JP2012169486A - Base material, wiring board, production method of base material and production method of wiring board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子部品を実装するための基材、配線板、基材の製造方法及び配線板の製造方法に関する。 The present invention relates to a base material for mounting electronic components, a wiring board, a manufacturing method of the base material, and a manufacturing method of the wiring board.
電子機器の小型化、薄型化及び高機能化に伴って、電子機器に組み込まれる電子部品も小型化が進み、電子部品を実装する配線板(プリント配線板)の配線も微細化されてきている。同時に、情報関連機器では、信号周波数の広帯域化に対応して、部品間を連結する配線の短距離化が求められている。このため、高密度、高性能を達成するための配線板の多層化が必要不可欠となっている。 As electronic devices become smaller, thinner, and more functional, electronic components built into electronic devices are also becoming smaller, and the wiring of printed circuit boards (printed wiring boards) on which electronic components are mounted has become finer. . At the same time, information-related equipment is required to reduce the distance between wirings that connect components in response to a wider band of signal frequencies. For this reason, multilayering of wiring boards to achieve high density and high performance is indispensable.
配線の微細化のために、樹脂の射出成形により溝を有する基材を得て、同溝を導電性ペーストで充填させた片面基板及び両面基板を積層させた多層基板が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 For miniaturization of wiring, a substrate having grooves by injection molding of resin is obtained, and a single-sided substrate in which the grooves are filled with a conductive paste and a multilayer substrate in which double-sided substrates are laminated (for example, , See Patent Document 1).
また、金型を用いて樹脂に凹型パターンを転写し、導電材料で同溝を充填しパターニングすることで配線パターンを得る手法が知られている(例えば、特許文献2参照。)。 In addition, a technique is known in which a concave pattern is transferred to a resin using a mold, and the groove is filled with a conductive material and patterned to obtain a wiring pattern (see, for example, Patent Document 2).
また、配線形成用の凸型パターンとビア形成用の凸型パターンを積み重ねた二段形状を有する金型を用いて樹脂に凹型パターンを転写し、導電材料で同溝を充填し、パターニングする手法が知られている(例えば、特許文献3参照。)。 Also, a method of patterning by transferring a concave pattern to a resin using a mold having a two-stage shape in which a convex pattern for wiring formation and a convex pattern for via formation are stacked, and filling the groove with a conductive material Is known (for example, see Patent Document 3).
また、パターン形成板を用いて金属薄膜を絶縁層に転写した後、レーザーによりビアホールを形成し、めっきにて充填する手法が知られている(例えば、特許文献4参照。)。 Further, a technique is known in which a metal thin film is transferred to an insulating layer using a pattern forming plate, and then a via hole is formed by laser and filled by plating (for example, see Patent Document 4).
また、導体パターンを絶縁層の両面に埋め込み、その後にビアホールを形成しめっきにて充填する手法が知られている(例えば、特許文献5参照。)。 In addition, a technique is known in which a conductor pattern is embedded on both surfaces of an insulating layer, and then a via hole is formed and filled by plating (see, for example, Patent Document 5).
しかしながら、配線層が埋設された複数の基材を積層して多層化させた際に、ビアと配線層とを強固に接合することができないという問題があった。 However, when a plurality of base materials in which wiring layers are embedded are laminated to form a multilayer, there has been a problem that the vias and the wiring layers cannot be firmly bonded.
上記問題点を鑑み、本発明は、多層化した際にビアと配線層とを強固に接合することができる基材、配線板、基材の製造方法及び配線板の製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention provides a base material, a wiring board, a manufacturing method of the base material, and a manufacturing method of the wiring board that can firmly bond the via and the wiring layer when multilayered. Objective.
本発明の一態様によれば、樹脂層と、樹脂層の上面に埋設された配線層と、樹脂層の軟化温度以下の焼結温度を有し、配線層に一端が接触し且つ樹脂層の下面から他端が露出した半硬化状態のビアとを備える基材が提供される。 According to one aspect of the present invention, the resin layer, the wiring layer embedded in the upper surface of the resin layer, and a sintering temperature that is equal to or lower than the softening temperature of the resin layer, one end of which is in contact with the wiring layer and the resin layer A base material is provided comprising a semi-cured via with the other end exposed from the lower surface.
本発明の一態様に係る基材において、配線層の材料とビアの材料とが異なっていても良い。 In the substrate according to one embodiment of the present invention, the wiring layer material and the via material may be different.
本発明の一態様に係る基材において、配線層とビアとの間に形成された合金層を更に備えていても良い。 The base material according to one embodiment of the present invention may further include an alloy layer formed between the wiring layer and the via.
本発明の一態様に係る基材において、配線層のビアと接合する表面の算術平均粗さが1μm以下であっても良い。 In the base material according to one embodiment of the present invention, the arithmetic average roughness of the surface bonded to the via of the wiring layer may be 1 μm or less.
本発明の一態様に係る基材において、樹脂層の下面に配置された接着層を更に備えていても良い。 The base material according to one embodiment of the present invention may further include an adhesive layer disposed on the lower surface of the resin layer.
本発明の他の一態様によれば、複数の基材を積層した配線板であって、複数の基材の少なくとも一つが、樹脂層と、樹脂層の上面に埋設された配線層と、樹脂層の軟化温度以下の焼結温度を有し、配線層に一端が接合され、樹脂層の下面側に積層された他の基材の配線層に他端が接合されたビアとを備える配線板が提供される。 According to another aspect of the present invention, a wiring board in which a plurality of base materials are laminated, wherein at least one of the plurality of base materials is a resin layer, a wiring layer embedded in an upper surface of the resin layer, and a resin A wiring board having a sintering temperature equal to or lower than the softening temperature of the layer, one end joined to the wiring layer, and a via joined to the wiring layer of another substrate laminated on the lower surface side of the resin layer Is provided.
