JP2006049434A - 接着シート及びその接着シートの製造方法並びにその接着シートを用いたプリント基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】 高密度な両面又は多層プリント基板にも適用可能で、Cu又はCu合金からなる導体回路の層間の接続信頼性を高めるため、さらに高い接続信頼性の特性を具備した接着シート及びその接着シートの製造方法並びにその接着シートを用いたプリント基板を提供する。
【解決手段】 Cu又はCu合金からなる導体回路の層間を接続する接着シートにおいて、該接着シートは絶縁樹脂層と該絶縁樹脂層を厚さ方向に貫き、その表裏面から露出している接続用導体からなり、該接続用導体が少なくともSn、Zn、Si、Cr、Ti、Ag、Al、Mnの一種以上を含み、残部が少なくともCuを50質量%以上含有するCu系合金よりなる接着シートである。
【選択図】 図1
【解決手段】 Cu又はCu合金からなる導体回路の層間を接続する接着シートにおいて、該接着シートは絶縁樹脂層と該絶縁樹脂層を厚さ方向に貫き、その表裏面から露出している接続用導体からなり、該接続用導体が少なくともSn、Zn、Si、Cr、Ti、Ag、Al、Mnの一種以上を含み、残部が少なくともCuを50質量%以上含有するCu系合金よりなる接着シートである。
【選択図】 図1
Description
本発明は、両面又は多層プリント基板に用いられる接着シート及びその接着シートの製造方法並びにその接着シートを用いたプリント基板に関するものである。
近年、携帯機器における軽薄短小化の進展は目覚しく、それに伴い、半導体パッケージ等の実装部品には更なる小型・高機能化が求められ、それらを実装するプリント基板においても、薄型・高密度化が要求されている。特にプリント基板において、高密度多層化技術における層間接続信頼性に対する要求は厳しく、更に進歩した高密度・高信頼性の層間接続技術が市場において強く望まれている。
従来の層間接続技術としては、例えばプリント配線板製造入門(非特許文献1参照)に記載されるように穴あけとめっきプロセスを組み合わせた技術が一般的である。代表的なスルーホールめっき法は、導体回路が形成された片面又は両面プリント基板を絶縁材料であるプリプレグを間に挟み、加熱加圧によって積層した後、層間を接続する部分にスルーホールと呼ばれる穴あけを行い、銅めっきにより層間接続をなす技術である。また、コアとなるプリント基板の上に、絶縁層形成、穴あけ、めっき導体回路の形成を繰り返す、ビルドアップ法もある。
従来の層間接続技術としては、例えばプリント配線板製造入門(非特許文献1参照)に記載されるように穴あけとめっきプロセスを組み合わせた技術が一般的である。代表的なスルーホールめっき法は、導体回路が形成された片面又は両面プリント基板を絶縁材料であるプリプレグを間に挟み、加熱加圧によって積層した後、層間を接続する部分にスルーホールと呼ばれる穴あけを行い、銅めっきにより層間接続をなす技術である。また、コアとなるプリント基板の上に、絶縁層形成、穴あけ、めっき導体回路の形成を繰り返す、ビルドアップ法もある。
上記技術以外にも例えば、特開平10−284844号として配線基板および半導体装置が提案されている。(例えば、特許文献1参照。)上記に開示される技術は基板の導体回路上に導電性ペーストの印刷で層間接続材料となるバンプを形成した後、前記導電ペーストを接続する導体回路に対して、接着性の残った未硬化状態にある絶縁樹脂を介して配置し、プレスによりバンプを絶縁樹脂内に貫通させ、導体回路と導通接続させる技術である。さらに、特開2003−309370号として配線膜間接続用部材、その製造方法及び多層配線基板の製造法が提案されている。(例えば、特許文献2参照。)上記に開示される技術はリジッドなCuバンプを層間接続材料とし、導体回路の一般的な金属となるCuと同種のCu−Cu接合により、層間を導通接続させる試みである。
伊藤謹司著「プリント配線板製造入門」日刊工業新聞社出版(1997年7月25日)P.77−101 特開平10−284844号公報
特開2003−309370号公報
伊藤謹司著「プリント配線板製造入門」日刊工業新聞社出版(1997年7月25日)P.77−101
しかしながら、スルーホールめっき法では基板の表裏を貫通するスルーホールが、接続に必要のない空間を占有するため、導体回路収容効率が低い等の課題があり、ビルドアップ法は逐次、絶縁層形成、穴あけ、めっき導体回路の形成を行うことから、生産効率が悪い等の課題を抱えている。さらに、穴あけ、めっきプロセスによる導体回路の形成では、ドリル又はレーザ穴あけ時の樹脂残留物によるめっき未付着等の理由から信頼性にも課題がある。
