポスト208を受けることができるパッド305を形成する(図3(c))。次いで、フレキシブル部430に相当する部分の第一の導体回路304にポリイミドなどからなる被覆層306を施し、これらの製法により第一の基板320を得る(図3(d))。
又、積層前に第一の基板320を個片、または複数個パターンのシートに裁断しても問題はない。
[ステップD]
ステップDでは、多層基板410を製造する(図4(b))。まず、中心層の第一の基板320に第二の基板220をレイアップ(積層)し、さらにその外側に最外層となる片面回路基板120をレイアップする(図4(a))。
Further, before lamination, the
[Step C]
In Step C, the
Further, there is no problem even if the
[Step D]
In Step D, the
次に、重ねられた第一の基板320、第二の基板220および片面回路基板120を積層、一体化する。このような多層化は、熱圧着、すなわち加熱下で圧着しつつ行う。その方法(熱圧着方法)は、特に限定されず、中心層になる第一の基板320の個片をレイアップするごとに熱圧着してもよいし、全ての外層片面回路基板120の個片をレイアップした後、一括して熱圧着してもよい。また、レイアップの仮接着時に、半田の融点を超える温度の熱を加えることにより、導体ポストと接続されるパッド部の半田を溶融して接合し、その後、融点以下の温度に加熱してこの層間の接着剤層の接着剤を硬化させ、積層、一体化することもできる。このようにして、第一の基板320の両面にそれぞれ第二の基板220が重ねられ、さらにその両面に外層片面回路基板120が重ねられた多層基板410が積層、一体化されて得られる(図4(b))。
Next, the stacked
7層以上の場合は、この第二の基板220を所望する枚数積層させればよい。多層化の熱圧着方法については、中心層になる内層フレキシブル配線板の個片又は複数個面付けされたシートに外層片面配線板、内層用プリント配線板をレイアップするごとに位置決めと2層バンプとパッドを圧接し、次いで半田の融点を超える熱を加え2層ポストの金属または合金が熔融しパッドと接合させ、これを所望する層数繰り返す方法。また、所望の層数の外層片面配線板と内層用プリント配線板の個片又は複数個面付けされたシートをレイアップするごとに位置決めと2層バンプとパッドを逐一圧接した後、一括して半田の融点を越える熱を加え2層ポストの金属または合金が熔融し接合させてもよい。どちらの方法においても次いで、この金属、合金の融点以下の温度によりこの層間接着剤を硬化させ積層する。また、レイアップの位置決めの熱圧着時に、半田の融点を越える熱を加えることにより、2層ポストの金属または合金が熔融し接合させた後、融点以下の温度によりこの層間接着剤を硬化させ、これを繰り返し積層させることもできる。
In the case of seven or more layers, a desired number of
(実施例1)
(外層プリント配線板の作製)
厚み55μmのエポキシ樹脂を硬化させた絶縁材からなる基材102上に厚み12μmの銅箔101が付いた片面積層板110(住友ベークライト製 スミライト LαZ
CLBu)の銅箔101をエッチングし、配線パターン103を形成し、液状レジスト(日立化成製 SR9000W)を印刷し、露光、現像することにより表面被膜104を施し、開口部105もあわせ形成する。次いで基材102側の面から、UVレーザーにより100μm径の基材開口部106を形成し、過マンガン酸カリウム水溶液によるデスミアを施す。この基材開口部103内に電解銅メッキを施し銅ポスト108を銅箔のある反対面側の絶縁基材表面より高さ10μmとした後、半田メッキ107(錫−鉛共晶)を厚み15μmを施し、導体ポスト111を形成する。引き続き、表面被覆開口部105に表面処理として金メッキ109を施した。次に、厚み25μmの熱硬化性のフラックス機能付き接着剤シート(住友ベークライト製 層間接着シート)をラミネートし、フラックス機能付き接着剤層112を真空ラミネーターにてラミネートすることにより形成した。最後に、積層部のサイズに外形加工し、外層片面配線板120を得た。
(第二の回路基板(内層プリント配線板の作製))
厚み55μmのエポキシ樹脂を硬化させた絶縁材からなる第二の基材202上に厚み12μmの銅箔201が付いた片面積層板210(住友ベークライト製 スミライト LαZ CLBu)の銅箔201をエッチングし、配線パターン203と外層プリント配線板120の導体ポスト111を受けるパッド204を形成する。次いで第二の基材202側の面から、UVレーザーにより100μm径の基材開口部205を形成し、過マンガン酸カリウム水溶液によるデスミアを施す。この基材開口部205内に電解銅メッキを施し銅ポスト206を銅箔のある反対面側の絶縁基材表面より高さ15μmとした後、半田メッキ207(錫−鉛共晶)を厚み15μmを施し、導体ポスト208を形成する。次に、厚み32μmの熱硬化性のフラックス機能付き接着剤シート(住友ベークライト製 層間接着シート)をラミネートし、フラックス機能付き接着剤層209を真空ラミネーターにてラミネートすることにより形成した。最後に、積層部のサイズ、内層フレキシブルプリント配線板320の表面被覆306に絶縁第二の基材202とが重ならないよう外形加工し、内層プリント配線板220を得た。
