JP2010045155A - Multilayer laminated circuit board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多層積層回路基板に関し、特に金属回路の断線が生じにくい多層積層回路基板に関する。 The present invention relates to a multilayer laminated circuit board, and more particularly to a multilayer laminated circuit board in which disconnection of a metal circuit is unlikely to occur.
我々の身の回りにある製品、たとえば電気製品、電子製品、半導体製品、アンテナ回路基板、ICカード、ロボット等はいずれも場所をとらない小型製品に人気が集中しており、さらに小型化した製品の登場が期待されている。このような製品のニーズに対応するため、製品の外形を小型化するというアプローチと、製品の内部を小型化するというアプローチとの両面から製品の小型化の技術開発が進められてきた。ところが、製品の外形を小型化するというアプローチによる製品の小型化はもはや限界に近いと言われ、製品の内部の小型化に期待が寄せられるようになってきた。 Products around us, such as electrical products, electronic products, semiconductor products, antenna circuit boards, IC cards, robots, etc., are all popular in small products that do not take up space, and the appearance of smaller products Is expected. In order to meet the needs of such products, technological development of product miniaturization has been advanced from both the approach of downsizing the outer shape of the product and the approach of downsizing the inside of the product. However, it is said that the miniaturization of the product by the approach of miniaturizing the outer shape of the product is already close to the limit, and the miniaturization inside the product has come to be expected.
このような状況下で、製品の内部を小型化するアプローチとして、製品に用いられる回路基板を軽薄短小な回路構造にするという方法が近年特に注目を集めている。従来の回路基板は、平面に1層または2層の回路を形成し、その回路そのものを微細化することによって回路基板を小型化することが検討されていたが、平面上に形成される回路の微細化だけでは小型化に限界があったため、回路基板を多層化して立体的に回路を形成する多層積層回路基板が検討されるようになってきた。 Under such circumstances, as an approach for downsizing the interior of a product, a method of making a circuit board used in the product a light, thin and small circuit structure has attracted particular attention in recent years. Conventional circuit boards have been studied to reduce the size of a circuit board by forming one or two layers of circuits on a plane and miniaturizing the circuit itself. Since miniaturization alone has limited miniaturization, multilayer laminated circuit boards that form a three-dimensional circuit by multilayering circuit boards have been studied.
このような多層積層回路基板は、ビルドアップ法により作製されるのが一般的である。ビルドアップ法とは、絶縁性の樹脂フィルム上に形成された導電層をエッチングすることによりそれを部分的に除去して金属回路を形成し、その金属回路上に接着剤を塗布して、さらに導電層が形成された樹脂フィルムを貼り合わせる。その後、貼り合わせた樹脂フィルムの導通部に導通ビアを形成して、当該導通ビアの内部にめっきまたはペースト等を充填する。そして、貼り合わせた樹脂フィルムの導電層をエッチングすることによりそれを部分的に除去して金属回路を形成する。以後、これらの工程を繰り返して、金属回路を多層化させていくという手法である。しかしながら、このビルドアップ法により形成した多層積層回路基板は、それ自体に熱が加わると、金属回路に断線が生じるという問題があった。 Such a multilayer laminated circuit board is generally manufactured by a build-up method. In the build-up method, the conductive layer formed on the insulating resin film is partially removed by etching to form a metal circuit, and an adhesive is applied on the metal circuit. A resin film on which a conductive layer is formed is bonded. Thereafter, a conductive via is formed in the conductive portion of the bonded resin film, and the conductive via is filled with plating or paste. Then, by etching the conductive layer of the bonded resin film, it is partially removed to form a metal circuit. Thereafter, these steps are repeated to make the metal circuit multilayer. However, the multilayer laminated circuit board formed by this build-up method has a problem that disconnection occurs in the metal circuit when heat is applied to itself.
特許文献1〜6にはこれらの課題を解決するために様々な試みがなされているが、いずれの多層積層回路基板においても上述の問題を十分に解決できるものではなかった。以下に、特許文献1〜6に示される多層積層回路基板の概略を説明する。 Various attempts have been made in Patent Documents 1 to 6 in order to solve these problems, but the above-described problems have not been sufficiently solved in any multilayered circuit board. Below, the outline of the multilayer laminated circuit board shown by patent documents 1-6 is explained.
特許文献1の多層積層回路基板は、2層の樹脂フィルムの金属回路の接続に鉛を含まない低融点のはんだを用いることにより、樹脂フィルム同士の接合強度を高め、金属回路の断線を防止しようとするものである。しかしながら、この多層積層回路基板は熱が加わったときに低融点はんだが再融解してしまい、金属回路が断線してしまう。 The multilayer laminated circuit board of Patent Document 1 uses a low-melting-point solder that does not contain lead to connect two-layer resin film metal circuits, thereby increasing the bonding strength between the resin films and preventing disconnection of the metal circuits. It is what. However, when this multilayer laminated circuit board is heated, the low melting point solder is remelted, and the metal circuit is disconnected.
特許文献2には、表面側の金属回路から裏面側の金属回路まで貫通するように開けられた導通ビアにはんだを充填することによって、フレキシブル基板と補強基板との接合強度を高めて接合し、金属回路の断線を防止することが記載されているが、特許文献1と同様熱が加わったときに金属回路の断線が生じやすかった。 In Patent Document 2, the conductive vias opened so as to penetrate from the metal circuit on the front surface side to the metal circuit on the back surface side are filled with solder, thereby increasing the bonding strength between the flexible substrate and the reinforcing substrate, Although it is described that the disconnection of the metal circuit is prevented, the disconnection of the metal circuit is likely to occur when heat is applied as in Patent Document 1.
特許文献3には、バンプにより樹脂フィルム同士を接合する多層積層回路基板が記載されている。しかしながら、バンプは径を小さくすることが困難であるから、多層積層回路基板の小型化に対応できないという問題があった。 Patent Document 3 describes a multilayer laminated circuit board in which resin films are bonded together by bumps. However, since it is difficult to reduce the diameter of the bump, there is a problem that it is not possible to cope with downsizing of the multilayer laminated circuit board.
特許文献4には、多層積層回路基板の導通ビアに導電性樹脂を充填することによる多層積層回路基板が示されているが、長期間導通させた際の熱により金属回路に断線が生じるという懸念は残されていた。 Patent Document 4 discloses a multilayer laminated circuit board in which conductive vias are filled in conductive vias of the multilayer laminated circuit board. However, there is a concern that the metal circuit may be disconnected due to heat when conducting for a long period of time. Was left.
特許文献5には、樹脂フィルムの積層に際して導通ビアに導電性ペーストを充填することによって、表裏の樹脂フィルム同士の接着性を高めているが、導電性ペーストと樹脂フィルムとの密着が十分とはいえなかった。 In Patent Document 5, the adhesion between the front and back resin films is enhanced by filling the conductive vias in the conductive vias when laminating the resin films. However, the adhesion between the conductive paste and the resin film is sufficient. I couldn't.
さらに、特許文献6には、樹脂フィルム同士の貼り付けに接着剤を用いることによって、積層した樹脂フィルム同士の位置ズレを防止する多層積層回路基板が記載されているが、位置ズレを防止するだけでは金属回路の断線を十分に防止できるとはいえなかった。
以上のように、特許文献1〜6はいずれも樹脂フィルム同士の接着手段または接着材料を改良することにより、金属回路の断線が起こりにくい多層積層回路基板を提供するものであった。 As described above, Patent Documents 1 to 6 all provide a multilayer laminated circuit board in which disconnection of a metal circuit is unlikely to occur by improving an adhesive means or an adhesive material between resin films.
しかしながら、いずれの多層積層回路基板も導通部が1つの導通ビアにより形成されたものであることから、それ自体に熱が加わると、樹脂フィルムの熱膨張係数と導通ビア内の金属回路の熱膨張係数とが異なるため、これらの熱膨張の差により導通ビア内の金属回路に圧縮または引張のストレスがかかり、導通ビア内の金属回路が断線してしまうという共通の問題を有していた。 However, since any multilayer laminated circuit board has a conductive portion formed by one conductive via, if heat is applied to itself, the thermal expansion coefficient of the resin film and the thermal expansion of the metal circuit in the conductive via Since the coefficients are different from each other, there is a common problem that the metal circuit in the conductive via is subjected to compression or tensile stress due to the difference in thermal expansion, and the metal circuit in the conductive via is disconnected.
