KR20110112877A - 다층 배선 기판의 제조 방법과 이에 의해 수득되는 다층 배선 기판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프리프레그에 레이저 가공으로 비아홀을 설치하는 천공 공정, 상기 비아홀에 수지 구성 성분과 금속분을 함유하는 도전성 페이스트를 충전하는 공정, 및 상기 충전된 도전성 페이스트의 상하에 동박 또는 패터닝된 기재의 동박 부분을 배치하여 프레스하는 공정을 포함하는 다층 기판의 제조 방법으로서,
도전성 페이스트로서 금속분 중 적어도 일부가 용융되어 인접하는 금속분끼리 합금화되는 합금형 페이스트를 사용하고, 프리프레그로서 60 ℃에서 200 ℃까지 승온하는 온도 프로파일에서 저장탄성률이 증가에서 감소로 변화하는 변곡점에서의 저장탄성률을 A, 감소에서 증가로 바뀌는 변곡점에서의 저장탄성률을 B로 한 경우의 비율 A/B가 예비가열 전에 10 이상인 것을 사용하며, 프리프레그를 천공 공정 전에 예비가열하여 비율 A/B를 10 미만으로 함으로써, 도전성 및 이의 장기안정성이 우수한 다층 배선 기판을 수득하는 것을 특징으로 한다.

Description

다층 배선 기판의 제조 방법과 이에 의해 수득되는 다층 배선 기판{MULTILAYER WIRING SUBSTRATE PRODUCING METHOD AND MULTILAYER WIRING SUBSTRATE OBTAINED BY THE SAME}

본 발명은 다층 배선 기판의 제조 방법과 이에 의해 수득되는 다층 배선 기판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속분(粉)을 함유하는 도전성 페이스트로 비아홀을 충전하는 다층 배선 기판의 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 전자 분야에서는 제품의 경박단소화(輕薄短小化)의 동향에 따라 프린트 배선 기판에도 동일한 요구가 높아지고 있다. 프린트 배선 기판의 경박단소화에는 다층화가 불가피하지만, 다층화하는 경우 박판화가 기술적 과제가 된다.

다층 배선 기판의 제조 방법의 종래 기술로서는 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이 (a) 절연 소재의 양면에 동박층(11)을 설치한 코어 기판(10)에 비아홀을 설치하고, 그 비아홀의 벽면에 도통 홀 도금(12)을 실시한 후, 비아-필 페이스트(13)를 인쇄, 충전하고, 경화시킨 후, (b) 충전된 페이스트(13)의 돌출부를 연마하고, 그 후 (c) 양면에 덮개 도금(14)을 실시하는 방법이 있다. 또한, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 수지가 도포된 층(15)을 갖는 동박(CCL)(16)을 그 수지층(15)을 기판(10)을 향하여 기판(10)의 양면에 배치하고, (b) 프레스함으로써 코어 기판(10)의 수지층(15)의 수지에 의해 비아홀을 충전하는 방법이 있다.

그러나, 전자는 페이스트 연마후에 기재가 연신(延伸)할 우려가 있어 박막화에는 한계가 있고, 또한 덮개 도금을 실시하면 표면의 동박이 두꺼워지고 파인 패터닝이 곤란해지는 문제를 갖고 있었다. 한편, 후자는 비아홀 상에 비아홀(스택비아)을 설치할 수 없다는 문제나, 기판 표면의 평활성 부족, 장기신뢰성 시험시의 크랙발생 등의 문제를 갖고 있었다.

이들 문제에 대해서 상기와 같은 도통 홀 도금이나 덮개 도금을 실시하지 않고, 도전성 페이스트만으로 내층 도통을 수득하는 방법을 사용하게 되고, 구체적으로는 도전성 분체와 도전성 분체의 접촉으로 도전성을 발현하는 페이스트(이하, 이를 분체 접촉형 페이스트라고 함)를 사용한 프레스 공법이 사용되고 있지만, 이와 같은 페이스트를 사용하면 통상의 프레스 조건에서는 페이스트 바로 위의 기판이 팽창되어 요철이 발생하는 문제가 있고, 또한 경시적인 도전성 변화율이 크고, 장기신뢰성이 떨어지는 문제도 있었다.

