JP4012022B2 - Multilayer wiring substrate, base material for multilayer wiring substrate, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多層配線基板(多層プリント配線板)、多層配線基板用基材およびその製造方法に関し、特に、ベアチップ等の高密度実装が可能な多層配線基板、多層配線基板用基材およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子機器の軽薄短小化、半導体チップや部品の小型化および端子の狭ピッチ化に連動して、プリント基板(配線基板)にも実装面積の縮小や配線の精細化が進んでいる。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おり、高密度、高性能を達成するためのプリント基板の多層化は必要不可欠の技術となっている。
【0003】
多層配線基板では、従来の平面回路にはなかった層間を電気的に接続する回路形成がキーテクノロジーである。多層配線基板の第1ステップである両面配線基板は、絶縁基材に貫通孔をあけ、貫通孔の壁面に沿って導体をめっきして表裏の配線を導通接続している。
【0004】
IBM社のSLC(Surface Laminar Circuit)に代表されるビルドアッブ多層配線基板においても、回路層間の絶縁層の一部をレーザ等で除去し、めっきで導通接続する方法を用いている(例えば、非特許文献1参照)。
【0005】
めっきを用いた配線の導通接続は、微細な回路を低抵抗で導通接続できる利点を持つが、工程が複雑で、工数も多いため、コストが高くなり、多層配線基板の用途を制限する要因となっている。
【0006】
近年、めっきに代わる安価な層間接続方法として、松下グループのALIVH(Any Layer Interstitial Via Hole)基板や、東芝グループのB2bit(Buried Bump Interconnection Technology)に代表される導電性樹脂を用いた多層配線基板が実用化され、多層配線基板の用途が急速に拡大し始めている(例えば、非特許文献2参照)。
【0007】
ALIVHでは、図9(a)〜(h)に示されているように、絶縁樹脂板/フィルム101を出発材としてレーザを用いてビアホール(バイアホール)102をあけ、印刷法によってビアホール102に導電性樹脂(導電性ペースト)103を充填し、この導電性樹脂103の充填によって所望の箇所に表裏導通接続部を有する絶縁層104を作成する。そして、絶縁層104の表裏に銅箔105を貼り付け、銅箔105をエッチングして配線パターン(銅箔回路)106を形成したものを、複数枚、貼り合わせて多層配線基板100を得る。
【0008】
ALIVHの工法以外にも、SLCのように、絶縁層として感光性樹脂を用いて露光・現像を行うことにより、ビアホールを形成したり、ケミカルあるいはドライエッチングによって樹脂を除去する方法も適用できる可能性がある。
【0009】
導電性樹脂を用いた多層配線基板は、安価である反面、導電性樹脂部分の電気抵抗が高く、銅箔回路との接触抵抗が安定しないなどのいくつかの欠点もあるが、それらも徐々に克服されつつある。
【0010】
マルチチップモジュールなど、ベアチップを実装する基板では、配線の高密度化に伴って多層板を構成する積層板(多層配線基板用基材)の単層の厚さも減少する傾向にある。この積層板の層厚の減少によって絶縁フィルム単体では、基板のたわみやしわが発生し易くなり、寸法安定性が確保し難くなっている。
【0011】
このことに対し、層間接続に導電性樹脂を用いる多層配線基板の製造方法として、図10(a)〜(f)に示されているように、銅箔付きフィルム201を出発材とし、銅箔付きフィルム201にビアホール(バイアホール)202をあけ、ビアホール202に導電性樹脂(導電性ペースト)203を充填してインナビアを形成し、銅箔付きフィルム201の銅箔204をエッチングして配線パターン(銅箔回路)205を形成したものを貼り合わせて多層配線基板200を得る製造方法がある。
【0012】
この製造方法では、樹脂フィルムを絶縁層としてそれに銅箔による導電層を貼り付けられている銅張基板を出発材としていることにより、フィルムの剛性が高まり、高い寸法精度を維持できる。このような多層配線基板の製造方法は、本願出願人と同一の出願人による特願2001−85224号で提案されている。
【0013】
【非特許文献1】
高木 清著 「ビルドアップ多層プリント基板配線板技術」日刊工業新聞社出版、2001年6月15日、初版2刷、53頁〜76頁
【非特許文献2】
高木 清著 「ビルドアップ多層プリント基板配線板技術」日刊工業新聞社出版、2001年6月15日、初版2刷、77頁〜79頁
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
従来、一般的に、多層配線基板のビアホールに使用される導電性樹脂は、図11、図12に示されているように、導電性フィラーとして含まれる平均粒子径が3μm〜10μmの銀や銅などの導電性粒子301をエポキシ系樹脂等の樹脂バインダ302で固着したポリマー型の導電性樹脂300であり、導電性粒子301同士の接触によって電気伝導性を得ている。このため、絶縁基板310のビアホール311に充填された導電性樹脂300の導電性粒子301同士の接触、導電性粒子301と絶縁基板310上の銅箔等による回路導体層312との間の導通接触は、点接触に近い。このため、ポリマー型の導電性樹脂300による層間導通では、十分な導電率を得ることができないことがある。
【0015】
特に、回路の微細化に伴い、ビアホール径が小径化するほど、導電性粒子同士の接点数が減少するため、見かけの導電率が減少し、ビアの電気抵抗を上昇するにとどまらず、インピダンス整合を難しくし、高周波伝送における損失を著しく増大することになる。
【0016】
また、冷熱サイクルなどによって繰り返しの応力が発生すると、導電性粒子同士の接触部や導電性粒子と回路導体層との間の導通接触部の接触抵抗が増加するため、多層配線基板を搭載した製品の使用環境によって伝送特性が不安定になる問題がある。
【0017】
ポリマー型と呼ばれる上述の導電性樹脂材料に対して、セラミック配線板の導体などに用いられる導電性樹脂材料では、印刷して導電性樹脂を500〜1000℃の高温に加熱することにより、フィラーを融着させ、冷熱サイクルにおいても安定した低抵抗による導通性を実現している。
【0018】
従来、この種の導電性樹脂材料は、高温での焼成を必要としているため、樹脂基板では使用することができなかったが、近年、200℃以下の低温でも、フィラーを融着できる導電性樹脂材料として、ナノオーダの微粒子(ナノ粒子)を用いた低温融着型の導電性樹脂材料が注目を集めている。
【0019】
ナノ粒子を用いた低温融着型の導電性樹脂は、導電性粒子同士の融着により比抵抗10−6Ω/cm程度の高い導電性を示し、印刷回路の導体として高い評価を受けている。
【0020】
しかし、ナノ粒子を用いた低温融着型の導電性樹脂は、ペーストの状態では、有機溶剤やナノ粒子を分散させるための分散剤や粒子の結合を補助する揮発性の薬剤を大量に含んでいるため、加熱硬化後の体積収縮が、ポリマー型の導電性樹脂等に比して著しく大きく、多層配線基板のビアホールに充填される導電性樹脂としては、適していない。
【0021】
この発明は、上述の如き課題を解決するためになされたもので、多層配線基板のビアホールに充填する導電性樹脂として、ナノ粒子を用いた低温融着型の導電性樹脂とポリマー型の導電性樹脂の両方を使用し、その両者の欠点を補い合って長所を活かし合い、多層接続電気回路の電気抵抗が低く、電気的特性に優れ、高周波帯域での伝送特性を改善できる多層配線基板用基材およびその多層配線基板用基材を用いた多層配線基板、および多層配線基板用基材の製造方法を提供することを目的としている。
【0022】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による多層配線基板用基材は、ビアホールに導電性樹脂が充填され導電部を形成し、前記導電部により層間導通を得る多層配線基板用基材であって、前記ビアホールに充填された導電性樹脂による導電部が、前記ビアホールの内周面を取り巻く第1の導電性樹脂による第1導電部と、前記第1導電部の内側を埋める第2の導電性樹脂による第2導電部とによる2重構造を有している。
【0023】
この発明による多層配線基板用基材によれば、第1導電部(第1の導電性樹脂)を低温融着型の導電性樹脂で構成し、第2導電部(第2の導電性樹脂)をポリマー型の導電性樹脂より構成することが可能になり、ビアホールの内周面(ビア外周部)を取り巻く低温融着型の導電性樹脂による第1導電部によって層間導通の導電率を高めることができ、第1導電部をなす低温融着型の導電性樹脂が加熱硬化によって体積収縮しても、体積収縮により第1導電部の内側に生じる空間がポリマー型の導電性樹脂による第2導電部によって埋められ、ビアホール内部に構造欠陥となるような空洞が生じることがなく、多層化の積層プレス時に他層の導電層に対して安定した突き刺し接触を得ることができる。
【0024】
