JP5593625B2 - Manufacturing method of multilayer wiring board - Google Patents

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  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
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Description

本発明は、多層配線基板の製造方法に関し、詳しくは、熱可塑性樹脂層を介して配設された導体パターンが層間接続用導体を介して接続された構造を有する多層配線基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a multilayer wiring board , and more particularly to a method for manufacturing a multilayer wiring board having a structure in which conductor patterns arranged via a thermoplastic resin layer are connected via an interlayer connection conductor.

近年、配線導体を3次元的に配置した多層配線基板が種々の用途に広く用いられるに至っている。そして、これまでは、セラミック層と導体パターンが積層された構造を有するセラミック多層配線基板が多用されてきたが、近年、熱可塑性樹脂層と導体パターンが積層された構造を有する多層配線基板も用いられるに至っている。   In recent years, multilayer wiring boards in which wiring conductors are arranged three-dimensionally have been widely used for various applications. In the past, ceramic multilayer wiring boards having a structure in which a ceramic layer and a conductor pattern are laminated have been widely used. In recent years, multilayer wiring boards having a structure in which a thermoplastic resin layer and a conductor pattern are laminated are also used. Has come to be.

ところで、熱可塑性樹脂を用いた多層配線基板においては、一般的に、絶縁層である熱可塑性樹脂層に配設されたビアホール用貫通孔内に金属粒子とバインダを含有する導電性ペーストを充填した後、加圧しつつ加熱することによって、導体パターンの層間接続を行っている。   By the way, in a multilayer wiring board using a thermoplastic resin, generally, a conductive paste containing metal particles and a binder is filled in a through hole for a via hole disposed in a thermoplastic resin layer which is an insulating layer. Thereafter, the interlayer connection of the conductor pattern is performed by heating while applying pressure.

しかしながら、上記従来の方法では、導体パターンの層間接続は、ビアホール用貫通孔内の金属粒子どうしの接触導通と、導体パターンとビアホール用貫通孔内の金属粒子との接触導通により行なわれるため、厳しい温度条件下で使用される多層配線基板においては、層間接続抵抗値が変化しやすいという問題点がある。   However, in the above conventional method, the interlayer connection of the conductor pattern is performed by contact conduction between the metal particles in the via hole through hole and contact conduction between the conductor pattern and the metal particle in the via hole through hole. A multilayer wiring board used under temperature conditions has a problem that the interlayer connection resistance value is likely to change.

例えば、高温環境下においては、バインダの膨張により金属粒子どうしの接触抵抗値や導体パターンと金属粒子との接触抵抗値が大きくなり、層間接続の信頼性が低下するという問題点がある。   For example, in a high temperature environment, there is a problem that the contact resistance value between metal particles and the contact resistance value between the conductor pattern and the metal particles increase due to the expansion of the binder, and the reliability of the interlayer connection decreases.

そこで、図5(a),(b)に示すように、ビアホール用貫通孔51内にSn粒子52とAg粒子53とを含む導電性ペースト54が充填され、表面に導体パターン(Cuパターン)55を有する絶縁基材(樹脂層)56を適宜積層し、両面から加熱プレスすることにより層間接続を行うようにしたプリント基板の製造方法が提案されている(特許文献1参照)。   Therefore, as shown in FIGS. 5A and 5B, a conductive paste 54 containing Sn particles 52 and Ag particles 53 is filled in the through holes 51 for via holes, and a conductor pattern (Cu pattern) 55 is formed on the surface. A method of manufacturing a printed circuit board has been proposed in which an insulating base material (resin layer) 56 having an insulating layer is appropriately laminated and heated and pressed from both sides to perform interlayer connection (see Patent Document 1).

そして、この方法によれば、図5(b)に示すように、Sn粒子52が融解し、Ag粒子53と合金化するとともに焼結して一体化した導電性組成物57となり、また、導電性組成物57中のSn成分と導体パターン(Cuパターン)55とは相互に固相拡散して固相拡散層58を形成することになるため、複数の導体パターン55(下方の導体パターンは図示せず)の層間を、接触導通によらない信頼性の高い接合により電気的に接続することができるとされている。   According to this method, as shown in FIG. 5 (b), the Sn particles 52 are melted, alloyed with the Ag particles 53, and sintered to be integrated into a conductive composition 57. Since the Sn component and the conductor pattern (Cu pattern) 55 in the conductive composition 57 are solid-phase diffused to form the solid-phase diffusion layer 58, a plurality of conductor patterns 55 (the lower conductor pattern is shown in FIG. (Not shown) can be electrically connected to each other through a highly reliable joint that does not rely on contact conduction.

しかしながら、この方法の場合、導電性組成物57中のSn成分と導体パターン(Cuパターン)55の接続部分が固相拡散層58を介して行われているので、接触面積が小さく、絶縁基材(樹脂層)56の伸縮により、接続部分である固相拡散層58が破壊されやすいという問題点がある。   However, in the case of this method, since the connecting portion of the Sn component in the conductive composition 57 and the conductor pattern (Cu pattern) 55 is performed via the solid phase diffusion layer 58, the contact area is small, and the insulating base material Due to the expansion and contraction of the (resin layer) 56, there is a problem that the solid phase diffusion layer 58 that is a connection portion is easily broken.

