JP3922350B2

JP3922350B2 - Multilayer printed wiring board and method for producing multilayer printed wiring board

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Publication number: JP3922350B2
Application number: JP2001392550A
Authority: JP
Inventors: 睦禎伊藤; 浅見　　博
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-12-25
Filing date: 2001-12-25
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2021-12-25
Also published as: JP2003198135A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導体パターン間の層間接続をファインピッチかつ低コストで実現することができる多層プリント配線板および多層プリント配線板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話やＰＤＡ(Personal Digital Assistant)等のモバイル用通信機器、ノート型パソコン等の電子機器の小型化、高機能化に伴い、これらを構成する電子部品の高密度実装対応が不可欠となっている。電子部品の高密度実装化は、従来より、電子部品の小型化による部品端子のファインピッチ化や、電子部品が実装されるプリント配線板上の導体パターンの微細化によって対応している。それに加えて近年においては、プリント配線板を積層することによって三次元的な配線の引き回しを可能とする多層プリント配線板の開発が進められている。
【０００３】
多層プリント配線板は、例えば、絶縁基材の両面に貼着された導体箔が所定形状にパターニングされてなる積層板を、層間絶縁層を介して複数枚積層することによって構成される。層間絶縁層には、各導体層をその積層方向に電気的に接続するための層間接続部が形成される。この層間接続部の構成例としては、例えば以下のようなものがある。
【０００４】
第１の例として、特開平２−１６４０９６号公報には、図８に示すような構成の多層プリント配線板が記載されている。図示する多層プリント配線板１０１は、絶縁基材１０３の両面に導体パターン１０４が形成された積層板１０２を、接着材料層１０５を介して３層積層することによって構成されている。なお、図において符号１０７は、多層プリント配線板１０１上に搭載される半導体チップ等の電子部品、１０８は電子部品１０７を導体パターン１０４上に接合するためのはんだである。
【０００５】
図８に示した構成の多層回路基板１０１においては、スルーホール１０６が各層の導体パターン１０４間を導通させるための層間接続部として構成される。スルーホールは、一般に、積層板を必要数積み重ねた後、所定部位にドリルを用いて貫通孔を形成し、その貫通孔の内壁面にめっき処理を施すことによって形成される。
【０００６】
従来の層間接続部の第２の構成例として、例えば特開平６−２６８３４５号公報に記載のものがある。これには、図９（ｅ）に示すように２枚の積層板１１２，１１６を中間接続体１２０を介して積層してなるビルドアップ型の多層プリント配線板１１１が記載されている。この多層プリント配線板１１１は、いわゆるＡＬＩＶＨ(Any Layer Interstitial Via Hole structure) 法によって製造されるプリント配線板として知られている。
【０００７】
積層板１１２，１１６はそれぞれ、絶縁基材１１３，１１７に対し、ビア貫通体１１４，１１８を形成後、導体箔を貼着し、導体パターン１１５，１１９を形成して作製される（図９（ａ），（ｂ））。中間接続体１２０は、絶縁基材１２１と、一方の積層板１１２の導体パターン１１５と他方の積層板１１６の導体パターン１１９との間を電気的に接続するビア貫通体１２２とから構成される（図９（ｃ））。そして、積層板１１２，中間接続体１２０，積層板１１６の順番で積み上げた後（図９（ｄ））、加圧プレスによって一体化させている（図９（ｅ））。この例では、ビア貫通体１１４，１１８，１２２がそれぞれ層間接続部として構成されている。
【０００８】
従来の層間接続部の第３の構成例としては、例えば特開２００１−１５９２０号公報に記載されているように、いわゆるＢ²ｉｔ(Buried Bump Interconnection Technology)工法によって作製した多層プリント配線板の層間接続部の構成が挙げられる。
【０００９】
先ず、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、銅箔１３２上の所定箇所に導電ペーストを印刷して略円錐形状のバンプ１３３を形成し、これに層間絶縁層としてのプリプレグ１３４を積層させる。バンプ１３３は積層されたプリプレグ１３４を貫通し、その頂部が、これら銅箔１３２とプリプレグ１３４との間のローラ圧着によって押し潰されている。一方、図１０（ｃ）に示すように、絶縁基材１３６の両面に導体パターン１３７，１３８を形成した積層板１３５を準備しておく。そして、図１０（ｄ）に示すように銅箔１３２とプリプレグ１３４との積層体を積層板１３５に積み重ね、露出したバンプ１３３の頂部を導体パターン１３７に接触させて積層する。こうして得られた多層プリント配線板１３１は、バンプ１３３が銅箔１３２と導体パターン１３７とを接続する層間接続部としての機能を果たす。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
近年における電子機器の高性能化および多機能化により、これを構成する電子部品の小型化および部品実装効率の向上が強く望まれている。このため、多層プリント配線板の構成において層間接続構造の更なる微細化、ファインピッチ化が必要とされている。
【００１１】
しかしながら、図８を参照して説明した第１の従来例では、ドリルによるスルーホール１０６の形成は、最小でφ２００μｍの孔径が限界とされ、それ以下の孔径では、ドリルの折損等により加工が困難とされている。このため、ドリルによりスルーホールを複数形成する場合、少なくとも４００μｍの孔ピッチを必要とするので、２００μｍ以下のピッチで層間接続部（スルーホール）を形成することは、非常に困難である。
【００１２】
また、スルーホールを層間接続部として構成する場合は、形成した貫通孔の内壁に銅等のスルーホールめっきを形成する必要があるが、各積層板の材質が異なると、その材料に固有の銅めっき条件があるために、同時にかつ確実に各層の内壁面にめっき処理を施すことが困難である。したがって、各層それぞれ同種の材料で積層板を構成しなければならず、多層プリント配線板の設計自由度が材料選定の上で制約されるいう問題がある。
【００１３】
次に、図９に示した第２の従来例においては、層間接続部として構成されるビア貫通体１１４，１１８，１２２は、レーザ加工法によって形成された貫通孔に導電ペーストを充填することによって構成されるが、このレーザ加工法による孔空けでは、ドリルによる機械加工と同様、ファインピッチ化が困難であり、２００μｍ以下のピッチで形成された導体パターンを各々独立して層間接続を行うことは不可能である。
【００１４】
更に、図１０を参照して説明した第３の従来例においても同様に、２００μｍ以下のピッチで層間接続を行うことは困難であるだけでなく、層間絶縁層（プリプレグ１３４）の厚さに応じてバンプ１３３の高さを変えなければならないために、バンプ１３３の形成条件および層間絶縁層およびバンプ高さの厳密なる管理が必要とされ、これによって生産コストの増大が余儀なくされるという問題がある。