一方、導電性ペーストによるバンプ技術を用いれば、穴あけ、めっきプロセスにおける諸問題は解決できるが、導電性ペーストによるバンプは機械強度が小さく、積層時のプレス圧力によってバンプが破壊される等の課題があり、依然として接続信頼性が懸念される。
また、リジッドなCuバンプを層間接続材料とした技術においては、導体回路となるCu層との接合が拡散の比較的遅い同種のCu−Cu接合であるため、積層工程において、長時間の加熱と大きな加圧を必要とし、Cuバンプ破壊や絶縁樹脂劣化等の問題を引き起こす可能性がある。
一方、導電性ペーストによるバンプ技術を用いれば、穴あけ、めっきプロセスにおける諸問題は解決できるが、導電性ペーストによるバンプは機械強度が小さく、積層時のプレス圧力によってバンプが破壊される等の課題があり、依然として接続信頼性が懸念される。
また、リジッドなCuバンプを層間接続材料とした技術においては、導体回路となるCu層との接合が拡散の比較的遅い同種のCu−Cu接合であるため、積層工程において、長時間の加熱と大きな加圧を必要とし、Cuバンプ破壊や絶縁樹脂劣化等の問題を引き起こす可能性がある。
上記の問題は、高密度、高信頼性の層間接続が必要とされる両面又は多層プリント基板を実用化する上で大きな問題となる。
本発明の目的は、高密度な両面又は多層プリント基板にも適用可能で、導体回路の層間の接続信頼性を高めるため、さらに高い接続信頼性の特性を具備した接着シート及びその接着シートの製造方法並びにその接着シートを用いたプリント基板を提供することである。
本発明の目的は、高密度な両面又は多層プリント基板にも適用可能で、導体回路の層間の接続信頼性を高めるため、さらに高い接続信頼性の特性を具備した接着シート及びその接着シートの製造方法並びにその接着シートを用いたプリント基板を提供することである。
本発明は上述した問題に鑑みてなされたものである。
即ち本発明は、Cu又はCu合金からなる導体回路の層間を接続する接着シートにおいて、該接着シートは絶縁樹脂層と該絶縁樹脂層を厚さ方向に貫き、その表裏面から露出している接続用導体からなり、該接続用導体が少なくともSn、Zn、Si、Cr、Ti、Ag、Al、Mnの一種以上を含み、残部が少なくともCuを50質量%以上含有するCu系合金よりなる接着シートである。
好ましくは、上記の接着シートにおいて、接続用導体が質量パーセントで、Sn:0.03〜35.0%、Zn:0.06〜35.0%、Si:0.01〜4.80%、Cr:0.15〜1.00%、Ti:0.03〜0.20%、Ag:0.05〜0.20%、Al2.00〜22.0%、Mn0.02〜4.00%の一種以上を含有し、残部が少なくともCuを50%以上含有するCu系合金よりなる接着シートである。
即ち本発明は、Cu又はCu合金からなる導体回路の層間を接続する接着シートにおいて、該接着シートは絶縁樹脂層と該絶縁樹脂層を厚さ方向に貫き、その表裏面から露出している接続用導体からなり、該接続用導体が少なくともSn、Zn、Si、Cr、Ti、Ag、Al、Mnの一種以上を含み、残部が少なくともCuを50質量%以上含有するCu系合金よりなる接着シートである。
好ましくは、上記の接着シートにおいて、接続用導体が質量パーセントで、Sn:0.03〜35.0%、Zn:0.06〜35.0%、Si:0.01〜4.80%、Cr:0.15〜1.00%、Ti:0.03〜0.20%、Ag:0.05〜0.20%、Al2.00〜22.0%、Mn0.02〜4.00%の一種以上を含有し、残部が少なくともCuを50%以上含有するCu系合金よりなる接着シートである。
上述の接着シートの製造方法としては、接続用導体となる第一の金属層と、該第一の金属層とはエッチング特性の異なる接合金属層と、キャリアとなる第二の金属層の少なくとも三層構造の積層箔を用いて、
(1)前記接続用導体となる第一の金属層をエッチングにより接続用導体を形成する工程と、
(2)前記接続用導体を絶縁樹脂を用いて埋め込む工程と、
(3)前記絶縁樹脂の表面を接続用導体が露出するように研磨する工程と、
(3)前記キャリアとなる第二の金属層を除去する工程の後、接合金属層を除去する工程、
を含む接着シートの製造方法である。
(1)前記接続用導体となる第一の金属層をエッチングにより接続用導体を形成する工程と、
(2)前記接続用導体を絶縁樹脂を用いて埋め込む工程と、
(3)前記絶縁樹脂の表面を接続用導体が露出するように研磨する工程と、
(3)前記キャリアとなる第二の金属層を除去する工程の後、接合金属層を除去する工程、
を含む接着シートの製造方法である。
また、本発明は上述の接着シートを用いて、Cu又はCu合金からなる導体回路の層間を接続したプリント基板であり、特に両面又は多層構造のプリント基板として好適である。
