KR20080053911A - 다층 프린트배선판 및 그 제조방법 - Google Patents

다층 프린트배선판 및 그 제조방법

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KR20080053911A
KR20080053911A KR1020077001585A KR20077001585A KR20080053911A KR 20080053911 A KR20080053911 A KR 20080053911A KR 1020077001585 A KR1020077001585 A KR 1020077001585A KR 20077001585 A KR20077001585 A KR 20077001585A KR 20080053911 A KR20080053911 A KR 20080053911A
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스미토모덴키고교가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 해당 양쪽 표면에 고밀도로의 부품실장이 가능한 다층 프린트배선판, 및, 이 다층 프린트배선판을, 간이한 공정에 의해 제조할 수 있는 제조방법을 제공한다. 적어도 해당 한쪽 표면 위에 도전성 재료에 의해 형성된 배선층을 형성한 절연성 기판으로 이루어지며, 이 절연성 기판 중에, 한쪽 배선층에 도달하고 다른 쪽 표면에서 개구하는 비아 홀(via hole)을 가지는 배선판기재의 2매, 및, 양단부의 개구부가 각각, 상기 비아 홀의 개구부를 포함하도록 해당 개구부와 접하는 관통구멍을 가지는 접착제층, 및, 상기 비아 홀 및 상기 관통구멍에, 도전성 수지조성물 B를 충전해서 이루어지는 배선층간도전부를 가지는 적층체를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 프린트배선판, 및, 그 제조방법이다.

Description

다층 프린트배선판 및 그 제조방법{MULTI-LAYERED PRINTED CIRCUIT BOARD AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은, 복수의 프린트배선층이 적층되어서 이루어지는 다층 프린트배선판, 및 그 제조방법에 관한 것이다.
다층 프린트배선판은, 부품의 고밀도의 실장을 가능하게 하고, 부품간을 최단거리로 접속(전기적으로 도통하는 것을 의미한다. 이하, 단순 「접속」이라고 함)할 수 있는 기술로서 공지되어 있다.
예를 들면, 일본국 특개2004-95963호 공보(특허문헌 1)에는, 편면에 배선패턴인 도전층(도전체배선층)을 형성한 절연성 기재(基材)(편면기판)에, 상기 도전층에 도달하고, 다른 쪽 표면에 돌출하는 범프를 형성한 배선판기재를 복수 매, 범프가 다른 배선판기재의 도전층과 접촉되도록, 또한 배선판기재 사이에 접착제를 끼워 유지하면서 적층프레스하는 다층 프린트배선판의 제조방법이 기재되어 있다. 그러나, 이 방법에서는, 편면기판을 순서로 한 방향에서 적층하고, 일괄 적층프레스하기 때문에, 가장 바깥쪽에 위치하는 편면기판에서는, 절연성 기재의 면이 바깥쪽으로 되며, 따라서, 양쪽 표면에의 부품실장이, 불가능하게 된다.
양쪽 표면에의 부품실장을 가능하게 하기 위해서는, 가장 바깥쪽에 위치하는 절연성 기재의 표면 위에 동박을 두고 적층하고, 적층프레스한 후, 이 동박을 에칭 가공해서 배선을 형성하는 방법이 고려된다. 또, 양쪽 표면에 금속배선층을 형성한 절연성 기재(양면기판)를 중앙으로 사용하고, 이 양쪽의 바깥쪽에 상기와 같은 편면기판을 적층하는 방법에 의해서도, 양쪽 표면에의 부품실장을 가능하게 할 수 있다(특허문헌 2: 일본국 특개2001-15920호 공보).
그러나, 전자의 방법에서는 일괄 적층 후에 에칭 가공이 필요하게 되며, 후자의 방법에서는 편면기판의 적층프레스마다 금속배선형성에 에칭 가공이 필요하므로 공정면에서 매우 번잡스러워진다. 또, 전자의 방법에서는, 치수변화가 발생하는 적층프레스 후에 에칭 가공을 실시하므로, 에칭 가공 시에 배선의 위치차이도 발생하기 쉽다고 하는 문제가 있으며, 후자의 방법에서도 마찬가지로 표면 치수변화가 발생하는 편면기판의 적층프레스마다 에칭 가공을 실시할 필요가 있기 때문에 위치차이가 발생하기 쉽다고 하는 문제가 있다.
[특허 문헌 1]
일본국 특개2004-95963호 공보
[특허문헌 2]
일본국 특개2001-15920호 공보
도 1은 본 발명의 다층 프린트배선판의 일례를 도시하는 모식단면도;
도 2는 본 발명의 다층 프린트배선판의 제조의 한 공정을 도시하는 모식단면도;
도 3은 본 발명의 다층 프린트배선판의 일례를 도시하는 모식단면도;
도 4는 본 발명의 다층 프린트배선판의 일례를 도시하는 모식단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11, 12, 13, 14, 15, 16, 111, 112, 113, 121, 122, 123, 124: 도전성 재료에 의해 형성된 배선층
21, 22, 23, 24, 25, 26, 211, 221, 212, 222: 폴리이미드필름
215, 225: 비아 홀
31': 배선판기재 b
32': 배선판기재 a
31, 32, 33, 33', 34, 34', 35, 35', 36, 36', 311: 편면기재
312, 321, 322: 양면기재
41, 42, 43, 44, 45, 46, 47: 접착제층
412, 422, 432, 442, 452: 관통구멍
51, 52, 53: 적층체
61, 62, 63, 64, 65: 도전부
811, 821, 831, 841, 851, 861: 도전수지부
812, 832, 842, 852, 862: 범프
411, 421, 431, 441, 451: 접착제 시트
본 발명은, 해당 양쪽 표면에 고밀도로의 부품실장이 가능한 다층 프린트배선판을 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명은, 또, 해당 양쪽 표면에 고밀도로의 부품실장이 가능한 다층 프린트배선판을, 저비용으로 간이한 공정에 의해 제조할 수 있는 다층 프린트배선판의 제조방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자는, 검토한 결과, 적어도 해당 한쪽 표면에 도전성 재료로 형성되는 배선층을 가지는 절연성 기판의 2매를, 접착제에 의해, 상기 배선층이 적어도 해당 양쪽의 바깥쪽으로 오도록 접합해서 이루어지는 적층체로서, 절연성 기판 내 및 접착제의 층 내에 형성된 도전성 수지조성물로 이루어지는 도전부에 의해 양쪽의 배선층간을 접속한 적층체를 포함한 다층 프린트배선판이, 상기의 과제를 해결하는 것을 발견하였다.
또, 본 발명자는, 적어도 해당 한쪽 표면에 도전성 재료로 형성되는 배선층을 가지는 절연성 기판으로 이루어지며, 이 절연성 기판 내에 도전성 수지조성물에 의해 형성되는 도전부, 및, 해당 도전부 위에 도전성 수지조성물에 의해 형성되는 범프를 가지는 배선판기재를 이용하고, 또한 해당 범프에 의해 배선판기재의 도전부간을 접속하도록 적층하는 방법에 의해, 상기의 다층 프린트배선판을, 간이한 공정에 의해 제조할 수 있음을 발견하였다. 본 발명은, 이들의 식견에 의거해서 완성된 것이다.
본 발명은, 청구항 1에 있어서, 적어도 해당 한쪽 표면 위에 도전성 재료에 의해 형성된 배선층을 형성한 절연성 기판으로 이루어지며, 이 절연성 기판 중에, 한쪽 배선층에 도달하고 다른 쪽 표면에서 개구하는 비아 홀(via hole)을 가지는 배선판기재의 2매, 및,
양단부의 개구부가 각각, 상기 비아 홀의 개구부를 포함하도록 해당 개구부와 접하는 관통구멍을 가지는 접착제층, 및,
상기 비아 홀 및 상기 관통구멍에, 도전성 수지조성물 B를 충전해서 이루어지는 배선층간도전부,
를 가지는 적층체를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 프린트배선판을 제공한다.