また別の問題として、たとえば多層積層回路基板に熱が加わった場合、多層積層回路基板に含まれる複数の樹脂フィルムにおいて熱源からの距離に応じて各樹脂フィルムに膨張差が生じ、多層積層回路基板が歪められ、樹脂フィルムに形成されている導通ビア内の金属回路にストレスがかかり、金属回路が断線してしまうという問題もあった。本発明は、上記のような現状に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、金属回路の断線が生じにくい多層積層回路基板を提供することである。 As another problem, for example, when heat is applied to the multilayer laminated circuit board, a difference in expansion occurs in each resin film depending on the distance from the heat source in the plurality of resin films included in the multilayer laminated circuit board, and the multilayer laminated circuit board Is distorted, stress is applied to the metal circuit in the conductive via formed in the resin film, and the metal circuit is disconnected. The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a multilayer laminated circuit board in which disconnection of a metal circuit is unlikely to occur.
本発明の多層積層回路基板は、樹脂フィルムと回路層とを交互に積層させた積層構造を含む多層積層回路基板であって、上記樹脂フィルムは、1つ以上のマルチ導通部を有し、上記マルチ導通部は、直径10μm以上3000μm以下の領域を占め、かつ2つ以上の導通ビアを有し、該導通ビアは、5μm以上300μm以下の内径を有することを特徴とする。 The multilayer laminated circuit board of the present invention is a multilayer laminated circuit board including a laminated structure in which a resin film and a circuit layer are alternately laminated, and the resin film has one or more multi-conductive portions, The multi-conductive portion occupies a region having a diameter of 10 μm or more and 3000 μm or less and has two or more conductive vias, and the conductive via has an inner diameter of 5 μm or more and 300 μm or less.
また、上記の樹脂フィルムの厚みをTとし、上記の導通ビアの内径をdとすると、0<d/T≦60であることが好ましい。 Further, when the thickness of the resin film is T and the inner diameter of the conductive via is d, it is preferable that 0 <d / T ≦ 60.
また、上記の樹脂フィルムは、長尺状のものを加工して用いることが好ましい。
また、本発明は、多層積層回路基板を用いる部品または製品である。
Moreover, it is preferable to process and use the long resin film.
Further, the present invention is a component or product using a multilayer laminated circuit board.
また、上記製品は、電気製品、電子製品、半導体製品、アンテナ回路基板、ICカード、太陽電池、自動車またはロボットのいずれかであることが好ましい。 The product is preferably one of an electrical product, an electronic product, a semiconductor product, an antenna circuit board, an IC card, a solar cell, an automobile, or a robot.
本発明の多層積層回路基板は、上記の各構成を有することにより、金属回路の断線が生じにくいという効果を有する。 The multilayer laminated circuit board of the present invention has an effect that the disconnection of the metal circuit is hardly caused by having the above-described configurations.
<多層積層回路基板>
以下、本発明の多層積層回路基板について図1を参照しつつ説明する。図1は、本発明の多層積層回路基板の一例を示す模式的断面図である。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
<Multilayer laminated circuit board>
The multilayer laminated circuit board of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a multilayer laminated circuit board of the present invention. In the drawings of the present invention, the same reference numerals represent the same or corresponding parts.
本発明の多層積層回路基板1は、図1に示されるように、樹脂フィルム100と回路層200とを交互に積層させた積層構造を含む。なお、図1は樹脂フィルム100を3層積層させた構造を示しているが、本発明における積層構造の最小積層数は、樹脂フィルム100を2層積層させたものである。この場合、回路層200の積層数は2層または3層とすることができる。一方、本発明における積層構造の最多積層数は、特に限定されず、用途に応じて積層させることができるが、通常、樹脂フィルム100を2〜30層程度積層させたものが一般的である。
The multilayer laminated circuit board 1 of the present invention includes a laminated structure in which
ここで、本発明の多層積層回路基板1の樹脂フィルム100は、1つ以上のマルチ導通部110を有し、該マルチ導通部110には樹脂フィルムの表裏を貫通する2つ以上の導通ビア120を設けることを特徴とする。このように樹脂フィルム100の表裏を貫通する導通ビア120を2つ以上設けることにより、金属回路の断線を生じにくくすることができる。以下に本発明の多層積層回路基板に含まれる各構成部を説明する。
Here, the
<樹脂フィルム>
本発明の多層積層回路基板には、2層以上の樹脂フィルムが含まれる。そして、それらの樹脂フィルムは、絶縁性の材料からなり、この種の用途に用いられる従来公知の樹脂フィルムをいずれも用いることができる。このような樹脂フィルムとして、たとえばポリイミド(PI)系、アクリル系、液晶ポリマ(LCP)、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等の樹脂フィルムを用いることができる。
<Resin film>
The multilayer laminated circuit board of the present invention includes two or more resin films. These resin films are made of an insulating material, and any conventionally known resin film used for this type of application can be used. As such a resin film, for example, a resin film such as polyimide (PI), acrylic, liquid crystal polymer (LCP), polyethylene terephthalate (PET), or polyethylene naphthalate (PEN) can be used.
そのような樹脂フィルム100は、長尺状のものを加工して用いることが好ましい。そのような長尺状の樹脂フィルムとしては、たとえば、1〜10000m程度の長さを有するものが好ましく、100〜3000m程度のものがより好ましい。長尺状のものを用いることにより連続加工することができ、生産効率を向上させることができる。1m未満では、ロール状に巻いた形状のものとして用いることが困難であり加工効率が低下するため好ましくなく、10000mを超えると、後述の下地層の形成において連続加工を妨げられる虞があるため好ましくない。
Such a
なお、樹脂フィルムが「長尺状のもの」とは上記のような長さを有し、ロール状に巻いた形状のものとして用いるのに適したものをいうが、上記のような長さに満たないものであっても、複数の枚葉の樹脂フィルムを貼り合わせることにより、長尺状のものとして取り扱えるようにしたものも含むものとする。 The “long film” of the resin film has a length as described above and is suitable for use as a roll wound shape. Even if it is less than that, it is intended to include those that can be handled as a long one by bonding a plurality of single-layer resin films.
また、樹脂フィルム100の厚みは、3μm以上200μm以下であることが好ましい。樹脂フィルム100の厚みが3μmよりも薄いと作業性が悪くなりすぎるため好ましくなく、200μmよりも厚くなると、導通ビア120が加工しにくくなるため好ましくない。
Moreover, it is preferable that the thickness of the
<回路層>
本発明の樹脂フィルム100上に形成される回路層200には金属回路50が含まれる。また、回路層200の金属回路50以外の部分は、絶縁性の接着性樹脂70が充填されていてもよく、この接着性樹脂70を介して樹脂フィルム100同士を相互に貼り付けることができる。このように本発明の回路層200は、金属回路50のみによって構成されていてもよいし、金属回路50と接着性樹脂70とにより構成されていてもよい。
<Circuit layer>
The
<金属回路>
金属回路50は、めっき層140を含み、さらにこのめっき層140と樹脂フィルム100との間に下地層130を含むこともできる。なお、本発明においては導通ビア120内に形成される下地層130およびめっき層140も便宜的に金属回路50と呼ぶ場合がある。
<Metal circuit>
The
ここで、下地層130はめっき層140と樹脂フィルム100との密着性を向上させる作用をなすものであり、1層で形成してもよいし、2層以上で形成してもよい。下地層130が2層以上で形成される場合は、酸化防止層と下地金属層とを含むことが好ましい。このような下地層は、どのような方法で形成してもよいが、たとえば無電解めっき、蒸着、スパッタ等により形成することができる。特に正確に膜厚を制御するという観点からスパッタにより形成することが好ましい。
Here, the
この酸化防止層は、Ni、Cr、Ti、CoおよびSiからなる群より選択された少なくとも1種の金属または該金属を少なくとも1種含む合金により構成することが好ましく、その層厚は、2〜20nmとすることが好ましい。 This antioxidant layer is preferably composed of at least one metal selected from the group consisting of Ni, Cr, Ti, Co and Si, or an alloy containing at least one of the metals. 20 nm is preferable.
また、下地金属層は、酸化防止層上に形成されることが好ましく、Cu、Au、Ag、Sn、Ni、BiおよびZnからなる群より選択された少なくとも1種の金属または該金属を少なくとも1種含む合金により構成することが好ましい。また、下地金属層の層厚は、50〜500nm程度とすることが好ましい。 Further, the base metal layer is preferably formed on the antioxidant layer, and at least one metal selected from the group consisting of Cu, Au, Ag, Sn, Ni, Bi and Zn or at least one of the metals is used. It is preferable to use a seed-containing alloy. The layer thickness of the base metal layer is preferably about 50 to 500 nm.
