JP2005324467A

JP2005324467A - Manufacturing method of low thermal expansion material layer and manufacturing method of part using low thermal expansion material layer

Info

Publication number: JP2005324467A
Application number: JP2004145538A
Authority: JP
Inventors: Kinji Saijo; 謹二西條; Kazuo Yoshida; 一雄吉田; Shinji Osawa; 真司大澤; Koji Nanbu; 光司南部
Original assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Current assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2005-11-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low thermal expansion laminated material obtained by laminating a low thermal expansion material layer and a conductor layer, and a part constituted using it. <P>SOLUTION: In the low thermal expansion laminated material 20 obtained by laminating the low thermal expansion material layer 23 and the conductor layer 24, the joining surface of at least one of the low thermal expansion material layer 23 and the conductor layer 24 of the low thermal expansion laminated material 20 is subjected to activation treatment to be brought into contact with and superposed on the joining surface of the other one of both layers to laminate and join both layers or the respective joining surfaces of both layers to be subjected to activation treatment and brought into contact with each other and superposed one upon another to laminate and join both layers to manufacture the low thermal expansion laminated material 20. The part adapted to the printed wiring use of an interposer or the like is manufactured using the low thermal expansion laminated material 20. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、低熱膨張材料層と導体層とを積層してなる低熱膨張積層材の製造方法、および低熱膨張積層材を用いてなる部品の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a low thermal expansion laminate formed by laminating a low thermal expansion material layer and a conductor layer, and a method for producing a component using the low thermal expansion laminate.

近年、電子機器の発達に伴い電子基板などに搭載される電子部品の搭載密度が高くなり、半導体素子サイズ同程度の大きさを有するパッケージなどの使用や、半導体素子のベアチップ実装など高密度化を図る実装方法が進められてきている。そのような中で半導体素子の熱膨張係数とその実装に関わる材料の熱膨張係数との違いなどから生じる熱応力が問題となってきている。なお特許文献１には、金属板に金属薄膜を形成した後、あるいは金属薄膜を形成するとともに金属箔を積層する方法が開示されており、また特許文献２には、過剰な熱や圧力を加えることなく金属板同士を接合する方法が開示されている。
特開２００２−１２７２９８号公報特開平１−２２４１８４号公報 In recent years, with the development of electronic devices, the mounting density of electronic components mounted on electronic substrates and the like has increased, and the use of packages having the same size as the size of semiconductor elements and the mounting density of semiconductor elements such as bare chips have been increased. Implementation methods are being promoted. Under such circumstances, thermal stress caused by the difference between the thermal expansion coefficient of the semiconductor element and the thermal expansion coefficient of the material related to the mounting has become a problem. Patent Document 1 discloses a method of forming a metal thin film on a metal plate or forming a metal thin film and laminating a metal foil. Patent Document 2 applies excessive heat and pressure. A method for joining metal plates without disclosing them is disclosed.
JP 2002-127298 A JP-A-1-224184

本発明は、半導体素子の熱膨張係数と同等または近い材料である低熱膨張材料層と、優れた導電性を有する導体層とを積層してなり、熱膨張係数の差から生じる熱応力を緩和しうるような低熱膨張積層材の製造方法、および低熱膨張積層材を用いてなる部品の製造方法を提供することを課題とする。 The present invention is formed by laminating a low thermal expansion material layer, which is a material equivalent to or close to the thermal expansion coefficient of a semiconductor element, and a conductor layer having excellent conductivity, to alleviate thermal stress caused by the difference in thermal expansion coefficient. It is an object of the present invention to provide a method for producing such a low thermal expansion laminate and a method for producing a component using the low thermal expansion laminate.

前記課題に対する第１の解決手段として本発明の低熱膨張積層材の製造方法は、低熱膨張材料層と導体層とを積層してなる低熱膨張積層材において、低熱膨張積層材の少なくとも１つの接合面が、接合されるそれぞれの面を活性化処理して当接し、重ね合わせて積層接合する方法とした。 As a first solution to the above problem, the method for producing a low thermal expansion laminate of the present invention is a low thermal expansion laminate in which a low thermal expansion material layer and a conductor layer are laminated, and at least one joint surface of the low thermal expansion laminate. However, the respective surfaces to be joined are activated and brought into contact with each other, and are stacked and joined together.

前記課題に対する第２の解決手段として本発明の部品の製造方法は、低熱膨張材料層と導体層とを積層してなる低熱膨張積層材を用いる方法とした。 As a second solution to the above problem, the method for manufacturing a component according to the present invention uses a low thermal expansion laminated material obtained by laminating a low thermal expansion material layer and a conductor layer.

