JPH11204939A - 多層回路基板及びその製造方法 - Google Patents
多層回路基板及びその製造方法Info
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- JPH11204939A JPH11204939A JP10002195A JP219598A JPH11204939A JP H11204939 A JPH11204939 A JP H11204939A JP 10002195 A JP10002195 A JP 10002195A JP 219598 A JP219598 A JP 219598A JP H11204939 A JPH11204939 A JP H11204939A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】フィルム回路を複数枚重ねて層間の接着とビア
の電気的な接続を同時に行う場合、接着温度における接
着剤の粘度が高いと電気接続を行いたい電極間から樹脂
を完全に排除できないために電極間の確実な接続ができ
ない場合があった。一方、接着樹脂の流動性を高めるた
めに接着温度を高くすると積層基板が熱応力で反る等の
問題が生じた。 【解決手段】層間接着に用いる接着剤の粘度が１００〜
３００℃の接着温度で１０００ポアズから１０ポアズ程
度まで低下することを利用して接続電極間の機械的接触
を容易にし、電極間の接続反応が確実に行なえるように
すると共に、加熱時間の経過と共に接着樹脂が硬化して
接続部が確実に保持されることを利用した積層工程を用
いる。
の電気的な接続を同時に行う場合、接着温度における接
着剤の粘度が高いと電気接続を行いたい電極間から樹脂
を完全に排除できないために電極間の確実な接続ができ
ない場合があった。一方、接着樹脂の流動性を高めるた
めに接着温度を高くすると積層基板が熱応力で反る等の
問題が生じた。 【解決手段】層間接着に用いる接着剤の粘度が１００〜
３００℃の接着温度で１０００ポアズから１０ポアズ程
度まで低下することを利用して接続電極間の機械的接触
を容易にし、電極間の接続反応が確実に行なえるように
すると共に、加熱時間の経過と共に接着樹脂が硬化して
接続部が確実に保持されることを利用した積層工程を用
いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多層回路基板及び
その製造方法に係り、特にフィルム回路を複数枚重ねて
層間の接着とビアの電気的な接続とを同時に行うのに好
適な多層回路基板及びその製造方法に関する。
その製造方法に係り、特にフィルム回路を複数枚重ねて
層間の接着とビアの電気的な接続とを同時に行うのに好
適な多層回路基板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の回路基板はプリント配線基板と呼
ばれ、ガラス繊維の織布にエポキシ樹脂を含浸させた積
層板からなるガラスエポキシ板に貼付られた銅箔をパタ
ーンニング後、複数枚重ねて積層接着し、しかる後にド
リルで貫通穴を明けて、この穴の壁面に銅めっきを行っ
てビアを形成し層間の電気接続を行った配線基板の使用
が主流であった。
ばれ、ガラス繊維の織布にエポキシ樹脂を含浸させた積
層板からなるガラスエポキシ板に貼付られた銅箔をパタ
ーンニング後、複数枚重ねて積層接着し、しかる後にド
リルで貫通穴を明けて、この穴の壁面に銅めっきを行っ
てビアを形成し層間の電気接続を行った配線基板の使用
が主流であった。
【０００３】しかし、搭載部品の小型化、高密度化が進
み、上記のプリント配線基板では配線密度が不足して部
品の搭載に問題が生じるようになっている。この問題を
解決するために、例えば特開平６ー２８３８６６号公報
では、銅貼りポリイミドフィルムを用いた多層回路基板
の製造方法が述べられている。この製造方法は、銅貼り
ポリイミドフィルムのポリイミド側の一部に厚さ方向の
貫通孔を設け、この貫通孔を埋める形でバンプ状金属を
形成する。一方、銅箔側には所望の配線パターンを形成
することにより、一層分の配線層を完成している。
み、上記のプリント配線基板では配線密度が不足して部
品の搭載に問題が生じるようになっている。この問題を
解決するために、例えば特開平６ー２８３８６６号公報
では、銅貼りポリイミドフィルムを用いた多層回路基板
の製造方法が述べられている。この製造方法は、銅貼り
ポリイミドフィルムのポリイミド側の一部に厚さ方向の
貫通孔を設け、この貫通孔を埋める形でバンプ状金属を
形成する。一方、銅箔側には所望の配線パターンを形成
することにより、一層分の配線層を完成している。
【０００４】この配線層を熱可塑性のポリイミド層を介
して複数枚積層し、熱可塑性ポリイミド樹脂のガラス転
移温度より３０〜１５０℃高い温度で熱圧着することに
より各配線層間を電気的に接続して多層配線基板を得て
いる。
して複数枚積層し、熱可塑性ポリイミド樹脂のガラス転
移温度より３０〜１５０℃高い温度で熱圧着することに
より各配線層間を電気的に接続して多層配線基板を得て
いる。
【０００５】この発明中にはバンプ状金属の接続方法に
関しての詳細な説明はないが、熱圧着時にバンプ状金属
と銅箔金属の熱拡散による金属接合利用しているものと
思われる。この方法を用いることにより配線層の積層と
層間の電気的な接続が同時に可能な多層配線基板を得る