なお、上述のプリント基板において、接続用導体とCu又はCu合金からなる導体回路との接合界面に、少なくともSn、Zn、Si、Cr、Ti、Ag、Al、Mnの一種以上を含む拡散層が形成されているプリント基板である。
なお、上述のプリント基板において、接続用導体とCu又はCu合金からなる導体回路との接合界面に、少なくともSn、Zn、Si、Cr、Ti、Ag、Al、Mnの一種以上を含む拡散層が形成されているプリント基板である。
本発明の接着シートは、接続信頼性を向上させる元素を含有するCu合金を接続導体としているため、過度な加熱と加圧を必要とせず、該接続用導体とCu又はCu合金からなる導体回路との接合界面に拡散層を形成することが可能である。本発明の接着シートが具備する特性は高密度化への対応を可能とすると伴に、Cu又はCu合金からなる導体回路の層間の接続信頼性を高める効果があり、これを用いてなる両面又は多層プリント基板製品は高密度・高信頼性の層間接続の効果を奏するものである。
上述したように、本発明の重要な特徴はCu又はCu合金からなる導体回路の層間を接続する接着シートにおいて、該接着シートは絶縁樹脂層と該絶縁樹脂層を厚さ方向に貫き、その表裏面から露出している接続用導体が接続信頼性を向上させる元素を含有するCu合金としたことにある。以下に本発明を詳しく説明する。
まず、本発明の接着シートの一例を図1に示すと、Cu又はCu合金からなる導体回路の層間を接続する接着シート(1)において、接着シート(1)は絶縁樹脂層(3)と該絶縁樹脂層(3)を厚さ方向に貫き、その表裏面から露出している接続用導体(2)からなる。
接続用導体(2)は絶縁樹脂層(3)の表裏面から露出していれば例えば図2(a)に示すように、絶縁樹脂層(3)の表裏面と接続用導体(2)の表裏面の厚さ方向に対する高さ位置が同程度でもよく、図2(b)、図2(c)、図2(d)に示すように、絶縁樹脂層(3)の少なくとも一方の表面から突出した構造でもよい。
なお、絶縁樹脂層(3)の表裏面から突出している接続用導体2の突出量を過度に大きくすれば導体回路との接合において、過度な加圧を加えなければならず、接続用導体や絶縁樹脂層の破壊を引き起こす可能性があり、層間の接続信頼性及び絶縁性の低下が懸念されるため、突出させる場合にはその突出量を例えば10μm以下とするのがよい。
接続用導体(2)は絶縁樹脂層(3)の表裏面から露出していれば例えば図2(a)に示すように、絶縁樹脂層(3)の表裏面と接続用導体(2)の表裏面の厚さ方向に対する高さ位置が同程度でもよく、図2(b)、図2(c)、図2(d)に示すように、絶縁樹脂層(3)の少なくとも一方の表面から突出した構造でもよい。
なお、絶縁樹脂層(3)の表裏面から突出している接続用導体2の突出量を過度に大きくすれば導体回路との接合において、過度な加圧を加えなければならず、接続用導体や絶縁樹脂層の破壊を引き起こす可能性があり、層間の接続信頼性及び絶縁性の低下が懸念されるため、突出させる場合にはその突出量を例えば10μm以下とするのがよい。
本発明で言う絶縁樹脂層とは接着シートの表裏面に配される導体回路を接着する接着剤としての役割を担い、電気的絶縁性をもったものを言う。具体的な絶縁樹脂層の材質としては、例えばエポキシ、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、液晶ポリマー等が挙げられる。
また、絶縁樹脂層(3)の厚みは絶縁性の確保と積層後の両面又は多層プリント基板のトータル厚みを考慮すると例えば5〜100μm程度の厚さであればよい。
また、絶縁樹脂層(3)の厚みは絶縁性の確保と積層後の両面又は多層プリント基板のトータル厚みを考慮すると例えば5〜100μm程度の厚さであればよい。
そして、本発明の接着シートにおいては、少なくともSn、Zn、Si、Cr、Ti、Ag、Al、Mnの一種以上を含み、残部が少なくともCuを50%以上含有するCu系合金よりなる接続用導体で、接着シートの上下に配されるCu又はCu合金からなる導体回路を電気的に接続させる。
また、上述した各添加元素はCu又はCu合金からなる導体回路との接続信頼性を向上させる元素であり、本発明では必須で含有するものである。
また、上述した各添加元素はCu又はCu合金からなる導体回路との接続信頼性を向上させる元素であり、本発明では必須で含有するものである。
