JP2011035045A - Manufacturing method of adhesive sheet, and manufacturing method of multilayer wiring board for mounting semiconductor element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接着シートの製造方法及び半導体素子搭載用多層配線板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an adhesive sheet and a method for producing a multilayer wiring board for mounting a semiconductor element.
一般に、キャビティー仕様BGA(Ball Grid Array)又はキャビティー仕様PGA(Pin Grid Array)と称される半導体素子搭載用パッケージは、半導体素子を搭載するためのキャビティー12を有する多層配線板10である(図6参照)。
従来、このようなキャビティーを有する多層配線板は、積層後に内層パターンを削りだす方法が用いられてきた。内層パターンを刃物によって削りだす場合、切削装置の上下方向位置誤差と、多層配線板の厚みバラツキとを吸収するために70〜100μmの厚みの内層銅箔厚みが必要となるが、この厚みでは、近年、増加しているフリップチップ実装に対応可能な120〜80μmピッチパターンを形成することは困難である。また、削りだし加工は、複数枚の多層配線板を重ねて加工することができず、1枚ずつでの加工となるため、作業効率が悪いことと、使用する刃物が、一般的に外形を削りだす際に使用する刃物よりも高価な削り出し専用刃物を使用するため、コスト高となっていた。
2. Description of the Related Art Generally, a semiconductor element mounting package called a cavity specification BGA (Ball Grid Array) or a cavity specification PGA (Pin Grid Array) is a
Conventionally, a multilayer wiring board having such a cavity has been used by a method of scraping an inner layer pattern after lamination. When the inner layer pattern is shaved with a blade, the inner layer copper foil thickness of 70 to 100 μm is required to absorb the vertical position error of the cutting device and the thickness variation of the multilayer wiring board. In recent years, it is difficult to form a 120 to 80 μm pitch pattern that can cope with the increasing flip chip mounting. In addition, since the cutting process cannot be performed by stacking a plurality of multilayer wiring boards, it is a process by one piece, so that the working efficiency is poor and the cutting tool to be used generally has an outer shape. The use of a cutting-only cutting tool that is more expensive than the cutting tool used at the time of cutting is expensive.
このような問題に対応するため、キャビティーを有する多層配線板は、接続端子を有するベース配線板の上に、キャビティーを設け接続端子を有する孔あき配線板を、シート状の接着材料に導電性ペーストとキャビティーを設けて得られた接着シートを介して重ね、金属板間に挟み、加熱加圧することにより製造する方法が提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。
In order to cope with such a problem, a multilayer wiring board having a cavity has a cavity provided on a base wiring board having a connection terminal, and the perforated wiring board having the connection terminal is electrically connected to a sheet-like adhesive material. A method has been proposed in which an adhesive paste obtained by providing a conductive paste and a cavity is stacked, sandwiched between metal plates, and heated and pressed (see, for example,
このような接着シートを用いる場合のキャビティーを有する多層配線板の製造方法としては、図3〜図6に示す方法が提案されている。図3に示すように、シート状接着材料1の少なくとも片面に、離型性フィルム4を貼り合わせ、その後、所定の位置に導電性ペースト充填用孔5を形成し、導電性ペースト6を充填し、接着シートを製作する。この接着シートの所定の面の離型性フィルム4を剥離し、キャビティーの穿孔を行う前の基板に貼り合わせた後、ルーター等の手段を用いて、接着シートと基板とのキャビティーの穿孔を施す。その後、ピンラミネーション等の手段を用いてベース配線板8と位置合わせを行い、プレス等の手段により加熱・加圧し製造する方法である(図5参照)。
As a method for producing a multilayer wiring board having a cavity when using such an adhesive sheet, methods shown in FIGS. 3 to 6 have been proposed. As shown in FIG. 3, the
あるいは、図4に示すように、シート状接着材料1の少なくとも片面に、離型性フィルム4を貼り合わせ、その後、所定の位置に導電性ペースト充填用孔5及びキャビティー2を形成する。その後、キャビティーに導電性ペーストを付着させないように、キャビティー2をマスクした印刷版11を作製、使用し、貫通孔5内に導電性ペースト6を充填する。その後、図6に示すように所定の位置となるようにキャビティーの穿孔を施した孔あき配線板9とベース配線板8間に接着シート30を配し、ピンラミネーション等の手段を用い位置合わせを行い、プレス等の手段により加熱・加圧し製造する方法である(図6参照)。
Alternatively, as shown in FIG. 4, the
しかしながら、上記キャビティーを有する多層配線板の製造に用いる導電性ペーストとキャビティーを有する接着シートの製造方法に関しては、キャビティー穿孔時に発生する異物が導電性ペーストに付着して導通不良を引き起こすという問題や、導電性ペースト充填時に印刷版を作製、使用を行う必要があるため作業効率が低いという問題を抱えていた。 However, regarding the manufacturing method of the conductive paste used for manufacturing the multilayer wiring board having the cavity and the adhesive sheet having the cavity, the foreign matter generated at the time of drilling the cavity adheres to the conductive paste and causes poor conduction. There was a problem and a problem that work efficiency was low because it was necessary to prepare and use a printing plate when filling with conductive paste.
本発明は、上記問題を解決するものであり、ベース配線板および半導体素子搭載用のキャビティーを有する孔あき配線板を、接着シートを用いて半導体素子搭載用多層配線板とする際、クリーンで、しかも効率良く製造することを可能とする導電性ペーストで充填された孔およびキャビティーを有する前記接着シートの製造方法と、前記製造方法で得た接着シートを用いた半導体素子搭載用多層配線板の製造方法を提供するものである。 The present invention solves the above problems, and when a perforated wiring board having a base wiring board and a cavity for mounting a semiconductor element is formed into a multilayer wiring board for mounting a semiconductor element using an adhesive sheet, the present invention is clean. And the manufacturing method of the said adhesive sheet which has the hole and cavity which were filled with the electrically conductive paste which makes it possible to manufacture efficiently, and the multilayer wiring board for semiconductor element mounting using the adhesive sheet obtained by the said manufacturing method The manufacturing method of this is provided.