本発明の他の一態様に係る配線板において、複数の基材の間にそれぞれ配置された接着層を更に備えていても良い。 The wiring board according to another embodiment of the present invention may further include an adhesive layer disposed between each of the plurality of base materials.
本発明の更に他の一態様によれば、凸部を有する金型と樹脂層を用意する工程と、凸部を樹脂層の上面に圧入し、樹脂層に凹部を形成する工程と、金型を樹脂層から離型する工程と、凹部に導電材料を充填及び焼結することにより樹脂層の上面に配線層を埋設する工程と、樹脂層の下面に、配線層の一部が露出するように開口部を形成する工程と、開口部に、樹脂層の軟化温度以下の焼結温度を有する導電材料を充填し、半硬化状態のビアを形成する工程とを含む基材の製造方法が提供される。 According to still another aspect of the present invention, a step of preparing a mold having a convex portion and a resin layer, a step of press-fitting the convex portion into the upper surface of the resin layer, and forming a concave portion in the resin layer, a mold, The step of releasing the resin layer from the resin layer, the step of embedding the wiring layer in the upper surface of the resin layer by filling and sintering the conductive material in the recesses, and a portion of the wiring layer exposed on the lower surface of the resin layer A method for manufacturing a base material is provided, which includes a step of forming an opening in the substrate, and a step of filling the opening with a conductive material having a sintering temperature equal to or lower than the softening temperature of the resin layer to form a semi-cured via. Is done.
本発明の更に他の一態様に係る基材の製造方法において、半硬化状態の導電材料を充填する工程は、樹脂層の下面から導電材料の先端を突出させることを含んでいても良い。 In the base material manufacturing method according to yet another aspect of the present invention, the step of filling the semi-cured conductive material may include projecting the tip of the conductive material from the lower surface of the resin layer.
本発明の更に他の一態様に係る基材の製造方法において、配線層を埋設する工程において導電材料の余剰部分が形成された場合、配線層を埋設する工程の後に、余剰部分を除去する工程を更に含んでいても良い。 In the method for manufacturing a base material according to still another aspect of the present invention, when the surplus portion of the conductive material is formed in the step of embedding the wiring layer, the step of removing the surplus portion after the step of embedding the wiring layer. May further be included.
本発明の更に他の一態様によれば、凸部を有する金型と樹脂層を用意する段階と、凸部を樹脂層の上面に圧入し、樹脂層に凹部を形成する段階と、金型を樹脂層から離型する段階と、凹部に導電材料を充填及び焼結することにより樹脂層の上面に配線層を埋設する段階と、樹脂層の下面に、配線層の一部が露出するように開口部を形成する段階と、開口部に、樹脂層の軟化温度以下の焼結温度を有する導電材料を充填し、半硬化状態のビアを形成する段階により、基材を作製する工程と、基材を少なくとも一つ含む複数の基材を積層する工程と、軟化温度以上の温度で複数の基材を加熱しながら複数の基材を圧着するとともに、半硬化状態のビアを硬化させ、配線層と接合させる工程とを含む配線板の製造方法が提供される。 According to still another aspect of the present invention, a step of preparing a mold having a convex portion and a resin layer, a step of press-fitting the convex portion into the upper surface of the resin layer, and forming a concave portion in the resin layer, a mold, The step of releasing the resin layer from the resin layer, the step of embedding the wiring layer on the upper surface of the resin layer by filling and sintering the conductive material in the recesses, and a portion of the wiring layer exposed on the lower surface of the resin layer A step of forming a base material by the step of forming an opening in the step, and filling the opening with a conductive material having a sintering temperature equal to or lower than the softening temperature of the resin layer to form a semi-cured via; Laminating a plurality of substrates including at least one substrate, crimping the plurality of substrates while heating the plurality of substrates at a temperature equal to or higher than the softening temperature, curing the semi-cured via, and wiring There is provided a method of manufacturing a wiring board including a step of bonding to a layer.
本発明の更に他の一態様に係る配線板の製造方法において、複数の基材を圧着する工程は、配線層とビアとの間に合金層を形成しても良い。 In the method for manufacturing a wiring board according to still another aspect of the present invention, the step of crimping the plurality of base materials may form an alloy layer between the wiring layer and the via.
本発明の更に他の一態様に係る配線板の製造方法において、配線層を埋設する工程と、開口部を形成する工程の間に、樹脂層の下面に接着層を形成する工程を更に含んでいても良い。 In the method for manufacturing a wiring board according to still another aspect of the present invention, the method further includes the step of forming an adhesive layer on the lower surface of the resin layer between the step of burying the wiring layer and the step of forming the opening. May be.
本発明によれば、多層化した際にビアと配線層とを強固に接合することができる基材、配線板、基材の製造方法及び配線板の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a base material, a wiring board, a manufacturing method of the base material, and a manufacturing method of the wiring board that can firmly bond the via and the wiring layer when multilayered.
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態及び第1〜第5の変形例を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。 Next, with reference to the drawings, embodiments of the present invention and first to fifth modifications will be described. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
また、以下に示す実施の形態及び第1〜第5の変形例は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。 The following embodiments and first to fifth modifications are examples of devices and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is as follows. The material, shape, structure, arrangement, etc. of the component parts are not specified as follows. The technical idea of the present invention can be variously modified within the scope of the claims.
