專利名稱：印刷電路板、積層多層基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在高密度地安裝高功能化的半導(dǎo)體等各種電子部件時使用的多層印刷電路板及其制造方法，該多層印刷電路板的銅箔拉剝強(qiáng)度優(yōu)異，可以防止分層(分層也被稱作層間剝離)等結(jié)構(gòu)缺陷的產(chǎn)生，此外高連接可靠性良好。
背景技術(shù)：
以往，作為電子部件安裝用的印刷電路板，使用的是將包含玻璃環(huán)氧樹脂的預(yù)浸漬片和包含銅箔的構(gòu)件層疊多片并一體化、固化而成的電路板。隨著機(jī)器的小型化、高性能化，需要高密度地安裝半導(dǎo)體等各種電子部件，因而要求與小型化相伴的絕緣層的薄型化， 并且要求適于高密度配線的通孔或?qū)?via hole)的高連接可靠性化。如果要舉出與分層有關(guān)的問題的一個例子，則是成為回流時的鼓起的起因，因此要采用如下的方法，即，對內(nèi)層中所用的配線進(jìn)行化學(xué)處理，或者物理地研磨而提高表面粗糙度，像這樣等來提高內(nèi)層的配線與絕緣層的密合。為了在形成高精細(xì)的配線的同時，提高銅箔拉剝強(qiáng)度，可以采用如下等方法，即， 在實(shí)施非電解鍍工序之前，使用堿性溶液等將樹脂溶解，在提高樹脂表面的粗糙度后，形成鍍敷導(dǎo)體，提高錨定效果。另外，為了提高連接可靠性，可以采用如下的方法等，S卩，在利用鉆子實(shí)施通孔加工后，進(jìn)行非電解鍍膜前的去沾污處理，通過將通孔內(nèi)壁面的絕緣層部的樹脂溶解，而提高其表面粗糙度。其后，通過提高在通孔內(nèi)壁面利用非電解鍍、電鍍過程制作出的電解銅與通孔壁面的密合性，而提高通孔壁面與電解銅的錨定效果，提高熱沖擊試驗(yàn)等的連接可靠性。但是，在以往的印刷電路板中隨著與高密度配線對應(yīng)的微細(xì)配線化的推進(jìn)，為了進(jìn)行精細(xì)圖案化，需要提高配線-絕緣層間、抗蝕劑-絕緣層間的密合性。另外，由與小型化對應(yīng)的絕緣層的薄型化造成的樹脂量的減少加劇，從而產(chǎn)生由內(nèi)層的密合力不足造成的分層的產(chǎn)生等問題。另外，軟蝕刻處理也會有使工序變得煩雜的情況，例如在專利文獻(xiàn)1中，為了提高配線圖案與絕緣層的密合性，提出過一種省去軟蝕刻處理的同時對配線板賦予優(yōu)異的密合性的方法，然而在與精細(xì)圖案化的應(yīng)對方面有時不夠充分。此外，如果為了形成精細(xì)圖案而減薄鍍敷導(dǎo)體(Plated conductor)，進(jìn)一步推進(jìn)配線的高密度化，則在加熱時或在加熱周期(heat cycle)條件下會在通孔或?qū)?via holes)部產(chǎn)生由這些構(gòu)件的熱膨脹系數(shù)的差別造成的裂紋等所致的斷線、絕緣層與鍍敷導(dǎo)體的剝離等，從而無法確保充分的連接可靠性。[專利文獻(xiàn)]專利文獻(xiàn)1日本特開平6-204660號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種印刷電路板，是具有多個絕緣層、與絕緣層交替地層疊的由銅箔
5制成的多層配線圖案、和僅設(shè)于同一層內(nèi)的配線圖案之間的樹脂填充層的印刷電路板，絕緣層至少具有樹脂、玻璃織布和/或無紡布、相對于絕緣層為30體積％以上70體積％以下的無機(jī)填充劑，樹脂填充層具有多個空孔、和/或在空孔中填充樹脂而成的樹脂體。另外，還提供一種印刷電路板，是具有多個絕緣層、與絕緣層交替地層疊的由銅箔制成的多層配線圖案、和形成于將配線圖案層間電連接的孔的內(nèi)部的由鍍敷導(dǎo)體制成的通孔的印刷電路板，絕緣層至少具有樹脂、和相對于絕緣層為30體積％以上70體積％以下的無機(jī)填充劑，在絕緣層部的包圍通孔或鍍敷導(dǎo)體的部分中，具有多個空孔、或者設(shè)于鍍敷導(dǎo)體的絕緣層側(cè)的多個突起中的任意一種以上。根據(jù)本發(fā)明的印刷電路板，通過利用設(shè)于多個絕緣層間且設(shè)于與配線圖案大致相同平面上的多個空孔進(jìn)行層疊，來抑制分層等內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷的產(chǎn)生，在回流時不會產(chǎn)生鼓起等不良。另外，由于通過將多個空孔設(shè)于表層，抗蝕劑、鍍敷導(dǎo)體等的密合性也會提高，因此可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的微細(xì)配線化，可以提供沒有分層等結(jié)構(gòu)缺陷的多層的印刷電路板。同時通過在包圍鍍敷導(dǎo)體的絕緣層中，形成多個空孔，或者在鍍敷導(dǎo)體的絕緣層側(cè)作為錨定設(shè)置多個突起，可以提供能夠在通孔、導(dǎo)通孔部抑制由熱膨脹系數(shù)等的差別造成的裂紋等的產(chǎn)生的具有優(yōu)異的連接可靠性的多層印刷電路板。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的印刷電路板的結(jié)構(gòu)的一例的剖面圖。圖2是表示在內(nèi)部具有樹脂填充層的印刷電路板的結(jié)構(gòu)的一例的剖面圖。圖3是示意性地表示樹脂填充層近傍的結(jié)構(gòu)的要部放大剖面圖。圖4是表示配線圖案附近的結(jié)構(gòu)的電子顯微鏡照片的圖。