KR20070084635A

KR20070084635A - 다층 프린트 배선 기판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20070084635A
Application number: KR1020077012349A
Authority: KR
Inventors: 쇼고 히라이; 후미오 에치고; 다다시 나카무라; 도시오 스가와
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2005-10-20
Filing date: 2006-10-19
Publication date: 2007-08-24
Also published as: TW200740334A; EP1814373A4; JPWO2007046459A1; US20080121416A1; WO2007046459A1; EP1814373A1; CN101112140A

Abstract

종래의 복수매의 필름을 절연층에 이용한 다층 회로 기판의 경우, 필름끼리의 접속에 접착제를 이용하기 때문에, 접착제가 박층화에 악영향을 미치는 경우가 있었다. 그래서, 필름을 사용한 복수매의 양면 기판을, 프리프레그에 형성된 관통공에 도전성 페이스트가 충전, 경화된 페이스트 접속층을 거쳐서 접합하는 동시에, 페이스트 접속층에 미리 형성해 놓은 관통공에 충전한 도전성 페이스트에 의해 제 2 배선끼리를 전기적으로 접속하는 것으로, 접착제를 이용하지 않고 다층 기판 제조를 제공할 수 있어, 다층 회로 기판 전체를 박형화할 수 있다.

Description

다층 프린트 배선 기판 및 그 제조 방법{MULTILAYER PRINTED WIRING BOARD AND ITS MANUFACTURING METHOD}

본 발명은, 휴대전화나 초소형 휴대단말 등에 사용되는 다층 프린트 배선 기판이나, 반도체 칩을 베어칩(bare chip) 실장할 때에 이용되는 인터포저(interposer) 등에 이용되는 다층 프린트 배선 기판, 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 이러한 종류의 다층 프린트 배선 기판(이하, 간단히 다층 기판이라고 부름)으로서는, 임의의 위치에 IVH(이너 비아홀: Inner Via Hole: 매립 구멍)을 형성한 것이 알려져 있다. 이러한, 종래의 다층 기판의 일례가, 예컨대 일본 특허공개 2002-353619호 공보에 개시되어 있다.

그리고 시장에서는 다층 기판이 더 박층화되는 것이 요구되고 있었다. 이하, 다층 기판을 박층화하기 위한 수단으로서 필름을 사용한 다층 기판에 대하여 설명한다.

도 9는 종래의 다층 기판의 일례를 나타내는 단면도이며, 접착제를 이용하여 필름을 적층하는 다층 배선 기판의 일례이다. 도 9에 있어서, 필름(10) 상에는 배선(12)으로 이루어지는 소정 패턴이 형성되어 있다. 그리고 복수의 필름(10)은, 접착제(14)에 의해 배선(12)과 동시에 접착되어 있다. 또한 필요 부분에 IVH(8)를 형성하는 것으로, 다른 층에 형성된 배선(12)끼리를 접속하고 있다.

그러나, 상기 종래의 구성에서는, 필름(10)끼리를 접속하기 위해 접착제(14)을 이용하고 있기 때문에, 박층화에 한도가 있었다.

예컨대 도 9에서 나타낸 구성의 경우, 배선(12)이 한 면에 형성된 필름(10)을 이용하여 적층하기 때문에, 4층의 다층 기판을 제작하는 경우, 접착제(14)가 3층, 필름(10)이 4층의 합계 7층분의 두께가 필요하게 되어, 박층화가 어려웠다.

한편, 도 9에서 나타낸 구성의 응용으로서, 배선(12)을 양면에 형성한 필름(10)을 2장 준비하고, 접착제(14)로 붙여 4층의 배선 패턴층을 갖는 다층 기판으로 하는 것도 생각되었다. 이 경우, 양면에 배선(12)이 형성된 필름(10)끼리를, 접착제(14)에 의해 붙이게 된다. 그러나 이렇게 맞설 때에, 접착제(14)가 연화, 유동하기 때문에, 마주 향한 배선(12)끼리를 단락시킬 가능성이 있다.

본 발명은, 상기 종래의 과제를 해결하는 것으로, 필름의 적층에 접착제 대신에 프리프레그(prepreg:시트재)를 이용한 다층 기판을 제공한다.

상기 종래의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 표리면에 배선 패턴이 형성된 수지 필름을 사용한 양면 프린트 배선 기판끼리를, 도중에 프리프레그를 사이에 유지하여 프레스, 일체화한다.

본 발명의 경우, 예컨대 프리프레그로서 직포가 수지로 함침된 것을 이용하여, 배선이 양면에 형성된 필름끼리를 접합하기 때문에, 고압으로 프레스한 경우라도 프리프레그에 포함되는 직포에 의해 배선끼리의 단락이 방지할 수 있다. 또한, 미리 프리프레그에 관통공을 형성하여 도전성 페이스트를 충전해 놓음으로써 양면 프린트 배선 기판끼리의 접착과 동시에 IVH의 형성도 가능해진다.

이와 같이, 본 발명의 다층 프린트 배선 기판 및 그 제조 방법에 있어서는, 접착제 대신에 프리프레그를 이용하여 적층하는 것으로, IVH를 갖는 다층 프린트 배선 기판을 매우 얇게 제작할 수 있다.

도 1은 실시예 1에 있어서의 다층 기판의 단면도,

도 2a는 실시예 2에 있어서의 4층 기판의 제조 방법을 설명하는 제 1 단면도,

도 2b는 실시예 2에 있어서의 4층 기판의 제조 방법을 설명하는 제 2 단면도,

도 2c는 실시예 2에 있어서의 4층 기판의 제조 방법을 설명하는 제 3 단면도,

도 2d는 실시예 2에 있어서의 4층 기판의 제조 방법을 설명하는 제 4 단면도,

도 2e는 실시예 2에 있어서의 4층 기판의 제조 방법을 설명하는 제 5 단면도,

도 3은 실시예 3에 있어서의 다층 기판의 단면도,

도 4a는 실시예 4에 있어서의 다층 기판의 제조 방법을 설명하는 제 1 단면도,

도 4b는 실시예 4에 있어서의 다층 기판의 제조 방법을 설명하는 제 2 단면도,

도 4c는 실시예 4에 있어서의 다층 기판의 제조 방법을 설명하는 제 3 단면도,

도 4d는 실시예 4에 있어서의 다층 기판의 제조 방법을 설명하는 제 4 단면도,

도 4e는 실시예 4에 있어서의 다층 기판의 제조 방법을 설명하는 제 5 단면도,

도 5는 실시예 5의 다층 기판의 단면도,

도 6a는 실시예 6에 있어서의 다층 기판의 제조 방법을 설명하는 제 1 단면도,

도 6b는 실시예 6에 있어서의 다층 기판의 제조 방법을 설명하는 제 2 단면도,

도 6c는 실시예 6에 있어서의 다층 기판의 제조 방법을 설명하는 제 3 단면도,

도 6d는 실시예 6에 있어서의 다층 기판의 제조 방법을 설명하는 제 4 단면도,

도 6e는 실시예 6에 있어서의 다층 기판의 제조 방법을 설명하는 제 5 단면도,

도 6f는 실시예 6에 있어서의 다층 기판의 제조 방법을 설명하는 제 6 단면도,

도 7a는 실시예 7의 다층 기판의 제조 방법을 설명하는 제 1 단면도,

도 7b는 실시예 7의 다층 기판의 제조 방법을 설명하는 제 2 단면도,

도 7c는 실시예 7의 다층 기판의 제조 방법을 설명하는 제 3 단면도,

도 7d는 실시예 7의 다층 기판의 제조 방법을 설명하는 제 4 단면도,

도 8a는 실시예 9의 다층 기판의 제조 방법을 설명하는 제 1 단면도,

도 8b는 실시예 9의 다층 기판의 제조 방법을 설명하는 제 2 단면도,

도 8c는 실시예 9의 다층 기판의 제조 방법을 설명하는 제 3 단면도,

도 8d는 실시예 9의 다층 기판의 제조 방법을 설명하는 제 4 단면도,

도 9는 종래의 다층 기판의 일례를 나타내는 단면도이다.

부호의 설명

102a, 102b : 필름 104a, 104b : 제 1 배선

106a, 106b, 106c, 106d : 제 2 배선 108 : 절연층

110 : IVH 112 : 층간 접속부

114a, 114b : 양면 기판 116a, 116b : 페이스트 접속층

118 : 다층 기판 120 : 층간 절연층

122 : 프리프레그 124 : 관통공

126 : 도전성 페이스트 128 : 블라인드 비아

130 : 금속막

(실시예 1)

이하, 본 발명의 실시예 1에 있어서의 다층 기판에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 다층 기판의 단면도이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 이 다층 기판은, 필름(102a, 102b), 제 1 배선(104a, 104b), 제 2 배선(106a, 106b), 절연층(108), IVH(110), 층간 접속부(112), 양면 기판(114a, 114b), 페이스트 접속층(116)을, 주요한 구성 요소로서 갖고 있다.