(基材の構造)
本発明の実施の形態に係る基材は、図1に示すように、樹脂層100と、樹脂層100の上面に埋設された配線層101〜107と、樹脂層100の軟化温度以下の焼結温度を有し、配線層102,106に一端がそれぞれ接触し、樹脂層100の下面から他端がそれぞれ露出した半硬化状態のビア108,109とを備える。
(Base material structure)
As shown in FIG. 1, the base material according to the embodiment of the present invention includes a
ここで、樹脂層100の軟化温度とは、樹脂層100が軟化し始める温度である熱変形温度又はガラス転移温度を意味する。熱変形温度とは、試験法規格で規定された荷重を与えた状態で、試料の温度を上げていき、たわみの大きさが一定の値になる温度をいう。ガラス転移温度とは、物質が温度の降下により急激にその粘度を増し、ほとんど流動性を失って非晶質固体となる変化をするときの温度をいう。軟化温度として熱変形温度又はガラス転移温度のいずれを採用するかは適宜選択可能である。
Here, the softening temperature of the
ビア108,109は直径30μm程度、高さ15μm程度である。配線層101〜107のラインパターン部分の線幅は1μm〜10μm程度、高さは3μm〜10μm程度である。樹脂層100の厚さは、10μm〜25μm程度である。
The
樹脂層100の材料としては、エポキシ樹脂等の熱硬化前の半硬化状態の熱硬化性樹脂、又は熱可塑性ポリイミド、ポリオレフィン若しくは液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂が使用可能である。樹脂層100の軟化温度は、例えば240℃〜300℃程度である。
As a material of the
ビア108,109の材料としては、導電性ペースト又は導電性インク等の導電材料が使用可能である。導電性ペーストとしては、例えばニッケル(Ni)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、アルミニウム(Al)、鉄(Fe)、タングステン(W)等から選択される少なくとも1種類の低電気抵抗の金属粒子と、ビスマス(Bi)、インジウム(In)、鉛(Pb)から選択される少なくとも1種類の低融点金属粒子を含み、更に錫(Sn)を成分として含有し、エポキシ、アクリル又はウレタン等を主成分とするバインダ成分を混合したペースト(メタライズペースト)が使用可能である。この導電性ペーストは、常温で半硬化(未硬化を含む。)の軟質状態にあり、熱処理等により完全に硬化するとともに接着機能を果たす。この導電性ペーストは、錫(Sn)と低融点金属が200℃以下で溶融し合金を形成することができる。特に、銅(Cu)や銀(Ag)等とは金属間化合物を形成する。
As the material of the
更に、ビア108,109の材料として、粒子径がナノレベルの金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)又はニッケル(Ni)等のフィラーが、エポキシ、アクリル又はウレタン等を主成分とするバインダ成分に混合されたナノペーストが使用可能である。
Furthermore, as a material for the
更に、ビア108,109の材料として、銀(Ag)、銅(Cu)又はニッケル(Ni)等の粒子が、エポキシ、アクリル又はウレタン等を主成分とするバインダ成分に混合されたペースト(粉体接触型ペースト)を用いることもできる。このペーストは、金属粒子同士が接触することで電気的接続をする。
Furthermore, as a material for the
ビア108,109は焼結していない半硬化状態を有する。ビア108,109の焼結温度は、樹脂層100の軟化温度以下であり、例えば180℃〜240℃程度である。
The
配線層101〜107の材料としては、上述したビア108,109の材料と同様の材料が使用可能である。配線層101〜107の焼結温度は、樹脂層100の軟化温度以下であり、例えば180℃〜240℃程度である。配線層102,106のビア108,109と接する下面の算術平均粗さRaは、1.0μm以下程度が好ましく、0.1μm以下程度がより好ましい。
As the material of the wiring layers 101 to 107, the same material as that of the
ビア108,109及び配線層101〜107は、互いに同じ材料を用いても良く、互いに異なる材料を用いても良い。例えば、ビア108,109として銅(Cu)を含有するナノペーストを使用し、配線層101〜107として錫(Sn)を含有するペーストを使用した場合、ビア108,109と配線層102,106との間にCu3Sn又はCu6Sn等の組成からなる合金層(金属間化合物層)がそれぞれ形成される。これにより、ビア108,109と配線層102,106とをそれぞれ強固に接合することができる。
The
本発明の実施の形態に係る基材によれば、図1に示した基材を少なくとも一つ含む複数の基材を積層し多層化する際に、配線層102,106とビア108,109との間、及びビア108,109と下層の基材の配線層との間をそれぞれ強固に接合することができる。
According to the base material according to the embodiment of the present invention, when a plurality of base materials including at least one base material shown in FIG. 1 are laminated and multilayered, the wiring layers 102 and 106 and the
更に、配線層101〜107の上面の高さが、樹脂層100の上面の高さと略一致しているので、多層化した際に平坦に積層することができる。
Furthermore, since the height of the upper surface of the wiring layers 101 to 107 is substantially the same as the height of the upper surface of the
(基材の製造方法)
次に、本発明の実施の形態に係る基材の製造方法の一例を、図2〜図7を用いて説明する。なお、以下に示す製造方法は一例であり特に限定されるものではなく、種々の製造方法により製造することが可能である。
(Manufacturing method of substrate)
Next, an example of the manufacturing method of the base material which concerns on embodiment of this invention is demonstrated using FIGS. In addition, the manufacturing method shown below is an example, and it is not specifically limited, It can manufacture with various manufacturing methods.
