多层接线板的生产方法

专利名称：多层接线板的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种多层接线板的生产方法，该方法包括用具有浸渍有热固性树脂的树脂多孔膜的预浸料坯层压和集成多个双面接线板的步骤，本发明还涉及用该生产方法得到的多层接线板。
近年来，由于线路的高度集成化使得上述多层接线板具有更精细的线路图案，并且还得到了多层结构，并使每一层都变得更薄。因此，作为上述的预浸料坯，有人提出一种用聚合物无纺布作为加固相的预浸料坯，其中，各个层可以变薄并且更易于进行激光加工工艺。
但是，在用聚合物无纺布作为加固相的预浸料坯中，由于生产的原因而使得层厚度的减少量受到限制。另外，在表面上易于产生不规则纤维，并且难以形成平整的绝缘层。因此，特别是在其中的每一个层的厚度都减少的多层接线板中，已经采用的方法是用热固性树脂代替预浸料坯叠层或者用热固性树脂薄片形成绝缘层。但是在这些方法中不存在加固相。因此，难以控制用于形成绝缘层的间隙。所以，该方法在批量生产方面没有优势。
还有一种公知的用包括芳族聚酰胺的多孔膜代替聚合物无纺布的预浸料坯(日本特许公开专利9-324060)。通常用这样的预浸料坯生产其两个表面上都层压和集成有铜箔的双面铜箔叠层板。
因此，本发明的目的是提供一种生产多层接线板的方法，因为该方法易于控制用于形成绝缘层的间隙，所以该方法在批量生产方面有优势，另外，该方法还能为整个接线板提供更薄的各个层，所以其在平整接线板表面方面有优势，本发明还提供一种用该生产方法得到的多层接线板。
更具体地说，本发明提供一种生产多层接线板的方法，该方法包括下述步骤加热加压堆叠产品，所述产品要被以其中通过用热固性树脂浸渍树脂多孔膜得到的预浸料坯层压在绝缘层的两个表面上都形成有线路图案的多个双面接线板的状态进行集成。
根据本发明的生产多层接线板的方法，加热加压堆叠产品，所述产品要以用具有浸渍有热固性树脂的树脂多孔膜的预浸料坯层压多个双面接线板的状态进行集成。因此，与使用包括聚合物无纺布的预浸料坯的情况相比，树脂多孔膜变形以得到平面绝缘层。另外还可以降低层的厚度。另外，因为树脂多孔膜具有空间基础上的功能，所以通过压力易于控制绝缘层的间隙。从而可以提供一种在批量生产方面有优势的生产方法。
在上述生产方法中，优选地是，双面接线板的绝缘层应当具有浸渍有热固性树脂的树脂多孔膜。在这种情况下还可以使双面接线板的绝缘层变薄，还可以进一步减小整个接线板的厚度。
另外，优选地是，该方法还应当包括下述步骤在集成的叠层产品上形成穿过多个层的线路图案的通孔，然后至少在通孔的内侧电镀金属。在这种情况下，多个层的线路图案可以通过通孔内的镀层进行导电连接。
另一方面，可以用上述生产方法生产本发明的多层接线板。本发明的多层接线板具有叠层结构，其中，用具有上述功能和效果的预浸料坯进行叠层。因此可以使整个接线板的各个层变薄，可以提高接线板表面的平整度，这对于后续步骤如安装电子元件是有利的。还可以很容易地控制用于形成绝缘层的间隙。因此，可以得到在批量生产方面有优势的多层接线板。
附图简述

图1是根据本发明的生产多层接线板的方法的第一个实施方案的工艺图，图2是根据本发明的生产多层接线板的方法的第二个实施方案的工艺图，和图3是根据本发明的生产多层接线板的方法的第三个实施方案的工艺图。
本发明的双面接线板10的绝缘层11可以是没有加固相的耐热树脂或将要成为加固相的聚合物无纺布。优选使用与用树脂多孔膜作为加固相的预浸料坯1相同的层。在绝缘层11含有热固性树脂的情况下，可以使用半固化产品，也可以使用固化产品。在绝缘层11上形成的线路图案12是凸形的情况下，本发明对于平整整个接线板特别有利。还可以使用具有绝缘层11中埋有线路图案12的平面的双面接线板10。
