KR102346221B1

KR102346221B1 - 다층 배선판의 제조 방법

Info

Publication number: KR102346221B1
Application number: KR1020187033290A
Authority: KR
Inventors: 유토 다나베; 에이이치 시나다; 마사히로 가토
Original assignee: 쇼와덴코머티리얼즈가부시끼가이샤
Priority date: 2016-06-06
Filing date: 2017-06-05
Publication date: 2021-12-31
Also published as: US20190313536A1; WO2017213085A1; KR20190015229A; SG11201810482XA; JP2020182007A; US11291124B2; SG10202011919XA; TW201802954A; JP6819682B2; TWI777958B; JPWO2017213085A1

Abstract

프린트 배선판 사이를 전기적으로 접속시키는 전기적 접속 패드와 프린트 배선판 사이를 전기적으로 접속시키지 않는 비접속 패드의 양방을 동일 면 내에 구비하는 복수 장의 프린트 배선판을 준비하는 공정 (Ⅰ) 과, 상기 복수 장의 프린트 배선판을 상기 전기적 접속 패드끼리가 대향하도록 겹치고, 상기 복수 장의 프린트 배선판을 상기 대향하는 전기적 접속 패드끼리의 사이에 배치한 도전성 재료에 의해 접합되도록 적층하는 적층 공정 (Ⅱ) 을 갖는 다층 배선판의 제조 방법에 있어서, 상기 프린트 배선판 제조 공정 (Ⅰ) 에서는, 상기 적층 공정 (Ⅱ) 에서 상기 복수 장의 프린트 배선판을 겹칠 때에 대향시키는 면의 적어도 일방의 면에, 그 면 상의 상기 전기적 접속 패드에 대응하는 위치에 관통공이 형성된 절연 필름을 첩부하고 (Ia), 상기 절연 필름에 형성된 관통공에 도전성 재료를 배치하는 (Ib), 다층 배선판의 제조 방법.

Description

다층 배선판의 제조 방법

본 발명은, 다층 배선판의 제조 방법에 관한 것이다.

종래의 다층 배선판의 제조 방법에서는, 회로 형성된 양면 구리 피복 적층판을 절연성 접착제와 교대로 복수 장 겹쳐 적층 일체화하여 다층 배선판으로 하고, 필요한 지점에 다층 배선판을 관통하는 구멍을 뚫어 그 내벽을 도금함으로써 각 층의 회로를 전기적으로 접속시키는 구조 (관통 스루홀) 를 형성하는 것이 일반적이다.

또, 다층 배선판에 실장되는 부품의 고밀도화에 대응하는 것으로서, 각 개에 관통 스루홀을 형성한 복수의 프린트 배선판을 적층 일체화하여 다층 배선판으로 한 후, 복수의 프린트 배선판 사이를 전기적으로 접속시키기 위해, 필요한 지점에 다층 배선판의 전체 판두께를 관통하는 구멍을 뚫어 관통 스루홀을 형성한, 인터스티셜 비아홀 (IVH : 특정한 층간만을 접속시키는 비관통공) 이 형성된 다층 배선판이 있다. IVH 가 형성된 다층 배선판은, 전체 판두께를 관통 스루홀로 전기적 접속을 실시하는 다층 배선판에 비해, 소경의 천공이 가능하고, 협피치화에 대한 대응도 가능해진다.

추가적인 고밀도화에 대응하기 위해, 인접하는 각 층만을 접속시키는 비관통공에 의한 층간 접속이 제안되었다. 일례로서, 회로 형성된 절연 기판 상에, 표면에 배선을 형성한 빌드업층을 형성하고, 레이저 등에 의해 비관통공 (빌드업층만을 관통하는 구멍) 을 형성하여 그 내벽을 도금하여 접속하는 것으로, 필요층 수에 따라 순차적으로 빌드업층을 겹쳐 쌓아가는, 이른바 빌드업 공법이 있다. 또한, 빌드업 공법 이외의 층간 접속 기술로서 도금을 사용하지 않고 층간 접속 재료로서 도전성 페이스트나 이방 도전 재료 등을 사용한 관통 스루홀레스 구조의 다층 배선판의 제조 기술이 각 사로부터 제안되어, 예를 들어, 하기에 나타내는 바와 같은 것이 잘 알려져 있다.

특허문헌 1 에는, 부직포에 열경화성 수지를 함침시켜 반경화 상태로 한 박형의 프리프레그에 천공을 실시하여, 그 구멍에 도전성 페이스트를 충전한 것을 2 장의 양면 회로 기판 사이에 끼우도록 중첩하고, 가열·가압하고, 상기 2 장의 양면 회로 기판의 회로가 상기 프리프레그의 구멍에 충전된 도전 페이스트에 의해 전기적으로 접속되도록 접착하여 1 장의 다층 배선판을 제조하는 방법이 개시되어 있다.

특허문헌 2 에는, 도체판 상에 산형 또는 대략 원추상의 도전성 범프를 형성하고 나서, 가열 연화시킨 절연성 프리프레그 기재에 상기 도전성 범프를 프레스 관삽시켜, 도전성 범프로 이루어지는 층간 접속부를 형성하는 방법이 개시되어 있다.

특허문헌 3 에는, 도체 면적률이 상이한 복수의 영역을 갖는 회로 기판 사이에, 도체 면적률에 따른 개구 면적으로 천공된 이형 비아홀을 갖는 접착 수지 시트를 배치하고, 이형 비아홀에 도전성 페이스트를 충전하고, 열 프레스를 실시하여 1 장의 다층 배선판을 제조하는 방법이 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 평11-87870호 일본 공개특허공보 평9-162553호 일본 특허 제5874343호

다층 배선판에 실장되는 부품은, 표면 실장에 의한 것이 주류로 되어 있으며, 부품과 다층 배선판을 접속시키기 위한 접속 단자는 해마다 협소화되어 오고 있다. 또한, 실장되는 부품의 점수도 해마다 증가해 오고 있어, 다층 배선판의 전기적 접속을 위한 구멍 피치의 협소화나 신호선수의 증가가 요구되어 오고 있다.

반도체 검사용 지그용 기판이나 메인보드 등으로 대표되는 판두께가 5 ㎜ 를 초과하는 대형 고다층 배선판 분야에 있어서도, 검사 부품이나 실장 부품의 소형화, 협피치화에 수반하여, 다층 배선판의 전기적 접속을 위한 구멍 피치의 협소화, 신호선수의 증대 등이 요구되어 오고 있다.

고판두께의 기판에 소경의 관통공을 형성하는 것은, 드릴 부러짐의 위험이 있고, 관통공을 표리로부터 형성하기에도 위치 맞춤 정밀도의 문제도 있다. 또 도금을 할 때에도 관통공 입구 부근과 관통공 중앙부의 도금 두께의 비인 스로잉 파워가 양호한 도금을 부착시키는 것이 곤란하여, 애스펙트비 (판두께를 관통공의 직경으로 나눈 값) 가 25 를 초과하는 기판의 제조는 매우 곤란하였다. 이와 같은 점에서, 전체 판두께를 관통하는 구멍에서의 관통 스루홀 구조에 의해서만 층간 접속을 실시하는 다층 배선판에서는, 애스펙트비의 증가에 의해, 협피치화에 대응한 다층 배선판을 제공하는 것이 곤란하기 때문에 특허문헌 1 ∼ 3 등에 기재된 다층 배선판의 제조 방법이 제안되었다.

