JP4334996B2 - 多層配線板用基材、両面配線板およびそれらの製造方法 - Google Patents
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Description
この発明は、多層配線板用基材、両面配線板およびそれらの製造方法に関し、特に、導電性のバンプによって層間導通を得る構造の多層配線板用基材、両面配線板およびそれらの製造方法に関するものである。
従来、導体回路となる金属層上にエッチング等によって金属製のバンプ（突起）を形成し、この金属層のバンプ形成面に、層間絶縁層となる接着シートをバンプ頂部が露出するように接着し、前記バンプが層間導通部をなす構造の多層配線板用基材がある（例えば、特許文献１、２参照）。
また、この多層配線板用基材の層間絶縁層上に別の金属層を貼り合わせることにより、両面配線板が得られる。
上述のような多層配線板用基材、両面配線板では、バンプによる層間導通が確実に行われるよう、バンプ頂部が層間絶縁層となる接着シートから確実に露出し、この露出部においてバンプが、絶縁物を挟み込むことなく層間絶縁層上の別の金属層と直接接触していなくてはならないものである。
特開２００１−１１１１８９号公報
特開２００２−３５９４７１号公報
しかしながら、接着シートを、バンプ頂部が突き出るように金属層のバンプ形成面に接着（ラミネート）しただけでは、バンプ頂部が接着シートから外部に露出しない可能性がある。このため、バンプ頂部を確実に露出させるためには、ラミネート後に、超音波カッタ等を用いて接着シート（絶縁層）表面を研削、研磨する必要が生じる。このため、以下のような問題が生じる。
接着シート表面の研削、研磨は、工程数の増加を招き、さらに、接着シート表面やバンプ頂面に付着した研削研磨くず（研削研磨微粉）を除去する工程も必要で、工程数が増加する。
また、研削研磨くずが接着シート表面やバンプ頂面に一度付着すると、完全に排除することは難しく、バンプ頂面に研削研磨くずが付着していると、層間導通の電気的信頼性が低下する。
また、接着シート表面に研削研磨くずが付着していると、接着シート表面に貼り合わせる別の金属層との密着性（接着強度）が低下する。
さらに、金属板積層時に、研削研磨くずが金属板の配線形成側に付着すると、金属板に形成する配線において導通不良を生じ易い。
この発明の課題は、上記従来のもののもつ問題点を排除して、絶縁接着層表面の研削、研磨を行うことなく、バンプ頂部を確実に露出させ、バンプによる層間導通について高い電気的信頼性を得ることのできる多層配線板用基材、両面配線板およびそれらの製造方法を提供することにある。
この発明は上記課題を解決するものであって、請求項１に係る発明は、片面に層間導通用のバンプが形成された銅層のバンプ形成面に、エポキシ樹脂前駆体をバンプ頂部を除く領域に塗布した後、加熱硬化して第１の絶縁層を形成し、前記第１の絶縁層上に接着性を有する熱可塑性ポリイミド前駆体を塗布して第２の絶縁層を形成し、前記銅層のバンプ形成面に前記バンプの頂部が露出または突出し、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層とからなる絶縁接着層を備えることを特徴とする多層配線板用基材である。
請求項２に係る発明は、片面に層間導通用のバンプ、および、エポキシ樹脂前駆体をバンプ頂部を除く領域に塗布した後、加熱硬化して第１の絶縁層を形成し、前記第１の絶縁層上に接着性を有する熱可塑性ポリイミド前駆体を塗布して第２の絶縁層を形成し、前記バンプの形成面に前記バンプの頂部が露出または突出し、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層とからなる絶縁接着層が形成された第１の銅層と、前記絶縁接着層で貼り合わされて前記バンプにより前記第１の銅層と層間導通された第２の銅層と、を備えることを特徴とする両面配線板である。
請求項３に係る発明は、銅層の片面に層間導通用のバンプを形成する工程と、前記銅層のバンプ形成面に、前記バンプの配置パターンを遮蔽するマスキングを位置決めする工程と、前記マスキングを通して前記銅層のバンプ形成面にエポキシ樹脂前駆体を塗布した後、加熱硬化して第１の絶縁層を形成し、前記第１の絶縁層上に接着性を有する熱可塑性ポリイミド前駆体を塗布して第２の絶縁層を形成し、前記銅層のバンプ形成面に前記バンプの頂部が露出または突出し、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層とからなる絶縁接着層を形成する工程と、を備えることを特徴とする多層配線板用基材の製造方法である。
