多层印刷线路基板及其制造方法

专利名称：多层印刷线路基板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种在移动电话和超小型便携终端等使用的多层印刷线路基板，或用于在裸芯片安装半导体芯片之时使用的插入层(interposer)等中 的多层印刷线路基板及其制造方法。
背景技术：
现在，己知多层印刷线路基板(以下简称为多层基板)中，IVH (inner via-hole)形成在任意位置。现有的多层基板的一个实例公开在例如特开2002 —353619号公报中。市场要求多层基板更薄。下面，就使用膜作为薄化多层基板手段的多层 基板进行说明。图9是表示现有多层印刷线路基板的一示例的剖面图，是使用粘接剂积 层膜而得到的多层线路板的一个例子。如图9所示，膜10上形成由布线12 构成的规定图案。多个膜10与布线12共同利用粘接剂14而粘接。而且， IVH8形成在需要的部分，这样，将不同层形成的布线12之间连接起来。然而，现有结构中，因为要使用到用于将膜10之间连接起来的粘接剂 14，所以变薄是有限的。例如，如图9所示结构中，因为使用单面形成有布线12的膜10进行积 层，所以在制作四层多层基板的情况下，粘接剂14有三层，膜10有四层， 一共需要七层的厚度，所以很难变薄。另一方面，使用如图9所示结构时，也想到了准备两张两面形成布线 12的膜10，用粘接剂14粘贴为具有四层布线图案的多层基板。在此情况下， 两面形成布线12的膜10之间，用粘接剂14粘贴。但是，在粘贴的时候， 粘接剂14会软化而流动，所以相对的布线12之间可能短路。本发明为解决所述现有技术中的问题，提供用半固化片(prepreg:板材) 取代粘合剂来进行膜积层的多层基板
发明内容
为解决所述现有的问题，本发明多层印刷线路基板，是在表面和背面形 成布线图案的树脂膜的两面印刷线路基板之间，夹着半固化片而加压成为一 体。在本发明的情况下，例如作为半固化片使用树脂浸润的纺布，将两面形 成有布线的膜互相粘贴在一起，因此，即使在高压加压的情况下，也能由于 含于半固化片的膜而避免布线之间短路。而且，预先在半固化片中形成通孔，并填充导电胶，由此可以在两面印刷线路基板之间粘接的同时，形成IVH。 如上所述，本发明的多层印刷线路基板及其制造方法中，取代粘合剂， 使用半固化片积层，从而可以制作具有IVH的极薄的多层印刷线路基板。


图1为第一实施方式中多层基板的剖面图。图2A为说明第二实施方式中四层基板的制造方法的第一剖面图。 图2B为说明第二实施方式中四层基板的制造方法的第二剖面图。 图2C为说明第二实施方式中四层基板的制造方法的第三剖面图。 图2D为说明第二实施方式中四层基板的制造方法的第四剖面图。 图2E为说明第二实施方式中四层基板的制造方法的第五剖面图。 图3为第三实施方式中多层基板的剖面图。图4A为说明第四实施方式中多层基板的制造方法的第一剖面图。 图4B为说明第四实施方式中多层基板的制造方法的第二剖面图。 图4C为说明第四实施方式中多层基板的制造方法的第三剖面图。 图4D为说明第四实施方式中多层基板的制造方法的第四剖面图。 图4E为说明第四实施方式中多层基板的制造方法的第五剖面图。 图5为第五实施方式的多层基板的剖面图。图6A为说明第六实施方式中多层基板的制造方法的第一剖面图。 图6B为说明第六实施方式中多层基板的制造方法的第二剖面图。 图6C为说明第六实施方式中多层基板的制造方法的第三剖面图。 图6D为说明第六实施方式中多层基板的制造方法的第四剖面图。 图6E为说明第六实施方式中多层基板的制造方法的第五剖面图。
图6F为说明第六实施方式中多层基板的制造方法的第六剖面图。 图7A为说明第七实施方式的多层基板的制造方法的第一剖面图。图7B为说明第七实施方式的多层基板的制造方法的第二剖面图。 图7C为说明第七实施方式的多层基板的制造方法的第三剖面图。 图7D为说明第七实施方式的多层基板的制造方法的第四剖面图。 图8A为说明第九实施方式的多层基板的制造方法的第一剖面图。 图8B为说明第九实施方式的多层基板的制造方法的第二剖面图。 图8C为说明第九实施方式的多层基板的制造方法的第三剖面图。 图8D为说明第九实施方式的多层基板的制造方法的第四剖面图。 图9所示为现有的多层基板的一例的剖面图。附图标记说明102a， 102b 膜104a， 104b 第一布线106a， 106b， 106c， 106d 第二布线108 绝缘层110 IVH112 层间连接部114a， 114b 双面基板116a, 116b 胶接层118 多层基板120 层间绝缘层122 半固化片124 通孔126 导电胶128 盲孔130 金属膜具体实施方式
(第一实施方式) 下面参考

本发明第一实施方式的多层基板。 图1是本发明第一实施方式的多层基板的剖面图。
