JP2004209852A - バンプ内蔵型両面銅張り板 - Google Patents
バンプ内蔵型両面銅張り板 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004209852A JP2004209852A JP2003000493A JP2003000493A JP2004209852A JP 2004209852 A JP2004209852 A JP 2004209852A JP 2003000493 A JP2003000493 A JP 2003000493A JP 2003000493 A JP2003000493 A JP 2003000493A JP 2004209852 A JP2004209852 A JP 2004209852A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- copper
- double
- bump
- built
- sided
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 27
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims abstract description 13
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000011133 lead Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000011135 tin Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 18
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 18
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 11
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 36
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 abstract description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 10
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 10
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 7
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 4
- 125000002883 imidazolyl group Chemical group 0.000 description 4
- GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N resorcinol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1 GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001342 Bakelite® Polymers 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 3
- KJCVRFUGPWSIIH-UHFFFAOYSA-N 1-naphthol Chemical compound C1=CC=C2C(O)=CC=CC2=C1 KJCVRFUGPWSIIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ULKLGIFJWFIQFF-UHFFFAOYSA-N 5K8XI641G3 Chemical compound CCC1=NC=C(C)N1 ULKLGIFJWFIQFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930185605 Bisphenol Natural products 0.000 description 2
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 2
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 isocyanate compound Chemical class 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- FBHPRUXJQNWTEW-UHFFFAOYSA-N 1-benzyl-2-methylimidazole Chemical compound CC1=NC=CN1CC1=CC=CC=C1 FBHPRUXJQNWTEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1h-imidazole Chemical compound CC1=NC=CN1 LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 2-methylphenol;3-methylphenol;4-methylphenol Chemical compound CC1=CC=C(O)C=C1.CC1=CC=CC(O)=C1.CC1=CC=CC=C1O QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCUJYXPAKHMBAZ-UHFFFAOYSA-N 2-phenyl-1h-imidazole Chemical compound C1=CNC(C=2C=CC=CC=2)=N1 ZCUJYXPAKHMBAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZXTHWIZHGLNEPG-UHFFFAOYSA-N 2-phenyl-4,5-dihydro-1,3-oxazole Chemical compound O1CCN=C1C1=CC=CC=C1 ZXTHWIZHGLNEPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LLEASVZEQBICSN-UHFFFAOYSA-N 2-undecyl-1h-imidazole Chemical compound CCCCCCCCCCCC1=NC=CN1 LLEASVZEQBICSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PEEHTFAAVSWFBL-UHFFFAOYSA-N Maleimide Chemical compound O=C1NC(=O)C=C1 PEEHTFAAVSWFBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001665 Poly-4-vinylphenol Polymers 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004820 Pressure-sensitive adhesive Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- TZFWDZFKRBELIQ-UHFFFAOYSA-N chlorzoxazone Chemical compound ClC1=CC=C2OC(O)=NC2=C1 TZFWDZFKRBELIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010485 coping Effects 0.000 description 1
- 229930003836 cresol Natural products 0.000 description 1
- XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-M cyanate Chemical compound [O-]C#N XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000000113 methacrylic resin Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 229920003987 resole Polymers 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009823 thermal lamination Methods 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
【課題】層間接続の信頼を確保しつつ、高密度な両面銅張り積層板を提供すること。
【解決手段】両面に銅箔を有した中間層に絶縁層として樹脂層がある両面板であって、銅箔層間が銅と半田との２層メッキ構造のバンプにより、電気的に半田接続された構造を有するバンプ内蔵型両面銅張り板であり、好ましくは、半田が錫のみまたは、錫と鉛、銀、亜鉛、ビスマス、アンチモン、銅の少なくとも１種類以上からなる合金であるバンプ内蔵型両面銅張り板。
【選択図】 図１
【解決手段】両面に銅箔を有した中間層に絶縁層として樹脂層がある両面板であって、銅箔層間が銅と半田との２層メッキ構造のバンプにより、電気的に半田接続された構造を有するバンプ内蔵型両面銅張り板であり、好ましくは、半田が錫のみまたは、錫と鉛、銀、亜鉛、ビスマス、アンチモン、銅の少なくとも１種類以上からなる合金であるバンプ内蔵型両面銅張り板。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、電子機器の部品として用いられるプリント配線板素材としての銅張り積層板の構造及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の高密度化に伴い、プリント配線板もファイン化が進んでおり、その素材も高密度なのものが必要とされ用途も拡大されると考えられる。
従来のプリント配線板の素材である銅張り積層板は、両面板の場合、上下間の銅箔とそれらの間は絶縁層から構成されている。
【０００３】
一般に層間の接続は両面銅張り積層板にドリル、レーザでスルーホールまたはビアホールを形成したあと、めっきを施して導通を取るが、このめっき分だけ銅箔層が厚くなりファインな回路パターンが作製できなくなるという問題がある。またスルーホールにより空けた孔上には回路を設けることができず、回路の設計上制約が多くなる。またスルーホール部が多くなればなるほどスルーホール周囲に必要なランドの面積も増えるため、部品の実装、配線パターンへは致命的となり、回路密度を上げることができない。
【０００４】
この問題を解決すべく新しい層間接続技術として、たとえば特許文献１が提案されている。
工法は、銅箔層を有した片面板に、エッチングでφ１００μｍ程度のバンプを形成した後、貼り合せる銅箔層を有する片面板の絶縁材側から熱圧接する。バンプがそのまま絶縁層を突き破る形で貫通するとともに、接合境界面の銅活性面を露出させ、銅と銅の金属接合を形成して両面板を作ることにある。