优选地是，应当用蚀刻剂对粘结在两个表面上的金属箔进行图案蚀刻，例如用图案电镀等方法，形成线路图案12。蚀刻时使用与金属类型相对应的蚀刻剂。干燥膜抗蚀剂等可用于图案蚀刻等。形成线路图案12的金属的例子包括铜、铜-镍合金、青铜、黄铜、铝、镍、铁、不锈钢、金、银、铂等，优选铜。优选地是，为了减小整个接线板的层厚，线路图案12的厚度应当是1-35μm。为了提高与预浸料坯1的粘附性，可以对线路图案12的表面进行各种物理或化学表面处理，如表面糙化处理、涂黑处理等。
在第一个实施方案中，图1(a)示出在某一时刻层压双面接线板10和一个预浸料坯1的例子。足够的是，制备其两个表面上都层压有脱模用树脂膜的预浸料坯1，和，例如，该树脂膜在使用时与预浸料坯1分离。该叠层可简单地通过堆叠或用压力并利用预浸料坯1的粘结力使其粘结在任何上下双面接线板10上。
然后如图1(b)所示，加热加压该叠层产品，使其集成。加热加压时可以使用各种压力机如真空压力机、加热加压力机、连续压力机等。另外，加热加压时的温度和压力可以采用任何已知的常规条件。在本发明中，可以根据预浸料坯1中浸渍的热固性树脂的类型设置正确的温度和压力。例如，优选100-200℃的温度和0.5-5MPa的压力。
得到一种叠层结构，其中，用通过固化浸渍在多孔膜中的热固性树脂得到的复合绝缘层1a(固化的预浸料坯1)中埋藏的绝缘层11上的线路图案12进行层压和集成。本发明的多层接线板具有这样的叠层结构。
然后如图1(c)所示，在集成的叠层产品上形成穿过多个层的线路图案12的通孔20。虽然在附图所示的例子中形成的是穿过所有层的通孔20，但是这些通孔不一定穿过所有的层。
优选地是，在形成通孔20的部分中的线路图案12应当构成具有非常大线宽或直径的图案部分(陆地)。打开通孔20的方法的例子包括钻孔、冲孔、用各种激光器如YAG激光器等的激光打孔法。
然后如图1(d)所示，至少在通孔20的内侧电镀金属。然后形成用于导电连接层间线路图案12的镀层22。通常用铜进行金属电镀。例如，可以依次进行表面活化、非电解铜镀层、铜电镀等。正如图示的例子那样，在只电镀通孔20的内侧和开孔21附近的情况下，用电镀抗蚀剂(图中未示出)覆盖非电镀部分。用干燥膜抗蚀剂等作为电镀抗蚀剂，形成电镀抗蚀剂的目的是通过所需的曝光和显影只保留抗蚀剂部分。可以用所有传统上已知的方法作为电镀通孔20内侧的方法。(第二个实施方案)在第二个实施方案中，图2示出一个预浸料坯1预先临时粘结在任何一个双面接线板10上的例子。在预浸料坯1预先临时粘结的一些情况下可以简化整个生产工艺。下面描述与第一个实施方案不同的部分。
首先，如图2(a)和2(b)所示，其上粘结有脱模用树脂膜2的预浸料坯1临时粘结在双面接线板10的一个线路图案12上。可以在较低温度和较低压力下(例如，100℃或更低的温度和0.1-1MPa的压力)进行临时粘结，使得只有树脂膜2易于分离。
然后如图2(c)所示，将临时粘结后膜2与其分离的多个预浸料坯1和没有临时粘结预浸料坯1的双面接线板10层压。如图2(d)所示，按照与第一个实施方案同样的方法加热加压要被集成的该叠层产品。还可以按照与第一个实施方案同样的方法进行多层的导电连接。(第三个实施方案)在第三个实施方案中，图3所示的例子是层压和集成后没有形成层间导电连接结构，但是导电膏23预先填充在预浸料坯1的通孔1b中，在层压和集成双面接线板10的同时形成导电连接结构。下面描述与第一个实施方案不同的部分。
如图3(a)所示，该实施方案中使用在预先形成的通孔1b中填充有导电膏23的预浸料坯1和具有预先形成的导电连接结构24的双面接线板10。
在预浸料坯1上形成通孔1b的方法的例子包括钻孔、冲孔、用各种激光器如YAG激光器等的激光打孔法。为了提高接线板密度，优选使用激光打孔法。作为导电膏23，在粘结剂树脂或溶剂中分散由颗粒形成的导电填料如银、铜、炭或焊剂。热固性树脂适用作粘结剂树脂，并且优选使用通过下述加热加压方法能够进行固化反应的粘结剂树脂。