특허문헌 1 에 개시된 다층 배선판의 제조 방법에서는, 부직포를 포함하는 프리프레그의 구멍에 충전한 도전 페이스트에 의해 층간 접속을 실시하기 때문에, 부직포의 소밀에 의한 두께의 차이에 의해, 접속되는 층간의 높이 (거리) 가 편차가 발생하여, 접속 저항값이 불안정해지는 경우가 있다. 따라서, 미소한 접합 단자 피치를 갖는 실장 부품이 고밀도로 실장되는 다층 배선판에 있어서 양호한 위치 정밀도로 가공을 실시하는 것은 곤란하다고 생각된다.

특허문헌 2 에 개시된 다층 배선판의 제조 방법에서는, 범프 높이나 기판의 휨의 영향에 의해 범프가 적절히 관통하지 않거나 하는 경우가 있고, 또, 부직포의 소밀에 의한 두께의 차이에 의해, 관통의 용이성에 편차가 발생한다. 그 때문에, 수율이나 신뢰성의 면에서 문제가 발생할 우려가 있다.

특허문헌 3 에 개시된 다층 배선판의 제조 방법에서는, 도전성 재료를 충전하기 위한 상이한 개구 면적비를 갖는 이형 비아홀을 형성한 접착 수지 시트를 사용하고 있으며, 도전성 재료 충전시에 이형 비아홀 옆에 공극이 형성되기 쉽고, 그 공극이 도전성 재료의 유동을 초래하여, 단락 불량을 발생시킬 가능성이 있다.

본 발명은 상기 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 접속 신뢰성이 우수한, 고판두께이고, 소경 또한 협피치화된 전기적 접속을 위한 구멍을 구비하고, 미소한 접합 단자 피치를 구비한 고밀도 다층 배선판을 용이하게 제조할 수 있는 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다층 배선판의 제조 방법은, 이하에 관한 것이다.

1. 프린트 배선판 사이를 전기적으로 접속시키는 전기적 접속 패드와 프린트 배선판 사이를 전기적으로 접속시키지 않는 비접속 패드의 양방을 동일 면 내에 구비하는 복수 장의 프린트 배선판을 준비하는 프린트 배선판 제조 공정 (Ⅰ) 과, 상기 복수 장의 프린트 배선판을 상기 전기적 접속 패드끼리가 대향하도록 겹치고, 상기 복수 장의 프린트 배선판을 상기 대향하는 전기 접속 패드끼리의 사이에 배치한 도전성 재료에 의해 접합되도록 적층하는 적층 공정 (Ⅱ) 을 갖는 다층 배선판의 제조 방법에 있어서, 상기 프린트 배선판 제조 공정 (Ⅰ) 에서는, 상기 적층 공정 (Ⅱ) 에서 상기 복수 장의 프린트 배선판을 겹칠 때에 대향시키는 면의 적어도 일방의 면에, 그 면 상의 상기 전기적 접속 패드에 대응하는 위치에 관통공이 형성된 절연 필름을 첩부하고 (Ia), 상기 절연 필름에 형성된 관통공에 상기 도전성 재료를 배치하는 (Ib), 다층 배선판의 제조 방법.

2. 프린트 배선판 제조 공정 (Ⅰ) 에서는, 절연 필름이, 유리 전이 온도가 180 ℃ 이상인 열경화성 수지 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 1 에 기재된 다층 배선판의 제조 방법.

3. 프린트 배선판 제조 공정 (Ⅰ) 에서는, 절연 필름이, 강화재로서 필러 등의 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 1 또는 2 에 기재된 다층 배선판의 제조 방법.

4. 프린트 배선판 제조 공정 (Ⅰ) 에서는, 절연 필름의 프린트 배선판 사이를 전기적으로 접속시키기 위한 패드에 대응하는 지점에 형성된 관통공이, 레이저 천공 가공 또는 드릴 천공 가공에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 1 ∼ 3 중 어느 하나에 기재된 다층 배선판의 제조 방법.

5. 프린트 배선판 제조 공정 (Ⅰ) 에서는, 절연 필름에 형성된 관통공에 도전성 재료를 배치할 때 (Ib) 에, 보호 마스크로서 PET 필름을 사용하는 것을 특징으로 하는 상기 1 ∼ 4 중 어느 하나에 기재된 다층 배선판의 제조 방법.

6. 프린트 배선판 제조 공정 (Ⅰ) 에서는, 절연 필름에 형성된 관통공에 도전성 재료를 배치 (Ib) 한 후, 복수 장의 프린트 배선판을 적층하는 공정 (Ⅱ) 보다 전에, 온도 70 ∼ 150 ℃, 시간 10 ∼ 120 분으로 프린트 배선판의 열처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 상기 1 ∼ 5 중 어느 하나에 기재된 다층 배선판의 제조 방법.

7. 프린트 배선판 제조 공정 (Ⅰ) 에서는, 상기 적층 공정 (Ⅱ) 에서 복수 장의 프린트 배선판을 겹칠 때에 대향시키는 면의 양방의 면에 절연 필름을 첩부하고, 일방의 면에는 전기적 접속 패드에 대응하는 위치에만 관통공이 형성된 절연 필름을 사용하고, 타방의 면에는 전기적 접속 패드와 비접속 패드의 양방에 대응하는 위치에 관통공이 형성된 절연 필름을 사용하는, 상기 1 ∼ 6 중 어느 하나에 기재된 다층 배선판의 제조 방법.

8. 적층 공정 (Ⅱ) 에서는, 복수 장의 프린트 배선판의 평면 상의 동일 지점에 복수의 위치 맞춤공을 배치하고, 배치한 위치 맞춤공에 핀을 삽입함으로써 프린트 배선판끼리의 위치 맞춤을 실시하면서 적층하는 것을 특징으로 하는 상기 1 ∼ 7 중 어느 하나에 기재된 다층 배선판의 제조 방법.

9. 적층 공정 (Ⅱ) 에서는, 전기적 접속 패드가 배치된 면의 상기 전기적 접속 패드가 배치되어 있지 않은 부분을 절연 재료에 의해 충전하는 것을 특징으로 하는 상기 1 ∼ 8 중 어느 하나에 기재된 다층 배선판의 제조 방법.

10. 프린트 배선판 제조 공정 (Ⅰ) 에서는, 관통공이 형성된 절연 필름을 첩부할 때 (Ia) 에, 프린트 배선판에 첩부한 절연 필름의 두께가, 상기 절연 필름에 형성된 관통공으로부터 노출된 전기적 접속 패드의 패드 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 상기 1 ∼ 9 중 어느 하나에 기재된 다층 배선판의 제조 방법.

11. 프린트 배선판 제조 공정 (Ⅰ) 에서는, 관통공에 상기 도전성 재료를 배치할 때 (Ib) 에, 전기적 접속 패드에 대응하는 지점에 형성된 절연 필름의 관통공이, 도전성 재료를 배치함으로써 모두 충전되는 것을 특징으로 하는 상기 1 ∼ 10 중 어느 하나에 기재된 다층 배선판의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 적어도 2 장 이상의 프린트 배선판을 일체화 적층하고, 프린트 배선판 사이를 전기적으로 접속시킴으로써, 접속 신뢰성이 우수한, 고판두께이고, 소경 또한 협피치화된 전기적 접속을 위한 구멍을 구비하고, 미소한 접합 단자 피치를 구비한 고밀도화 다층 배선판을 용이하게 제조하기 위한 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 다층 배선판의 제조 방법의 일 실시형태의 흐름을 나타내는 플로 차트이다.
도 2 는 본 발명의 다층 배선판의 제조 방법의 일 실시형태에 있어서의 프린트 배선판 제조 공정 (Ⅰ) 을 나타낸다. (A) 준비한 제 1, 제 2, 제 3 프린트 배선판의 모식 단면도이다. (B) 보호 마스크를 첩부한 절연 필름에 관통공을 형성한 상태를 나타내는 모식 단면도이다. (C) 관통공을 갖는 절연 필름을 프린트 배선판에 첩부한 상태 (Ia) 를 나타내는 모식 단면도이다. (D) 절연 필름에 형성한 관통공에 도전성 재료를 배치한 상태 (Ib) 를 나타내는 모식 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 다층 배선판의 제조 방법의 일 실시형태에 있어서의 적층 공정 (Ⅱ) 을 나타낸다. (A) 제 1, 제 2, 제 3 의 3 장의 프린트 배선판을 도전성 재료가 배치된 면과 배치되어 있지 않은 면이 대향하도록 겹쳐 배치한 상태 (Ⅱa) 를 나타내는 모식 단면도이다. (B) 가열·가압 적층을 실시한 후의 상태 (Ⅱb) 를 나타내는 모식 단면도이다.
도 4 는 (A) 프린트 배선판끼리를 대향시키는 면의 양면에 절연 필름을 첩부하는 경우에, 전기적 접속 패드에 대응하는 지점만을 천공한 절연 필름과, 전기적 접속 패드와 비접속 패드의 양방에 대응하는 지점을 천공한 절연 필름을 첩부한 경우의 모식 단면도이다. (B) 프린트 배선판끼리를 대향시키는 면의 양면에 절연 필름을 첩부하는 경우에, 전기적 접속 패드에 대응하는 지점만을 천공한 절연 필름을 첩부한 경우의 모식 단면도이다.