ことができる。しかし、この方法により熱可塑性ポリイ
ミド樹脂のガラス転移温度より１００℃程度高い温度で
熱圧着すると層間の接着には問題ないが、バンプ状金属
と銅箔金属の接合には樹脂の粘度が十分に低下しないた
めに接合金属の間に挟まれた樹脂が完全に排除できず、
バンプ状金属と銅箔金属の接合ができない問題が生じ
た。
関しての詳細な説明はないが、熱圧着時にバンプ状金属
と銅箔金属の熱拡散による金属接合利用しているものと
思われる。この方法を用いることにより配線層の積層と
層間の電気的な接続が同時に可能な多層配線基板を得る
ことができる。しかし、この方法により熱可塑性ポリイ
ミド樹脂のガラス転移温度より１００℃程度高い温度で
熱圧着すると層間の接着には問題ないが、バンプ状金属
と銅箔金属の接合には樹脂の粘度が十分に低下しないた
めに接合金属の間に挟まれた樹脂が完全に排除できず、
バンプ状金属と銅箔金属の接合ができない問題が生じ
た。
【０００６】一方、１００℃より高い温度で熱圧着する
と、場合によっては接合が可能な場合もあるが、使用し
た熱可塑性ポリイミド樹脂のガラス転移温度は２１０℃
であるために、熱圧着温度は３１０℃となる。このよう
な高温になると銅箔とポリイミド樹脂の熱膨張差により
基板が反る等の問題が生じた。この問題を解消するため
に先に述べた発明例ではポリイミド樹脂の熱膨張係数と
厚みに特別な制限を設けているが、基板設計の自由度を
大幅に制限するため不都合な場合が多い。
と、場合によっては接合が可能な場合もあるが、使用し
た熱可塑性ポリイミド樹脂のガラス転移温度は２１０℃
であるために、熱圧着温度は３１０℃となる。このよう
な高温になると銅箔とポリイミド樹脂の熱膨張差により
基板が反る等の問題が生じた。この問題を解消するため
に先に述べた発明例ではポリイミド樹脂の熱膨張係数と
厚みに特別な制限を設けているが、基板設計の自由度を
大幅に制限するため不都合な場合が多い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来技
術では銅貼りポリイミドフィルムを用いた多層回路基板
の製造方法に、層間の接着剤としてガラス転移温度が高
い熱可塑性ポリイミド樹脂が用いられている。この樹脂
は３００℃に加熱しても粘度が１００００ポアズ程度に
しか低下せず、接着温度が低い場合は樹脂の流動性が悪
くて、積層された各層間の電極同士を接続する際に、電
極間の樹脂を完全に排除して金属接合を達成することは
困難であった。
術では銅貼りポリイミドフィルムを用いた多層回路基板
の製造方法に、層間の接着剤としてガラス転移温度が高
い熱可塑性ポリイミド樹脂が用いられている。この樹脂
は３００℃に加熱しても粘度が１００００ポアズ程度に
しか低下せず、接着温度が低い場合は樹脂の流動性が悪
くて、積層された各層間の電極同士を接続する際に、電
極間の樹脂を完全に排除して金属接合を達成することは
困難であった。
【０００８】一方、接着温度を３００℃以上にすると樹
脂の流動性は改善されるので金属接合が取れる条件もあ
るが、銅箔とポリイミド樹脂の熱膨張差が大きくなるた
めに冷却後に基板が反る等の問題が生じる。
脂の流動性は改善されるので金属接合が取れる条件もあ
るが、銅箔とポリイミド樹脂の熱膨張差が大きくなるた
めに冷却後に基板が反る等の問題が生じる。
【０００９】したがって、本発明の目的は上記した従来
技術の問題点である基板のそりを無くし、層間のビア接
続を確実に行うことのできる改良された多層回路基板と
その製造方法とを提供することにある。
技術の問題点である基板のそりを無くし、層間のビア接
続を確実に行うことのできる改良された多層回路基板と
その製造方法とを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明では上記した従来
技術の問題点を解決するために、室温では固体で、１０
０℃以上、３００℃以下に加熱すると粘度が１０００ポ
アズから１０ポアズ前後まで低下する、硬化前の熱硬化
性接着剤、例えばエポキシ樹脂を層間接着剤として用い
ることにより実現可能となる。周知のように熱硬化性樹
脂は一般に加熱温度を上昇するにつれ粘度は低下する
が、特定の温度域を通過した後は温度上昇に伴い重合反
応が進み急激に粘度が高くなり硬化する。
技術の問題点を解決するために、室温では固体で、１０
０℃以上、３００℃以下に加熱すると粘度が１０００ポ
アズから１０ポアズ前後まで低下する、硬化前の熱硬化
性接着剤、例えばエポキシ樹脂を層間接着剤として用い
ることにより実現可能となる。周知のように熱硬化性樹
脂は一般に加熱温度を上昇するにつれ粘度は低下する
が、特定の温度域を通過した後は温度上昇に伴い重合反
応が進み急激に粘度が高くなり硬化する。
【００１１】したがって、積層体層間の電極同士を確実
に接続するためには、積層体を熱圧着する際に、電極間
に樹脂が残らない条件で行うことであり、１００℃以
上、３００℃以下の温度域での粘度が１０００ポアズ以
下であり、好ましくは１００ポアズ以下、特に好ましく
は１０ポアズ以下である。
に接続するためには、積層体を熱圧着する際に、電極間
に樹脂が残らない条件で行うことであり、１００℃以
上、３００℃以下の温度域での粘度が１０００ポアズ以
下であり、好ましくは１００ポアズ以下、特に好ましく
は１０ポアズ以下である。
【００１２】このような特性が得られ、接着性と耐熱性
に優れる熱硬化性樹脂としては、例えばビスフェノール
