JP3059556B2 - 多層基板およびその製造方法 - Google Patents

多層基板およびその製造方法

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JP3059556B2 JP33755791A JP33755791A JP3059556B2 JP 3059556 B2 JP3059556 B2 JP 3059556B2 JP 33755791 A JP33755791 A JP 33755791A JP 33755791 A JP33755791 A JP 33755791A JP 3059556 B2 JP3059556 B2 JP 3059556B2
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周 望月
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は多層基板およびその製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器が軽量化や薄型化、小型
化するのに伴い、配線基板も薄型化や高密度化する必要
がある。一般に配線基板としては銅箔とポリイミド樹脂
層とを接着剤を介するか、もしくは介さずに積層した3
層タイプもしくは2層タイプの基板が上市されている
が、接着剤の特性に左右されない2層タイプの基板が多
く提案されている。さらに、高密度化や高性能化のため
に単層基板から多層基板への開発要求が高まっており、
これに応え種々の構造や製法も提案されている。
【0003】このような多層基板を得る方法としては、
例えば絶縁性基板として熱可塑性ポリイミド樹脂層を用
いて加熱圧着し、多層構造とする方法が考えられるが、
この方法では用いる熱可塑性ポリイミド樹脂は、通常、
絶縁性基板に用いられている熱硬化性ポリイミド樹脂と
比べて、耐熱性や耐薬品性、寸法安定性に劣るので、実
用上問題がある。また、熱可塑性ポリイミド樹脂は、一
般にその線膨張係数が銅箔の線膨張係数の約2〜4倍も
あり、銅箔に配線回路をパターニングした際に基板がカ
ールする恐れがある。
【0004】一方、上記方法に用いる熱可塑性ポリイミ
ド樹脂層に代えて熱硬化性ポリイミド樹脂層を用いて
も、熱硬化性ポリイミド樹脂層には接着機能がないの
で、多層構造に積層することができない。また、熱硬化
性ポリイミド樹脂層に多層構造に接着するための熱可塑
性ポリイミド樹脂層を形成し、これによって多層化する
方法も考えられる。しかしながら、通常、ポリイミド樹
脂層表面は不活性であるので、熱硬化性ポリイミド樹脂
層と熱可塑性ポリイミド樹脂層との界面の接着性が乏し
く、接着力向上のためには表面処理を行なう必要があ
り、製造工程が煩雑となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の問
題に鑑みてなされたものであって、実質的にポリイミド
樹脂層からなる絶縁性樹脂層に銅回路パターンを形成
し、多層に積層してなる配線基板であって、耐薬品性や
耐カール性、接着性に優れた両面基板の提供、およびそ
の製造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは上
記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、低線膨
張性ポリイミド樹脂層の片面に銅回路パターンを形成し
た配線基板を、熱可塑性ポリイミド樹脂の接着機能を利
用して複数枚積層することによって上記目的を達成した
多層基板が得られることを見い出し、本発明を完成する
に至った。また、このような多層基板を製造するにあた
って、ポリイミド前駆体を用いることによって、極めて
接着性に優れることも見い出した。
【0007】即ち、本発明は線膨張係数が2.0×10
-5cm/cm/℃以下のポリイミド樹脂からなる低線膨
張性ポリイミド樹脂層の片面に回路を積層した配線基板
を、熱可塑性ポリイミド樹脂層を介して複数枚積層して
なる多層基板、特に、回路形成領域内もしくは該領域と
その近傍領域の線膨張係数が2.0×10-5cm/cm
/℃以下のポリイミド樹脂からなる低線膨張性ポリイミ
ド樹脂層および熱可塑性ポリイミド樹脂層に、少なくと
