WO2007000855A1 - 多孔質樹脂基材、その製造方法及び多層基板 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a porous resin base material provided with a functional part in which an electrode and / or a circuit is formed on a porous resin film, wherein the porous resin film has a height different from the height of the functional part.
- the present invention relates to a porous resin base material on which a step portion is formed and a method for producing the same.
- the porous resin substrate of the present invention has, for example, a structure in which a functional part on which an electrode and / or a circuit is formed protrudes.
- the porous resin substrate of the present invention is, for example, an anisotropic conductive film used for electrical connection between two circuit devices, or a semiconductor integrated circuit device (for example, a semiconductor chip) or a printed circuit. It can be suitably used for various connector or interposer applications such as an anisotropic conductive film used for electrical inspection of circuit devices such as substrates.
- electrode and Z or circuit means an electrode and / or a circuit.
- an electrically insulating porous resin film is used as a base film, and a plurality of portions are provided on the base film.
- a method in which a plurality of through-holes penetrating in the thickness direction from one surface to the second surface are provided, and then a conductive metal is attached to the resin portion on the inner wall surface of each through-hole to form a conductive portion. ing.
- an anisotropic conductive film having a plurality of conducting portions formed in the thickness direction of the porous resin film can be obtained. That is, each conducting part is provided independently in the matrix of the electrically insulating porous resin film, and can be conducted in the film thickness direction, but there is no conduction or short circuit between the conducting parts. .
- the conducting part is a resin part that forms the porous structure of the inner wall surface of the through-hole, and a conductive metal is adhered to the resin part by electroless plating. be able to.
- the cylindrical electrode is a kind of through electrode. By adjusting the adhesion amount of the conductive metal, the conductivity in the film thickness direction of the cylindrical electrode can be controlled. Usually, a load in the film thickness direction is applied to the porous resin base material, and the entire porous resin base material including the cylindrical electrode is compressed to conduct.
- This anisotropic conductive film is elastic in the film thickness direction and can conduct in the film thickness direction with a low compressive load.
- the anisotropic conductive film can refine the size and pitch of each conductive part.
- the anisotropic conductive film for example, as an anisotropic conductive film for inspection of a semiconductor integrated circuit device or the like, can obtain electrical conduction in the film thickness direction with a low compressive load, and can be applied with repeated load loads. The film thickness is restored by elasticity and can be used repeatedly for inspection.
- each electrode of the circuit device corresponds to each electrode of the electrical inspection device. It is necessary to connect correctly.
- Electrical inspection includes continuity inspection that checks whether the connection of the conductor pattern of the circuit device is as designed, and electrical inspection that measures the continuity resistance of the conductor, the insulation resistance between the conductors, or the characteristic impedance. is there.
- each electrode of the electrical inspection device is arranged on a rigid substrate, it is difficult to accurately connect each electrode of the circuit device to each electrode of the electrical inspection device. There is also a problem that each electrode is easily damaged by contact between the electrodes.
- an anisotropic conductive film that is elastic in the thickness direction is interposed between the electrode region of the circuit device and the electrode region of the electrical inspection device, and each electrode is interposed through the anisotropic conductive film.
- An electrical connection method is employed.
- the anisotropic conductive film is provided with a plurality of conducting portions that can conduct only in the thickness direction.
- the conductive part is also called a conductive part or an electrode.
- the porous resin substrate disclosed in Document 1 can be used as an anisotropic conductive film for electrical inspection of circuit devices.
- each electrode (conducting portion) of the porous resin base material 1 The porous resin substrate so that electrical connection is accurately made to each electrode of the circuit device and each electrode of the electrical inspection device. Set and fix material positional relationship To do.
- the porous resin substrate When the porous resin substrate is disposed between a semiconductor integrated circuit device (for example, a semiconductor chip) and a circuit board such as a printed circuit board, it is a kind of connector or interposer having a stress relaxation function and a conduction function. Can serve as.
- the porous resin substrate is required to have a certain thickness in order to exhibit elasticity in the film thickness direction and a stress relaxation function.
- the porous resin base material is interposed between the electrode region of the circuit device and the electrode region of the electrical inspection device, or between the electrode region of the semiconductor integrated circuit device and the electrode region of the circuit board. When using with interposing, it is necessary to fix this porous resin base material.
- the porous resin substrate is required to have a shape that extends to some extent beyond the area of the electrode region of each device.
- An object of the present invention is to impair the elasticity and conductivity of a porous resin substrate provided with a functional part in which electrodes and / or circuits are formed on the porous resin film. Therefore, it is an object of the present invention to provide a porous resin base material having a structure capable of conducting with a low load or without applying a load to a portion without the functional portion, and a method for manufacturing the same.
- Another object of the present invention is a porous resin base material in which a circuit is formed on the surface of the porous resin film, and when a multilayer substrate is produced by laminating a plurality of porous resin base materials,
- An object of the present invention is to provide a porous resin base material that can prevent the contact of a technician.
- a porous resin base material having a functional part on which an electrode and / or a circuit is formed is different from the height of the functional part.
- the present inventors have come up with a method for forming a step portion having a height.
- the stepped portion can be formed, for example, as a stepped portion having a height lower than the height of the functional portion around the functional portion on which the electrode is formed.
- the circuit can be formed not only in the function part but also in a step part having a height lower than the height of the function part.
- the height of the functional part can be made lower than the height of the peripheral part.
- a hot pressing method can be employed.
- the porous resin film can easily form a step by hot pressing.
- the porous structure of the porous resin film becomes dense at the hot-pressed location, the thickness of the functional part where the electrodes and / or circuits are formed is changed by the formation of the stepped part by hot pressing, Is not deformed.
- a step portion having a desired shape and a step can be provided.
- the functional portion is preferably formed after providing a step portion in the porous resin film.
- the porous resin base material provided with the stepped portion can have, for example, a structure in which a functional portion on which an electrode and / or a circuit is formed protrudes. Therefore, it is efficient with a low load simply by compressing the functional portion. Continuity can be obtained. If a circuit extending from the protruding functional part to the stepped part is formed, the extended circuit may be inadvertent when two or more porous resin base materials are stacked to produce a multilayer substrate. Touch can be prevented.
- the present invention has been completed based on these findings. Means for solving the problem
- a porous resin substrate comprising a porous resin film provided with at least one functional part including an electrode and / or a circuit, and the functional part includes the porous resin film.
- a porous resin base material in which a step portion having a height different from the height is formed.
- a multilayer substrate in which a plurality of the porous resin base materials are laminated.
- the step portion having a height lower than the height of the region for forming the functional portion is formed in the peripheral portion of the region for forming the functional portion of the porous resin film by the hot pressing method. Or forming a region having a height lower than the peripheral portion in a region where the functional part of the porous resin film is formed, and an electrode and / or circuit in the region where the functional part is formed.
- a method for producing a porous resin base material comprising a step 2 having a height different from the height of the functional portion, including the step 2 of forming the step.
- a porous resin substrate made of a porous resin film provided with at least one functional part including an electrode and / or a circuit is heated and compressed by a heat press method
- a method for producing a porous resin base material in which a step portion having a height lower than the height of the functional portion is formed in the peripheral portion of the functional portion, and a step portion having a height different from the height of the functional portion is formed.
- FIG. 1 is a flowchart showing the production steps of an example of the porous resin substrate of the present invention.
- FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the relationship between the height of the functional portion and the height of the step portion in the porous resin base material of the present invention.
- FIG. 3 shows an example of the structure of the porous resin substrate of the present invention, in which a circuit is extended to the stepped portion.
- FIG. 4 is an explanatory view showing a method of forming a step portion by hot pressing.
- An anisotropic conductive film for burn-in test such as a semiconductor integrated circuit device is preferably excellent in heat resistance of the base film.
- the anisotropic conductive film needs to be electrically insulating in the lateral direction (the direction perpendicular to the film thickness direction). Therefore, the synthetic resin that forms the base film of the porous resin base material needs to be electrically insulating.
- Synthetic resin materials for forming a porous resin film used as a base film include, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoro Polyethylene / perfluoroalkyl butyl ether copolymer (PFA), poly (vinylidene fluoride) (PVDF), poly (vinylidene fluoride) copolymer, ethylene / tetrafluoroethylene copolymer Fluorine resin such as coalescence (ETFE resin); Polyimide (PI), Polyamide imide (PAI), Polyamide (PA), Modified Polyphenylene ether (mP PE), Polyphenylene sulfide (PPS), Polyether ether ketone Engineering plastics such as (PEEK), polysulfone (PSU), polyethersulfone (PES), and liquid crystal polymer (LCP).
- PTFE polyte
- Examples of methods for producing a porous resin film made of a synthetic resin include a pore making method, a phase separation method, a solvent extraction method, a stretching method, and a laser irradiation method.
- the stretching method is preferred because the average pore diameter is easy to control the porosity.
- the porous resin film used as the base film of the anisotropic conductive film preferably has a porosity (ASTM D-792) of about 20 to 80%.
- the porous resin membrane preferably has an average pore size S of 10 ⁇ m or less or a bubble point (measured according to A STM-F-316-76) using 2 kPa or more. From the viewpoint of making the conductive portion fine pitch, the average pore diameter is preferably 5 im or less, and more preferably 1 ⁇ or less. The lower limit of the average pore diameter is about 0.05 ⁇ .
- the bubble point of the porous resin film is preferably 5 k Pa or more, more preferably 10 k Pa or more.
