CN1756654A - 薄片材料及布线板 - Google Patents

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Abstract

一种薄片材料(2)，设有粘接层(2)，在该粘接层(2)上层叠高强度层(3)。粘接层(2)由热硬化材料的环氧树脂构成。另外，高强度层(3)由在环氧树脂的热硬化温度下不软化的、在温度为23℃时的抗拉断裂强度为100MPa以上、在温度为23℃时的断裂延伸率为10％以上，若设温度为－65℃时的抗拉断裂强度为a(MPa)、温度为150℃时的抗拉断裂强度为b(MPa)时，则a/b的值为2.5以下的聚酰亚胺构成。

Description

薄片材料及布线板
技术领域
本发明涉及使用将2种特性互异的层层叠而成的薄片材料及使用该薄片材料的布线板，特别涉及能够在组合布线板(build up布线板)等半导体封装的布线板中使用、耐裂性高、可靠性优异的薄片材料及布线板。
背景技术
伴随着近来的便携式机器的小型化、多功能化及互联网通信系统的高度化，用于这些用途的半导体元件的端子数量日益增加，端子间距越来越窄。因此，在半导体封装中，对搭载半导体元件的布线板，也提出了前所未有的高密度化及细微布线化的要求。
作为具有这种高密度的细微布线的布线板，有在核心(base core)基板的外层设置高密度地形成布线的组合布线层的组合印刷布线板。
图6是表示现有技术的组合印刷布线板的剖面图。如图6所示，在该现有技术的组合印刷布线板中，设置着由环氧玻璃构成的核心基板73，在该核心基板73上，利用钻头形成通路孔71。通路孔71的直径例如约300μm。然后，在核心基板73的两面，形成导体布线72，再设置覆盖该导体布线72的层间绝缘膜75。在层间绝缘膜75上，形成与导体布线72连接的通路孔74，在层间绝缘膜75的表面，设置通过通路孔74与导体布线72连接的导体布线76。此外，根据需要，还往往在导体布线76上反复设置形成通路孔的层间绝缘膜及导体布线，从而将布线板多层布线化。
另外，作为使动作速度进一步提高的布线板，有人提出了没有板芯基板的薄型而且高密度的布线板的方案。它是在金属板等支持体上形成由布线及布线膜构成的布线层，然后除去支持体，从而将所述布线层本身作为布线板(例如，参照特开2001-177010号公报、特开2002-83893号公报及特开2002-198462号公报)。该布线板，是除去通常的组合印刷布线板中的板芯基板后，只使组合层独立的基板，堪称是极限的薄型布线板。
在这种布线板中，由于根本没有贯通通路孔，所以不需要设置旨在将布线与贯通通路孔连接的岛(land)部。因此，阻抗的控制容易，环路电感小，布线板整体的动作速度快。所以，使用该布线板后，能够进行高速布线设计。另外，作为支持体，由于使用平坦性优异、弹性率大、耐热性高的金属板，所以可以采用高温工艺，形成形状稳定性高、高密度而且细微的布线图案。
布线板主要由旨在电连接的金属布线和在该金属布线之间起绝缘作用的绝缘膜构成。作为组合基板等具有高密度的细微布线的布线板的绝缘膜使用的绝缘材料，在现有技术中，使用下列材料。
在采用半添加法或添加法制作的布线板、即采用无电解电镀法及/或电解电镀法形成金属布线的布线板的绝缘膜中，使用由环氧树脂等热硬化性树脂构成的绝缘材料。该绝缘材料以半硬化状态，在基板上层叠，层叠后加热硬化，成为绝缘膜。然后，使用钻头或激光，制作通路孔后，实施去污(デスミア)等处理，采用无电解电镀法及/或电解电镀法形成金属布线。
另外，在采用消去法制作的布线板、即腐蚀铜箔后形成金属布线的布线板的绝缘膜中，也使用由环氧树脂等热硬化性树脂构成的绝缘材料。在这种消去法中，在铜箔上涂敷绝缘材料后制作半硬化状态的RCC(带树脂的铜箔)，将该RCC以半硬化状态层叠到基板上，热硬化后形成通路孔，然后局部腐蚀除去铜箔层后，形成布线图案。
进而，作为绝缘材料，还在研制使环氧树脂等热硬化性树脂包含无机填充物的材料，以及将玻璃丝网等作为基材，使该基材含浸环氧树脂等树脂材料的玻璃一环氧复合材料。
进而，作为布线板的绝缘膜，还公布了由多层构成的叠层体。例如，在聚酰亚胺薄膜的至少一面设置导体层，在另一面设置由环氧树脂构成的粘接层的技术(例如，参阅特开2002-124751号公报)。就是说，在该技术中，作为绝缘膜，使用由聚酰亚胺及环氧树脂构成的叠层体。
可是，在上述的现有技术中，存在如下问题。通常，半导体封装是将由硅等半导体材料构成的半导体元件搭载在布线板上后形成的。而且，该半导体元件，在动作时发热则温度上升，停止时不发热则温度下降。作为布线板的绝缘材料使用有机材料时，一般来说，有机材料的热膨胀系数是数十ppm/C°，比硅(Si)的热膨胀系数(约4ppm/C°)大得多。因此，伴随着半导体元件的动作，在半导体元件和布线板之间，产生起因于热膨胀系数之差的热应力。而且，半导体元件反复进行动作及停止时，就反复给布线板外加热应力。其结果，在该热应力的作用下，在布线板的绝缘层就要产生裂纹。另外，将该半导体封装作为汽车搭载用部件等使用时，由于使用环境的温度变化较大，所以在伴随着半导体元件的动作的温度变化之外，再加上使用环境的温度变化，热应力就更大，更容易产生裂纹。
特别是热硬化性树脂的断裂延伸率较小(百分之几以下)，所以由热硬化性树脂构成的绝缘膜在热应力的作用下容易产生裂纹。在热硬化性树脂之中，由环氧树脂构成的绝缘膜，产生的裂纹容易变大，导致金属布线被切断。这样，布线断线，半导体封装成为断开状态。另外，在热应力的作用下，还出现布线板中的BGA及FC连接用的岛部和焊锡点的接合界面遭到破坏的问题。其结果，由于这种金属布线被切断及岛部被破坏等，造成布线板上的半导体元件不能正常地发挥作用的问题。
另外，只由环氧树脂形成绝缘膜时，由于环氧树脂延伸小、发脆，所以环氧层单体的操作困难。因此，通常将PET(聚对苯二甲酸乙二醇脂)作为支持基体，在其上形成由环氧树脂构成的薄膜，在作为绝缘膜使用之际，再将该支持基体从环氧树脂上剥去。因此，在形成布线板之际，存在着需要将支持基体从该环氧树脂上剥去的工序的问题。
进而，使热硬化性树脂含有无机填充物的绝缘膜材料，由于无机材料的热膨胀系数通常较小，所以向环氧树脂等热硬化性树脂中添加无机填充物后，可以降低其热膨胀系数，接近半导体元件的热膨胀系数，从而能够减少热应力。可是，使其含有无机填充物后，绝缘材料整体的断裂延伸率及断裂强度下降，所以仍然不能得到足够的耐裂纹性。
