JP2004214227A - Interlayer connection part and multilayer wiring board - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable multilayer wiring board which can securely connect layers. <P>SOLUTION: The board is provided with a conductor layer and an insulating layer which is brought into contact with at least a part of the conductor layer. The board is provided with a conductor post which passes through the insulating layer, and is projected from the surface of the insulating layer on a face opposite to the conductor layer. The conductor post of the wiring board having a solder layer formed on the surface of the tip of the conductor post and is mainly composed of tin and a gold coating face of a layer to be connected, which has an interlayer connection land composed of a copper layer, a diffusion preventing metal layer and a gold coat in this order are thermally pressurized through an adhesive layer so as to be bonded with one another by soldering. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、層間接続部及び多層配線板に関するものである。更に詳しくは、層間の電気的接続と接着を同時に行うことにより得られる層間接続部およびその層間接合部を有する多層配線板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の高機能化、並びに、軽薄短小化の要求に伴い、電子部品の高密度集積化、さらには高密度実装化が進んできており、これらの電子機器に使用される半導体パッケージは、従来にも増して、益々、小型化かつ多ピン化が進んできている。
【０００３】
従来の回路基板は、プリント配線板と呼ばれ、ガラス繊維の織布にエポキシ樹脂を含浸させた積層板からなる、ガラスエポキシ板に貼り付けられた銅箔をパターニングした後、複数枚重ねて積層接着し、ドリルで貫通穴を開けて、この穴の壁面に銅めっきを行ってビアホールを形成し、層間の電気接続を行った配線基板の使用が主流であった。しかし、搭載部品の小型化、高密度化が進み、上記の配線基板では配線密度が不足して、部品の搭載に問題が生じるようになってきている。このような中、更なる小型、軽量化、多ピン化および高速信号伝送を実現させるために、配線の高密度化、ビアの小径化とともに層間絶縁層の薄膜化が求められており、従来のビルドアップ法のような逐次積層法に代わる新たな層間接続方式を用いた多層配線板が提案されている。
【０００４】
このような中で、層間接続用のランドを有する配線パターンと、配線パターンとの層間接続用のランドを有する被接続体の、いずれかのランド上に導体ポストが形成され、少なくとも、導体ポストの先端表面または相対するランドの表面に半田層が形成され、導体ポストと相対するランドとを接着剤層を介して、密着・加圧・加熱の工程を経て半田接合させた層間接続部を有する多層配線板（例えば、特許文献１参照。）が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特願２００１−３８４８３４号（第１２−２６頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術によれば、半田接合によって得られる層間接合部に形成される合金層は、接着剤層の硬化工程などによる高温の熱履歴が与えられると、合金成長時の原子の拡散速度の差異によって、カーケンダルボイドが発生することがあり、特に、主に銅からなる被接続層に被覆されている金皮膜に半田接合した場合の被接続層と半田層の界面にのみカーケンダルボイドが成長することがあり、ボイド防止による接続の信頼性向上が求められている。
【０００７】
本発明は、半導体チップを搭載する多層配線板における、層間接続のこのような現状の問題点に鑑み、確実に層間接続でき、且つ高温の熱履歴に対しても信頼性の高い層間接続部またはそれを有する多層配線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】
即ち、本発明は、
（１） 層間接続用の導体ポストの先端に形成された錫を主成分とする半田層と、少なくとも銅層、拡散防止金属層からなる導体層の拡散防止層とを、接着剤層を介して熱圧着することにより半田接合させて得られることを特徴とする層間接続部、
（２） 導体層が、金層を含むものであり、該金層と半田層とを半田接合させた第１項記載の層間接続部、
（３） 導体層が、層間接続用ランドである第１項または第２項に記載の層間接続部、
（４） 導体層が、導体回路層である第１項または第２項に記載の層間接続部、
（５） 拡散防止金属層が、ニッケルからなるものである第１項〜第４項のいずれかに記載の層間接続部、
（６） 層間接続部が、半田層の融点よりも高い合金を形成してなる第１項〜第５項のいずれかに記載の層間接続部、
（７） 半田接合が、半田層と接着剤層とを接触させ、半田層の融点以上の温度で加熱して半田層を溶融し、次いで、圧着して行われる第１項〜第６項のいずれかに記載の層間接続部、
（８） 第１項〜第７項のいずれかに記載の層間接続部を有することを特徴とする多層配線板、
（９） 絶縁層と、該絶縁層に接して、少なくとも銅層、拡散防止金属層の順でなる導体回路層とを有する配線基板を複数枚含んで得られる第８項記載の多層配線板、
（１０） 導体回路層が、絶縁層から一方の面を露出するように絶縁層中に埋め込まれているものである第９項記載の多層配線板、
である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、層間接続用の導体ポストの先端に形成された錫を主成分とする半田層と、少なくとも銅層、拡散防止金属層からなる導体層の拡散防止層とを、接着剤層を介して熱圧着することにより半田接合させて得られることを特徴とする層間接続部である。前記導体層は、層間接続用ランド、導体回路層のいずれであっても良い。更に、本発明は、この層間接続部を有する多層配線板である。
【００１０】
本発明において、導体層に拡散防止金属層を形成する目的は、半田層と導体層との半田接合部に、それぞれの層を形成する金属層における拡散速度の差により発生するカーケンダルボイドを抑制することである。本発明においては、導体層側にのみ拡散防止金属層を設けることにより、半田接合部には導体ポストを形成する金属と、半田層を形成する金属と、導体層の拡散防止金属層の上に更に金属層が形成される場合はその金属とからなる合金が形成され、この合金の融点は、半田層の融点よりも高くなることが好ましい。この合金が形成されることにより、チップリフロー工程、パッケージリフロー工程などに予想される半田融点以上の熱履歴に対しても、接合部は再溶融しないことを特徴としている。
