JPH11150366A - 逐次多層配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 板厚精度及び回路埋め込み性に優れた信頼性
の高い逐次多層配線板の製造方法を提供する。 【解決手段】 逐次多層配線板を積層成形するに際し、
樹脂付き金属箔あるいは樹脂シートの樹脂の最低溶融粘
度を５００ポイズ以上１０００００ポイズ以下の範囲に
規定する。これにより樹脂の流れ性を改善して上記の課
題を解決することが可能となり、ひいては高速ディジタ
ル回路及び高周波アナログ回路を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の金属箔を熱
硬化性樹脂を介して逐次に積層し接着しつつ多層に成形
する逐次多層配線板の製造方法に関する。更に詳しく
は、成形時の樹脂付き金属箔または樹脂シートの樹脂の
最低溶融粘度を所定の範囲に規定することにより、板厚
精度及び回路埋め込み性に優れた逐次多層配線板を得る
逐次多層配線板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、通信用、民生用、産業用等の電子
機器の分野における実装方法の小型化、高密度化への指
向は著しいものがあり、それに伴って電気用配線板産業
の分野でも高密度な配線を形成しうる積層ビルドアップ
工法の確立が急務とされている。そのため、この積層ビ
ルドアップ工法に用いる材料として、より優れた耐熱性
及び高周波領域での電気特性を有する樹脂付き基材乃至
樹脂シートの開発が行われている。

【０００３】樹脂付き基材は金属箔の片面に熱硬化性の
樹脂膜を有するもので、従来は例えばエポキシ樹脂付銅
箔がある。この樹脂付き基材に用いられるエポキシ樹脂
は銅張積層板製造用のものであり、一般に溶融粘度が低
く樹脂フローが非常に大きい。また、積層時に金属箔の
片面に当てて一体に加熱加圧される樹脂シートに用いる
熱硬化性の樹脂の場合も、製造条件のコントロール等が
難しかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように溶融粘度が
低くフローが非常に大きいエポキシ樹脂のような熱硬化
性樹脂を多層配線板の製造に用いると、特にその熱硬化
性樹脂を介して複数枚の金属箔を繰り返し接着しつつ多
層に積層していく逐次多層配線板の製造方法いわゆる高
次積層ビルドアップ工法においては、電気絶縁体として
機能する熱硬化性樹脂の膜厚を配線板内のどこでも一定
として、配線の特性インピーダンスを一定範囲内に収め
るということは難しいという問題点があった。

【０００５】そこで本発明は、このような従来技術の問
題点に着目してなされたものであり、その目的とすると
ころは、使用する熱硬化性樹脂の成形性を改善して板厚
精度及び回路埋め込み性に優れた信頼性の高い逐次多層
配線板の製造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述のよ
うな課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、逐次多
層配線板を積層成形するに際し、樹脂付き金属箔または
樹脂シートに用いる熱硬化性樹脂の最低溶融粘度をある
範囲に規定することにより、本発明の目的に沿った逐次
多層配線板が得られることを見出し本発明を完成するに
至った。

【０００７】すなわち、本発明の請求項１に係る逐次多
層配線板の製造方法は、プレス熱板間に、内層材と熱硬
化性樹脂付き金属箔または熱硬化性樹脂シート及び金属
箔からなる積層体とを重ねて成形するに際し、前記熱硬
化性樹脂の最低溶融粘度を５００ポイズ以上１００００
０ポイズ以下の範囲とすることを特徴とするものであ
る。

【０００８】また、本発明の請求項２に係る逐次多層配
線板の製造方法は、上記請求項１に係る発明である逐次
多層配線板の製造方法において、熱硬化性樹脂付き金属
箔または熱硬化性樹脂シートの樹脂が熱硬化性ポリフェ
ニレンエーテル系樹脂組成物であることを特徴とするも
のである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態の詳細
を説明する。本発明の多層配線板の製造方法の基本は、
内層材（表面に回路が形成されたものでもよい）の表面
に、金属箔の片面に熱硬化性樹脂の膜を有する金属箔を
重ねるか、もしくは内層材の表面に熱硬化性樹脂シート
を重ね更にその上に金属箔を重ねて、プレス熱板間に置
き加熱加圧することにより接着し、その接着した金属箔
を必要に応じて加工して回路パターンを作成した後、そ
の上にさらに熱硬化性樹脂を介して金属箔を加熱加圧し
て接着する操作を１回以上繰り返して逐次多層積層板と
するものである。

