JP2006108495A - 多層配線板用基材および多層配線板 - Google Patents

Abstract

【課題】 多層配線板を構成する多層配線板用基材において、多層配線板を製造する際の加熱プレスの工程時に樹脂層の流動を抑えることのできる多層配線板用基材を提供する。そして前記多層配線板用基材を用いて多層配線板を製造することによって、接着材の染み出しを抑制するとともに、材料の寸法安定性を向上させた多層配線板を提供する。
【解決手段】
多層配線板を構成する多層配線板用基材１０において、
各基材を接着するために設けられる接着層５に、メッシュ状の樹脂フィルム４を内包させた多層配線板用基材。
また前記多層配線基板を積層し、加熱プレスすることによって製造した多層配線板。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子機器の内部部品における多層配線板および多層配線基板を構成する多層配線板用基材に関する。

多層配線板において、層間絶縁層として、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させた、いわゆるガラスエポキシ材を使用したものが知られている。
ガラスエポキシ材は、寸法変化の小さいガラス繊維を内包するため、機械的強度や寸法安定性に優れており、電気機器などに搭載される多層配線板の層間絶縁層の材料として優れている。しかしながら、ガラス繊維径などの問題から基材の薄肉化に限界があり、層間絶縁層としてガラスエポキシ材を使用した多層配線板では、昨今の携帯電子機器の小型高密化に伴う多層プリント基板の薄肉化に対応するのが困難であった。

そこで、図６に示すように、樹脂フィルム１０１の片面に銅箔１０２を貼り付けた片面銅張積層板を使用し（図６（ａ））、前記片面銅張積層板の銅箔１０２をエッチングして配線パターン１０２ａを形成するとともに（図６（ｂ））、配線パターンと反対側の樹脂面に熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂からなる接着層１０３を形成し、さらに前記樹脂フィルム１０１と接着層１０３を貫通するビアホール１０４を形成した後（図６（ｄ））、当該ビアホールの内部に導電性ペーストを充填し、層間導通用ビア１０５を備える多層配線板用基材１１０を作製していた（図６（ｅ））。
そして、図６（ｆ）及び（ｇ）に示すように、複数枚の多層配線板用基材１１０を積層して加熱プレスすることによって多層配線板１２０を製造していた。（例えば、特許文献１を参照）
特開２００２−３５３６１９号公報

各基材を接着するために片面銅張積層板の裏面に接着層を設けた多層配線板用基材を使用して製造した多層配線板では、ガラス繊維などを内包しない薄い樹脂フィルム１０１を絶縁層とした片面銅張積層板１１０を使用するため、多層配線板１２０の厚さは樹脂フィルム１０１と接着層１０３の厚みに依存し、薄肉化された多層配線板を製造するのに適している。また樹脂フィルムや接着層の材料としてポリイミドを用いることによって、ガラスエポキシ材に比べて誘電率や誘電損失が低くなり、電気信号の高速化などにも有用である。
しかしながら、片面銅張積層板の片面に接着層を設けた多層配線用基材を複数枚積層し加熱プレスして製造した多層配線板では、多層配配線用基材を加熱プレスする工程において、図７に示すように接着層１０３が流動して接着材が基板外部に染み出したり、多層配線板の寸法変化が大きくなってしまうといった問題点があった。また接着層の流動や著しい寸法変化によって、隣接する絶縁層や配線パターンも寸法変化を引き起こす虞があった。
一方、前記接着層の流動や寸法変化を抑制するため、図８に示すように、接着層１０３の内部にガラス繊維１０６を内包させて、接着材（樹脂）の流動や寸法変化を抑制する方法が考えられるが、ガラス繊維径などの制約によって、接着層自体が厚くなってしまい、多層配線板の薄肉化が困難になってしまう。またガラス繊維は誘電率や誘電損失が高いため、ガラス繊維を内包した接着層を用いた多層配線板では、基板全体の誘電特性が劣化してしまうといった問題があった。

この発明は、多層配線板を構成する多層配線板用基材において、各基材を接着するために設けられた接着層に、メッシュ状の樹脂フィルムを内包させた多層配線用基材を提供するものである。

この発明によれば、メッシュ状の樹脂フィルムを内包する接着層を設けた多層配線板用基材を用いて多層配線板を製造することによって、多層配線板製造時の加熱プレスの工程で、接着層の流動を抑制することができ、寸法変化を抑えるとともに、接着材の染み出しを低減させることができる。

本発明の実施例による多層配線板用基材およびそれを使用した多層配線板について、図１乃至図５を参照して説明する。
この発明による多層配線板用基材は、各基材を接着するために設けられる接着層５に、メッシュ状の樹脂フィルム４を内包させたものである。

