JP4429712B2 - Manufacturing method of substrate precursor - Google Patents
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Description
本発明は回路基板の前駆体の製造方法に関し、更に詳しくは、フィルドビア構造の多層回路基板を製造する際に各層の回路基板用の素材として用いられる基板前駆体であって、製造した多層回路基板の動作信頼性を高めることができる構造の基板前駆体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of producing the precursor of the circuit board, more particularly, a substrate precursor which is used as a material for the circuit board of each layer in manufacturing a multi-layer circuit board of the filled vias structure, a multilayer circuit board produced It is related with the manufacturing method of the substrate precursor of the structure which can improve the operation | movement reliability of this.
各種の電気・電子機器における高速動作化、多機能化、小型化、軽量化が急速に進んでいるが、そのことに伴い、これら機器に組み込まれる回路基板に関しては、導体回路のファインパターン化、部品実装の高密度化、回路基板の多層構造化が進められている。
例えば、回路基板の多層構造化は複数の回路基板を積層して行われるが、その場合、下層回路基板の導体回路と上層回路基板の導体回路との間の導通をとる手段として、いわゆるフィルドビア構造が採用されている。
High-speed operation, multiple functions, miniaturization, and weight reduction in various electric and electronic devices are rapidly progressing, and with that, circuit boards incorporated in these devices are made into fine patterns of conductor circuits, The density of component mounting and the multilayer structure of circuit boards are being promoted.
For example, a multi-layer structure of a circuit board is formed by laminating a plurality of circuit boards. In that case, as a means for establishing conduction between a conductor circuit of a lower circuit board and a conductor circuit of an upper circuit board, a so-called filled via structure is used. Is adopted.
このフィルドビア構造は、既に導体回路のパターンが形成されている下層回路基板の上に積層されている上層回路基板用の前駆体の絶縁層に、下層回路基板の導体回路の表面にまで至る複数のビアホールを形成し、これらビアホールに導電材料を充填し、更にその直上に上層回路基板の導体回路パターンを配線して形成される。
このフィルドビア構造の場合、従来のようにビアランドを形成することが不要になり、ビアホールを介して、直接、下層の導体回路と上層の導体回路間の導通がとられているので、上層回路基板における部品実装のための有効面積が大きくなり、実装密度を高くすることができる。
The filled via structure has a plurality of layers extending to the surface of the conductor circuit of the lower circuit board on the insulating layer of the precursor for the upper circuit board laminated on the lower circuit board on which the pattern of the conductor circuit is already formed. Via holes are formed, the via holes are filled with a conductive material, and a conductor circuit pattern of the upper circuit board is further formed on the via holes.
In the case of this filled via structure, it is not necessary to form a via land as in the prior art, and the conduction between the lower conductor circuit and the upper conductor circuit is taken directly via the via hole. The effective area for component mounting is increased, and the mounting density can be increased.
多層回路基板のある層にフィルドビア構造を形成するために、その層の前駆体に形成されているビアホールへ導電材料を充填する方法に関しては、例えば、ビアホール内の下層回路基板の導体回路の上に電気めっき法でCuを析出・充填させる方法(特許文献1を参照)、同じく導体回路の上にNiのようなエッチングバリア金属を形成し、更にその上にCuをエッチングで形成した突起状の導電材料を充填する方法(特許文献2を参照)、または導電ペーストを充填する方法(特許文献3を参照)などが知られている。 In order to form a filled via structure in a layer of a multilayer circuit board, a method for filling a via hole formed in a precursor of the layer with a conductive material, for example, on a conductor circuit of a lower circuit board in the via hole A method of depositing and filling Cu by electroplating (see Patent Document 1), an etching barrier metal such as Ni formed on a conductor circuit, and a protrusion-like conductive film formed by etching Cu on the same. A method of filling a material (see Patent Document 2) or a method of filling a conductive paste (see Patent Document 3) is known.
いずれにしても、ビアホールに導電材料を充填したのち、その表面に例えば銅箔のような金属箔を接着し、ついで、その金属箔を所定パターンの導体回路に加工して、目的とする上層回路基板が組み上げられる。
一方、図16で示したようなフィルドビア構造の基板Aを用いて多層回路基板を製造する方法が実施されている。
In any case, after filling the via hole with a conductive material, a metal foil such as a copper foil is adhered to the surface of the via hole, and then the metal foil is processed into a conductor circuit having a predetermined pattern to obtain a desired upper layer circuit. The board is assembled.
On the other hand, a method of manufacturing a multilayer circuit board using a substrate A having a filled via structure as shown in FIG.