も一つの貫通孔が厚み方向に形成され、回路形成領域内
に形成された貫通孔には金属物質による導通路およびバ
ンプ状金属突出物が形成され、バンプ状金属突出物を介
して配線基板間の導通がとられている多層基板の提供、
並びに銅箔上に線膨張係数が2.0×10-5cm/cm
/℃以下のポリイミド樹脂からなる低線膨張性ポリイミ
ド前駆体溶液を塗布、乾燥する工程と、該塗布面に熱可
塑性ポリイミド前駆体溶液を塗布、乾燥する工程と、不
活性ガス雰囲気下で400℃以上の温度にて加熱して前
駆体層をイミド化する工程と、銅箔をパターニングして
回路を形成して配線基板を得る工程と、熱可塑性ポリイ
ミド樹脂層と形成した回路が隣接するように複数枚の配
線基板を加熱圧着する工程とを含むことを特徴とする多
層基板の製造方法を提供するものである。
【0008】本発明の多層基板に用いる絶縁性樹脂層は
実質的にポリイミド樹脂層からなるものである。このよ
うな絶縁性樹脂層は低線膨張性ポリイミド樹脂層と熱可
塑性ポリイミド樹脂層との積層構造を有するものであっ
て、低線膨張性ポリイミド樹脂層の他面に銅回路が形成
されてなる単層の配線基板を複数枚積層して多層構造と
する。本発明にて用いる上記低線膨張性ポリイミド樹脂
は線膨張係数が2.0×10-5cm/cm/℃以下の値
を有するものであって、熱可塑性ポリイミド樹脂はガラ
ス転移温度が200℃以上で、しかも390℃における
溶融粘度が109 ポイズ以下の性質を有するものと定義
される。これらのポリイミド樹脂は塗工作業性や各樹脂
層間の接着性を向上させるためにポリイミド前駆体溶液
として塗布工程に供したのち、加熱、脱水閉環してイミ
ド化することが好ましい。
【0009】上記低線膨張性ポリイミド樹脂および熱可
塑性ポリイミド樹脂は、上記定義に合致するものであれ
ば特に制限されないが、低線膨張性ポリイミド樹脂とし
てはテトラカルボン酸成分として3,3’,4,4’−
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸
二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スル
ホン二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラ
カルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸二無水物の少なくとも一種を用
い、ジアミン成分としてはp−フェニレンジアミン、
4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、m−フェニレ
ンジアミン、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、
3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジ
アミノビフェニルの少なくとも一種を用いて重合反応さ
せたものを用いることが好ましい。
【0010】一方、熱可塑性ポリイミド樹脂としてはテ
トラカルボン酸成分としてビス(3,4−ジカルボキシ
フェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4−ジカルボ
キシフェニル)スルホン二無水物、ビス(3,4−ジカ
ルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、
3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニ
ル)プロパン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフ
ェニル)ジフルオロメタン二無水物の少なくとも一種を
用い、ジアミン成分としてはビス〔4−(3−アミノフ
ェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4−(4−アミ
ノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4−(4−
アミノフェノキシ)フェニル〕ヘキサフルオロプロパ
ン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、3,4’