이하, 각 도면을 사용하여, 본 발명의 다층 배선판의 제조 방법의 실시형태에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 이하에서는, 3 장의 프린트 배선판을 일체화 적층하는 다층 배선판의 제조 방법의 예를 나타내고, 일체화 적층 전의 프린트 배선판을 제 1 프린트 배선판 (8), 제 2 프린트 배선판 (9), 제 3 프린트 배선판 (10) 으로 나타낸다.

본 실시형태의 다층 배선판의 제조 방법은, 프린트 배선판 사이를 전기적으로 접속시키는 전기적 접속 패드와 프린트 배선판 사이를 전기적으로 접속시키지 않는 비접속 패드의 양방을 동일 면 내에 구비하는, 제 1, 제 2, 제 3 의 복수 장의 프린트 배선판을 준비하는 프린트 배선판 제조 공정 (Ⅰ) 과, 복수 장의 프린트 배선판을 상기 전기적 접속 패드끼리가 대향하도록 겹치고, 복수 장의 프린트 배선판을 상기 대향하는 전기 접속 패드끼리의 사이에 배치한 도전성 재료에 의해 접합되도록 적층하는 적층 공정 (Ⅱ) 을 갖는 다층 배선판의 제조 방법에 있어서, 프린트 배선판 제조 공정 (Ⅰ) 에서는, 적층 공정 (Ⅱ) 에서 복수 장의 프린트 배선판을 겹칠 때에 대향시키는 면의 적어도 일방의 면에, 그 면 상의 전기적 접속 패드에 대응하는 위치에 관통공이 형성된 절연 필름을 첩부하고 (Ia), 절연 필름에 형성된 관통공에 상기 도전성 재료를 배치하는 (Ib), 다층 배선판의 제조 방법이다.

본 실시형태에 있어서, 「전기적 접속 패드」란, 프린트 배선판 사이를 전기적으로 접속시키는 패드로서, 후술하는 도전성 재료를 개재하여 대향하도록 겹쳐지고, 도전성 재료에 의해 접합되도록 적층됨으로써, 프린트 배선판 사이를 전기적으로 접속시키는 패드를 말한다. 또, 「비접속 패드」란, 프린트 배선판 사이를 전기적으로 접속시키기 위해서는 사용되지 않는 패드를 말한다. 또, 「전기적 접속 패드와 비접속 패드의 양방을 동일 면 내에 구비하는, 제 1, 제 2, 제 3 의 복수 장의 프린트 배선판」이란, 제 1, 제 2, 제 3 의 복수 장의 프린트 배선판의 각각의 프린트 배선판이, 그 표리면 중의 적어도 어느 일방의 면에, 전기적 접속 패드와 비접속 패드의 양방을 구비하는 것을 말하고, 각각의 프린트 배선판이, 그 표리면 중의 상이한 하나의 면에 전기적 접속 패드와 비접속 패드의 양방을 구비해도 된다. 예를 들어, 제 1 프린트 배선판이, 표면에 전기적 접속 패드와 비접속 패드의 양방을 구비하고, 제 2 프린트 배선판 및 제 3 프린트 배선판이 이면에 전기적 접속 패드와 비접속 패드의 양방을 구비해도 된다.

＜프린트 배선판 제조 공정 (Ⅰ)＞

(프린트 배선판의 준비)

본 실시형태의 다층 배선판의 제조 방법의 각 공정을 도 1 ∼ 3 에 의해 설명한다. 먼저, 제 1 프린트 배선판 (8), 제 2 프린트 배선판 (9) 및 제 3 프린트 배선판 (10) 을 제조한다. 각각의 프린트 배선판은, 양면 회로 기판이어도, 다층 배선판이어도, 필요한 배선 패턴을 절연 피복 와이어로 형성하는 멀티 와이어 배선판이어도 상관없다. 프린트 배선판에 사용하는 지지 기재 (1) 의 종류는 가리지 않지만, 적층시의 가압 가열에 의한 변형 (치수 변화) 을 제어하기 위해서는, 유리 클로스 등의 강화재를 함유한 절연 기재가 바람직하고, 나아가서는 NEMA (National Electrical Manufacturers Association) 규격의 FR (Flame Retardant)-5 그레이드의 기재나 폴리이미드 수지계 등의 유리 전이 온도가 높은 기재가 바람직하다.

제 1 프린트 배선판 (8), 제 2 프린트 배선판 (9), 제 3 프린트 배선판 (10)은, 도 2(A) 에 나타내는 바와 같이, 프린트 배선판을 관통하도록 천공한 구멍 내에, 전기 구리 도금 혹은 무전해 구리 도금에 의해 스루홀 도금이 실시되고, 비도전성 재료 (구멍 메움 수지 (3)) 로 구멍 내를 메워, 그것을 덮어 관통 스루홀 내의 도금층과 접속하도록 금속층을 형성한, 이른바 구멍 메움, 덮개 도금을 실시한 프린트 배선판인 것이 바람직하다. 덮개 도금을 실시하지 않고, 프린트 배선판을 관통하도록 천공한 구멍이 구멍 메움 수지 (3) 로 구멍이 메워진 채의 상태인 경우, 패드 (2) 의 중앙부가 비도전성 재료가 되어, 프린트 배선판 사이를 접속시키기 위해 필요한 도전성 재료와 프린트 배선판의 접속부의 접촉 면적이 저하될 우려가 있기 때문이다.

제 1 프린트 배선판 (8), 제 2 프린트 배선판 (9), 제 3 프린트 배선판 (10) 의 표면 마무리는, 금 도금인 것이 바람직하다. 통상적으로 관통공의 접속성을 확보하고, 덮개 도금하는 경우, 구리 도금이 사용되는 경우가 많다. 그러나, 구리 도금을 대기 중에 방치해 두면, 표면에 산화구리 피막이 형성되는 경우가 있어, 도전성 재료 (6) 와의 접속성이 저하되는 경우가 있다. 산화 열화에 의한 접속성 불량을 억제하기 위해서는, 금 등의 보호 피막이 표면에 있는 것이 바람직하다. 도 2(A) 의 패드 (2) 가 나타내는 파선은, 이와 같은 보호 피막을 갖는 경우를 나타내지만, 다른 패드에서는, 이 파선을 생략한다.