また、この発明による多層配線基板用基材は、絶縁性基材の一方の面に配線パターンをなす導電層を、絶縁性基材の他方の面に層間接着のための接着層を設けられ、少なくも前記絶縁性基材と前記接着層に連続形成されたビアホールに層間導通を得るための導電性樹脂を充填された多層配線基板用基材であって、前記ビアホールに充填された導電性樹脂による導電部が、前記ビアホールの内周面を取り巻く第1の導電性樹脂による第1導電部と、前記第1導電部の内側を埋める第2の導電性樹脂による第2導電部とによる2重構造を有している。
【0025】
この発明による多層配線基板用基材でも、第1導電部を低温融着型の導電性樹脂で構成し、第2導電部をポリマー型の導電性樹脂より構成することが可能になり、絶縁性基材、接着層に形成されたビアホールの内周面(ビア外周部)を取り巻く低温融着型の導電性樹脂による第1導電部によって層間導通の導電率を高めることができ、第1導電部をなす低温融着型の導電性樹脂が加熱硬化によって体積収縮しても、体積収縮により第1導電部の内側に生じる空間がポリマー型の導電性樹脂による第2導電部によって埋められ、ビアホール内部に構造欠陥となるような空洞が生じることがなく、多層化の積層プレス時に他層の導電層に対して安定した突き刺し接触を得ることができる。
【0026】
また、この発明による多層配線基板用基材は、層間接着のための接着層を兼ねた絶縁性基材の一方の面に配線パターンをなす導電層を設けられ、少なくとも前記絶縁性基材に形成されたビアホールに層間導通を得るための導電性樹脂を充填された多層配線基板用基材であって、前記ビアホールに充填された導電性樹脂による導電部が、前記ビアホールの内周面を取り巻く第1の導電性樹脂による第1導電部と、前記第1導電部の内側を埋める第2の導電性樹脂による第2導電部とによる2重構造を有している。
【0027】
この発明による多層配線基板用基材でも、第1導電部を低温融着型の導電性樹脂で構成し、第2導電部をポリマー型の導電性樹脂より構成することが可能になり、絶縁性基材に形成されたビアホールの内周面(ビア外周部)を取り巻く低温融着型の導電性樹脂による第1導電部によって層間導通の導電率を高めることができ、第1導電部をなす低温融着型の導電性樹脂が加熱硬化によって体積収縮しても、体積収縮により第1導電部の内側に生じる空間がポリマー型の導電性樹脂による第2導電部によって埋められ、ビアホール内部に構造欠陥となるような空洞が生じることがなく、多層化の積層プレス時に他層の導電層に対して安定した突き刺し接触を得ることができる。
【0028】
また、この発明による多層配線基板用基材は、ビアホールに対する樹脂ペースト充填時の空気抜き孔として、前記導電層に前記ビアホールの口径より小径の小孔があけられていてよい。
【0029】
この場合、ビアホールの底面は、導電層の裏面により与えられ、ビアホールと小孔の口径差による面積を有し、第1導電部は、この導電層裏面で、比較的広い面積をもって導電層と導通接触することができ、第1導電部と導電層との接触抵抗が低減する。
【0030】
また、この発明による多層配線基板用基材は、前記絶縁性基材と共に前記導電層にも前記ビアホールが形成され、前記第1導電部は前記導電層の表面に接触して広がる拡大導電部を有する構造にすることもできる。
【0031】
この場合、拡大導電部によって第1導電部と導電層との接触面積が増大し、第1導電部と導電層との接触抵抗が低減する。
【0032】
この発明による多層配線基板用基材において、第1導電部をなす低温融着型の導電性樹脂としては、ナノサイズの導電性微粒子を用いた低温融着型の導電性樹脂が好適であり、また、第2導電部をなすポリマー型の導電性樹脂としては、平均粒子径が3μm〜10μmの導電性フィラーを樹脂バインダで固着したポリマー型の導電性樹脂が好適である。
【0033】
この発明による多層配線基板は、上述の発明による多層配線基板用基材を複数枚、重ねて接合したものであり、電気抵抗が低い多層接続電気回路を得ることができる。
【0034】
上述の目的を達成するために、この発明による多層配線基板用基材の製造方法は、絶縁性基材の一方の面に配線パターンをなす導電層を、絶縁性基材の他方の面に層間接着のための接着層を設けられたものの、少なくも前記絶縁性基材と前記接着層にビアホールを穿孔する穿孔工程と、前記ビアホールに低温融着型の導電性樹脂ペーストを充填する第1の充填工程と、前記ビアホールに充填された前記低温融着型の導電性樹脂ペーストを加熱硬化して第1導電部を形成する第1の加熱硬化工程と、前記ビアホールの前記第1導電部の内側にポリマー型の導電性樹脂ペーストを充填する第2の充填工程と、前記第1導電部の内側に充填された前記ポリマー型の導電性樹脂ペーストを加熱硬化して第2導電部を形成する第2の加熱硬化工程とを有する。
【0035】
また、上述の目的を達成するために、この発明による多層配線基板用基材の製造方法は、層間接着のための接着層を兼ねた絶縁性基材の一方の面に配線パターンをなす導電層を設けらたものの、少なくも前記絶縁性基材にビアホールを穿孔する穿孔工程と、前記ビアホールに低温融着型の導電性樹脂ペーストを充填する第1の充填工程と、前記ビアホールに充填された前記低温融着型の導電性樹脂ペーストを加熱硬化して第1導電部を形成する第1の加熱硬化工程と、前記ビアホールの前記第1導電部の内側にポリマー型の導電性樹脂ペーストを充填する第2の充填工程と、前記第1導電部の内側に充填された前記ポリマー型の導電性樹脂ペーストを加熱硬化して第2導電部を形成する第2の加熱硬化工程とを有する。
【0036】
これらの発明による多層配線基板用基材の製造方法によれば、第1の充填工程として、ビアホールに低温融着型の導電性樹脂ペーストを充填し、つづく第1の加熱硬化工程で、ビアホールに充填された低温融着型の導電性樹脂ペーストを加熱硬化する。この加熱硬化により低温融着型の導電性樹脂ペーストが体積収縮し、加熱硬化した低温融着型の導電性樹脂による第1導電部は、内側に空間を生じ、ビアホールの内周面を取り巻く。この第1導電部によってビア部分の導電率を高めることができる。
【0037】
つぎに、第2の充填工程として、第1導電部の内側にポリマー型の導電性樹脂ペーストを充填し、つづく第2の加熱硬化工程で、第1導電部の内側に充填されたポリマー型の導電性樹脂ペーストを加熱硬化する。これにより、ビアホール内部に構造欠陥となるような空洞が生じることなく、多層化の積層プレス時に他層の導電層に対して安定した突き刺し接触を得ることができる。
【0038】
この発明による多層配線基板用基材の製造方法で使用する低温融着型の導電性樹脂ペーストとしては、ナノサイズの導電性微粒子を有機溶剤に混ぜてペースト状にしたものがあり、ポリマー型の導電性樹脂ペーストとしては、平均粒子径が3μm〜10μmを樹脂バインダに混入したものを溶剤に混ぜてペースト状にしたものがある。
【0039】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施形態を詳細に説明する。
図1はこの発明による一実施形態に係わる多層配線基板用基材の基本構成を示している。
【0040】
図1に示されている多層配線基板用基材10は、絶縁性基材をなす絶縁樹脂層11の一方の面に銅箔等による配線パターン部(導電層)12を、他方の面に層間接着のための接着層13を各々設けられ、接着層13と絶縁樹脂層11とを貫通するビアホール(バイアホール)14を穿設されている。
【0041】
絶縁樹脂層11は、全芳香族ポリイミド(API)等によるポリイミドフィルムやポリエステルフィルム等の可撓性を有する樹脂フィルムで構成され、絶縁樹脂層11と配線パターン部12と接着層13との3層構造は、汎用の片面銅箔付きポリイミド基材の銅箔とは反対側の面に接着層13としてポリイミド系接着材を貼付したもので構成できる。
【0042】
ポリイミド系接着材による接着層13は、熱可塑性ポリイミド(TPI)あるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したフィルムの貼り付けにより形成することができる。
【0043】
ビアホール14は、当該ビアホール14に充填された導電性樹脂によって層間導通のため導通部(IVH)をなす。この導通部は、ビアホール14の内周面(ビア外周部)を取り巻く低温融着型の導電性樹脂(第1の導電性樹脂)(低温で粒子同志が融着するフィラーを含む導電性樹脂)による第1導電部15と、第1導電部15の内側を埋めるポリマー型の導電性樹脂(第2の導電性樹脂)による第2導電部16とによる2重構造を有している。
【0044】
第1導電部15をなす低温融着型の導電性樹脂とは、低温で粒子同志が融着するフィラーを含む導電性樹脂のことであり、粒径が数nmのナノサイズの酸化銀等による導電性微粒子を用いた低温融着型の導電性樹脂が好適である。低温融着型の導電性樹脂は、200℃程度の加熱によって導電性微粒子同士が融着し、比抵抗10−6Ω/cm程度の高い導電性を示す。
【0045】
第2導電部16をなすポリマー型の導電性樹脂としては、銀、銅等の導電機能を有する平均粒子径が3μm〜10μm程度の金属粉末、すなわち導電性フィラー16Aをエポキシ樹脂等による熱硬化型の樹脂バインダ16Bで固着したポリマー型導電性樹脂等、加熱硬化によって体積収縮がないもの、少ないものが好適である。
【0046】