在使玻璃丝网材料中含浸环氧树脂的绝缘材料中，虽然应力被高强度的玻璃丝网吸收，但因为是织布结构，所以必然产生没有玻璃纤维的部分，在该部分产生裂纹，出现布线的断裂。另外，作为在布线板上形成通路孔的方法，通常采用利用光的方法(光通路孔)及采用激光的方法，但布线板中包含玻璃纤维后，就不能采用利用光形成通路孔，而即使采用激光形成通路孔，也由于玻璃的熔点远比有机材料的熔点高，所以采用激光的加工性差，得到的通路孔的直径也大到100μm以上。因此，难以在需要细微布线及细微通路孔的高密度基板中使用这种绝缘材料。另外，无机材料——玻璃丝网和有机材料——环氧树脂之间的贴紧性低，通过玻璃丝网和环氧树脂的界面后，容易产生移动。进而，玻璃丝网的比重比环氧树脂大，所以不适合作为便携式机器等要求轻量化的机器的布线板的材料使用。
进而，在使用特开2002-124751号公报公布的向聚酰亚胺薄膜层叠由环氧树脂等构成的粘接层的叠层体时，通过减小聚酰亚胺薄膜的线膨胀系数，从而在某种程度上能够获得防止制作布线板时及实验初期产生裂纹的效果。但由于不能适当控制在所定的温度中的抗拉断裂强度等，所以存在反复给布线板外加热应力后，其机械特性就逐渐劣化，产生裂纹的问题。因此，在该布线板中不能获得长期的可靠性。
可以预料：伴随着半导体元件的高速化及高集成化而出现的大型化、多通路孔化及窄间距化，今后将迅猛发展，在搭载这些半导体元件的布线板中，需要进一步地高密度化及细微布线化，在绝缘膜上产生裂纹的问题今后将更加显著。特别是在上述的特开2002-124751号公报、特开2002-83893号公报及特开2002-198462号公报公布的没有设置板芯基板的多层布线板中，由于没有吸收产生的应力的板芯基板，所以伴随热应力的起因于裂纹的金属布线的断线，将成为特别严重的问题。
发明内容
本发明就是针对这些问题研制的，目的在于提供适合于作为在半导体封装中使用的组合布线板等的布线板的绝缘膜的薄片材料，以及在使用这种薄片材料的布线板中，在具有优异的耐裂纹性的同时还提高了与基板或下层薄片材料之间的贴紧性、可靠性优异的薄片材料及布线板。
本发明涉及的薄片材料，其特征在于：在作为布线板的绝缘膜使用的薄片材料中，具有：由第1绝缘材料构成的第1层；由在该第l层上层叠、温度为23℃时的抗拉断裂强度为100MPa以上、温度为23℃时的断裂延伸率为10％以上、设温度为-65℃时的抗拉断裂强度为a(MPa)、温度为150℃时的抗拉断裂强度为b(MPa)时、比(a/b)的值为2.5以下的第2绝缘材料构成的第2层。
在本发明中，采用温度为23℃时的抗拉断裂强度为100MPa以上、温度为23℃时的断裂延伸率为10％以上的第2绝缘材料构成第2层后，假如在第1层中，因热应力而产生裂纹，也能利用第2层使该裂纹停止扩大。因此，薄片材料整体不会由于裂纹而断裂，耐裂纹性优异。另外，将所述比(a/b)的值定为2.5以下后，从而使高温时和低温时的机械特性变动小，即使长期反复外加热应力，也能防止耐裂纹性下降。因此，本发明的薄片材料的可靠性优异。进而，在本发明中，由于不需要使用玻璃-环氧树脂复合材料等，所以通路孔的加工性能良好，能够形成细微的通路孔。另外，不容易产生移动，不会增大比重。进而，与层叠这种薄片材料的基板或下层的薄片材料一致，适当选择第1绝缘材料后，还能确保与基板或下层的薄片材料之间的贴紧性。
另外，所述第2绝缘材料可以是聚酰亚胺，这时，可以是多孔质的聚酰亚胺。将聚酰亚胺采用多孔质的聚酰亚胺后，可以使第2绝缘材料的介电常数及介电损失降低，可以获得在高频区域中也能使用的薄片材料。
进而，聚酰亚胺最好是包含二苯甲酮骨架的聚酰亚胺，这样，由于具有苯酮基是极性基的羰基，所以使用这种薄片材料制作布线板时，可以大大改善与由铜等金属形成的布线的贴紧性。
另外，所述第2绝缘材料，既可以是液晶聚合物，也可以是氟类聚合物。另外，这些材料还可以是多孔质。
进而，最好是在所定的硬化温度范围中硬化的热硬化材料；所述第2绝缘材料，最好是在所述硬化温度范围中不软化的耐热性材料。由热硬化材料形成第1层后，将本发明涉及的薄片材料层叠到基板上或其它薄片材料上时，第1层可以作为粘接层在与该基板或其它薄片材料之间发挥作用，能够实现良好的贴紧性。另外，热硬化材料在热硬化前是软质，所以在层叠第1层之际，能够埋入设置在基板上或其它薄片材料上的布线，然后再加热硬化，从而能够保持埋入布线的形状地固定第1层的形状。进而，固定第1层的形状，在其上形成布线，对该布线进行焊锡接合时，第1层不会在焊锡接合的热量的作用下软化。即焊锡耐性优异。
进而，在所述第l绝缘材料中，最好是温度为150℃时的弹性率在2.0GPa以上。这样，在使用本发明的薄片材料的布线板上，连接焊锡点或引线接合等之际，能够确保第1绝缘材料的刚性，切实连接焊锡点或引线接合等。
进而，所述第1绝缘材料，最好包含芳族聚酰胺纤维或氟类聚合物。这样，可以进一步提高耐裂纹性。
进而，在所述第2层中的与所述第1层相接的表面，形成多个深度为0.1～10μm的凹部，所述凹部的开口部的面积，最好小于其内部中的与所述第2层的表面平行的剖面的面积。这样，所述第1绝缘材料浸入所述凹部，固化后形成凸部，该凸部可以作为第1层和第2层之间的固定器发挥作用，能够提高第1层和第2层之间的贴紧性。
这时，所述第2层的凹部，最好是在表面形成凸部的铜箔上，使所述第2绝缘材料成膜后，再除去所述铜箔，从而将所述凸部复制到所述第2层的表面后形成。采用这种方法后，能够很容易地获得形成所述凹部的第2层。
另外，形成所述凹部的第2层的表面的十点平均粗糙度，最好是0.1～10μm，1～5μm则更好。此外，关于“十点平均粗糙度”，在JIS B 0601中对其内容进行了定义。
进而，本发明涉及的薄片材料，还可以具有由金属或合金构成的第3层，该第3层配置在和所述第1层一起夹住所述第2层的位置上。这样，腐蚀该第3层，有选择地除去后，可以很容易地形成布线。
本发明涉及的布线板，其特征在于：具有基板，和在该基板上设置的所述薄片材料。此外，所述基板，既可以是印刷基板，也可以是由金属或合金构成的金属基板。这样，能够形成组合布线板。
本发明涉及的其它布线板，其特征在于：具有所述薄片材料，在金属板上形成所述薄片材料后，除去所述金属板后形成。这样，可以获得没有设置板芯基板的薄型的布线板。
综上所述，采用本发明后，通过将第1层和由高强度材料构成的第2层重叠，从而可以获得耐裂纹性优异而且可靠性优异的布线板用的薄片材料。这种薄片材料及布线板，可以在半导体封装的布线板、例如组合布线板等中使用。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式涉及的薄片材料的剖面图。
图2是表示本实施方式涉及的布线板的剖面图。
图3是表示本发明的第3实施方式中的粘接层和高强度层的界面的剖面图。
图4(a)～(g)是按照其工序顺序表示各实施方式涉及的布线板的制造方法的剖面图。
图5是表示薄片材料中的聚酰亚胺层和环氧树脂层的界面的截面的图纸代用照片(光学显微镜照片、倍率2000倍)。
图6是表示现有技术的组合印刷布线板的剖面图。
具体实施方式
