JP5361022B2 - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、配線基板の絶縁層となる絶縁シートに樹脂フィルムを粘着剤を介して貼着するとともに、その絶縁シートを前記樹脂フィルムおよび前記粘着剤ごと貫通する貫通孔をレーザ加工により穿孔し、次にその貫通孔内に導電ペーストを充填した後、絶縁シートの主面から前記樹脂フィルムを前記粘着剤ごと剥離して除去する工程を含む配線基板の製造方法に関するものである。

従来から、半導体素子等の電子部品を搭載するために用いられる配線基板として、ガラスクロス等の耐熱性繊維基材に熱硬化性樹脂を含浸させた絶縁シートを熱硬化させて成る絶縁層と銅箔等の金属箔から成る配線導体とを交互に積層すると共に、絶縁層を挟んで上下に位置する配線導体同士を、絶縁層に形成された貫通孔内に充填された導電ペーストを硬化させて成る貫通導体により電気的に接続して成る配線基板が知られている。

この配線基板は、例えば下記のようにして製造される。
（ａ）耐熱性繊維基材に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させた絶縁シートの両主面にポリエチレンテレフタレートから成る厚みが５〜１５μｍ程度の樹脂フィルムをアクリル系粘着剤から成る粘着剤を介して貼着する。
（ｂ）次に、樹脂フィルムが貼着された絶縁シートに樹脂フィルム上からレーザ加工を施すことにより絶縁シートを樹脂フィルムおよび粘着剤ごと貫通する貫通孔を形成する。
（ｃ）次に、前記貫通孔内に金属等の導電粉末を含有する導電ペーストを上面側の樹脂フィルム上からスクリーン印刷（圧入）で充填する。なお、この場合、貫通孔の形成された樹脂フィルムが印刷用のマスクとして用いられる。
（ｄ）次に、貫通孔内に導電ペーストが充填された絶縁シートの両主面から樹脂フィルムを粘着剤ごと剥離して除去する。
（ｅ）次に、別途、転写用フィルム上に所定パターンに形成しておいた金属箔から成る配線導体を、絶縁シートの少なくとも一方の主面に、導電ペーストの端部を覆うようにして圧接埋入した後、転写フィルムを除去して転写する。
（ｆ）ついで、配線導体が積層された絶縁シートを複数枚積層し、１８０〜２４０℃の温度で数分〜数時間、熱プレスを用いて加熱加圧し、前記絶縁シートおよび前記導電ペーストを硬化させて配線基板を得る。

しかしながら、上述のような方法においては、絶縁シートの両主面から樹脂フィルムを剥離して除去した後に絶縁シートの寸法が変動することがあり、そのため絶縁シートに配線導体を転写する際に、貫通孔内の導電ペーストと絶縁シートに転写した配線導体との接続位置がずれてしまい、その結果、貫通導体を介した配線導体同士の正常な電気的接続が妨げられ、搭載する電子部品を正常に作動させることができなくなる危険性が大きいという問題点があった。なお、絶縁シートから樹脂フィルムを剥離して除去した後に、絶縁シートの寸法が変動するのは、絶縁シートに樹脂フィルムを貼着する際に、一般的には、樹脂フィルムに張力を掛けた状態で貼着するためであり、絶縁シートから樹脂フィルムを剥離して除去した際に、樹脂フィルムの張力により絶縁シートに加えられていた応力が解放され、それにより絶縁シートが伸びるためであると考えられる。

特開２００４−３５６３２４号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その課題は、絶縁シートから樹脂フィルムを剥離して除去した後に発生する絶縁シートの寸法変動が小さく、その結果、貫通導体を介した配線導体同士の電気的な接続が正常になされ、それにより、搭載する電子部品を正常に作動させることが可能な電気的な接続信頼性の高い配線基板を提供することにある。

本発明の配線基板の製造方法は、配線基板の絶縁層となる絶縁シートの主面に、粘着剤付き樹脂フィルムを該樹脂フィルムに張力を加えない状態で前記粘着剤を介して貼着する第１の工程と、前記樹脂フィルムが前記粘着剤を介して貼着された前記絶縁シートに、該絶縁シートを前記樹脂フィルムおよび前記粘着剤ごと貫通する貫通孔を穿孔する第２の工程と、前記貫通孔内に導電ペーストを充填する第３の工程と、前記貫通孔内に前記導電ペーストが充填された前記絶縁シートの主面から前記樹脂フィルムを前記粘着剤ごと剥離して除去する第４の工程と、前記樹脂フィルムが剥離された絶縁シートの主面に前記導電ペーストと接続する銅箔から成る配線導体を転写する第５の工程を含む配線基板の製造方法であって、前記第１の工程は、上下一対の加圧ローラ間を移動する前記絶縁シートの主面に粘着剤付き樹脂フィルムを張力を加えない状態で供給することにより行なわれ、前記粘着剤付き樹脂フィルムは、該樹脂フィルムの前記粘着剤側にセパレートフィルムが貼り合わされてロール状に巻き取られた樹脂フィルム供給ロールから前記セパレートフィルムが剥ぎ取られながら前記絶縁シートの長さよりも長く手繰り出され、しかる後、前記絶縁シートの移動に同期して前記手繰り出された分を前記加圧ローラ側に張力を掛けずに送り出すことにより前記絶縁シートの主面上に供給されることを特徴とするものである。