Ａ型エポキシ樹脂、もしくはクレゾールノボラックエポ
キシ樹脂で分子量が８００前後（縮合度ｎが１〜４の混
合物）のエポキシ系樹脂が望ましく、硬化剤としては例
えばフェノールノボラック樹脂を用いるのが良い。
に優れる熱硬化性樹脂としては、例えばビスフェノール
Ａ型エポキシ樹脂、もしくはクレゾールノボラックエポ
キシ樹脂で分子量が８００前後（縮合度ｎが１〜４の混
合物）のエポキシ系樹脂が望ましく、硬化剤としては例
えばフェノールノボラック樹脂を用いるのが良い。
【００１３】以下、上記の特徴を有する接着剤を利用し
てフィルム回路を複数枚積層した多層回路基板の製造方
法に関して述べる。フィルム回路としては絶縁層を挟ん
で少なくとも片面に配線パターンを有すると共に、絶縁
層の表裏面を貫通して導電性のビアホールを有し、その
ビアホールと電気的に接続された表裏面の任意の場所に
接続用電極を設けたものを用いる。
てフィルム回路を複数枚積層した多層回路基板の製造方
法に関して述べる。フィルム回路としては絶縁層を挟ん
で少なくとも片面に配線パターンを有すると共に、絶縁
層の表裏面を貫通して導電性のビアホールを有し、その
ビアホールと電気的に接続された表裏面の任意の場所に
接続用電極を設けたものを用いる。
【００１４】接続用電極としては１５０℃以上、３００
℃以下で電気的な接続が可能な材料が表面に供給されて
いることが必要である。具体的には導電性接着剤、Ｓｎ
−Ｐｂはんだ等Ｓｎを主成分とする合金を用いて３００
℃以下の温度で電気的な接続を行う方法がある。
℃以下で電気的な接続が可能な材料が表面に供給されて
いることが必要である。具体的には導電性接着剤、Ｓｎ
−Ｐｂはんだ等Ｓｎを主成分とする合金を用いて３００
℃以下の温度で電気的な接続を行う方法がある。
【００１５】また、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ等の貴金属を一方
の電極表面に用い、もう一方の電極にはＳｎ等３００℃
以下の低融点金属を用い、両電極を接触させて低融点金
属の融点以上に加熱することにより電気的な接続を行う
方法もある。これらの接続方法は既知のものも含まれて
おり、基板の製造方法や使用目的に適した方法を選択す
れば良い。
の電極表面に用い、もう一方の電極にはＳｎ等３００℃
以下の低融点金属を用い、両電極を接触させて低融点金
属の融点以上に加熱することにより電気的な接続を行う
方法もある。これらの接続方法は既知のものも含まれて
おり、基板の製造方法や使用目的に適した方法を選択す
れば良い。
【００１６】以上で述べた特徴を有するフィルム回路の
少なくとも片面に上述した接着剤を塗布し、このフィル
ム回路を複数枚重ねて１５０℃以上、３００℃以下の温
度で、少なくとも１０ｋｇ／ｃｍ2以上、好ましくは２
０〜３００ｋｇ／ｃｍ2の圧力を印加して熱圧着する。
少なくとも片面に上述した接着剤を塗布し、このフィル
ム回路を複数枚重ねて１５０℃以上、３００℃以下の温
度で、少なくとも１０ｋｇ／ｃｍ2以上、好ましくは２
０〜３００ｋｇ／ｃｍ2の圧力を印加して熱圧着する。
【００１７】これにより接続すべき相互の電極間に挟ま
れた樹脂の粘度が熱圧着時には１００００ポアズから１
０ポアズ前後と大幅に低下し、接続用電極間の樹脂が完
全に排除できるために、信頼性の高い電気接続が達成で
きる。
れた樹脂の粘度が熱圧着時には１００００ポアズから１
０ポアズ前後と大幅に低下し、接続用電極間の樹脂が完
全に排除できるために、信頼性の高い電気接続が達成で
きる。
【００１８】ここで、上記本発明の目的を達成すること
のできる多層回路基板及びその製造方法の特徴点を以下
に総括して説明する。
のできる多層回路基板及びその製造方法の特徴点を以下
に総括して説明する。
【００１９】先ず、本発明の多層回路基板の特徴とする
ところは、絶縁シートの少なくとも片面に配線パターン
を有し、絶縁シートの表裏面を貫通して導電性のビアホ
ールを有し、そのビアホールと電気的に接続された表裏
面の任意の場所に接続用電極を設けた回路基板どうしを
絶縁層を介して複数枚積層した構造の多層回路基板であ
って、前記複数の互いに隣接する回路基板どうしを結合
する絶縁層を、１００〜３００℃の温度に加熱すると粘
度が１０００ポアズ以下に低下し、前記温度域に１０分
放置すると少なくとも７０〜８０％が硬化する熱硬化性
接着剤の硬化層で構成した点にある。
ところは、絶縁シートの少なくとも片面に配線パターン
を有し、絶縁シートの表裏面を貫通して導電性のビアホ
ールを有し、そのビアホールと電気的に接続された表裏
面の任意の場所に接続用電極を設けた回路基板どうしを
絶縁層を介して複数枚積層した構造の多層回路基板であ
って、前記複数の互いに隣接する回路基板どうしを結合
する絶縁層を、１００〜３００℃の温度に加熱すると粘
度が１０００ポアズ以下に低下し、前記温度域に１０分
放置すると少なくとも７０〜８０％が硬化する熱硬化性
接着剤の硬化層で構成した点にある。
【００２０】また、多層回路基板の製造方法の特徴とす
るところは、絶縁シートの一方の面に配線パターンを
形成する工程と、前記絶縁シートの他方の面から前記配
線パターン面に達するブラインドビアを形成する工程と
を含む回路基板の製造工程と、前記ブラインドビアを
導体層で埋め込むビアホールの形成工程と、前記ビア
ホールの形成された回路基板上に他の配線パターンの形
成された回路基板を積み重ね前記ビアホールと前記他の