下面，参照附图，具体讲述本发明的实施方式。首先，讲述本发明的第1实施方式。图1是表示本实施方式涉及的薄片材料的剖面图，图2是表示本实施方式涉及的布线板的剖面图。本实施方式涉及的薄片材料1，是薄膜状或薄片状的材料，可以作为布线板的绝缘膜使用。如图1所示，在薄片材料1中，设置着作为第1层的粘接层2，在该粘接层2上层叠着作为第2层的高强度层3。第1层(粘接层2)，是担保薄片材料1和层叠该薄片材料1的基板或下层的薄片材料之间的贴紧性的层，所以以下称作“粘接层”。该粘接层2，例如可以由热硬化树脂或热可塑性树脂形成。特别是由热硬化树脂形成粘接层2后，由于层叠时是软质，所以能够埋入基板上或其它薄片材料上配置的布线，然后使其热硬化，从而能够确保焊锡接合时必要的耐热性。另一方面，第2层(高强度层3)，是担保薄片材料1要求的机械特性的层，所以以下称作“高强度层”。
薄片材料1的厚度，随着使用该薄片材料1的布线板要求的强度及该布线板中的薄片材料的层叠数量的不同而不同，所以没有特别限定。但例如是1～100μm，最好是10～50μm。另外，粘接层2的膜厚，例如是5～99μm；高强度层3的膜厚，例如是1～95μm。
粘接层2由加热到所定的硬化温度范围后硬化的热硬化材料构成。在热硬化材料中，最好使用耐热性高、介电常数低、强度高的树脂。本实施方式中，作为这种热硬化材料，使用。另外，环氧树脂的硬化温度，是100～200℃左右。
此外，形成粘接层2的热硬化材料，温度为150℃时的弹性率是2.0GPa以上。在由薄片材料1形成的布线板上搭载半导体元件时，将焊锡点、金突起或金引线粘接等与布线板连接。但这时，在焊锡的熔点温度或外加超声波时的软化温度中进行连接。所以在高温度气氛中，粘接层2的弹性率下降后，往往会出现布线板的刚性不足、不能切实连接的问题。所以热硬化材料，最好是温度为150℃时的弹性率在2.0GPa以上。
将薄片材料1粘附到基板上(未图示)时，粘接层2作为和该基板之间的粘接层发挥作用，将薄片材料1多层层叠时或将薄片材料1层叠到其它的薄片材料上时，粘接层2作为和下层的薄片材料之间的粘接层发挥作用。另外，粘接层2在热硬化前是软质的，容易变形，所以具有埋入在基板上或下层的薄片材料上形成的布线的功能。而且，埋入布线后使其硬化，从而将粘接层2的形状固定，薄片材料1被基板或下层的薄片材料粘接。
高强度层3，由耐热性及强度优异的高强度材料形成。该高强度材料，在形成粘接层2的环氧树脂的热硬化温度范围中不软化·变形，抗拉断裂强度比硬化后的环氧树脂的抗拉断裂强度高，温度为23℃时的抗拉断裂强度为100MPa以上，最好为200MPa以上，为300MPa以上则更好，断裂延伸率为10％以上，最好为20％以上，为50％以上则更好。另外，设温度为-65℃时的抗拉断裂强度为a(MPa)、温度为150℃时的抗拉断裂强度为b(MPa)时，比(a/b)的值为2.5以下，例如是0.4以上。在本实施方式中，作为使用的聚酰亚胺，是全芳香族聚酰亚胺或热可塑性聚酰亚胺，还是包含二苯甲酮骨架的聚酰亚胺。
下面，讲述本实施方式涉及的布线板。如图2所示，在本实施方式涉及的布线板4中，设置着印刷基板5。印刷基板5，例如是将使FR-4等玻璃丝网含浸环氧树脂的材料作为构成材料的基板。印刷基板5，既可以是由上述的玻璃丝网—环氧树脂复合材料等绝缘材料构成的单层结构的基板，也可以是层叠多层由这种绝缘材料构成的层的多层结构的基板。另外，可以在基板的表面不形成布线(外层布线)。进而，印刷基板5是多层结构的基板时，可以在层间不形成布线(内层布线)。而且，在该印刷基板5上，层叠2层薄片材料1。在印刷基板5的表面，形成布线6a；在下层的薄片材料1的表面，形成布线6b；在上层的薄片材料1的表面，形成布线6c。布线6a，埋入下层的薄片材料1的粘接层2；布线6b，埋入上层的薄片材料1的粘接层2。另外，在薄片材料1中，形成通路孔7，通过该通路孔7做媒介，布线6a与布线6b连接，布线6b与布线6c连接。本实施方式涉及的布线板4，例如是组合布线板，搭载半导体元件(未图示)后形成半导体封装。
布线板4是先将粘接层2和高强度层3互相贴在一起，再就它们贴到印刷基板5上后制作而成。或者还可以将未硬化的环氧树脂涂敷到高强度层3上，作为半硬化状态的粘接层2，将其配置到印刷基板5上后，再使粘接层2硬化。或者还可以将未硬化的环氧树脂涂敷到印刷基板5上，使其硬化后形成粘接层2，再在该粘接层2上形成高强度层3。
下面，讲述本发明的各构成要素中的数值限定的理由。
温度为23℃时的第2层的抗拉断裂强度：100MPa以上
第2层(高强度层3)的断裂强度小于100MPa后，就不能确保薄片材料所需的机械特性。所以规定温度为23℃时第2层的抗拉断裂强度为100MPa以上。
在第2层中，设温度为-65℃时的抗拉断裂强度为a(MPa)、温度为 150℃时的抗拉断裂强度为b(MPa)时，比(a/b)的值：2.5以下
所述比(a/b)的值超过2.5后，薄片材料的温度上升，成为高温(150℃)时的断裂强度的下降显著。因此，即使在低温(-65℃)及常温(23℃)中，薄片材料具有足够的强度，也由于在低温时和高温时的强度的变动增大，致使薄片材料不能承受反复外加的热应力，产生裂纹的可能性增大。所以规定比(a/b)的值为2.5以下。另一方面，对比(a/b)的值的下限值，没有特别限定，但可以认为如果是上限值(2.5)的倒数-0.4，就能抑制裂纹的产生。但是，目前不存在比(a/b)的值小于1.0的树脂材料，无法通过试验确认。最理想的情况是：如果使用在温度为-65℃时和150℃时物理性能毫无变化的材料、即比(a/b)的值成为1.0的材料形成基体绝缘膜，就不存在温度变化引起的物理性能的变化，完全不受热循环的影响，所以可以获得最高的可靠性。
温度为23℃时第2层的断裂延伸率：10％以上
第2层(高强度层3)的断裂延伸率小于10％后，就不能确保薄片材料所需的机械特性。所以规定温度为23℃时第2层的断裂延伸率为10％以上。
温度为150℃时第2层的弹性率：2.0GPa以上
将所述弹性率定为2.0Gpa以上后，可以确保高温中的薄片材料的刚性，由能够防止由施加给该薄片材料的应力引起的薄片材料的过剩的变形，所以能够防止往布线板上安装时的焊锡点的破损。所以最好将温度为150℃时第2层的弹性率规定为2.0GPa以上。
在如上结构的本实施方式的薄片材料及布线板中，层叠由环氧树脂构成的粘接层2和高强度层3后，形成薄膜状或薄片状的薄片材料1。而且，由温度为23℃时的抗拉断裂强度为100MPa以上、断裂延伸率为10％以上的聚酰亚胺形成高强度层3。这样，即使假如在粘接层2中产生裂纹时，该裂纹的扩大也被高强度层3阻止，所以不会由于裂纹的扩大而导致金属布线的断线、突起的破坏等严重后果。