【００１１】
一方、導体層の拡散防止金属層表面に金層を形成する目的は、多層配線板製造用配線基板を複数枚積層して多層配線板を得る際に、酸化された拡散防止金属層が酸化されていると半田接合がし難くなるため、半田層中に拡散しやすい金層を形成しておくことにより、導体ポストの半田層と拡散防止金属層とが、より半田接合しやすいようにするためである。なお、接着剤層に表面清浄化機能を有する樹脂を用いることにより、その機能が拡散防止金属層の酸化膜を充分除去できるのであれば、金被膜は不要である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。図１、図２は、本発明を具体化した実施形態の一例であり、以下、図１、図２を参照して詳細を説明する。
【００１２】
本発明の層間接続部あるいは多層配線板を得るための製造方法の第１の例としては、まず、金属箔１０１と絶縁層１０２からなる２層構造体を用意し（図１（ａ））、絶縁層１０２にビア１０３を形成する（図１（ｂ））。
金属箔１０１は容易に入手可能な銅箔を用いるのが好ましい。２層構造体は、金属箔１０１上に樹脂ワニスを印刷、カーテンコート、バーコート等の方法で直接塗布することにより得ることができる。さらには、市販の樹脂付銅箔（例えば、ポリイミド付銅箔）のような２層構造体を用意しても良い。また、２層構造体は、ガラスエポキシ両面銅張積層板の一方の銅箔を全面エッチングして得ることもできる。
【００１３】
ビア１０３の形成方法は、この製造方法に適する方法であればどのような方法でも良く、レーザー、プラズマによるドライエッチング、ケミカルエッチング等が挙げられる。レーザーとしては、炭酸ガスレーザー、紫外線レーザー、エキシマレーザ等を使用することができる。
絶縁層１０２がガラスエポキシのように補強繊維を含む場合には、樹脂とガラスクロスを貫通してビア１０３を形成することができる炭酸ガスレーザーを使用することが好ましい。絶縁層１０２がポリイミド等の補強繊維を含まない場合には、より微細なビア１０３を形成できる紫外線レーザーを使用することが好ましい。また、絶縁層１０２を感光性樹脂とした場合には、絶縁層１０２を選択的に感光し、現像することでビア１０３を形成することもできる。
【００１４】
次に、金属箔１０１を電解めっき用リード（給電用電極）として、銅ポスト１０４を電解めっきにより形成し（図１（ｃ））、次に、銅ポスト１０４の先端表面に半田被膜１０５を電解めっきにより形成する（図１（ｄ））。これらの電解めっきにより、絶縁層１０２のビア１０３が形成されている部分に、導体ポスト１０６が形成される。
【００１５】
銅ポスト１０４を形成する方法としては、電解めっきにより形成する方法以外に、無電解めっきにより形成する方法、銅を含有するペーストを印刷する方法が挙げられる。電解めっきにより銅ポスト１０４を形成すれば、銅ポスト１０４の先端の形状を自由に制御することができるため、非常に好ましい。また、導体ポスト１０６のうち、銅ポストが占める体積比を極力高くすることで、低抵抗で安定した導体ポスト１０６を得ることができる。
【００１６】
半田被膜１０５の形成方法としては、電解めっきにより形成する方法以外に、無電解めっきにより形成する方法、半田を含有するペーストを印刷する方法が挙げられる。特に、電解めっきによる方法では、無電解めっきによる方法よりも、めっき可能な金属が多種多様であり、また薬液の管理も容易であるため、非常に好適である。
半田被膜１０５の材質としては、Ｓｎを主成分とする半田を使用することが好ましい。より好ましくは、環境に優しいＰｂフリー半田である。
【００１７】
次に、金属箔１０１上にパターニングされためっきレジスト（図示せず）を形成し、続いて、金属箔１０１を電解めっき用リード（給電用電極）として、拡散防止金属層１０７を電解めっきにより形成した後、さらに、金被膜１０８を電解めっきにより形成し、めっきレジストを除去する（図１（ｅ））。この電解めっきにより、金属箔１０１上のめっきレジストが形成されていない部分に、拡散防止金属層１０７、金皮膜１０８が形成される。拡散防止金属層１０７の材質として、好ましくは、ニッケルが挙げられる。また、めっきレジストは、例えば、金属箔１０１上に紫外線感光性のドライフィルムレジストをラミネートし、ネガフィルム等を用いて選択的に感光し、その後現像することにより形成できる。
【００１８】
最後に、形成した金皮膜１０８をエッチングレジストとして、金属箔１０１を選択的にエッチングすることにより、銅回路１０９を形成して、導体回路１１０を得るとともに、配線基板１２０を得る（図１（ｆ））。このとき、配線基板１２０が多層配線板用の配線基板の場合、導体回路のパターンには、接続用ランドも同時に形成されている。拡散防止金属層１０７が金被膜１０８で覆われているため、銅をエッチングするために使用するエッチング液は、酸性・アルカリ性のどちらを使用しても問題ない。好ましくは、拡散防止金属層１０７がニッケルの場合には、市販のアルカリ性エッチング液を用いることで、ニッケルを溶解させずに、銅のみをエッチングすることができるため、銅回路１０９を容易に得ることができる。
【００１９】
続いて、上記で得た配線基板１２０を用いて得られる多層配線板について詳細に説明する。図３は、本発明の第１の実施形態である配線基板１２０を用いた場合の多層配線板の製造方法の例を説明するための図で、図３（ｂ）は得られる多層配線板の構造を示す断面図である。
【００２０】
まず、上記で得られた配線基板１２０の絶縁層１０２表面に接着剤層１１１を形成し、続いて、接着剤層１１１が形成された配線基板１２０を複数枚と、コア基板１３０とを位置合わせする（図３（ａ））。以下の説明においては、便宜上、配線基板１２０を複数枚積層して層間接続部ならびに多層配線板を得る方法を述べるが、導体ポストと、拡散防止金属層が形成されている被接続層との半田接合によって得られる層間接続部であれば何ら制限されるころはない。従って、本発明においては、配線板１２０に形成されている導体回路は、拡散防止金属層が形成されていることは必須ではなく、何らかの拡散防止金属層が形成されている被接続層を有する回路基板に接合して得られる層間接合部であってもよい。
【００２１】
接着剤層１１１の形成は、使用する樹脂に応じて適した方法で良く、例えば、樹脂ワニスを、印刷、カーテンコート、バーコート等の方法で直接塗布したり、ドライフィルムタイプの樹脂を真空ラミネート、真空プレス等の方法で積層したりする方法が挙げられる。なお、図３（ａ）では、絶縁層１０２表面に接着剤層１１１を形成する例を示したが、導体回路１１０側とコア基板１３０表面に接着剤層１１１を形成しても構わない。
【００２２】
位置合わせは、多層配線板製造用配線基板１２０及びコア基板１３０に、予め形成されている位置決めマークを、画像認識装置により読み取り位置合わせする方法、位置合わせ用のピン等で位置合わせする方法等を用いることができる。
【００２３】
最後に、複数の多層配線板製造用配線基板１２０とコア基板１３０とを熱圧着する（図３（ｂ））。熱圧着工程では、例えば、真空プレスを用いて、半田被膜１０５の半田が溶融するまで加熱するとともに、加圧して半田被膜１０５と導体回路１１０ａとを半田接合させ、更に加熱して接着剤層１１１を硬化させて、一体化させる。以上の工程により、導体回路１１０ａと導体ポスト１０６とを半田被膜１０５にて半田接合し、各層間を接着剤層１１１にて接着した多層配線板１４０を得ることができる。
【００２４】
図２は、本発明の実施の形態である多層配線板製造用配線基板の製造方法の第２の例を説明するための図で、図２（ｆ）は得られる多層配線板製造用配線基板の構造を示す断面図である。
【００２５】