(イ)図2に示すように、金型(モールド)5及び樹脂層100を用意する。金型5は、支持部50と、支持部50に設けられ、配線層101〜107を形成するための凸部51〜57を有する。凸部51〜57のパターンのピッチや材質は必要に応じて適宜変更することが可能である。金型5の材料としては、シリコン(Si)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)等が使用可能である。また、金型5の表面には市販のフッ素系シランカップリング剤等の離型剤で離型処理を施しておいてもよい。本発明の実施の形態では、最小ライン/スペースが5μm/5μm、高さ5μmのパターンを有し、シリコン(Si)からなる金型5を用意した。一方、樹脂層100の材料としては、エポキシ樹脂等の半硬化状態の熱硬化性樹脂、又は熱可塑性ポリイミド、ポリオレフィン若しくは液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂等が使用可能である。本発明の実施の形態においては、厚さ25μmの熱可塑性ポリイミドからなる樹脂フィルムを用意した。
(A) As shown in FIG. 2, a mold (mold) 5 and a
(ロ)図3に示すように、樹脂層100の軟化温度以上の温度(例えば240℃〜300℃程度)で樹脂層100を加熱して金型5を樹脂層100に圧入する。これにより、樹脂層100の上面に凸部51〜57が転写され、凹部61〜67が形成される。その後、樹脂層100が軟化する温度以下に冷却し、図4に示すように樹脂層100から金型5を離型する。
(B) As shown in FIG. 3, the
(ハ)図5に示すように凹部61〜67にスパッタや無電解めっきにてシード層を形成し、シード層に給電して電解めっきにより凹部61〜67に導電材料を充填することにより、配線層101〜107を形成する。なお、導電性ペーストを印刷することで導電材料を充填し、導電材料の焼結温度以上の温度(例えば180℃〜240℃程度)で焼結することにより配線層101〜107を形成してもよい。
(C) As shown in FIG. 5, a wiring layer is formed by forming a seed layer in the
(ニ)図5に示すように凹部61〜67からはみ出し樹脂層100の表面を覆うような導電材料の余剰部分110がある場合、この余剰部分110を研磨又はエッチング等により除去する。この結果、図6に示すように配線層101〜107が埋設された樹脂層100が得られる。なお、導電材料の充填条件を最適化する等により、余剰部分110が形成されない場合、この工程を省略することができる。
(D) As shown in FIG. 5, when there is an
(ホ)図7に示すように、樹脂層100の下面の所定の位置にレーザーにより開口部(ビアホール)68,69を形成する。レーザーとしては、エキシマレーザー、炭酸(CO2)レーザー、UVレーザー等を用いることができる。本発明の実施の形態では、紫外線(UV)レーザーにより直径30μmの開口部68,69を形成した。レーザー加工によりスミアが発生する場合は、薬液によるウェットデスミアやCF4プラズマ等によるドライデスミアを実施しても良い。なお、レーザー加工の代わりに、ドリルやエッチングにより開口部68,69を形成しても良い。
(E) As shown in FIG. 7, openings (via holes) 68 and 69 are formed by laser at predetermined positions on the lower surface of the
(ヘ)スクリーン印刷やインクジェット工法により、樹脂層100の軟化温度(例えば240℃〜300℃程度)以下の焼結温度(例えば180℃〜240℃程度)を有する半硬化状態の導電材料を開口部68,69に充填することにより、図1に示すように配線層102,106にそれぞれ接触する半硬化状態のビア108,109をそれぞれ形成する。この結果、図1に示した基材が得られる。
(F) Opening a semi-cured conductive material having a sintering temperature (for example, about 180 ° C. to 240 ° C.) below the softening temperature (for example, about 240 ° C. to 300 ° C.) of the
本発明の実施の形態に係る基材の製造方法によれば、複数の基材を積層して多層化する際に、ビア108,109と配線層102,106との間及びビア108,109と下層の基材の配線層との間をそれぞれ強固に接合することができる基材を製造することが可能となる。
According to the base material manufacturing method according to the embodiment of the present invention, when a plurality of base materials are stacked to form a multilayer, the
(配線板の構造)
本発明の実施の形態に係る配線板は、図8に示すように、第1〜第4の基材1〜4を備える。
(Structure of wiring board)
The wiring board which concerns on embodiment of this invention is equipped with the 1st-4th base materials 1-4 as shown in FIG.