또 본 발명은, 상기 도전성 재료가 금속박이며, 적어도 해당 한쪽 표면 위에 금속박에 의해 형성된 배선층을 형성한 절연성 기판으로 이루어지며, 이 절연성 기판 중에, 한쪽 배선층에 도달하고 다른 쪽 표면에서 개구하는 비아 홀을 가지는 배선판기재의 2매, 및,
양단부의 개구부가 각각, 상기 비아 홀의 개구부를 포함하도록 해당 개구부와 접하는 관통구멍을 가지는 접착제층, 및,
상기 비아 홀 및 상기 관통구멍에, 도전성 수지조성물 B를 충전해서 이루어지는 배선층간도전부,
를 가지는 적층체를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 프린트배선판을 제공한다(청구항 2).
또 본 발명은, 상기 도전성 재료가 도전성 수지조성물 A이며, 적어도 해당 한쪽 표면 위에 도전성 수지조성물 A에 의해 형성된 배선층을 형성한 절연성 기판으로 이루어지며, 이 절연성 기판 중에, 한쪽 배선층에 도달하고 다른 쪽 표면에서 개구하는 비아 홀을 가지는 배선판기재의 2매, 및,
양단부의 개구부가 각각, 상기 비아 홀의 개구부를 포함하도록 해당 개구부와 접하는 관통구멍을 가지는 접착제층, 및,
상기 비아 홀 및 상기 관통구멍에, 도전성 수지조성물 B를 충전해서 이루어지는 배선층간도전부,
를 가지는 적층체를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 프린트배선판을 제공한다(청구항 3).
여기서 절연성 기판으로서는, 절연성의 수지필름을 이용할 수 있으며, 예를 들면, PET나 폴리이미드를 주체로 하는 수지필름이 예시된다. 그 중에서도, 폴리이미드를 주체로 하는 수지필름은 내열필름이며, 무연납(lead free solder) 채용에 대응한 고내열화의 요구에 대응할 수 있고, 또, 세라믹, 유리직물이 함유된 수지에 비해서 고주파 전송에 있어서의 손실이 작으며, 또한 절연성 기판의 박후화(薄厚化), 고강도화를 달성할 수 있으므로, 바람직하다(청구항 6).
배선판기재를 구성하는 절연성 기판에는, 해당 적어도 한쪽 표면에 도전성 재료로 이루어지는 배선층을 형성한다. 이 배선층은, 절연성 기판의 한쪽 표면에 형성되어 있어도 되고, 양쪽 표면에 형성되어 있어도 된다. 또한, 이 배선층을 도전성 수지조성물로 형성하는 경우, 해당 도전성 수지조성물을 도전성 수지조성물 A로 한다.
배선판기재를 구성하는 절연성 기판에, 해당 적어도 한쪽 표면에 금속박으로 이루어지는 배선층을 형성하는 경우, 금속박 배선층은, 예를 들면, 절연성 기판 위에 첩부된 동박 등의 금속박에 에칭 가공을 실시함으로써 형성할 수 있다. 예를 들면, 금속박 위에, 레지스트층의 배선층패턴을 형성한 후, 금속박을 부식하는 에칭액에 침지해서, 배선층패턴 이외의 부분을 제거하고, 그 후 레지스트층을 제거하는 화학 에칭(습식 에칭)이 예시된다. 이런 경우의 에칭액으로서는, 염화제이철이 주성분인 염화제이철계 에칭액이나, 염화제이구리계 에칭액, 알칼리 에칭액 등을 들 수 있다. 또, 금속박이 해당 한쪽 표면 또는 양쪽 표면에 첩부된 절연성 기판으로서는, 동박 첩부 폴리이미드 수지기재(CCL)가 예시된다.
상기 금속박 배선층을 형성하는 재질로서는, 구리를 주체로 하는 재질이, 해당 도전성, 내구성이나 입수하기 쉬움 등의 관점에서 바람직하게 예시된다(청구항 5).
구리를 주체로 하는 재질로서는, 구리 또는 구리를 주성분으로 하는 합금이 예시된다. 도전층 배선층의 재질로서는, 구리 이외에도, 은, 알루미늄, 니켈 등이 이용된다.
배선층을 도전성 수지조성물로 형성하는 경우, 도전성 수지조성물로서 도전성 수지조성물 A를 이용한다. 도전성 수지조성물 A로서는, 도전성 입자, 예를 들면 금속미립자나 금속 필러, 탄소미립자 등을, 용이하게 소성 변형하는 수지에 혼련한 것이 예시되고, 구체적으로는, 은페이스트나, 은코팅 구리 필러, 구리 필러나 카본혼합물의 페이스트 등이 예시된다.
배선층을 도전성 수지조성물로 형성하는 경우는, 이 도전성 수지조성물 A를, 스크린인쇄 등의 수단에 의해, 절연성 기판 위에 도포함으로써 형성할 수 있다.
상기 절연성 기판 중에는, 한쪽 배선층에 도달하고, 다른 표면에서 개구하는 비아 홀(바닥이 있는 구멍)이 형성되어 있다. 여기서, 「한쪽 배선층에 도달하고」란, 한쪽 배선층을 비아 홀의 바닥으로 하는 것을 의미하고 있다. 절연성 기판의 양쪽 표면에 배선층이 형성되어 있는 경우, 비아 홀은, 한쪽 배선층을 바닥으로 하고, 절연성 기판 및 다른 쪽 배선층을 관통하여, 다른 쪽 배선층 위에 개구부를 형성한다.
비아 홀은, 이 절연성 기판의 층간 접속이 소망되는 위치에, 레이저, 드릴, 금형 등을 이용해서 구멍내기 가공을 실시함으로써 형성할 수 있다. 배선층을 도전성 수지조성물로 형성하는 경우는, 다수 매를 중첩해서 가공할 수 있거나, 비아 홀 부분의 동박 부분의 스미어 제거의 공정이 불필요해진다.
본 발명의 다층 프린트배선판은, 적어도 해당 일부(두께방향의 중앙부)에, 상기의 배선판기재의 2매가, 접착제에 의해 접착된 적층체를 포함하는 것을 특징으로 한다. 접착제의 층은, 관통구멍을 가진다. 2매의 배선판기재 및 접착제는, 얻어지는 적층체의 양쪽의 바깥쪽(표면)에 배선층을 가지도록, 또한, 접착제의 관통구멍의 양단부의 개구부가, 2매의 배선판기재의 비아 홀의 개구부를 각각 포함하도록 배치된다. 여기서, 「관통구멍의 개구부가, 비아 홀의 개구부를 포함하도록 배치된다」라는 것은, 비아 홀의 개구부의 대부분 또는 전체부분이, 관통구멍의 개구부 내부로 되도록, 양자가 접촉되는 것을 의미한다.
접착제층의 탄성률이 1GPa이하인 경우, 다층 프린트배선판에 부품을 실장할 때의 리플로우 시의 응력이 작아지며, 내리플로우성과 신뢰성이 우수하므로 바람직하다. 한편, 탄성률이 0.001GPa미만에서는, 변형량(연신)이 지나치게 커져서 취급이 곤란해지는 경우가 있으므로, 0.001GPa이상이 바람직하다(청구항 7의 발명).
그러나, 2부재 이상으로 이루어지는 복합체인 경우, 탄성률이 0.001~1GPa인 부재가 포함되어 있는 경우는, 전체의 탄성률이 1GPa를 초과하는 경우일지라도, 그 부분에서 리플로우 시의 응력을 작게 하며, 내리플로우성과 신뢰성을 향상할 수 있으므로, 청구항 3의 형태와 마찬가지로 바람직하다(청구항 8의 발명).