【００１５】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、ファインピッチに形成された導体パターンの各々独立した層間接続を可能とするとともに、各積層板が異種材料で構成されている場合でも容易に多層化することができ、しかも、簡易かつ低コストで作製することができる多層プリント配線板および多層プリント配線板の製造方法を提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するに当たり、本発明の多層プリント配線板は、第１の絶縁基材上に第１の導体パターンが形成された第１の積層板と、第２の絶縁基材上に第２の導体パターンが形成された第２の積層板とを、第１および第２の導体パターンが互いに対向するように層間絶縁層を介して積層してなる多層プリント配線板であって、層間絶縁層は、熱硬化性樹脂材料からなるとともに、前記第１の導体パターンと前記第２の導体パターンとの間を選択的に導通させるための層間接続部を有し、上記層間接続部は、層間絶縁層に形成された貫通孔に充填される異方性導電材料からなり、層間絶縁層の硬化時の収縮率は、上記異方性導電材料の硬化時の収縮率よりも大きいことを特徴としている。
【００１７】
本発明の多層プリント配線板においては、層間絶縁層を介して対向する第１および第２の導体パターン間の層間接続部が、層間絶縁層に形成された貫通孔に充填される異方性導電材料から構成されているために、当該貫通孔を微細に形成することなく、当該貫通孔に充填された異方性導電材料層によって例えば２００μｍ以下というファインピッチで形成された複数組の導体パターンを選択的に導通させることができる。これによりファインピッチに形成された導体パターンの各々独立した層間接続が可能となる。また、層間絶縁層を熱硬化性樹脂材料で形成するとともに、この層間絶縁層の硬化時の収縮率を異方性導電材料の硬化時の収縮率よりも大きくすることにより、第１および第２の導体パターン間の層間接続を確実に行うことが可能となる。
【００１８】
また、以上の課題を解決するに当たり、本発明の多層プリント配線板の製造方法は、上記第１および第２の積層板と、上記層間絶縁層として半硬化状態の熱硬化性の樹脂基材とを準備する工程と、当該樹脂基材に、第１および第２の導体パターンをそれぞれ複数同時に収容できる大きさで層間接続用の貫通孔を形成する工程と、当該貫通孔に、硬化時の収縮率が上記樹脂基材よりも小さい異方性導電材料を充填する工程と、異方性導電材料が充填された樹脂基材を用いて、第１および第２の積層板を貼り合わせる工程とを有することを特徴としている。
【００１９】
本発明の多層プリント配線板の製造方法においては、層間接続部の形成は、半硬化状態の樹脂基材に上記所定の大きさの貫通孔を形成する工程と、この貫通孔に、硬化時の収縮率が上記樹脂基材よりも小さい異方性導電材料を充填する工程とによって行われるので、簡易かつ低コストにファインピッチな層間接続を確実に実現できる多層プリント配線板を製造することができる。また、各積層板が互いに異種の材料から構成されている場合でも容易に多層化することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は本発明の実施の形態による多層プリント配線板の構成を示している。本実施の形態の多層プリント配線板１０は、第１の積層板１１と、第２の積層板２１と、これら第１および第２の積層板１１，２１との間に介装される層間絶縁層３１とから構成されている。
【００２２】
第１の積層板１１は、第１の絶縁基材１２と、その両面に所定形状に形成された例えば銅等からなる導体パターン（回路パターン）１６Ａ，１６Ｂとから構成されている。本実施の形態では、第１の絶縁基材１２は、アルミナやガラス含有セラミックス、窒化アルミニウム等のセラミック系材料で構成されており、その厚さは例えば０．４ｍｍである。
【００２３】
第１の絶縁基材１２の図１において上面側に形成される導体パターン１６Ａは、本発明の「第１の導体パターン」に対応する。導体パターン１６Ａ，１６Ｂは部分的にスルーホール（貫通孔１３とその内壁面に形成した導電めっき１５）を介して接続されている。スルーホール内は、例えばエポキシ樹脂あるいは金属ペーストでなる充填体１４により埋められている。
【００２４】
他方、第２の積層板２１は、第２の絶縁基材２２と、その両面に所定形状に形成された例えば銅等からなる導体パターン（回路パターン）２６Ａ，２６Ｂとから構成されている。本実施の形態では、第２の絶縁基材２２は、ガラスエポキシやポリイミド、ビスマレイミドトリアジン等の有機系材料で構成されており、その厚さは例えば０．４ｍｍである。
【００２５】
第２の絶縁基材２２の図１において下面側に形成される導体パターン２６Ａは、本発明の「第２の導体パターン」に対応する。導体パターン２６Ａ，２６Ｂは部分的にスルーホール（貫通孔２３とその内壁面に形成した導電めっき２５）を介して接続されている。スルーホール内は、例えばエポキシ樹脂あるいは金属ペーストでなる充填体２４により埋められている。
【００２６】
第１の積層板１１と第２の積層板２１とは、第１の導体パターン１６Ａと第２の導体パターン２６Ａとが互いに対向するように層間絶縁層３１を介して積層されている。これら第１，第２の導体パターン１６Ａ，２６Ａが形成される側の第１，第２の積層板１１，２１の表面には、例えばソルダレジストからなる絶縁膜１７，２７がそれぞれ形成されている。層間絶縁層３１に形成された層間接続部３０を介して第１の導体パターン１６Ａと第２の導体パターン２６Ａとが導通される領域には、それぞれ開口１８，２８が形成されている。これにより、各積層板１１，２１のそれぞれの貼り合わせ面の平坦化が図られ、層間絶縁層３１との密着が得られるようにしている。
【００２７】
層間絶縁層３１は、半硬化状態の熱硬化性樹脂材料からなる樹脂基材３２で構成される。本実施の形態では、プリプレグといわれる未硬化のエポキシ樹脂系絶縁膜が用いられており、その厚さは例えば０．１ｍｍである。なお、図においては説明を分かり易くするために、樹脂基材３２の厚さを誇張して示している。
【００２８】
層間接続部３０は、樹脂基材３２の所定部位に形成した貫通孔３３の内部に、異方性導電材料３４を充填して構成される。異方性導電材料３４は、樹脂基材３２の厚さ方向には導電性、樹脂基材３２の面方向には絶縁性の電気的異方性をもつ材料である。
【００２９】
本実施の形態で用いられる異方性導電材料３４は、φ５μｍの樹脂粒子の表面にニッケル−金めっきを施し、更にその上に絶縁膜を被覆して構成される導電粒子を、接着性をもつバインダー中に混入させたものが用いられている。表層の絶縁層は、圧着方向（膜厚方向）に隣接する導電粒子間において破壊されるとともに、下地のニッケル−金めっきが互いに接続され、その結果、層間の電気的接続が図られる。一方、圧着方向とは垂直な方向へは絶縁性が維持される。
【００３０】
層間絶縁層３１は以上のような構成の層間接続部３０と絶縁性の樹脂基材３２とで構成される。本実施の形態では、樹脂基材３２の硬化時の収縮率が、異方性導電材料３４の硬化時の収縮率よりも大きくなるようにそれぞれの材料の選定が行われている。具体的には、異方性導電材料３４の硬化時の収縮率が、樹脂基材３２の硬化時の収縮率の３０％程度となるようにそれぞれの材料を選定し、本実施の形態においては、樹脂基材３２として日立化成株式会社製のＦＲ−４基材（ＧＥＡ−６７Ｎ）を、異方性導電材料３４としてソニーケミカル株式会社製の異方性導電膜（ＦＰ４４１１）をそれぞれ用いた。
【００３１】
上記のような条件で、樹脂基材３２と異方性導電材料３４との間で硬化時の収縮率を異ならせることによって、第１の積層板１１と第２の積層板２１とを加熱加圧プレスによって貼り合わせた時、異方性導電材料３４で構成される層間接続部３０が絶縁膜１７，２７の開口１８，２８内にそれぞれ進入して、第１，第２の導体パターン１６Ａ，２６Ａに密着される。
【００３２】
層間接続部３０によって互いに導通される導体パターン１６Ａ，２６Ａはそれぞれ、図１および図２に示すように、互いに隣接して配置形成される複数の接続ランド部１６ａ，１６ｂ，１６ｃおよび２６ａ，２６ｂ，２６ｃとされる。すなわち、互いに対向して配置される接続ランド部１６ａと２６ａ、接続ランド部１６ｂと２６ｂ、および、接続ランド部１６ｃと１７ｃの各組み合わせが、共通の層間接続部３０によって接続されている。
【００３３】