- the upper limit of bubble point is not limited to force S, which is about 300 k Pa.
- the film thickness of the porous resin film is Ru may be appropriately selected depending on the intended use and use positions, usually, 20 ⁇ 3000 ⁇ ⁇ , preferably 25 ⁇ 2000 ⁇ ⁇ , rather more preferably is 30 to 1000 ⁇ . Therefore, the thickness of the porous resin film includes both regions of a film (less than 250 ⁇ m) and a sheet (250 ⁇ m or more). If the thickness of the porous resin film is too thin, it becomes difficult to form a step portion having a desired height.
- porous polytetrafluoroethylene obtained by stretching method Ren film (hereinafter abbreviated as “stretched porous PTFE film”) is excellent in heat resistance, processability, mechanical properties, dielectric properties, etc., and it is easy to obtain a porous resin film having a uniform pore size distribution. It is the most excellent material for the base film of the anisotropic conductive film.
- the stretched porous PTFE membrane has a microstructure (porous structure) composed of a large number of fibrils and a large number of nodes connected to each other by the fibrils, and a conductive metal such as particles attached to the fibrils. Can be attached.
- the stretched porous PTFE membrane used in the present invention can be produced, for example, by the method described in Japanese Patent Publication No. 42-13560.
- liquid lubricant is mixed with PTFE green powder and extruded into a tube or plate by ram extrusion.
- the plate is rolled with a rolling roll.
- an unsintered stretched porous PTFE is obtained in the form of a film.
- An unsintered stretched porous PTF E membrane is heated to a temperature of 327 ° C or higher, which is the melting point of PTFE, while being fixed so that shrinkage does not occur.
- a highly stretched porous PTFE membrane is obtained. If the stretched porous PTFE membrane is tube-shaped, it can be made flat by opening the tube.
- Each of the stretched porous PTFE membranes has a very fine fibril formed by PTFE and a microstructure composed of nodes and forces connected to each other by the fibril. In the stretched porous PTFE membrane, this microstructure forms a porous structure.
- the porous resin base material on which the electrode is formed as an anisotropic conductive film from the first surface to a plurality of locations on the base film composed of an electrically insulating porous resin film formed from a synthetic resin.
- a through-hole penetrating in the thickness direction is formed over the second surface, and then a conductive metal is attached to a porous resin portion (for example, a stretched porous PTFE membrane filler) on the inner wall surface of each through-hole.
- a conductive metal is attached to a porous resin portion (for example, a stretched porous PTFE membrane filler) on the inner wall surface of each through-hole.
- a conductive metal is attached to a porous resin portion (for example, a stretched porous PTFE membrane filler) on the inner wall surface of each through-hole.
- Conductive metal In general, the deposition can be performed by a method in which plating particles are adhered to the resin portion of the porous structure of the inner wall surface of each through hole by electroless plating
- a method of providing a plurality of through holes in the thickness direction of the porous resin film and a method of forming a conductive part (tubular electrode) by attaching a conductive metal to the inner wall surface of the through hole are not particularly limited. Can be exemplified.
- Step 1 of forming a three-layer laminated body by laminating a resin layer as a mask layer on both sides of the porous resin film;
- Step 3 of attaching a catalyst for promoting a reduction reaction of metal ions to the surface of the laminate including the inner wall surface of the through hole;
- the manufacturing method of the porous resin base material containing this can be mentioned.
- a resin material is preferably used as the material of the mask layer.
- a porous fluororesin film is used as the porous resin film, it is preferable to use the same type of porous fluororesin film as the mask layer, but a fluororesin nonporous film or a resin material other than the fluororesin It is also possible to use a nonporous resin film or a porous resin film.
- An adhesive tape or sheet can also be used as the mask layer material. From the viewpoint of the balance between the fusibility between layers and the peelability, it is preferable to use a porous resin film having the same quality as the porous resin film as the material of the mask layer.
- Mask layers are arranged on both sides of the porous resin film, and the three layers are integrated by fusion, for example.
- a stretched porous PTFE membrane is used as the porous resin membrane, it is preferable to use the same stretched porous PTFE membrane as the mask layer.
- These three layers can be made into a laminate in which the respective layers are fused by thermocompression bonding. This laminate can be easily peeled off in a later step.
- a plurality of through holes are formed in the laminated body in the thickness direction.
- Those who form through holes As a method, i) a mechanical drilling method, ii) an etching method using an optical ablation method, iii) an ultrasonic head having at least one transducer at the tip, For example, a method of punching by applying ultrasonic energy by pressing the tip.
- a machining method such as pressing, punching, or drilling can be employed.
- the machining method for example, it is possible to inexpensively form a through hole having a relatively large diameter of ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ or more, in many cases 2 000 ⁇ ⁇ or more, and even 3 0 0 ⁇ ⁇ or more. it can.
- Through holes with smaller diameters can be formed by machining.
- the through-hole is formed by the optical ablation method
- light is applied to the surface of the laminate through a light shielding sheet (mask) having a plurality of independent light transmission portions (openings) in a predetermined pattern.
- a method of forming a plurality of through holes in a pattern by irradiation Light is transmitted through a plurality of openings of the light shielding sheet, and the irradiated portion of the laminate is etched to form a through hole.
- a through hole having a relatively small diameter of 10 to 2 200 ⁇ , often 15 to 15 0 // m, and further 20 to 100 m is formed. can do.
- Examples of irradiation light in the photoablation method include synchrotron radiation and laser light.
- a plurality of through holes are formed in a pattern by applying ultrasonic energy to the laminate using an ultrasonic head having at least one vibrator at the tip.
- Ultrasonic energy is applied only to the vicinity where the tip of the vibrator contacts, and the temperature rises locally due to the vibrational energy generated by the ultrasonic wave, and the resin is easily cut and removed to form a through hole.
- a porous polymer membrane is impregnated with a soluble polymer such as polymethyl methacrylate or paraffin in a solution or in a molten state, solidified, and then perforated. it can.
- a soluble polymer such as polymethyl methacrylate or paraffin
- This method is preferable because the porous structure of the inner wall of the through hole is easily retained.
- the soluble polymer or paraffin can be removed by dissolving or melting. This method is particularly effective when using an expanded porous PTFE membrane.
- the shape of the through-hole is arbitrary, such as a circle, an ellipse, a star, an octagon, a hexagon, a quadrangle, and a triangle.
- the diameter of the through hole can be reduced to usually 5 to 100 / im, and further to 5 to 30 ⁇ in applications where a small diameter through hole is suitable.
- the diameter of the through-hole is usually 50 to 30 00 ⁇ ⁇ , often 7 5 to 2 00 0 ⁇ ⁇ , or even 1 00 to It can be increased to 1 5 0 0 / xm.
- a plurality of through holes are preferably formed in a predetermined pattern according to the distribution of electrodes (number of electrodes and arrangement pitch) of a circuit device such as a semiconductor integrated circuit device or a printed circuit board.
- the laminate In order to attach a catalyst that promotes the reduction reaction of metal ions (hereinafter sometimes referred to as “plating catalyst”) to the surface of the laminate including the wall surface of the through-hole, the laminate is used, for example, a palladium-tin colloidal catalyst. What is necessary is just to immerse in a provision liquid, fully stirring. Using the catalyst remaining on the inner wall surface of the through hole, a conductive metal is selectively attached to the inner wall surface. Examples of the method for attaching the conductive metal include an electroless plating method, a sputtering method, and a conductive metal paste coating method. Among these, the electroless plating method is preferable.
- the catalyst for example, palladium mucin
- the catalyst is activated. Specifically, it is immersed in an organic acid salt that is commercially available for activating the plating catalyst to dissolve tin and activate the catalyst.
- an organic acid salt that is commercially available for activating the plating catalyst to dissolve tin and activate the catalyst.
- conductive metal plated particles
- a cylindrical electrode is formed.
- the conductive metal include copper, nickel, silver, gold, and nickel alloy. However, when high conductivity is required, it is preferable to use copper.
- the plating particles are initially deposited so as to be entangled with the resin part (primarily fibrils) exposed on the inner wall surface of the through-hole of the stretched porous PTFE membrane, so control the plating time. This makes it possible to control the adhesion state of the conductive metal.
- a conductive metal layer is formed on the inner wall surface of the through-hole while maintaining a porous structure, and the elasticity in the thickness direction is not impaired. Giving conductivity (anisotropic conductivity) It is possible to
- the thickness of the resin portion of the microporous structure is preferably 10 ⁇ or less, more preferably 5 / xm or less, and even more preferably 1 ⁇ m or less.
- the particle diameter of the conductive metal is preferably about 0.001 to 5 ⁇ m.
- the amount of conductive metal deposited is preferably about 0.01 to 4.0 g / ml in order to maintain the porous structure and elasticity.
- the conductive part (cylindrical electrode) produced above is preferably coated with a noble metal or an alloy of a noble metal that uses an antioxidant in order to improve oxidation prevention and electrical contact.
- a noble metal palladium, rhodium, and gold are preferable in terms of low electric resistance.
- the thickness of the coating layer is preferably 0.005 to 0.5 / ziii, more preferably 0.01 to 0.1 ⁇ .
- it is effective to cover the conductive metal layer with a nickel of about 8 ⁇ m and then perform substitution gold plating.
- a cylindrical electrode having a structure in which conductive metal particles adhere to the fibrils is formed on the inner wall surface of the through hole.