これは、特別な工程がなくシンプルなプロセスではあるが、バンプと銅箔との間に絶縁層の噛み込みがあり接合としては信頼性が低く、突き当てのみでは酸化皮膜の影響より、銅と銅との安定した金属接合、接続信頼性が得られるとは言い難い。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１３−３２６４５９号公報
【０００６】
【本発明が解決しようとする課題】
本発明は、プリント配線板の素材である両面銅張り積層板において、高密度化対応への問題を解決するためのもので、その目的とするところは、層間接続の信頼を確保しつつ、バンプ内蔵型両面銅張り板を製作することで、高密度な両面銅張り積層板を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
［１］両面に銅箔を有した中間層に絶縁層として樹脂層がある両面板であって、銅箔層間が銅と半田との２層メッキ構造のバンプにより、電気的に半田接続された構造を有するバンプ内蔵型両面銅張り板、
［２］半田が錫のみまたは、錫と鉛、銀、亜鉛、ビスマス、アンチモン、銅の少なくとも１種類以上からなる合金である第１項記載のバンプ内蔵型両面銅張り板、
［３］銅箔を片面に有する片面板の基材である絶縁材側からブラインドホールを形成する工程、銅と半田との２種メッキを組み合わせたバンプを形成する工程、絶縁材側又は、張り合わせる銅箔層側にフラックス機能付き接着剤をラミネート又は塗布する工程、及び基材両側に銅箔を半田の融点以上の温度で熱圧着する工程、を有するバンプ内蔵型両面銅張り板の製造方法、
［４］半田が錫のみまたは、錫と鉛、銀、亜鉛、ビスマス、アンチモン、銅の少なくとも１種類以上からなる合金である第３項記載のバンプ内蔵型両面銅張り板の製造方法、
［５］第３又は４項記載のバンプ内蔵型両面銅張り板の製造方法を使用して得られたバンプ内蔵型両面銅張り板、
［６］第１、２又は５項いずれか記載のバンプ内蔵型両面銅張り板を使用して得られたプリント配線板、
である。
【０００８】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施形態について説明するが、これらは何ら限定されるものではない。
図１に本発明のバンプ内蔵型両面銅張り板を説明するための断面図を示す。
バンプ内蔵型両面銅張り板を加工する方法として、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂を硬化させた絶縁材からなる片面板を準備する（図１−（ａ））。絶縁材側からブラインドホールを形成する際にレーザ法を用いると開口部を容易に形成することができ、かつ小径もあけることができる。更に、過マンガン酸カリウム水溶液などによるウェットデスミア又はプラズマなどによるドライデスミアなどの方法により、ブラインドホールに残存している樹脂を除去すると層間接続の信頼性が向上し好ましい（図１−（ｂ））。
【０００９】
ブラインドホール内にはバンプが絶縁材側からの面から突出するまでメッキ法で形成する（図１−（ｃ））。銅と半田の２種メッキを組み合わせたバンプは、半田が錫のみまたは、錫と鉛、銀、亜鉛、ビスマス、アンチモン、銅の少なくとも１種類以上からなる合金を選択する（図１−（ｄ））。
【００１０】
次に、この片面板のバンプが露出している樹脂面にフラックス機能付き接着剤層を形成する（図１−（ｅ））。このフラックス機能付き接着剤層は貼り合せる銅箔層の面に形成しても差し支えはない。このフラックス機能付き接着剤層は印刷法により片面板のバンプにフラックス機能付き接着剤を塗布する方法などがあるが、シート状になった接着剤を片面板のバンプにラミネートする方法が簡便である。又、積層前に片面板を枚葉に裁断しても問題はない。
【００１１】
本発明に用いるフラックス機能付き接着剤は、金属表面の清浄化機能、例えば、金属表面に存在する酸化膜の除去機能や、酸化膜の還元機能を有した接着剤であり、第１の好ましい接着剤の構成としては、フェノール性水酸基を有するフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、レゾール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂などの樹脂（Ａ）と、前記樹脂の硬化剤（Ｂ）を含むものである。硬化剤としては、ビスフェノール系、フェノールノボラック系、アルキルフェノールノボラック系、ビフェノール系、ナフトール系、レゾルシノール系などのフェノールベースや、脂肪族、環状脂肪族や不飽和脂肪族などの骨格をベースとしてエポキシ化されたエポキシ樹脂やイソシアネート化合物が挙げられる。
【００１２】
フェノール性水酸基を有する樹脂の配合量は、全接着剤中２０重量％以上〜８０重量％以下が好ましく、２０重量％未満だと金属表面を清浄化する作用が低下し、８０重量％を越えると十分な硬化物を得られず、その結果として接合強度と信頼性が低下するおそれがあり好ましくない。一方、硬化剤として作用する樹脂或いは化合物は、全接着剤中２０重量％以上〜８０重量％以下が好ましい。接着剤には、必要に応じて着色剤、無機充填材、各種のカップリング剤、溶媒などを添加してもよい。
【００１３】
第２の好ましい接着剤の構成としては、ビスフェノール系、フェノールノボラック系、アルキルフェノールノボラック系、ビフェノール系、ナフトール系、レゾルシノール系などのフェノールベースや、脂肪族、環状脂肪族や不飽和脂肪族などの骨格をベースとしてエポキシ化されたエポキシ樹脂（Ｃ）と、イミダゾール環を有し、かつ前記エポキシ樹脂の硬化剤（Ｄ）を含むものである。イミダゾール環を有する硬化剤としては、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、ビス（２−エチル−４−メチル−イミダゾール）などが挙げられる。