2부재 이상으로 이루어지는 복합체의 접착제로서는, 고강성의 다공성 재료에 접착제를 함침시켜서 이루어지는 시트나, 2층의 접착제층 사이에, 고강성의 절연필름층을 끼워 유지시켜서 이루어지는 시트 등이 예시된다.
접착제 시트를 형성하는 접착제로서는, 열가소성 폴리이미드 수지, 열가소성 폴리이미드를 주체로서 열경화 기능을 일부 가지는 수지, 에폭시 수지나 이미드계 수지 등의 열경화성 수지 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 열가소성 폴리이미드를 주체로서 열경화 기능을 일부 가지는 수지, 열경화성 에폭시 수지 및 열경화성 이미드계 수지인 경우는, 가열 경화 후, 충분한 접착력이 확보되므로 바람직하다. 또, 관통구멍의 형성방법은 특별히 한정되지 않고, 레이저에 의한 구멍내기 가공이나, 드릴 등을 이용해서 기계적으로 구멍내기를 실시하는 방법 등을 채용할 수 있다.
상기와 같이, 접착제의 관통구멍의 양단부의 개구부는, 2매의 배선판기재의 비아 홀의 개구부를 각각 포함하므로, 이 관통구멍 및 2개의 비아 홀에 의해, 적층체 양쪽의 바깥쪽에 있는 배선층에 해당 양단부에 도달하는 구멍이 형성된다. 본 발명의 다층 프린트배선판에서는, 이 구멍 내에 도전성 수지조성물이 충전되어 있으며, 적층체 양쪽의 바깥쪽에 있는 배선층간이 접속되어 있다(이 도전성 수지조성물을 도전성 수지조성물 B로 한다. 도전성 수지조성물 B가 충전되어 있는 구멍을, 이후, 단순 「도전부」라고 함).
도전성 수지조성물 B로서는, 도전성 수지조성물 A와 마찬가지로, 도전성 입자, 예를 들면 금속미립자나 금속 필러, 탄소미립자 등을, 용이하게 소성 변형하는 수지에 혼련한 것이 예시되고, 구체적으로는, 은페이스트나, 은코팅 구리 필러, 구리 필러나 카본혼합물의 페이스트 등이 예시된다. 용이하게 소성 변형하는 수지로서는, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 액정폴리머 등이 예시된다.
도전성 수지조성물 A와 도전성 수지조성물 B는, 다른 배합조성의 도전성 수지조성물이어도 되지만, 공정의 간략화, 및, 양자의 계면에 있어서의 전류치, 저항치의 변화 등의 면에서, 동일한 것을 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다층 프린트배선판은, 상기의 적층체, 즉 도전성 재료에 의해 형성된 배선층을 해당 양쪽 표면에 가지는 적층체를 포함하는 것이지만, 통상, 해당 양쪽 표면의 배선층의 더욱더 바깥쪽에, 다른 배선판기재가, 접착제에 의해 접착되어서 적층되어 있다. 다른 배선판기재로서는, 절연성 기판, 및 해당 적어도 한쪽 표면 위에 형성된 도체층을 가지는 것으로서, 이 절연성 기판 내 및 접착제 내에 형성된 도전부에 의해, 적층체의 바깥쪽에 있는 배선층과 다른 배선판기재의 도체층이 접속된다. 도전부는, 예를 들면, 절연성 기판 내에 형성된 비아 홀, 및 접착제 내에 형성되어서 그 개구부가 비아 홀의 개구부와 접하고 있는 관통구멍에, 도전성 수지조성물을 충전함으로써 얻을 수 있다.
다른 배선판기재의 도체층은, 금속박이나 도전성 수지조성물로 이루어지는 배선층이다. 상기와 같이 해서 다층의 배선층을 도전부에 의해 접속해서 다층 프린트배선판이 형성된다. 또, 이 적층된 다른 배선판기재의 더욱더 바깥쪽에도, 동일한 배선판기재를 1층 또는 복수 층, 적층할 수 있으며, 또한 다수의 배선층으로 이루어지는 다층 프린트배선판이 형성된다.
그러나, 도전성 수지조성물로 이루어지는 배선층은, 고온내열성에 대해서는 금속박 배선층보다 뒤떨어지므로, 최외층의 배선층 위에 부품을 실장할 때의 리플로우에 있어서, 도전성 불량 등의 문제가, 금속박 배선층인 경우보다는 발생하기 쉽다. 그래서, 최외층의 배선층에 대해서는, 금속박 배선층이 바람직하다. 청구항 4는, 이 바람직한 형태에 해당된다. 또한 금속박 배선층의 제조방법과 재질은 상술한 경우와 같다.
본 발명은, 또한, 상기의 다층 프린트배선판의 제조방법을 제공한다.
즉 본 발명은, 해당 청구항 9에 있어서, 적어도 해당 한쪽 표면 위에 도전성 재료에 의해 형성된 배선층을 형성한 절연성 기판으로 이루어지며, 이 절연성 기판 중에, 한쪽 배선층에 도달하고 다른 쪽 표면에서 개구하는 비아 홀에 도전성 수지조성물 B를 충전해서 이루어지는 도전수지부를 가지는 배선판기재 a, 및, 적어도 해당 한쪽 표면 위에 도전성 재료에 의해 형성된 배선층을 형성한 절연성 기판으로 이루어지며, 이 절연성 기판 중에, 한쪽 배선층에 도달하고 다른 쪽 표면에서 개구하는 비아 홀에 도전성 수지조성물 B를 충전해서 이루어지는 도전수지부를 가지고, 또한 상기 도전수지부 위에, 도전성 수지조성물 B에 의해 형성된 범프를 가지는 배선판기재 b의 2매를 적어도 포함한 복수의 배선판기재를, 배선판기재 a의 도전수지부와, 배선판기재 b의 범프가 접촉되도록, 또한 배선판기재 사이에 접착제를 끼워 유지해서 적층하고, 이들을 일괄해서 적층프레스하는 것을 특징으로 하는 다층 프린트배선판의 제조방법을 제공한다.
배선판기재 a 및 배선판기재 b의, 절연성 기판, 배선층 및 비아 홀은, 본 발명의 다층 프린트배선판의 상기의 설명에 있어서 서술한 절연성 기판, 배선층 및 비아 홀과 동일하다.
배선판기재 a는, 해당 비아 홀에 도전성 수지조성물을 충전해서 이루어지는 도전수지부를 가지는 것을 특징으로 한다. 이 도전수지부는, 상기의 배선층간도전부를 형성하는 것이므로, 이 도전수지부를 형성하는 도전성 수지조성물은, 상기의 도전성 수지조성물 B이다. 도전성 수지조성물 B의 충전방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 스크린인쇄에 의해 충전하는 방법을 들 수 있다.
배선판기재 b는, 배선판기재 a의 도전수지부 위의 또 다른 도전물의 범프가 형성된 것이다. 도전물의 범프는 도전물의 돌기이다. 이 도전물의 범프도, 상기의 배선층간도전부를 형성하는 것이므로, 이것을 형성하는 도전성 수지조성물도, 상기의 도전성 수지조성물 B이다.
도전물의 범프의 형성방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 절연성 기판 위에 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등으로 이루어지는 이형층을 형성해서, 이 절연성 기판 및 이형층을 관통하는 비아 홀을 형성하고, 이 비아 홀에 도전성 수지조성물 B를 충전한 후, 이형층을 박리해서, 돌출부를 형성하는 방법이 예시된다. 도전물의 범프를 형성하는 다른 방법으로서, 비아 홀에 도전성 수지조성물 B를 충전한 후, 또한 그 위에 도전성 수지조성물 B를 스크린인쇄에 의해 도포하는 방법도 들 수 있다.