好ましい具体的含有量は後述するが、これら元素は積極的に添加するものであって不可避的不純物のレベルを超えて含有するものである。ここで、上記合金元素は何れもCu基質中への拡散速度がCu元素より速く、Cu又はCu合金からなる導体回路との接続において、容易に拡散層を形成することができ、過度な加熱加圧によるバンプ破壊、樹脂劣化と言った不具合を生じることなく、Cu又はCu合金からなる導体回路との接続をより確かなものとでき、層間の接続信頼性の向上が図れる。
上記添加元素において、好ましくは上記添加元素の中でもCu基質中への拡散速度に比較的優れるSi、Al、Znを少なくとも一種以上を含有するCu系合金であり、更に好ましくは上記添加元素においてCu基質中への拡散速度に最も優れるSiを少なくとも含有するCu系合金である。
上記添加元素において、好ましくは上記添加元素の中でもCu基質中への拡散速度に比較的優れるSi、Al、Znを少なくとも一種以上を含有するCu系合金であり、更に好ましくは上記添加元素においてCu基質中への拡散速度に最も優れるSiを少なくとも含有するCu系合金である。
本発明において、上述したSn、Zn、Si、Cr、Ti、Ag、Al、Mnの添加の効果をよりいっそう確かなものとするには以下に示す範囲に調整するのが好ましい。なお、含有量を示す単位は質量%である。
Sn0.03〜35.0%(好ましくは0.05〜25.50%、更に好ましくは0.07〜2.00%)、Zn0.06〜35.0%(好ましくは0.09〜25.50%、更に好ましくは0.12〜1.70%)、Si0.01〜4.80%(好ましくは0.01〜4.10%、更に好ましくは0.02〜2.40%)、Cr0.15〜1.00%(好ましくは0.23〜0.85%、更に好ましくは0.30〜0.50%)、Ti0.03〜0.20%(好ましくは0.04〜0.17%、更に好ましくは0.06〜0.10%)、Ag0.05〜0.20%(好ましくは0.07〜0.17%、更に好ましくは0.8〜0.15%)、Al2.00〜22.0%(好ましくは3.00〜18.7%、更に好ましくは4.00〜11.0%)、Mn0.02〜4.00%(好ましくは0.03〜3.40%、更に好ましくは0.05〜2.00%)。
各合金元素において、下限を下回ると接続信頼性を高めるために必要な拡散層形成が困難となる場合があり、上限を超えると導電率の低下や素材コストの増加をまねく場合があるため、上記の範囲とした。
Sn0.03〜35.0%(好ましくは0.05〜25.50%、更に好ましくは0.07〜2.00%)、Zn0.06〜35.0%(好ましくは0.09〜25.50%、更に好ましくは0.12〜1.70%)、Si0.01〜4.80%(好ましくは0.01〜4.10%、更に好ましくは0.02〜2.40%)、Cr0.15〜1.00%(好ましくは0.23〜0.85%、更に好ましくは0.30〜0.50%)、Ti0.03〜0.20%(好ましくは0.04〜0.17%、更に好ましくは0.06〜0.10%)、Ag0.05〜0.20%(好ましくは0.07〜0.17%、更に好ましくは0.8〜0.15%)、Al2.00〜22.0%(好ましくは3.00〜18.7%、更に好ましくは4.00〜11.0%)、Mn0.02〜4.00%(好ましくは0.03〜3.40%、更に好ましくは0.05〜2.00%)。
各合金元素において、下限を下回ると接続信頼性を高めるために必要な拡散層形成が困難となる場合があり、上限を超えると導電率の低下や素材コストの増加をまねく場合があるため、上記の範囲とした。
なお、本発明においては上述した元素以外は実質的にCuとするが、製造上不可避的に含有する不純物は当然含むものであり、また、残部を占めるCuは少なくとも50%以上を含有するCu系合金とする。好ましいCuの量は65%以上であり、更に好ましくは85〜97%の範囲である。
また、本発明の図1に示した接続用導体(2)の径は接合信頼性の確保やプリント基板の高密度化を考慮すると例えばΦ15〜300μm程度であればよい。
本発明の接着シートは図3に示すように、Cu又はCu合金からなる導体回路(4)と位置合わせを行った後、加熱加圧することで両面又は多層プリント基板として用いることができる。この加熱加圧により、前記接続用導体(2)とCu又はCu合金からなる導体回路(4)との接合界面に、上述の接続信頼性を向上させる元素を含む拡散層(5)が形成されるため、層間の接続信頼性の向上を図ることができる。
また、本発明の図1に示した接続用導体(2)の径は接合信頼性の確保やプリント基板の高密度化を考慮すると例えばΦ15〜300μm程度であればよい。
本発明の接着シートは図3に示すように、Cu又はCu合金からなる導体回路(4)と位置合わせを行った後、加熱加圧することで両面又は多層プリント基板として用いることができる。この加熱加圧により、前記接続用導体(2)とCu又はCu合金からなる導体回路(4)との接合界面に、上述の接続信頼性を向上させる元素を含む拡散層(5)が形成されるため、層間の接続信頼性の向上を図ることができる。