また、固相拡散層58の生成速度が遅く、高温での加熱プレスの工程に、長時間を要し、生産性が低く,エネルギーコストもかかるという問題点がある。
また、加熱プレスの工程で、必ずしも十分に拡散させることは困難で、製品の使用時に高温にさらされると拡散がさらに進み、接続部が脆くなるという問題点がある。
In addition, the solid phase diffusion layer 58 is generated at a low rate, and the hot press process at high temperature requires a long time, resulting in low productivity and high energy costs.
In addition, it is difficult to sufficiently diffuse in the hot pressing process, and there is a problem that the diffusion further progresses when exposed to high temperature during use of the product, and the connecting portion becomes brittle.

特開2003−110243号公報JP 2003-110243 A

本発明は、上記課題を解決するものであり、熱可塑性樹脂層を介して配設された導体パターンが層間接続用導体を介して確実に接続され、その後の製品の段階における接続信頼性に優れた多層配線基板を効率よく製造することが可能な多層配線基板の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problem, and the conductor pattern disposed via the thermoplastic resin layer is securely connected via the interlayer connection conductor, and is excellent in connection reliability in the subsequent product stage. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a multilayer wiring board capable of efficiently manufacturing the multilayer wiring board.

上記課題を解決するために、本発明の多層配線基板の製造方法は、
ビアホール用貫通孔に配設されたビアホール導体を有する熱可塑性樹脂層と、パターン化された導体層とが積層され、所定の前記導体層が前記ビアホール導体を介して層間接続された構造を有する多層配線基板の製造方法であって、
ビアホール用貫通孔が形成された熱可塑性樹脂層の表面に、パターン化された導体層が、その一部が前記ビアホール用貫通孔を覆うように配設された基材層を用意する第一の工程と、
前記導体層の表面および前記ビアホール用貫通孔の内側底面となる裏面に被覆金属層を形成する第二の工程と、
前記ビアホール用貫通孔に、前記被覆金属層を構成する金属材料よりも融点の高い金属粒子を導電成分とする導電性ペーストを充填する第三の工程と、
前記第三の工程で前記ビアホール用貫通孔に前記導電性ペーストを充填した前記基材層を、(a)互いに隣接する前記基材層において、互いに層間接続させるべき前記導体層について見た場合に、一方の基材層の前記導体層上に配設された前記被覆金属層が、他方の基材層の前記ビアホール用貫通孔に充填された導電性ペーストと対向、接触するような態様で、かつ、(b)前記第2の工程で形成される前記被覆金属層を構成する金属材料の融点よりも高く、前記ビアホール用貫通孔に充填された前記導電性ペースト中の前記金属粒子の融点よりも低い温度条件下に積層,圧着して、前記導電性ペースト中の前記金属粒子と前記被覆金属層との間および前記被覆金属層と前記導体層との間に拡散層を形成し、前記拡散層を介して前記導電性ペースト中の前記金属粒子と前記被覆金属層および前記被覆金属層と前記導体層とを電気的に接続させる第4の工程と
を備えていることを特徴としている。
In order to solve the above problems, a method for manufacturing a multilayer wiring board of the present invention includes:
A multilayer having a structure in which a thermoplastic resin layer having a via-hole conductor disposed in a via-hole for a via hole and a patterned conductor layer are laminated, and the predetermined conductor layer is interlayer-connected through the via-hole conductor A method for manufacturing a wiring board, comprising:
A first base material layer is provided in which a patterned conductor layer is disposed on a surface of a thermoplastic resin layer in which a through hole for a via hole is formed so that a part thereof covers the through hole for a via hole. Process,
A second step of forming a coating metal layer on the back surface of the conductor layer and the inner bottom surface of the through hole for the via hole;
A third step of filling the through hole for via hole with a conductive paste having a conductive component of metal particles having a melting point higher than that of the metal material constituting the coating metal layer;
When the base material layer in which the conductive paste is filled in the via hole for the via hole in the third step is viewed as (a) the conductor layers to be connected to each other in the base material layers adjacent to each other. In such an embodiment, the covering metal layer disposed on the conductor layer of one base material layer is opposed to and in contact with the conductive paste filled in the through hole for the via hole of the other base material layer. And (b) higher than the melting point of the metal material constituting the coated metal layer formed in the second step, and higher than the melting point of the metal particles in the conductive paste filled in the via hole through hole. Laminating and pressing under low temperature conditions to form a diffusion layer between the metal particles in the conductive paste and the coating metal layer, and between the coating metal layer and the conductor layer, the diffusion Said conductive paste through a layer And a fourth step of electrically connecting the coated metal layer and the coated metal layer to the conductor layer.