另外，在高强度层3中，设温度为-65℃时的抗拉断裂强度为a(MPa)、温度为150℃时的抗拉断裂强度为b(MPa)时、比(a/b)的值为2.5以下。这表明温度差所造成的机械特性的差异较小，因此，对热应力的耐久性高，能够切实防止反复外加的热应力产生及传播裂纹。其结果，布线板4能够长期维持很高的可靠性。这样，本实施方式涉及的薄片材料及布线板，耐裂纹性及可靠性优异。
进而，由于聚酰亚胺的介电常数及介电损耗比环氧树脂低，所以象本实施方式这样，通过在叠层板的一部分中使用聚酰亚胺后，可以获得被布线传输的信号的频率区域是高频区域时也能够不成问题地使用的布线板。另外，聚酰亚胺是多孔质的聚酰亚胺时，绝缘层的介电常数及介电损耗更低，所以更能获得在高频中也能使用的布线板。
一般来说，由于聚酰亚胺化学稳定性高，所以耐热性及耐溶剂性高，但是与由铜等金属构成的金属布线的粘接性不太好。可是，在本实施方式中，由于聚酰亚胺是包含二苯甲酮骨架的聚酰亚胺，所以具有苯酮基是极性基的羰基。因此得到改善。聚酰亚胺最好是包含二苯甲酮骨架的聚酰亚胺，这样，与金属布线的粘接性得到改善。
在形成薄片材料1之际，高强度层3兼作粘接层2的支持基体，所以与只用环氧树脂构成薄片材料时不同，在粘接层2硬化后，不需要从支持基体剥离粘接层2的工序。
此外，粘接层2和高强度层3的界面未必需要明确地存在。就是说，薄片材料1的成分可以是在粘接层2和高强度层3之间连续变化的倾斜材料等。另外，在本实施方式中，作为基板，使用印刷基板5，但作为基板，还可以使用由金属或合金构成的金属基板，例如可以使用由铜或铜合金构成的板状基板。这样，例如将本实施方式的布线板用作GaAs系LSI封装时，能够提高散热性。另外，作为基板，取代印刷基板5，还可以使用陶瓷基板。
接着，讲述本发明的第2实施方式。在本实施方式涉及的薄片材料中，与前文讲述的第1实施方式相比，在高强度层中与粘接层相反一侧的面上，形成由铜构成的薄膜(铜箔)。就是说，本实施方式涉及的薄片材料，是将环氧树脂层与单面镶铜的聚酰亚胺薄膜粘贴而成。本实施方式的薄片材料中的上述以外的结构，与前文讲述的第1实施方式一样。此外，单面镶铜的聚酰亚胺薄膜，既可以是将铜箔直接层叠到聚酰亚胺薄膜上的薄膜、即所谓2层CCL(Copper Clad Laminate)；还可以是通过粘接层做媒介，将铜箔层叠到聚酰亚胺薄膜上的薄膜、即所谓3层CCL。
在如上结构的本实施方式的薄片材料及布线板中，由于在高强度层的单面设置铜箔，所以使用这种薄片材料制作布线板之际，可以采用消去法形成布线。即腐蚀铜箔，有选择地将其除去后，就能够很容易地形成布线图案。
另外，在高强度层的单面设置铜箔后，腐蚀铜箔从高强度层将其除去后，就在高强度层的表面，形成写入铜箔粗糙面的凹部。该凹部的深度为0.1～10μm。然后，由于能够使Pd等催化剂附着在该凹部中，所以可以利用这种催化剂对高强度层的表面实施无电解电镀。其结果，就可以利用添加法及半添加法制造布线板。
由于高强度材料大多缺乏反应性，所以多层层叠前文讲述的第1实施方式涉及的薄片材料1(参照图1)或在该薄片材料1上层叠其它薄片材料制作多层布线板时，在其叠层界面中的贴紧性往往不太好。另外，与金属布线的贴紧性也往往不太好。与此不同，采用本实施方式后，在高强度层的表面形成细小的凹部，向该凹部中流入一部分上层的薄片材料或金属布线后形成凸部，利用该凸部的定位效果，就可以改善与上层的薄片材料或金属布线的贴紧性。此外，凹部的深度小于0.1μm时，使催化剂附着的效果就不太好，定位效果也不太好。另一方面，凹部的深度超过10μm时，在使高强度层薄膜化之际，高强度层的强度就要下降，所以往往不能确保薄片材料的强度。因此，凹部的深度最好是0.1～10μm。本实施方式涉及的上述以外的效果，与前文讲述的第1实施方式一样。
接着，讲述本发明的第3实施方式。图3是表示本实施方式中的粘接层和高强度层的界面的剖面图。如图3所示，在本实施方式中，在高强度层3a中的粘接层2a一侧的面上，形成细小的凹部9。该凹部9的深度为0.1～10μm，开口部的面积小于与内部中的高强度层3a的表面平行的剖面的面积，具有“罐子”状的形状。此外，高强度层3a中的粘接层2a一侧的面的十点的平均粗糙度，为1～5μm。然后，向该凹部9内注入形成粘接层2a的环氧树脂。
下面，讲述本实施方式涉及的薄片材料的制造方法。首先，制造至少使单面成为粗糙面、表面形成凸部的铜箔。该凸部，例如在铜箔的表面，使铜再结晶后形成。然后，向该铜箔的表面涂敷液态的聚酰亚胺，使其硬化。这样，就制作出单面镶铜的聚酰亚胺薄膜。然后，采用湿腐蚀等手段，从该单面镶铜的聚酰亚胺薄膜上除去铜箔。这样，就能将铜箔的粗糙面写入聚酰亚胺薄膜的单面，能够形成表面具有凹部9的高强度层3a。接着，向高强度层3a上涂敷液态的环氧树脂。这时，环氧树脂浸入凹部9内。再接着，加热环氧树脂，使其热硬化。这样，就能制造出本实施方式涉及的薄片材料。本实施方式涉及的上述以外的结构，与前文讲述的第1实施方式一样。
如前所述，一般来说，聚酰亚胺等强度高的树脂，化学稳定性高，与粘接层之间的贴紧性差。与此不同，在采用上述结构的本实施方式的薄片材料及布线板中，由于在高强度层中的粘接层一侧的表面，形成细小的凹部，向该凹部内注入形成粘接层的树脂后形成凸部，所以可以获得由该凸部发挥的定位效果，高强度层和粘接层的贴紧性良好。这样，在本实施方式的薄片材料及布线板中，可以获得良好的可靠性。另外，在高强度层中的布线一侧的表面形成凹部后，在表皮效应的作用下，高频传输时的特性会稍稍下降。但布线一侧没有凹部时，就不存在这种问题。本实施方式中的上述以外的效果，与前文讲述的第1实施方式一样。
此外，本第3实施方式可以与前文讲述的第2实施方式组合起来实施。即可以使用双面镶铜的聚酰亚胺薄膜，在高强度层中的两面形成细小的凹部。这样，与前文讲述的只在粘接层一侧的表面形成凹部时相比，虽然高频传输时的特性会稍稍下降，但在能够使高强度层和粘接层之间的贴紧性及高强度层和其它的薄片材料及布线的贴紧性得到提高的同时，还能获得采用消去法、添加法或半添加法可以轻易形成布线的薄片材料。另外，在前文讲述的第2及第3实施方式中，从镶铜的聚酰亚胺薄膜中除去铜箔后，复制铜箔的粗糙面，在高强度层的表面形成凹部。但本发明并不局限于此，可以采用其它方法形成凹部。
下面，讲述本发明的第4实施方式。在本实施方式中，对由聚酰亚胺构成的高强度层的表面实施表面处理。这时，有对高强度层中的与粘接层相接的一侧的面实施表面处理的情况和对与金属布线相接的一侧的面实施表面处理的情况。作为表面处理，有各种处理，例如紫外线照射处理、等离子体处理、离子束处理，碱处理等。