次に本発明における接着シートの製造方法の一例を図4に記載する。
まず、図4(a)に示すように、後工程によって接続用導体となる第一の金属層(6)と、第一の金属層(6)とはエッチング特性の異なる接合金属層(7)と、キャリアとなる第二の金属層(8)の少なくとも三層構造の積層箔を準備する。
ここで、第一の金属層(6)と接合金属層(7)とでエッチング特性が異なる金属層とするのは、第一の金属層(6)をエッチングにより除去する場合、エッチング特性の異なる接合金属層(7)によりエッチング液を止め、第二の金属層(8)をエッチングから保護するためである。
この少なくとも三層構造を有する積層箔は、例えば、めっき法、表面活性化接合法、蒸着ロール接合法により製造することができる。以下にこれらの方法について、簡単に説明する。
まず、図4(a)に示すように、後工程によって接続用導体となる第一の金属層(6)と、第一の金属層(6)とはエッチング特性の異なる接合金属層(7)と、キャリアとなる第二の金属層(8)の少なくとも三層構造の積層箔を準備する。
ここで、第一の金属層(6)と接合金属層(7)とでエッチング特性が異なる金属層とするのは、第一の金属層(6)をエッチングにより除去する場合、エッチング特性の異なる接合金属層(7)によりエッチング液を止め、第二の金属層(8)をエッチングから保護するためである。
この少なくとも三層構造を有する積層箔は、例えば、めっき法、表面活性化接合法、蒸着ロール接合法により製造することができる。以下にこれらの方法について、簡単に説明する。
めっき法は第一の金属層(6)上に接合金属層(7)めっきを施し、さらに第二の金属層(8)めっきを施すことにより三層構造を有する積層箔を製造する方法である。
また、表面活性化接合法は第二の金属層(8)上に接合金属層(7)めっきを施し、その接合面と第一の金属層(6)の接合面とを真空室内でイオンエッチ処理し、圧延機で接合することにより三層構造を有する積層箔を製造する方法である。
蒸着ロール接合法はイオンエッチ等の表面処理が施された第一の金属層(6)及び第二の金属層(8)の接合側表面に、真空蒸着法等の乾式成膜法により乾式成膜層として接合金属層7を形成し、続けて同一真空槽内で重ね合わせ圧延接合することにより三層構造を有する積層箔を製造する方法である。なお、乾式成膜法には上記真空蒸着法のみならず物理蒸着や化学蒸着法など、気相やプラズマを利用した乾式の成膜方法全般を含む。
また、表面活性化接合法は第二の金属層(8)上に接合金属層(7)めっきを施し、その接合面と第一の金属層(6)の接合面とを真空室内でイオンエッチ処理し、圧延機で接合することにより三層構造を有する積層箔を製造する方法である。
蒸着ロール接合法はイオンエッチ等の表面処理が施された第一の金属層(6)及び第二の金属層(8)の接合側表面に、真空蒸着法等の乾式成膜法により乾式成膜層として接合金属層7を形成し、続けて同一真空槽内で重ね合わせ圧延接合することにより三層構造を有する積層箔を製造する方法である。なお、乾式成膜法には上記真空蒸着法のみならず物理蒸着や化学蒸着法など、気相やプラズマを利用した乾式の成膜方法全般を含む。
ここで、接続用導体(2)となる第一の金属層(6)の厚さは、接着シート(1)の厚み及び不要な箇所をエッチング除去するときの加工精度を考量し、例えば5〜100μm程度であればよい。
また、接合金属層(7)の厚さは、第一の金属層(6)と第二の金属層(8)との接合強度及び第一の金属層(6)のエッチングにおけるエッチングバリア機能を保持しつつできるだけ薄い厚さであることが好ましく、例えば、0.01〜5μm程度であればよい。
さらに、キャリアとなる第二の金属層(8)の厚さは、ハンドリングに必要な剛性を考慮し、例えば10〜150μm程度であればよい。
また、接合金属層(7)の厚さは、第一の金属層(6)と第二の金属層(8)との接合強度及び第一の金属層(6)のエッチングにおけるエッチングバリア機能を保持しつつできるだけ薄い厚さであることが好ましく、例えば、0.01〜5μm程度であればよい。
さらに、キャリアとなる第二の金属層(8)の厚さは、ハンドリングに必要な剛性を考慮し、例えば10〜150μm程度であればよい。
次に、図4(b)に示すように、接続用導体(2)となる第一の金属層(6)をエッチングにより、少なくとも導体回路(4)の層間を接続する箇所に、接続用導体(2)を形成する。
接続用導体(2)を形成する工程は、例えば一般的なフォトリソグラフィ法となるレジストフィルムのラミネート、露光、現像、エッチング、レジストフィルの剥離の工程を用いることができる。上述したように、前記接続用導体(2)はリジッドなCu系合金であるため、導電性ペーストバンプのように積層工程の加熱加圧によるバンプ破壊を引き起こさない。