- a stress in the thickness direction is applied to the porous fluororesin substrate, the distance between the fibrils is reduced, so that the stress is relaxed and the structure of the cylindrical electrode is maintained without being destroyed. Therefore, even if a compressive force is repeatedly applied to the stretched porous PTFE substrate, the cylindrical electrode is unlikely to deteriorate.
- the cylindrical electrode usually has a structure in which a conductive metal adheres only to the inner wall surface of the through hole provided in the thickness direction of the porous fluororesin film, but the force for adjusting the electroless plating amount,
- one or both of the two open ends of the cylindrical electrode may be closed to form a lid made of a conductive metal.
- plating particles grow from the edge of the opening end and block the opening end.
- Another method for closing the opening end without increasing the amount of conductive metal adhering to the inner wall surface of the through hole is to apply a high-viscosity paste containing conductive metal particles to the opening end. is there.
- electrodes and circuits of various structures can be formed in addition to the cylindrical electrode as described above.
- a substrate in which a copper foil is bonded to the surface of a porous resin film is produced, and an electrode and Z or a circuit is formed on the copper foil layer by using a photolithography technique.
- a plating catalyst is applied to the porous resin film in the same pattern as the shape of the electrode or circuit, and the electrode or circuit is formed by electroless plating or a combination of electroless plating and electrolytic plating using the plating catalyst.
- a method of forming Furthermore, there is a method in which a conductive metal plating layer is formed on one side or both sides of a porous resin substrate, and an electrode and Z or circuit are formed by using a photolithography technique.
- the porous resin base material is provided with a functional part having an electrode and Z or a circuit, but a circuit may also be formed in the peripheral part of the functional part. For example, as shown in FIG. 3, a circuit can be provided in the stepped portion.
- FIG. 1 is a porous resin base material made of a porous resin film provided with a functional part including a plurality of electrodes (cylindrical electrodes; conduction parts), and the functional part of the porous resin film is handled.
- It is explanatory drawing which shows the manufacturing process of an example of the porous resin base material in which the level
- a plurality of through-holes are provided in a required portion of the porous resin film 101, and then a conductive metal is attached to the resin portion of the inner wall surface of each through-hole to obtain a conduction portion.
- a porous resin substrate 1 on which 1 0 2 is formed is prepared.
- a plurality of cylindrical electrodes 102 are gathered to constitute a functional part.
- the number and arrangement pitch of the cylindrical electrodes can be appropriately set according to the number and arrangement pitch of the electrodes of the circuit device and the electrical inspection device that are electrically connected to the porous resin substrate.
- FIG. 1 shows two functional parts including a plurality of cylindrical electrodes, but the number of functional parts is not limited.
- a porous resin base material having a large number of functional parts may be prepared and cut into individual porous resin base materials having the respective functions. Forming a step Then, it may be cut into individual porous resin base materials having each functional part.
- a part 103 having only a porous resin film without a conductive part (electrode) is provided in the periphery of the functional part.
- a porous resin base material 1 shown in FIG. 1 is hot-pressed to form a stepped portion 105 in the peripheral portion of the functional portion.
- the functional unit 10 4 having a plurality of conducting units 10 2 has a protruding structure.
- the height b of the stepped portion is usually 30 to 95%, preferably 40 to 90%, more preferably 50 to 80% of the thickness a of the porous resin film. If the height b of the step is too high, the step c will be too short, making it difficult to conduct with a low load. If the height b of the stepped portion is too low, the elasticity of the entire porous resin substrate may be impaired, or deformation may occur during hot pressing.
- a method for forming the stepped portion is not particularly limited, but a hot press method is preferable.
- a hot press method for example, as shown in FIG. 4, two molds 4 0 1 and 4 0 2 are used, and a porous resin substrate 4 0 3 is placed in the lower mold 4 0 1. .
- the upper mold 4 0 2 is hot-pressed and fitted into the lower mold 4 0 1.
- the shape of the step and the height of the step can be controlled.
- a step is generated in the heat-pressed portion of the porous resin film by the heat press. If the mold is removed after hot pressing, a porous resin substrate 40 4 having a step is obtained.
- the heating temperature at the time of hot pressing is a temperature that is less than the thermal decomposition temperature of the resin material constituting the porous resin substrate, and can be appropriately set depending on the type of the resin material.
- the base film is a stretched porous fluororesin film such as a stretched porous PTFE film
- it is usually 2200 to 320 ° C, preferably 2550 to 310 ° C.
- the pressure should be such that the upper and lower molds are held together.
- the pressurization time can be appropriately set according to the type of the resin material under the condition that the shape of the step portion is fixed.
- 1 00 to 100 seconds, preferably 2 00 to 800 seconds is usually sufficient. It is not limited to.
- Step 1 in order to produce a porous resin base material by the above method, after Step 1 of forming a three-layer laminate by laminating a resin layer as a mask layer on both sides of the porous resin film, The laminated body is hot-pressed to arrange a step of forming a step portion in the porous resin film, and then the steps 2 to 5 are performed.
- the force of forming a step portion having a height lower than the height of the region for forming the functional portion in the peripheral portion of the region for forming the functional portion of the porous resin film by the hot pressing method, or the porous resin film A manufacturing method including a step 1 of forming a region having a height lower than a peripheral portion thereof in a region where the functional portion is formed, and a step 2 of forming an electrode and / or a circuit in the region where the functional portion is formed
- a porous resin base material having a stepped portion having a height different from the height of the functional portion is manufactured.
- the height of the functional part lower than the height of the peripheral part is usually 30 to 95%, preferably 40 to 90%, more preferably 50 to 80% of the thickness of the porous resin film. If the height of the functional part is too high, the step becomes too short, and conduction with a low load becomes difficult. If the height of the functional part is too low, the elasticity of the entire porous resin substrate may be impaired, or deformation may occur during hot pressing.
- the step portion In order to form the step portion, a method other than the pressing method may be employed. Examples of other methods include machining such as cutting.
- the step portion can be formed by an optical abrasion method.
- the porous resin substrate 3 can be provided with a circuit 107 extending from the electrode 10 6 to the stepped portion.
- a circuit can be formed by employing the above-described method.
- FIG. 3 shows a case where there are two functional units 10 4. I can be cut so as to have one functional unit.
- the circuit 107 is present in the stepped portion, it is possible to suppress unnecessary contact between the electrodes and / or the circuit of each porous resin base material when a plurality of porous resin base materials are laminated.
- the porous resin base material of the present invention can be laminated to form a multilayer substrate.
- Each layer can be integrated by heat-sealing or bonding with an adhesive.
- the stepped portion does not necessarily need to surround the functional portion, and may be provided at any location as long as it is a peripheral portion of the functional portion. Can do. It is also possible to make the height of the functional part lower than the height of the step part.
- the step portion is preferably provided in the entire peripheral portion surrounding the functional portion.
- the stepped portion is preferably formed only on one surface of the porous resin film. Force If desired, it can be provided on both surfaces of the porous resin film. The invention's effect
- the functional part in the porous resin base material provided with the functional part in which electrodes and / or circuits are formed on the porous resin film, for example, the functional part can be structured to protrude. It is not necessary to apply a load to a portion where the functional portion is not present. Therefore, the porous resin substrate of the present invention can be conducted efficiently with a low compression load.
- the porous resin substrate of the present invention can suppress contact between circuits when a multilayer substrate is produced by laminating a plurality of porous resin substrates.
- Example 1
- Porosity (AS TM— D— 7 9 2) 60%, average pore size 0.1 ⁇ m, pavour point (using isopropyl alcohol, measured according to AS TM— F— 3 1 6— 7 6) is 1 Stretched porous material with a porosity of 60%, average pore diameter of 0.1 / zm, and a thickness of 30 ⁇ on both sides of a base film made of expanded porous PTFE membrane with a thickness of 50 kPa, 60 ⁇ m Place the PTFE sheets on top of each other and sandwich them between two stainless steel plates with a thickness of 3 mm. At the same time, heat treatment was performed at 35 ° C. for 30 minutes.
- the stainless steel plate was quenched with water to obtain a laminate of stretched porous PTFE membranes fused in three layers.
- the stretched porous PTFE laminate obtained as described above was cut into 4 Omm squares. This sample was hot-pressed (heating temperature 300 ° C., press time 6 00 seconds) using the mold shown in FIG. 4, so that the periphery of the base film having a thickness of 600 Aim was A step portion having a step height of 300 and a step width of 1 Omm was formed (the stretched porous PTFE sheet laminated on the base film is also recessed at the periphery).
- a drill In the non-heat-pressed area of the laminate, a drill is operated under the conditions of a rotation speed of 100, 00 / min and a feed speed of 0. Ol mm / rev. A through hole with a diameter of 2500 ⁇ was drilled at the location.
- the laminate with through-holes was immersed in ethanol for 1 minute to make it hydrophilic, and then diluted to 100 m 1 / L. Meltex Co., Ltd. Melplate PC— 3 2 1 was heated to 60 ° C. Degreasing treatment was performed by immersion for 4 minutes at a temperature of 5 ° C. Further, after immersing the laminate in 10% sulfuric acid for 1 minute, melt it as a pre-dip in 0.8% hydrochloric acid at a rate of 180 g / L. It was immersed in the liquid for 2 minutes.