本実施の形態では、各々の接続ランド部１６ａ〜１６ｃおよび２６ａ〜２６ｃは、φ１００μｍの略円形を呈し、２００μｍのピッチで配置形成されている（従って、接続ランド部間のスペースは１００μｍ）。これら接続ランド部の形成は、パターン形成技術に依存しており、５０μｍライン／５０μｍスペースのデザインルールが実現されている現状では、理論的には、φ５０μｍのランド／５０μｍのスペース（従って、ランドピッチは１００μｍ）の接続ランド部を形成することができる。
【００３４】
本実施の形態の多層プリント配線板１０は以上のように構成される。本実施の形態の多層プリント配線板１０によれば、異方性導電材料３４で構成される単一の層間接続部３０によって複数組の導体パターンを選択的に導通させることができるので、例えば２００μｍ以下というファインピッチで形成された導体パターンの各々独立した層間接続を行うことができる。
【００３５】
また、層間絶縁層３１として、熱硬化性樹脂材料からなる樹脂基材３２を用いているので、絶縁基材１２，２２が異種材料で構成される複数の積層板１１，２１の多層構造を加熱加圧プレスによって容易に実現することができる。例えば本実施の形態のように、絶縁基材１２がセラミック系材料で構成される第１の積層板１１にあっては高周波回路用基板として、また、絶縁基材２２が有機系材料で構成される第２の積層板２１にあってはデジタル回路用基板としてそれぞれ適しているので、これにより、システム的な機能を実現できる多層プリント配線板１０を得ることができる。
【００３６】
なお、以上の多層プリント配線板１０は、第１および第２の２つの積層板１１，２１の積層構造体を例に挙げて説明したが、例えば図１において第１の積層板１１の下面および第２の積層板２１の上面に対し、更に同種または異種の積層板を積み上げてビルドアップ化を図ることも可能である。
【００３７】
次に、以上のように構成される本実施の形態の多層プリント配線板１０の製造方法について説明する。
【００３８】
本実施の形態の多層プリント配線板１０の製造方法は、第１および第２の積層板１１，２１と、層間絶縁層３１として半硬化状態の熱硬化性の樹脂基材３２とを準備する工程と、樹脂基材３２に第１および第２の導体パターン１６Ａ（１６ａ〜１６ｃ）および２６Ａ（２６ａ〜２６ｃ）をそれぞれ複数同時に収容できる大きさの貫通孔３３を形成する工程と、貫通孔３３に異方性導電材料３４を充填する工程と、異方性導電材料３４が充填された樹脂基材３２を用いて、第１および第２の積層板１１，２１を貼り合わせる工程と、を有する。
【００３９】
図３（ａ）〜（ｆ）は、第１の積層板１１の製造方法の一例を示す工程断面図である。
【００４０】
第１の積層板１１を製造するにあたっては、先ず、両面に銅箔１６，１６が貼り付けられた両面銅張積層板を準備し、これにドリル加工等によって貫通孔１３を形成する（図３（ａ），（ｂ））。次いで、形成した貫通孔１３の内壁面に対して例えば銅からなるスルーホールめっき（導電めっき）１５を形成し、両面の銅箔１６，１６を電気的に接続する（図３（ｃ））。
【００４１】
次に、形成したスルーホールを充填体１４で埋める（図３（ｄ））。充填方法としては、印刷法やディスペンス法等が適用できる。なお、スルーホールを充填体１４で埋める目的は、基板内における熱伝導性を向上させることと、多層プリント配線板１０上に半導体チップ等の電子部品を実装する際に、接合材としてのはんだをリフロー加熱したときにスルーホール内の空気の膨張によってプリント配線板の損傷を防止することである。
【００４２】
続いて、銅箔１６，１６上にフォトレジストを形成し、露光、現像およびエッチングの各工程を経て所定形状の導体パターン１６Ａ，１６Ｂを形成する（図３（ｅ））。導体パターン１６Ａの一部を構成する接続ランド部１６ａ〜１６ｃは、上述のように、２００μｍ以下のピッチで形成される。
【００４３】
そして、導体パターン１６Ａが形成される側の絶縁基材１１の表面に対し、ソルダレジスト等の絶縁膜１７を形成するとともに、露光および現像の各工程を経て、接続ランド部１６ａ，１６ｂ，１６ｃのみが外部へ露出するように開口１８を形成する（図３（ｆ））。
【００４４】
第１の積層板１１は以上のようにして作製される。なお、第２の積層板２１もまた、上述の第１の積層板１１の製造工程と同様な工程を経て作製されるので、その説明は省略するものとする。
【００４５】
一方、層間絶縁層３１は図４（ａ）〜（ｃ）に示す工程を経て作製される。
【００４６】
先ず、樹脂基材３２として未硬化（半硬化状態）のエポキシ樹脂シートを用意し、これにドリル加工やレーザ加工、フォトリソグラフィ技術等の公知の穿孔技術を用いて貫通孔３３を形成する（図４（ａ），（ｂ））。この貫通孔３３の大きさは、第１および第２の積層板１１，２１上のそれぞれの導体パターン１６Ａ，２６Ａの接続ランド部１６ａ〜１６ｃ，２６ａ〜２６ｃを同時に収容できる大きさとされる。
【００４７】
次に、図４（ｃ）に示すように、形成した貫通孔３３に対して異方性導電材料３４を充填し、層間接続部３０を形成する。
【００４８】
異方性導体材料３４の充填方法としては、図５Ａに示すように樹脂基材３２と略同厚の異方性導電フィルム３４Ａから貫通孔３３の大きさに合致する形状に切り出した異方性導電材料３４を貫通孔３３に充填するか、あるいは、図５Ｂに示すように樹脂基材３２の一方の面に貫通孔３３に対応する開口が形成されたメタルステンシル３５を被せ、その上からペースト状の導電材料３４Ｂをスキージ３６を用いて貫通孔３３内へ充填させるスクリーン印刷法が適用できる。メタルステンシル３５は、樹脂基材３２と接触する裏面側を例えばポリテトラフルオロエチレンを塗布して剥離性を高めるようにしてもよい。なお、異方性導電材料３４を貫通孔３３へ充填する方法は上記以外にも、ディスペンス法等の公知の手法が適用できる。
【００４９】
以上のようにして、本発明に係る層間絶縁層３１が作製される。次に、図６に示すように、導体パターン１６Ａ，２６Ａの接続ランド部１６ａ〜１６ｃ，２６ａ〜２６ｃが層間絶縁層３１の層間接続部３０と対向するように、第１の積層板１１、層間絶縁層３１および第２の積層体２１を位置決め配置する。そして、これらを貼り合わせ、真空中で加熱加圧プレスを行い、図１に示したように第１および第２の積層板１１，２１および層間絶縁層３１を一体化させて多層プリント配線板１０を作製する。
【００５０】
なお、本実施の形態では、基板サイズとして１２５ｍｍ×１６５ｍｍのものが用いられ、温度１６０℃、圧力２．０ＭＰａ、時間６０分の加熱加圧プレス条件で多層プリント配線板１０を作製した。
【００５１】
ここで、図７Ａに示すように、第１の積層板１１と第２の積層板１１の貼り合わせ時、それぞれの貼り合わせ面に形成された絶縁膜１７，２７によって、各接続ランド１６ａ〜１６ｃおよび２６ａ〜２６ｃと層間接続部３０との間に隙間Ｇが生じることになる。しかし、硬化時の収縮率が層間接続部３０よりも樹脂基材３２の方が大きいので、加熱加圧プレスの際に、図７Ｂに示すように、第１および第２の積層板１１，２１はともに樹脂基材３２の収縮に追従して互いの相対距離間を縮める一方、層間接続部３０は絶縁膜１７，２７の開口１８，２８にそれぞれ進入して接続ランド部１６ａ〜１６ｃ，２６ａ〜２６ｃに接近し、やがては密着、一体化する。
【００５２】
したがって、樹脂基材３２および層間接続部３０（異方性導電材料３４）が硬化して第１および第２の積層板１１，２１の間を接着するときには、層間接続部３０は開口１８，２８を介して接続ランド部１６ａ〜１６ｃと接続ランド部２６ａ〜２６ｃとの間に挟持される。このとき、接続ランド部の厚さに相当する狭圧力でもって、接続ランド部１６ａと２６ａとの間、１６ｂと２６ｂとの間、そして１６ｃと２６ｃとの間にそれぞれ位置する導電粒子が電気的に接続される結果、各組の接続ランド部間の確実なる導通が確保されるとともに、隣接するランド部間の絶縁性が維持される。
【００５３】
なお、接続ランド部１６ａ〜１６ｃと接続ランド部２６ａ〜２６ｃとの間の狭圧力は、絶縁膜１７，２７の層厚や、樹脂基材３２と異方性導電材料３４との間の硬化時の収縮率差によって適宜、調整することができる。
【００５４】
本実施の形態の多層プリント配線板１０は以上のように製造される。本実施の形態によれば、第１の導体パターン１６Ａの接続ランド部１６ａ〜１６ｃと、第２の導体パターン２６Ａの接続ランド部２６ａ〜２６ｃとを接続する層間接続部３０を、これら接続ランド部１６ａ〜１６ｃ，２６ａ〜２６ｃを同時に収容できる大きさの貫通孔３３に異方性導電材料３４を充填するだけで構成できるので、簡素な構成で容易にファインピッチの層間接続を行うことができる。