상기 청구항 9의 다층 프린트배선판의 제조방법에서는, 배선판기재 a와 배선판기재 b의 적어도 2매를 포함한 복수의 배선판기재가, 적층된다. 적층은, 배선판기재 a의 도전수지부와, 배선판기재 b의 범프가 접촉되도록 실시된다.
적층은, 배선판기재 a와 배선판기재 b 사이에 접착제를 끼워 유지해서 실시된다. 또 다른 배선판기재를, 또한 적층하는 경우는, 이외의 배선판기재와의 사이에도, 접착제가 끼워 유지되고, 이들을 일괄해서 적층프레스가 된다. 이 적층프레스에 의해, 범프가 변형되고, 도전부가 배선판기재 사이에 형성되지만, 이 도전부는, 배선판기재 a의 도전수지부의 표면부를 피복하므로, 배선판기재 a의 배선층과 배선판기재 b의 배선층 사이가, 배선판기재의 도전수지부 및 범프가 변형되어서 형성된 도전부에 의해 접속된다.
본 발명은, 또한, 해당 청구항 10에 있어서, 적어도 해당 한쪽 표면 위에 도전성 재료에 의해 형성된 배선층을 형성한 절연성 기판으로 이루어지며, 이 절연성 기판 중에, 한쪽 배선층에 도달하고 다른 쪽 표면에서 개구하는 비아 홀에 도전성 수지조성물 B를 충전해서 이루어지는 도전수지부를 가지고, 또한 상기 도전수지부 위에, 도전성 수지조성물 B에 의해 형성된 범프를 가지는 배선판기재 b의 2매를 적어도 포함한 복수의 배선판기재를, 2매의 배선판기재 b의 상기 범프가 서로 접촉되도록, 또한 배선판기재 사이에 접착제를 끼워 유지해서 적층하고, 적층프레스하는 것을 특징으로 하는 다층 프린트배선판의 제조방법을 제공한다.
청구항 10의 형태는, 범프를 가지는 2매의 배선판기재 b를, 이들 범프가 서로 접촉되도록, 적층하는 것을 특징으로 하고, 다른 점으로는 청구항 9의 형태와 동일하다. 적층프레스에 의해 양자의 범프는, 모두 변형되어서 일체화되고, 도전부가 배선판기재 사이에 형성된다. 각각의 범프는, 각각의 배선판기재의 도전수지부와 연결되어 있으므로, 이 일체화에 의해, 2개의 배선판기재 b의 배선층 사이가 접속된다.
또한, 어느 형태에 있어서도, 적층프레스는, 큐아 프레스 등에 의해, 가열, 가압함으로써 실시할 수 있다.
본 발명의, 다층 프린트배선판의 제조방법에 있어서는, 통상, 배선판기재 a 및/또는 배선판기재 b의 바깥쪽에, 또한 배선판기재를 부가해서 적층된다. 이 배선판기재는, 해당 한쪽 표면 위에, 도체층이 형성된 절연성 기판으로 이루어지며, 상기 절연성 기판 중에, 한쪽 도체층에 도달하고 다른 쪽 표면에서 개구하는 비아 홀에 도전성 수지조성물 B를 충전해서 이루어지는 도전수지부, 및 상기 도전수지부 위에 도전성 수지조성물 B에 의해 형성된 범프를 가지는 것이며, 이 범프와 다른 배선판기재(배선판기재 a 또는 배선판기재 b를 포함함)의 배선층이 접촉되도록 해서 적층된다(청구항 11). 이 방법에 의해, 3층 이상인 다층 프린트배선판을 얻을 수 있다. 여기서 도체층은, 금속박 배선층이나 도전성 수지조성물로 이루어지는 배선층이 예시된다.
본 발명의, 다층 프린트배선판의 제조방법에 있어서는, 도전성 재료로서 금속박 혹은 수지조성물 A를 이용한다. 금속박은 해당 도전성, 내구성 등의 관점에서 바람직하고, 수지조성물 A는 스크린인쇄 등의 수단에 의해, 절연성 기판 위에 도포함으로써 형성할 수 있는 등 가공이 용이하다(청구항 12).
또한 본 발명은, 해당 청구항 13에 있어서, 상기의 3층 이상인 다층 프린트배선판의 제조방법으로서, 금속박 배선층을 해당 한쪽 표면 위에 형성한 절연성 기판으로 이루어지는 배선판기재를, 상기 금속박 배선층이, 최외층으로 되도록 배치해서 적층하는 것을 특징으로 하는 다층 프린트배선판의 제조방법을 제공한다. 최외층을 금속박 배선층으로 함으로써, 부품실장 때의 리플로우에 충분히 견딜 수 있는 높은 내리플로우성과 신뢰성을 가지는 3층 이상인 다층 프린트배선판을 얻을 수 있다.
본 발명의 다층 프린트배선판의 제조방법에 있어서는, 배선판기재 a 및/또는 배선판기재 b, 상기 다른 배선판기재를, 이들 사이에 접착제를 끼워 유지해서 중첩하고, 이들을 일괄해서 적층프레스한다. 즉, 1회의 적층프레스에 의해, 본 발명의 다층 프린트배선판을 제조할 수 있으므로, 높은 생산성을 얻을 수 있다.
접착제를 끼워 유지하는 방법으로서는, 접착제 시트를 이용하여, 이 시트를 끼워 유지하는 방법을 들 수 있다. 예를 들면, 범프에 대응하는 위치에, 관통구멍을 가지는 접착제 시트를 이용하여, 범프가 관통구멍 내에 삽입되도록 배선판기재 b와 접착제 시트를 중첩하는 방법을 들 수 있다. 청구항 14는, 이 접착제 시트를 이용하는 형태에 해당된다.
관통구멍의 직경으로서는, 상기 범프의 직경(최대직경)의, 0.5~5배 정도가 바람직하다. 0.5배 이상이면, 관통구멍과 범프의 위치맞춤이 용이하게 된다. 이런 경우, 적층프레스 전에는, 접착제 시트와 범프와의 사이에 틈새가 있지만, 관통구멍의 직경이 범프의 직경의 5배 정도 이하이면, 적층프레스에 의해, 접착제 시트가 확장되고, 또 범프도 소성 변형해서, 범프의 도전물과 접착제가 접촉되고, 이 틈새는 해소하기 쉽다.
또한, 접착제 시트 및 배선판기재를 중첩할 때에는, 적층 중이나 적층프레스 중의 차이를 방지하기 위해서 간이한 접착인 임시 첩부를 하는 것이 바람직하지만, 임시 첩부는, 종래기술에서의 접합에 비하면 훨씬 온화한 조건으로 실시된다.
접착제 시트의 용융점도로서는, 상기 접착제 시트가, 100~250℃에 있어서의 최저용융점도가 500~50000Paㆍs의 범위 내가 바람직하다. 용융점도가 이 범위의 상한보다 높으면, 적층 시에, 범프와 접착제 시트간의 틈새가 해소되기 어려워지는 경우가 있다. 한편, 이 범위의 하한보다 낮으면 범프간이나 도전수지부와 범프간의 계면에 접착제가 유입되기 쉬워져서, 접속불량이 발생하기 쉬워지는 경우가 있다. 청구항 15는 이 바람직한 형태에 해당된다.
그러나, 접착제 시트가 2부재 이상으로 이루어지는 복합체인 경우, 100~250℃에 있어서의 최저용융점도가 500~50000Paㆍs의 범위 내의 용융점도를 가지는 부재가 포함되어 있는 경우는, 그 부분에서 범프와 접착제 시트간의 틈새를 해소할 수 있으므로, 청구항 14의 형태와 마찬가지로 바람직하다. 청구항 16은 이 바람직한 형태에 해당된다.