- a stretched porous PTFE membrane with copper particles attached to the inner wall surface of the through-hole is immersed as a pre-dip for 3 minutes in Wattec's Activator-Ship Tech SIT Additive (8 Om 1ZL), and then supplied with Atotech as a catalyst. Soak for 1 minute in the bath solution of Mouth Tech SIT Archiver Concrete (125mlZL) and Atotech's Activator One-Ship Tech SIT Additive (80ml / L), and then immerse in Atotech One-Ship Tech SIT Post Dip (25ml / L) for 1 minute. Then, the catalyst was deposited on the copper particles.
- the expanded porous PTFE base material obtained in this way has a functional part protruding, the cylindrical electrode becomes conductive when a load is applied to the functional part, and the original shape is restored when the load is removed. It was confirmed.
- the stretched porous PTFE base material was fixed to the electrode region of the electrical inspection device by adjusting the positional relationship so that each electrode of the electrical inspection device and each conduction portion were connected. The electrical inspection of the semiconductor chip was repeated, but continuity was obtained with a low load.
- the porous resin substrate of the present invention is an anisotropic conductive film used for electrical connection between two circuit devices, or an electrical device of a circuit device such as a semiconductor integrated circuit device or a printed circuit board. It can be suitably used for the application of a connector yanposer such as an anisotropic conductive film used for inspection.
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Abstract
電極または回路もしくはこれら両方を含む少なくとも1つの機能部が設けられた多孔質樹脂膜からなる多孔質樹脂基材であって、該多孔質樹脂膜には、該機能部の高さとは異なる高さの段差部が形成されている多孔質樹脂基材、及びその製造方法。
Description
明細書 多孔質樹脂基材、 その製造方法及び多層基板 技術分野
本発明は、 多孔質樹脂膜に電極及び/または回路が形成された機能部が設けら れた多孔質樹脂基材であって、 該多孔質樹脂膜に、 該機能部の高さとは異なる高 さの段差部が形成されている多孔質樹脂基材とその製造方法に関する。 本発明の 多孔質樹脂基材は、 例えば、 電極及び/または回路が形成された機能部が突出し た構造を有している。
本発明の多孔質樹脂基材は、 例えば、 2つの回路装置間の電気的接続を行うた めに用いられる異方性導電膜、 あるいは半導体集積回路装置 (例えば、 半導体チ ップ) やプリント回路基板などの回路装置の電気的検查を行うために用いられる 異方性導電膜など、 各種コネクタまたはィンターポーザの用途に好適に用いるこ とができる。
本発明において、 「電極及ぴ Zまたは回路」 とは、 電極または回路もしくはこ れら両方を意味するものとする。 背景技術
特開 2 0 0 4 _ 2 6 5 8 4 4号公報 (以下、 「文献 1」 という) には、 電気絶 縁性の多孔質樹脂膜を基膜とし、 該基膜の複数箇所に、 第一表面から第二表面に 力けて厚み方向に貫通する複数の貫通'孔を設け、 次いで、 各貫通孔内壁面の樹脂 部に導電性金属を付着させて導通部を形成する方法が開示されている。
該文献 1に記載の方法によれば、 多孔質樹脂膜の厚み方向に複数の導通部が形 成された異方性導電膜を得ることができる。 すなわち、 各導通部は、 電気絶縁性 の多孔質樹脂膜のマトリックス中にそれぞれ独立して設けられており、 膜厚方向 に導通可能であるが、 各導通部間は導通または短絡することがない。
該導通部は、 貫通孔内壁面の多孔質構造を構成する樹脂部に、 無電解めつきな どにより導電性金属を付着させたものであり、 その形状から 「筒状電極」 と呼ぶ
ことができる。 該筒状電極は、 貫通電極の 1種である。 導電性金属の付着量を調 節することにより、 筒状電極の膜厚方向における導電性を制御することができ る。 通常は、 多孔質樹脂基材に膜厚方向の荷重を加えて、 筒状電極を含む多孔質 樹脂基材全体を圧縮させることにより導通させている。
この異方性導電膜は、 膜厚方向に弾力性があり、 低圧縮荷重で膜厚方向の導通 が可能である。 該異方性導電膜は、 各導通部の大きさやピッチなどをファイン化 することができる。 該異方性導電膜は、 例えば、 半導体集積回路装置などの検査 用異方性導電膜として、 低圧縮荷重で膜厚方向の電気的導通が得られ、 しかも繰 り返し荷重負荷を加えても、 弾力性により膜厚が復帰し、 検査に繰り返し使用す ることが可能である。
より具体的に、 半導体集積回路装置 (例えば、 半導体チップ) やプリント回路 基板などの回路装置の電気的検査を行うには、 回路装置の各電極と電気的検査装 置の各電極とをそれぞれ対応させて正確に接続する必要がある。 電気的検查とし ては、 回路装置の導体パターンの接続が設計通りか否かを検査する導通検查や、 導体の導通抵抗、 導体間の絶縁抵抗または特性インピーダンスを測定する電気検 査などがある。
ところが、 電気的検查装置の各電極がリジッドな基板上に配置されているた め、 回路装置の各電極と電気的検查装置の各電極とをそれぞれ対応させて正確に 接続することが困難であったり、 それぞれの電極が電極同士の接触による損傷を 受け易くなつたりするという問題があった。
そこで、 回路装置の電極領域と電気的検査装置の電極領域との間に、 厚み方向 に弾力性のある異方性導電膜を介在させ、 各電極間を、 該異方性導電膜を介して 電気的に接続させる方法が採用されている。 該異方性導電膜は、 厚み方向にのみ 導通可能な複数の導通部を設けたものである。 該導通部は、 導電部または電極と も呼ばれている。
前記文献 1に開示されている多孔質樹脂基材は、 回路装置の電気的検査を行う ための異方性導電膜として使用することができる。 この場合、 該多孔質樹脂基材 の各電極 (導通部) 1 回路装置の各電極と電気的検査装置の各電極に対して正 確に電気的接続がなされるように、 該多孔質樹脂基材の位置関係を設定して固定
する。
該多孔質樹脂基材は、 半導体集積回路装置 (例えば、 半導体チップ) とプリン ト回路基板等の回路基板との間に配置すると、 応力緩和機能と導通機能とを有す る一種のコネクタまたはインターポーザとしての役割を果たすことができる。 該多孔質樹脂基材は、 膜厚方向の弾力性と応力緩和機能を発揮させるために、 ある程度の厚みを有することが求められる。 他方、 該多孔質樹脂基材を、 回路装 置の電極領域と電気的検査装置の電極領域との間に介在させたり、 半導体集積回 路装置の電極領域と回路基板の電極領域との間に介在させたりして使用する場合 には、 該多孔質樹脂基材を固定する必要がある。 固定のために、 該多孔質樹脂基 材には、 各装置の電極領域の面積を超えて、 ある程度広がった形状を有すること が求められる。
ところが、 多孔質樹脂基材の面積が広くなると、 複数の電極 (導通部) が形成 された機能部 (機能領域) を圧縮して導通を図るには、 電極がない周辺領域にも 荷重をかける必要が生じる。 したがって、 導通を可能とするために、 該多孔質樹 脂基材に必要以上の荷重をかける必要があるため、 効率が悪くなる場合があつ た。 また、 多孔質樹脂膜の表面に回路を形成した多孔質樹脂基材は、 その複数枚 を積層して多層化する場合、 回路同士が接触するおそれがあった。 発明の開示
