KR100492645B1 - 다층 배선 회로 기판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

적층되는 도체층과 열경화성 접착제층의 계면의 충분한 접착 강도를 확보하여, 각 도체층간에서의 접착 강도를 높이고, 이것에 의해서, 신뢰성 높은 다층 배선 회로 기판을 제조할 수 있는 다층 배선 회로 기판의 제조 방법을 제공하기 위해서, 제 1 도체층(12) 위에 열경화성 접착제층(15)을 적층한 후, 그 열경화성 접착제층(15)에 개구부(14)를 형성하고, 그 개구부(14)에 땜납 분말(17)을 상온에서 충전하고, 이어서, 땜납 분말(17)이 충전된 개구부(14)를 포함하는 열경화성 접착제층(15) 위에 제 2 도체층(23)을 적층한다. 그리고 그 후에, 땜납 분말(17)을 가열 용융하여 제 1 도체층(12)과 제 2 도체층(23)을 전기적으로 접속한다.

Description

다층 배선 회로 기판의 제조 방법{Method for producing multilayer wiring circuit board}

본 발명은 다층 배선 회로 기판의 제조 방법에 관한 것이다.

다층 배선 회로 기판은 절연층 위에 도체층이 소정의 배선 회로 패턴으로서 형성되어 이루어지는 배선 회로 기판이 접착제층을 통하여 복수 적층되어 이루어지는 것으로, 각 도체층간이 그들 사이에 개재되는 접착제층의 두께 방향으로 관통 형성되는 도통로에 의해서 전기적으로 접속되어 있다.

이러한 다층 배선 회로 기판의 제조 방법에 있어서, 각 배선 회로 기판의 적층은 예를 들면, 도 4에 도시하는 방법에 의해 행하여지고 있다. 즉, 우선, 도 4a에 도시하는 바와 같이, 제 1 절연층(1) 위에 제 1 도체층(2)이 소정의 배선 회로 패턴으로 형성되어 이루어지는 제 1 배선 회로 기판(3)을 준비하고, 도 4b에 도시하는 바와 같이, 이 제 1 배선 회로 기판(3)의 제 1 도체층(2) 위에, 열경화성 접착제층(5)을 B스테이지(stage) 상태로 적층한다. 이어서, 도 4c에 도시하는 바와 같이, 그 열경화성 접착제층(5)에 개구부(4)를 형성하고, 그 후, 도 4d에 도시하는 바와 같이, 그 개구부(4)에 땜납 페이스트(6)를 스크린 인쇄한 후, 도 4e에 도시하는 바와 같이, 가열 용융(리플로)함으로써 땜납 범프(7a)를 형성한다. 그 후, 도 4f에 도시하는 바와 같이, 제 2 절연층(8) 위에 제 2 도체층(9)이 소정의 배선 회로 패턴으로서 형성되어 이루어지는 제 2 배선 회로 기판(10)을 그 제 2 도체층(9)이 땜납 범프(7)와 대향하도록 위치맞춤한 상태로, 열경화성 접착제층(5) 위에 적층하고, 도 4g에 도시하는 바와 같이, 이것을 가열 가압하여 열경화성 접착제층(5)을 경화시킴으로써 제 1 배선 회로 기판(3)과 제 2 배선 회로 기판(10)을 접착한다.

그러나, 이러한 적층에 있어서는 땜납 페이스트(6)를 가열 용융하여 땜납 범프(7a)를 형성할 때, B스테이지 상태의 열경화성 접착제층(5)의 경화 반응이 다소 진행되기 때문에, 그 열경화성 접착제층(5)에 제 2 배선 회로 기판(10)을 적층하여 가열 가압하였을 때에는 열경화성 접착제층(5)의 유동성이 저하되어버려, 제 2 도체층(9)을 포함하는 제 2 배선 회로 기판(10)과 열경화성 접착제층(5)의 계면의 충분한 접착 강도를 얻을 수 없고, 그 결과, 제 1 도체층(2)을 포함하는 제 1 배선 회로 기판(3)과, 제 2 도체층(9)을 포함하는 제 2 배선 회로 기판(10) 사이의 층간 강도가 저하되어, 층간에서의 도통 불량이 발생하는 등의 불량이 생긴다.

도 1은 본 발명의 다층 배선 회로 기판의 제조 방법의 일실시예를 도시하는 제조 공정도로서,

도 1a는 제 1 양면 배선 회로 기판을 준비하는 공정을 도시하는 도면,

도 1b는 제 1 양면 배선 회로 기판의 한쪽의 제 1 도체층 위에 열경화성 접착제층을 적층한 후, 개구부를 형성하는 공정을 도시하는 도면,

도 1c는 열경화성 접착제층의 개구부에, 땜납 분말을 상온에서 충전하는 공정을 도시하는 도면,

도 1d는 제 2 양면 배선 회로 기판을 별도 준비하는 공정을 도시하는 도면,

도 1e는 제 2 양면 배선 회로 기판의 한쪽의 소정의 제 2 도체층을 땜납 분말이 충전된 개구부를 포함하는 열경화성 접착제층 위에 적층하고, 제 1 양면 배선 회로 기판과 제 2 양면 배선 회로 기판을 열경화성 접착제층을 통하여 접착하는 공정을 도시하는 도면,

도 1f는 땜납 분말을 가열 용융하여 도통로를 형성하는 공정을 도시하는 도면.