本発明においては、以下に説明するように、本発明の低熱膨張積層材の製造方法は低熱膨張材料層と導体層とを積層する方法であり、本発明の部品の製造方法は低熱膨張積層材を用いる方法である。このためプリント配線板（リジットプリント配線板やフレキシブルプリント配線板など）などに好適であり、ＩＣカード、インターポーザ、ＣＳＰ（チップサイズパッケージまたはチップスケールパッケージ）やＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）などのＩＣパッケージなどにも応用が可能である。 In the present invention, as described below, the method for producing a low thermal expansion laminate of the present invention is a method for laminating a low thermal expansion material layer and a conductor layer, and the method for producing a component of the present invention is a low thermal expansion laminate. It is a method using. Therefore, it is suitable for printed wiring boards (rigid printed wiring boards, flexible printed wiring boards, etc.), etc. IC packages such as IC cards, interposers, CSP (chip size package or chip scale package), BGA (ball grid array), etc. Application is also possible.

以下に、本発明の製造方法を説明する。図１は、本発明の製造方法を用いた低熱膨張積層材の一実施形態を示す概略断面図であり、低熱膨張材料層２３と導体層２４とを積層した例を示している。図２は、本発明の製造方法を用いた低熱膨張積層材の他の一実施形態を示す概略断面図であり、導体層２４の両側を低熱膨張材料層２３で挟んだ構造の例を示している。 Below, the manufacturing method of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a low thermal expansion laminate using the manufacturing method of the present invention, and shows an example in which a low thermal expansion material layer 23 and a conductor layer 24 are laminated. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of a low thermal expansion laminate using the manufacturing method of the present invention, showing an example of a structure in which both sides of a conductor layer 24 are sandwiched between low thermal expansion material layers 23. Yes.

低熱膨張材料層２３の材質としては、低熱膨張積層材を製造可能な素材で、導体層よりも熱膨張係数の低い材料であれば特にその種類は限定されず、低熱膨張積層材の用途により適宜選択して用いることができる。例えば、常温で固体である金属や、これらの金属のうち少なくとも１種類を含む合金や、これらの金属や合金を少なくとも１層有する積層体などのうち導体層よりも熱膨張係数の低い材料である。熱膨張係数として０．１〜１０^ー６／Kの範囲の材料が望ましい。なおモリブデン含有層は、金属モリブデンの単体層やモリブデン合金層であってもよい。また低熱膨張積層材の用途が、インターポーザなどの半導体素子搭載用途の部品などであれば、低熱膨張材料層２３としては、鉄ーニッケル系合金などを用いることができる。例えば、Ｆｅ−３６Ｎｉ（Ｎｉを３６重量％含有、Ｆｅが残部）、Ｆｅ−３２Ｎｉ−５Ｃｏ（Ｎｉを３２重量％含有、Ｃｏを５重量％含有、Ｆｅが残部）、Ｆｅ−２９Ｎｉ−１７Ｃｏ（Ｎｉを２９重量％含有、Ｃｏを１７重量％含有、Ｆｅが残部）、Ｆｅ−４２Ｎｉ（Ｎｉを４２重量％含有、Ｆｅが残部）などやこれらに微量の他元素などを添加したものなどである。特にベアチップ実装などでは半導体素子の熱膨張係数に近い材料が好ましい。 The material of the low thermal expansion material layer 23 is not particularly limited as long as it is a material capable of producing a low thermal expansion laminated material and has a lower thermal expansion coefficient than the conductor layer, and may be appropriately selected depending on the use of the low thermal expansion laminated material. It can be selected and used. For example, it is a material having a lower coefficient of thermal expansion than a conductor layer among metals that are solid at room temperature, alloys containing at least one of these metals, and laminates having at least one layer of these metals and alloys. . A material having a thermal expansion coefficient in the range of 0.1 to 10 ⁻⁶ / K is desirable. The molybdenum-containing layer may be a single layer of metal molybdenum or a molybdenum alloy layer. Further, if the use of the low thermal expansion laminate is a component for mounting a semiconductor element such as an interposer, an iron-nickel alloy or the like can be used as the low thermal expansion material layer 23. For example, Fe-36Ni (36% by weight of Ni, Fe is remaining), Fe-32Ni-5Co (32% by weight of Ni, 5% by weight of Co, Fe is remaining), Fe-29Ni-17Co (Ni 29 wt%, Co 17 wt%, Fe remaining), Fe-42Ni (42 wt% Ni, Fe remaining), etc., and those obtained by adding trace amounts of other elements to these. In particular, a material close to the thermal expansion coefficient of the semiconductor element is preferable for bare chip mounting or the like.