圖5是示意性地表示配線圖案附近的結(jié)構(gòu)的要部放大剖面圖。圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的在最表層設(shè)有抗蝕劑的印刷電路板的結(jié)構(gòu)的一例的剖面圖。圖7是示意性地表示抗蝕劑與絕緣層的界面附近的結(jié)構(gòu)的要部放大剖面圖。圖8是用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式3的具有積層層的印刷電路板的鍍敷導(dǎo)體的密合力提升的剖面圖。圖9是示意性地表示設(shè)于積層層的配線圖案與積層層的界面的結(jié)構(gòu)的要部放大剖面圖。圖IOA是用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式4的在預(yù)浸漬片的兩面形成銅箔的樣子的工序剖面圖。圖IOB是同樣的用于說明在預(yù)浸漬片的兩面形成銅箔的樣子的工序剖面圖。圖IOC是同樣的用于說明在預(yù)浸漬片的兩面形成銅箔的樣子的工序剖面圖。圖IlA是表示在層疊體的表面形成有配線圖案的樣子的剖面圖。圖IlB是相同的要部放大剖面圖。圖12A是表示顯示出空孔的形成狀態(tài)的電子顯微鏡照片的圖。圖12B是表示相同的要部放大電子顯微鏡照片的圖。圖12C是表示相同的要部放大電子顯微鏡照片的圖。圖13A是表示在形成有空孔的層疊體上夾隔著預(yù)浸漬片層疊銅箔的樣子的工序剖面圖。圖1 是表示在形成有空孔的層疊體上夾隔著預(yù)浸漬片層疊銅箔的樣子的工序剖面圖。圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5的印刷電路板的結(jié)構(gòu)的一例的剖面圖。圖15是示意性地表示通孔部分的結(jié)構(gòu)的要部放大剖面圖。圖16是表示顯示出試制品的通孔部分的結(jié)構(gòu)的電子顯微鏡照片的圖。圖17是示意性地表示包圍通孔的周圍地形成的空孔的形成狀態(tài)的剖面圖。圖18是表示實(shí)施方式6的積層多層基板的結(jié)構(gòu)的一例的剖面圖。圖19是示意性地表示導(dǎo)通孔附近的結(jié)構(gòu)的要部放大剖面圖。圖20A是說明本發(fā)明的實(shí)施方式7的印刷電路板的制造方法的一例的工序剖面圖。圖20B是說明相同的印刷電路板的制造方法的一例的工序剖面圖。圖20C是說明相同的印刷電路板的制造方法的一例的工序剖面圖。圖21A是說明形成空孔的樣子的工序剖面圖。圖21B是說明形成空孔的樣子的工序剖面圖。圖21C是說明形成空孔的樣子的工序剖面圖。圖21D是說明形成空孔的樣子的工序剖面圖。圖22A是說明制造積層層疊體的樣子的工序剖面圖。圖22B是說明制造積層層疊體的樣子的工序剖面圖。圖23A是說明在積層多層基板的積層層中形成樹脂填充層的樣子的工序剖面圖。圖2 是說明在積層多層基板的積層層中形成樹脂填充層的樣子的工序剖面圖。圖23C是說明在積層多層基板的積層層中形成樹脂填充層的樣子的工序剖面圖。圖M是說明在芯基板的一部分設(shè)置樹脂填充層的樣子的剖面圖。圖25是示意性地表示本發(fā)明的實(shí)施方式8的預(yù)浸漬片的結(jié)構(gòu)的一例的剖面圖。圖沈是示意性地表示本發(fā)明的實(shí)施方式9的預(yù)浸漬片的制造方法的一例的剖面圖。其中，ll、lla、llb、llc 絕緣層，12配線圖案，13、13a、13b空孔，14印刷電路板， 15樹脂填充層，16、16a、16b無機(jī)填充劑，17、17a、17b樹脂，18玻璃織布和/或無紡布，19抗蝕劑，20積層層，21鍍敷導(dǎo)體，22積層樹脂，23預(yù)浸漬片，M銅箔，25壓床，26箭頭，27層疊體，28通孔，29芯基板，30導(dǎo)通孔，31積層多層基板，32孔，34基材，35滾筒，36槽，37半固化樹脂體，38清漆，39箭頭
具體實(shí)施例方式(實(shí)施方式1)下面，對本發(fā)明的實(shí)施方式1的印刷電路板進(jìn)行說明。圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的印刷電路板的結(jié)構(gòu)的一例的剖面圖。圖1中，lla、llb、llc分別是絕緣層，12是配線圖案，13是空孔，14是印刷電路板。圖1所示的印刷電路板14具有多個絕緣層lla、llb、llc、將銅箔以給定圖案蝕刻而成的多個配線圖案12、和設(shè)于配線圖案12之間的多個空孔13。而且，雖然在圖1中空孔13設(shè)于全部的配線圖案12之間，然而也可以是在至少一部分的配線圖案間12設(shè)置空孔13 的結(jié)構(gòu)。此外，該印刷電路板14的絕緣層11a、lib、Ilc至少包含樹脂、玻璃織布和/或無紡布、和無機(jī)填充劑(而且無機(jī)填充劑的含有率相對于絕緣層最好為30體積％以上70體積％以下)。此外，空孔13僅選擇性地設(shè)于與配線圖案12大致相同平面的、絕緣層lib —側(cè) (并非絕緣層Ila側(cè)或Ilc側(cè))。如果更具體地進(jìn)行說明，則在圖1中，多個空孔13例如僅設(shè)于絕緣層lib的兩面中的沒有設(shè)置配線圖案12的平面(即，絕緣層lib與絕緣層Ila或絕緣層Ilc相接的平面)的、絕緣層lib—側(cè)。