(57)【要約】【課題】フィルム状の接着材を用いずに、高密度な配線が可能で、かつ安価に製造できる樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板を提供する。【解決手段】回路パターンが形成されたフレキシブル回路基板またはリジッド回路基板（３）と、片面または両面に回路パターン（８）が形成され、一方の面に電気的接続可能な突起部分（１０）を形成した１枚または２枚以上の樹脂フィルム（７）と、前記回路基板（３）および前記樹脂フィルム（７）の間で、非導電性接着ペースト（１１）が硬化して形成される接着材層とで構成される。前記回路基板（３）および前記樹脂フィルム（７）が、ポリイミドまたは液晶ポリマーで構成されていることが好ましい。さらに、前記非導電性接着ペースト（１１）は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、または熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂の混合樹脂からなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路パターンが形成されたフレキシブル回路基板と、片面または両面に回路パターンが形成され、一方の面に電気的接続可能な突起部分を形成した１枚または２枚以上の樹脂フィルムと、前記フレキシブル回路基板および前記樹脂フィルムの間で、非導電性接着ペーストが硬化して形成される接着材層とで構成される樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板であり、前記突起部分は、フレキシブル回路基板上の回路パターンおよび樹脂フィルム上の回路パターンを接続することを特徴とする樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板。
【請求項２】
前記フレキシブル回路基板および前記樹脂フィルムが、ポリイミドまたは液晶ポリマーで構成されている請求項１に記載の樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板。
【請求項３】
回路パターンが形成されたリジッド回路基板と、片面または両面に回路パターンが形成され、一方の面に電気的接続可能な突起部分を形成した１枚または２枚以上の樹脂フィルムと、前記リジッド回路基板および前記樹脂フィルムの間で、非導電性接着ペーストが硬化して形成される接着材層とで構成される樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板であり、前記突起部分は、リジッド回路基板上の回路パターンおよび樹脂フィルム上の回路パターンを接続することを特徴とする樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板。
【請求項４】
前記樹脂フィルムが、ポリイミドまたは液晶ポリマーで構成されている請求項３に記載の樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板。
【請求項５】
前記リジッド回路基板が、有機樹脂材料で構成された請求項３に記載の樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板。
【請求項６】
前記リジッド回路基板が、ガラスエポキシまたはＢＴレジンで構成された請求項３に記載の樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板。
【請求項７】
前記リジッド回路基板が、無機材料で構成された請求項３に記載の樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板。
【請求項８】
前記リジッド回路基板が、アルミナまたはガラスセラミックで構成された請求項３に記載の樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板。
【請求項９】
前記非導電性接着ペーストが、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、または熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂の混合樹脂からなることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板。
【請求項１０】
前記非導電性接着ペーストが、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド、ポリカーボネート、またはこれらの混合樹脂からなることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＢＧＡ（Ball Grid Array）や、ＣＳＰ（Chip Scale Package）などのＩＣパッケージやチップ抵抗などの電子部品を実装する樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器は、ますます、小型化、軽量化、薄型化の傾向が進み、これに用いられる部品の高集積化が著しく要求されてきている。このような背景から、半導体パッケージの形態も、ＱＦＰ（Quad Flat Package）などのリードフレームを用いた周辺実装タイプから、ＢＧＡや、ＣＳＰなどのハンダボールを用いたエリアアレイ実装タイプが主流となりつつある。