本発明の多層配線板製造用配線基板の製造方法の第２の例が第１の例と異なるのは、金属箔１０１を選択的にエッチングして、導体回路１１０を形成する代わりに、金属板２０１を電解めっき用リード（給電用電極）として、電解めっきにより導体回路２１０を形成する点であり、基本的な製造方法は、ほとんど同じである。金属板２０１は金属箔であってもよい。以下、第２の例について、第１の例と異なる部分のみ詳細に説明する。
【００２６】
まず、金属板２０１上にパターニングされためっきレジスト（図示せず）を形成し、続いて、金属板２０１を電解めっき用リード（給電用電極）として、金皮膜層２０８、拡散防止金属層２０７および銅回路２０９を電解めっきにより形成した後、めっきレジストを除去する（図２（ａ））。この電解めっきにより、金属板２０１上のめっきレジストが形成されていない部分に、導体回路２１０（金皮膜層２０８、拡散防止金属層２０８および銅回路２０９）が形成される。
金属板２０１の材質は、この製造方法に適するものであればどのようなものでも良いが、特に、使用される薬液に対して耐性を有するものであって、最終的にエッチングにより除去可能であることが必要である。そのような金属板２０１の材質としては、例えば、銅、銅合金等が挙げられる。
一方、めっきレジストは、例えば、金属板２０１上に紫外線感光性のドライフィルムレジストをラミネートし、ネガフィルム等を用いて選択的に感光し、その後現像することにより形成できる。
【００２７】
拡散防止金属層２０７の材質は、第１の例と同様、好ましくはニッケルが挙げられる。ここで、拡散防止金属層２０７を形成する目的は、半田接合しやすくするためと、金属板２０１が銅または銅合金である場合に、金属板２０１をエッチングにより除去する際に、銅回路２０９がエッチングされないように保護することにもある。
【００２８】
次に、導体回路２１０上に絶縁層２０２を形成し（図２（ｂ））、続いて、絶縁層２０２にビア２０３を形成する（図２（ｃ））。絶縁層２０２を構成する樹脂は、この製造方法に適するものであればどのようなものでも使用できる。また、絶縁層２０２の形成は、使用する樹脂に応じて適した方法で良く、樹脂ワニスを印刷、カーテンコート、バーコート等の方法で直接塗布したり、ドライフィルムタイプの樹脂を真空ラミネート、真空プレス等の方法で積層したりする方法が挙げられる。特に、市販されている樹脂付銅箔は入手が容易であり、真空ラミネートにより、導体回路２１０の凹凸を埋め込みながら成形し、最後に銅箔をエッチングすれば、絶縁層２０２の表面が導体回路２１０の凹凸に影響されることなく、非常に平坦になるので、導体回路層が、絶縁層から一方の面を露出するように絶縁層中に埋め込まれた配線基板を用いることが、より好ましい。一方、ビア２０３の形成方法は、第１の例と同様である。
【００２９】
次に、銅ポスト２０４及び半田被膜２０５を形成し、導体ポスト２０６を形成する（図２（ｄ）〜（ｅ））。これらの形成方法は、第１の例と同様である。
【００３０】
最後に、金属板２０１をエッチングして、配線基板２２０を得る（図２（ｆ））。図２（ｆ）に示された配線基板は、導体回路２１０が、銅回路２０９と拡散防止金属層２０７と金皮膜層２０８の３層からなる例を示している。また、拡散防止金属層２０７が金被膜で覆われているため、金属板２０１をエッチングするために使用するエッチング液は、酸性・アルカリ性のどちらを使用しても問題ない。
【００３１】
上記の配線基板を用いて得られる多層配線板の詳細については、図４に示すとおりであるが、基本的には図３に示された多層配線板と同様である。
【００３２】
本発明において接着剤層を形成する接着剤としては、半田表面や被接続金属表面に存在する酸化膜の除去機能や、酸化膜の還元機能などを示す表面清浄化機能を有し絶縁信頼性の高い性能を有するものであることが、より好ましい。半田表面と層間接続用ランドが、接着剤層と接触させることで、接着剤の表面清浄化機能により金属表面を清浄化することができる。また、半田接合させる際には、半田の融点以上に達するまで加熱して、半田を溶融させて、ついで所定の圧力をかけて半田接合させることがより好ましい。半田の加熱溶融工程においては、半田層の表面の酸化膜が還元されて溶融し、溶融半田の表面張力により凸形状、更には最安定なドーム形状を形成することができ、また、層間接続用ランドを形成する金属表面を清浄化することができる。両表面を清浄化することで、半田が非接合表面に接触したとき、被接合表面に対して濡れ拡がろうとする力が働き、半田接合部における接着剤層が排除される。これより、接着剤層を用いた半田接合には、樹脂残りが発生しにくく、且つその電気的接続信頼性は高いものとなる。
【００３３】
本発明に用いる好ましい接着剤の具体例としては、例えば、少なくとも１つ以上のフェノール性水酸基を有する樹脂と、その硬化剤として作用する樹脂の組み合わせからなる樹脂組成物が挙げられる。
【００３４】
本発明において好ましい接着剤に用いる少なくとも１つ以上のフェノール性水酸基を有する樹脂としては、フェノールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、レゾール樹脂、および、ポリビニルフェノール樹脂から選ばれるのが好ましく、これらの１種以上を用いることができる。また、フェノールフタリン、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、２，５−ジヒドロキシ安息香酸なども好ましい。
【００３５】
本発明において好ましい接着剤に用いるフェノール性水酸基を有する樹脂の、硬化剤として作用する樹脂としては、エポキシ樹脂やイソシアネート樹脂等が用いられる。具体的にはいずれも、ビスフェノール系、フェノールノボラック系、アルキルフェノールノボラック系、ビフェノール系、ナフトール系やレソルシノール系等のフェノールベースのものや、脂肪族、環状脂肪族や不飽和脂肪族等の骨格をベースとして変性されたエポキシ化合物やイソシアネート化合物が挙げられる。
【００３６】
好ましい接着剤におけるフェノール性水酸基を有する樹脂は、接着剤中に、５ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下で含まれることが好ましい。５重量％未満であると、金属表面を清浄化する作用が低下し、半田接合できなくなる恐れがある。また、８０重量％より多いと、十分な硬化物が得られず、接合強度と信頼性が低下する恐れがある。フェノール性水酸基を有する樹脂の硬化剤として作用する樹脂の配合量は、例えば、エポキシ基当量またはイソシアネート基当量が、少なくともフェノール性水酸基を有する樹脂のヒドロキシル基当量に対し０．５倍以上、１．５倍以下が好ましいが、良好な金属接合性と硬化物物性が得られる場合はこの限りではない。また、接着剤には、上記成分の他に、無機充填材、硬化触媒、着色料、消泡剤、難燃剤、カップリング剤等の各種添加剤や、溶剤を添加しても良い。
【００３７】
【実施例】
以下、実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。
【００３８】
＜接着剤ワニスの調合例１＞
クレゾールノボラック樹脂（住友デュレズ(株)製，ＰＲ−ＨＦ−３）１０６ｇと、フェノールフタリン（東京化成製）１０５ｇと、ジアリルビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（日本化薬(株)製、ＲＥ−８１０ＮＭ）４５０ｇとを、メチルエチルケトン１６５ｇに溶解し、接着剤ワニスを作製した。
【００３９】
＜配線基板の製造：実施例＞