低熱膨張材料層２３の厚みは、低熱膨張積層材を製造可能であれば特に限定はされず、低熱膨張積層材の用途により適宜選定して用いることができる。例えば、５〜１０００μｍであることが好ましい。５μｍ未満では充分な機械的強度を保持することが難しくなり、１０００μｍを超えると低熱膨張積層材としての製造が難しくなる。より好ましくは、１０〜５０μｍである。なお低熱膨張材料層２３は、圧延箔などの板材であってもよいし、クラッド材などの積層体でもよいし、積層体に拡散処理などを施したものであってもよい。 The thickness of the low thermal expansion material layer 23 is not particularly limited as long as a low thermal expansion laminate can be produced, and can be appropriately selected and used depending on the use of the low thermal expansion laminate. For example, it is preferable that it is 5-1000 micrometers. If it is less than 5 μm, it will be difficult to maintain sufficient mechanical strength, and if it exceeds 1000 μm, it will be difficult to produce a low thermal expansion laminate. More preferably, it is 10-50 micrometers. The low thermal expansion material layer 23 may be a plate material such as a rolled foil, a laminate such as a clad material, or a laminate subjected to a diffusion treatment or the like.

導体層２４の材質としては、低熱膨張積層材を製造可能な素材で、導電性の優れた材質であれば特にその種類は限定されず、低熱膨張積層材の用途により適宜選択して用いることができる。例えば、常温で固体である金属や、これらの金属のうち少なくとも１種類を含む合金や、これらの金属や合金を少なくとも１層有する積層体などの材質である。比抵抗が、１〜２０μΩ・ｃｍの範囲である材料が望ましい。低熱膨張積層材の用途が、プリント配線板用途部品などであれば、導体層２４としては、導電性に優れた金属であるＣｕ、Ａｌなどや、これらの金属のうち少なくとも１種類を含む導電性の優れた合金などを適用することができる。Ｃｕ系合金としては、ＪＩＳに規定の無酸素銅、タフピッチ銅、リン青銅、黄銅や、銅ーベリリウム系合金（例えば、ベリリウムを２重量％含有、残部が銅の合金など）、銅ー銀系合金（例えば、銀を３〜５重量％含有、残部が銅の合金など）など、Ａｌ系合金としては、ＪＩＳＨ４０００に規定のアルミニウムあるいはアルミニウム合金を適用することができる。導体層としての銅層にはＣｕやＣｕ系合金を用いることができる。 The material of the conductor layer 24 is a material that can produce a low thermal expansion laminate, and is not particularly limited as long as it has excellent conductivity, and may be appropriately selected and used depending on the use of the low thermal expansion laminate. it can. For example, it is a material such as a metal that is solid at room temperature, an alloy containing at least one of these metals, or a laminate having at least one layer of these metals or alloys. A material having a specific resistance in the range of 1 to 20 μΩ · cm is desirable. If the use of the low thermal expansion laminated material is a printed wiring board application part or the like, the conductor layer 24 is a conductive metal containing at least one of these metals such as Cu and Al, which are excellent in conductivity. An excellent alloy can be applied. Cu-based alloys include oxygen-free copper, tough pitch copper, phosphor bronze, brass, copper-beryllium alloys (for example, alloys containing 2% by weight beryllium and the remainder being copper), copper-silver alloys, etc. As an Al-based alloy (for example, an alloy containing 3 to 5% by weight of silver and the balance being copper, etc.), aluminum or aluminum alloy specified in JISH4000 can be applied. Cu or a Cu-based alloy can be used for the copper layer as the conductor layer.

導体層２４の厚みは、低熱膨張積層材を製造可能であれば特に限定はされず、低熱膨張積層材の用途により適宜選定して用いることができる。導体層２４は、例えば１〜１００μｍであることが好ましい。１μｍ未満では板材としての製造が難しくなり、１０００μｍを超えると重くなりすぎる。より好ましくは、５〜５０μｍである。なお導体層２４は、電解箔や圧延箔などの板材であってもよいし、板材にめっきや蒸着などによる膜材を予め積層したものであってもよいし、クラッド材などの積層体でもよいし、積層体に拡散処理などを施したものであってもよい。 The thickness of the conductor layer 24 is not particularly limited as long as a low thermal expansion laminate can be produced, and can be appropriately selected depending on the use of the low thermal expansion laminate. The conductor layer 24 is preferably 1 to 100 μm, for example. If it is less than 1 μm, it becomes difficult to produce a plate material, and if it exceeds 1000 μm, it is too heavy. More preferably, it is 5-50 micrometers. The conductor layer 24 may be a plate material such as electrolytic foil or rolled foil, may be a plate material obtained by previously laminating a film material by plating or vapor deposition, or a laminate such as a clad material. In addition, the laminate may be subjected to diffusion treatment or the like.