【００５５】
また、熱硬化性の樹脂基材３２を用いているので、異種材料からなる積層板１１，２１を積層することができ、多層構造のプリント配線板を製造するにあたり、材料選定上の制約をなくすことができる。さらに、第１および第２の積層板１１，２１の貼り合わせ工程においては、樹脂基材３２の熱硬化が完了するまで軽く圧力を加えていればよいので、上述した第３の従来例（Ｂ²ｉｔ法）のようにバンプで絶縁層を突き破らせるような高い圧力は不要であり、機械的なストレスも少なくすることができる。
【００５６】
さらに、異方性導電材料３４は層間接続部３０のみに用いられているので、高価な材料の使用量を低減して低コストで多層プリント配線板１０を製造することができるとともに、樹脂基材３２との硬化時の収縮率の差を利用して、上述したような確実なる層間接続を確保することができる。
【００５７】
なお、ＡＣＦ（異方性導電フィルム）を使ったフリップチップ実装においては従来はバンプ（金属突起物）電極が必要だったが、本発明の基板への適用においてはバンプがなくとも十分な圧力によって導通が得られ低コストの実装が可能となる。
【００５８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００５９】
例えば以上の実施の形態では、第１の積層板１１と第２の積層板２１とをそれぞれ異種の材料で構成したが、勿論、これらを同種の材料で構成するようにしてもよい。また、上述のように、多層プリント配線板１０は２枚の積層板１１，２１の多層構造に限らず、更に複数枚の積層板を積み重ねることができる。
【００６０】
また、作製した多層プリント配線板１０は、電子部品が搭載されるマザーボードとして使用するだけに限らず、ＣＳＰ(Chip Scale Package)／ＢＧＡ(Ball Grid Array) 用のインターポーザ基板として使用することができる。
【００６１】
なお、上述の実施の形態において、１つの層間接続部３０によって層間接続される接続ランド部１６ａ〜１６ｃ，２６ａ〜２６ｃの形成ピッチを２００μｍとし、更にそのピッチを小さくすることができるのは上述したとおりであるが、この場合は勿論、層間接続部３０として適用される異方性導電物質の導電粒子の大きさ等にも大きく依存するので、接続ランド部の形成ピッチに応じて異方性導電材料も適宜、選択される。
【００６２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
【００６３】
すなわち、本発明の多層プリント配線板によれば、第１および第２の導体パターン間の層間接続部が異方性導電材料で構成されているので、ファインピッチに形成された導体パターン間の各々独立した層間接続を容易に行うことができる。
【００６４】
また、本発明によれば、層間絶縁層が熱硬化性樹脂材料からなるので、加熱加圧プレスにより異種材料からなる積層板を容易に貼り合わせることができる。
【００６５】
請求項４の発明によれば、第１および第２の導体パターン間の層間接続を確実に行うことができるとともに、層間絶縁層に対する第１および第２の積層板を密着させることができる。
【００６６】
また、本発明の多層プリント配線板の製造方法によれば、ファインピッチに形成された導体パターンを層間接続する層間接続部を容易に形成することができるので、低コストで多層プリント配線板を製造することができる。
【００６７】
請求項７の発明によれば、各積層板のそれぞれの貼り合わせ面を平坦化することができるので、層間絶縁層との密着を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による多層プリント配線板の構成を示す断面図である。
【図２】図１の層間接続部３０とこれにより層間接続される導体パターン１６ａ〜１６ｃおよび２６ａ〜２６ｃとの関係を示す斜視図である。
【図３】（ａ）〜（ｆ）ともに、図１の第１の積層板１１の製造方法を説明する工程断面図であり、とくに（ｆ）は、導体パターン１６Ａの接続ランド部１６ａ〜１６ｃのみ開口させて絶縁膜１７を形成する工程を示している。
【図４】（ａ）〜（ｃ）ともに、図１における層間絶縁層３１の製造方法を説明する工程断面図であり、（ａ）は樹脂基材の準備工程、（ｂ）は貫通孔の形成工程、（ｃ）は異方性導電材料の充填工程をそれぞれ示す。
【図５】図４において異方性導電材料の充填工程を説明する図であり、Ａは貫通孔と同形に形成した異方性導電フィルムを当該貫通孔へ充填する方法、Ｂはスクリーン印刷法によって異方性導電ペーストを貫通孔へ充填する方法をそれぞれ示す。
【図６】本発明の実施の形態の多層プリント配線板の製造工程の一部を示す断面図であり、第１および第２の積層板を層間絶縁層に対して位置決めする工程を示している。
【図７】本発明の実施の形態の多層プリント配線板の製造工程の一部を示す層間接続部周辺の断面図であり、Ａは加圧前の状態、Ｂは加圧後の状態をそれぞれ示す。
【図８】第１の従来例による多層プリント配線板を示す断面図である。
【図９】第２の従来例による多層プリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【図１０】第３の従来例による多層プリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【符号の説明】
１０…多層プリント配線板、１１…第１の積層板、１２…第１の絶縁基材、１６Ａ…第１の導体パターン、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…接続ランド部、１７，２７…絶縁膜、１８，２８…開口、２１…第２の積層板、２２…第２の絶縁基材、２６Ａ…第２の導体パターン、３０…層間接続部、３１…層間絶縁層、３２…樹脂基材、３３…貫通孔、３４…異方性導電材料，３４Ａ…異方性導電フィルム、３４Ｂ…異方性導電ペースト。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multilayer printed wiring board capable of realizing interlayer connection between conductor patterns at a fine pitch and at a low cost, and a method for manufacturing the multilayer printed wiring board.
[0002]
[Prior art]
As mobile communication devices such as mobile phones and PDAs (Personal Digital Assistants) and electronic devices such as notebook computers become smaller and more sophisticated, it is indispensable to support high-density mounting of the electronic components that make them up. . Conventionally, high-density mounting of electronic components has been dealt with by making finer pitches of component terminals by miniaturizing electronic components and miniaturizing conductor patterns on printed wiring boards on which electronic components are mounted. In addition, in recent years, development of multilayer printed wiring boards that enable three-dimensional wiring routing by laminating printed wiring boards has been promoted.
