JP2004356308A - Insulating layer for wiring board, wiring board using the same, and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
【課題】絶縁シートの表面に金属箔からなる微細な配線回路層を良好に転写できるとともに、半導体素子との熱膨張差を低減し、かつ低誘電率で高周波特性の優れた配線基板用絶縁層及びそれを用いた配線基板とその製造方法を提供する。
【解決手段】樹脂中に非球状の無機粉末を含み、かつ空孔を有する未硬化状態または半硬化状態の主絶縁層11の少なくとも一方の主面に、樹脂中に20体積%以下の無機粉末を含む、または無機粉末を含まない被覆層13を重畳してなることを特徴とする。
【選択図】図4An insulating layer for a wiring board which can transfer a fine wiring circuit layer made of a metal foil to a surface of an insulating sheet, reduces a difference in thermal expansion with a semiconductor element, and has a low dielectric constant and excellent high-frequency characteristics. And a wiring board using the same and a method for manufacturing the same.
A non-spherical inorganic powder is contained in a resin, and at least one main surface of an uncured or semi-cured main insulating layer (11) having vacancies has an inorganic powder content of 20% by volume or less in the resin. Or a coating layer 13 containing no inorganic powder.
[Selection diagram] FIG.
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線基板を作製するための配線基板用絶縁層と、それを用いた電気素子収納用パッケージや多層配線基板などに適した配線基板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来技術】
従来の配線基板の絶縁層は樹脂成分とガラスクロスなどからなり、その熱膨張係数は配線基板に搭載される半導体素子などよりも大きく、両者の接合信頼性は十分とは言えなかった。絶縁層の熱膨張係数を半導体素子に近づけるには、樹脂よりも熱膨張係数が低い無機粉末を多く添加すればよいが、例えば、銅箔転写法の場合には、転写に必要な樹脂が不足して配線回路が絶縁シートに転写されにくくなるという問題があるため、無機粉末の添加量には制限があり、絶縁層の熱膨張係数を十分に小さくするのは困難であった。
【0003】
この問題に対して、樹脂の溶融粘度、無機粉末の形状、粒径、開気孔率などを最適化することで、絶縁層の熱膨張係数を低下させ、半導体素子との熱膨張差を低減し、且つ耐湿性に優れた配線基板を作製できることが報告されている(特許文献1参照)。
【0004】
また、絶縁シートを無機粉末の量を多くした高濃度粉末シートと、無機粉末の量を高濃度粉末シートよりも少なくした低濃度粉末シートの2層構造にして、絶縁層の熱膨張係数を低下させ、微細な配線パターンを良好に転写できる絶縁シートおよびその製法、並びに、かかる絶縁シートを用いることにより寸法精度に優れた表面多層配線層を有する配線基板およびその製法が報告されている(特許文献2)。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−68802号公報
【0006】
【特許文献2】
特開2003−110246号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術において熱膨張係数を小さくするために無機粉末を多く添加した場合、樹脂と無機粉末の種類によっては誘電率が大きくなり(例えば樹脂はAPPEでε=2.5、無機粉末はシリカでε=4.5)、無機粉末を添加するほど配線基板全体の誘電率は増加し、高周波特性が悪くなるなどの問題があった。
【0008】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、絶縁シートの表面に金属箔からなる微細な配線回路層を良好に転写できるとともに、電気素子との熱膨張差を低減し、かつ低誘電率で高周波特性の優れた配線基板用絶縁層及びそれを用いた配線基板とその製造方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板用絶縁層は、樹脂中に非球状の無機粉末を含み、かつ空孔を有する未硬化状態または半硬化状態の主絶縁層の少なくとも一方の主面に、樹脂中に20体積%以下の無機粉末を含む、または無機粉末を含まない被覆層を重畳してなることを特徴とする。
【0010】
このような配線基板用絶縁層の主絶縁層では、無機粉末が非球状であるため、充填性が低く、主絶縁層内に空孔を含む形態となる。この空孔には、誘電率が樹脂、無機粉末よりも低い空気(誘電率:1.0)が存在するため、硬化後に、低い誘電率を有する主絶縁層を提供することができる。
【0011】
また、このような樹脂と非球状の無機粉末と空孔とを具備する主絶縁層では、非球状の無機粉末が骨格を形成し、無機粉末により形成された骨格の間に、樹脂と空孔とが存在する形態となる。
【0012】
このような形態では、主絶縁層は加熱されても、樹脂の体積膨張は空孔の体積を小さくすることに費やされるため、主絶縁層を構成する材料の熱膨張率と体積の割合から理論的に導かれる主絶縁層の熱膨張係数よりも、主絶縁層の実際の熱膨張係数は小さくなる。そのため、このような形態では熱膨張係数の小さな主絶縁層を得ることができ、このような主絶縁層を具備する配線基板では、配線基板の熱膨張係数が小さくなるために、配線基板と配線基板に搭載される電気素子などとの接合信頼性を向上させることができる。
【0013】
また、主絶縁層は樹脂量が少ないために、主絶縁層に配線回路を転写することは困難であり、また、主絶縁層同士を積層することは困難であるが、主絶縁層の少なくとも一方側の主面に、樹脂中に20体積%以下の無機粉末を含む、または無機粉末を含まない被覆層、即ち、樹脂量が80体積%以上の被覆層を設けることで、被覆層の表面に配線回路を転写することができ、主絶縁層間に被覆層が配置されるように積層することで、強固な配線基板を作製できる。そして、このような配線基板は低誘電率で、低熱膨張係数を有し、電気的特性並びに電気素子との接続信頼性に優れたものとなる。
【0014】
また、本発明の配線基板用絶縁層は、主絶縁層が40体積%以上の非球状の無機粉末を含むことが望ましい。
【0015】
このように、主絶縁層に40体積%以上の非球状の無機粉末を含有させることによって、樹脂は、ほとんど無機粉末が形成する骨格の間隙に存在することになり、無機粉末で形成された骨格は、シートに加えられる加熱、圧力に対して不動になる。また、樹脂量が相対的に減少するために、主絶縁層における熱膨張係数は無機粉末の熱膨張係数に近くなり、電気素子などとの接合信頼性をさらに向上させることができる。
【0016】
また、本発明の配線基板用絶縁層によれば、主絶縁層の空孔が5体積%以上であることが望ましい。
【0017】
このように、主絶縁層の空孔を5体積%以上とすることで、誘電率の低い空気の存在量を増加させることができ、主絶縁層を硬化して得られる主絶縁層の誘電率を小さくすることができ、配線基板全体の誘電率を小さくすることができる。
【0018】
また、本発明の配線基板絶縁シートは、被覆層の厚みが2μm以上であり、主絶縁層と被覆層とを重畳してなる配線基板用絶縁層の全体の厚みが50μm以下であることが望ましい。
【0019】
このように被覆層の厚みを2μm以上とすることで、配線回路層と被覆層との接着性を十分確保でき、被覆層表面に配線回路層を良好に転写することができる。
【0020】
また、主絶縁層と被覆層とを重畳してなる配線基板用絶縁層の厚みを50μm以下にすることで、例えばレーザー加工に必要なショット数が削減され、加工のタクトを短くすることができる。また、配線基板用絶縁層の層厚みが薄くなることで、配線基板の配線長を短くすることができ、信号の遅延やノイズによる誤動作を低減することができる。
【0021】