また、本発明においては、前記導電性ペースト中の前記金属粒子と前記被覆金属層との間および前記被覆金属層と前記導体層との間の前記拡散層を、液相拡散により形成させることが好ましい。   Further, in the present invention, the diffusion layers between the metal particles in the conductive paste and the coated metal layer and between the coated metal layer and the conductor layer may be formed by liquid phase diffusion. preferable.

また、本発明においては、前記第二の工程において、前記被覆金属層を前記導体層の、前記熱可塑性樹脂層との接合面以外の露出面全体に形成することが好ましい。   Moreover, in this invention, it is preferable in the said 2nd process that the said coating metal layer is formed in the whole exposed surface other than the joint surface with the said thermoplastic resin layer of the said conductor layer.

また、本発明の多層配線基板の製造方法においては、前記導電性ペーストがAg粒子を主成分とするものであることが好ましい。   Moreover, in the manufacturing method of the multilayer wiring board of this invention, it is preferable that the said electrically conductive paste is what has Ag particle | grains as a main component.

本発明の多層配線基板の製造方法は、導体層の表面およびビアホール用貫通孔の内側底面となる裏面に、ビアホール用貫通孔に充填される導電性ペーストを構成する金属粒子(層間接続用の導体であるビアホール導体)よりも融点の低い被覆金属層を形成し、熱可塑性樹脂層に形成されたビアホール用貫通孔に導電性ペーストを充填することにより得られる基材層を、一方の基材層の導体層上の被覆金属層が、隣接する他方の基材層のビアホール用貫通孔に充填された導電性ペーストと対向、接触するような態様で、かつ、被覆金属層を構成する金属材料の融点よりも高く、ビアホール用貫通孔に充填された導電性ペースト中の金属粒子の融点よりも低い温度条件下に積層して、導電性ペースト中の金属粒子と被覆金属層との間および被覆金属層と導体層との間に拡散層を形成し、この拡散層を介して導電性ペースト中の金属粒子と被覆金属層および被覆金属層と導体層とを電気的に接続させるようにしているので、導電性ペースト中の金属粒子と被覆金属層との間および被覆金属層と導体層との間を、拡散層を介して電気的に確実に接続させることが可能になる。   The method for producing a multilayer wiring board according to the present invention comprises metal particles (conductor for interlayer connection) constituting conductive paste filled in via holes for via holes on the surface of the conductor layer and the back surface serving as the inner bottom surface of the via holes. The base layer obtained by forming a coating metal layer having a melting point lower than that of the via hole conductor and filling the through hole for via hole formed in the thermoplastic resin layer with a conductive paste is used as one base layer. Of the metal material constituting the coating metal layer in such a manner that the coating metal layer on the conductor layer faces and contacts the conductive paste filled in the through hole for via hole of the other adjacent base material layer. It is laminated under a temperature condition higher than the melting point and lower than the melting point of the metal particles in the conductive paste filled in the through-hole for via holes, and between the metal particles in the conductive paste and the coated metal layer and the coated gold Since a diffusion layer is formed between the conductive layer and the conductive layer, the metal particles in the conductive paste and the coated metal layer, and the coated metal layer and the conductive layer are electrically connected through the diffusion layer. In addition, the metal particles in the conductive paste and the covering metal layer, and the covering metal layer and the conductor layer can be electrically and reliably connected via the diffusion layer.

また、上述のように、積層、圧着の工程を、被覆金属層を構成する金属材料の融点よりも高い温度で実施するようにしているので、導電性ペースト中の金属粒子と被覆金属層との間および被覆金属層と導体層との間に、液相拡散による拡散層を形成することが可能になり、高い接続信頼性を得ることができる。   In addition, as described above, since the steps of laminating and pressing are performed at a temperature higher than the melting point of the metal material constituting the coated metal layer, the metal particles in the conductive paste and the coated metal layer It is possible to form a diffusion layer by liquid phase diffusion between the cover metal layer and the conductor layer, and high connection reliability can be obtained.

すなわち、本発明においては、導電性ペースト中の金属粒子と被覆金属層との間および被覆金属層と導体層との間の拡散を液相拡散とすることが可能になるため、従来のように、固相拡散による場合に比べて、接触面積を大きく確保し、熱可塑性樹脂層に伸縮が生じた場合にも、接続部分である拡散層が破壊されにくい、信頼性の高い多層配線基板を実現することが可能になる。   That is, in the present invention, the diffusion between the metal particles in the conductive paste and the coated metal layer and between the coated metal layer and the conductor layer can be liquid phase diffusion. Compared to the case of solid phase diffusion, a large contact area is ensured, and even when the thermoplastic resin layer expands or contracts, the diffusion layer that is the connection part is hard to break, realizing a highly reliable multilayer wiring board It becomes possible to do.

また、液相拡散の場合、固相拡散の場合に比べて、拡散速度が早く、生産性を向上させることができる。
また、積層、圧着の工程で十分に拡散を進行させることが可能になることから、製品段階での使用時に高温にさらされた場合にも、拡散がさらに進行することを抑制、防止して、接続部が脆くなるようなことのない、信頼性の高い多層配線基板を提供することが可能になる。
Further, in the case of liquid phase diffusion, the diffusion rate is faster than in the case of solid phase diffusion, and productivity can be improved.
In addition, since it is possible to sufficiently diffuse in the process of lamination and pressure bonding, even when exposed to high temperatures during use in the product stage, to suppress and prevent further diffusion, It is possible to provide a highly reliable multilayer wiring board in which the connecting portion does not become brittle.