도 2는 도 1에 도시하는 다층 배선 회로 기판의 제조 방법에 있어서, 그 상세를 도시하는 요부 제조 공정도로서,

도 2a는 제 1 양면 배선 회로 기판을 준비하는 공정을 도시하는 도면,

도 2b는 제 1 양면 배선 회로 기판의 한쪽의 제 1 도체층 위에 열경화성 접착제층을 형성하는 공정을 도시하는 도면,

도 2c는 열경화성 접착제층에 개구부를 형성하는 공정을 도시하는 도면,

도 2d는 땜납 분말을 용제에 배합함으로써 조제된 땜납 페이스트를 메탈 마스크를 통하여 열경화성 접착제층 위에 인쇄하는 공정을 도시하는 도면,

도 2e는 용제를 건조 제거하는 공정을 도시하는 도면,

도 2f는 땜납 분말을 상온에서 가압하는 공정을 도시하는 도면,

도 2g는 분리기(separator)를 박리하여 개구부 위에 적재되는 과잉의 땜납 분말과 함께 제거하는 공정을 도시하는 도면,

도 2h는 가열 가압 장치를, 제 1 양면 배선 회로 기판 및 제 2 양면 배선 회로 기판의 양측에 배치하는 공정을 도시하는 도면,

도 2i는 가압 및/또는 가열하는 공정을 도시하는 도면,

도 2j는 땜납 분말을 가열 용융하여 도통로를 형성하는 공정을 도시하는 도면.

도 3은 도 1에 도시하는 다층 배선 회로 기판의 제조 방법에 있어서, 그 상세함을 도시하는 요부 제조 공정도로, 도 2d 내지 도 2g에 도시하는 공정 대신에 열경화성 접착제층의 개구부에 대한 땜납 분말의 충전 공정으로서,

도 3d는 분리기를 마스크로 하여 땜납 페이스트를 상온하에서 개구부에 대하여 적정량(상당(相當)량 정도) 인쇄하는 공정을 도시하는 도면,

도 3e는 용제를 건조 제거하는 공정을 도시하는 도면,

도 3f는 분리기를 박리하는 공정을 도시하는 도면.

도 4는 종래의 다층 배선 회로 기판의 제조 방법의 상세를 도시하는 요부 제조 공정도로서,

도 4a는 제 1 양면 배선 회로 기판을 준비하는 공정을 도시하는 도면,

도 4b는 제 1 배선 회로 기판의 제 1 도체층 위에 열경화성 접착제층을 적층하는 공정을 도시하는 도면,

도 4c는 열경화성 접착제층에 개구부를 형성하는 공정을 도시하는 도면,

도 4d는 개구부에 땜납 페이스트를 스크린 인쇄하는 공정을 도시하는 도면,

도 4e는 가열 용융함으로써 땜납 범프를 형성하는 공정을 도시하는 도면,

도 4f는 제 2 배선 회로 기판의 제 2 도체층을 땜납 범프와 대향하는 상태로 열경화성 접착제층 위에 적층하는 공정을 도시하는 도면,

도 4g는 제 1 양면 배선 회로 기판과 제 2 양면 배선 회로 기판을 열경화성 접착제층을 통하여 접착하는 공정을 도시하는 도면.

본 발명의 목적은 적층되는 도체층과 열경화성 접착제층의 계면의 충분한 접착 강도를 확보하고, 각 도체층간에서의 접속 강도를 높이며, 이것에 의해서, 신뢰성 높은 다층 배선 회로 기판을 제조할 수 있는 다층 배선 회로 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다층 배선 회로 기판의 제조 방법은 제 1 도체층 위에 미리 개구부가 형성된 열경화성 접착제층을 형성하거나, 열경화성 접착제층을 형성한 후에 개구부를 형성하는 공정, 상기 개구부에 땜납 분말을 5 내지 50℃에서 충전하는 공정, 상기 땜납 분말이 충전된 상기 개구부를 포함하는 상기 열경화성 접착제층 위에 제 2 도체층을 형성하는 공정, 상기 땜납 분말을 가열 용융하여 제 1 도체층과 제 2 도체층을 전기적으로 접속하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