また、本発明の配線基板用絶縁層は、主絶縁層及び被覆層に含有される無機粉末の平均粒径が1μm以下であることを特徴とする。
【0022】
ビア加工により形成されるビア形状は主絶縁層及び被覆層に含有される無機粉末形状によって変化し、より微細な無機粉末を用いることで、きれいなビア形状が得られ、特に、主絶縁層及び被覆層に含有される無機粉末の平均粒径を1μm以下とすることでビア形状をきれいに形成でき、また、仮に、ビアホールから脱粒が発生したとしても、無機粉末の粒径が小さいために、ビア形状への影響を最小限にすることができる。
【0023】
また、本発明の配線基板用絶縁層は、主絶縁層に含まれる非球状の無機粉末のアスペクト比が2以上であることが望ましい。
【0024】
このように、主絶縁層に含まれる非球状の無機粉末のアスペクト比を2以上とすることで、主絶縁層に空孔をより多く含有させることができるとともに、無機粉末同士が粒子と粒子の界面で滑ることが少なくなるため、温度または圧力変動による粒子の再配列が抑制され、主絶縁層の熱膨張係数を小さくでき、電気素子の熱膨張係数に近づけることができる。
【0025】
また、より少ない無機粉末量で、主絶縁層に多くの空孔を形成することができるため、主絶縁層に、誘電率が低い空孔を多く含有させることができ、主絶縁層の誘電率を小さくすることができる。
【0026】
また、本発明の配線基板は、樹脂を含む絶縁層を複数積層し、前記絶縁層の表面及び/又は内部に配線回路層を形成してなる配線基板において、前記絶縁層が、非球状の無機粉末を含み、かつ、空孔を有する主絶縁層と、樹脂中に20体積%以下の無機粉末を含む、または無機粉末を含まない被覆層とを具備してなることが望ましい。
【0027】
このような配線基板は、主絶縁層の充填率が低く、主絶縁層に空孔を含有しているため、熱膨張係数、誘電率が小さな主絶縁層を得ることができるとともに、被覆層と配線回路層との界面及び、被覆層と主絶縁層との界面において、樹脂が十分に存在するため、被覆層と配線回路層及び、被覆層と主絶縁層とが強固に接着され、強固な配線基板を作製することができる。
【0028】
また、本発明の配線基板は、主絶縁層が40体積%以上の非球状の無機粉末を含むことが望ましい。
【0029】
このような配線基板は、主絶縁層に40体積%以上の非球状の無機粉末を含有させることによって、樹脂はほとんど無機粉末の間隙しか存在しなくなり、無機粉末で形成された骨格は、主絶縁層に加えられる加熱、圧力に対して不動になるために配線基板の熱や応力による変形が抑制される。また、樹脂量が相対的に減少するために、主絶縁層の熱膨張係数は無機粉末に近づき、小さくなり、配線基板の熱膨張係数を小さくできるため、配線基板と配線基板に搭載される電気素子などとの接合信頼性を向上させることができる。
【0030】
また、本発明の配線基板は、主絶縁層の空孔が5体積%以上であることが望ましい。このような配線基板では、配線基板に含有される低誘電率の空孔の割合が増加し、配線基板の誘電率を小さくすることができる。
【0031】
また、本発明の配線基板は、主絶縁層及び被覆層における無機粉末の平均粒径が1μm以下であることが望ましい。
【0032】
このような配線基板では、ビア形状を設計に近く形成でき、無機粉末の脱粒も少ない。そのため、ビア形状が一定であり、ビア抵抗などが均一で、基板のインピーダンス制御がしやすくなる。
【0033】
また、本発明の配線基板は、主絶縁層に含まれる非球状の無機粉末のアスペクト比が2以上であることが望ましい。
【0034】
このように、主絶縁層に含まれる非球状の無機粉末のアスペクト比を2以上とすることで、主絶縁層において、無機粉末の再配列が起きにくくなるため、高温加熱時の基板の変形を防止することができるとともに、無機粉末の含有量に対して、より多くの空孔を主絶縁層に導入することができるため、誘電率を小さくすることができる。
【0035】
また、本発明の配線基板は、配線回路層の厚みをt1、被覆層の厚みをt2としたとき、t2/t1≧0.15であることが望ましい。
【0036】
このように、配線回路層の厚みt1と被覆層の厚みt2との関係をt2/t1≧0.15とすることで、配線回路層の厚みt1に対して、一定以上の厚みの被覆層の厚みが確保され、配線回路層と被覆層との接着性を確保できるとともに、配線回路層を絶縁層中へ埋設しやすくなるため、絶縁層と配線回路層との接着性をさらに向上させることができる。
【0037】
本発明の配線基板は、被覆層の厚みが2μm以上であり、主絶縁層と被覆層とを重畳してなる絶縁層の厚みが50μm以下であることが望ましい。
【0038】
このように、被覆層の厚みを2μm以上とすることで、配線回路層と被覆層の間に樹脂が十分確保され、配線回路層と被覆層との接着強度が強固になる。
【0039】
また、主絶縁層と被覆層とを重畳してなる絶縁層の厚みを50μm以下にすることで、ビア加工性が向上し、ビア形状が安定するため、回路のインピーダンスが安定する。また、絶縁層厚みが薄くなることで配線長が短くなり、信号の遅延やノイズによる誤動作が少なくなる。
【0040】
本発明の配線基板用絶縁層の製造方法は、少なくとも樹脂と非球状の無機粉末とを含む絶縁性スラリーと、樹脂を含み、無機粉末を20体積%以下含む、又は無機粉末を含まない被覆スラリーとを調製する工程と、前記2種のスラリーのうち、前記絶縁性スラリーを用いてシート成形法により主絶縁層を形成する工程と、該主絶縁層の表面に前記被覆スラリーを用いてシート成形法により被覆層を積層する工程と、を具備することを特徴とする。
【0041】
このような製法にすることで、主絶縁層の少なくとも一方の主面に被覆層が形成された絶縁シートを容易に作製することができる。また、この絶縁シートを用いて、電気素子との接合信頼性に優れ、低誘電率を有する配線基板を容易に作製することができる。
【0042】
また、本発明の多層配線基板の製造方法は、
(a)少なくとも樹脂を含む絶縁基材の少なくとも表面に導体配線層を形成してなるコア積層体を形成する工程と、
(b)該コア積層体の表面上に、請求項1乃至請求項6のうちいずれかに記載の配線基板用絶縁層を熱圧着する工程と、
(c)前記配線基板用絶縁層の所定箇所にレーザ光を照射して貫通孔を形成する工程と、
(d)(c)で形成した貫通孔に金属粉末と有機成分を含む導体ペーストを充填してビア導体を形成する工程と、
(e)該ビア導体が形成された前記配線基板用絶縁層上に、予め微細加工された配線回路層を形成して、上面側が粗化された導体配線層を形成する工程と、
(f)(b)〜(e)工程を繰り返して多層化する工程とを具備することを特徴とする。
【0043】
このような製造方法では、まず、配線基板用絶縁層の少なくとも一方の主面に樹脂成分が多く存在するために、配線基板用絶縁層に配線回路層を転写する際に、主絶縁層のみの場合と比較して、比較的低温低圧下で微細化された配線回路層を配線基板用絶縁層に容易に転写できる。また、配線回路層の表面の凹凸部に樹脂が入り込み、アンカー効果が高まるため配線回路層と絶縁層とを強固に接着できる。
【0044】
また、配線基板用絶縁層の少なくとも一方の主面に樹脂が多く存在することから、配線基板用絶縁層に配線回路層が形成された後の積層においても配線基板用絶縁層同士を強固に密着できる。
【0045】
また、このように、配線回路層を形成する配線基板用絶縁層の少なくとも一方の主面の樹脂量を多くすることにより、配線回路層の転写性を高めるとともに、主絶縁層の樹脂量を少なくすることができ、絶縁層の機械的強度やヤング率が高まり、転写、積層時の加圧加熱においても絶縁層の変形が抑えられることから、高寸法精度の配線回路層を有する配線基板を容易に作製できる。
【0046】
【発明の実施の形態】
本発明における配線基板用絶縁層は、図1(c)に示すように樹脂中に非球状の無機粉末を含み、かつ空孔を有する未硬化状態または半硬化状態の主絶縁層11の少なくとも一方の主面に、樹脂中に20体積%以下の無機粉末を含む、または無機粉末を含まない被覆層13を重畳して構成される。
【0047】
主絶縁層11に含まれる無機粉末の形状は、粒子の再配列を防止し、熱膨張係数を小さくする、また、空孔を多く形成し、誘電率、誘電損失を小さくするという理由から非球状であることが必要である。
【0048】
また、主絶縁層11の熱膨張係数を小さくするために、主絶縁層が40体積%以上の非球状の無機粉末を含有することが望ましく、特に半導体素子との熱膨張係数差を小さくして実装信頼性を向上するためには50体積%以上の非球状の無機粉末を含有することが望ましい。
【0049】
用いられる無機質粉末としては、SiO2、Al2O3、AlN、SrTiO3等が好適であり、ビアホールを設計に近い形状とするために主絶縁層11及び被覆層13に含有される無機粉末の平均粒径は1μm以下であることが望ましく、特に、0.7μm以下の無機粉末が用いられる。このように微細な無機粉末を用いることで、50μm以下の薄い配線基板用絶縁層15に、層間接続用の微細なビアホールを形成する場合にも無機粉末が障害にならず、良好な形状のビアホールを容易に形成できる。