また、被覆金属層を導体層の露出面全体に形成することにより、導体層の表面に酸化防止用のめっき膜を形成したのと同じ状態となり、導体層の表面が酸化されることを抑制、防止して、接続信頼性を向上させることができる。また、導体層が酸化されることを防止するために、別途めっき工程を設けることが不要になり、生産性を向上させることができる。   In addition, by forming the covering metal layer on the entire exposed surface of the conductor layer, it becomes the same state as the formation of the oxidation plating film on the surface of the conductor layer, suppressing the oxidation of the surface of the conductor layer, It is possible to improve connection reliability. In addition, in order to prevent the conductor layer from being oxidized, it is not necessary to provide a separate plating step, and productivity can be improved.

(a)は、本発明の実施例にかかる方法で製造された多層配線基板の構成を模式的に示す図,(b)はその要部を拡大して示す図である。(a) is a figure which shows typically the structure of the multilayer wiring board manufactured by the method concerning the Example of this invention, (b) is the figure which expands and shows the principal part. (a),(b),(c)は、図1の多層配線基板の製造方法を説明する図である。(a), (b), (c) is a figure explaining the manufacturing method of the multilayer wiring board of FIG. (a),(b)は、図1の多層配線基板の製造方法を説明する図であって、図2(c)の工程以降の工程を示す図である。(a), (b) is a figure explaining the manufacturing method of the multilayer wiring board of FIG. 1, Comprising: It is a figure which shows the process after the process of FIG.2 (c). 図1の多層配線基板の製造方法を説明する図であって、図3(b)の工程に続く工程を示す図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the multilayer wiring board of FIG. 1, Comprising: It is a figure which shows the process following the process of FIG.3 (b). (a),(b)は従来の多層配線基板の製造方法を説明する図である。(a), (b) is a figure explaining the manufacturing method of the conventional multilayer wiring board.

以下に本発明の実施例を示して、本発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。   Examples of the present invention will be described below to describe the features of the present invention in more detail.

図1は本発明の一実施例にかかる方法で製造された多層配線基板の構成を模式的に示すであり、(a)は正面断面図、(b)は要部を拡大して示す要部拡大断面図である。 1A and 1B schematically show the structure of a multilayer wiring board manufactured by a method according to an embodiment of the present invention, where FIG. 1A is a front sectional view and FIG. It is an expanded sectional view.

図1(a),(b)に示すように、この多層配線基板10は、基材層を構成する熱可塑性樹脂層1と、熱可塑性樹脂層1の表面に配設された、所定のパターンを有する導体層(導体パターン)2と、熱可塑性樹脂層1に配設されたビアホール用貫通孔3内に充填、配設され、導体層2を層間接続させるビアホール導体4とを備えている。   As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), this multilayer wiring board 10 includes a thermoplastic resin layer 1 constituting a base material layer and a predetermined pattern disposed on the surface of the thermoplastic resin layer 1. And a via-hole conductor 4 filled and disposed in the via-hole through-hole 3 disposed in the thermoplastic resin layer 1 and connecting the conductor layer 2 to each other.

また、導体層2とビアホール導体4とが対向、当接する接続部には、被覆金属層5が介在し、前記ビアホール導体4と被覆金属層5との間および被覆金属層5と導体層2との間には拡散層6が形成されている。   In addition, a covering metal layer 5 is interposed in a connecting portion where the conductor layer 2 and the via hole conductor 4 face each other and contact each other, and between the via hole conductor 4 and the covering metal layer 5 and between the covering metal layer 5 and the conductor layer 2. A diffusion layer 6 is formed between them.

また、この多層配線基板10において、熱可塑性樹脂層1は、液晶ポリマー(LCP)や、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などの、融点が250℃以上の熱可塑性樹脂から形成されている。   In the multilayer wiring board 10, the thermoplastic resin layer 1 is formed of a thermoplastic resin having a melting point of 250 ° C. or higher, such as liquid crystal polymer (LCP) or polyether ether ketone (PEEK).

また、導体層2は、熱可塑性樹脂層1の表面に形成された銅箔をエッチングしてパターン化することにより形成されている。   The conductor layer 2 is formed by etching and patterning a copper foil formed on the surface of the thermoplastic resin layer 1.

また、ビアホール導体4は、Agを主成分とする導電性ペーストをビアホール用貫通孔3に充填して焼き付けることにより形成されている。
さらに、被覆金属層5は、Snめっき膜から形成されている。
The via-hole conductor 4 is formed by filling and baking the via-hole through hole 3 with a conductive paste containing Ag as a main component.
Furthermore, the covering metal layer 5 is formed of a Sn plating film.

