WO2003009656A1 - Substrat forme sur circuit et procede de fabrication d'un substrat forme sur circuit - Google Patents

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Yasuharu Fukui
Kiyohide Tatsumi
Yoshihiro Kawakita
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Definitions

  • the present invention relates to a circuit forming substrate and a method of manufacturing the circuit forming substrate.
  • the present invention relates to a circuit forming substrate used for various electronic devices and a method for manufacturing the circuit forming substrate.
  • Substrate material 1 shown in FIG. 3A is a so-called pre-preda in which a glass fiber woven fabric as a reinforcing material used for a circuit forming substrate is impregnated with a thermosetting epoxy resin or the like and is in a B-stage state.
  • a film 2 is attached to both sides of the substrate material 1 by a laminating method using a hot roll or the like.
  • via holes 3 are formed in the substrate material 1 by a processing method such as a laser, and then conductive particles such as copper powder and a thermosetting resin, a curing agent, a solvent, and the like are kneaded.
  • the structure shown in FIG. 3C is obtained by filling the conductive paste 4 in the form of a strike. Thereafter, the film 2 is peeled off to obtain a shape in which the conductive paste 4 protrudes as shown in FIG. 3D, and copper foils 5 are arranged on both sides thereof, and heated by a hot press device (not shown). By pressing, the substrate material 1 is thermally cured as shown in FIG.
  • the conductive paste 4 is compressed, and the front and back copper foils 5 are electrically connected.
  • the epoxy resin impregnated in the substrate material 1 flows and flows out to form a flow-out portion 6.
  • trim off the excess part at the end to obtain the shape shown in Fig. 3F.
  • the copper foil 5 is processed into a desired pattern by the method to form a circuit 7, and a circuit-formed substrate on both sides as shown in FIG. 3G is obtained.
  • the circuit on the front and the back of the circuit-forming substrate using a conductive paste and in the case of a multilayer circuit-forming substrate, the electric circuit on the surface layer and the inner layer circuit are used.
  • the connection may be unstable.
  • connection diagram 3E connection diagram 3E
  • the conductive paste 4 is compressed in the vertical direction in the figure, so that the conductive particles in the conductive paste efficiently come into firm contact with each other, and also come into strong contact with the copper foil 5.
  • the thermosetting resin in the substrate material 1 flows toward the outer open end at the time of heating and compression, as can be seen from the formation of the outflow portion 6 in the process from FIG. 3D to 3E.
  • a phenomenon occurs in which the conductive particles in the conductive paste 4 are swept away in the horizontal direction in the figure by the flowing thermosetting resin.
  • efficient compression of the conductive paste 4 is not performed, and the electrical connection by the conductive paste 4 becomes unstable.
  • thermosetting resin becomes remarkable due to the low flow resistance due to the configuration using the woven fabric, and it is difficult to realize the electrical connection using the conductive paste. there were.
  • the substrate material has a cross-sectional shape as shown in FIG. That is, the substrate material 1 was impregnated in a glass fiber woven fabric 9 with a thermosetting resin such as a varnish-like epoxy resin as an impregnating resin 10, and the thickness of the impregnating resin 10 was adjusted with a roll or the like to a desired thickness.
  • a thermosetting resin such as a varnish-like epoxy resin as an impregnating resin
  • the thickness of the substrate material 1 is obtained by adding the thickness of the impregnated resin 10 formed on the surface to the thickness of the initial glass fiber woven fabric 9.
  • the layer of the impregnated resin 10 formed on the surface flows violently in the hot pressing step in the above-described circuit forming substrate manufacturing process. As a result, a large amount of outflowing particles 8 are generated near the surface of the substrate material 1, so that the connection between the layers by the conductive paste 4 becomes insufficient.
  • the pre-preda is completely hardened by hot pressing, that is, after the C-stage is formed, drilling is performed using a drill or the like, and metal such as copper is deposited.
  • a conductive substance such as conductive paste
  • the above-mentioned problems have been apparent.
  • the inventor described the conventional problems described above based on the thickness of the area where the impregnated resin mainly located near the surface of the substrate material, that is, above and below the reinforcing material, It has been found that it is important to maintain an appropriate ratio between the thickness of the central part of the substrate material in which the resin and the reinforcing material are integrated. In other words, if the above ratio is inappropriate, interlayer connection such as conductive particles near the surface of the substrate material A phenomenon occurs in which the steps flow out due to the flow of the substrate material components during a process such as hot pressing.
  • the B-stage state substrate material includes a woven fabric or a nonwoven fabric or a mixed material of a woven fabric and a nonwoven fabric as a capturing material, and the B-stage state after molding in a heat press process.
  • the thickness of the substrate material is not less than the thickness of the reinforcing material and not more than 1.5 times the thickness of the reinforcing material.
  • the electrical connection can be efficiently achieved by the interlayer connection means such as a conductive paste.