[0003]
The multilayer printed wiring board is configured, for example, by laminating a plurality of laminated boards obtained by patterning conductor foils adhered to both surfaces of an insulating base material into a predetermined shape via an interlayer insulating layer. In the interlayer insulating layer, an interlayer connection for electrically connecting each conductor layer in the stacking direction is formed. Examples of the configuration of the interlayer connection section include the following.
[0004]
As a first example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-164096 discloses a multilayer printed wiring board configured as shown in FIG. The multilayer printed wiring board 101 shown in the figure is configured by laminating three layers of laminated boards 102 each having a conductive pattern 104 formed on both surfaces of an insulating base material 103 via an adhesive material layer 105. In the figure, reference numeral 107 denotes an electronic component such as a semiconductor chip mounted on the multilayer printed wiring board 101, and 108 denotes a solder for joining the electronic component 107 onto the conductor pattern 104.
[0005]
In the multilayer circuit board 101 having the configuration shown in FIG. 8, the through hole 106 is configured as an interlayer connection portion for conducting between the conductive patterns 104 of each layer. The through-hole is generally formed by stacking a required number of laminated plates, forming a through-hole using a drill at a predetermined portion, and plating the inner wall surface of the through-hole.
[0006]
As a second configuration example of a conventional interlayer connection portion, for example, there is one described in JP-A-6-268345. This describes a build-up type multilayer printed wiring board 111 in which two laminated boards 112 and 116 are laminated via an intermediate connector 120 as shown in FIG. 9 (e). This multilayer printed wiring board 111 is known as a printed wiring board manufactured by a so-called ALIVH (Any Layer Interstitial Via Hole structure) method.
[0007]
Laminate plates 112 and 116 are produced by forming via penetrations 114 and 118 on insulating base materials 113 and 117, respectively, and attaching conductor foils to form conductor patterns 115 and 119 (FIG. 9 ( a), (b)). The intermediate connection body 120 includes an insulating base 121 and a via through body 122 that electrically connects the conductor pattern 115 of one laminated board 112 and the conductor pattern 119 of the other laminated board 116 ( FIG. 9 (c)). And after laminating | stacking in order of the laminated board 112, the intermediate connection body 120, and the laminated board 116 (FIG.9 (d)), it is united by the press (FIG.9 (e)). In this example, the via through bodies 114, 118, and 122 are each configured as an interlayer connection portion.
[0008]
As a third configuration example of the conventional interlayer connection portion, for example, as described in JP-A-2001-15920, so-called B²The structure of the interlayer connection part of the multilayer printed wiring board produced by the it (Buried Bump Interconnection Technology) method is mentioned.
[0009]
First, as shown in FIGS. 10A and 10B, a conductive paste is printed at a predetermined location on the copper foil 132 to form a substantially conical bump 133, and a prepreg 134 as an interlayer insulating layer is formed thereon. Laminate. The bump 133 passes through the laminated prepreg 134, and the top thereof is crushed by roller pressure bonding between the copper foil 132 and the prepreg 134. On the other hand, as shown in FIG. 10C, a laminated plate 135 in which conductor patterns 137 and 138 are formed on both surfaces of the insulating base 136 is prepared. Then, as shown in FIG. 10 (d), the laminated body of the copper foil 132 and the prepreg 134 is stacked on the laminated board 135, and the exposed top part of the bump 133 is brought into contact with the conductive pattern 137 and laminated. The multilayer printed wiring board 131 obtained in this way functions as an interlayer connection portion where the bump 133 connects the copper foil 132 and the conductor pattern 137.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, there has been a strong demand for miniaturization of electronic components constituting the electronic devices and improvement of component mounting efficiency due to higher performance and multi-functionality of electronic devices. For this reason, further miniaturization and fine pitch of the interlayer connection structure are required in the configuration of the multilayer printed wiring board.
[0011]
However, in the first conventional example described with reference to FIG. 8, the formation of the through hole 106 by a drill is limited to a hole diameter of φ200 μm at the minimum, and if the hole diameter is smaller than that, it is difficult to process due to breakage of the drill or the like. It is said that. For this reason, when a plurality of through holes are formed by a drill, a hole pitch of at least 400 μm is required, and therefore it is very difficult to form interlayer connection portions (through holes) at a pitch of 200 μm or less.
[0012]
In addition, when the through hole is configured as an interlayer connection part, it is necessary to form a through hole plating such as copper on the inner wall of the formed through hole. Due to the plating conditions, it is difficult to apply the plating treatment to the inner wall surface of each layer simultaneously and reliably. Therefore, there is a problem that the laminated board must be composed of the same kind of material for each layer, and the design freedom of the multilayer printed wiring board is restricted in selecting the material.
[0013]
Next, in the second conventional example shown in FIG. 9, via penetration bodies 114, 118, 122 configured as interlayer connection portions are filled with conductive paste in through holes formed by a laser processing method. Although it is configured, it is difficult to make fine pitches by drilling by this laser processing method, as in the case of machining by a drill, and it is not possible to make interlayer connection independently for each conductor pattern formed at a pitch of 200 μm or less. Impossible.
[0014]
Furthermore, in the third conventional example described with reference to FIG. 10, it is not only difficult to make an interlayer connection at a pitch of 200 μm or less, but also according to the thickness of the interlayer insulating layer (prepreg 134). Therefore, since the height of the bump 133 must be changed, it is necessary to strictly control the formation conditions of the bump 133, the interlayer insulating layer, and the bump height, which inevitably increases the production cost. .
[0015]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and enables individual interlayer connection of conductor patterns formed at a fine pitch, and easily multi-layers even when each laminated plate is made of different materials. It is another object of the present invention to provide a multilayer printed wiring board that can be manufactured easily and at low cost, and a method for manufacturing the multilayer printed wiring board.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
  In solving the above problems, the multilayer printed wiring board of the present invention includes a first laminated board in which a first conductor pattern is formed on a first insulating base material, and a second laminated base material on a second insulating base material. A multilayer printed wiring board formed by laminating a second laminated board on which two conductor patterns are formed via an interlayer insulating layer so that the first and second conductor patterns are opposed to each other. layerIs made of thermosetting resin material,An interlayer connection for selectively conducting between the first conductor pattern and the second conductor pattern, the interlayer connection;IsIt is made of an anisotropic conductive material that fills through holes formed in the interlayer insulating layer.In other words, the shrinkage rate when the interlayer insulating layer is cured is larger than the shrinkage rate when the anisotropic conductive material is cured.It is characterized by that.
[0017]
  In the multilayer printed wiring board of the present invention, the anisotropic conductive material in which the interlayer connection portion between the first and second conductor patterns facing each other through the interlayer insulating layer is filled in the through-hole formed in the interlayer insulating layer Since it is made of a material, a plurality of sets of conductor patterns formed at a fine pitch of, for example, 200 μm or less by an anisotropic conductive material layer filled in the through-hole without forming the through-hole finely. It can be selectively conducted. Thereby, independent interlayer connection of the conductor patterns formed at a fine pitch becomes possible.Further, the interlayer insulating layer is formed of a thermosetting resin material, and the shrinkage rate at the time of curing of the interlayer insulating layer is made larger than the shrinkage rate at the time of curing of the anisotropic conductive material. It is possible to reliably perform interlayer connection between the conductor patterns.
[0018]
  In order to solve the above problems, the method for producing a multilayer printed wiring board according to the present invention includes the first and second laminated boards, a semi-cured thermosetting resin base material as the interlayer insulating layer, and A step of forming a through hole for interlayer connection in a size capable of simultaneously accommodating a plurality of first and second conductor patterns in the resin base material; and, Shrinkage rate when cured is smaller than the resin base materialThe method includes a step of filling the anisotropic conductive material, and a step of bonding the first and second laminated plates using a resin base material filled with the anisotropic conductive material.