如图1所示，多层基板具有树脂膜102a和102b、第一布线104a和104b、 第二布线106a和106b、绝缘层108、 IVHllO、层间连接部112、双面基板 114a和114b、胶接层116，以及保护膜118作为主要结构部件。此处，在膜102a的一面上形成第一布线104a，另一面形成第二布线 106a，构成双面基板114a。类似地，双面基板114b在膜102b的各个面上形 成第一布线104b和第二布线106b，布线之间通过层间连接部112连接。胶 接层116由绝缘层108和IVHllO构成。双面基板114a和双面基板114b通 过胶接层116—体化。同时，双面基板114a的第二布线106a，和双面基板 114b的第二布线106b通过IVHllO电连接。关于布线部的厚度，在双面基 板114a上形成的第二布线106a，和在双面基板114b上形成的第二布线106b 埋设在胶接层116中，因此，布线的厚度通过胶接层116而吸收。用图l说明计算布线或绝缘层的数目的方法。以图l中上方为表面，在 从图1的上方数到下方的情况下，从表层起算第一层的第一层绝缘层(相当 于表层)相当于膜102a，从表层起算第二层的第二层绝缘层相当于绝缘层 108，从表层起算第三层的第三层绝缘层相当于膜102b。同样，从表层起算 第一层的第一层布线(相当于表层的布线)相当于第一布线104a，从表层起 算第二层的第二层布线相当于第二布线106a，从表层起算第三层的第三层布 线相当于第二布线106b，从表层起算第四层的第四层布线相当于第一布线 104b。另外，因为图1中是四层结构(意味着布线有四层)，上下对称，所 以从上数到下和从下表面起从下数到上，没有实质差别，但是，在本发明的 实施方式中，原则上还是从上数到下。在图1中，贯通形成在从表层起算第二层的第二层绝缘层，即绝缘层108 的电连接相当于IVHllO。从表层起算第二层上形成的第二层布线，即第二 布线106a，与从表层起算第三层上形成的第三层布线，即第二布线106b， 被埋设于绝缘层108中。此处，第一实施方式的IVH 110是在绝缘层108上形成的通孔(后述的 图2A中，说明贯通孔124)中填充导电胶(后述的图2B中，说明导电胶 126)得到的。此IVH 110形成在双面基板114a和114b之间，连接第二布 线106a和106b。第一实施方式中，IVH 110可以形成在胶接层116上的任 意位置。于是在图1中，使用膜102的多个双面基板114a、 114b的厚度被 吸收的同时，通过IVHllO进行层间连接。
此处在第一实施方式中，作为构成胶接层116的部件，可以选择例如半 固化片。该半固化片由半硬化的树脂构成。作为构成IVH110的部件可以使 用固化型导电胶。根据本发明，可以使用半固化片和固化型导电胶，因此， 不使用粘合剂也可以形成多层基板，因此多层基板的总厚度大幅度减小。另 外，彼此面对的布线相互连接的情况下，半固化片中含有的纺布可以防止布 线之间的接触的短路。此处，优选地多层基板的尺寸为300mmx500mm±200mm。在小于 100mmx300mm的情况下，可能会由于从制品中获得的产品数目的减少，而 增加成本。在大于500mmx700mm的情况下，有时会有负面影响，例如在工 程中难以处理或尺寸发生变化。如前述，贯通形成在从表层起算第二层的第二层绝缘层(相当于图1中 的绝缘层108)的电连接是导电胶(相当于图1中的IVH110)。从表层起算第二层上形成的第二层布线(图1中相当于第二布线106a)， 与从表层起算第三层上形成的第三层布线(图1中相当于第二布线106b) — 起埋设于胶接层116，并且电连接。如上所述，第一实施方式中不使用粘合剂而构成四层基板(意味着在四 层中有布线)，因此可以减小四层基板的厚度。 (第二实施方式)下面说明本发明第二实施方式的多层基板的制造方法。第二实施方式是 四层基板的制造方法的一个示例，例如，相当于第一实施方式中说明的四层 基板的制造方法的一个示例。图2A 图2E是说明第二实施方式的四层基板 的制造方法的剖面图。首先，如图2A所示，在半固化片122中形成通孔124。此时，优选地 预先在半固化片122的表面上贴附保护膜的状态下，形成通孔124。通孔124 的形成可以使用模制、钻孔、激光等。诸如半固化片的材料使用例如市场销 售的后述的玻璃环氧树脂或芳香聚酰胺环氧树脂等。然后，如图2B所示，在通孔124的内部填充导电胶126。例如，以半 固化片122及其上形成的保护膜(未图示)作为掩膜，用刮刀等刮擦导电胶 126或者填充导电胶126，就可以自定位地仅仅在半固化片122上形成的通 孔124内填充导电胶126。然后在填充导电胶126之后，剥落前述保护膜， 获得图2B的状态。
图2C是双面基板114a的剖面图。图2C中，双面基板114a在膜102a 一面上形成第一布线104a，另一面形成第二布线106a。然后，以贯通膜102a 的方式形成的层间连接部112，将第一布线104a和第二布线106a层间连接 起来。在此，膜102a的材料，最好使用聚酰亚胺膜、聚酰胺膜等高耐热性树 脂膜，特别优选芳族聚酰胺膜等耐热膜。使用高耐热树脂膜，可以抑制焊接 步骤等的热影响。该膜102a的厚度最好选为100//m以下，特别是3/mi以上 5Qwm以下(最好是30/mi以下，如果可能的话更好的是25/mi以下)。使用 这样极薄的耐热膜生产出来的多层基板的总厚度可以更薄。此处，在该耐热 性膜的两面上，可以选择不使用粘合剂地形成导电体层的基板材料。当使用 不使用粘合剂而形成耐热性膜和导电体层的铜箔时，多层基板的耐热性和可 靠性提高。图2D所示为图2B的填充导电胶126的半固化片122，和图2C的双面 基板114a彼此位置调整的状态。如图2D所示，导电胶126在预定位置填充 的半固化片122的两侧，设置双面基板114a和114b。之后，半固化片122 侧的第二布线106a、 106b和导电胶126位置对准。在位置对准的状态下， 用真空压力机加热加压(真空压力机未图示)。接着，在真空压力机结束后， 取出压后的试件。图2E是真空压力机结束后的试件的剖面图。用真空压力机，在加压压縮的同时，以规定温度设置使试件加热固化。 于是，半固化片122—旦软化时，固化变为绝缘层108。半固化片122软化 后，埋设双面基板114a、 114b上形成的第二布线106a、 106b，吸收该布线 厚度。