−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジ
フェニルスルホン、ビス〔4−(3−アミノフェノキ
シ)フェニル〕エーテル、ビス〔4−(4−アミノフェ
ノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔4−(3−アミノ
フェノキシ)フェニル〕プロパン、ビス〔4−(4−ア
ミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、3,3’−ジア
ミノジフェニルプロパン、3,3’−ジアミノベンゾフ
ェノンの少なくとも一種を用いて重合反応させたものを
用いることが好ましい。重合には有機溶媒としてN−メ
チル−2−ピロリドンや、N,N−ジメチルアセトアミ
ド、N,N−ジメチルホルムアミドなどを用いて上記各
成分を略等モル配合して行なう。
【0011】本発明においては上記のようにして得られ
る低線膨張性ポリイミド前駆体を銅箔上にロールコータ
ーやコンマコーター、ナイフコーター、ドクターブレー
ドなどを用いて塗布乾燥する。次いで、該塗布面に熱可
塑性ポリイミド前駆体溶液を塗布乾燥して銅箔/低線膨
張性ポリイミド前駆体層/熱可塑性ポリイミド前駆体層
の構造を有する片面基板を得る。なお、このときの乾燥
工程は60〜180℃程度の温度下で行い、溶剤除去の
みを行なうようにしてポリイミド前駆体の脱水閉環、イ
ミド化が進行しないようにすることが好ましい。また、
このように熱可塑性ポリイミド前駆体溶液を重ね塗りす
ることによって、先に塗布乾燥した低線膨張性ポリイミ
ド前駆体層の表層部が溶解して各ポリイミド前駆体成分
が混合されることになり、後の工程で加熱イミド化した
場合に充分な界面接着力が得られるのである。
【0012】上記に重ね塗りに際しては最終的に得られ
る多層基板における熱可塑性ポリイミド樹脂層の線膨張
係数をa1 、熱可塑性ポリイミド樹脂層の合計厚みをt
1 、低線膨張性ポリイミド樹脂層の線膨張係数をa2
低線膨張性ポリイミド樹脂層の合計厚みをt2 とした場
合、 a1 ・〔t1 /(t1 +t2 )〕+ a2 ・〔t2 /(t1 +t2 )〕 の値と銅の線膨張係数との差が、1.0×10-5cm/
cm/℃よりも小さい値に設定することによって、熱収
縮などによる回路パターンのズレや銅箔をエッチングし
た後のカールをさらに防ぐことができて好ましい。
【0013】次いで、このようにして得られた銅箔/低
線膨張性ポリイミド前駆体層/熱可塑性ポリイミド前駆
体層の構造を有する片面基板を、不活性ガス雰囲気下で
400℃以上の温度に加熱することによって、ポリイミ
ド前駆体層を脱水、閉環してイミド化する。加熱には熱
風循環式加熱炉、遠赤外線加熱炉などの装置が用いられ
る。加熱温度が400℃以下であると、充分にイミド化
が進行せずにポリイミド特有の特性が充分に発揮できな
い。また、イミド化時に酸素が存在すると銅箔表面が酸
化されるだけでなく、熱可塑性ポリイミド樹脂が熱分解
を起こす恐れがあり好ましくない。通常、酸素濃度は4
%以下、好ましくは2%とする。
【0014】以上のようにしてイミド化処理を施したの
ち、得られた銅箔/低線膨張性ポリイミド樹脂層/熱可
塑性ポリイミド樹脂層の構造を有する片面基板の銅箔を
所望のパターンに回路形成する。回路の形成には公知の
方法、例えばフォトレジストを銅箔上に塗工して回路パ
ターンの露光、現像、ウエットエッチングするという方
法などが採用される。
【0015】このようにして得られる単層の配線基板を
複数枚重ね合わせ、ラミネートロールや熱圧プレスなど
を用い、熱可塑性ポリイミド樹脂のガラス転移温度より
30〜150℃程度高い温度にて1〜500kg/cm
2 の圧力を加えて加熱圧着し、本発明の多層基板を得
る。この加熱圧着の際には熱可塑性ポリイミド樹脂層
が、積層される他の配線基板の低線膨張性ポリイミド樹
脂層と隣接するように積層されるが、先の工程で銅箔を
エッチング処理して回路を形成する際に低線膨張性ポリ
イミド樹脂層の表面も荒れた状態となるので、熱可塑性
樹脂との接着強度が向上する。この工程での、銅箔およ
びポリイミド樹脂層の酸化劣化を防止するために、不活