エポキシ樹脂の配合量は、全接着剤中３０重量％以上〜９９重量％以下が好ましく、３０重量未満だと十分な硬化物が得られないおそれがあり好ましくない。
【００１４】
上記２成分以外に、シアネート樹脂、アクリル酸樹脂、メタクリル酸樹脂、マレイミド樹脂などの熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を配合してもよい。又、必要に応じて着色剤、無機充填材、各種のカップリング剤、溶媒などを添加してもよい。
【００１５】
イミダゾール環を有し、かつ前記エポキシ樹脂の硬化剤となるものの配合量としては、全接着剤中１重量％以上〜１０重量％以下が好ましく、１重量％未満だと金属表面を清浄化する作用が低下し、エポキシ樹脂を十分に硬化させないおそれがあり好ましくない。１０重量％を越えると硬化反応が急激に進行し、接着剤層の流動性が劣るおそれがあり好ましくない。
接着剤の調整方法は、例えば固形のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）と、固形の硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）を溶媒に溶解して調整する方法、固形のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）を液状の硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）に溶解して調整する方法、固形の硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）を液状のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ｂ）に溶解して調整する方法、又固形のエポキシ樹脂（Ｃ）を溶媒に溶解した溶液に、イミダゾール環を有し、かつエポキシ樹脂の硬化剤として作用する化合物（Ｄ）を分散もしくは溶解する方法などが挙げられる。使用する溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサン、トルエン、ブチルセルソブル、エチルセロソブル、Ｎ−メチルピロリドン、γ−ブチルラクトンなどが挙げられる。好ましくは沸点が２００℃以下の溶媒である。
【００１６】
次に片面板に貼り合せる銅箔層をレイアップし、半田接合が可能な温度に加熱する。バンプが、フラックス機能付き接着剤層を介して、バンプと貼り合せる銅箔層とバンプの半田が熔融接合するまで熱圧着を行う（図１−（ｆ））。半田の熔融しない温度で再加熱してフラックス機能付き接着剤層を硬化させて層間を接着させることで、片面板及び貼り合せる銅箔層を積層する（図１−（ｇ））。各層を積層する方法として、真空プレス又は熱ラミネートとベーキングを併用する方法等を用いることができる。
このバンプ内蔵型両面銅張り板を使用することで、回路作成（エッチング）工程のみで層間接続されたプリント配線板の製作が可能である（図１−（ｈ））。
以上がバンプ内蔵型両面銅張り板の作成についてであるが下記に実施例を挙げる。
【００１７】
【実施例】
実施例１
実施例としてバンプ内蔵型両面銅張り板の作成について述べる。
銅箔を有する絶縁材からなる片面版：ＬαＺ［住友ベークライト（株）製］銅箔層厚み１２μｍ、樹脂層厚み５５μｍに、樹脂材側からＵＶレーザより径φ１００μｍ、φ７５μｍ、φ５０μｍのブラインドホールを明け、メッキにより銅バンプの高さを基材表面から１８μｍまで突出形成して、銅バンプ上に半田メッキを厚み６μｍまで施した。形成したバンプ面にフラックス機能付き接着剤：ＲＣＦ［住友ベークライト（株）製］厚み１８μｍをラミネートし、貼り合せる銅箔層にレイアップした。その後、真空式加圧ラミネーターで１３０℃、０．６Ｍｐａ、３０秒で仮接着した後、油圧式プレスで２５０℃、１．０Ｍｐａで３分間プレスし、フラックス機能付き接着剤層を介して、バンプが、銅箔層と熔融接合し金属接合を形成し、次いで温度を１７０〜１８０℃、２Ｍｐａ、６０分間硬化加熱してバンプ内蔵型両面銅張り板を得た。
【００１８】
実施例２
銅箔を有する絶縁材からなる片面版：ネオフレックス：ＮＥＸ［三井化学（株）製］銅箔層厚み１２μｍ、ポリイミド層厚み１３μｍに、ポリイミド材側からＵＶレーザより径φ１００μｍ、φ７５μｍ、φ５０μｍのブラインドホールを明けた。メッキにより銅バンプの高さを基材表面から１８μｍまで突出形成して、銅バンプ上に半田メッキを厚み６μｍまで施した。形成したバンプ面にフラックス機能付き接着剤：ＲＣＦ［住友ベークライト（株）製］厚み１８μｍをラミネートし、貼り合せる銅箔層にレイアップした。その後、実施例１と同等の工法でバンプ内蔵型両面銅張り板を得た。
【００１９】
比較例１
図１−（ｄ）に表記したフラックス機能付き接着剤シートをフラックス機能のない一般的な接着シートパイララックスＬＦ１００［デュポン（株）製］に変更した以外、実施例１と同等の工法で得られたバンプ内蔵型両面銅張り板。
【００２０】
実施例１及び実施例２のバンプ内蔵型両面銅張り板は、金属同士で層間接続部が確実に接合されており、温度サイクル試験では、断線不良の発生がなく、金属接合部の接合状態も良好で、温度サイクル試験後の導通抵抗も変化しなかった。また、熱衝撃試験：２６０℃オイル⇔常温オイルのサイクル１００回以上断線なく、抵抗変化率１０％未満であるため、接続部分の不良がなく接続信頼性を十分に有することが出来た。しかし比較例１の場合、バンプと銅箔層のレイアップ時に樹脂噛みしているものが見られることから、熱衝撃試験後、断線や導通抵抗値の上昇が見られ信頼性が不十分であった。