低熱膨張材料層や導体層の材質や厚みは、低熱膨張積層材の用途により適宜組合せ選定して用いることができる。低熱膨張積層材は導体層の熱膨張変化を低熱膨張材料層で抑え込むためには、導体層の変形応力に抗するだけの機械的強度を低熱膨張材料層の材質や厚みなどによって持たせることが可能である。このためには組合せにおいて、導体層の片面にのみ低熱膨張材料層を有する構造よりも、導体層の両面に低熱膨張材料層を有する構造の方がより目的を達成しやすくなる場合もある。低熱膨張材料層の材質は導体層の材質に比して抵抗率が高くなるため、導体層の両面に低熱膨張材料層を有する構造の場合、一般配線部は熱膨張を抑えるため導体層上に低熱膨張材料層を有したままとして使用し、接続部では導体層上の低熱膨張材料層をエッチングなどにより除去して、導体層を露出させて接合しやすくしたり、接続部における接合時の抵抗を低く抑えることも可能である。また接続部での低熱膨張材料層の厚みを薄くすることや、接続部の接合面積を大きくすることで接続部での接合時の抵抗を低く抑えることも可能である。 The material and thickness of the low thermal expansion material layer and the conductor layer can be appropriately selected and used depending on the use of the low thermal expansion laminate. In order to suppress the thermal expansion change of the conductor layer with the low thermal expansion material layer, the low thermal expansion laminate material should have a mechanical strength that resists the deformation stress of the conductor layer depending on the material and thickness of the low thermal expansion material layer. Is possible. For this purpose, in some cases, the structure having the low thermal expansion material layer on both sides of the conductor layer can more easily achieve the object than the structure having the low thermal expansion material layer only on one side of the conductor layer. Since the material of the low thermal expansion material layer has a higher resistivity than the material of the conductor layer, in the case of a structure having low thermal expansion material layers on both sides of the conductor layer, the general wiring portion is placed on the conductor layer to suppress thermal expansion. It is used as it has a low thermal expansion material layer, and at the connection part, the low thermal expansion material layer on the conductor layer is removed by etching or the like to expose the conductor layer to facilitate bonding, or resistance at the time of bonding at the connection part Can be kept low. In addition, it is possible to reduce the resistance at the time of joining at the connecting portion by reducing the thickness of the low thermal expansion material layer at the connecting portion or increasing the joining area of the connecting portion.

図１に示す低熱膨張積層材２０の活性化接合法を用いた製造方法について説明する。図３に示すように、真空槽５２内において、巻き戻しリール６２に設置された低熱膨張材料層２３の接合予定面側を、活性化処理装置７０で活性化処理する。同様にして巻き戻しリール６４に設置された導体層２４の接合予定面側を、活性化処理装置８０で活性化処理する。 A manufacturing method using the activated bonding method of the low thermal expansion laminate 20 shown in FIG. 1 will be described. As shown in FIG. 3, in the vacuum chamber 52, an activation processing device 70 activates the planned joining surface side of the low thermal expansion material layer 23 installed on the rewind reel 62. Similarly, an activation processing apparatus 80 activates the planned joining surface side of the conductor layer 24 installed on the rewind reel 64.