また、上記めっき層140は、電気めっきにより形成される層であり、Cu、Au、Ag、Sn、Ni、BiおよびZnからなる群より選択された少なくとも1種の金属または該金属を少なくとも1種含む合金により構成することが好ましく、CuまたはCuを含む合金により構成することがより好ましい。なお、前述の下地金属層を形成する場合、下地金属層とめっき層140とは同一の材料を用いることが好ましい。
The
<接着性樹脂>
接着性樹脂70は、多層積層回路基板に用いられる樹脂フィルム100同士を相互に貼り付けることができるものであれば、どのようなものを用いてもよく、たとえば、エポキシ系の樹脂、アクリル系の樹脂およびポリイミド系の樹脂等を用いることができる。
<Adhesive resin>
Any
<マルチ導通部>
本発明の多層積層回路基板1を構成する各樹脂フィルム100は、1つ以上のマルチ導通部110を有し、このマルチ導通部には、2つ以上の導通ビア120が設けられる。ここで、マルチ導通部とは、金属回路の構成上、当該樹脂フィルムの表裏の両面の金属回路の導通が所望される部位に形成されるものであって、樹脂フィルムの表裏を貫通する導通ビアが2つ以上形成されることにより表裏の導通を保障するものである。
<Multi conduction part>
Each
そして、当該マルチ導通部は、所望の部位に近接連関して形成された複数の導通ビアの全てを含み、その断面積が最小となる円柱状領域のことをいい、当該断面積は樹脂フィルム上において直径10μm以上3000μm以下の領域を占めることが好ましい。すなわち、たとえば図2に示されるように、近接連関する導通ビア120が3つある場合、この3つの導通ビアの全てを含み、かつ円柱状領域の断面の面積が最小となる領域のことをマルチ導通部110という。
And the said multi conduction | electrical_connection part means all the several conduction | electrical_connection vias formed in close proximity to the desired site | part, and says the cylindrical area | region where the cross-sectional area becomes the minimum, The said cross-sectional area is on a resin film. It is preferable to occupy a region having a diameter of 10 μm or more and 3000 μm or less. That is, for example, as shown in FIG. 2, when there are three
このマルチ導通部の直径は、上述の通り10μm以上3000μm以下であることが好ましい。マルチ導通部の直径が10μm未満では、樹脂フィルムの表裏に形成される金属回路の導通を十分に保障できない場合があり、また、3000μmを超えると、金属回路の占める面積そのものが過大となり所期の目的に反することとなる。 As described above, the diameter of the multi-conductive portion is preferably 10 μm or more and 3000 μm or less. If the diameter of the multi-conductive portion is less than 10 μm, the conduction of the metal circuit formed on the front and back of the resin film may not be sufficiently ensured. If the diameter exceeds 3000 μm, the area occupied by the metal circuit itself becomes excessive, and the expected result It will be against the purpose.
このようにマルチ導通部に2つ以上の導通ビアを設けることによって、熱の適用時に樹脂フィルムと導通ビア内の金属回路との熱膨張係数の差に起因して導通ビア内の金属回路にかかる圧縮または引張のストレスをこれらの各導通ビアに分散することができ、金属回路の断線を抑制することができる。 In this way, by providing two or more conductive vias in the multi-conductive portion, it is applied to the metal circuit in the conductive via due to the difference in thermal expansion coefficient between the resin film and the metal circuit in the conductive via when heat is applied. Compressive or tensile stress can be distributed to each of these conductive vias, and disconnection of the metal circuit can be suppressed.
しかも、このように2つ以上の導通ビアを設けていれば、たとえ1つの導通ビアで金属回路の断線が生じても、他の導通ビアにより導通が保たれているので、樹脂フィルムの表裏に形成された金属回路が完全に断線されないという効果もある。 In addition, if two or more conductive vias are provided in this way, even if a disconnection of a metal circuit occurs in one conductive via, conduction is maintained by another conductive via. There is also an effect that the formed metal circuit is not completely disconnected.
さらに、従来技術のように導通ビアを1つだけ形成する場合に比し、導通ビアの内径を小さくすることができることから、導通ビア内の金属回路にかかる圧縮または引張のストレスの影響を一層低減できるという効果もある。本発明は、これらの作用の相乗効果によって、金属回路の断線を飛躍的に抑制することができる。 Furthermore, compared to the case where only one conductive via is formed as in the prior art, the inner diameter of the conductive via can be reduced, thereby further reducing the influence of compressive or tensile stress on the metal circuit in the conductive via. There is also an effect that can be done. According to the present invention, the disconnection of the metal circuit can be remarkably suppressed by the synergistic effect of these actions.
<導通ビア>
本発明のマルチ導通部110に含まれる導通ビア120は、樹脂フィルム100の表裏を貫通するように設けられる孔であり、この導通ビア内に金属回路を形成することにより樹脂フィルム100の表裏の金属回路を導通することができる。
<Conduction vias>
The conductive via 120 included in the
ここで、導通ビア内に金属回路を形成するとは、導通ビアの内壁面に金属回路を形成することをいい、このように形成される金属回路は、導通ビアの全体を充填するように形成されていてもよいし、スルホール状に導通ビア内に空洞が残るように形成されていてもよい。 Here, forming a metal circuit in a conductive via means that a metal circuit is formed on the inner wall surface of the conductive via, and the metal circuit formed in this way is formed so as to fill the entire conductive via. Alternatively, it may be formed in a through hole shape so that a cavity remains in the conductive via.
また、この導通ビアは、樹脂フィルムの表裏の金属回路の導通を保障するという観点からその内径を大きくすることが好ましいが、その内径を大きくするほど前述のように熱が加わったときに導通ビア内の金属回路にかかる圧縮または引張のストレスが集中するため、金属回路の断線が生じやすくなる。 In addition, it is preferable to increase the inner diameter of the conductive via from the viewpoint of ensuring the conduction of the metal circuit on the front and back sides of the resin film. However, as the inner diameter is increased, the conductive via is more heated when heat is applied as described above. Since the compressive or tensile stress applied to the inner metal circuit is concentrated, disconnection of the metal circuit is likely to occur.
したがって、導通ビアは、5μm以上300μm以下の内径であることが好ましく、10μm以上50μm以下の内径であることがより好ましく、15μm以上20μm以下の内径であることがさらに好ましい。また、熱が加わったときの導通ビアの切断を防止するという観点から、その断面は、0.2mm2以下であることが好ましい。 Therefore, the conductive via has an inner diameter of 5 μm or more and 300 μm or less, more preferably an inner diameter of 10 μm or more and 50 μm or less, and further preferably an inner diameter of 15 μm or more and 20 μm or less. Further, from the viewpoint of preventing disconnection of the conductive via when heat is applied, the cross section is preferably 0.2 mm 2 or less.
導通ビアの内径が300μmよりも大きいと、上述の理由により導通ビア内の金属回路が断線されやすくなるため好ましくない。また、導通ビアの内径が5μmより小さいと導通ビアの加工が困難となるばかりか、導通ビアにめっき層を形成させるべく電気めっきをする際にめっき液が導通ビア内に浸入しにくくなることからも好ましくない。 If the inner diameter of the conductive via is larger than 300 μm, the metal circuit in the conductive via is likely to be disconnected for the reasons described above, which is not preferable. In addition, if the inner diameter of the conductive via is smaller than 5 μm, it becomes difficult to process the conductive via, and it is difficult for the plating solution to enter the conductive via when electroplating to form a plating layer on the conductive via. Is also not preferred.
また、導通ビア120を形成する個数は、マルチ導通部1箇所に対し2〜7個程度を形成することが好ましく、3〜5個程度を形成することがより好ましい。これに対し、前述の通り、1つの導通部に対し1つの導通ビアのみを形成すると、前述の理由から金属回路の断線が起こりやすくなるため好ましくない。また、導通ビアを8個以上形成すると、マルチ導通部の面積が広くなりすぎるという点で好ましくなく、導通ビアの加工時間が長くなりコストが高くなってしまうという点からも好ましくない。
The number of
導通ビアの内径とマルチ導通部に含まれる導通ビアの個数との関係は、たとえば導通ビアの内径が5μm以上50μm未満の場合2〜7個の導通ビアを形成することが好ましく、導通ビアの内径が50μm以上300μm以下の場合2個または3個の導通ビアを形成することが好ましい。 Regarding the relationship between the inner diameter of the conductive via and the number of conductive vias included in the multi-conductive portion, for example, when the inner diameter of the conductive via is 5 μm or more and less than 50 μm, it is preferable to form two to seven conductive vias. Is preferably 50 μm or more and 300 μm or less, it is preferable to form two or three conductive vias.
ただし、導通ビアの大きさが構造上やむをえず大きくならざるを得ない場合等にあっては、その部位に限ってマルチ導通部の代わりに従来のように導通ビア1つで導通部を形成してもよい。しかし、熱のストレスによる金属回路の断線を避けるという観点からすれば、1つのマルチ導通部に対し上述の範囲内で可能な限り多くの導通ビアを設けることが好ましいことは言うまでもない。 However, in the case where the size of the conductive via is unavoidably large due to its structure, the conductive portion is formed with a single conductive via instead of the multi-conductive portion only in that portion. May be. However, from the viewpoint of avoiding disconnection of the metal circuit due to thermal stress, it is needless to say that it is preferable to provide as many conductive vias as possible within the above-described range for one multi-conductive portion.