請求項４に係る発明は、第１の銅層の片面に層間導通用のバンプを形成する工程と、前記第１の銅層のバンプ形成面に、前記バンプの配置パターンを遮蔽するマスキングを位置決めする工程と、前記マスキングを通して前記第１の銅層のバンプ形成面にエポキシ樹脂前駆体を塗布した後、加熱硬化して第１の絶縁層を形成し、前記第１の絶縁層上に接着性を有する熱可塑性ポリイミド前駆体を塗布して第２の絶縁層を形成し、前記第１の銅層のバンプ形成面に前記バンプの頂部が露出または突出し、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層とからなる絶縁接着層を形成する工程と、第２の銅層を前記バンプにより前記第１の銅層と層間導通を保って前記絶縁接着層で貼り合わせる工程と、を備えることを特徴とする両面配線板の製造方法である。
この発明は以上のように、片面に層間導通用のバンプが形成された金属層のバンプ形成面に、接着性を有する絶縁樹脂材料をバンプ頂部を除く領域に塗布することで前記バンプの頂部が露出または突出した絶縁接着層を形成するように構成したので、絶縁接着層表面の研削、研磨を行うことなく、バンプ頂部を確実に露出させ、バンプによる層間導通について高い電気的信頼性を得ることができる効果がある。
この発明による多層配線板用基材とその製造方法の一実施形態を、図１を参照して説明する。
まず、図１（ａ）に示すように、導体回路となる銅薄板等による金属板１１上の所定位置（層間導通を行うべき各位置）に、導電性材料製のバンプ１２を突出形成する。バンプ１２は、銅等のエッチング、めっき、導電ペーストの印刷等により形成することができる。
つぎに、図１（ｂ）に示すように、金属板１１のバンプ形成面上に、バンプ１２の配置パターンを遮蔽するマスキング（ステンシル）１３を位置決め配置する。これにより、マスキング１３の遮蔽部１３Ａがバンプ１２に対応して位置し、マスキング１３の開口部１３Ｂがバンプ１２の無い部分１４に対応して位置する。
つぎに、マスキング１３上から、スキージプレート１５等を用いて接着性を有する絶縁材料の液状〜粘液状の樹脂前駆体１６をパターン印刷する。接着性を有する絶縁材料として好適な例には熱可塑性ポリイミドがあり、熱可塑性ポリイミドの前駆体（ワニス）をスクリーン印刷法等によってパターン印刷すればよい。
このパターン印刷により、図１（ｃ）に示すように、バンプ１２の頂部を除く部分１４の金属板１１上にのみ接着性を有する絶縁樹脂材料（樹脂前駆体１６）が塗布され、この部分１４にのみ絶縁接着層１７が形成される。
これにより、バンプ１２上には樹脂前駆体１６が塗布されず、これに伴いバンプ１２上には絶縁接着層１７が全く形成されることがなく、バンプ１２の頂部１２Ａが外部に露出した１枚の多層配線板用基材１０が完成する。
絶縁接着層１７の厚さを、バンプ１２の高さ寸法より小さい厚さ寸法に設定することにより、図示されているように、バンプ１２の頂部１２Ａが絶縁接着層１７の表面より高く突出する。
このようにして得られた多層配線板用基材１０の絶縁接着層１７上に、多層配線板用基材１０と同等の構造で、金属板１１がエッチング等によって回路形成された多層配線板用基材を積層し、加熱加圧によってプレスキュアすることにより、バンプ１２を層間導通部とする多層配線板を得ることができる。
このとき、多層配線板用基材１０のバンプ１２の頂部１２Ａが、絶縁接着層１７の表面より高く突出しているため、バンプ１２による層間導通について高い電気的信頼性を得ることができる。
次に、この発明による両面配線板とその製造方法の一実施形態を、図２を参照して説明する。途中までは、図１に示す多層配線板用基材１０の製造方法と同様である。
まず、図２（ａ）に示すように、導体回路となる銅薄板等による金属板（第１の金属層）１１上の所定位置（層間導通を行うべき各位置）に、導電性材料製のバンプ１２を突出形成する。
つぎに、図２（ｂ）に示すように、第１の金属層１１のバンプ形成面上に、バンプ１２の配置パターンを遮蔽するマスキング（ステンシル）１３を位置決め配置する。