여기서 필름(102a)의 한 면에는 제 1 배선(104a)이, 또 한 면에는 제 2 배선(106a)이 형성되어, 양면 기판(114a)을 구성하고 있다. 마찬가지로 양면 기판(114b)은, 필름(102b)의 각 면에 제 1 배선(104b)과 제 2 배선(106b)이 형성되고, 서로의 배선이 층간 접속부(112)로 접속되어 있다. 또한 페이스트 접속층(116)은, 절연층(108)과 IVH(110)로 구성되어 있다. 그리고 양면 기판(114a)과 양면 기판(114b)은 페이스트 접속층(116)으로 일체화된다. 그리고 동시에, 양면 기판(114a)의 제 2 배선(106a)과, 양면 기판(114b)의 제 2 배선(106b)은, IVH(110)에 의해 전기적으로 접속된다. 또한 이들 배선부의 두께에 관해서도, 양면 기판(114a)에 형성된 제 2 배선(106a)이나, 양면 기판(114b)에 형성된 제 2 배선(106b)이 페이스트 접속층(116)에 매몰되는 것에 따라, 그 배선 두께를 페이스트 접속층(116)에 의해 흡수할 수 있다.

또, 도 1을 이용하여 배선이나 절연층을 세는 방법에 대하여 설명한다. 도 1의 위를 표(表)로 하여, 위에서 밑으로 센 경우, 표층(表層)으로부터 세어 1층째의 1층째 절연층(이것은 표층에 상당함)이 필름(102a)에, 표층으로부터 세어 2층째의 2층째 절연층이 절연층(108)에, 표층으로부터 3층째의 3층째 절연층이 필름(102b)에, 각각 상당한다. 마찬가지로, 표층으로부터 세어 1층째의 1층째 배선(또는 표층의 배선)이 제 1 배선(104a), 표층으로부터 세어 2층째의 2층째 배선이 제 2 배선(106a), 표층으로부터 세어 3층째의 3층째 배선이 제 2 배선(106b), 표층으로부터 세어 4층째의 4층째 배선이 제 1 배선(104b)에 상당한다. 또 도 1은, 4층 구조(배선이 4층 있는 것을 의미함)이고 상하 대칭이기 때문에, 위에서 밑으로 세더라도, 밑을 표(表)로 하여 밑에서부터 위로 세더라도 실질적인 차이는 없지만, 본 발명의 실시형태에 있어서는 원칙적으로 위를 표로 하여 위에서 밑으로 세는 것으로 한다.

도 1에 있어서, 표층으로부터 세어 2층째에 형성된 2층째 절연층인 절연층(108)을 관통하는 전기적 접속이, IVH(110)에 상당한다. 그리고, 표층으로부터 세어 2층째에 형성된 2층째 배선인 제 2 배선(106a)과, 표층으로부터 세어 3층째에 형성된 3층째 배선인 제 2 배선(106b)이, 상기 절연층(108)에 매설되게 된다.

또 실시예 1에 있어서 IVH(110)는, 절연층(108)에 형성된 관통공(후의 도 2a에서, 관통공(124)을 설명함) 중에 도전성 페이스트(후의 도 2b에서, 도전성 페이스트(126)를 설명함)가 충전된 것이다. 그리고 이 IVH(110)가 양면 기판(114a과 114b)의 사이에 형성되어, 제 2 배선(106a와 106b)을 접속한다. 실시예 1에 있어서, 페이스트 접속층(116)의 임의의 위치에 IVH(110)를 형성할 수 있다. 이와 같이 도 1에서는, 필름(102)을 이용한 복수매의 양면 기판(114a, 114b)의 두께를 흡수하는 동시에, 층간의 접속을 IVH(110)에 의해 실행한다.

또 실시예 1에 있어서, 페이스트 접속층(116)을 구성하는 부재로서, 예컨대 프리프레그를 선택할 수 있다. 이 프리프레그는, 반경화의 수지로 이루어지는 것이다. 또한, IVH(110)을 구성하는 부재로서, 경화형 도전성 페이스트를 이용할 수 있다. 이와 같이 본 발명에 있어서, 프리프레그 및 경화형 도전성 페이스트를 사용함으로써 접착제를 쓰지 않고, 다층 기판을 형성할 수 있으므로, 다층 기판의 총 두께를 대폭 박층화할 수 있다. 또한, 서로 마주 향한 배선끼리를 접속하는 경우에도, 프리프레그에 포함되는 직포에 의해 배선끼리의 접촉에 의한 단락을 방지할 수 있다.

또, 다층 기판의 치수는 300㎜×500㎜±200㎜ 정도가 바람직하다. 100㎜×300㎜보다 치수가 작은 경우, 제품이 얻어지는 수가 적어지기 때문에 비용이 상승할 가능성이 있다. 또한 500㎜×700㎜보다 기판 치수가 커지면, 공정 내에서의 취 급 성, 치수 변화 등에의 영향이 나타나는 경우가 있다.

이상과 같이, 표층으로부터 세어 2층째에 형성된 2층째 절연층(도 1의 절연층(108)에 상당)을 관통하는 전기적 접속이 도전성 페이스트(도 1의 IVH(110)에 상당)로 한다.

그리고 표층으로부터 세어 2층째에 형성된 2층째 배선(도 1에 있어서 제 2 배선(106a)에 상당함)과, 표층으로부터 세어 3층째에 형성된 3층째 배선(도 1에 있어서 제 2 배선(106b)에 상당함)이, 상기 페이스트 접속층(116)에 의해 매설됨과 동시에, 전기적으로 접속한다.

이렇게 하여, 실시예 1에서는 접착제를 사용하지 않고 4층 기판(배선이 4층인 것을 의미함)을 구성할 수 있어, 4층 기판의 박층이 가능해진다.

(실시예 2)

이하, 본 발명의 실시예 2에 있어서의 다층 기판의 제조 방법에 대하여 설명한다. 실시예 2는 4층 기판의 제조 방법의 일례이며, 예컨대 실시예 1에서 설명한 4층 기판의 제조 방법의 일례에 상당한다. 도 2a∼도 2e는, 실시예 2에 있어서의 4층 기판의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.

우선, 도 2a에 도시하는 바와 같이, 프리프레그(122)에 관통공(124)을 형성한다. 이 때, 미리 프리프레그(122)의 표면이 접착된 상태대로, 관통공(124)을 형성하는 것이 바람직하다. 관통공(124)의 형성에는 금형, 드릴, 레이저 등을 이용할 수 있다. 또한 프리프레그의 재료에는 시판품의 예컨대, 후술하는 유리 에폭 시, 또는 아라미드 에폭시 등을 쓸 수 있다.

다음에, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 관통공(124)의 내부에 도전성 페이스트(126)를 충전한다. 예컨대, 프리프레그(122)와 그 위에 형성된 보호 필름(도시하지 않음)을 마스크로 하여, 스퀴지 등으로 도전성 페이스트(126)를 문지르거나, 또는 충전하는 것으로, 셀프정렬적(자기 정합적)으로, 프리프레그(122)에 형성된 관통공(124)만큼에 도전성 페이스트(126)를 충전할 수 있다. 그리고 도전성 페이스트(126)를 충전한 후, 상기 보호 필름을 벗김으로써 도 2b의 상태를 얻는다.

도 2c는, 양면 기판(114a)의 단면도이다. 도 2c에서, 양면 기판(114a)은, 필름(102a)의 한 면에 제 1 배선(104a)이, 다른 면에 제 2 배선(106a)이 형성되어 있다. 그리고 상기 필름(102a)을 관통하도록 형성된 층간 접속부(112)가, 제 1 배선(104a)과 제 2 배선(106a)을 층간 접속한다.

여기서, 필름(102a)의 재질로서, 폴리이미드 필름, 폴리아미드 필름 등의 고내열성 수지 필름을 쓰는 것이 바람직하고, 특히 아라미드 필름이 바람직하다. 고내열성의 수지 필름을 이용함으로써 납땜 공정 등에서의 열 영향을 억제된다. 또한, 필름(102a)의 두께로서는 100㎛ 이하, 특히 3㎛ 이상 50㎛ 이하(바람직하게는 30㎛ 이하, 더 가능하면 25㎛ 이하)를 고르는 것이 바람직하다. 이와 같이 매우 얇은 내열성 필름을 이용함으로써 완성된 다층 기판의 총 두께를 얇게 할 수 있다. 또, 이러한 내열성 필름의 양면에, 접착제를 쓰지 않고 도전체층을 형성한 기판 재료를 고를 수 있다. 이러한 접착제를 이용하지 않고 내열성 필름과 도전체층을 형성한 구리 도금 필름을 이용함으로써 다층 기판의 내열성이나 신뢰성을 높일 수 있 다.