例如，設(shè)于絕緣層lib的面向絕緣層Ila的一側(cè)的空孔13不是設(shè)于絕緣層Ila側(cè)， 而是設(shè)于絕緣層lib側(cè)，設(shè)在沒有設(shè)于絕緣層Ila與絕緣層lib之間的配線圖案12的面 (即，絕緣層Ila與絕緣層lib相接的面)中。雖然圖1所示的印刷電路板14為4層品，然而在6層品、8層品等(對于它們并沒有圖示)情況下，也是只要將空孔13如圖1所示地設(shè)于與成為內(nèi)層的配線圖案12大致相同的平面的絕緣層即可。圖1所示的空孔13如下所示地形成。首先如圖1所示，使成為芯基板(所謂芯基板表示的是印刷電路板14的中央部附近)的絕緣層lib固化(例如使構(gòu)成絕緣層lib 的環(huán)氧樹脂等樹脂固化)，將絕緣層lib中所含的無機(jī)填充劑的形狀向絕緣層lib壓印 (imprint)。例如通過將原版向基板推壓來實(shí)現(xiàn)微細(xì)加工的技術(shù)被稱作壓印。其后，通過將在設(shè)于成為芯基板的絕緣層lib表面的配線圖案12的圖案間間隙中露出的、顯露在絕緣層lib上的無機(jī)填充劑用酸等除去，而形成空孔。像這樣就制作出與無機(jī)填充劑相似的形狀的空孔13。其后，通過在其上形成絕緣層IlaUlb而如圖1所示地形成。圖1中，內(nèi)置于絕緣層lla、llb、llc中的玻璃織布(而且無論是玻璃織布還是玻璃無紡布，無論是它們雙方，還是某一方都可以)、無機(jī)填充劑都沒有圖示。圖1中，通過將空孔13設(shè)為隨機(jī)地形成的多個的層狀，可以獲得提高絕緣層11a、 IlbUlc的層間的連接強(qiáng)度的效果。而且，絕緣層11a、lib、Ilc也可以由相同的材料(例如相同的預(yù)浸漬片)構(gòu)成。該情況下，如圖1所示，通過在形成于成為芯部分(或者芯材)的絕緣層lib的、與絕緣層Ila 或絕緣層Ilc的界面中的空孔13(例如將構(gòu)成絕緣層lib的樹脂材料熱固化而形成的空孔 13)中，填充構(gòu)成絕緣層Ila或絕緣層Ilc的樹脂材料(即，構(gòu)成預(yù)浸漬片的半固化狀態(tài)的樹脂)的一部分并將其固化，就可以進(jìn)一步提高層間的密合力。通過像這樣設(shè)為圖1的構(gòu)成，即使在相同的樹脂材料之間，也可以進(jìn)一步提高層間的密合力。這是因?yàn)椋跇?gòu)成絕緣層lib的樹脂材料被固化的狀態(tài)下，在絕緣層lib的表面設(shè)置了多個空孔13，可以向其中填充層疊于絕緣層lib上的絕緣層Ila或絕緣層lib的一部分。而且，在絕緣層lla、llb、llc中，也可以使用彼此不同的樹脂材料(例如第一樹月旨、第二樹脂)、絕緣材料。該情況下，如圖1所示，通過在成為芯部分(或者芯材)的絕緣層lib的、與絕緣層Ila或絕緣層Ilc的界面中形成的空孔13 (例如將構(gòu)成絕緣層lib的第二樹脂熱固化而形成的空孔13)中，填充構(gòu)成絕緣層Ila或絕緣層Ilc的第一樹脂(即， 處于用以構(gòu)成絕緣層Ila或絕緣層Ilc的半固化狀態(tài)，且與構(gòu)成絕緣層lib的第二樹脂不同的第一樹脂)的一部分、并將其固化，就可以進(jìn)一步提高層間的密合力。通過像這樣設(shè)為圖1的構(gòu)成，即使在不同的樹脂材料間(例如第一、第二樹脂間)，也可以提高層間的密合力。而且，通過將空孔13設(shè)為保持空孔狀態(tài)(S卩，什么也沒有的狀態(tài)、或者填充了空氣等的狀態(tài))，就可以獲得吸收在進(jìn)行熱沖擊試驗(yàn)等時的、因絕緣層lla、llb、llc的熱膨脹系數(shù)的差別而產(chǎn)生的應(yīng)力的效果。另外，通過利用空孔13(例如，在設(shè)于絕緣層lib的至少一面中的空孔13中，填充構(gòu)成相鄰的絕緣層IlaUlc的樹脂材料的一部分等)，就可以提高絕緣層lla、llb、llc等的層間的粘接強(qiáng)度，可以獲得分層的抑制效果。而且，在圖1所示的空孔13的密度高的情況下，也可以設(shè)為空孔13的集合體。此夕卜，通過向該空孔13的集合體中填充相鄰的其他絕緣層的其他樹脂，來形成如圖2所示的樹脂填充層15也是有用的做法。圖2是表示在內(nèi)部具有樹脂填充層15的印刷電路板的結(jié)構(gòu)的一例的剖面圖。圖2中，15是樹脂填充層，所謂樹脂填充層15，是具有多個空孔13、和/或向多個空孔13中流入構(gòu)成相鄰的絕緣層的樹脂材料而形成的樹脂體的層狀的部分。更具體地進(jìn)行說明。圖2的樹脂填充層15如下形成，S卩，向高密度地設(shè)置在絕緣層lib與絕緣層IlaUlc的界面上的沒有設(shè)置配線圖案12的區(qū)域的絕緣層lib側(cè)的以高密度設(shè)置的多個空孔13中，流入構(gòu)成相鄰的絕緣層IlaUlc的樹脂材料并固化。如圖2所示，通過在形成于絕緣層lib的至少一面的多個空孔13中，填充構(gòu)成相鄰的絕緣層IlaUlc的樹脂材料(既可以是與絕緣層lib相同的樹脂材料，也可以是不同的樹脂材料)，使之作為樹脂填充層15固化，而提高絕緣層lla、llb、llc間的連接強(qiáng)度。另夕卜，空孔13也可以設(shè)為空孔狀態(tài)(即，什么都沒有的狀態(tài)、或者填充了空氣等的狀態(tài))。圖3是示意性地表示圖2所示的樹脂填充層15近傍的結(jié)構(gòu)的要部放大剖面圖。圖 3中，16a、16b是無機(jī)填充劑，17a、17b是樹脂，18是玻璃織布和/或無紡布。如圖3所示，配線圖案12的一端形成于與樹脂填充層15大致相同的平面中，另外配線圖案12的一端與樹脂填充層15的一端被相互接觸地形成。