【００２１】
【発明の効果】
本発明に従うと、層間接続の信頼を確保しつつ、バンプ内蔵型両面銅張り板を基材に提供することができ、回路と部品実装の高密度化への対応、更には、プロセス工程の削減により、コストの削減ができるためプリント配線板用途に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバンプ内蔵型両面銅張り板の製造工程の一実施例を説明するための断面図。
（ａ）：片面板
（ｂ）：ブラインドホール
（ｃ）、（ｄ）：バンプ形成
（ｅ）：接着剤層形成
（ｆ）、（ｇ）：積層（真空プレスまたは、熱ラミネート・ベーキング）
（ｈ）：回路形成（エッチング）
【符号の説明】
１：銅箔層
２：樹脂層
３：ブラインドホール
４：金属または合金その１
５：金属または合金その２
６：フラックス機能付き接着剤
７：バンプ充填型両面板
【発明が属する技術分野】
本発明は、電子機器の部品として用いられるプリント配線板素材としての銅張り積層板の構造及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の高密度化に伴い、プリント配線板もファイン化が進んでおり、その素材も高密度なのものが必要とされ用途も拡大されると考えられる。
従来のプリント配線板の素材である銅張り積層板は、両面板の場合、上下間の銅箔とそれらの間は絶縁層から構成されている。
【０００３】
一般に層間の接続は両面銅張り積層板にドリル、レーザでスルーホールまたはビアホールを形成したあと、めっきを施して導通を取るが、このめっき分だけ銅箔層が厚くなりファインな回路パターンが作製できなくなるという問題がある。またスルーホールにより空けた孔上には回路を設けることができず、回路の設計上制約が多くなる。またスルーホール部が多くなればなるほどスルーホール周囲に必要なランドの面積も増えるため、部品の実装、配線パターンへは致命的となり、回路密度を上げることができない。
【０００４】
この問題を解決すべく新しい層間接続技術として、たとえば特許文献１が提案されている。
工法は、銅箔層を有した片面板に、エッチングでφ１００μｍ程度のバンプを形成した後、貼り合せる銅箔層を有する片面板の絶縁材側から熱圧接する。バンプがそのまま絶縁層を突き破る形で貫通するとともに、接合境界面の銅活性面を露出させ、銅と銅の金属接合を形成して両面板を作ることにある。
これは、特別な工程がなくシンプルなプロセスではあるが、バンプと銅箔との間に絶縁層の噛み込みがあり接合としては信頼性が低く、突き当てのみでは酸化皮膜の影響より、銅と銅との安定した金属接合、接続信頼性が得られるとは言い難い。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１３−３２６４５９号公報
【０００６】
【本発明が解決しようとする課題】
本発明は、プリント配線板の素材である両面銅張り積層板において、高密度化対応への問題を解決するためのもので、その目的とするところは、層間接続の信頼を確保しつつ、バンプ内蔵型両面銅張り板を製作することで、高密度な両面銅張り積層板を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
［１］両面に銅箔を有した中間層に絶縁層として樹脂層がある両面板であって、銅箔層間が銅と半田との２層メッキ構造のバンプにより、電気的に半田接続された構造を有するバンプ内蔵型両面銅張り板、
［２］半田が錫のみまたは、錫と鉛、銀、亜鉛、ビスマス、アンチモン、銅の少なくとも１種類以上からなる合金である第１項記載のバンプ内蔵型両面銅張り板、
［３］銅箔を片面に有する片面板の基材である絶縁材側からブラインドホールを形成する工程、銅と半田との２種メッキを組み合わせたバンプを形成する工程、絶縁材側又は、張り合わせる銅箔層側にフラックス機能付き接着剤をラミネート又は塗布する工程、及び基材両側に銅箔を半田の融点以上の温度で熱圧着する工程、を有するバンプ内蔵型両面銅張り板の製造方法、
［４］半田が錫のみまたは、錫と鉛、銀、亜鉛、ビスマス、アンチモン、銅の少なくとも１種類以上からなる合金である第３項記載のバンプ内蔵型両面銅張り板の製造方法、
［５］第３又は４項記載のバンプ内蔵型両面銅張り板の製造方法を使用して得られたバンプ内蔵型両面銅張り板、
［６］第１、２又は５項いずれか記載のバンプ内蔵型両面銅張り板を使用して得られたプリント配線板、
である。
【０００８】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施形態について説明するが、これらは何ら限定されるものではない。
図１に本発明のバンプ内蔵型両面銅張り板を説明するための断面図を示す。
バンプ内蔵型両面銅張り板を加工する方法として、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂を硬化させた絶縁材からなる片面板を準備する（図１−（ａ））。絶縁材側からブラインドホールを形成する際にレーザ法を用いると開口部を容易に形成することができ、かつ小径もあけることができる。更に、過マンガン酸カリウム水溶液などによるウェットデスミア又はプラズマなどによるドライデスミアなどの方法により、ブラインドホールに残存している樹脂を除去すると層間接続の信頼性が向上し好ましい（図１−（ｂ））。
【０００９】
ブラインドホール内にはバンプが絶縁材側からの面から突出するまでメッキ法で形成する（図１−（ｃ））。銅と半田の２種メッキを組み合わせたバンプは、半田が錫のみまたは、錫と鉛、銀、亜鉛、ビスマス、アンチモン、銅の少なくとも１種類以上からなる合金を選択する（図１−（ｄ））。