また、上記の樹脂フィルムの厚みをTとし、上記の導通ビアの内径をdとすると、0<d/T≦60であることが好ましく、0.01≦d/T≦6であることがより好ましく、0.3≦d/T≦2であることがさらに好ましい。このようにd/Tの値を特定の数値範囲内に制御することにより、熱のストレスによる導通ビア内の金属回路の断線を極めて有効に防止することができる。なお、d/Tの値が60よりも大きくなると、樹脂フィルムの厚みに対して導通ビアの内径が大きすぎるため、熱が加わったときに導通ビア内の金属回路にかかる圧縮または引張のストレスが大きくなりすぎて、導通ビア内の金属回路が断線しやすくなるため好ましくない。 Further, when the thickness of the resin film is T and the inner diameter of the conductive via is d, 0 <d / T ≦ 60 is preferable, and 0.01 ≦ d / T ≦ 6 is more preferable. Preferably, 0.3 ≦ d / T ≦ 2 is more preferable. Thus, by controlling the value of d / T within a specific numerical range, disconnection of the metal circuit in the conductive via due to thermal stress can be extremely effectively prevented. If the value of d / T is larger than 60, the inner diameter of the conductive via is too large with respect to the thickness of the resin film, so that when heat is applied, the compression or tensile stress applied to the metal circuit in the conductive via is increased. Since it becomes too large and the metal circuit in the conductive via is easily disconnected, it is not preferable.
<樹脂フィルムの熱膨張係数>
本発明の多層積層回路基板に用いられる樹脂フィルムの熱膨張係数は、1ppm/℃以上300ppm/℃以下が好ましく、2ppm/℃以上200ppm/℃以下がより好ましく、3ppm/℃以上150ppm/℃以下がさらに好ましい。樹脂フィルムの熱膨張係数が1ppm/℃より小さくなると、樹脂フィルムがもろくなってしまうため好ましくなく、300ppm/℃より大きくなると、熱が加わったときの樹脂フィルムの膨張により、多層積層回路基板が歪められ、導通ビア内の金属回路にストレスがかかってしまい、金属回路に断線が生じやすくなるため好ましくない。ここで、本発明において、熱膨張係数とは、樹脂フィルムの幅方向に対する垂直方向(すなわち、長手方向)の熱膨張係数をいうものとする。
<Coefficient of thermal expansion of resin film>
The thermal expansion coefficient of the resin film used for the multilayer laminated circuit board of the present invention is preferably 1 ppm / ° C. or more and 300 ppm / ° C. or less, more preferably 2 ppm / ° C. or more and 200 ppm / ° C. or less, and more preferably 3 ppm / ° C. or more and 150 ppm / ° C. or less. Further preferred. If the thermal expansion coefficient of the resin film is less than 1 ppm / ° C., the resin film becomes brittle, which is not preferable. If it exceeds 300 ppm / ° C., the multilayer film circuit board is distorted due to expansion of the resin film when heat is applied. This is not preferable because stress is applied to the metal circuit in the conductive via and the metal circuit is easily disconnected. Here, in this invention, a thermal expansion coefficient shall mean the thermal expansion coefficient of the orthogonal | vertical direction (namely, longitudinal direction) with respect to the width direction of a resin film.
なお、多層積層回路基板の歪みやすい部分には、熱膨張係数が大きい樹脂フィルムを用いることが好ましく、樹脂フィルムの厚みは厚くすることが好ましい。 In addition, it is preferable to use a resin film having a large coefficient of thermal expansion for the easily distorted portion of the multilayer laminated circuit board, and it is preferable to increase the thickness of the resin film.
また、本発明の多層積層回路基板に含まれる樹脂フィルムのうち、いずれか1層の樹脂フィルムの熱膨張係数は、他の少なくとも1層の樹脂フィルムの熱膨張係数と異なることが好ましい。このように少なくとも1層の樹脂フィルムに他の樹脂フィルムと異なった熱膨張係数を有するものを用いることにより、これらの樹脂フィルム間において熱源からの距離に応じて生じる膨張差を緩和することができ、以って導通ビア内の金属回路の断線を抑制することができる。 Moreover, it is preferable that the thermal expansion coefficient of the resin film of any one layer among the resin films contained in the multilayer laminated circuit board of this invention differs from the thermal expansion coefficient of at least one other resin film. Thus, by using a resin film having a thermal expansion coefficient different from that of other resin films for at least one resin film, the difference in expansion caused by the distance from the heat source between these resin films can be reduced. Thus, disconnection of the metal circuit in the conductive via can be suppressed.
<多層積層回路基板の使用態様>
本発明の多層積層回路基板は、たとえば図3に示されるように、多層積層回路基板の最下面の金属回路50とリジッド基板301とが、接着金属401により貼り付けられ、多層積層回路基板の最上面の金属回路50とSi基板302とが、密着金属402により貼り付けられる構成として用いることができる。この場合、接着金属401と密着金属402とはいずれもはんだにより形成されることが好ましいが、密着金属402に関しては、はんだによる形成に限られるものではなく、ボンディングまたはスタットピンとバンプとの組み合わせによって形成してもよい。また、Si基板302にはリジッド基板または銅基板を用いてもよく、リジッド基板301にはSi基板または銅基板を用いてもよい。また、熱が加わったときのこれらの切断を防止するという観点から、接着金属401および密着金属402の断面は、0.2mm2以下であることが好ましい。
<Usage of multilayer multilayer circuit board>
For example, as shown in FIG. 3, the multilayer laminated circuit board of the present invention has a
このような多層積層回路基板の使用態様の場合、最上層のSi基板302は熱膨張係数が小さく、最下層のリジッド基板301は熱膨張係数が大きいので、これらの間に積層される樹脂フィルムの熱膨張係数は、Si基板302側の樹脂フィルムほど熱膨張係数が小さく、リジッド基板301側の樹脂フィルムほど熱膨張係数が大きくなるように、樹脂フィルムを選定することが好ましい。
In the case of using such a multilayer laminated circuit board, the
より具体的には、Si基板302の近くに積層される樹脂フィルムの熱膨張係数は、2ppm/℃以上10ppm/℃以下が好ましく、3ppm/℃以上5ppm/℃以下がより好ましい。熱膨張係数が2ppm/℃よりも小さいと、多層積層回路基板がもろくなりすぎて扱いにくくなるため好ましくなく、熱膨張係数が10ppm/℃よりも大きくなると、Si基板302の熱膨張係数と樹脂フィルムの熱膨張係数との差が大きくなりすぎて多層積層回路基板に歪みが生じ、導通ビア内の金属回路に断線が生じやすくなるため好ましくない。
More specifically, the thermal expansion coefficient of the resin film laminated near the
また、リジッド基板301の近くに積層される樹脂フィルムの熱膨張係数は、リジッド基板301の熱膨張係数に近い材料を用いることが好ましい。また、リジッド基板が屈曲している場合には、この屈曲に対応できる樹脂フィルムを用いることが好ましい。また、上記のSi基板またはリジッド基板のいずれか一方もしくは両方に、銅基板を用いる場合、銅基板の近くに積層される樹脂フィルムの熱膨張係数は、銅基板の熱膨張係数(16.8ppm/℃)に近い材料を用いることが好ましく、その値は10ppm/℃以上20ppm/℃以下であることが好ましく、15ppm/℃以上18ppm/℃以下であることがより好ましい。
In addition, it is preferable to use a material having a thermal expansion coefficient close to that of the
<部品または製品>
本発明の多層積層回路基板は、一般的な部品または製品に用いられる。この製品には、たとえば電気製品、電子製品、半導体製品、アンテナ回路基板、ICカード、太陽電池、自動車またはロボット等を挙げることができる。
<Parts or products>
The multilayer laminated circuit board of the present invention is used for general components or products. Examples of the product include an electric product, an electronic product, a semiconductor product, an antenna circuit board, an IC card, a solar cell, an automobile, and a robot.