이에 대해서 가열에 의해 합금화되는 금속분을 함유하는 페이스트(이하, 이를 「합금형 페이스트」라고 함)를 사용하여 도전성 분체끼리 및 분체와 동박간에서 합금을 형성시킴으로써, 도전성과 그 장기안정성을 향상시킬 수 있는 것이 개시되어 있다(특허문헌 1).

한편, 프린트 기판의 소재로서 프리프레그가 일반적으로 사용되게 되었다(특허문헌 2). 프리프레그라는 것은 열경화성 수지를 B 스테이지 상태로 한 접착시트이고, 통상 보강재인 유리포 등에 열경화성 수지를 함침시킨 것이다. 상기 프리프레그를 사용하여 기판을 제조하는 경우에는 프리프레그에 종래와 같이 레이저 가공으로 비아홀을 설치하고 도전성 페이스트를 충전하며, 상하면에 동박 또는 패터닝된 기재를 배치하여 프레스한다.

그러나, 상기 합금형 페이스트로 도통 홀을 형성하는 경우, 저융점 금속이 용융되기 전에 페이스트 수지 성분이 완전 경화되면 합금화를 저해하므로, 페이스트 수지 성분의 경화 속도를 지연시킬 필요가 있다. 그러나, 범용의 프리프레그에서는 페이스트 수지 성분의 경화 속도를 지연시키면 프레스시에 도전성 페이스트의 스며듦이 발생하거나, 프리프레그의 수지 성분과 페이스트가 섞여 원하는 특성이 수득되지 않는다는 문제가 있었다.

일본 특허공보 제4191678호 일본 공개특허공보 평7-176846호

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 비용적으로 유리한 범용 프리프레그를 사용한 경우에도 도전성과 그 장기안정성이 우수한 다층 배선 기판(이하, 「다층 기판」이라고 함)이 수득되는 제조 방법, 및 이에 의해 수득되는 다층 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다층 기판의 제조 방법은 프리프레그에 레이저 가공으로 비아홀을 설치하는 천공(穿孔) 공정과, 상기 비아홀에 수지 구성 성분과 금속분을 함유하는 도전성 페이스트를 충전하는 공정과, 상기 충전된 도전성 페이스트의 상하에 동박 또는 패터닝된 기재의 동박 부분을 배치하여 프레스하는 공정을 포함하는 다층 기판의 제조 방법으로서, 도전성 페이스트로서 금속분 중 적어도 일부가 용융되어 인접하는 금속분끼리 합금화하는 합금형 페이스트를 사용하고, 프리프레그로서 60 ℃에서 200 ℃까지 승온하는 온도 프로파일에서 저장탄성률이 증가에서 감소로 바뀌는 변곡점에서의 저장탄성률을 A, 감소에서 증가로 바뀌는 변곡점에서의 저장탄성률을 B로 한 경우의 비율 A/B가 예비가열전에 10 이상인 것을 사용하며, 상기 프리프레그를 상기 천공 공정 전에 예비가열함으로써 비율 A/B를 10 미만으로 하는 것으로 한다.

상기에서 프리프레그로서는 페녹시 수지, 에폭시 수지 및 비스말레이미드트리아진 수지(BT 레진) 중 적어도 1종을 함유하여 이루어진 것을 사용할 수 있다.

또한, 예비가열은 통상은 80 ℃ 내지 140 ℃에서 30분 내지 120 분간 정도 실시한다.