于是，在吸收了布线厚度的状态下，半固化片122固化，成为绝缘层 108，以可靠地固定双面基板114a、 114b。而且，此时，半固化片122中埋 入的导电胶126也同时固化，变成IVHllO。由此，构成具有IVH110的四 层基板。所以，第二布线106a、 106b的厚度减小，因布线而引起的凹凸平 坦化。然后说明半固化片。此处半固化片(prepreg:预先进行浸润处理的板材)， 为浸润活性树脂的纤维材料或纺布。半固化片为没有完全固化的状态，因此 通过施加能量同时成型。当以此方式使用半固化片时，可以防止成型时的布 线彼此的接触而短路，特别是可以抑制压縮模制时的变形和尺寸不同一，另 外，还可以增加完成的多层基板的强度。此处，优选的浸润的树脂使用热固化性树脂。作为热硬化性树脂可以使用环氧树脂或酰亚胺树脂。另外，作为 纤维材料或纺布，除了可以使用玻璃纤维，还可以使用包含芳香族系的聚酰 胺、芳香聚酰胺等的材料。较佳的是，半固化片122的固化温度在85。C到22(TC的范围内。温度在 23(TC以上的情况下，树脂固化会发生偏差，影响尺寸的精度。而且，在温 度低于85"C的情况下，树脂固化时间增加，影响固化状态。特别是，膜102 的厚度在以下这样薄的情况下，优选地在180'C以上22(TC以下的温 度范围内进行半固化片122的固化。这样，双面基板114a、 114b表面上形 成的布线中，半固化片120侧形成的第二布线106a、 106d可以被埋设于半 固化片120中。并且，较佳的是，压力范围为2MPa (MPa是兆帕斯卡压力单位)以上 6MPa以下。不到2MPa的情况下，如图6F所示多层基板有可能发生粘合性 偏差。并且，较佳的是，压力施加的时间为1分钟以上不到3小时。压力施 加的时间不到l分钟的情况下，有可能发生加压引起的偏差。并且，当加压 时间超过3小时时，影响生产率。所以，较佳的是，压力为2MPa以上6MPa 以下，特别是4MPa以上6MPa以下。普通的多层基板的情况下较多在2MPa 到3MPa下进行积层，本实施方式中，膜102很薄，使用的是易受厚度偏差 影响的导电胶126等，因此，积层压力较佳的是5MPa左右，例如，设定为 较高的4MPa以上6MPa以下。更具体而言，首先作为布状的半固化片使用玻璃环氧树脂系的市场产 品，具体而言作为纺布使用玻璃纤维，并浸润环氧树脂系的树脂。然后，如 图2A所示，在半固化片上形成保护膜(未图示)，在该状态下，在预定位置 形成通孔124。接着，在所述保护膜上添加规定量的导电胶126，用刮刀(橡 胶刮刀)刷刮所述导电胶126，使其填充到在半固化片122上形成的通孔124 中。之后，剥离保护膜，获得图2B的状态。接下来，准备两面覆铜膜。具体而言，聚酰亚胺膜(厚度为10/mi)的 两面上，不用粘合剂而形成导电体层。接下来，所述两面覆铜膜的导电体层 加工成规定图案，获得图2C中的双面基板114a。接着，如图2D所示，被导电胶126填充的半固化片122的两面上，以 规定的辅助工具(未图示)将双面基板U4a、 114b位置对准。然后，用真 空压力机以规定时间、规定温度压成一体。此时，较佳的是根据需要加热、 加压。在一体化同时，利用导电胶126，电连接双面基板114a、 114b的半固 化片122侧形成的第二布线106a、 106b。如图2E所示，制成了极薄的多层基板。在此，将半固化片122的厚度 设置的较薄，例如从40^m到20/mi，甚至为10#m，这样，可以制造总厚度 为10Qwm以下或者6Qwm以下，甚至30^m以下的极薄的多层基板。如前述，能够制作具有以下特征的四层印刷线路基板通过胶接层116即导电胶126，实现贯通四层印刷线路基板的从表层开始数的第二层绝缘层 的部分的电连接；从表层开始数的第二层上设置的第二层布线，以及从表层 开始数的第三层上设置的第三层布线，埋设于所述胶接层116中。此处，从四层印刷布线基板的表层开始数的第二层绝缘层相当于图1中 的绝缘层108。从四层印刷布线基板的表层开始数的第一层的第一层绝缘层 相当于图1中的膜102a。从表层起在第二层设置的布线，在图1中，相当于 在双面基板114a的下面形成的第二布线106a。另外，从表层起第三层上设置的布线相当于图1中，在双面基板114b 的上面形成的胶接层116 (或绝缘层108)侧埋设的第二布线106b。如上所述，第二实施方式中，从表层开始数的第二层的布线，和从表层 开始数的第三层布线(相当于图1中的第二布线106a， 106b)，两者同样都 能埋设于胶接层116中。因此，即使基板厚度较薄的情况下，也能吸收其布 线厚度，所以可以提高'芯片制品或半导体芯片等的安装，要求表面平滑性的 使用凸点等的裸芯片安装，甚至CPU安装用的插入层的安装性能。如上所述，通过将半固化片122和填充在所述半固化片122的通孔124 中的导电胶126作为胶接层116，可以自由设计IVH110的形成位置，所以 可以实现电路基板的小型化和高性能化。 (第三实施方式)下面参考

本发明第三实施方式的多层基板。第一实施方式与第 三实施方式的不同之处在于多层化中用到的膜的张数(第一实施方式中是2 张，第三实施方式中是3张)。图3是第三实施方式的多层基板的剖面图。图3中所示，使用膜的双面 基板114a、 114b、 114c利用两层胶接层116a、 116b而相互贴在一起。然后， 在双面基板114a的下表面形成的第二布线106a以及在双面基板114b的上 表面形成的第二布线106b通过IVH 110而被电连接。同样，在双面基板114c