活性化処理は、以下のようにして実施する。すなわち、真空槽５２内に装填された低熱膨張材料層２３および導体層２４をそれぞれアース接地された一方の電極Ａと接触させ、絶縁支持された他の電極Ｂとの間に、１０〜１×１０^−３Ｐａの極低圧不活性ガス雰囲気中で、１〜５０ＭＨｚの交流を印加してグロー放電を行わせ、グロー放電によって生じたプラズマ中に露出される電極Ａと接触した低熱膨張材料層２３、および導体層２４のそれぞれの接合予定面側の面積が、実効的に電極Ｂの面積の１／３以下となるようにスパッタエッチング処理する。不活性ガスとしては、アルゴン、ネオン、キセノン、クリプトンなどやこれらを含む混合体を適用することができる。好ましくはアルゴンである。なお不活性ガス圧力が１×１０^−３Ｐａ未満では安定したグロー放電が行いにくく高速エッチングが困難であり、１０Ｐａを超えると活性化処理効率が低下する。印加する交流は、１ＭＨｚ未満では安定したグロー放電を維持するのが難しく連続エッチングが困難であり、５０ＭＨｚを超えると発振し易く電力の供給系が複雑となり好ましくない。また、効率よくエッチングするためには電極Ａと接触した低熱膨張材料層２３および導体層２４のそれぞれの面積を実効的に電極Ｂの面積より小さくする必要があり、実効的１／３以下とすることにより充分な効率でエッチング可能となる。 The activation process is performed as follows. That is, the low thermal expansion material layer 23 and the conductor layer 24 loaded in the vacuum chamber 52 are brought into contact with one electrode A which is grounded, and 10 to 1 × between the other electrode B which is insulated and supported. Low thermal expansion material layer 23 in contact with electrode A exposed to plasma generated by glow discharge by applying an AC of 1 to 50 MHz in an extremely low pressure inert gas atmosphere of 10 ⁻³ Pa to cause glow discharge. And the conductor layer 24 are sputter-etched so that the area of each of the surfaces to be bonded is effectively 1/3 or less of the area of the electrode B. As the inert gas, argon, neon, xenon, krypton, or a mixture containing these can be used. Argon is preferable. Note that if the inert gas pressure is less than 1 × 10 ⁻³ Pa, stable glow discharge is difficult to perform, and high-speed etching is difficult, and if it exceeds 10 Pa, the activation treatment efficiency decreases. If the alternating current to be applied is less than 1 MHz, it is difficult to maintain a stable glow discharge, and continuous etching is difficult, and if it exceeds 50 MHz, oscillation tends to occur and the power supply system becomes complicated, which is not preferable. In addition, in order to perform etching efficiently, the areas of the low thermal expansion material layer 23 and the conductor layer 24 that are in contact with the electrode A must be effectively smaller than the area of the electrode B, which is effectively 1/3 or less. This enables etching with sufficient efficiency.

その後、活性化処理された低熱膨張材料層２３と導体層２４を積層接合する。積層接合は、低熱膨張材料層２３、導体層２４の接合予定面側が対向するようにして両者を当接して重ね合わせ圧接ユニット６０で冷間圧接を施すことによって達成される。この際の積層接合は低温度で可能であり、低熱膨張材料層２３、導体層２４ならびに接合部に組織変化や合金層の形成などといった悪影響を軽減または排除することが可能である。Ｔを低熱膨張材料層２３、導体層２４の温度（℃）とするとき、０℃＜Ｔ＜３００℃で良好な圧接状態が得られる。０℃以下では特別な冷却装置が必要となり、３００℃以上では組織変化などの悪影響が生じてくるため好ましくない。また圧延率Ｒ（％）は、０．０１％≦Ｒ≦３０％であることが好ましい。０．０１％未満では充分な接合強度が得られず、３０％を超えると変形が大きくなり加工上好ましくない。より好ましくは、０．１％≦Ｒ≦３％である。さらに好ましくは、１％＜Ｒ≦３％である。 Thereafter, the activated low thermal expansion material layer 23 and the conductor layer 24 are laminated and joined. Laminate bonding is achieved by performing cold pressure welding with the overlap pressure welding unit 60 with the low thermal expansion material layer 23 and the conductor layer 24 facing each other so that the surfaces to be bonded face each other. In this case, the lamination bonding can be performed at a low temperature, and adverse effects such as a change in structure and formation of an alloy layer in the low thermal expansion material layer 23, the conductor layer 24, and the bonding portion can be reduced or eliminated. When T is the temperature (° C.) of the low thermal expansion material layer 23 and the conductor layer 24, a good pressure contact state can be obtained at 0 ° C. <T <300 ° C. If it is 0 ° C. or lower, a special cooling device is required, and if it is 300 ° C. or higher, adverse effects such as tissue changes occur, which is not preferable. The rolling rate R (%) is preferably 0.01% ≦ R ≦ 30%. If the content is less than 0.01%, sufficient bonding strength cannot be obtained. More preferably, 0.1% ≦ R ≦ 3%. More preferably, 1% <R ≦ 3%.

