(57)【要約】【課題】  簡便にバンプの樹脂貫通性を向上させ得る回路基板の製造法およびその方法に使用する回路基板用素材を提供すること。【解決手段】  回路基板１に設けられた層間接続用バンプ３上に絶縁性樹脂製のフィルム４を重ねて、前記バンプを前記フィルムに当接、押圧することにより、前記バンプが前記フィルムを貫通して他の層に接続するようにした回路基板の製造法において、前記バンプを前記フィルムに当接させて押圧することにより、前記フィルムに亀裂進展をもたらす形状の亀裂生起部分を形成する回路基板の製造法、ならびに層間接合用バンプを有する回路基板を構成する素材において、所定部分に、絶縁性樹脂製のフィルムに押し付けたときに当該フィルムに亀裂を形成する縁部が形成されたバンプをそなえた回路基板用素材。【選択図】  図１
2005057107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板に設けられた層間接続用バンプ上に絶縁性樹脂製のフィルムを重ねて、前記バンプを前記フィルムに当接、押圧することにより、前記バンプが前記フィルムを貫通して他の層に接続するようにした回路基板の製造法において、
前記バンプを前記フィルムに当接させて押圧することにより、前記フィルムに亀裂進展をもたらす形状の亀裂生起部分を形成する
ことを特徴とする回路基板の製造法。
【請求項２】
回路基板に設けられた層間接続用バンプ上に絶縁性樹脂製のフィルムを重ねて、前記バンプを前記フィルムに当接、押圧することにより、前記バンプが前記フィルムを貫通して他の層に接続するようにした回路基板の製造法において、
前記バンプの所定部分に、前記フィルムに押し付けたときに当該フィルムに亀裂を生じさせる縁部を形成し、
前記バンプの縁部は、当該縁部に対向する前記フィルムの部分における応力拡大係数が所定値以上であるように形成し、
前記バンプを前記フィルムに当接させて押圧することにより前記フィルムに亀裂進展をもたらす形状の亀裂生起部分を形成する
ことを特徴とする回路基板の製造法。
【請求項３】
請求項１または２記載の回路基板の製造法において、
前記フィルムにおける前記亀裂生起部分の表面を、所定の粗さを持つように前処理するようにした回路基板の製造法。
【請求項４】
請求項３記載の回路基板の製造法において、
前記前処理が、前記フィルム表面に機械的加工によって傷を付けることを特徴とする回路基板の製造法。
【請求項５】
請求項１または２記載の回路基板の製造法において、
前記絶縁性樹脂と化学的に結合せず層間剥離を生じるフィラーを添加してなるフィラー添加フィルムを用意し、
前記フィルムに替えて、前記フィラー添加フィルムを用いて行う回路基板の製造法。
【請求項６】
層間接合用バンプを有する回路基板を構成するための素材において、
所定部分に、絶縁性樹脂製のフィルムに押し付けたときに当該フィルムに亀裂を形成する縁部が形成されたバンプ
をそなえたことを特徴とする回路基板用素材。
【請求項７】
請求項６記載の回路基板用素材において、
前記縁部は、当該部分に対向する前記フィルムの部分における応力拡大係数が所定値以上となるような形状である回路基板用素材。
【請求項８】
多層回路基板を形成するために、回路基板に形成された層間接続用バンプが貫通する絶縁性樹脂フィルムであって、
絶縁性樹脂と化学的に結合せず層間剥離を生じるフィラーを添加してなる絶縁性樹脂フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層回路基板の製造技術に係り、とくに導電性バンプを用いて絶縁性樹脂層の表、裏各層間の導通を取る回路基板の製造法および回路基板用素材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高密度の多層基板を製造する場合は、次のような工程による。まず、パターニングされた下部基板上に絶縁性樹脂付き銅箔を接着する。次いで、下部基板のパターンに対応したマスクを用意し、このマスクを用いて銅箔に開口を形成する。そして、この開口を介してレーザーを照射するなどにより開口部分の絶縁性樹脂を取り除く。その後、絶縁性樹脂を除いた部分の表面に金属メッキを施すことで上下の導通部を形成し、さらに上部銅箔をパターニングする。これにより、多層回路基板とする。
【０００３】
この多層回路基板の製造法に対するコストダウン策として、特許文献１および２に示すようなＢ２ｉｔ技術と呼ばれるものが開発されている。これは、表面に導電性バンプが形成された金属箔を用意し、この金属箔のバンプを絶縁性樹脂を介して別のパターン形成された金属箔に当接、接続することで導通部を形成し、さらに銅箔をパターニングして多層基板の回路とするものである。
【特許文献１】特開平０６−３４２９７７号公報
【特許文献２】特開２００１−１１１１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