在紫外线照射处理中，对紫外线的波长没有特别限定。但是采用照射波长为300nm以下的短波长的紫外线照射后，可以极大地改善高强度层和粘接层、其它的薄片材料或布线之间的贴紧性。作为这种紫外线光源，有UV灯泡及受激准分子灯泡等。作为受激准分子灯泡的示例，可以列举宇西欧电机制造的受激准分子VUU洗涤装置。该光源因型号而异，可以照射接近126nm、146nm、172nm、222nm、308nm的单波长的紫外线。此外，作为照射这种紫外线后提高贴紧性的原因，被认为是由于使表面的有机附着物分解后清净化、材料表面的化学反应等，但详细情况尚不明了。
作为等离子体处理，向等离子体装置装入氧、氮或氟化氢等气体后，将该气体等离子化，对强度层进行腐蚀等表面处理。据认为高强度材料是聚酰亚胺时，效果特别显著。此外，在等离子体处理时导入的气体，并不局限于氧、氮或氟化氢等气体。
在离子束处理中，将离子束加速后照射到高强度层的表面。这样，如后文所述，由氟类聚合物构成高强度层时，可以获得与布线之间的良好的贴紧性。
作为碱处理，有采用KOH、NaOH等水溶液的表面处理。高强度材料是聚酰亚胺时，使高强度层与强碱溶液接触后，聚酰亚胺的亚胺环开环，生成羧基及酰胺基。由于这些基的反应性强，所以可以在高强度层和粘接层、其它薄片材料或布线之间，获得很高的贴紧性。
这样，在本实施方式中，通过对高强度层的表面实施表面处理，从而可以提高高强度层和粘接层之间、高强度层和其它薄片材料之间、高强度层和金属布线之间的贴紧性。这样，还能在热循环试验之外，提高THB(steady-state Temperature Humidity Bias life test)及HAST(HighlyAccelerated Temperature and Humidity Stress Test)等的可靠性试验的评价结果。另外，对高强度层的表面实施表面处理时，由于在该表面形成的凹凸小到分子级或接近于它的程度，所以具有下述优点：在高强度层中的金属布线一侧的表面形成的凹凸，在高速传输中毫无问题。本实施方式中的上述以外的效果，与前文讲述的第1实施方式一样。
此外，本实施方式中的表面处理，既可以实施上述处理中的某一个处理，也可以依次实施多个处理。
下面，讲述本发明的第5实施方式。在本实施方式中，由液晶聚合体形成高强度层。作为液晶聚合体，是具有亚甲胺类、偶氮类、脂类、二苯乙烯类、联苯基类、联三苯类、二苯乙炔类、环己烷类、间而氮苯类、芴类、内元基、(硬直基)等的液晶聚合体。这些内元基，可以在聚合体的侧链上存在，但最好在主链上存在。此外，这些液晶聚合体也可以是多孔质体。本实施方式涉及的上述以外的结构，与前文讲述的第1实施方式一样。
在如上结构的本实施方式的薄片材料及布线板中，作为形成高强度层的的高强度材料，使用液晶聚合体。这样，由于液晶聚合体具有分子次序的定向性，所以热膨胀系数小，能够制作具有接近于硅的热膨胀系数的材料，以及接近于形成布线的铜等金属的热膨胀系数的材料。例如，作为高强度层，制作具有接近于硅的热膨胀系数的材料后，布线板与半导体元件之间的热膨胀系数之差减小，外加热循环时，能够将热应力的产生抑制到很小的程度。另外，制作接近于金属的热膨胀系数的材料后，可以降低高强度层和布线之间的热应力。另外，液晶聚合体具有介电常数和介电损失小、吸水率小的特性，从这些方面说，也最好将液晶聚合体作为布线板材料。
此外，作为布线板的绝缘膜，还考虑用单体使用液晶聚合体的方法。可是，由于具有焊锡耐热性等的液晶聚合体的软化点高(300℃左右)，所以存在不能使用加热温度为200℃左右的普通的加热压力机的问题。另外，还存在软化时粘度急剧下降，所以层叠时难以控制的问题，和在多层布线化时，在上层挤压时的热量的作用下，已经制作好的下层由于软化而变形，所以难以多层布线化的问题。与此不同，在本实施方式中，只用液晶聚合体形成高强度层，使该高强度层与粘接层层叠后形成薄片材料，所以可以利用粘接层与基板或下层的薄片材料进行粘接，而不必将由液晶聚合体构成的高强度层加热到软化温度为止。因此，用单体使用液晶聚合体时，不会出现问题。
下面，讲述本发明的第6实施方式。在本实施方式中，利用使环氧树脂含有芳族聚酰胺纤维的复合材料形成粘接层。该复合材料中的芳族聚酰胺纤维的含有率，例如是10～50质量％。另外，作为高强度材料，使用液晶聚合体。本实施方式涉及的上述以外的结构，与前文讲述的第1实施方式一样。
在如上结构的本实施方式的薄片材料及布线板中，由于粘接层包含的芳族聚酰胺纤维本身具有抑制产生裂纹的效果，所以将该粘接层与高强度层组合后形成薄片材料时，可以获得更优异的耐裂纹性。另外，由于含有芳族聚酰胺纤维的热硬化树脂的热膨胀系数小，所以作为高强度材料使用液晶聚合体，作为热硬化材料使用含有芳族聚酰胺纤维的环氧树脂，从而可以使粘接层的热膨胀系数，与形成半导体元件的硅(Si)的热膨胀系数基本相等。其结果，即使外加热循环，也几乎产生热应力，所以可以制作不出现裂纹及挠曲的布线板。本实施方式涉及的上述以外的效果，与前文讲述的第1实施方式一样。
此外，在本实施方式中，热硬化性材料的矩阵，不限于环氧树脂，还可以使用其它的热硬化树脂。另外，作为热硬化性材料，可以代替含芳族聚酰胺纤维的热硬化树脂，使用含氟类聚合体。环氧树脂的介电常数及介电损耗通常稍大。但使用将介电常数低而且介电损耗低的树脂——氟素树脂分散的材料后，可以使这一点得到改善。作为这种材料，例如有使延伸PTFE含浸环氧树脂的材料(例如哥尔泰公司制造的maikuroramu600)。
另外，本实施方式中的热硬化树脂，考虑到在高频中使用布线板，最好是使用介电常数和介电损耗尽量低的材料。作为这种材料，除了环氧树脂外，还有聚烯及乙烯类树脂。另外，作为热硬化树脂，可以使用BT树脂。
下面，讲述本发明的第7实施方式。在本实施方式中，由氟类聚合物形成高强度层。所谓“氟类聚合物”，是指分子结构内含氟原子的聚合物，例如：聚四氟乙烯、四氟合乙烯—全氟烷基乙烯醚共聚体、四氟合乙烯—乙烯共聚体、聚三氟氯乙烯、三氟氯乙烯—乙烯共聚体、聚偏氟乙烯、聚乙烯(基)等。此外，这些氟类聚合物，还可以是多孔质体。本实施方式涉及的上述以外的结构，与前文讲述的第1实施方式一样。
在如上结构的本实施方式的薄片材料及布线板中，由氟类聚合物形成高强度层。氟类聚合物的介电常数和介电损耗，在树脂中最低，是使用高频的高速传输布线板最理想的材料。另外，氟类聚合物虽然强度小，但延伸率极大，所以防止产生裂纹的效果大。但是，由于氟类聚合物是疏水性，所以与其它树脂层及金属布线的贴紧性低。因此，在由氟类聚合物构成的高强度层的表面，最好实施前文叙及的第4实施方式中的表面处理。
下面，讲述本发明的第8实施方式。本实施方式涉及的薄片材料，与前文叙及的第1实施方式涉及的薄片材料1(参照图1)相同。在本实施方式中，在制作布线板之际，在金属板上形成薄片材料1，形成布线6a～6c及通路孔7后，腐蚀、除去金属板。这样，就制造出本实施方式涉及的布线板。