つぎに、マスキング１３上から、スキージプレート１５等を用いて接着性を有する絶縁材料の液状〜粘液状の樹脂前駆体１６をパターン印刷する。
このパターン印刷により、図２（ｃ）に示すように、バンプ１２の無い部分１４の金属板１１上にのみ接着性を有する絶縁樹脂材料（樹脂前駆体１６）が塗布され、この部分１４にのみ絶縁接着層１７が形成される。一方、バンプ１２上には樹脂前駆体１６が塗布されず、バンプ１２上には絶縁接着層１７が全く形成されない。
絶縁接着層１７の厚さを、バンプ１２の高さ寸法より小さい厚さ寸法に設定することにより、図示されているように、バンプ１２の頂部１２Ａが絶縁接着層１７の表面より高く突出する。
このようにして第１の金属層１１上にバンプ１２とともに形成された絶縁接着層１７上に、図２（ｄ）に示すように、導体回路となる銅薄板等による別の金属板（第２の金属層）１８を積層し、加熱加圧によってプレスキュアして絶縁接着層１７に金属板１８を貼り合わせる。これにより、両面配線板２０が得られる。
このとき、バンプ１２の頂部１２Ａが、絶縁接着層１７の表面より高く突出しているため、バンプ１２による第１の金属層１１と第２の金属層１８との層間導通について、高い電気的信頼性を得ることができる。
そして、金属板１１、１８を各々エッチングし、図２（ｅ）に示すように、絶縁接着層１７の両面に導体回路２１、２２を形成する。これにより、バンプ１２が導体回路２１と２２とを互いに導通接続する層間導通部をなしている両面配線板２０が得られる。
上述したように、この実施形態による多層配線板用基材１０、両面配線板２０はいずれも、層間絶縁接着層となる絶縁接着層１７が、バンプ１２の無い部分１４に対してのみの樹脂前駆体１６のパターン印刷（塗布）により形成されている。これにより、絶縁接着層１７に邪魔されることなく、絶縁接着層１７の研削、研磨を行うことなく、研削研磨くず等の不純物の発生、残留を生じることなく、バンプ頂部１２Ａが絶縁接着層１７から確実に外部に露出されることができる。その結果、バンプ１２による層間導通について、高い電気的信頼性が安定して得られるようになる。
次に、この発明による多層配線板用基材とその製造方法の他の実施形態を、図３を参照して説明する。なお、図３において、図１と同様の部分には、図１に付した符号と同一の符号を付けて説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、導体回路となる銅薄板等による金属板１１上の所定位置（層間導通を行うべき各位置）に、導電性材料製のバンプ１２を、銅等のエッチング、めっき、あるいは導電ペーストの印刷等により突出形成する。
つぎに、図３（ｂ）に示すように、金属板１１のバンプ形成面上に、バンプ１２の配置パターンを遮蔽するマスキング（ステンシル）１３を位置決め配置する。これにより、マスキング１３の遮蔽部１３Ａがバンプ１２に対応して位置し、マスキング１３の開口部１３Ｂがバンプ１２の無い部分１４に対応して位置する。
つぎに、マスキング１３上から、スキージプレート１５等を用いて接着性を有する絶縁材料の液状〜粘液状の樹脂前駆体３１をパターン印刷する。樹脂前駆体３１は、金属板１１を構成する金属材料、例えば、銅の線膨張係数に近い線膨張係数を有するものを選定する。このような樹脂前駆体３１としては、東レ・デュポン株式会社製のカプトン(商標）に代表されるポリイミド（全芳香族ポリイミド）やエポキシ樹脂等がある。
このパターン印刷により、図３（ｃ）に示すように、バンプ１２の無い部分１４の金属板１１上にのみ樹脂前駆体３１が塗布されて、絶縁接着層３５の下地層（第１の絶縁層）３２が形成される。下地層３２の厚さは、バンプ１２の高さ寸法より小さい厚さ寸法に設定される。例えば、バンプ１２の高さ寸法が８０μｍ程度であれば、下地層３２の厚さは２５μｍ程度でよい。
つぎに、下地層３２を加熱硬化した後、図３（ｃ）に示すように、金属板１１のバンプ形成面上に、マスキング１３を同様にして位置決め配置する。そして、マスキング１３上から、スキージプレート１５等を用いて熱可塑性ポリイミド前駆体３３をパターン印刷する。
このパターン印刷により、図３（ｄ）に示すように、バンプ１２の無い部分１４の金属板１１上にのみ可塑性ポリイミド前駆体３３が塗布されて、絶縁接着層３５の表層（第２の絶縁層）３４が形成される。表層３４の厚さは、５μｍ程度でよく、図示されているように、バンプ１２の頂部１２Ａが絶縁接着層３５の表面より高く突出する。