【0050】
また、主絶縁層11に含まれる非球状の無機粉末のアスペクト比は、粒子の再配列を防止し、安定して熱膨張係数を大きくするために、2以上であることが望ましい。
【0051】
また、主絶縁層11の誘電率、誘電損失を小さくするため、主絶縁層11には、誘電率などが低い空孔が多く含まれることが望ましく、特に、高周波用途には5体積%以上の空孔を含むことが望ましい。
【0052】
被覆層13に含まれる無機粉末の含有量は、配線回路層の転写性を向上させるため、20体積%以下、または、含まないことが必要であり、特に、転写した配線回路層の寸法変化を小さくするために、無機粉末の含有量を10〜20体積%とすることが望ましい。
【0053】
また、被覆層13の厚みは、配線回路層を良好に転写するために2μm以上とすることが望ましく、主絶縁層11と被覆層13とを重畳してなる配線基板用絶縁層15の厚みは、配線長を短くするとともに、穴加工性を良好にするために50μm以下とすることが望ましく、特に、40μm以下とすることが望ましい。
【0054】
このような主絶縁層11及び被覆層13に用いられる樹脂には、熱硬化型PPE(ポリフェニレンエーテル)、BTレジン(ビスマレイミドトリアジン)、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミノビスマレイミド群から選ばれる少なくとも1種が好適に用いられる。
【0055】
本発明の配線基板は、図4に示すように、非球状の無機粉末を含み、かつ、空孔を有する主絶縁層11と、樹脂中に20体積%以下の無機粉末を含む、または無機粉末を含まない被覆層13とが交互に積層され、配線基板24の内部及び表面には、主絶縁層11間及び被覆層13表面に配線回路層25が形成され、主絶縁層11と被覆層13を貫通してビア導体19が形成され、配線回路層25とビア導体19とは電気的に接続されて構成されている。
【0056】
このような配線基板24において、主絶縁層11と被覆層13は、配線基板24の配線回路層25及びビア導体19を電気的に絶縁する機能を有するもので、絶縁体により構成されている。
【0057】
また、配線回路層25とビア導体19とは配線基板24内に配線回路を形成するもので、配線回路層25は銅箔などからなり、ビア導体19は金属粉末と樹脂などの混合体からなるものである。
【0058】
このような配線基板24において、主絶縁層11は熱膨張係数、誘電率を小さくし、また、配線基板24の熱膨張係数を小さくする役割を有している。
【0059】
また、主絶縁層11の主面に形成された被覆層13は、主絶縁層11同士および被覆層13と配線回路層25とを強固に接着する。
【0060】
主絶縁層11は、熱膨張係数を小さくし、誘電率を小さくするために、非球状の無機粉末と空孔とを含有することが必要である。
【0061】
無機粉末量は、主絶縁層11の熱膨張係数を小さくするため、40体積%以上とすることが望ましく、特に、配線基板24に搭載される電気素子、例えば、半導体素子などとの接続信頼性を向上させるため、50体積%以上とすることが望ましい。
【0062】
また、主絶縁層11に用いられる無機粉末は、ビア形状を均一とし、インピーダンス制御が容易となる点から、1μm以下、特に0.7μm以下とすることが望ましい。
【0063】
また、主絶縁層11に用いられる無機粉末は、主絶縁層11の熱による変形を防止するという点から、アスペクト比が2以上であることが望ましく、さらに、3以上であることが望ましい。
【0064】
また、主絶縁層11の空孔は、主絶縁層11の熱膨張係数を小さくし、かつ、誘電率を小さくするため、5体積%以上であることが望ましく、10体積%以上、15体積%以上以上とすることでさらに、熱膨張係数、誘電率を小さくできる。
【0065】
また、被覆層13の無機粉末は20体積%以下、または無機粉末を含まないことが必要である。無機粉末の量を20体積%以下とすることで樹脂量が増加し、主絶縁層11と被覆層13および、被覆層13と配線回路層25の接着強度を充分大きくすることができる。
【0066】
また、被覆層13の無機粉末には球状粒子、非球状粒子のどちらを用いても良いが、球状粒子を用いる場合には、配線回路層25を被覆層13に転写する際に無機粉末が再配列して樹脂が流動し、配線回路層25のアンカー部に樹脂が充填されやすいため、同一の無機粉末添加量で、接着強度を大きくできる点で望ましい。
【0067】
また、配線回路層25の厚みをt1、被覆層13の厚みをt2としたとき、t2/t1≧0.15とすることが望ましい。このように範囲とすることで、配線回路層25の厚みt1に対して、一定以上の被覆層13の厚みt2が確保され、配線回路層25と被覆層13との接着性を確保できるとともに、配線回路層25を被覆層13へ埋設しやすくなるため、被覆層13と配線回路層25との接着性をさらに向上させることができる。さらに、t2/t1≧0.8とすることで、主絶縁層11の変形を抑制し、配線回路層25を比較的変形しやすい被覆層13に、埋設、接着させることができ、特に望ましい。
【0068】
また、t2/t1≦2とすることで、変形しやすい被覆層13の厚みを抑制して、配線回路層25の寸法変化を防止できる。
【0069】
また、被覆層13の厚みを2μm以上とすることで、配線回路層25と被覆層13との接着性が向上する点から望ましく、さらに5μm以上とすることが望ましい。また、主絶縁層11と被覆層13を重畳してなる絶縁層29の厚みは、インピーダンス特性などを考慮すると50μm以下が望ましい。
【0070】
次に、本発明の配線基板用絶縁層15を用いた配線基板24の製造方法を図1、2、3を用いて説明する。
【0071】
まず、少なくとも樹脂と非球状の無機粉末とを含む絶縁性スラリーと、樹脂を含み、無機粉末を20体積%以下含む、又は無機粉末を含まない被覆スラリーとを調製する。
【0072】
次に、図1(a)に示すように、ドクターブレード法などのシート成形法により絶縁性スラリーから主絶縁層11を形成する。
【0073】
次に、図1(b)に示すように主絶縁層11の一方の主面に被覆スラリーを用いてシート成形法により被覆層13を積層し、配線基板用絶縁層15を作製する。
【0074】
また、シート成形法により、予め、絶縁性スラリーから主絶縁層11を作製し、被覆スラリーから被覆層13を作製し、両者を積層してもよい。
【0075】
樹脂、無機質粉末を含有する被覆層13は、積層以前は未硬化状態または半硬化状態(Bステージ)が良い。硬化してしまうと配線基板用絶縁層15同士の接着強度が低くなり、層間の剥離が起こる。
【0076】
また、図1(c)に示すように主絶縁層11の両面に被覆層13を設ける場合には、他の方法として、まず、ドクターブレード法などのシート成形法により被覆スラリーから被覆層13aを形成し、さらに、被覆層13aの主面に、絶縁性スラリーから主絶縁層11を形成し、さらに、主絶縁層11の主面に被覆スラリーから被覆層13aを形成する。
【0077】
次に、上記のようにして作製した配線基板用絶縁層15に対して、図2(d)に示すように、打ち抜き法やレーザー加工、プラズマエッチング等によってビアホール17を形成する。
【0078】
ビアホール17のビア径は30〜300μmの範囲で良好に用いられる。300μmを超えるとレーザーの熱で樹脂が焼け、ビアホール17周辺に残滓が付着するため望ましくない。さらに大きい穴加工が必要な場合にはドリルを用いる方がよい。
【0079】
次に、図2(e)に示すように、ビアホール17に導体ペーストを充填してビアホール導体19を形成する。
【0080】
ビアホール17内に充填する導体ペーストは、金属粉末にエポキシ、セルロース等の樹脂成分を添加し、酢酸ブチルなどの溶媒によって混練したものが使用され、導体ペースト中に配合される金属粉末としては、銅、アルミニウム、銀、金のうちの少なくとも1種の低抵抗金属からなることが望ましい。所望によっては、ホール内に充填後に、60〜140℃で加熱処理を行い、ペースト中の溶媒および樹脂分を分解、揮散除去することもできる。
【0081】
次に、ビアホール導体19を具備する配線基板用絶縁層15の被覆層13側に配線回路層25を設ける。
【0082】
例えば、転写法では、図2(f)に示すように、配線基板用絶縁層15の被覆層13側に、あらかじめ作製した配線回路層25が積層された金属箔付きフィルム29の配線回路層25側を当接させ、その積層物を60〜150℃で加熱し、1〜5MPaで1〜10分、加圧した後、図3(g)、(h)に示すように、樹脂フィルム29を剥がすことにより、配線基板用絶縁層15の上面に、配線回路層25が埋設された配線基板用絶縁層15a、15cを作製することができる。
【0083】
また、主絶縁層11と被覆層13とを積層してなる配線基板用絶縁層15の被覆層13と配線回路層25を、例えば、温度100℃、圧力2MPa以上での条件で加圧加熱した時の接着強度は、0.2kgf/cm以上であることが望ましい。