도 2d는, 도 2b의 도전성 페이스트(126)가 충전된 프리프레그(122)와, 도 2c의 양면 기판(114a)을 서로 위치 정렬하는 상태를 나타낸다. 도 2d에 도시하는 바와 같이, 도전성 페이스트(126)가 소정 위치에 충전된 프리프레그(122)의 양측에, 양면 기판(114a, 114b)을 세트한다. 그리고, 프리프레그(122)측의 제 2 배선(106a, 106b)과, 도전성 페이스트(126)를 위치 정렬한다. 그리고, 위치 정렬한 상태로, 진공 프레스로 가열 압착시킨다(진공 프레스는 도시하지 않음). 그리고 진공 프레스가 종료한 후, 프레스한 샘플을 취출한다. 도 2e는 진공 프레스 종료 후의 샘플의 단면도에 상당한다.

또, 진공 프레스에 의해 가압 압착시키는 것과 동시에, 소정의 온도 프로파일로 샘플을 가열 경화시킨다. 그렇게 하면, 프리프레그(122)가 일단 연화된 후 경화하여, 절연층(108)으로 변화된다. 프리프레그(122)가 연화되었을 때에, 양면 기판(114a, 114b)에 형성된 제 2 배선(106a, 106b)을 매몰시켜, 그 배선 두께를 흡수한다. 그리고, 배선 두께를 흡수한 상태로 프리프레그(122)가 경화하고, 절연층(108)으로 되어, 양면 기판(114a, 114b)을 강고히 고정한다. 또한, 이 때 프리프레그(122)에 매립된 도전성 페이스트(126)도 동시에 경화하여, IVH(110)로 변화된다. 이렇게 해서 IVH(110)를 갖는 4층 기판을 구성한다. 그리고 제 2 배선(106a, 106b)의 두께는 저감하여, 배선에 의한 요철은 평탄화한다.

다음에, 프리프레그에 대하여 설명한다. 여기서 프리프레그(prepreg:사전 함침 처리 시트재)란, 활성 수지를 함침시킨 섬유 소재 또는 직포이다. 이것은 아 직 완전히는 경화하지 않는 상태이기 때문에, 에너지를 가하여 동시에 성형할 수 있다. 이와 같이 프리프레그를 사용함으로써 성형시의 배선끼리의 접촉에 의한 단락을 방지할 수 있고, 또한 프레스 성형시의 변형이나 치수 편차를 억제할 수 있는 동시에, 완성된 다층 기판의 강도 향상도 가능해진다. 또 함침시키는 수지로서는, 열경화성 수지를 쓰는 것이 바람직하다. 열경화성 수지로서는, 에폭시 수지나 이미드 수지를 쓸 수 있다. 또한 섬유 소재 또는 직포로서는, 유리 섬유 이외에, 방향족계를 포함하는 폴리아미드, 아라미드 등의 부재를 이용할 수 있다.

또 프리프레그의 경화 온도는, 85℃로부터 220℃의 범위가 바람직하다. 온도가 230℃ 이상인 경우, 수지 경화에 편차가 발생하여, 치수의 정밀도에 영향을 미치는 경우가 있다. 또한 온도가 85℃보다 낮은 경우, 수지 경화의 시간이 증가하여, 경화 상태에 영향을 미치는 경우가 있다. 또한, 필름(102)의 두께가 50㎛ 이하로 얇은 경우, 180℃ 이상 220℃ 이하의 온도 범위에서, 프리프레그(122)의 경화를 행하는 것이 바람직하다. 이렇게 하는 것으로, 양면 기판(114a, 114b)의 표면에 형성된 배선 중, 프리프레그(122)의 측에 형성된 제 2 배선(106a, 106d)을 프리프레그(122) 중에 매몰할 수 있다.

또한, 압력 범위는 2㎫(메가파스칼, 압력의 단위) 이상 6㎫ 이하가 바람직하다. 2㎫ 미만인 경우, 도 6f에 나타내는 다층 기판의 밀착성에 편차가 발생할 가능성이 있다. 또한, 압력의 인가 시간은 1분 이상 3 시간 미만이 바람직하다. 압력의 인가 시간이 1분 미만인 경우, 프레스에 의한 편차가 발생하는 경우가 있다. 또한, 프레스 시간이 3 시간을 넘으면, 생산성에 영향을 주게 된다. 이 때문에, 압력 2㎫ 이상 6㎫ 이하, 특히, 4㎫ 이상 6㎫ 이하가 바람직하다. 일반적인 다층 기판의 경우, 2∼3㎫에서 적층되는 경우가 많지만, 본 실시예의 경우, 필름(102)이 얇고, 두께 편차의 영향을 받기 쉽고 또한, 도전성 페이스트(126)를 이용하는 것 등 때문에, 적층 압력은 5㎫ 정도, 예컨대 4㎫ 이상 6㎫ 이하로, 높은 쪽으로 하는 것이 바람직하다.

더 자세히 설명한다. 우선 포 형상의 프리프레그로서는 유리 에폭시계의 시판품, 구체적으로는, 직포로서 유리 섬유를 이용하여, 이것을 에폭시계의 수지를 함침한 것을 골랐다. 그리고 도 2a에 도시하는 바와 같이, 프리프레그 상에 보호 필름(도시하지 않음)을 형성하고, 그대로의 상태로 소정 위치에 관통공(124)을 형성했다. 다음에, 상기 보호 필름의 위에 도전성 페이스트(126)를 소정량 첨가하여, 스퀴지(고무주걱)로 상기 도전성 페이스트(126)를 인쇄하도록 하여, 프리프레그(122)에 형성된 관통공(124)에 충전했다. 그 후, 보호 필름을 박리함으로써, 도 2b의 상태로 했다.

다음에, 양면 구리 도금 필름을 준비했다. 구체적으로는 폴리이미드 필름(두께 10㎛)의 양면에 접착제를 쓰지 않고 도전체층을 형성한 것을 이용했다. 다음에, 상기 양면 구리 도금 필름의 도전체층을 소정 패턴으로 가공하여, 도 2c의 양면 기판(114a)으로 했다.

다음에, 도 2d에 도시하는 바와 같이, 도전성 페이스트(126)의 충전된 프리프레그(122)의 양면에, 양면 기판(114a, 114b)을 소정 지그(도시하지 않음)에 의해 위치 정렬했다. 그 후, 진공 프레스로 소정 시간, 소정 온도로 프레스하여 일체화 했다. 이 때, 필요에 따라 가열, 가압하는 것이 바람직하다. 이 일체화와 동시에, 도전성 페이스트(126)에 의해 양면 기판(114a, 114b)의 프리프레그(122)측에 형성된 제 2 배선(106a, 106b)을 전기적으로 접속한다.

이렇게 해서 도 2e에 나타내는, 매우 얇은 다층 기판을 제작했다. 여기서, 프리프레그(122)의 두께를 더 얇고, 예컨대 40㎛에서 20㎛, 또는 10㎛으로 더 얇게 하는 것으로, 총 두께가 100㎛ 이하, 또는 60㎛ 이하, 또는 30㎛ 이하라고 한 매우 얇은 다층 기판을 제조할 수 있다.

이상과 같이 하여, 4층 프린트 배선 기판의 표층으로부터 세어 2층째의 절연층을 관통하는 부분의 전기적 접속이 도전성 페이스트(126)인 페이스트 접속층(116)을 갖고, 표층으로부터 세어 2층째에 마련된 2층째 배선과, 표층으로부터 세어 3층째에 마련된 3층째 배선이, 상기 페이스트 접속층에 매설되어 있는 것을 특징으로 하는 4층 프린트 배선 기판을 제작할 수 있다.

또, 4층 프린트 배선 기판의 표층으로부터 세어 2층째 절연층은, 도 1에 있어서의 절연층(108)에 상당한다. 4층 프린트 배선 기판의 표층으로부터 세어 1층째의 1층째 절연층은, 도 1에 있어서 필름(102a)에 상당한다. 표층으로부터 2층째에 마련된 배선은, 도 1에 있어서, 양면 기판(114a)의 밑에 형성된 제 2 배선(106a)에 상당한다.

또한, 표층으로부터 3층째에 마련된 배선은, 도 1에 있어서, 양면 기판(114b)의 위에 형성되어 페이스트 접속층(116)(또는 절연층(108))측에 매몰된 제 2 배선(106b)에 상당한다.

이상과 같이, 실시예 2에 있어서, 표층으로부터 세어 2층째의 배선과, 표층으로부터 세어 3층째의 배선(도 1에 있어서의 제 2 배선(106a, 106b)에 상당)을, 양쪽 모두 마찬가지로 페이스트 접속층(116)에 매몰할 수 있으므로, 기판 두께를 얇게 한 경우라도 그 배선 두께를 흡수할 수 있기 때문에, 칩부품이나 반도체 칩 등의 실장, 표면 평활성이 요구되는 범프 등을 이용한 베어칩 실장, 또는 CPU 실장용의 인터포저도 포함시켜, 실장 성능을 높일 수 있다.