另外，絕緣層Ila與絕緣層lib被夾隔著在其界面中以薄片狀(或者面狀)設(shè)置的配線圖案12和樹脂填充層15相互密合、層疊固定。圖3中，樹脂填充層15或空孔13是在絕緣層lib側(cè)由構(gòu)成絕緣層lib的樹脂17b 形成的，在樹脂填充層15或空孔13的至少一部分中，填充有構(gòu)成絕緣層Ila的樹脂17a并被固化。而且，空孔13也可以通過蝕刻無機(jī)填充劑16b來形成。這里，18可以是玻璃織布、玻璃無紡布中的任意一方。另外，也可以是玻璃織布與玻璃無紡布的組合。通過像這樣使用玻璃織布和/或無紡布18，可以實(shí)現(xiàn)作為印刷電路板的高強(qiáng)度化。此外，無機(jī)填充劑16a、16b、玻璃織布和/或無紡布18由樹脂17a、17b (環(huán)氧樹脂等熱固化性的樹脂)相互保持。
圖3所示的樹脂填充層15具有無機(jī)填充劑16b的含有率相對于形成有樹脂填充層15的絕緣層lib整體為10體積％以下的部分。此外，也可以將無機(jī)填充劑16b的含有率為10體積％以下的部分(即，樹脂比例高的部分)作為樹脂填充層15。而且，不需要區(qū)別樹脂填充層15和填充樹脂而成的空孔13。而且，如圖2、圖3所示，通過僅在樹脂填充層15的一面(即，僅在絕緣層lib側(cè)) 形成空孔13，可以提高樹脂填充層15與絕緣層lib的匹配性。圖3中，絕緣層IlaUlb由玻璃織布和/或無紡布18、無機(jī)填充劑16a、16b、和樹脂17a、17b形成。如圖3所示，絕緣層IlaUlb夾隔著設(shè)于配線圖案12的表面的凹凸、和樹脂填充層15結(jié)合。此外，利用配線圖案12的凹凸所致的錨定效果、樹脂填充層15將樹脂層11a、 lib相互以高強(qiáng)度固定。如圖3所示，通過在樹脂填充層15與絕緣層IlaUlb之間，以層狀殘留多個空孔 13，就可以將空孔13設(shè)為一種緩沖層(或buffer layer)?？梢垣@得減少在實(shí)施熱沖擊試驗(yàn)等時產(chǎn)生的由樹脂填充層15與絕緣層IlaUlb的熱膨脹系數(shù)的差別造成的應(yīng)力的效果。下面，對空孔13的直徑進(jìn)行說明?？湛?3的直徑最好為無機(jī)填充劑16b的直徑 (更優(yōu)選為平均粒徑)的0. 5倍以上5. 0倍以下。在空孔13的直徑小于無機(jī)填充劑的直徑的0. 5倍的情況下，會有由空孔13帶來的作用效果降低的情況。另外，在大于無機(jī)填充劑16b的直徑的5. 0倍的情況下，會有對印刷電路板14的薄層化造成影響的情況。而且， 允許空孔13的直徑具有擴(kuò)展的范圍是因?yàn)槠湟蕾囉跓o機(jī)填充劑16b的粒度分布。對空孔13的各種應(yīng)用例進(jìn)行說明。例如既可以將空孔13作為空間(例如也可以充滿空氣)狀態(tài)殘留，也可以使用空孔13的至少一部分，形成圖3的樹脂填充層15。例如，絕緣層11的形成有多個空孔13的區(qū)域因無機(jī)填充劑16b的含量少(即樹脂17b的含量多)，而易于形成樹脂填充層15。通過像這樣失去空孔13 (或者利用空孔13，形成樹脂填充層15)，就可以利用錨定效果來提高絕緣層Ila與絕緣層lib之間的粘接力，可以實(shí)現(xiàn)印刷電路板14的高強(qiáng)度化、 和對層間剝離的防止。如圖3所示，樹脂填充層15因玻璃織布和/或無紡布18、無機(jī)填充劑16b的含量少，與其他部分(例如玻璃織布和/或無紡布18附近的絕緣層lla、llb、填充有無機(jī)填充劑 16a、16b的絕緣層IlaUlb)相比，樹脂17b的比例變高。此外，利用該樹脂填充層15，可以將絕緣層IlaUlb相互接合。下面，使用圖4，對為了實(shí)現(xiàn)圖3的構(gòu)成而由發(fā)明人等試制的樣品進(jìn)行說明。圖4是表示配線圖案附近的結(jié)構(gòu)的電子顯微鏡照片。是表示內(nèi)層的配線圖案附近的結(jié)構(gòu)的電子顯微鏡照片，是發(fā)明人等試制的樣品的一部分的剖面圖。如圖4所示，填充無機(jī)填充劑16而成的多個絕緣層IlaUlb被夾隔著形成于其間的配線圖案12和樹脂填充層15牢固地固定。如圖4所示，設(shè)于配線圖案12的表面的凹凸、設(shè)于樹脂填充層15的表面的凹凸 (雖然對凹凸沒有編號，然而該凹凸例如相當(dāng)于由圖3或圖3中說明過的空孔13引起的凹凸)對于將多個絕緣層11之間牢固地固定來說是有用的。如圖4所示，樹脂填充層15設(shè)于與配線圖案12大致相同平面上的絕緣層lib側(cè)。
而且，向樹脂填充層15的至少一部分中引入相鄰的其他絕緣層的樹脂成分是有用的。例如向?qū)⒌谝粯渲袒傻目湛?3中從相鄰的層填充半固化狀態(tài)的第二樹脂是有用的。通過如此操作，就可以獲得由設(shè)于將相鄰的絕緣層11間粘接的樹脂填充層15的表面的空孔13或無機(jī)填充劑16b引起的粗糙化面的錨定效果。另外，還可以增強(qiáng)絕緣層11 之間的密合性，獲得抑制分層等內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷的效果。下面對圖4的樣品進(jìn)行詳細(xì)說明。圖4的樣品的樹脂填充層15是為了觀察剖面用而對樣品進(jìn)行樹脂填充、并利用離子銑削處理等研磨后的觀察剖面。在樹脂填充層15中， 最好包含空氣，然而也可以是殘留溶劑成分、液狀的低分子量成分或水分、以及鍍膜過程中使用的酸性溶液將無機(jī)填充劑溶解而得的物質(zhì)。