2부재 이상으로 이루어지는 복합체의 접착제 시트로서는, 다공성 재료에 접착제를 함침시켜서 이루어지는 시트나, 2층의 접착제층 사이에, 절연필름층을 끼워 유지시켜서 이루어지는 시트가 예시된다.
본 발명의 다층 프린트배선판은, 해당 양쪽 표면에 고밀도로의 부품실장이 가능하며, 배선판간의 위치차이도 적으므로, 신뢰성이 높은 것이며, 다양한 전기기구의 제조에 매우 적합하게 이용된다. 또, 본 발명의 다층 프린트배선판의 제조방법에 의하면, 이 우수한 다층 프린트배선판을, 간이한 공정에 의해 제조할 수 있다.
다음에 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를, 도면을 이용해서 설명한다. 또한, 본 발명의 범위는 이 형태나, 후술하는 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지를 손상시키지 않는 한, 다른 형태로의 변경도 가능하다.
본 발명의 다층 프린트배선판에 포함되는 상기 적층체는, 2매의 배선판기재로 구성되고, 이 2매의 배선판기재는, 각각, 해당 적어도 한쪽 표면 위에 도전성 재료에 의해 형성된 배선층을 형성하는 것이다. 즉, 2매의 배선판기재의 조합으로서는, 한쪽 표면 위에 도전성 재료에 의해 형성된 배선층을 형성하는 편면기재의 2매의 조합, 한쪽 표면 위에 도전성 재료에 의해 형성된 배선층을 형성하는 편면기재와 양쪽 표면 위에 도전성 재료에 의해 형성된 배선층을 형성하는 양면기재와의 조합, 양쪽 표면 위에 도전성 재료에 의해 형성된 배선층을 형성하는 양면기재의 2매의 조합이 고려된다.
도 1은, 상기 적층체가 편면기재의 2매의 조합인 경우의, 본 발명의 다층 프린트배선판을 도시하는 모식단면도이다. 도 1에 있어서, 적층체(51)는, 폴리이미드필름(21) 및 도전성 재료에 의해 형성된 배선층(11)(이후 단순 배선층(11)이라고 함)으로 이루어지는 편면기재(31)와, 폴리이미드필름(22) 및 도전성 재료에 의해 형성된 배선층(12)(이후 단순 배선층(12)이라고 함)으로 이루어지는 편면기재(32)가, 탄성률이 0.001~1GPa인 접착제층(41)을 개재해서, 폴리이미드필름(21)과 폴리이미드필름(22) 사이에 접착되어 있다.
적층체(51) 내에는, 배선층(11)으로부터 배선층(12)에 이르며, 폴리이미드필름(21), 폴리이미드필름(22) 및 접착제층(41)을 관통하는 구멍이 형성되고, 이 구멍 내에 도전성 수지조성물 B가 충전되고, 도전부(61)가 형성된다. 그 결과, 배선층(11)과 배선층(12)이 접속된다. 도전부(61)가 형성되는 구멍은, 폴리이미드필름(21) 및 폴리이미드필름(22)의 각각에 형성된 비아 홀(215 및 225)과, 접착제층(41) 내에 형성된 관통구멍(412)을 연결한 것이며, 도 1에 도시하는 바와 같이, 관통구멍(412)의 양단부의 개구부는, 비아 홀(215 및 225)의 개구부보다 크고, 각각을 포함하고 있다.
적층체(51)의 양쪽의 바깥쪽에는, 각각, 도전성 재료에 의해 형성된 배선층(13)(이후 단순 배선층(13)이라고 함)을 폴리이미드필름(23) 위에 형성한 편면기재(33), 및, 도전성 재료에 의해 형성된 배선층(14)(이후 단순 배선층(14)이라고 함)을 폴리이미드필름(24) 위에 형성한 편면기재(34)가, 적층된다. 적층은, 각각, 접착제층(42, 43)에 의해, 폴리이미드필름(23, 24)을 접합함으로써 실시된다.
폴리이미드필름(23) 중의 비아 홀과 접착제층(42) 중의 관통구멍이 연결된 구멍 내에는, 도전성 수지조성물 B가 충전되고, 도전부(62)가 형성된다. 마찬가지로, 폴리이미드필름(24) 중의 비아 홀과 접착제층(43) 중의 관통구멍이 연결된 구멍 내에는, 도전성 수지조성물 B가 충전되고, 도전부(63)가 형성된다. 도전부(62, 63)에 의해, 배선층(13) 및 배선층(14)이, 각각, 적층체(51) 위의 배선층(11), 배선층(12)과 접속된다.
이와 같이 해서, 배선층(13) 및 배선층(14) 위에는, 각각, 도전성 재료에 의해 형성된 배선층(15)(이후 단순 배선층(15)이라고 함)을 폴리이미드필름(25) 위에 형성한 편면기재(35), 및, 도전성 재료에 의해 형성된 배선층(16)(이후 단순 배선층(16)이라고 함)을 폴리이미드필름(26) 위에 형성한 편면기재(36)가 적층되고, 각각 접착제층(44, 45)에 의해 접합되어 있다. 그리고, 폴리이미드필름(25, 26) 중의 비아 홀과 접착제층(44, 45) 중의 관통구멍에, 도전성 수지조성물 B를 충전해서 형성한 도전부(64, 65)에 의해, 배선층(15) 및 배선층(16)이, 각각, 배선층(13), 배선층(14)과 접속되고, 다층 프린트배선판이 형성되어 있다.
도 2는, 상기의 본 발명의 다층 프린트배선판의 제조의 한 공정을 도시하는 모식단면도이다. 도 2에 있어서, (31' 및 32')는, 각각 배선판기재 b 및 배선판기재 a이다. 배선판기재 b(31')는, 폴리이미드필름(21)과, 해당 한쪽 표면 위에 형성된 배선층(11)으로 이루어진다. 폴리이미드필름(21) 중에는, 배선층(11)을 바닥으로 하고 다른 표면에서 개구하는 비아 홀이 형성되고, 도전성 수지조성물 B를 스크린인쇄함으로써, 비아 홀 내를 도전성 수지조성물 B로 충전한 도전수지부(811)가 형성되고, 또한 도전수지부(811) 위에는, 도전성 수지조성물 B를 스크린인쇄함으로써 범프(812)가 형성되어 있다.
배선판기재 a(32')는, 폴리이미드필름(22) 및 해당 한쪽 표면 위에 형성된 배선층(12)으로 이루어진다. 폴리이미드필름(22) 중에는 배선층(12)을 바닥으로 하고 다른 표면에서 개구하는 비아 홀이 형성되고, 도전성 수지조성물 B를 스크린인쇄함으로써, 비아 홀 내를 도전성 수지조성물 B로 충전한 도전수지부(821)가 형성되어 있다.
배선판기재 a(32')와 배선판기재 b(31')의 사이에는, 경화 후의 탄성률이 0.001~1GPa인 접착제로 이루어지는 접착제 시트(411)가 배치되고, 도전수지부(821)와 범프(812)가 대향하도록, 또한 접착제 시트(411)에 형성된 관통구멍(412)에, 범프(812)가 삽입되도록 배선판기재 a(32'), 배선판기재 b(31') 및 접착제 시트(411)가 배치된다.
배선판기재 b(31')의 바깥쪽에는, 경화 후의 탄성률이 0.001~1GPa인 접착제로 이루어지는 접착제 시트(421)가 배치되고, 더욱더 바깥쪽에는, 폴리이미드필름(23)과 해당 한쪽 표면 위에 형성한 배선층(13)으로 이루어지며, 폴리이미드필름(23) 중의 비아 홀에, 도전성 수지조성물 B를 스크린인쇄함으로써 형성된 도전수지부(831) 및 범프(832)를 가지는 편면기재(33')가, 배치된다. 배선판기재 b(31'), 접착제 시트(421) 및 편면기재(33')는, 배선층(11)과 범프(832)가 대향하도록, 또한 접착제 시트(421)에 형성된 관통구멍(422)에, 범프(832)가 삽입되도록 배치된다.