이와 같이, 페이스트 접속층(116)은, 프리프레그(122)와 상기 프리프레그(122)에 형성된 관통공(124)에 충전된 도전성 페이스트(126)로 함으로써 IVH(110)의 형성 위치를 자유롭게 설계할 수 있기 때문에, 회로 기판의 소형화, 고성능화가 가능해진다.

(실시예 3)

이하, 본 발명의 실시예 3에 있어서의 다층 기판에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 실시예 1과 실시예 3의 차이는, 다층화에 이용하고 있는 필름의 매수(실시예 1에서는 2장, 실시예 3에서는 3장)이다.

도 3은 실시예 3에 있어서의 다층 기판의 단면도이다. 도 3에서는, 필름을 이용한 양면 기판(114a, 114b, 114c)을, 2장의 페이스트 접속층(116a, 116b)을 이용하여 서로 접합한 것을 나타내고 있다. 그리고 양면 기판(114a)의 하면에 형성된 제 2 배선(106a)과, 양면 기판(114b)의 상면에 형성된 제 2 배선(106b)을, IVH(110)에 의해 전기적으로 접속한다. 마찬가지로 양면 기판(114c)의 상면에 형 성된 제 2 배선(106d)과, 양면 기판(114b)의 하면에 형성된 제 2 배선(106c)을 IVH(110)에 의해 전기적으로 접속한다.

이와 같이 3장의 양면 기판(114a, 114b, 114c)(배선의 층수를 계산하면, 배선2층×3장=6층)을 페이스트 접속층(116a, 116b)을 이용하여 일체화하는 것으로, 배선 합계 6층 중 4층분의 배선 두께를, 상기 페이스트 접속층(116a, 116b)에 매립 흡수할 수 있어, 그 이상의 박층화가 가능해진다.

또 페이스트 접속층(116a, 116b)은, 절연층(108)과 IVH(110)로 구성되어 있다. 여기서 IVH(110)란 이너 비아홀(층간 접속을 위한 비아 구멍)의 의미이며, 본 실시예의 경우, 임의의 위치에 IVH(110)를 형성할 수 있다. 또한, 페이스트 접속층(116)을 구성하는 절연 부재로서 프리프레그(122)를 쓸 수 있다. 또한, IVH(110)을 구성하는 도전 부재로서, 경화형 도전성 페이스트(126)를 이용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 본 발명에 있어서, 프리프레그 및 경화형 도전성 페이스트를 사용함으로써 접착제를 쓰지 않고, 다층 기판을 구성할 수 있기 때문에, 다층 기판을 대폭 박층화할 수 있다.

이상과 같이, 절연층이 5층 이상의 프린트 배선 기판의, 적어도 표층으로부터 2층째의 절연층(도 3에 있어서의 상측의 절연층(108))을 관통하는 전기적 접속이 도전성 페이스트(126)인 페이스트 접속층(116)을 갖고, 적어도 표층으로부터 2층째의 배선(도 3에 있어서 제 2 배선(106a))과 표층으로부터 3층째의 배선(도 3에 있어서 제 2 배선(106b))이, 상기 도전성 페이스트 접속층(116)에 매설하는 것으로, 절연층이 5층 이상의 다층 프린트 배선 기판을 박층으로 형성할 수 있다.

또 여기서, 표층으로부터 2층째의 절연층의 전기적 접속이 도전성 페이스트인 페이스트 접속층이란, 도 3의 페이스트 접속층(116a, 116b)인 것이다. 또한, 표층으로부터 세어 1층째의 절연층이란, 도 3에 있어서의 필름(102a)에 상당한다. 표층으로부터 세어 2층째에 마련된 2층째 배선이란, 도 3에 있어서, 위, 밑에서부터 센 경우 각각 양면 기판(114a, 114c)에 형성되어 페이스트 접속층(116a, 116b)에 매몰된 제 2 배선(106a, 106d)에 상당한다. 또한, 표층으로부터 세어 3층째에 마련된 3층째 배선이란, 도 3에 있어서 위에서 밑으로 센 경우(배선의 경우, 배선만을 센다), 양면 기판(114b)의 위에 형성되어 페이스트 접속층(116a)에 매몰된 제 2 배선(106b)에 상당한다. 또한 밑에서 위로 센 경우, 양면 기판(114b)의 표면에 형성된 제 2 배선(106c)에 상당한다.

(실시예 4)

이하, 본 발명의 실시예 4에 있어서의 다층 기판의 제조 방법에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 4a∼4e는 실시예 4에 있어서의 다층 기판의 제조 방법을 설명하는 단면도이다. 실시예 4는, 복수매의 필름을 이용하여 다층화하는 제조 방법의 일례이며, 예컨대 실시예 3에서의 다층 기판의 제조 방법의 일례를 나타내는 것이다.

우선 도 4a에 도시하는 바와 같이, 프리프레그(122)에 관통공(124)을 형성한다. 이 때 프리프레그(122)의 표면에 보호 필름이 붙여진 상태대로, 관통공(124)을 형성할 수 있다. 또한, 이들 관통공(124)의 형성은 금형, 드릴, 레이저 등을 이용할 수 있다. 또한, 프리프레그로서, 예컨대 포형상의 시판품을 쓸 수 있다. 다음에 도 4b에 도시하는 바와 같이, 관통공(124)의 내부에 도전성 페이스트(126)를 충전한다. 이 충전은 스크린 인쇄를 이용할 수 있다. 예컨대, 프리프레그(122)와 그 위에 형성된 보호 필름(도시하지 않음)의 양쪽을 관통하도록 하여 관통공(124)을 형성한 후, 상기 보호 필름을 마스크로 하여, 스퀴지 등으로 도전성 페이스트를 문지름으로써 셀프정렬적(자기 정합적)으로, 프리프레그(122)에 형성된 관통공(124)에만 도전성 페이스트(126)를 충전할 수 있다. 그리고 상기 보호 필름을 벗김으로써 도 4b의 상태를 얻을 수 있다.

도 4c는 양면 기판(114a)의 단면도이다. 도 4c에서, 필름(102a)의 표면에는 제 1 배선(104a)과, 제 2 배선(106a)이 형성되고, 층간 접속부(112)를 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다. 필름(102a)으로서는, 폴리이미드 필름, 폴리아미드 필름 등의 고강도로 저 열팽창 계수의 필름 부재를 쓰는 것이 바람직하고, 특히 아라미드 필름이 바람직하다. 열팽창 계수가 작은(특히 실리콘에 가까운 열팽창 계수의) 수지 필름(102a)을 이용함으로써 반도체 칩의 베어칩 실장이나 CPU 주위의 인터포저 용도에도 대응할 수 있다. 필름(102)의 두께로서는 100㎛ 이하, 특히 3㎛ 이상 50㎛ 이하, 바람직하게는 30㎛ 이하, 또한 가능하면 25㎛ 이하를 고르는 것이 바람직하다. 이와 같이 매우 얇은 내열성 필름을 이용함으로써 완성된 다층 기판의 총 두께를 얇게 할 수 있다. 또 이러한 내열성 필름의 양면에, 접착제를 쓰지 않고 도전체층을 형성한 기판 재료를 고를 수 있다. 이러한 접착제를 이용하지 않고, 내열성 필름과 동박(銅箔)을 붙인 구리 도금 필름을 이용함으로써 다층 기판의 내 열성을 높일 수 있기 때문에, 납프리 땜납을 이용한 실장에 대응하기 쉽다.

도 4d는, 도 4b의 도전성 페이스트(126)가 충전된 프리프레그(122a, 122b)와, 복수매의 양면 기판(114a, 114b, 114c)을 서로 위치 정렬하는 모양을 나타내는 단면도이다.

도 4e는, 도 4b의 도전성 페이스트(126)가 충전된 프리프레그(122a, 122b)와, 양면 기판(114a, 114b, 114c)을 서로 일체화한 후의 모양을 나타내는 단면도이다. 구체적으로는, 도 4d에서 나타낸 상태의 샘플을, 열반(熱盤) 프레스 등을 사용하여 서로 밀착시킴과 동시에, 소정의 온도 프로파일로 가열하는 것으로, 프리프레그(122a, 122b)가 일단 연화된 후 경화하는 것으로 되어, 절연층(108)으로 변화된다. 이 때 프리프레그(122a, 122b)에 매립된 도전성 페이스트(126)도 동시에 가열, 경화되어 IVH(110)로 된다.