本発明は、(1)シート状接着材料を準備する工程、(2)前記シート状接着材料にキャビティー加工を施す工程、(3)前記シート状接着材料の少なくとも片面に離型性フィルムを貼り合わせる工程、(4)前記シート状接着材料に導電性ペースト充填用孔を形成する工程、(5)前記導電性ペースト充填用孔へ導電性ペーストを充填する工程、をこの順に行う接着シートの製造方法に関する。
また本発明は、工程(4)において、導電性ペースト充填用孔を、レーザー光照射により形成する前記の接着シートの製造方法に関する。
また本発明は、工程(2)において、キャビティー加工に加え位置合わせ用孔加工を行い、前記キャビティ加工と前記位置合わせ用孔加工とを同時に行う前記の接着シートの製造方法に関する。
また本発明は、工程(5)において、導電性ペーストの充填を前記シート状接着材料への全面印刷により行う前記の接着シートの製造方法に関する。
また本発明は、ベース配線板と、半導体素子搭載用のキャビティーを有する孔あき配線板とを、キャビティー及び導電性ペーストが充填された孔を有する接着シートを介して重ね、加熱加圧して一体化する工程を有する半導体素子搭載用多層配線板の製造方法であって、前記の製造方法で製造してなる前記接着シートを用いる半導体素子搭載用多層配線板の製造方法に関する。
The present invention includes (1) a step of preparing a sheet-like adhesive material, (2) a step of subjecting the sheet-like adhesive material to cavity processing, and (3) a release film attached to at least one surface of the sheet-like adhesive material. Manufacturing an adhesive sheet in which the steps of combining, (4) forming a conductive paste filling hole in the sheet-like adhesive material, and (5) filling the conductive paste filling hole with a conductive paste are performed in this order. Regarding the method.
Moreover, this invention relates to the manufacturing method of the said adhesive sheet which forms the hole for electroconductive paste filling in a process (4) by laser beam irradiation.
The present invention also relates to the method for manufacturing the adhesive sheet, wherein in the step (2), in addition to the cavity processing, alignment hole processing is performed, and the cavity processing and the alignment hole processing are performed simultaneously.
Moreover, this invention relates to the manufacturing method of the said adhesive sheet which performs filling of an electrically conductive paste by the whole surface printing to the said sheet-like adhesive material in a process (5).
In the present invention, a base wiring board and a perforated wiring board having a cavity for mounting a semiconductor element are overlapped via a bonding sheet having a cavity and a hole filled with a conductive paste, and heated and pressed. The present invention relates to a method for manufacturing a multilayer wiring board for mounting a semiconductor element, comprising a step of integrating, and a method for manufacturing a multilayer wiring board for mounting a semiconductor element using the adhesive sheet manufactured by the manufacturing method.
本発明によって、ベース配線板および半導体素子搭載用のキャビティーを有する孔あき配線板の貼り合わせに用いる導電性ペーストで充填された孔およびキャビティーを有する接着シートを、クリーンで効率良く製造することが可能となる。 According to the present invention, an adhesive sheet having holes and cavities filled with a conductive paste used for bonding a base wiring board and a perforated wiring board having cavities for mounting semiconductor elements is manufactured cleanly and efficiently. Is possible.
以下、本発明の実施形態における導電性ペーストで充填された孔およびキャビティーを有する接着シートの製造方法について、図1に基づいて説明する。なお、本発明の接着シートの製造方法の特徴の1つは、キャビティー穿孔と導電性ペースト充填用孔穿孔とを別々のステップで行うことである。そして、キャビティー穿孔後、導電性ペースト充填用孔穿孔の前に、離型性フィルム4を貼り付けることである。
まず、図1(a)に示すようなシート状接着材料1を準備する。シート状接着材料1としては、エポキシやポリイミド系の多層化接着用の接着剤を用いることができ、このような接着剤として、例えば、織布もしくは不織布に熱硬化性樹脂組成物を含浸させ、加熱・乾燥し、半硬化状にしたプリプレグや、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に熱硬化性樹脂組成物を塗布し、加熱・乾燥してフィルム状にした材料を使用することができる。熱硬化性樹脂組成物としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂等が使用でき、織布もしくは不織布としては、ガラス布、ガラス紙、アミド布、アミド紙等が使用できる。
Hereinafter, the manufacturing method of the adhesive sheet which has the hole and cavity which were filled with the electrically conductive paste in embodiment of this invention is demonstrated based on FIG. In addition, one of the characteristics of the manufacturing method of the adhesive sheet of the present invention is that the cavity drilling and the conductive paste filling hole drilling are performed in separate steps. Then, after the cavity is drilled, the
First, a sheet-like
また、シート状接着材料は、エラストマー材であってもよい。シート状接着材料としてのエラストマー材が、複数の配線板の寸法挙動の差によって生じる歪みを吸収することができるので、貼り合わせた配線板の反りを抑制することが可能となるので好ましい。特に、貼り合わせる複数の配線板の材質や厚みが異なる場合は、製造時や使用時の配線板の寸法挙動が異なるため、複数枚の配線板の貼り合わせに用いるシート状接着材料としてエラストマー材を使用することは有効である。このようなシート状接着材料としては、例えば、AS−2600W(日立化成工業株式会社製、製品名)を使用することができる。 The sheet-like adhesive material may be an elastomer material. The elastomer material as the sheet-like adhesive material is preferable because it can absorb the distortion caused by the difference in dimensional behavior of the plurality of wiring boards, and can suppress the warpage of the bonded wiring boards. In particular, when the materials and thicknesses of a plurality of wiring boards to be bonded are different, the dimensional behavior of the wiring boards at the time of manufacture and use is different, so an elastomer material is used as a sheet-like adhesive material used for bonding a plurality of wiring boards. It is effective to use. As such a sheet-like adhesive material, for example, AS-2600W (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., product name) can be used.