図１は、この発明の第１実施例による多層配線板用基材の製造方法を説明する図である。
この実施例では、樹脂層１の表面に配線パターン２ａを形成した片面銅張積層板の裏面に、メッシュ状の樹脂フィルム（例えば、メッシュ状の薄いポリイミドフィルム）４を内包する接着層５を形成した多層配線板用基材１０を製造した。
接着層５にメッシュ状の樹脂フィルム４を内包させた多層配線板用基材１０を使用して多層配線基板２０を製造した場合、複数枚の多層配配線用基材を積層して加熱プレスする工程において、接着層５の流動による寸法変化を抑制することができるとともに、接着材３の染み出しを低減させることができる。

図１（ａ）に示すように、樹脂フィルムなどからなる絶縁層１の表面に銅箔２を貼り付けた片面銅張積層板を用意し、図１（ｂ）に示すように、前記片面銅張積層板の銅箔２をエッチング処理することによって、絶縁層１の表面に銅回路や銅ランド部などの配線パターン２ａを形成する。
前記片面銅張積層板の絶縁層１の材料としては、ポリイミドや液晶ポリマーを用いることが好ましい。また絶縁層１の層厚は１０〜５０μｍ程度、銅箔２の層厚は５〜２０μｍ程度であることが好ましい。

続いて図１（ｃ）及び（ｄ）に示すように、絶縁層１の表面に配線パターン２ａを形成した片面銅張積層板の裏面（配線パターン２ａの反対側にある樹脂面）に、メッシュ状の樹脂フィルム４を内包する接着層５を形成する。
メッシュ状の樹脂フィルム４を内包する接着層５を形成するにあたって、メッシュ状の樹脂フィルム４をフィルム状接着材３で挟み込むように配置し（図１（ｃ））、真空加熱プレスやラミネート法によって熱圧着して一体化した（図１（ｄ））。

メッシュ状の樹脂フィルム４の材料としては、ポリイミドや液晶ポリマーなどが挙げられ、誘電率や誘電損失が絶縁層１と同程度或いはそれ以下となる材料を選択することが好ましい。メッシュの開口形状は円や楕円、方形などが好ましいが、特に限定されるものではない。開口径は５０〜２００μｍ程度が好ましい。
フィルム状接着材３としては、熱可塑性ポリイミド、熱硬化性ポリイミド、熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドなどが挙げられる。
メッシュ状の樹脂フィルム４やフィルム状接着材３は、それぞれ１０〜１５μｍ程度の厚さであることが好ましい。またこれらを一体化した接着層５を形成するためのプレス条件としては、温度８０〜１５０℃、圧力０．５〜５ＭＰａ程度、プレス時間５〜６０分程度であることが好ましい。このとき、メッシュ状の樹脂フィルムの開口部分４ａから上下に配置されたフィルム状接着材３が溶融して浸透するため、前記メッシュ状の樹脂フィルム５が上下のフィルム状接着材３の内部に取り込まれるようなかたちで、メッシュ状の樹脂フィルム４を内包する接着層５が形成され、接着層５の厚みを著しく増加させることがない。

なお、メッシュ状の樹脂フィルム４の製造方法について図２を参照にして説明する。
ポリイミドや液晶ポリマーなどからなる樹脂フィルム（例えば、薄いポリイミドフィルム）４０を用意し（図２（ａ））、当該の樹脂フィルム４０の表面及び裏面にレジスト４１を形成してマスキング処理した後（図２（ｂ））、ウェットまたはドライエッチング、或いはレーザ加工やドリル穴あけなどの穴あけ処理をすることによって樹脂フィルム４０に複数の開口部分４ａを形成し、その後、樹脂フィルム４０に貼り合せたレジスト４１を剥離することによって、複数の開口部分４ａを備えるメッシュ状の樹脂フィルム４を取得した（図２（ｃ））。

図１に示す多層配線板用基材１０の製造方法では、表面に配線パターン２ａを形成した片面銅張積層板の裏面にメッシュ状の樹脂フィルム４を内包する接着層５を形成した後（図１（ａ）〜（ｄ））、絶縁層１及び接着層５を貫通するビアホール６を、レーザ加工やエッチングなどによって形成した（図１（ｅ））。なおビアホール径としては２０〜１００μｍ程度が好ましい。
また前記ビアホール６の内部に、銀や銅、或いは銀でコーティングされた銅などを金属フィラーとして含有する導電ペーストを印刷法などによって充填し、層間導通用ビア７を形成した（図１（ｆ））。なお、ビアホール６の内部に導電ペーストを充填して層間導通用ビア７を形成するのではなく、めっき処理によってビアホール６の内部に金属体を充填したり、ビアホール６に充填した金属粉体を超音波などで溶着させて層間導通用ビア７を形成してもよい。

続いて、図１に示す多層配線板用基材１０を用いた多層配線板２０の製造方法について図３を参照して説明する。

図３に示す実施例では、図１に示す製造方法で作製した多層配線板用基材１０を２枚と、樹脂層１の表面に配線パターン２ａを形成した片面銅張積層板を１枚用意し、前記片面銅張積層板を最下層に配置して、その上に２枚の多層配線板用基材１０を積層した（図３（ａ））。なおこれらの基材を積層するにあたって、各基材の表面または内部に設けたアライメントマークや、基準穴、配線パターン等を用いて位置決めして積層する（図示せず）。
各基材を積層した後、真空キュアプレス機またはキュアプレス機を用いて、基板に１〜５ＭＰａの圧力を印可し、１５０〜２５０℃に加熱して、３０分〜２時間程度保持することによって、各基材を一括で接着せしめることによって多層化し、多層配線板２０を製造した（図３（ｂ））。