【０００３】
周辺実装タイプの半導体パッケージでは、外部端子が周辺のみにあるため、部品を実装する基板（以下、マザーボード）の配線ルールが「ライン／スペース＝１５０／１５０μｍピッチ」以下で配線の引出しが対応可能であった。
【０００４】
しかし、ＢＧＡや、ＣＳＰといったエリアアレイ実装タイプでは、外部端子がエリア状に配列されるため、マザーボードにおいてエリア内側の端子からの配線引出しが困難となる。従って、マザーボード上に、２〜３層の多層配線がされた樹脂フィルムを貼り付け、配線ルールも「ライン／スペース＝１５０／１５０μｍピッチ」程度では引回しができないので、「ライン／スペース＝１００／１００μｍピッチ」〜「ライン／スペース＝７５／７５μｍピッチ」が一般的となってきている。
【０００５】
このような多層配線がされた樹脂フィルムは、ビルドアップ基板と呼ばれる。
【０００６】
ビルドアップ基板の製造方法は、シーケンシャル方式と呼ばれ、従来のガラスエポキシ基板をコア基板とし、絶縁層を形成した上にファインな配線パターンをエッチングにより１層ずつ形成して、多層化して得る。しかし、配線パターンの凹凸により上層の配線パターンを微細化することが困難となる問題があった。
【０００７】
この問題に対しては、例えば、特開２００２−６４２７３号公報に、配線による凸凹を平坦化するように絶縁性保護膜を介して接合する樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板が開示されている。
【０００８】
図２に、従来の樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板の製造方法を一連の断面図で示す。
【０００９】
樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板（５）は、図２の（ａ）に示したように、リジッド回路基板（３）に、孔を開けたフィルム状接着材（２）および突起付き樹脂フィルム（１）を貼り合わせることにより製造する。
【００１０】
このようなシーケンシャル方式では、プロセスが長いことや、各層の歩留まりの乗数が製品の歩留まりを決定し、歩留まりを大きく低下させるなどの問題があり、安価に製造することが困難であった。
【００１１】
このような問題に鑑み、前述のシーケンシャル方式を用いずに、あらかじめ配線加工をしたフィルム（１）を、異方性導電性フィルム、熱可塑性フィルムまたは熱硬化性フィルム（２）を接着材として、リジッド回路基板やフレキシブル回路基板（３）に貼り合わせて製造する樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板（５）がある。
【００１２】
しかしながら、フィルム状の接着材（２）を介して、回路フィルム（１）とリジッド回路基板あるいはフレキシブル回路基板（３）との貼合わせを行うと、接着材（２）と回路フィルム（１）との界面や、接着材（２）とリジッド回路基板またはフレキシブル回路基板（３）との界面に、気泡（４）が巻き込まれてしまう。気泡が存在すると、パッケージや部品をハンダ実装するリフロー工程や、信頼性試験において、気泡（４）の中の空気が膨張し、膨れやクラックとなる危険性がある。このように、気泡（４）を巻き込む欠陥は、重欠陥である。また、気泡（４）が存在すると密着面積が少なくなり、密着強度が低下するという問題もあった。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００２−６４２７３号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、従来の樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板の問題に鑑み、フィルム状の接着材を用いずに、高密度な配線が可能で、かつ安価に製造できる樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板の一態様では、回路パターンが形成されたフレキシブル回路基板と、片面または両面に回路パターンが形成され、一方の面に電気的接続可能な突起部分を形成した１枚または２枚以上の樹脂フィルムと、前記フレキシブル回路基板および前記樹脂フィルムの間で、非導電性接着ペーストが硬化して形成される接着材層とで構成される。前記突起部分は、フレキシブル回路基板上の回路パターンおよび樹脂フィルム上の回路パターンを接続する。
【００１６】
前記フレキシブル回路基板および前記樹脂フィルムが、ポリイミドまたは液晶ポリマーで構成されていることが好ましい。
【００１７】
本発明の樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板の一態様では、回路パターンが形成されたリジッド回路基板と、片面または両面に回路パターンが形成され、一方の面に電気的接続可能な突起部分を形成した１枚または２枚以上の樹脂フィルムと、前記リジッド回路基板および前記樹脂フィルムの間で、非導電性接着ペーストが硬化して形成される接着材層とで構成される。前記突起部分は、リジッド回路基板上の回路パターンおよび樹脂フィルム上の回路パターンを接続する。