次に、図1(b)に示すようにシート状接着材料1にキャビティー2とそのキャビティーから所定の寸法にて位置合わせ用孔3を形成する。位置合わせ用孔3の穿孔位置は、特に制限はないが、シート状接着材料1の四隅に穿孔すると後でペースト充填用の貫通孔5を穿孔する際の位置検出精度が向上できるので、望ましい。キャビティー2および位置合わせ用孔3の穿孔には、金型やルーター、ドリル、炭酸ガスレーザー等の手段を用いることができ、特に制限はないが、炭酸ガスレーザーを用いることがクリーンで効率よく加工することができるので望ましい。また、キャビティー2と位置合わせ用孔3は別々に穿孔してもよいが、同一設備にて一括で行うことが、キャビティー2と電気的な接続用の導電性ペースト6との位置精度を向上することが可能となるので、望ましい。また、キャビティー2と位置合わせ用孔3の穿孔後、粘着ロールやエアーブロー等の手段を用いてシート状接着材料1の表面および孔内部の洗浄を行うことが望ましい。この洗浄によって接着シート7と配線板間に異物が混入することを防止することができる。
Next, as shown in FIG. 1B, a
次に、図1(c)に示すように、キャビティー2とそのキャビティー2から所定の寸法にて位置合わせ用孔3を形成したシート状接着材料1の少なくとも片面に、プレスやラミネート等の手段を用いて離型性フィルム4を貼り付ける。使用する離型性フィルム4の厚みとしては、10μm以上50μm以下であることが望ましい。使用するシート状接着材料1の厚み、導電性ペースト充填用孔5の径に応じて離型性フィルム4の適正な厚みを選定することがさらに望ましい。厚みが10μm未満の場合には、離型性フィルム4を剥離した後のシート状接着材料1からの導電性ペースト6の突出高さが低く、複数の配線板を貼り合わせる際の導電性ペースト6の圧縮が不足し、配線板間の電気的な接続が不安定となる可能性がある。また、50μmを超える場合には、離型性フィルム4を剥離する際、次工程で充填する導電性ペースト6の一部が離型性フィルム4と一緒に取られてしまい、複数の配線板を貼り合わせる際の導電性ペースト6の圧縮が不足し、配線板間の電気的な接続が不安定となる可能性がある。このような離型性フィルムとしては、貫通孔の形成が可能であれば、特に制限されるものではないが、具体的には、ポリエチレンテレフタレートフィルムを例示することができる。また、市販品としては、例えば、離型剤をポリエチレンテレフタレートフィルムに塗工したファインピール500NC(株式会社麗光製、製品名)などを使用することができる。
なお、離型性フィルムは、シート状接着材料の両面に貼り付けることが望ましい。離型性フィルムが両面にあることにより、シート状接着材料の両面に、導電性ペーストの突出が形成され、これにより配線板間の電気的な接続がより安定化する。
Next, as shown in FIG. 1 (c), at least one surface of the sheet-like
In addition, as for a release film, it is desirable to affix on both surfaces of a sheet-like adhesive material. By having the release film on both sides, protrusions of the conductive paste are formed on both sides of the sheet-like adhesive material, thereby further stabilizing the electrical connection between the wiring boards.
次に、図1(d)に示すように、少なくとも片面に離型性フィルム4を貼り合わせたシート状接着材料1に導電性ペースト充填用孔5を形成する。貫通孔5の形成は、特に制限はないが、レーザー光照射、金型(パンチ穴加工)、ルーター加工、ドリル等の手段を用いることができる。レーザー光照射としては、炭酸ガスレーザーによって、離型性フィルム4の貼られた側から行うのが望ましい。また、貫通孔5はキャビティー2の位置を基準とし所定の寸法に穿孔することが必要となるため、キャビティー2と同時に穿孔した位置合わせ用孔3を基準とし、穿孔するのが望ましい。位置合わせ用孔3の位置検出方法としてはCCDカメラと照明を用い、離型性フィルム4を貼り合わせたシート状接着材料1の穿孔位置を算出する方法等が挙げられる。また、貫通孔5の穿孔後、粘着ロールやエアーブローなどの手段を用いて離型性フィルム4を貼り付けたシート状接着材料1の表面および貫通孔5内部の洗浄を行うことが望ましい。この洗浄によって、後の工程にて実施する導電性ペースト6への異物付着および混入を防止することができ、配線板間の導通不具合を防止することができる。
Next, as shown in FIG.1 (d), the hole 5 for electrically conductive paste filling is formed in the sheet-like
次に、図1(e)に示すように、少なくとも片面に離型性フィルム4を貼り合わせたシート状接着材料1に形成された貫通孔5内に導電性ペースト6の充填を行う。導電性ペースト6の充填は、離型性フィルム4が貼り付けられた面を上にした状態にてスクリーン印刷等により行うことができる。離型性フィルム4がマスクフィルムの役割を有するため、全面印刷を行うことができ、版の作製、使用を行う必要がなく、効率的である。また、導電性ペースト6を充填した後は、速やかにベース配線板と孔あき配線板の一体化に用いられるのが望ましいが、間をおいて使用される場合には、導電性ペースト6が充填された箇所を保護するためのフィルムを、離型性フィルム4表面に、さらに設けると異物の混入を防ぐことができ、好ましい。
Next, as shown in FIG.1 (e), the conductive paste 6 is filled in the through-hole 5 formed in the sheet-like
導電性ペースト6としては、バインダー樹脂、硬化剤、金属粉等を配合して得られるものを用いることができる。
すなわち、バインダー樹脂としては、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のエポキシ樹脂、脂肪族、環状脂肪族、不飽和脂肪族等の骨格をベースとして変性されたエポキシ化合物、多官能グリシジルアミン型エポキシ樹脂などを用いることができる。
また、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)、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、2−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2−メチルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、1−シアノエチル−2−フェニル−4,5−ジ(2−シアノエトキシ)メチルイミダゾール、あるいはトリアジン付加型イミダゾールや、これらをエポキシアダクト化したものなどを用いることができる。
また、金属粉としては、銅、ニッケル、銀、金、白金等を主成分とする金属粉及び表面に、金属メッキとして、銀、金、白金等をコーティングした銅、ニッケル、樹脂粉等や、これらを2種類以上併用したものを用いることができる。
As the conductive paste 6, a paste obtained by blending a binder resin, a curing agent, metal powder, or the like can be used.