この基板Aは、絶縁層1の下面1aに下層金属箔2が接着され、絶縁層1の上面1bには上層金属箔3が接着されている。絶縁層には所定の分布パターンをなして複数のビアホール4が形成され、そして、このビアホール4の中に、上層金属箔3の下面3aと下層金属箔2の上面2bとにそれぞれ接触した状態で層間接続材(導電材料)5が充填されたフィルドビア構造になっている。
In this substrate A, the lower
例えば、この基板Aを用いて多層回路基板を製造する場合には、まず、基板Aの上層金属箔3と下層金属箔2のそれぞれを所定パターンの導体回路に加工してコア基板とする。
得られたコア基板の両面にプリプレグ材を配置して各導体回路を埋設する所定厚みの上層絶縁層と下層絶縁層を形成し、ついで、上層絶縁層(または下層絶縁層)の厚み方向に、埋設されている導体回路の表面にまで到達するビアホールを穿設する。
For example, when a multilayer circuit board is manufactured using the substrate A, first, each of the
The upper layer insulating layer and the lower layer insulating layer having a predetermined thickness are formed by placing prepreg materials on both surfaces of the obtained core substrate to embed each conductor circuit, and then in the thickness direction of the upper layer insulating layer (or lower layer insulating layer), A via hole reaching the surface of the buried conductor circuit is drilled.
そして、ビアホールの中に導電材料を充填し、更に上層絶縁層(または下層絶縁層)の表面に金属箔を配置したのち、全体に熱圧プレスを施し、更に金属箔を所定パターンの導体回路に加工して、上層回路基板(または下層回路基板)にする。
ところで、図16で示した基板Aは次のようにして製造される。
まず、図17で示したように、下層金属箔2の片面に例えば絶縁材シートが接着されて絶縁層1を形成している素材A0を用意する。ついで、その絶縁層1の上面1bに炭酸ガスレーザまたはYAGレーザを照射して、図18で示したように、絶縁層1の中に、下層金属箔2の上面2bにまで至る所定口径のビアホール4を穿設する。その結果、ビアホール4の内部に下層金属箔の上面2bが表出している中間材A1が得られる。
Then, after filling the via hole with a conductive material and placing a metal foil on the surface of the upper insulating layer (or lower insulating layer), the whole is subjected to hot pressing, and the metal foil is further formed into a conductor circuit of a predetermined pattern. The upper circuit board (or the lower circuit board) is processed.
Incidentally, the substrate A shown in FIG. 16 is manufactured as follows.
First, as shown in FIG. 17, a material A 0 is prepared in which an insulating material sheet is bonded to one surface of the
ついで、上面2bに付着しているレーザ残渣を除去するデスミア処理を施したのち、このビアホール4の中に導電材料を充填する。
充填は、下層金属箔2をマイナス極とする電気めっきを行って、ビアホール4内に表出している下層金属箔の部分に導電材料を堆積する方法や、印刷法で導電ペーストをビアホール内に充填する方法などが採用されている。
Next, after performing a desmear process for removing the laser residue adhering to the
Filling the via hole by electroplating with the
その結果、図19で示したように、下端は下層金属箔2の上面2bと接合し、上端は絶縁層1の上面1bに表出している導電材料5がビアホール4の中に形成されている中間材A2が得られる。
ついで、図20で示したように、中間材A2における導電材料5の上端を除いた箇所に接着剤6を塗布し、更にその上に上層金属箔3を配置したのち、全体に熱圧プレスを施して絶縁層1と上層金属箔3を接着して一体化する。
As a result, as shown in FIG. 19, the lower end is joined to the
Next, as shown in FIG. 20, the
その結果、図16で示した基板Aが得られる。この基板Aにおいて、導電材料5と上層金属箔3の間には接着剤6は介在していないので、下層金属箔2と上層金属箔3は導電材料5を介して電気的に接続されている。
ところで、上記した基板Aの製造工程において、ビアホールへの導電材料の充填量は、ビアホールの容積以上にすることが必要である。仮に充填量をビアホールの容積より少なくすると、導電材料の上端は絶縁層の上面よりも低い位置にあるので、絶縁層と上層金属箔を接着・一体化したときに、導電材料の上端と上層金属箔の間に隙間が生じることにより、層間接続性が得られなくなるからである。 By the way, in the manufacturing process of the substrate A described above, the filling amount of the conductive material into the via hole needs to be equal to or larger than the volume of the via hole. If the filling amount is smaller than the volume of the via hole, the upper end of the conductive material is in a position lower than the upper surface of the insulating layer. Therefore, when the insulating layer and the upper metal foil are bonded and integrated, the upper end of the conductive material and the upper metal This is because interlaminar connectivity cannot be obtained due to the formation of a gap between the foils.
導電材料の充填量を多くしてその上端を絶縁層の上面よりも突出させることにより、上記した問題は解消できる。
しかしながら、その場合には新たに次のような問題が発生してくる。まず、充填量が多すぎると、全体の熱圧プレス時に導電材料が絶縁層内に圧入されるため、ビアホール内では残留応力が大きくなる。
The problem described above can be solved by increasing the filling amount of the conductive material so that the upper end protrudes from the upper surface of the insulating layer.