제 1 프린트 배선판 (8), 제 2 프린트 배선판 (9), 제 3 프린트 배선판 (10) 이 전기적으로 접속시키는 면에는 패드 (2) 가 형성되어 있다. 전기적으로 접속시키는 면에는, 전기적 접속 패드 이외에, 비접속 패드나 랜드, 필요에 따라 배선을 갖고 있어도 된다.

(절연 필름의 제조)

다음으로, 도 2(B) 에 나타내는 바와 같이, 프린트 배선판 사이의 대향시키는 면의 적어도 일방의 면에 첩부하기 위한 절연 필름 (4) 을 제조한다. 절연 필름 (4) 에는, 제 1 프린트 배선판 (8), 제 2 프린트 배선판 (9), 제 3 프린트 배선판 (10) 의 전기적 접속 패드와 동일 지점에 관통공 (7) 을 형성한다. 절연 필름 (4) 에 형성하는 관통공 (7) 은, 어떠한 방법으로 개구해도 되고, 예를 들어 드릴 천공 가공이나 레이저 천공 가공에 의해 형성할 수 있다. 천공 가공시, 절연 필름 (4) 에 대한 이물질 부착을 억제하기 위해, 절연 필름 (4) 의 양면에 이형 필름 (5) (예를 들어 PET 필름) 이 첩부되어 있는 것이 바람직하다. 각 공정 중에서의 절연 필름 (4) 표면에 대한 이물질의 부착을 방지할 수 있고, 그 후의 도전성 재료 (6) 배치시에, 제품 패턴마다의 도전성 재료 (6) 배치 위치에 맞춰 개구된 1 품 1 양의 보호 마스크를 준비하지 않아도, 천공된 이형 필름 (5) 을, 보호 마스크의 대용으로서 사용할 수 있기 때문에, 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다. 이형 필름 (5) 으로는, 예를 들어 테이진 듀퐁 주식회사 제조 편면 이형 처리 PET 필름, 상품명 : A-53 을 들 수 있다.

절연 필름 (4) 을 천공할 때에는, 전기적 접속 패드와 동일 지점에 대한 천공이면 되지만, 더욱 위치 정밀도가 양호하고, 접속 신뢰성이 우수한 프린트 배선판을 제조하기 위해, 전기적 접속 패드보다 직경이 0 ∼ 200 ㎛ 큰 개구 직경으로 천공하는 것이 바람직하고, 전기적 접속 패드보다 직경이 25 ∼ 75 ㎛ 큰 개구 직경으로 천공하는 것이 보다 바람직하다. 또, 전기적 접속 패드와 비접속 패드의 양방을 동일 면 내에 구비하는 프린트 배선판에 있어서, 비접속 패드의 절연 거리를 충분히 확보하기 위해 제 1 프린트 배선판 (8) 과 제 3 프린트 배선판 (10) 의 대향시키는 면의 적어도 일방의 면에 첩부하는 절연 필름 (4) 은 첩부하는 면의 전기적 접속 패드와 동일 지점에만 천공하는 것이 바람직하다.

(절연 필름의 첩부 (Ia))

다음으로, 도 2(C) 에 나타내는 바와 같이 제 1 프린트 배선판 (8) 의 전기적 접속 패드가 구비된 면에, 전기적 접속 패드와 동일 지점에 관통공 (7) 을 형성한 절연 필름 (4) 을 첩부한다. 절연 필름 (4) 은 제 1 프린트 배선판 (8) 과 제 3 프린트 배선판 (10) 의 대향시키는 면의 적어도 일방의 면에 첩부하는 것이 바람직하고, 제 1 프린트 배선판 (8) 과 제 3 프린트 배선판 (10) 의 대향시키는 면의 양면에 첩부하는 것이 보다 바람직하다.

또, 제 1 프린트 배선판 (8) 과 제 3 프린트 배선판 (10) 과 동일하게, 제 2 프린트 배선판 (9) 과 제 3 프린트 배선판 (10) 에 있어서도, 제 2 프린트 배선판 (9) 과 제 3 프린트 배선판 (10) 의 대향시키는 면의 적어도 일방의 면에, 절연 필름 (4) 을 첩부하는 것이 바람직하고, 제 2 프린트 배선판 (9) 과 제 3 프린트 배선판 (10) 의 대향시키는 면의 양면에 절연 필름 (4) 을 첩부하는 것이 보다 바람직하다.

대향시키는 면의 양면에 절연 필름 (4) 을 첩부하는 경우에는 도 4(A) 에 나타내는 바와 같이, 도전성 재료 (6) 를 배치하는 측의 절연 필름 (4) 은 전기적 접속 패드와 동일 지점만 천공한 절연 필름 (4) 을 첩부하고, 도전성 재료 (6) 를 배치하지 않는 측의 절연 필름 (4) 은 전기적 접속 패드와 비접속 패드의 양방을 천공한 절연 필름 (4) 을 첩부하는 것이 바람직하다. 전기적 접속 패드와 동일 지점만 관통공 (7) 을 형성한 절연 필름 (4) 을 대향시키는 면의 양면에 첩부한 경우, 비접속 패드끼리가 대향하는 지점과 전기적 접속 패드끼리가 대향하는 지점에서는 실제의 층간 거리가 상이하기 때문에 (도 4(B)), 접합하였을 때에 접속 불량을 발생시키는 경우가 있지만, 도 4(A) 에 나타내는 절연 필름을 사용하는 경우, 절연성을 확보하면서, 패드 옆의 공극도 없어, 충분한 접속 신뢰성을 확보할 수 있다.

절연 필름 (4) 의 두께는, 천공에 의해 형성된 관통공 (7) 으로부터 노출된 패드의 패드 두께보다 절연 필름 (4) 의 두께가 두꺼운 것이 바람직하다. 절연 필름의 두께는, 패드의 패드 두께를 100 으로 규정하였을 때, 100 ∼ 500 의 절연 필름 두께가 바람직하다. 패드 두께보다 얇은 절연 필름 (4) 을 사용하는 경우, 층간의 절연 거리를 유지하는 데에 충분한 절연 필름 두께가 없기 때문에, 층간 밀착 부족을 발생시키는 경우나 전기적 접속을 확보하는 도전성 재료의 유동을 초래하는 경우가 있다.

또, 절연 필름 (4) 은, 절연성을 갖는 필름이면 무엇이든 되지만, 유동성을 제어할 수 있는 폴리머 성분을 함유하는 수지 조성물인 것이 바람직하고, 열경화성 수지인 것이 보다 바람직하다. 또한, 부품 실장시의 리플로 조건에 견딜 필요가 있기 때문에, 경화물의 유리 전이 온도는 150 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 180 ℃ 이상이면 더욱 바람직하다. 또, 절연 필름 (4) 의 경화물의 열팽창률을 억제하기 위해, 강화재로서 필러 등의 입자를 함유하는 것이 바람직하다. 이와 같은 절연 필름 (4) 으로는, 예를 들어 히타치 화성 주식회사 제조, 상품명 : AS-9500, 상품명 : AS-401HS 등을 들 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 절연 필름이란, 수지 조성물로 이루어지는 필름 또는 수지 조성물 및 필러로 이루어지는 필름이다.

절연 필름 (4) 은, 섬유를 추가로 함유해도 된다. 단, 섬유를 함유하는 경우에는, 소경·협피치 구멍 가공에 악영향을 미치는 것을 방지하는 관점에서, 섬유의 길이가 200 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

절연 필름 (4) 은, 유리 섬유나 카본 섬유로 이루어지는 부직포나, 유리 클로스·카본 클로스를 함유하지 않는 것이 바람직하다. 유리 섬유나 카본 섬유 로 이루어지는 부직포, 유리 클로스·카본 클로스를 함유하는 절연 필름 (4) 의 경우에는, 부직포·클로스의 소밀에 의한 두께의 차이에 의해 전기적 접속 패드 사이의 높이가 편차가 발생하기 때문에 접속 저항값이 불안정해지는 경우가 있다.