In other words, the binder resin is based on bisphenol-based, phenol novolak-based, alkylphenol novolak-based, biphenol-based, naphthol-based, resorcinol-based and other phenol-based epoxy resins, aliphatic, cycloaliphatic, unsaturated aliphatic skeletons, etc. Modified epoxy compounds, polyfunctional glycidylamine type epoxy resins, and the like can be used.
Further, as the curing agent, imidazole, 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-phenyl-4-methyl Imidazole, bis (2-ethyl-4-methyl-imidazole), 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4 -Methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 2-phenylimidazole isocyanuric acid adduct, 2-methylimidazole isocyanuric acid adduct, 1-cyanoethyl- 2 Phenyl-4,5-di (2-cyanoethoxy) methylimidazole or and triazine addition type imidazole, and the like can be used these those epoxy adduct of.
In addition, as the metal powder, copper, nickel, silver, gold, platinum and the like as a main component, and on the surface, metal plating, silver, gold, platinum coated copper, nickel, resin powder, etc., A combination of two or more of these can be used.
次に、図1(f)に示すように、導電性ペースト6の充填後、シート状接着材料1表面に貼り付けられた離型性フィルム4を除去することにより、貫通孔5以外の箇所に導電性ペースト6を付着させることがなく、且つ、シート状接着材料1表面から離型性フィルム4の厚み分だけ導電性ペーストが突出した形状の接着シート7を得ることができる。
Next, as shown in FIG. 1 (f), after filling with the conductive paste 6, by removing the
本発明の半導体素子搭載用多層配線板の製造方法を、図2を用いながら説明する。図2(a)に示すように、本発明の接着シート7を、ベース配線板8と、孔あき配線板9との間に配置する。ベース配線板8および孔あき配線板9の向きは、ベース配線板8および孔あき配線板9の接続用導体を有する面を接着シート7側に向けるように配置する。このように各々の配線板と接着シート7とを配置した後、プレス等の手段を用いて加熱・加圧することにより図2(b)に示すような、キャビティー12を有する半導体素子搭載用多層配線板10を製造することができる。また、プレス等の加熱・加圧の条件は、特に制限せず、一般的な条件で、製造可能である。
なお、使用されるベース配線板及び孔あき配線板は、一般的な配線板製造工程で製造可能であり、孔あき配線板のキャビティーは、通常、ルーター等の手段を用いて形成される。
A method for manufacturing a multilayer wiring board for mounting semiconductor elements according to the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2A, the
The base wiring board and the perforated wiring board to be used can be manufactured by a general wiring board manufacturing process, and the cavity of the perforated wiring board is usually formed using means such as a router.
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に制限されるものではない。
(実施例1)
[接着シートの作製]
図1(a)に示すように、厚みが50μm、幅が518mm、長さ340mmのシート状接着材料1であるAS−2600W(日立化成工業株式会社製、製品名)をレーザー加工機であるH・MARK−30L(日立ビアメカニクス株式会社製、製品名)を用いて、孔あき配線板の孔とほぼ同じ寸法になるようにキャビティー2を穿孔し、次いで、シート状接着材料の4隅から10mmずつ内側に入った位置に直径0.15mmの位置合わせ用孔3を穿孔した。次いで、洗浄装置であるテクニクリーン TC−630(株式会社オーディオテクニカ製、製品名)でシート状接着材料に付着した異物を除去し、キャビティー付きシート状接着材料(図1(b)参照)を作製した。
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. In addition, this invention is not restrict | limited to a following example.
Example 1
[Preparation of adhesive sheet]
As shown in FIG. 1A, AS-2600W (product name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), which is a sheet-like
次いで、洗浄済みのキャビティー付きシート状接着材料の両面に、厚みが21μm、幅520mm、長さ350mmの離型性フィルム4であるファインピール500NC(株式会社麗光製、製品名)を真空ラミネーターであるMVLP−500(株式会社名機製作所製、製品名)を用い、温度60℃、圧力0.5MPa、時間30秒の条件で圧着し、接着材料の表面樹脂成分を溶融させて貼り付け、離型性フィルム付きシート状接着材料(図1(c)参照)を作製した。
Next, fine peel 500NC (product name, Reiko Co., Ltd., product name), which is a
次いで、レーザー加工機であるH・MARK−30L(日立ビアメカニクス株式会社製、製品名)を用いて、先に穿孔した位置合わせ用孔をアライメントマークとして認識させ、本マークを基準とし、所定の位置にレーザー光照射面の離型性フィルム穿孔径が直径0.15mmとなる条件にて貫通孔5を形成した。次いで、洗浄装置であるテクニクリーン TC−630(株式会社オーディオテクニカ製、製品名)でシート状接着材料表面および孔内に付着した異物を除去し、貫通孔付きシート状接着材料(図1(d)参照)を作製した。 Next, using a laser processing machine H · MARK-30L (manufactured by Hitachi Via Mechanics Co., Ltd., product name), the previously drilled alignment hole is recognized as an alignment mark. The through-hole 5 was formed in the position where the diameter of the releasable film perforated on the laser light irradiation surface was 0.15 mm. Subsequently, the foreign material adhering to the surface of the sheet-like adhesive material and the inside of the hole was removed with Technic Clean TC-630 (manufactured by Audio-Technica Co., Ltd., product name) as a cleaning device, and the sheet-like adhesive material with through holes (FIG. 1 (d) )).