이러한 방법에 의하면, 열경화성 접착제층의 개구부에 땜납 분말을 5 내지 50℃에서 충전하여 제 2 도체층을 형성하기 때문에, 그 후에, 땜납 분말을 가열 용융할 때에는 열경화성 접착제층과 제 2 도체층이 이미 적층되어 있기 때문에, 열경화성 접착제층의 경화 반응이 진행되어도 그 경화의 진행에 따라 열경화성 접착제층과 제 2 도체층의 계면이 강고하게 접착되기 때문에, 그 제 2 도체층과 열경화성 접착제층의 계면에서의 충분한 접착 강도를 확보할 수 있다. 그 때문에, 제 1 도체층과 제 2 도체층 사이의 접속 강도를 높여, 층간에서의 도통 불량을 저감하고, 신뢰성 높은 다층 배선 회로 기판을 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 다층 배선 회로 기판의 제조 방법의 일실시예를 도시하는 제조 공정도, 도 2는 그 상세를 도시하는 요부 제조 공정도이다. 또, 도 2는 도 1에 대한 직교 방향으로부터의 단면도로서 도시되어 있다. 이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 다층 배선 회로 기판의 제조 방법의 일실시예에 대해서 설명한다.

이 방법에서는 우선, 도 1a 및 도 2a에 도시하는 바와 같이, 제 1 절연층(11)의 양면에 제 1 도체층(12)이 소정의 배선 회로 패턴으로서 각각 형성되어 이루어지는 제 1 양면 배선 회로 기판(13)을 준비한다.

제 1 절연층(11)으로서는 배선 회로 기판의 절연층으로서 통상 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 폴리이미드 수지, 아크릴 수지, 폴리에테르니트릴 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트 수지, 폴리염화비닐 수지 등의 합성 수지 필름이 사용된다. 바람직하게는, 폴리이미드 수지 필름이 사용된다. 또, 제 1 절연층(11)의 두께는 통상 9 내지 100㎛, 바람직하게는, 9 내지 35㎛이다.

또한, 제 1 도체층(12)으로서는 배선 회로 기판의 도체층으로서 통상 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 구리, 니켈, 금, 땜납, 또는 이들의 합금 등의 금속박이 사용된다. 바람직하게는, 구리박(銅薄)이 사용된다. 또, 그 두께는 통상 9 내지 50㎛, 바람직하게는, 9 내지 25㎛이다. 그리고, 제 1 도체층(12)은 제 1 절연층(11)의 양면에, 예를 들면, 서브트랙티브(subtractive)법, 애디티브(additive)법, 세미애디티브법 등의 공지의 패터닝법에 의해 소정의 배선 회로 패턴으로서 각각 형성되어 있다.

또한, 이 제 1 양면 배선 회로 기판(13)에는 제 1 절연층(11)에 그 두께 방향을 관통하는 제 1 스루 홀(31; through hole)이 천공 형성되어 있고, 그 제 1 스루 홀(31)에 예를 들면, 구리, 니켈, 금, 땜납, 또는 이들의 합금 등의 금속이 도금되는 것에 의해, 제 1 절연층(11)의 양측에 각각 형성되어 있는 각 제 1 도체층(12) 사이를 전기적으로 접속하는 제 1 스루 홀 도금층(32)이 각 제 1 도체층(12)과 연속하도록 형성되어 있다.

이어서, 도 1b 및 도 2b 내지 도 2c에 도시하는 바와 같이, 제 1 양면 배선 회로 기판(13)의 한쪽의 제 1 도체층(12) 위에 열경화성 접착제층(15)을 B스테이지 상태로 형성한 후, 그 열경화성 접착제층(15)에 개구부(14)를 형성한다.

열경화성 접착제(15)로서는 배선 회로 기판의 접착제층으로서 통상 사용되고, B스테이지 상태(열경화성 접착제가 소정의 형상을 유지할 수 있는 정도까지 경화된 경화 도중의 상태)로 할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 아크릴계 접착제, 에폭시계 접착제, 아미드이미드계 접착제, 폴리이미드계 접착제, 및 이들의 열경화성 접착제를 섞은 것 등이 사용된다. 또한, 그와 같은 열경화성 접착제는 그 두께가 통상 25 내지 100㎛, 바람직하게는, 40 내지 60㎛이다.

또한, 이러한 열경화성 접착제(15)는 그 경화 온도가 100℃ 이상, 바람직하게는, 125 내지 200℃의 것이 바람직하게 사용된다.

제 1 도체층(12) 위에 열경화성 접착제층(15)을 B스테이지 상태로 형성하기 위해서는, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 예를 들면, 열경화성 접착제를 포함하는 용액을 제 1 도체층(12) 위에 도포한 후 가열함으로써, 건조시키는 동시에 B스테이지 상태로 하거나, 미리 B스테이지 상태가 된 열경화성 접착제로 이루어지는 접착 시트를 제 1 도체층(12) 위에 가열 및/또는 가압함으로써 적층(가접착)하면 좋다.