配線パターンとが電気的に接続するように位置決めして
積層体を形成する工程と、この積層体を熱圧着する工
程とを有して成る多層回路基板の製造方法であって、前
記の積層体を形成する工程においては、積層すべき回
路基板の少なくとも一方の接合面に、１００〜３００℃
の温度に加熱すると粘度が１０００ポアズ以下に低下し
て流動し、前記温度域に１０分放置すると少なくとも７
０〜８０％が硬化する層間接着剤を塗布する工程を付加
すると共に、これら回路基板を複数枚重ねて積層体を形
成する工程とし、熱圧着する工程においては１００〜３
００℃の温度域に昇温した後、１分以内に加圧し、回路
基板間の接着と電気的な接続とを同一工程にて行う構成
とした点にある。
るところは、絶縁シートの一方の面に配線パターンを
形成する工程と、前記絶縁シートの他方の面から前記配
線パターン面に達するブラインドビアを形成する工程と
を含む回路基板の製造工程と、前記ブラインドビアを
導体層で埋め込むビアホールの形成工程と、前記ビア
ホールの形成された回路基板上に他の配線パターンの形
成された回路基板を積み重ね前記ビアホールと前記他の
配線パターンとが電気的に接続するように位置決めして
積層体を形成する工程と、この積層体を熱圧着する工
程とを有して成る多層回路基板の製造方法であって、前
記の積層体を形成する工程においては、積層すべき回
路基板の少なくとも一方の接合面に、１００〜３００℃
の温度に加熱すると粘度が１０００ポアズ以下に低下し
て流動し、前記温度域に１０分放置すると少なくとも７
０〜８０％が硬化する層間接着剤を塗布する工程を付加
すると共に、これら回路基板を複数枚重ねて積層体を形
成する工程とし、熱圧着する工程においては１００〜３
００℃の温度域に昇温した後、１分以内に加圧し、回路
基板間の接着と電気的な接続とを同一工程にて行う構成
とした点にある。
【００２１】上記の通り、積層体を熱圧着する工程にお
いて、層間接着剤を１００〜３００℃の温度域に昇温し
た後、１分以内に加圧することを条件としているが、こ
の加圧するタイミングは重要であり、この硬化前の加圧
のタイミングが遅れると電極間に樹脂が残り導通不良事
故を起こす。
いて、層間接着剤を１００〜３００℃の温度域に昇温し
た後、１分以内に加圧することを条件としているが、こ
の加圧するタイミングは重要であり、この硬化前の加圧
のタイミングが遅れると電極間に樹脂が残り導通不良事
故を起こす。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図面にしたがって本発明の
実施の形態を説明する。図１は第１の実施の形態を示す
ものであり、フィルム回路１層分を得るための各製造工
程と多層の回路基板を得るための積層工程をフィルムの
断面で示したもので、各層間の電気的な接続に金と錫の
合金接続を用いた例である。
実施の形態を説明する。図１は第１の実施の形態を示す
ものであり、フィルム回路１層分を得るための各製造工
程と多層の回路基板を得るための積層工程をフィルムの
断面で示したもので、各層間の電気的な接続に金と錫の
合金接続を用いた例である。
【００２３】図１ａは、絶縁シートとしてポリイミドフ
ィルム１０１上に銅箔１０２が張り合わせられたシート
の断面を示している。ポリイミドフィルム１０１の厚さ
が薄いと加工処理時の取り扱いが難しくなり、厚いとビ
ア穴形成と金属導体をビア中へ充填することが困難とな
るため２０〜５０μｍ程度の厚さが適している。
ィルム１０１上に銅箔１０２が張り合わせられたシート
の断面を示している。ポリイミドフィルム１０１の厚さ
が薄いと加工処理時の取り扱いが難しくなり、厚いとビ
ア穴形成と金属導体をビア中へ充填することが困難とな
るため２０〜５０μｍ程度の厚さが適している。
【００２４】ここでは厚さ４０μｍのポリイミドフィル
ムを用いた。銅箔１０２の厚さはエッチングで微細パタ
ーンを形成するためには３０μｍ以下で薄い方が好まし
いが、ここでは１８μｍを用いている。なお、図１中で
は便宜的に、銅箔側を表面、ポリイミドフィルム側を裏
面と呼ぶことにする。
ムを用いた。銅箔１０２の厚さはエッチングで微細パタ
ーンを形成するためには３０μｍ以下で薄い方が好まし
いが、ここでは１８μｍを用いている。なお、図１中で
は便宜的に、銅箔側を表面、ポリイミドフィルム側を裏
面と呼ぶことにする。
【００２５】図１ｂは、炭酸ガスのレーザビームを直径
２００μｍに絞って照射し、ポリイミドフィルムを貫通
し、表面の銅箔がストッパとなるブラインドビア１０３
を形成した状態を示している。ビア穴の径が大きいと高
密度配線に適さないのでなるべく小さくする必要がある
が、小さいと穴のアスペクト比が増大し、めっきによる
ビアの充填が困難になるので、アスペクト比は１以下が
望ましい。ここでは、ビア穴の径を２００μｍとし、ア
スペクト比は０．２である。
２００μｍに絞って照射し、ポリイミドフィルムを貫通
し、表面の銅箔がストッパとなるブラインドビア１０３
を形成した状態を示している。ビア穴の径が大きいと高
密度配線に適さないのでなるべく小さくする必要がある
が、小さいと穴のアスペクト比が増大し、めっきによる
ビアの充填が困難になるので、アスペクト比は１以下が
望ましい。ここでは、ビア穴の径を２００μｍとし、ア
スペクト比は０．２である。
【００２６】図１ｃは、表面銅箔１０２を電気めっきの
電極としてビア穴１０３にめっきにより銅を充填して銅