次に、図4(c)に示すように、接続用導体(2)を絶縁樹脂(3)を用いて埋め込む。
本工程は、例えば未硬化状態(樹脂の接着性が残った状態)の樹脂フィルムを用いた真空ラミネートでもよく、樹脂ワニスを用いたスクリーン印刷やメタルマスク印刷であってもよい。
ここで、樹脂ワニスを用いる場合、本工程と次工程の間に、樹脂ワニスを未硬化状態に乾燥する熱処理を行うことが好ましい。
接続用導体(2)を形成する工程は、例えば一般的なフォトリソグラフィ法となるレジストフィルムのラミネート、露光、現像、エッチング、レジストフィルの剥離の工程を用いることができる。上述したように、前記接続用導体(2)はリジッドなCu系合金であるため、導電性ペーストバンプのように積層工程の加熱加圧によるバンプ破壊を引き起こさない。
次に、図4(c)に示すように、接続用導体(2)を絶縁樹脂(3)を用いて埋め込む。
本工程は、例えば未硬化状態(樹脂の接着性が残った状態)の樹脂フィルムを用いた真空ラミネートでもよく、樹脂ワニスを用いたスクリーン印刷やメタルマスク印刷であってもよい。
ここで、樹脂ワニスを用いる場合、本工程と次工程の間に、樹脂ワニスを未硬化状態に乾燥する熱処理を行うことが好ましい。
次に、図4(d)に示すように、絶縁樹脂層(3)の表面を接続用導体(2)が露出するように研磨する。研磨は、一方向に研磨するだけでもよく、研磨方向を10〜90°回転させた方向との組み合わせでもよい。
また、絶縁樹脂層(3)から接続用導体(2)を露出させるには、例えば絶縁樹脂層(3)を選択的に研磨するだけでもよく、同一の研磨において、絶縁樹脂層(3)が接続用導体(2)の研磨量よりも多く研磨されることを利用してもよい。
なお、本工程と次工程の間に、埃、水分、油分等の不純物の付着や次工程以下のエッチング液の回り込みによる絶縁樹脂層(3)の接着性劣化を防止する目的で、絶縁樹脂層(3)側に保護フィルムを貼り付けてもよい。
また、絶縁樹脂層(3)から接続用導体(2)を露出させるには、例えば絶縁樹脂層(3)を選択的に研磨するだけでもよく、同一の研磨において、絶縁樹脂層(3)が接続用導体(2)の研磨量よりも多く研磨されることを利用してもよい。
なお、本工程と次工程の間に、埃、水分、油分等の不純物の付着や次工程以下のエッチング液の回り込みによる絶縁樹脂層(3)の接着性劣化を防止する目的で、絶縁樹脂層(3)側に保護フィルムを貼り付けてもよい。
次に、図4(e)に示すように、キャリアとなる第二の金属層(8)を除去する。
第二の金属層(8)の除去は、例えばエッチングによる除去でもよく、研磨による除去でもよい。また、図4(e)に示すように、第二の金属層(8)を完全に除去してもよく、接合金属層の微少欠陥からのエッチング液の染込みを考量して、図4(e’)に示すように、幾分かの厚みを残した状態で次工程にまわしてもよい。
この後、図4(f)に示すように、接合金属層(7)を除去することで導体回路(4)の層間の電気的接続が可能な接着シート(1)として用いることができる。
接合金属層(7)の除去は、例えばエッチング又は研磨で可能である。好ましくは、絶縁樹脂層(3)の接着性劣化が発生し難い研磨である。
また、図4(e’)に示すように、第二の金属層(8)が幾分か厚みを残している場合も、第二の金属層(8)及び接合金属層(7)を連続的に研磨で除去することが可能である。なお、絶縁樹脂層(3)に保護フィルムを貼り付けている場合、接着シート(1)として用いるのに保護フィルムを剥離する必要がある。
第二の金属層(8)の除去は、例えばエッチングによる除去でもよく、研磨による除去でもよい。また、図4(e)に示すように、第二の金属層(8)を完全に除去してもよく、接合金属層の微少欠陥からのエッチング液の染込みを考量して、図4(e’)に示すように、幾分かの厚みを残した状態で次工程にまわしてもよい。
この後、図4(f)に示すように、接合金属層(7)を除去することで導体回路(4)の層間の電気的接続が可能な接着シート(1)として用いることができる。
接合金属層(7)の除去は、例えばエッチング又は研磨で可能である。好ましくは、絶縁樹脂層(3)の接着性劣化が発生し難い研磨である。
また、図4(e’)に示すように、第二の金属層(8)が幾分か厚みを残している場合も、第二の金属層(8)及び接合金属層(7)を連続的に研磨で除去することが可能である。なお、絶縁樹脂層(3)に保護フィルムを貼り付けている場合、接着シート(1)として用いるのに保護フィルムを剥離する必要がある。