이와 같이 해서, 편면기재(33')의 또 다른 바깥쪽에는, 경화 후의 탄성률이 0.001~1GPa인 접착제로 이루어지는 접착제 시트(441)가 배치되고, 더욱더 바깥쪽에는 폴리이미드필름(25)과 해당 한쪽 표면 위에 형성한 배선층(15)으로 이루어지며, 폴리이미드필름(25) 중의 비아 홀에, 도전성 수지조성물 B를 스크린인쇄함으로써 형성된 도전수지부(851) 및 범프(852)를 가지는 편면기재(35')가, 배선층(13)과 범프(852)가 대향하도록, 또한 접착제 시트(441)에 형성된 관통구멍(442)에, 범프(852)가 삽입되도록 배치된다.
배선판기재 a(32')의 바깥쪽에 대해서도 동일하며, 접착제 시트(431), 폴리이미드필름(24)과 해당 한쪽 표면 위에 형성한 배선층(14)으로 이루어지며, 폴리이미드필름(24) 중의 비아 홀에, 도전성 수지조성물 B를 스크린인쇄함으로써 형성된 도전수지부(841) 및 범프(842)를 가지는 편면기재(34'), 접착제 시트(451), 폴리이미드필름(26)과 해당 한쪽 표면 위에 형성한 배선층(16)으로 이루어지며, 폴리이미드필름(26) 중의 비아 홀에, 도전성 수지조성물 B를 스크린인쇄함으로써 형성된 도전수지부(861) 및 범프(862)를 가지는 편면기재(36')의 순서로, 접착제 시트(431), 접착제 시트(451)에 각각 형성된 관통구멍(432, 452)에, 범프(842, 862)가 각각 삽입되고, 또한 범프(842, 862)가 각각, 배선층(12, 14)과 대향하도록 배치된다.
상기와 같이 접착제 시트, 편면기재, 배선판기재를 배치한 후, 이들은, 큐어 프레스에 의해 일괄해서 가압 프레스된다. 가압 프레스에 의해, 각 범프는 소성 변형되고, 또, 각 접착제 시트도 소성 변형되고, 각 접착제 시트와 각 범프 사이에 있었던 틈새는 해소되며, 도 1에서 도시하는 본 발명의 다층 프린트배선판이 형성된다. 그리고, 각 도전수지부 및 범프에 의해, 배선층간도전부나 도전부가 형성된다.
상기의 제조방법은, 배선판기재 b(31') 및 배선판기재 a(32') 대신에, 배선판기재 b의 2매를 이용해도 마찬가지로 실시할 수 있다. 이런 경우에서는, 각각의 범프끼리가 대향하도록, 2매의 배선판기재 b를, 접착제 시트를 사이에 두고 배치하지만, 다른 점으로는, 상기의 제조방법과 동일하며, 도 1에서 도시하는 본 발명의 다층 프린트배선판이 형성된다.
도 3은, 상기 적층체가 편면기재와 양면기재의 조합인 경우의, 본 발명의 다층 프린트배선판을 도시하는 모식단면도이다. 도 3에 있어서, 적층체(52)는, 폴리이미드필름(211) 및 해당 표면 위에 형성된 도전성 재료에 의해 형성된 배선층(111)(이후 단순 배선층(111)이라고 함)으로 이루어지는 편면기재(311), 및, 폴리이미드필름(221) 및 해당 양쪽 표면 위에 형성된 도전성 재료에 의해 형성된 배선층(121(이후 단순 배선층(121)이라고 함) 및 122)으로 이루어지는 양면기재(321)를, 탄성률이 0.001~1GPa인 접착제층(46)으로, 폴리이미드필름(211)과 도전성 수지조성물 A에 의해 형성된 배선층(122)(이후 단순 배선층(122)이라고 함) 사이를 접착해서 형성된 것이다. 이상의 점 이외는, 도 1의 예와 동일하며(단, 적층되는 편면기재수는 적음), 동일한 방법에 의해 제조할 수 있다.
도 4는, 상기 적층체가 양면기재의 2매의 조합인 경우의, 본 발명의 다층 프린트배선판을 도시하는 모식단면도이다. 도 4에 있어서, 적층체(53)는, 폴리이미드필름(212) 및 해당 양쪽 표면 위에 형성된 도전성 재료에 의해 형성된 배선층(112 및 113)(이후 각각 단순 배선층(112 및 113)이라고 함)으로 이루어지는 양면기재(312), 및 폴리이미드필름(222) 및 해당 양쪽 표면 위에 형성된 도전성 재료에 의해 형성된 배선층(123 및 124)(이후 각각 단순 배선층(123 및 124)이라고 함)으로 이루어지는 양면기재(322)를, 탄성률이 0.001GPa이상에서 1GPa이하인 접착제층(47)으로, 배선층(113, 124) 사이를 접착해서 형성된 것이다. 이상의 점 이외는, 도 1의 예와 동일하며, 동일한 방법에 의해 제조할 수 있다.
또한, 최외층에 금속박 배선층을 가지는 것을 특징으로 하는 다층 프린트배선판(청구항 4의 발명)은, 도 1~도 4에 도시된 적층체의 최외층의 배선층(예를 들면, 도 1, 도 2에 있어서의 15, 16)을, 금속박 배선층을 대신하고, 이외는 상기와 동일한 방법에 의해 형성할 수 있다.
실시예 1
[편면 배선판기재의 제작]
폴리이미드필름(PI)의 편면에 동박을, 접착제를 이용하지 않고 접합한 편면 구리첩부기판(PI: 25㎛, 구리두께: 18㎛)에 YAG 레이저에 의해, 상기 동박을 바닥으로 하는 비아 홀(개구직경 1OO㎛)을 개방하고, 알칼리와 과망간산칼륨에 의해 습식 디스미어(wet desmear)를 실시하였다. 비아 홀은, 합계 8개 형성하였다.
비스페놀 A형 에폭시 수지 70중량부(에폭시 당량 7000~8500)와 비스페놀 F형 에폭시 수지 30중량부(에폭시 당량 160~170)로 이루어지는 에폭시 수지에, 부틸카르비톨아세테이트를 용매로 한 용액을 만들고, 이것에, 이미다졸계의 잠재성 경화제를 첨가하고, 또한, 은입자를 전체고형분의 55체적%로 되도록 분산해서, 은페이스트를 제작하였다.
각각의 비아 홀에, 이와 같이 해서 얻어진 은페이스트를, 스크린인쇄에 의해 충전하고, 임시 경화를 실시하였다. 또한, 상기의 은페이스트와 동일한 성분을 이용하여, 용매량을 변경해서 점도를 높게 한 은페이스트를 스크린인쇄해서, 직경 200㎛, 높이 60㎛인 범프(볼록부)를 합계 8개 형성하고, 임시 경화를 실시하였다. 이와 같이 해서, 범프를 가지는 배선판기재로서, 도 2에 있어서의, (31', 33', 34', 35', 36')에 상당하는 편면 배선판기재를 제작하였다.
또, 점도를 높게 한 은페이스트에 의한 스크린인쇄를 실시하지 않는 것 이외는, 상기 방법과 동일하게 해서, 도 2에 있어서의 (32')에 상당하는 편면 배선판기재를 제작하였다.
[층간접착용 절연시트의 제작]
두께 25㎛인 에폭시 수지(TLF-Y30: 토모에가와 세이시쇼(Tomoegawa Paper Co., Ltd.) 제품, 100~250℃에 있어서의 최저용융점도가 4700Paㆍs)로 이루어지는 접착제 시트의 소정의 위치에, 드릴을 이용해서 직경 300㎛인 관통구멍을 형성하였다.