この多層配線基板用基材10によれば、ビアホール14の内周面を取り巻く低温融着型の導電性樹脂による第1導電部15によって層間導通の導電率を高めることができ、第1導電部15をなす低温融着型の導電性樹脂が加熱硬化によって体積収縮しても、体積収縮により第1導電部15の内側に生じる空間がポリマー型の導電性樹脂による第2導電部16によって埋められ、ビアホール14の内部に構造欠陥となるような空洞が生じることがない。これにより、多層化の積層プレス時に他層の導電層に対して安定した突き刺し接触を得ることができる。
【0047】
つぎに、この発明による多層配線基板用基材およびその多層配線基板用基材による多層配線基板の製造方法の一実施形態を図2を参照して説明する。
【0048】
図2(a)に示されているように、絶縁樹脂層をなすポリイミドフィルム21の片面に導電層をなす銅箔22を設けられた片面銅張基板(CCL:Copper Clad Laminate)20を準備し、これのポリイミドフィルム表面側(銅箔22とは反対側の表面)に、熱可塑性ポリイミドあるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したフィルムによる接着層23を貼り合わせた積層フィルムを出発材料とする。
【0049】
ここで使用するCCLには、ポリイミド等の絶縁樹脂と導体箔とを接着剤を用いて接着したタイプ、銅箔上にポリイミドの前駆体を塗布して加熱焼成したタイプやポリイミドフィルム上に金属膜を蒸着したタイプ、蒸着した金属膜をシード層としてめっきにより銅を成長させたタイプがある。
【0050】
つぎに、ロールラミネータを用いて銅箔22の表面にレジストフィルム(図示省略)を熱圧着し、パターンを露光・現像してレジストマスクパターン(図示省略)を形成した後、塩化第二鉄を主成分とするエッチング液を用いて銅のケミカルエッチングを行い、図2(b)に示されているように、銅回路部24を形成する。
【0051】
つぎに、図2(c)に示されているように、ビアホール穿孔工程として、接着層23の表面側からYAGレーザを照射してポリイミドフィルム21、接着層23に、直径が100μm程度のビアホール25を形成する。穴あけ用のレーザとしては、YAGレーザ以外にも<CO2レーザやエキシマレーザを用いることもできる。このポリイミドフィルム21、接着層23の穴あけは、レーザ加工法以外に、プラズマエッチングや適当な薬液を用いた化学エッチングを適用することもできる。
【0052】
続いて、銅回路部24にYAGレーザによって小孔26を穿設する。小孔26の直径は、ビアホール25の孔径半分以下、たとえば、30〜50μm程度とする。小孔26は、ビアホール25を形成する前に、レジストマスクを利用して銅のケミカルエッチングによって形成することもできる。
【0053】
つぎに、図2(d)に示されているように、第1の樹脂ペースト充填工程として、接着層23の表面側からスクリーン印刷法等によって、低温融着型の導電性樹脂ペースト27を、ビアホール25と小孔26の全てに穴埋め充填する。低温融着型の導電性樹脂ペースト27は、粒径が数nmのナノサイズ酸化銀等による導電性微粒子を還元剤や分散剤等と共に有機溶剤に混ぜてペースト状にしたものである。
【0054】
つぎに、第1の加熱硬化工程として、ビアホール25、小孔26に充填された低温融着型の導電性樹脂ペースト27を200℃程度の加熱によって加熱硬化し、図2(e)に示されているように、第1導電部28を形成する。
【0055】
低温融着型の導電性樹脂ペースト27は、加熱硬化により体積を1/3程度に収縮する。これにより、図2(e)に示されているように、ビアホール25の底面およびビアホール25、小孔26の内周面を取り巻くように固化した低温融着型の導電性樹脂によって第1導電部28が形成される。そして、第1導電部28の内側に空間29が形成される。
【0056】
ビアホール25の底面は、銅回路部24の裏面24aとなり、ビアホール25と小孔26の口径差による面積を有し、第1導電部28は、この銅回路部裏面24aで、比較的広い面積をもって銅回路部24と導通接触する。
【0057】
低温融着型の導電性樹脂は、焼結によって導電性微粒子同士が融着するので、第1導電部28では比抵抗10−6Ω/cm程度の高い導電性が得られ、しかも、第1導電部28と銅回路部24とが銅回路部裏面24aで比較的広い面積をもって導通接触するから、第1導電部28と銅回路部24との接触抵抗が著しく低減する。
【0058】
つぎに、第2の樹脂充填工程として、図2(f)に示されているように、ビアホール25および小孔26に形成されている第1導電部28の内側の空間29の全体に、ポリマー型の導電性樹脂ペースト30をスクリーン印刷法等によって穴埋め充填する。小孔26は、この樹脂ペースト充填時に、ビアホール25の空気抜き孔として作用する。
【0059】
ポリマー型の導電性樹脂ペースト30には、エポキシ系樹脂を主成分とするバインダと、平均粒子径5μmの銀をフィラーとする粘度50〜150Pa・sの加熱硬化型ペーストを使用した。ビアホール25および小孔26に充填する導電性樹脂としては、銀ペースト以外に、銅粒子や表面を銀で被覆した銅粒子をフィラーとするペーストを使用することもできる。また、溶媒成分が少なく、乾燥および硬化時の体積減少が僅かであれば、樹脂の種類を問わない。
【0060】
つぎに、第2の加熱硬化工程加熱硬化工程として、充填したポリマー型の導電性樹脂ペースト30を100℃のオーブン中で加熱硬化させ、第2導電部31(図2(f)参照)を形成する。
【0061】
ポリマー型の導電性樹脂ペースト30は、揮発性溶媒成分を殆ど含まず、硬化後の体積収縮がない、あるいは極く少ないので、硬化したポリマー型の導電性樹脂による第2導電部31は、ビアホール25および小孔26内を隙間なく満たし、ビアホール25の内部に構造欠陥となるような空洞が生じることを回避する。
【0062】
以上で、1枚の多層配線基板用基材(基本配線板)40が完成する。
【0063】
多層配線基板の製作は、図3に示されているように、複数枚の多層配線基板用基材40を重ね合わせて多層化接合を行う。この多層化接合工程は、加熱プレス装置を用い、接着層23を構成する熱可塑性ポリイミドのガラス転移温度と接着層23に対する銅回路部24の埋め込み状態に応じて、10〜50kPa程度の加圧力を印加しつつ、150〜250℃程度に加熱して行う。これにより、多層配線基板50が完成する。
【0064】
完成した多層配線基板50を観察すると、図4に示されているように、ビアホール25の内周には低温融着型の導電性樹脂ペーストの加熱硬化により得られたナノ粒子融着層による約10μm厚の第1導通部28が存在し、その内側にポリマー型の導電性樹脂による第2導通部31が形成され、2重構造の導体部(IVH)が形成されていた。
【0065】
この多層配線基板50の導体部による層間導通の電気抵抗は、抵抗が低いナノ粒子融着層による第1導通部29の存在により、通常のポリマー型の導電性樹脂だけによる場合に比して低くなる。
【0066】
特に、高周波の伝送では、表皮効果により、図4に示されているように、電流Aの多くは、ビア外周部(ビアホール25の内周面)に沿って流れるので、その差は拡大する。シミュレーションでは、500MHz以上の周波数になると、通常のポリマー型の導電性樹脂だけによるIVHに比して抵抗の差が顕著に拡大し始めることが予測できた。
【0067】
第2導通部31をなすポリマー型の導電性樹脂のフィラーは、従来のものと同様に、平均粒径が3〜10μmの金属粒子を含んでいる。なぜならば、金属粒子の粒径が10μm以上の大きいで粒径あると、粒径がビアホール径に近づき、ビアホール内における金属粒子同士の接点数が減少し、見かけの抵抗率が増加するからである。粒径が10μmでは、ビアホール径が100μm以下になると、抵抗の増加が無視できなくなる。
【0068】
一方、金属粒子の粒径が小さいほど、小径ビアホールへの適合性は良好になるが、金属粒子の凝集によりバインダ中に金属粒子を均一に分散させることが難しくなる。また、金属粒子の粒径が小さすぎると、銅箔との接触抵抗が不安定になる傾向が見られる。このことは、多層化の積層プレス時の加圧力によって安定した突き刺し接触を得るためには、ある程度の大きさの粒子径が必要であることを示唆している。
【0069】
この発明による多層配線基板用基材は、他の実施形態として、図5(a)に示されているように、ビアホール形成以前に、接着層23の表面側にPETフィルム等によるマスキングテープ32を貼着し、ビアホール25を形成する。
【0070】
そして、マスキングテープ貼着状態で、ビアホール25に低温融着型の導電性樹脂ペーストを充填する第1の充填工程と、ビアホール25に充填された低温融着型の導電性樹脂ペーストを加熱硬化して第1導電部28を形成する第1の加熱硬化工程と、ビアホール25の第1導電部28の内側にポリマー型の導電性樹脂ペーストを充填する第2の充填工程と、第1導電部28の内側に充填されたポリマー型の導電性樹脂ペーストを加熱硬化して第2導電部31を形成する第2の加熱硬化工程を順に行う。
【0071】
第2の加熱硬化工程完了後に、マスキングテープ32を剥がす。これにより、図5(b)に示されているように、接着層23の側に、マスキングテープ32の厚さに相当する寸法の導電性樹脂突起部33が形成される。導電性樹脂突起部33は、多層化の積層プレスによる他層の導電層に対する突き刺し接触を良好にし、接触抵抗を小さくする効果を生じる。