したがって、この多層配線基板10においては、Agからなるビアホール導体4の融点(962℃)が、Snからなる被覆金属層5の融点(232℃)よりも高くなっている。
なお、導体層(導体パターン)2を構成するCuの融点は1083℃である。
Therefore, in this multilayer wiring board 10, the melting point (962 ° C.) of the via-hole conductor 4 made of Ag is higher than the melting point (232 ° C.) of the coated metal layer 5 made of Sn.
The melting point of Cu constituting the conductor layer (conductor pattern) 2 is 1083 ° C.

そして、この多層配線基板10は、後述するように、被覆金属層5を構成する金属材料の融点よりも高く、ビアホール用貫通孔3に充填された導電性ペースト中の金属粒子(Ag粒子)の融点よりも低い温度条件下に積層、圧着する工程を経て製造されており、積層、圧着の工程で、被覆金属層5を構成するSnが溶融し、導電性ペーストが固化し一体となって導通するビアホール導体4と被覆金属層5との間および被覆金属層5と導体層2との間に形成された拡散層6は液相拡散により形成されている。 As will be described later, the multilayer wiring board 10 has a melting point higher than the melting point of the metal material constituting the coated metal layer 5 and is made of metal particles (Ag particles) in the conductive paste filled in the through holes 3 for via holes. Manufactured through a process of laminating and pressing under a temperature condition lower than the melting point. In the process of laminating and pressing, Sn constituting the coated metal layer 5 is melted, and the conductive paste is solidified and integrated. The diffusion layer 6 formed between the via-hole conductor 4 and the covering metal layer 5 and between the covering metal layer 5 and the conductor layer 2 is formed by liquid phase diffusion.

したがって、この多層配線基板10においては、ビアホール導体4と被覆金属層5との間および被覆金属層5と導体層2との間の拡散層6が、液相拡散により形成されているため、固相拡散による場合に比べて、拡散層6と、ビアホール導体4および導体層5との接触面積を大きく確保し、熱可塑性樹脂層1に伸縮が生じた場合にも、接続部分である拡散層6が破壊されにくく、信頼性の高い接続を実現することができる。 Therefore, in this multilayer wiring board 10, since the diffusion layer 6 between the via-hole conductor 4 and the coating metal layer 5 and between the coating metal layer 5 and the conductor layer 2 is formed by liquid phase diffusion, it is solid. Compared to the case of phase diffusion, a large contact area between the diffusion layer 6 and the via-hole conductor 4 and the conductor layer 5 is ensured, and even when the thermoplastic resin layer 1 expands or contracts, the diffusion layer 6 which is a connection portion. Is less likely to be destroyed and a highly reliable connection can be realized.

以下、この多層配線基板10の製造方法について説明する。
(1)まず、図2(a)に示すように、液晶ポリマー(LCP)や、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などに代表される250℃以上の融点を持つ熱可塑性樹脂からなる絶縁層(熱可塑性樹脂層)1に、圧延の方法により形成された金属箔(この実施例ではCu箔)2aを貼り付けたシートを用意する。なお、Cu箔2aの、熱可塑性樹脂層1に接合される面(裏面)は粗面化され、熱可塑性樹脂層1との密着力の向上が図られている。
Hereinafter, a method for manufacturing the multilayer wiring board 10 will be described.
(1) First, as shown in FIG. 2 (a), an insulating layer made of a thermoplastic resin having a melting point of 250 ° C. or higher represented by liquid crystal polymer (LCP), polyether ether ketone (PEEK), etc. A sheet in which a metal foil (Cu foil in this embodiment) 2a formed by a rolling method is attached to the plastic resin layer 1 is prepared. In addition, the surface (back surface) joined to the thermoplastic resin layer 1 of Cu foil 2a is roughened, and the adhesive force with the thermoplastic resin layer 1 is improved.

(2)それから、図2(b)に示すように、熱可塑性樹脂層1上の導体層(Cu箔)2aをエッチングして、所望のパターンの導体パターン2を形成する。例えば、導体層2aの表面に、所定のレジストパターンを形成し、エッチング液に浸漬してエッチングを行った後、レジストパターンを除去することにより、図2(b)に示すような所望の導体パターン2を形成することができる。
ただし、予めパターン化したCu箔を張り付けるようにすることも可能である。
(2) Then, as shown in FIG. 2 (b), the conductor layer (Cu foil) 2a on the thermoplastic resin layer 1 is etched to form a conductor pattern 2 having a desired pattern. For example, a predetermined resist pattern is formed on the surface of the conductor layer 2a, immersed in an etching solution and etched, and then the resist pattern is removed to obtain a desired conductor pattern as shown in FIG. 2 can be formed.
However, a pre-patterned Cu foil may be pasted.

