(57)【要約】【課題】母基板を切断する際に大きく撓むことがなく、各配線基板領域の境界に沿って正確に分割できる多数個取り配線基板を提供すること。【解決手段】耐熱繊維基材にアリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂を含浸させた複数の絶縁層１ａを積層して成る絶縁基板１の内部および主面に金属箔２が埋設されているとともに金属箔２が埋設された主面を研磨して成る金属箔付き基板４と、金属箔付き基板４の研磨された主面に積層されたエポキシ樹脂および無機絶縁フィラーから成る絶縁樹脂層５と、絶縁樹脂層５の表面に被着されためっき導体層６とを具備して成る母基板の中央部に、各々が金属箔２およびめっき導体層６を含む導体から成る配線導体８を有する多数の配線基板領域９を配設するとともに、金属箔付き基板４の研磨された主面の外周部に多数の配線基板領域９を取り囲む金属箔６から成る金属枠１０を金属箔付き基板４の外周から離間して設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱繊維基材にアリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂を含浸させた複数の絶縁層を積層して成る絶縁基板の内部および主面に金属箔が埋設されているとともに該金属箔が埋設された主面を研磨して成る金属箔付き基板と、該金属箔付き基板の前記研磨された主面に積層されたエポキシ樹脂および無機絶縁フィラーから成る絶縁樹脂層と、該絶縁樹脂層の表面に被着されためっき導体層とを具備して成る母基板の中央部に、各々が前記金属箔および前記めっき導体層を含む導体から成る配線導体を有する多数の配線基板領域を配設するとともに、前記金属箔付き基板の前記研磨された主面の外周部に前記多数の配線基板領域を取り囲む前記金属箔から成る金属枠を前記金属箔付き基板の外周から離間して設けて成ることを特徴とする多数個取り配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広面積の母基板中に半導体素子や抵抗器等の電子部品を搭載するための配線基板となる配線基板領域を多数個配列形成して成る多数個取り配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子や抵抗器等の電子部品を搭載するために用いられる配線基板として、ガラス繊維基材にエポキシ樹脂を含浸させたガラス−エポキシ板から成る複数の絶縁層を積層して成る絶縁基体と、この絶縁基体の主面および絶縁層間に配設された銅箔等の金属箔から成る配線導体と、この配線導体が配設された絶縁基板の主面に被着されたエポキシ樹脂および絶縁フィラーから成る絶縁樹脂層と、この絶縁樹脂層の表面に被着された銅めっき等のめっき導体層から成る配線導体とを具備して成る配線基板が知られている。なお、このような配線基板においては、絶縁層や絶縁樹脂層に銅めっき等のめっき導体層から成る貫通導体を設けることにより各絶縁層や絶縁樹脂層を挟んで上下に位置する配線導体同士を電気的に接続しており、それにより立体的な高密度配線を可能としている。
【０００３】
このような配線基板は、その生産効率を高めるために多数個取り配線基板の形態で製造されている。この多数個取り配線基板は、絶縁層用のガラス−エポキシ板と配線導体用の金属箔とを複数層積層して成る金属箔付き基板の主面にエポキシ樹脂および無機絶縁フィラーから成る絶縁樹脂層と配線導体用のめっき導体層とを交互に積層して成る広面積の母基板中に、各々が前記金属箔およびめっき導体層を含む導体から成る配線導体を有する多数の配線基板領域を縦横の並びに一体的に配列形成して成り、その母基板を各配線基板領域の境界に沿って切断して分割することにより、多数の配線基板を同時集約的に製造するようにしたものであり、その金属箔付き基板における主面外周部にはこれに十分な剛性を付与するために、中央部の多数の配線基板領域を取り囲むようにして前記金属箔から成る金属枠がその外周まで形成されている。
【０００４】
なお、このような多数個取り配線基板は、ガラス−エポキシ板から成る絶縁層の上面および／または下面の銅箔等の金属箔を貼着した金属箔付き絶縁層を複数層準備するとともに各絶縁層上の金属箔を最表層用の金属箔を除いてそれぞれ所定のパターンにエッチングして内層用の配線導体を形成し、次にそれらの金属箔付き絶縁層を接着剤層を介して積層するとともにその積層体の上面から下面にかけて複数の貫通孔を穿孔し、次にその貫通孔内にめっき法によりめっき導体層を被着して貫通導体を形成し、次に最表層用の金属箔をエッチングして最表層の配線導体および金属枠を形成することによって金属箔付き基板を形成し、次にこの金属箔付き基板の主面にエポキシ樹脂および絶縁フィラーから成る絶縁樹脂層を被着させた後、絶縁樹脂層に貫通孔を穿孔し、絶縁樹脂層の表面および貫通孔内部を化学的に粗化した後、その粗化された表面に銅めっき等のめっき導体層を被着させることによりめっき導体層から成る配線導体および貫通導体を形成し、さらに、この上に絶縁樹脂層およびめっき導体層から成る配線導体，貫通導体を積層することによって製作されている。なお、絶縁樹脂層の表面および貫通孔内部を化学的に粗化するのは。絶縁樹脂層とめっき導体層との密着を強固なものとするためである。