【0084】
なお、この接着強度は、上記と同様にして作製した25mm×100mmの銅箔を被覆層13に転写し、180°の引きはがし試験を行った際の値である。
【0085】
被覆層13と配線回路層25との接着強度を上記の範囲にすることで、配線回路層25と配線回路層25が形成されたフィルムとの接着強度よりも、被覆層13と配線回路層25との接着強度を大きくすることができるため、被覆層13への配線回路層25の転写性を向上させることができ、良好な転写性を確保することができる。
【0086】
なお、同様に、配線基板用絶縁層15の上下面に配線回路層25を同時に埋設して、図3(h)に示す絶縁シート15bを作製する。このように、必要に応じて配線基板用絶縁層15a、15b、15cの上下面に配線回路層25を具備する樹脂フィルム29を積層し、圧着することにより、配線基板24における2層の配線回路層25の転写工程を同時に行うことができる。
【0087】
また、上記のようにして作製した配線基板用絶縁層15の表面に埋設された配線回路層25に対して粗化処理を行い、配線回路層25の表面粗さ(Ra)を0.2μm以上、特に0.4μm以上となるようにすることが望ましい。
【0088】
そして、図3(h)に示すように、配線基板用絶縁層15a、15b、15cを積層して一体化した後、これらを主絶縁層11及び被覆層13の熱硬化性樹脂が完全に硬化するように、200〜260℃の温度で、2〜6MPaで、0.5〜6時間、加熱することにより、図4に示すような配線基板を作製することができる。
【0089】
なお、主絶縁層11及び被覆層13は、ドクターブレード法により、塗布形成する以外にも、例えば、圧延法、押し出し法、射出法などを用いて、それぞれシート状に形成した後、積層することも可能である。
【0090】
その場合には、例えば、樹脂と非球状の無機粉末とを含有する組成物を混練機や3本ロールなどの手段によって十分に混合し、これを圧延法、押し出し法、射出法、ドクターブレード法などによってシート状に成形した後、樹脂を半硬化させる。半硬化には、樹脂は熱可塑性樹脂の場合には、加熱下で混合したものを冷却し、熱硬化性樹脂の場合には、完全固化するに十分な温度よりもやや低い温度に加熱すればよい。
【0091】
また、被覆層13も、樹脂に無機粉末を20体積%以下の割合で含む、または無機粉末を含まない組成物に変更して、上記方法でシート状に成形することができる。
【0092】
また、配線回路層25を形成する他の方法としては、被覆層13の表面に導体ペーストをスクリーン印刷する方法や、絶縁シートに金属箔を接着した後、フォトレジスト法等によって配線パターン化して配線回路層25を形成する方法が挙げられる。
【0093】
なお、本発明は上記形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。
【0094】
例えば、上記のようにして作製した配線基板24の表面にさらに微細な配線を、例えば、ビルドアップなどの手法を用いて作製してもよい。
【0095】
【実施例】
熱硬化型PPE樹脂と球状、非球状のシリカ粉末とを表1の比率で秤量して混合し、絶縁性スラリーと被覆スラリーを作製し、被覆スラリーよりドクターブレード法を用いて、被覆層を作製した。さらに、この被覆層の上面に絶縁性スラリーによりドクターブレード法を用いて、主絶縁層を形成した。さらに、この被覆層と主絶縁層の積層体の主絶縁層の上面に、被覆スラリーよりドクターブレード法を用いて、被覆層を形成した。
【0096】
このようにして、表1に示すような厚みを有する主絶縁層の両面に被覆層が積層された3層構造の絶縁シートを作製した。
【0097】
そして、この絶縁シートに炭酸ガスレーザーで直径0.07mmのビアホールを形成し、ビアホール形状をSEM(走査型電子顕微鏡)で観察した。そのビアホール内に銀をメッキした銅粉末を含む銅ペーストを充填してビアホール導体を形成し、配線基板用絶縁層を作製した。
【0098】
次に、配線基板用絶縁層とエッチングで形成した銅箔転写フィルムを画像認識処理装置で位置合わせを行い、130℃、10分、2MPaの条件で加熱加圧し、配線回路層を配線基板用絶縁層に転写し、200℃、1時間、5MPaの条件で硬化して、転写性、平坦性の評価を行った。
【0099】
また、3層構造の絶縁シートにビアホールを設けずに硬化して、熱膨張係数、誘電率を測定した。なお、熱膨張係数は、40〜200℃の範囲で測定し、誘電率は1GHzの周波数で測定した。測定値は表2に示す。
【0100】
【表1】
【0101】
【表2】
【0102】
表1、2の結果から、主絶縁層に球状のシリカ粉末を用い、空孔を含まない本発明の範囲外の試料No.1では、熱膨張係数が27×10−6/℃と大きくなり、また、誘電率も3.6と大きくなった。
【0103】
一方、本発明の試料No.2〜23では、いずれの試料も熱膨張係数が25×10−6/℃以下となり、誘電率も3.5以下となった。
【0104】
主絶縁層の無機粉体充填率を変化させた試料No.2〜6では、無機粉体充填率の増加に伴い、熱膨張係数が低下する傾向にあり、40体積%以上の試料No.4〜6では、23×10−6/℃以下の熱膨張係数となった。また、ビア加工形状、配線基板の凹凸も良好であった。
【0105】
主絶縁層の空孔の体積%を変化させた試料No.7〜11では、空孔量の増加に伴い、誘電率、熱膨張係数ともに減少し、また、ビア加工形状、配線基板の凹凸も良好であった。
【0106】
被覆層厚さ、銅箔厚さを変化させた試料No.12〜15では、t2(被覆層の厚み)/t1(配線回路層の厚み)が0.15未満の試料No.15で配線基板の凹凸が若干大きくなった。t2/t1が0.15以上の試料では、いずれも配線基板の凹凸が良好であった。
【0107】
主絶縁層の無機粉末粒径を変化させた試料No.16〜18では、主絶縁層の無機粉末粒径が1μm以下の試料No.16において良好なビア加工形状が得られた。なお、他の試料では、実用上問題はないものの、若干ビア形状がいびつになった。
【0108】
被覆層の無機粉末粒径を変化させた試料No.19〜21では、被覆層の無機粉末粒径が1μm以下の試料No.19において良好なビア加工形状が得られた。なお、他の試料では、実用上問題はないものの、若干ビア形状がいびつになった。
【0109】
被覆層の粉体充填率を変化させた試料No.22〜25では、被覆層の粉体充填率が20体積%以下の試料No.22、23では良好な銅箔転写強度が得られたが、本発明の範囲外である被覆層の粉体充填率が20体積%を超える試料No.24、25では、銅箔転写強度が0.2kgf/cm以下となり、良好な銅箔転写強度が得られなかった。また、積層性も劣っていた。
【0110】
【発明の効果】
空孔を有する主絶縁層と、無機粉末量が20体積%以下である被覆層の積層体である配線基板用絶縁層を用いることで、積層性に優れ、熱膨張係数が小さく、かつ誘電率の小さな配線基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の配線基板の製造方法を示す概略図である。
【図2】本発明の配線基板の製造方法を示す概略図である。
【図3】本発明の配線基板の製造方法を示す概略図である。
【図4】本発明の配線基板を示す断面図である。
【符号の説明】
11・・・絶縁シート
13・・・被覆層
15・・・配線基板用絶縁層
25・・・配線回路層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wiring board insulating layer for manufacturing a wiring board, and a method for manufacturing a wiring board suitable for an electric element storage package, a multilayer wiring board, and the like using the same.
[0002]
[Prior art]