또한, 도전성 페이스트로서는 (A) 아크릴레이트 수지 모노머 및 에폭시 수지 프리폴리머를 포함하는 수지 구성 성분 100 중량부에 대해서 (B) 인듐 단독, 또는 주석, 아연, 비스무트 및 인듐으로 이루어진 군으로부터 선택된 2 종 이상의 합금인 융점 180 ℃ 이하의 저융점 금속 적어도 1 종과, 금, 은, 동 및 니켈로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1 종의 금속 및/또는 이 군으로부터 선택된 2 종 이상의 금속의 합금인 융점 800 ℃ 이상의 고융점 금속을 포함하는 금속분 200 중량부 내지 2200 중량부, (C) 페놀계 경화제 0.3 중량부 내지 35 중량부를 포함하는 경화제 0.5 중량부 내지 40 중량부, 및 (D) 플럭스 0.3 중량부 내지 80 중량부를 함유하는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 다층 배선 기판은 프리프레그에 비아홀을 설치하고, 상기 비아홀에 도전성 페이스트를 충전하며, 그 충전된 도전성 페이스트의 상하에 동박 또는 패터닝된 기재의 동박 부분을 배치하여 이루어진 다층 기판으로, 상기 프리프레그로서 60 ℃에서 200 ℃까지 승온하는 온도 프로파일에서 저장탄성률이 증가에서 감소로 바뀌는 변곡점에서의 저장탄성률을 A, 감소에서 증가로 바뀌는 변곡점에서의 저장탄성률을 B로 한 경우의 비율 A/B가 10 미만인 것을 사용하고, 또한 상기 도전성 페이스트로서 가열에 의해 상호 합금화되는 2 종 이상의 금속으로 이루어진 금속분을 포함하는 것을 사용하여 이루어진 것이다. 상기 다층 배선 기판은 상기한 본 발명의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.

또한, 본 명세서 등에서 금속분끼리 등의 「합금화」라는 것은 2 종류 이상의 금속이 용융하여 일체화되는 것을 말하는 것으로 한다. 예를 들어, 저융점 금속 입자와 고융점 금속 입자가 혼재하는 것을 가열하면, 각각의 입자의 표층이 융해하여 일체화되고 합금층이 형성되는 것을 말한다.

본 발명의 제조 방법에 의해 수득되는 다층 기판은 덮개 도금을 사용하지 않으므로 파인 라인 패터닝이 가능하고 박판화의 요청을 충족한다. 또한, 도전성 페이스트에 포함되는 금속분끼리가 합금화되고 또한 금속분과 도통 홀 내의 도전층 단면이 합금화되므로 도전성과 그 장기안정성이 우수하다. 또한, 스며듦 등의 문제가 발생하지 않으므로 범용 프리프레그를 사용할 수도 있고 비용적으로도 유리하다. 또한 스택비아 구조의 형성도 가능하다. 또한, 다층 기판과 다층 기판을 조인트하여 초다층 기판을 수율 좋게 제조하는 것도 용이하다. 이상과 같이 종래 기술의 여러가지 문제점을 해결한 고품질의 다층 기판을 범용장치를 사용하여 저비용으로 제공하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 다층 기판의 제조 방법의 일 실시형태를 도시한 모식 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다층 기판의 제조 방법의 다른 실시형태를 도시한 모식 단면도이다.
도 3은 모듈러·콤팩트·레오미터(MCR)에 의한 저장탄성률 측정 차트이다.
도 4는 종래의 다층 기판의 제조 방법의 일례를 도시한 모식 단면도이다.
도 5는 종래의 다층 기판의 제조 방법의 다른 예를 도시한 모식 단면도이다.
도 6은 기판의 팽창량의 평가 방법을 도시한 모식 단면도이다.

본 발명의 다층 기판의 제조 방법은 (1) 프리프레그에 비아홀을 설치하기 전에 예비가열하는 공정, (2) 예비가열한 프리프레그에 레이저 가공으로 비아홀을 설치하는 공정, (3) 상기 비아홀에 도전성 페이스트를 충전하는 공정, (4) 상기 충전된 도전성 페이스트의 상하의 면에 동박 또는 패터닝된 기재의 동박 부분을 배치하고 프레스하여 일체화하는 공정을 적어도 포함하는 것이다. 또한, 상기 (3)에서 도전성 페이스트로서는 페이스트 경화시의 가열에 의해 용융하는 금속분을 함유하고, 용융된 금속분끼리가 합금화되는 합금형 페이스트를 사용한다. 또한, (4)에서 패터닝되어 있지 않은 동박을 적층한 경우에는 프레스 후에 패터닝을 실시한다.