【００１０】本発明における内層材とは金属張積層板を
指す。通常は、金属箔と、ガラス布あるいは芳香族ポリ
アミド繊維等の合成繊維から得られる織布または不織布
の基材に熱硬化性樹脂を含浸してなるプリプレグとを用
い、これらを重ねて加熱、加圧することにより製造され
ている。必要に応じてその表面に回路を形成することが
できる。

【００１１】本発明で用いられる金属箔の材質として
は、導電性の金属箔であれば特に限定する必要はない
が、容易に入手できかつ容易にエッチングできることか
ら、銅箔、アルミ箔が好ましく、その中でも銅箔は最も
好ましい。

【００１２】また、金属箔の厚みも特に限定されない
が、扱い易さの点から５００μｍ以下が好ましく、２０
０μｍ以下がより好ましく、１０５μｍ以下が最も好ま
しい。上記金属箔において、熱硬化性樹脂の膜が形成さ
れる側の面または熱硬化性樹脂シートに接する面は、当
該樹脂との密着性を強めるために粗面化及び／またはカ
ップリング処理されていてもよい。配線板製造用として
製造販売されている粗化処理電解銅箔は本発明の樹脂付
基材の製造にそのまま用いることができる。

【００１３】本発明で用いられる熱硬化性樹脂付き金属
箔の樹脂あるいは樹脂シートに用いられる熱硬化性樹脂
は、積層成形条件下での最低溶融粘度が５００ポイズ以
上１０００００ポイズ以下の範囲であることが必須であ
る。このように規制することにより、本発明の所望の効
果、即ち板厚精度に優れかつ埋め込み性が良好な多層配
線板を得ることができる。

【００１４】当該粘度が５００ポイズ未満では樹脂が流
れすぎて、絶縁層の厚みを配線板内で一定に保つことが
できず、したがって配線の特性インピーダンスを一定に
保つことができない。一方、１０００００ポイズを越え
る場合は、内層回路の埋め込み不良を発生し、多層配線
板の形成が困難である。好ましい最低溶融粘度は、板厚
精度の点から１０００ポイズ以上、回路埋め込み性の点
から６００００ポイズ以下であり、より好ましくは２０
００ポイズ以上４００００ポイズ以下とする。

【００１５】本発明でいう樹脂の溶融粘度の測定は、例
えば、ダイナミックアナライザーＲＡＤ （レオメトリ
ックス社製）にて、φ２５ｍｍのパラレルプレートを使
用し、樹脂をφ２５ｍｍのディスク状に成形したものを
成形時と同条件で温度掃引して行うことができる。最低
溶融粘度とは、成形条件下での溶融粘度の最小値であ
り、そのときの温度を最低溶融粘度を示す温度とする。

【００１６】本発明に用いられる熱硬化性樹脂としては
例えば、熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂、フェノ
ール樹脂、低誘電率化エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が
挙げられる。このような熱硬化性樹脂は、樹脂自体に変
性が施されたものであってもよく、樹脂単独及び/ また
は樹脂と多官能化合物との混合物であってもよい。ま
た、上記の熱硬化性樹脂の中でも、熱硬化性ポリフェニ
レンエーテル樹脂は溶融粘度の制御及び電気特性の観点
から特に好ましい。このような熱硬化性ポリフェニレン
エーテル樹脂としては、例えば特開平７−１６５８４６
号公報記載の組成物、特開平７−１６６０４９号公報記
載の組成物、特公平７−３７５６７号公報記載の組成
物、特公平７−２６０１３号公報記載の組成物等が挙げ
られる。

【００１７】本発明では熱硬化性樹脂に、その用途に応
じて所望の性能を付与させる目的で本来の性質を損なわ
ない範囲の量の充填剤や添加剤を配合して用いることが
できる。充填剤は繊維状であっても粉末状であってもよ
く、シリカ、アルミナ、タルク、雲母、ガラスビーズ、
ガラス中空球等を挙げることができる。また、添加剤と
しては、難燃剤、酸化防止剤、熱安定剤、帯電防止剤、
顔料、染料、着色剤等が挙げられる。成形時の溶融粘度
を調節する目的で、可塑剤、増粘剤等を添加しても良
い。