例如，填充导电膏23时，可以使用的方法有印刷法如丝网印刷、胶印、压印(pad printing)、喷墨印刷或喷泡印刷和使用挤压的填充法。导电膏23的颗粒的平均粒径一般是0.05-10μm。通过使用孔径比预浸料坯1的平均粒径小的多孔膜可以防止颗粒扩散到通孔1b外面，这样可以用压挤法形成高度可靠的层间连接。
另一方面，在双面接线板10上形成导电连接结构24的方法的例子包括用与上述同样的方法在通孔中填充导电膏的方法和电镀通孔内侧的方法。
特别是在该实施方案中，当层压多个双面接线板10和预浸料坯1时，必须进行高精度地排列。例如，用导孔、导针等易于排列堆叠产品。
然后如图3(b)所示，按照与第一个实施方案同样的方法加热加压和集成层压产品。此时，在绝缘层11上形成的线路图案12是凸形的情况下，用双倍厚度的线路图案12压挤导电膏23。另外，在导电膏23的颗粒在一定程度上扩散到外面的情况下，可以进行高度可靠的层间连接。(预浸料坯)本发明的预浸料坯是用热固性树脂浸渍树脂多孔膜得到的。优选用具有优异耐热性和高机械强度的树脂作为本发明中使用的多孔层的材料，还可以使用各种树脂如聚酰亚胺、聚酯、聚酰胺，特别是芳族聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺和聚醚砜。首先优选聚酰亚胺类树脂，因为其具有优异的绝缘性和耐热性及优异的粘结金属层的性能。还优选芳族聚酰胺，因为其具有优异的绝缘性和耐热性及较低的热线性膨胀系数。
形成多孔膜的方法的例子包括湿凝结法、干凝结法和拉丝法。为了得到海绵结构，优选使用湿凝结法。在湿凝结法中，一般先制备在溶剂中溶解有树脂和添加剂的成膜溶液(掺杂)，然后将其应用(浇注)在成膜基体材料上，然后浸泡在凝结溶液中进行溶剂置换。然后树脂凝结(成为凝胶)，然后干燥和脱除凝结溶液。从而得到多孔膜。
主要包括其中的酸残基和胺残基是键联酰亚胺的重复单元的聚酰胺类树脂可以含有其它共聚组分和混合组分。至于耐热性、吸湿性和机械强度，可以使用芳族作为主链的聚酰亚胺，如由含四羧酸组分和芳族二胺组分的聚合产品构成的聚酰亚胺。具体来说，需要使用特性粘度为0.55-3.00(30℃时的测定值)的聚合物，优选使用特性粘度为0.60-0.85(30℃时的测定值)的聚合物。在用湿凝结法形成多孔膜的情况下，特性粘度在上述范围内的聚合物可以形成具有在溶剂中有优异的溶解性能、非常大的机械强度和独立性的多孔膜。
谈及聚酰胺类树脂，可以用其聚合物或前驱体(聚酰胺酸)成膜。聚酰胺酸的优点是因为与聚酰亚胺相比其具有更优异的溶解性能而使得其分子结构受到的约束力更小。虽然这种聚合物可以完全转变成酰亚胺，但是其向酰亚胺的转化率可以是70％或更高。在将向酰亚胺的转化率较高的聚合物用于掺杂的情况下，优选使用在重复单元中包括具有高弹性的组分如丁烷四(二羧酸酐)的聚合物。
可以用任何溶剂溶解聚酰亚胺类树脂或其前驱体。在用湿凝结法形成多孔膜的情况下，在溶解性能和凝结溶剂的溶剂置换速度方面优选使用非质子极性溶剂如N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。优选的例子包括N-甲基-2-吡咯烷酮。另外，为了调节湿凝结法中的溶剂置换速度，可以将溶剂如二甘醇、二甲基醚或二甘醇二乙基醚混合。
另一方面，芳族聚酰胺包括所谓的对位芳族聚酰胺、间位芳族聚酰胺、和其主链的一部分被苯醚、二苯丙烷、二苯甲烷、二苯酮、二苯亚砜取代的那些芳族聚酰胺或其中芳香环的二苯基或氢基被甲基、卤素原子等取代的那些芳族聚酰胺。