이하, 도면을 사용하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 도 1은 본 발명의 다층 기판의 제조 방법의 일 실시형태를 도시한 모식단면도이고, (a) 프리프레그(1)의 비아홀에 도전성 페이스트(2)를 충전하고, (b) 그 프리프레그(1)의 상하 양면에 동박(3)을 배치하고 프레스하여 일체화하고, (c) 그 후, 패터닝을 실시하는 경우를 나타내고 있다. 부호 "2′"는 도전성 페이스트의 경화물을 나타내고, 부호 "3′"은 패터닝된 동박을 나타낸다.

한편, 도 2는 본 발명의 다른 실시형태를 도시한 모식단면도이고, (a) 프리프레그(1)의 비아홀에 도전성 페이스트(2)를 충전하고, (b) 그 프리프레그(1)의 상하 양면에 패터닝된 기재(4)의 동박 부분(5)이 도전성 페이스트에 접촉되도록 배치하고 프레스하여 일체화하는 경우를 나타내고 있다.

본 발명에서 사용하는 프리프레그는 도 3에 도시한 바와 같이 60 ℃에서 200℃까지 승온하는 온도 프로파일에서 저장탄성률이 증가에서 감소로 변화하는 변곡점 a에서의 저장탄성률을 A, 감소에서 증가로 바뀌는 변곡점 b에서의 저장탄성률을 B로 한 경우의 비율 A/B가 예비가열전에 10 이상인 프리프레그이다. 프리프레그의 저장탄성률의 측정에는 통상의 레오미터[예를 들어, Anton Paar제, Modular Compact Rheometer(MCR)300]를 사용할 수 있다.

프리프레그의 소재는 특별히 한정되지 않고, 종래부터 사용되고 있는 페녹시 수지, 에폭시 수지, 비스말레이미드트리아진 수지(BT 레진) 중 적어도 1 종을 성분으로 하는 것을 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 보강 재료로서의 유리 섬유 등도 종래부터 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다.

예비가열은 비율 A/B가 10 미만이 되는 조건을 선택하면 좋고, 수지의 종류 등에 따라 다르지만, 통상은 80 ℃ 내지 140 ℃에서 30 분 내지 120 분간 정도이다. 예비가열의 타이밍은 예비가열 후 프레스 공정까지의 시간이 짧은 쪽이 바람직하다. 또한, 예비가열을 실시하는 방법도 특별히 한정되지 않지만, 프리프레그를 스테인레스 등의 표면이 평활한 판에 끼워 실시하는 것이 바람직하다.

따라서, 비율 A/B가 10 미만이 되기 위한 소요 시간을 미리 확인하고, 상기 레이저 가공으로 비아홀을 설치하는 공정 전에, 표면이 평활한 판에 끼워 미리 확인한 소정의 조건으로 에어 오븐 등에서 가열하면 좋다.

또한, 예비가열 후에는 비아홀을 설치하지만, 그 때 레이저 가공을 사용함으로써 홀의 벽면이 어느 정도 경화되고, 이에 의해서도 프리프레그와 페이스트 수지가 섞이는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에서 사용하는 도전성 페이스트는 수지 구성 성분과 금속분을 적어도 함유하고, 소정 온도로 가열함으로써 수지 구성 성분이 경화되고 또한 금속분의 적어도 일부가 용융되어 금속분끼리 또는 금속분과 이에 접하는 동박 또는 패터닝 동 부분 등의 도전성 단면이 합금화되는 것이면 좋다.

예를 들어, (A) 아크릴레이트 수지 모노머 및 에폭시 수지 프리폴리머를 포함하는 수지 구성 성분 100 중량부(이하, 간단히 부(部)라고 함)에 대해서 (B) 저융점 금속과 고융점 금속을 포함하는 2 종 이상의 금속으로 이루어진 금속분 200 부 내지 2200 부, (C) 페놀계 경화제 0.3 부 내지 35 부를 포함하는 경화제 0.5 부 내지 40 부, 및 (D) 플럭스 0.3 부 내지 80 부를 필수성분으로서 함유하여 이루어진 것이 바람직하다.