The insulating layer of a conventional wiring board is composed of a resin component and glass cloth, and has a thermal expansion coefficient larger than that of a semiconductor element mounted on the wiring board, and the bonding reliability between the two is not sufficient. In order to make the thermal expansion coefficient of the insulating layer close to that of the semiconductor element, it is sufficient to add a large amount of inorganic powder having a lower thermal expansion coefficient than that of the resin, but for example, in the case of the copper foil transfer method, the resin required for the transfer is insufficient. Therefore, there is a problem that the wiring circuit is difficult to be transferred to the insulating sheet, so that the amount of the inorganic powder added is limited, and it has been difficult to sufficiently reduce the thermal expansion coefficient of the insulating layer.
[0003]
To solve this problem, by optimizing the melt viscosity of the resin, the shape and particle size of the inorganic powder, the open porosity, etc., the thermal expansion coefficient of the insulating layer is reduced, and the thermal expansion difference with the semiconductor element is reduced. It has been reported that a wiring board having excellent moisture resistance can be manufactured (see Patent Document 1).
[0004]
In addition, the insulating sheet has a two-layer structure consisting of a high-concentration powder sheet in which the amount of inorganic powder is increased and a low-concentration powder sheet in which the amount of inorganic powder is smaller than that of the high-concentration powder sheet. An insulating sheet capable of transferring a fine wiring pattern satisfactorily and a method for producing the same, and a wiring board having a surface multilayer wiring layer excellent in dimensional accuracy by using such an insulating sheet and a method for producing the same have been reported (Patent Documents). 2).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-68802 A
[0006]
[Patent Document 2]
JP 2003-110246 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the prior art, when a large amount of inorganic powder is added to reduce the coefficient of thermal expansion, the dielectric constant increases depending on the type of the resin and the inorganic powder (for example, ε = 2.5 in the case of APPPE and silica in the case of inorganic powder). Ε = 4.5), the more the inorganic powder is added, the more the dielectric constant of the entire wiring board increases, and there is a problem that the high-frequency characteristics deteriorate.
[0008]
The present invention solves the above-mentioned conventional problems. In addition to being able to satisfactorily transfer a fine wiring circuit layer made of metal foil to the surface of an insulating sheet, the present invention reduces the difference in thermal expansion from an electric element, and has a low dielectric constant. It is an object of the present invention to provide a wiring board insulating layer having excellent high-frequency characteristics, a wiring board using the same, and a method of manufacturing the same.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The insulating layer for a wiring board according to the present invention includes a non-spherical inorganic powder in a resin, and at least one main surface of an uncured or semi-cured main insulating layer having vacancies, having a volume of 20 vol. % Or less of an inorganic powder or a coating layer containing no inorganic powder.
[0010]
In the main insulating layer of such an insulating layer for a wiring board, since the inorganic powder is non-spherical, the filling property is low, and the main insulating layer has a form containing holes. Since air having a dielectric constant lower than that of the resin or the inorganic powder (dielectric constant: 1.0) is present in these holes, a main insulating layer having a low dielectric constant can be provided after curing.
[0011]
In the main insulating layer including such a resin, the non-spherical inorganic powder, and the pores, the non-spherical inorganic powder forms a skeleton, and the resin and the pores are formed between the skeletons formed by the inorganic powder. Is present.