次いで、図1(e)に示したように、貫通孔形成時のレーザー光照射面を上にした状態で、銅とエポキシ樹脂を主成分とする導電性ペースト6を全面印刷し、貫通孔内に導電性ペーストを充填した。充填後、接着材料表面に貼り付けた離型性フィルム4を除去し、図1(f)に示した接着シート7を作製した。
Next, as shown in FIG. 1 (e), the entire surface of the conductive paste 6 containing copper and epoxy resin as a main component is printed with the laser light irradiation surface at the time of forming the through hole facing up, and the inside of the through hole is formed. Was filled with a conductive paste. After filling, the
[ベース配線板の作製]
厚み12μmの銅箔を張り合わせた厚み0.1mmのエポキシ樹脂ガラス布銅張積層板であるMCL−E−679FG(日立化成工業株式会社製、製品名)にNCドリルマシンであるMARK−20(日立ビアメカニクス株式会社製、製品名)によって、直径0.2mmの貫通孔23を明け、次いで、その孔のクリーニング処理を50℃に加温した過マンガン酸ナトリウム水溶液に15分間浸漬して行い、無電解銅めっきであるL−59(日立化成工業株式会社製、製品名)、硫酸銅10g/L、EDTA40g/L、ホルマリン10ml/L、pH12.2に温度70℃、8時間の条件で浸漬して、銅箔表面および孔内壁に15μmの銅めっきを行った。
[Production of base wiring board]
MCL-E-679FG (product name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), which is a 0.1 mm thick epoxy resin glass cloth copper clad laminate with a 12 μm thick copper foil laminated to MARK-20 (Hitachi) By Via Mechanics Co., Ltd., product name), a through
次いで、孔内部に永久孔埋めインクであるPHP−900IR−1(山栄化学株式会社製、製品名)を充填し、次いで、基板表面に、紫外線硬化型エッチングレジスト用ドライフィルムH−9025K(日立化成工業株式会社製、製品名)をラミネーターで圧力0.2MPa、温度110℃、速度1.5m/minの条件で圧着し、次いでその表面にネガ型マスクを貼り合わせ、紫外線照射により、回路パターンを焼き付け、1質量%の炭酸ナトリウム水溶液をスプレー噴霧により現像しエッチングレジストを形成した後、そのエッチングレジストの無い銅部分をスプレー噴霧によって、塩化第二鉄、塩酸、硫酸過水の組成からなる塩化第二鉄エッチング液で圧力0.1MPa、速度4.3m/minの条件でエッチングを行い、さらに、3質量%水酸化ナトリウム水溶液をスプレー噴霧してエッチングレジストを除去し、配線パターン21を形成し第1の回路基板とした。
Next, PHP-900IR-1 (manufactured by Yamaei Chemical Co., Ltd., product name), which is a permanent hole-filling ink, is filled inside the hole, and then a UV-curable etching resist dry film H-9025K (Hitachi) is formed on the substrate surface. Kasei Kogyo Co., Ltd., product name) is pressure-bonded with a laminator under the conditions of pressure 0.2 MPa, temperature 110 ° C., speed 1.5 m / min, then a negative mask is bonded to the surface, and a circuit pattern is formed by ultraviolet irradiation. After developing a 1% by weight sodium carbonate aqueous solution by spray spraying to form an etching resist, the copper part without the etching resist is spray sprayed to form a chloride consisting of ferric chloride, hydrochloric acid, and sulfuric acid / hydrogen peroxide. Etching is performed with ferric etchant under the conditions of pressure 0.1 MPa and speed 4.3 m / min. The amount% aqueous solution of sodium hydroxide was sprayed to remove the etching resist, and a first circuit board to form a
次いで、第1の回路基板に、HIST−7300(日立化成工業株式会社製、製品名)を使用し、スプレー圧力0.1MPa、速度4.0m/minで銅表面の粗化による接着前処理を行い、次いで、紫外線硬化型ソルダーレジスト用ドライフィルムFZ−2500G(日立化成工業株式会社製、製品名)25μmを真空ラミネーターであるMVLP−500(株式会社名機製作所製、製品名)を用い、温度80℃、圧力0.4MPa、時間30秒の条件で圧着し、次いで、その表面にネガ型マスクを貼り合わせ、紫外線400mJを照射し、さらに1.5質量%の炭酸ナトリウム水溶液をスプレー噴霧し現像し、紫外線1Jの照射により更なる硬化を行い、160℃で60分乾燥後、絶縁レジスト24を形成し、HIST−7300(日立化成工業株式会社製、製品名)を使用し、スプレー圧力0.1MPa、速度4.0m/minで銅表面の多層化接着用化学粗化を行い、図2(a)に示したベース配線板8を作製した。
Next, HIST-7300 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., product name) is used for the first circuit board, and the adhesion pretreatment is performed by roughening the copper surface at a spray pressure of 0.1 MPa and a speed of 4.0 m / min. Next, dry film FZ-2500G for UV-curable solder resist FZ-2500G (product name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) 25 μm was used, using MVLP-500 (product name, manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd.), which is a vacuum laminator. Pressure bonding is performed under the conditions of 80 ° C., pressure 0.4 MPa,
[孔あき配線板の作製]
厚み12μmの銅箔を張り合わせた厚み0.6mmのエポキシ樹脂ガラス布銅張積層板であるMCL−E−679FG(日立化成工業株式会社製、製品名)にNCドリルマシンであるMARK−20(日立ビアメカニクス株式会社製、製品名)によって、直径0.2mmの貫通孔23を明け、次いで、その孔のクリーニング処理を50℃に加温した過マンガン酸ナトリウム水溶液に15分間浸漬して行い、無電解銅めっきであるL−59(日立化成工業株式会社製、製品名)、硫酸銅10g/L、EDTA40g/L、ホルマリン10ml/L、pH12.2に温度70℃、8時間の条件で浸漬して、銅箔表面および孔内壁に15μmの銅めっきを行った。
[Preparation of perforated wiring board]
MCL-E-679FG (product name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), a 0.6 mm thick epoxy resin glass cloth copper clad laminate with 12 μm thick copper foil laminated to MARK-20 (Hitachi) By Via Mechanics Co., Ltd., product name), a through