또한, 열경화성 접착제층(15)에 개구부(14)를 형성하기 위해서는, 도 2c에 도시하는 바와 같이, 예를 들면, YAG 레이저 등의 레이저를 사용하여, 열경화성 접착제층(15)을 개구 형성하면 좋다. 이러한 개구부(14)는 제 1 도체층(12)에 있어서의 후술하는 제 2 도체층(23)과 접속하는 부분과 대향하는 위치에 있어서, 열경화성 접착제층(15)의 두께 방향을 관통하도록 하여 형성된다. 또한, 이 개구부(14)의 크기는, 예를 들면, 원형인 경우에는 그 지름이 50 내지 300㎛, 더욱이, 50 내지 200㎛인 것이 바람직하다.

또, 이 공정에서는 제 1 도체층(12) 위에 열경화성 접착제층(15)을 형성한 후에 개구부(14)를 형성하는 것은 아니고, 제 1 도체층(12) 위에 미리 개구부(14)가 형성된 열경화성 접착제층(15)을 형성하도록 하여도 좋다. 제 1 도체층(12) 위에 미리 개구부(14)가 형성된 열경화성 접착제층(15)을 형성하기 위해서는, 예를 들면, 열경화성 접착제로 이루어지는 접착 시트에 드릴이나 펀치 등을 사용하여 미리 개구부(14)를 개구 형성하고, 이것을 열경화성 접착제층(15)으로서 적층하면 좋다. 또, 그와 같은 공정은 예를 들면, 도 2에 있어서, 도 2b가 생략되고, 도 2c만으로 도시된다.

또한, 도 2b 내지 도 2c에 도시하는 공정에서, 열경화성 접착제층(15)에는 제 1 도체층(12)과 접촉하고 있는 표면과 반대측의 표면에 후술하는 땜납 분말(17)의 충전 공정에서, 땜납 분말(17)이 불필요한 부분에 부착되는 것을 방지하기 위해서, 바람직하게는 분리기(16; separator)를 적층한다.

분리기(16)로서는 예를 들면, 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌텔레프탈레이트 수지, 폴리이미드 수지 등의 합성 수지 필름이 사용되고, 그 두께는 7.5 내지 50㎛이다. 이러한 분리기(16)는 개구부(14) 형성 전에 열경화성 접착제층(15)의 표면에 점착하여, 열경화성 접착제층(15)과 함께 개구부(14)가 형성되도록 한다.

다음에, 이 방법에서는 도 1c 및 도 2d 내지 도 2g에 도시하는 바와 같이, 열경화성 접착제층(15)의 개구부(14)에 땜납 분말(17)을 5 내지 50℃에서 충전한다.

땜납 분말(17)로서는 특별히 제한은 없지만, 예를 들면, Sn/Ag, Sn/Cu, Sn/Sb, Sn/Zn 등으로 이루어지는 2원계 조성이나, Sn/Ag/Cu, Sn/Ag/Cu/Bi 등으로 이루어지는 다원계 조성의 것이 사용된다. 또한, 땜납 분말(17)은 그 평균 입자 직경이 50㎛ 이하, 더욱이, 20㎛ 이하가 바람직하게 사용된다.

열경화성 접착제층(15)의 개구부(14)에 땜납 분말(17)을 5 내지 50℃에서 충전하기 위해서는, 우선, 땜납 분말(17)을 용제(18)에 배합하여 땜납 페이스트(19)를 조제하는 동시에, 도 2d에 도시하는 바와 같이, 메탈 마스크(20)를 열경화성 접착제층(15) 위에 배치하고, 그 땜납 페이스트(19)를 메탈 마스크(20)를 통하여 5 내지 50℃, 더욱이, 10 내지 30℃, 보다 구체적으로는, 상온하에서 인쇄한다. 또, 상온하란, 특별히 가열하지 않은 실온 분위기하를 말한다.

용제(18)로서는 특별히 제한은 없지만, 다음의 건조 공정에서 75 내지 200℃, 더욱이, 75 내지 160℃의 범위에 있어서 건조 제거가 가능한 용제를 선택하는 것이 바람직하다. 75℃보다 낮은 온도로 건조 가능한 용제를 선택하면, 땜납 페이스트(19)의 보존 안정성이나 연속 인쇄성이 저하하는 경우가 있다. 또한, 200℃보다 높은 온도로 건조 가능한 용제를 선택하면, 건조시에 있어서, 열경화성 접착제층(15)의 경화가 진행되어, 후술하는 제 2 도체층(23)과의 계면의 접착 강도가 저하하는 경우가 있다.

더욱 구체적으로는, 용제(18)로서는 예를 들면, 지방족알콜에 증점(增粘) 효과를 부여하기 위해서, 아마이드계 수지를 첨가한 것 등이 바람직하게 사용된다. 또, 아마이드계 수지의 첨가량은 예를 들면, 땜납 분말(17)에 대하여 0.005 내지 5체적% 정도이다.

그리고, 땜납 페이스트(19)는 예를 들면, 땜납 분말(17)과 용제(18)를 그 체적비가 1:0.5 내지 2 정도가 되는 비율로 혼합함으로써 조제할 수 있다.