  • the weight ratio of the reinforcing material to the substrate material is not less than 30% and not more than 60%, or the thickness of the reinforcing material is not less than 50 ⁇ 1 ⁇ 2 of the thickness of the substrate material. And 90% or less.
  • the electrical connection can be efficiently generated by the interlayer connection means such as a conductive paste.
  • FIGS. 1A to 1G are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a circuit-formed substrate according to a first embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2A to 2E are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a circuit-formed substrate according to a second embodiment of the present invention.
  • 3A to 3G are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a circuit-formed substrate according to a first conventional example.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a material for manufacturing a circuit formation substrate in a second conventional example.
  • the present invention relates to (1) a metal foil or a metal foil attached to a support, or (2) B-stage state board material with interlayer connection means (3) Circuit or B-stage state board material with metal foil and interlayer connection means (4) Circuit Alternatively, two or more types of gold containing at least one or more B-staged substrate materials out of the C-staged substrate material with metal foil or the C-staged substrate material with circuits or metal foil and interlayer connection means
  • the thickness of the substrate material in the B-stage state after molding in the heat press step is equal to or greater than the thickness of the reinforcing material and the thickness of the reinforcing material It is a method of manufacturing a circuit-forming substrate characterized by being 1.5 times or less, and has the effect of efficiently forming electrical connection between layers by means of interlayer connection in a hot pressing process. Having.
  • the conductive material is efficiently compressed in the hot pressing step, and has an effect that a low-resistance interlayer connection can be formed.
  • the present invention further provides a method for manufacturing a circuit-forming substrate, wherein the conductive substance is a conductive paste mainly composed of conductive particles and a resin component.
  • the work of filling non-through holes can be easily performed, and the interlayer connection means to be formed has flexibility, thereby improving reliability against thermal shock and mechanical repetitive stress. Having.
  • the present invention is also a circuit-forming board having a double-sided or multilayer circuit, comprising an interlayer connecting means for electrically connecting the circuit between layers, wherein the substrate material of the layer where the interlayer connecting means exists is a reinforcing material
  • the thickness of the substrate material of the layer where the interlayer connection means is present is not less than the thickness of the reinforcing material and not more than 1.5 times the thickness of the reinforcing material.
  • a circuit forming substrate characterized by the following features: It has effects such as efficient formation.
  • the present invention further provides a circuit-forming substrate characterized in that the interlayer connection means is a conductive substance filled in through or non-through holes formed in the substrate material. In addition to this, there is an effect that a configuration in which interlayer connection portions overlap in the thickness direction of the substrate in a multilayer circuit forming substrate or the like can be easily realized.
  • the present invention further provides a circuit-forming substrate characterized in that the conductive substance is a conductive base mainly composed of conductive particles and a resin component, and a highly reliable interlayer connection can be obtained. And the like.
  • the present invention also provides a substrate material used for manufacturing a circuit-forming substrate for compressing the conductive material in a manufacturing process, using a conductive material as an interlayer connecting means, wherein the reinforcing material is a woven or nonwoven fabric or a woven fabric. And a composite material of a nonwoven fabric and a non-woven fabric, wherein the weight ratio of the scavenger in the substrate material is 30% or more and 60% or less.
  • the flow of the substrate material in the hot pressing process can be controlled, and the effect of stabilizing the formation of interlayer connection means can be obtained.
  • the present invention also provides a substrate material used for manufacturing a circuit-forming substrate for compressing the conductive material in a manufacturing process, using a conductive material as an interlayer connecting means, wherein the reinforcing material is a woven or nonwoven fabric or a woven fabric. Wherein the reinforcing material has a thickness of 50% or more and 90% or less of the thickness of the substrate material.
  • the flow of the substrate material in the pressing step can be controlled, and the effect of stabilizing the formation of interlayer connection means can be obtained.
  • FIGS. 1A to 1G are process cross-sectional views showing a method for manufacturing a circuit-formed substrate and materials for manufacturing the circuit-formed substrate according to the first embodiment of the present invention.
  • a substrate material 1 having a film 2 having a thickness of 2 ⁇ on both sides is prepared.
  • Substrate material 1 is a pre-predder using glass fiber woven fabric as a reinforcing material. Often used to describe the thickness of glass fiber woven fabric as reinforcement Use the value of nominal thickness.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the film 2 may be coated with a thermosetting resin such as an epoxy resin instead of the PET film.
  • a via hole 3 having a diameter of about 200 ⁇ m was formed using a carbon dioxide gas laser.
  • the via holes 3 were filled with the conductive paste 4 as shown in FIG. 1C by a method such as screen printing.
  • the conductive paste 4 is obtained by kneading copper powder having a diameter of about 5 ⁇ m together with a thermosetting resin and a curing agent. It is also possible to add a solvent or the like to the conductive paste 4 for the purpose of viscosity adjustment or the like.
  • the films 2 on both sides of the substrate material 1 were peeled off to obtain a substrate material 1 on which the conductive paste 4 was projected corresponding to the thickness of the film 2, and then copper was applied on both sides. Place foil 5.