的上表面形成的第二布线106d以及在双面基板114b的下表面形成的第二布线106c，通过IVH 110而被电连接。于是，三张双面基板114a、 114b、 114c (计算布线的层数时，布线2层 x3张二6层)利用胶接层116a、 116b而成为一体，于是，在布线共6层中， 有四层的布线厚度被埋入所述胶接层116a、 116b而被吸收，所以能够制造 更薄。胶接层116a、 116b由绝缘树脂108和IVH 110构成。在此，IVH 110是 内部通孔(用以层间连接的通孔)，在本实施方式的情况中，IVH110可以形 成在任意位置。并且，构成胶接层116的绝缘部件，可以用半固化片122。 再有，构成IVH110的导电部件，较佳的是使用固化型导电胶126。在本发 明中使用半固化片和固化型导电胶，因此可以不使用粘合剂而构成多层基 板，从而有可能使多层基板大幅度变薄。如上所述，在绝缘层为五层以上的印刷线路基板中，具有至少贯通从表 层起算第二层的绝缘层(图3中上侧的绝缘层108)的电连接是导电胶126 的胶接层116，至少从表层起算第二层的布线(图3中第二布线106a)和从 表层起算第三层的布线(图3中第二布线106b)，埋设在所述导电性胶接层 116中，从而较薄地形成绝缘层为5层以上的多层印刷线路基板。在此，从表层起算第二层的绝缘层的电连接是导电胶的胶接层是指图3 中的胶接层116a、 116b。而且，从表层开始数第一层的绝缘层相当于图3中 的膜102a。从表层开始数第二层上设置的第二层布线，相当于图3中从上、 下起算的情况下，各双面基板114a、 114c上形成的胶接层116a、 116b中埋 设的第二布线106a、 106d。从表层起算第三层上设置的第三层布线，相当于， 在图3中从上向下数的情况下(如果是布线，只数布线)，在双面基板114b 上形成的、埋设于胶接层116b中的第二布线106b。而且在从下向上数的情 况下，相当于在双面基板114b的表面上形成的第二布线106c。 (第四实施方式)下面参考

本发明第四实施方式中多层基板的制造方法。图 4A 4E是说明第四实施方式的多层基板的制造方法的剖面图。第四实施方 式是使用多层膜的多层化制造方法的一示例，例如，表示第三实施方式中的 多层基板的制造方法的一示例。首先，如图4A所示，在半固化片122中形成通孔124。此时，在半固化片122的表面上贴附保护膜的状态下，形成通孔124。另外，通孔124的形成可以使用模制、钻孔、激光等。另外，作为半固化片可以使用例如布状的市场供应品。然后，如图4B所示，在通孔124的内部填充导电胶126。 该填充可以使用丝网印刷(screen printing)。例如，贯通半固化片122及其 表面上形成保护膜(未图示)的两者的通孔124形成后，对于作为掩膜的所 述保护膜，用刮刀等刮擦导电胶，从而可以自定位的方式，仅仅在半固化片 122中形成的通孔124内填充导电胶126。然后，剥离所述保护膜，从而获 得图4B的状态。图4C为双面基板114a的剖面图。在图4C中，在膜102a的表面上，形 成第一布线104a和第二布线106a，通过层间连接部112电连接。作为膜102a 优选地使用聚酰亚胺膜、聚酰胺膜等高强度、低热膨胀系数的膜材料，特别 优选地是芳香聚酰胺膜。使用热膨胀系数小的(特别是热膨胀系数接近硅的) 树脂膜102a，使得也可以应用于半导体芯片的裸片安装和CPU周围的插件。 膜102的厚度优选在10Qwm，特别在3/mi以上5Qwm以下，更优选在30//m 以下、最好有可能选择在25/mi以下。从而可以使用很薄的耐热性膜，完成 的多层基板的总厚度可以较薄。因此，在该耐热性膜的两面上，选择不使用 粘合剂地形成导电体层的基板材料。不使用粘合剂而形成耐热性膜和导电体 层的铜箔，因此多层基板的耐热性提高，因此可以容易地用于无铅焊接用安 装。图4D所示为图4B的填充有导电胶126的半固化片122a、 122b和多片 双面基板114a、 114b、 114c调整彼此位置的状态的剖面图。图4E所示为图4B的填充有导电胶126的半固化片122a、 122b，和双 面基板114a、 114b、 114c彼此一体化后状态的剖面图。具体而言，图4D所 示的状态的样品使用热压(thermal board press)等而彼此相互粘合，并在规 定温度进行加热，因此半固化片122a、 122b —旦软化后再固化，因此转换 为绝缘层108。此时，在半固化片122a、 122b中埋入的导电胶126也同时加 热、固化，从而转化为IVHllO。更具体而言。首先作为半固化片122使用芳香聚酰胺环氧树脂系的市场 出售品。然后，如图4A所示，在半固化片122和其上的保护膜的所定位置 形成通孔124。然后，在所述保护膜上添加规定量的导电胶126，并且通过 刮刀(橡胶刮刀)将所述导电胶126填充形成在半固化片122中的通孔124。
然后，剥离保护膜，获得图4B的状态。接下来，准备两面覆铜膜。具体而言，在厚度为10/mi的芳香聚酰胺膜的两面上不用粘合剂而形成导电体层。接下来，所述两面覆铜膜的导电体层加工成规定图案，获得图4C的双面基板114a。接着，如图4D所示，填充有导电胶126的半固化片122a、 122b，和双 面基板114a、 114b、 114c彼此交替调整位置积层。其后，使用压力机以规定 时间、规定温度加热加压，使其一体化。此时，如果必要可以使用真空压力 机。另外，压力条件为半固化片122—旦软化再固化的条件，从而多片双面 基板114可以使用中间设置的半固化片122而一体化。另外，在该压力条件 下，导电胶126电连接双面基板114的半固化片侧形成的第二布线106a 106d。以此方式，如图4E所示，制作极薄的多层基板。