これにより、バンプ１２上には樹脂前駆体３１、熱可塑性ポリイミド前駆体３３の何れも塗布されず、これに伴いバンプ１２上には絶縁接着層３５が全く形成されることがなく、バンプ１２の頂部１２Ａが外部に露出した１枚の多層配線板用基材３０が完成する。
このようにして得られた多層配線板用基材３０の絶縁接着層３５上、詳細には表層３４上に、多層配線板用基材３０と同等の構造で、金属板１１がエッチング等によって回路形成された多層配線板用基材を積層し、加熱加圧によってプレスキュアすることにより、バンプ１２を層間導通部とする多層配線板を得ることができる。
この多層配線板用基材３０の絶縁接着層３５と、積層される回路形成された金属板１１との接着は、熱可塑性ポリイミドによる表層３４によって行われるから、良好に行われることになる。また、表層３４と多層配線板用基材３０の金属板１１との間には、全芳香族ポリイミド等、金属板１１を構成する金属材料の線膨張係数に近い線膨張係数を有する樹脂材料製の下地層３２が存在するから、プレスキュア時の加熱による反りの発生が、可塑性ポリイミド単層である場合に比して小さくなる。
次に、この発明による両面配線板とその製造方法の他の実施形態を、図４を参照して説明する。途中までは、図３に示す多層配線板用基材３０の製造方法と同様である。
まず、図４（ａ）に示すように、導体回路となる銅薄板等による金属板（第１の金属層）１１上の所定位置（層間導通を行うべき各位置）に、導電性材料製のバンプ１２を突出形成する。
つぎに、図４（ｂ）に示すように、第１の金属層１１のバンプ形成面上に、バンプ１２の配置パターンを遮蔽するマスキング（ステンシル）１３を位置決め配置する。
つぎに、マスキング１３上から、スキージプレート１５等を用いて接着性を有する絶縁材料の液状〜粘液状の樹脂前駆体３１をパターン印刷する。樹脂前駆体３１は、金属板１１の構成材料である例えば銅の線膨張係数に近い線膨張係数を有するものを選定する。すなわち、東レ・デュポン株式会社製のカプトン(商標）に代表されるポリイミド（全芳香族ポリイミド）やエポキシ樹脂等である。
このパターン印刷により、図４（ｃ）に示すように、バンプ１２の無い部分１４の金属板１１上にのみ樹脂前駆体３１が塗布されて、絶縁接着層３５の下地層（第１の絶縁層）３２が形成される。下地層３２の厚さは、バンプ１２の高さ寸法より小さい厚さ寸法に設定される。例えば、バンプ１２の高さ寸法が８０μｍ程度であれば、下地層３２の厚さは２５μｍ程度でよい。
つぎに、下地層３２を加熱硬化した後、図４（ｃ）に示すように、金属板１１のバンプ形成面上に、マスキング１３を同様にして位置決め配置する。そして、マスキング１３上から、スキージプレート１５等を用いて熱可塑性ポリイミド前駆体３３をパターン印刷する。
このパターン印刷により、図４（ｄ）に示すように、バンプ１２の無い部分１４の金属板１１上にのみ可塑性ポリイミド前駆体３３が塗布されて、絶縁接着層３５の表層（第２の絶縁層）３４が形成される。表層３４の厚さは、５μｍ程度でよく、図示されているように、バンプ１２の頂部１２Ａが絶縁接着層３５の表面より高く突出する。
これにより、バンプ１２上には樹脂前駆体３１、熱可塑性ポリイミド前駆体３３の何れも塗布されず、これに伴いバンプ１２上には絶縁接着層３５が全く形成されない。
このようにして第１の金属層１１上にバンプ１２とともに形成された絶縁接着層３５の表層３４上に、図４（ｅ）に示すように、導体回路となる銅薄板等による別の金属板（第２の金属層）１８を積層し、加熱加圧によってプレスキュアして絶縁接着層３５に金属板１８を貼り合わせる。これにより、両面配線板５０が得られる。
このとき、バンプ１２の頂部１２Ａが、絶縁接着層３５の表面より高く突出しているため、バンプ１２による第１の金属層１１と第２の金属層１８との層間導通について、高い電気的信頼性を得ることができる。
また、この絶縁接着層３５と金属板１８との接着は、熱可塑性ポリイミドによる表層３４によって行われるから、良好に行われることになる。また、表層３４と金属板１１との間には、全芳香族ポリイミド等、金属板１１を構成する金属材料の線膨張係数に近い線膨張係数を有する樹脂材料製の下地層３２が存在するから、プレスキュア時の加熱による反りの発生が、可塑性ポリイミド単層である場合に比して小さくなる。