性雰囲気下もしくは真空中にて圧着を行なうことが好ま
しく、通常、山荘濃度を4%以下、特に2%以下に調整
する。
【0016】以下に本発明の多層基板およびその製造方
法を図面を用いて説明する。
【0017】図1は本発明の多層基板を得る方法を説明
するための各工程の断面図である。本発明ではまず、図
1(a)のように銅箔1上に低線膨張性ポリイミド前駆
体溶液を塗布し、これを乾燥して低線膨張性ポリイミド
前駆体層2’を形成し、次いで、図1(b)に示すよう
に、その上から熱可塑性ポリイミド前駆体溶液を重ね塗
り、乾燥して熱可塑性ポリイミド前駆体層3’を形成す
る。そののち、図1(c)に示すように、銅箔1を所望
の形にして回路1’を形成する。図1(c)のように形
成された単層の配線基板を複数枚重ね合わせ、加熱圧着
して図1(d)に示される本発明の多層基板が得られ
る。
【0018】図2は本発明の多層基板を得る方法を説明
するための他の製造方法の各工程の断面図である。図2
(a)および図2(b)は、上記図1(a)および
(b)と同様であり、次いで、図1(c)に示すように
回路1’を形成したのち、回路1’形成領域内の低線膨
張性ポリイミド樹脂層2および熱可塑性ポリイミド樹脂
層3に少なくとも一つの貫通孔を形成し、この貫通孔に
金属4による導通路を形成し、回路1’形成面と反対側
の面にバンプ状金属突出物5を形成する。このように形
成された単層の配線基板を複数枚重ね合わせ、加熱圧着
して図2(d)に示される本発明の多層基板が得られ
る。
【0019】図2に示すように、貫通孔を設けて金属4
による導通路を電解メッキなどの方法で形成し、さらに
バンプ状金属突出物5を形成することによって、多層構
造に積層した場合の電気的接続、導通が容易に行なえて
好ましいものである。形成する貫通孔の孔径は、基板を
適用する用途によって随時設定できるが、通常1〜20
0μm程度の大きさが好ましい。また、貫通孔の形成方
法としては、アルカリ溶液などによるウエットエッチン
グ法、レーザーやプラズマなどを照射するドライエッチ
ング法、機械的穿孔加工法などが挙げられるが、加工精
度や加工速度などの点からは400nm以下の波長の紫
外レーザー光を用いたアブレーション加工、特にエキシ
マレーザーの照射方法が好ましい。充填する金属種とし
ては導通がとれれば特に制限はなく、例えば金、銀、
銅、ニッケル、錫、半田、クロム、タングステン、ロジ
ウム、インジウムなどの金属、またはこれらの合金を一
種あるいは2種以上積層して用いることができる。バン
プ状金属突出物5は、例えば電解メッキをさらに成長さ
せ、1〜200μm程度の高さに形成する。
【0020】本発明の多層基板の製造方法は上記方法に
限定されるものではなく、例えば鏡面金属シート上に低
線膨張性ポリイミド前駆体溶液、熱可塑性ポリイミド前
駆体溶液の順で積層して塗布乾燥したのち、鏡面金属シ
ートから積層されたポリイミド前駆体層を剥離し、これ
を加熱してイミド化、次いで低線膨張性ポリイミド樹脂
層上に金属導体を蒸着法やイオンプレーティング法、ス
パッタ法などによって付着させて得ることもできる。
【0021】図3は図2(d)に示す本発明の多層基板
の他の実例を示す断面図である。図3において、貫通孔
が回路1’形成領域だけでなくその近傍にも設けられて
おり、近傍の貫通孔には金属による導通路は形成されて
いない。このように形成された貫通孔は多層構造に積層
した場合、熱可塑性ポリイミド樹脂層3が孔内に溶融流
動して充填され、アンカー効果を発揮して接着強度の向
上に寄与するようになる。
【0022】図4は図3に示す多層基板に半導体素子6
をバンプ電極を介して接続した状態を示す断面図であ
る。
【0023】図5は本発明の多層基板に半導体素子6を
搭載し、ワイヤー9によってボンディングしたのち、こ
れを外部基板8上の外部回路7上にバンプ状金属突出物
によって接続した状態を示す断面図である。本発明にお
けるバンプ状金属突出物5は、図2〜図4のように各貫
通孔に対してそれぞれ一つずつ形成する必要はなく、図
5に示すように複数の貫通孔を同時に閉塞して形成する
こともできる。
【0024】
【実施例】以下に、本発明を実施例にて具体的に説明す
る。