導体層に形成されたバンプ上の導電性突起がフィルム状の絶縁性樹脂を貫通することにより対向する導体層との層間電気接合を行う回路基板の製造において、突起の絶縁性樹脂貫通性は、樹脂フィルムの機械的強度、突起の形状および機械的強度、ならびにプレス時の温度圧力などに左右される。
【０００５】
そして、樹脂フィルムが機械的強度の大きなものであると、突起が貫通し難い場合がある。例えば、ポリイミドフィルムのような機械的強度に優れた樹脂フィルムを、突起頂部が平坦でその平面形状が円形であり、大きさが１００μｍ程度の突起で貫通しようとする場合、フィルム厚みが２５μｍ程度であると、１回のプレスで数百個ほど配置された突起の全てを貫通させることは技術的にかなりの困難を伴う。
【０００６】
その対策として、被貫通部の樹脂を削り取ったりする機械的操作や、ドライエッチングなどにより樹脂を分解除去してバンプ頂部を露出させる手法、あるいは樹脂にレーザー加工やＮＣドリルなどで貫通部分を開口し、バンプの貫通性を向上させるなどの補修作業が行われている。
【０００７】
しかしながら、これらの方法では、バンプ自身も削り取られたり、絶縁性樹脂が目減りしたりする問題や、バンプの研磨屑や研磨剤の残留などによる、回路基板への異物混入を避けることが困難である。また、かなり手間が掛かって処理時間が長くなるとか、精密な位置合わせ技術を必要とするなどの不具合がある。
【０００８】
本発明は上述の点を考慮してなされたもので、補修工程とか、精密な位置合わせを伴う前処理工程を極力避けるため、簡便にバンプの樹脂貫通性を向上させ得る回路基板の製造法およびその方法に使用する回路基板用素材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的達成のため、本発明では、
回路基板に設けられた層間接続用バンプ上に絶縁性樹脂製のフィルムを重ねて、前記バンプを前記フィルムに当接、押圧することにより、前記バンプが前記フィルムを貫通して他の層に接続するようにした回路基板の製造法において、前記バンプを前記フィルムに当接させて押圧することにより、前記フィルムに亀裂進展をもたらす形状の亀裂生起部分を形成することを特徴とする回路基板の製造法、
回路基板に設けられた層間接続用バンプ上に絶縁樹脂製のフィルムを重ねて当接、押圧することにより前記バンプが前記フィルムを貫通して他の層に接続するようにした回路基板の製造法において、前記バンプの所定部分に前記フィルムに押し付けたときに当該フィルムに亀裂を生じさせる縁部を形成し、前記バンプの縁部は、当該部分に対向する前記フィルムの部分における応力拡大係数が所定値以上であるように形成し、前記バンプを前記フィルムに当接させて押圧することにより前記フィルムに亀裂進展をもたらす形状の亀裂生起部分を形成することを特徴とする回路基板の製造法、
層間接合用バンプを有する回路基板を構成する素材において、所定部分に、絶縁性樹脂製のフィルムに押し付けたときに当該フィルムに亀裂を形成する縁部が形成されたバンプをそなえたことを特徴とする回路基板用素材、および
多層回路基板を形成するために、回路基板に形成された層間接続用バンプが貫通する絶縁性樹脂フィルムであって、絶縁性樹脂と化学的に結合せず層間剥離を生じるフィラーを添加してなる絶縁性樹脂フィルム、
を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は上述のように、樹脂フィルムに亀裂を生じさせ易い形状とした縁部をもつバンプを用いてプレスすることにより、バンプが樹脂フィルムを貫通して層間接合を行う回路基板の製造における際の貫通性を、格段に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明では、バンプが如何に樹脂フィルムを貫通し易くするかが重要であり、貫通するためにはバンプを当接することにより樹脂フィルムに亀裂を生じさせ、それを進展させることである。そのための実施の形態を、工程の進行順序に従って図１ないし図４により説明する。
【００１２】
これら図１ないし図４においては、基板１上に導体層２が配され、導体層２上には層間接合バンプ３が設けられている。この層間接合バンプ３の上に絶縁性樹脂フィルム４およびクッション材５が重ねられて、基板１ないしクッション材５をプレス鏡板６ａ，６ｂにより挟んでプレスする。
【００１３】
図１は、プレス直前の状態を示しており、バンプ３が樹脂フィルム４のみを貫通するように、間にクッション材５を入れた上で、鏡板６ａ，６ｂで挟み込んだ状態である。
【００１４】
図２は、図１の次の状態を示しており、プレスにより樹脂フィルム４における、バンプ３の頂面が当接した部分が図示上方に向かって湾曲変形し、バンプ３の頂部の縁における樹脂フィルム４の表面に応力集中部Ａが発生している。
【００１５】
図３は、この応力集中により、樹脂フィルム４の表面に亀裂が発生した状態を示している。
【００１６】
一般に、樹脂フィルム４は、コーターで処理されるため、その表面は平坦である。ただし、破壊力学でよく知られているように、応力集中部Ａに亀裂があるとき、その部分での応力拡大係数がある値以上であれば、亀裂の進展が破壊的に進行する。応力拡大係数は、亀裂の形状に大きく依存し、亀裂端部が鋭角であるほどその値は大きくなる。