아크릴레이트 수지 모노머의 구체예로서는 이소아밀아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라아크릴레이트, 페닐글리시딜에테르아크릴레이트헥사메틸렌디이소시아네이트우레탄 프리폴리머, 비스페놀 A 디글리시딜에테르아크릴산 부가물, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 및 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트 등을 들 수 있다.

또한, 에폭시 수지의 구체예로서는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 브롬화 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 노보락형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지, 글리시딜에테르형 에폭시 수지, 글리시딜에스테르형 에폭시 수지, 복소환식 에폭시 수지 등을 들 수 있다.

아크릴레이트 수지와 에폭시 수지의 배합 비율(중량%)은 5:95 내지 95:5가 바람직하고, 보다 바람직하게는 20:80 내지 80:20으로 한다.

상기 (A) 수지 구성 성분은 아크릴레이트 수지 모노머 및 에폭시 수지 프리폴리머에 알키드 수지, 멜라민 수지 또는 크실렌 수지 중의 1 종 이상의 수지 구성물을 블랜드한 것이어도 좋다. 알키드 수지, 멜라민 수지, 크실렌 수지는 각각 수지 개질제로서 사용되는 것이고, 그 목적을 달성할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 이들 개질제를 블랜드하는 경우의 배합비는 (A)성분 총량 중 40 중량% 미만, 바람직하게는 10 중량% 미만으로 한다.

금속분은 가열에 의해 합금화가 일어나는 것이면 좋지만, 융점이 180 ℃ 이하의 저융점 금속 1 종 이상과 융점이 800 ℃ 이상의 고융점 금속 1 종 이상을 포함하는 2 종 이상의 금속이 포함되어 있는 것이 바람직하다. 2 종 이상의 금속의 존재 형태의 예로서는 어느 종류의 금속분을 다른 종류의 금속으로 이루어진 금속분과 혼합한 것, 또는 어느 종류의 금속분을 다른 종류의 금속으로 코팅한 것, 또는 이들을 혼합한 것을 들 수 있다.

저융점 금속 및 고융점 금속으로서는 단일한 금속으로 이루어진 것 이외에, 2 종 이상의 금속의 합금을 사용할 수도 있다.

저융점 금속의 바람직한 예로서는 인듐(융점: 156 ℃) 단독, 또는 주석(융점: 231 ℃), 아연(융점: 327 ℃), 비스무트(융점: 271 ℃), 또는 인듐 중 2 종 이상을 합금으로 하여 융점 180 ℃ 이하로 한 것을 들 수 있고, 2 종 이상의 합금을 사용할 수도 있다.

또한, 고융점 금속의 바람직한 예로서는 금(융점: 1064 ℃), 은(융점: 961 ℃), 동(융점: 1083 ℃), 또는 니켈(융점: 1455 ℃)이나, 상기 금속의 2 종 이상의 합금을 들 수 있고, 이들 금속 단체(單體) 및 합금 중에서 2 종 이상 사용할 수도 있으며, 금속 단체와 합금을 조합시켜 사용할 수도 있다.

금속분의 형상은 제한이 없지만, 수지상, 구상, 비늘조각 형상 등의 종래부터 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 또한, 입경(粒俓)도 제한되지 않지만 통상은 평균입경으로 1 ㎛ 내지 50 ㎛ 정도이다.

상기 금속분의 배합량은 (A) 수지 구성 성분 100부에 대해서 200 부 내지 2200 부가 바람직하다. 또한, 상기한 저융점 금속분과 고융점 금속분의 배합비(중량비, 이하 동일)는 8:2 내지 2:8의 범위내인 것이 바람직하다.

다음에 (C)경화제는 페놀계 경화제를 필수 성분으로 하고, 이 이외에 이미다졸계 경화제, 양이온계 경화제, 라디칼계 경화제(중합개시제) 등을 병용할 수도 있다.