【0025】実施例1 3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物と、p−フェニレンジアミンの略等モルを、N−メ
チル−2−ピロリドン中で重合して低線膨張性ポリイミ
ド前駆体溶液を得、これを圧延銅箔(厚み18μm)上
にコンマコーターを用いて均一に流延塗布し、100℃
で乾燥した。
【0026】次に、上記前駆体層の上に、ビス(3,4
−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物とビス〔4
−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホンの略等
モルを、N−メチル−2−ピロリドン中で重合して得た
熱可塑性ポリイミド前駆体溶液を上記と同様の方法にて
流延塗布して100℃で乾燥して熱可塑性ポリイミド前
駆体層を形成した。
【0027】このようにして得られた片面基板を、窒素
ガス置換によって酸素濃度を1.5%以下にした連続加
熱炉にて450℃に加熱して脱水閉環を行いイミド化処
理を行なった。得られた低線膨張性ポリイミド樹脂層の
厚みは30μm、熱可塑性ポリイミド樹脂層の厚みは1
0μmであった。
【0028】得られた片面基板の断面を走査型電子顕微
鏡にて観察したところ、低線膨張性ポリイミド樹脂層と
熱可塑性ポリイミド樹脂層との界面は明瞭に存在せず、
各樹脂成分が混合していることが確認できた。
【0029】また、この片面基板上の銅箔をエッチング
除去して熱機械分析を行なったところ、ポリイミド樹脂
層の積層体である絶縁性樹脂層の線膨張係数は2.2×
10-5cm/cm/℃であり、各ポリイミド樹脂層単独
の線膨張係数は、低線膨張性ポリイミド樹脂層が1.0
×10-5cm/cm/℃、熱可塑性ポリイミド樹脂層が
5.8×10-5cm/cm/℃であった。なお、銅の線
膨張係数は1.6×10-5cm/cm/℃である。
【0030】次いで、上記片面基板上の銅箔をエッチン
グして銅回路を形成したのち、真空熱圧プレスにて熱可
塑性ポリイミド樹脂層側と他の基板の銅回路側とを相対
するように積層し、350℃、100kg/cm2 の条
件で加熱圧着して本発明の多層基板(3層構造)を得
た。
【0031】以上のようにして得られた多層基板の引き
剥がし強度は1.5kg/cmであり、剥離は銅箔との
界面で起こり、ポリイミド樹脂層間では起こらなかっ
た。また、400℃、30秒の半田ディップ試験でもボ
イドの発生はなく、耐熱性においても全く問題はなかっ
た。
【0032】実施例2 3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物と、p−フェニレンジアミン/4,4’−ジアミノ
ジフェニルエーテル(60:40モル比)の略等モル
を、N−メチル−2−ピロリドン中で重合して低線膨張
性ポリイミド前駆体溶液を得、これを圧延銅箔(厚み3
5μm)上にコンマコーターを用いて均一に流延塗布
し、100℃で乾燥した。
【0033】次に、上記前駆体層の上に、ビス(3,4
−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無
水物とビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕
スルホンの略等モルを、N−メチル−2−ピロリドン中
で重合して得た熱可塑性ポリイミド前駆体溶液を上記と
同様の方法にて流延塗布して100℃で乾燥して熱可塑
性ポリイミド前駆体層を形成した。
【0034】このようにして得られた片面基板を、窒素
ガス置換によって酸素濃度を1.0%にした連続加熱炉
にて420℃に加熱して脱水閉環を行いイミド化処理を
行なった。得られた低線膨張性ポリイミド樹脂層の厚み
は20μm、熱可塑性ポリイミド樹脂層の厚みは5μm
であった。
【0035】得られた片面基板の断面を走査型電子顕微
鏡にて観察したところ、低線膨張性ポリイミド樹脂層と
熱可塑性ポリイミド樹脂層との界面は明瞭に存在せず、
各樹脂成分が混合していることが確認できた。
【0036】また、この片面基板上の銅箔をエッチング
除去して熱機械分析を行なったところ、ポリイミド樹脂
層の積層体である絶縁性樹脂層の線膨張係数は2.5×
10-5cm/cm/℃であり、各ポリイミド樹脂層単独
の線膨張係数は、低線膨張性ポリイミド樹脂層が1.7