  • thermosetting resin in the substrate material 1 flows and becomes the outflow portion 6.
  • the copper foil 5 is patterned by a method such as etching to form a circuit 7, and a circuit 7 is formed as shown in FIG. 1G.
  • a double-sided circuit-formed substrate was obtained.
  • thermosetting resin impregnated in the reinforcing material is calculated by weight. Is expressed as the resin amount.
  • the impregnated thermosetting resin is B-staged in a dryer to produce prepreg. Measure the thickness of the substrate after hot pressing and determine the ratio to the thickness of the glass woven fabric. Calculated.
  • a test pattern was placed on the double-sided board so that 500 via holes with a diameter of about 200 ⁇ m would connect 500 interlayer connections in series. The via resistance value was calculated by calculating the connection resistance value of the front and back sides, that is, the average of the electric resistance value of one interlayer connection part connecting the front and back sides of the double-sided board.
  • the reinforcing material in the substrate material 1, that is, in the first embodiment, the thickness ( ⁇ 2) of the substrate material 1 after hot pressing is equal to the thickness (T 1) of the glass fiber woven fabric. It can be seen that the via resistance value is stabilized when the value is 5 times or less.
  • the peel strength for peeling copper foil 5 from substrate material 1 is lower than usual. Is desirably 66% to 67% to 67% to 68%.
  • the via resistance increased.
  • T 2 thickness after pressing
  • the ratio of the reinforcing material in the substrate material is set to 30% or more and 60% or less by weight, and FIG.
  • the double-sided circuit forming substrate has been described.
  • the second embodiment a case of manufacturing a multilayer circuit forming substrate as shown in FIG. 2 will be described.
  • a double-sided circuit forming substrate 11 as shown in FIG. 2A is prepared, and as shown in FIG. 2B, a substrate material 1 filled with conductive paste 4 and copper foil 5 are placed on the front and back of the double-sided circuit forming substrate 11. Align and place. In this state, the substrate material 1 is molded and cured by heating and pressing with a hot press device or the like, and a shape as shown in FIG. 2C is obtained. At that time, the flow-out portion 6 is formed by the component of the flowing substrate material 1.
  • the copper foil 5 is patterned by etching or the like to form a circuit 7, and as shown in Fig. 2E A four-layer circuit forming substrate was obtained.
  • the electrical connection between the layers could be formed favorably by applying the circuit formation substrate production method and the production material of the present invention.
  • the double-sided circuit forming substrate 11 used in the present embodiment may be the one described in the first embodiment, but it is also possible to use a substrate in which interlayer connection is formed by a normal plating method or the like.
  • a configuration in which the substrate material 1 is temporarily bonded to the double-sided circuit-formed substrate 11 at the stage shown in FIG. 2B can also be adopted.
  • a substrate material that is, a pre-preda in Embodiments 1 and 2 described above
  • an ordinary glass fiber woven or nonwoven fabric impregnated with a thermosetting resin and B-staged is used.
  • Organic fibers such as aramide can be used instead of glass fibers.
  • thermosetting resin described in the embodiment of the present invention as a thermosetting resin include epoxy resins, epoxy melamine resins, unsaturated polyester resins, phenol resins, and polyimide resins.
  • a thermosetting resin composition or a thermosetting resin composition modified with a thermoplastic resin such as a fluororesin, a polyphenylene ether resin, a cyanate ester resin, or a mixture of two or more. If necessary, flame retardants and inorganic fillers can be added.
  • a circuit made of a metal foil or the like temporarily fixed to a support may be used instead of the copper foil.
  • the conductive paste other than conductive paste such as copper powder kneaded with a thermosetting resin containing a curing agent, the conductive paste may be used as a conductive paste.
  • Various compositions such as a polymer material having a high viscosity or a mixture of a solvent and the like can be used.
  • the thickness of the substrate material of the layer in which the interlayer connection means exists is equal to or greater than the thickness of the reinforcing material and equal to the thickness of the reinforcing material. .5 times or less, so that electrical connection can be efficiently achieved by interlayer connection means such as conductive paste.
  • the weight ratio of the reinforcing material to the substrate material is 30% or more and 60% or less, or the thickness of the reinforcing material is 50% or more and 9% or less of the substrate material thickness.