However, in that case, the following new problems occur. First, if the filling amount is too large, the conductive material is pressed into the insulating layer during the entire hot press, so that the residual stress increases in the via hole.
そして、ビアホール内の残留応力が大きくなると、この基板Aを用いた多層回路基板が例えばその使用時に熱衝撃や熱サイクルを受ける環境に曝されたときに、当該ビアホール内にクラックなどが発生して動作信頼性は著しく低下することがある。
また、充填量が多すぎると、ビアホールの位置で上層金属箔が凸形状になることがあり、得られた基板Aの形状が部分的に厚くなることがある。
When the residual stress in the via hole becomes large, a crack or the like is generated in the via hole when the multilayer circuit board using the substrate A is exposed to an environment subjected to thermal shock or thermal cycle at the time of use. Operational reliability can be significantly reduced.
Moreover, when there is too much filling amount, upper metal foil may become convex shape in the position of a via hole, and the shape of the obtained board | substrate A may become partially thick.
本発明は、上記した問題を解決し、ビアホール内に残留応力が発生しないフィルドビア構造を有する基板前駆体の製造方法の提供を目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide a method for manufacturing a substrate precursor having a filled via structure in which residual stress is not generated in a via hole.
上記した目的を達成するために、本発明においては、
絶縁層の一方の表面に第1金属箔が接着されている片面積層板の前記絶縁層の他方の表面側から前記第1金属箔にまで至るビアホールを形成して、前記ビアホール内に前記第1金属箔の表面を表出させる工程1;
前記第1金属箔の表出表面に応力を付加して前記表出表面を前記ビアホールの内部方向に向かって凸形状に湾曲させる工程2;
前記ビアホール内に導電材料を充填して、その頂部が前記絶縁層の前記他方の表面から突出する層間接続材を形成する工程3;および
前記層間接続材の頂部を含む前記絶縁層の前記他方の表面側に第2金属箔を配置したのち加熱・加圧処理を施して、前記第1金属箔の凸形状に湾曲した湾曲面を押圧して前記ビアホール内の体積を増加させることにより、前記他方の表面から突出した層間接続材を前記ビアホールの中に沈降させるとともに、前記第1金属箔の前記ビアホールの位置する箇所が、前記ビアホールの内部方向に向かってわずかに凹没した状態において、前記第2金属箔を、表面が全体として平坦面になった状態で、前記絶縁層の他方の表面に接着させ、前記層間接続材の頂部に接触させる工程4;
を備えていることを特徴とする基板前駆体の製造方法が提供される。
In order to achieve the above object, in the present invention,
A via hole extending from the other surface side of the insulating layer to the first metal foil of the single-area layer plate having the first metal foil adhered to one surface of the insulating layer is formed, and the first hole is formed in the via hole.
Applying stress to the exposed surface of the first metal foil to curve the exposed surface in a convex shape toward the inner direction of the via hole;
Filling the via hole with a conductive material, and forming an interlayer connecting material having a top portion protruding from the other surface of the insulating layer; and the other of the insulating layer including the top portion of the interlayer connecting material. The second metal foil is disposed on the surface side, and then heated and pressurized, and the curved surface curved into the convex shape of the first metal foil is pressed to increase the volume in the via hole. In the state in which the interlayer connecting material protruding from the surface of the first metal foil is settled in the via hole, and the portion where the via hole is located in the first metal foil is slightly recessed toward the inner direction of the via hole . A
A method for manufacturing a substrate precursor is provided.
本発明では、工程2を実施することにより、第1金属箔の表出表面はビアホールの内部方向に向かって凸形状をなして湾曲するので、当該ビアホールの容積は工程2を行わない場合に比べて小さくなる。
そして、工程3では、このビアホールに導電材料が当該ビアホールの上端から突出した状態で充填され、ついで、この導電材料は工程4で第2金属箔によって押圧されて、ビアホール内に圧入されるのであるが、その過程で、第1金属箔の湾曲面は導電材料で押圧されて平坦化していくので、それに追随してビアホールの容積も大きくなっていき、そこに導電材料を収納する。
In the present invention, since the exposed surface of the first metal foil is curved in a convex shape toward the inner direction of the via hole by performing the
In
そのため、導電材料は絶縁層内に圧入されることもない。したがって、形成されたフィルドビア構造に残留応力は発生しなくなる。また、ビアホールの直上に位置する第2金属箔に凸部も発生しなくなる。 Therefore, the conductive material is not pressed into the insulating layer. Accordingly, no residual stress is generated in the formed filled via structure. Further, the convex portion is not generated in the second metal foil located immediately above the via hole.