메탈 마스크(20)는 개구부(14)에 대응하는 소정의 패턴으로 형성되어 있고, 이 메탈 마스크(20)를 열경화성 접착제층(15) 위에 배치하고, 그 위에서 땜납 페이스트(19)를 개구부(14)에 대하여 과잉량으로 인쇄한다.

이어서, 도 2e에 도시하는 바와 같이, 용제(18)를 건조 제거한다. 용제(18)의 건조 제거는 예를 들면, 상기한 바와 같이, 75 내지 200℃, 바람직하게는 75 내지 160℃에서 적정 시간 가열한다. 건조시간은 개구부(14)에 대한 땜납 페이스트(19)의 충전량이나, 제 1 양면 배선 회로 기판(13)의 사이즈 등에 따라서 적절하게 결정하면 되지만, 건조시간이 지나치게 짧으면, 용제가 잔존하여 가열에 의해 아웃 가스의 발생을 초래하여 도통 불량의 원인이 되는 경우가 있다. 또한, 건조시간이 지나치게 길면, 열경화성 접착제층(15)의 경화가 진행되어, 후술하는 제 2 도체층(23)과의 계면의 접착 강도가 저하되는 경우가 있다. 이러한 관점에서, 건조시간은 예를 들면, 1 내지 5분 정도가 바람직하다.

그리고, 도 2f에 도시하는 바와 같이, 땜납 분말(17)을 5 내지 50℃, 더욱이, 10 내지 30℃, 보다 구체적으로는, 상온에서 가압한다. 땜납 분말(17)의 가압은 프레스 장치나 가압 롤 등의 가압 장치(21)를 사용하여, 그 가압 장치(21)를 땜납 분말(17) 위에서, 예를 들면, 0.5 내지 10MPa로 1초 내지 5분간 가압하면 좋다. 이 가압에 의해, 땜납 분말(17)은 변형하여, 개구부(14)내에서 고밀도로 충전된다. 또한, 이러한 가압은 그 가압 후에 있어서의 개구부(14) 내의 땜납의 체적률이 40 내지 99%가 되도록 가압하는 것이 바람직하다. 땜납의 체적률이 40% 미만이면, 땜납 분말(17)의 밀착력이 낮고, 또한, 99%보다 높게 충전하고자 하면, 100MPa 정도의 압력이 필요해져, 제 1 양면 배선 회로 기판(13)에 균열이 생기는 경우가 있다.

또한, 이러한, 땜납 분말(17)의 충전 공정에서는 용제(18)를 건조 제거하는 것 이외에는 5 내지 50℃, 더욱이, 10 내지 30℃, 보다 구체적으로는 상온하에서 행하여진다.

그 후, 도 2g에 도시하는 바와 같이, 분리기(16)를 박리하여 개구부(14) 위에 적재되는 과잉의 땜납 분말(17)과 함께 제거한다. 이것에 의해서, 땜납 분말(17)은 개구부(14)내에 간이하고 또한 확실히 충전된다.

또, 열경화성 접착제층(15)의 개구부(14)에 대한 땜납 분말(17)의 충전은 상기한 도 2d 내지 도 2g에 도시하는 공정 대신에, 예를 들면, 도 3d에 도시하는 바와 같이, 분리기(16)를 마스크로 하여 땜납 페이스트(19)를 5 내지 50℃, 더욱이, 10 내지 30℃, 보다 구체적으로는, 상온하에서, 개구부(14)에 대하여 적정량(상당량 정도)으로 인쇄하고, 이어서, 도 3e에 도시하는 바와 같이, 상기와 같이, 용제(18)를 건조 제거한 후, 도 3f에 도시하는 바와 같이, 땜납 분말(17)을 가압하지 않고 그대로 분리기(16)를 박리함으로써 땜납 분말(17)을 개구부(14) 내에 충전하도록 하여도 좋다.

이어서, 이 방법에서는 도 1d에 도시하는 바와 같이, 제 2 절연층(22)의 양면에 제 2 도체층(23)이 소정의 배선 회로 패턴으로 각각 형성되어 이루어지는 제 2 양면 배선 회로 기판(24)을 별도 준비하여, 도 1e 및 도 2h 내지 도 2i에 도시하는 바와 같이, 그 제 2 양면 배선 회로 기판(24)의 한쪽의 제 2 도체층(23)을 땜납 분말(17)이 충전된 개구부(14)를 포함하는 열경화성 접착제층(15) 위에 적층 형성한다.

제 2 절연층(22) 및 제 2 도체층(23)으로서는 제 1 절연층(11) 및 제 1 도체층(12)과 같은 것이면 되고, 제 2 양면 배선 회로 기판(24)은 제 1 양면 배선 회로 기판(13)과 같이 제 2 절연층(22)의 양면에 제 2 도체층(23)이 소정의 배선 회로 패턴으로서 각각 형성되어 있고, 그것들 각 제 2 도체층(23)이 제 2 절연층(22)의 두께 방향을 관통하는 제 2 스루 홀(33)에 형성되는 제 2 스루 홀 도금층(34)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다.