銅箔（金属箔１０１、厚み１８μｍ）、ポリイミド樹脂絶縁膜（絶縁膜１０２、厚み２５μｍ）からなるフレキシブルプリント配線用基板（住友ベークライト製、Ａ１フレキ）のポリイミド樹脂絶縁膜にＵＶ−ＹＡＧレーザーを用いて、トップ径が４５μｍ、ボトム径が２５μｍのビア（ビア１０３）を３００個形成した。ビア内部およびビア周辺部を、過マンガン酸樹脂エッチング液にて清浄化した後、裏面の銅箔を電解めっき用リード（給電用電極）として、電解銅めっきを行ってビアを銅で充填し、銅ポスト（導体ポスト１０４）を形成した。ここで、銅ポストの直径が４５μｍとなるよう、電解銅めっきの時間を調整した。次に、銅ポストの表面に、Ｓｎ−Ａｇ半田層（半田皮膜１０５）を電解めっきによって４μｍの厚みで形成した。なお、半田層の先端表面の絶縁膜表面から突出している高さは、１０μｍであった。
【００４０】
次に、銅箔上にドライフィルムレジスト（旭化成製、ＡＱ−２０５８）をロールラミネートし、位置合わせを行った後、所定のネガフィルムを用いて露光・現像し、導体回路１１０の形成に必要なめっきレジストを形成した。次に、銅箔を電解めっき用リードとして、ニッケル層（拡散防止金属層１０７）、続いて金層（金皮膜層１０８）を電解めっきにより形成した。さらに、レジストを剥離した後、既に形成した金層、あるいはニッケル層をエッチングレジストとして、銅箔を選択的にエッチングして、配線パターン（導体回路１１０）を形成した。以上の工程により、配線基板１２０を得ることができた。
【００４１】
＜配線基板の製造：比較例＞
上記実施例の配線基板の製造方法において、銅箔上に、めっきレジストを形成する工程までは、実施例と同様の方法で行った。次に、銅箔を電解めっき用リードとして、金層（金皮膜層１０８）を電解めっきにより形成した。即ち、ニッケル層をめっきにより形成する工程がないことが、実施例と異なる点である。さらに、レジストを剥離した後、既に形成した金層、あるいはニッケル層をエッチングレジストとして、銅箔を選択的にエッチングして、配線パターン（導体回路１１０）を形成した。以上の工程により、配線基板１２０を得ることができた。
【００４２】
＜多層配線板の製造＞
実施例および比較例に示した方法によって得られた配線基板（Ｘ：ニッケル層が形成された配線基板、Ｙ：ニッケル層が形成されていない配線基板）に対して、バーコートにより、上記で得た接着剤ワニス（調合例１）を、絶縁層の表面、すなわちＳｎ−Ａｇ半田層が形成された面に塗布した後、８０℃で２０分乾燥し、２０μｍ厚の接着剤層（接着剤層１１１）を形成した。
【００４３】
一方、厚み１２μｍ銅箔が両面に形成されたＦＲ−５相当のガラスエポキシ両面銅張積層板（住友ベークライト製、ＥＬＣ−４７８１）を用い、銅箔を選択的にエッチングして回路パターンを形成し、コア基板（コア基板１３０）を得た。
【００４４】
次に、上記の工程により得られた配線基板（Ｘ）または（Ｙ）と、コア基板に、予め形成されている位置決めマークを、画像認識装置により読み取り、両者を位置合わせし、２５０℃、０．５ＭＰａ、１分間の条件で熱圧着した。これにより多層配線板（Ｘ’：配線基板（Ｘ）を使用）および（Ｙ’：配線基板（Ｙ）を使用）を得た。さらに、得られた多層配線版に、接着剤を硬化させるために２００℃６０分の熱処理を行った。
【００４５】
＜半田接合部の断面評価＞
得られた多層配線板（Ｘ’）および（Ｙ’）の半田接合部を詳細に評価するため、断面研磨し、バフ研磨後、イオンミーリング法により最終仕上げを行った。その後、多層配線板（Ｘ’）および（Ｙ’）の配線基板同士の半田接合部を電子顕微鏡で観察するとともに、組成分析を行った。接合部の断面観察は、熱処理を行う前の多層配線版と熱処理後の多層配線板の両方で行った。
【００４６】
導体回路にニッケル層の設けられた多層配線板（Ｘ’）においては、熱処理前と熱処理後の断面観察においては、カーケンダルボイドの発生は認められなかった。また、接合部には、主にＳｎ、Ａｕ、Ｃｕからなる合金が形成されていた。一方、ニッケル層の無い多層配線板（Ｙ’）においては、熱処理前の段階で、導体回路と半田層の界面にカーケンダルボイドと思われる微小ボイドが発生していることが観察された。さらに、２００℃６０分の熱処理後の断面観察においては、導体層と半田合金の界面のカーケンダルボイドが成長して、剥離寸前にまで拡大していた。また、いずれの場合（Ｘ’、Ｙ’）においても、導体ポストと半田の界面には、合金形成されていたが、カーケンダルボイドの発生ならびに、熱処理によるボイドの拡大は観察されなかった。
【００４７】
上記の結果から、拡散防止金属層１０７を形成することにより、カーケンダルボイドの発生と成長を抑制できることは明らかであり、さらに、導体ポストと半田層の界面には、拡散防止金属層を設けなくてもカーケンダルボイドの発生ならびに成長させずに合金を形成することができる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明により、確実に層間接続でき、且つ信頼性の高い多層配線板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による配線基板の製造方法の第１の例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態による配線基板の製造方法の第２の例を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態による第１の配線基板を用いた場合の、多層配線板の製造方法の例を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態による第２の配線基板を用いた場合の、多層配線板の製造方法の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０１ 金属箔
２０１ 金属板
１０２、２０２ 絶縁層
１０３、２０３ ビア
１０４、２０４ 銅ポスト
１０５、２０５ 半田皮膜
１０６、２０６ 導体ポスト
１０７、２０７ 拡散防止金属層
１０８、２０８ 金皮膜層
１０９、２０９ 銅回路
１１０、２１０ 導体回路
１１０ａ、２１０ａ 導体回路
１１１、２１１ 接着剤層
１２０、２２０ 配線基板
１３０、２３０ コア基板
１４０、２４０ 多層配線板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an interlayer connection part and a multilayer wiring board. More specifically, the present invention relates to an interlayer connection portion obtained by simultaneously performing electrical connection and adhesion between layers and a multilayer wiring board having the interlayer connection portion.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the demand for higher functionality of electronic devices and the demand for lighter, thinner and smaller electronic devices, high-density integration of electronic components and further high-density mounting have been advanced, and semiconductor packages used for these electronic devices have been developed. The size and the number of pins are increasing more and more than ever.