더 자세히 설명한다. 우선 프리프레그(122)로서는 아라미드 에폭시계의 시판품을 썼다. 그리고 도 4a에 도시하는 바와 같이, 프리프레그(122) 상의 보호 필름과 동시에, 소정 위치에 관통공(124)을 형성했다. 다음에, 상기 보호 필름의 위에 도전성 페이스트(126)를 소정량 첨가하여, 스퀴지(고무 주걱)로 상기 도전성 페이스트(126)를, 프리프레그(122)에 형성된 관통공(124)에 충전한다. 그리고 보호 필름을 박리하는 것으로, 도 4b의 상태로 했다.

다음에, 양면 구리 도금 필름을 준비했다. 구체적으로는, 두께 10㎛의 아라미드 필름의 양면에 접착제를 쓰지 않고 도전체층을 형성한 것을 이용했다. 다음에, 상기 양면 구리 도금 필름의 동박 부분을 소정 패턴으로 가공하여, 도 4c의 양 면 기판(114a)으로 했다.

다음에, 도 4d에 도시하는 바와 같이, 도전성 페이스트(126)의 충전된 프리프레그(122a, 122b)와, 양면 기판(114a, 114b, 114c)을 서로 교대로 적층하여 위치 정렬했다. 그 후, 프레스로 소정 시간, 소정 온도로 가열하면서 가압하여 일체화했다. 이 때, 필요에 따라 진공 프레스하더라도 좋다. 또한, 이 프레스 조건을, 프리프레그(122)가 일단 연화된 후 경화하는 조건으로 함으로써 복수의 양면 기판(114)을, 중앙에 세트한 프리프레그(122)를 이용하여 일체화할 수 있다. 또한, 이 프레스 조건에 있어서, 도전성 페이스트(126)가, 양면 기판(114)의 프리프레그측에 형성된 제 2 배선(106a∼d)을 전기적으로 접속시킨다.

이렇게 해서, 도 4e에 나타내는 것 같은, 매우 얇은 다층 기판을 제작했다. 여기서, 프리프레그(122a, 122b)의 두께를 얇게(예컨대, 40㎛, 또는 20㎛, 보다 바람직하게는 10㎛) 하는 것으로, 총 두께가 100㎛ 이하, 또는 60㎛ 이하, 또는 30㎛ 이하라고 한 매우 얇은 다층 기판을 제조할 수 있다.

(실시예 5)

이하, 본 발명의 실시예 5에 있어서의 다층 기판에 대하여 설명한다. 도 5는 실시예 5의 다층 기판의 단면도이다. 실시예 5와 실시예 3의 차이는, 실시예 3에서는 중앙부가 2층 기판, 실시예 5에서는 중앙부가 3층 이상의 다층 기판이다. 이와 같이, 실시예 5를 이용함으로써 더 다양한 형태로, 필름 등을 이용한 양면 기판 이외에도, 여러가지 형태의 다층 기판을 형성할 수 있다.

도 5에 있어서, 다층 기판(118)은, 층간 절연층(120)에 의해 층간 절연된 복수층의 배선(104b)이나, 층간 절연층(120) 등으로 구성되고, 층간 절연층(120)의 표면에는 제 2 배선(106b, 106c)이 형성되어 있다. 또 도 5에 있어서, 다층 기판(118)의 표면에 형성된 제 2 배선(106b, 106c)은 모두 페이스트 접속층(116a, 116b)에 매립되어 있다.

마찬가지로, 필름(102a, 102b)의 표면에는 제 1 배선(104a, 104c)과 제 2 배선(106a, 106d)이 형성되고, 서로 층간 접속부(112)로 전기적으로 접속됨으로써 양면 기판(114a, 114b)이 구성되어 있다.

그리고 도 5에 도시하는 바와 같이, 양면 기판(114a)의 페이스트 접속층(116a) 측에 형성한 제 2 배선(106a)과, 다층 기판(118)의 페이스트 접속층(116a) 측에 형성된 제 2 배선(106b)을, 모두 페이스트 접속층(116a)에 매몰하는 동시에, IVH(110)에 의해 전기적으로 접속한다. 마찬가지로, 양면 기판(114b) 상의 제 2 배선(106d)과, 다층 기판(118) 표면의 제 2 배선(106c)을, 페이스트 접속층(116b)을 관통하는 IVH(110)에 의해 접속한다.

이와 같이, 다층 기판(118)을 중앙으로 하여, 그 양측에 양면 기판(114a, 114b)을 형성하고, 이들을 페이스트 접속층(116)을 이용하여 그 배선 두께를 흡수하는 동시에 일체화하여, 층간 접속을 할 수 있다. 또한, 실시예 5에서는 접착제를 사용하지 않기 때문에, 박층화가 가능해진다.

(실시예 6)

실시예 6의 다층 기판의 제조 방법에 대하여, 도 6a∼6f을 이용하여 자세히 설명한다. 도 6a∼6f는 실시예 6에 있어서의 다층 기판의 제조 방법을 설명하는 단면도이며, 이 다층 기판의 제조 방법은, 예컨대 실시예 5에서 설명한 도 5의 다층 기판의 제조 방법에 상당한다.

우선 도 6a에 도시하는 바와 같이, 프리프레그(122)에 관통공(124)을 형성한다. 관통공(124)의 형성은 금형, 드릴, 레이저 등을 이용할 수 있다. 또한 프리프레그에는 시판품을 쓸 수 있다. 다음에 도 6b에 도시하는 바와 같이, 관통공(124)의 내부에 도전성 페이스트(126)를 충전한다.

도 6c는 양면 기판(114a)의 단면도이다. 도 6c에서, 양면 기판(114a)은, 필름(102a)과, 그 표면에 형성된 제 1 배선(104a)과 제 2 배선(106a)이 층간 접속부(112)로 접속된 것으로부터 형성되어 있다. 도 6d는 다층 기판(118)의 단면이다. 다층 기판(118)은, 층간 절연층(120), 층간 접속부(112), 제 1 배선(104b)에서 구성되어 있다. 그리고 층간 절연층(120)에 형성된 층간 접속부(112)를 거쳐서, 다른 층에 형성된 제 1 배선(104b)끼리를 접속한다. 도 6e는, 도 6b의 도전성 페이스트(126)가 충전된 프리프레그와, 도 6d의 다층 기판(118)을 서로 위치 정렬하는 모양을 나타낸다. 그리고 진공 프레스 장치(도시하지 않음)를 이용하여, 이들을 일체화한다. 도 6f는, 도 6e의 부재가 일체화된 후의 모양을 나타내는 단면도이다.

다음에, 제 2 배선(106a, 106b, 106c, 106d)을 프리프레그(122) 중에 매몰시 키는 일례에 대하여 설명한다. 예컨대 도 6d에서 나타낸 상태의 샘플을, 진공 프레스(또는 진공가열 프레스)를 사용하여 서로 밀착시킴과 동시에, 소정의 온도 프로파일로 가열하는 것으로, 프리프레그(122)가 연화되어, 제 2 배선(106a, 106b, 106c, 106d)을 프리프레그(122) 중에 매몰시킨다. 그 후, 프리프레그(122)가 경화하여, 절연층(108)으로 된다. 또한, 이 때 프리프레그(122)에 매립된 도전성 페이스트(126)도 동시에 가열, 경화되고, 다른 층에 형성된 제 2 배선(106a, 106b) 끼리를 전기적으로 접속하여, IVH(110)로 된다.

더 자세히 설명한다. 우선, 프리프레그로서는 시판품의 두께 30㎛에서 유리 에폭시계의 것을 썼다. 그리고, 도 6a에 도시하는 바와 같이, 프리프레그 상의 보호 필름과 동시에, 소정 위치에 관통공(124)을 형성했다. 또 도 6a에 보호 필름은 도시하지 않는다. 다음에, 상기 보호 필름의 위에, 도전성 페이스트(126)를 소정량 첨가하여, 스퀴지(고무 주걱)로 상기 도전성 페이스트(126)를 상기 보호 필름의 구멍 너머로, 프리프레그(122)에 형성된 관통공(124)에 충전시켰다. 그 후, 보호 필름을 박리하는 것으로, 도 6b의 상태로 했다. 또 도 6b에서 보호 필름은 도시하지 않는다.

다음에, 양면 구리 도금 필름을 준비했다. 구체적으로는, 두께 10㎛의 폴리이미드 필름의 양면에 접착제를 쓰지 않고, 도전체층을 형성한 것을 이용했다. 다음에, 상기 양면 구리 도금 필름의 동박 부분을 소정 패턴으로 가공하여, 도 6c의 양면 기판(114a)으로 했다. 도 6c로부터, 양면 기판(114a)은, 필름(102a)의 양면에, 제 1 배선(104a)과 제 2 배선(106a)이 형성되어 있는 것을 알 수 있다.