本实施方式中，在制作布线板的工序中，由于在金属板上形成薄片材料1，所以金属板作为支持基板发挥作用，可以很容易地制造出平坦性优异的布线板。而且，最终除去金属板后，可以获得没有支持基板的非常薄的布线板。在这种薄型的布线板中，没有吸收热应力的支持基板，产生的应力全部集中到层叠的薄片材料中。因此，本发明的耐裂纹性良好的薄片材料特别有效。本实施方式涉及的上述以外的效果，与前文讲述的第1实施方式一样。
此外，在本实施方式中，如前文讲述的第2～第4实施方式所示，最好在高强度层的表面，形成微小的凹部，或实施表面处理，提高和粘接层、其它薄片材料或布线的贴紧性。其理由是：本实施方式的布线板，由于没有吸收应力的支持基板，所以薄片材料的界面贴紧性差，容易产生界面剥离，使布线板的特性及可靠性下降。
下面，讲述前文所述的第8实施方式涉及的布线板的制造方法。图4(a)～(g)，是按照其工序顺序表示本实施方式涉及的布线板的制造方法的剖面图。首先，如图4(a)所示，将粘接层2和高强度层3相互贴在一起后，制作薄片材料1。这时，粘接层2成为半硬化状态。
接着，如图4(b)所示，在金属板8上，形成布线6a。然后，在金属板8上配置薄片材料1，以便覆盖该布线6a。这时，薄片材料1的粘接层2与金属板8相接。这样，薄片材料1的粘接层2变形，埋入布线6a。再然后，加热，使粘接层2热硬化。
接着，如图4(c)所示，采用激光加工等方法，在薄片材料1中的布线6a的正上方的一部分区域形成通路孔11。接着，如图4(d)所示，将导体层埋入该通路孔11的内部，形成通路孔7。再接着，如图4(e)所示，在薄片材料1上形成布线6b。这时，布线6b通过通路孔7作媒介，与布线6a连接。
接着，如图4(f)所示，在薄片材料1上层叠其它的薄片材料1(以下称作“薄片材料1a”)，使其热硬化。这时薄片材料1a的粘接层2。埋入布线6b。接着，在薄片材料1a中的布线6b的正上方的一部分区域形成通路孔7。然后，在薄片材料1a上形成布线6c。这时，布线6c通过薄片材料1a中的通路孔7作媒介，与布线6b连接。
接着，如图4(g)所示，通过腐蚀除去金属板8。这样，第8实施方式涉及的布线板就制作了出来。
此外，在图4(a)～(g)所示的制造方法中，作为支持基板使用了金属板8。但支持基板只要是具有平坦性的基板就行，并不需要特别限定金属板。另外，支持基板的除去方法也不局限于腐蚀，可以使用剥离等腐蚀以外的方法。
另外，制作前文所述的第1实施方式涉及的布线板4时，在图4(a)～(f)所示的工具中，取代金属板8，在印刷基板上层叠薄片材料1及1a。然后，省略图4(g)所示的工序。这样，就能够制造出图2所示的布线板4。
另外，在前文所述的第1～8实施方式中，取代热硬化树脂，可以使用热可塑性树脂。
以下，采用将本发明的实施示例与权利要求书的范围以外的比较示例进行比较的方式具体讲述。此外，本发明并不局限于以下的实施示例，在本发明的技术思想的范围内可以进行各种变形、变更。
在以下所示的实施示例及比较示例中，制造形成高强度层的材料及表面状态不同的薄片材料时，对后文讲述的各实施示例及比较示例，分别使用该薄片材料，制作20个布线板的样品。然后，对其中的10个样品，在温度变化范围为-65～150℃中进行热循环试验，然后测量其布线电阻。对另外的10个样品，进行耐湿试验(HAST)，经过所定的时间后，测量高强度层和粘接层之间的力学性的剥离强度及绝缘电阻。另外，还测量高强度层的抗拉强度。进而，对一部分实施示例测量高强度层和布线之间的抗剥离强度。
下面，讲述热循环试验及耐湿试验的目的及详细的试验方法。如果在在实际使用条件(25～70℃)中评价半导体器件的热应力耐久性，评价就相当费时。因此，对样品外加(-65～150℃)的热循环，进行加速试验。就是说，外加将在-65℃的温度中保持30分钟后再在+150℃的温度中保持30分钟的基本循环反复进行所定次数的热循环。此外，从低温(-65℃)到高温(+150℃)移行的移行时间及从高温到低温移行的移行时间，因热循环试验机的能力及样品的热容量而异，所以要适当调整。假设在热循环试验中，由于热应力在绝缘膜中产生裂纹，该裂纹切断布线板的布线，那么所述布线电阻就要比热循环试验前增大。因此，测量布线电阻后，能够评价布线板的可靠性。
另外，如前所述，聚酰亚胺等的高强度材料因其化学稳定性高，所以与其它材料的贴紧性及粘接性往往较低。将这种贴紧性及粘接性较低的材料与其它材料层叠时，两种材料的界面的强度就不够。这种不够的粘接强度虽然也能原封不动地进行评价，但放置样品的环境存在极性很高的水时，这种水容易浸入粘接较弱的界面，在使该界面的粘接强度进一步降低的同时，还使绝缘电阻降低。所以，在高湿高温下，长时间置放样品后，就能够更明确地检出粘接强度是否足够。作为这种试验，可以列举HAST(High1yAccelerated Temperature and Humidity Stress Test、标准：JESD22-A110-B)及THB(steady-state Temperature Humidity Bias life test、标准：JESD22-A110-B)。此外，试验标准JESD，是指“JEDEC Standards”；JEDEC表示Joint Electron Device Engineering Council(美国电子器件的有关标准化团体；网址http：//www·jedec·org)。
下面，详细讲述各实施示例及比较示例
(实施示例1)
作为高强度材料，使用双面镶铜的聚酰亚胺薄膜(宇部兴产制ユピセルN、铜箔厚度：12μm、聚酰亚胺厚度：25μm)。用碱铜腐蚀液溶解双面镶铜的聚酰亚胺薄膜的双面的铜箔。使用扫描型电子显微镜(SEM)，观察铜箔腐蚀后的聚酰亚胺薄膜的表面后，可以看到写入铜箔的粗糙面后形成的细小的凹部。
接着，将腐蚀了铜箔的聚酰亚胺薄膜和半硬化状态(B等级)的环氧树脂材料(味之素制ABF、厚度：40μm)加热到80℃后，采用真空叠片法粘贴到一起，作为薄片材料。另一方面，在铜板上形成作为腐蚀阻挡层的Ni电镀层，在该腐蚀阻挡层上，形成由金属层及铜层的2层膜构成的BGA岛部。然后，在该铜板上层叠挤压所述薄片材料，在170℃的温度中保持60分钟，使环氧树脂硬化。切出在该铜板上形成的一部分薄片材料，观察其截面。
图5是表示薄片材料中的聚酰亚胺层和环氧树脂层的界面的截面光学显微镜照片。此外，在图5中示出刻度，该刻度的最小单位是1μm。如图5所示，在作为高强度层的聚酰亚胺层13作为粘接层的环氧树脂层12中，在聚酰亚胺层13的表面，形成罐子状的凹部14，环氧树脂流入该凹部14中，环氧树脂层12成为咬入聚酰亚胺层13的结构。在这种状态下，想将聚酰亚胺层13和环氧树脂层12互相分离，但两者却牢固地贴在一起，无法分离。