このように積層接合することにより、所要の層厚みを有する２層構造の低熱膨張積層材２０を形成することができ、巻き取りロール６６に巻き取られる。さらに必要により所定の大きさに切り出して、図１に示すような低熱膨張積層材２０を製造することができる。またこのようにして製造された低熱膨張積層材２０に、必要により残留応力の除去または低減などのために問題が生じない範囲で熱処理を施してもよいし、さらに半田めっきなどの膜材などを積層してもよい。また上記活性化処理工程と積層接合工程の間にスッパタリング工程を入れて、低熱膨張材料層、導体層の一方または双方にそれらと同種または異種のスパッタリング層を形成してもよい。 By laminating and bonding in this manner, the low thermal expansion laminated material 20 having a two-layer structure having a required layer thickness can be formed and taken up by the take-up roll 66. Further, if necessary, it can be cut into a predetermined size to produce a low thermal expansion laminate 20 as shown in FIG. In addition, the low thermal expansion laminate 20 manufactured in this way may be subjected to a heat treatment as long as it does not cause a problem in order to remove or reduce residual stress, if necessary, and a film material such as solder plating may be used. You may laminate. Further, a sputtering process may be inserted between the activation treatment process and the laminating and bonding process to form the same or different kind of sputtering layers on one or both of the low thermal expansion material layer and the conductor layer.

図２に示す３層の低熱膨張積層材２２は、上記説明において導体層２４の代わりに低熱膨張積層材２０を用いることにより製造することができる。３層の低熱膨張積層材はこの他にも導体層２４−低熱膨張材料層２３−導体層２４の構成も可能である。また４層以上のより多層の低熱膨張積層材は、上記説明において低熱膨張材料層２３および／または導体層２４の一方または双方を低熱膨張積層材とすることにより製造することができる。 The three-layer low thermal expansion laminate 22 shown in FIG. 2 can be manufactured by using the low thermal expansion laminate 20 instead of the conductor layer 24 in the above description. In addition to this, the three-layer low thermal expansion laminated material may have a configuration of conductor layer 24 -low thermal expansion material layer 23 -conductor layer 24. Further, a multilayered low thermal expansion laminate having four or more layers can be produced by using one or both of the low thermal expansion material layer 23 and / or the conductor layer 24 in the above description as a low thermal expansion laminate.

低熱膨張積層材の製造にはバッチ処理を用いることができる。すなわち真空槽内に予め所定の大きさに切り出された低熱膨張材料層、導体層を複数装填して活性化処理装置に搬送して垂直または水平など適切な位置に処理すべき面を対向または並置した状態などで設置または把持して固定して活性化処理を行い、さらに低熱膨張材料層、導体層を保持する装置が圧接装置を兼ねる場合には活性化処理後に設置または把持したまま圧接し、低熱膨張材料層、導体層を保持する装置が圧接装置を兼ねない場合にはプレス装置などの圧接装置に搬送して圧接を行うことにより達成される。なお活性化処理は、低熱膨張材料層、導体層を絶縁支持された一方の電極Ａとし、アース接地された他の電極Ｂとの間で行うことが好ましい。 Batch processing can be used to produce the low thermal expansion laminate. That is, a plurality of low thermal expansion material layers and conductor layers previously cut into a predetermined size in a vacuum chamber are loaded and conveyed to an activation processing apparatus so that the surfaces to be processed in an appropriate position such as vertical or horizontal are opposed or juxtaposed. If the device that holds the low thermal expansion material layer and the conductor layer also serves as a pressure welding device, press and hold it after being activated or installed. When the apparatus for holding the low thermal expansion material layer and the conductor layer also serves as a pressure welding apparatus, it is achieved by carrying the pressure welding to a pressure welding apparatus such as a press apparatus. The activation treatment is preferably performed between the low thermal expansion material layer and the conductor layer as one electrode A supported by insulation and the other electrode B grounded.

本発明の部品の製造方法は、低熱膨張材料層と導体層とを積層してなる低熱膨張積層材を用いる方法であり、本発明の製造方法を用いた部品は、低熱膨張積層材にエッチング加工やプレス加工などの加工を施したもの、低熱膨張積層材の一部を除去したもの、さらにこれらに樹脂などで被覆あるいは固定したものや、低熱膨張積層材を接着剤などを用いて高分子材料や金属、合金材料などからなる基材や基板に積層したものなどである。また積層手段としては、前記の活性化接合方法を用いることも可能である。すなわち低熱膨張積層材と基材をそれぞれ活性化処理し、必要によりスパッタリング層を形成して、積層接合を施すことにより達成することができる。 The method for producing a component according to the present invention is a method using a low thermal expansion laminate formed by laminating a low thermal expansion material layer and a conductor layer, and the component using the production method according to the present invention is etched into a low thermal expansion laminate. That have been subjected to processing such as pressing or pressing, those from which a part of the low thermal expansion laminate has been removed, those that have been coated or fixed with resin, etc., or polymer materials that use the low thermal expansion laminate using an adhesive, etc. Or a substrate made of a metal, an alloy material, or the like, or a substrate laminated on a substrate. Further, as the lamination means, the above-described activated bonding method can also be used. That is, it can be achieved by activating each of the low thermal expansion laminate and the base material, forming a sputtering layer if necessary, and performing lamination bonding.