또한 도 6d에 나타내는 것 같은 다층 기판(118)을 준비했다. 도 6d에서, 제 1 배선(104b)은, 층간 절연층(120)을 거쳐서 절연되고, 층간 접속부(112)에 의해 층간 접속되어 있다. 그리고 다층 기판(118)의 표면에는, 제 2 배선(106b, 106c)이 형성되어 있다.

다음에 도 6e에 도시하는 바와 같이, 도전성 페이스트(126)의 충전된 프리프레그(122)의 양면에, 다층 기판(118), 양면 기판(114a, 114b)을 세트했다. 그 후, 도 6f에 도시하는 바와 같이, 이들을 소정 시간, 소정 온도로 프레스하여 일체화했다. 이 때, 필요에 따라 진공 프레스로 해도 좋다. 또한 이 프레스 조건에 있어서, 도전성 페이스트(126)가, 양면 기판(114a, 114b)의 프리프레그측에 형성된 제 2 배선(106a, 106d)과 전기적으로 접속된다.

이렇게 해서 도 6f에 나타내는 것 같은, 매우 얇은 다층 기판을 제작했다. 여기서, 필름이나 프리프레그(122), 다층 기판(118)의 두께를 얇고, 예컨대, 40㎛, 또는 20㎛, 보다 바람직하게는 10㎛으로 함으로써 다층이면서도 매우 얇은 프린트 배선 기판을 제조할 수 있다.

다음에, 프리프레그에 대하여 설명한다. 여기서 프리프레그(prepreg: 사전 함침 처리 시트재)란, 활성 수지를 함침시킨 섬유 소재 또는 직포이다. 이것은 아직 완전히는 경화하지 않는 상태이기 때문에, 에너지를 가하여 동시에 성형할 수 있다. 이와 같이 프리프레그를 사용함으로써 성형시의 배선끼리의 접촉에 의한 단락을 방지할 수 있고, 프레스 성형시의 변형이나 치수 편차를 더 억제할 수 있는 동시에, 완성된 다층 기판의 강도 향상도 가능해진다. 또 함침시키는 수지로서는, 열경화성 수지를 쓰는 것이 바람직하다. 열경화성 수지로서는, 에폭시 수지나 이미드 수지를 쓸 수 있다. 또한 섬유 소재 또는 직포로서는, 유리 섬유 이외에, 방향족계를 포함하는 폴리아미드, 아라미드 등의 부재를 이용할 수 있다.

또한, 압력 범위는 2㎫(메가파스칼, 압력의 단위) 이상 6㎫ 이하가 바람직하다. 2㎫ 미만인 경우, 도 6f에 나타내는 다층 기판의 밀착성에 편차가 발생할 가능성이 있다. 또한, 압력의 인가 시간은 1분 이상 3 시간 미만이 바람직하다. 압력의 인가 시간이 1분 미만인 경우, 프레스에 의한 편차가 발생하는 경우가 있다. 또한, 프레스 시간이 3 시간을 넘으면, 생산성에 영향을 주게 된다. 이 때문에, 압력 2㎫ 이상 6㎫ 이하, 특히, 4㎫ 이상 6㎫ 이하가 바람직하다. 일반적인 다층 기판의 경우, 2∼3㎫에서 적층되는 것이 많지만, 본 실시예의 경우, 필름(102)이 얇고, 두께 편차의 영향을 받기 쉽고 또한, 도전성 페이스트(126)를 이용하는 것 등 때문에, 적층 압력은 5㎫ 정도, 예컨대 4㎫ 이상 6㎫ 이하로, 높은 쪽으로 하는 것이 바람직하다.

그리고 도 6e와 같이, 도전성 페이스트(126)가 충전되어 이루어지는 프리프레그(122)의 양측에 양면 기판을 위치 결정하고, 세트한 후, 프레스 장치를 이용하여, 가열 압착하여, 일체화시켰다. 또 프레스 조건으로서는, 최적화한 프레스 프로그램, 구체적으로는, 실온에서 200℃ 전후까지 단계적으로 온도가 올라간 후, 자동적으로 실온까지 온도가 내려가는 것이며, 시간과 동시에 압력도 변화시킨 것을 사용함으로써 안정한 제작이 가능해진다. 이렇게 해서 도 6f에 나타내는 다층 기판을 제작했다.

(실시예 7)

다음에 실시예 7에 대하여, 도 7a∼7d을 이용하여 설명한다. 실시예 7에서는, 표층이 필름인 다층 기판을 이용하고, 도금 기술을 이용하여 층간 접속 및 표층의 배선을 형성하는 경우에 대하여 설명한다.

도 7a∼7d는 실시예 7의 다층 기판의 제조 방법을 설명하는 단면도이며, 이 다층 기판의 제조 방법은, 예컨대 실시예 6에서 설명한 다층 기판의 제조 방법의 일례이며, 실시예 1이나 실시예 3에서 설명한 다층 기판 등에도 응용 가능한 것이다. 특히 본 실시예 7에서는, 다층 기판의 표층의 배선 및 그 배선에 접속된 층간 접속부를, 도금 기술을 이용하여 일체화하는 것에 특징이 있고, 보다 고성능으로 미세한 패턴을 형성할 수 있다.

실시예 7의 특징은, 도 7b에 나타내는 블라인드 비아(128)와, 도 7c에 나타 내는 금속막(130)에 있다. 우선 도 7a을 이용하여 설명한다. 도 7a는 표층이 수지 필름(102a, 102b)인 다층 기판의 단면도이다. 도 7a에서, 중앙에는, 층간 절연층(120)이나 제 1 배선(104b), 층간 접속부(112)로 이루어지는 다층 기판(118)이 형성되어 있다. 그리고 다층 기판(118)의, 절연층(108)에 면한 측의 제 2 배선(106b, 106c)은, 필요에 따라 IVH(110)을 거쳐서, 필름(102a, 102b)의 절연층(108)에 면한 측에 형성된 제 2 배선(106a, 106d)에 접속되어 있다. 이렇게 하여, 다층 기판(118)의 표면에 형성된 제 2 배선(106b, 106c)과, 필름(102a)의 위에 형성된 제 2 배선(106a)이나, 필름(102b)의 위에 형성된 제 2 배선(106d)이, IVH(110)을 거쳐서 전기적으로 접속한다.

도 7a에 나타내는 다층 기판의 양 표면은, 필름(102a, 102b)에 의해 덮여 있다. 다음에 도 7b∼도 7d을 이용하여, 필름(102a, 102b)의 표면에 배선 등을 형성하는 모양을 설명한다.

도 7b는, 도 7a에서 나타낸 다층 기판의 양 표면에 형성된 필름(102a, 102b)에 구멍을 형성한 후의 단면도이다. 도 7b에서 표층의 필름(102a, 102b)에는 블라인드 비아(128)가 형성되어 있고, 블라인드 비아(128)의 안, 또는 블라인드 비아(128)의 바닥에는, 필름(102a, 102b)의 절연층(108)측에 형성된 제 2 배선(106a, 106d)이 노출되어 있다.

도 7c는, 필름(102a, 102b)의 위에 블라인드 비아(128)를 매립하도록, 금속막(130)을 형성한 모양을 나타내는 단면도이다. 도 7c에서, 필름(102a, 102b)의 표면에는 금속막(130)이 형성됨으로써, 동시에 블라인드 비아(128)도 금속막(130) 으로 덮을 수 있다. 또 이러한 금속막(130)의 형성 방법으로서는, 도금법이나 박막법 등을 이용할 수 있다. 또한 금속막(130)의 형성은, 도 7c에 도시하는 바와 같이, 기판의 양면이라도 좋지만, 필요에 따라 한 면에만 형성하더라도 좋다. 또한 도 7c로부터, 블라인드 비아(128)를 덮도록 형성된 금속막(130)은, 필름(102)의 절연층(108)측에 형성된 제 2 배선(106a, 106d)에도 전기적으로 접속하는 것으로 된다.

도 7d는, 금속막(130)을 에칭 등으로, 소정 패턴으로 형성한 후의 단면도를 나타낸다. 도 7d에 도시하는 바와 같이, 금속막(130)을 소정 형상으로 패터닝할 때, 블라인드 비아(128)를 덮는 부분의 금속막(130)도 비아 필, 또는 비아 매립재를 그대로 남김으로써 제 1 배선(104a)으로 된다. 그리고 제 1 배선(104a)은, 블라인드 비아(128)를 거쳐서, 제 2 배선(106a)과도 전기적으로 접속된다.

이와 같이, 표층으로부터 세어 1층째의 배선(도 7d에서 배선(104a)에 상당) 및 표층으로부터 세어 2층째의 배선(도 7d에서, 배선(106a)에 상당함)의 적어도 한쪽은, 도금막을 거쳐서, 1층째 절연층에 고정함으로써, 필름(102a, 102b) 표면으로의 금속막(130)이나 제 1 배선(104a, 104b), 제 2 배선(106a, 106d) 등을, 저렴하고 또한 고도의 박막화가 가능하게 되고, 또한 두께 편차가 적은 배선으로 할 수 있다.