次いで、孔内部に永久孔埋めインクであるPHP−900IR−1(山栄化学株式会社製、製品名)を充填し、次いで、基板表面に、紫外線硬化型エッチングレジスト用ドライフィルムH−9025K(日立化成工業株式会社製、製品名)をラミネーターで圧力0.2MPa、温度110℃、速度1.5m/minの条件で圧着し、次いでその表面にネガ型マスクを貼り合わせ、紫外線照射により、回路パターンを焼き付け、1質量%の炭酸ナトリウム水溶液をスプレー噴霧により現像しエッチングレジストを形成した後、そのエッチングレジストの無い銅部分をスプレー噴霧によって、塩化第二鉄、塩酸、硫酸過水の組成からなる塩化第二鉄エッチング液で圧力0.1MPa、速度4.3m/minの条件でエッチングを行い、さらに、3質量%水酸化ナトリウム水溶液をスプレー噴霧してエッチングレジストを除去し、配線パターン21を形成し第2の回路基板とした。
Next, PHP-900IR-1 (manufactured by Yamaei Chemical Co., Ltd., product name), which is a permanent hole-filling ink, is filled inside the hole, and then a UV-curable etching resist dry film H-9025K (Hitachi) is formed on the substrate surface. Kasei Kogyo Co., Ltd., product name) is pressure-bonded with a laminator under the conditions of pressure 0.2 MPa, temperature 110 ° C., speed 1.5 m / min, then a negative mask is bonded to the surface, and a circuit pattern is formed by ultraviolet irradiation. After developing a 1% by weight sodium carbonate aqueous solution by spray spraying to form an etching resist, the copper part without the etching resist is spray sprayed to form a chloride consisting of ferric chloride, hydrochloric acid, and sulfuric acid / hydrogen peroxide. Etching is performed with ferric etchant under the conditions of pressure 0.1 MPa and speed 4.3 m / min. The amount% aqueous solution of sodium hydroxide was sprayed to remove the etching resist, and a second circuit board to form a
第2の回路基板に、HIST−7300(日立化成工業株式会社製、製品名)を使用し、スプレー圧力0.1MPa、速度4.0m/minで銅表面の粗化による接着前処理を行い、次いで、紫外線硬化型ソルダーレジスト用ドライフィルムFZ−2500G(日立化成工業株式会社製、製品名)25μmを真空ラミネーターであるMVLP−500(株式会社名機製作所製、製品名)を用い、温度80℃、圧力0.4MPa、時間30秒の条件で圧着し、次いで、その表面にネガ型マスクを貼り合わせ、紫外線400mJを照射し、さらに1.5質量%の炭酸ナトリウム水溶液をスプレー噴霧し現像し、紫外線1Jの照射により更なる硬化を行い、160℃で60分乾燥後、絶縁レジスト24を形成し、HIST−7300(日立化成工業株式会社製、製品名)を使用し、スプレー圧力0.1MPa、速度4.0m/minで銅表面の多層化接着用化学粗化を行った。
Using HIST-7300 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., product name) for the second circuit board, pre-bonding treatment is performed by roughening the copper surface at a spray pressure of 0.1 MPa and a speed of 4.0 m / min. Next, an ultraviolet curing solder resist dry film FZ-2500G (product name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., 25 μm) was used at a temperature of 80 ° C. using a vacuum laminator MVLP-500 (product name, manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd.). Then, pressure bonding is performed under the conditions of pressure 0.4 MPa,
多層化接着用化学粗化を施した第2の回路基板を、キャビティーを形成するため、NCルーターマシンであるMARK−10(日立ビアメカニクス株式会社製、製品名)を用いて、所定の位置に、4.0mm×6.7mmのサイズで穿孔し、図2(a)に示すような孔あき配線板9を作製した。
In order to form a cavity in the second circuit board that has been subjected to the chemical roughening for multi-layer adhesion, MARK-10 (manufactured by Hitachi Via Mechanics Co., Ltd., product name) is used to form a cavity. Then, a holed
[半導体素子搭載用多層配線板の作製]
上記方法により作製した接着シート7をベース配線板8と孔あき配線板9の間に所定の位置になるように配置し、図2(a)に示すような状態とし、ピンラミネーション方式により位置合わせを行い、厚み1mmの金属板DP−2(太華工業株式会社製、製品名)で挟み、これを5段重ね合わせ、初期温度30℃の加熱プレスの熱盤間にクッションボードR−225RX(株式会社金陽社製、製品名)を介し挿入し、真空中で温度200℃、圧力5MPaの条件にて140分間加熱加圧し、冷却後取り出し、図2(b)に示すようなキャビティー12を有する半導体素子搭載用多層配線板10を作製した。
[Fabrication of multilayer wiring boards for mounting semiconductor devices]
The
(比較例1)
[比較用接着シートAの作製]
図3(a)に示すように、厚みが50μm、幅が518mm、長さ340mmのシート状接着材料1であるAS−2600W(日立化成工業株式会社製、製品名)の両面に、厚みが21μm、幅520mm、長さ350mmの離型性フィルム4であるファインピール500NC(株式会社麗光製、製品名)を真空ラミネーターであるMVLP−500(株式会社名機製作所製、製品名)を用い、温度60℃、圧力0.5MPa、時間30秒の条件で圧着し、接着材料の表面樹脂成分を溶融させて貼り付け、離型性フィルム付きシート状接着材料(図3(b)参照)を作製した。
(Comparative Example 1)
[Preparation of Comparative Adhesive Sheet A]
As shown in FIG. 3A, the thickness is 21 μm on both surfaces of AS-2600W (product name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), which is a sheet-like
次いで、レーザー加工機であるH・MARK−30L(日立ビアメカニクス株式会社製、製品名)を用いて、所定の位置にレーザー光照射面の離型性フィルム穿孔径が直径0.15mmとなる条件にて貫通孔5を形成した。次いで、洗浄装置であるテクニクリーン TC−630(株式会社オーディオテクニカ製、製品名)でシート状接着材料表面および孔内に付着した異物を除去し、貫通孔付きシート状接着材料(図3(c)参照)を作製した。 Next, using a laser processing machine H • MARK-30L (manufactured by Hitachi Via Mechanics Co., Ltd., product name), a condition that the diameter of the releasable film perforated on the laser light irradiation surface is 0.15 mm in diameter at a predetermined position The through-hole 5 was formed by. Next, foreign material adhering to the surface of the sheet-like adhesive material and the inside of the hole was removed by a cleaning device, Techniclean TC-630 (product name, manufactured by Audio Technica Co., Ltd.), and a sheet-like adhesive material with a through hole (FIG. 3 (c) )).