[0019]
  In the method for producing a multilayer printed wiring board according to the present invention, the interlayer connection portion is formed by a step of forming a through hole of the predetermined size in a semi-cured resin base material, and in the through hole., Shrinkage rate when cured is smaller than the resin base materialFilling the anisotropic conductive material withDoneSo fine pitch at simple and low costNaInterlayer connectionTheA multilayer printed wiring board that can be reliably realized can be manufactured. Moreover, even when each laminated board is comprised from a mutually different material, it can multilayer easily.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1 shows a configuration of a multilayer printed wiring board according to an embodiment of the present invention. The multilayer printed wiring board 10 of the present embodiment includes an interlayer insulation interposed between a first laminated board 11, a second laminated board 21, and the first and second laminated boards 11 and 21. Layer 31.
[0022]
The first laminated plate 11 includes a first insulating base 12 and conductor patterns (circuit patterns) 16A and 16B made of, for example, copper or the like formed in a predetermined shape on both surfaces thereof. In the present embodiment, the first insulating substrate 12 is made of a ceramic material such as alumina, glass-containing ceramics, or aluminum nitride, and the thickness thereof is, for example, 0.4 mm.
[0023]
The conductor pattern 16A formed on the upper surface side of the first insulating substrate 12 in FIG. 1 corresponds to the “first conductor pattern” of the present invention. Conductive patterns 16A and 16B are partially connected through through holes (through hole 13 and conductive plating 15 formed on the inner wall surface thereof). The inside of the through hole is filled with a filler 14 made of, for example, an epoxy resin or a metal paste.
[0024]
On the other hand, the second laminated plate 21 includes a second insulating substrate 22 and conductor patterns (circuit patterns) 26A, 26B made of, for example, copper or the like formed in a predetermined shape on both surfaces thereof. In the present embodiment, the second insulating substrate 22 is made of an organic material such as glass epoxy, polyimide, or bismaleimide triazine, and the thickness thereof is, for example, 0.4 mm.
[0025]
The conductor pattern 26A formed on the lower surface side of the second insulating substrate 22 in FIG. 1 corresponds to the “second conductor pattern” of the present invention. The conductor patterns 26A and 26B are partially connected via through holes (through holes 23 and conductive plating 25 formed on the inner wall surfaces thereof). The inside of the through hole is filled with a filler 24 made of, for example, an epoxy resin or a metal paste.
[0026]
  The first laminated plate 11 and the second laminated plate 21 are laminated via an interlayer insulating layer 31 so that the first conductor pattern 16A and the second conductor pattern 26A face each other. Insulating films 17 and 27 made of, for example, solder resist are respectively formed on the surfaces of the first and second laminated plates 11 and 21 on the side where the first and second conductor patterns 16A and 26A are formed.TheOpenings 18 and 28 are formed in regions where the first conductor pattern 16A and the second conductor pattern 26A are conducted through the interlayer connection portion 30 formed in the interlayer insulating layer 31, respectively. Thereby, each bonding surface of each laminated board 11 and 21 is planarized, and the interlayer insulation layer 31 is obtained.WithAdhesion is obtained.
[0027]
The interlayer insulating layer 31 includes a resin base material 32 made of a semi-cured thermosetting resin material. In this embodiment, an uncured epoxy resin insulating film called a prepreg is used, and its thickness is, for example, 0.1 mm. In the drawing, the thickness of the resin base material 32 is exaggerated for easy understanding.
[0028]
The interlayer connection portion 30 is configured by filling an anisotropic conductive material 34 in a through hole 33 formed in a predetermined portion of the resin base material 32. The anisotropic conductive material 34 is a material having electrical anisotropy that is conductive in the thickness direction of the resin base material 32 and insulating in the surface direction of the resin base material 32.
[0029]
The anisotropic conductive material 34 used in the present embodiment has adhesive properties for conductive particles formed by applying nickel-gold plating to the surface of φ5 μm resin particles and further coating an insulating film thereon. What was mixed in the binder is used. The surface insulating layer is broken between the conductive particles adjacent to each other in the pressure-bonding direction (film thickness direction), and the underlying nickel-gold plating is connected to each other. As a result, electrical connection between the layers is achieved. On the other hand, insulation is maintained in a direction perpendicular to the crimping direction.
[0030]
The interlayer insulating layer 31 is composed of the interlayer connecting portion 30 and the insulating resin base material 32 configured as described above. In the present embodiment, each material is selected such that the shrinkage rate when the resin base material 32 is cured is larger than the shrinkage rate when the anisotropic conductive material 34 is cured. Specifically, each material is selected so that the shrinkage rate when the anisotropic conductive material 34 is cured is about 30% of the shrinkage rate when the resin base material 32 is cured. In addition, an FR-4 base material (GEA-67N) manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. was used as the resin base material 32, and an anisotropic conductive film (FP4411) manufactured by Sony Chemical Co., Ltd. was used as the anisotropic conductive material 34, respectively.
[0031]
Under the conditions described above, the first laminated plate 11 and the second laminated plate 21 are heated and heated by making the shrinkage rate during curing different between the resin base material 32 and the anisotropic conductive material 34. When bonded together by pressure pressing, the interlayer connection portion 30 made of the anisotropic conductive material 34 enters the openings 18 and 28 of the insulating films 17 and 27, respectively, and the first and second conductor patterns 16A, 16A, It adheres to 26A.
[0032]
As shown in FIGS. 1 and 2, the conductor patterns 16A and 26A that are electrically connected to each other by the interlayer connection portion 30 are connected to each other to form a plurality of connection land portions 16a, 16b, 16c and 26a, 26b, 26c. That is, the connection land portions 16 a and 26 a, the connection land portions 16 b and 26 b, and the connection land portions 16 c and 17 c that are arranged to face each other are connected by the common interlayer connection portion 30.
[0033]
In the present embodiment, each of the connection land portions 16a to 16c and 26a to 26c has a substantially circular shape of φ100 μm and is arranged and formed at a pitch of 200 μm (therefore, the space between the connection land portions is 100 μm). The formation of these connection lands depends on the pattern formation technology, and in the present situation where the design rule of 50 μm line / 50 μm space is realized, theoretically, the land of φ50 μm / 50 μm space (and hence the land pitch). 100 μm) can be formed.
[0034]
The multilayer printed wiring board 10 of the present embodiment is configured as described above. According to the multilayer printed wiring board 10 of the present embodiment, a plurality of sets of conductor patterns can be selectively conducted by the single interlayer connection portion 30 formed of the anisotropic conductive material 34, for example, 200 μm. It is possible to perform independent interlayer connection of the conductor patterns formed with the fine pitch described below.
[0035]
Moreover, since the resin base material 32 which consists of a thermosetting resin material is used as the interlayer insulation layer 31, the multilayered structure of the several laminated boards 11 and 21 in which the insulation base materials 12 and 22 are comprised with a different material is heated. It can be easily realized by a pressure press. For example, as in the present embodiment, in the first laminated plate 11 in which the insulating base material 12 is made of a ceramic material, the insulating base material 22 is made of an organic material as a high-frequency circuit substrate. Since the second laminated board 21 is suitable as a digital circuit board, the multilayer printed wiring board 10 capable of realizing system functions can be obtained.
[0036]
The multilayer printed wiring board 10 has been described by taking the laminated structure of the first and second two laminated boards 11 and 21 as an example. For example, in FIG. It is also possible to build up by stacking the same type or different types of laminated plates on the upper surface of the second laminated plate 21.