(3)次に、図2(c)に示すように、この熱可塑性樹脂層1の所定の位置に、レーザ加工によりビアホール用貫通孔3を形成する。なお、レーザ加工においては、導体パターン(導体層)2が形成されていない方の面からレーザを照射して、導体パターン(導体層)2の裏面に達するようにビアホール用貫通孔3を形成する。これにより、ビアホール用貫通孔3が形成された熱可塑性樹脂層1の表面に、パターン化された導体層(導体パターン)2が、その一部がビアホール用貫通孔3を覆うように配設された構造を有する基材層Aが得られる。   (3) Next, as shown in FIG. 2 (c), via-holes 3 for via holes are formed at predetermined positions of the thermoplastic resin layer 1 by laser processing. In the laser processing, the via hole through-hole 3 is formed so as to reach the back surface of the conductor pattern (conductor layer) 2 by irradiating the laser from the surface where the conductor pattern (conductor layer) 2 is not formed. . Thus, a patterned conductor layer (conductor pattern) 2 is disposed on the surface of the thermoplastic resin layer 1 in which the via hole through hole 3 is formed so that a part of the conductor layer covers the via hole through hole 3. The base material layer A having the above structure is obtained.

なお、図2(c)に示す、基材層Aを形成する手順は、上記(1)〜(3)の手順に限られるものではなく、例えば、熱可塑性樹脂層1にビアホール用貫通孔3を形成した後に、導体層2aのエッチングを行うようにしてもよく、さらに他の手順で形成してもよい。   The procedure for forming the base material layer A shown in FIG. 2 (c) is not limited to the procedures (1) to (3) described above. For example, the via hole 3 for the via hole is formed in the thermoplastic resin layer 1. After forming, the conductor layer 2a may be etched, or may be formed by another procedure.

(4)それから、導体パターン2、ビアホール用貫通孔3を備えた熱可塑性樹脂層1(基材層A)をSnめっき浴に浸漬して、図3(a)に示すように、導体パターン2の露出面の全面(すなわち、導体パターン2の表面12a、端面12bおよびビアホール用貫通孔3の内側底面となる裏面12c)に被覆金属層(Sn層)5を形成する。   (4) Then, the conductor pattern 2 and the thermoplastic resin layer 1 (base material layer A) provided with the through holes 3 for via holes are immersed in a Sn plating bath, and as shown in FIG. A covering metal layer (Sn layer) 5 is formed on the entire exposed surface (that is, the surface 12a, the end surface 12b of the conductor pattern 2 and the back surface 12c serving as the inner bottom surface of the through hole 3 for via holes).

(5)次に、図3(b)に示すように、各熱可塑性樹脂層1(基材層A)毎に、ビアホール用貫通孔3にAg粒子を主成分とする導電性ペースト4aを充填する。   (5) Next, as shown in FIG. 3 (b), each thermoplastic resin layer 1 (base material layer A) is filled with a conductive paste 4a mainly composed of Ag particles in the through holes 3 for via holes. To do.

(6)それから、図4に示すように、各熱可塑性樹脂層1(基材層A)を所定の順に積層し、真空プレスにより、熱可塑性樹脂層1が可塑性を示すが溶融はしない温度(例えば250℃〜350℃)で圧着する。なお、図4の最上層は図3(b)に示す構成の熱可塑性樹脂層(基材層)Aであるが、上から2層目および3層目の基材層としては、導体層(導体パターン)2の形状およびビアホール用貫通孔3の配設位置が、最上層のものとは異なる熱可塑性樹脂層(基材層)Aを用いている。   (6) Then, as shown in FIG. 4, each thermoplastic resin layer 1 (base material layer A) is laminated in a predetermined order, and the temperature at which the thermoplastic resin layer 1 exhibits plasticity but does not melt by vacuum pressing ( For example, pressure bonding is performed at 250 ° C. to 350 ° C. The uppermost layer in FIG. 4 is a thermoplastic resin layer (base material layer) A having the structure shown in FIG. 3B, but the second and third base materials from the top are conductor layers ( A thermoplastic resin layer (base material layer) A in which the shape of the conductor pattern) 2 and the arrangement position of the through hole 3 for via holes is different from that of the uppermost layer is used.

この工程で、被覆金属層(Sn層)5が溶融することにより、Agからなるビアホール導体4と被覆金属層(Sn層)5の間、および、Cuからなる導体パターン(導体層)2と被覆金属層(Sn層)5の間に相互拡散が起こり、ビアホール導体4と導体パターン(導体層)2は、拡散層6(および被覆金属層5)を介して強固に接合されるとともに、各熱可塑性樹脂層1間の圧着(接合)も完了し、全体が完全に一体化する。
この工程において、被覆金属層5とビアホール導体4との間、および導体パターン2と被覆金属層5との間で相互拡散が進行し、少なくとも一部において、Sn単独層としての被覆金属層が失われることもある。
In this step, the covering metal layer (Sn layer) 5 is melted, so that the via hole conductor 4 made of Ag and the covering metal layer (Sn layer) 5 and the conductor pattern (conductor layer) 2 made of Cu and the covering are covered. Interdiffusion occurs between the metal layers (Sn layers) 5, and the via-hole conductor 4 and the conductor pattern (conductor layer) 2 are firmly bonded via the diffusion layer 6 (and the covering metal layer 5), and each heat The pressure bonding (bonding) between the plastic resin layers 1 is also completed, and the whole is completely integrated.
In this process, interdiffusion proceeds between the coated metal layer 5 and the via-hole conductor 4 and between the conductor pattern 2 and the coated metal layer 5, and at least part of the coated metal layer as the Sn single layer is lost. Sometimes it is.