第1の基材1は、第1の樹脂層10と、第1の樹脂層10の上面に埋設された第1の配線層11〜17を備える。
The
第2の基材2は、第1の樹脂層10上に配置された第2の樹脂層20と、第2の樹脂層20の上面に埋設された第2の配線層21〜27と、第2の樹脂層20を貫通し、第1の配線層12,16及び第2の配線層22,26にそれぞれ接合された第1のビア28,29を備える。
The
第3の基材3は、第2の樹脂層20上に配置された第3の樹脂層30と、第3の樹脂層30の上面に埋設された第3の配線層31〜37と、第3の樹脂層30を貫通し、第2の配線層22,26及び第3の配線層32,36にそれぞれ接合された第2のビア38,39を備える。
The
第4の基材4は、第3の樹脂層30上に配置された第4の樹脂層40と、第4の樹脂層40の上面に埋設された第4の配線層41〜47と、第4の樹脂層40を貫通し、第4の配線層42,46及び第3の配線層32,36にそれぞれ接合された第3のビア48,49を備える。
The
第1のビア28,29と第1の配線層12,16及び第2の配線層22,26との間、第2のビア38,39と第2の配線層22,26及び第3の配線層32,36の間、並びに第3のビア48,49と第3の配線層32,36及び第4の配線層42,46の間には合金層(金属間化合物層)がそれぞれ形成され、互いに強固に接合されている。
Between the
第1〜第4の樹脂層10,20,30,40としては、図1に示した樹脂層100と同様の材料が使用可能である。第1〜第4の樹脂層10,20,30,40は、互いに同じ材料を用いても良く、互いに異なる材料を用いても良い。
As the first to fourth resin layers 10, 20, 30, and 40, the same material as that of the
第1〜第3のビア28,29,38,39,48,49は、焼結により完全に硬化した導電材料からなる。第1〜第3のビア28,29,38,39,48,49の材料としては、図1に示したビア108,109と同様の材料が使用可能である。第1〜第3のビア28,29,38,39,48,49は、層毎に同じ材料を用いても良く、互いに異なる材料を用いても良い。更に、第1〜第3のビア28,29,38,39,48,49は、同一層内においても、同じ材料を用いても良く、互いに異なる材料を用いても良い。
The first to
第1〜第4の配線層11〜17,21〜27,31〜37,41〜47としては、図1に示した配線層101〜107と同様の材料が使用可能である。第1〜第4の配線層11〜17,21〜27,31〜37,41〜47は、層毎に同じ材料を用いても良く、互いに異なる材料を用いても良い。更に、第1〜第4の配線層11〜17,21〜27,31〜37,41〜47は、同一層内においても、同じ材料を用いても良く、互いに異なる材料を用いても良い。 As the first to fourth wiring layers 11 to 17, 21 to 27, 31 to 37, and 41 to 47, the same material as the wiring layers 101 to 107 shown in FIG. 1 can be used. The first to fourth wiring layers 11 to 17, 21 to 27, 31 to 37, and 41 to 47 may use the same material for each layer or may use different materials. Further, the first to fourth wiring layers 11 to 17, 21 to 27, 31 to 37, and 41 to 47 may be made of the same material or different materials in the same layer.
第1〜第3のビア28,29,38,39,48,49及び第1〜第4の配線層11〜17,21〜27,31〜37,41〜47は、互いに同じ材料を用いても良く、互いに異なる材料を用いても良い。
The first to
本発明の実施の形態に係る配線板によれば、第1〜第4の配線層11〜17,21〜27,31〜37,41〜47が第1〜第4の樹脂層10,20,30,40の上面に埋設されているので、良好な平坦性を維持することができる。 According to the wiring board which concerns on embodiment of this invention, the 1st-4th wiring layers 11-17, 21-27, 31-37, 41-47 are the 1st-4th resin layers 10, 20, Since it is embed | buried under the upper surface of 30,40, favorable flatness can be maintained.
(配線板の製造方法)
次に、本発明の実施の形態に係る配線板の製造方法の一例を説明する。なお、以下に示す製造方法は一例であり特に限定されるものではなく、種々の製造方法により製造することが可能である。
(Manufacturing method of wiring board)
Next, an example of a method for manufacturing a wiring board according to an embodiment of the present invention will be described. In addition, the manufacturing method shown below is an example, and it is not specifically limited, It can manufacture with various manufacturing methods.
(イ)図9に示すように、第1〜第4の基材1〜4を用意する。第1の基材1は、図2〜図6に示した工程と同様の工程を経ることにより作製することが可能である。第2〜第4の基材2〜4は、図2〜図8に示した工程と同様の工程を経ることにより作製することが可能である。画像認識機能付きのアライメント装置等により、第1〜第4の基材1〜4を位置あわせし、積層する。
(A) As shown in FIG. 9, the 1st-4th base materials 1-4 are prepared. The
(ロ)真空加熱圧着装置等を用いて、第1〜第4の樹脂層10,20,30,40の軟化温度以上の温度(例えば240℃〜300℃程度)で加熱して第1〜第4の樹脂層10,20,30,40を軟化させ、第1〜第4の樹脂層10,20,30,40の接着力を利用して第1〜第4の基材1〜4を積層方向に圧着するとともに、半硬化状態の第1〜第3のビア28,29,38,39,48,49を硬化させる。第1〜第4の樹脂層10,20,30,40が熱硬化性樹脂からなる場合、熱硬化性樹脂と半硬化状態の導電材料が完全に硬化するまで加熱圧着し続けても良く、又は熱硬化性樹脂が軟化し第1〜第4の基材1〜4同士が接着する状態になったら冷却し、別途オーブンにて熱硬化性樹脂と半硬化状態の導電材料とを完全に硬化させても良い。一方、第1〜第4の樹脂層10,20,30,40が熱可塑性樹脂からなる場合、半硬化状態の導電材料が完全に硬化するまで加熱圧着し続けても良く、又は熱可塑性樹脂が軟化し第1〜第4の基材1〜4同士が接着する状態になったら冷却し、別途オーブンにて半硬化状態の導電材料を完全に硬化させても良い。この結果、図8に示した配線板が得られる。
(B) Using a vacuum thermocompression bonding apparatus or the like, the first to fourth resin layers 10, 20, 30, 40 are heated at a temperature equal to or higher than the softening temperature (for example, about 240 ° C. to 300 ° C.). 4 resin layers 10, 20, 30, and 40 are softened, and the first to
本発明の実施の形態に係る配線板の製造方法によれば、半硬化状態の第1のビア28,29、第2のビア38,39及び第3のビア48,49を、第1の配線層12,16、第2の配線層22,26、第3の配線層32,36及び第4の配線層42,46とそれぞれ接触させて硬化させるので、第1のビア28,29と第1の配線層12,16及び第2の配線層22,26との間、第2のビア38,39と第2の配線層22,26及び第3の配線層32,36の間、並びに第3のビア48,49と第3の配線層32,36及び第4の配線層42,46の間をそれぞれ強固に接合することができる。
According to the method for manufacturing a wiring board according to the embodiment of the present invention, the
更に、一括積層法により複数(第1〜第4)の基材1〜4を積層するので、1回の熱履歴で済む。このため、ビルドアップ工法により一層ずつ積層した場合と比較して下層の変形を抑制することができる。特に、第1〜第4の樹脂層10,20,30,40が熱可塑性樹脂の場合に、下層から順次歪むことを防止できるので有効である。
Furthermore, since a plurality of (first to fourth)
更に、第1〜第4の樹脂層10,20,30,40として熱可塑性樹脂や半硬化状態の熱硬化性樹脂等の接着機能を有する材料を使用するので、別途接着剤を使うことなく多層化が可能となる。 Furthermore, since materials having an adhesive function such as a thermoplastic resin or a semi-cured thermosetting resin are used as the first to fourth resin layers 10, 20, 30, and 40, multiple layers without using an adhesive separately. Can be realized.