【００１８】また本発明では、熱硬化性樹脂に成膜性を
付与する等の目的により、ポリスチレン系重合体、ある
いはジエン系樹脂等の熱可塑性樹脂をブレンドすること
ができる。

【００１９】樹脂付き金属箔の樹脂膜あるいは樹脂シー
トの樹脂膜の厚さは、ハンドリングのしやすさから乾燥
後の厚さが１０μｍ以上が好ましく、２０μｍ以上がよ
り好ましく、３０μｍ以上が最も好ましい。この膜厚が
極端に小さいと、積層ビルドアップ工法を行うことが困
難になる。

【００２０】熱硬化性樹脂膜を形成する方法としては、
どのような手段によっても良いが、好ましい方法として
は例えば、当該樹脂を溶剤に溶解もしくは分散させたワ
ニスを塗布、乾燥させる方法が挙げられる。溶剤は樹脂
の選択に応じて適したものが選ばれる。また、別の好ま
しい方法として、無溶剤で溶融成膜する方法も挙げられ
る。

【００２１】内層材、樹脂付き金属箔あるいは樹脂シー
トに回路を形成する方法としては、どのような手段によ
っても良いが、通常、金属箔のエッチングあるいはめっ
きにより行われる。導電性ペースト等を用いた印刷によ
り、樹脂表面に回路を形成することもできる。

【００２２】本発明における樹脂の最低溶融粘度を５０
０ポイズ以上１０００００ポイズ以下、好ましくは１０
００ポイズ以上６００００ポイズ以下、より好ましくは
２０００ポイズ以上４００００ポイズ以下に調節する方
法は特に制限されない。例えば樹脂の化学構造、分子量
あるいは組成の調節による方法が挙げられる。溶融粘度
が極端に低い熱硬化性樹脂を熱処理あるいは光化学的処
理等各樹脂に適した方法により部分的に硬化させ、溶融
粘度を調節することも有効な手段として挙げられる。例
えば、エポキシ樹脂のような溶融粘度の低い樹脂はＢス
テージ状態として、最低溶融粘度を規定の範囲内に調節
することができる。

【００２３】また、成形条件により最低溶融粘度を変化
させることもできる。最低溶融粘度は昇温速度により変
化する。また昇温中に保持温度を設ける場合は、保持温
度及び、保持時間によっても最低溶融粘度を変化させる
ことができる。成形条件は樹脂の組成によって考慮すれ
ばよい。

【００２４】樹脂付き金属箔あるいは樹脂シートの樹脂
が熱硬化性ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物である
場合は、成形を以下の条件で行うことが望ましい。すな
わち、成形温度は１５０〜２５０℃が好ましい。より好
ましくは１６０〜２３０℃、更に好ましくは１７０〜２
２０℃とする。１５０℃未満では樹脂が充分に硬化する
までに時間がかかり好ましくない。一方、２５０℃を超
えると、銅箔の酸化変質等が起こる場合があり、信頼性
に影響を与えるために好ましくない。

【００２５】成形圧力は５〜６０ｋｇ／ｃｍ² が好まし
い。５ｋｇ／ｃｍ² 未満では埋め込み不良を生じたり、
板厚精度が損なわれる場合がある。一方、６０ｋｇ／ｃ
ｍ²を超えると、樹脂が流れすぎたり、成形ひずみが生
じて信頼性を損なう場合がある。

【００２６】また、昇温速度は１〜１０℃／分が好まし
い。より好ましくは３〜７℃／分とする。１℃／分未満
では溶融粘度が充分に低くならず、埋め込み不良を生じ
る場合があり、１０℃／分を越える場合は最低溶融粘度
が低くなりすぎて、板厚精度が損なわれる場合がある。

【００２７】また昇温中に保持温度を設けることによ
り、溶融粘度を調節する場合は、樹脂温度が（最低溶融
粘度を示す温度−５０℃）以上（最低溶融粘度を示す温
度＋３０℃）以下の温度範囲の温度において、１０分以
上定温で保持した後、硬化温度まで昇温することが好ま
しい。このように最低溶融粘度に達する前に一定温度で
保持することにより、溶融粘度が低くなる前に硬化反応
を進め、最低溶融粘度を高くすることができる。また最
低溶融粘度付近で保持することにより、急激な硬化を抑
制し、適当な溶融粘度で充分な埋め込み性を得ることが
できる。保持温度及び時間は樹脂の組成及び目的に応じ
て考慮すればよい。