페놀계 경화제의 사용량은 수지 구성 성분 100부에 대해서 0.3 부 내지 35부가 바람직하다. 페놀계 경화제 이외의 경화제의 사용량은 수지 100부에 대해서 0.2 부 내지 35 부가 바람직하고, 경화제 전체에서 0.5 부 내지 40 부가 바람직하다.

페놀계 경화제의 예로서는 노볼락 페놀, 나프톨계 화합물 등을 들 수 있다. 이미다졸계 경화제의 예로서는 이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-헵타데실이미다졸, 2-에틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-에틸-4-메틸-이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸, 2-페닐이미다졸을 들 수 있다. 양이온계 경화제의 예로서는 삼불화 붕소의 아민염, P-메톡시벤젠디아조늄헥사플루오로포스페이트, 디페닐요오드늄헥사플루오로포스페이트, 트리페닐설포늄, 테트라-n-부틸포스포늄테트라페닐보레이트, 테트라-n-부틸포스포늄-o,o-디에틸포스포로디티오에이트 등으로 대표되는 오늄계 화합물을 들 수 있다. 라디칼계 경화제(중합 개시제)의 예로서는 디쿠밀퍼옥사이드, t-부틸쿠밀퍼옥사이드, t-부틸하이드로퍼옥사이드, 쿠멘하이드로퍼옥사이드 등을 들 수 있다.

또한, (D)성분인 플럭스는 상기 금속분의 합금화를 촉진하는 것으로, 예를 들어 염화아연, 락트산, 시트르산, 올레인산, 스테아린산, 글루타민산, 안식향산, 옥살산, 글루타민산 염산염, 아닐린 염산염, 브롬화 세틸피리딘, 요소, 트리에탄올아민, 글리세린, 히드라진, 로진 등을 들 수 있다. 플럭스의 사용량은 수지 구성 성분 100부에 대해서 0.3 내지 80 부가 바람직하다.

본 발명에서 사용하는 도전성 페이스트는 상기 각 성분을 혼합함으로써 수득되지만, 시판되고 있는 것에서는 예를 들어 다츠타 시스템·일렉트로닉스(주)제, 메탈라이즈페이스트(MP 시리즈)를 바람직하게 사용할 수 있다.

예비가열한 프리프레그의 비아홀에 도전성 페이스트를 충전한 후에는 사용한 합금형 페이스트에 맞는 조건으로 프레스하면서 가열함으로써 본 발명의 다층 기판이 수득된다. 수득된 다층 기판끼리를 본 발명에서 규정하는 예비가열한 프리프레그를 사용하여 조인트하고, 또한 다층화하는 것도 용이하게 실시할 수 있다. 본 발명에 의해 수득되는 다층 기판은 장기신뢰성이 우수하고, 또한 다층 기판끼리의 조인트부의 신뢰성도 우수하므로, 종래에는 곤란했던 수십층이라는 초다층 기판을 수율 좋게 제조하는 것도 본 발명에 따르면 가능하게 된다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

1. 기판의 작성

표 1에 나타낸 두께 약 100 ㎛의 프리프레그[파나소닉 덴코(주)제 R-1551 또는 미츠비시가스가가쿠(주)제 GHPL-830]를 각각 사용하여 실시예 1 내지 3, 비교예 3에서는 하기와 같이 예비가열하고, 비교예 1, 2에서는 예비가열을 실시하지 않았다. 이들 프리프레그에 CO₂ 레이저를 사용하여, φ100 ㎛, φ150 ㎛의 구멍을 설치하고, 인쇄법에 의해 표 1에 나타낸 도전성 페이스트를 충전한 후, 진공 프레스기를 사용하여 다음의 조건에서 프레스를 실시했다.