【００１０】
次に、この片面板のバンプが露出している樹脂面にフラックス機能付き接着剤層を形成する（図１−（ｅ））。このフラックス機能付き接着剤層は貼り合せる銅箔層の面に形成しても差し支えはない。このフラックス機能付き接着剤層は印刷法により片面板のバンプにフラックス機能付き接着剤を塗布する方法などがあるが、シート状になった接着剤を片面板のバンプにラミネートする方法が簡便である。又、積層前に片面板を枚葉に裁断しても問題はない。
【００１１】
本発明に用いるフラックス機能付き接着剤は、金属表面の清浄化機能、例えば、金属表面に存在する酸化膜の除去機能や、酸化膜の還元機能を有した接着剤であり、第１の好ましい接着剤の構成としては、フェノール性水酸基を有するフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、レゾール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂などの樹脂（Ａ）と、前記樹脂の硬化剤（Ｂ）を含むものである。硬化剤としては、ビスフェノール系、フェノールノボラック系、アルキルフェノールノボラック系、ビフェノール系、ナフトール系、レゾルシノール系などのフェノールベースや、脂肪族、環状脂肪族や不飽和脂肪族などの骨格をベースとしてエポキシ化されたエポキシ樹脂やイソシアネート化合物が挙げられる。
【００１２】
フェノール性水酸基を有する樹脂の配合量は、全接着剤中２０重量％以上〜８０重量％以下が好ましく、２０重量％未満だと金属表面を清浄化する作用が低下し、８０重量％を越えると十分な硬化物を得られず、その結果として接合強度と信頼性が低下するおそれがあり好ましくない。一方、硬化剤として作用する樹脂或いは化合物は、全接着剤中２０重量％以上〜８０重量％以下が好ましい。接着剤には、必要に応じて着色剤、無機充填材、各種のカップリング剤、溶媒などを添加してもよい。
【００１３】
第２の好ましい接着剤の構成としては、ビスフェノール系、フェノールノボラック系、アルキルフェノールノボラック系、ビフェノール系、ナフトール系、レゾルシノール系などのフェノールベースや、脂肪族、環状脂肪族や不飽和脂肪族などの骨格をベースとしてエポキシ化されたエポキシ樹脂（Ｃ）と、イミダゾール環を有し、かつ前記エポキシ樹脂の硬化剤（Ｄ）を含むものである。イミダゾール環を有する硬化剤としては、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、ビス（２−エチル−４−メチル−イミダゾール）などが挙げられる。
エポキシ樹脂の配合量は、全接着剤中３０重量％以上〜９９重量％以下が好ましく、３０重量未満だと十分な硬化物が得られないおそれがあり好ましくない。
【００１４】
上記２成分以外に、シアネート樹脂、アクリル酸樹脂、メタクリル酸樹脂、マレイミド樹脂などの熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を配合してもよい。又、必要に応じて着色剤、無機充填材、各種のカップリング剤、溶媒などを添加してもよい。
【００１５】
イミダゾール環を有し、かつ前記エポキシ樹脂の硬化剤となるものの配合量としては、全接着剤中１重量％以上〜１０重量％以下が好ましく、１重量％未満だと金属表面を清浄化する作用が低下し、エポキシ樹脂を十分に硬化させないおそれがあり好ましくない。１０重量％を越えると硬化反応が急激に進行し、接着剤層の流動性が劣るおそれがあり好ましくない。
接着剤の調整方法は、例えば固形のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）と、固形の硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）を溶媒に溶解して調整する方法、固形のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）を液状の硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）に溶解して調整する方法、固形の硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）を液状のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ｂ）に溶解して調整する方法、又固形のエポキシ樹脂（Ｃ）を溶媒に溶解した溶液に、イミダゾール環を有し、かつエポキシ樹脂の硬化剤として作用する化合物（Ｄ）を分散もしくは溶解する方法などが挙げられる。使用する溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサン、トルエン、ブチルセルソブル、エチルセロソブル、Ｎ−メチルピロリドン、γ−ブチルラクトンなどが挙げられる。好ましくは沸点が２００℃以下の溶媒である。
【００１６】
次に片面板に貼り合せる銅箔層をレイアップし、半田接合が可能な温度に加熱する。バンプが、フラックス機能付き接着剤層を介して、バンプと貼り合せる銅箔層とバンプの半田が熔融接合するまで熱圧着を行う（図１−（ｆ））。半田の熔融しない温度で再加熱してフラックス機能付き接着剤層を硬化させて層間を接着させることで、片面板及び貼り合せる銅箔層を積層する（図１−（ｇ））。各層を積層する方法として、真空プレス又は熱ラミネートとベーキングを併用する方法等を用いることができる。
このバンプ内蔵型両面銅張り板を使用することで、回路作成（エッチング）工程のみで層間接続されたプリント配線板の製作が可能である（図１−（ｈ））。