接着，用二氧化碳激光在该铜板上形成通路孔后，进行去污(デスミア)处理，实施以钯为催化剂的无电解电镀。其结果，在与电镀液相接的薄片的表面及通路孔的侧面形成均匀的无电解电镀层。使用电镀抗蚀剂，在形成无电解电镀层的试料上形成图案，经过电镀后，在形成厚约18μm的布线的同时，还电镀充填通路孔。接着，经过腐蚀，有选择地除去不需要的无电解电镀层。
反复进行上述工序后，就制作出多层布线板。接着，在该布线板上，用倒装片连接搭载测试用的半导体元件。然后，腐蚀、除去下层的铜板，接着还除去腐蚀阻挡层——Ni层。经过以上工序后，就得到搭载半导体元件的布线板。此外，在制造的布线板中，在没有搭载半导体元件的区域，设置了设置着HAST试验用的通路孔和布线的TEG(测试元件组)。
在该布线板的BGA岛部上搭载焊锡点后，将半导体元件逐一切断，作为试验样品。使用10个这种试验样品，进行了温度变化范围为-65～150℃的热循环试验。其结果，经过1000个热循环后，也没有发生布线电阻因断线等而增大的现象。
对另外10个样品进行了HAST试验(温度：130℃、温度：85％RH、外加电压：5V)。对通路孔间的绝缘电阻进行了HAST试验(通路孔/岛直径：90/150μm、通路孔间距：300μm)。在HAST试验中，经过400小时后，也没有出现绝缘电阻值的下降等问题。另外，对HAST试验后的样品，试着使聚酰亚胺层和环氧树脂层分离。但两者相互牢固地紧贴在一起，没有能够分离。
通过电镀对形成无电解电镀层的其它铜板上的薄片材料实施板电镀，形成厚约18μm的铜层。将该铜层留下宽度为10mm的矩形后，除去剩余部分，测量了90度抗剥离强度(抗剥强度，遵照JIS C6481)。抗剥离强度是1.5KN/m。
另外，将使用了铜箔腐蚀后的聚酰亚胺薄膜切出宽度为10mm的矩形后，进行了抗拉试验。抗拉试验遵照《JPCA标准组合布线板JPCA-BU01》。其结果，断裂延伸为78％(温度：23℃℃)、抗拉强度为450MPa(温度：23℃)、480MPa(温度：-65℃)、350MPa(温度：150℃)。所以，前文叙及的(a/b)比、即温度为-65℃时的抗拉断裂强度a和温度为150℃时的抗拉断裂强度b之比，是1.37。
(实施示例2)
用保护薄膜盖住双面镶铜的聚酰亚胺薄膜的单面，使用和实施示例1一样腐蚀液，只除去其单面的铜箔。另外，该聚酰亚胺薄膜的厚度及机械特性，和前文讲述的实施示例1相同。在腐蚀了聚酰亚胺薄膜中的铜箔的一侧的面上，将半硬化状态的环氧树脂(日本油漆制プロビユ一ト、厚度：50μm)真空叠片后，获得叠层薄片材料。
将该叠层材料，层叠挤压到和实施示例1一样的铜板上，获得在铜板上形成的薄片材料。接着，在其剩下的一侧的铜箔上布图，采用消去法形成布线。再接着搭载半导体元件，腐蚀、除去铜板后，就制作出布线板。
在本实施方式中，和实施示例1一样，采用使环氧树脂层咬入聚酰亚胺薄膜的表面凹部的结构，使两者不能离开。
另外，和实施示例1一样，进行了热循环试验及HAST试验。经过1000个热循环后，也没有发生布线电阻因断线等而增大的现象；在经过400小时的HAST试验后，也没有出现绝缘电阻值的下降等问题。另外，对HAST试验后的样品，试着使聚酰亚胺薄膜—环氧树脂层分离。但两者相互牢固地紧贴在一起，没有能够分离。
在上述实施示例1及2中，讲述了对在金属板上制作、最后除去金属板的布线板的实施示例。这是因为最后除去金属板、只具有由薄片材料构成的绝缘膜和金属布线的布线板，与具有板芯基板的布线板相比，搭载半导体元件等时产生的热应力的影响大。就是说，必须产生的热应力由薄薄的绝缘膜吸收，所以要求绝缘膜的断裂强度大。这就意味着，如果是可以在最后除去金属板的布线板中使用的材料，那么在印刷布线板等具有板芯基板的布线板中也能使用。可是，在印刷布线板等具有板芯基板的布线板中，线膨胀系数也和薄片材料不同，在搭载的半导体元件的插脚数量较多时，有可能以薄片材料和金属布线及其它不同的材料的界面为起点，产生裂纹，因此，本发明所示的这种耐裂纹性高的薄片材料是有效的。下面，作为实施示例3，讲述具有印刷基板的布线板。
(实施示例3)
将和实施示例1一样制作的层叠薄片材料，层叠挤压到具有印刷布线的FR-4基板上，在170℃的温度中保持80分钟后，使下层的环氧树脂硬化，与FR-4基板粘接。切出含有该FR-4基板的层叠材料中的-部分，观察其截面，可以看到环氧树脂层咬入聚酰亚胺薄膜的凹部的结构。在这种种状态下，试着使聚酰亚胺层和环氧树脂层分离。但两者相互牢固地紧贴在一起，没有能够分离。
用激光在FR-4基板上的层叠材料中形成通路孔后，进行去污(デスミア)处理，实施以钯为催化剂的无电解电镀。从而在薄片材料的上面及通路孔部的内面形成由无电解电镀层构成的电镀基底层。
接着，使用抗蚀剂，在形成电镀基底层的试料上形成布线图案，进行电镀，除去抗蚀剂，在形成所需的图案的布线的同时，还电镀充填通路孔内。布线的厚度调整为约18μm。然后，有选择地除去不需要的无电解电镀层。
反复进行上述工序后，就制作出多层基板。接着，在该多层基板上，用倒装片连接搭载半导体元件。这样，就得到搭载半导体元件的布线板。
按照半导体元件切断该多层布线板，作为试验样品。使用20个这种试验样品，进行了热循环试验(-65～150℃)。经过1000个热循环后，也没有发生断线等问题。
(实施示例4)
作为热硬化树脂，使用了将芳族聚酰胺纤维作为加强基材，将环氧树脂作为矩阵的半硬化的热硬化材料(新神户电极制EA541、芳族聚酰胺纤维含有率30质量％)。除此之外，采用和实施示例1同样的方法，制造布线板。就是说，本实施示例使用的聚酰亚胺薄膜，和前文讲述的实施示例1中使用的聚酰亚胺薄膜一样。
在本实施示例的布线板中，也采用使粘界层咬入聚酰亚胺层的凹部的结构，使两者不能离开。另外，热循环试验也经过1000个热循环后，没有发生断线等问题；在经过400小时的HAST试验后，也没有出现绝缘电阻值的下降等问题。
(实施示例5)
作为热硬化性树脂，使用由使延伸多孔质氟类聚合物(聚四氟乙烯)含浸环氧树脂、由半硬化的热硬化性材料构成的热硬化性材料(哥尔泰制マイクロラム600、氟类聚合物含有率25％)，制作布线板。本实施示例的布线板中上述以外的结构，和前文讲述的实施示例1一样。就是说，本实施示例使用的聚酰亚胺薄膜，和前文讲述的实施示例1中使用的聚酰亚胺薄膜一样。
在本实施示例的布线板中，也采用使粘界层咬入聚酰亚胺层的凹部的结构，使两者不能离开。另外，热循环试验也经过1000个热循环后，没有发生断线等问题。
(实施示例6)