本発明により得られる基板前駆体の1例Bを図1に示す。
なお、図1で示した構造体は、後述するように、第1金属箔2と第2金属箔3を所定パターンの導体回路に加工したのちはじめて回路基板として機能するので、本発明では、この構造体を(回路)基板の前駆体と呼ぶ。
この基板前駆体Bは、絶縁層1の一方の表面(図1では下面であるので、以後、下面ということもある)1aに第1金属箔2が接着・一体化されており、また他方の表面(図1では上面であるので、以後、上面ということもある)1bには接着剤層6を介して第2金属箔が接着された両面金属箔積層板になっている。
An example B of the substrate precursor obtained by the present invention is shown in FIG.
The structure shown in FIG. 1 functions as a circuit board only after processing the
The substrate precursor B has a
そして、絶縁層1には口径50〜300μm程度のビアホール4が複数個形成されていて、そのビアホール4の中には導電材料から成る層間接続材5が充填されている。
なお、層間接続材5は、その両端がそれぞれ第1金属箔2と第2金属箔3と、直接、接触しており、そのことによって第1金属箔2と第2金属箔3間の電気的接続が実現されている。
A plurality of via
The
この基板前駆体Bの構造上の特徴点は次のことである。
(1)まず、2枚の金属箔のうち一方の金属箔(図1では第2金属箔3)の表面3bは全体として平坦面になっていることである。
(2)同時に、他方の金属箔(図1では第1金属箔2)の表面2aは、ビアホール4の位置する箇所(図1ではビアホールの直下であるので、以後、この箇所をビアホールの直下ともいう)が当該ビアホールの内部方向に向かって凸形状の湾曲面になっていることである。すなわち、第1金属箔の表面2aには、ビアホール4が位置する箇所に凹没部7が形成されていることである。
The structural features of the substrate precursor B are as follows.
(1) First, the
(2) At the same time, the
この基板前駆体Bは、前記した工程1〜工程4を経由することによって製造される。以下、各工程について詳細に説明する。
工程1:図2で示したように、絶縁層1の下面1aに第1金属箔2が接着されている片面金属箔積層板を出発素材B0として用意する。
なお、金属箔としては、回路基板の導体回路に加工できるものであれば何であってもよいが、通常は、電解銅箔や圧延銅箔が用いられる。また、絶縁層1の材料としては絶縁材料であれば何であってもよい。例えば熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれを用いてもよい。熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ガラス繊維強化エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などをあげることができ、また熱可塑性樹脂としては、例えばポリイミド樹脂などをあげることができる。
This substrate precursor B is manufactured by going through the above-described
Step 1: As shown in FIG. 2, is prepared a single-sided metal clad laminate in which the
The metal foil may be anything as long as it can be processed into a conductor circuit on a circuit board, but an electrolytic copper foil or a rolled copper foil is usually used. The material of the insulating
なお、以後の説明は、まず最初に、絶縁層1が熱硬化性樹脂から成る場合を例にして行う。
工程1では、絶縁層1の上面1bに例えば炭酸ガスレーザやYAGレーザを照射して、絶縁層の所定箇所に第1金属箔2の表面2bにまで至る口径50〜300μm程度のビアホール4を形成する。
In the following description, first, the case where the insulating
In
その結果、図3で示したように、ビアホール4の中に第1金属箔2の表面2bが表出している中間材B1が得られる。
工程2:工程1で得られた中間材B1における第1金属箔2の表出表面2bには、除去された絶縁層のレーザ残渣が付着しているので、これを除去するためのデスミア処理が行われる。表出表面2bにレーザ残渣が付着していると、層間の導通が悪化するからである。
As a result, as shown in FIG. 3, an intermediate material B 1 in which the
Process 2: Since the laser residue of the removed insulating layer is adhered to the exposed
工程2では、このデスミア処理時に、同時に第1金属箔2の表出表面2bに応力を付加する処置が採られている。
具体的には、中間材B1のビアホール形成面に、例えば粒度600#程度のAl2O3微粉をメディアとし、これと水の混合物を用いたウェットブラスト処理を施す。メディアによる衝撃力で表出表面2bに付着しているレーザ残渣が除去される。同時にこのとき、表出表面2bに応力が蓄積される。
In
Specifically, for example, Al 2 O 3 fine powder having a particle size of about 600 # is used as a medium on the via hole forming surface of the intermediate material B 1 and wet blasting using a mixture of this and water is performed. The laser residue adhering to the exposed
その結果、図4で示したように、第1金属箔2における表出表面2bがビアホール4の内部方向に向かって凸形状をなして湾曲している中間材B2が得られる。したがって、中間材B2におけるビアホール4の容積は、表出表面2bが平坦になっている中間材B1におけるビアホール4の容積よりも小さくなっている。