(第一の回路基板(内層フレキシブル配線板の作製))
銅箔301が12μm、基材302がポリイミドフィルム厚み25μmの2層両面板310(三井化学製 NEX23FE(25T))を、ドリルによる穴明け後、ダイレクトメッキし、電解銅メッキによりスルーホール303を形成し表裏の電気的導通を形成した後、エッチングにより、配線パターン及び導体2層ポスト208を受けることができるパッド305を形成する。その後、フレキシブル部430に相当する部分の配線パターン304に、厚み12.5μmのポリイミド(鐘淵化学工業製 アピカルNPI)に厚み25μmの熱硬化性接着剤(自社開発材料)により表面被覆306を形成した。最後に、外形サイズに裁断し、内層フレキシブル配線板320を得た。
(多層フレキシブルプリント配線板の作製)
外層プリント配線板120と内層プリント配線板220とを内層フレキシブル配線板320の上下に各2枚を位置合わせ用のピンガイド付き治具を用いてレイアップした。その後、スポットヒーター250℃にて部分的に位置決めのため仮接着した。次いで、真空式プレスにて150℃、0.5MPa、60秒で積層し、導体ポストを導体パッドに接する
まで成形することと、導体パッドがある内層フレキシブル配線板320の回路を成形埋め込みした。次いで、油圧式プレスで260℃、0.005MPaで60秒間プレスし、フラックス機能付き接着剤層112、209を介して、導体ポスト111、208が、内層プリント配線板220のパッド204と内層フレキシブル配線板320のパッド305と半田熔融接合し半田接合及び半田フィレットを形成し、層間を接合した。引き続き、接着剤を硬化させるため温度を180℃、60分間加熱し、層間を積層した6層の多層フレキシブル配線板410を得た。
(Example 1)
(Production of outer layer printed wiring board)
Single-area layer board 110 (Sumilite LαZ made by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) with a
The
(Second circuit board (production of inner printed wiring board))
Etching the
(First circuit board (production of inner layer flexible wiring board))
Two-layer double-sided board 310 (Mitsui Chemicals' NEX23FE (25T)) having a
(Production of multilayer flexible printed wiring board)
The outer layer printed
(実施例2)
外層プリント配線板120と内層プリント配線板220を厚み25μmのポリイミドを基材とした12μの銅箔のついた片面銅張板(宇部興産製 ユピセルSE1310)に変更した以外は実施例1と同様の方法で得られた多層フレキシブル配線板。
(Example 2)
Example 1 except that the outer layer printed
(実施例3)
外層プリント配線板120の導体ポスト111と、内層プリント配線板220の導体ポスト208の半田メッキを共晶半田から錫−銀3.5に変更した以外は、実施例1と同様の方法で得られた多層フレキシブル配線板。
(Example 3)
It is obtained in the same manner as in Example 1 except that the solder plating of the
(比較例1)
実施例1の内層プリント配線板220の大きさを内層フレキシブルプリント配線板320の表面被覆306と重なり、外層プリント配線板120と同じ外形にし、内層プリント配線板の導体ポスト208を銅ポスト高さを20μmにし、フラックス機能付層間接着剤の厚みを37μmにした以外は実施例1と同様の方法で得られた、多層フレキシブルプリント配線板(図5)。
(Comparative Example 1)
The size of the inner layer printed
実施例1〜3の多層フレキシブルプリント配線板は、層間接続部が確実に半田接合されており、かつ半田フィレットが形成されていた。更に、6層構成の製品の厚みもバラツキが5μm以下で良好であった。 In the multilayer flexible printed wiring boards of Examples 1 to 3, the interlayer connection portion was securely soldered and a solder fillet was formed. Furthermore, the thickness of the 6-layered product was also good with variations of 5 μm or less.