[0037]
Next, the manufacturing method of the multilayer printed wiring board 10 of this Embodiment comprised as mentioned above is demonstrated.
[0038]
The manufacturing method of the multilayer printed wiring board 10 of this Embodiment is the process of preparing the 1st and 2nd laminated boards 11 and 21, and the thermosetting resin base material 32 of a semi-hardened state as the interlayer insulation layer 31. Forming a through hole 33 having a size capable of simultaneously accommodating a plurality of first and second conductor patterns 16A (16a to 16c) and 26A (26a to 26c) in the resin base material 32; A step of filling the anisotropic conductive material, and a step of bonding the first and second laminated plates 11 and 21 using the resin base material 32 filled with the anisotropic conductive material.
[0039]
3A to 3F are process cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing the first laminated plate 11.
[0040]
In manufacturing the first laminate 11, first, a double-sided copper-clad laminate having copper foils 16 and 16 attached to both sides is prepared, and through-holes 13 are formed in this by drilling or the like (FIG. 3). (A), (b)). Next, a through-hole plating (conductive plating) 15 made of, for example, copper is formed on the inner wall surface of the formed through-hole 13, and the copper foils 16 and 16 on both sides are electrically connected (FIG. 3C).
[0041]
Next, the formed through hole is filled with the filler 14 (FIG. 3D). As a filling method, a printing method, a dispensing method, or the like can be applied. The purpose of filling the through hole with the filler 14 is to improve the thermal conductivity in the substrate and to use solder as a bonding material when mounting an electronic component such as a semiconductor chip on the multilayer printed wiring board 10. It is to prevent the printed wiring board from being damaged by the expansion of air in the through hole when reflow heating is performed.
[0042]
Subsequently, a photoresist is formed on the copper foils 16 and 16, and conductive patterns 16A and 16B having a predetermined shape are formed through the steps of exposure, development and etching (FIG. 3E). As described above, the connection land portions 16a to 16c constituting a part of the conductor pattern 16A are formed at a pitch of 200 μm or less.
[0043]
Then, an insulating film 17 such as a solder resist is formed on the surface of the insulating base material 11 on the side where the conductor pattern 16A is formed, and only the connection land portions 16a, 16b, and 16c are passed through the exposure and development processes. The opening 18 is formed so as to be exposed to the outside (FIG. 3F).
[0044]
The first laminated plate 11 is produced as described above. In addition, since the 2nd laminated board 21 is also produced through the process similar to the manufacturing process of the above-mentioned 1st laminated board 11, the description shall be abbreviate | omitted.
[0045]
On the other hand, the interlayer insulating layer 31 is manufactured through the steps shown in FIGS.
[0046]
First, an uncured (semi-cured) epoxy resin sheet is prepared as the resin base material 32, and a through hole 33 is formed on the epoxy resin sheet using a known drilling technique such as drilling, laser processing, or photolithography (see FIG. 4 (a), (b)). The size of the through hole 33 is set such that the connection land portions 16a to 16c and 26a to 26c of the conductor patterns 16A and 26A on the first and second laminated plates 11 and 21 can be accommodated simultaneously.
[0047]
Next, as shown in FIG. 4C, the formed through-hole 33 is filled with an anisotropic conductive material 34 to form an interlayer connection 30.
[0048]
As a filling method of the anisotropic conductive material 34, as shown in FIG. 5A, an anisotropic cut out from an anisotropic conductive film 34A having substantially the same thickness as the resin base material 32 into a shape matching the size of the through hole 33. The conductive material 34 is filled into the through hole 33 or, as shown in FIG. 5B, a metal stencil 35 having an opening corresponding to the through hole 33 formed on one surface of the resin base material 32 is covered, and a paste is applied thereon. A screen printing method in which the conductive material 34 </ b> B is filled into the through hole 33 using the squeegee 36 can be applied. The metal stencil 35 may be coated with, for example, polytetrafluoroethylene on the back side that comes into contact with the resin base material 32 to improve the peelability. In addition to the method described above, a known method such as a dispensing method can be applied to the method for filling the through hole 33 with the anisotropic conductive material 34.
[0049]
As described above, the interlayer insulating layer 31 according to the present invention is manufactured. Next, as shown in FIG. 6, the first laminate 11, the interlayers are formed so that the connection lands 16 a to 16 c and 26 a to 26 c of the conductor patterns 16 A and 26 A face the interlayer connection 30 of the interlayer insulating layer 31. The insulating layer 31 and the second stacked body 21 are positioned and arranged. Then, these are bonded together and heated and pressed in a vacuum, and the first and second laminated boards 11 and 21 and the interlayer insulating layer 31 are integrated as shown in FIG. Is made.
[0050]
In the present embodiment, a substrate size of 125 mm × 165 mm was used, and the multilayer printed wiring board 10 was produced under the heat and pressure press conditions of a temperature of 160 ° C., a pressure of 2.0 MPa, and a time of 60 minutes.
[0051]
Here, as shown in FIG. 7A, when the first laminated plate 11 and the second laminated plate 11 are bonded, the connection lands 16a to 16c are formed by the insulating films 17 and 27 formed on the bonded surfaces. As a result, a gap G is generated between 26a to 26c and the interlayer connection 30. However, since the resin base material 32 has a larger shrinkage rate at the time of curing than the interlayer connection portion 30, the first and second laminated plates 11 and 21 are subjected to the heat and pressure press as shown in FIG. 7B. Both follow the contraction of the resin base material 32 and reduce the relative distance between them, while the interlayer connection portion 30 enters the openings 18 and 28 of the insulating films 17 and 27, respectively, and the connection land portions 16a to 16c and 26a to 26c approaches and eventually closes and integrates.
[0052]
Therefore, when the resin base material 32 and the interlayer connection portion 30 (the anisotropic conductive material 34) are cured and the first and second laminated plates 11 and 21 are bonded, the interlayer connection portion 30 has the openings 18 and 28. Between the connection land portions 16a to 16c and the connection land portions 26a to 26c. At this time, the conductive particles positioned between the connection land portions 16a and 26a, between the connection land portions 16a and 26b, and between the connection land portions 16c and 26c are electrically connected with a narrow pressure corresponding to the thickness of the connection land portion. As a result of the connection, reliable conduction between the connection land portions of each set is ensured, and insulation between adjacent land portions is maintained.
[0053]
Note that the narrow pressure between the connection land portions 16a to 16c and the connection land portions 26a to 26c is caused by the layer thickness of the insulating films 17 and 27 and the time when the resin base material 32 and the anisotropic conductive material 34 are cured. It can adjust suitably with the shrinkage | contraction rate difference.
[0054]
The multilayer printed wiring board 10 of the present embodiment is manufactured as described above. According to the present embodiment, the connection land portions 16a to 16c of the first conductor pattern 16A and the connection land portions 26a to 26c of the second conductor pattern 26A are connected to the connection land portions 30. Since it can be configured only by filling the anisotropic conductive material 34 into the through-hole 33 having a size capable of accommodating 16a to 16c and 26a to 26c at the same time, the fine pitch interlayer connection can be easily performed with a simple configuration.
[0055]
Moreover, since the thermosetting resin base material 32 is used, the laminated boards 11 and 21 which consist of a different material can be laminated | stacked, and the restrictions on material selection are eliminated when manufacturing the printed wiring board of a multilayer structure. be able to. Furthermore, in the bonding process of the first and second laminated plates 11 and 21, it is only necessary to apply light pressure until the thermosetting of the resin base material 32 is completed. Therefore, the third conventional example (B²It is not necessary to use a high pressure that pierces the insulating layer with bumps as in the case of the it method, and mechanical stress can be reduced.