本発明の配線基板の製造方法によれば、絶縁シートの主面に粘着剤付き樹脂フィルムを該樹脂フィルムに張力を加えない状態で前記粘着剤を介して貼着することから、樹脂フィルムが貼着された絶縁シートに樹脂フィルムの張力により応力が加えられることはない。したがって、貫通孔内に導電ペーストが充填された絶縁シートから樹脂フィルムを剥離して除去しても絶縁シートに応力の解放による寸法変動が発生することはない。そのため、絶縁シートに配線導体を転写する際に、貫通孔内の導電ペーストと絶縁シートに転写した配線導体との接続位置がずれてしまうことはなく、貫通導体を介した配線導体同士の電気的接続が正常に行なわれ、搭載する電子部品を正常に作動させることが可能な電気的な接続信頼性の高い配線基板を提供することができる。

図１は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための要部概略断面図である。 図２は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例において、絶縁シート１に粘着剤３付き樹脂フィルム２を貼着する工程を説明するための概略断面図である。 図３は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例において、絶縁シート１に粘着剤３付き樹脂フィルム２を貼着する工程を説明するための概略断面図である。 図４は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例において、絶縁シート１に粘着剤３付き樹脂フィルム２を貼着する工程を説明するための概略断面図である。 図５は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例において、絶縁シート１に粘着剤３付き樹脂フィルム２を貼着する工程を説明するための概略断面図である。 図６は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例において、絶縁シート１に粘着剤３付き樹脂フィルム２を貼着する工程を説明するための概略断面図である。 図７は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための要部概略断面図である。 図８は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための要部概略断面図である。 図９は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための要部概略断面図である。 図１０は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための要部概略断面図である。 図１１は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための要部概略断面図である。 図１２は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための要部概略断面図である。 図１３は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための要部概略断面図である。 図１４は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための要部概略断面図である。

次に、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例について図面を参照して詳細に説明する。先ず、図１に示すように、配線基板の絶縁層となる絶縁シート１の両主面に粘着剤３付きの樹脂フィルム２を粘着剤３を介して貼着する。なお、図１および後述する図７〜図１４においては、絶縁シート１および粘着剤３付き樹脂フィルム２の一部を抜き出して示している。

絶縁シート１は、厚みが３０〜２００μｍ程度、幅および長さがそれぞれ２０〜６０ｃｍ程度の長方形であり、耐熱繊維の束を縦横に織ってシート状にした耐熱繊維基材に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させた後、乾燥あるいは半硬化状態としたものである。耐熱繊維としては、例えばガラス繊維やアラミド繊維・全芳香族エステル繊維等が用いられ、また熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂、アリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂等が用いられる。

樹脂フィルム２は厚みが５〜１５μｍ程度であり、ポリエチレンテレフタレート等の耐熱性樹脂から成る。そしてその一方の主面にアクリル系樹脂から成る粘着剤３が被着されている。

絶縁シート１の両主面に粘着剤３付きの樹脂フィルム２を貼着するには、図２に示すようなフィルム貼着装置１０を用いる。フィルム貼着装置１０は、絶縁シート１を搬送するための搬送ローラ１１を搬送路に沿って多数並べて備えており、これらの搬送ローラ１１上を絶縁シート１が図の左側から右側へと搬送される。

搬送ローラ１１の並びの途中には、上下一対の加圧ローラ１２が配設されている。加圧ローラ１２は、搬送ローラ１１によって搬送されてきた絶縁シート１の上下面に別途供給される粘着剤３付き樹脂フィルム２を加圧して貼着するためのものであり、加圧ローラ１２間に供給される絶縁シート１および粘着剤３付き樹脂フィルム２を上下から挟んで加圧しながら通過させることにより絶縁シート１の上下面に粘着剤３付き樹脂フィルム２を粘着剤３を介して貼着する。

搬送ローラ１１の上下には、樹脂フィルム供給ロール１３がそれぞれ配置されている。樹脂フィルム供給ロール１３は、帯状の長い粘着剤３付き樹脂フィルム２を粘着剤３側にセパレートフィルム４を密着させた状態でロール状に巻き取ったものであり、これらの樹脂フィルム供給ロール１３から粘着剤３付き樹脂フィルム２が引き出されて加圧ローラ１２の間に供給される。