【0072】
また、この発明による多層配線基板用基材は、他の実施形態として、図6に示されているように、絶縁性基材をなす絶縁樹脂層34を、熱可塑性ポリイミド(TPI)あるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したものなど、絶縁樹脂層自体が層間接着のための接着性を有するもので構成することができる。この場合には、絶縁樹脂層34の一方の面に銅回路部24をなす銅箔等による導電層を設け、他方の面の接着層を省略できる。
【0073】
この多層配線基板用基材では、絶縁樹脂層34にビアホール25が穿設され、銅回路部24に小孔26が穿設され、前述の実施形態と同様に、ビアホール25、小孔26の内周面(ビア外周部)を取り巻く低温融着型の導電性樹脂による第1導電部28と、第1導電部28の内側を埋めるポリマー型の導電性樹脂による第2導電部31とによる2重構造になっている。
【0074】
この実施形態でも、ビアホール25の内周面を取り巻く低温融着型の導電性樹脂による第1導電部28によって層間導通の導電率を高めることができ、第1導電部28をなす低温融着型の導電性樹脂が加熱硬化によって体積収縮しても、体積収縮により第1導電部28の内側に生じる空間がポリマー型の導電性樹脂による第2導電部31によって埋められ、多層化の積層プレス時に他層の導電層に対して安定した突き刺し接触を得ることができる。
【0075】
また、この発明の多層配線基板用基材は、出発材料として、熱可塑性挙動を示す液晶ポリマーを絶縁層として用いたCCLを使用することもできる。
【0076】
また、上述の実施形態では、銅回路部24に小孔26をあけたが、この発明は、図7に示されているように、銅回路部24に小孔26があけられていないものにも、同様に適用でき、同様の効果を得ることができる。
【0077】
この実施形態では、樹脂ペースト充填時の気泡の巻き込みを抑制し、樹脂ペースト充填量を精密に制御する目的で、真空印刷機を用いて樹脂ペーストの充填が行われることが好ましい。
【0078】
図8(a)〜(c)は、この発明による多層配線基板用基材の他の実施形態を示している。この実施形態では、ビアホール25が、ポリイミドフィルム21、接着層23、銅回路部24の全てをストレートに貫通している。
【0079】
この場合、図8(a)に示されているように、第1の樹脂ペースト充填工程として、ビアホール25の口径より大きいパターンを有するマスキングテープ(図示省略)を銅回路部24の側に貼り付け、接着層23の表面側からスクリーン印刷法等によって、低温融着型の導電性樹脂ペースト27を、ビアホール25に穴埋め充填する。これにより、銅回路部24の表面に接触して広がる低温融着型導電性樹脂ペーストによる拡張部27Aが形成される。
【0080】
つぎに、第1の加熱硬化工程として、ビアホール25に充填された低温融着型の導電性樹脂ペースト27を200℃程度の加熱によって加熱硬化し、第1導電部28を形成する。
【0081】
低温融着型の導電性樹脂ペースト27は、加熱硬化により体積収縮する。これにより、図8(b)に示されているように、ビアホール25の内周面を取り巻くように固化した低温融着型の導電性樹脂によって第1導電部28が形成される。そして、第1導電部28の内側に空間29が形成される。拡張部27Aは、銅回路部24の表面に接触して広がる拡大導電部28Aとなり、第1導電部28と銅回路部24との接触面積を増大し、第1導電部28と銅回路部24との接触抵抗を低減する。
【0082】
つぎに、第2の樹脂充填工程として、図8(c)に示されているように、ビアホール25に形成されている第1導電部28の内側の空間29の全体に、ポリマー型の導電性樹脂ペースト30をスクリーン印刷法等によって穴埋め充填する。
【0083】
つぎに、第2の加熱硬化工程加熱硬化工程として、充填したポリマー型の導電性樹脂ペースト30を100℃のオーブン中で加熱硬化させ、第2導電部31(図8(c)参照)を形成する。
【0084】
ポリマー型の導電性樹脂ペースト30は、揮発性溶媒成分を殆ど含まず、硬化後の体積収縮がない、あるいは極く少ないので、この実施形態でも、硬化したポリマー型の導電性樹脂による第2導電部31(図8(c)参照)は、ビアホール25内を隙間なく満たし、ビアホール25の内部に構造欠陥となるような空洞が生じることを回避する。
【0085】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による多層配線基板、多層配線基板用基材およびその製造方法によれば、ビアホールに充填された導電性樹脂による導電部が、ビアホールの内周面を取り巻く低温融着型の導電性樹脂による第1導電部と、第1導電部の内側を埋めるポリマー型の導電性樹脂による第2導電部とによる2重構造になっているので、多層接続電気回路の電気抵抗が低く、電気的特性に優れ、高周波帯域での伝送特性を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材を示す断面図である。
【図2】(a)〜(f)はこの発明の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図3】この発明の一つの実施形態に係わる多層配線基板の一実施形態を示す断面図である。
【図4】この発明の一つの実施形態に係わる多層配線基板の導通特性を模式的に示す説明図である。
【図5】(a)、(b)はこの発明の他の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図6】この発明の他の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材を示す断面図である。
【図7】この発明の他の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材を示す断面図である。
【図8】(a)〜(c)はこの発明の他の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図9】(a)〜(h)は従来の多層配線基板の製造工程を示す工程図である。
【図10】(a)〜(f)は従来の他の多層配線基板の製造工程を示す工程図である。
【図11】従来の多層配線基板のビア部分を示す断面図である。
【図12】従来の多層配線基板のビア部分を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
10 多層配線基板用基材
11 絶縁樹脂層
12 配線パターン部
13 接着層
14 ビアホール
15 第1導電部
16 第2導電部
21 ポリイミドフィルム
22 銅箔
20 片面銅張基板
24 銅回路部
25 ビアホール
26 小孔
27 低温融着型の導電性樹脂ペースト
28 第1導電部
30 ポリマー型の導電性樹脂ペースト
31 第2導電部
34 絶縁樹脂層
40 多層配線基板用基材
50 多層配線基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multilayer wiring board (multilayer printed wiring board), a multilayer wiring board base material, and a manufacturing method thereof, and more particularly to a multilayer wiring board capable of high-density mounting such as a bare chip, a multilayer wiring board base material, and a manufacturing method thereof. It is about the method.
[0002]
[Prior art]
As electronic devices become lighter, thinner and smaller, semiconductor chips and components are miniaturized, and terminals have a narrower pitch, printed circuit boards (wiring boards) are also being reduced in mounting area and finer wiring. At the same time, information-related equipment is required to shorten the wiring distance between components in response to the wider bandwidth of signal frequencies, and multilayered printed circuit boards are essential to achieve high density and high performance. Technology.
[0003]