[0012]
In such a form, even if the main insulating layer is heated, the volume expansion of the resin is consumed in reducing the volume of the pores, and therefore, the theoretical expansion coefficient and the ratio of the volume of the material forming the main insulating layer indicate a theoretical value. The actual coefficient of thermal expansion of the main insulating layer is smaller than the coefficient of thermal expansion of the main insulating layer, which is locally derived. Therefore, in such a mode, a main insulating layer having a small thermal expansion coefficient can be obtained. In a wiring board including such a main insulating layer, the wiring board has a small thermal expansion coefficient. It is possible to improve the reliability of bonding with an electric element mounted on the substrate.
[0013]
In addition, since the main insulating layer has a small amount of resin, it is difficult to transfer a wiring circuit to the main insulating layer, and it is difficult to laminate the main insulating layers. By providing a coating layer containing 20% by volume or less of inorganic powder in the resin or containing no inorganic powder, that is, a coating layer containing 80% by volume or more of resin on the surface of the coating layer, A wiring circuit can be transferred, and by laminating so that a coating layer is arranged between main insulating layers, a strong wiring substrate can be manufactured. Such a wiring board has a low dielectric constant and a low coefficient of thermal expansion, and has excellent electrical characteristics and connection reliability with an electric element.
[0014]
Further, in the insulating layer for a wiring board according to the present invention, it is preferable that the main insulating layer contains 40% by volume or more of non-spherical inorganic powder.
[0015]
As described above, when the main insulating layer contains 40% by volume or more of the non-spherical inorganic powder, the resin is almost present in the gap between the skeletons formed by the inorganic powder, and the skeleton formed by the inorganic powders Becomes immobile to the heat and pressure applied to the sheet. In addition, since the amount of resin is relatively reduced, the coefficient of thermal expansion of the main insulating layer is close to the coefficient of thermal expansion of the inorganic powder, so that the reliability of bonding to an electric element or the like can be further improved.
[0016]
According to the insulating layer for a wiring board of the present invention, it is desirable that the porosity of the main insulating layer is 5% by volume or more.
[0017]
By setting the pores of the main insulating layer to 5% by volume or more, the amount of air having a low dielectric constant can be increased, and the dielectric constant of the main insulating layer obtained by curing the main insulating layer can be increased. Can be reduced, and the dielectric constant of the entire wiring board can be reduced.
[0018]
Further, in the wiring board insulating sheet of the present invention, the thickness of the coating layer is preferably 2 μm or more, and the total thickness of the wiring board insulating layer formed by overlapping the main insulating layer and the coating layer is preferably 50 μm or less. .
[0019]
By setting the thickness of the coating layer to 2 μm or more, the adhesiveness between the wiring circuit layer and the coating layer can be sufficiently ensured, and the wiring circuit layer can be satisfactorily transferred to the surface of the coating layer.
[0020]
Further, when the thickness of the insulating layer for a wiring board formed by overlapping the main insulating layer and the coating layer is set to 50 μm or less, for example, the number of shots required for laser processing can be reduced, and the tact of processing can be shortened. . Further, by reducing the thickness of the wiring board insulating layer, the wiring length of the wiring board can be shortened, and a malfunction due to signal delay or noise can be reduced.
[0021]
The insulating layer for a wiring board of the present invention is characterized in that the average particle size of the inorganic powder contained in the main insulating layer and the coating layer is 1 μm or less.
[0022]
The via shape formed by via processing changes depending on the shape of the inorganic powder contained in the main insulating layer and the coating layer. By using finer inorganic powder, a clean via shape can be obtained. By setting the average particle size of the inorganic powder contained in the layer to 1 μm or less, the via shape can be formed neatly, and even if the particles fall out of the via hole, the via particle shape is small due to the small particle size of the inorganic powder. Impact on the system can be minimized.
[0023]
Further, in the insulating layer for a wiring board of the present invention, it is desirable that the aspect ratio of the non-spherical inorganic powder contained in the main insulating layer is 2 or more.
[0024]
As described above, by setting the aspect ratio of the non-spherical inorganic powder included in the main insulating layer to 2 or more, the main insulating layer can contain more vacancies, and the inorganic powders can form particles and particles. Since slippage at the interface is reduced, rearrangement of particles due to temperature or pressure fluctuations is suppressed, the thermal expansion coefficient of the main insulating layer can be reduced, and the thermal expansion coefficient of the main element can be approximated.
[0025]
Further, since a large number of holes can be formed in the main insulating layer with a smaller amount of inorganic powder, the main insulating layer can contain many holes having a low dielectric constant, and the dielectric constant of the main insulating layer can be reduced. Can be reduced.
[0026]
Further, the wiring board according to the present invention is a wiring board formed by laminating a plurality of insulating layers containing a resin and forming a wiring circuit layer on the surface and / or inside the insulating layer, wherein the insulating layer is formed of a non-spherical inorganic material. It is preferable to include a main insulating layer containing powder and having pores, and a coating layer containing 20% by volume or less of inorganic powder in a resin or containing no inorganic powder.
[0027]
Such a wiring board has a low filling rate of the main insulating layer and contains voids in the main insulating layer. Since the resin is sufficiently present at the interface between the wiring circuit layer and the interface between the coating layer and the main insulating layer, the coating layer and the wiring circuit layer and between the coating layer and the main insulating layer are firmly adhered to each other. A wiring substrate can be manufactured.
[0028]
Further, in the wiring board of the present invention, it is desirable that the main insulating layer contains a non-spherical inorganic powder of 40% by volume or more.
[0029]
In such a wiring substrate, the main insulating layer contains 40% by volume or more of non-spherical inorganic powder, so that the resin has almost no gaps between the inorganic powders. Since the layer is immovable with respect to the heating and pressure applied to the layer, deformation of the wiring board due to heat and stress is suppressed. In addition, since the amount of resin relatively decreases, the thermal expansion coefficient of the main insulating layer approaches and becomes smaller than that of the inorganic powder, and the thermal expansion coefficient of the wiring board can be reduced. It is possible to improve the reliability of bonding with an element or the like.
[0030]
Further, in the wiring board of the present invention, it is desirable that the pores of the main insulating layer be 5% by volume or more. In such a wiring board, the ratio of holes having a low dielectric constant contained in the wiring board increases, and the dielectric constant of the wiring board can be reduced.
[0031]
In the wiring board of the present invention, it is desirable that the average particle size of the inorganic powder in the main insulating layer and the coating layer is 1 μm or less.
[0032]
In such a wiring board, the via shape can be formed close to the design, and the number of particles of the inorganic powder is small. Therefore, the via shape is constant, the via resistance and the like are uniform, and the impedance of the substrate can be easily controlled.
[0033]
Further, in the wiring board of the present invention, it is desirable that the aspect ratio of the non-spherical inorganic powder contained in the main insulating layer is 2 or more.
[0034]
As described above, by setting the aspect ratio of the non-spherical inorganic powder included in the main insulating layer to 2 or more, the rearrangement of the inorganic powder in the main insulating layer is less likely to occur. In addition to the above, it is possible to introduce more holes into the main insulating layer with respect to the content of the inorganic powder, so that the dielectric constant can be reduced.
[0035]
In the wiring board of the present invention, it is preferable that t2 / t1 ≧ 0.15, where t1 is the thickness of the wiring circuit layer and t2 is the thickness of the covering layer.