這里，樹脂填充層15可以利用主要在鍍膜工序或構(gòu)圖工序中使用的酸性溶液，在絕緣層lib (或者后述的圖9等中説明的積層層20中所含的無機(jī)填充劑16)中選擇溶解性高的材料，來選擇性地溶出無機(jī)填充劑16b而形成。這里，通過在該溶出工序中形成空孔13，樹脂填充層15的大小就會使用絕緣層 lib (進(jìn)一步說是后述的圖9等的積層層20)中所含有的無機(jī)填充劑16b的大小，從而被統(tǒng)一為無機(jī)填充劑16b的平均粒徑的0. 5倍 5. 0倍。而且，通過變更構(gòu)圖工序中使用的酸性溶液的PH、其溶液種類、或者處理時間等，可以控制這些空孔13的大小。另外，通過將相對于前述的酸性溶液沒有溶解性的(或者溶解速度慢的)無機(jī)填充劑加入溶解性高的無機(jī)填充劑中而混合，也可以控制樹脂填充層15的大小。下面，對用表面處理劑等對無機(jī)填充劑16b進(jìn)行了表面處理的情況進(jìn)行說明。當(dāng)使用鉆子、或激光器等進(jìn)行通孔(未圖示)以及導(dǎo)通孔的加工時，由于將無機(jī)填充劑16b的表面物理性地切削或改性，因此會露出沒有實(shí)施表面處理的新表面。其后，由于鍍膜工序或構(gòu)圖工序中的酸性溶液，從露出了的新表面中逐漸溶出，因此最終形成的樹脂填充層15的大小基本上沒有變化。圖5是示意性地表示圖4的內(nèi)層的配線圖案附近的結(jié)構(gòu)的要部放大剖面圖。如圖5所示，填充無機(jī)填充劑16a、16b而成的多個絕緣層IlaUlb由形成于其間的配線圖案12和樹脂填充層15牢固地固定。特別是，如圖5所示，在樹脂填充層15的表面設(shè)有凹凸(該凹凸如圖3所示，是在空孔13的至少一部分填充構(gòu)成絕緣層Ila的樹脂17a而成，凹凸的直徑、間距、密度等與無機(jī)填充劑16b的對應(yīng)。)。這樣，由該空孔13引起的凹凸將相鄰的多個絕緣層11之間牢固地固定。而且，如圖5所示，樹脂填充層15設(shè)置在與配線圖案12大致相同的平面上，進(jìn)而設(shè)置在與配線圖案12和絕緣層IlaUlb的界面大致相同的平面上。而且，在圖4、圖5中，空孔13并不清楚，而這可以認(rèn)為是因?yàn)椋蛳蚬袒蟮慕^緣層lib加壓密合未固化狀態(tài)的絕緣層11a，而在幾乎所有的空孔13中，注入構(gòu)成絕緣層Ila 的樹脂(例如樹脂17a，而且樹脂17a沒有圖示)，從而構(gòu)成了樹脂填充層15。如上所述，印刷電路板14是具有一層以上的絕緣層11、與絕緣層11在厚度方向上交替層疊的由銅箔制成的多層配線圖案12、在平面方向上設(shè)于相鄰的配線圖案12之間的多個空孔13的印刷電路板14，絕緣層11至少包含樹脂17、玻璃織布和/或無紡布18、和相對于絕緣層11為30體積％以上70體積％以下的無機(jī)填充劑16。另外，通過制成將印刷電路板14的空孔13設(shè)于與平面方向上相鄰的多個配線圖案12大致相同平面的絕緣層11a、 lib中的印刷電路板14，可以實(shí)現(xiàn)印刷電路板14的高強(qiáng)度化。而且，在前述的圖1、圖2中，印刷電路板14是具有多層的絕緣層11、夾隔著該絕緣層11在厚度方向?qū)盈B的由銅箔制成的多層配線圖案12、和設(shè)于在平面方向上相鄰的配線圖案12之間的多個空孔13的印刷電路板14，絕緣層11至少包含樹脂17、玻璃織布和/ 或無紡布18、和相對于絕緣層11為30體積％以上70體積％以下的無機(jī)填充劑16。另外，使用向空孔13的至少一部分中填充在厚度方向?qū)盈B的相鄰的其他絕緣層的樹脂17而成的樹脂填充層15也是有用的。通過像這樣將構(gòu)成相鄰的多個絕緣層的樹脂夾隔著空孔13(例如，在前述的圖3中，以在樹脂17b固化完畢的樹脂絕緣層lib中形成的空孔13上層疊含有未固化狀態(tài)的樹脂17a的預(yù)浸漬片等的方式)層疊，就可以獲得提高多個絕緣層11之間的密合強(qiáng)度的效果。這里，將樹脂填充層15設(shè)為與配線圖案12的某一個界面大致相同的面是有用的。 另外，通過使樹脂填充層15的平均厚度比配線圖案12的平均厚度薄，就可以兼顧印刷電路板14的薄層化和高強(qiáng)度化。樹脂填充層15的厚度也好、配線圖案12的厚度也好都是以平均厚度來評價的，而這是因?yàn)闃渲畛鋵?5也好配線圖案12也好為了實(shí)現(xiàn)錨定效果都具有粗糙化面。而且，厚度可以根據(jù)剖面照片等來測定。樹脂填充層15最好與相鄰地層疊的、填充有無機(jī)填充劑16的絕緣層11相比，降低無機(jī)填充劑16的含量。樹脂填充層15中通過設(shè)置相對于絕緣層11來說無機(jī)填充劑16 的體積百分率為10體積％以下的部分，可以獲得樹脂填充層15的密合力提升效果。這可以認(rèn)為是因?yàn)?，樹脂填充?5中的無機(jī)填充劑16的體積百分率越高，則密合力越是降低。下面，使用(表1)，對發(fā)明人等制作出的印刷電路板14的特性的評價結(jié)果進(jìn)行說明。(表1)是發(fā)明人等基于圖1等試制的6層通孔基板的評價結(jié)果的一例。表1中， 具有樹脂填充層15的是實(shí)施例1，沒有樹脂填充層15的是比較例1。此外對實(shí)施例1、比較例1都評價了吸濕焊料耐熱性。將吸濕條件及其結(jié)果表示如下。[表1]
吸濕條件—
結(jié)構(gòu)Jedec.Lv3 Jedec.Lv2 (二工二
(40°C-90%- (80°C-60%- ^ ^ /0
192 hrs)168 hrs)κ。:、