<多層積層回路基板の製造方法>
本発明の多層積層回路基板の製造は、まず樹脂フィルム100の各マルチ導通部に表裏を貫通するような2つ以上の導通ビア120を形成した後、樹脂フィルム100の表面全体(導通ビアの内壁面を含む)に亘って下地層130を形成し、その上に電気めっきによりめっき層140を形成する。
<Manufacturing method of multilayer multilayer circuit board>
In the production of the multilayer laminated circuit board of the present invention, first, two or more
その後、下地層130とめっき層140との一部を除去して金属回路50を形成し、接着性樹脂70によって別の樹脂フィルム100を貼り付ける。続いて、この新たに貼り付けられた樹脂フィルム100のマルチ導通部の位置に2つ以上の導通ビアを形成し、その後上記と同様にして金属回路を形成する。以上の操作を長尺状の樹脂フィルムを用いて連続的に繰り返し行なうことにより本発明の多層積層回路基板は製造される。
Thereafter, a part of the
上述のように金属回路50を電気めっきで形成されるめっき層により構成すれば、導通ビア内の金属回路に断線が生じにくく、しかも樹脂フィルムを多層化してもコストの向上を抑制できるため好ましい。
If the
なお、本発明の多層積層回路基板1の金属回路50は、たとえばエッチング法とセミアディティブ法のいずれの方法により形成してもよい。エッチング法は、樹脂フィルムの表面(導通ビアの内壁面を含む)の全面に電気めっきによりめっき層を形成し、その後不要な部分となるめっき層と下地層とをエッチングにより除去することにより金属回路を形成する方法である。
Note that the
一方、セミアディティブ法は、樹脂フィルムの表面(導通ビアの内壁面を含む)上の回路とならない部分に対してレジストによりマスキングした後、電気めっきにより必要な厚みのめっき層を形成し、その後レジストを剥離して金属回路を形成する方法である。 On the other hand, in the semi-additive method, a portion of the resin film surface (including the inner wall surface of the conductive via) that is not a circuit is masked with a resist, and then a plating layer having a required thickness is formed by electroplating. The metal circuit is formed by peeling the film.
以下においては、金属回路の形成方法としてセミアディティブ法を例にとり多層積層回路基板の製造方法を説明する。当該製造方法は、導通ビア形成工程、下地層形成工程、レジスト形成工程、露光工程、現像工程、活性化工程、めっき層形成工程、レジスト剥離工程、ソフトエッチング工程および樹脂フィルム積層工程をこの順に繰り返すことによって多層積層回路基板を製造する方法である。これらの工程を以下に説明する。 In the following, a method for manufacturing a multilayer laminated circuit board will be described by taking a semi-additive method as an example of a method for forming a metal circuit. The manufacturing method repeats a conductive via formation process, an underlayer formation process, a resist formation process, an exposure process, a development process, an activation process, a plating layer formation process, a resist peeling process, a soft etching process, and a resin film lamination process in this order. This is a method of manufacturing a multilayer laminated circuit board. These steps will be described below.
<導通ビア形成工程>
まず、樹脂フィルム100に対して、マルチ導通部を形成するように3つの導通ビア120を形成する(図4)。ここで、導通ビアの深さと樹脂フィルムの厚みとが等しくなるように導通ビアの形成を調節できる装置であればどのような装置でもよいが、小径かつ低コストで導通ビアを形成できるという観点から、UV−YAGレーザを用いることが好ましい。
<Conductive via formation process>
First, three
<下地層形成工程>
次に、イオンガンにより樹脂フィルム100の表面(導通ビアの内壁面を含む)を前処理した後、樹脂フィルム100の表面(導通ビアの内壁面を含む)に酸化防止層を形成し、酸化防止層上にさらに下地金属層を形成することにより下地層130を形成することができる(図5)。下地層130に含まれる酸化防止層と下地金属層とは、たとえば無電解めっき、蒸着、スパッタ等により形成することができる。なお、酸化防止層または下地金属層のいずれか一方もしくは両方は形成されない場合もある。
<Underlayer formation process>
Next, after pre-treating the surface of the resin film 100 (including the inner wall surface of the conductive via) with an ion gun, an antioxidant layer is formed on the surface of the resin film 100 (including the inner wall surface of the conductive via). By further forming a base metal layer thereon, the
<レジスト形成工程>
上記工程によって、樹脂フィルム100上に形成した下地層130の表面を酸で洗浄し、下地層130に含まれる下地金属層の表面を活性化させた後レジストを形成する(図示せず)。このレジストは、レジストをフィルム化したドライフィルムを貼り合わせる方法により形成してもよいし、レジストインクを塗布する方法により形成してもよい。
<Resist formation process>
Through the above process, the surface of the
ドライフィルムを貼り合わせる方法は、少量生産に適していることから多品種の製品に対応することができ、しかも貼り合わせ作業の工程も煩雑でないという点で優れているが、製造コストが高くなるという問題を有する。 The method of laminating a dry film is suitable for low-volume production, so it can handle a wide variety of products, and it is excellent in that the laminating process is not complicated, but the manufacturing cost is high. Have a problem.
一方、レジストインクを塗布する方法は、大量生産に適していることから製造コストを低減することができる点で優れているが、塗布の工程が煩雑になるという問題を有する。以下においては、ドライフィルムを貼り合わせる方法によるレジストの形成を説明する。 On the other hand, the method of applying a resist ink is excellent in that the manufacturing cost can be reduced because it is suitable for mass production, but has a problem that the application process becomes complicated. Below, the formation of the resist by the method of bonding a dry film is demonstrated.
まず、図5に示される下地層130の形成された樹脂フィルム100をラミネート巻取装置の送出シャフトにセットし、樹脂フィルム100の先端を巻取シャフトにセットした上で、樹脂フィルム100の下地層130上にドライフィルムを貼り付けながら巻取シャフトを回転させて巻き取りを行なう。このようにして樹脂フィルム100にドライフィルムが貼り付けられ、樹脂フィルムの下地層上にレジストが形成される(図示せず)。
First, the
上述のラミネート時の温度は、30〜150℃であることが好ましく、60〜110℃であることがより好ましい。また、ラミネート時の圧力は、0.3〜5kg/cm2であることが好ましく、2〜3kg/cm2であることがより好ましい。また、ラミネートした樹脂フィルムの巻取時のラインスピードは、0.1〜10m/分であることが好ましく、0.5〜3m/分であることがより好ましい。 The temperature at the time of laminating is preferably 30 to 150 ° C, more preferably 60 to 110 ° C. The pressure at the time of lamination is preferably 0.3~5kg / cm 2, more preferably 2-3 kg / cm 2. Moreover, the line speed at the time of winding the laminated resin film is preferably 0.1 to 10 m / min, and more preferably 0.5 to 3 m / min.
<露光工程>
次に、上記でレジストを形成した樹脂フィルム上に、所望の金属回路のパターンに対応したマスクを重ね合わせた後、UV露光しマスクで覆われていない部分を感光させる。ここでマスクで覆われていた部分は、次の現像工程で除去され、後述するめっき層形成工程においてめっき層が形成されることにより金属回路が形成される。
<Exposure process>
Next, a mask corresponding to a desired metal circuit pattern is overlaid on the resin film on which the resist is formed as described above, and then UV exposure is performed to expose a portion not covered with the mask. Here, the portion covered with the mask is removed in the next development step, and a metal layer is formed by forming a plating layer in a plating layer forming step described later.
この露光に用いられる露光装置は、平行光露光装置を用いてもよいし、ダイレクト露光装置を用いてもよい。しかし、微細回路を形成するという観点からは平行光露光装置を用いることが好ましく、樹脂フィルムの収縮に対応して露光する位置を調整することができるという観点からはダイレクト露光装置を用いることが好ましい。 The exposure apparatus used for this exposure may be a parallel light exposure apparatus or a direct exposure apparatus. However, it is preferable to use a parallel light exposure apparatus from the viewpoint of forming a fine circuit, and it is preferable to use a direct exposure apparatus from the viewpoint that the exposure position can be adjusted corresponding to the shrinkage of the resin film. .
<現像工程>
次に、上述の露光工程のマスクで覆われた部分のレジスト170を弱アルカリ溶液により現像する。これにより図6に示すようなレジスト170を形成した樹脂フィルム100を得ることができる。現像に用いられる弱アルカリ溶液は、炭酸ソーダまたはアミン系の材料を用いることが好ましい。また、弱アルカリ溶液のpHは7以上13以下であることが好ましく、8.5以上10.0以下であることがより好ましい。弱アルカリ溶液のpHが7より小さいとレジストが除去されないため好ましくなく、pHが13より高いと、上記露光工程においてマスクで覆われていない部分のレジスト170も全て剥離されてしまうため好ましくない。
<Development process>
Next, the portion of the resist 170 covered with the mask in the above exposure process is developed with a weak alkaline solution. Thereby, the
また、弱アルカリ溶液の温度は10〜70℃であることが好ましく、20〜35℃であることがより好ましい。弱アルカリ溶液の温度が10℃より低いとレジスト170が除去されないため好ましくなく、弱アルカリ溶液の温度が70℃より高いと、UV露光した部分のレジスト170も剥離するため好ましくない。なお、現像の処理時間はレジストの種類により異なるため、一律に規定することはできないが、通常20秒以上300秒以下程度とすることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the temperature of a weak alkali solution is 10-70 degreeC, and it is more preferable that it is 20-35 degreeC. If the temperature of the weak alkaline solution is lower than 10 ° C., the resist 170 is not removed, which is not preferable. If the temperature of the weak alkaline solution is higher than 70 ° C., the UV-exposed portion of the resist 170 is also peeled off. The development processing time varies depending on the type of resist and cannot be defined uniformly, but it is usually preferably about 20 seconds to 300 seconds.