此处，半固化片122a、 122b的厚度较薄(例如，4Qwm或20/mi，优选10//m)，可以制得总厚度在 100/mi以下，或60^m以下，更进一步在30/mi以下的极薄的多层基板。 (第五实施方式)下面说明本发明第五实施方式的多层基板。图5是第五实施方式的多层 基板的剖面图。第五实施方式与第三实施方式的不同点在于，第三实施方式 中，中央部是两层基板，在第五实施方式中，中央部却是三层以上的多层基 板。于是，利用第五实施方式，可以通过更加多样的方式，除了使用膜等的 双面基板以外，还能形成更多样化的各种形式的多层基板。图5中，多层基板118由通过层间绝缘层120而层间绝缘的多层布线 104b，和层间绝缘层120等构成，层间绝缘层120的表面上，形成第二布线 106b、106c。此处，在图5中，在多层基板118的表面上形成的第二布线106b、 106c共同埋入胶接层116a、 116b。同样地，在膜102a、 102b的表面上形成第一布线104a、 104c和第二布 线106a、 106d，彼此通过层间连接部112电连接而构成双面基板114a、 114b。另外，如图5所示，在双面基板114a的胶接层116a侧形成的第二布线 106a，和在多层基板118的胶接层116a侧形成的第二布线106b共同埋设在 胶接层116a中，并通过IVHllO电连接。同样地，双面基板114b上的第二 布线106d和多层基板118表面的第二布线106c通过贯通胶接层116b的 IVH110而连接。
因此，中央为多层基板U8，其两侧形成双面基板114a、 114b，可以使 用胶接层116吸收布线的厚度而使其一体化，并可以进行层间连接。另外， 在第五实施方式中不使用粘合剂，因此可以减小厚度。 (第六实施方式)使用图6A 6F详细说明第六实施方式的多层基板的制造方法。图6A 6F为说明第六实施方式中多层基板的制造方法的剖面图，该多层基板的制 造方法相当于例如第五实施方式中说明的图5的多层基板的制造方法。首先，如图6A所示，在半固化片122中形成通孔124。通孔124的形 成可以使用模制、钻孔、激光等。另外，对于半固化片可以使用市场出售品。 然后，如图6B所示，在通孔124的内部填充导电胶126。图6C为双面基板114a的剖面图。图6C中，双面基板114a由膜102a， 其表面上形成的第一布线104a和第二布线106a，并通过层间连接部112连 接而形成。图6D为多层基板118的剖面。多层基板118由层间绝缘层120、 层间连接部112、第一布线104b构成。另外，通过在层间绝缘层120中形成 的层间连接部112连接在不同的层中形成的第一布线104b。图6E所示为图 6B的填充有导电胶126的半固化片，和图6D的多层基板118彼此调整位置 的状态。另外，使用真空压力装置(未图示)而使其一体化。图6F所示为 图6E的部件一体化后的状态的剖面图。然后，说明第二布线106a、 106b、 106c、 106d埋设在半固化片122中 的一个实例。例如图6D所示的状态的样品使用真空压力机(或真空加热压 力机)而彼此粘合，在规定的温度下加热，半固化片122软化，将第二布线 106a、 106b、 106c、 106d埋设在半固化片122中。其后，半固化片122固化， 成为绝缘层108。另外，此时在半固化片122中埋入导电胶126的同时加热 并固化，从而与不同层中形成的第二布线106a、 106b电连接，成为IVHllO。更具体说明。首先，作为半固化片使用市场出售的厚度30/mi的玻璃环 氧树脂系产品。另外，如图6A所示，在半固化片和其上的保护膜的规定位 置形成通孔124。此处在图6A中保护膜未图示。然后，在所述保护膜上， 添加规定量导电胶126，通过刮刀(橡胶刮刀)将所述导电胶126贯通所述 保护膜的孔，并填充在半固化片122形成的通孔124。其后，剥离保护膜， 获得图6B的状态。此处图6B中保护膜未图示。然后，准备两面覆铜膜。具体而言，在厚度为10/mi的聚酰亚胺膜的两
面上不使用粘合剂而形成导电体层。然后，所述两面覆铜膜的铜箔部分加工成规定图案，获得图6C的双面基板114a。从图6C中可以看出双面基板114a 在膜102a的两面上形成第一布线104a和第二布线106a。另外，准备图6D所示的多层基板118。在图6D中，第一布线104b通 过层间绝缘层120绝缘，通过层间连接部112层间连接。另外，在多层基板 118的表面上，形成第二布线106b、 106c。然后，如图6E所示，填充有导电胶126的半固化片122的两面上，设 置多层基板118、双面基板114a、 114b。其后，如图6F所示，将其在规定 时间、规定温度下压为一体化。此时，如果必要可以使用真空压力机。另外， 在该压力条件下，导电胶126与双面基板114a、 114b的半固化片侧形成的 第二布线106a、 106d电连接。 '以此方式如图6F所述，制作极薄的多层基板。此处，膜和半固化片122、 多层基板118的厚度薄为例如40/mi或2Qwm，优选为10^m时，可以制造多 层极薄的印刷布线基板。然后说明半固化片。此处半固化片(prepreg:预先进行浸润处理的板材)， 为浸润活性树脂的纤维材料或纺布。半固化片为没有完全固化的状态，因此 通过施加能量同时成型。当以此方式使用半固化片时，可以防止成型时的布 线彼此的接触而短路，特别是可以抑制压模时的变形和尺寸偏差，另外，还 可以增加完成的多层基板的强度。此处，优选的浸润树脂使用热固化性树脂。 作为热固化性树脂可以使用环氧树脂或酰亚胺树脂。另外，作为纤维材料或 纺布，除了可以使用玻璃纤维，还可以使用包含芳香族系的聚酰胺、芳香聚 酰胺等的材料。较佳的是，半固化片122的固化温度在85'C到22(TC的范围内。温度在 23(TC以上的情况下，树脂固化会发生偏差，影响尺寸的精度。而且，在温 度低于85X:的情况下，树脂固化时间增加，影响固化状态。特别是，膜102 的厚度在50^m以下这样薄的情况下，优选地在18(TC以上22CTC以下的温 度范围内进行半固化片122的固化。这样，双面基板114a、 114b表面上形 成的布线中，半固化片120侧形成的第二布线106a、 106d可以被埋设于半 固化片120中。并且，较佳的是，压力范围为2MPa (MPa是兆帕斯卡压力单位)以上 6MPa以下。不到2MPa的情况下，如图6F所示多层基板有可能发生粘合偏