これにより、熱膨張の際にもっとも大きな応力がかかる導体パターン(導体層)2とビアホール導体4の界面が、拡散層(溶融拡散層)6を介して接合した、信頼性の高い多層配線基板10(図1)が得られる。   As a result, the highly reliable multilayer wiring board 10 in which the interface between the conductor pattern (conductor layer) 2 and the via-hole conductor 4 to which the greatest stress is applied during thermal expansion is joined via the diffusion layer (melting diffusion layer) 6. (FIG. 1) is obtained.

なお、上記実施例では、被覆金属層5としてSn層を形成したが、Sn層の代わりに、防錆効果があり、熱可塑性樹脂層1を圧着する際の温度よりも融点が低いBi、In、Znなどを用いることも可能である。   In the above embodiment, the Sn layer is formed as the covering metal layer 5, but instead of the Sn layer, there is a rust prevention effect and the melting point is lower than the temperature when the thermoplastic resin layer 1 is pressure-bonded. Zn or the like can also be used.

また、上記実施例では、被覆金属層5をめっき法により形成するようにしているが、被覆金属層5は、スパッタや、CVDなどの薄膜形成方法によって形成することも可能である。   Moreover, in the said Example, although the coating metal layer 5 is formed by the plating method, the coating metal layer 5 can also be formed by thin film formation methods, such as a sputtering and CVD.

また、上記多層配線基板10においては、表面に露出した導体パターン(導体層)2が被覆金属層(Sn層)5により被覆されているため、露出した導体パターン(導体層)2が酸化されることを抑制、防止することができる。したがって、積層後に酸化防止の目的でめっきを施す工程を不要にすることができる。 In the multilayer wiring board 10, the exposed conductor pattern (conductor layer) 2 is covered with the covering metal layer (Sn layer) 5, so that the exposed conductor pattern (conductor layer) 2 is oxidized. This can be suppressed or prevented. Therefore, a step of performing plating for the purpose of preventing oxidation after lamination can be eliminated.

また、熱可塑性樹脂層1(基材層A)の積層、圧着の際に形成される溶融拡散層により、導体パターン(導体層)2とビアホール導体4が速やかに、かつ、確実に接合されるため、従来の固相拡散(拡散が遅い)による拡散層を介して接合を行う場合に比べて生産性を大幅に向上させることができる。   Further, the conductor pattern (conductor layer) 2 and the via-hole conductor 4 are quickly and reliably joined by the melt diffusion layer formed when the thermoplastic resin layer 1 (base material layer A) is laminated and pressed. Therefore, productivity can be greatly improved as compared with the case where bonding is performed via a diffusion layer by conventional solid phase diffusion (slow diffusion).

さらに、接合界面に形成される拡散層6が液相拡散により形成された拡散層であるため、熱可塑性樹脂層1と導体パターン(導体層)2の熱膨張収縮率の差による応力に対して強く、かつ、接続抵抗も低くなることから、信頼性の高い多層配線基板10を提供することができる。   Furthermore, since the diffusion layer 6 formed at the bonding interface is a diffusion layer formed by liquid phase diffusion, the stress due to the difference in thermal expansion / contraction rate between the thermoplastic resin layer 1 and the conductor pattern (conductor layer) 2 is reduced. Since the connection resistance is low and strong, the highly reliable multilayer wiring board 10 can be provided.

本発明は、さらにその他の点においても、上記実施例に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂層を構成する材料の種類、導体層(導体パターン)を構成する材料の種類や導体層の具体的なパターン、熱可塑性樹脂層、導体層の積層数や積層態様などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。   In other respects, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the type of material constituting the thermoplastic resin layer, the type of material constituting the conductor layer (conductor pattern), and the specifics of the conductor layer. Various applications and modifications can be made within the scope of the present invention with respect to the number of laminated patterns and lamination modes of a typical pattern, a thermoplastic resin layer, and a conductor layer.

本発明によれば、熱可塑性樹脂層を介して配設された導体層(導体パターン)がビアホール導体を介して確実に接続され、かつ、その後の接続信頼性の高い多層配線基板を効率良く製造することが可能になる。
したがって、本発明は、多層配線基板及びその製造に関する技術分野に広く適用することが可能である。
According to the present invention, a conductor layer (conductor pattern) disposed via a thermoplastic resin layer is securely connected via a via-hole conductor, and a subsequent multilayer wiring board with high connection reliability is efficiently manufactured. It becomes possible to do.
Therefore, the present invention can be widely applied to a technical field related to a multilayer wiring board and its manufacture.

