JP2003031951A - 多層配線基板の製造方法 - Google Patents

多層配線基板の製造方法

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JP2003031951A
JP2003031951A JP2001213232A JP2001213232A JP2003031951A JP 2003031951 A JP2003031951 A JP 2003031951A JP 2001213232 A JP2001213232 A JP 2001213232A JP 2001213232 A JP2001213232 A JP 2001213232A JP 2003031951 A JP2003031951 A JP 2003031951A
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resin film
wiring board
layer
laser
adhesive layer
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English (en)
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Naohito Mitsunari
尚人 三成
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 樹脂フィルムをリジッド基板に貼り合わせて
作る多層基板のビア形成をするとき、ビア開孔時間を短
縮し、かつレーザーの熱的なダメージを軽減することに
より接着部の剥離等の発生を防止することを可能とし、
テーパー角が小さい急峻なビアホールを形成し、各種電
子機器への組立工程において信頼性の高い多層配線基板
を提供する。 【解決手段】 製造方法は、樹脂フィルム基材1に開孔
部を設ける工程と、樹脂フィルム基材1に接着剤層4を
形成する工程と、開孔部から露出した接着剤層4または
樹脂フィルム層1にレーザー照射し、ブラインドビアを
形成する工程と、接着剤層4を形成された樹脂フィルム
基材1を配線パターン6を形成したリジッド配線基板5
に貼り合わせをする工程と、導電性ペースト材料をブラ
インドビア内に充填し、各金属配線層間の電気的接続を
とる工程と、充填後のビア上部を絶縁性樹脂、ソルダー
レジスト5で被覆する工程とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多層配線基板の製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、パソコン等に代表される電子機器
の高密度・小型化に伴い、ICパッケージも高密度・小型
化が要求されている。ICパッケージの高密度・小型化に
対応して、従来のQFP(Quad Flat Package)タイプの
ICパッケージよりもさらに多端子化に対応できるBGA(B
all Grid Array)タイプが登場してきている。
【0003】また、パッケージを実装する基板においても、
多層化、微細化が進み、ビルドアップによる多層基板の
開発も盛んである。一方、低コスト、高機能の多層基板
を提供する方法として、従来のPC基板、セラミック多層
基板に、多層フレキ基板を貼り合わせた複合多層基板も
登場してきている。
【0004】通常、貼り合わせ基板におけるビア形成は、レ
ーザーを用いるが、貼り合わせる樹脂フィルム層と接着
剤層を同時に除去し、ビアを形成する。レーザーによる
ビア形成後、ビア内のスミヤを、湿式処理またはプラズ
マ等の乾式処理により除去する。導電樹脂材料の充填、
半田ボール、半田ペーストの溶融、無電解、または電解
めっきによるNi、Cu、Auの金属層で形成する方法によっ
て、層間で電気的な接続を取る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】レーザーにより樹脂フ
ィルム層と接着剤層を同時に除去し、ビア形成するの
で、層厚が大きくなると、レーザー開孔のパワーを大き
くしたり、ショット数を多くする必要があるため、樹脂
フィルム層に熱的なダメージを与えたり、スミヤが多く
なり、レーザーによるビア形成に要する時間が長くなる
という問題が生じる。また、樹脂フィルム層、接着剤層
が厚くなると、テーパー角が大きくなり、ビアホールを
介して電気的接続を取る場合、導通不良の発生率が高く
なるという問題が生じる。
【0006】この問題を解決するために、SMTA Internatio
nal proceeding,September24−28,2000 p651に、配
線形成済の樹脂フィルムに化学的にポリイミドをエッチ
ングで開孔部を形成し、接着剤を用いてリジッド基板に
貼り合わせた後に、レーザー光によって接着剤層を除去
して、ビアホールを形成する方法の掲載がある。しかし
ながら、樹脂フィルムがポリイミドに限定され、また、
方法についても湿式法であるため、エポキシ系の樹脂フ
ィルムには適用できない。
【0007】本発明は、上記の問題点を解決するためになさ
れたもので、樹脂フィルムをリジッド基板に貼り合わせ
て作る多層基板のビア形成をするとき、ビア開孔時間を
短縮し、かつレーザーの熱的なダメージを軽減すること
により接着部の剥離等の発生を防止することを可能と
し、テーパー角が小さい急峻なビアホールを形成し、各
種電子機器への組立工程において信頼性の高い多層配線