압력: O ㎏/㎠→면압(面壓) 10.2 ㎏/㎠(승압 17 분, 유지 10 분)→면압 30.6 ㎏/㎠(승압 24 분, 유지 46 분)→0 ㎏/㎠(감압 23 분)

온도: 30 ℃→130 ℃(승온 17 분, 유지 10 분)→180 ℃(승온 24 분, 유지 46 분)→30 ℃(냉각 23 분)

프리프레그의 예비가열로서는 두께 1.2 ㎜의 스텐레스판에 프리프레그를 끼우고, 그것을 표 1에 나타낸 온도로 설정한 항온조 중에서 표에 나타낸 시간의 가열처리를 실시했다.

프리프레그의 저장탄성률은 Anton Paar제, Modular Compact Rheometer(MCR) 300을 사용하고, 60 ℃에서 200 ℃까지 승온하는 온도 프로파일에서 저장탄성률이 증가에서 감소로 변화하는 변곡점 a에서의 저장탄성률 A, 및 감소에서 증가로 바뀌는 변곡점 b에서의 저장탄성률 B를 예비가열전과 예비가열후(비교예 1, 2를 제외)에서 각각 측정하고, 이들의 측정값으로부터 비율 A/B를 구했다.

도전성 페이스트로서는 이하의 합금형 페이스트 또는 분체접촉형 페이스트를 표 1에 나타낸 바와 같이 사용했다.

합금형: 다츠타 시스템·일렉트로닉스(주)제, 메탈라이즈페이스트(MP 시리즈)

분체접촉형: 다츠타 시스템·일렉트로닉스(주)제, AE1840

2. 기판의 평가

상기에 의해 수득된 다층 기판에 대해서 이하의 평가를 실시했다.

(1) 프레스 후의 팽창

완성 기판의 단면을 광학현미경으로 관찰하여 도 6에 도시한 팽창량(s)을 측정하여, 5 ㎛ 미만을 ○, 5 ㎛ 이상을 ×로 했다.

(2) 초기 도전성

φ0.15 ㎜의 초기 도전성에 대해서는 200 구멍, 400 구멍, 600 구멍, 800 구멍 연결 패턴을 제작하고, 저항값을 측정했다. 그것을 각 구멍수로 나누고 1 구멍 당의 저항값을 구하고, 그 평균값을 산출했다. 200 구멍, 400 구멍, 600 구멍 연결패턴 제작은 N=6에서 실시하고, 800 구멍 연결 패턴 제작은 N=2에서 실시했다.

φ0.10 ㎜의 초기 도전성에 대해서는 200 구멍, 400 구멍, 600 구멍 연결 패턴을 제작하고, 저항값을 측정했다. 이들을 각 구멍수로 나누고 1 구멍 당의 저항값을 구하고, 그 평균값을 산출했다. 200 구멍, 400 구멍, 600 구멍 연결패턴 제작은 N=4에서 실시했다.

(3) 도전성 변화율(장기신뢰성)

제작한 임의의 연결 패턴에서 시험전에 측정한 저항값을 a, 시험 후에 측정한 저항값을 b로 하고, 도전성 변화율을 다음 식에 의해 구하여 도전성 변화율이 ±20 % 이내였던 경우를 ○, -20 % 미만 또는 20 %를 초과한 경우를 ×로 했다.

장기 신뢰성 시험조건은 이하와 같다.

땜납 디핑 시험: 260 ℃의 땜납에 10 초간 침지한 후 상온 대기에서 냉각시키는 사이클을 3 사이클 반복했다.

프레셔 쿠커 테스트(PCT): 121 ℃, 습도 100 %, 2 기압의 분위기에 24 시간 폭로(暴露)시켰다.

열 사이클 시험: -65 ℃에서 30 분간 유지한 후, 125 ℃에서 30 분간 유지하는 사이클을 1000 사이클 반복하는 분위기에 폭로시켰다.

내열성 시험: 100 ℃의 분위기에서 1000 시간 폭로시켰다.

내습성 시험: 온도 85 ℃, 습도 85 % 분위기에서 1000 시간 폭로시켰다.