In multilayer wiring boards, the key technology is to form circuits that electrically connect layers that were not found in conventional planar circuits. In the double-sided wiring board which is the first step of the multilayer wiring board, a through hole is formed in an insulating base, and a conductor is plated along the wall surface of the through hole to electrically connect the front and back wiring.
[0004]
Even in a build-up multilayer wiring board represented by IBM's SLC (Surface Laminar Circuit), a method of removing a part of an insulating layer between circuit layers with a laser and conducting a conductive connection by plating (for example, non-patent) Reference 1).
[0005]
The conductive connection of wiring using plating has the advantage that a fine circuit can be conductively connected with low resistance, but the process is complicated and the man-hours are high, which increases costs and limits the use of multilayer wiring boards. It has become.
[0006]
In recent years, as an inexpensive interlayer connection method that replaces plating, Matsushita Group's ALIVH (Any Layer Intermediary Via Hole) substrate and Toshiba Group's B 2 A multilayer wiring board using a conductive resin typified by bit (Buried Bump Interconnection Technology) has been put into practical use, and uses of the multilayer wiring board have begun to expand rapidly (for example, see Non-Patent Document 2).
[0007]
In ALIVH, as shown in FIGS. 9A to 9H, via holes (via holes) 102 are formed using an insulating resin plate /
[0008]
In addition to the ALIVH method, there is a possibility that a method of forming a via hole or removing the resin by chemical or dry etching can be applied by performing exposure and development using a photosensitive resin as an insulating layer, as in SLC. There is.
[0009]
The multilayer wiring board using conductive resin is inexpensive, but has some drawbacks such as high electrical resistance of the conductive resin part and unstable contact resistance with the copper foil circuit. It is being overcome.
[0010]
In a substrate on which a bare chip is mounted such as a multi-chip module, the thickness of a single layer of a laminated board (base material for a multilayer wiring board) constituting a multilayer board tends to decrease as the wiring density increases. Due to the reduction in the layer thickness of the laminated board, the insulating film alone is likely to bend and wrinkle on the substrate, making it difficult to ensure dimensional stability.
[0011]
On the other hand, as a method for manufacturing a multilayer wiring board using a conductive resin for interlayer connection, as shown in FIGS. 10A to 10F, a
[0012]
In this manufacturing method, since the starting material is a copper-clad substrate having a resin film as an insulating layer and a conductive layer made of copper foil attached thereto, the rigidity of the film is increased and high dimensional accuracy can be maintained. A method for manufacturing such a multilayer wiring board is proposed in Japanese Patent Application No. 2001-85224 by the same applicant as the present applicant.
[0013]
[Non-Patent Document 1]
Kiyoshi Takagi “Build-up multilayer printed circuit board technology” published by Nikkan Kogyo Shimbun, June 15, 2001, first edition, 2nd edition, pages 53-76
[Non-Patent Document 2]
Kiyoshi Takagi “Build-up multilayer printed circuit board technology” published by Nikkan Kogyo Shimbun, June 15, 2001, first edition, 2nd edition, pages 77-79
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, generally, the conductive resin used for the via hole of the multilayer wiring board is silver or copper having an average particle diameter of 3 μm to 10 μm contained as a conductive filler, as shown in FIGS. A polymer type
[0015]
In particular, as the via hole diameter is reduced with the miniaturization of the circuit, the number of contacts between conductive particles decreases, so the apparent conductivity decreases and the electrical resistance of the via increases. And the loss in the high frequency transmission is remarkably increased.