＜유리 전이점의 측정＞

유리 전이 온도는, 다음의 방법으로 측정할 수 있다.

(샘플 제조 방법)

열경화성 수지 조성물을 이형 PET (테이진 듀퐁 필름 주식회사 제조, 상품명 : A-53) 상에 어플리케이터를 사용하여, 건조 후의 막두께가 100 ㎛ 가 되도록 도포하고, 온도 130 ℃, 시간 30 분의 조건에서 건조시켜, 반경화의 필름을 제조한다. 그 후, 이형 PET 로부터 반경화의 필름을 벗기고, 2 장의 금속제의 프레임에 반경화의 필름을 사이에 끼움으로써 고정시키고, 온도 185 ℃, 시간 60 분의 조건에서 건조시킴으로써, 경화된 열경화성 수지 조성물로 이루어지는 필름을 제조한다.

(측정 방법)

TA 인스트루먼트사 제조, 장치명 : TMA-2940 을 사용하여, 지그 : 인장, 척간 거리 : 15 ㎜, 측정 온도 : 실온 ∼ 350 ℃, 승온 속도 : 10 ℃/분, 인장 하중 : 0.05 N, 샘플 사이즈 : 폭 5 ㎜ × 길이 25 ㎜ 로 측정하고, 얻어진 온도-변위 곡선으로부터 접선법에 의해 유리 전이 온도를 구한다.

(도전성 재료의 배치 (Ib))

다음으로, 도 2(D) 에 나타내는 바와 같이 제 1 프린트 배선판 (8) 과 제 3 프린트 배선판 (10) 의 대향시키는 면의 적어도 일방의 면과, 제 2 프린트 배선판 (9) 과 제 3 프린트 배선판 (10) 의 적어도 일방의 면에 첩부한 절연 필름 (4) 에 형성한 관통공 (7) 으로부터 노출된 전기적 접속 패드 상에 도전성 재료 (6) 를 배치한다. 도전성 재료 (6) 는, 도전성을 갖고 있으면 어떠한 것이라도 되지만, 일반적인 프린트 배선판에 있어서의 적층 온도 (200 ℃ 이하) 에서 용융시켜 전기적 접속 패드와의 사이에 금속간 결합을 형성하고, 형성 후의 재용융 온도가 250 ℃ 이상인 것이 바람직하다. 도전성 재료 (6) 로는, 예를 들어, ORMET 사 제조, 상품명 : HT-710, 타츠타 전선 주식회사 제조, 상품명 : MPA500 등을 들 수 있다.

(적층 공정 전의 열처리)

도전성 재료 (6) 는, 스크린 인쇄법, 디스펜서법 등에 의해 절연 필름 (4) 에 형성된 관통공 (7) 에 배치할 수 있다. 도전성 재료 (6) 중에는 금속 재료를 바인더 수지에 혼합함으로써 점성을 유지하여 스크린 인쇄나 디스펜서 가공을 용이하게 하는 것도 있다. 그와 같은 도전성 재료 (6) 를 사용하는 경우, 도전성 재료 (6) 의 형상을 유지하기 위해, 도전성 재료 (6) 배치 후에 열처리를 실시하고, 바인더 수지의 예비 경화를 실시하여, 점성을 높이는 것이 바람직하다. 온도 70 ∼ 150 ℃, 시간 10 ∼ 120 분의 범위에서 열처리를 실시하여, 점성을 높여 형상을 유지할 수도 있다. 온도가 70 ℃ 보다 낮고, 시간이 10 분보다 짧은 경우, 충분히 점성을 높일 수 없어 형상이 붕괴되는 경우가 있다. 또, 온도가 150 ℃ 보다 높고, 시간이 120 분보다 긴 경우, 점성이 지나치게 높아지거나, 바인더 수지의 경화가 진행되어, 도전성 재료 (6) 가 용융되어도 충분한 금속간 화합물을 형성할 수 없거나, 적층시에 변형할 수 없어 충분한 접속성을 확보할 수 없는 경우가 있다.

＜적층 공정 (Ⅱ)＞

다음으로, 도 3(A) 에 나타내는 바와 같이 제 1 프린트 배선판 (8) 을 1 장, 제 3 프린트 배선판 (10) 을 적어도 1 장 이상, 제 2 프린트 배선판 (9) 을 1 장의 순서로, 도전성 재료 (6) 가 배치된 면과, 도전성 재료 (6) 가 배치되어 있지 않은 면이 대향하도록 겹쳐 배치하고 (Ⅱa), 도 3(B) 에 나타내는 바와 같이 가열·가압 적층을 실시한다 (Ⅱb). 이로써 각각의 프린트 배선판 사이의 전기적 접속 패드끼리가, 도전성 재료 (6) 를 개재하여 접합됨으로써 전기적으로 접속된다. 또한, 절연 필름 (4) 의 표면에 이형 필름 (5) 과 같은 보호 필름을 구비하는 것을 사용한 경우에는, 기판끼리를 중첩시키기 전에, 보호 필름을 박리한다.

적층시에는, 제 1 프린트 배선판 (8) 과 제 2 프린트 배선판 (9) 과 제 3 프린트 배선판 (10) 의 평면 상의 동일 지점에 복수의 위치 맞춤공을 배치하고, 제 1 프린트 배선판 (8) 에 배치한 위치 맞춤공에, 적층 후의 다층 배선판의 판두께보다 짧고, 적층하는 제 1 프린트 배선판 (8) 과 제 3 프린트 배선판 (10) 의 총 판두께보다 긴 핀을 삽입하고, 그 핀을, 제 3 프린트 배선판 (10) 에 배치한 위치 맞춤공, 나아가서는, 제 2 프린트 배선판 (9) 에 배치한 위치 맞춤공에 삽입함으로써, 프린트 배선판끼리의 위치 맞춤을 실시하면서 적층을 실시하는 것이, 각 프린트 배선판끼리를 양호한 정밀도로 위치 맞춤할 수 있기 때문에 바람직하다.

프린트 배선판의 사이즈나 형상, 도체의 층 수는 특별히 한정되지 않고, 상이한 사이즈, 상이한 형상의 프린트 배선판끼리를 조합하여 다층 배선판 (11) 을 제조해도 된다.

본 실시형태에 의하면, 적어도 2 장 이상의 프린트 배선판을 일체화 적층하고, 프린트 배선판 사이를 전기적으로 접속시킴으로써, 접속 신뢰성이 우수한, 고판두께이고, 소경 또한 협피치화된 전기적 접속을 위한 구멍을 구비하고, 미소한 접합 단자 피치를 구비한 고밀도화 프린트 배선판을 용이하게 제조하기 위한 제조 방법을 제공할 수 있다.

실시예

(실시예 1)

도 1 은, 본 발명의 실시예 1 의 제조 공정의 흐름을 나타낸다.

수지층 두께 0.1 ㎜, 구리박 두께 18 ㎛, 사이즈 510 ㎜ × 510 ㎜ 의 에폭시 수지계 구리 피복 적층판 (히타치 화성 주식회사 제조, 상품명 : MCL-E-679 (「MCL」은 등록 상표) 의 양면에 배선 회로를 형성한 내층 기판 (도시되지 않음)) 을 11 장 제조하였다.