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Description

回路形成基板および回路形成基板の製造方法 技術分野
本発明は、 各種電子機器に利用される回路形成基板および回路形成基板の製造 方法に関する。
近年の電子機器の小型化 ·高密度化に伴って、 電子部品を搭載する回路形成基 板も従来の片面基板から両面、 多層基板の採用が進み、 より多くの回路および部 品を基板上に集積可能な高密度基板が開発されている （たとえば、 日刊工業新聞 社発行の 「表面実装技術」 1 9 9 7年 1月号、 高木清著； "目覚ましいビルドア ップ多層 PWBの開発動向" ) 。
従来例について図を用いて以下に説明する。
図 3 Aに示す基板材料 1は回路形成基板に用いられる補強材としてのガラス繊 維織布に熱硬化性のェポキシ樹脂等を含浸し Bステージ状態としたいわゆるプリ プレダである。 基板材料 1には熱ロール等を用いたラミネート法によりフィルム 2を両面に張り付ける。
次に、 図 3 Bに示すようにレーザ等の加工法により基板材料 1にビア穴 3を形 成した後に銅粉等の導電性粒子と熱硬化性樹脂、 硬化剤、 溶剤などを混練しぺー スト状にした導電性ペースト 4を充填して図 3 Cに示す構成を得る。 その後にフ ィルム 2を剥離することで図 3 Dに示すような導電性ペースト 4が突出した形状 を得て、 その両側に銅箔 5を配置して熱プレス装置 （図示せず） によって加熱カロ 圧することで図 3 Eに示すように基板材料 1は熱硬化し、 導電性ペースト 4は圧 縮されて表裏の銅箔 5が電気的に接続される。 その際に、 基板材料 1中の含浸さ れたエポキシ樹脂は流動し外側に流出し流れ出し部 6を形成する。 その後に端部 の余分な部分を切り落として図 3 Fのような形状とし、 さらにェツチングなどの 方法で銅箔 5を所望のパターンに加工して回路 7とし、 図 3 Gに示すような両面 の回路形成基板を得る。
し力 しながら、 上記のような回路形成基板の製造法では、 導電性ペーストによ る回路形成基板の表裏の回路、 また、 多層回路形成基板の場合には表層と内層の 回路についての電気的接続が不安定なものになる場合がある。
その原因を調べるため、 発明者が実験試作あるいは製作した回路形成基板の解 析を実施した結果、 上記の接続不良の原因は接続図 3 Eに示すような導電性べ一 スト 4中の導電性粒子がビア穴 3の穴径から外部に流れ出す流出粒子 8の発生等 によることを確認した。
すなわち、 理想的な電気的接続の実現には導電性ペースト 4は図中上下方向に 圧縮され、 効率的に導電性ペースト中の導電性粒子同士が強固に接触し、 銅箔 5 とも強固に接触する必要がある。 しかしながら、 図 3 Dから 3 Eに至る工程中で 流れ出し部 6が形成されることでも解るように、 基板材料 1中の熱硬化性樹脂は 加熱圧縮時に外側の開放端に向かって流動する。 その際に、 流動した熱硬化性樹 脂により導電性ペースト 4中の導電性粒子が図中の横方向に押し流される現象を 起こす。 その結果、 効率的な導電性ペースト 4の圧縮が行われず、 導電性ペース ト 4による電気的接続は不安定なものとなってしまう。 以上の説明では、 ガラス 織布と熱硬ィ匕性樹脂を用いた基板材料の場合を述べたが、 ガラス以外の無機繊維 あるいはァラミド等の有機繊維や、 織布以外の不織布の補強材を用いた場合でも 同様の接続不良現象は確認できた。
特に、 織布を用いた場合には織布を用いた構成による流動抵抗の小ささにより、 上述した熱硬化性樹脂の流動は顕著なものとなり、 導電性ペーストによる電気的 接続の実現は困難であった。
発明者は、 種々の実験を繰り返し実施し、 電気的接続の不十分なビア穴部周辺 を解析した結果、 図 3 Eに示すような流出粒子 8は基板材料 1の表面側に多く観 察されることを見いだした。 さらに、 その発生原因を考察し次に述べるような結 論を得た。 基板材料としてガラス繊維織布を用いたプリプレダを使用する場合において、 基板材料は図 4に示すような断面形状を有する。 すなわち、 基板材料 1はガラス 繊維織布 9にワニス状のエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸樹脂 1 0として含 浸し、 所望の厚みになるようロール等で含浸樹脂 1 0の厚みを調節した後に、 乾 燥して Bステージ化する工程により製造する。 従って、 初期のガラス繊維織布 9 の厚みに対して、 その表面に形成された含浸樹脂 1 0の層の厚みが加わったもの が基板材料 1の厚みとなる。 表面に形成された含浸樹脂 1 0の層は前述した回路 形成基板の製造工程中の熱プレス工程において激しく流動する。 そのため基板材 料 1の表面付近に流出粒子 8が多く発生する結果、 導電ペースト 4による層間の 接続が不十分なものとなる。