[0003]
A conventional circuit board is called a printed wiring board, which consists of a laminated board made of glass fiber woven fabric impregnated with epoxy resin.After patterning the copper foil attached to the glass epoxy board, multiple layers are stacked. The mainstream was to use a wiring board in which a via hole was formed by bonding, drilling a through-hole, and performing copper plating on the wall surface of the hole to form a via hole, and making electrical connection between layers. However, the mounting components have been reduced in size and density, and the wiring density of the above-mentioned wiring boards has become insufficient, and problems have arisen in mounting components. Under these circumstances, in order to realize further miniaturization, weight reduction, multi-pin and high-speed signal transmission, it is required to increase the density of wiring, reduce the diameter of vias, and reduce the thickness of the interlayer insulating layer. A multilayer wiring board using a new interlayer connection method instead of a sequential lamination method such as a build-up method has been proposed.
[0004]
In such a situation, a conductor post is formed on one of the lands of a wiring pattern having a land for interlayer connection and a connected body having a land for interlayer connection with the wiring pattern, and at least the conductor post is formed. A multilayer having an interlayer connection part in which a solder layer is formed on the tip surface or the surface of the opposing land, and the conductor post and the opposing land are solder-bonded through an adhesive layer through a process of close contact, pressure, and heating. A wiring board (for example, see Patent Document 1) has been proposed.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application No. 2001-384834 (pages 12-26, FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the conventional technique, when an alloy layer formed at an interlayer joint obtained by soldering is given a high-temperature heat history due to a curing step of an adhesive layer, the diffusion rate of atoms during alloy growth is increased. May cause Kirkendall voids, especially Kirkendall voids only at the interface between the connected layer and the solder layer when soldered to a gold film coated on the connected layer mainly made of copper May be grown, and it is required to improve the connection reliability by preventing voids.
[0007]
The present invention has been made in view of such a current problem of interlayer connection in a multilayer wiring board on which a semiconductor chip is mounted. An object is to provide a multilayer wiring board having the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention
(1) A tin-based solder layer formed at the tip of a conductor post for interlayer connection, and a conductive layer made of at least a copper layer and a metal layer made of a metal for preventing diffusion are bonded via an adhesive layer. An interlayer connection part obtained by soldering by thermocompression bonding;
(2) The interlayer connecting portion according to (1), wherein the conductor layer includes a gold layer, and the gold layer and the solder layer are soldered.
(3) The interlayer connecting portion according to the above (1) or (2), wherein the conductor layer is a land for interlayer connection;
(4) The interlayer connection according to the above item 1 or 2, wherein the conductor layer is a conductor circuit layer;
(5) The interlayer connection according to any one of (1) to (4), wherein the diffusion prevention metal layer is made of nickel.
(6) The interlayer connection part according to any one of (1) to (5), wherein the interlayer connection part forms an alloy higher than the melting point of the solder layer;
(7) The soldering is performed by bringing the solder layer and the adhesive layer into contact with each other, heating the solder layer at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder layer, melting the solder layer, and then pressing the solder layer. An interlayer connection part according to any of the above,
(8) A multilayer wiring board having the interlayer connection part according to any one of (1) to (7),
(9) The multilayer wiring board according to (8), wherein the multilayer wiring board is obtained by including a plurality of wiring boards each including an insulating layer and a conductor circuit layer in contact with the insulating layer and having at least a copper layer and a diffusion preventing metal layer in this order.
(10) The multilayer wiring board according to (9), wherein the conductive circuit layer is embedded in the insulating layer so as to expose one surface from the insulating layer.
It is.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention provides a solder layer containing tin as a main component formed at the tip of a conductor post for interlayer connection, and at least a copper layer and a diffusion prevention layer of a conductor layer made of a diffusion prevention metal layer, with an adhesive layer interposed therebetween. An interlayer connection part obtained by soldering by thermocompression bonding. The conductor layer may be any of a land for interlayer connection and a conductor circuit layer. Further, the present invention is a multilayer wiring board having this interlayer connection.
[0010]
In the present invention, the purpose of forming the diffusion preventing metal layer on the conductor layer is to suppress Kirkendall voids generated at the solder joint between the solder layer and the conductor layer due to the difference in diffusion speed between the metal layers forming the respective layers. It is to be. In the present invention, by providing the diffusion preventing metal layer only on the conductor layer side, the metal forming the conductor post, the metal forming the solder layer, and the diffusion preventing metal layer When a metal layer is further formed, an alloy composed of the metal is formed, and the melting point of the alloy is preferably higher than the melting point of the solder layer. By forming this alloy, the joint portion is not remelted even with a heat history higher than the solder melting point expected in the chip reflow step, the package reflow step, and the like.
[0011]
On the other hand, the purpose of forming a gold layer on the surface of the diffusion preventing metal layer of the conductor layer is to oxidize the oxidized diffusion preventing metal layer when obtaining a multilayer wiring board by laminating a plurality of wiring boards for manufacturing a multilayer wiring board. In order to make it easier for the solder layer of the conductor post and the diffusion prevention metal layer to be more easily solder-joined, it is difficult to make solder joints. It is. In addition, if a resin having a surface cleaning function is used for the adhesive layer and the function can sufficiently remove the oxide film of the diffusion preventing metal layer, the gold coating is unnecessary.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. FIGS. 1 and 2 show an example of an embodiment embodying the present invention. Hereinafter, details will be described with reference to FIGS.
[0012]
As a first example of a manufacturing method for obtaining an interlayer connection portion or a multilayer wiring board of the present invention, first, a two-layer structure including a metal foil 101 and an insulating layer 102 is prepared (FIG. 1A). Vias 103 are formed in the insulating layer 102 (FIG. 1B).
It is preferable to use a readily available copper foil as the metal foil 101. The two-layer structure can be obtained by directly applying a resin varnish on the metal foil 101 by printing, curtain coating, bar coating, or the like. Further, a two-layer structure such as a commercially available copper foil with resin (for example, copper foil with polyimide) may be prepared. The two-layer structure can also be obtained by etching one copper foil of the glass epoxy double-sided copper-clad laminate over the entire surface.
[0013]
The method of forming the via 103 may be any method as long as it is a method suitable for this manufacturing method, and examples thereof include dry etching using laser and plasma, and chemical etching. As the laser, a carbon dioxide gas laser, an ultraviolet laser, an excimer laser, or the like can be used.
When the insulating layer 102 includes a reinforcing fiber such as glass epoxy, it is preferable to use a carbon dioxide laser capable of forming a via 103 through a resin and a glass cloth. When the insulating layer 102 does not include a reinforcing fiber such as polyimide, it is preferable to use an ultraviolet laser capable of forming a finer via 103. When the insulating layer 102 is made of a photosensitive resin, the via 103 can be formed by selectively exposing and developing the insulating layer 102.
[0014]
Next, a copper post 104 is formed by electrolytic plating using the metal foil 101 as a lead (electrode for power supply) for electrolytic plating (FIG. 1C). It is formed by plating (FIG. 1D). By these electrolytic plating, conductor posts 106 are formed in portions of the insulating layer 102 where the vias 103 are formed.