×10-5cm/cm/℃、熱可塑性ポリイミド樹脂層が
5.5×10-5cm/cm/℃であった。
【0037】次いで、上記片面基板上の銅箔を実施例1
と同様にして形成したのち、窒素ガス置換して酸素濃度
を1.5%以下にしたラミネーターにて熱可塑性ポリイ
ミド樹脂層側と他の基板の銅回路側とを相対するように
積層し、370℃、50kg/cm2 の条件で加熱圧着
して本発明の多層基板(5層構造)を得た。
【0038】以上のようにして得られた多層基板の引き
剥がし強度は2.4kg/cmであり、剥離は銅箔との
界面で起こり、ポリイミド樹脂層間では起こらなかっ
た。また、400℃、30秒の半田ディップ試験でもボ
イドの発生はなく、耐熱性においても全く問題はなかっ
た。
【0039】実施例3 ピロメリット酸二無水物と、p−フェニレンジアミン/
4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(50/50モ
ル比)の略等モルを、N,N−ジメチルホルムアミド中
で重合して低線膨張性ポリイミド前駆体溶液を得、これ
を電解銅箔(厚み12μm)上にロールコーターを用い
て均一に流延塗布し、120℃で乾燥した。
【0040】次に、上記前駆体層の上に、ビス(3,4
−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物と、ビス
〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホンの
略等モルを、N−メチル−2−ピロリドン中で重合して
得た熱可塑性ポリイミド前駆体溶液を上記と同様の方法
にて流延塗布して120℃で乾燥して熱可塑性ポリイミ
ド前駆体層を形成した。
【0041】このようにして得られた片面基板を、窒素
ガス置換によって酸素濃度を1.0%にした連続加熱炉
にて500℃に加熱して脱水閉環を行いイミド化処理を
行なった。得られた低線膨張性ポリイミド樹脂層の厚み
は15μm、熱可塑性ポリイミド樹脂層の厚みは3μm
であった。
【0042】得られた片面基板の断面を走査型電子顕微
鏡にて観察したところ、低線膨張性ポリイミド樹脂層と
熱可塑性ポリイミド樹脂層との界面は明瞭に存在せず、
各樹脂成分が混合していることが確認できた。
【0043】また、この片面基板上の銅箔をエッチング
除去して熱機械分析を行なったところ、ポリイミド樹脂
層の積層体である絶縁性樹脂層の線膨張係数は2.2×
10-5cm/cm/℃であり、各ポリイミド樹脂層単独
の線膨張係数は、低線膨張性ポリイミド樹脂層が1.6
×10-5cm/cm/℃、熱可塑性ポリイミド樹脂層が
5.4×10-5cm/cm/℃であった。
【0044】次いで、上記片面基板上の銅箔を実施例1
と同様にして形成したのち、熱圧プレスにて熱可塑性ポ
リイミド樹脂層側と他の基板の熱可塑性ポリイミド樹脂
層側とを相対するように2枚積層し、320℃、250
kg/cm2 の条件で加熱圧着して本発明の多層基板を
得た。
【0045】以上のようにして得られた多層基板の引き
剥がし強度は1.5kg/cmであり、剥離は銅箔との
界面で起こり、ポリイミド樹脂層間では起こらなかっ
た。また、400℃、30秒の半田ディップ試験でもボ
イドの発生はなく、耐熱性においても全く問題はなかっ
た。
【0046】比較例1 3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物と、p−フェニレンジアミンの略等モルを、N,N
−ジメチルホルムアミド中で重合して低線膨張性ポリイ
ミド前駆体溶液を得、これを圧延銅箔(厚み18μm)
上にコンマコーターを用いて均一に流延塗布し、100
℃で乾燥した。次いで窒素ガス雰囲気下で450℃に加
熱して脱水閉環してイミド化処理を行なった。
【0047】次に、上記低線膨張性ポリイミド樹脂層の
上に、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル
二無水物とビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニ
ル〕スルホンの略等モルを、N−メチル−2−ピロリド
ン中で重合して得た熱可塑性ポリイミド前駆体溶液を上
記と同様の方法にて流延塗布して100℃で乾燥しての