本発明の課題は、 多孔質樹脂膜に電極及び/または回路が形成された機能部が 設けられた多孔質樹脂基材において、 該多孔質樹脂基材の弾力性や導通などの性 能を損なうことなく、 低荷重で、 あるいは該機能部がない部分には荷重を加える ことなく導通可能な構造の多孔質樹脂基材とその製造方法を提供することにあ る。
本発明の他の課題は、 多孔質樹脂膜の表面に回路を形成した多孔質樹脂基材で あって、 該多孔質樹脂基材の複数枚を積層して多層基板を製造する場合、 回路同 士の接触を防ぐことができる多孔質樹脂基材を提供することにある。
本発明者らは、 前記課題を解決するために鋭意研究した結果、 電極及び/また は回路が形成された機能部を有する多孔質樹脂基材に、 該機能部の高さとは異な
る高さの段差部を形成する方法に想到した。 該段差部は、 例えば、 電極が形成さ れた機能部を取り卷く周辺部に、 該機能部の高さよりも低い高さを有する段差部 として形成することができる。 回路は、 機能部に設けるだけではなく、 該機能部 の高さよりも低い高さを有する段差部にも形成することができる。 機能部の高さ をその周辺部の高さよりも低くすることもできる。
多孔質樹脂膜に段差部を形成するには、 例えば、 熱プレスする方法を採用する ことができる。 多孔質樹脂膜は、 熱プレスすることにより、 容易に段差を形成す ることができる。 多孔質樹脂膜は、 熱プレスした箇所の多孔質構造が密になるも のの、 熱プレスによる段差部の形成によって、 電極及び/または回路が形成され た機能部の厚みを変化させたり、 形状を変形させたりすることがない。 熱プレス 用金型の形状を含む熱プレス条件を制御することによって、 所望の形状と段差を 有する段差部を設けることができる。 該機能部は、 多孔質樹脂膜に段差部を設け てから形成することが好ましい。
前記段差部を設けた多孔質樹脂基材は、 例えば、 電極及び/または回路が形成 された機能部を突出した構造とすることができるため、 該機能部を圧縮するだけ で、 低荷重で効率的に導通を得ることができる。 突出した構造の機能部から段差 部に延在する回路を形成すれば、 延在した回路は、 多孔質樹脂基材の複数枚を積 層して多層基板を作製する場合、 回路同士の不用意な接触を防ぐことができる。 本発明は、 これらの知見に基づいて完成するに至ったものである。 課題を解決するための手段
本発明によれば、 電極または回路もしくはこれら両方を含む少なくとも 1つの 機能部が設けられた多孔質樹脂膜からなる多孔質樹脂基材であつて、 該多孔質樹 脂膜には、 該機能部の高さとは異なる高さの段差部が形成されている多孔質樹脂 基材が提供される。
また、 本発明によれば、 該多孔質樹脂基材の複数枚が積層されている多層基板 が提供される。
さらに、 本発明によれば、 熱プレス法により、 多孔質樹脂膜の機能部を形成す る領域の周辺部に該機能部を形成する領域の高さよりも低い高さの段差部を形成
するか、 または多孔質樹脂膜の機能部を形成する領域にその周辺部の高さよりも 低い高さの領域を形成する工程 1、 及び該機能部を形成する領域に電極または回 路もしくはこれら両方を形成する工程 2を含む、 機能部の高さとは異なる高さの 段差部が形成されている多孔質樹脂基材の製造方法が提供される。
さらにまた、 本発明によれば、 電極または回路もしくはこれら両方を含む少な くとも 1つの機能部が設けられた多孔質樹脂膜からなる多孔質樹脂基材を熱プレ ス法により加熱圧縮して、 該機能部の周辺部に該機能部の高さよりも低い高さの 段差部を形成する、 機能部の高さとは異なる高さの段差部が形成されている多孔 質樹脂基材の製造方法が提供される。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の多孔質樹脂基材の一例の製造工程を示すフロー図である。 図 2は、 本発明の多孔質樹脂基材における機能部の高さと段差部の高さとの関 係の一例を示す説明図である。
図 3は、 本発明の多孔質樹脂基材であって、 段差部に回路を延在させた構造の 一例を示す。
図 4は、 熱プレスによる段差部の形成法を示す説明図である。 発明を実施するための最良の形態
1 . 多孔質樹脂膜 (基膜)
半導体集積回路装置などのバーンィン試験用異方性導電膜は、 基膜の耐熱性に 優れていることが好ましい。 異方性導電膜は、 横方向 (膜厚方向とは垂直方向) に電気絶縁性であることが必要である。 したがって、 多孔質樹脂基材の基膜を形 成する合成樹脂は、 電気絶縁性であることが必要である。
基膜として使用する多孔質樹脂膜を形成する合成樹脂材料としては、 例えば、 ポリテトラフルォロエチレン (P T F E) 、 テトラフルォロエチレン/へキサフ ルォロプロピレン共重合体 (F E P ) 、 テトラフルォロエチレン/パーフルォロ アルキルビュルエーテル共重合体 (P F A) 、 ポリふつ化ビニリデン (P V D F) 、 ポリふつ化ビニリデン共重合体、 エチレン/テトラフルォロエチレン共重
合体 (ETFE樹脂) などのフッ素樹脂;ポリイミド (P I) 、 ポリアミドイミ ド (P A I ) 、 ポリアミ ド (P A) 、 変性ポリフエ二レンエーテル (mP P E) 、 ポリフエ二レンスルフイ ド (PPS) 、 ポリエーテルエーテルケトン (P EEK) 、 ポリスルホン (PSU) 、 ポリエーテルスルホン (PES) 、 液晶ポ リマー (LCP) などのエンジニアリングプラスチック ;などが挙げられる。 これらの合成樹脂材料の中でも、 耐熱性、 カロェ性、 機械的特性、 誘電特性など の観点から、 フッ素樹脂が好ましく、 ポリテトラフルォロエチレン (PTFE) が特に好ましい。
合成樹脂からなる多孔質樹脂膜を作製する方法としては、 造孔法、 相分離法、 溶媒抽出法、 延伸法、 レーザー照射法などが挙げられる。 これらの中でも、 平均 孔径ゃ気孔率の制御が容易である点で、 延伸法が好ましい。 合成樹脂を用いて多 孔質樹脂膜を形成することにより、 膜厚方向に弾力性を持たせることができると ともに、 誘電率を更に下げることができる。
異方性導電膜の基膜として使用する多孔質樹脂膜は、 気孔率 (ASTM D— 792) が 20〜80%程度であることが好ましい。 多孔質樹脂膜は、 平均孔径 力 S 10 μ m以下あるいはバブルポィント (ィソプロピルアルコールを使用し、 A STM-F- 31 6— 76に従って測定) が 2 k P a以上であることが好まし く、 導通部のファインピッチ化の観点からは、 平均孔径が 5 im以下、 さらには 1 μπι以下であることが好ましい。 平均孔径の下限値は、 0. 05μπι程度であ る。 多孔質樹脂膜のバブルボイントは、 好ましくは 5 k P a以上、 より好ましく は 10 k P a以上である。 バブルポィントの上限値は、 300 k P a程度である 力 S、 これに限定されない。
多孔質樹脂膜の膜厚は、 使用目的や使用箇所に応じて適宜選択することができ るが、 通常、 20〜3000 μπι、 好ましくは 25〜2000 μπι、 より好まし くは 30〜 1000 μπιである。 したがって、 多孔質樹脂膜の厚みは、 フィルム (250 μ m未満) 及びシート ( 250 μ m以上) の両領域を含んでいる。 多孔 質樹脂膜の膜厚が薄すぎると、 所望の高さの段差部を形成することが困難にな る。
孔質樹脂膜の中でも、 延伸法により得られた多孔質ポリテトラフルォロェチ
レン膜 (以下 「延伸多孔質 PTFE膜」 と略記する) は、 耐熱性、 加工性、 機械 的特性、 誘電特性などに優れ、 しかも均一な孔径分布を有する多孔質樹脂膜が得 られ易いため、 異方性導電膜の基膜として最も優れた材料である。 該延伸多孔質 PTFE膜は、 多数のフィブリルと該フイブリルによって互いに連結された多数 のノードとからなる微細組織 (多孔質構造) を有しており、 該フイブリルにめつ き粒子などの導電性金属を付着させることができる。
本発明で使用する延伸多孔質 PTFE膜は、 例えば、 特公昭 42- 13560 号公報に記載の方法により製造することができる。 先ず、 PTFEの未焼結粉末 に液体潤滑剤を混合し、 ラム押し出しによって、 チューブ状または板状に押し出 す。 厚みの薄いシートが所望な場合には、 圧延ロールによって板状体の圧延を行 う。 押出圧延工程の後、 必要に応じて、 押出品または圧延品から液体潤滑剤を除 去する。 こうして得られた押出品または圧延品を少なくとも一軸方向に延伸する と、 未焼結の延伸多孔質 PTFEが膜状で得られる。 未焼結の延伸多孔質 PTF E膜は、 収縮が起こらないように固定しながら、 PTFEの融点である 327°C 以上の温度に加熱して、 延伸した構造を焼結 ·固定すると、 強度の高い延伸多孔 質 P T F E膜が得られる。 延伸多孔質 P T F E膜がチューブ状である場合には、 チューブを切り開くことにより、 平らな膜にすることができる。
延伸多孔質 PTFE膜は、 それぞれ PTFEにより形成された非常に細いフィ ブリルと該フイブリルによつて互いに連結されたノードと力、らなる微細組織を有 している。 延伸多孔質 PTFE膜は、 この微細組織が多孔質構造を形成してい る。
2. 電極及び Zまたは回路を形成した多孔質樹脂基材