表出表面2bの湾曲の量を図4で示したhで表すと、このh値は、第1金属箔2の厚み、ビアホール4の口径、ウェットブラスト処理時に用いたメディアの形状、大きさ、ウェットブラスト処理時のメディアの噴射圧力などによって変化する。しかし、今、第1金属箔の厚み、ビアホールの口径を一定とすれば、h値はウェットブラスト処理時の処理条件で規定されることになる。
As a result, as shown in FIG. 4, an intermediate material B 2 is obtained in which the exposed
When the amount of curvature of the exposed
例えば、第1金属箔2として厚み18μmの銅箔を用い、ビアホール4の口径が300μmとした場合、粒度600#程度のAl2O3微粉を用いて噴射圧力を0.08〜0.10MPaにしてウェットブラスト処理を行うと、h値を20μm程度にすることができる。
なお、表出表面2bに応力を付加する方法としては、上記したウェットブラスト処理の外に、例えば、ドライブラスト処理などをあげることができる。
For example, when a copper foil having a thickness of 18 μm is used as the
As a method for applying stress to the exposed
工程3:工程3では、中間材B2のビアホール4の中に導電材料から成る層間接続材が充填される。
その場合の層間接続材の充填量は、第1金属箔2の表出表面2bが平坦である中間材B1におけるビアホール4の体積と等しい体積量かまたは若干多めに設定される。
しかしながら、充填対象の中間材B3は、表出表面2bがh値だけビアホール4の内部に向かって湾曲しているので、そのビアホール4の体積は中間材B1のビアホールの体積よりも小さくなっている。
Step 3: In
In this case, the filling amount of the interlayer connecting material is set to a volume equal to or slightly larger than the volume of the via
However, intermediate material B 3 of the filling target, since exposed
したがって、工程3の終了時点にあっては、図5で示したように、ビアホール4の中には、その頂部5aが絶縁層1の上面1bよりも突出した状態で層間接続材5が充填されている中間材B3が得られる。
なお、この層間接続材5は、後述する工程4において、頂部5aに配置された第2金属箔を介して全体の厚み方向に加圧されることにより、その下端で第1金属箔2の表出表面(湾曲面)2bを押圧して、当該表出表面2bを平坦化しようとする。そして、表出表面2bの平坦化が進むにつれて、ビアホール4の体積は増加していくので、突出している体積量の層間接続材は絶縁層1の方に圧入されることなく、ビアホールの増加体積量に吸収されることになる。すなわち、絶縁層1に残留応力は発生しなくなる。
Therefore, at the end of
In addition, in this
したがって、層間接続材5の突出量が多すぎると、ビアホールの増加体積量は突出量を吸収しきれないため、絶縁層1には残留応力が発生するようになり、また突出量が少なすぎると、その頂部5aと第2金属箔との接触状態が悪くなって層間導通に難が生じてくる。
このようなことから、層間接続材5の頂部5aは絶縁層1の上面よりも10〜20μm程度突出させることが好ましい。
Therefore, if the amount of protrusion of the
For this reason, it is preferable that the
層間接続材5のビアホール4への充填方法としては、例えば電気めっき法をあげることができる。この場合は、第1金属箔2をマイナス極とすることにより、その表出表面2bの上にめっき材を堆積すればよい。めっき材としては、例えば銅、すず系はんだをあげることができる。また、最初は銅を堆積し、ついでその上にすず系はんだを堆積することにより、銅めっき材とすず系はんだめっき材の積層構造にしてもよい。
As a method for filling the via
工程4:工程4は、図5で示した中間材B3の上に第2金属箔を配置し、その第2金属箔と層間接続材との導通は確保しつつ、第2金属箔と絶縁層を接着する工程である。
その場合、絶縁層1は熱硬化性樹脂であるため接着力を備えていない。
したがって、工程4では、まず、中間材B3の上面全体に、図6で示したように接着剤層6を形成する。ついで、この接着剤層6の表面に、例えば前記したウェットブラスト処理を施して、接着材層6の表面部分を除去する。
Step 4: In
In that case, since the insulating
Therefore, in
その結果、図7で示したように、層間接続材5の頂部5aを除いて、絶縁層1の上面1bに接着剤層6が形成されている中間材B4が得られる。
ついで、図8で示したように、中間材B4の上に第2金属箔3を配置する。このとき、第2金属箔3はビアホールの直上で層間接続材5の頂部5aと接触し、他の箇所は接着剤層6と接触する。
As a result, as shown in FIG. 7, an intermediate material B 4 is obtained in which the
Next, as shown in FIG. 8, the
なお、この第2金属箔の配置は、例えば真空ラミネータを用いて行うことが好ましい。配置界面における残留気泡を除去することができるからである。
ついで、全体を厚み方向に例えば真空下で加熱・加圧する。具体的には、熱圧プレスや加熱・加圧ラミネートが行われる。
前記したように、第1金属箔2の湾曲面は平坦化してビアホールの体積は増加し、それに追随して第2金属箔3と層間接続材5の頂部5aは接触状態を保持したまま層間接続材5はビアホール4の中に沈降していき、同時に第2金属箔3は接着剤層6と接着し、かつ当該接着剤層は熱硬化する。
In addition, it is preferable to perform arrangement | positioning of this 2nd metal foil, for example using a vacuum laminator. This is because residual bubbles at the arrangement interface can be removed.