[0015]
Examples of the method of forming the copper post 104 include a method of forming by electroless plating and a method of printing a paste containing copper, in addition to the method of forming by copper plating. It is very preferable to form the copper post 104 by electrolytic plating because the shape of the tip of the copper post 104 can be freely controlled. Further, by increasing the volume ratio occupied by the copper posts in the conductor posts 106 as much as possible, it is possible to obtain the conductor posts 106 with low resistance and stability.
[0016]
Examples of the method of forming the solder film 105 include a method of forming by electroless plating and a method of printing a paste containing solder, in addition to the method of forming by solder plating. In particular, the method using electroplating is very suitable because the metal that can be plated is more diverse and the management of the chemical solution is easier than the method using electroless plating.
As a material of the solder coating 105, it is preferable to use a solder containing Sn as a main component. More preferably, it is an environment-friendly Pb-free solder.
[0017]
Next, a patterned plating resist (not shown) is formed on the metal foil 101. Subsequently, the diffusion preventing metal layer 107 is formed by electrolytic plating using the metal foil 101 as a lead (electrode for power supply) for electrolytic plating. After that, a gold film 108 is further formed by electrolytic plating, and the plating resist is removed (FIG. 1E). By this electrolytic plating, a diffusion preventing metal layer 107 and a gold film 108 are formed on a portion of the metal foil 101 where the plating resist is not formed. The material of the diffusion preventing metal layer 107 is preferably nickel. Further, the plating resist can be formed, for example, by laminating a UV-sensitive dry film resist on the metal foil 101, selectively exposing it using a negative film or the like, and then developing it.
[0018]
Finally, using the formed gold film 108 as an etching resist, the metal foil 101 is selectively etched to form a copper circuit 109, thereby obtaining a conductor circuit 110 and a wiring substrate 120 (FIG. 1 (f) )). At this time, when the wiring board 120 is a wiring board for a multilayer wiring board, connection lands are also formed in the conductor circuit pattern at the same time. Since the diffusion preventing metal layer 107 is covered with the gold coating 108, there is no problem if either an acidic or alkaline etchant is used for etching copper. Preferably, when the diffusion preventing metal layer 107 is nickel, a commercially available alkaline etching solution can be used to etch only copper without dissolving nickel, so that the copper circuit 109 can be easily obtained. Can be.
[0019]
Subsequently, a multilayer wiring board obtained by using the wiring board 120 obtained above will be described in detail. FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a method of manufacturing a multilayer wiring board using the wiring board 120 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. It is sectional drawing which shows a structure.
[0020]
First, an adhesive layer 111 is formed on the surface of the insulating layer 102 of the wiring substrate 120 obtained above, and subsequently, a plurality of wiring substrates 120 on which the adhesive layer 111 is formed and a core substrate 130 are aligned. (FIG. 3A). In the following description, for convenience, a method of laminating a plurality of wiring boards 120 to obtain an interlayer connection portion and a multilayer wiring board will be described. However, soldering between a conductor post and a connected layer on which a diffusion prevention metal layer is formed is described. There is no limitation as long as it is an interlayer connection obtained by joining. Therefore, in the present invention, it is not essential that the conductive circuit formed on the wiring board 120 has the diffusion preventing metal layer formed thereon, but the circuit having the connected layer on which any diffusion preventing metal layer is formed is provided. It may be an interlayer joint obtained by joining to a substrate.
[0021]
The adhesive layer 111 may be formed by a method suitable for the resin used. For example, a resin varnish may be directly applied by printing, curtain coating, bar coating, or the like, or a dry film type resin may be vacuum-laminated. And a method of laminating by a method such as vacuum press. Although FIG. 3A shows an example in which the adhesive layer 111 is formed on the surface of the insulating layer 102, the adhesive layer 111 may be formed on the conductor circuit 110 side and on the surface of the core substrate 130.
[0022]
Positioning includes a method of reading and positioning a positioning mark formed in advance on the wiring board 120 for multilayer wiring board production and the core substrate 130 with an image recognition device, a method of positioning with a positioning pin or the like, and the like. Can be used.
[0023]
Finally, the plurality of wiring boards 120 for manufacturing a multilayer wiring board and the core board 130 are thermocompression-bonded (FIG. 3B). In the thermocompression bonding step, for example, using a vacuum press, the solder of the solder coating 105 is heated until the solder is melted, pressurized to solder-join the solder coating 105 and the conductor circuit 110a, and further heated to form an adhesive layer 111. Is cured and integrated. According to the above steps, the conductor circuit 110a and the conductor post 106 are solder-bonded with the solder film 105, and the multilayer wiring board 140 in which the respective layers are bonded with the adhesive layer 111 can be obtained.
[0024]
FIG. 2 is a view for explaining a second example of a method of manufacturing a wiring board for manufacturing a multilayer wiring board according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 (f) is a wiring board for manufacturing a multilayer wiring board obtained. It is sectional drawing which shows the structure of.
[0025]
The second example of the method for manufacturing a wiring board for manufacturing a multilayer wiring board of the present invention is different from the first example in that instead of forming the conductive circuit 110 by selectively etching the metal foil 101, The basic manufacturing method is almost the same in that a conductor circuit 210 is formed by electrolytic plating using 201 as a lead for electrolytic plating (electrode for power supply). The metal plate 201 may be a metal foil. Hereinafter, the second example will be described in detail only with respect to portions different from the first example.
[0026]
First, a patterned plating resist (not shown) is formed on the metal plate 201, and subsequently, the metal film 201 is used as a lead (electrode for power supply) for electrolytic plating, and the gold film layer 208, the diffusion preventing metal layer 207, After the copper circuit 209 is formed by electrolytic plating, the plating resist is removed (FIG. 2A). By this electrolytic plating, a conductor circuit 210 (a gold film layer 208, a diffusion preventing metal layer 208, and a copper circuit 209) is formed on a portion of the metal plate 201 where the plating resist is not formed.
The material of the metal plate 201 may be any material as long as it is suitable for this manufacturing method. In particular, the material has resistance to a used chemical solution and can be finally removed by etching. It is necessary. Examples of the material of such a metal plate 201 include copper and copper alloy.
On the other hand, the plating resist can be formed by, for example, laminating an ultraviolet-sensitive dry film resist on the metal plate 201, selectively exposing the resist using a negative film or the like, and then developing the same.
[0027]
The material of the diffusion preventing metal layer 207 is preferably nickel as in the first example. Here, the purpose of forming the diffusion preventing metal layer 207 is to facilitate the solder bonding, and when the metal plate 201 is made of copper or a copper alloy, when the metal plate 201 is removed by etching, the copper circuit 209 is formed. It also protects it from being etched.