【０００５】
しかしながら、上記のようにして製作された多数個取り配線基板においては、最外層の絶縁層の表面に形成された金属箔から成る配線導体により母基板用の金属側付き基板の表面が凹凸状態となることから、金属箔付き基板の上に絶縁樹脂層を被着させてその上にめっき導体層から成る配線導体を被着形成すると、金属箔付き基板の凹凸に起因して絶縁樹脂層に凹凸が発生し、特に近時の高密度配線化した配線基板では、微細な配線導体層の形成が困難であった。
【０００６】
そこで、近時は、耐熱繊維基材に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させて成る複数の絶縁層に複数の貫通孔を穿孔するとともにその貫通孔内に未硬化の熱硬化性樹脂および導電性粉末を含有する導体ペーストを充填して貫通導体を形成し、しかる後、その絶縁層の上下面に、それぞれ予め所定のパターンにエッチングされた銅箔等の金属箔から成る配線導体や金属枠を貼着させておき、それらの配線導体や金属枠が貼着された複数の未硬化の絶縁層を上下に重ね、加熱装置を備えたプレス装置により加熱しながらプレスすることにより複数の絶縁層および配線導体を積層するとともに各絶縁層に貼着した配線導体を各絶縁層中に完全に埋入させることにより、その上下主面が平坦な母基板用の金属箔付き基板を得る方法が採用されるようになってきている。
【０００７】
しかしながら、上記の方法により上下主面が平坦な金属箔付き基板を得る場合、絶縁層用の熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いると、エポキシ樹脂は、加熱硬化する際に一旦極めて低粘度となる性質を有しているために、絶縁層に貼着させた金属箔から成る配線導体がプレスの圧力により絶縁層上で変形したり移動したりし易く、その結果、金属箔から成る配線導体を正確に形成することができないという問題点を有していた。このため、金属箔付き基板の絶縁層用の樹脂としてはエポキシ樹脂に代えて硬化時の粘度が高いアリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂が用いられるようになってきている。金属箔付き基板の絶縁層中の熱硬化性樹脂としてアリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂を用いることにより、銅箔等の金属箔から成る配線導体が貼着された未硬化の絶縁層をプレス積層して上下主面が平坦な金属箔付き基板を製作したとしても、積層時に配線導体の変形やずれがない高精細の金属箔付き基板を得ることができる。
【０００８】
なお、この場合、金属箔付き基板上に積層される絶縁樹脂層としてアリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂を採用すると、アリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂は、化学的に安定なことから、配線導体層用の金属めっき層を強固に被着するための化学的な粗化できないため、金属箔付き基板上に積層される絶縁樹脂層としては、化学的に粗化が可能なエポキシ樹脂が採用されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平９−１９１１７８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の多数個取り配線基板において、金属箔付き基板における絶縁層を耐熱繊維基材にアリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂を含浸させた材料から形成し、その上に積層される絶縁樹脂層用の樹脂としてエポキシ樹脂を用いた場合、エポキシ樹脂はアリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂と化学的に強固に接合しにくいことから、金属箔付き基板の表面を機械的に研磨して粗化し、その粗化された面にエポキシ樹脂および無機絶縁フィラーから成る絶縁樹脂層を積層することにより両者の密着力を高める必要がある。ところが、耐熱繊維基材にアリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂を含浸させた絶縁層と金属箔とを交互に積層した金属箔付き基板の主面を機械的研磨により粗化した場合、化学的に安定なアリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂と金属箔との密着力がそれほど大きくないことから、研磨時に金属箔付き基板の外周端部に印加される研磨の応力により金属箔から成る金属枠の端部がその外周端から捲り上がって剥離してしまい、そのため多数個取り配線基板の剛性が低下し、多数個取り配線基板を各配線基板領域の境界に沿って分割する時に多数個取り配線基板が大きく撓み、正確に切断することが難しくなるという問題点があった。