[0036]
As described above, by setting the relationship between the thickness t1 of the wiring circuit layer and the thickness t2 of the coating layer to be t2 / t1 ≧ 0.15, the thickness of the coating layer having a thickness equal to or greater than a certain value with respect to the thickness t1 of the wiring circuit layer is obtained. The thickness is secured, the adhesiveness between the wiring circuit layer and the covering layer can be secured, and the wiring circuit layer can be easily embedded in the insulating layer. Therefore, the adhesiveness between the insulating layer and the wiring circuit layer can be further improved. it can.
[0037]
In the wiring board of the present invention, it is desirable that the thickness of the covering layer is 2 μm or more, and the thickness of the insulating layer formed by overlapping the main insulating layer and the covering layer is 50 μm or less.
[0038]
By setting the thickness of the coating layer to 2 μm or more, sufficient resin is secured between the wiring circuit layer and the coating layer, and the adhesive strength between the wiring circuit layer and the coating layer becomes strong.
[0039]
In addition, when the thickness of the insulating layer formed by overlapping the main insulating layer and the covering layer is set to 50 μm or less, the via processability is improved and the via shape is stabilized, so that the circuit impedance is stabilized. In addition, as the thickness of the insulating layer is reduced, the wiring length is reduced, and malfunction due to signal delay and noise is reduced.
[0040]
The method for producing an insulating layer for a wiring board according to the present invention comprises an insulating slurry containing at least a resin and a non-spherical inorganic powder; and a coating slurry containing a resin and containing 20% by volume or less of an inorganic powder or containing no inorganic powder. And forming a main insulating layer by a sheet forming method using the insulating slurry of the two slurries; and forming a sheet using the coating slurry on the surface of the main insulating layer. And laminating a coating layer by a method.
[0041]
With such a manufacturing method, an insulating sheet having a coating layer formed on at least one main surface of the main insulating layer can be easily manufactured. Further, using this insulating sheet, a wiring board having excellent bonding reliability with an electric element and having a low dielectric constant can be easily manufactured.
[0042]
Further, the method for manufacturing a multilayer wiring board of the present invention,
(A) forming a core laminate formed by forming a conductor wiring layer on at least a surface of an insulating base material containing at least a resin;
(B) a step of thermocompression bonding the insulating layer for a wiring board according to any one of claims 1 to 6 on a surface of the core laminate;
(C) irradiating a predetermined portion of the insulating layer for a wiring board with a laser beam to form a through hole;
(D) filling a through-hole formed in (c) with a conductive paste containing a metal powder and an organic component to form a via conductor;
(E) forming a finely processed wiring circuit layer on the wiring board insulating layer on which the via conductor is formed, and forming a conductor wiring layer having a roughened upper surface side;
(F) repeating steps (b) to (e) to form a multilayer.
[0043]
In such a manufacturing method, first, since a large amount of a resin component is present on at least one main surface of the wiring board insulating layer, only the main insulating layer is transferred when the wiring circuit layer is transferred to the wiring board insulating layer. As compared with the case, the wiring circuit layer miniaturized under relatively low temperature and low pressure can be easily transferred to the wiring board insulating layer. In addition, the resin enters the uneven portion on the surface of the wiring circuit layer, and the anchor effect is enhanced, so that the wiring circuit layer and the insulating layer can be firmly bonded.
[0044]
In addition, since a large amount of resin is present on at least one main surface of the wiring board insulating layer, the wiring board insulating layers are firmly adhered to each other even after the wiring circuit layer is formed on the wiring board insulating layer. it can.
[0045]
In addition, by increasing the amount of resin on at least one main surface of the wiring board insulating layer forming the wiring circuit layer, the transferability of the wiring circuit layer is increased and the amount of resin in the main insulating layer is reduced. Since the mechanical strength and Young's modulus of the insulating layer can be increased, and the deformation of the insulating layer can be suppressed even under pressure and heating during transfer and lamination, a wiring board having a wiring circuit layer with high dimensional accuracy can be easily manufactured. Can be manufactured.
[0046]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The insulating layer for a wiring board according to the present invention includes at least one of an uncured or semi-cured main insulating
[0047]
The shape of the inorganic powder contained in the main insulating
[0048]
Further, in order to reduce the coefficient of thermal expansion of the main insulating
[0049]
As the inorganic powder used, SiO 2 2 , Al 2 O 3 , AlN, SrTiO 3 The average particle size of the inorganic powder contained in the main insulating
[0050]
The aspect ratio of the non-spherical inorganic powder contained in the main insulating
[0051]
Further, in order to reduce the dielectric constant and the dielectric loss of the main insulating
[0052]
The content of the inorganic powder contained in the
[0053]
The thickness of the
[0054]
Resins used for the main insulating
[0055]
As shown in FIG. 4, the wiring board of the present invention contains a non-spherical inorganic powder and a main insulating
[0056]
In such a
[0057]
The
[0058]
In such a
[0059]
The
[0060]
The main insulating
[0061]
The amount of the inorganic powder is desirably 40% by volume or more in order to reduce the thermal expansion coefficient of the main insulating
[0062]
In addition, the inorganic powder used for the main insulating
[0063]
In addition, the inorganic powder used for the main insulating
[0064]
The pores of the main insulating
[0065]
In addition, the inorganic powder of the
[0066]
Either spherical particles or non-spherical particles may be used for the inorganic powder of the
[0067]
When the thickness of the
[0068]
By setting t2 / t1 ≦ 2, the thickness of the
[0069]
Further, by setting the thickness of the
[0070]
Next, a method for manufacturing a
[0071]
First, an insulating slurry containing at least a resin and a non-spherical inorganic powder, and a coating slurry containing a resin and containing 20% by volume or less of an inorganic powder or containing no inorganic powder are prepared.
[0072]
Next, as shown in FIG. 1A, a main insulating
[0073]
Next, as shown in FIG. 1B, a
[0074]
Alternatively, the main insulating
[0075]
The
[0076]
When the coating layers 13 are provided on both surfaces of the main insulating
[0077]
Next, as shown in FIG. 2D, via
[0078]
The via diameter of the via
[0079]
Next, as shown in FIG. 2E, the via
[0080]
The conductor paste to be filled in the via
[0081]
Next, a
[0082]
For example, in the transfer method, as shown in FIG. 2F, the
[0083]
The
[0084]
The adhesion strength is a value obtained by transferring a copper foil of 25 mm × 100 mm produced in the same manner as described above to the
[0085]
By setting the adhesive strength between the
[0086]
Similarly, the
[0087]
Further, the
[0088]
Then, as shown in FIG. 3 (h), after laminating and integrating the wiring
[0089]
The main insulating
[0090]
In that case, for example, a composition containing a resin and a non-spherical inorganic powder is sufficiently mixed by means such as a kneader or a three-roll mill, and this is rolled, extruded, injected, doctor bladed, etc. After molding into a sheet by, for example, the resin is semi-cured. For semi-curing, if the resin is a thermoplastic resin, cool the mixture mixed under heating, and in the case of a thermosetting resin, heat to a temperature slightly lower than the temperature sufficient for complete solidification. Good.
[0091]
Also, the
[0092]
Other methods for forming the
[0093]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without changing the gist of the present invention.