[0028]
Next, an insulating layer 202 is formed on the conductor circuit 210 (FIG. 2B), and a via 203 is formed in the insulating layer 202 (FIG. 2C). As the resin forming the insulating layer 202, any resin suitable for this manufacturing method can be used. The insulating layer 202 may be formed by a method suitable for the resin to be used. For example, a resin varnish may be directly applied by printing, curtain coating, bar coating, or the like, or a dry film type resin may be vacuum-laminated or vacuum-coated. Examples of the method include lamination by a method such as pressing. In particular, commercially available copper foil with resin is easily available, and is formed by embedding and embossing the conductor circuit 210 by vacuum lamination and finally etching the copper foil, so that the surface of the insulating layer 202 becomes conductive conductor 210 Since the substrate becomes very flat without being affected by the irregularities, it is more preferable to use a wiring board in which the conductive circuit layer is embedded in the insulating layer so as to expose one surface from the insulating layer. On the other hand, the method of forming the via 203 is the same as in the first example.
[0029]
Next, a copper post 204 and a solder coating 205 are formed, and a conductor post 206 is formed (FIGS. 2D to 2E). These forming methods are the same as in the first example.
[0030]
Finally, the wiring board 220 is obtained by etching the metal plate 201 (FIG. 2F). The wiring board shown in FIG. 2F shows an example in which the conductor circuit 210 is composed of three layers of a copper circuit 209, a diffusion preventing metal layer 207, and a gold film layer 208. In addition, since the diffusion preventing metal layer 207 is covered with the gold film, there is no problem whether the etching solution used for etching the metal plate 201 is either acidic or alkaline.
[0031]
The details of the multilayer wiring board obtained by using the above-described wiring board are as shown in FIG. 4, but are basically the same as those of the multilayer wiring board shown in FIG.
[0032]
In the present invention, the adhesive for forming the adhesive layer has a function of removing an oxide film present on a solder surface or a surface of a metal to be connected, a surface cleaning function showing a reduction function of an oxide film, and the like. It is more preferable to have high performance. By bringing the solder surface and the land for interlayer connection into contact with the adhesive layer, the metal surface can be cleaned by the surface cleaning function of the adhesive. Further, at the time of solder joining, it is more preferable to heat until the temperature reaches the melting point of the solder, melt the solder, and then apply the predetermined pressure to perform the solder joining. In the heating and melting step of the solder, the oxide film on the surface of the solder layer is reduced and melted, and a convex shape and further the most stable dome shape can be formed due to the surface tension of the molten solder. The metal surface forming the land can be cleaned. By cleaning both surfaces, when the solder comes into contact with the non-joining surface, a force for wetting and spreading on the surface to be joined acts, and the adhesive layer at the solder joint is eliminated. Accordingly, the resin joining is less likely to occur in the solder joint using the adhesive layer, and the electrical connection reliability is high.
[0033]
Specific examples of preferable adhesives used in the present invention include, for example, a resin composition comprising a combination of a resin having at least one or more phenolic hydroxyl groups and a resin acting as a curing agent thereof.
[0034]
The resin having at least one or more phenolic hydroxyl groups used in the adhesive preferably used in the present invention is preferably selected from a phenol novolak resin, an alkylphenol novolak resin, a resole resin, and a polyvinyl phenol resin. Can be used. Further, phenolphthaline, 2,4-dihydroxybenzoic acid, 2,5-dihydroxybenzoic acid and the like are also preferable.
[0035]
As a resin having a phenolic hydroxyl group used for a preferable adhesive in the present invention, an epoxy resin, an isocyanate resin or the like is used as a resin acting as a curing agent. Specifically, any of them is based on phenol-based compounds such as bisphenols, phenol novolaks, alkylphenol novolacs, biphenols, naphthols and resorcinols, and skeletons such as aliphatic, cycloaliphatic and unsaturated aliphatics. Examples thereof include modified epoxy compounds and isocyanate compounds.
[0036]
The resin having a phenolic hydroxyl group in a preferred adhesive is preferably contained in the adhesive in an amount of 5 wt% or more and 80 wt% or less. When the content is less than 5% by weight, the effect of cleaning the metal surface is reduced, and there is a possibility that solder joining cannot be performed. On the other hand, if the content is more than 80% by weight, a sufficient cured product cannot be obtained, and the bonding strength and reliability may be reduced. The compounding amount of the resin acting as a curing agent for the resin having a phenolic hydroxyl group is, for example, such that the epoxy group equivalent or the isocyanate group equivalent is at least 0.5 times the hydroxyl group equivalent of the resin having the phenolic hydroxyl group. It is preferably at most 5 times, but this is not the case when good metal bonding properties and cured physical properties can be obtained. Further, in addition to the above components, various additives such as an inorganic filler, a curing catalyst, a coloring agent, an antifoaming agent, a flame retardant, a coupling agent, and a solvent may be added to the adhesive.
[0037]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
[0038]
<Formulation example 1 of adhesive varnish>
106 g of cresol novolak resin (PR-HF-3, manufactured by Sumitomo Durez Co., Ltd.), 105 g of phenolphthaline (manufactured by Tokyo Chemical Industry), and diallyl bisphenol A type epoxy resin (RE-810NM, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) 450 g were dissolved in 165 g of methyl ethyl ketone to prepare an adhesive varnish.
[0039]
<Manufacture of wiring board: Example>
Using a UV-YAG laser for the polyimide resin insulation film of a flexible printed wiring board (Sumitomo Bakelite, A1 flexible) composed of copper foil (metal foil 101, thickness 18 μm) and polyimide resin insulation film (insulation film 102, thickness 25 μm) Thus, 300 vias (vias 103) having a top diameter of 45 μm and a bottom diameter of 25 μm were formed. After cleaning the inside of the via and the periphery of the via with a permanganate resin etching solution, electrolytic copper plating is performed using the copper foil on the back surface as a lead for electrolytic plating (electrode for power supply), and the via is filled with copper. Copper posts (conductor posts 104) were formed. Here, the time of electrolytic copper plating was adjusted so that the diameter of the copper post was 45 μm. Next, on the surface of the copper post, a Sn-Ag solder layer (solder film 105) was formed with a thickness of 4 μm by electrolytic plating. The height of the tip surface of the solder layer protruding from the insulating film surface was 10 μm.
[0040]
Next, a dry film resist (AQ-2058, manufactured by Asahi Kasei) is roll-laminated on the copper foil, aligned, and then exposed and developed using a predetermined negative film to form a conductor circuit 110. A plating resist was formed. Next, using a copper foil as a lead for electrolytic plating, a nickel layer (diffusion preventing metal layer 107) and subsequently a gold layer (gold film layer 108) were formed by electrolytic plating. Further, after the resist was removed, the copper foil was selectively etched using the already formed gold layer or nickel layer as an etching resist to form a wiring pattern (conductor circuit 110). Through the above steps, the wiring substrate 120 was obtained.
[0041]
<Manufacture of wiring board: Comparative example>
In the method of manufacturing a wiring board of the above-described embodiment, the steps up to the step of forming a plating resist on a copper foil were performed in the same manner as in the embodiment. Next, a gold layer (gold film layer 108) was formed by electrolytic plating using the copper foil as a lead for electrolytic plating. That is, the difference from the embodiment is that there is no step of forming a nickel layer by plating. Further, after the resist was removed, the copper foil was selectively etched using the already formed gold layer or nickel layer as an etching resist to form a wiring pattern (conductor circuit 110). Through the above steps, the wiring substrate 120 was obtained.