【００１１】
本発明は上記従来技術における問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、母基板用の金属箔付き基板の研磨時に、金属枠が金属箔付き基板から剥離することがなく、それにより多数個取り配線基板の剛性を十分に保って、各配線基板領域の境界に沿って正確に分割できる多数個取り配線基板を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の多数個取り配線基板は、耐熱繊維基材にアリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂を含浸させた複数の絶縁層を積層して成る絶縁基板の内部および主面に金属箔が埋設されているとともに該金属箔が埋設された主面を研磨して成る金属箔付き基板と、該金属箔付き基板の前記研磨された主面に積層されたエポキシ樹脂および無機絶縁フィラーから成る絶縁樹脂層と、該絶縁樹脂層の表面に被着されためっき導体層とを具備して成る母基板の中央部に、各々が前記金属箔および前記めっき導体層を含む導体から成る配線導体を有する多数の配線基板領域を配設するとともに、前記金属箔付き基板の前記研磨された主面の外周部に前記多数の配線基板領域を取り囲む前記金属箔から成る金属枠を前記金属箔付き基板の外周から離間して設けて成ることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の多数個取り配線基板によれば、母基板用の金属箔付き基板の主面に金属箔から成る金属枠を金属箔付き基板の外周から離間して設けたことから、金属箔付き基板の主面を機械的に研磨する際に研磨の応力が金属箔付き基板の外周端部に印加されたとしても、その応力が金属枠に大きく集中することはなく、その結果、金属枠がその外周端から捲り上がって金属箔付き基板から剥離してしまいことがない。したがって、その剛性が低下せず、これを切断する際に大きく撓むことがないので各配線基板領域の境界に沿って正確に分割できる多数個取り配線基板とすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の多数個取り配線基板を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の多数個取り配線基板に用いられる金属箔付き基板の実施の形態の一例の平面図であり、図２は本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の一例の断面図である。これらの図において、１は絶縁層１ａを積層して成る絶縁基板、２は金属箔、３は貫通導体であり、主にこれらで金属箔付き基板４が構成される。また５は絶縁樹脂層、６はめっき導体層であり、金属箔付き基板４の両主面に絶縁樹脂層５とめっき導体層６とを交互に積層することにより母基板７が構成される。また、母基板７の中央部には金属箔２およびめっき導体層６を含む導体から成る配線導体８を有する多数の配線基板領域９が縦横の並びに配列形成されており、母基板７における金属箔付き基板４の外周部には多数の配線基板領域９を取り囲むようにして金属箔２から成る金属枠１０が設けられており、これらにより本発明の多数個取り配線基板が形成されている。
【００１６】
金属箔付き基板４は、本例では３層の絶縁層１と４層の金属箔２とを交互に積層して成り、本発明の多数個取り配線基板における中核構造体をなす。
【００１７】
金属箔付き基板４を構成する絶縁基板１は、ガラスクロスやアラミド不織布等の耐熱繊維基材にアリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂を含浸させて熱硬化させた絶縁材料から成る絶縁層１ａを複数層上下に積層して成る。絶縁層１ａ中の耐熱繊維基材は、織布や不織布として絶縁層１ａに対しては３０〜７０体積％の割合で含有され、絶縁層１ａのアリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂が硬化収縮する際に絶縁層１ａに反りや変形等が発生することを抑制する機能を有する。なお、絶縁層１ａの厚みは自由に設定することができるが、絶縁性の観点からは５０μｍ以上、配線基板の薄型化の観点からは２００μｍ以下の範囲の厚みが好ましい。また、絶縁層１ａは、後述するように例えばレーザで絶縁層１ａに貫通孔を形成する際にその穴径や形状を均一化するために、耐熱繊維基材を加圧しその隙間を減少させて密度を均一化した耐熱繊維基材にアリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂を含浸させて形成することも可能である。
【００１８】