168 hrs)
實(shí)施例16層通孑L基板OOOOOOOOO
比較例16層通孔基板ooooxxXXXο 在260°C浮焊中，到180秒沒有發(fā)生膨脹χ 在260°C浮焊中，180秒之內(nèi)發(fā)生了膨脹根據(jù)以上結(jié)果可以判斷，實(shí)施例1的具有樹脂填充層15的一方吸濕焊料耐熱性良好。這可以認(rèn)為是因?yàn)?，樹脂填充?5使實(shí)施例1的內(nèi)層部分的絕緣層間的密合性提高， 分層等成為吸濕焊料耐熱性的不良誘因的微小的內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷消失。
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(實(shí)施方式2)下面，作為實(shí)施方式2，對設(shè)于印刷電路板14的最表層的抗蝕劑的高密合化進(jìn)行說明。圖6是表示在最表層設(shè)有抗蝕劑的印刷電路板的結(jié)構(gòu)的一例的剖面圖。圖6中， 19是抗蝕劑，例如為具有感光性的阻焊劑。圖6中，也可以將抗蝕劑19的一部分設(shè)為，將設(shè)于印刷電路板14的最表層的配線圖案12覆蓋(未圖示)。圖6所示的印刷電路板14中，多個絕緣層lla、llb、llc夾隔著與內(nèi)置的配線圖案 12相鄰地設(shè)置的多個空孔13、樹脂填充層15等(圖6中未圖示)層疊。如圖6所示，在印刷電路板14的最表層(或者設(shè)于最表層的配線圖案12之間) 顯露出的絕緣層1 la、1 Ic中，設(shè)有多個空孔13，在空孔13的至少一部分，形成了填充抗蝕劑 19而成的抗蝕劑填充層。通過像這樣向設(shè)在印刷電路板14的最表層的絕緣層lla、llc、且設(shè)在最表層的配線圖案12的露出部的空孔13的至少一部分中，填充抗蝕劑19，形成抗蝕劑填充層，就可以利用抗蝕劑19的錨定效果實(shí)現(xiàn)與絕緣層IlaUlc的密合力提高。下面，使用圖7進(jìn)行更詳細(xì)的說明。圖7是抗蝕劑與絕緣層的界面附近的放大剖面圖，相當(dāng)于圖6的抗蝕劑19與絕緣層Ila的界面部分的放大圖。如圖7所示，抗蝕劑19的一部分填充于空孔13的一部分中。另外，通過將抗蝕劑 19的一部分填充于空孔13的至少一部分中，可以獲得錨定效果，從而可以提高抗蝕劑19與絕緣層11的密合力。而且，如圖7所示，在抗蝕劑19與絕緣層Ila的界面部分層狀地殘留空孔13b (而且，圖7中的所謂空孔13a，相當(dāng)于填充有抗蝕劑19的空孔，例如是相當(dāng)于如前述的圖3所示的樹脂填充層15的部分。另外，所謂空孔1 相當(dāng)于以空孔狀態(tài)殘留的部分)也十分有用。(實(shí)施方式3)下面，使用圖8對在具有積層層的印刷電路板中的應(yīng)用進(jìn)行說明。圖8是說明具有積層層的印刷電路板的鍍敷導(dǎo)體的密合力提升的剖面圖。圖8中，20是積層層，21是鍍敷導(dǎo)體。設(shè)于積層層20中的鍍敷導(dǎo)體21例如是使用鍍銅等鍍膜技術(shù)形成銅配線、銅導(dǎo)通孔等而成的。根據(jù)需要，通過在表層等中使用鍍敷導(dǎo)體21，可以精細(xì)并且高密度地構(gòu)成形成于積層層20中的媒介電極(via electrode)(媒介電極相當(dāng)于多個配線間的層間連接部)、配線(配線相當(dāng)于在積層層20的表層、內(nèi)層利用鍍膜形成的配線圖案12)。而且，在積層層20中，不一定需要含有玻璃織布或玻璃無紡布。另外，在積層層20 中含有無機(jī)填充劑16 (未圖示)是有用的。此外，將積層層20設(shè)為多層也是有用的，在積層層20的層間連接中使用鍍敷導(dǎo)體21是有用的。如圖8所示，利用鍍敷導(dǎo)體21將積層層20的導(dǎo)通孔部分、和積層層20的表層的配線部分以一體化的狀態(tài)形成是有用的。如圖8所示，在成為芯層的絕緣層11的表層設(shè)有1層以上的積層層20。此外，在設(shè)于積層層20的表層的鍍敷導(dǎo)體21與積層層20相接的面中，設(shè)有空孔13a，而在該空孔 13a的內(nèi)部填充有鍍敷導(dǎo)體21的至少一部分，形成與鍍敷導(dǎo)體21 —體化了的凹凸(或粗糙面)。通過像這樣形成在空孔13a的至少一部分填充鍍敷導(dǎo)體21而成的凹凸(或粗糙面)，可以提高鍍敷導(dǎo)體21與積層層20的連接強(qiáng)度。在圖8中，在設(shè)于積層層20的表層的抗蝕劑19與積層層20相接的面中，設(shè)有空孔13b，而在該空孔13b的內(nèi)部填充有抗蝕劑19的至少一部分，形成與抗蝕劑19 一體化了的凹凸(或粗糙面)。通過像這樣形成在空孔1 的至少一部分中填充抗蝕劑19而成的凹凸(或粗糙面)，可以提高抗蝕劑19與積層層20的連接強(qiáng)度。再使用圖9，對設(shè)于積層層20與鍍敷導(dǎo)體21之間的空孔13進(jìn)行說明。圖9是示意性地表示設(shè)于印刷電路板的積層層中的配線圖案與積層層的界面的結(jié)構(gòu)的要部放大剖面圖，例如相當(dāng)于圖8的積層層20與鍍敷導(dǎo)體21的界面部分。圖9中，22是積層樹脂。而且，積層樹脂22不需要設(shè)為與絕緣層11相同的樹脂。 通過例如使用具有感光性或激光分解性的樹脂材料來作為積層樹脂22，可以微細(xì)地形成鍍敷導(dǎo)體21。如圖9所示，積層層20至少包括無機(jī)填充劑16和積層樹脂22。