通常のプリプレダを基板材料として用いた回路形成基板では熱プレスによりプ リプレダを完全硬化させ、 すなわち Cステージ化した後にドリル等を用いて穴加 ェを実施し、 銅等の金属をめつきすることで層間の接続をとるので上記したよう な問題は発生しなレ、。 近年、 高密度回路形成基板では導電性物質すなわち導電性 ペースト等を Bステージ状態の基板材料中に形成したビア穴に充填して層間接続 手段とするという工法が開発され、 そのような工法にて回路形成基板を製造する 際に上記のような問題が顕在ィ匕してきた。
回路形成基板としては、 層間の絶縁層には種々の厚みが設計上要求されるが、 プリプレダに使用する補強材の厚みの種類は限られており、 図 4で示した含浸樹 脂 1 0の層の厚みが比較的厚い基板材料も多く用いられているのが現状である。 発明の開示
以上述べたような従来の問題点を発明者は多くの実験結果および試作サンプル の解析等から基板材料の表面付近すなわち補強材の上下に存在する含浸樹脂が主 体となる部分の厚さと、 含浸樹脂が補強材と一体となっている基板材料の中心部 分の厚さとを適切な比率に保つことが重要であることを見い出した。 すなわち前 記比率が不適切な場合に基板材料の表面付近において導電性粒子等の層間接続手 段が熱プレス等の工程時に基板材料成分の流動等により流出してしまう現象が起 — 。
本発明の回路形成基板の製造方法においては、 Bステージ状態基板材料が捕強 材としての織布もしくは不織布あるいは織布と不織布の混成材料を含み、 熱プレ ス工程において成型後の前記 Bステージ状態基板材料の厚みが前記捕強材厚み以 上かつ前記補強材厚みの 1 . 5倍以下である等の構成を採用したものである。 この本発明により、 導電性ペースト等の層間接続手段による電気的接続の発現 が効率的に行える。
また、 本発明の回路形成基板の製造用材料においては、 補強材の基板材料中の 重量比が 3 0 %以上かつ 6 0 %以下、 あるいは補強材の厚みが基板材料厚みの 5 0 <½以上かつ 9 0 %以下である構成とする。
この本発明によれば、 導電性ペースト等の層間接続手段による電気的接続の発 現が効率的に行えるものである。
以上の結果として、 導電性ペースト等を用いた層間の電気的接続の信頼性が大 幅に向上し、 高密度で品質の優れた回路形成基板を提供できるものである。 図面の簡単な説明
図 1 A〜 1 Gは本発明の第 1の実施の形態の回路形成基板の製造方法を示すェ 程断面図。
図 2 A〜 2 Eは本発明の第 2の実施の形態の回路形成基板の製造方法を示すェ 程断面図。
図 3 A〜 3 Gは第 1の従来例における回路形成基板の製造方法を示す工程断面 図。
図 4は第 2の従来例における回路形成基板の製造用材料を示す断面模式図。 発明を実施するための最良の形態
本発明は、 （1 ) 金属箔、 もしくは支持体に張り付けられた金属箔、 もしくは 支持体に張り付けられ回路パターンを形成された金属箔 （2 ) 層間接続手段を設 けた Bステージ状態基板材料 ( 3 ) 回路もしくは金属箔と層間接続手段を備えた Bステージ状態基板材料 （4 ) 回路もしくは金属箔を備えた Cステージ状態基板 材料もしくは回路もしくは金属箔と層間接続手段を備えた Cステージ状態基板材 料のうち、 少なくとも 1種以上の Bステージ状態基板材料を含んだ 2種以上の金 属箔もしくは基板材料を積層物として積層する積層工程を含み、 前記積層工程に 加熱および 圧を伴う熱プレス工程を含み、 前記 Bステージ状態基板材料が補強 材としての織布もしくは不織布あるいは織布と不織布の混成材料を含み、 熱プレ スェ程において成型後の前記 Bステージ状態基板材料の厚みが前記補強材厚み以 上かつ前記補強材厚みの 1 . 5倍以下であることを特徴とする回路形成基板の製 造方法としたものであり、 熱プレス工程での層間接続手段による層間の電気的接 続が効率的に形成される等の効果を有する。
本発明はさらに、 層間接続手段が Bステージ状態基板材料に形成された貫通あ るいは非貫通の穴に充填された導電性物質であることを特徴とする請求項 1に記 載の回路形成基板の製造方法としたものであり、 導電性物質が熱プレス工程で効 率的に圧縮されることにより低抵抗の層間接続が形成できる等の効果を有する。 本発明はさらに、 導電性物質が導電性粒子と樹脂成分を主体とする導電性べ一 ストであることを特徴とする回路形成基板の製造方法を提供するものであり、 導 電性物質の貫通あるいは非貫通の穴への充填作業が簡便に行えるとともに、 形成 される層間接続手段が可とう性を有するために、 熱衝撃や機械的繰り返しストレ スに対しての信頼性が向上する等の効果を有する。