次いで、図3(d)に示したように、貫通孔形成時のレーザー光照射面を上にした状態で、銅とエポキシ樹脂を主成分とする導電性ペースト6を印刷し、貫通孔内に導電性ペーストを充填した。充填後、接着材料表面に貼り付けた離型性フィルム4を、片面のみ除去し、図3(e)に示した比較用接着シートA20を作製した。
Next, as shown in FIG. 3 (d), with the laser light irradiation surface at the time of forming the through hole facing upward, the conductive paste 6 mainly composed of copper and epoxy resin is printed, and the inside of the through hole is printed. Filled with conductive paste. After filling, the
[孔あき配線板の作製]
図5(a)〜(c)に示したように、実施例1と同様な方法で作製したベース配線板8と、前記比較用接着シートAとを、ピンラミネーション方式により位置合わせを行い重ね合わせ、次いで、比較用接着シートA側の表面に離型性フィルム4を仮貼り後、真空ラミネーターであるMVLP−500(株式会社名機製作所製、製品名)を用い、温度70℃、圧力0.5MPa、時間30秒の条件で圧着し、NCルーターマシンであるMARK−10(日立ビアメカニクス株式会社製、製品名)を用いて、キャビティーを形成するため、所定の位置に4.0mm×6.7mmの穿孔し、比較用接着シート付き孔あき配線板35を作製した。
[Preparation of perforated wiring board]
As shown in FIGS. 5A to 5C, the
[半導体素子搭載用多層配線板の作製]
上記方法により作製した比較用接着シート付き孔あき配線板35と、ベース配線板8とを、比較用接着シートA側がベース配線板8に接するように所定の位置になるように配置し、図5(d)に示すような状態とし、ピンラミネーション方式により位置合わせを行い、厚み1mmの金属板DP−2(太華工業株式会社製、製品名)で挟み、これを5段重ね合わせ、初期温度30℃の加熱プレスの熱盤間にクッションボードR−225RX(株式会社金陽社製、製品名)を介し挿入し、真空中で温度200℃、圧力5MPaの条件にて140分間加熱加圧し、冷却後取り出し、図5(e)に示すようなキャビティー12を有する半導体素子搭載用多層配線板10を作製した。
[Fabrication of multilayer wiring boards for mounting semiconductor devices]
The
(比較例2)
[比較用接着シートBの作製]
図4(a)に示すように、厚みが50μm、幅が518mm、長さ340mmのシート状接着材料1であるAS−2600W(日立化成工業株式会社製、製品名)の両面に、厚みが21μm、幅520mm、長さ350mmの離型性フィルム4であるファインピール500NC(株式会社麗光製、製品名)を真空ラミネーターであるMVLP−500(株式会社名機製作所製、製品名)を用い、温度60℃、圧力0.5MPa、時間30秒の条件で圧着し、接着材料の表面樹脂成分を溶融させて貼り付け、離型性フィルム付きシート状接着材料(図4(b)参照)を作製した。
(Comparative Example 2)
[Preparation of Comparative Adhesive Sheet B]
As shown in FIG. 4A, the thickness is 21 μm on both sides of AS-2600W (product name) manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., which is a sheet-like
次いで、レーザー加工機であるH・MARK−30L(日立ビアメカニクス株式会社製、製品名)を用いて、孔あき配線板の孔とほぼ同じ寸法になるようにキャビティー2を穿孔し、次いで、レーザー加工機であるH・MARK−30L(日立ビアメカニクス株式会社製、製品名)を用いて、所定の位置にレーザー光照射面の離型性フィルム穿孔径が直径0.15mmとなる条件にて貫通孔5を形成した。次いで、洗浄装置であるテクニクリーン TC−630(株式会社オーディオテクニカ製、製品名)でシート状接着材料表面および孔内に付着した異物を除去し、貫通孔付きシート状接着材料(図4(c)参照)を作製した。
Next, using a laser processing machine H • MARK-30L (manufactured by Hitachi Via Mechanics Co., Ltd., product name), the
次いで、図4(d)に示したように、貫通孔形成時のレーザー光照射面を上にした状態で、印刷版11を用い、銅とエポキシ樹脂を主成分とする導電性ペースト6を印刷し、貫通孔内のみに導電性ペーストを充填した。充填後、接着材料表面に貼り付けた離型性フィルム4を除去し、図4(f)に示した比較用接着シートB30を作製した。
Next, as shown in FIG. 4D, the conductive paste 6 containing copper and epoxy resin as main components is printed using the printing plate 11 with the laser light irradiation surface at the time of forming the through hole facing up. The conductive paste was filled only in the through holes. After filling, the
[半導体素子搭載用多層配線板の作製]
上記方法により作製した比較用接着シートB30を、ベース配線板8と孔あき配線板9の間に所定の位置になるように配置し、図6(a)に示すような状態とし、ピンラミネーション方式により位置合わせを行い、厚み1mmの金属板DP−2(太華工業株式会社製、製品名)で挟み、これを5段重ね合わせ、初期温度30℃の加熱プレスの熱盤間にクッションボードR−225RX(株式会社金陽社製、製品名)を介し挿入し、真空中で温度200℃、圧力5MPaの条件にて140分間加熱加圧し、冷却後取り出し、図6(b)に示すようなキャビティー12を有する半導体素子搭載用多層配線板10を作製した。
[Fabrication of multilayer wiring boards for mounting semiconductor devices]
The comparative adhesive sheet B30 produced by the above method is placed between the
(導体間接続の評価方法)
導体間接続状態の評価は、図7(a)に示すように518mm×340mmの基板40に、図7(b)に示すような半導体素子搭載用多層配線板10を64×12個作製可能となるよう面付けし、図7(c)に示すように孔あき配線板側に設けた外部接続端子A13とベース配線板側に設けた外部接続端子B14間の導体間抵抗を、接続抵抗計 3541 RESISTANCE HITESTER(日置電機株式会社製 製品名)により測定し、10mΩ以上を接続不良とした。
なお、図7(c)は、図7(b)の半導体素子搭載用多層配線板のA−A断面図である。
(Evaluation method for connection between conductors)
As shown in FIG. 7 (a), the evaluation of the connection state between conductors can be performed on a
FIG. 7C is a cross-sectional view taken along the line AA of the multilayer wiring board for mounting a semiconductor element in FIG.