以上がバンプ内蔵型両面銅張り板の作成についてであるが下記に実施例を挙げる。
【００１７】
【実施例】
実施例１
実施例としてバンプ内蔵型両面銅張り板の作成について述べる。
銅箔を有する絶縁材からなる片面版：ＬαＺ［住友ベークライト（株）製］銅箔層厚み１２μｍ、樹脂層厚み５５μｍに、樹脂材側からＵＶレーザより径φ１００μｍ、φ７５μｍ、φ５０μｍのブラインドホールを明け、メッキにより銅バンプの高さを基材表面から１８μｍまで突出形成して、銅バンプ上に半田メッキを厚み６μｍまで施した。形成したバンプ面にフラックス機能付き接着剤：ＲＣＦ［住友ベークライト（株）製］厚み１８μｍをラミネートし、貼り合せる銅箔層にレイアップした。その後、真空式加圧ラミネーターで１３０℃、０．６Ｍｐａ、３０秒で仮接着した後、油圧式プレスで２５０℃、１．０Ｍｐａで３分間プレスし、フラックス機能付き接着剤層を介して、バンプが、銅箔層と熔融接合し金属接合を形成し、次いで温度を１７０〜１８０℃、２Ｍｐａ、６０分間硬化加熱してバンプ内蔵型両面銅張り板を得た。
【００１８】
実施例２
銅箔を有する絶縁材からなる片面版：ネオフレックス：ＮＥＸ［三井化学（株）製］銅箔層厚み１２μｍ、ポリイミド層厚み１３μｍに、ポリイミド材側からＵＶレーザより径φ１００μｍ、φ７５μｍ、φ５０μｍのブラインドホールを明けた。メッキにより銅バンプの高さを基材表面から１８μｍまで突出形成して、銅バンプ上に半田メッキを厚み６μｍまで施した。形成したバンプ面にフラックス機能付き接着剤：ＲＣＦ［住友ベークライト（株）製］厚み１８μｍをラミネートし、貼り合せる銅箔層にレイアップした。その後、実施例１と同等の工法でバンプ内蔵型両面銅張り板を得た。
【００１９】
比較例１
図１−（ｄ）に表記したフラックス機能付き接着剤シートをフラックス機能のない一般的な接着シートパイララックスＬＦ１００［デュポン（株）製］に変更した以外、実施例１と同等の工法で得られたバンプ内蔵型両面銅張り板。
【００２０】
実施例１及び実施例２のバンプ内蔵型両面銅張り板は、金属同士で層間接続部が確実に接合されており、温度サイクル試験では、断線不良の発生がなく、金属接合部の接合状態も良好で、温度サイクル試験後の導通抵抗も変化しなかった。また、熱衝撃試験：２６０℃オイル⇔常温オイルのサイクル１００回以上断線なく、抵抗変化率１０％未満であるため、接続部分の不良がなく接続信頼性を十分に有することが出来た。しかし比較例１の場合、バンプと銅箔層のレイアップ時に樹脂噛みしているものが見られることから、熱衝撃試験後、断線や導通抵抗値の上昇が見られ信頼性が不十分であった。
【００２１】
【発明の効果】
本発明に従うと、層間接続の信頼を確保しつつ、バンプ内蔵型両面銅張り板を基材に提供することができ、回路と部品実装の高密度化への対応、更には、プロセス工程の削減により、コストの削減ができるためプリント配線板用途に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバンプ内蔵型両面銅張り板の製造工程の一実施例を説明するための断面図。
（ａ）：片面板
（ｂ）：ブラインドホール
（ｃ）、（ｄ）：バンプ形成
（ｅ）：接着剤層形成
（ｆ）、（ｇ）：積層（真空プレスまたは、熱ラミネート・ベーキング）
（ｈ）：回路形成（エッチング）
【符号の説明】
１：銅箔層
２：樹脂層
３：ブラインドホール
４：金属または合金その１
５：金属または合金その２
６：フラックス機能付き接着剤
７：バンプ充填型両面板
Claims (6)
- 両面に銅箔を有した中間層に絶縁層として樹脂層がある両面板であって、銅箔層間が銅と半田との２層メッキ構造のバンプにより、電気的に半田接続された構造を有するバンプ内蔵型両面銅張り板。
- 半田が錫のみまたは、錫と鉛、銀、亜鉛、ビスマス、アンチモン、銅の少なくとも１種類以上からなる合金である請求項１記載のバンプ内蔵型両面銅張り板。
- 銅箔を片面に有する片面板の基材である絶縁材側からブラインドホールを形成する工程、銅と半田との２種メッキを組み合わせたバンプを形成する工程、絶縁材側又は、張り合わせる銅箔層側にフラックス機能付き接着剤をラミネート又は塗布する工程、及び基材両側に銅箔を半田の融点以上の温度で熱圧着する工程、を有するバンプ内蔵型両面銅張り板の製造方法。
- 半田が錫のみまたは、錫と鉛、銀、亜鉛、ビスマス、アンチモン、銅の少なくとも１種類以上からなる合金である請求項３記載のバンプ内蔵型両面銅張り板の製造方法。
- 請求項３又は４記載のバンプ内蔵型両面銅張り板の製造方法を使用して得られたバンプ内蔵型両面銅張り板。
- 請求項１、２又は５記載いずれか記載のバンプ内蔵型両面銅張り板を使用して得られたプリント配線板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003000493A JP2004209852A (ja) | 2003-01-06 | 2003-01-06 | バンプ内蔵型両面銅張り板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003000493A JP2004209852A (ja) | 2003-01-06 | 2003-01-06 | バンプ内蔵型両面銅張り板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004209852A true JP2004209852A (ja) | 2004-07-29 |
Family