更に、第1〜第4の配線層11〜17,21〜27,31〜37,41〜47と第1のビア28,29、第2のビア38,39及び第3のビア48,49とを別途形成しているので、それぞれの材料に応じて、互いに独立した加熱温度で焼結し硬化させることができる。例えば、第1〜第4の配線層11〜17,21〜27,31〜37,41〜47を焼結し硬化させるときの温度が、第1のビア28,29、第2のビア38,39及び第3のビア48,49を焼結し硬化させるときの温度より高温でも良く、又は低温でも良い。
Furthermore, the first to fourth wiring layers 11 to 17, 21 to 27, 31 to 37, and 41 to 47, the
(第1の変形例)
本発明の実施の形態の第1の変形例として、基材の製造方法の他の一例を説明する。
(First modification)
As a first modification of the embodiment of the present invention, another example of the substrate manufacturing method will be described.
(イ)図2〜図7に示した工程と同様の工程を経て、図7に示した片面回路である基材を用意する。引き続き、図10に示すように基材の配線層101〜107が設けられた面と反対側の面にマスク層60を形成する。マスク層60としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムが使用可能であり、これを熱ラミネートで貼り付ける。
(A) A substrate that is the single-sided circuit shown in FIG. 7 is prepared through the same steps as those shown in FIGS. Subsequently, as shown in FIG. 10, a
(ロ)レーザーによりマスク層60及び樹脂層100の一部を除去する。この結果、マスク層60及び樹脂層100を貫通し、配線層102,106まで達する開口部68,69が形成される。
(B) The
(ハ)その後、スクリーン印刷を行い、マスク層60をマスクとして用い、スキージ59を用いて導電性ペースト等の導電材料58を開口部68,69に充填する。この結果、図11に示すように半硬化状態のビア108,109が形成される。ビア108,109の露出した上面は、マスク層60の上面の高さと略一致する。
(C) Thereafter, screen printing is performed, and the
(ニ)その後、図11に示したマスク層60を図12に示すように除去する。この結果、樹脂層100の上面からビア108,109の先端が突出する。
(D) Thereafter, the
本発明の実施の形態の第1の変形例に係る基材の製造方法によれば、導電性ペーストの直接印刷の代わりにスクリーン印刷を行うことにより、樹脂層100の上面からビア108,109の先端が突出した基材を作製することができる。ビア108,109の先端が突出しているので、複数の基材の加熱圧着時にビア108,109と下層の基材の配線層との接触を確実にし、ビア108,109の接続信頼性を向上させることができる。
According to the manufacturing method of the base material according to the first modification of the embodiment of the present invention, the
更に、図10に示すように樹脂層100の上面をマスク層60でマスクして導電性ペーストを充填するので、樹脂層100の上面に対する導電性ペーストによる汚染を防止することが可能となる。
Furthermore, as shown in FIG. 10, the upper surface of the
なお、インクジェット工法では、スクリーン印刷のようにマスクを使用せずに直接ビア108,109を形成することもできる。
In the ink jet method, the
(第2の変形例)
本発明の実施の形態の第2の変形例として、配線板の他の一例を説明する。本発明の実施の形態の第2の変形例に係る配線板は、図13に示すように、第1の基材7として、フレキシブルプリント基板(FPC)の片面基板を用いている点が、図8に示した配線板と異なる。第1の基材7は、第1の樹脂層70と、第1の樹脂層70の上面に配置された第1の配線層71〜74と、第1の樹脂層70の下面に配置された下層配線層75〜77とを備える。第1の配線層71,74は、第1のビア28,29にそれぞれ接合されている。下層配線層75,77は、第1の樹脂層70の開口部を介して延伸し第1の配線層71,74にそれぞれ接合されている。他の構成は、図8に示した配線板と実質的に同様であるので、重複した説明を省略する。
(Second modification)
Another example of the wiring board will be described as a second modification of the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 13, the wiring board according to the second modification of the embodiment of the present invention uses a single-sided substrate of a flexible printed circuit board (FPC) as the
本発明の実施の形態の第2の変形例に係る配線板によれば、FPCである第1の基材7の片面側を多層化することもできる。
According to the wiring board according to the second modification of the embodiment of the present invention, one side of the
本発明の実施の形態の第2の変形例に係る配線板は、図14に示すように、第1の基材7及び第2〜第4の基材2〜4を用意する。第1の基材7は、通常のFPCの作製方法により作製可能である。第2〜第4の基材2〜4は、図2〜図8に示した工程と同様の工程を経ることにより作製することが可能である。画像認識機能付きのアライメント装置等により、第1の基材7及び第2〜第4の基材2〜4を位置あわせし、図9に示した工程と同様に一括積層することで製造することが可能である。
As shown in FIG. 14, the wiring board according to the second modification of the embodiment of the present invention prepares a
(第3の変形例)
本発明の実施の形態の第3の変形例として、配線板の他の一例を説明する。本発明の実施の形態の第3の変形例に係る配線板は、図15に示すように、FPCである第1の基材7の下面に第5の基材8が更に配置されている点が、図13に示した配線板と異なる。第5の基材8は、第5の樹脂層80と、第5の樹脂層80の下面に埋設された第5の配線層81〜85と、下層配線層76及び第5の配線層83に接合された第4のビア86を備える。他の構成は、図13に示した配線板と実質的に同様であるので、重複した説明を省略する。
(Third Modification)
Another example of the wiring board will be described as a third modification of the embodiment of the present invention. In the wiring board according to the third modification of the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 15, a
本発明の実施の形態の第3の変形例に係る配線板によれば、FPCである第1の基材7の両面側を多層化することもできる。
According to the wiring board according to the third modification of the embodiment of the present invention, both surfaces of the