<活性化工程>
次に、現像した後の樹脂フィルム100上の下地層130(下地金属層)の表面を酸系の溶液で活性化する。これにより、めっき層と下地層(下地金属層)との密着不良を防止することができる。この活性化に用いられる酸系の溶液は、酸性を示すものであればどのようなものでもよいが、低コストで活性化できるという観点から、HCl、H2SO4、過硫酸アンモニウム等を用いることが好ましい。
<Activation process>
Next, the surface of the underlying layer 130 (underlying metal layer) on the developed
また、酸系の溶液に含まれる酸の濃度は、0.5〜20質量%であることが好ましく、3〜10質量%であることがより好ましい。酸系の溶液の濃度が0.5質量%よりも低いと下地層(下地金属層)の表面が活性化されにくいため好ましくなく、酸系の溶液の濃度が20質量%よりも高いと下地層(下地金属層)の表面に異常が発生する虞があるため好ましくない。 Moreover, it is preferable that the density | concentration of the acid contained in an acid system solution is 0.5-20 mass%, and it is more preferable that it is 3-10 mass%. If the concentration of the acid-based solution is lower than 0.5% by mass, it is not preferable because the surface of the underlayer (underlying metal layer) is difficult to activate. If the concentration of the acid-based solution is higher than 20% by mass, the underlayer is not preferred. This is not preferable because there is a possibility that abnormality may occur on the surface of the (underlying metal layer).
また、活性化するときの酸系の溶液の温度は10〜70℃であることが好ましく、30〜50℃であることがより好ましい。酸系の溶液の温度を10℃より低くすると下地層の活性化に時間がかかりすぎるため好ましくなく、酸系の溶液の温度を70℃よりも高くすると環境面での問題が生じることから好ましくない。また、処理時間は下地層(下地金属層)の表面状態により異なるため、一律に規定することはできないが、通常3秒以上300秒以下程度とすることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the temperature of the acid-type solution at the time of activation is 10-70 degreeC, and it is more preferable that it is 30-50 degreeC. When the temperature of the acid solution is lower than 10 ° C., it is not preferable because it takes too much time to activate the underlayer, and when the temperature of the acid solution is higher than 70 ° C., environmental problems occur, which is not preferable. . Further, since the treatment time varies depending on the surface state of the underlayer (underlying metal layer), it cannot be uniformly defined, but is usually preferably about 3 seconds to 300 seconds.
<めっき層形成工程>
次に、上記で活性化した下地層130上に電気めっきすることによって、図7に示すようなめっき層140を形成する。この電気めっきに用いられるめっき液は、めっき層を形成する金属を含む酸性の溶液であればどのようなものでもよいが、めっき液自体が安定であり、かつ低コストでめっきできるという観点から硫酸銅、ピロリン酸銅等を用いることが好ましい。なお、めっき液に硫酸銅を用いる場合、硫酸銅の濃度は30〜300g/lであることが好ましく、70〜150g/lであることがより好ましい。また、このめっき液の塩素イオン濃度は10〜100ppmであることが好ましく、40〜70ppmであることがより好ましい。
<Plating layer formation process>
Next, a
また、めっき液に用いられる酸性の溶液としては硫酸を用いることが好ましく、硫酸を用いる場合、硫酸の濃度は50〜300g/lであることが好ましく、80〜200g/lであることがより好ましい。 Moreover, it is preferable to use a sulfuric acid as an acidic solution used for a plating solution, and when using a sulfuric acid, it is preferable that the density | concentration of a sulfuric acid is 50-300 g / l, and it is more preferable that it is 80-200 g / l. .
また、電気めっきするときの電流密度は、0.1〜10A/dm2であることが好ましく、0.5〜4A/dm2であることがより好ましい。また、電気めっきするときのめっき液の温度は20〜60℃が好ましく、30〜40℃がより好ましい。なお、めっき時間についてはめっき層の層厚により異なるため一律に規定することはできないが、通常600秒以上6000秒以下程度とすることが好ましい。 Also, the current density at the time of electroplating is preferably 0.1 to 10 A / dm 2, and more preferably 0.5~4A / dm 2. Moreover, 20-60 degreeC is preferable and the temperature of the plating solution at the time of electroplating has more preferable 30-40 degreeC. The plating time varies depending on the thickness of the plating layer and cannot be defined uniformly, but it is usually preferably about 600 seconds or more and 6000 seconds or less.
<レジスト剥離工程>
次に、上述のめっき層形成工程により金属回路を形成した後にアルカリ液を用いてレジスト剥離を行なう。レジスト剥離に用いられるアルカリ液は、アルカリ性を示す溶液であればどのようなものでもよいが、アルカリ液自体の安定性やアルカリ液のコストの観点から、水酸化ナトリウムやアルコール系のものを用いることが好ましい。
<Resist stripping process>
Next, after the metal circuit is formed by the above-described plating layer forming step, the resist is peeled off using an alkaline solution. The alkali solution used for resist stripping may be any solution as long as it shows alkalinity, but from the viewpoint of the stability of the alkali solution itself and the cost of the alkali solution, use a sodium hydroxide or alcohol-based solution. Is preferred.
また、アルカリ液に水酸化ナトリウムを用いる場合、水酸化ナトリウムの濃度は0.1〜50質量%であることが好ましく、1〜10質量%であることがより好ましい。また、レジスト剥離に用いられるアルカリ液の温度は30〜90℃であることが好ましく、50〜70℃であることがより好ましい。なお、レジスト剥離の処理時間は、レジストの剥離状態により異なるため、一律に規定することはできないが、通常20秒以上120秒以下程度とすることが好ましい。 Moreover, when using sodium hydroxide for an alkali liquid, it is preferable that the density | concentration of sodium hydroxide is 0.1-50 mass%, and it is more preferable that it is 1-10 mass%. Moreover, it is preferable that the temperature of the alkaline solution used for resist peeling is 30-90 degreeC, and it is more preferable that it is 50-70 degreeC. Note that the resist stripping time varies depending on the stripped state of the resist, and cannot be defined uniformly, but it is usually preferably about 20 seconds to 120 seconds.
<ソフトエッチング工程>
次に、下地層130をソフトエッチングにより剥離除去することによって、図8に示すような金属回路50が形成された樹脂フィルムが得られる。下地層に含まれる下地金属層の剥離に用いられる薬品は、どのようなものを用いてもよいが、低コストであるという観点から過硫酸アンモニウムを用いることが好ましい。この過硫酸アンモニウムを用いる場合、過硫酸アンモニウムの濃度は1〜20%であることが好ましく、5〜10%であることがより好ましい。
<Soft etching process>
Next, the resin layer on which the
また、下地金属層をソフトエッチングするときの処理温度は、20〜60℃であることが好ましく、30〜40℃であることがより好ましい。なお、このソフトエッチングの剥離にかける時間は、下地金属層の厚みや薬品の濃度および温度により異なるため、一律に規定することはできないが、通常30秒以上200秒以下程度とすることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the process temperature when carrying out soft etching of the base metal layer is 20-60 degreeC, and it is more preferable that it is 30-40 degreeC. It should be noted that the time required for the soft etching peeling depends on the thickness of the underlying metal layer, the concentration of the chemical, and the temperature, and thus cannot be defined uniformly, but is usually preferably about 30 seconds to 200 seconds.
また、酸化防止層の剥離に用いられる薬品としては、ニッケルクロム剥離液(商品名:NC(日本化学工業株式会社製))を用いることが好ましい。また、この薬品を用いる場合、この薬品の濃度は60〜100%であることが好ましい。この薬品の濃度が60%より低いと剥離時間がかかるため好ましくない。 Moreover, as a chemical | medical agent used for peeling of an antioxidant layer, it is preferable to use nickel chromium peeling liquid (brand name: NC (made by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.)). Moreover, when using this chemical | medical agent, it is preferable that the density | concentration of this chemical | medical agent is 60 to 100%. If the concentration of this chemical is lower than 60%, it takes a long time for peeling, which is not preferable.
また、酸化防止層をソフトエッチングするときの処理温度は、35〜55℃であることが好ましい。なお、このソフトエッチングの剥離にかける時間は酸化防止層の厚みや薬品の濃度および温度により異なるため、一律に規定することはできないが、通常20秒以上300秒以下程度とすることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the process temperature when carrying out soft etching of the antioxidant layer is 35-55 degreeC. It should be noted that since the time required for the soft etching peeling depends on the thickness of the antioxidant layer, the concentration of the chemical and the temperature, it cannot be defined uniformly, but it is usually preferably about 20 seconds to 300 seconds.