다음으로, 핀라미네이션 방식으로 기판 사이의 구성 위치 맞춤을 하고, 최외층에 두께 18 ㎛, 사이즈 540 ㎜ × 540 ㎜ 의 전해 구리박 (닛폰 전해 주식회사 제조, 상품명 : YGP-18), 내층에 상기한 복수의 내층 기판 및 수지층의 공칭 두께 0.03 ㎜, 사이즈 510 ㎜ × 510 ㎜ 의 프리프레그 (히타치 화성 주식회사 제조, 상품명 : GEA-679) 2 장을 교대로 적층한 후, 진공 프레스기로 가열·가압 프레스를 실시하여 일체화하고, 단면에는 돌출된 프리프레그 수지를 제거하기 위해 기판 사이즈 500 ㎜ × 500 ㎜ 로 절단하여, 판두께 3.0 ㎜ 의 다층 배선판을 형성하였다.

다음으로, 직경 0.15 ㎜, 날길이 4.0 ㎜ 의 드릴로 기판의 일방의 면에서 내층 위치에 맞춰 깊이 1.8 ㎜ 의 천공, 또, 타방의 면으로부터 일방의 면의 구멍 위치에 맞춰 깊이 1.8 ㎜ 의 천공을 실시하여, 관통공을 얻었다. 이 때, 관통공의 최소 피치는, 0.40 ㎜ 로 하였다.

다음으로, 과망간산 처리로 구멍 내의 스미어를 제거한 후, 두껍게 한 무전해 구리 도금을 사용하여, 두께 30 ㎛ 의 스루홀 도금을 형성하였다.

다음으로, 구멍 메움 수지 (타이요 잉크 제조 주식회사 제조, 상품명 : THP-100DX1) 를 진공 인쇄기를 사용하여, 스크린 인쇄법으로 관통공 내의 수지 메움을 실시한 후, 두껍게 한 무전해 구리 도금에 의한 30 ㎛ 의 덮개 도금을 실시하였다.

다음으로, 텐팅법으로 구리박을 에칭하여 표면층 회로를 형성하고, 제 1 프린트 배선판으로 하였다. 이 때, 표면층의 면에는, 프린트 배선판 사이의 전기적 접속 패드와 비접속 패드를 배치하였다.

다음으로, 제 1 프린트 배선판과 동일한 재료 구성과 프로세스를 사용하여, 제 2 프린트 배선판, 제 3 프린트 배선판을 제조하였다. 이 때, 표면층의 면에는, 프린트 배선판 사이의 전기적 접속 패드와 비접속 패드를 배치하였다.

다음으로, 사이즈 510 ㎜ × 510 ㎜ 이고, 편면에 두께 0.025 ㎜ 의 PET 필름을 첩부한 공칭 두께 0.065 ㎜ 의 열경화 수지계 절연 필름 (히타치 화성 주식회사 제조, 상품명 : AS-401 HS) 에, NC 제어 천공기를 사용하여 드릴로 0.30 ㎜ 의 구멍 직경으로 천공을 실시하였다.

다음으로, 드릴로 천공을 실시한 절연 필름을, 제 1 프린트 배선판, 제 3 프린트 배선판의 프린트 배선판 사이의 전기적 접속 패드를 배치한 면에, 전기적 접속 패드가 노출되도록 올리고, 진공 라미네이터를 사용하여, 온도 85 ℃, 압력 0.5 ㎫, 가압 시간 30 초 (진공화 30 초) 의 조건에서 첩부를 실시하였다.

다음으로, 스크린 인쇄기를 사용하여, 스크린 인쇄법으로 상기 절연 필름에 뚫린 구멍에 도전성 재료로서 타츠타 전선 주식회사 제조, 상품명 : MPA500 을 충전하였다. 충전한 구멍수는 20000 구멍이었다. 이 때, 스크린판은, 두께 0.1 ㎜ 의 메탈 마스크로 하고, 인쇄 영역으로서 490 ㎜ × 490 ㎜ 로 개구를 형성한 것으로 하였다. 또, MPA500 을 배치하지 않는 부분의 기판 표면의 보호 마스크로서, 절연 필름 표면에 부착되어 있는 PET 필름을 사용하였다.

다음으로, 절연 필름 표면에 부착되어 있는 0.025 ㎜ 의 PET 필름을 절연재로부터 박리하였다.

다음으로, 제 1 프린트 배선판, 제 2 프린트 배선판, 제 3 프린트 배선판을 중첩하고, 진공 프레스기로 온도 180 ℃, 시간 90 분, 압력 3 ㎫ 의 프레스 조건에서 가열·가압 프레스에 의해 적층을 실시하여 접착하였다. 이 때, 제 1 기판의 MPA500 이 배치된 면에, MPA500 이 배치되어 있지 않은 제 3 프린트 배선판의 전기적 접속 패드가 배치된 면이 대향하도록 제 3 프린트 배선판을 겹쳐 배치하고, 제 3 기판의 MPA500 이 배치된 면에, MPA500 이 배치되어 있지 않은 제 2 프린트 배선판의 전기적 접속 패드가 배치된 면이 대향하도록 제 2 프린트 배선판을 겹쳐 배치하였다.

(실시예 2)

내층 기판으로서 폴리이미드계 다층 재료 MCL-I-671 (히타치 화성 주식회사 제조, 상품명) 과 프리프레그 GIA-671 (히타치 화성 주식회사 제조, 상품명) 을 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 다층 배선판의 제조를 실시하였다.

(실시예 3)

절연 필름으로서 히타치 화성 주식회사 제조 AS-9500 을 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 다층 배선판의 제조를 실시하였다.

(실시예 4)

절연 필름 천공시에 CO₂ 레이저 가공기를 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 다층 배선판의 제조를 실시하였다.

(실시예 5)

도전성 재료 인쇄 후에 예비 건조 조건으로서 온도 70 ℃, 시간 10 분의 조건을 추가하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 다층 배선판의 제조를 실시하였다.

(실시예 6)

도전성 재료의 예비 건조 조건으로서 온도 150 ℃, 시간 120 분의 조건으로 변경하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 다층 배선판의 제조를 실시하였다.

(실시예 7)

가열·가압 프레스시에, 위치 맞춤용의 핀 (길이 4.5 ㎜) 을 사용하는 가열·가압 프레스를 실시하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 다층 배선판의 제조를 실시하였다.

(실시예 8)

도전성 재료를 인쇄할 때의 보호 마스크로서 메탈 마스크를 사용하지 않는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 다층 배선판의 제조를 실시하였다.

(실시예 9)

제조한 제 1 프린트 배선판과 제 2 프린트 배선판에 멀티 와이어 배선판을 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 다층 배선판의 제조를 실시하였다.

(실시예 10)

가열·가압 프레스시에, 위치 맞춤용의 핀 (길이 4.5 ㎜) 을 사용하는 가열·가압 프레스, 전기적 접속 패드를 배치한 면의 전기적 접속 패드가 배치되어 있지 않은 지점을 산에이 화학 주식회사 제조 언더코트 잉크 (상품명 : UC-3000) 로 충전한 제 1 프린트 배선판과 제 2 프린트 배선판을 사용하고, 도전성 재료를 인쇄할 때의 보호 마스크로서 메탈 마스크를 사용하지 않는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 다층 배선판의 제조를 실시하였다.

(실시예 11)

실시예 1 의 제 1 프린트 배선판, 제 2 프린트 배선판 대신에, 제 1 프린트 배선판, 제 2 프린트 배선판, 적어도 1 장 이상의 제 3 프린트 배선판을 사용하는, 합계로 적어도 3 장 이상의 프린트 배선판을 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 다층 배선판의 제조를 실시하였다.