ビア１０４を形成し、更にその表面に電気金めっき１０
５を行った状態を示している。銅めっきは硫酸系めっき
浴を用い、電流密度３Ａ／ｄｍ2の条件で絶縁層の表面
より数μｍの突起状になるように形成した。金めっきは
シアン系めっき浴で電流密度０．５Ａ／ｄｍ2の条件で
０．５μｍの厚さに行った。
電極としてビア穴１０３にめっきにより銅を充填して銅
ビア１０４を形成し、更にその表面に電気金めっき１０
５を行った状態を示している。銅めっきは硫酸系めっき
浴を用い、電流密度３Ａ／ｄｍ2の条件で絶縁層の表面
より数μｍの突起状になるように形成した。金めっきは
シアン系めっき浴で電流密度０．５Ａ／ｄｍ2の条件で
０．５μｍの厚さに行った。
【００２７】図１ｄは、図１ｃの工程完了後に裏面に保
護フィルム１０６を貼り付け、この図では省略してある
が、レジスト塗布、露光、現像を行って所要の部分にレ
ジスト１０７を残した、いわゆる周知のホトレジスト工
程を終了した状態を示している。
護フィルム１０６を貼り付け、この図では省略してある
が、レジスト塗布、露光、現像を行って所要の部分にレ
ジスト１０７を残した、いわゆる周知のホトレジスト工
程を終了した状態を示している。
【００２８】図１ｅは、レジスト１０７をエッチングマ
スクとして塩化鉄溶液で不要部分の銅をエッチング除去
し、しかる後にレジスト１０７を剥離して銅箔パターン
１０８を形成し、更にその後、露出した銅箔パターン１
０８の表面に無電解錫めっき１０９をした状態を示して
いる。無電解めっきは７０℃の液温で３０分行い、約１
μｍの厚さとした。
スクとして塩化鉄溶液で不要部分の銅をエッチング除去
し、しかる後にレジスト１０７を剥離して銅箔パターン
１０８を形成し、更にその後、露出した銅箔パターン１
０８の表面に無電解錫めっき１０９をした状態を示して
いる。無電解めっきは７０℃の液温で３０分行い、約１
μｍの厚さとした。
【００２９】図１ｆは、図１ｅの工程完了後にフィルム
回路表面にエポキシ系接着剤１１０を塗布し、裏面の保
護フィルム１０６を剥離した状態を示している。エポキ
シ系接着剤はロールコータ法で厚さ約３０μｍに塗布し
た。塗布厚さは銅箔１０２の厚さに１０μｍ前後を加え
た厚さが望ましいが、多少厚くても接着時の樹脂の流動
性が良好なために接着面外に樹脂が流出して適切な樹脂
量が層間に残るので、ビアの接合には障害とならない。
回路表面にエポキシ系接着剤１１０を塗布し、裏面の保
護フィルム１０６を剥離した状態を示している。エポキ
シ系接着剤はロールコータ法で厚さ約３０μｍに塗布し
た。塗布厚さは銅箔１０２の厚さに１０μｍ前後を加え
た厚さが望ましいが、多少厚くても接着時の樹脂の流動
性が良好なために接着面外に樹脂が流出して適切な樹脂
量が層間に残るので、ビアの接合には障害とならない。
【００３０】図１ｇは、図１ｆまでの工程で得られたフ
ィルム回路を３枚重ねて熱圧着した後の状態を示してい
る。ただし、図では最上層のフィルム回路には接着剤が
塗布されておらず、最下層のフィルム回路には銅ビアの
形成がされていない。熱圧着は、積層体が温度２５０℃
に達した後、同温度で１分以内に加圧を開始し、圧力１
００ｋｇ／ｃｍ2で時間３０分行った。熱圧着時には、
先ずエポキシ樹脂が溶けて流動し、金めっきビアと錫め
っき銅箔パータンが接触し、金と錫が合金化する。この
合金に更に下地銅が溶け込んで金／錫／銅の三元合金が
形成されて、金属の融点が上昇することにより接合部が
凝固することにより安定な接合が得られる。
ィルム回路を３枚重ねて熱圧着した後の状態を示してい
る。ただし、図では最上層のフィルム回路には接着剤が
塗布されておらず、最下層のフィルム回路には銅ビアの
形成がされていない。熱圧着は、積層体が温度２５０℃
に達した後、同温度で１分以内に加圧を開始し、圧力１
００ｋｇ／ｃｍ2で時間３０分行った。熱圧着時には、
先ずエポキシ樹脂が溶けて流動し、金めっきビアと錫め
っき銅箔パータンが接触し、金と錫が合金化する。この
合金に更に下地銅が溶け込んで金／錫／銅の三元合金が
形成されて、金属の融点が上昇することにより接合部が
凝固することにより安定な接合が得られる。
【００３１】一方、エポキシ樹脂は熱圧着初期には高い
流動性を示すものの時間経過に従って硬化反応が進行す
るので粘度が増加し、最終的には固形化する。
流動性を示すものの時間経過に従って硬化反応が進行す
るので粘度が増加し、最終的には固形化する。
【００３２】ここで用いた樹脂は２５０℃、３０分で圧
力を取り除いても電極間の接続が維持できる程度に硬化
反応が進行しているが、熱圧着後、更に１８０℃で２時
間以上の加熱を行い、硬化反応を完全に行う必要があ
る。
力を取り除いても電極間の接続が維持できる程度に硬化
反応が進行しているが、熱圧着後、更に１８０℃で２時
間以上の加熱を行い、硬化反応を完全に行う必要があ
る。
【００３３】次に図２は、第２の実施の形態を示すもの
であり、フィルム回路１層分を得るための各製造工程と
多層の回路基板を得るための積層工程をフィルムの断面
で示したもので、各層間の接続には導電性接着剤を用い
た例である。
であり、フィルム回路１層分を得るための各製造工程と
多層の回路基板を得るための積層工程をフィルムの断面
で示したもので、各層間の接続には導電性接着剤を用い
た例である。
【００３４】図２ａは、ポリイミドフィルム２０１と銅
箔２０２が張り合わせられた材料の断面を示している。