本発明の実施の形態の第3の変形例に係る配線板は、図16に示すように、第1の基材7、第2〜第4の基材2〜4及び第5の基材8を用意する。第1の基材7は、通常のFPCの作製方法により作製可能である。第2〜第4の基材2〜4及び第5の基材8は、図2〜図8に示した工程と同様の工程を経ることにより作製することが可能である。画像認識機能付きのアライメント装置等により、第1の基材7、第2〜第4の基材2〜4及び第5の基材8を位置あわせし、図9に示した工程と同様に一括積層することで製造することが可能である。
As shown in FIG. 16, the wiring board according to the third modification of the embodiment of the present invention includes a
(第4の変形例)
本発明の実施の形態の第4の変形例として、基材の他の一例を説明する。本発明の実施の形態の第4の変形例に係る基材は、図17に示すように、樹脂層100の下面に配置された接着層90を更に備える点が、図1に示した基材と異なる。接着層90の材料としては、エポキシ樹脂等の熱可塑性樹脂、又は熱硬化性樹脂からなるフィルムやワニス等が使用可能である。接着層90が接着機能を発揮できる温度(接着可能温度)は、ビア108,109の焼結温度以上であり、例えば100℃〜240℃程度である。
(Fourth modification)
Another example of the base material will be described as a fourth modification of the embodiment of the present invention. The base material according to the fourth modification of the embodiment of the present invention is that the base material shown in FIG. 1 is further provided with an
樹脂層100の材料としては、エポキシ樹脂等の熱硬化前の半硬化状態の熱硬化性樹脂、又はポリオレフィン若しくは液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂の他、接着機能を有さない熱硬化後の完全に硬化した熱硬化性樹脂も使用可能である。他の構成は、図1に示した基材と実質的に同様であるので、重複した説明を省略する。
As a material of the
本発明の実施の形態の第4の変形例に係る基材によれば、複数の基材を積層する際に、接着層90を介して基材間を接着するとともに、配線層102,106とビア108,109との間、及びビア108,109と下層の基材の配線層との間を強固に接合することができる。
According to the base material according to the fourth modification of the embodiment of the present invention, when a plurality of base materials are laminated, the base materials are bonded together via the
次に、本発明の実施の形態の第4の変形例に係る基材の製造方法の一例を説明する。図2〜図5に示した工程と同様の工程を経ることにより、図18に示すように、片面回路である基材を作製する。図19に示すように、樹脂層100の下面に接着層90を形成する。図20に示すように、レーザー加工により、接着層90及び樹脂層100を貫通し、配線層102,106まで達する開口部68,69を形成する。その後、開口部68,69に導電性ペーストを充填することにより、半硬化状のビア108,109を形成することができ、図17に示した基材が完成する。
Next, an example of the manufacturing method of the base material which concerns on the 4th modification of embodiment of this invention is demonstrated. A base material which is a single-sided circuit is produced by performing the same steps as those shown in FIGS. 2 to 5 as shown in FIG. As shown in FIG. 19, an
(第5の変形例)
本発明の実施の形態の第5の変形例として、配線板の他の一例を説明する。本発明の実施の形態に係る配線板は、図21に示すように、第2〜第4の基材2〜4のそれぞれが、第1〜第3の接着層91〜93のそれぞれを更に備える点が、図8に示した配線板と異なる。第1の基材1は、図1に示した基材と実質的に同様であり、第2〜第4の基材2〜4は、図17に示した基材と実質的に同様であるので、重複した説明を省略する。
(Fifth modification)
Another example of the wiring board will be described as a fifth modification of the embodiment of the present invention. In the wiring board according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 21, each of the second to
次に、本発明の実施の形態の第5の変形例に係る配線板の製造方法を説明する。図22に示すように、図2〜図5に示した工程と同様の工程を経ることにより、第1の基材1を形成する。また、図17に示した基材と同様の第2〜第4の基材2〜4を作製する。第1〜第4の基材1〜4の位置あわせを行い、積層する。第1〜第3の接着層91〜93の接着可能温度以上の温度(例えば100℃〜240℃程度)で加熱しながら第1〜第4の基材1〜4を第1〜第3の接着層91〜93をそれぞれ介して接着させるとともに、半硬化状態の第1〜第3のビア28,29,38,39,48,49を硬化させる。
Next, a method for manufacturing a wiring board according to a fifth modification of the embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 22, the
本発明の実施の形態の第5の変形例によれば、第1〜第3の接着層91〜93の接着可能温度が、樹脂層100同士が貼り合わされる温度よりも低い場合には、樹脂層100同士が貼り合わされる温度よりも低い温度で圧着することができる。よって、接着層を用いず樹脂層100同士を貼りあわせる場合と比較して低温で積層することができ、歪みを抑制することが可能となる。
According to the fifth modification of the embodiment of the present invention, when the bonding possible temperature of the first to third
(その他の実施の形態)
上記のように、本発明は実施の形態及び第1〜第5の変形例によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
(Other embodiments)
As described above, the present invention has been described by the embodiment and the first to fifth modifications. However, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. . From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
例えば、複数の基材を多層化する際に、複数の基材のうち少なくとも1つが本発明の実施の形態に係る基材の構造を有していれば良い。 For example, when multilayering a plurality of substrates, at least one of the plurality of substrates may have the structure of the substrate according to the embodiment of the present invention.