熱可塑性ポリイミド前駆体層を形成した。
【0048】このようにして得られた片面基板を、窒素
ガス置換によって酸素濃度を2.0%にした連続加熱炉
にて450℃に加熱して脱水閉環を行いイミド化処理を
行なった。得られた低線膨張性ポリイミド樹脂層の厚み
は20μm、熱可塑性ポリイミド樹脂層の厚みは5μm
であった。なお、片面基板の断面を走査型電子顕微鏡に
て観察したところ、低線膨張性ポリイミド樹脂層と熱可
塑性ポリイミド樹脂層との界面は明瞭に存在し、各樹脂
成分が混合されていないことが確認できた。
【0049】次いで、上記片面基板上の銅箔を実施例1
と同様にして形成したのち、熱圧プレスにて実施例1と
同様に積層し、350℃、100kg/cm2 の条件で
加熱圧着して多層基板(3層構造)を得た。
【0050】また、以上のようにして得られた多層基板
の引き剥がし強度は0.1kg/cmであり、ポリイミ
ド樹脂層間で容易に剥離し、ほとんど接着性はなかっ
た。
【0051】比較例2 3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物と、p−フェニレンジアミンの略等モルを、N−メ
チル−2−ピロリドン中で重合して低線膨張性ポリイミ
ド前駆体溶液を得、これを圧延銅箔(厚み35μm)上
にコンマコーターを用いて均一に流延塗布し、100℃
で乾燥した。次いで窒素ガス雰囲気下で450℃に加熱
して脱水閉環してイミド化処理を行なった。次いで、銅
箔にエッチング処理して回路形成を行ない片面配線基板
を作成した。なお、低線膨張性ポリイミド樹脂層の厚み
は20μmであった。
【0052】一方、ビス(3,4−ジカルボキシフェニ
ル)スルホン二無水物とビス〔4−(4−アミノフェノ
キシ)フェニル〕スルホンの略等モルを、N−メチル−
2−ピロリドン中で重合して得た熱可塑性ポリイミド前
駆体溶液をガラス板上に流延塗布して100℃で乾燥し
て熱可塑性ポリイミド前駆体層を形成し、さらにこれを
窒素ガス置換した加熱炉にて450℃に加熱して脱水閉
環を行いイミド化処理を行なった。得られた熱可塑性ポ
リイミド樹脂層の厚みは15μmであった。
【0053】次いで、得られた熱可塑性ポリイミド樹脂
層を間に挟着して上記片面配線基板2枚の低線膨張性ポ
リイミド樹脂層と銅回路形成面とを積層し、熱圧プレス
にて350℃、100kg/cm2 の条件で加熱圧着し
て多層基板を得た。
【0054】また、得られた多層基板の引き剥がし強度
は0.4kg/cmであり、ポリイミド樹脂層間で容易
に剥離し、ほとんど接着性はなかった。また、400℃
の半田ディップを行なったところ、全面に発泡を生じ
た。
【0055】比較例3 3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物と、p−フェニレンジアミンの略等モルを、N−メ
チル−2−ピロリドン中で重合して低線膨張性ポリイミ
ド前駆体溶液を得、これを電解銅箔(厚み12μm)上
にコンマコーターを用いて均一に流延塗布し、100℃
で乾燥した。
【0056】次に、上記前駆体層の上に、ビス(3,4
−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物とビス〔4
−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホンの略等
モルを、N−メチル−2−ピロリドン中で重合して得た
熱可塑性ポリイミド前駆体溶液を上記と同様の方法にて
流延塗布して100℃で乾燥しての熱可塑性ポリイミド
前駆体層を形成した。
【0057】このようにして得られた片面基板を、窒素
ガス置換していない(酸素濃度が18%)連続加熱炉中
にて450℃に加熱して脱水閉環を行いイミド化処理を
行なったところ、銅箔表面が酸化して真っ黒になり、し
かも熱可塑性ポリイミド樹脂層も熱分解によって黒く変
色劣化した。従って、上記実施例および比較例のような
検討ができなかった。
【0058】
【発明の効果】本発明の多層基板は低線膨張性ポリイミ
ド樹脂層および熱可塑性ポリイミド樹脂層からなる特定
の構造の絶縁性樹脂層に銅箔が形成されてなるものであ
り、各ポリイミド樹脂層の接着性がよく、しかも耐熱性
や耐薬品性、耐カール性に優れるという効果を有するも