図３に示す多層配線板の製造方法では、メッシュ状の樹脂フィルム４を内包する接着層５を備える多層配線板用基材１０を使用するため、接着層５に内包されるメッシュ状の樹脂フィルム４によって、加熱プレス時の熱や圧力による接着層５の寸法変化が抑制される。
そして、メッシュ状の樹脂フィルム４を内包しない樹脂層を設けた従来技術の多層配線板用基材１１０を使用して多層配線板１２０を製造した場合よりも、加熱プレス時の接着層５の寸法変化を、２分の１〜１０分の１に抑えることができた

次に、この発明の第２実施例による多層配線板用基材１０´について、図４を参照にして説明する。
この実施例による多層配線板用基材１０´は、絶縁層１の表面に配線パターン２ａを形成した片面銅張積層板の裏面に、２枚のメッシュ状の樹脂フィルムを内包する接着層５´を形成したものである。前記多層配線板用基材１０´´を使用して製造した多層配線板の層厚は、第１実施例による多層配線板２０と同様に、絶縁層１とメッシュ状の樹脂フィルム４を内包する接着層５´に依存する。

図４に示す実施例では、絶縁層１の表面に配線パターン２ａを形成した片面銅張積層板と、２枚のメッシュ状の樹脂フィルム４と、３枚のフィルム状接着材３とを用意し、前記片面銅張積層板を配置するとともに、その下に、２枚のメッシュ状の樹脂フィルム４をそれぞれフィルム状接着材３で挟み込むようにして積層し（図４（ａ））、これらを加熱プレスすることによって、樹脂層１の表面に配線パターン２ａを形成した片面銅張積層板の裏面に、２枚のメッシュ状の樹脂フィルム４を内包する接着層５´を形成した多層配線用基材１０´を製造した。

さらに、この発明の第３実施例による多層配線板用基材１０´´について、図５を参照にして説明する。
この実施例による多層配線板用基材１０´´は、メッシュ状の樹脂フィルム４を内包する接着層５´´の表面に配線パターン２ａを形成したものである。前記多層配線板用基材１０´´を使用して製造した多層配線板の層厚はメッシュ状の樹脂フィルム４を内包する接着層５´´のみに依存する。

図５に示す実施例では、メッシュ状の樹脂フィルム４をフィルム状接着材３で挟み込むように積層するとともに、最上層に銅箔２を積層し（図５（ａ））、これらを加熱プレスすることによってメッシュ状の樹脂フィルム４を内包する接着層５´´の表面に銅箔２を貼り付けた積層板を製造した（図５（ｂ））。そして、前記接着層５´´の表面の銅箔２をエッチング処理することによって配線パターン２ａを形成し、メッシュ状の樹脂フィルム４を内包する接着層５´´の表面に配線パターン２ａを形成した多層配線板用基材１０´´を製造した。

第２実施例または第３実施例による多層配線板用基材を用いて多層配線板を製造した場合、何れの場合においても第１実施例による多層配線基材１０を用いて製造した多層配線板２０と同様に、接着層（５´または５´´）に内包されるメッシュ状の樹脂フィルム４によって、加熱プレス時の熱や圧力による接着層の流動が抑制され、接着層の寸法変化や接着材の染み出しが抑制される。

この発明の第１実施例による多層配線用基材の製造方法の説明図である。 メッシュ状フィルムの製造方法の説明図である。 この発明の第１実施例による多層配線板の製造方法の説明図である。 この発明の第２実施例による多層配線用基材の製造方法の説明図である。 この発明の第３実施例による多層配線用基材の製造方法の説明図である。 従来技術による多層配線板の製造方法の説明図である。 従来技術による多層配線板の形態を示す図である。 従来技術による多層配線板のその他の形態を示す図である。

符号の説明

１ 樹脂層
２ 銅箔
２ａ 配線パターン
３ 接着材
４ メッシュ状の樹脂フィルム
５ 接着層
６ ビアホール
７ 層間導通用ビア
１０ 多層配線板用基材
２０ 多層配線板

Claims (3)

1. 多層配線板を構成する多層配線板用基材（１０）において、
   各基材を接着するために設けられる接着層（５）に、メッシュ状の樹脂フィルム（４）を内包させたことを特徴とする多層配線板用基材。
2. メッシュ状の樹脂フィルム（４）が、ポリイミド樹脂或いは液晶ポリマーからなることを特徴とする請求項１に記載の多層配線板用基材。
3. 請求項１または請求項２に記載の多層配線板用基材を複数枚積層し、加熱プレスして製造したことを特徴とする多層配線板。

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