<樹脂フィルム積層工程>
次に、上述のようにして得られた回路付樹脂フィルム(金属回路が形成された樹脂フィルム)の表裏いずれか一方もしくは両方の面に対して、別の樹脂フィルムを積層する方法としては、接着性樹脂70の付いた樹脂フィルムをラミネートにより回路付樹脂フィルムの片面に貼り合わせる方法、および回路付樹脂フィルムの金属回路形成面に対し接着性樹脂70を塗布してから金属回路が未だ形成されていない樹脂フィルムをラミネートにより貼り合わせる方法等があり、いずれの方法によっても図9に示すように樹脂フィルムを積層することができる。
<Resin film lamination process>
Next, as a method of laminating another resin film on either one or both surfaces of the resin film with circuit (resin film on which a metal circuit is formed) obtained as described above, adhesion is possible. A method of laminating a resin film with an
なお、後者の樹脂フィルムの積層方法によれば、金属回路の厚みが厚い場合に金属回路による樹脂フィルムの表面凹凸を少なくすることができることから、より接合強度を高めることができるというメリットがある。 In addition, according to the latter method of laminating a resin film, when the thickness of the metal circuit is large, surface unevenness of the resin film due to the metal circuit can be reduced, so that there is an advantage that the bonding strength can be further increased.
また、上述の回路付樹脂フィルムの表裏のいずれかの面もしくは両面に対して、別の樹脂フィルム100を積層するときの温度は、30〜300℃であることが好ましく、積層にかける圧力は0.1〜20kg/cm2であることが好ましい。また、この樹脂フィルムの積層にかける時間は、1秒以上3時間以下であることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the temperature when another
そして、その後導通ビア形成工程を行なうというように、上記で説明した各工程を繰り返すことによって、図1に示されるような本発明の多層積層回路基板を製造することができる。以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Then, the multilayer laminated circuit board of the present invention as shown in FIG. 1 can be manufactured by repeating each of the above-described steps such that a conductive via forming step is performed thereafter. EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these.
<実施例1>
実施例1では、金属回路の形成方法としてエッチング法を採用し、以下の各工程により多層積層回路基板を作製した。
<Example 1>
In Example 1, an etching method was employed as a method for forming a metal circuit, and a multilayer laminated circuit board was produced by the following steps.
<導通ビア形成工程>
多層積層回路基板に用いられる樹脂フィルム100として、ロール状に巻かれた長尺状のポリイミドフィルム(長さ50m、厚さ38μm、商品名:カプトンEN150(東レ・デュポン株式会社製))を用いた。この樹脂フィルムの熱膨張係数は、16ppm/℃以上17ppm/℃以下であり、250mm幅でスリット加工されたものを用いた。この樹脂フィルム100をUV−YAGレーザ装置にセットし、UV−YAGレーザ装置のプログラムを設定して1つのマルチ導通部に対し、15μmの内径の導通ビア120を3箇所形成した(図4)。
<Conductive via formation process>
As a
<洗浄工程>
上記で導通ビア120が形成された樹脂フィルム100を洗浄装置にセットし、下地層の形成工程においてピンホールが発生することを抑制するために樹脂フィルム100の表面を洗浄した。
<Washing process>
The
<下地層形成工程>
次に、上記で表面を洗浄した樹脂フィルム100をスパッタ装置に投入し、真空ポンプにより1×10-3Paの圧力に設定した上で、イオンガンにN2ガスを注入して、それを照射することによって樹脂フィルムの表面を前処理した。その後、スパッタリング法によりAr雰囲気下でNiとCrとの合金(NiとCrとの重量比がNi:Cr=80:20)からなる酸化防止層を樹脂フィルム上に形成し、その上にCuからなる下地金属層を形成することにより下地層130を形成した(図5)。
<Underlayer formation process>
Next, the
そして、スパッタ装置の真空状態を解除して下地層130が形成された樹脂フィルム100を取り出し、樹脂フィルム100の一部をサンプリングした。そして、そのサンプルに対して集束イオンビーム(FIB:Focused Ion Beam)を照射することにより、断面を観察した。その結果、酸化防止層は厚さ10nmであり、下地金属層は厚さ350nmであることを確認した。さらに導通ビア120内にもこれらの下地層130が形成されていることを確認した。
Then, the vacuum state of the sputtering apparatus was released, the
<めっき層形成工程>
次に、下地層が形成された樹脂フィルム100を銅めっき装置にセットし、硫酸により下地層を活性化させた後に水洗した。その後、めっき液(硫酸200g/l、硫酸銅90g/l、塩素イオン濃度50ppmからなるもの)を充填しためっき浴に当該樹脂フィルムを浸漬することにより、下地層130上に銅めっきを行ない、再度水洗して乾燥させ、樹脂フィルム100の表面にめっき層140を形成した(図10)。このようにして得られた樹脂フィルムの一部をサンプリングした。そして、そのサンプルに対してFIBを照射することにより、断面を観察したところ、下地層130とめっき層140とを含む合計の厚さが18.5μmであった。
<Plating layer formation process>
Next, the
<金属回路形成工程>
次に、上記のようにしてめっき層140を形成した樹脂フィルム100の表裏の両面に対して、250mm幅のスリット加工されたドライフィルム(商品名:NIT215(ニチゴー・モートン株式会社製))をラミネートし、金属回路のパターンのマスクを重ね合わせた後、それをロール式の露光装置にセットして露光を行なった。
<Metal circuit formation process>
Next, a 250 mm wide slit-processed dry film (trade name: NIT215 (manufactured by Nichigo Morton)) is laminated on both the front and back surfaces of the
その後、現像とエッチングとレジスト剥離とを連続して行なうことができるロール式のエッチング装置に樹脂フィルム100をセットしてエッチング処理を行ない、金属回路50を形成した(図8)。この樹脂フィルムをサンプリングし、100倍の倍率の顕微鏡で金属回路50の断線、ショート等の検査を行なった。その結果、図8で示される金属回路50に断線、ショート等の不良は観察されなかった。
Thereafter, the
<樹脂フィルム積層工程>
次に、上記のようにして金属回路を形成した樹脂フィルム100の表裏の両面に、接着性樹脂70が塗布された厚さ38μmのポリイミドフィルム(カプトンEN150(東レ・デュポン株式会社製))を貼付け、3層の樹脂フィルム100と2層の回路層200とからなる積層体を得た(図9)。
<Resin film lamination process>
Next, a 38 μm-thick polyimide film (Kapton EN150 (manufactured by Toray DuPont Co., Ltd.)) coated with
この積層体の上下の樹脂フィルム100の全面を5倍の拡大鏡を用いてシワ、エアー噛み等の検査を行なった。その結果、この積層体の上下の樹脂フィルムにシワ、エアー噛み等の不良は観察されなかった。
The entire surface of the upper and
<導通ビア形成工程−2>
次に、上述した導通ビア形成工程と同様の方法を用いることによって、上記で得られた積層体の上下の樹脂フィルム100に対し、各マルチ導通部に3つの導通ビア120を形成した(図11)。その後、上記で導通ビアが形成された積層体の上下の樹脂フィルム100の表面を洗浄した。
<Conductive via formation process-2>
Next, by using the same method as the conductive via forming step described above, three
<下地層形成工程−2>
次に、上記で得られた積層体をスパッタ装置にセットし、上述した下地層形成工程と同一の条件および方法によって、この積層体の上下の樹脂フィルム100の表面にNi−Crからなる酸化防止層と、Cuからなる下地金属層とを含む下地層130をスパッタリング法により形成した(図12)。
<Underlayer formation process-2>
Next, the laminated body obtained above is set in a sputtering apparatus, and the surface of the upper and
そして、上記の下地層を形成した積層体の一部をサンプリングした。そして、そのサンプルに対してFIBを照射することにより断面を観察した。その結果、酸化防止層は厚さ10nmであり、下地金属層は厚さ350nmであることを確認した。 Then, a part of the laminated body on which the base layer was formed was sampled. And the cross section was observed by irradiating FIB with respect to the sample. As a result, it was confirmed that the antioxidant layer had a thickness of 10 nm and the base metal layer had a thickness of 350 nm.