【００１８】
前記樹脂フィルムが、ポリイミドまたは液晶ポリマーで構成されていることが好ましい。
【００１９】
さらに、前記リジッド回路基板は、有機樹脂材料で構成されるか、無機材料で構成される。
【００２０】
有機樹脂材料としては、ガラスエポキシまたはＢＴレジンがあげられる。
【００２１】
無機材料としては、アルミナまたはガラスセラミックがあげられる。
【００２２】
さらに、前記非導電性接着ペーストは、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、または熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂の混合樹脂からなる。
【００２３】
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂やフェノール樹脂があげられる。熱可塑性樹脂としては、ポリイミドやポリカーボネートがあげられる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板では、樹脂フィルムに、あらかじめ回路パターンが形成されており、樹脂フィルムの配線加工は、「ライン／スペース＝１０／１０μｍピッチ」以下まで、形成することができるため、非常に高密度な配線が可能である。
【００２５】
また樹脂フィルムの両面に回路を形成すれば、さらに高密度な配線となる。また、リジッド回路基板やフレキシブル回路基板と貼り合わせる前に、樹脂フィルムの配線の良・不良を検査することができるため、不良品の樹脂フィルムが貼合わせ工程に流出する可能性はなく、歩留まりを高くすることができ、樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板を安価に製造することができる。
【００２６】
また、樹脂フィルムとリジッド回路基板またはフレキシブル回路基板との貼合わせを行う際に、フィルム状の接着材ではなく、非導電性接着ペーストを用いるため、気泡の巻き込みが少なく、信頼性の高い樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板が得られる。
【００２７】
以下に、本発明の樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板の製造方法を説明する。
【００２８】
先ず、片面あるいは両面に回路パターンを形成した樹脂フィルムを作製する。
【００２９】
回路パターンの形成方法は、例えば、銅箔（１８μｍ）付き樹脂フィルムにエッチングレジストをラミネートし、フォトリソグラフィーを用いた露光および現像で、レジストに回路パターンを形成し、その後、塩化銅などのエッチング液でエッチングして得る一般的な方法でよい。回路パターンが、「ライン／スペース＝１０／１０μｍピッチ」などのファインな場合には、銅箔は、厚さが５μｍ程度の薄いものを用いるとよい。
【００３０】
次に、リジッド回路基板あるいはフレキシブル回路基板とを貼り合わせた後に、電気的な接続を得るために、樹脂フィルムの回路上の所定の場所に１０〜１００μｍの突起部分を形成する。この突起部分は、例えば銀エポキシペーストを、メタルマスクを用いて、樹脂フィルムの回路上にスクリーン印刷をし、硬化させて形成する。
【００３１】
または、めっき法を用いて突起部分を形成してもよい。この場合には、所定の場所以外を被覆するように、めっきレジストを形成し、電解銅めっき、電解ハンダめっきもしくは無電解銅めっきで、めっきを突起状に析出させて形成する。めっきレジストは、めっき析出後に剥離する。
【００３２】
次に、非導電性接着ペーストを、リジッド回路基板やフレキシブル基板に塗布する。塗布方法は、非導電性接着ペーストをシリンジに入れておいて、ディスペンサーを用いて塗布してもよいし、スクリーン印刷を用いて塗布してもよい。塗布量は、貼合わせて硬化した後の膜厚が１０〜１００μｍになるように調整して塗布する。
【００３３】
次に、突起部分を形成した樹脂フィルムを、貼り合わせる所望の外形に金型で打ち抜き、打ち抜いた樹脂フィルムを、リジッド回路基板あるいはフレキシブル回路基板の回路パターンと位置合わせをして、貼合わせを行う。この時、貼合わせは気泡を巻き込まないように、５０ｇ／ｃｍ2程度の低い圧力で加圧し、突起部分の先端を、リジッド回路基板あるいはフレキシブル回路基板の回路パターンに接触させる。気泡が抜けた後、１５０℃で２０秒間、保持して仮硬化させる。その後、オーブン中で１８０℃、３０分間、加熱し、完全に硬化させる。
【００３４】
このようにして、本発明の樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板を得る。
【００３５】
【実施例１】
以下、図面を参照して実施例を説明する。
【００３６】
図１は、本発明の一実施例の製造方法を示す一連の断面図である。
【００３７】
図１の（ａ）に示すように、片面に５μｍ厚の銅箔（６）が付いたポリイミドフィルム（７）（厚さ５０μｍ）の銅箔上に、エッチングレジストを真空ラミネータを用いて１２０℃でラミネートした。エッチングレジストは図示していない。
【００３８】