差。并且，较佳的是，压力施加的时间为l分钟以上不到3小时。压力施加 的时间不到l分钟的情况下，有可能发生加压引起的偏差。并且，当加压时间超过3小时时，影响生产率。所以，较佳的是，压力为2MPa以上6MPa 以下，特别是4MPa以上6MPa以下。普通的多层基板的情况下较多在2MPa 到3MPa下进行积层，本实施方式中，膜102很薄，使用的是易受厚度偏差 影响的导电胶126等，因此，积层压力较佳的是5MPa左右，例如，设定为 较高的4MPa以上6MPa以下。然后如图6E所示，在填充有导电胶126的半固化片122的两侧，设置 并定位双面基板，设置后使用压力装置，加热加压使其一体化。此处，作为 压力条件使用最优化的压力程序，具体而言，使用从室温逐步上升到20CTC 左右的温度，然后自动地降低到室温的温度，即压力随时间变化的程序，因 此可以稳定的获得产品。如此制作获得图6F所示的多层基板。 (第七实施方式)然后，使用图7A 7D说明第七实施方式。在第七实施方式中，说明使 用表层为膜的多层基板，使用电镀工艺形成层间连接和表层的布线的情况。图7A 7D为说明第七实施方式的多层基板的制造方法的剖面图，该多 层基板的制造方法为例如第六实施方式中说明的多层基板的制造方法的一 个实例，并且可以用于第一实施方式和第三实施方式中说明的多层基板等。 特别的，本第七实施方式的特征在于，多层基板的表层的布线及其与布线连 接的层间连接部使用电镀工艺而一体化，可以形成更加高性能的精细图案。第七实施方式的特征在于图7B所示的盲孔128和图7C所示的金属膜 130。首先使用图7A说明。图7A是表层为树脂膜102a、 102b的多层基板 的剖面图。图7A中，在中央形成由层间绝缘层120、第一布线104b、层间 连接部112构成的多层基板118。另外，多层基板118的、面对绝缘层108 一侧的第二布线106b、 106c，根据需要通过IVHllO，与在膜102a、 102b的 面对绝缘层108的一侧形成的第二布线106a、 106d相连接。以此方式，在 多层基板118的表面上形成的第二布线106b、 106c，在膜102a上形成的第 二布线106a，和在膜102b上形成的第二布线106d通过IVH110电连接。图7A所示的多层基板的两表面由膜102a、 102b覆盖。然后使用图7B 图7D说明在膜102a、 102b的表面上形成布线等的状态。图7B为图7A所示在多层基板的两表面上形成的膜102a、 102b中形成
孔后的剖面图。图7B中表层的膜102a、 102b中形成盲孔128，在盲孔128 中或盲孔128的底部，露出在膜102a、 102b的绝缘层108侧形成的第二布 线106a、 106d。图7C所示为在膜102a、 102b上，形成用以埋入盲孔128的金属膜130 的状态的剖面图。图7C中，在膜102a、 102b的表面上形成金属膜130，同 时，也可以通过金属膜130覆盖盲孔128。此处，作为金属膜130的形成方 法，可以使用电镀法或薄膜法等。另外，金属膜130的形成可以在图7C所 示的基板的两面上，如果必要也可以形成在一面上。另外，如图7C所示， 形成以覆盖盲孔128的金属膜130与在膜102的绝缘层108侧形成的第二布 线106a、 106d电连接。图7D所示为通过蚀刻金属膜130等，形成规定图案后的剖面图。如图 7D所示，金属膜130图案化为规定形状时，覆盖盲孔128的金属膜130的 部分残留为通孔填料或通孔填充材料，成为第一布线104a。然后，第一布线 104a通过盲孔128与第二布线106a电连接。以此方式，从表层起算第一层的布线(图7D中相当于布线104a)和从 表层起算第二层的布线(图7D中相当于布线106a)的至少一者通过电镀膜 固定在第一层绝缘层，从而在膜102a、 102b表面上的金属膜130和第一布 线104a、 104b、第二布线106a、 106d等，可以较低成本而形成为薄膜，而 且，可以获得几乎没有偏差的布线。以此方式，如图7C、图7D所示，在盲孔128处形成金属膜130，因此 从表层起算第一层的绝缘层的电连接可以获得，即，可以通过在膜102a、102b 中形成的盲孔128电连接第一布线104a、 104c和第二布线106a、 106d，从 而可以实现高可靠性，低布线电阻的层间连接。 (第八实施方式)在第八实施方式中说明，取代电镀工艺而使用薄膜工艺或者薄膜工艺与 电镀工艺组合的多层基板的制造方法。第八实施方式与第七实施方式的不同 在于，薄膜法(第八实施方式)和电镀法的不同，因为相同点较多，使用图 7说明。首先，如图7B所示盲孔128的形成可以使用YAG、 0)2等的激光装置。 作为形成位于盲孔128等表面的金属膜130，首先，形成10埃 50埃左右 的NiCr等的基层(也可称为种子层)，其上也可以镀铜。或者，也可以没有