(4) 절연신뢰성

φ 150 ㎛의 구멍에 도전성 페이스트를 충전하고, 구멍 피치가 0.6 ㎜, 0.8 ㎜, 1.0 ㎜의 3 종의 피치가 되도록 빗형 패턴을 제작했다. 그 패턴에 직류전류 50 V를 인가하고, 온도 85 ℃, 습도 85 %에서 1000 시간 폭로시킨 후 시험분위기의 상태로 저항값을 측정하고, 그 저항값이 10⁶ Ω 이상인 경우를 ○, 10⁶ Ω 미만인 경우를 ×로 했다.

1: 프리프레그 2: 도전성 페이스트
3,5: 동박 4: 패턴 마감 기판
10: 코어 기판 11: 동박층
12: 도통 홀 도금 13: 도전성 페이스트
14: 덮개 도금 15: 수지층
16: 동박

Claims (6)

1. 다층 배선 기판의 제조 방법으로서,
   프리프레그에 레이저 가공으로 비아홀을 설치하는 천공(穿孔) 공정,
   상기 비아홀에 수지 구성 성분과 금속분(粉)을 함유하는 도전성 페이스트를 충전하는 공정, 및
   상기 충전된 도전성 페이스트의 상하에 동박 또는 패터닝된 기재(基材)의 동박 부분을 배치하여 프레스하는 공정
   을 포함하며,
   상기 도전성 페이스트로서, 상기 금속분의 일부 또는 전부가 용융되어 인접하는 금속분끼리 합금화되는 합금형 페이스트를 사용하고,
   상기 프리프레그로서, 60 ℃에서 200 ℃까지 승온하는 온도 프로파일에서 저장탄성률이 증가에서 감소로 변화하는 변곡점에서의 저장탄성률을 A, 감소에서 증가로 바뀌는 변곡점에서의 저장탄성률을 B로 한 경우의 비율 A/B가 예비가열전에 10 이상인 것을 사용하며,
   상기 프리프레그를 상기 천공 공정 전에 예비가열함으로써 상기 비율 A/B를 10 미만으로 하는 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 프리프레그로서 페녹시 수지, 에폭시 수지 및 비스말레이미드트리아진 수지 중 1 종 이상을 함유하여 이루어진 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판의 제조 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 예비가열을 80 ℃ 내지 140 ℃에서 30 분 내지 120 분간 실시하는 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판의 제조 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 도전성 페이스트로서 이하의 조성을 갖는 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판의 제조 방법:
   (A) 아크릴레이트 수지 모노머 및 에폭시 수지 프리폴리머를 포함하는 수지 구성 성분 100 중량부에 대해서,
   (B) 인듐 단독, 또는 주석, 아연, 비스무트 및 인듐으로 이루어진 군으로부터 선택된 2 종 이상의 합금인 융점 180 ℃ 이하의 저융점 금속 1 종 이상과, 금, 은, 동 및 니켈로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상의 금속과 상기 군으로부터 선택된 2 종 이상의 금속의 합금 중 1 이상인 융점 800 ℃ 이상의 고융점 금속을 포함하는 금속분 200 중량부 내지 2200 중량부,
   (C) 페놀계 경화제 0.3 중량부 내지 35 중량부를 포함하는 경화제 0.5 중량부 내지 40 중량부, 및
   (D) 플럭스 0.3 중량부 내지 80 중량부.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판.
6. 프리프레그에 비아홀을 설치하고, 상기 비아홀에 도전성 페이스트를 충전하며, 상기 충전된 도전성 페이스트의 상하에 동박 또는 패터닝된 기재의 동박 부분을 배치하여 이루어진 다층 배선 기판으로서,
   상기 프리프레그로서 60 ℃에서 200 ℃까지 승온하는 온도 프로파일에서 저장탄성률이 증가에서 감소로 변화하는 변곡점에서의 저장탄성률을 A, 감소에서 증가로 바뀌는 변곡점에서의 저장탄성률을 B로 한 경우의 비율 A/B가 10 미만인 것을 사용하고,
   상기 도전성 페이스트로서 가열에 의해 상호 합금화되는 2 종 이상의 금속으로 이루어진 금속분을 포함하는 것을 사용하는
   것을 특징으로 하는 다층 배선 기판.

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