ID=32818787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003000493A Pending JP2004209852A (ja) | 2003-01-06 | 2003-01-06 | バンプ内蔵型両面銅張り板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004209852A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007188985A (ja) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 回路基板、回路基板の製造方法および回路板 |
| JP2011086694A (ja) * | 2009-10-14 | 2011-04-28 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | バンプ形成方法及び配線基板 |
| JP5664558B2 (ja) * | 2010-01-29 | 2015-02-04 | 住友ベークライト株式会社 | 導電接続シート、端子間の接続方法、接続端子の形成方法、半導体装置および電子機器 |
-
2003
- 2003-01-06 JP JP2003000493A patent/JP2004209852A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007188985A (ja) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 回路基板、回路基板の製造方法および回路板 |
| JP2011086694A (ja) * | 2009-10-14 | 2011-04-28 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | バンプ形成方法及び配線基板 |
| JP5664558B2 (ja) * | 2010-01-29 | 2015-02-04 | 住友ベークライト株式会社 | 導電接続シート、端子間の接続方法、接続端子の形成方法、半導体装置および電子機器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7576288B2 (en) | Circuit board, multi-layer wiring boards, method of producing circuit boards and method of producing multilayer wiring boards | |
| JP3760771B2 (ja) | 回路形成基板および回路形成基板の製造方法 | |
| JP4765125B2 (ja) | 多層プリント配線板形成用多層基材及び多層プリント配線板 | |
| JP2005317943A (ja) | プリント回路基板およびその製造方法 | |
| JP2004209852A (ja) | バンプ内蔵型両面銅張り板 | |
| JP2004311909A (ja) | 回路基板、多層配線板、回路基板の製造方法および多層配線板の製造方法 | |
| JP2003229665A (ja) | 多層フレキシブル配線板及びその製造方法 | |
| JP4296975B2 (ja) | 多層基板およびその製造方法 | |
| JP4292905B2 (ja) | 回路基板、多層基板、回路基板の製造方法および多層基板の製造方法 | |
| JP2007173343A (ja) | 多層基板および電子機器 | |
| JP2005039136A (ja) | 回路基板および回路基板の接続方法 | |
| JP2004063908A (ja) | 多層フレキシブル配線板及びその製造方法 | |
| JP2004111758A (ja) | 多層フレキシブル配線板及びその製造方法 | |
| JP2003218532A (ja) | 多層配線板製造用配線基板および多層配線板、並びに、それらの製造方法 | |
| JP2008004908A (ja) | 回路板 | |
| JP2005183944A (ja) | 多層基板および多層基板の製造方法 | |
| JP2004095695A (ja) | 多層フレキシブル配線板及びその製造方法 | |
| JP2005187547A (ja) | 樹脂組成物、樹脂付キャリア材料および多層プリント配線板 | |
| JP4277723B2 (ja) | 多層回路基板及び多層回路基板の製造方法 | |
| JP4892924B2 (ja) | 多層プリント配線基板及びその製造方法 | |
| JP5077801B2 (ja) | 多層プリント配線板の製造方法 | |
| JP2004296888A (ja) | 多層フレキシブルプリント配線板及びその製造方法 | |
| JP2005159201A (ja) | 配線基板およびその製造方法 | |
| JP2004297053A (ja) | 層間接合部及びそれを有する多層配線板 | |
| JP2005038951A (ja) | 回路基板、多層基板、回路基板の製造方法および多層基板の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20051108 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080410 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080415 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080612 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090331 |