그리고, 이 제 2 양면 배선 회로 기판(24)의 한쪽의 소정의 제 2 도체층(23)을 개구부(14)와 대향하도록 위치맞춤한 상태로 열경화성 접착제층(15) 위에 적층한다. 이 적층은 예를 들면, 도 2h에 도시하는 바와 같이, 열프레스 장치나 가열 가압 롤 등의 가열 가압 장치(25)를 사용하고, 이 가열 가압 장치(25)를 제 1 양면 배선 회로 기판(13) 및 제 2 양면 배선 회로 기판(24)의 양측에 배치하여, 도 2i에 도시하는 바와 같이, 가압 및/또는 가열하면 좋다. 가압 및/또는 가열의 조건은 제 1 양면 배선 회로 기판(13)이나 제 2 양면 배선 회로 기판(24)의 사이즈 등에 따라서 적절하게 결정하면 되지만, 예를 들면, 가압 조건으로서는 1 내지 10MPa, 더욱이, 3 내지 5MPa인 것이 바람직하고, 또한, 가열 조건으로서는 예를 들면, 160 내지 225℃, 더욱이, 175 내지 200℃인 것이 바람직하다. 이것에 의해서, B스테이지 상태에 있는 열경화성 접착제층(15)이 경화하여, 제 2 양면 배선 회로 기판(24)이 열경화성 접착제층(15)을 통하여 제 1 양면 배선 회로 기판(13)에 접착 적층된다.

그 후, 도 1f 및 도 2j에 도시하는 바와 같이, 땜납 분말(17)을 가열 용융하여, 서로 대향하는 제 1 도체층(12)과 제 2 도체층(23)을 전기적으로 접속하는 도통로(26)를 형성함으로써, 다층(4층) 배선 회로 기판(27)을 얻는다.

땜납 분말(17)의 가열 용융은 사용하는 땜납 분말(17)의 용융 온도 이상으로 설정하면 되고, 이 가열과 함께 1 내지 10MPa, 더욱이, 3 내지 5MPa로 가압하는 것이 바람직하다.

또, 이러한 열경화성 접착제층(15)의 경화, 및 땜납 분말(17)의 가열 용융은 각각 다른 공정으로서 순차 행하여도 되고, 또는, 적정 조건을 선택하여 동일 공정에서 동시에 행하여도 된다.

그리고, 이러한 방법에서는 열경화성 접착제층(15)의 개구부(14)에 땜납 분말(17)을 5 내지 50℃, 더욱이, 10 내지 30℃, 보다 구체적으로는, 상온에서 충전하여 제 2 도체층(23)을 적층 형성하고, 보다 구체적으로는, 땜납 분말(17)의 충전 공정에서는 땜납 페이스트(19)의 용제(18)를 건조 제거할 뿐의 열 이력(50℃를 넘는 고온에서의 열 이력)으로, 열경화성 접착제층(15)의 경화를 최대한으로 억제한 상태로 제 2 도체층(23)을 적층하기 때문에, 그 후에, 땜납 분말(17)을 가열 용융할 때는 열경화성 접착제층(15)과 제 2 도체층(23)을 포함하는 제 2 양면 배선 회로 기판(24)이 이미 적층되어 있기 때문에, 그 가열 용융에 의해서 열경화성 접착제층(15)의 경화 반응이 더욱 진행되어도, 그 경화의 진행에 따라 열경화성 접착제층(15)과 제 2 도체층(23)을 포함하는 제 2 양면 배선 회로 기판(24)의 계면이 보다 강고하게 접착되기 때문에, 그것들 제 2 도체층(23)을 포함하는 제 2 양면 배선 회로 기판(24)과 열경화성 접착제층(15)의 계면에서의 충분한 접착 강도를 확보할 수 있다. 그 때문에, 이 방법에 의하면, 서로 대향하는 제 1 도체층(12)과 제 2 도체층(23) 사이의 접속 강도를 높이고, 층간에서의 도통 불량을 저감하여, 신뢰성 높은 다층 배선 회로 기판(27)을 간이하고 또한 확실히 형성할 수 있다.

또, 이상의 설명에서는, 제 1 양면 배선 회로 기판(13) 위에 제 2 양면 배선 회로 기판(24)을 적층하는 예로서 설명하였지만, 그 적층수 등은 전혀 한정되지 않고, 또한, 양면 배선 회로 기판에 한하지 않고, 편면 배선 회로 기판을 적층하여도 된다.

실시예

이하에 실시예 및 비교예를 개시하여, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 어떤 실시예 및 비교예에 한정되는 일은 없다.