Next, the whole is heated and pressurized in the thickness direction, for example, under vacuum. Specifically, hot pressing or heating / pressing lamination is performed.
As described above, the curved surface of the
その結果、図1で示した基板前駆体が得られる。
なお、この工程4において、工程2で形成された第1金属箔2の湾曲面は完全に平坦な状態に復元することはない。そのため、工程4の終了時点にあっても、第1金属箔2は、ビアホールの直下位置がわずかに凹没した状態になっている。
なお、上記した説明は、工程4で接着剤層6を形成したのち第2金属箔を接着する製造方法に関するものである。
As a result, the substrate precursor shown in FIG. 1 is obtained.
In
The above description relates to a manufacturing method in which the second metal foil is bonded after the
しかしながら、本発明はこの事例に限定されるものではなく、例えば、工程1において、絶縁層へのビアホールの形成に先立ち、絶縁層1の上面1bにラミネータを用いて所定厚みの接着剤層6を形成して、図9で示したような素材B0’を出発素材として用いることもできる。
この方法の場合、出発素材B0’に対して工程1、工程2、工程3を順次行うことにより、予め形成されている接着剤層6の表面から頂部が突出している層間接続材がビアホール内に充填されている中間材が得られる。
However, the present invention is not limited to this example. For example, in
In the case of this method, by sequentially performing
そして、工程4では、この中間材の上に第2金属箔を配置したのち加熱・加圧処理を施すだけで目的とする基板前駆体が得られる。すなわち、この方法によれば、工程4における接着剤層を形成する工程を省略することができる。
以上の説明は、出発素材の絶縁層がいずれも熱硬化性樹脂の場合であるが、本発明においては、図2で示した出発素材B0の絶縁層が熱可塑性樹脂であってもよい。
In
In the above description, the starting material insulating layer is a thermosetting resin. However, in the present invention, the starting material B 0 insulating layer shown in FIG. 2 may be a thermoplastic resin.
この場合は、絶縁層それ自体が接着能を備えているので、やはり工程4で接着剤層6を形成する工程を省略することができる。
すなわち、工程4では、図5の中間材5の上面に、直接、第2金属箔を配置したのち加熱・加圧処理を行えばよい。
そのとき、加熱温度を絶縁層(熱可塑性樹脂)の軟化点以上に設定する。絶縁層1は軟化して第2金属箔と接着し、かつ熱硬化するからである。
In this case, since the insulating layer itself has an adhesive ability, the step of forming the
That is, in the
At that time, the heating temperature is set to be equal to or higher than the softening point of the insulating layer (thermoplastic resin). This is because the insulating
図2で示した出発素材B0として、新日鐵化学社製のエスパネックスSCシリーズの2層CCL(Copper Clad Laminate)を用意した。この2層CCLは、銅箔2の厚みが18μm、絶縁層1はエポキシ樹脂から成り、その厚みが25μmのものである。
ついで、図3で示したように、この2層CCLの絶縁層1の上面1bに、炭酸ガスレーザを用いて口径約300μmのビアホール4を形成して、銅箔2の上面2bがビアホール内に表出している中間材B1を製造した。
As a starting material B 0 shown in FIG. 2, was prepared a two-layer CCL (Copper Clad Laminate) of Espanex SC series manufactured by Nippon Steel Chemical Corporation. In this two-layer CCL, the thickness of the
Next, as shown in FIG. 3, a via
中間材B1の絶縁層側の表面全体に、WFB−125(マコー(株)製のウェットブラスト試験装置、メディアは600#のAl2O3微粉)を用い、噴射圧力0.1MPaでウェットブラスト処置を行った。
その結果、h値が約20μmである図4で示した中間材B2が得られた。
ついで、銅箔2をマイナス極にした銅めっきを行って、ビアホール4の中に銅を堆積して、図5で示した中間材B3を製造した。堆積銅5は、絶縁層1の上面1bよりも10〜25μm程度突出させた。
WFB-125 (Mako Co., Ltd. wet blast tester, media is 600 # Al 2 O 3 fine powder) is used for the entire surface of the intermediate material B 1 on the insulating layer side, and wet blasting is performed at an injection pressure of 0.1 MPa. Treatment was performed.
As a result, the intermediate material B 2 shown in FIG. 4 having an h value of about 20 μm was obtained.
Subsequently, copper plating using the
ついで、中間材B3の上に、ハイボン10−810(商品名、日立化成ポリマー社製の層間接着剤)を真空ラミネータを用いて配置してその保護フィルムを剥離した。続けて接着剤層の表面に、噴射圧力0.12MPaでメディアが600#のAl2O3微粉を用いてウェットブラスト処理を行って接着剤層の表面を2〜5μm程度研削除去して、図7で示した中間材B4を製造した。 Next, Hybon 10-810 (trade name, interlayer adhesive made by Hitachi Chemical Co., Ltd.) was placed on the intermediate material B 3 using a vacuum laminator, and the protective film was peeled off. Subsequently, the surface of the adhesive layer is subjected to wet blasting using Al 2 O 3 fine powder having a jet pressure of 0.12 MPa and a medium of 600 # to grind and remove the surface of the adhesive layer by about 2 to 5 μm. It was prepared intermediate member B 4 shown in 7.