另外，在積層層 20的鍍敷導(dǎo)體21側(cè)，形成有由無機(jī)填充劑16引起的多個空孔13a、13b。而且，通過在空孔 13a、i;3b的內(nèi)部的至少一部分，形成構(gòu)成鍍敷導(dǎo)體21的金屬材料(例如銅)，可以在鍍敷導(dǎo)體21的表面形成由空孔13或無機(jī)填充劑16引起的凹凸(或粗糙面)。另外，利用該凹凸 (或粗糙面)，可以提高鍍敷導(dǎo)體21與積層層20的密合強(qiáng)度。下面，使用(表幻，表示出針對圖8所示的具有積層層20的印刷電路板14評價后的結(jié)果。(表幻是6層積層基板，成為表層的配線圖案12由在設(shè)于積層層20中的一部分設(shè)置有導(dǎo)通孔的鍍敷導(dǎo)體21形成。此外，在包括鍍敷導(dǎo)體21的積層層20中設(shè)有給定的微細(xì)配線。(表2)中，將在由鍍敷導(dǎo)體21構(gòu)成的微細(xì)配線與積層層20的界面中設(shè)有空孔13、 樹脂填充層15的結(jié)構(gòu)的6層積層基板作為實(shí)施例2。(表2)中，將樹脂填充層15和空孔13都不具有的結(jié)構(gòu)的6層積層基板作為比較例2。(表2)中表示出發(fā)明人等的研究結(jié)果。[表 2]
權(quán)利要求
1.一種印刷電路板，其特征在于具有 多個絕緣層、與所述絕緣層交替地層疊的由銅箔制成的多層配線圖案和僅設(shè)于同一層內(nèi)的所述配線圖案之間的樹脂填充層，其中所述絕緣層至少具有樹脂、玻璃織布和/或無紡布、和相對于所述絕緣層為30體積％以上且70體積％以下的無機(jī)填充劑，所述樹脂填充層具有多個空孔和/或在所述空孔中填充樹脂而成的樹脂體。
2.—種印刷電路板，其特征在于具有 多個絕緣層、與所述絕緣層交替地層疊的由銅箔制成的多層配線圖案和僅設(shè)于最表層的所述配線圖案之間的抗蝕劑填充層，其中所述絕緣層至少具有樹脂、玻璃織布和/或無紡布、和相對于所述絕緣層為30體積％以上且70體積％以下的無機(jī)填充劑，所述抗蝕劑填充層具有多個空孔和/或在所述空孔中填充抗蝕劑而成的抗蝕劑填充體。
3.—種印刷電路板，其特征在于具有 多個絕緣層、與所述絕緣層交替地層疊的由銅箔制成的多層配線圖案和構(gòu)成導(dǎo)通孔的鍍敷導(dǎo)體，其中所述絕緣層至少具有樹脂和相對于所述絕緣層為30體積％以上且70體積％以下的無機(jī)填充劑，在于所述配線圖案之間露出的所述絕緣層的表面設(shè)有空孔， 在所述空孔的至少一部分填充有所述鍍敷導(dǎo)體的至少一部分。
4.一種印刷電路板，其特征在于具有 多個絕緣層、與所述絕緣層交替地層疊的由銅箔制成的多層配線圖案和通孔，其由形成在將所述配線圖案層之間電連接的孔的內(nèi)部中的鍍敷導(dǎo)體構(gòu)成， 其中所述絕緣層至少具有樹脂和相對于所述絕緣層為30體積％以上且70體積％以下的無機(jī)填充劑，在所述絕緣層部的包圍所述通孔或者鍍敷導(dǎo)體的部分，具有多個空孔、或者設(shè)于所述鍍敷導(dǎo)體的所述絕緣層側(cè)的多個突起中的任意一種以上。
5.一種積層多層基板，其特征在于具有芯基板，其具有多個第一配線圖案層和將該第一配線圖案層之間電連接的層間連接部；層疊體，其是形成于所述芯基板的至少一面的至少包含無機(jī)填充劑和樹脂的積層層和第二配線圖案層交替地層疊而成；和導(dǎo)通孔，其由將形成于所述積層層中的所述第二配線圖案層之間電連接的鍍敷導(dǎo)體構(gòu)成，其中在所述積層層的包圍所述導(dǎo)通孔或鍍敷導(dǎo)體的部分，設(shè)有多個空孔、或者設(shè)于所述鍍敷導(dǎo)體的所述絕緣層側(cè)的多個突起中的任意一種以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的印刷電路板或積層多層基板，其中，形成于所述通孔或所述導(dǎo)通孔的周圍部分的所述空孔被設(shè)為，隨著遠(yuǎn)離所述鍍敷導(dǎo)體，產(chǎn)生頻率降低。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的印刷電路板或積層多層基板，其中， 所述空孔是所述無機(jī)填充劑被溶解而形成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的印刷電路板或積層多層基板，其中， 所述突起是在所述空孔的至少一部分形成鍍敷導(dǎo)體而成的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的印刷電路板或積層多層基板，其中， 空孔的直徑是無機(jī)填充劑的0. 5倍以上且5. 0倍以下。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的印刷電路板或積層多層基板，其特征在于， 所述無機(jī)填充劑具有如下的溶解性，即，如果將所述無機(jī)填充劑Ig浸漬于30g的PH5以下的酸性溶液或PHlO以上的堿性溶液中的某一個溶液中并進(jìn)行20分鐘的攪拌，則顯示出5°C以上的液溫的升高。