제 1 실시예

우선, 두께 13㎛의 폴리이미드 수지로 이루어지는 제 1 절연층의 양면에 두께 18㎛의 구리박으로 이루어지는 제 1 도체층이 소정의 배선 회로 패턴으로서 각각 형성되어 이루어지는 제 1 양면 배선 회로 기판을 준비하였다(도 1a 및 도 2a 참조). 또, 이 제 1 양면 배선 회로 기판에는 제 1 절연층에 그 두께 방향을 관통하는 제 1 스루 홀이 천공 형성되어 있고, 그 제 1 스루 홀에 구리 도금에 의해서 각 제 1 도체층 사이를 전기적으로 접속하는 제 1 스루 홀 도금층이 형성되어 있다.

이어서, 제 1 양면 배선 회로 기판의 한쪽의 제 1 도체층 위에 두께 50㎛의 아크릴계 접착제의 접착 시트로 이루어지는 열경화성 접착제층을 진공 프레스 장치를 사용하여 50℃, 1.5MPa의 조건으로 적층(가접착)한 후(도 2b 참조), YAG 레이저를 사용하여 열경화성 접착제층의 소정의 부분(제 1 도체층과 제 2 도체층을 접속하는 부분)에 150㎛φ의 개구부를 형성하였다(도 1b 및 도 2c 참조).

이어서, 개구부에 대응하는 소정의 패턴으로 형성되어 있는 메탈 마스크를 열경화성 접착제층 위에 배치하여, 땜납 페이스트를 메탈 마스크를 통하여 인쇄하였다(도 2d 참조). 또, 땜납 페이스트는 평균 입자 직경 20㎛의 Sn/Ag로 이루어지는 땜납 분말과 알콜계 용제와 아마이드 수지를 체적비로 50:49:1의 비율로 배합한 것을 사용하였다.

다음에, 160℃에서 5분간 가열함으로써, 용제를 건조 제거한 후(도 2e), 프레스 장치를 사용하여 땜납 분말을 상온하에서 5MPa, 5분간 가압하고(도 2f 참조), 그 후, 과잉의 땜납 분말을 제거한다(도 1c 및 도 2g 참조).

이어서, 두께 13㎛의 폴리이미드로 이루어지는 제 2 절연층의 양면에 두께 18㎛의 구리박으로 이루어지는 제 2 도체층이 소정의 배선 회로 패턴으로서 각각 형성되어 이루어지는 제 2 양면 배선 회로 기판을 별도 준비하였다(도 1d 참조). 또, 이 제 2 양면 배선 회로 기판에는 제 2 절연층에 그 두께 방향을 관통하는 제 2 스루 홀이 천공 형성되어 있고, 그 제 2 스루 홀에 구리 도금에 의해서, 각 제 2 도체층 사이를 전기적으로 접속하는 제 2 스루 홀 도금층이 형성되어 있다.

그리고, 이 제 2 양면 배선 회로 기판의 한쪽의 소정의 제 2 도체층을 개구부와 대향하도록 위치맞춤한 상태로(도 2h 참조), 200℃, 5MPa의 조건으로 30분간 가열 가압함으로써, 열경화성 접착제층 위에 적층한다(도 1e 및 도 2i 참조).

그 후, 5MPa의 가압하에 있어서, 250℃에서 3분간 가열함으로써, 땜납 분말을 가열 용융하여, 서로 대향하는 제 1 도체층과 제 2 도체층을 전기적으로 접속하는 도통로를 형성함으로써, 4층 배선 회로 기판을 얻는다(도 1f 및 도 2j 참조).

제 2 실시예

우선, 제 1 실시예와 같은 조작에 의해, 제 1 양면 배선 회로 기판을 준비하였다(도 1a 및 도 2a 참조).

이어서, 제 1 양면 배선 회로 기판의 한쪽의 제 1 도체층 위에, 두께 12㎛의 폴리에스테르 수지 필름으로 이루어지는 분리기를 두께 50㎛의 아크릴계 접착제의 접착 시트로 이루어지는 열경화성 접착제층을 통하여, 진공 프레스 장치를 사용하여 50℃, 1.5MPa의 조건으로 적층(가접착)한 후(도 2b 참조), YAG 레이저를 사용하여 분리기 및 열경화성 접착제층의 소정의 부분(제 1 도체층과 제 2 도체층을 접속하는 부분)에 150㎛φ의 개구부를 형성하였다(도 1b 및 도 2c 참조).

이어서, 분리기를 마스크로 하여 제 1 실시예와 동일한 땜납 페이스트를 상온하에서 개구부에 대하여 적정량(상당량 정도)으로 인쇄하고(도 3d 참조), 이어서, 160℃에서 5분간 가열함으로써, 용제를 건조 제거한 후(도 3e), 그 후, 땜납 분말을 가압하지 않고, 그대로 분리기를 박리함으로써(도 3f 참조), 땜납 분말을 개구부 내에 충전하였다.