次に、図１の（ｂ）のように、紫外線露光機を用いてエッチングレジストの上に回路パターンを露光した後、現像液で回路パターンを現像し、レジストパターンを形成し、塩化銅溶液に浸漬して、銅箔（６）をエッチングして回路パターン（８）を形成した。その後、アルカリ剥離溶液でエッチングレジストを剥離した。
【００３９】
次に、図１の（ｃ）のように、ポリイミド層側から所定の場所に炭酸ガスレーザーを照射し、ポリイミド層を貫通する１５０μｍφの孔（９）を形成した。
【００４０】
次に、図１の（ｄ）のように、前記孔（９）と同一位置に、１５０μｍφの孔径を開けた図示しないメタルマスク（厚さ１００μｍ）を重ねて、印刷後の銀エポキシペースト（１０）が、孔の開孔面から５０μｍ、突起状になるように、銀エポキシペースト（１０）の塗布量を調整しつつ、スクリーン印刷で、２回、印刷を行った。
【００４１】
次いで、印刷した樹脂フィルムを１２０℃で５分間、加熱乾燥し、銀エポキシペースト（１０）を仮硬化させた。
【００４２】
次に、図１の（ｅ）のように、ガラスエポキシ回路基板（３）の貼合わせ領域に、エポキシ系の非導電性接着ペースト（１１）を、ディスペンサーを用いて塗布した。塗布量は、塗布後の膜厚が４０μｍになるように調整し、貼合わせ領域の５箇所に塗布した。
【００４３】
次に、金型を用いて、ポリイミドフィルム（７）を回路パターンの外形の２０ｍｍ角に打ち抜き、フリップチップボンダー（図示せず）を用いて、ガラスエポキシ回路基板（３）の回路パターンのアライメントマークを参照して位置合わせを行った後、貼り合わせた。貼合わせは、気泡の巻き込みがないように、５０ｇ／ｃｍ2の低い圧力で加圧しながら行い、銀エポキシペースト（１０）の突起の先端が、ガラスエポキシ回路基板（３）の回路に接触するようにした。非導電性接着ペースト（１１）が十分に広がって、気泡が抜けた後、１５０℃に昇温したフリップチップボンダーのツールに２０秒間保持して、仮硬化させた。フリップチップボンダーから外した後、１８０℃のオーブン中で３０秒間、加熱し、非導電性接着ペースト（１１）と銀エポキシペースト（１０）を完全に硬化させた。
【００４４】
以上のようにして、図１の（ｆ）のように、樹脂フィルム貼り合わせ多層配線基板（１２）を得た。
【００４５】
評価は、吸湿リフロー試験およびヒートサイクル試験を行った。
【００４６】
吸湿リフロー試験は、８５℃／６０％ＲＨで１６８時間、吸湿させた後、赤外線リフローを２回通してから、膨れおよびクラックの有無の観察、電気抵抗の変化率を測定した。
【００４７】
また、ヒートサイクル試験は、−４５〜８０℃で各３０分間さらすサイクルを、５００サイクルまで行い、膨れおよびクラックの有無の観察、電気抵抗の変化率を測定した。
【００４８】
結果を、表１に示す。
【００４９】
【実施例２】
ポリイミドフィルム（７）に換えて、銅ポリイミドからなるフレキシブル回路基板を使用した以外は、実施例１と同様に、樹脂フィルム貼り合わせ多層配線基板（１２）を得た。
【００５０】
評価も、実施例１と同様に行った。
【００５１】
結果を、表１に示す。
【００５２】
【実施例３】
ポリイミドフィルム（７）に換えて、金ペーストとガラスセラミックからなるリジッド回路基板を使用した以外は、実施例１と同様に、樹脂フィルム貼り合わせ多層配線基板（１２）を得た。
【００５３】
評価も、実施例１と同様に行った。
【００５４】
結果を、表１に示す。
【００５５】
【表１】
2004207265.tif 000003
【００５６】
表１から分かるように、吸湿リフロー試験およびヒートサイクル試験ともに、実施例１〜３では、膨れおよびクラックはなかった。また、抵抗値は、熱膨張係数差の大きい実施例３では高めであったが、抵抗値の変化率は２０％以下であり、実用上、問題のないレベルであった。実施例１および２では、変化率が１０％程度で良好な結果となった。
【００５７】
【発明の効果】
本発明の樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板は、樹脂フィルムにあらかじめ回路パターンを形成するため、高密度な配線が形成できる。また、貼合わせを行う前に、良・不良の検査ができるため、貼合わせ工程に不良品の樹脂フィルムが流出せず、歩留まりを高くでき、安価に製造することができる。また、貼合わせの際に、フィルム状接着材を用いず、流動性のある非導電性接着ペーストを用いるため、貼合わせ時の気泡の巻き込みが少なく、信頼性の高い樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の製造方法を示す一連の断面図である。
【図２】従来の貼合わせ基板の製造方法を示す一連の断面図である。
【符号の説明】
１  突起付き樹脂フィルム
２  フィルム状接着材
３  リジッド回路基板
４  気泡
５  従来の樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板
６  銅箔
７  ポリイミドフィルム
８  回路パターン
９  レーザーにより開孔された孔
１０  銅エポキシペースト
１１  非導電性接着ペースト
１２  本発明の一実施例の樹脂フィルム貼合わせ多層配線基板
【図１】
2004207265.tif 000004
【図２】
2004207265.tif 000005