[적층프레스]
상기의 편면 배선판기재(도 2에 있어서의, (31', 32', 33', 34', 35', 36')에 상당하는 편면 배선판기재) 및 층간접착용 절연시트를, 도 2에 도시하는 바와 같이, 층간접착용 절연의 관통구멍에, 범프를 삽입하도록 중첩한 후, 진공프레스에 의해 접합처리를 실시하고, 그 후 층간접속부분이, 데이지 체인(Daisy Chain)으로 되도록 배선층을 형성하고, 다층 프린트배선판을 제작하였다.
실시예 2
실시예 1에 있어서 사용한 범프가 형성되어 있지 않은 편면 배선판기재(도 2의 (32')에 상당하는 배선판기재) 대신에, 실시예 1에 있어서 사용한 범프가 형성되어 있는 편면 배선판기재(도 2의 (31') 등에 상당하는 배선판기재)와 동일한 배선판기재를 이용하였다. 또, 층간접착용 절연시트 중의, 도 2의 (411)에 상당하는 시트만, 두께 35㎛인 에폭시 수지(TLF-Y30: 토모에가와 세이시쇼 제품)로 이루어지는 접착제 시트의 소정의 위치에, 드릴을 이용해서 직경 300㎛인 관통구멍을 형성한 것을 이용하였다. 다른 점으로는, 실시예 1과 동일하게 해서 다층 프린트배선판을 제작하였다.
실시예 3
층간접착용 절연시트의 제작에, 두께 25㎛인 에폭시 수지(TLF-Y30F: 토모에가와 세이시쇼 제품, 100~250℃에 있어서의 최저용융점도가 21000Paㆍs)를 이용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 해서 다층 프린트배선판을 제작하였다.
실시예 4
층간접착용 절연시트의 제작에, 두께 25㎛인 에폭시 수지(TLF-Y20: 토모에가와 세이시쇼 제품, 100~250℃에 있어서의 최저용융점도가 700Paㆍs)를 이용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 해서 다층 프린트배선판을 제작하였다.
실시예 5
층간접착용 절연시트의 제작에, 층간접착제를 아라미드 부직포에 수지를 함침한 것(EA541: 신코베덴키, 100~250℃에 있어서의 수지의 최저용융점도가 63Paㆍs)을 이용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 해서 다층 프린트배선판을 제작하였다.
[평가시험]
실시예 1, 실시예 2, 실시예 3, 실시예 4 중 어느 한 실시예에 있어서도, 도통을 얻을 수 있고, 무연의 리플로우시험을 3회 실시해도, 저항변화율은 10%이하였다. 한편, 실시예 5에서는, 저항변화율은 15%였다.
실시예 6
[도전성 페이스트의 제작]
비스페놀 A형 에폭시 수지 70중량부(에폭시 당량 7000~8500)와 비스페놀 F형 에폭시 수지 30중량부(에폭시 당량 160~170)로 이루어지는 에폭시 수지에, 부틸카르비톨아세테이트를 용매로 한 용액을 만들고, 이것에, 이미다졸계의 잠재성 경화제를 첨가해서, 은페이스트를 제작하고, 도전성 페이스트(도전성 수지조성물 A, B)로 하였다. 도포할 시에는, 필요에 따라서, 용매를 이용해서 점도 조정을 실시하였다.
[편면 페이스트 배선판기재의 제작]
드릴에 의해 관통구멍(개구직경 150㎛)을 합계 8개 형성한 폴리이미드필름(PI)의 편면에, 도전성 페이스트를 스크린인쇄에 의해 도포해서 배선층을 형성하여 기판(PI: 25㎛, 층두께: 18㎛)을 제작하였다. 또한, 스크린인쇄 시에는, 인쇄면 뒤쪽에 미점착 폴리에스테르 필름 등을 접합하고, 관통구멍으로부터의 페이스트의 누출을 방지하였다.
인쇄면 뒤쪽의 각각의 관통구멍을 개방한 부분에 각각의 비아 홀에, 도전성 페이스트를, 스크린인쇄에 의해 충전하고, 임시 경화를 실시하였다. 또한, 도전성 페이스트를 스크린인쇄해서, 직경 250㎛, 높이 60㎛인 범프(볼록부)를 합계 8개 형성하고, 임시 경화를 실시하였다. 이와 같이 해서, 범프를 가지는 배선판기재로서, 도 2에 있어서의, (31', 33', 34')에 상당하는 편면 페이스트 배선판기재(범프부착)를 제작하였다.
또, 범프를 형성하지 않는 것 이외는 상기 방법과 동일하게 해서, 도 2에 있어서의 (32')에 상당하는 편면 페이스트 배선판기재(범프 없음)를 제작하였다.
[편면 동박 배선판기재의 제작]
폴리이미드 25미크론, 동박 18㎛인 구리 첩부 적층기판의 한쪽에 배선층을 형성해서, 그 반대쪽에서, 레이저에 의해, 150미크론 직경의 비아 홀을 8개 형성하였다. 비아 홀 부분에 도전성 페이스트를, 스크린인쇄에 의해 충전하고, 임시 경화를 실시하였다. 또한, 도전성 페이스트를 스크린인쇄해서, 직경 250㎛, 높이 60㎛인 범프(볼록부)를 합계 8개 형성하고, 임시 경화를 실시하여 편면 배선판기재를 제작하였다.
[층간접착용 절연시트의 제작]
두께 25㎛인 에폭시 수지(TLF-Y30: 토모에가와 세이시쇼 제품, 100~250℃에 있어서의 최저용융점도가 4700Paㆍs)로 이루어지는 접착제의 시트의 소정의 위치에, 드릴을 이용해서 직경 350㎛인 관통구멍을 형성하였다.
[적층프레스]
상기와 같이 해서 얻어진 편면 동박 배선판기재의 2층을 가장 바깥쪽에 배치하고, 그 안쪽에 상기와 같이 해서 얻어진 편면 페이스트 배선판기재(범프 부착)의 3층 및 편면 페이스트 배선판기재(범프 없음)의 1층을, 도 2에 있어서의 (31', 32', 33' 및 34')의 경우와 동일하게 배치하고, 또한 이들 배선판기재의 사이에, 층간접착용 절연시트의 5층을, 층간접착용 절연시트의 관통구멍에 범프를 삽입하도록 중첩한 후, 진공프레스에 의해 접합처리를 실시하고, 그 후, 40개의 층간접속부분이, 데이지 체인으로 되도록 배선층을 형성하고, 다층 프린트배선판을 제작하였다.
실시예 7
실시예 6에 있어서 사용한 편면 페이스트 배선판기재(범프 없음) 대신에, 편면 페이스트 배선판기재(범프 부착)를 이용하였다. 또, 5층의 층간접착용 절연시트의 중앙부(도 2에 있어서의 시트(411)에 상당하는 위치)의 시트만, 두께 35㎛인 에폭시 수지(TLF-Y30: 토모에가와 세이시쇼 제품)로 이루어지는 접착제의 시트의 소정의 위치에, 드릴을 이용해서 직경 300㎛인 관통구멍을 형성한 것을 이용하였다. 다른 점으로는, 실시예 6과 동일하게 해서 다층 프린트배선판을 제작하였다.
실시예 8
실시예 6에 있어서 사용한 층간접착용 절연시트 대신에, 두께 25㎛인 에폭시 수지(TLF-Y30F: 토모에가와 세이시쇼 제품, 100~250℃에 있어서의 최저용융점도가 21000Paㆍs)의 시트를 이용한 것 이외는, 실시예 6과 동일하게 해서 다층 프린트배선판을 제작하였다.