对位芳族聚酰胺的例子包括聚对亚苯基对苯二甲酰胺(poly-p-phenyleneterephthalamide)。只由一种刚性组分构成的这类芳族聚酰胺要溶解在特定试剂中。因此，对于用于多孔膜的芳族聚酰胺，优选至少部分使用其主链的一部分被具有弹性的组分取代的芳族聚酰胺或间位芳族聚酰胺。
具有弹性的组分的例子包括间亚苯基、2，7-亚萘基、苯醚、2，2-二苯丙烷和二苯甲烷。这些组分用作用于共聚的二羧酸单体或二胺单体，从而导入骨架结构。具有较高共聚比的组分一般在溶剂中有优异的溶解性能。
溶解芳族聚酰胺的溶剂的例子包括四甲基脲、六甲基磷酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-甲基哌啶-2-酮、N，N-二甲基亚乙基脲、N，N，N’，N’-四甲基阿洛糖酰胺、N-甲基己内酰胺、N-乙酰基吡咯烷、N，N-二乙基乙酰胺、N-乙基吡咯烷-2-酮、N，N-二甲基丙酰胺(propionicamide)、N，N-二甲基异丁基酰胺、N-甲基甲酰胺、N，N-二甲基亚丙基脲及其混合体系。另外，在溶解性能和凝结溶剂的溶剂置换速度方面优选使用非质子极性溶剂如N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺或N，N-二甲基甲酰胺。更优选的例子包括N-甲基-2-吡咯烷酮。
另外，为了调节溶剂置换速度，可以将溶剂如二甘醇二甲基醚或二甘醇二乙基醚或二甘醇二丁基醚混合。
优选在-20℃至40℃的温度下通过涂敷进行湿凝结法中的涂料掺杂。另外，可以使用不溶解所使用的树脂且与溶解相容的任何凝结溶液。对于凝结溶液，可以使用水，醇如甲醇、乙醇和异丙醇及其混合溶液，水是特别适用。浸泡时凝结溶液的温度没有特别限定，但优选0-90℃的温度。
成膜溶液中聚合物的浓度优选是5wt％-25wt％，更优选7wt％-20wt％。如果浓度太高，则粘度过大，难以处理。如果浓度太低，则难以形成多孔膜。
为了调节孔形和孔径，还可以加入无机材料如硝酸锂或有机材料如聚乙烯基吡咯烷酮。溶液中添加剂的浓度优选是1wt％-10wt％。如果加入硝酸锂，则溶剂和凝结溶液的置换速度增加，在海绵结构中形成指状空穴结构(手指状的空穴结构)。当加入用于降低凝结速度的添加剂如聚乙烯基吡咯烷酮时，可以得到具有均匀膨胀的海绵结构的多孔膜。
涂覆涂料，使其具有相同的厚度，然后浸泡在凝结溶液如水中，使其凝结，或者保留在水蒸汽气氛中，使其凝结后浸泡在水中。以此除去溶剂，从而形成多孔膜。多孔膜形成后，将其从凝结溶液中取出，然后干燥。干燥温度没有特别限定，但优选为200℃或更低的温度。
在用聚酰亚胺类树脂前驱体(聚酰胺酸)形成聚酰亚胺类树脂多孔膜的情况下，在200-500℃下进行最后的热处理，前驱体(聚酰胺酸)受热后闭环，形成聚酰亚胺。
谈及本发明的多孔膜，为了用粘结层浸渍多孔膜，多孔膜的背面或表面的平均孔径优选是0.05μm或更大，更优选是0.1-5μm。为了适当地显示加固层的作用，多孔膜的空隙率优选是30-98％，更优选是40-70％。
虽然多孔膜的厚度没有特别限定，但如果厚度太大，则去溶剂化将需要很长时间。另外，近来需要薄而轻且具有很大机械强度的多层接线板，因此，其厚度优选为5-100μm。
本发明中使用具有浸渍有热固性树脂的树脂多孔膜的预浸料坯，用热固性树脂的原料组合物浸渍多孔膜的孔可以得到这种预浸料坯。
虽然可以用将热固性树脂的原料溶液直接用各种涂布机涂覆在多孔膜表面上的方法等作为浸渍原料组合物的方法，但优选使用层压固体涂层膜的方法，固体涂层膜是用下述方法得到的将原料溶液涂覆在基体材料板的表面上，在多孔膜表面上将其干燥，然后通过加热加压进行浸渍。根据该方法，即使在预浸料坯很薄的情况下，也可以防止芳族聚酰胺溶胀，还可以防止由于热固性树脂的原料溶液中含有的溶剂所造成的多孔膜的变形。