高分子材料としては、例えば、プラスチックなどの有機高分子物質やプラスチックに粉末や繊維などを混ぜた混合体を適用することができ、フレキシブルプリント基板などに適用する場合には、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、ナイロンなどの芳香族ポリアミドなどや液晶ポリマーなどを用いることができる。プラスチックとしては、例えば、アクリル樹脂、アミノ樹脂（メラミン樹脂、ユリア樹脂、ベンゾグアナミン樹脂など）、アリル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、液晶ポリマー、ＥＥＡ樹脂（Ethylene Ethylacrylate樹脂）、ＡＡＳ樹脂（Acrylonitrile Acrylate Styrene樹脂）、ＡＢＳ樹脂（Acrylonitrile Butadiene Styrene樹脂）、ＡＣＳ樹脂（Acrylnitrile Chlorinated polyethylene Styrene樹脂）、ＡＳ樹脂（Acrylonitrile Styrene樹脂）、アイオノマー樹脂、エチレンポリテトラフルオロエチレン共重合体、エポキシ樹脂、珪素樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、弗化エチレンプロピレン、弗素樹脂、ポリアセタール、ポリアリレート、ポリアミド（６ナイロン、１１ナイロン、１２ナイロン、６６ナイロン、６１０ナイロン、６１２ナイロンなど）、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルホン、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリシクロヘキンジメルテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリトリメチレンナフタレートなど）、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、ポリカーボネート、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリサルホン、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリブタジエン、ポリブテン、ポリメチルペンテンなどを用いてもよい。また高分子材料の厚みは、用途により適宜選定することができる。例えば、１〜１０００μｍである。１μｍ未満の場合には高分子材料の板材としての製造が難しくなり、１０００μｍを超えると重くなりすぎる。例えば高分子材料の用途がフレキシブルプリント基板などであれば、３〜３００μｍの範囲のものが好ましい。３μｍ未満の場合には機械的強度が乏しく、３００μｍを超えると可撓性が乏しくなる。好ましくは、１０〜１５０μｍである。より好ましくは、２０〜７５μｍである。 As the polymer material, for example, an organic polymer substance such as plastic or a mixture of powder and fiber mixed with plastic can be applied. When applied to a flexible printed circuit board, polyimide, polyetherimide, etc. Polyester such as polyethylene terephthalate, aromatic polyamide such as nylon, liquid crystal polymer, and the like can be used. Examples of the plastic include acrylic resin, amino resin (melamine resin, urea resin, benzoguanamine resin, etc.), allyl resin, alkyd resin, urethane resin, liquid crystal polymer, EEA resin (Ethylene Ethylacrylate resin), AAS resin (Acrylonitrile Acrylate Styrene resin). ), ABS resin (Acrylonitrile Butadiene Styrene resin), ACS resin (Acrylnitrile Chlorinated polyethylene Styrene resin), AS resin (Acrylonitrile Styrene resin), ionomer resin, ethylene polytetrafluoroethylene copolymer, epoxy resin, silicon resin, styrene butadiene resin , Phenol resin, fluorinated ethylene propylene, fluorine resin, polyacetal, polyarylate, polyamide (6 nylon, 11 nylon, 12 nylon, 66 nylon, 610 nylon, 612 nylon, etc.), polyamid Imide, polyimide, polyetherimide, polyetheretherketone, polyethersulfone, polyester (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycyclohexine dimer terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polytrimethylene naphthalate, etc.) Polyolefin (polyethylene, polypropylene, etc.), polycarbonate, polychlorotrifluoroethylene, polysulfone, polystyrene, polyphenylene sulfide, polybutadiene, polybutene, polymethylpentene, and the like may be used. The thickness of the polymer material can be appropriately selected depending on the application. For example, it is 1-1000 micrometers. When the thickness is less than 1 μm, it becomes difficult to produce a polymer material as a plate material, and when it exceeds 1000 μm, it becomes too heavy. For example, if the use of the polymer material is a flexible printed circuit board or the like, a material in the range of 3 to 300 μm is preferable. If it is less than 3 μm, the mechanical strength is poor, and if it exceeds 300 μm, the flexibility is poor. Preferably, it is 10-150 micrometers. More preferably, it is 20-75 micrometers.