【００１７】
したがって、図３のように、この樹脂表面を予め鋭角な亀裂端部を形成するような表面形状にしておけば、バンプ３の樹脂貫通性を著しく向上させることができる。
【００１８】
この表面形状は、とくにバンプ３と直接接触する面を含んでいれば、樹脂表面の全面にあっても構わない。そのため、前処理としての樹脂表面形状の変更工程は位置精度に捕われず、面単位の加工を施すだけでよい。
【００１９】
図４は、亀裂を発生し易くするためのバンプ３の頂面構造を示したものである。この図４に示すように、バンプ頂部の縁を鋭角に仕上げておけば、そこが亀裂進展の起点となり、やはり貫通性を向上させることができる。
【００２０】
別の方法として、樹脂フィルム４に、鋭利な角を持ち樹脂フィルム４と化学的に結合しないフィラーを添加し、図２の応力集中部Ａでのフィラーと樹脂フィルム４との界面剥離を起点として、亀裂を生ぜしめ破断部Ｂを形成させることにより、貫通性を向上させることができる。
【００２１】
なお、樹脂フィルム４に熱可塑性の樹脂を用いることにより、貫通後、バンプの密集配置により亀裂が伝播するような場合でも、対向する導体層との樹脂のＴｇ以上の温度での熱圧着により、予め付けられていた傷などは樹脂自身の流動により埋め込まれ、絶縁層としての樹脂に瑕疵は生じない。
【００２２】
（樹脂フィルムに亀裂を発生させ易くするための前処理例）
亀裂が発生し易くするためには、樹脂フィルム４の表面に予め鋭利な端面を持つ表面形状を形成することが効果的であり、その例として、
(1)  研磨剤、研磨紙などで機械的に傷を付ける、
(2)  鋭利な刃物によってフィルム４を破断しない程度の深さまで切り込みを入れる、
(3)  グラビア加工などを施しかつ加熱加圧したロールなどで、樹脂フィルム４をロールプレスすることで表面にロールの凹凸を転写させ、鋭利な端面を持つ表面状態を形成する、
等が挙げられる。
【００２３】
そして、バンプ３の頂部の縁を鋭角にするには、
(1)  ポンチなどにより刻印を施す、
(2)  エッチングなどにより粗化処理を行う、
(3)  電気メッキにより端部への電着集中現象を利用して縁に局所的にメッキを成長させ、鋭角な縁を形成する。更に貫通性を増大するために、Ｎｉメッキなどを利用して端部の機械的強度を増す、
等が挙げられる。
【００２４】
樹脂に破断の起点となる層間剥離を生じさせるフィラーとしては、
(1)  タルク、アルミナなどの無機化合物、
(2)  ＰＴＦＥなどの離形性に優れた有機化合物、
(3)  フィラー形状としては、板状、糸状、針状であることが望ましく、その大きさは数μｍ以下であることが望ましい、
等が挙げられる。
【００２５】
（実施例）
以下に示す材料(i)ないし(iii)を用意し、室温にて貫通プレスを行い、本発明の効果を確認した。
(i) 被貫通材としての絶縁性樹脂：
カプトン５０Ｈ（商品名；樹脂厚み１２．５μｍ）  
(ii) 貫通材としてのバンプ：
φ１００μｍ、高さ１００μｍの無酸素銅で形成されたバンプ
(iii) クッション材：
厚さ２ｍｍのシリコンゴムマット
貫通条件：３０ｍｍ角の試料を５ｔプレスにて加圧
絶縁性樹脂を購入状態のままプレスを行った場合の貫通率は、５％であった。
【００２６】
これに対し、購入状態の絶縁性樹脂表面を１２００番の紙やすりによって、樹脂フィルム４の表面を５〜６回、軽く触れる程度に縦横にこすり、樹脂フィルム４の表面に薄く傷が付く程度に傷を付けた。
【００２７】
この樹脂フィルム４を用いて、同じプレス条件にて貫通プレスを行った場合の貫通率は、４５％であった。このように、表面に傷を付けた樹脂フィルム４を用いてバンプ３の貫通テストを行った結果、貫通率が格段に向上した。
【００２８】
そして、貫通性を向上させるために行われる技術は、比較的実施が容易であり、工業的に実現し易く、また、その効果も大きい。
【００２９】
また、樹脂に熱可塑性樹脂を用いた場合には、フィルムに傷を付けた場合でも、Ｔｇ以上での熱圧着により自己溶着して傷が消滅するから、完成した回路基板の絶縁層として欠陥の原因とはならない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】貫通プレス開始時点の模式図。
【図２】貫通プレス中の模式図。
【図３】フィルム表面に傷をつけた場合の貫通の様子を示す図。
【図４】バンプ頂部の縁に鋭角な部分を形成した場合の貫通の様子を示す図。
【符号の説明】
【００３１】
１  基板
２  導体層
３  層間接合バンプ
４  絶縁性樹脂フィルム
５  クッション材
６  プレス鏡板
Ａ  応力集中部
Ｂ  破断個所
【図１】
2005057107.tif 000003
【図２】
2005057107.tif 000004
【図３】
2005057107.tif 000005
【図４】
2005057107.tif 000006