半導体素子搭載用多層配線板の構造は、厚み0.6mmで銅めっきによる直径0.2mmのスルーホールと両面に厚み27μm×1.5mm×1.0mmの接続端子を備えた孔あき配線板と厚み0.1mmで銅めっきによる直径0.2mmのスルーホールと両面に厚み27μm×1.5mm×1.0mmの接続端子を備えたベース配線板とを、厚み50μmで直径0.15mmの導電性ペーストを備えた接着シートにより貼り合わせたものである。導電性ペーストの配置位置は、キャビティー部端面から導電性ペースト中心までの距離が0.3mmであり、スルーホールと導電性ペーストは各々の中心間距離が0.75mmとなるよう配置した。
実施例1および比較例1、比較例2で作製した518mm×340mmの半導体素子搭載用多層配線板各15枚の接続不良発生率を表1に示した。
The structure of the multilayer wiring board for mounting a semiconductor element includes a perforated wiring board having a through hole with a thickness of 0.6 mm and a copper plating diameter of 0.2 mm, and connecting terminals with a thickness of 27 μm × 1.5 mm × 1.0 mm on both sides. A conductive substrate having a thickness of 0.15 mm and a through-hole having a thickness of 0.1 mm and a copper plating and a base wiring board having a connection terminal of 27 μm × 1.5 mm × 1.0 mm on both sides and a thickness of 0.15 mm. It is bonded by an adhesive sheet provided with a paste. The conductive paste was arranged such that the distance from the cavity end face to the center of the conductive paste was 0.3 mm, and the distance between the centers of the through hole and the conductive paste was 0.75 mm.
Table 1 shows the connection failure occurrence rate of each of the 518 mm × 340 mm multi-layer wiring boards for mounting semiconductor devices produced in Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2.
なお、実施例1で行った導電性ペーストの充填作業における標準作業時間は、段取時間が5分であるのに対し、比較例2で行った導電性ペーストの充填作業における標準作業時間は、段取り時間が25分であった。
表1に示すように、実施例1および比較例2で作製した半導体素子搭載用多層配線板の接続不良は皆無であったのに対し、比較例1で得た半導体素子搭載用多層配線板の接続不良は31ppmであった。また、比較例2では、接着シート作製時において印刷版の作製および使用を必要とし、導電性ペーストの充填時に印刷版と接着シートの位置合わせに時間を要するため、非常に作業効率が悪かったのに対し、実施例1では印刷版を用いることなく、全面印刷を行うことができ、作業効率が高く、安価に製作できることが確認できた。
The standard work time in the conductive paste filling operation performed in Example 1 is 5 minutes, while the standard work time in the conductive paste filling operation performed in Comparative Example 2 is The setup time was 25 minutes.
As shown in Table 1, there was no connection failure in the multilayer wiring board for mounting semiconductor elements produced in Example 1 and Comparative Example 2, whereas the multilayer wiring board for mounting semiconductor elements obtained in Comparative Example 1 The connection failure was 31 ppm. In Comparative Example 2, the production and use of the printing plate was required at the time of production of the adhesive sheet, and it took time to align the printing plate and the adhesive sheet at the time of filling with the conductive paste. On the other hand, in Example 1, it was confirmed that the entire surface could be printed without using a printing plate, and the work efficiency was high and it could be manufactured at a low cost.
実施例1では半導体素子搭載用多層配線板の作製において、接着シートおよび孔あき配線板へのキャビティー加工を別々に行うことにより、異物の発生源であるキャビティー加工後に各々のクリーニングによる異物除去が可能である。しかし、比較例1は、接着シートと孔あき配線板を貼り合わせた後にキャビティー加工を行うため、キャビティー加工時に発生する異物が接着シートおよび孔あき配線板に付着するが、接着シートに配された導電性ペーストへのダメージを防止するため、クリーニングすることが困難である。このキャビティー加工後のクリーニング有無により断線発生率(接続不良発生率)に差が生じることがわかった。 In Example 1, in the production of a multilayer wiring board for mounting a semiconductor element, by performing the cavity processing on the adhesive sheet and the perforated wiring board separately, the foreign substances are removed by cleaning after the cavity processing, which is a source of foreign substances, is performed. Is possible. However, in Comparative Example 1, since the cavity processing is performed after bonding the adhesive sheet and the perforated wiring board, foreign matter generated during the cavity processing adheres to the adhesive sheet and the perforated wiring board. In order to prevent damage to the conductive paste, it is difficult to clean. It was found that there was a difference in the disconnection rate (connection failure rate) depending on the presence or absence of cleaning after the cavity processing.
1 シート状接着材料
2 キャビティー
3 位置合わせ用孔
4 離型性フィルム
5 導電性ペースト充填用孔(貫通孔)
6 導電性ペースト
7 接着シート
8 ベース配線板
9 孔あき配線板
10 半導体素子搭載用多層配線板
11 印刷版
12 キャビティー
13 外部接続端子A
14 外部接続端子B
20 比較用接着シートA
21 配線パターン
22 絶縁樹脂層
23 貫通孔
24 絶縁レジスト
30 比較用接着シートB
35 比較用接着シート付き孔あき配線板
40 基板
DESCRIPTION OF
6
14 External connection terminal B
20 Comparative adhesive sheet A
21
35
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