[0094]
For example, finer wiring may be manufactured on the surface of the
[0095]
【Example】
The thermosetting PPE resin and the spherical and non-spherical silica powders are weighed and mixed in the ratio of Table 1 to prepare an insulating slurry and a coating slurry, and a coating layer is formed from the coating slurry by using a doctor blade method. did. Further, a main insulating layer was formed on the upper surface of the coating layer using a doctor blade method using an insulating slurry. Further, a coating layer was formed on the upper surface of the main insulating layer of the laminate of the coating layer and the main insulating layer from the coating slurry by using a doctor blade method.
[0096]
Thus, an insulating sheet having a three-layer structure in which the coating layers were laminated on both surfaces of the main insulating layer having the thickness shown in Table 1 was produced.
[0097]
Then, a via hole having a diameter of 0.07 mm was formed in the insulating sheet using a carbon dioxide laser, and the shape of the via hole was observed with a scanning electron microscope (SEM). The via hole was filled with a copper paste containing copper powder plated with silver to form a via-hole conductor, thereby producing an insulating layer for a wiring board.
[0098]
Next, the insulating layer for the wiring board and the copper foil transfer film formed by etching are aligned with an image recognition processing apparatus, and heated and pressed at 130 ° C. for 10 minutes at 2 MPa, and the wiring circuit layer is insulated for the wiring board. It was transferred to a layer and cured at 5 ° C. for 1 hour at 200 ° C., and transferability and flatness were evaluated.
[0099]
Further, the insulating sheet having a three-layer structure was cured without providing a via hole, and the thermal expansion coefficient and the dielectric constant were measured. The coefficient of thermal expansion was measured in the range of 40 to 200 ° C., and the dielectric constant was measured at a frequency of 1 GHz. The measured values are shown in Table 2.
[0100]
[Table 1]
[0101]
[Table 2]
[0102]
From the results shown in Tables 1 and 2, it was found that Sample No. 3 which was not included in the scope of the present invention and did not contain voids, using spherical silica powder for the main insulating layer. In the case of 1, the thermal expansion coefficient is 27 × 10 -6 / ° C and the dielectric constant also increased to 3.6.
[0103]
On the other hand, the sample No. In samples 2 to 23, each sample had a thermal expansion coefficient of 25 × 10 -6 / ° C or lower, and the dielectric constant is also 3.5 or lower.
[0104]
Sample No. in which the inorganic powder filling ratio of the main insulating layer was changed. In Nos. 2 to 6, the thermal expansion coefficient tends to decrease with an increase in the inorganic powder filling rate. In 4-6, 23 × 10 -6 / ° C or lower. Also, the via processing shape and the unevenness of the wiring board were good.
[0105]
Sample No. in which the volume% of the holes in the main insulating layer was changed. In Nos. 7 to 11, both the dielectric constant and the coefficient of thermal expansion decreased with an increase in the amount of vacancies, and the via processed shape and the unevenness of the wiring board were also good.
[0106]
Sample No. in which the thickness of the coating layer and the thickness of the copper foil were changed. In Sample Nos. 12 to 15, t2 (thickness of the covering layer) / t1 (thickness of the wiring circuit layer) was less than 0.15. In No. 15, the unevenness of the wiring board was slightly increased. In each of the samples having t2 / t1 of 0.15 or more, the unevenness of the wiring board was good.
[0107]
Sample No. in which the particle diameter of the inorganic powder of the main insulating layer was changed. In Nos. 16 to 18, Sample No. 1 in which the inorganic powder particle size of the main insulating layer was 1 μm or less. In No. 16, a good via processed shape was obtained. In the other samples, although there was no problem in practical use, the via shape was slightly distorted.
[0108]
Sample No. in which the inorganic powder particle size of the coating layer was changed. In Nos. 19 to 21, Sample No. 1 in which the inorganic powder particle size of the coating layer was 1 μm or less. In No. 19, a good via processed shape was obtained. In the other samples, although there was no problem in practical use, the via shape was slightly distorted.
[0109]
Sample No. in which the powder filling rate of the coating layer was changed. In Sample Nos. 22 to 25, the powder filling rate of the coating layer was 20% by volume or less. In Samples Nos. 22 and 23, good copper foil transfer strength was obtained. However, Sample No. 22 having a powder filling rate of the coating layer exceeding 20% by volume was out of the range of the present invention. In Nos. 24 and 25, the copper foil transfer strength was 0.2 kgf / cm or less, and good copper foil transfer strength was not obtained. Moreover, the lamination property was also inferior.
[0110]
【The invention's effect】
By using an insulating layer for a wiring board, which is a laminate of a main insulating layer having pores and a coating layer having an inorganic powder content of 20% by volume or less, excellent laminability, a low coefficient of thermal expansion, and a dielectric constant are obtained. A small wiring board can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view illustrating a method for manufacturing a wiring board according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view illustrating a method for manufacturing a wiring board according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic view illustrating a method for manufacturing a wiring board according to the present invention.
FIG. 4 is a sectional view showing a wiring board of the present invention.
[Explanation of symbols]
11 ... insulating sheet
13 ... Coating layer
15 ... insulating layer for wiring board
25 ... wiring circuit layer
Claims (15)
樹脂を含み、無機粉末を20体積%以下含む、又は無機粉末を含まない被覆スラリーとを調製する工程と、前記2種のスラリーのうち、前記絶縁性スラリーを用いてシート成形法により主絶縁層を形成する工程と、該主絶縁層の表面に前記被覆スラリーを用いてシート成形法により被覆層を積層する工程と、を具備する配線基板用絶縁層の製造方法。An insulating slurry containing at least a resin and a non-spherical inorganic powder,
A step of preparing a coating slurry containing a resin and containing 20% by volume or less of an inorganic powder or containing no inorganic powder, and a main insulating layer formed by a sheet forming method using the insulating slurry among the two slurries. And a step of laminating a coating layer on the surface of the main insulating layer by a sheet forming method using the coating slurry.
(b)該コア積層体の表面上に、請求項1乃至請求項6のうちいずれかに記載の配線基板用絶縁層を熱圧着する工程と、
(c)前記配線基板用絶縁層の所定箇所にレーザ光を照射して貫通孔を形成する工程と、
(d)(c)で形成した貫通孔に金属粉末と有機成分を含む導体ペーストを充填してビア導体を形成する工程と、
(e)該ビア導体が形成された前記配線基板用絶縁層上に、予め微細加工された配線回路層を形成して、上面側が粗化された導体配線層を形成する工程と、
(f)(b)〜(e)工程を繰り返して多層化する工程とを具備することを特徴とする多層配線基板の製造方法。(A) forming a core laminate formed by forming a conductor wiring layer on at least a surface of an insulating base material containing at least a resin;
(B) a step of thermocompression bonding the insulating layer for a wiring board according to any one of claims 1 to 6 on a surface of the core laminate;
(C) irradiating a predetermined portion of the insulating layer for a wiring board with a laser beam to form a through hole;
(D) filling a through-hole formed in (c) with a conductive paste containing a metal powder and an organic component to form a via conductor;
(E) forming a finely processed wiring circuit layer on the wiring board insulating layer on which the via conductor is formed, and forming a conductor wiring layer having a roughened upper surface side;
And (f) repeating steps (b) to (e) to form a multilayer.
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|---|---|---|---|---|
| JP2007096163A (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Sanyo Electric Co Ltd | Circuit board |
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