이와 같이 도 7c, 도 7d에 도시하는 바와 같이, 블라인드 비아(128)에 금속막(130)을 형성함으로써, 표층으로부터 세어 1층째의 절연층의 전기적 접속, 즉 필름(102a, 102b)에 형성된 블라인드 비아(128)를 거쳐서 제 1 배선(104a, 104c)과 제 2 배선(106a, 106d)을 전기적 접속하는 것이 가능해지기 때문에, 신뢰성이 높고, 배선 저항이 낮은 층간 접속이 가능해진다.

(실시예 8)

실시예 8에서는, 도금법 대신에 박막법, 또는 박막법과 도금법의 조합을 이용한, 다층 기판의 제조 방법에 대하여 설명한다. 실시예 8과 실시예 7의 차이는, 박막법(실시예 8)과 도금법(실시예 7)의 차이뿐이며, 공통점이 많기 때문에 도 7을 이용하여 설명한다.

우선 도 7b에 나타내는 블라인드 비아(128)의 형성으로서는, YAG, CO₂ 등의 레이저 장치를 쓸 수 있다. 블라인드 비아(128) 등의 표면으로의 금속막(130)의 형성 방법으로서는, 최초에 NiCr 등의 하지층(시드층이라고 불리는 경우도 있다)을 10∼50Å 정도 형성하고, 이 위에 구리를 전기 도금하더라도 좋다. 또는 시드층 없이 필름(102a, 102b) 상에 구리를 무전해 도금하더라도 좋다. 또는 필름(102) 상에 박막법(전자 빔, 스퍼터 외)을 이용하여, 직접 구리를 석출(디포지션)하더라도 좋다. 또 이들 경우, 그 두께가 10Å 이상, 또는, 보다 바람직하게는 전기 도금에 쓸 수 있는 정도의 도전성을 얻을 수 있는 정도이면, 그 도전성을 이용하여 그 위에 구리를 전기 도금하여, 배선으로서 필요한 두께(예컨대 5∼30㎛, 또는 박층화가 필요한 경우는 3∼15㎛ 정도가 바람직하다)를 형성할 수 있다. 이와 같이 시드층 또는 금속 하지층을 사용하거나, 또는 금속막의 형성 방법을 고안하는 것으 로, 필름(102a, 102b)에 대한 부재의 밀착력을 높일 수 있다.

이와 같이 표층으로부터 세어 1층째의 배선 및 표층으로부터 세어 2층째에 마련된 배선의 적어도 한쪽은, 스퍼터막을 거쳐서, 표층으로부터 세어 1층째의 절연층에 고정하는 것으로, 필름(102a, 102b) 표면으로의 금속막(130)이나 제 1 배선(104a, 104c), 제 2 배선(106a, 106d) 등의 밀착성을 높일 수 있다.

(실시예 9)

다음에, 실시예 9의 다층 기판의 제조 방법에 대하여 설명한다. 실시예 9에서는, 도 8a∼8d을 이용하여 설명한다. 도 8a∼8d는 실시예 9를 설명하는 단면도이며, 실시예 9의 특징은 하지 전극층(132)에 있다. 실시예 8(도 7a∼7d에 나타냄)과 실시예 9(도 8a∼8d에 나타냄)의 차이는, 필름 표면에서의 하지 전극층(132)의 유무이다.

우선 도 8a에 도시하는 바와 같이, 필름(102a, 102b)의 적어도 노출면에 하지 전극층(132)을 형성하고, 이 하지 전극층(132)에 구리를 이용하는 경우, 하지층(또는 앵커층)으로서 박막법이나 도금법으로 형성한다. 이와 같이 하지 전극층(132)을 이용함으로써 배선(104a, 104c) 등의 필름(102a, 102b)으로의 밀착력을 더 높일 수 있다. 또한 필요에 따라 NiCr나 Cr 등의 박막을 하지 전극층(132)의 하지층으로서 사용할 수도 있다. 즉, 하지 전극층을 단층으로 해도 좋고, 복수층으로 해도 좋다. 이 경우는 NiCr나 Cr 등의 박막을 10∼50Å 정도 형성하고, 이 위에 구리를 배선재로서 전기 도금으로 형성할 수 있다. 또 NiCr나 Cr 등의 두께 가 10Å 이상 1㎛ 정도이면, 그 도전성을 이용하여 그 위에 구리를 소정 두께, 예컨대 5∼30㎛ 정도, 또는 박층화가 필요한 경우 3∼15㎛ 정도 형성할 수 있다. 이와 같이 하지 전극층(132)을 사용함으로써 배선(104a, 104c) 등의 필름(102a, 102b)으로의 밀착력을 높일 수 있다.

또, 도 8b에 도시하는 바와 같이, 하지 전극층(132)과 함께, 필름(102a, 102b)에 레이저 등을 이용하여 블라인드 비아(128)를 형성할 수 있다. 그리고 그 후는, 도 7a∼7d와 같이 하여 소정의 두께로 제 1 배선(104a, 104c)이나 층간 접속부(112)를 형성할 수 있다.

그리고 도 8c, 도 8d에 도시하는 바와 같이, 도 7c, 도 7d와 같이 블라인드 비아(128)에 금속막(130)을 형성하는 것으로, 표층으로부터 세어 1층째의 절연층의 전기적 접속, 즉 필름(102a, 102b)에 형성된 블라인드 비아(128)를 거쳐서 제 1 배선(104a, 104c)과 제 2 배선(106a, 106d)을 전기적 접속하는 것이 가능해지기 때문에, 신뢰성이 높고, 배선 저항이 낮은 층간 접속이 가능해진다.

(실시예 10)

실시예 10에서는, 절연층에 무기 충전재가 첨가되어 이루어지는 수지 필름을 이용한 다층 기판의 제조 방법에 대하여 설명한다. 실시예 2(유리 에폭시계 프리프레그를 사용함)나 실시예 6(아라미드 포함 프리프레그를 사용함)과, 실시예 10(무기 충전재 포함)의 차이는, 프리프레그의 내용물 즉 첨가물에 있다. 또 실시예 10은, 실시예 2나 실시예 9와 공통하는 부분이 많기 때문에, 도 2나 도 8을 참 조하여 설명한다.

또, 프리프레그에 첨가하는 무기 충전재로서는, 알루미나나 실리카 등의 세라믹계의 절연 가루가 바람직하다. 이와 같이, 프리프레그에 미리 무기 충전재를 첨가해 놓음으로써 열 프레스시에 프리프레그가 지나치게 유동하는 것을 방지할 수 있다. 프리프레그가 지나치게 유동하면, 관통공(124)에 충전된 도전성 페이스트(126)가 흐르거나, 어긋나거나 할 가능성이 있기 때문에, 이것을 방지하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 열 프레스시의 프리프레그의 연화, 유동화를 일정량으로 억제하기 위해서는, 이러한 무기 충전재를 10∼85wt%, 보다 바람직하게는 20∼80wt%, 고밀도가 더 요구되는 경우에는 40∼60wt% 첨가하는 것이 바람직하다. 여기서 무기 충전재의 첨가량이 지나치게 적은 경우, 제 2 배선(106a, 106b, 106c, 106d)의 매몰은 용이하지만, 페이스트 접속층(116)에 악영향을 미칠 가능성도 있다. 또한 무기 충전재의 첨가량이 지나치게 많은 경우, 열 프레스시에 페이스트 접속층(116)이 흐르지 않게 되거나, 또는 어긋나거나, 바람직한 방향으로 유동하기 어렵게 되는데, 제 2 배선의 매몰성에 악영향을 부여할 가능성, 예컨대, 제 2 배선의 요철을 흡수할 수 없을 가능성이 있다.

또한, 무기 충전재를 첨가해 놓음으로써 열 프레스시에 도전성 페이스트(126)가 연화되어 이상 유동하거나, 변형하거나 하는 것을 방지할 수 있다. 그리고 IVH(110)에 있어서의 접속 불량의 발생의 가능성을 억제할 수 있다.

첨가하는 무기 충전재의 평균 입경은 0.5㎛ 이상 5㎛ 이하가 바람직하다. 0.5㎛ 미만인 경우, BET(비 표면적)이 커져, 취급하기 어려운 경우가 있다. 또한 5㎛을 넘는 경우, 다층 기판의 박층화에 영향을 미치는 경우가 있다.