ポリイミドフィルムの厚さは先の実施例で述べた理由に
より４０μｍを用いた。同様に銅箔の厚さは１８μｍを
用いている。なお、図２中では便宜的に、銅箔側を表
面、ポリイミドフィルム側を裏面と呼ぶことにする。
箔２０２が張り合わせられた材料の断面を示している。
ポリイミドフィルムの厚さは先の実施例で述べた理由に
より４０μｍを用いた。同様に銅箔の厚さは１８μｍを
用いている。なお、図２中では便宜的に、銅箔側を表
面、ポリイミドフィルム側を裏面と呼ぶことにする。
【００３５】図２ｂは、この図では省略してあるが、表
面にレジスト塗布、露光、現像を行って所要の部分にレ
ジスト２０７を残した、いわゆる周知のホトレジスト工
程を終了した状態を示している。
面にレジスト塗布、露光、現像を行って所要の部分にレ
ジスト２０７を残した、いわゆる周知のホトレジスト工
程を終了した状態を示している。
【００３６】図２ｃは、レジスト２０７をエッチングマ
スクとして塩化鉄溶液で不要部分の銅をエッチング除去
し、しかる後にレジスト２０７を剥離して銅箔パターン
２０８を形成し、更にその後、裏面に対し炭酸ガスのレ
ーザビームを直径２００μｍに絞って照射し、ポリイミ
ドフィルムを貫通し、表面の銅箔パターン２０８がスト
ッパとなるブラインドビア穴２０３を形成した状態を示
している。
スクとして塩化鉄溶液で不要部分の銅をエッチング除去
し、しかる後にレジスト２０７を剥離して銅箔パターン
２０８を形成し、更にその後、裏面に対し炭酸ガスのレ
ーザビームを直径２００μｍに絞って照射し、ポリイミ
ドフィルムを貫通し、表面の銅箔パターン２０８がスト
ッパとなるブラインドビア穴２０３を形成した状態を示
している。
【００３７】ビア穴２０３の径が大きいと高密度配線に
適さないのでなるべく小さくする必要があるが、小さい
と穴のアスペクト比が増大し、導電性接着剤によるビア
の充填が困難になるので、アスペクト比は１以下が望ま
しい。ここでのアスペクト比は０．２である（ビア穴の
径は２００μｍ）。
適さないのでなるべく小さくする必要があるが、小さい
と穴のアスペクト比が増大し、導電性接着剤によるビア
の充填が困難になるので、アスペクト比は１以下が望ま
しい。ここでのアスペクト比は０．２である（ビア穴の
径は２００μｍ）。
【００３８】図２ｄは、図２ｃ工程の後にビア穴２０３
に導電性接着剤を印刷で埋め込んで導電性接着剤ビア２
０４を形成した状態を示している。導電性接着剤はエポ
キシ樹脂に１０μｍ前後の銀粒子を混錬したもので、印
刷後１２０℃で１０分間乾燥すると室温では固形状態に
なる。しかし、再び１８０℃以上の温度に加熱すると軟
化して接着性が生じ、この温度１０分以上放置するとエ
ポキシ樹脂の硬化反応が進行して固形化するタイプの導
電性接着剤を用いる。
に導電性接着剤を印刷で埋め込んで導電性接着剤ビア２
０４を形成した状態を示している。導電性接着剤はエポ
キシ樹脂に１０μｍ前後の銀粒子を混錬したもので、印
刷後１２０℃で１０分間乾燥すると室温では固形状態に
なる。しかし、再び１８０℃以上の温度に加熱すると軟
化して接着性が生じ、この温度１０分以上放置するとエ
ポキシ樹脂の硬化反応が進行して固形化するタイプの導
電性接着剤を用いる。
【００３９】図２ｅは、図２ｄの工程完了後にフィルム
回路表面にエポキシ系接着剤２１０を塗布した状態を示
している。エポキシ系接着剤は、ロールコータ法で厚さ
約３０μｍに塗布した。塗布厚さは銅箔１０２の厚さに
１０μｍ前後を加えた厚さが望ましが、多少厚くても接
着時の樹脂の流動性が良好なために接着面外に樹脂が流
出して適切な樹脂量が層間に残るので、ビアの接合に障
害とはならない。
回路表面にエポキシ系接着剤２１０を塗布した状態を示
している。エポキシ系接着剤は、ロールコータ法で厚さ
約３０μｍに塗布した。塗布厚さは銅箔１０２の厚さに
１０μｍ前後を加えた厚さが望ましが、多少厚くても接
着時の樹脂の流動性が良好なために接着面外に樹脂が流
出して適切な樹脂量が層間に残るので、ビアの接合に障
害とはならない。
【００４０】図２ｆは、図２ｅまでの工程で得られたフ
ィルム回路を３枚重ねて熱圧着した後の状態を示してい
る。ただし、図では最上層のフィルム回路には接着剤が
塗布されておらず、最下層のフィルム回路にはビアホー
ルが形成されていない。
ィルム回路を３枚重ねて熱圧着した後の状態を示してい
る。ただし、図では最上層のフィルム回路には接着剤が
塗布されておらず、最下層のフィルム回路にはビアホー
ルが形成されていない。
【００４１】熱圧着は積層体が温度２００℃に達した
後、同温度で１分以内に加圧を開始し、圧力８０ｋｇ／
ｃｍ2で時間１０分で行った。熱圧着時には先ずエポキ
シ樹脂が溶けて流動し、軟化した導電性接着剤が銅箔パ
ターンと接触して電気的な接続が行われる。この時、層
間接着のためのエポキシ樹脂と導電性接着剤との粘度に
は１桁以上（少なくとも１０倍）の差があることが重要
である。導電性接着剤に比べてエポキシ樹脂の粘度が１
桁以上大きいとビアの接続部から絶縁性のエポキシ樹脂
が容易に排除されて導電性接着剤の安定な接続が可能と
なる。
後、同温度で１分以内に加圧を開始し、圧力８０ｋｇ／
ｃｍ2で時間１０分で行った。熱圧着時には先ずエポキ
シ樹脂が溶けて流動し、軟化した導電性接着剤が銅箔パ
ターンと接触して電気的な接続が行われる。この時、層
間接着のためのエポキシ樹脂と導電性接着剤との粘度に