种子层，在膜102a、 102b上进行非电解镀铜。或者，也可以利用薄膜法(电 子束、溅射等)，在膜102上直接析出铜。在此情况下，其厚度为IO埃以上， 较佳的是，足以得到可以在电镀中使用的导电性这样的厚度，就可以利用此 导电性，在其上电镀铜作为布线以形成作为布线的所需厚度(例如，5/mi 3CVmi，需要更薄的情况下3^m到15^m左右)。使用这样的种子层或者是金 属基层，或者改良金属膜的形成方法，可以提高相对于膜102a、 102b的部 件的粘合力。所以，从表层起算第一层的布线及从表层起算第二层上设置的布线中至 少一个，通过溅射膜，固定到从表层起算第一层的绝缘层，提高了金属膜130 和第一布线104a、 104c、第二布线106a、 106d等对膜102a、 102b表面的粘 合性。(第九实施方式)然后，说明第九实施方式的多层基板的制造方法。第九实施方式使用图 8A 8D说明。图8A 8D为说明第九实施方式的剖面图，第九实施方式的 特征为基电极层132。第八实施方式(图7A 7D所示)和第九实施方式(图 8A 8D所示)的不同点在于膜表面中基电极层132的有无。首先，如图8A所示，至少膜102a、 102b露出面上形成基电极层132， 在基电极层132使用铜的情况下，基层(或锚层)通过薄膜法或电镀法形成。 以此方式使用基电极层132，因此进一步提高布线104a、 104c等对膜102a、 102b的粘合力。另外，如果必要可以使用NiCr或G等的薄膜作为基电极层 132的基层。即，基电极层可以为单层，也可以为多层。此时，形成10 50 埃的NiG或Cr等的薄膜，其上以铜作为布线材料进行电镀。此处，NiG 或Cr等的厚度约为10埃以上1/mi以下，可以利用导电性在其上形成规定 厚度的铜，例如5 3CVmi左右，或者如果必须更薄的情况下形成为3 15/mi 左右。以此方式使用基电极层132，从而提高布线104a、 104c等对膜102a、 102b的粘合力。此处，如图8B所示，可以与基电极层132—同，在膜102a、 102b中使 用激光等形成盲孔128。接着，其后，与图7A 7D同样地形成规定厚度的 第一布线104a、 104c和层间连接部112。另夕卜，如图8C，图8D所示，与图7C、图7D同样地在盲孔128中形成 金属膜130，因此从表层起算第一层的绝缘层的电连接，即可以通过在膜102a、 102b中形成的盲孔128电连接第一布线104a、 104c和第二布线106a、 106d，因此可以提供可靠性高、布线电阻低的层间连接。 (第十实施方式)第十实施方式说明使用在绝缘层中添加无机填料而构成的树脂膜的多 层基板的制造方法。第二实施方式(使用玻璃环氧树脂系半固化片)和第六 实施方式(使用夹入芳香聚酰胺的半固化片)，与第十实施方式(加入无机 填料)的不同在于，半固化片的内容，即添加物。此处，第十实施方式与第 二实施方式和第九实施方式有较多相同的部分，因此参照图2和图8说明。此处，作为向半固化片中添加的无机填料优选为铝或硅土等的陶瓷系的 绝缘粉。因此，半固化片中预先加入无机填料，从而在热压时，可以防止半 固化片过度流动。半固化片过度流动的情况下，通孔124填充的导电胶126 会有流动或发生位置偏移的可能性，因此最好防止。因此，为了抑制热压时 的半固化片的软化、和一定量的流动，优选添加10 85wt^的无机填料，更 优选为20 80wt%，在要求更高精度的情况下，添加40 60wt%。此处， 在无机填料的添加量过少的情况下，容易埋设第二布线106a、 106b、 106c、 106d，但是可能会对胶接层116造成负面影响。另外，无机填料的添加量太 多的情况下，热压时，胶接层116不能流动，发生偏移或难以朝预定方向流 动，可能会对第二布线的埋设性造成负面影响，例如，存在不能吸收第二布 线的凹凸的可能性。而且，通过添加无机填料，热压时，可以防止导电胶126软化而异常流 动，和发生变形。另外，可以抑制IVH110中连接不良发生的可能性。添加无机填料的平均粒径优选为0. 5/mi以上5/mi以下。不足0. 5/mi 的情况下，因为BET(比表面积)太大，所以有时处理困难。另夕卜，超过5/zm 的情况下，会对于多层基板的薄层化造成影响。 (第十一实施方式)第十一实施方式说明胶接层中使用热固性树脂的多层基板的制造方法。 第十一实施方式中所说明，构成胶接层的绝缘部件不必限定为半固化片。虽 然可以使用热固性的树脂膜，但是也可以使用LCP (液晶聚合树脂)等具有 高性能的热塑性树脂。因此，使用高精度、高强度的热塑性树脂，从而可以 制造高精度的多层基板。工业适用性如上所述，本发明的多层基板及其制造方法，通过膜和多层基板的组合， 能够制作现有技术无法实现的极薄的多层基板，所以适用于各种电子设备、 便携设备的小型化、薄型化用途。因此，本发明的工业应用性非常高。
权利要求
1.一种多层印刷线路基板，具有三层绝缘层，从表层起算第二层上形成的第二层绝缘层形成胶接层，通过贯通所述第二层绝缘层的导电胶获得电连接，其中，从表层起算的第二层上形成的第二层布线，和从表层起算第三层上形成的第三层布线埋设在所述胶接层中。
2. —种多层印刷线路基板，具有四层以上的绝缘层，至少从一侧表层起算的第二层上形成的第二层绝缘层形成胶接层，通过贯通所述第二层绝缘层 的导电胶获得电连接，其中，至少从一侧表层起算的第二层上形成的第二层布线，和从表层起算第三 层上形成的第三层布线埋设在所述导电性胶接层中。
3. 根据权利要求1所述的多层印刷线路基板，其中，所述胶接层由半 固化片，和在所述半固化片中形成的通孔中填充的导电胶而构成。