[0056]
Furthermore, since the anisotropic conductive material 34 is used only for the interlayer connection part 30, it is possible to manufacture the multilayer printed wiring board 10 at a low cost by reducing the amount of expensive material used, and to obtain a resin base material. By utilizing the difference in shrinkage rate at the time of curing with 32, it is possible to ensure reliable interlayer connection as described above.
[0057]
In flip chip mounting using an ACF (anisotropic conductive film), a bump (metal protrusion) electrode has been conventionally required. However, in application to the substrate of the present invention, a sufficient pressure is required even without a bump. Conductivity is obtained and low-cost mounting is possible.
[0058]
The embodiment of the present invention has been described above. Of course, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.
[0059]
For example, in the above embodiment, the first laminated plate 11 and the second laminated plate 21 are made of different materials, but of course, they may be made of the same kind of material. Further, as described above, the multilayer printed wiring board 10 is not limited to the multilayer structure of the two laminated boards 11 and 21, and a plurality of laminated boards can be further stacked.
[0060]
The produced multilayer printed wiring board 10 can be used not only as a mother board on which electronic components are mounted, but also as an interposer substrate for CSP (Chip Scale Package) / BGA (Ball Grid Array).
[0061]
In the above-described embodiment, the formation pitch of the connection land portions 16a to 16c and 26a to 26c that are interlayer-connected by one interlayer connection portion 30 is 200 μm, and the pitch can be further reduced as described above. However, in this case, of course, since it greatly depends on the size of the conductive particles of the anisotropic conductive material applied as the interlayer connection portion 30, the anisotropic conductivity depends on the formation pitch of the connection land portions. The material is also appropriately selected.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
[0063]
That is, according to the multilayer printed wiring board of the present invention, since the interlayer connection portion between the first and second conductor patterns is made of an anisotropic conductive material, each between the conductor patterns formed at a fine pitch Independent interlayer connection can be easily performed.
[0064]
  Moreover, according to the present invention,Since the interlayer insulating layer is made of a thermosetting resin material, a laminated plate made of different materials can be easily bonded by a heat and pressure press.
[0065]
  Claim4According to the invention, the interlayer connection between the first and second conductor patterns can be reliably performed, and the first and second laminated plates can be brought into close contact with the interlayer insulating layer.
[0066]
In addition, according to the method for manufacturing a multilayer printed wiring board of the present invention, an interlayer connection portion for connecting conductor patterns formed in fine pitches can be easily formed, so that a multilayer printed wiring board can be manufactured at low cost. can do.
[0067]
  Claim7According to this invention, since each bonding surface of each laminated board can be planarized, contact | adherence with an interlayer insulation layer can be aimed at.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a multilayer printed wiring board according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing a relationship between an interlayer connection portion 30 of FIG. 1 and conductor patterns 16a to 16c and 26a to 26c connected to each other by the interlayer connection portion 30 of FIG.
FIGS. 3A to 3F are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the first laminated plate 11 of FIG. 1, and FIG. 3F is a connection land portion 16a to 16c of the conductor pattern 16A. The process of forming the insulating film 17 with only opening is shown.
4 (a) to 4 (c) are process cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the interlayer insulating layer 31 in FIG. 1, wherein (a) is a resin base material preparation process, and (b) is a through hole. A formation process and (c) show the filling process of an anisotropic conductive material, respectively.
FIGS. 5A and 5B are diagrams for explaining a process of filling an anisotropic conductive material in FIG. 4, wherein A is a method of filling the through hole with an anisotropic conductive film formed in the same shape as the through hole, and B is a screen printing method. Shows a method of filling the through holes with the anisotropic conductive paste.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a part of the manufacturing process of the multilayer printed wiring board according to the embodiment of the present invention, showing the process of positioning the first and second laminated boards with respect to the interlayer insulating layer; .
7 is a cross-sectional view of the periphery of an interlayer connection portion showing a part of the manufacturing process of the multilayer printed wiring board according to the embodiment of the present invention, where A is a state before pressurization and B is a state after pressurization. Show.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a multilayer printed wiring board according to a first conventional example.
FIG. 9 is a process sectional view showing a method for manufacturing a multilayer printed wiring board according to a second conventional example.
FIG. 10 is a process sectional view showing a method for manufacturing a multilayer printed wiring board according to a third conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Multilayer printed wiring board, 11 ... 1st laminated board, 12 ... 1st insulation base material, 16A ... 1st conductor pattern, 16a, 16b, 16c, 26a, 26b, 26c ... Connection land part, 17, DESCRIPTION OF SYMBOLS 27 ... Insulating film 18, 28 ... Opening, 21 ... 2nd laminated board, 22 ... 2nd insulating base material, 26A ... 2nd conductor pattern, 30 ... Interlayer connection part, 31 ... Interlayer insulating layer, 32 ... Resin base material, 33... Through-hole, 34... Anisotropic conductive material, 34 A... Anisotropic conductive film, 34 B.

Claims

A first laminated plate in which a first conductor pattern is formed on a first insulating substrate, and a second laminated plate in which a second conductor pattern is formed on a second insulating substrate; A multilayer printed wiring board formed by laminating an interlayer insulating layer so that the first and second conductor patterns face each other,
The interlayer insulating layer is made of a thermosetting resin material , and has an interlayer connection for selectively conducting between the first conductor pattern and the second conductor pattern,
The interlayer connections, Ri Do anisotropic conductive material filled in the through hole formed in the interlayer insulating layer, shrinkage during curing of the interlayer insulating layer, upon curing of the anisotropic conductive material A multilayer printed wiring board characterized by having a shrinkage ratio larger than that .

The multilayer printed wiring board according to claim 1, wherein the first insulating substrate and the second insulating substrate are made of different materials.

The multilayer printed wiring board according to claim 2 , wherein the first insulating base is made of a ceramic material, and the second insulating base is made of an organic material.

On the surface of the first and second laminated plates on the side where the first and second conductor patterns are formed, an insulating film opened only at a portion connected to the interlayer connection portion is formed,
The multilayer printed wiring board according to claim 1, wherein the interlayer connection portion enters the opening of the insulating film and is connected to the first and second conductor patterns.

2. The multilayer printed wiring board according to claim 1, wherein a plurality of the first and second conductor patterns are each formed at a pitch of 200 μm or less on the interlayer connection portion.

Interlayer insulation between the first laminated board on which the first conductor pattern is formed and the second laminated board on which the second conductor pattern is formed so that the first and second conductor patterns face each other. A method for producing a multilayer printed wiring board formed by laminating through layers,
Preparing the first and second laminates and a semi-cured thermosetting resin substrate as the interlayer insulating layer;
Forming a through hole for interlayer connection in the resin base material in a size capable of simultaneously accommodating a plurality of the first and second conductor patterns,
Filling the through hole with an anisotropic conductive material having a shrinkage rate during curing smaller than that of the resin base ;
And a step of bonding the first and second laminated boards using a resin base material filled with the anisotropic conductive material. A method for producing a multilayer printed wiring board, comprising:

In the step of preparing the first and second laminated plates, an anisotropic conductive material filled in the through hole is connected to the surface of the laminated plate on the side where the first and second conductive patterns are formed. The method for producing a multilayer printed wiring board according to claim 6 , further comprising a step of forming an insulating film that is opened only at a portion to be formed.

The step of filling the through hole with the anisotropic conductive material is performed by filling the through hole with an anisotropic conductive film processed in accordance with the opening shape of the through hole. Item 7. A method for producing a multilayer printed wiring board according to Item 6 .

The method for manufacturing a multilayer printed wiring board according to claim 6 , wherein the step of filling the through hole with the anisotropic conductive material is performed by a screen printing method.