は１桁以上（少なくとも１０倍）の差があることが重要
である。導電性接着剤に比べてエポキシ樹脂の粘度が１
桁以上大きいとビアの接続部から絶縁性のエポキシ樹脂
が容易に排除されて導電性接着剤の安定な接続が可能と
なる。
【００４２】一方、エポキシ樹脂は熱圧着当初高い流動
性を示すものの時間経過に従って硬化反応が進行するの
で粘度が増加し、最終的には固形化する。ここで用いた
樹脂は２００℃、１０分で圧力を取り除くと層間の接着
維持には問題がないが、硬化反応が不十分であるため、
熱圧着後、更に１８０℃で３時間以上の加熱を行い、硬
化反応を完全に行う必要がある。
性を示すものの時間経過に従って硬化反応が進行するの
で粘度が増加し、最終的には固形化する。ここで用いた
樹脂は２００℃、１０分で圧力を取り除くと層間の接着
維持には問題がないが、硬化反応が不十分であるため、
熱圧着後、更に１８０℃で３時間以上の加熱を行い、硬
化反応を完全に行う必要がある。
【００４３】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明により所期
の目的を達成することができた。すなわち、層間接着に
用いる接着剤の粘度が１００〜３００℃の接着温度で１
０００から１０ポアズ程度まで低下するので、積層接着
時に樹脂が流動し易く、このため接続電極間の接着樹脂
を排除して機械的接触を容易にし、電極間の接続反応が
確実に行なえる。
の目的を達成することができた。すなわち、層間接着に
用いる接着剤の粘度が１００〜３００℃の接着温度で１
０００から１０ポアズ程度まで低下するので、積層接着
時に樹脂が流動し易く、このため接続電極間の接着樹脂
を排除して機械的接触を容易にし、電極間の接続反応が
確実に行なえる。
【００４４】また、加熱時間の経過と共に接着樹脂が硬
化して接続部が確実に保持されるため接着圧力を取り除
いた後でも接続部がしっかり固定されており、確実な接
続を保つことができる。
化して接続部が確実に保持されるため接着圧力を取り除
いた後でも接続部がしっかり固定されており、確実な接
続を保つことができる。
【００４５】一方、上記の積層接着工程は３００℃以下
の比較的低温で実施可能なため、接着後にポリイミド樹
脂やエポキシ樹脂と銅箔の熱膨張差から生じる応力によ
り基板が反る等の問題も生じない。
の比較的低温で実施可能なため、接着後にポリイミド樹
脂やエポキシ樹脂と銅箔の熱膨張差から生じる応力によ
り基板が反る等の問題も生じない。
【図１】本発明による第１の実施の形態となる多層回路
基板の製造工程を示した断面図。
基板の製造工程を示した断面図。
【図２】同じく第２の実施の形態となる多層回路基板の
製造工程を示した断面図。
製造工程を示した断面図。
１０１、２０１…ポリイミドフィルム、 １０２、２０２…銅箔、 １０３、２０３…ビア穴、 １０４…銅めっきビア、 １０５…金めっき膜、 １０６…保護フィルム、 １０７、２０７…レジスト、 １０８、２０８…銅箔パターン、 １０９…錫めっき膜、 １１０、２１０…層間接着剤、 ２０４…導電性接着剤ビア。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江口 州志 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 御田 護 茨城県日立市助川町３丁目１番１号 日立 電線株式会社電線工場内
Claims (12)
- 【請求項１】絶縁シートの少なくとも片面に配線パター
ンを有し、絶縁シートの表裏面を貫通して導電性のビア
ホールを有し、そのビアホールと電気的に接続された表
裏面の任意の場所に接続用電極を設けた回路基板どうし
を絶縁層を介して複数枚積層した構造の多層回路基板で
あって、前記複数の互いに隣接する回路基板どうしを結
合する絶縁層を、１００〜３００℃の温度に加熱すると
粘度が１０００ポアズ以下に低下し、前記温度域に１０
分放置すると少なくとも７０〜８０％が硬化する熱硬化
性接着剤の硬化層で構成して成る多層回路基板。 - 【請求項２】熱硬化性接着剤の硬化層をエポキシ系接着
剤で構成して成る請求項１記載の多層回路基板。 - 【請求項３】絶縁シートがポリイミドフィルムで構成さ
れた請求項１記載の多層回路基板。 - 【請求項４】絶縁シートの表裏面を貫通する導電性のビ
アホール及び接続用電極が、めっき導体層で一体的に構
成された請求項１記載の多層回路基板。 - 【請求項５】絶縁シートの表裏面を貫通する導電性のビ
アホール及び接続用電極が、導電性接着剤層で構成され
た請求項１記載の多層回路基板。 - 【請求項６】絶縁シートの一方の面に配線パターンを
形成する工程と、前記絶縁シートの他方の面から前記配
線パターン面に達するブラインドビアを形成する工程と
を含む回路基板の製造工程と、前記ブラインドビアを
導体層で埋め込むビアホールの形成工程と、前記ビア
ホールの形成された回路基板上に他の配線パターンの形
成された回路基板を積み重ね前記ビアホールと前記他の
配線パターンとが電気的に接続するように位置決めして
積層体を形成する工程と、この積層体を熱圧着する工
程とを有して成る多層回路基板の製造方法であって、前
記の積層体を形成する工程においては、積層すべき回
路基板の少なくとも一方の接合面に、１００〜３００℃
の温度に加熱すると粘度が１０００ポアズ以下に低下し
て流動し、前記温度域に１０分放置すると少なくとも７
０〜８０％が硬化する層間接着剤を塗布する工程を付加