また、本発明の実施の形態及び第1〜第5の変形例に係る構造、材料、配置及び製造方法等を相互に適用し、又は組み合わせることができる。 In addition, the structures, materials, arrangements, manufacturing methods, and the like according to the embodiments of the present invention and the first to fifth modifications can be mutually applied or combined.
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。 As described above, the present invention naturally includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.
1,7…第1の基材
2…第2の基材
3…第3の基材
4…第4の基材
5…金型
8…第5の基材
10,70…第1の樹脂層
11〜17,71〜74…第1の配線層
20…第2の樹脂層
21〜27…第2の配線層
28,29…第1のビア
30…第3の樹脂層
31〜37…第3の配線層
38,39…第2のビア
40…第4の樹脂層
41〜47…第4の配線層
48,49…第3のビア
50…支持部
51〜57…凸部
58…導電材料
59…スキージ
60…マスク層
61〜67…凹部
68,69…開口部
75〜77…下層配線層
80…第5の樹脂層
81〜85…第5の配線層
86…第4のビア
90…接着層
91…第1の接着層
92…第2の接着層
93…第3の接着層
100…樹脂層
101〜107…配線層
108,109…ビア
110…余剰部分
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記樹脂層の上面に埋設された配線層と、
前記樹脂層の軟化温度以下の焼結温度を有し、前記配線層に一端が接触し且つ前記樹脂層の下面から他端が露出した半硬化状態のビア
とを備えることを特徴とする基材。 A resin layer;
A wiring layer embedded in the upper surface of the resin layer;
A semi-cured via having a sintering temperature equal to or lower than a softening temperature of the resin layer, one end contacting the wiring layer and the other end exposed from the lower surface of the resin layer .
前記複数の基材の少なくとも一つが、
樹脂層と、
前記樹脂層の上面に埋設された配線層と、
前記樹脂層の軟化温度以下の焼結温度を有し、前記配線層に一端が接合され、前記樹脂層の下面側に積層された他の基材の配線層に他端が接合されたビア
とを備えることを特徴とする配線板。 A wiring board in which a plurality of base materials are laminated,
At least one of the plurality of substrates is
A resin layer;
A wiring layer embedded in the upper surface of the resin layer;
A via having a sintering temperature equal to or lower than the softening temperature of the resin layer, one end bonded to the wiring layer, and the other end bonded to a wiring layer of another substrate laminated on the lower surface side of the resin layer; A wiring board comprising:
前記凸部を前記樹脂層の上面に圧入し、前記樹脂層に凹部を形成する工程と、
前記金型を前記樹脂層から離型する工程と、
前記凹部に導電材料を充填及び焼結することにより前記樹脂層の上面に配線層を埋設する工程と、
前記樹脂層の下面に、前記配線層の一部が露出するように開口部を形成する工程と、
前記開口部に、前記樹脂層の軟化温度以下の焼結温度を有する導電材料を充填し、半硬化状態のビアを形成する工程
とを含むことを特徴とする基材の製造方法。 Preparing a mold having a convex portion and a resin layer;
Press-fitting the convex portion into the upper surface of the resin layer, and forming a concave portion in the resin layer;
Releasing the mold from the resin layer;
Burying a wiring layer on the upper surface of the resin layer by filling and sintering the recess with a conductive material;
Forming an opening on the lower surface of the resin layer so that a part of the wiring layer is exposed;
Filling the opening with a conductive material having a sintering temperature equal to or lower than the softening temperature of the resin layer, and forming a semi-cured via.
前記基材を少なくとも一つ含む複数の基材を積層する工程と、
前記軟化温度以上の温度で前記複数の基材を加熱しながら前記複数の基材を圧着するとともに、前記半硬化状態のビアを硬化させ、前記配線層と接合させる工程
とを含むことを特徴とする配線板の製造方法。 Providing a mold having a convex portion and a resin layer, pressing the convex portion into an upper surface of the resin layer, forming a concave portion in the resin layer, and releasing the mold from the resin layer; Burying a wiring layer on the upper surface of the resin layer by filling and sintering the conductive material in the concave portion, and opening portions so that a part of the wiring layer is exposed on the lower surface of the resin layer Forming a base material by filling the opening with a conductive material having a sintering temperature equal to or lower than the softening temperature of the resin layer and forming a semi-cured via; and
Laminating a plurality of substrates including at least one of the substrates;
A step of crimping the plurality of base materials while heating the plurality of base materials at a temperature equal to or higher than the softening temperature, curing the semi-cured via, and bonding the wiring layer to the wiring layer. A method for manufacturing a wiring board.
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