のであり、近年の電子機器の高密度化や高性能化に充分
に耐え得るものである。
【0059】また、ポリイミド樹脂層にバンプ状金属突
出物および導通路を有する貫通孔を形成して基板の厚み
方向に導通させることによって、半導体素子との接続は
バンプを介して行なえるので接続が容易であると共に、
接続信頼性や実装密度が向上する。また、本発明の多層
基板は多層化する前に、各基板ごとに良不良の検査を行
なうことができるので、製造時の歩留り向上が望めるも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の多層基板を得る方法を説明するため
の各工程の断面図である。
【図2】 本発明の多層基板を得る方法を説明するため
の他の製造方法の各工程の断面図である。
【図3】 図2(d)に示す本発明の多層基板の他の実
例を示す断面図である。
【図4】 図3に示す多層基板に半導体素子をバンプ電
極を介して接続した状態を示す断面図である。
【図5】 半導体素子を搭載した本発明の多層基板を外
部基板上に実装した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 銅箔 1’ 回路 2 低線膨張性ポリイミド樹脂層 2’ 低線膨張性ポリイミド前駆体層 3 熱可塑性ポリイミド樹脂層 3’ 熱可塑性ポリイミド前駆体層 4 金属 5 バンプ状金属突出物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−262593(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 3/46

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 線膨張係数が2.0×10 -5 cm/cm
    /℃以下のポリイミド樹脂からなる低線膨張性ポリイミ
    ド樹脂層の片面に回路を積層した配線基板を、熱可塑性
    ポリイミド樹脂層を介して複数枚積層してなる多層基
    板。
  2. 【請求項2】 線膨張係数が2.0×10 -5 cm/cm
    /℃以下のポリイミド樹脂からなる低線膨張性ポリイミ
    ド樹脂層と熱可塑性ポリイミド樹脂層との接着界面にお
    いて、それぞれのポリイミド樹脂成分が混合している請
    求項1記載の多層基板。
  3. 【請求項3】 熱可塑性ポリイミド樹脂層の線膨張係数
    をa1 、熱可塑性ポリイミド樹脂層の合計厚みをt1
    低線膨張性ポリイミド樹脂層の線膨張係数をa2 、低線
    膨張性ポリイミド樹脂層の合計厚みをt2 とした場合、 a1 ・〔t1 /(t1 +t2 )〕+ a2 ・〔t2 /(t1 +t2 )〕 の値と銅の線膨張係数との差が、1.0×10-5cm/
    cm/℃よりも小さい請求項1または2記載の多層基
    板。
  4. 【請求項4】 回路形成領域内もしくは該領域とその近
    傍領域の線膨張係数が2.0×10 -5 cm/cm/℃以
    下のポリイミド樹脂からなる低線膨張性ポリイミド樹脂
    層および熱可塑性ポリイミド樹脂層に、少なくとも一つ
    の貫通孔が厚み方向に形成され、回路形成領域内に形成
    された貫通孔には金属物質による導通路およびバンプ状
    金属突出物が形成され、バンプ状金属突出物を介して配
    線基板間の導通がとられている請求項1または2記載の
    多層基板。
  5. 【請求項5】 銅箔上に線膨張係数が2.0×10 -5
    m/cm/℃以下のポリイミド樹脂からなる低線膨張性
    ポリイミド前駆体溶液を塗布、乾燥する工程と、該塗布
    面に熱可塑性ポリイミド前駆体溶液を塗布、乾燥する工
    程と、不活性ガス雰囲気下で400℃以上の温度にて加
    熱して前駆体層をイミド化する工程と、銅箔をパターニ
    ングして回路を形成して配線基板を得る工程と、熱可塑
    性ポリイミド樹脂層と形成した回路が隣接するように複
    数枚の配線基板を加熱圧着する工程とを含むことを特徴
    とする多層基板の製造方法。
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