そして、金属板１１、１８を各々エッチングし、図４（ｆ）に示すように、絶縁接着層３５の両面に導体回路２１、２２を形成する。これにより、バンプ１２が導体回路２１と２２とを互いに導通接続する層間導通部をなしている両面配線板５０が得られる。
上述したように、この実施形態による多層配線板用基材３０、両面配線板５０はいずれも、層間絶縁接着層となる絶縁接着層３５（下地層３２と表層３４）が、バンプ１２の無い部分１４に対してのみの樹脂前駆体３１、可塑性ポリイミド前駆体３３のパターン印刷（塗布）により形成されている。これにより、絶縁接着層３５に邪魔されることなく、絶縁接着層３５の研削、研磨を行うことなく、研削研磨くず等の不純物の発生、残留を生じることなく、バンプ頂部１２Ａが絶縁接着層３５から確実に外部に露出されることができる。その結果、バンプ１２による層間導通について、高い電気的信頼性が安定して得られるようになる。
１０ 多層配線板用基材
１１ 金属板（第１の金属層）
１２ バンプ
１３ マスキング
１６ 樹脂前駆体
１７ 絶縁接着層
１８ 金属板（第２の金属層）
２０ 両面配線板
２１、２２ 導体回路
３０ 多層配線板用基材
３１ 樹脂前駆体
３２ 下地層
３３ 可塑性ポリイミド前駆体
３４ 表層
３５ 絶縁接着層
５０ 両面配線板
１１ 金属板（第１の金属層）
１２ バンプ
１３ マスキング
１６ 樹脂前駆体
１７ 絶縁接着層
１８ 金属板（第２の金属層）
２０ 両面配線板
２１、２２ 導体回路
３０ 多層配線板用基材
３１ 樹脂前駆体
３２ 下地層
３３ 可塑性ポリイミド前駆体
３４ 表層
３５ 絶縁接着層
５０ 両面配線板
Claims (4)
- 片面に層間導通用のバンプが形成された銅層のバンプ形成面に、エポキシ樹脂前駆体をバンプ頂部を除く領域に塗布した後、加熱硬化して第１の絶縁層を形成し、前記第１の絶縁層上に接着性を有する熱可塑性ポリイミド前駆体を塗布して第２の絶縁層を形成し、前記銅層のバンプ形成面に前記バンプの頂部が露出または突出し、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層とからなる絶縁接着層を備えることを特徴とする多層配線板用基材。
- 片面に層間導通用のバンプ、および、エポキシ樹脂前駆体をバンプ頂部を除く領域に塗布した後、加熱硬化して第１の絶縁層を形成し、前記第１の絶縁層上に接着性を有する熱可塑性ポリイミド前駆体を塗布して第２の絶縁層を形成し、前記バンプの形成面に前記バンプの頂部が露出または突出し、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層とからなる絶縁接着層が形成された第１の銅層と、
前記絶縁接着層で貼り合わされて前記バンプにより前記第１の銅層と層間導通された第２の銅層と、
を備えることを特徴とする両面配線板。 - 銅層の片面に層間導通用のバンプを形成する工程と、
前記銅層のバンプ形成面に、前記バンプの配置パターンを遮蔽するマスキングを位置決めする工程と、
前記マスキングを通して前記銅層のバンプ形成面にエポキシ樹脂前駆体を塗布した後、加熱硬化して第１の絶縁層を形成し、前記第１の絶縁層上に接着性を有する熱可塑性ポリイミド前駆体を塗布して第２の絶縁層を形成し、前記銅層のバンプ形成面に前記バンプの頂部が露出または突出し、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層とからなる絶縁接着層を形成する工程と、
を備えることを特徴とする多層配線板用基材の製造方法。 - 第１の銅層の片面に層間導通用のバンプを形成する工程と、
前記第１の銅層のバンプ形成面に、前記バンプの配置パターンを遮蔽するマスキングを位置決めする工程と、
前記マスキングを通して前記第１の銅層のバンプ形成面にエポキシ樹脂前駆体を塗布した後、加熱硬化して第１の絶縁層を形成し、前記第１の絶縁層上に接着性を有する熱可塑性ポリイミド前駆体を塗布して第２の絶縁層を形成し、前記第１の銅層のバンプ形成面に前記バンプの頂部が露出または突出し、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層とからなる絶縁接着層を形成する工程と、
第２の銅層を前記バンプにより前記第１の銅層と層間導通を保って前記絶縁接着層で貼り合わせる工程と、
を備えることを特徴とする両面配線板の製造方法。
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