基板を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明による多層基板におけるビア形成方法は、以
下のような方法である。まず、貼り合わせる樹脂フィル
ム基材に、あらかじめ、ビアホール(スルーホールまた
はブラインドビア)を形成する。本発明では、この形成
方法としては以下の方法がある。1)湿式法であるフォ
トエッチングプロセスを利用する方法、2)配線を形成
する前に、ビアを開孔する以外の所定の場所にマスク層
を形成した後、プラズマ処理またはレーザー照射を用い
る方法、または、3)パンチにより機械的に開孔する方
法等が挙げられるが、いずれの方法でも良い。
【0009】樹脂フィルムとしては従来のTAB(Tape Autom
ated Bonding)テープ、FPC(Flexible Printed Circ
uit)等の樹脂フィルム基材が使用できる。ビアホール
の形成後、接着剤層を形成する。接着剤層は、フィルム
状の接着剤をラミネートして形成される、または樹脂フ
ィルムに液状の接着剤を直接塗布、乾操して形成され
る。湿式で開けられたビアの周辺に、樹脂フィルムの表
面側と裏面側(ここで裏面とは、リジッド基板と貼り合
わせをする面である)に、それぞれ、リング状の金属ラ
ンドがフォトエッチングによって形成されている。上記
接着剤付き樹脂フィルムを、位置合わせしながら、リジ
ッド基板に貼り合わせを行う。次に、レーザーを用い
て、接着剤層のみを除去することによりビアホールの形
成を行う。
【0010】ビア形成は、通常、リジッド基板に接着剤付き
樹脂フィルム剤の所定の場所に位置合わせをして貼り合
わせをした後にレーザーを照射して行うが、リジッド基
板に貼り合わせる前に接着剤層のビア部分にレーザーを
照射した後、貼り合わせても良い。本発明では、このよ
うに、配線形成された樹脂フィルムと配線形成されたリ
ジッド配線基板からなる多層基板の製造方法において、
樹脂フィルム層と接着剤層に形成するブラインドビアホ
ール形成において、樹脂フィルム層の開孔と接着剤層の
開孔を分けて行う方法である。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の貫通孔付き樹脂フィルム
基材は、樹脂フィルムの片面または両面に配線パターン
が形成され、フレキシブルなテープを用いる。TABテー
プやFPCテープの製造方法は従来の製造方法が適用でき
る。
【0012】フィルム、基板の大きさ、形状等は適用する半
導体装置の大きさ、形状等に応じて適宜設計すればよ
い。フレキシブルテープでビア周辺部には、リング状の
金属部分が形成されている。また、接着剤は、常温接合
タイプ、熱硬化性タイプまたは熱可塑性タイプいずれの
タイプでもよい。また厚みに関しては、任意の厚みを選
択することが可能であるが、基板の総厚を薄く抑えるこ
とが望ましいため、通常20μmから100μmの厚みが用い
られる。
【0013】接着剤層は、配線形成済のCu/PIフィルム上で
リジッド基材への貼り合わせ面側にあらかじめ形成して
おき、圧着し、貼り合わせを行う。貼り合わせ後、レー
ザーによりビア形成を行うが、樹脂フィルム上の配線と
セラミック配線基板またはプリント配線基板との電気的
接続は、レーザーによりビアを形成した後、導電樹脂の
充填、半田ボール、半田ペーストの溶融、無電解、また
は電解めっきによるNi、Cu、Auの金属層で形成する方法
によって行う。このようにして本発明の高密度配線基板
は形成される。
【0014】(実施例1)以下、この発明の実施例について
図面を参照して説明する。樹脂フィルム基材にFPCテー
プを住友3M社製熱硬化性接着剤にて貼り合わせしたとき
のビア構造の模式図を図1に示す。ここでFPCテープとし
ては、新日鐵化学製の両面銅ポリイミド積層板を用い
た。平面図と断面図を(a)、(b)にそれぞれ示す。レ
ーザーにて開孔した後のビア構造の模式図を図2に示
す。平面図と断面図を(a)、(b)に示す。
【0015】ビアランド径は250μm、ビア径は150μmであ
る。この樹脂フィルム基材の大きさは100mm□で、厚さ5
0μmのポリイミド等の絶縁フィルム1に厚さ18μmのCu等
の金属材料をエッチング処理して形成された配線パター
ン2および太陽インキ株式会社製熱硬化性タイプのソル
ダーレジスト層3が形成される。
【0016】また、ポリイミド製の絶縁フィルムはあらかじ
め水酸化ナトリウム水溶液または水酸化カリウム水溶液
およびアミン系の有機溶剤等の強アルカリのエッチング
液を用いた湿式法により開孔される。エッチング温度は
80°Cである。ポリイミドに開けたスルーホールの径
は、トップ部150μm、ボトム部100μmで、アスペクト比
は0.68である。ここで、アスペクト比は、ビア深さ/
ビア径である。樹脂フィルム基板のリジッド基板貼り合
わせ側には、幅100mm、厚さ50μmの接着剤層4が形成さ
れる。
【0017】リジッド基板は通常のFR4のプリント配線板5で
あり、その表面に配線層6とソルダーレジスト層7が形成
されている。樹脂フィルム基材は、温度70°C、圧力25
kg/cm2、接着時間10分間の条件でプリント基板に貼り
付け、その後150°Cで120分間硬化した。以上のように
して得られた、貼り合わせ基板のビア部分に住友重機製
炭酸ガスレーザーにて、ビア形成を行った。
【0018】貼り合わせ部分のビア数は5000個設けた。レー
ザー条件は出力1.0W、ショット数2、ビーム径は250
μmである。レーザーでビア開孔に要した時間は、アラ