本発明の製造方法を用いた低熱膨張積層材や部品では、接合部に合金層などの用途上好ましくない層を形成させることが抑止できるため、曲げ加工やプレス加工などの機械加工性や、エッチング加工におけるエッチング性の低下問題などを防ぐことができる。このため本発明の製造方法を用いた低熱膨張積層材や部品は、インターポーザなどのプリント配線用途部品などにも有用である。 In the low thermal expansion laminates and parts using the production method of the present invention, it is possible to prevent formation of an unfavorable layer such as an alloy layer at the joint, so that machinability such as bending or pressing, etching, etc. It is possible to prevent problems such as a decrease in etchability during processing. For this reason, the low thermal expansion laminated material and components using the manufacturing method of the present invention are also useful for printed wiring components such as interposers.

以下に、実施例を図面に基づいて説明する。低熱膨張材料層２３として厚み３０μｍの鉄ーニッケル合金（Ｆｅ−４２重量％Ｎｉ）箔を用い、導体層２４として厚み１０μｍの無酸素銅箔を用いて、低熱膨張積層材製造装置５０にセットし、真空槽５２内の活性化処理ユニット７０および８０でスパッタエッチング法によりそれぞれ活性化処理し、圧延ユニット６０で圧接して積層接合して低熱膨張積層材２０を製造した。次に活性化接合により液晶ポリマーフィルムに低熱膨張積層材２０を固定して、低熱膨張積層材２０の鉄ーニッケル合金と液晶ポリマーを接合し、プリント配線材料となる部品を製造した。さらに低熱膨張積層材２０の無酸素銅側からエッチング加工を施して配線パターンを形成してプリント配線板を製造した。 Embodiments will be described below with reference to the drawings. Using a 30 μm thick iron-nickel alloy (Fe-42 wt% Ni) foil as the low thermal expansion material layer 23, and using a 10 μm thick oxygen-free copper foil as the conductor layer 24, set in the low thermal expansion laminate manufacturing apparatus 50, The activation treatment units 70 and 80 in the vacuum chamber 52 were activated by the sputter etching method, respectively, pressed by the rolling unit 60 and laminated and joined to produce the low thermal expansion laminate 20. Next, the low thermal expansion laminate material 20 was fixed to the liquid crystal polymer film by activation bonding, and the iron-nickel alloy of the low thermal expansion laminate material 20 and the liquid crystal polymer were joined together to produce a part to be a printed wiring material. Further, etching processing was performed from the oxygen-free copper side of the low thermal expansion laminate 20 to form a wiring pattern, and a printed wiring board was manufactured.

本発明の製造方法を用いた低熱膨張積層材の一実施形態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows one Embodiment of the low thermal expansion laminated material using the manufacturing method of this invention. 本発明の製造方法を用いた低熱膨張積層材の他の一実施形態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows other one Embodiment of the low thermal expansion laminated material using the manufacturing method of this invention. 本発明の製造方法に用いる装置の一実施形態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows one Embodiment of the apparatus used for the manufacturing method of this invention.

Explanation of symbols

２０低熱膨張積層材
２２低熱膨張積層材
２３低熱膨張材料層
２４導体層
５０低熱膨張積層材製造装置
５２真空槽
５４真空ポンプ
６０圧接ユニット
６２巻き戻しリール
６４巻き戻しリール
６６巻き取りロール
７０活性化処理装置
７２電極ロール
７４電極
８０活性化処理装置
８２電極ロール
８４電極
Ａ電極Ａ
Ｂ電極Ｂ

DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Low thermal expansion laminated material 22 Low thermal expansion laminated material 23 Low thermal expansion material layer 24 Conductor layer 50 Low thermal expansion laminated material manufacturing apparatus 52 Vacuum tank 54 Vacuum pump 60 Pressure welding unit 62 Rewinding reel 64 Rewinding reel 66 Winding roll 70 Activation process Device 72 Electrode roll 74 Electrode 80 Activation treatment device 82 Electrode roll 84 Electrode A Electrode A
B Electrode B

Claims

In the method for producing a low thermal expansion laminate formed by laminating a low thermal expansion material layer and a conductor layer, at least one joining surface of the low thermal expansion laminate is in contact with each other by activating the respective surfaces to be joined. A method for producing a low thermal expansion laminated material, characterized by laminating and joining together.

A method for producing a component, characterized by using a low thermal expansion laminate obtained by laminating a low thermal expansion material layer and a conductor layer.