4. 根据权利要求1所述的多层印刷线路基板，其中，所述胶接层由热 固性树脂，和在所述热固性树脂中形成的通孔中填充的导电胶构成。
5. 根据权利要求1所述的多层印刷线路基板，其中，所述胶接层由热 塑性树脂，和在所述热塑性树脂中形成的通孔中填充的导电胶构成。
6. 根据权利要求1所述的多层印刷线路基板，其中所述三层绝缘层的 至少一层的最外层的绝缘层由树脂膜构成，由所述树脂膜构成的最外层的绝缘层上不通过粘合剂而形成所述布线。
7. 根据权利要求3所述的多层印刷线路基板，其中所述半固化片为玻 璃环氧树脂或芳香聚酰胺环氧树脂。
8. 根据权利要求4所述的多层印刷线路基板，其中所述树脂中填充比 率为10wt^以上85wt^以下的无机填料。
9. 根据权利要求5所述的多层印刷线路基板，其中所述树脂中添加比 率为10wt^以上85wt^以下的无机填料。
10. 根据权利要求l所述的多层印刷线路基板，其中从最外层起算第一 层的所述布线，和从最外层起算第二层的所述布线中至少一者，通过溅射层 固定在所述最外层的绝缘层。
11. 根据权利要求l所述的多层印刷线路基板，其中从最外层起算的第 一层的所述布线，和从最外层起算第二层的所述布线的至少一者，通过电镀 膜固定在所述最外层的绝缘层。
12. 根据权利要求1或2中任一项所述的印刷线路基板，其中贯通从表 层起算第一层上形成的第一层绝缘层的电连接通过电镀获得。
13. 根据权利要求l所述的多层印刷线路基板，其中贯通所述三层的绝 缘层中的最外层的绝缘层的电连接是通过电镀形成的。
14. 根据权利要求2所述的多层印刷线路基板，其中所述胶接层由半固化片，和在所述半固化片中形成的通孔中填充的导电胶而构成。
15. 根据权利要求2所述的多层印刷线路基板，其中所述胶接层由热固 性树脂，和在所述热固性树脂中形成的通孔中填充的导电胶而构成。
16. 根据权利要求2所述的多层印刷线路基板，其中所述胶接层由热塑 性树脂，和在所述热塑性树脂中形成的通孔中填充的导电胶而构成。
17. 根据权利要求2所述的多层印刷线路基板，其中所述四层以上的绝 缘层中至少一层的最外层的绝缘层由树脂膜构成，并且由所述树脂膜构成的最外层的绝缘层不通过粘合剂而形成所述布线。
18. 根据权利要求2所述的多层印刷线路基板，其中从最外层起算的第 一层的所述布线，和从最外层起算的第二层的所述布线中至少一者，通过溅 射层固定在所述最外层的绝缘层。
19. 根据权利要求2所述的多层印刷线路基板，其中从最外层起算的第 一层的所述布线，和从最外层起算的第二层的所述布线中至少一者，通过电 镀膜固定在所述最外层的绝缘层。
20. 根据权利要求2所述的多层印刷线路基板，其中贯通所述四层以上 的绝缘层中的最外层的绝缘层的电连接是通过电镀而形成的。
21. —种多层印刷线路基板的制造方法，包括 在绝缘基材中加工通孔的孔加工步骤， 在所述通孔中填充导电胶形成胶接层的胶接层形成步骤， 制作双面基板的双面基板制作步骤，在所述胶接层上积层所述双面基板制作积层体的积层步骤，热压加工所述积层体的热压步骤。
22， 一种多层印刷线路基板的制造方法，包括在绝缘基材中加工通孔的孔加工步骤，在所述通孔中填充导电胶形成胶接层的胶接层形成步骤， 制作具有两层以上的层数的多层基板的多层基板制作步骤， 在所述胶接层的表面和背面上积层所述双面基板的制作积层体的积层 步骤，热压加工所述积层体的热压步骤。
23. 根据权利要求21所述的多层印刷线路基板的制造方法，其中所述 双面基板的、在表面和背面上形成的布线电连接。
24. 根据权利要求21所述的多层印刷线路基板的制造方法，其中所述 双面基板的表面和背面上形成的布线的电连接通过电镀获得。
25. 根据权利要求21所述的多层印刷线路基板的制造方法，其中所述 双面基板的表面和背面的电连接通过导电胶获得。
26. 根据权利要求21所述的多层印刷线路基板的制造方法，其中在热 压步骤之后，执行形成用以电连接所述双面基板的表面和背面的布线的层间 连接的层间连接形成步骤。
27. 根据权利要求26所述的多层印刷线路基板的制造方法，其中所述 层间连接形成步骤至少具有形成盲孔的通孔加工步骤，和在盲孔上执行电镀 的电镀步骤。
28. 根据权利要求22所述的多层印刷线路基板的制造方法，其中所述 双面基板的、表面和背面上形成的布线电连接。
29. 根据权利要求22所述的多层印刷线路基板的制造方法，其中所述 双面基板的表面和背面上形成的布线的电连接是通过电镀获得的。
30. 根据权利要求22所述的多层印刷线路基板的制造方法，其中所述双面基板的表面和背面的电连接通过导电胶获得。
31. 根据权利要求22所述的多层印刷线路基板的制造方法，其中热压步骤之后，执行形成用以电连接所述双面基板的表面和背面的布线的层间连 接的层间连接形成步骤。
32. 根据权利要求31所述的多层印刷线路基板的制造方法，其中所述 层间连接形成步骤至少具有形成盲孔的通孔加工步骤，和在盲孔上执行电镀 的电镀步骤。
全文摘要
在现有的使用多片膜作为绝缘层的多层电路基板的情况下，膜之间的连接使用粘合剂，因此有时粘合剂对于薄化造成负面影响。因此，使用膜的多片双面基板，通过半固化片中形成的通孔中导电胶填充、固化的胶接层而粘合到一起，并通过在胶接层中预先形成通孔中填充的导电胶而彼此电连接第二布线，从而提供不使用粘合剂的多层基板，可以薄型化整个多层电路基板。
文档编号H05K3/40GK101112140SQ20068000342
公开日2008年1月23日 申请日期2006年10月19日 优先权日2005年10月20日
发明者中村祯志, 平井昌吾, 越后文雄, 须川俊夫 申请人:松下电器产业株式会社