電極を形成した多孔質樹脂基材を異方性導電膜として使用する場合は、 合成樹 脂から形成された電気絶縁性の多孔質樹脂膜からなる基膜の複数箇所に、 第一表 面から第二表面にかけて厚み方向に貫通する貫通孔を形成し、 次いで、 各貫通孔 内壁面における多孔質構造の樹脂部 (例えば、 延伸多孔質 PTFE膜のフィプリ ル) に導電性金属を付着させて、 膜厚方向に導電性を付与することが可能な複数 の導通部 (筒状電極) をそれぞれ独立して形成することが好ましい。 導電性金属
の付着は、 一般に、 無電解めつきまたは無電解めつきと電気めつきとの組み合わ せにより、 各貫通孔内壁面の多孔質構造の樹脂部にめっき粒子を付着させる方法 により行うことができる。
多孔質樹脂膜の厚み方向に複数の貫通孔を設ける方法、 及び該貫通孔の内壁面 に導電性金属の付着による導通部 (筒状電極) の形成方法は、 特に限定されない が、 例えば、 以下に述べる方法を例示することができる。
例えば、 下記の工程 1乃至 5 :
( a ) 多孔質樹脂膜の両面に、 マスク層として樹脂層を積層して、 3層構成の積 層体を形成する工程 1 ;
( b ) 該積層体に、 その厚み方向に貫通する複数の貫通孔を形成する工程 2 ;
( c ) 該貫通孔の内壁面を含む積層体の表面に、 金属イオンの還元反応を促進す る触媒を付着させる工程 3 ;
( d ) 該多孔質樹脂膜からマスク層を剥離する工程 4 ;及ぴ
( e ) 前記触媒を利用して、 '該貫通孔の内壁面の樹脂部に導電性金属を付着させ る工程 5 ;
を含む多孔質樹脂基材の製造方法を挙げることができる。
マスク層の材料としては、 樹脂材料が好ましく用いられる。 多孔質樹脂膜とし て多孔質フッ素樹脂膜を用いる場合には、 マスク層として、 同種の多孔質フッ素 樹脂膜を用いることが好ましいが、 フッ素樹脂無孔質膜や、 フッ素樹脂以外の樹 脂材料からなる無孔質樹脂膜または多孔質樹脂膜を使用することもできる。 マス ク層の材料として、 粘着テープまたはシートを用いることもできる。 各層間の融 着性と剥離性とのパランスの観点から マスク層の材料としては、 多孔質樹脂膜 と同質の多孔質樹脂膜を用いることが好ましい。
多孔質樹脂膜の両面にマスク層を配置して、 例えば、 融着により 3層を一体化 させる。 多孔質樹脂膜として延伸多孔質 P T F E膜を用いる場合は、 マスク層と しても同質の延伸多孔質 P T F E膜を用いることが好ましい。 これら 3層は、 加 熱圧着することにより、 各層間が融着した積層体とすることができる。 この積層 体は、 後の工程で容易に剥離することができる。
この積層体に、 その厚み方向に複数の貫通孔を形成する。 貫通孔を形成する方
法としては、 i ) 機械的に穿孔する方法、 ii) 光アブレーシヨン法によりエッチ ングする方法、 iii) 先端部に少なくとも 1本の振動子を備えた超音波へッドを 用い、 該振動子の先端を押し付けて超音波エネルギーを加えて穿孔する方法など が挙げられる。
機械的に穿孔するには、 例えば、 プレス加工、 パンチング法、 ドリル法などの 機械加工法を採用することができる。 機械加工法によれば、 例えば、 Ι Ο Ο μ πι 以上、 多くの場合 2 0 0 μ πι以上、 さらには 3 0 0 μ πι以上の比較的大きな直径 を持つ貫通孔を安価に形成することができる。 機械加工により、 これより小さな 直径の貫通孔を形成することもできる。
光アブレーシヨン法により貫通孔を形成する場合は、 所定のパターン状にそれ ぞれ独立した複数の光透過部 (開口部) を有する光遮蔽シート (マスク) を介し て、 積層体の表面に光を照射することにより、 パターン状に複数の貫通孔を形成 する方法を採用することが好ましい。 光遮蔽シートの複数の開口部より光が透過 して、 積層体の被照射箇所は、 エッチングされて貫通孔が形成される。 この方法 によれば、 例えば、 1 0〜2 0 0 μ ηα、 多くの場合 1 5〜1 5 0 // m、 さらには 2 0〜1 0 0 mの比較的小さな直径を持つ貫通孔を形成することができる。 光 アブレーション法の照射光としては、 シンクロト口ン放射光、 レーザー光などが 挙げられる。
超音波法では、 先端部に少なくとも 1本の振動子を持つ超音波へッドを用い て、 積層体に超音波エネルギーを加えることにより、 パターン状に複数の貫通孔 を形成する。 振動子の先端が接触した近傍のみに超音波エネルギーが加えられ、 超音波による振動エネルギーによつて局所的に温度が上昇し、 容易に樹脂が切断 され除去されて、 貫通孔が形成される。
貫通孔の形成に際し、 多孔質樹脂膜の多孔質構造内に、 ポリメチルメタクリレ ートなどの可溶性ポリマーまたはパラフィンを溶液または溶融状態で含浸させ、 固化させてから穿孔する方法を採用することもできる。 この方法によれば、 貫通 孔内壁の多孔質構造を保持し易いので好ましい。 穿孔後、 可溶性ポリマーまたは パラフィンは、 溶解もしくは溶融させて除去することができる。 この方法は、 延 伸 孔質 P T F E膜を用いる場合に特に有効である。
貫通孔の形状は、 円形、 楕円形、 星型、 八角形、 六角形、 四角形、 三角形など 任意である。 貫通孔の直径は、 小径の貫通孔が適した用途分野では、 通常 5〜1 0 0 /i m、 さらには 5〜3 0 μ πιにまで小さくすることができる。 他方、 比較的 大径の貫通孔が適した分野では、 貫通孔の直径を通常 5 0〜3 0 0 0 μ πι、 多く の場合 7 5〜2 0 0 0 μ πι、 さらには 1 0 0〜1 5 0 0 /x mにまで大きくするこ とができる。 貫通孔は、 例えば、 半導体集積回路装置やプリント回路基板などの 回路装置の電極の分布 (電極の数及び配置ピッチ) に合わせて、 所定のパターン 状に複数個形成することが好ましい。
貫通孔の內壁面を含む積層体の表面に、 金属イオンの還元反応を促進する触媒 (以下、 「めっき触媒」 ということがある) を付着させるには、 積層体を、 例え ばパラジウム一スズコロイド触媒付与液に十分に撹拌しながら浸漬すればよい。 貫通孔の内壁面に付着して残留する触媒を利用して、 該内壁面に選択的に導電性 金属を付着させる。 導電性金属を付着させる方法としては、 無電解めつき法、 ス パッタ法、 導電性金属ペースト塗布法などが挙げられるが、 これらの中でも、 無 電解めつき法が好適である。
無電解めつきを行う前に、 貫通孔の内壁面に残留した触媒 (例えば、 パラジゥ ムースズ) を活性化する。 具体的には、 めっき触媒活性化用として市販されてい る有機酸塩等に浸漬することで、 スズを溶解し、 触媒を活性化する。 貫通孔の内 壁面に触媒を付与した多孔質樹脂膜を無電解めつき液に浸漬することにより、 触 媒が付着した貫通孔の内壁面のみに導電性金属 (めっき粒子) を析出させること ができる。 この方法によって、 筒状電極が形成される。 導電性金属としては、 銅、 ニッケル、 銀、 金、 ニッケル合金などが挙げられるが、 高導電性が必要な場 合には、 銅を使用することが好ましい。
延伸多孔質 P T F E膜を使用する場合、 めっき粒子は、 初め延伸多孔質 P T F E膜の貫通孔の内壁面に露出した樹脂部 (主としてフィプリル) に絡むように析 出するので、 めっき時間をコントロールすることにより、 導電性金属の付着状態 をコントロールすることができる。 適度なめっき量とすることにより、 多孔質構 造を維持した状態で貫通孔の内壁面に導電性金属層が形成され、 膜厚方向の弾力 性 損なうことなく、 筒状電極による膜厚方向への導電性 (異方導電性) を与え
ることが可能となる。
微細多孔質構造の樹脂部の太さ (例えば、 延伸多孔質 PTFE膜のフィブリル の太さ) は、 好ましくは 10 μπι以下、 より好ましくは 5 /xm以下、 さらに好ま しくは 1 μ m以下である。 導電性金属の粒子径は、 0. 001〜 5 μ m程度であ ることが好ましい。 導電性金属の付着量は、 多孔質構造と弾力性を維持するため に、 0. 01〜4. 0 g/ml程度とすることが好ましい。
上記で作製された導通部 (筒状電極) は、 酸化防止及び電気的接触性を高める ため、 酸化防止剤を使用する力 貴金属または貴金属の合金で被覆しておくこと が好ましい。 貴金属としては、 電気抵抗の小さい点で、 パラジウム、 ロジウム、 金が好ましい。 被覆層の厚さは、 好ましくは 0. 005〜0. 5 /ziii、 より好ま しくは 0. 01〜0. 1 μπιである。 例えば、 導通部を金で被覆する場合、 8η m程度の二ッケルで導電性金属層を被覆した後、 置換金めつきを行う方法が効果 的である。
多孔質樹脂膜として延伸多孔質 PTFE膜を使用すると、 貫通孔の内壁面で、 フィブリルに導電性金属粒子が付着した構造の筒状電極が形成される。 この多孔 質フッ素樹脂基材に厚み方向の応力が加わると、 フィブリル間の距離が縮むこと により、 応力が緩和され、 筒状電極の構造も破壌されることなく維持される。 し たがって、 延伸多孔質 PTFE基材に繰り返し圧縮力が加えられても、 筒状電極 の劣化が起こり難い。