[0016]
In addition, when repeated stress is generated by a thermal cycle, contact resistance between conductive particles and conductive contact between conductive particles and circuit conductor layers increases, so products with a multilayer wiring board are installed. There is a problem that transmission characteristics become unstable depending on the usage environment.
[0017]
In contrast to the above-mentioned conductive resin material called a polymer type, in the conductive resin material used for the conductor of the ceramic wiring board, the filler is obtained by printing and heating the conductive resin to a high temperature of 500 to 1000 ° C. It is fused to achieve stable conductivity with low resistance even in a cooling cycle.
[0018]
Conventionally, since this type of conductive resin material requires firing at a high temperature, it could not be used on a resin substrate. However, in recent years, a conductive resin that can fuse a filler even at a low temperature of 200 ° C. or lower. As a material, a low-temperature fusion-type conductive resin material using nano-order fine particles (nanoparticles) attracts attention.
[0019]
The low-temperature fusion type conductive resin using nanoparticles has a specific resistance of 10 due to fusion of the conductive particles. -6 It exhibits high conductivity of about Ω / cm and is highly evaluated as a conductor for printed circuits.
[0020]
However, the low temperature fusion type conductive resin using nanoparticles contains a large amount of organic solvent, a dispersant for dispersing the nanoparticles, and a volatile agent for assisting the bonding of the particles in a paste state. Therefore, the volume shrinkage after heat curing is significantly larger than that of polymer type conductive resin and the like, which is not suitable as the conductive resin filled in the via hole of the multilayer wiring board.
[0021]
The present invention has been made to solve the above-described problems. As a conductive resin for filling a via hole of a multilayer wiring board, a low temperature fusion type conductive resin using nanoparticles and a polymer type conductive resin are used. A substrate for multilayer wiring boards that uses both resins and compensates for the disadvantages of both, making use of the advantages, low electrical resistance of the multilayer connection circuit, excellent electrical characteristics, and improved transmission characteristics in the high frequency band Another object of the present invention is to provide a multilayer wiring board using the multilayer wiring board substrate and a method for producing the multilayer wiring board substrate.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, a multilayer wiring board substrate according to the present invention is a multilayer wiring board substrate in which via holes are filled with a conductive resin to form a conductive portion, and interlayer conduction is obtained by the conductive portion. In addition, a conductive portion made of a conductive resin filled in the via hole has a first conductive portion made of a first conductive resin surrounding an inner peripheral surface of the via hole and a second conductive portion filling the inside of the first conductive portion. It has a double structure with the second conductive part made of a conductive resin.
[0023]
According to the multilayer wiring board substrate of the present invention, the first conductive portion (first conductive resin) is made of a low-temperature fusion-type conductive resin, and the second conductive portion (second conductive resin). Can be made of a polymer-type conductive resin, and the conductivity of the interlayer conduction is increased by the first conductive portion made of the low-temperature fusion-type conductive resin surrounding the inner peripheral surface (via outer peripheral portion) of the via hole. Even if the low-temperature fusion type conductive resin forming the first conductive portion shrinks in volume due to heat curing, the space generated inside the first conductive portion due to the volume shrinkage becomes the second conductive by the polymer type conductive resin. A cavity that is filled with the portion and becomes a structural defect does not occur inside the via hole, and stable piercing contact can be obtained with respect to another conductive layer at the time of multilayer press.
[0024]
Further, the multilayer wiring board substrate according to the present invention is provided with a conductive layer forming a wiring pattern on one surface of the insulating substrate, and an adhesive layer for interlayer adhesion on the other surface of the insulating substrate, A base material for a multilayer wiring board filled with a conductive resin for obtaining interlayer conduction in a via hole continuously formed in the insulating base material and the adhesive layer, wherein the conductive resin is filled in the via hole The conductive portion by the double is formed by the first conductive portion made of the first conductive resin surrounding the inner peripheral surface of the via hole and the second conductive portion made of the second conductive resin filling the inside of the first conductive portion. It has a structure.
[0025]
Even in the multilayer wiring board substrate according to the present invention, it is possible to configure the first conductive portion with a low-temperature fusion-type conductive resin and the second conductive portion with a polymer-type conductive resin. The conductivity of the interlayer conduction can be increased by the first conductive portion made of the low temperature fusion type conductive resin surrounding the inner peripheral surface (via outer peripheral portion) of the via hole formed in the base material and the adhesive layer. Even if the low-temperature fusion-type conductive resin forming the shrinkage is caused by heat curing, the space generated inside the first conductive part due to the volume shrinkage is filled with the second conductive part by the polymer-type conductive resin, and the inside of the via hole Therefore, a stable piercing contact can be obtained with respect to another conductive layer at the time of multi-layer lamination pressing.
[0026]
In addition, the multilayer wiring board substrate according to the present invention is provided with a conductive layer forming a wiring pattern on one surface of an insulating substrate that also serves as an adhesive layer for interlayer adhesion, and is formed at least on the insulating substrate. A base material for a multilayer wiring board filled with a conductive resin for obtaining interlayer conduction in the formed via hole, wherein a conductive portion made of the conductive resin filled in the via hole surrounds the inner peripheral surface of the via hole. A first conductive portion made of one conductive resin and a second conductive portion made of a second conductive resin filling the inside of the first conductive portion.
[0027]
Even in the multilayer wiring board substrate according to the present invention, it is possible to configure the first conductive portion with a low-temperature fusion-type conductive resin and the second conductive portion with a polymer-type conductive resin. The conductivity of the interlayer conduction can be increased by the first conductive portion made of the low temperature fusion type conductive resin surrounding the inner peripheral surface (via outer peripheral portion) of the via hole formed in the base material, and the low temperature forming the first conductive portion. Even if the fusion-type conductive resin shrinks in volume due to heat curing, the space generated inside the first conductive part due to volume shrinkage is filled with the second conductive part made of the polymer-type conductive resin, and a structural defect is formed inside the via hole. Therefore, a stable piercing contact can be obtained with respect to the other conductive layer at the time of multi-layer lamination pressing.
[0028]
In the multilayer wiring board substrate according to the present invention, a small hole having a diameter smaller than the diameter of the via hole may be formed in the conductive layer as an air vent hole when filling the via hole with the resin paste.
[0029]
In this case, the bottom surface of the via hole is provided by the back surface of the conductive layer and has an area due to the difference in the diameter of the via hole and the small hole. The first conductive portion is electrically connected to the conductive layer with a relatively wide area on the back surface of the conductive layer. The contact resistance between the first conductive part and the conductive layer can be reduced.
[0030]
In the multilayer wiring board substrate according to the present invention, the via hole is formed in the conductive layer together with the insulating substrate, and the first conductive portion has an enlarged conductive portion that spreads in contact with the surface of the conductive layer. It can also be made into the structure which has.
[0031]
In this case, the contact area between the first conductive part and the conductive layer is increased by the enlarged conductive part, and the contact resistance between the first conductive part and the conductive layer is reduced.
[0032]
In the base material for a multilayer wiring board according to the present invention, the low temperature fusion type conductive resin using nano-sized conductive fine particles is suitable as the low temperature fusion type conductive resin forming the first conductive part, Moreover, as the polymer-type conductive resin forming the second conductive portion, a polymer-type conductive resin in which a conductive filler having an average particle diameter of 3 μm to 10 μm is fixed with a resin binder is preferable.