すると共に、これら回路基板を複数枚重ねて積層体を形
成する工程とし、熱圧着する工程においては１００〜３
００℃の温度域に昇温した後、１分以内に加圧し、回路
基板間の接着と電気的な接続とを同一工程にて行う構成
としたことを特徴とする多層回路基板の製造方法。 - 【請求項７】層間接着剤を塗布する工程において、層間
接着剤を１００〜３００℃の温度に加熱すると粘度が少
なくとも５０ポアズ以下に低下する熱硬化性接着剤で構
成して成る請求項６記載の多層回路基板の製造方法。 - 【請求項８】層間接着剤を塗布する工程において、層間
接着剤をエポキシ系接着剤で構成して成る請求項６もし
くは７記載の多層回路基板の製造方法。 - 【請求項９】絶縁シートをポリイミドフィルムで構成し
て成る請求項６乃至８のいずれか一つに記載の多層回路
基板の製造方法。 - 【請求項１０】ビアホールの形成工程においては、ブラ
インドビアにめっき工程で導体層を埋め込むと共に、こ
の導体層を絶縁シート面上に突出させて接続用電極とし
て一体的に形成する請求項６記載の多層回路基板の製造
方法。 - 【請求項１１】ビアホールの形成工程においては、ブラ
インドビアに導体層として導電性接着剤を埋め込むと共
に、この導体層を絶縁シート面上に突出させて接続用電
極として一体的に形成する請求項６記載の多層回路基板
の製造方法。 - 【請求項１２】ブラインドビアに導体層として導電性接
着剤を埋め込みビアホール及び接続用電極を一体的に形
成するに際しては、前記導電性接着剤として、積層体を
熱圧着する時に使用する層間接着剤の粘度よりも少なく
とも１０倍大きい粘度が保持できる導電性接着剤を使用
するように構成して成る請求項１１記載の多層回路基板
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10002195A JPH11204939A (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 多層回路基板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10002195A JPH11204939A (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 多層回路基板及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11204939A true JPH11204939A (ja) | 1999-07-30 |
Family
ID=11522588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10002195A Pending JPH11204939A (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 多層回路基板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11204939A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001185653A (ja) * | 1999-10-12 | 2001-07-06 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及び基板の製造方法 |
| JP2002050870A (ja) * | 2000-08-01 | 2002-02-15 | Hitachi Chem Co Ltd | 接続基板とその接続基板を用いた多層配線板と半導体パッケージ用基板と半導体パッケージ並びに接続基板の製造方法とその方法を用いた多層配線板の製造方法と半導体パッケージ用基板の製造方法と半導体パッケージの製造方法 |
| JP2002111216A (ja) * | 2000-09-29 | 2002-04-12 | Ibiden Co Ltd | 多層回路基板の製造方法 |
| JP2002176265A (ja) * | 2000-09-28 | 2002-06-21 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 多層配線板およびその製造方法 |
| JP2003051676A (ja) * | 2001-08-06 | 2003-02-21 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 多層配線板製造用配線基板および多層配線板、並びにそれらの製造方法 |
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| JP2005311191A (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Fuchigami Micro:Kk | 多層配線基板 |
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-
1998
- 1998-01-08 JP JP10002195A patent/JPH11204939A/ja active Pending
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