さらに搬送ローラ１１の上下には、セパレートフィルム巻き取りロール１４がそれぞれ配置されている。セパレートフィルム巻き取りロール１４は、樹脂フィルム供給ロール１３から引き出された粘着剤３付き樹脂フィルム２から剥ぎ取られたセパレートフィルム４をロール状に巻き取って収容するためのものである。

さらに、樹脂フィルム供給ロール１３と加圧ローラ１２との間には、手繰りアーム１５が配置されている。手繰りアーム１５は、枢軸Ａを中心に回動可能となっており、その先端に粘着剤３付き樹脂フィルム２の幅方向に平行なローラ部１５ａを有している。そして、図の左側に向けて回動することにより樹脂フィルム供給ロール１３から粘着剤３付き樹脂フィルム２を所定長さ手繰る動作を行なう。

また、粘着剤３付き樹脂フィルム２が供給される側の加圧ロール１２の近傍には、断面が三日月形のフィルム案内シュー１６が配置されている。フィルム案内シュー１６は、粘着剤３付き樹脂フィルム２を加圧ロール１２の間に案内するためのものであり、その外側をまわって粘着剤３付き樹脂フィルム２が加圧ロール１２の間に供給される。なお、フィルム案内シュー１６は、その内部が中空となっているとともに粘着剤３付き樹脂フィルム２と接する表面に開口する図示しない微細な吸着孔を多数有しており、内部を負圧にすることによりその外側表面に粘着剤３付き樹脂フィルム２を吸着可能となっている。

このようなフィルム貼着装置１０により絶縁シート１の上下面に粘着剤３付き樹脂フィルム２を貼着するには、先ず、図２に示すように、加圧ローラ１２の間に上下から粘着剤３付き樹脂フィルム２を粘着剤３が互いに向き合うように供給するとともに、これらの粘着剤３付き樹脂フィルム２を加圧しながら通過させることにより、上下の粘着剤３付き樹脂フィルム２同士を互いに粘着させる。

次に、図３に示すように、フィルム案内シュー１６の内部を大きく負圧にすることにより、フィルム案内シュー１６の表面に粘着剤３付き樹脂フィルム２を強く吸着させるとともに、その状態で手繰りアーム１５を図の左側に向けて回動させることにより粘着剤３付き樹脂フィルム２を樹脂フィルム供給ロール１３から絶縁シート１の長さよりも長く手繰って引き出す。このとき、同時にセパレートフィルム４が剥離されてセパレートフィルム巻き取りローラ１４により巻き取られる。

次に、図４に示すように、手繰りアーム１５を図の右側に僅かにもどして、手繰られた分の粘着剤３付き樹脂フィルム２に加えられていた張力をゼロにするとともにフィルム案内シュー１６による粘着剤３付き樹脂フィルム２の吸着を緩める。

次に、図５および図６に示すように、絶縁シート１を搬送ローラ１１により図の左側から右側に搬送して加圧ローラ１２の間を通過させるとともに、この搬送に同期して手繰りアーム１５を戻すことにより粘着剤３付き樹脂フィルム２に張力を加えない状態で粘着剤３付き樹脂フィルム２を加圧ローラ１２間に供給することにより絶縁シート１の上下面に粘着剤３付き樹脂フィルム２を粘着剤３を介して貼着する。このとき、粘着剤３付き樹脂フィルム２に張力を加えない状態で絶縁シート１の上下面に粘着剤３付き樹脂フィルム２を貼着することから、樹脂フィルム２が粘着剤３を介して貼着された絶縁シート１に樹脂フィルム２の張力による応力が加えられることはない。

次に、図７に示すように、上下に樹脂フィルム２が粘着剤３を介して貼着された絶縁シート１に複数の貫通孔５を形成する。貫通孔５の形成は、上下に樹脂フィルム２が粘着剤３を介して貼着された絶縁シート１に上面側からレーザ光を照射することにより行われる。

次に、図８に示すように、貫通孔５内に導電ペースト６を充填する。貫通孔５内に導電ペースト６を充填するには、上面側の樹脂フィルム２上に導電ペースト６を供給するとともに、その上を硬質ゴム製のスキージで導電ペースト６を掻きながら摺動させることにより充填する方法が採用される。このとき、上面側の樹脂フィルム２は貫通孔５内に導電ペースト６を充填するためのマスクとして機能する。