热固性树脂的例子包括环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酸等。在价格和易于处理方面优选环氧树脂、环氧树脂与其它树脂等的混合物。除溶剂外，热固性树脂的原料溶液中还可以含有催化剂、固化剂、阻燃剂、填料、增塑剂、促进剂等。热固性树脂的原料溶液中含有的溶剂的例子包括酮、乙酸酯、醚、芳香烃、醇等，这取决于热固性树脂的类型。
至于基体材料板，可以使用树脂、金属等，优选使用树脂膜。在直接涂覆和间接浸渍中，涂覆方法的例子包括使用刮刀涂布机、逗点式涂布机、辊式涂布机、砑光涂布机和刮条涂布机的涂覆方法。如果涂层厚度均匀，则固体涂层膜的厚度也均匀，使得浸渍量也均等。
干燥溶剂时，没有必要完全除去溶剂，只要不流动就足够了。至于干燥方法，在效率方面优选使用热干燥法或热气干燥法。选择的加热温度是不能使热固性树脂的固化反应过度进行的温度。
进行加热加压的方法的例子包括使用各种加热加压机和热层压机及具有连接在加热加压机或热层压机上的抽空装置的装置的方法。在本发明中，优选使用热层压机。通过加热加压，将热固性树脂的半固化(没有完全固化)物质浸渍多孔膜可以生产预浸料坯。
为了使整个接线板的各个层变薄并且保持预浸料坯的功能，本发明的预浸料坯厚度优选是5-150μm，更优选是5-75μm。另外，即使在双面接线板的绝缘层是用预浸料坯形成的情况下，其厚度也优选设定在相同的范围内。
工业实用性本发明的生产多层接线板的方法在批量生产方面有优势，因为该方法易于控制用于形成绝缘层的间隙，另外，该方法还能为整个接线板提供更薄的各个层，所以其在平整接线板表面方面有优势。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1、一种生产多层接线板的方法，该方法包括下述步骤加热加压堆叠的产品，该产品要以其中通过用热固性树脂浸渍用聚酰亚胺树脂或芳族聚酰胺制成的树脂多孔膜得到的预浸料坯(1)层压在绝缘层(11)的两个表面上都形成有线路图案(12)的多个双面接线板(10)的状态进行集成。
2、根据权利要求1所述的生产多层接线板的方法，其中，双面接线板(12)的绝缘层(11)是用热固性树脂浸渍树脂多孔膜得到的。
3、根据权利要求1或2所述的生产多层接线板的方法，其还包括下述步骤在集成的叠层产品上形成穿过多个层的线路图案(12)的通孔(20)，然后至少在通孔(20)的内侧电镀金属。
4、一种用任一权利要求1-3所述的生产方法生产的多层接线板。
权利要求
1.一种生产多层接线板的方法，该方法包括下述步骤加热加压堆叠的产品，所述产品要以其中通过用热固性树脂浸渍树脂多孔膜得到的预浸料坯(1)层压在绝缘层(11)的两个表面上都形成有线路图案(12)的多个双面接线板(10)的状态进行集成。
2.根据权利要求1所述的生产多层接线板的方法，其中，双面接线板(12)的绝缘层(11)是用热固性树脂浸渍树脂多孔膜得到的。
3.根据权利要求1或2所述的生产多层接线板的方法，其还包括下述步骤在集成的叠层产品上形成穿过多个层的线路图案(12)的通孔(20)，然后至少在通孔(20)的内侧电镀金属。
4.一种用任一权利要求1-3所述的生产方法生产的多层接线板。
全文摘要
本发明的一种生产多层接线板的方法，该方法包括下述步骤加热加压堆叠产品，该产品要集成到通过用热固性树脂浸渍树脂多孔膜得到的预浸料坯(1)层压在绝缘层(11)的两个表面上都形成有线路图案(12)的多个双面接线板(10)的状态。本发明在批量生产方面有优势，因为该方法易于控制用于形成绝缘层的间隙，另外，该方法还能为整个接线板提供更薄的各个层，所以其在平整接线板表面方面有优势。
文档编号H05K3/42GK1465220SQ02802458
公开日2003年12月31日 申请日期2002年6月28日 优先权日2001年7月2日
发明者川岛敏行, 田原伸治, 池田健一 申请人:日东电工株式会社