また、金属箔２は、例えば銅箔から成り、各配線基板領域９における配線導体８の一部を形成するとともに金属箔付き基板４の外周部における金属枠１０を形成している。なお、金属箔２は、その厚みが５〜５０μｍ程度であり、金属箔２から成る配線導体８に高速の電気信号を伝達させるという観点からはその厚みが５μｍ以上であることが好ましく、金属箔２を絶縁層１ａから剥離し難いものとするためには、５０μｍ以下としておくことが好ましい。
【００１９】
また、各絶縁層１ａには、各配線基板領域９において絶縁層１ａを挟んで互いに上下に位置する配線導体８同士を電気的に接続するための貫通導体３が配設されている。この貫通導体３は、銅や銀等の導電性粉末とトリアリルイソシアヌレートとを含有する導電性ペーストを硬化させた導電材料から成り、この貫通導体３により絶縁層１ａを挟んで互いに上下に位置する配線導体８同士を電気的に接続している。
【００２０】
なお、銅箔付き基板４は、その厚みが２００μｍ未満となると、多数個取り配線基板の剛性が低下して反りが発生し易くなり、５００μｍを超えると、得られる配線基板の薄型化が困難となる傾向がある。したがって、銅箔付き基板４の厚みは２００〜５００μｍが好ましい。
【００２１】
このような銅箔付き基板４は、以下に述べる方法によって製作される。例えば、先ずアリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂にトリアリルイソシアヌレート等の架橋剤・溶剤・可塑剤・分散剤等を添加した混合物を混練して液状ワニスを得て、この液状ワニスを耐熱繊維基材に含浸させるとともに、これを６０〜１００℃の温度で３０分〜２４時間乾燥することにより絶縁層１ａ用の未硬化の絶縁シートを形成し、次にこの未硬化の絶縁シートにレーザ加工により直径が５０〜３００μｍ程度の複数の貫通孔を穿孔し、次にこれらの貫通孔内に銅・銀・アルミニウム・金等の金属材料の１種または２種以上の混合物を主体とする導電性粉末とトリアリルイソシアヌレート等の有機材料とから成る貫通導体３用の導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷法や圧入法等を採用して充填する。
【００２２】
他方、ポリエチレンテレフタレートから成る転写シート基材フィルムの表面に銅箔等の金属箔を接着剤を介して貼着するとともにその金属箔をエッチングして転写用シート基材フィルムの表面に金属箔２から成る配線導体８および金属枠１０が形成された転写シートを形成する。
【００２３】
次に貫通孔内に導体ペーストが充填された絶縁シートの表面に転写シートの金属箔２から成る配線導体８および金属枠１０をプレスして埋入させた後、転写シート基材フィルムを除去して転写する。
【００２４】
次に金属箔２から成る配線導体８および金属枠１０が転写された絶縁シートを複数枚積層するとともにそれらを加熱装置を備えたプレス装置により上下から加熱しながらプレスし、絶縁シートおよび導体ペーストを熱硬化させることによって、金属付き基板４が完成する。
【００２５】
また、金属付き基板４の両主面に積層された絶縁樹脂層５は、めっき導体層６から成る配線導体層８を支持するための支持部材として機能し、エポキシ樹脂に無機絶縁フィラーを分散して成る。そして、その表面にはめっき導体層６が被着されているとともに、その上面から下面にかけて絶縁樹脂層５を挟んで上下に位置する配線導体８同士を電気的に接続するための貫通孔１１が形成されており、貫通孔１１の内部にはめっき導体層６が被着されている。なお、絶縁樹脂層５は、めっき導体層６を強固に被着するためにその表面が化学的に粗化されている。
【００２６】
このような絶縁樹脂層５およびめっき導体層６は、金属箔付き基板４の両主面を例えばポリエステル不織布に平均粒径が０．１〜２０μｍの研磨粉末を付着させた研磨用バフロールを用いた機械的研磨法により、その表面粗さが算術平均粗さで１〜５μｍとなるように金属箔付き基板４の両対角線に沿って表裏交互に数回ずつ研磨した後、その両主面に未硬化のエポキシ樹脂ペーストを塗布する、または未硬化のエポキシ樹脂フィルムを貼着した後、それを熱硬化して絶縁樹脂層５を形成した後、絶縁樹脂層５にレーザ光を照射することにより貫通孔１１を穿孔し、この貫通孔１１内部および絶縁樹脂層５の表面に銅めっき等のめっき導体層６を被着形成し、この上に次層の絶縁樹脂層５およびめっき導体層６を積層することによって形成される。このとき、金属箔付き基板４の両主面が機械的研磨法によりその表面粗さが算術平均粗さで１〜５μｍとなるように研磨されていることから、金属箔付き基板４の上下両主面に研磨により形成された微小な凹凸と絶縁樹脂層５とが噛み合って両者が強固に接合される。
【００２７】
母基板７の中央部に配列形成された多数の配線基板領域９は、それぞれが半導体素子等の電子部品（図示せず）を搭載するための配線基板となる略正方形の領域であり、それぞれの間に捨て代領域を介して縦横の並びに配列形成されている。これらの各配線基板領域９には、金属箔２および貫通導体３およびめっき導体層６から成る配線導体８が配設されている。そして、このような配線基板領域９が配列形成された母基板７を各配線基板領域９の境界に沿って切断して分割することによって、多数個の配線基板が同時集約的に製作されることとなる。