11.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的印刷電路板或積層多層基板，其中， 所述無機(jī)填充劑包含選自氫氧化鋁、氮化硅、氧化錫、鋯硅酸鹽、氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂、碳酸鈣、氫氧化鈣、碳酸鋇、氫氧化鋇中的至少一種以上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的印刷電路板或積層多層基板，其中，所述無機(jī)填充劑至少在其表面具有選自硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、磷酸酯、羧酸酯、 磺酸酯、不飽和脂肪酸、硅油、氟化醚中的至少一種以上的親水親油性分子。
13.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的印刷電路板或積層多層基板，其中，所述酸性溶液是包含選自鹽酸、硫酸、硝酸、過氧化氫中的至少一種以上的水溶液。
14.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的印刷電路板或積層多層基板，其中， 所述堿性溶液是包含選自堿金屬氫氧化物、堿土類金屬氫氧化物中的至少一種以上的水溶液。
15.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的印刷電路板或積層多層基板，其中，所述玻璃織布和/或無紡布與所述無機(jī)填充劑具有大致相同的親水親油性分子。
16.一種印刷電路板的制造方法，其特征在于，具有在至少具有半固化狀態(tài)的第一樹脂、玻璃織布和/或無紡布、和無機(jī)填充劑的預(yù)浸漬片的至少一面層疊第一銅箔，使所述樹脂熱固化，形成帶有銅箔的第一層疊體的工序；對所述第一層疊體的表層的所述第一銅箔進(jìn)行構(gòu)圖，在形成內(nèi)層配線圖案的同時，在于所述內(nèi)層配線圖案之間露出的所述絕緣層的表面形成多個空孔，由此形成帶有空孔的第一層疊體的工序；將具有第二銅箔、半固化狀態(tài)的第二樹脂、玻璃織布和/或無紡布、和無機(jī)填充劑的預(yù)浸漬片、與所述帶有空孔的第一層疊體層疊，將所述第二樹脂的一部分填充到所述空孔的至少一部分中，在已形成樹脂填充層的狀態(tài)下，使所述第二樹脂熱固化，形成第二層疊體的工序；以及對所述第二層疊體的表層的所述第二銅箔進(jìn)行構(gòu)圖，形成外層配線圖案的工序。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的印刷電路板的制造方法，其中具有對表層的銅箔進(jìn)行構(gòu)圖，在形成表層配線圖案的同時，在于所述表層配線圖案之間露出的絕緣層的表面形成多個空孔的工序；以及在所述多個空孔的至少一部分，形成鍍敷導(dǎo)體或抗蝕劑中的任意一種以上的工序。
18.—種印刷電路板的制造方法，其特征在于，包括在至少具有半固化狀態(tài)的第一樹脂、玻璃織布和/或無紡布、和無機(jī)填充劑的預(yù)浸漬片的至少一部分層疊第一銅箔，使所述樹脂熱固化，形成帶有銅箔的第一層疊體的工序；在利用蝕刻將所述層疊體上的銅箔制成配線圖案層、形成兩面板的工序的同時，在于所述內(nèi)層配線圖案之間露出的所述絕緣層的表面形成多個空孔，形成帶有空孔的第一層疊體的工序；在所述兩面板的表背面，層疊配置未固化狀態(tài)的片狀的第二絕緣層和第二配線材料， 利用加熱加壓來粘接，由此形成多層層疊體的第二熱壓工序； 在所述多層層疊體中形成孔的工序；在所述孔的內(nèi)壁形成所述無機(jī)填充劑的0. 5倍以且上5. 0倍以下的多個空孔的工序；以及在所述孔的內(nèi)壁形成將所述層疊體的所述配線圖案層電連接的鍍敷導(dǎo)體的同時，在所述空孔的至少一部分形成鍍敷導(dǎo)體的工序。
19.一種積層多層基板的制造方法，其特征在于，包括形成至少具有將各配線圖案層的層間電連接的層間連接部的芯基板的工序； 將形成于所述芯基板的表背面的至少包含無機(jī)填充劑和樹脂的1層以上的積層層與1 層以上的配線材料交替地層疊，形成臨時層疊體的工序；將所述臨時層疊體利用加熱加壓來粘接而形成層疊體的熱壓工序； 在所述孔的內(nèi)壁周圍形成所述無機(jī)填充劑的0. 5倍以上且5. 0倍以下的空孔的工序；以及在所述孔的內(nèi)壁形成將層疊體的所述配線圖案層電連接的鍍敷導(dǎo)體的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供在將高功能化的半導(dǎo)體等各種電子部件高密度地安裝時所用的多層印刷電路板及其制造方法，特別是，實(shí)現(xiàn)銅箔拉剝強(qiáng)度優(yōu)異、防止分層(層間剝離)等結(jié)構(gòu)缺陷的產(chǎn)生、而且連接可靠性高的多層印刷電路板及其制造方法。因印刷電路板的薄層化、構(gòu)成印刷電路板的絕緣層的多樣化，而有可能在絕緣層之間、絕緣層與鍍敷導(dǎo)體的界面部分產(chǎn)生分層等剝離，然而在具有多個絕緣層、與該絕緣層交替地層疊的由銅箔制成的多層配線圖案、和設(shè)于該配線圖案之間的多個空孔的印刷電路板中，通過將空孔設(shè)于與配線圖案大致相同的平面中，可以實(shí)現(xiàn)在加熱時或加熱周期條件下不會產(chǎn)生分層、裂紋的連接可靠性高的印刷電路板。
文檔編號H05K3/46GK102484951SQ20108003893
公開日2012年5月30日 申請日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月2日
發(fā)明者北川祥與, 朝日俊行, 谷直幸 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社