導電ペースト６は、例えば錫と銀とビスマスと銅との合金から成る金属粉末とトリアリルシアヌレートやトリアリルイソシアヌレート、トリスエポキシプロピルイソシアヌレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート等のトリアジン系熱硬化性樹脂とを含有している。そして、前記金属粉末同士の接触により導電性を呈する。なお、前記金属粉末の含有量は、導電ペースト６の総量に対して、８０〜９５重量％が好ましい。金属粉末の含有量が８０重量％より少ないと、トリアジン系熱硬化性樹脂により金属粉末同士の接続が妨げられ、導通抵抗が上昇してしまう傾向があり、９５重量％を超えると、金属粉末およびトリアジン系熱硬化性樹脂を含有した導電ペーストの粘度が上がり過ぎて良好に充填ができない傾向にある。したがって、金属粉末の含有量は８０〜９５重量％が好ましい。

次に、図９に示すように、絶縁シート１の両主面から樹脂フィルム２を粘着剤３ごと剥離して除去する。このとき、前述したように、絶縁シート１には樹脂フィルム２により応力が加えられていないので、樹脂シート１から樹脂フィルム２を剥離しても絶縁シート１に応力の解放による寸法変動が発生することはない。

次に、図１０に示すように、別途、ポリエチレンナフタレート等の樹脂フィルムから成る転写用フィルム７の一方の主面上に剥離可能に密着された銅箔等の金属箔から成る配線導体８を準備する。この転写用フィルム７上の配線導体８は、転写用フィルム７の一方の主面に銅箔等の金属箔を図示しない粘着剤を介して密着した後、その金属箔をフォトリソグラフィー技術により所定のパターンにエッチングすることにより形成される。配線導体８の厚みは５〜３０μｍ程度である。

次に、図１１に示すように、絶縁シート１の上に転写用フィルム７上の配線導体８を導電ペースト６の端部を覆うように重ねてプレスすることにより積層した後、図１２に示すように、転写用フィルム７を除去することにより、配線導体８を転写する。このとき絶縁シート１は、前述したように寸法変動を発生させていないことから、絶縁シート１に転写した配線導体８と貫通導体５内の導電ペースト６との接続位置がずれることはなく、両者が正確に接続される。

さらに、図１３に示すように、上述のようにして貫通孔５内に導電ペースト６が充填されているとともに表面に配線導体８が転写された絶縁シート１を配線基板の製造に必要な形態で複数枚揃える（ここでは絶縁シート１が３枚の場合を示している）。

次に、図１４に示すように、上記複数枚の絶縁シート１を所定の配置で上下に重ね合わせた状態でプレスしながら加熱し、絶縁シート１の熱硬化性樹脂および導電ペースト６の熱硬化性樹脂を熱硬化させることにより、複数の絶縁シート１が硬化した絶縁層２１と配線導体８とが交互に積層されているとともに、導電ペースト６が硬化した貫通導体２６により上下の配線導体８が電気的に接続された配線基板２０が得られる。このとき本発明によれば、貫通導体２６と配線導体８とが正確に接続されるので、貫通導体２６を介した配線導体８同士の電気的な接続が正常に行なわれ、搭載する電子部品を正常に作動させることが可能な電気的な接続信頼性の高い配線基板を提供することができる。

１ 絶縁シート
２ 樹脂フィルム
３ 粘着剤
４ セパレートフィルム
５ 貫通孔
６ 導電ペースト
１２ 加圧ローラ

Claims (1)

1. 配線基板の絶縁層となる絶縁シートの主面に、粘着剤付き樹脂フィルムを該樹脂フィルムに張力を加えない状態で前記粘着剤を介して貼着する第１の工程と、前記樹脂フィルムが前記粘着剤を介して貼着された前記絶縁シートに、該絶縁シートを前記樹脂フィルムおよび前記粘着剤ごと貫通する貫通孔を穿孔する第２の工程と、前記貫通孔内に導電ペーストを充填する第３の工程と、前記貫通孔内に前記導電ペーストが充填された前記絶縁シートの主面から前記樹脂フィルムを前記粘着剤ごと剥離して除去する第４の工程と、前記樹脂フィルムが剥離された絶縁シートの主面に前記導電ペーストと接続する銅箔から成る配線導体を転写する第５の工程を含む配線基板の製造方法であって、前記第１の工程は、上下一対の加圧ローラ間を移動する前記絶縁シートの主面に粘着剤付き樹脂フィルムを張力を加えない状態で供給することにより行なわれ、前記粘着剤付き樹脂フィルムは、該樹脂フィルムの前記粘着剤側にセパレートフィルムが貼り合わされてロール状に巻き取られた樹脂フィルム供給ロールから前記セパレートフィルムが剥ぎ取られながら前記絶縁シートの長さよりも長く手繰り出され、しかる後、前記絶縁シートの移動に同期して前記手繰り出された分を前記加圧ローラ側に張力を掛けずに送り出すことにより前記絶縁シートの主面上に供給されることを特徴とする配線基板の製造方法。
   

Images