[0033]
The multilayer wiring board according to the present invention is obtained by stacking and joining a plurality of multilayer wiring board substrates according to the above-described invention, and a multilayer connection electric circuit having a low electric resistance can be obtained.
[0034]
In order to achieve the above-mentioned object, a method for manufacturing a substrate for a multilayer wiring board according to the present invention comprises a conductive layer forming a wiring pattern on one surface of an insulating substrate and an interlayer on the other surface of the insulating substrate. Although a bonding layer for bonding is provided, a first step of drilling a via hole in at least the insulating base material and the bonding layer, and filling the via hole with a low temperature fusion type conductive resin paste A filling step; a first heat-curing step of heat-curing the low-temperature fusion-type conductive resin paste filled in the via hole to form a first conductive portion; and an inner side of the first conductive portion of the via hole A second filling step of filling the polymer-type conductive resin paste into the first conductive portion, and a second conductive portion formed by heating and curing the polymer-type conductive resin paste filled inside the first conductive portion. 2 heat curing process That.
[0035]
In order to achieve the above-mentioned object, the method for manufacturing a multilayer wiring board substrate according to the present invention comprises a conductive layer forming a wiring pattern on one surface of an insulating substrate that also serves as an adhesive layer for interlayer adhesion. However, the via hole is filled with the via hole, the first filling step of filling the via hole with a low temperature fusion type conductive resin paste, and the via hole filled with the via hole. A first heat-curing step of heat-curing the low-temperature fusion-type conductive resin paste to form a first conductive portion; and filling the via-hole with the polymer-type conductive resin paste inside the first conductive portion And a second heat curing step of forming the second conductive portion by heat curing the polymer type conductive resin paste filled inside the first conductive portion.
[0036]
According to the method for manufacturing a substrate for a multilayer wiring board according to these inventions, as a first filling step, a via hole is filled with a low-temperature fusion-type conductive resin paste, and then in the first heat curing step, the via hole is filled. The filled low-temperature fusion-type conductive resin paste is cured by heating. Due to this heat curing, the low-temperature fusion-type conductive resin paste shrinks in volume, and the first conductive portion made of the heat-cured low-temperature fusion-type conductive resin creates a space inside and surrounds the inner peripheral surface of the via hole. The first conductive portion can increase the conductivity of the via portion.
[0037]
Next, as a second filling step, a polymer-type conductive resin paste is filled inside the first conductive portion, and then in the second heat curing step, the polymer-type conductive resin filled inside the first conductive portion is filled. The conductive resin paste is cured by heating. Thereby, a stable piercing contact can be obtained with respect to the other conductive layer at the time of multi-layer lamination pressing without generating a cavity that causes a structural defect inside the via hole.
[0038]
The low-temperature fusion type conductive resin paste used in the method for manufacturing a substrate for a multilayer wiring board according to the present invention includes a paste in which nano-sized conductive fine particles are mixed with an organic solvent. As the conductive resin paste, there is a paste obtained by mixing a resin binder having an average particle diameter of 3 μm to 10 μm with a solvent.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a basic configuration of a multilayer wiring board substrate according to an embodiment of the present invention.
[0040]
A multilayer
[0041]
The insulating
[0042]
The
[0043]
The via
[0044]
The low-temperature fusion-type conductive resin forming the first
[0045]
As the polymer-type conductive resin forming the second
[0046]
According to this multilayer wiring
[0047]
Next, a multilayer wiring board substrate according to the present invention and a multilayer wiring board manufacturing method using the multilayer wiring board substrate according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0048]
As shown in FIG. 2A, a single-sided copper clad substrate (CCL) 20 having a
[0049]
The CCL used here is a type in which an insulating resin such as polyimide and a conductive foil are bonded using an adhesive, a type in which a polyimide precursor is applied on a copper foil and heated and fired, or a metal film on a polyimide film There is a type in which copper is grown, and a type in which copper is grown by plating using the deposited metal film as a seed layer.
[0050]
Next, using a roll laminator, a resist film (not shown) is thermocompression bonded to the surface of the
[0051]
Next, as shown in FIG. 2C, as a via hole drilling step, a YAG laser is irradiated from the surface side of the
[0052]
Subsequently, a
[0053]
Next, as shown in FIG. 2 (d), as a first resin paste filling step, a low temperature fusion type
[0054]
Next, as a first heat curing step, the low temperature fusion type
[0055]
The low-temperature fusion-type
[0056]
The bottom surface of the via
[0057]
In the low temperature fusion type conductive resin, the conductive fine particles are fused to each other by sintering. -6 High conductivity of about Ω / cm is obtained, and the first
[0058]
Next, as a second resin filling step, as shown in FIG. 2 (f), the
[0059]
As the polymer-type
[0060]
Next, as the second heat-curing step, the filled polymer-type
[0061]
Since the polymer-type
[0062]
As described above, one base material (basic wiring board) 40 for the multilayer wiring board is completed.
[0063]
As shown in FIG. 3, the multilayer wiring board is manufactured by stacking a plurality of multilayer wiring
[0064]
When the completed
[0065]
The electrical resistance of the interlayer conduction by the conductor portion of the
[0066]
In particular, in high-frequency transmission, because of the skin effect, most of the current A flows along the outer periphery of the via (the inner peripheral surface of the via hole 25), as shown in FIG. In the simulation, when the frequency is 500 MHz or higher, it can be predicted that the difference in resistance starts to significantly increase as compared with IVH using only a normal polymer type conductive resin.
[0067]
The filler of the polymer-type conductive resin that forms the second
[0068]
On the other hand, the smaller the particle size of the metal particles, the better the compatibility with the small diameter via hole, but it becomes difficult to uniformly disperse the metal particles in the binder due to the aggregation of the metal particles. Moreover, when the particle size of a metal particle is too small, the tendency for contact resistance with copper foil to become unstable is seen. This suggests that a particle size of a certain size is necessary in order to obtain a stable piercing contact by the applied pressure during the multi-layer lamination press.
[0069]
As shown in FIG. 5 (a), the multilayer wiring board substrate according to the present invention has a
[0070]
Then, with the masking tape attached, the first filling step of filling the via
[0071]
After completion of the second heat curing step, the masking
[0072]
Moreover, as shown in FIG. 6, the multilayer wiring board substrate according to the present invention is made of an insulating
[0073]
In this multilayer wiring board base material, a via
[0074]
Also in this embodiment, the conductivity of interlayer conduction can be increased by the first
[0075]
Moreover, the base material for multilayer wiring boards of this invention can also use CCL which used the liquid crystal polymer which shows a thermoplastic behavior as an insulating layer as a starting material.
[0076]
Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the
[0077]
In this embodiment, it is preferable that the resin paste is filled using a vacuum printing machine for the purpose of suppressing entrainment of bubbles when filling the resin paste and precisely controlling the amount of resin paste filling.