(실시예 11)

실시예 11에서는, 페이스트 접속층에 열경화성 수지를 이용하는 다층 기판의 제조 방법에 대하여 설명한다. 실시예 11에서 설명하듯이, 페이스트 접속층을 구성하는 절연 부재는 프리프레그에 한정할 필요는 없다. 열경화성의 수지 필름이라도 좋지만, LCP(액정 폴리머 수지) 등의 고기능성을 가진 열가소성 수지도 쓸 수 있다. 이러한 고밀도이고 고강도인 열가소성 수지를 이용함으로써 고밀도인 다층 기판을 제조할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 다층 기판 및 그 제조 방법은, 필름이나 다층 기판을 조합함으로써, 종래에 없는 매우 얇은 다층 기판을 제작할 수 있기 때문에, 각종 전자기기, 휴대기기의 소형화, 박형화의 용도에도 적용할 수 있다. 따라서, 그 산업상의 이용 가능성은 지극히 높다.

Claims

3층의 절연층을 갖고, 표층(表層)으로부터 세어 2층째에 형성된 2층째 절연층에는, 그것을 관통하는 전기적 접속이 도전성 페이스트인 페이스트 접속층을 갖고,

표층으로부터 세어 2층째에 형성된 2층째 배선과, 표층으로부터 세어 3층째에 형성된 3층째 배선이, 상기 페이스트 접속층에 매설되어 있는

것을 특징으로 하는 다층 프린트 배선 기판.
4층 이상의 절연층을 갖고, 적어도 한쪽의 표층으로부터 세어 2층째에 형성된 2층째 절연층을 관통하는 전기적 접속이 도전성 페이스트인 페이스트 접속층을 갖고,

적어도 한쪽의 표층으로부터 세어 2층째에 형성된 2층째 배선과, 표층으로부터 세어 3층째에 형성된 3층째 배선이, 상기 도전성 페이스트 접속층에 매설되어 있는

것을 특징으로 하는 다층 프린트 배선 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 페이스트 접속층은, 프리프레그(prepreg)와, 상기 프리프레그에 형성된 관통공에 충전된 도전성 페이스트로 이루어지는 다층 프린트 배선 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 페이스트 접속층은, 열경화성 수지와, 상기 열경화성 수지에 형성된 관통공에 충전된 도전성 페이스트로 이루어지는 다층 프린트 배선 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 페이스트 접속층은, 열가소성 수지와, 상기 열가소성 수지에 형성된 관통공에 충전된 도전성 페이스트로 이루어지는 다층 프린트 배선 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 3층의 절연층 중의 적어도 하나의 최외층의 절연층은 수지 필름으로 이루어지고,

상기 수지 필름으로 이루어지는 최외층의 절연층에 접착제를 의하지 않고 상기 배선이 형성되어 있는

다층 프린트 배선 기판.
제 3 항에 있어서,

상기 프리프레그는 유리 에폭시 또는 아라미드 에폭시인 다층 프린트 배선 기판.
제 4 항에 있어서,

상기 수지 중에는, 무기 충전재가 10wt% 이상 85wt% 이하의 비율로 충전되어 있는 다층 프린트 배선 기판.
제 5 항에 있어서,

상기 수지 중에는, 무기 충전재가 10wt% 이상 85wt% 이하의 비율로 충전되어 있는 다층 프린트 배선 기판.
제 1 항에 있어서,

최외층으로부터 세어 1층째의 상기 배선과, 최외층으로부터 세어 2층째의 상기 배선 중 적어도 한쪽은, 스퍼터층을 거쳐서 상기 최외층의 절연층에 고정되어 있는 다층 프린트 배선 기판.
제 1 항에 있어서,

최외층으로부터 세어 1층째의 상기 배선과, 최외층으로부터 세어 2층째의 상기 배선 중 적어도 한쪽은, 도금막을 거쳐서 상기 최외층의 절연층에 고정되어 있는 다층 프린트 배선 기판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

표층으로부터 세어 1층째에 형성된 1층째 절연층을 관통하는 전기적 접속이, 도금으로 행해지고 있는 다층 프린트 배선 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 3층의 절연층 중의 최외층의 절연층을 관통하는 전기적 접속이 도금으로 형성되어 있는 다층 프린트 배선 기판.
제 2 항에 있어서,

상기 페이스트 접속층은, 프리프레그와, 상기 프리프레그에 형성된 관통공에 충전된 도전성 페이스트로 이루어지는 다층 프린트 배선 기판.
제 2 항에 있어서,

상기 페이스트 접속층은, 열경화성 수지와, 상기 열경화성 수지에 형성된 관통공에 충전된 도전성 페이스트로 이루어지는 다층 프린트 배선 기판.
제 2 항에 있어서,

상기 페이스트 접속층은, 열가소성 수지와, 상기 열가소성 수지에 형성된 관통공에 충전된 도전성 페이스트로 이루어지는 다층 프린트 배선 기판.
제 2 항에 있어서,

상기 4층 이상의 절연층 중의 적어도 하나의 최외층의 절연층은 수지 필름으로 이루어지고,

상기 수지 필름으로 이루어지는 최외층의 절연층에 접착제를 의하지 않고 상기 배선이 형성되어 있는

다층 프린트 배선 기판.
제 2 항에 있어서,

최외층으로부터 세어 1층째의 상기 배선과, 최외층으로부터 세어 2층째의 상기 배선의 적어도 한쪽은, 스퍼터층을 거쳐서 상기 최외층의 절연층에 고정되어 있는 다층 프린트 배선 기판.
제 2 항에 있어서,

최외층으로부터 세어 1층째의 상기 배선과, 최외층으로부터 세어 2층째의 상기 배선 중 적어도 한쪽은, 도금막을 거쳐서 상기 최외층의 절연층에 고정되어 있는 다층 프린트 배선 기판.
제 2 항에 있어서,

상기 4층 이상의 절연층 중의 최외층의 절연층을 관통하는 전기적 접속이 도금으로 형성되어 있는 다층 프린트 배선 기판.
절연 기재에 관통공을 가공하는 구멍 가공 단계와,

상기 관통공에 도전성 페이스트를 충전하여 페이스트 접속층을 형성하는 페이스트 접속층 형성 단계와,

양면 기판을 제작하는 양면 기판 제작 단계와,

상기 페이스트 접속층에 상기 양면 기판을 적층하여, 적층체를 제작하는 적층 단계와,

상기 적층체를 열 프레스 가공하는 열 프레스 단계

를 구비한 다층 프린트 배선 기판의 제조 방법.
절연 기재에 관통공을 가공하는 구멍 가공 단계와,

상기 관통공에 도전성 페이스트를 충전하여 페이스트 접속층을 형성하는 페이스트 접속층 형성 단계와,

2층 이상의 층수를 갖는 다층 기판을 제작하는 다층 기판 제작 단계와,

상기 페이스트 접속층의 표리면에 상기 양면 기판을 적층하여, 적층체를 제작하는 적층 단계와,

상기 적층체를 열 프레스 가공하는 열 프레스 단계

를 구비한 다층 프린트 배선 기판의 제조 방법.
제 21 항에 있어서,

상기 양면 기판의, 표리면에 형성된 배선이 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 프린트 배선 기판의 제조 방법.
제 21 항에 있어서,

상기 양면 기판의 표리면에 형성된 배선의 전기적 접속이 도금에 의한 것을 특징으로 하는 다층 프린트 배선 기판의 제조 방법.
제 21 항에 있어서,

상기 양면 기판의 표리의 전기적 접속이 도전성 페이스트에 의한 것을 특징으로 하는 다층 프린트 배선 기판의 제조 방법.
제 21 항에 있어서,

상기 양면 기판의 표리면의 배선을 전기적으로 접속하기 위한 층간 접속을 형성하는 층간 접속 형성 단계를, 열 프레스 단계 이후에도 실행하는 다층 프린트 배선 기판의 제조 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 층간 접속 형성 단계는, 적어도 블라인드 비아를 형성하는 비아 가공 단계와, 블라인드 비아에 도금을 실시하는 도금 단계로 이루어지는 다층 프린트 배 선 기판의 제조 방법.
제 22 항에 있어서,

상기 양면 기판의, 표리면에 형성된 배선이 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 프린트 배선 기판의 제조 방법.
제 22 항에 있어서,

상기 양면 기판의 표리면에 형성된 배선의 전기적 접속이 도금에 의한 것을 특징으로 하는 다층 프린트 배선 기판의 제조 방법.
제 22 항에 있어서,

상기 양면 기판의 표리의 전기적 접속이 도전성 페이스트에 의한 것을 특징으로 하는 다층 프린트 배선 기판의 제조 방법.
제 22 항에 있어서,

상기 양면 기판의 표리면의 배선을 전기적으로 접속하기 위한 층간 접속을 형성하는 층간 접속 형성 단계를, 열 프레스 단계 이후에도 실행하는 다층 프린트 배선 기판의 제조 방법.
제 31 항에 있어서,

상기 층간 접속 형성 단계는, 적어도 블라인드 비아를 형성하는 비아 가공 단계와, 블라인드 비아에 도금을 실시하는 도금 단계로 이루어지는 다층 프린트 배선 기판의 제조 방법.