また、これらの実施例で得られたサンプルを温度サイクル試験(ホットオイル260℃5秒浸漬と常温オイル20秒浸漬の繰り返し100回)を行っても、断線不良の発生がなく、半田接合部の状態も良好であり、導通抵抗の上昇も5%以下、線間の絶縁抵抗の低下も5%以下であった。 In addition, even when the samples obtained in these examples were subjected to a temperature cycle test (100 times of hot oil 260 ° C. immersion for 5 seconds and normal temperature oil 20 seconds immersion), no disconnection failure occurred, The state was also good, the increase in conduction resistance was 5% or less, and the decrease in insulation resistance between lines was 5% or less.
しかし、比較例1の場合、導体ポストと導体パッドとは良好な半田接合が得られたが、銅ポストを高くする必要があり内層プリント配線板を作製する工数が通常より増えることになり、また全体の製品厚みはマッチング段差部分が厚くなるため、全体の製品厚みのバラツキは5μm以上と大きくなった。 However, in the case of Comparative Example 1, a good solder joint was obtained between the conductor post and the conductor pad, but it was necessary to increase the copper post, and the man-hour for producing the inner printed wiring board was increased more than usual. Since the overall product thickness is thicker at the matching step, the variation in the overall product thickness is as large as 5 μm or more.
回路基板を重ね合わせる構造をとる多層回路基板において、第1の回路基板である内層フレキシブルプリント配線板の表面被覆層と第2の回路基板である内層プリント配線板の絶縁基材部とのマッチング部分において重なる構造をとらないため製品厚みバラツキを低減することができる多層基板を得ることができる。 In a multilayer circuit board having a structure in which circuit boards are superposed, a matching portion between a surface coating layer of an inner flexible printed wiring board that is a first circuit board and an insulating base part of an inner printed wiring board that is a second circuit board Therefore, it is possible to obtain a multilayer substrate capable of reducing the product thickness variation.
101、201、301:銅箔
102、202、302:基材
103、203、304:導体回路
104、306:被覆層
105:表面被覆開口部
106、205:基材開口部
107、207:金属被覆層
108、206:銅ポスト
109:表面処理
110、210:片面銅張積層板
111、208:導体ポスト
112、209:フラックス機能付き接着剤層
120:外層プリント配線板
204、305:パッド
220:第二の基板
303:スルーホール
310:両面銅張積層板
320:第一の基板
410、510:多層基板(6層)
420、520:多層部
430、530:フレキシブル部
101, 201, 301:
420, 520:
Claims (5)
前記第一の導体回路の一部を覆っている被覆層とを有する第一の基板と、
前記第一の基板の前記被覆層で覆われていない部分に、第二の導体回路を有する第二の基板と、
が重ねて配置された多層基板であって、
前記被覆層の側部と、前記第二の基板の側部が隣接していることを特徴とする多層基板。 A first conductor circuit;
A first substrate having a coating layer covering a portion of the first conductor circuit;
A portion of the first substrate not covered with the coating layer, a second substrate having a second conductor circuit;
Is a multi-layer board arranged in an overlapping manner,
A multilayer substrate, wherein a side portion of the covering layer and a side portion of the second substrate are adjacent to each other.
前記第一の基板の前記被覆層で覆われていない部分に、第二の導体回路を有する第二の基板とを重ねて積層配置する第二の工程と、
を有する多層基板の製造方法であって、
前記第二の工程で、前記被覆層の側部と、前記第二の基板の側部を隣接させて積層配置することを特徴とする多層基板の製造方法。
A first step of covering a part of the first conductor circuit of the first substrate having the first conductor circuit with a coating layer;
A second step of stacking and stacking a second substrate having a second conductor circuit on a portion of the first substrate not covered with the coating layer;
A method for producing a multilayer substrate comprising:
In the second step, a multilayer substrate manufacturing method is characterized in that the side portion of the covering layer and the side portion of the second substrate are adjacently stacked.
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CN112736068A (en) * | 2019-10-14 | 2021-04-30 | 浙江荷清柔性电子技术有限公司 | Packaging method and packaging structure of multilayer flexible substrate |
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2004
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