次に、本発明の接着シートを用いてなる両面又は多層プリント基板の製造方法の一例を図5、図6、図7に記載する。
まず、図5(a)に示すように、本発明の接着シート(1)とCu又はCu合金からなる導体層(9)との位置合わせを行う。ここで、導体層(9)として、例えば9〜35μm厚の圧延銅箔、電解銅箔を用いるとよい。
次に、図5(b)に示すように加熱加圧して接合したの後、図5(c)に示すように、既存のフォトリソグラフィ技術、エッチング技術により、導体回路(4)の形成を行うことで、接続用導体(2)と導体回路(4)との電気的接続がなされている両面プリント基板として用いることができる。
また、公知のピーラブル箔を用いて、予め導体回路(4)の形成されたものを接合し、両面プリント基板とすることも可能である。ここで、導体回路(4)に、例えばNi、Ni/AuおよびSn−Agめっき等の端子めっきが施されているものも、本発明で言うところの両面プリント基板である。
まず、図5(a)に示すように、本発明の接着シート(1)とCu又はCu合金からなる導体層(9)との位置合わせを行う。ここで、導体層(9)として、例えば9〜35μm厚の圧延銅箔、電解銅箔を用いるとよい。
次に、図5(b)に示すように加熱加圧して接合したの後、図5(c)に示すように、既存のフォトリソグラフィ技術、エッチング技術により、導体回路(4)の形成を行うことで、接続用導体(2)と導体回路(4)との電気的接続がなされている両面プリント基板として用いることができる。
また、公知のピーラブル箔を用いて、予め導体回路(4)の形成されたものを接合し、両面プリント基板とすることも可能である。ここで、導体回路(4)に、例えばNi、Ni/AuおよびSn−Agめっき等の端子めっきが施されているものも、本発明で言うところの両面プリント基板である。
また、図6(a)に示すように、本発明の接着シート(1)と予め準備されたCu又はCu合金からなる導体回路が形成された両面又は多層プリント基板(10)と最外層の導体回路(11)となるCu又はCu合金からなる導体層(9)を用いて、正確な位置合わせを行った後、図6(b)に示すように加熱加圧することで接合し、図6(c)に示すように、導体層(9)を既存のフォトリソグラフィ技術、エッチング技術により、最外層の導体回路(11)として形成することで、接続用導体(2)とCu又はCu合金からなる導体回路(4)(11)との電気的接続がなされている多層プリント基板として用いることができる。
ここで、接続に用いる両面又は多層プリント基板(10)は本発明の接着シート(1)を用いてなるものでもよく、公知の製法を用いてなるものでもよい。
さらに、図6(a’)に示すように、接着シート(1)の絶縁樹脂層(3)と導体回路(4)との接合界面に発生する間隙を抑制するため、両面又は多層プリント基板(10)の表裏面に、導体回路(4)が露出するように接着樹脂層(12)を設けてもよい。接着樹脂層(12)は接着性を残した未硬化状態でもよく、完全に硬化させたものでもよい。また、公知のピーラブル箔を用いて、予め導体回路(4)の形成されたものを最外層の導体回路(11)として接合してもよい。
ここで、接続に用いる両面又は多層プリント基板(10)は本発明の接着シート(1)を用いてなるものでもよく、公知の製法を用いてなるものでもよい。
さらに、図6(a’)に示すように、接着シート(1)の絶縁樹脂層(3)と導体回路(4)との接合界面に発生する間隙を抑制するため、両面又は多層プリント基板(10)の表裏面に、導体回路(4)が露出するように接着樹脂層(12)を設けてもよい。接着樹脂層(12)は接着性を残した未硬化状態でもよく、完全に硬化させたものでもよい。また、公知のピーラブル箔を用いて、予め導体回路(4)の形成されたものを最外層の導体回路(11)として接合してもよい。
さらに、図7(a)に示すように、最外層に導体層(9)ではなく、両面又は多層プリント基板(10)を用いて、図7(b)に示すように、加熱加圧により接合して、多層プリント基板とすることも可能である。
なお、最外層の導体回路(11)に、例えばNi、Ni/AuおよびSn−Agめっき等の端子めっきが施されているものも、本発明で言うところの多層プリント基板である。
なお、上述したように例えば図8に示すように、本発明の接着シート(1)を用いたプリント基板は、接続用導体(2)とCu又はCu合金からなる導体回路(4)(11)との接合界面に、少なくともSn、Zn、Si、Cr、Ti、Ag、Al、Mnの一種以上を含む拡散層(5)が形成されているため、層間の接続信頼性の向上が図れる。
なお、最外層の導体回路(11)に、例えばNi、Ni/AuおよびSn−Agめっき等の端子めっきが施されているものも、本発明で言うところの多層プリント基板である。