[0042]
<Manufacture of multilayer wiring board>
The wiring boards obtained by the methods shown in Examples and Comparative Examples (X: a wiring board having a nickel layer formed thereon, Y: a wiring board having no nickel layer formed thereon) were obtained by bar coating. The adhesive varnish (Formulation Example 1) was applied to the surface of the insulating layer, that is, the surface on which the Sn-Ag solder layer was formed, and then dried at 80 ° C. for 20 minutes to form an adhesive layer (adhesive layer) having a thickness of 20 μm. 111).
[0043]
On the other hand, using a glass epoxy double-sided copper-clad laminate equivalent to FR-5 (manufactured by Sumitomo Bakelite, ELC-4781) having a 12 μm thick copper foil formed on both sides, the copper foil is selectively etched to form a circuit pattern. Thus, a core substrate (core substrate 130) was obtained.
[0044]
Next, a positioning mark formed in advance on the wiring board (X) or (Y) obtained in the above step and the core board is read by an image recognition device, and both are aligned. Thermocompression bonding was performed under a condition of 0.5 MPa for 1 minute. Thus, a multilayer wiring board (X ′: using the wiring board (X)) and (Y ′: using the wiring board (Y)) were obtained. Further, the obtained multilayer wiring board was subjected to a heat treatment at 200 ° C. for 60 minutes to cure the adhesive.
[0045]
<Section evaluation of solder joint>
In order to evaluate the solder joints of the obtained multilayer wiring boards (X ′) and (Y ′) in detail, the sections were polished, buffed, and finally finished by ion milling. Thereafter, the solder joints between the wiring boards of the multilayer wiring boards (X ′) and (Y ′) were observed with an electron microscope, and the composition was analyzed. The cross section of the joint was observed on both the multilayer wiring board before the heat treatment and the multilayer wiring board after the heat treatment.
[0046]
In the multilayer wiring board (X ′) in which the nickel layer was provided on the conductor circuit, no Kirkendall void was observed in the cross-sectional observation before and after the heat treatment. Further, an alloy mainly composed of Sn, Au, and Cu was formed at the joint. On the other hand, in the multilayer wiring board (Y ′) having no nickel layer, it was observed that microvoids considered to be Kirkendall voids occurred at the interface between the conductor circuit and the solder layer before the heat treatment. Furthermore, in the cross-sectional observation after the heat treatment at 200 ° C. for 60 minutes, Kirkendall voids at the interface between the conductor layer and the solder alloy grew and expanded to just before peeling. In each case (X ′, Y ′), although an alloy was formed at the interface between the conductor post and the solder, the occurrence of Kirkendall voids and the expansion of voids due to the heat treatment were not observed.
[0047]
From the above results, it is clear that the formation and growth of Kirkendall voids can be suppressed by forming the diffusion preventing metal layer 107. Further, the interface between the conductor post and the solder layer is not provided with the diffusion preventing metal layer. However, an alloy can be formed without generating and growing Kirkendall voids.
[0048]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a highly reliable multilayer wiring board which can be reliably connected between layers.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first example of a method of manufacturing a wiring board according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing a second example of the method for manufacturing a wiring board according to the embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of a method for manufacturing a multilayer wiring board when the first wiring board according to the embodiment of the present invention is used.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an example of a method for manufacturing a multilayer wiring board when the second wiring board according to the embodiment of the present invention is used.
[Explanation of symbols]
101 metal foil
201 metal plate
102, 202 insulating layer
103, 203 via
104, 204 Copper post
105, 205 Solder film
106, 206 Conductor post
107, 207 Diffusion prevention metal layer
108, 208 Gold film layer
109, 209 copper circuit
110, 210 conductor circuit
110a, 210a conductor circuit
111, 211 adhesive layer
120, 220 wiring board
130, 230 core substrate
140, 240 multilayer wiring board

Claims (10)

層間接続用の導体ポストの先端に形成された錫を主成分とする半田層と、少なくとも銅層、拡散防止金属層からなる導体層の拡散防止層とを、接着剤層を介して熱圧着することにより半田接合させて得られることを特徴とする層間接続部。The solder layer mainly composed of tin formed at the tip of the conductor post for interlayer connection and the diffusion prevention layer of the conductor layer composed of at least a copper layer and a diffusion prevention metal layer are thermocompression bonded via an adhesive layer. An interlayer connection obtained by soldering. 導体層が、金層を含むものであり、該金層と半田層とを半田接合させた請求項１記載の層間接続部。2. The interlayer connection according to claim 1, wherein the conductor layer includes a gold layer, and the gold layer and the solder layer are joined by soldering. 導体層が、層間接続用ランドである請求項１または２に記載の層間接続部。The interlayer connection part according to claim 1, wherein the conductor layer is a land for interlayer connection. 導体層が、導体回路層である請求項１または２に記載の層間接続部。3. The interlayer connection according to claim 1, wherein the conductor layer is a conductor circuit layer. 拡散防止金属層が、ニッケルからなるものである請求項１〜４のいずれかに記載の層間接続部。The interlayer connection according to any one of claims 1 to 4, wherein the diffusion prevention metal layer is made of nickel. 層間接続部が、半田層の融点よりも高い合金を形成してなる請求項１〜５のいずれかに記載の層間接続部。The interlayer connection according to any one of claims 1 to 5, wherein the interlayer connection is formed of an alloy having a melting point higher than a melting point of the solder layer. 半田接合が、半田層と接着剤層とを接触させ、半田層の融点以上の温度で加熱して半田層を溶融し、次いで、圧着して行われる請求項１〜６のいずれかに記載の層間接続部。7. The soldering method according to claim 1, wherein the soldering is performed by bringing the solder layer into contact with the adhesive layer, heating the solder layer at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder layer, melting the solder layer, and then pressing the solder layer. Interlayer connection. 請求項１〜７のいずれかに記載の層間接続部を有することを特徴とする多層配線板。A multilayer wiring board comprising the interlayer connection part according to claim 1. 絶縁層と、該絶縁層に接して、少なくとも銅層、拡散防止金属層の順でなる導体回路層とを有する配線基板を複数枚含んで得られる請求項８記載の多層配線板。9. The multilayer wiring board according to claim 8, wherein the multilayer wiring board is obtained by including a plurality of wiring boards each having an insulating layer and a conductor circuit layer in contact with the insulating layer and having at least a copper layer and a diffusion preventing metal layer in this order. 導体回路層が、絶縁層から一方の面を露出するように絶縁層中に埋め込まれているものである請求項９記載の多層配線板。10. The multilayer wiring board according to claim 9, wherein the conductive circuit layer is embedded in the insulating layer so as to expose one surface from the insulating layer.

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