1 熱可塑性樹脂層
2 導体パターン(導体層)
2a パターニング前の導体層
3 ビアホール用貫通孔
4 ビアホール導体(Ag)
4a 導電性ペースト
5 被覆金属層(Sn層)
6 拡散層
10 多層配線基板
12a 導体パターンの表面
12b 導体パターンの端面
12c 導体パターンの裏面
A 基材層
1 Thermoplastic resin layer 2 Conductor pattern (conductor layer)
2a Conductor layer before patterning 3 Via hole for via hole 4 Via hole conductor (Ag)
4a Conductive paste 5 Coated metal layer (Sn layer)
6 diffusion layer 10 multilayer wiring board 12a surface of conductor pattern 12b end surface of conductor pattern 12c back surface of conductor pattern A base material layer

Claims (4)

ビアホール用貫通孔に配設されたビアホール導体を有する熱可塑性樹脂層と、パターン化された導体層とが積層され、所定の前記導体層が前記ビアホール導体を介して層間接続された構造を有する多層配線基板の製造方法であって、
ビアホール用貫通孔が形成された熱可塑性樹脂層の表面に、パターン化された導体層が、その一部が前記ビアホール用貫通孔を覆うように配設された基材層を用意する第一の工程と、
前記導体層の表面および前記ビアホール用貫通孔の内側底面となる裏面に被覆金属層を形成する第二の工程と、
前記ビアホール用貫通孔に、前記被覆金属層を構成する金属材料よりも融点の高い金属粒子を導電成分とする導電性ペーストを充填する第三の工程と、
前記第三の工程で前記ビアホール用貫通孔に前記導電性ペーストを充填した前記基材層を、(a)互いに隣接する前記基材層において、互いに層間接続させるべき前記導体層について見た場合に、一方の基材層の前記導体層上に配設された前記被覆金属層が、他方の基材層の前記ビアホール用貫通孔に充填された導電性ペーストと対向、接触するような態様で、かつ、(b)前記第2の工程で形成される前記被覆金属層を構成する金属材料の融点よりも高く、前記ビアホール用貫通孔に充填された前記導電性ペースト中の前記金属粒子の融点よりも低い温度条件下に積層,圧着して、前記導電性ペースト中の前記金属粒子と前記被覆金属層との間および前記被覆金属層と前記導体層との間に拡散層を形成し、前記拡散層を介して前記導電性ペースト中の前記金属粒子と前記被覆金属層および前記被覆金属層と前記導体層とを電気的に接続させる第4の工程と
を備えていることを特徴とする多層配線基板の製造方法。
A multilayer having a structure in which a thermoplastic resin layer having a via-hole conductor disposed in a via-hole for a via hole and a patterned conductor layer are laminated, and the predetermined conductor layer is interlayer-connected through the via-hole conductor A method for manufacturing a wiring board, comprising:
A first base material layer is provided in which a patterned conductor layer is disposed on a surface of a thermoplastic resin layer in which a through hole for a via hole is formed so that a part thereof covers the through hole for a via hole. Process,
A second step of forming a coating metal layer on the back surface of the conductor layer and the inner bottom surface of the through hole for the via hole;
A third step of filling the through hole for via hole with a conductive paste having a conductive component of metal particles having a melting point higher than that of the metal material constituting the coating metal layer;
When the base material layer in which the conductive paste is filled in the via hole for the via hole in the third step is viewed as (a) the conductor layers to be connected to each other in the base material layers adjacent to each other. In such an embodiment, the covering metal layer disposed on the conductor layer of one base material layer is opposed to and in contact with the conductive paste filled in the through hole for the via hole of the other base material layer. And (b) higher than the melting point of the metal material constituting the coated metal layer formed in the second step, and higher than the melting point of the metal particles in the conductive paste filled in the via hole through hole. Laminating and pressing under low temperature conditions to form a diffusion layer between the metal particles in the conductive paste and the coating metal layer, and between the coating metal layer and the conductor layer, the diffusion Said conductive paste through a layer And a fourth step of electrically connecting the coated metal layer and the coated metal layer to the conductor layer. A method for producing a multilayer wiring board, comprising:
前記導電性ペースト中の前記金属粒子と前記被覆金属層との間および前記被覆金属層と前記導体層との間の前記拡散層を、液相拡散により形成させることを特徴とする請求項1記載の多層配線基板の製造方法。   2. The diffusion layer between the metal particles and the coated metal layer in the conductive paste and between the coated metal layer and the conductor layer is formed by liquid phase diffusion. Manufacturing method of multilayer wiring board. 前記第二の工程において、前記被覆金属層を前記導体層の、前記熱可塑性樹脂層との接合面以外の露出面全体に形成することを特徴とする請求項1または2記載の多層配線基板の製造方法。   3. The multilayer wiring board according to claim 1, wherein, in the second step, the covering metal layer is formed on the entire exposed surface of the conductor layer other than the bonding surface with the thermoplastic resin layer. Production method. 前記導電性ペーストがAg粒子を主成分とするものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の多層配線基板の製造方法。   The method for manufacturing a multilayer wiring board according to claim 1, wherein the conductive paste is mainly composed of Ag particles.
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