本発明はまた、 両面あるいは多層の回路を有する回路形成 ¾板であり、 前記回 路を層間で電気的に接続する層間接続手段を備え、 前記層間接続手段の存在する 層の基板材料が補強材としての織布もしくは不織布あるいは織布と不織布の混成 材料を含み、 前記層間接続手段の存在する層の基板材料の厚みが前記補強材厚み 以上かつ前記補強材厚みの 1 . 5倍以下であることを特徴とする回路形成基板を 提供するものであり、 熱プレス工程での層間接続手段による層間の電気的接続が 効率的に形成される等の効果を有する。
本発明はさらに、 層間接続手段が基板材料に形成された貫通あるいは非貫通の 穴に充填された導電性物質であることを特徴とする回路形成基板を提供するもの であり低抵抗の層間接続が得られるとともに、 多層回路形成基板等において基板 厚み方向に層間接続部が重なった構成が容易に実現できる等の効果を有する。 本発明はさらに、 導電性物質が導電性粒子と樹脂成分を主体とする導電性べ一 ストであることを特徴とする回路形成基板を提供するものであり、 信頼性の高い 層間接続が得られる等の効果を有する。
本発明はまた、 層間接続手段として導電性物質を用い、 製造工程中で前記導電 性物質を圧縮する回路形成基板の製造に用いる基板材料であって、 補強材として の織布もしくは不織布あるいは織布と不織布の混成材料を含み、 前記捕強材の基 板材料中の重量比が 3 0 %以上かつ 6 0 %以下であることを特徴とする回路形成 基板の製造用材料を提供するものであり、 熱プレス工程での基板材料の流動が制 御でき、 層間接続手段の形成が安定する等の効果を有する。
本発明はまた、 層間接続手段として導電性物質を用い、 製造工程中で前記導電 性物質を圧縮する回路形成基板の製造に用いる基板材料であって、 補強材として の織布もしくは不織布あるいは織布と不織布の混成材料を含み、 前記補強材の厚 みが基板材料厚みの 5 0 %以上かつ 9 0 %以下であることを特徴とする回路形成 基板の製造用材料を提供するものであり、 熱プレス工程での基板材料の流動が制 御でき、 層間接続手段の形成が安定する等の効果を有する。
以下、 本発明の実施の形態について、 図 1、 図 2を用いて説明する。
(実施の形態 1 )
図 1 A〜 1 Gは本発明の第 1の実施の形態における回路形成基板の製造方法お ょぴ回路形成基板の製造用材料を示す工程断面図である。
図 1 Aに示すように両面に厚み 2 Ο μ πιのフィルム 2を張り合わせた基板材料 1を準備する。 基板材料 1はガラス繊維織布を補強材として用いたプリプレダで ある。 補強材としてのガラス繊維織布の厚みを表現するには通常よく用いられる 公称厚という数値を用いる。
フィルム 2には厚み 2 0 mのポリエチレンテレフタレート （P E T) を用い た。 P E Tフィルムにかえてエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等をコーティングし てフィルム 2として用いても良い。
次に、 図 1 Bに示すように炭酸ガスレーザを用いて約 2 0 0 μ m径のビア穴 3 を加工した。
次に、 スクリーン印刷等の方法で、 図 1 Cに示すように導電性ペースト 4をビ ァ穴 3を充填した。 導電性ペースト 4は、 直径約 5 μ mの銅粉を熱硬化性樹脂及 ぴ硬化剤とともに混練したものである。 粘度調整等の目的で導電性ペースト 4に 溶剤などを添加することも可能である。
次に、 図 1 Dに示すように基板材料 1の両面のフィルム 2を剥離して、 フィル ム 2の厚みに相当して導電性ペースト 4が突出した基板材料 1を得たのち、 両面 に銅箔 5を配置する。
次に、 基板厚み方向に加熱加圧する熱プレス工程を経ることで図 1 Eに示すよ うな形状を得る。 その際に基板材料 1中の熱硬化性樹脂は流動し流れ出し部 6と なる。
次に、 図 1 Fに示すように基板材料 1の周辺部を所望のサイズに切断した後に 銅箔 5をエッチング等の方法でパターン形成して回路 7を形成し、 図 1 Gに示す ような両面回路形成基板を得た。
以上のような工程にて回路形成基板を製造した場合に、 従来例で述べたような 導電性ペースト 4の導電性粒子が流れる等の現象で導電性ペースト 4による電気 的接続が不十分となる課題を解決するために、 発明者は様々な基板材料およぴ熱 プレス工程条件の検討を実施した。
通常のプリント配線板用の平織ガラス繊維織布で厚みが 6 0 , 8 0， 1 0 0 μ mの 3種のネ 強材を用い、 補強材に含浸する熱硬化性樹脂の量を重量比で樹脂量 として表している。 含浸した熱硬ィ匕性樹脂は乾燥機にて Bステージィ匕してプリプ レグを製造している。 熱プレス後の基板厚みを測定し、 ガラス織布厚みとの比を 算出した。 さらに作成した両面基板に約 2 0 0 μ m径のビア穴で層間接続部が 5 0 0個直列に接続されるようなテストパターンを配置して、 その回路電気抵抗を 測定して 1力所あたりの表裏の接続抵抗値、 すなわち両面基板の表裏を接続する 層間接続部 1ケ所の電気抵抗値の平均を算出してビア抵抗値とした。