실시예 9
실시예 6에 있어서 사용한 층간접착용 절연시트 대신에, 두께 25㎛인 에폭시 수지(TLF-Y20: 토모에가와 세이시쇼 제품, 100~250℃에 있어서의 최저용융점도가 700Paㆍs)의 시트를 이용하였다.
실시예 10
실시예 6에 있어서 사용한 층간접착용 절연시트 대신에, 아라미드 부직포에 수지를 함침한 것(EA541: 신코베덴키(Shin-Kobe Electric Machinery Co., Ltd), 100~250℃에 있어서의 수지의 최저용융점도가 63Paㆍs)을 이용하였다.
[평가시험]
실시예 6, 실시예 7, 실시예 8, 실시예 9 중 어느 한 실시예에 있어도, 도통을 얻을 수 있고, 무연의 리플로우시험을 3회 실시해도, 저항변화율은 10%이하였다. 한편, 실시예 10에서는, 저항변화율은 15%였다.
본 발명의 다층 프린트배선판은, 해당 양쪽 표면에 고밀도로의 부품실장이 가능하며, 배선판간의 위치차이도 적으므로, 신뢰성이 높은 것이며, 다양한 전기기구의 제조에 매우 적합하게 이용된다. 또, 본 발명의 다층 프린트배선판의 제조방법에 의하면, 이 우수한 다층 프린트배선판을, 간이한 공정에 의해 제조할 수 있다.

Claims (16)

  1. 적어도 해당 한쪽 표면 위에 도전성 재료에 의해 형성된 배선층을 형성한 절연성 기판으로 이루어지며, 이 절연성 기판 중에, 한쪽 배선층에 도달하고 다른 쪽 표면에서 개구하는 비아 홀(via hole)을 가지는 배선판기재(基材)의 2매, 및,
    양단부의 개구부가 각각, 상기 비아 홀의 개구부를 포함하도록 해당 개구부와 접하는 관통구멍을 가지는 접착제층, 및,
    상기 비아 홀 및 상기 관통구멍에, 도전성 수지조성물 B를 충전해서 이루어지는 배선층간도전부,
    를 가지는 적층체를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 프린트배선판.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 도전성 재료는 금속박인 것을 특징으로 하는 다층 프린트배선판.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 도전성 재료는 도전성 수지조성물 A인 것을 특징으로 하는 다층 프린트배선판.
  4. 제 3항에 있어서,
    최외층에, 금속박 배선층을 가지는 배선판기재가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 프린트배선판.
  5. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속박이, 구리를 주체로 하는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다층 프린트배선판.
  6. 제 2항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연성 기판이, 폴리이미드를 주체로 하는 수지필름인 것을 특징으로 하는 다층 프린트배선판.
  7. 제 2항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착제층의 탄성률이, 0.001~1GPa의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 다층 프린트배선판.
  8. 제 2항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착제층이, 2이상의 부재의 복합체이며, 그 중 적어도 한 부재의 탄성률이, 0.001~1GPa의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 다층 프린트배선판.
  9. 적어도 해당 한쪽 표면 위에 도전성 재료에 의해 형성된 배선층을 형성한 절연성 기판으로 이루어지며, 이 절연성 기판 중에, 한쪽 배선층에 도달하고 다른 쪽 표면에서 개구하는 비아 홀에 도전성 수지조성물 B를 충전해서 이루어지는 도전수지부를 가지는 배선판기재 a, 및,
    적어도 해당 한쪽 표면 위에 도전성 재료에 의해 형성된 배선층을 형성한 절연성 기판으로 이루어지며, 이 절연성 기판 중에, 한쪽 배선층에 도달하고 다른 쪽 표면에서 개구하는 비아 홀에 도전성 수지조성물 B를 충전해서 이루어지는 도전수지부를 가지고, 또한 상기 도전수지부 위에, 도전성 수지조성물 B에 의해 형성된 범프를 가지는 배선판기재 b,
    의 2매를 적어도 포함한 복수의 배선판기재를, 배선판기재 a의 도전수지부와, 배선판기재 b의 범프가 접촉되도록, 또한 배선판기재 사이에 접착제를 끼워 유지해서 적층하고, 이들을 일괄해서 적층프레스하는 것을 특징으로 하는 다층 프린트배선판의 제조방법.
  10. 적어도 해당 한쪽 표면 위에 도전성 재료에 의해 형성된 배선층을 형성한 절연성 기판으로 이루어지며, 이 절연성 기판 중에, 한쪽 배선층에 도달하고 다른 쪽 표면에서 개구하는 비아 홀에 도전성 수지조성물 B를 충전해서 이루어지는 도전수지부를 가지고, 또한 상기 도전수지부 위에, 도전성 수지조성물 B에 의해 형성된 범프를 가지는 배선판기재 b의 2매를 적어도 포함한 복수의 배선판기재를,
    2매의 배선판기재 b의 상기 범프가 서로 접촉되도록, 또한 배선판기재 사이에 접착제를 끼워 유지해서 적층하고, 적층프레스하는 것을 특징으로 하는 다층 프린트배선판의 제조방법.
  11. 제 9항 또는 제 10항에 있어서,
    상기 복수의 배선판기재가, 배선판기재 a 및/또는 배선판기재 b에 부가해서, 또한, 적어도 해당 한쪽 표면 위에 도전성 재료에 의해 형성된 배선층을 형성한 절연성 기판으로 이루어지며, 이 절연성 기판 중에, 한쪽 배선층에 도달하고 다른 쪽 표면에서 개구하는 비아 홀에 도전성 수지조성물 B를 충전해서 이루어지는 도전수지부를 가지고, 또한 상기 도전수지부 위에, 도전성 수지조성물 B에 의해 형성된 범프를 가지는 배선판기재를 포함하고, 이 범프와 다른 배선판기재의 배선층이 접촉되도록 적층하는 것을 특징으로 하는 다층 프린트배선판의 제조방법.
  12. 제 9항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 재료는 금속박 혹은 도전성 수지조성물 A인 것을 특징으로 하는 다층 프린트배선판의 제조방법.
  13. 제 9항 또는 제 10항에 있어서,
    상기 도전성 재료는 도전성 수지조성물 A이며,
    상기 복수의 배선판기재가, 배선판기재 a 및/또는 배선판기재 b에 부가해서, 또한, 적어도 해당 한쪽 표면 위에 도전성 수지조성물 A에 의해 형성된 배선층을 형성한 절연성 기판으로 이루어지며, 이 절연성 기판 중에, 한쪽 배선층에 도달하고 다른 쪽 표면에서 개구하는 바아 홀에 도전성 수지조성물 B를 충전해서 이루어지는 도전수지부를 가지고, 또한 상기 도전수지부 위에, 도전성 수지조성물 B에 의해 형성된 범프를 가지는 배선판기재를 포함하고, 이 범프와 다른 배선판기재의 배선층이 접촉되도록 적층하며, 또한 최외층이 금속박 배선층을 가지는 배선판기재가되도록 배치해서 적층하는 것을 특징으로 하는 다층 프린트배선판의 제조방법.
  14. 제 9항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배선판기재 사이에 끼워 유지되는 접착제가, 상기 범프에 대응하는 위치에 관통구멍을 가지는 접착제 시트이며, 또한 상기 범프가 상기 관통구멍 내에 삽입되도록 접착제 시트를 배치해서 적층프레스하는 것을 특징으로 하는 다층 프린트배선판의 제조방법.
  15. 제 9항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착제 시트의 100~250℃에 있어서의 최저용융점도가, 500~50000Paㆍs의 범위 내인 것을 특징으로 하는 다층 프린트배선판의 제조방법.
  16. 제 9항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착제 시트가, 100~250℃에 있어서의 최저용융점도가 500~50000Paㆍs의 범위 내의 용융점도를 가지는 부재를 포함한 복합체인 것을 특징으로 하는 다층 프린트배선판의 제조방법.
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