[0078]
8 (a) to 8 (c) show other embodiments of the substrate for a multilayer wiring board according to the present invention. In this embodiment, the via
[0079]
In this case, as shown in FIG. 8A, as the first resin paste filling step, a masking tape (not shown) having a pattern larger than the diameter of the via
[0080]
Next, as a first heat-curing step, the low-temperature fusion-type
[0081]
The low temperature fusion type
[0082]
Next, as a second resin filling step, as shown in FIG. 8C, the polymer-type conductive property is formed in the
[0083]
Next, as a second heat-curing step, the filled polymer-type
[0084]
Since the polymer-type
[0085]
【The invention's effect】
As understood from the above description, according to the multilayer wiring board, the multilayer wiring board base material, and the manufacturing method thereof according to the present invention, the conductive portion made of the conductive resin filled in the via hole surrounds the inner peripheral surface of the via hole. Since it has a double structure composed of a first conductive portion made of a low temperature fusion type conductive resin and a second conductive portion made of a polymer type conductive resin filling the inside of the first conductive portion, Low electrical resistance, excellent electrical characteristics, and improved transmission characteristics in the high frequency band.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a multilayer wiring board substrate according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A to 2F are process diagrams showing one embodiment of a method for producing a substrate for a multilayer wiring board according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing one embodiment of a multilayer wiring board according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory view schematically showing conduction characteristics of a multilayer wiring board according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 5A and 5B are process diagrams showing an embodiment of a method for producing a base material for a multilayer wiring board according to another embodiment of the present invention. FIGS.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a multilayer wiring board substrate according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a multilayer wiring board substrate according to another embodiment of the present invention.
FIGS. 8A to 8C are process diagrams showing an embodiment of a method for producing a base material for a multilayer wiring board according to another embodiment of the present invention.
FIGS. 9A to 9H are process diagrams showing a manufacturing process of a conventional multilayer wiring board. FIGS.
FIGS. 10A to 10F are process diagrams showing manufacturing steps of another conventional multilayer wiring board. FIGS.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a via portion of a conventional multilayer wiring board.
FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view showing a via portion of a conventional multilayer wiring board.
[Explanation of symbols]
10 Base material for multilayer wiring board
11 Insulating resin layer
12 Wiring pattern section
13 Adhesive layer
14 Beer Hall
15 First conductive part
16 Second conductive part
21 Polyimide film
22 Copper foil
20 single-sided copper-clad board
24 Copper circuit
25 Beer Hall
26 Small hole
27 Low temperature fusion type conductive resin paste
28 1st conductive part
30 Polymer type conductive resin paste
31 Second conductive part
34 Insulating resin layer
40 Base material for multilayer wiring board
50 multilayer wiring board
Claims (12)
前記ビアホールに充填された導電性樹脂による導電部が、
前記ビアホールの内周面を取り巻く第1の導電性樹脂による第1導電部と、
前記第1導電部の内側を埋める第2の導電性樹脂による第2導電部と、
による2重構造を有し、
前記第1導電部は、融着型の導電性樹脂により構成され、前記第2導電部はポリマー型の導電性樹脂により構成されている多層配線基板用基材。A base material for a multilayer wiring board in which a conductive resin is filled in a via hole to form a conductive part, and interlayer conduction is obtained by the conductive part,
A conductive portion made of a conductive resin filled in the via hole,
A first conductive portion made of a first conductive resin surrounding the inner peripheral surface of the via hole;
A second conductive portion made of a second conductive resin filling the inside of the first conductive portion;
A double structure due to possess,
The first conductive portion is made of a fusion-type conductive resin, and the second conductive portion is made of a polymer-type conductive resin .
前記ビアホールに充填された導電性樹脂による導電部が、
前記ビアホールの内周面を取り巻く第1の導電性樹脂による第1導電部と、
前記第1導電部の内側を埋める第2の導電性樹脂による第2導電部と、
による2重構造を有し、
前記第1導電部は、融着型の導電性樹脂により構成され、前記第2導電部はポリマー型の導電性樹脂により構成されている多層配線基板用基材。A conductive layer forming a wiring pattern is provided on one surface of the insulating base material, and an adhesive layer for interlayer adhesion is provided on the other surface of the insulating base material, and at least continuous with the insulating base material and the adhesive layer. A base material for a multilayer wiring board filled with a conductive resin for obtaining interlayer conduction in the formed via hole,
A conductive portion made of a conductive resin filled in the via hole,
A first conductive portion made of a first conductive resin surrounding the inner peripheral surface of the via hole;
A second conductive portion made of a second conductive resin filling the inside of the first conductive portion;
A double structure due to possess,
The first conductive portion is made of a fusion-type conductive resin, and the second conductive portion is made of a polymer-type conductive resin .
前記ビアホールに充填された導電性樹脂による導電部が、
前記ビアホールの内周面を取り巻く第1の導電性樹脂による第1導電部と、
前記第1導電部の内側を埋める第2の導電性樹脂による第2導電部と、
による2重構造を有し、
前記第1導電部は、融着型の導電性樹脂により構成され、前記第2導電部はポリマー型の導電性樹脂により構成されている多層配線基板用基材。A conductive resin provided with a conductive layer forming a wiring pattern on one surface of an insulating base material also serving as an adhesive layer for interlayer adhesion, and for obtaining interlayer conduction at least in via holes formed in the insulating base material A substrate for a multilayer wiring board filled with
A conductive portion made of a conductive resin filled in the via hole,
A first conductive portion made of a first conductive resin surrounding the inner peripheral surface of the via hole;
A second conductive portion made of a second conductive resin filling the inside of the first conductive portion;
A double structure due to possess,
The first conductive portion is made of a fusion-type conductive resin, and the second conductive portion is made of a polymer-type conductive resin .
前記ビアホールに低温融着型の導電性樹脂ペーストを充填する第1の充填工程と、
前記ビアホールに充填された前記低温融着型の導電性樹脂ペーストを加熱硬化して第1導電部を形成する第1の加熱硬化工程と、
前記ビアホールの前記第1導電部の内側にポリマー型の導電性樹脂ペーストを充填する第2の充填工程と、
前記第1導電部の内側に充填された前記ポリマー型の導電性樹脂ペーストを加熱硬化して第2導電部を形成する第2の加熱硬化工程と、
を有する多層配線基板用基材の製造方法。A conductive layer forming a wiring pattern is provided on one surface of the insulating base material, and an adhesive layer for interlayer adhesion is provided on the other surface of the insulating base material, but at least the insulating base material and the adhesive layer are provided. A drilling process for drilling via holes in
A first filling step of filling the via hole with a low-temperature fusion-type conductive resin paste;
A first heat curing step of heat-curing the low-temperature fusion-type conductive resin paste filled in the via hole to form a first conductive portion;
A second filling step of filling a polymer-type conductive resin paste inside the first conductive part of the via hole;
A second heat-curing step of heat-curing the polymer-type conductive resin paste filled inside the first conductive portion to form a second conductive portion;
The manufacturing method of the base material for multilayer wiring boards which has this.
前記ビアホールに低温融着型の導電性樹脂ペーストを充填する第1の充填工程と、 前記ビアホールに充填された前記低温融着型の導電性樹脂ペーストを加熱硬化して第1導電部を形成する第1の加熱硬化工程と、
前記ビアホールの前記第1導電部の内側にポリマー型の導電性樹脂ペーストを充填する第2の充填工程と、
前記第1導電部の内側に充填された前記ポリマー型の導電性樹脂ペーストを加熱硬化して第2導電部を形成する第2の加熱硬化工程と、
を有する多層配線基板用基材の製造方法。Although a conductive layer forming a wiring pattern is provided on one surface of an insulating base material that also serves as an adhesive layer for interlayer adhesion, at least a perforating step of drilling a via hole in the insulating base material;
A first filling step of filling the via hole with a low-temperature fusion-type conductive resin paste; and heat-curing the low-temperature fusion-type conductive resin paste filled in the via hole to form a first conductive portion. A first heat curing step;
A second filling step of filling a polymer-type conductive resin paste inside the first conductive part of the via hole;
A second heat-curing step of heat-curing the polymer-type conductive resin paste filled inside the first conductive portion to form a second conductive portion;
The manufacturing method of the base material for multilayer wiring boards which has this.
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