그리고, 제 1 실시예와 같은 조작에 의해, 제 2 양면 배선 회로 기판을 별도 준비하고(도 1d 참조), 이 제 2 양면 배선 회로 기판의 한쪽의 소정의 제 2 도체층을 개구부와 대향하도록 위치맞춤한 상태로(도 2h 참조), 200℃, 5MPa의 조건으로 30분간 가열 가압함으로써, 열경화성 접착제층 위에 적층하였다(도 1e 및 도 2i 참조).

그 후, 5MPa의 가압하에서, 250℃에서 3분간 가열함으로써, 땜납 분말을 가열 용융하여 서로 대향하는 제 1 도체층과 제 2 도체층을 전기적으로 접속하는 도통로를 형성함으로써, 4층 배선 회로 기판을 얻는다(도 1f 및 도 2j 참조).

제 1 비교예

우선, 제 1 실시예와 같은 조작에 의해, 제 1 양면 배선 회로 기판을 준비하고, 그 한쪽의 제 1 도체층 위에 열경화성 접착제층을 적층(가접착)한 후, 개구부를 형성하였다.

이어서, 개구부에 평균 입자 직경 20㎛의 Sn/Ag로 이루어지는 땜납 분말을 포함하는 땜납 페이스트를 스크린 인쇄한 후, 리플로 장치를 사용하여, 최고 도달 온도 250℃의 조건으로 가열 용융함으로써, 땜납 범프를 형성하고, 그 후, 수(水)계 세정제를 사용하여 플랙스 잔사(殘渣)를 세정하였다.

그리고, 제 1 실시예와 같은 조작에 의해, 제 2 양면 배선 회로 기판을 별도 준비하고, 그 한쪽의 제 2 도체층을 개구부와 대향하도록 위치맞춤한 상태로 열경화성 접착제층 위에 200℃, 5MPa의 조건에서 30분간 가열 가압하여 적층하고, 또한, 5MPa, 250℃에서 3분간 가열함으로써 4층 배선 회로 기판을 얻었다.

평가

1) 접착 강도 시험

제 1 실시예, 제 2 실시예 및 제 1 비교예의 4층 배선 회로 기판을 사용하여, 제 2 도체층에 대한 열경화성 접착제층의 접착 강도를 90°필 시험에 의해서, 각각 구하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

	90°필 강도
제 1 실시예	1.2kN/m
제 2 실시예	1.2kN/m
제 1 비교예	0.3kN/m

표 1에서 분명한 바와 같이, 제 1 실시예 및 제 2 실시예는 제 1 비교예보다도 높은 접착 강도를 갖고 있는 것을 알 수 있다.

2) 땜납 딥 시험

제 1 실시예, 제 2 실시예 및 제 1 비교예의 4층 배선 회로 기판을 사용하여 땜납 딥 시험(260℃, 10초)을 하여, 그 저항치 변화를 측정하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다. (단위:Ω)

	초기	1회	2회	3회
제 1 실시예	5.05	5.04	5.03	5.03
제 2 실시예	5.07	5.08	5.08	5.08
제 1 비교예	5.15	>1000	-	-

삭제

제 1 비교예의 4층 배선 회로 기판에서는 제 2 도체층과 열경화성 접착제층의 계면의 접착 강도가 낮기 때문에, 땜납 딥 시험시에 있어서, 그 계면에 땜납이 흘러 들어 도통 불량이 발생하였다. 한편, 제 1 실시예 및 제 2 실시예의 4층 배선 회로 기판에서는 제 2 도체층과 열경화성 접착제층의 계면의 높은 접착 강도가 확보되어 있기 때문에, 저항치 변화는 ±10%를 유지하고 있고, 높은 땜납 리플로 특성을 얻을 수 있었다.

또, 상기한 설명은 본 발명의 예시의 실시예 및 실시예로서 제공하였지만, 이것은 단순한 예시에 불과하고, 한정적으로 해석해서는 안된다. 해당 기술 분야의 당업자에 의해서 분명한 본 발명의 변형예는 후기의 특허 청구의 범위에 포함되는 것이다.

본 발명의 다층 배선 회로 기판의 제조 방법은 층간에서의 도통 불량을 저감하여, 신뢰성 높은 다층 배선 회로 기판을 제조하는 다층 배선 회로 기판의 제조 방법으로서 유용하다.

Claims (1)

1. 제 1 도체층 위에 미리 개구부가 형성된 열경화성 접착제층을 형성하거나, 열경화성 접착제층을 형성한 후에 개구부를 형성하는 공정,

   상기 개구부에 땜납 분말을 5 내지 50℃에서 충전하는 공정,

   상기 땜납 분말이 충전된 상기 개구부를 포함하는 상기 열경화성 접착제층 위에 제 2 도체층을 형성하는 공정, 및

   상기 땜납 분말을 가열 용융하여 제 1 도체층과 제 2 도체층을 전기적으로 접속하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다층 배선 회로 기판의 제조 방법.