なお、上述したように例えば図8に示すように、本発明の接着シート(1)を用いたプリント基板は、接続用導体(2)とCu又はCu合金からなる導体回路(4)(11)との接合界面に、少なくともSn、Zn、Si、Cr、Ti、Ag、Al、Mnの一種以上を含む拡散層(5)が形成されているため、層間の接続信頼性の向上が図れる。
本発明の接着シートを用いてなるプリント基板は、接続用導体とCu又はCu合金からなる導体回路との接合界面に、少なくともSn、Zn、Si、Cr、Ti、Ag、Al、Mnの一種以上を含む拡散層が形成されるため、層間の接続信頼性の向上が図れ、高密度、高信頼性の層間接続が必要とされる両面又は多層プリント基板が不可欠な用途に適用できる。
1 接着シート
2 接続用導体
3 絶縁樹脂層(絶縁樹脂)
4 導体回路
5 拡散層
6 第一の金属層
7 接合金属層
8 第二の金属層
9 導体層
10 両面又は多層プリント基板
11 最外層の導体回路
12 接着樹脂層
2 接続用導体
3 絶縁樹脂層(絶縁樹脂)
4 導体回路
5 拡散層
6 第一の金属層
7 接合金属層
8 第二の金属層
9 導体層
10 両面又は多層プリント基板
11 最外層の導体回路
12 接着樹脂層
Claims (5)
- Cu又はCu合金からなる導体回路の層間を接続する接着シートにおいて、該接着シートは絶縁樹脂層と該絶縁樹脂層を厚さ方向に貫き、その表裏面から露出している接続用導体からなり、該接続用導体が少なくともSn、Zn、Si、Cr、Ti、Ag、Al、Mnの一種以上を含み、残部が少なくともCuを50質量%以上含有するCu系合金よりなることを特徴とする接着シート。
- 請求項1に記載の接着シートにおいて、接続用導体が質量パーセントで、Sn:0.03〜35.0%、Zn:0.06〜35.0%、Si:0.01〜4.80%、Cr:0.15〜1.00%、Ti:0.03〜0.20%、Ag:0.05〜0.20%、Al2.00〜22.0%、Mn0.02〜4.00%の一種以上を含有し、残部が少なくともCuを50%以上含有するCu系合金よりなることを特徴とする接着シート。
- 請求項1又は2に記載の接着シートの製造方法であって、接続用導体となる第一の金属層と、該第一の金属層とはエッチング特性の異なる接合金属層と、キャリアとなる第二の金属層の少なくとも三層構造の積層箔を用いて、
(1)前記接続用導体となる第一の金属層をエッチングにより接続用導体を形成する工程と、
(2)前記接続用導体を絶縁樹脂を用いて埋め込む工程と、
(3)前記絶縁樹脂の表面を接続用導体が露出するように研磨する工程と、
(4)前記キャリアとなる第二の金属層を除去する工程の後、接合金属層を除去する工程、
を含むことを特徴とする接着シートの製造方法。 - 請求項1又は2に記載の接着シートを用いて、Cu又はCu合金からなる導体回路の層間を接続したことを特徴とするプリント基板。
- 請求項4に記載のプリント基板において、接続用導体とCu又はCu合金からなる導体回路との接合界面に、少なくともSn、Zn、Si、Cr、Ti、Ag、Al、Mnの一種以上を含む拡散層が形成されていることを特徴とするプリント基板。
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---|---|---|---|
JP2004225796A JP2006049434A (ja) | 2004-08-02 | 2004-08-02 | 接着シート及びその接着シートの製造方法並びにその接着シートを用いたプリント基板 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011003780A (ja) * | 2009-06-19 | 2011-01-06 | Advanced Systems Japan Inc | 導電性接合構造およびその製造方法 |
US9204541B2 (en) | 2011-02-15 | 2015-12-01 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Multilayer circuit board and method for manufacturing the same |
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2004
- 2004-08-02 JP JP2004225796A patent/JP2006049434A/ja active Pending
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