(비교예 1)

유리 에폭시 다층 재료 (히타치 화성 주식회사 제조, 상품명 : E-679) 를 사용하여, 기판 사이즈 500 ㎜ × 500 ㎜, 판두께 3.0 ㎜ 의 26 층 배선판을 형성하였다. 직경 0.15 ㎜ 의 드릴로, 관통공 사이의 최소 피치 0.40 ㎜ 의 패턴으로 20000 구멍의 천공을 실시하고, 구멍의 내벽을 구리 도금하여 전기적으로 접속시키고, 모든 구멍 내를 구멍 메움 수지 (타이요 잉크 제조 주식회사 제조, 상품명 : THP-100DX1) 를 사용하여 수지 메움을 실시한 후, 두껍게 한 무전해 구리 도금에 의한 40 ㎛ 의 덮개 도금을 실시하였다. 또, 기판의 표면층의 한쪽의 면에는, 관통공의 위치에 직경 0.30 ㎜ 의 프린트 배선판 사이의 전기적 접속 패드를 배치하였다. 또, 기판 4 모퉁이의 490 ㎜ × 490 ㎜ 의 위치에, 직경 5.0 ㎜ 의 구멍을 형성하였다. 이 기판을, 제 1 프린트 배선판으로 하였다.

다음으로, 제 1 프린트 배선판과 동일한 재료와 프로세스를 사용하여, 판두께 3.0 ㎜ 의 26 층 배선판을 형성하고, 제 2 프린트 배선판으로 하였다. 이 때, 제 2 프린트 배선판의 표면층의 한쪽의 면에는, 20000 구멍의 관통공의 위치에 직경 0.30 ㎜ 의 프린트 배선판 사이의 전기적 접속 패드를 배치하였다. 또, 기판 4 모퉁이의 490 ㎜ × 490 ㎜ 의 위치에, 직경 5.0 ㎜ 의 구멍을 형성하였다.

다음으로, 공칭 두께 0.06 ㎜ 의 유리포 기재 프리프레그 (히타치 화성 주식회사 제조, 상품명 : GEA-679F) 를 사용하고, 이 프리프레그에, CO₂ 레이저 가공 기를 사용하여, 마무리 구멍 직경 0.25 ㎜ 의 천공을 실시하였다.

다음으로, 메탈 마스크를 사용하여 프리프레그에 형성한 구멍에 도전성 재료 (타츠타 전선 주식회사 제조, 상품명 : MPA500) 를 충전하였다.

다음으로, 제 1 프린트 배선판과, 도전성 재료를 구멍 내에 충전한 프리프레그와, 제 2 프린트 배선판을 중첩하고, 진공 프레스기로 온도 180 ℃, 시간 90 분, 압력 3 ㎫ 의 프레스 조건에서 가열·가압 프레스를 실시하여 접착하였다. 이 때, 제 1 프린트 배선판과 제 2 프린트 배선판의 전기적 접속 패드가 배치된 면이 대향하도록 배치하고, 제 1 프린트 배선판과 제 2 프린트 배선판 사이에 프리프레그가 끼워지도록 중첩하였다.

제 1 프린트 배선판과, 프리프레그, 제 2 프린트 배선판의 위치 맞춤은, 제 1 프린트 배선판과, 프리프레그, 제 2 프린트 배선판의 평면 상의 490 ㎜ × 490 ㎜ 의 기판 4 모퉁이의 위치에 직경 5.0 ㎜ 의 드릴로 미리 뚫어 둔 위치 맞춤공에, 길이 5 ㎜, 직경 5.0 ㎜ 의 핀을 삽입함으로써 실시하였다.

(비교예 2)

유리 에폭시 다층 재료 (히타치 화성 주식회사 제조, 상품명 : E-679) 를 사용하여, 기판 사이즈 500 ㎜ × 500 ㎜, 판두께 3.0 ㎜ 의 26 층 배선판을 형성하였다. 직경 0.15 ㎜ 의 드릴로, 관통공간의 최소 피치 0.40 ㎜ 의 패턴으로 20000 구멍의 천공을 실시하고, 구멍의 내벽을 구리 도금하여 전기적으로 접속시키고, 모든 구멍 내를 구멍 메움 수지 (타이요 잉크 제조 주식회사 제조, 상품명 : THP-100DX1) 를 사용하여 수지 메움을 실시한 후, 두껍게 한 무전해 구리 도금에 의한 40 ㎛ 의 덮개 도금을 실시하였다. 또, 기판의 표면층의 한쪽의 면에는, 관통공의 위치에 직경 0.25 ㎜ 의 프린트 배선판 사이의 전기적 접속 패드를 배치하였다. 또, 기판 4 모퉁이의 490 ㎜ × 490 ㎜ 의 위치에, 직경 5.0 ㎜ 의 구멍을 형성하였다. 이 기판을, 제 1 프린트 배선판으로 하였다.

다음으로, 제 1 프린트 배선판과 동일한 재료와 프로세스를 사용하여, 판두께 3.0 ㎜ 의 26 층 배선판을 형성하고, 제 2 프린트 배선판으로 하였다. 이 때, 제 2 프린트 배선판의 표면층의 편방의 면에는, 20000 구멍의 관통공의 위치에 직경 0.30 ㎜ 의 프린트 배선판 사이의 전기적 접속 패드를 배치하였다. 또, 기판 4 모퉁이의 490 ㎜ × 490 ㎜ 의 위치에, 직경 5.0 ㎜ 의 구멍을 형성하였다.

다음으로, 제 1 프린트 배선판의 전기적 접속 패드 상에, 공정 땜납 페이스트 (센쥬 금속 공업 주식회사 제조, 상품명 : M705-WSG36-T5K) 를, 메탈 마스크를 사용하여 스크린 인쇄하고, 피크 온도 235 ℃, 시간 5 초의 조건에서 리플로 처리를 실시하여, 높이 0.13 ㎜ 의 산형의 땜납 범프를 형성하였다.

다음으로, 제 1 프린트 배선판과, 공칭 두께 0.060 ㎜ 의 절연 필름 (히타치 화성 주식회사 제조, 상품명 : AS-401HS) 과, 제 2 프린트 배선판을 중첩하여, 진공 프레스기로 온도 180 ℃, 시간 90 분, 압력 3 ㎫ 의 프레스 조건에서 가열·가압 프레스를 실시하여 접착하였다. 이 때, 제 1 프린트 배선판에 형성한 땜납 범프와 제 2 프린트 배선판의 전기적 접속 패드가 대향하도록 프린트 배선판을 중첩하고, 제 1 프린트 배선판과 제 2 프린트 배선판 사이에는, 공칭 두께 0.075 ㎜의 절연 필름 (히타치 화성 주식회사 제조, 상품명 : AS-401HS) 이 끼이도록 배치하고, 산형의 땜납 범프에 절연 재료를 관통시켜 접속을 실시하였다. 또, 프린트 배선판끼리의 위치 맞춤은, 제 1 프린트 배선판과 제 2 프린트 배선판의 평면 상의 490 ㎜ × 490 ㎜ 의 4 모퉁이의 위치에 직경 5.0 ㎜ 의 드릴로 미리 뚫어 둔 구멍에, 길이 5 ㎜, 직경 5.0 ㎜ 의 핀을 삽입함으로써 실시하였다.

(비교예 3)

공칭 두께 0.06 ㎜ 의 유리포 기재 프리프레그 (히타치 화성 주식회사 제조, 상품명 : GEA-679F) 를 사용하여, 제 1 프린트 배선판의 프린트 배선판 사이의 전기적 접속 패드를 배치한 면에, 프리프레그가 전기적 접속 패드에 접하도록 올리고, 진공 프레스기를 사용하여, 온도 150 ℃, 압력 1.0 ㎫, 가압 시간 30 분, 진공화 있음의 조건에서 첩부를 실시하였다. 또, 도전성 재료의 인쇄에 있어서, 도전성 재료를 배치하는 구멍의 위치만을 절연 필름의 구멍 직경과 동일한 직경으로 개구한 메탈 마스크를 사용하였다. 이 이외에는, 실시예 1 과 동일한 조건에서 다층 배선판의 제조를 실시하였다.