<めっき層形成工程−2>
次に、Cuめっき装置に上記で得られた下地層を形成した積層体をセットして、上述のめっき層形成工程と同一の条件により上記で形成した下地層の全面にめっき層140を形成した(図13)。その後、この積層体の一部をサンプリングしてFIBを照射して断面を観察した。その結果、この積層体の上下の樹脂フィルム100上のめっき層140と下地層130との合計の厚さはいずれも18.5μmであることを確認した。
<Plating layer forming step-2>
Next, the laminate on which the base layer obtained above was formed was set in a Cu plating apparatus, and the
<金属回路形成工程−2>
次に、上記で得られためっき層を形成した積層体の上下の樹脂フィルム100に対して、ドライフィルム(商品名:NIT215(ニチゴー・モートン株式会社製))をラミネートし、次にロール式の露光装置にそれをセットして露光を行なった。
<Metal circuit formation process-2>
Next, a dry film (trade name: NIT215 (manufactured by Nichigo Morton Co., Ltd.)) is laminated on the upper and
その後、現像とエッチングとレジスト剥離とを連続して行ない、この積層体の上下の樹脂フィルム100の表面に金属回路50を形成した(図1)。以上により本発明の多層積層回路基板を作製した。
Thereafter, development, etching, and resist stripping were successively performed, and
そして、これをサンプリングし、このサンプルを100倍の顕微鏡を用いて金属回路の断線、ショート等の検査を行なった。その結果、この多層積層回路基板の金属回路に断線、ショート等の不良は観察されなかった。 This was sampled, and this sample was inspected for disconnection, short circuit, etc. of the metal circuit using a 100 × microscope. As a result, defects such as disconnection and short circuit were not observed in the metal circuit of the multilayer laminated circuit board.
<実施例2〜12>
実施例2〜12の多層積層回路基板は、実施例1の多層積層回路基板に対して、マルチ導通部一箇所の導通ビアの個数と導通ビアの内径とが以下の表1に示すように異なることを除き、実施例1と同様の方法により作製した。たとえば、表1中の実施例3は、マルチ導通部1箇所に対し実施例1で形成した導通ビアと同様の導通ビアを5つ形成したことを示し、実施例5は、マルチ導通部一箇所に対し内径が50μmの導通ビアを3つ形成したことを示す。
<Examples 2 to 12>
The multilayer laminated circuit boards of Examples 2 to 12 differ from the multilayer laminated circuit board of Example 1 in the number of conductive vias at one location of the multi-conductive portion and the inner diameter of the conductive vias as shown in Table 1 below. Except for this, it was produced by the same method as in Example 1. For example, Example 3 in Table 1 shows that five conductive vias similar to the conductive via formed in Example 1 were formed for one multi-conducting part, and Example 5 was a single multi-conducting part. Shows that three conductive vias having an inner diameter of 50 μm were formed.
<比較例1〜3>
比較例1〜3の多層積層回路基板は、マルチ導通部を形成せず、1つの導通部に対し1つの導通ビアを形成したことを除き、その他は実施例1と同様の方法により作製した(表1参照)。たとえば表1中の比較例1では内径15μmの導通ビアを、比較例2では内径50μmの導通ビアを、比較例3では内径300μmの導通ビアを各導通部当たり1つずつ形成したことを示す。
<Comparative Examples 1-3>
The multilayer laminated circuit boards of Comparative Examples 1 to 3 were produced by the same method as in Example 1 except that the multi-conductive portion was not formed and one conductive via was formed for one conductive portion ( (See Table 1). For example, in Table 1, it is shown that a conductive via having an inner diameter of 15 μm is formed in Comparative Example 1, a conductive via having an inner diameter of 50 μm is formed in Comparative Example 2, and a conductive via having an inner diameter of 300 μm is formed in Comparative Example 3.
<導通検査>
実施例1〜12および比較例1〜3の多層積層回路基板に対し、LCRメータ(品番:NDH−2000(カスタム株式会社製))を用いて、多層積層回路基板の端子両端での導通検査を行なった。その結果、実施例1〜12および比較例1〜3のいずれの多層積層回路基板においても導通の異常は観察されなかった。
<Continuity test>
Using the LCR meter (product number: NDH-2000 (manufactured by Custom Co., Ltd.)) for the multilayer laminated circuit boards of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 3, continuity inspection at both terminals of the multilayer laminated circuit board is performed. I did it. As a result, no abnormality in conduction was observed in any of the multilayer laminated circuit boards of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 3.
実施例1〜12および比較例1〜3の多層積層回路基板の金属回路は、およそ200個のマルチ導通部(比較例においては導通部)が設けられているが、そのうちのマルチ導通部(比較例においては導通部)の1箇所でも断線が生じていれば、導通の異常が計測されることから、多層積層回路基板を作製した段階では、金属回路は断線していないことが明らかとなった。 The metal circuits of the multilayer laminated circuit boards of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 3 are provided with approximately 200 multi-conducting portions (conducting portions in the comparative example). In the example, if disconnection occurs even at one part of the conduction part), an abnormality in conduction is measured, and thus it has been clarified that the metal circuit is not disconnected at the stage of producing the multilayer circuit board. .
<温度変化サイクル試験>
実施例1〜12および比較例1〜3の多層積層回路基板に対し、サイクル試験機(型式:TSA−41L−A(ESPEC株式会社製))を用いて、2つの異なる設定温度を一定時間間隔で交互に繰り返して保持する温度変化サイクル試験を行なった。具体的には、−40℃で30分間保持した後、120℃で30分間保持することを1サイクルとし、500サイクルごとに導通検査を行なった。回路内に含まれている複数のマルチ導通部のうち、1箇所でも導通不良が起きた時点でサイクル試験を終了することとし、3000サイクルまで行なった。
<Temperature change cycle test>
Using the cycle tester (model: TSA-41L-A (manufactured by ESPEC Corporation)) for the multilayer laminated circuit boards of Examples 1-12 and Comparative Examples 1-3, two different set temperatures are set at regular time intervals. A temperature change cycle test was conducted in which the sample was held alternately and repeatedly. Specifically, holding at −40 ° C. for 30 minutes and then holding at 120 ° C. for 30 minutes was defined as one cycle, and a continuity test was performed every 500 cycles. The cycle test was terminated when a continuity failure occurred in one of a plurality of multi-conducting portions included in the circuit, and up to 3000 cycles were performed.
実施例1〜12の多層積層回路基板は、3000サイクル終了時においても導通不良は認められなかった。これに対し、比較例1の多層積層回路基板は、2000サイクル終了時に、比較例2の多層積層回路基板は1500サイクル終了時に、比較例3の多層積層回路基板は1000サイクル終了時に導通不良が確認された。 In the multilayer laminated circuit boards of Examples 1 to 12, no poor conduction was observed even at the end of 3000 cycles. In contrast, the multilayer laminated circuit board of Comparative Example 1 was confirmed to have poor conduction at the end of 2000 cycles, the multilayer laminated circuit board of Comparative Example 2 at the end of 1500 cycles, and the multilayer laminated circuit board of Comparative Example 3 at the end of 1000 cycles. It was done.
上記の結果から、実施例1〜12の多層積層回路基板は、比較例1〜3の多層積層回路基板に比べて、熱が加わったときの金属回路の断線が格段に生じにくいことが明らかとなった。これは、実施例1〜12の多層積層回路基板にマルチ導通部を設けたことによることは明らかである。 From the above results, it is clear that the multilayer laminated circuit boards of Examples 1 to 12 are much less susceptible to disconnection of the metal circuit when heat is applied than the multilayer laminated circuit boards of Comparative Examples 1 to 3. became. This is obviously due to the provision of the multi-conducting portion on the multilayer laminated circuit boards of Examples 1-12.
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。 Although the embodiments and examples of the present invention have been described above, it is also planned from the beginning to appropriately combine the configurations of the above-described embodiments and examples.
今回開示された実施の形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明によれば、金属回路の断線が生じにくい多層積層回路基板を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the multilayer laminated circuit board which cannot produce a disconnection of a metal circuit can be provided.
1 多層積層回路基板、50 金属回路、70 接着性樹脂、100 樹脂フィルム、110 マルチ導通部、120 導通ビア、130 下地層、140 めっき層、170 レジスト、200 回路層、301 リジッド基板、302 Si基板、401 接着金属、402 密着金属。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multilayer laminated circuit board, 50 Metal circuit, 70 Adhesive resin, 100 Resin film, 110 Multi conduction | electrical_connection part, 120 Conduction via | veer, 130 Underlayer, 140 Plating layer, 170 Resist, 200 Circuit layer, 301 Rigid board, 302
Claims (5)
前記樹脂フィルムは、1つ以上のマルチ導通部を有し、
前記マルチ導通部は、直径10μm以上3000μm以下の領域を占め、かつ2つ以上の導通ビアを有し、
前記導通ビアは、5μm以上300μm以下の内径を有する、多層積層回路基板。 A multilayer circuit board including a laminated structure in which resin films and circuit layers are alternately laminated,
The resin film has one or more multi-conductive portions,
The multi-conductive portion occupies a region having a diameter of 10 μm or more and 3000 μm or less, and has two or more conductive vias,
The conductive via is a multilayer laminated circuit board having an inner diameter of 5 μm or more and 300 μm or less.
前記導通ビアの内径をdとすると、0<d/T≦60である、請求項1に記載の多層積層回路基板。 The thickness of the resin film is T,
The multilayer laminated circuit board according to claim 1, wherein 0 <d / T ≦ 60, where d is an inner diameter of the conductive via.
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