ついで、図8で示したように、真空ラミネータで中間材B4の上に厚み18μmの銅箔を配置したのち、温度160℃、圧力3MPaの条件下で全体を熱圧プレスして、図1で示した基板前駆体Bを製造した。
比較のために、図3で示した中間材B1のビアホールの中に電気めっきで銅をその頂点が10〜25μm突出するように堆積したことを除いては、実施例と同様にして比較例の基板前駆体を製造した。
Then, as shown in FIG. 8, after placing a copper foil having a thickness of 18 μm on the intermediate material B 4 with a vacuum laminator, the whole was hot-pressed under the conditions of a temperature of 160 ° C. and a pressure of 3 MPa. The substrate precursor B shown in FIG.
For comparison, a comparative example was made in the same manner as in the example except that copper was deposited in the via hole of the intermediate material B 1 shown in FIG. 3 by electroplating so that the apex protruded by 10 to 25 μm. A substrate precursor was manufactured.
実施例と比較例の各前駆体の上層銅箔3に光束を当てて表面状態を観察したところ、実施例の場合は鏡面光沢を呈したが、比較例の場合は随所に凸部の存在していることが確認された。
一方、下層銅箔2の表面状態を同様にして観察したところ、比較例の場合は鏡面状態を呈したが、実施例の場合は、ビアホールが位置する箇所に微小点の陰影が観察された。
When the surface state was observed by applying a light beam to the upper
On the other hand, when the surface state of the lower
実施例と比較例の前駆体各20個につき、それぞれの銅箔を導体回路に加工し、得られた回路基板につき、温度85℃で60分の加熱/温度−40℃で60分の冷却を1サイクルとする熱サイクルを1000サイクル付加する熱衝撃試験を行った。
その結果、実施例の場合、断線事故は皆無であった。しかし、比較例の場合は7個の断線事故が発生した。
For each of the 20 precursors of Examples and Comparative Examples, each copper foil was processed into a conductor circuit, and the obtained circuit board was heated at a temperature of 85 ° C. for 60 minutes / cooled at −40 ° C. for 60 minutes. A thermal shock test was performed in which 1000 thermal cycles were added to 1 cycle.
As a result, in the case of the example, there was no disconnection accident. However, in the case of the comparative example, seven disconnection accidents occurred.
3層CCL(東レ(株)の1K1−RN50)を用意した。この3層CCLは、ポリイミド樹脂から成る厚み25μmの絶縁層1の片面に、エポキシ系接着剤から成る厚み10μmの接着剤層6Aを介して厚み18μmの銅箔2が接着されている。
この3層CCLの絶縁層1の他方の表面1bに、ラミネータを用いて、B−ステージ状態のエポキシ系接着剤を塗布して厚み10μmの接着剤層6Bを形成し、図10で示した出発素材B0”を製造した。
Three-layer CCL (1K1-RN50 from Toray Industries, Inc.) was prepared. In this three-layer CCL, a
The
この出発素材B0”に工程1を行ってビアホールを穿設し、ついで工程2では実施例1の場合と同じ条件でウェットブラスト処理を行って、ビアホールのデスミア処理と銅箔2の表出表面を上方に湾曲させた。
ついで、工程3を行ってビアホール内にめっき銅を堆積させて層間接続材5を形成し、図11で示した中間材B4”を製造した。この層間接続材5の頂部5aは接着剤層6Bの表面から10〜25μm程度突出している。
The starting material B 0 ″ is subjected to step 1 to form a via hole, and then in
Next,
ついで、この中間素材B4”の上に厚み18μmの銅箔3を配置したのち、実施例1と同じ条件で全体を熱圧プレスして、図2に示した構造の基板前駆体B”を製造した。
この基板前駆体B”の銅箔表面の状態を実施例1と同様の方法で観察したところ、銅箔3の表面は鏡面光沢を呈し、銅箔2の表面にはビアホールの位置に陰影が認められた。
また、この基板前駆体B”を用いて回路基板を20個製造し、その回路基板につき、実施例1と同様の熱衝撃試験を行ったところ、断線事故は皆無であった。
Next, after placing a
When the state of the copper foil surface of this substrate precursor B ″ was observed in the same manner as in Example 1, the surface of the
Further, 20 circuit boards were produced using this substrate precursor B ″, and the circuit board was subjected to the same thermal shock test as in Example 1. As a result, there was no disconnection accident.