【００２８】成形圧力については、樹脂温度が（最低溶
融粘度を示す温度−８０℃）以上最低溶融粘度を示す温
度以下の温度範囲の温度に達するまで５〜２０ｋｇ／ｃ
ｍ²、この温度を越えた温度では２０〜６０ｋｇ／ｃｍ
² で加圧して成形することもできる。樹脂の溶融が不十
分な状態では低圧とし、溶融粘度が充分低くなったら加
圧することにより、板厚精度及び埋め込み性に優れた多
層配線板を得ることができる。

【００２９】一般に、積層成形には絶縁層内のボイドの
発生を防ぎ、信頼性の高い基板を得るため真空プレスが
よく用いられる。この場合、真空度は５０ｔｏｒｒ以下
とすることが好ましい。

【００３０】樹脂付き金属箔の樹脂あるいは樹脂シート
の樹脂を成形すると同時に、内層スルーホールを樹脂で
充填する場合については、樹脂が最低溶融粘度に達した
ときに、スルーホールを樹脂で埋め込むに十分な圧力が
かかるように行う。厚み精度等の観点から、昇温中に保
持温度を設けてもよい。

【００３１】〔実施例〕以下、本発明の実施例を比較例
と対比して説明し、本発明の効果を明確にする。

【００３２】この比較試験における樹脂の溶融粘度測定
法及び基板の評価法を以下に示す。 （１）樹脂の溶融粘度 レオメトリックス社製ダイナミックアナライザーＲＡＤ
にて、φ２５ｍｍのパラレルプレートを使用して行っ
た。 （２）板厚精度 ５１０ｍｍ＊３４０ｍｍの基板５枚について、それ
ぞれ１０ヶ所の厚みをマイクロメーターを用いて測定し
た。

【００３３】板厚ばらつきＲ：最大厚みと最小厚みの差 基板をエポキシ樹脂で包埋し、研磨した後、断面を
観察し、絶縁層厚み（樹脂付き銅箔樹脂部）を測定し
た。

【００３４】厚みばらつきｒ：最大厚みと最小厚みの差 （３）埋め込み性 基板をエポキシ樹脂で包埋し、研磨した後、断面を観察
した。 （４）はんだ耐熱試験 基板を５０ｍｍ角に切り出し、片面は銅箔全て、片面は
半分の銅箔を除去した。これを沸騰蒸留水中で１時間煮
沸し、冷却した後、２９０℃のはんだ浴に２分間、浸積
した。

【００３５】（実施例１）熱硬化性樹脂として、熱硬化
性ポリフェニレンエーテル系樹脂を用い、金属箔として
厚さ１２μｍのプリント基板用電解銅箔を用いて、多層
配線板用樹脂付き銅箔を作成した。樹脂の厚さは６０μ
ｍとした。一方、内層材として、１８μｍの銅箔を両面
に張った０．７ｍｍ厚の両面銅張り積層板（ガラスクロ
スに熱硬化性ポリフェニレンエーテル系樹脂を含浸して
得られたプリプレグ使用）を作成し、この内層材の両面
に残銅率５０％の回路をそれぞれ形成した。

【００３６】その内層材の両面に上記樹脂付き銅箔を積
層し、プレスした。プレスは昇温速度３℃／分で、２０
０℃まで昇温し、６０分硬化させて行った。成形圧力は
３０ｋｇ／ｃｍ² とした。このときの樹脂の最低溶融粘
度は３１０００ポイズであった。

【００３７】（実施例２）熱硬化性樹脂として、実施例
１とは異なる組成の熱硬化性ポリフェニレンエーテル系
樹脂を用い、金属箔として厚さ１２μｍのプリント基板
用電解銅箔を用いて、多層配線板用樹脂付き銅箔を作成
した。樹脂の厚さは６０μｍとした。実施例１で得られ
た残銅率５０％の回路を形成した両面銅張り積層板（内
層板）の両面に上記樹脂付き銅箔を積層し、プレスし
た。プレスは昇温速度３℃／分で、２００℃まで昇温
し、６０分硬化させて行った。成形圧力は３０ｋｇ／ｃ
ｍ² とした。このときの樹脂の最低溶融粘度は１４００
０ポイズであった。