【００２８】
さらに、本発明の多数個取り配線基板においては、金属箔付き基板４の外周部における両主面および各絶縁層１ａ間に、金属箔付き基板４の外周から０．５〜５ｍｍ程度離間して多数の配線基板領域９を取り囲む金属箔２から成る金属枠１０が形成されている。
【００２９】
金属枠１０は、金属箔付き基板４の剛性を保ち、母基板７が撓むことを防止する機能を有する。このような金属枠１０は、その幅が１０ｍｍ未満になると、金属箔付き基板４の剛性が低下し、母基板７を各配線基板領域９の境界に沿って分割する時に母基板７が大きく撓み易く正確に切断することが難しくなる傾向があり、３０ｍｍを超えると、そのような幅の広い金属枠１０を金属箔付き基板４の外周部に設けることにより母基板７における配線基板領域９の取り数が十分に増やせなくなる傾向がある。したがって、金属枠１０は、その幅を１０〜３０ｍｍとすることが好ましい。
【００３０】
なお、本発明の多数個取り配線基板においては、この金属枠１０は、金属箔付き基板４の外周から０．５〜５ｍｍ程度離間して設けられており、このことが重要である。このように本発明の多数個取り配線基板によれば、金属枠１０が金属箔付き基板４の外周から離間して設けられていることから、金属箔付き基板４の主面を機械的研磨法により研磨する際に研磨の応力が金属箔付き基板４の外周端部に掛かっても、その応力が金属枠１０の外周端部に大きく集中して作用することはなく、その結果、金属枠１０がその外周端から捲り上がって金属箔付き基板４から剥離してしまいことがない。したがって、その剛性が低下せず、これを切断する際に大きく撓むことがなく、各配線基板領域９の境界に沿って正確に分割できる多数個取り配線基板とすることができる。
【００３１】
なお、金属枠１０から金属箔付き基板４の外周までの離間距離が０．５ｍｍ未満であると、金属箔付き基板４の主面を研磨する際に金属箔付き基板４の外周端部にかかる研磨の応力が金属枠１０の外周部に大きく印加されて金属枠１０が金属箔付き基板４から剥離してしまう危険が大きなものとなり、他方、５．０ｍｍを超えると、そのような大きな離間距離を確保して十分な幅の金属枠１０を設けるためには母基板７における配線基板領域９の取り数が少なくなってしまう。したがって、金属枠１０から金属箔付き基板４の外周までの離間距離は０．５〜５．０ｍｍとすることが好ましい。
【００３２】
かくして、本発明の多数個取り配線基板によれば、母基板７を各配線基板領域９の境界に沿って正確に切断して分割することができ、それにより正確な形状の多数個の配線基板を同時集約的に効率良く製作することができる。
【００３３】
なお、本発明は上述の実施の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能であり、例えば上述の実施の形態例では絶縁層１ａとして耐熱繊維基材にアリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂を含浸させたものを用いているが、薄型の配線基板における剛性を向上させるために、耐熱繊維基材に含浸させたアリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂中にシリカやアルミナ・ムライト・ジルコニアなどの無機粉末をアリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂に対して、５〜７０体積％の割合で添加したものを用いてもかまわない。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の多数個取り配線基板によれば、金属箔付き基板の主面に金属箔から成る金属枠を金属箔付き基板の外周から離間して設けたことから、金属箔付き基板の主面を機械的に研磨する際に研磨の応力が金属箔付き基板の外周端部に印加されたとしても、その応力が金属枠に大きく集中することはなく、その結果、金属枠がその外周端から捲り上がって金属箔付き基板から剥離してしまいことがない。したがって、その剛性が低下せず、これを切断する際に大きく撓むことがないので各配線基板領域の境界に沿って正確に分割できる多数個取り配線基板とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多数個取り配線基板を構成する金属箔付き基板の実施の形態の一例を示す平面図である。
【図２】本発明の多数個取り配線基板の実施の形態の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・絶縁基板
１ａ・・・・・絶縁層
２・・・・・・金属箔
３・・・・・・貫通導体
４・・・・・・コア用基板
５・・・・・・絶縁樹脂層
６・・・・・・めっき導体層
７・・・・・・母基板
８・・・・・・配線導体
９・・・・・・配線基板領域
１０・・・・・・金属枠
【図１】
2004241526.tif 000003
【図２】
2004241526.tif 000004