以上の結果をまとめて表 1に示す。
(表 1 )
Figure imgf000010_0001
表 1の結果からもわかるように基板材料 1中の補強材、 すなわち実施の形態 1 では基板材料 1の熱プレス後の厚み （Τ 2 ) がガラス繊維織布の厚み （T 1 ) の 1 . 5倍以下の場合にビア抵抗値が安定することがわかる。
また、 実験番号 1のサンプルはビア抵抗値は低レ、ものの、 銅箔 5を基板材料 1 から引き剥がすピール強度が通常より低下しており、 ピール強度を要求する用途 に用いる場合には樹脂量を 6 6 %〜增量し、 6 7〜6 8 %にすることが望ましい。 また、 実験番号 2のサンプルを高温高湿下での保存信頼性試験を行うとビア抵 抗値の上昇がみられた。
上記実験の結果から、 ビア抵抗を 1 0 πι Ω以下に形成することが総合的に好ま しいことが分かった。 従って、 熱プレス後の基板厚みを測定し、 T 2 ZT 1の比 を 1 . 5以下にすることが良好であるとの結論を得た。
より良好な電気的接続を得るには図 1 Eの状態での基板材料 1のプレス後厚み は薄くするほど有効である力 一方で、 先述のピール強度の問題およぴ熱プレス 工程での成型性おょぴ、 後述する多層回路形成基板を製造する際の内層回路形成 基板の回路凹凸を埋め込む必要性等の理由により、 少なくとも補強材厚み以上の プレス後厚みが必要であることを実験の結果として得た。
さらに前記プレス後厚み （T 2 ) を薄くしすぎた際の問題点として、 補強材中 の繊維が銅箔と接触し銅マイグレ一ション等の問題を起こしゃすレヽことも試験サ ンプルの信頼性試験等の結果により確認した。
また、 上記の基板材料のプレス後厚み （T 2 ) を達成する手段として、 基板材 料中の補強材の割合を重量比で 3 0 %以上かつ 6 0 %以下にすること、 および図 1 Aの状態での基板材料 1の厚みを補強材厚みの 2倍から 1 . 1倍の間に設定す ること、 すなわち補強材厚みが基板材料 1厚みの 5 0 %から 9 0 %になるよう調 整することが有効であることも実験の結果として確認した。
(実施の形態 2 )
実施の形態 1では両面回路形成基板について説明したが、 実施の形態 2では、 図 2に示すように多層回路形成基板を製造する場合について説明する。
まず、 図 2 Aに示すような両面回路形成基板 1 1を用意し、 図 2 Bに示すよう に導電性ペースト 4を充填した基板材料 1および銅箔 5を両面回路形成基板 1 1 の表裏に位置合わせして配置する。 この状態で熱プレス装置等で加熱加圧するこ とで基板材料 1を成型および硬化させ図 2 Cのような形状を得る。 その際、 流動 した基板材料 1の成分により流れ出し部 6が形成される。
次に、 周辺の余分な部分を切断して図 2 Dのような形状を得た後に、 銅箔 5を エッチング等の方法でパターン形成して回路 7を形成し、 図 2 Eに示すような 4 層回路形成基板を得た。
このような多層回路形成基板の製造においても、 本発明の回路形成基板の製造 方法および製造用材料を適用することで、 層間の電気的接続が良好に形成できた。 なお、 本実施の形態で用いた両面回路形成基板 1 1は実施の形態 1で説明した ものでもよいが、 通常のめっき法等で層間の接続を形成した基板を用いることも 可能であり、 また図 2 Bに示す段階で両面回路形成基板 1 1に基板材料 1が仮圧 着されたような構成も採用できる。
その製造法の例を説明する。 図 2 Aに示す回路形成基板の両面にラミネート法 等を用いて図 1 A〜1 Gで示したようにフィルム 2、 基板材料 1、 回路形成基板 7、 基板材料 1、 フィルム 2の順番になるように貼り合わせする。 次に、 レーザ 加工によりビア穴 3を加工した後に導電性ペースト 4をビア穴 3に充填し、 その 後、 フィルム 2をはがし、 さらにその後、 銅箔 5を外側に配置して熱プレスする という製造方法が可能である。
以上述べた実施の形態 1から 2で基板材料すなわちプリプレダとして説明した '材料の例としては、 通常のガラス繊維織布あるいは不織布に熱硬化性樹脂を含浸 し Bステージィ匕したものを用いることが可能で、 ガラス繊維の代わりにァラミド 等の有機繊維を採用することもできる。