실시예, 비교예에서 제조한 기판의 특성을, 하기에서 평가하였다.

평가 패턴으로서, 400 구멍의 접합점과, 접합된 제 1 프린트 배선판, 제 2 프린트 배선판, 제 3 프린트 배선판의 내층 접속을 포함하는 데이지 체인 패턴을 50 개 지점 배치한 기판을 사용하였다. 접속 저항값은, 1 개의 데이지 체인 패턴의 시단과 종단에서, 밀리 오옴 미터를 사용하여 저항값의 측정을 실시하고, 그 후, 측정한 저항값을 400 구멍으로 나누어, 1 점당의 접속 저항값을 구하였다. 이 조작을 50 블록 전체에 대해 실시하고, 평균을 구하였다.

리플로 내열은, 데이지 체인 패턴의 블록을 1 개 잘라내어, 리플로 장치를 사용하여, 피크 온도 235 ℃, 시간 5 초의 조건에서 3 회 처리를 실시하였다. 리플로 처리 후에, 밀리 오옴 미터를 사용하여 접속 저항값의 측정을 실시하였다.

실시예에 있어서의 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.

실시예의 제조 방법에 의해, 접속 신뢰성이 우수한, 고판두께이고, 소경 또한 협피치화된 전기적 접속을 위한 구멍을 구비하고, 미소한 접합 단자 피치를 구비한 고밀도 다층 배선판을 용이하게 제조할 수 있는 것이 확인되었다.

비교예에 있어서의 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.

비교예 1 에서 얻어진 기판으로부터 접속 지점 20000 점 중 50 점에서 접속 불량이 발생하였다.

원인은, 부직포의 소밀에 의한 두께의 차이에 의해 전기적 접속 패드 사이의 높이의 편차가 발생하였고, 일부의 도전성 재료가 접촉되어 있지 않았던 것이다.

비교예 2 에서 얻어진 기판으로부터 접속 지점 20000 점 중 200 점에서 접속 불량이 발생하였다. 원인은, 도전성 범프에 압력이 가해짐으로써 도전성 범프의 파손이 발생하거나, 범프 높이의 편차나 프린트 배선판의 휨의 영향에 의해 범프가 적절히 관통하지 않거나 한 것이다.

비교예 3 에서 얻어진 기판으로부터 접속 지점 20000 점 중 100 점에서 접속 불량이 발생하였다. 원인은, 비교예 1 과 동일하게, 부직포의 두께의 차이에 의해, 전기적 접속 패드 사이의 높이의 편차가 발생하였고, 일부의 도전성 재료가 접촉하고 있지 않았던 것. 메탈 마스크의 사용에 의해, 도전성 재료의 배치 지점이 일부 위치 어긋남을 일으키고 있었던 것이다.

1 : 지지 기재
2 : 패드
2a : 전기적 접속 패드
2b : 비접속 패드
3 : 구멍 메움 수지
4 : 절연 필름
5 : 이형 필름
6 : 도전성 재료
7 : 관통공
8 : 제 1 프린트 배선판
9 : 제 2 프린트 배선판
10 : 제 3 프린트 배선판
11 : 다층 배선판

Claims

프린트 배선판 사이를 전기적으로 접속시키는 전기적 접속 패드와 프린트 배선판 사이를 전기적으로 접속시키지 않는 비접속 패드의 양방을 동일 면 내에 구비하는 복수 장의 프린트 배선판을 준비하는 프린트 배선판 제조 공정 (Ⅰ) 과, 상기 복수 장의 프린트 배선판을 상기 전기적 접속 패드끼리가 대향하도록 겹치고, 상기 복수 장의 프린트 배선판을 상기 대향하는 전기 접속 패드끼리의 사이에 배치한 도전성 재료에 의해 접합되도록 적층하는 적층 공정 (Ⅱ) 을 갖는 다층 배선판의 제조 방법에 있어서,
상기 프린트 배선판 제조 공정 (Ⅰ) 에서는, 상기 적층 공정 (Ⅱ) 에서 상기 복수 장의 프린트 배선판을 겹칠 때에 대향시키는 면의 양면에 절연 필름을 첩부하는 경우, 상기 도전성 재료를 배치하는 측의 절연 필름은 상기 전기적 접속 패드와 동일 지점만 천공한 절연 필름을 첩부하고, 상기 도전성 재료를 배치하지 않는 측의 절연 필름은 상기 전기적 접속 패드와 상기 비접속 패드의 양방을 천공한 절연 필름을 첩부하고 (Ia), 상기 절연 필름에 형성된 관통공에 상기 도전성 재료를 배치하는 (Ib), 다층 배선판의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
프린트 배선판 제조 공정 (Ⅰ) 에서는, 절연 필름이, 유리 전이 온도가 180 ℃ 이상인 열경화성 수지 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 배선판의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
프린트 배선판 제조 공정 (Ⅰ) 에서는, 절연 필름이, 강화재로서 필러 등의 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 다층 배선판의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
프린트 배선판 제조 공정 (Ⅰ) 에서는, 절연 필름의 프린트 배선판 사이를 전기적으로 접속시키기 위한 패드에 대응하는 지점에 형성된 관통공이, 레이저 천공 가공 또는 드릴 천공 가공에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 배선판의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
프린트 배선판 제조 공정 (Ⅰ) 에서는, 절연 필름에 형성된 관통공에 도전성 재료를 배치할 때 (Ib) 에, 보호 마스크로서 PET 필름을 사용하는 것을 특징으로 하는 다층 배선판의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
프린트 배선판 제조 공정 (Ⅰ) 에서는, 절연 필름에 형성된 관통공에 도전성 재료를 배치 (Ib) 한 후, 복수 장의 프린트 배선판을 적층하는 공정 (Ⅱ) 보다 전에, 온도 70 ∼ 150 ℃, 시간 10 ∼ 120 분으로 프린트 배선판의 열처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 다층 배선판의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
프린트 배선판 제조 공정 (Ⅰ) 에서는, 상기 적층 공정 (Ⅱ) 에서 복수 장의 프린트 배선판을 겹칠 때에 대향시키는 면의 양방의 면에 절연 필름을 첩부하고, 일방의 면에는 전기적 접속 패드에 대응하는 위치에만 관통공이 형성된 절연 필름을 사용하고, 타방의 면에는 전기적 접속 패드와 비접속 패드의 양방에 대응하는 위치에 관통공이 형성된 절연 필름을 사용하는, 다층 배선판의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
적층 공정 (Ⅱ) 에서는, 복수 장의 프린트 배선판의 평면 상의 동일 지점에 복수의 위치 맞춤공을 배치하고, 배치한 위치 맞춤공에 핀을 삽입함으로써 프린트 배선판끼리의 위치 맞춤을 실시하면서 적층하는 것을 특징으로 하는 다층 배선판의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
적층 공정 (Ⅱ) 에서는, 전기적 접속 패드가 배치된 면의 상기 전기적 접속 패드가 배치되어 있지 않은 부분을 절연 재료에 의해 충전하는 것을 특징으로 하는 다층 배선판의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
프린트 배선판 제조 공정 (Ⅰ) 에서는, 관통공이 형성된 절연 필름을 첩부할 때 (Ia) 에, 프린트 배선판에 첩부한 절연 필름의 두께가, 상기 절연 필름에 형성된 관통공으로부터 노출된 전기적 접속 패드의 패드 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 다층 배선판의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
프린트 배선판 제조 공정 (Ⅰ) 에서는, 관통공에 상기 도전성 재료를 배치할 때 (Ib) 에, 전기적 접속 패드에 대응하는 지점에 형성된 절연 필름의 관통공이, 도전성 재료를 배치함으로써 모두 충전되는 것을 특징으로 하는 다층 배선판의 제조 방법.