筒状電極は、 通常、 多孔質フッ素樹脂膜の厚み方向に設けられた貫通孔の内壁 面のみに導電性金属が付着した構造を有するものであるが、 無電解めっき量を調 節する力、 無電解めつきに加えて電気 つきを行うことにより、 該筒状電極の 2 つの開口端部の一方または両方を閉塞させて、 導電性金属からなる蓋体を形成さ せてもよい。 めっき量を増やすと、 開口端部の縁からめっき粒子が成長し、 開口 端部を閉塞させる。 貫通孔の内壁面に付着させる導電性金属の量を増やすことな く、 開口端部を閉塞させる他の方法として、 導電性金属粒子を含有する高粘度の ペーストを開口端部に塗布する方法がある。 このような方法により、 筒状電極の 開口端部を導電性材料により閉塞して蓋体を形成すると、 多孔質フッ素樹脂基材 の筒状電極と、 回路電極及び Zまたは半導体チップの電極との接触面積を増やす
ことができる。
本発明で使用する多孔質樹脂基材には、 上記の如き筒状電極以外に、 各種構造 の電極や回路を形成することができる。 例えば、 多孔質樹脂膜の表面に銅箔を貼 り合わせた基板を作製し、 銅箔層に、 フォトリソグラフィ技術を用いて、 電極及 ぴ Zまたは回路を形成する方法が挙げられる。 また、 多孔質樹脂膜に電極または 回路の形状と同じパターンでめっき触媒を付与し、 該めっき触媒を利用して、 無 電解めつきまたは無電解めっきと電解めつきとの組み合わせにより電極または回 路を形成する方法がある。 さらに、 多孔質樹脂基材の片面または両面に導電性金 属のめつき層を形成し、 フォトリソグラフィ技術を用いて、 電極及び Zまたは回 路を形成する方法がある。
多孔質樹脂基材は、 電極及び Zまたは回路を有する機能部が設けられたもので あるが、 機能部の周辺部にも回路が形成されていてもよい。 例えば、 図 3に示す ように、 段差部にも回路を設けることができる。 3 . 多孔質樹脂基材:
本発明の多孔質樹脂基材の製造方法の一例について、 図 1を参照しながら説明 する。 図 1は、 複数の電極 (筒状電極;導通部) を含む機能部が設けられた多孔 質樹脂膜からなる多孔質樹脂基材であって、 該多孔質樹脂膜の該機能部を取り卷 く周辺部には、 該機能部の高さよりも低い高さの段差部が形成されている多孔質 樹脂基材の一例の製造工程を示す説明図である。
先ず、 前記の如き方法により、 多孔質樹脂膜 1 0 1の所要箇所に複数の貫通孔 を設け、 次いで、 各貫通孔内壁面の樹脂部に導電性金属を付着させて、 導通部
(筒状電極) 1 0 2を形成した多孔質樹脂基材 1を準備する。 この多孔質樹脂基 材 1は、 複数の筒状電極 1 0 2が集まって機能部を構成している。 筒状電極の数 及び配置ピツチは、 多孔質樹脂基材と電気的接続を行う回路装置の電極や電気的 検査装置の電極の数と配置ピッチに対応して適宜設定することができる。
図 1には、 複数の筒状電極を含む 2つの機能部が示されているが、 機能部の数 は限定されない。 多数の機能部を有する多孔質樹脂基材を作製し、 それぞれの機 能きを有する個別の多孔質樹脂基材に裁断して使用してもよレ、。 段差部を形成し
てから、 各機能部を有する個々の多孔質樹脂基材に裁断してもよい。 機能部の周 辺部には、 導通部 (電極) が存在しない多孔質樹脂膜のみの部分 1 0 3が設けら れている。 図 1に示す多孔質樹脂基材 1を熱プレスして、 機能部の周辺部に段差 部 1 0 5を形成する。 複数の導通部 1 0 2を有する機能部 1 0 4は、 突出した構 造を有している。
図 2に、 1つの機能部を有する多孔質樹脂基材の一例の断面図を示す。 多孔質 樹脂膜に設けた機能部 1 0 4の高さを aとし、 段差部 1 0 5の高さを bとする と、 a > bであり、 その差 c ( a - b = c ) が段差を表す。 段差部の高さ bは、 多孔質樹脂膜の厚み aの通常 3 0〜 9 5 %、 好ましくは 4 0〜 9 0 %、 より好ま しくは 5 0〜8 0 %である。 段差部の高さ bが高すぎると、 段差 cが短くなりす ぎるため、 低荷重による導通が困難になる。 段差部の高さ bが低すぎると、 多孔 質樹脂基材全体の弾力性が損なわれたり、 熱プレス時に変形が生じたりするおそ れがある。
段差部を形成する方法は、 特に限定されないが、 熱プレス法が好ましい。 熱プ レス法は、 例えば、 図 4に示すように、 2つの金型 4 0 1及び 4 0 2を使用し、 下金型 4 0 1内に多孔質樹脂基材 4 0 3を載置する。 上金型 4 0 2を熱プレスし て下金型 4 0 1に嵌合させる。 上金型 4 0 2の形状を調節することにより、 段差 部の形状と段差の高さを制御することができる。 熱プレスにより、 多孔質樹脂膜 の加熱圧縮された部分に段差が生じる。 熱プレス後、 脱型すれば、 段差を有する 多孔質樹脂基材 4 0 4が得られる。
熱プレス時の加熱温度は、 多孔質樹脂基材を構成する樹脂材料の熱分解温度未 満の温度であり、 樹脂材料の種類によって適宜設定することができる。 基膜が延 伸多孔質 P T F E膜などの延伸多孔質フッ素樹脂膜の場合には、 通常、 2 0 0〜 3 2 0 °C、 好ましくは 2 5 0〜3 1 0 °Cである。 圧力は、 上下金型が嚙み合う圧 力とする。 加圧時間は、 段差部の形状が固定される条件で、 樹脂材料の種類に応 じて適宜設定することができる。 基膜が延伸多孔質 P T F E膜などの延伸多孔質 フッ素樹脂膜の場合には、 通常、 1 0 0〜 1 0 0 0秒、 好ましくは 2 0 0〜 8 0 0秒で充分であるが、 これに限定されない。
熱プレス時の熱によって電極 (導通部、 筒状電極) の酸化劣化が生じるおそれ
がある場合には、 多孔質樹脂膜に段差部を形成してから、 前記方法により導通部 を形成することが好ましい。 この場合、 前記方法により多孔質樹脂基材を製造す るには、 多孔質樹脂膜の両面に、 マスク層として樹脂層を積層して、 3層構成の 積層体を形成する工程 1の後に、 該積層体を熱プレスして、 多孔質樹脂膜に段差 部を形成する工程を配置し、 次いで、 前記工程 2乃至 5を行う。
すなわち、 熱プレス法により、 多孔質樹脂膜の機能部を形成する領域の周辺部 に該機能部を形成する領域の高さよりも低い高さの段差部を形成する力、 または 多孔質樹脂膜の機能部を形成する領域にその周辺部の高さよりも低い高さの領域 を形成する工程 1、 及び該機能部を形成する領域に電極または回路もしくはこれ ら両方を形成する工程 2を含む製造方法により、 機能部の高さとは異なる高さの 段差部が形成されている多孔質樹脂基材を製造する。
周辺部の高さよりも低い機能部の高さは、 多孔質樹脂膜の厚みの通常 3 0〜 9 5 %、 好ましくは 4 0〜9 0 %、 より好ましくは 5 0〜8 0 %である。 機能部の 高さが高すぎると、 段差が短くなりすぎるため、 低荷重による導通が困難にな る。 機能部の高さが低すぎると、 多孔質樹脂基材全体の弾力性が損なわれたり、 熱プレス時に変形が生じたりするおそれがある。
段差部を形成するには、 プレス法以外の他の方法を採用してもよい。 他の方法 としては、 例えば、 切削加工などの機械加工を挙げることができる。 また、 光ァ ブレーシヨン法により、 段差部を形成することもできる。
図 3に示すように、 多孔質樹脂基材 3には、 電極 1 0 6から段差部に延在する 回路 1 0 7を設けることができる。 このような回路は、 前述の方法などを採用し て形成することができる。 図 3には、 機能部 1 0 4が 2つある場合を示している I 1つの機能部を有するように裁断することができる。 回路 1 0 7が段差部に 存在すると、 多孔質樹脂基材を複数枚積層した場合に、 各多孔質樹脂基材の電極 及び または回路が不必要に接触することを抑制することができる。
本発明の多孔質樹脂基材は、 複数枚を積層して多層基板とすることができる。 各層間は、 熱融着させるか、 接着剤を用いて接着させることにより、 一体化する ことができる。
以上、 多孔質樹脂膜の機能部を取り卷く周辺部に、 該機能部の高さより低い高
さの段差部を形成した多孔質樹脂基材の例について説明したが、 段差部は、 必ず しも機能部を取り巻く必要はなく、 機能部の周辺部であれば、 任意の箇所に設け ることができる。 機能部の高さを段差部の高さよりも低くすることも可能であ る。 段差部を設けることにより、 筒状電極の膜厚方向での導通のための荷重を低 くすることができる。 段差部は、 機能部を取り卷く周辺部の全域に設けることが 好ましい。 段差部は、 多孔質樹脂膜の一方の面のみに形成することが好ましい 力 所望により、 多孔質樹脂膜の両面に設けることもできる。 発明の効果
本発明によれば、 多孔質樹脂膜に電極及び/または回路が形成された機能部が 設けられた多孔質樹脂基材において、 例えば、 該機能部を突出した構造とするこ とができるため、 該機能部がない部分に荷重を加える必要がない。 そのため、 本 発明の多孔質樹脂基材は、 低圧縮荷重で効率良く導通させることができる。 本発 明の多孔質樹脂基材は、 該多孔質樹脂基材の複数枚を積層して多層基板を製造す る場合、 回路同士の接触を抑制することができる。 機能部の高さを周辺部の高さ よりも低くして、 該機能部が凹んだ構造の多孔質樹脂基材とすることにより、 主 として周辺部に対する荷重のみで、 筒状電極を厚み方向に導通させることができ る。 実施例
以下に実施例を挙げて、 本発明についてより具体的に説明するが、 本発明は、 この実施例のみに限定されるものではない。 実施例 1