厚み18μmの銅箔2の片面に、メッシュ状のステンレス製スクリーンマスクを用いてQ−IP−X0090(商品名、PI技研社製の感光性ポリイミド樹脂)を印刷供給して樹脂層1を形成し、図13で示す出発素材B0'''とした。
ついで、樹脂層1の表面のうち、ビアホール(目標とする口径は約300μm)を形成すべき箇所に紫外線を照射して露光プロセスを施したのち、NaOH溶液で現像してビアホール4を形成し、更に、実施例1の場合と同じ条件でウェットブラスト処理を行い、ビアホール内に表出する銅箔部分が上方に凸になっている中間材にした(図14)。
A
Next, the surface of the
ついで、ビアホール4に電気めっき法でめっき銅を堆積して頂部が10〜25μm程度突出する層間接続材5を形成したのち、全体の上に、厚み18μmの銅箔3を配置し、温度250℃、圧力3.5MPaで熱圧プレスして、絶縁層1と銅箔3を接着して、図15で示す基板前駆体にした。
Next, after depositing plated copper on the via
本発明により得られる基板前駆体は、フィルドビア構造にするときにビアホール内に残留応力は発生しないので、例えば熱衝撃を受けても断線事故などを起こしずらく、動作信頼性が優れている。
この基板前駆体は、両面の金属箔を所定パターンの導体回路に加工して多層回路基板の製造に使用することができる。例えばコア基板として使用することもでき、多層回路基板における任意の層の単位基板として使用することができる。
Since the substrate precursor obtained by the present invention does not generate a residual stress in the via hole when it has a filled via structure, for example, even if it receives a thermal shock, it is difficult to cause a disconnection accident and has excellent operational reliability.
This substrate precursor can be used for manufacturing a multilayer circuit board by processing metal foils on both sides into a conductor circuit having a predetermined pattern. For example, it can be used as a core substrate, and can be used as a unit substrate of an arbitrary layer in a multilayer circuit board.
そして、多層回路基板の製造時におけるある層の単位基板として使用した場合、これに積層される回路基板との間で第1金属箔の表面に存在する凹没部がアンカー効果を発揮することがあるので、多層回路基板の動作信頼性を高めることもできる。 And when it is used as a unit substrate of a certain layer at the time of manufacturing a multilayer circuit board, the recessed part existing on the surface of the first metal foil between the circuit board laminated thereon can exhibit an anchor effect. Therefore, the operation reliability of the multilayer circuit board can be improved.
1 絶縁層
1a 絶縁層1の一方の表面(下面)
1b 絶縁層1の他方の表面(上面)
2 第1金属箔
2a 第1金属箔2の表面
2b 第1金属箔2の表出表面
3 第2金属箔
4 ビアホール
5 層間接続材
5a 層間接続材5の頂部
6 接着剤層
7 凹没部
1 Insulating layer 1a One surface (lower surface) of insulating
1b The other surface (upper surface) of the insulating
2
Claims (6)
前記第1金属箔の表出表面に応力を付加して前記表出表面を前記ビアホールの内部方向に向かって凸形状に湾曲させる工程2;
前記ビアホール内に導電材料を充填して、その頂部が前記絶縁層の前記他方の表面から突出する層間接続材を形成する工程3;および
前記層間接続材の頂部を含む前記絶縁層の前記他方の表面側に第2金属箔を配置したのち加熱・加圧処理を施して、前記第1金属箔の凸形状に湾曲した湾曲面を押圧して前記ビアホール内の体積を増加させることにより、前記他方の表面から突出した層間接続材を前記ビアホールの中に沈降させるとともに、前記第1金属箔の前記ビアホールの位置する箇所が、前記ビアホールの内部方向に向かってわずかに凹没した状態において、前記第2金属箔を、表面が全体として平坦面になった状態で、前記絶縁層の他方の表面に接着させ、前記層間接続材の頂部に接触させる工程4;
を備えていることを特徴とする基板前駆体の製造方法。 A via hole extending from the other surface side of the insulating layer to the first metal foil of the single-area layer plate having the first metal foil adhered to one surface of the insulating layer is formed, and the first hole is formed in the via hole. Step 1 for exposing the surface of the metal foil;
Applying stress to the exposed surface of the first metal foil to curve the exposed surface in a convex shape toward the inner direction of the via hole;
Filling the via hole with a conductive material, and forming an interlayer connecting material having a top portion protruding from the other surface of the insulating layer; and the other of the insulating layer including the top portion of the interlayer connecting material. The second metal foil is disposed on the surface side, and then heated and pressurized, and the curved surface curved into the convex shape of the first metal foil is pressed to increase the volume in the via hole. In the state in which the interlayer connecting material protruding from the surface of the first metal foil is settled in the via hole, and the portion where the via hole is located in the first metal foil is slightly recessed toward the inner direction of the via hole . A step 4 in which two metal foils are adhered to the other surface of the insulating layer and brought into contact with the top of the interlayer connecting material in a state where the surface is a flat surface as a whole;
A method for producing a substrate precursor, comprising:
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