イメント時間を含めて、23secしか掛からなかった。ま
た、開孔後、実体顕微鏡による観察を行ったが、レーザ
ーによりビア周辺部にダメージは見られなかった。ま
た、ビア形成後のビアトップ径は150μm、ビアボトム径
は140μmであり、アスペクト比は0.84、テーパー角は
約3°であった。あらかじめポリイミドフィルムに開け
たスルーホールの接着剤層に面した径は100μmから135
μmと大きくなっていた。
【0019】(実施例2)実施例2として、配線形成済樹脂フ
ィルムとして、日東電工(株)製PEN−FPC(Polyethylen
−naphthalate FPC)を使うことおよび貼り合わせるFPC
基材のPolyethylen−naphthalate層をプラズマエッチン
グによって行う以外は、すべて実施例1と同様にした。
【0020】プラズマエッチングの条件としては、ガス種:
四フッ化炭素CF4と酸素O2の混合ガス、ガス流量:四フ
ッ化炭素CF4 30sccm 酸素O2 70sccm、パワー:1kW、真
空度:200mTorr、時間:30minとした。ポリイミドに開
けたスルーホールの径は、トップ部で150μm、ボトム部
で120μmである。
【0021】ビア形成後のビアトップ径は150μm、ビアボト
ム径は145μmであり、アスペクト比は0.81、テーパー
角は約3°であった。あらかじめプラズマエッチングに
よるポリイミドフィルムに開けたスルーホールの接着剤
層に面した径は120μmから140μmと大きくなっていた。
【0022】(比較例)比較例として、貼り合わせるFPC基
材のポリイミド層を湿式エッチングによって行っていな
いものを用いる以外は、すべて実施例と同様にした。実
施例1と同じレーザー条件では、ビア開孔ができなかっ
たので、レーザーのショット数を4とした。
【0023】レーザーでビア開孔に要した時間は、アライメ
ント時間を含めて、43secかかった。また、開孔後、実
体顕微鏡による観察を行ったが、実施例に比べ、スミヤ
の量が多かった。また、ビア形成後のビアトップ径は15
0μm、ビアボトム径は125μmでありテーパー角は約7°
であった。
【0024】
【発明の効果】本発明による湿式法によるエッチングと
乾式法によるレーザーを併用することによるビア形成方
法を用いれば、ビアを開孔するためにレーザーの条件を
強くする必要がなく、また、ダメージを少なくし、レー
ザー加工時間を短縮し、スミヤの量を低減できる、さら
には、ビアホールのテーパー角を小さくでき、急峻なビ
アホールの形成が可能等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施例におけるレーザー開孔前の
ビア構造の平面図および断面図である。
【図2】図2は本発明の実施例におけるレーザー開孔後の
ビア構造の平面図および断面図である。
【符号の説明】
1 絶縁フィルム 2 配線パターン 3 ソルダーレジスト層 4 接着剤層 5 プリント配線板 6 配線層 7 ソルダーレジスト層

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】両面または片面に配線パターンが形成され
    た樹脂フィルム基材上で所要の箇所に開孔部を設ける工
    程と、前記樹脂フィルム基材に接着剤層を形成する工程
    と、所要の開孔部から露出した前記接着剤層または樹脂
    フィルム層にレーザー照射し、ブラインドビアまたはス
    ルーホールを形成する工程と、接着剤層を形成された樹
    脂フィルム基材を所要の配線パターンを形成したセラミ
    ック配線基板またはプリント配線基板等のリジッド配線
    基板に貼り合わせをする工程と、導電性ペースト材料を
    ブラインドビアまたはスルーホール内に充填し、各金属
    配線層間の電気的接続をとる工程と、充填後のビア上部
    を絶縁性樹脂、ソルダーレジストで被覆する工程とを含
    むことを特徴とする配線形成された樹脂フィルムと配線
    形成されたリジッド配線基板からなる多層配線基板の製
    造方法。
  2. 【請求項2】樹脂フィルム基板上で所要の箇所に開孔部
    を設ける工程は、パンチ、レーザー、プラズマエッチン
    グ、化学エッチングのいずれか1つのの方法であり、開
    孔径50〜500μm、アスペクト比0.1〜1となるスルーホ
    ールを形成することを特徴とする請求項1記載の多層配
    線基板の製造方法。
  3. 【請求項3】所要の開孔部から露出した前記接着剤層ま
    たは樹脂フィルム層のレーザー加工工程において、開孔
    径50〜200μm、アスペクト比0.5〜2となるブラインド
    ビアまたはスルーホールを形成することを特徴とする請
    求項1記載の多層配線基板の製造方法。
  4. 【請求項4】樹脂フィルム基材として、TAB(Tape Auto
    mated Bonding)テープまたは、FPC(Flexible Print
    ed Circuit)を用いることを特徴とする請求項1記載の
    多層配線基板の製造方法。
  5. 【請求項5】上記レーザー加工工程は、可視光領域また
    は紫外線領域の波長を有するレーザー光により行うこと
    を特徴とする請求項2または3に記載の多層配線基板の
    製造方法。
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