【００３８】（実施例３）熱硬化性樹脂として、実施例
１及び実施例２とは異なる組成の熱硬化性ポリフェニレ
ンエーテル系樹脂を用い、金属箔として厚さ１２μｍの
プリント基板用電解銅箔を用いて、多層配線板用樹脂付
き銅箔を作成した。樹脂の厚さは６０μｍとした。実施
例１で得られた残銅率５０％の回路を形成した両面銅張
り積層板の両面に上記樹脂付き銅箔を積層し、プレスし
た。プレスは昇温速度３℃／分で、１６５℃まで昇温
し、２０分保持した後、再び３℃／分で２００℃まで昇
温して、６０分硬化させて行った。成形圧力は樹脂温度
が１１０℃に達するまでは１０ｋｇ／ｃｍ² とし、その
後３０ｋｇ／ｃｍ² に昇圧した。このときの樹脂の最低
溶融粘度は７０００ポイズ、最低溶融粘度点温度は１６
３℃であった。

【００３９】（比較例１）熱硬化性樹脂として、銅張り
積層板用エポキシ樹脂を用い、金属箔として厚さ１２μ
ｍのプリント基板用電解銅箔を用いて、多層配線板用樹
脂付き銅箔を作成した。樹脂の厚さは６０μｍとした。
実施例１で得られた残銅率５０％の回路を形成した両面
銅張り積層板の両面に上記樹脂付き銅箔を積層し、プレ
スした。プレスは昇温速度１．５℃／分で、１７０℃ま
で昇温して、１２０分硬化させて行った。成形圧力は２
０ｋｇ／ｃｍ² とした。このときの樹脂の最低溶融粘度
は２００ポイズであった。

【００４０】（比較例２）熱硬化性樹脂として、実施例
とは異なる組成の熱硬化性ポリフェニレンエーテル系樹
脂を用い、金属箔として厚さ１２μｍのプリント基板用
電解銅箔を用いて、多層配線板用樹脂付き銅箔を作成し
た。樹脂の厚さは６０μｍとした。プレスは昇温速度
０．５℃／分で、２００℃まで昇温して、６０分硬化さ
せて行った。成形圧力は３０ｋｇ／ｃｍ² とした。この
ときの樹脂の最低溶融粘度は１２００００ポイズであっ
た。

【００４１】これらの実施例及び比較例について、
（１）〜（４）の項目について評価した結果を表１に示
した。実施例１〜３は、板厚精度と回路埋め込み性の両
方に優れるばかりでなく、逐次多層配線板として実用に
耐え得るはんだ耐熱性を有している。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に係る逐次多層配線板の製造方法によれば、内層材に積
層体を重ねて熱硬化性樹脂で接着しつつ多層に成形する
に際し、当該熱硬化性樹脂の最低溶融粘度を５００ポイ
ズ以上１０００００ポイズ以下の範囲に規制したため、
成形時の樹脂の流れを適正に維持できて、板厚精度に優
れ、かつ埋め込み性が良好である信頼性の高い多層配線
板を得られるという効果を奏する。

【００４４】また、請求項２に係る発明によれば、当該
熱硬化性樹脂として熱硬化性ポリフェニレンエーテル系
樹脂組成物を用いることで、上記効果をより確実に得る
ことができる。

【００４５】従って、本発明により製造される逐次多層
配線板は、高速ディジタル回路及び高周波アナログ回路
に好適である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プレス熱板間に、内層材と熱硬化性樹脂
   付き金属箔または熱硬化性樹脂シート及び金属箔からな
   る積層体とを重ねて成形するに際し、前記熱硬化性樹脂
   の最低溶融粘度を５００ポイズ以上１０００００ポイズ
   以下の範囲とすることを特徴とする逐次多層配線板の製
   造方法。
2. 【請求項２】 熱硬化性樹脂付き金属箔または熱硬化性
   樹脂シートの樹脂が熱硬化性ポリフェニレンエーテル系
   樹脂組成物であることを特徴とする請求項１記載の逐次
   多層配線板の製造方法。