気孔率 (A S TM— D— 7 9 2 ) 6 0 %、 平均孔径 0 . 1 μ m、 パブルポイン ト (イソプロピルアルコールを使用し、 A S TM— F— 3 1 6— 7 6に従って測 定) が 1 5 0 k P a、 厚み 6 0 0 μ mの延伸多孔質 P T F E膜からなる基膜の両 面に、 気孔率 6 0 %、 平均孔径 0 . l /z m、 厚み 3 0 μ πιの延伸多孔質 P T F E シートを重ね合わせて、 厚さ 3 mmのステンレス板 2枚の間に挟み、 荷重を負荷
するとともに、 3 5 0°Cで 3 0分間加熱処理した。 加熱後、 ステンレス板の上か ら水にて急冷し、 3層に融着された延伸多孔質 PTF E膜の積層体を得た。 上記のようにして得られた延伸多孔質 PTF E積層体を 4 Omm角に切り取つ た。 この試料を、 図 4に示す金型を用いて、 熱プレス (加熱温度 30 0°C、 プレ ス時間 6 0 0秒) することにより、 厚み 6 0 0 Ai mの基膜の周辺部に、 段差の高 さが 3 0 0 で、 段差の幅が 1 Ommの段差部を形成した (基膜上に積層され ている延伸多孔質 PTFEシートも、 周辺部が凹んでいる。 ) 。
該積層体の熱プレスされていない領域に、 回転速度 1 0 0, 0 00/分、 送り 速度 0. O l mm/r e v. の条件でドリルを作動させて、 ピッチ l mmで、 複 数個所に直径 2 5 0 μ τη の貫通孔を穿孔した。 貫通孔を形成した積層体をエタ ノールに 1分間浸漬して親水化した後、 1 0 0 m 1 / Lに希釈したメルテックス (株) 製メルプレート P C— 3 2 1に、 6 0°Cの温度で 4分間浸漬し脱脂処理を 行った。 さらに、 積層体を 1 0%硫酸に 1分間浸漬した後、 プレディップとし て、 0. 8%塩酸にメルテックス (株) 製ェンプレート PC— 2 3 6を 1 8 0 g /Lの割合で溶解した液に 2分間浸漬した。
さらに、 積層体を、 メルテックス (株) 製ェンプレートァクチベータ 444を 3%、 ェンプレートァクチベータアディティブを 1 %、 塩酸を 3%溶解した水溶 液にメルテックス (株) 製ェンプレート P C— 2 3 6を 1 5 0 g/Lの割合で溶 解した液に 5分間浸漬して、 触媒粒子を積層体の表面及び貫通孔の壁面に付着さ せた。 次に、 積層体をメルテックス (株) 製ェンプレート P A— 3 6 0の 5%溶 液に 5分間浸漬し、 パラジウム触媒核の活性化を行った。 その後、 第 1層と第 3 層のマスク層を剥離して、 貫通孔の內 面のみに触媒パラジウム粒子が付着した 延伸多孔質 P T F E膜を得た。
メルテックス (株) 製メルプレート C u— 3 0 00 A、 メルプレート C u— 3 0 0 0 B、 メルプレート C u— 3 0 0 0 C、 メルプレート C u— 30 0 0 Dをそ れぞれ 5 %、 メルプレート Cu— 3 0 0 0スタビライザ一を 0. 1 %で建浴した 無電解銅めつき液に、 十分エアー撹拌を行いながら、 上記延伸多孔質 PTFE膜 を 2 0分間浸漬して、 2 5 0 μ πι φの貫通孔の壁面のみを銅粒子にて導電化し
次いで、 防鲭及ぴ回路基板電極との接触性向上のために、 金めつきを行った。 金めつきは、 以下の方法により、 ニッケルからの置換金めつき法を採用した。 貫 通孔の内壁面に銅粒子を付着させた延伸多孔質 PTFE膜を、 プレディップとし てァトテック製ァクチベータォ一口テック S I Tアディティブ (8 Om 1ZL) に 3分間浸漬した後、 触媒付与としてアトテック製ォー口テック S I Tァクチべ ータコンク (125mlZL) 、 アトテック製ァクチベータォ一口テック S I T アディティブ (80ml/L) の建浴液に 1分間浸渍し、 さらにアトテック製ォ 一口テック S I Tポストディップ (25ml/L) に 1分間浸漬して、 触媒を銅 粒子上に付着させた。
次に、 次亜燐酸ナトリウム (20 gZL) 、 クェン酸三ナトリウム (40 gZ L) 、 ホウ酸アンモニゥム (13 g/L) 、 硫酸ニッケル (22 g/L) で建浴 した無電解ニッケルめっき液に基膜を 5分間浸漬し、 銅粒子をニッケルコートし た。 その後、 メルテックス製置換金めつき液 [メルプレート AU— 6630 A (200ml /L) 、 メルプレート AU— 6630 B (100mI/L) 、 メル プレート AU— 6630 C (20ml /L) 、 亜硫酸金ナトリウム水溶液 (金と して 1. O gZL) ] 中に基膜を 5分間浸漬し、 導電性金属粒子の金コートを行 つた。
このようにして得られた延伸多孔質 P T F E基材は、 機能部が突出しているた め、 機能部に荷重を加えると筒状電極が導通し、 荷重を除去すると元の形状に弾 性回復することが確認された。 この延伸多孔質 PTFE基材を電気的検查装置の 電極領域に、 該電気的検査装置の各電極と各導通部とが接続するように位置関係 を調整して固定した。 半導体チップの電気的検査を繰り返したが、 低荷重で導通 を得ることができた。 産業上の利用可能性
本発明の多孔質樹脂基材は、 例えば、 2つの回路装置間の電気的接続を行うた めに用いられる異方性導電膜、 あるいは半導体集積回路装置やプリント回路基板 などの回路装置の電気的検査を行うために用いられる異方性導電膜など、 コネク タゃィンターポーザの用途に好適に使用することができる。
Claims
1 . 電極または回路もしくはこれら両方を含む少なくとも 1つの機能部が設け られた多孔質樹脂膜からなる多孔質樹脂基材であって、 該多孔質樹脂膜には、 該 機能部の高さとは異なる高さの段差部が形成されている多孔質樹脂基材。
2 . 該電極が、 該多孔質樹脂膜の第一表面から第二表面にかけて厚み方向に形 成され貫通孔の内壁面に導電性金属が付着した構造の筒状電極である請求項 1記 載の多孔質樹脂基材。
3 . 該貫通孔の内壁面への導電性金属の付着が、 無電解めつきまたは無電解め きと電気めつきによる導電性金属の付着である請求項 2記載の多孔質樹脂基材。
4 . 該機能部が、 複数の該筒状電極を含む領域である請求項 2記載の多孔質樹 脂基材。
5 . 該複数の筒状電極が、 該多孔質樹脂基材と電気的接続を行う回路装置また は電気的検査装置の電極の数及び配置ピツチに対応して、 パターン状に配列され ている請求項 4記載の多孔質樹脂基材。
6 . 該段差部が、 該機能部の周辺部に形成されている請求項 1記載の多孔質樹 脂基材。 '
7 . 該段差部が、 該機能部を取り卷く周辺部に形成されている請求項 1記載の 多孔質樹脂基材。
8 . 該段差部の高さが、 該機能部の高さよりも低い請求項 1記載の多孔質樹脂 基材。
9. 該機能部の高さが、 該多孔質樹脂膜の厚みに相当する高さであり、 かつ、 該機能部の高さよりも低い高さの段差部が、 該多孔質樹脂膜の厚みの 30〜 95 %に相当する高さの段差部である請求項 7記載の多孔質樹脂基材。
10. 該段差部の高さが、 該機能部の高さよりも高い請求項 1記載の多孔質樹 脂基材。
1 1. 該機能部の高さが、 該多孔質榭脂膜の厚みの 30-95%に相当する高 さであり、 かつ、 該段差部の高さが、 該多孔質樹脂膜の厚みに相当する高さであ る請求項 10記載の多孔質樹脂基材。
12. 該段差部が、 該多孔質樹脂膜の一方の面に形成されている請求項 1記載 の多孔質樹脂基材。
13. 該段差部に、 該機能部に設けられた電極または回路もしくはこれら両方 力 ら延在する回路が形成されている請求項 1記載の多孔質樹脂基材。
14. 該多孔質樹脂膜が、 多孔質フッ素樹脂膜である請求項 1記載の多孔質樹 脂基材。
15. 該多孔質フッ素樹脂膜が、 延伸多孔質ポリテトラフルォロエチレン膜で ある請求項 14記載の多孔質樹脂基材。
16. 延伸多孔質ポリテトラフルォロエチレン膜の気孔率が 20〜80%であ り、 平均孔径が 10 μ m以下である請求項 15記載の多孔質樹脂基材。
17. 該多孔質樹脂膜の厚みが、 20〜3000 μπιである請求項 1記載の多 孔質樹脂基材。
1 8 . 請求項 1乃至 1 7のいずれか 1項に記載の多孔質樹脂基材の複数枚が積 層されている多層基板。
1 9 . 熱プレス法により、 多孔質樹脂膜の機能部を形成する領域の周辺部に該 機能部を形成する領域の高さよりも低い高さの段差部を形成する力、 または多孔 質樹脂膜の機能部を形成する領域にその周辺部の高さよりも低い高さの領域を形 成する工程 1、 及ぴ該機能部を形成する領域に電極または回路もしくはこれら両 方を形成する工程 2を含む、 機能部の高さとは異なる高さの段差部が形成されて レ、る多孔質樹脂基材の製造方法。
2 0 . 電極または回路もしくはこれら両方を含む少なくとも 1つの機能部が設 けられた多孔質樹脂膜からなる多孔質樹脂基材を熱プレス法により加熱圧縮し て、 該機能部の周辺部に該機能部の高さよりも低い高さの段差部を形成する、 機 能部の高さとは異なる高さの段差部が形成されている多孔質樹脂基材の製造方 法。
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