また、 織布と不織布を混成した材料、 たとえば 2枚のガラス繊維の間にガラス 繊維不織布を挟み込んだような材料を補強材として用いることも可能である。 また、 本発明の実施の形態で熱硬化性樹脂と記述した部分の熱硬化性樹脂の例 としては、 エポキシ系樹脂、 エポキシ 'メラミン系樹脂、 不飽和ポリエステル系 樹脂、 フエノール系樹脂、 ポリイミド系樹脂、 シァネート系樹脂、 シアン酸エス テル系樹脂、 ナフタレン系樹脂、 ユリア系樹脂、 アミノ系樹脂、 アルキド系樹脂、 ケィ素系樹脂、 フラン系樹脂、 ポリウレタン系樹脂、 アミノアルキド系樹脂、 ァ クリル系樹脂、 フッ素系樹脂、 ポリフエ二レンエーテル系樹脂、 シァネートエス テル系樹脂等の単独、 あるいは 2種以上混合した熱硬化性榭脂組成物あるいは熱 可塑性樹脂で変性された熱硬化性樹脂組成物を用いることができ、 必要に応じて 難燃剤や無機充填剤の添加も可能である。
また、 銅箔の代わりに支持体に仮止めされた金属箔等からなる回路を用いるこ ともできる。 また、 層間接続手段として導電性ペーストを用いて説明したが、 導電性ペース トとしては銅粉等の導電性粒子を硬化剤を含む熱硬化性樹脂に混練したもの以外 に、 導電性粒子と適当な粘度の高分子材料あるいは溶剤等を混練したもの等多種 の組成が利用可能である。
さらに、 導電性ペースト以外にめっき等により形成したボスト状の導電性突起 や、 ペースト化していない比較的大きな粒径の導電性粒子を単独で層間接続手段 として用いることも可能である。 産業上の利用可能性
以上述べたように本発明の回路形成基板の製造方法おょぴ回路形成基板におい ては、 層間接続手段の存在する層の基板材料の厚みが前記補強材厚み以上かつ前 記補強材厚みの 1 . 5倍以下とする等の構成としたものであり、 導電性ペースト 等の層間接続手段による電気的接続の発現が効率的に行えるものである。
特に、 基板材料としてのプリプレダの補強材にガラス等の繊維を用いた織布を 用いた場合には、 織布の持つ寸法安定性おょぴ、 銅箔等の引き剥がし強度が強い 等の利点を生かしながら、 層間の接続を安定化できるという格別の効果を発揮す るものである。
また、 本発明の回路形成基板の製造用材料においては、 補強材の基板材料中の 重量比が 3 0 %以上かつ 6 0 %以下もしくは補強材の厚みが基板材料厚みの 5 0 %以上かつ 9 0 %以下に設定する等の構成とすることで、 導電性ペースト等の 層間接続手段による電気的接続の発現が効率的に行える。
以上の結果として、 導電性ペースト等を用いた層間の電気的接続の信頼性が大 幅に向上し、 高密度で品質の優れた回路形成基板を提供できる。

Claims

請求の範囲
1.貫通穴を有する絶縁基板と前記貫通穴に充填された層間接続手段と前記絶縁基 板の両面に形成される回路パターンとを有する回路形成基板であって、 前記絶縁 基板が繊維補強材を含む熱硬ィ匕性樹脂からなり、 前記絶縁基板の厚さが前記繊維 補強材の厚さと同等以上かつ 1 . 5倍以下であることを特徴とする回路形成基板。
2 . 複数の前記回路形成基板が積層されてなる請求項 1記載の回路形成基板。
3 . 前記繊維補強材が、 織布と不織布のうちの少なくとも一つを含み、 前記繊維 補強材の重量が前記絶縁基板の重量の 3 0 %以上かつ 6 0 %以下である請求項 1 記載の回路形成基板。
4 . 前記層間接続手段が導電性粒子と樹脂成分を主体とすることを特徴とする請 求項 1記載の回路形成基板。
5 . 両面にフィルムを有する Bステージのプリプレダに貫通穴を形成する工程と 前記貫通穴に導電性材料を充填する工程と前記導電性材料の充填後に両面のフィ ルムを除去する工程とを含む基材形成工程と、 前記基材を含む積層体を加熱下に 加圧する熱プレス工程とを有する回路形成基板の製造方法であって、 前記 Bステ ージプリプレダが繊維補強材を有し、 前記熱プレス工程が、 前記絶縁基板の厚さ を前記繊維補強材の厚さと同等以上でかつ 1 . 5倍以下まで前記プリプレダを加 圧する工程であることを特徴とする回路形成基板の製造方法。
6 . 前記プリプレグは前記繊維補強材を重量比で 3 0 %以上かつ 6 0 %以下含む ことを特徴とする請求項 5記載の回路形成基板の製造方法。
7 . 前記プリプレダ中での前記繊維補強材の厚みが前記プリプレグ全体の厚みの 5 0 %以上かつ 9 0 %以下であることを特徴とする請求項 5記載の回路形成基板 の製造方法。
8 . 前記導電性材料が導電性粒子と榭脂成分を主体とする導電性ペーストである ことを特徴とする請求項 5記載の回路形成基板の製造方法。
9 . 導電性物質を充填した貫通穴を有する Bステージプリプレダであって、 前記 プリプレダは前記繊維補強材を重量比で 3 0 %以上かつ 6 0 %以下含むことを特 徴とする回路形成基板の製造用部材。
1 0 . 導電性物質を充填した貫通穴を有する Bステージプリプレダであって、 前 記プリプレダ中での前記繊維補強材の厚みが前記プリプレダ全体の厚みの 5 0 % 以上かつ 9 0 %以下であることを特徴とする回路形成基板の製造用部材。
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