作为包含二苯甲酮骨架的聚酰亚胺，利用棒状涂料器将聚[N，N’(1，4苯撑)-3，3’4，4—二苯甲酮4羧基亚胺](アルドリッチ试药)涂敷到PTFE上，使其干燥后形成聚酰亚胺薄膜。然后，将聚酰亚胺薄膜从PTFE上剥离。这样，就得到第2层使用的包含二苯甲酮骨架的聚酰亚胺薄膜(薄膜厚度：20μm)。将得到的聚酰亚胺薄膜，两面是平坦的。该聚酰亚胺薄膜和半硬化状态的环氧树脂(味之素制ABF、厚度：40μm)加热到80℃的温度后，采用真空叠片的方法贴在一起，作为薄片材料。从该薄片材料中采取样品，供做聚酰亚胺层和环氧树脂层之间的抗剥离强度试验、热循环试验及HAST试验、聚酰亚胺层和布线之间的抗剥离强度试验、聚酰亚胺薄膜的抗拉试验。
在聚酰亚胺层和环氧树脂层之间的抗剥离强度试验中，在该铜板上层叠挤压所述薄片材料，在170℃的温度中保持60分钟，使环氧树脂硬化。然后，采用和实施实例1同样的方法，测量聚酰亚胺层和环氧树脂层之间的抗剥离强度。但两者却牢固地贴在一起，无法分离。
另一方面，在热循环试验及HAST试验中，和实施实例1同样，在铜板上形成BGA岛部，在该铜板上层叠挤压所述叠片后的薄片材料，在170℃的温度中保持60分钟，使环氧树脂硬化，得到由铜板上形成的薄片材料构成的绝缘膜。然后，通过溅射，在该绝缘膜上形成金属层。此外，该金属层是由贴紧用的下层和由铜构成的上层的2层膜。接着，将该金属层作为晶种层，实施无电解电镀，形成布线。然后，采用和前文叙及的实示施例1同样的方法，制作搭载半导体元件的布线板，将焊锡点搭载到BGA岛部上。
接着，按照半导体元件，切断该布线板，作为试验样品。然后，和实示施例1一样，进行热循环试验及HAST试验。其结果，在热循环试验中，经过800个热循环后，也没有发生布线电阻因断线等而增大的现象；在HAST试验中，经过400小时后，也没有出现绝缘电阻值的下降等问题。另外，对HAST试验后的样品，试着使聚酰亚胺薄膜和环氧树脂层分离。但两者相互牢固地紧贴在一起，没有能够分离。
进而，在聚酰亚胺层和布线之间的抗剥离试验中，和实示施例1一样，在铜板上层叠所述薄片材料，在170℃的温度中保持60分钟，使其硬化。然后，采用溅射法贴附铜的薄膜，将它作为晶种层进行电镀，形成厚约18μm的铜箔。然后，采用和实示施例1一样的方法，测量的结果是抗剥离强度为1.2KN/m。
将使用了包含二苯甲酮骨架的聚酰亚胺薄膜切出宽度为10mm的矩形后，进行了抗拉试验。断裂延伸为19％(温度：23℃°)、抗拉强度为170MPa(温度：23℃)、190MPa(温度：-65℃)、79MPa(温度：150℃)。所以，所述(a/b)比是2.41。
(实示施例7)
作为高强度材料，使用单面形成铜箔的带铜箔的液晶聚合物(新日铁化学制エスパネツクス)。液晶聚合物层的膜厚是25μm，铜箔的膜厚是18μm。除此之外，采用和实示施例1同样的方法，制作布线板，进行了试验。在热循环试验中，经过900个热循环后，也没有发生布线电阻因断线等而增大的现象；在HAST试验(温度：120℃、湿度：85％RH)中，经过400小时后，也没有问题。铜箔的抗剥离强度为1.2KN/m。
测量了除去铜箔后的液晶聚合物层的抗拉断裂强度，结果是：断裂延伸为28％(温度：23℃℃)、抗拉拉断强度为190MPa(温度：23℃)、230MPa(温度：-65℃)、120MPa(温度：150℃)。所以，所述(a/b)比是1.92。
(实示施例8)
作为高强度材料，准备了聚酰亚胺薄膜(宇部兴产制ユ一ピレックス、厚度：25μm)。将该聚酰亚胺薄膜切出宽度为1cm的矩形后，进行了抗拉试验。其结果是：断裂延伸为120％(温度：23℃℃)、抗拉强度为270MPa(温度：23℃)、310MPa(温度：-65℃)、210MPa(温度：150℃)。所以，所述(a/b)比是1.48。
准备3块前文讲述的聚酰亚胺薄膜，对其中1块实施紫外线照射处理，对另1块实施等离子体处理，对剩下的一块不进行处理。然后，分别将半硬化状态的环氧树脂(味之素制ABF)真空叠片到这些聚酰亚胺薄膜上，获得叠层薄片材料。紫外线照射处理，用受激准分子UV灯泡(宇西欧电机制、中心波长：172nm)照射2分钟。在等离子体处理中，利用温度为45℃的氧等离子体处理3分钟。然后，分别从如此制成的3种薄片材料中切出样品，供做聚酰亚胺层—环氧树脂层之间的抗剥离强度试验、热循环可靠性试验布线—聚酰亚胺层之间的抗剥离强度试验。
在聚酰亚胺层—环氧树脂层之间的抗剥离强度试验中，在铜板上层叠挤压得到的薄片材料，在170℃的温度中保持60分钟，使环氧树脂硬化后，测量聚酰亚胺—环氧树脂之间的抗剥离强度。其结果，未进行处理的样品，抗剥离强度为0.6KN/m。紫外线照射处理的样品及等离子体处理的样品，聚酰亚胺层和环氧树脂层牢固地贴在一起，无法分离。这时，推断抗剥离强度为2KN/m以上。
另一方面，在热循环试验中，和实施实例1同样，在铜板上形成BGA岛部，在该铜板上层叠挤压各种薄片材料，在170℃的温度中保持60分钟，使环氧树脂硬化，得到绝缘膜。然后，除了作为电镀用的晶种层，取代无电解电镀层，使用通过溅射获得的金属层外，采用和实施示例1同样的方法，制作搭载半导体元件的布线板，将焊锡点搭载到BGA岛部上。此外，通过溅射获得的金属层，是由贴紧用的金属构成的下层和由铜构成的上层的2层膜。
接着，按照半导体元件，切断如此制造的布线板，作为试验样品。然后，和实施示例1一样，进行热循环试验及HAST试验。其结果，未进行处理的样品，经过800个热循环及900个热循环后，布线电阻增大的样品各有一个。但对剩余的8个样品，直到完成1000个热循环后，也没有发生布线电阻因断线等而增大的现象。另外，未进行处理的样品，在HAST试验中，经过350小时后，有2个样品出现绝缘电阻值下降10％。但剩余的8个样品，却没有出现绝缘电阻值的下降等问题。另外，对HAST试验后的各样品，试着使聚酰亚胺薄膜和环氧树脂层分离。其结果，紫外线照射处理的样品及等离子体处理的样品，两层牢固地贴在一起，无法分离。未进行处理的样品，粘接强度则比HAST试验前下降。
在聚酰亚胺层和布线之间的抗剥离试验中，和实施示例1一样，在前文讲述的薄片材料中的聚酰亚胺层上，采用溅射法形成晶种层薄，然后，通过电镀实施板镀，形成厚约18μm的铜层。有选择地除去该铜层后，剩余宽度为10mm的矩形，测量90度抗剥离强度(拉伸强度)，结果是：紫外线照射处理的样品为1.0KN/m，等离子体处理的样品为1.2KN/m。
(实施示例9)
作为高强度材料，使用聚酰亚胺薄膜(東レ·デユポン制カプトン)，作为表面处理方法，除了使用碱处理外，采用和实施示例8同样的方法，制造、评价布线板。此外，对使用的聚酰亚胺薄膜进行了抗拉测量，结果是：断裂延伸为45％(温度：23℃℃)、抗拉强度为280MPa(温度：23℃)、320MPa(温度：-65℃)、230MPa(温度：150℃)。所以，所述(a/b)比是1.39。
碱处理，是将各样品在温度为50℃、浓度为5N的氢氧化纳水溶液中浸渍10分钟。碱处理后，测量了聚酰亚胺层—环氧树脂层的抗剥离强度，结果是：没有进行碱处理的未处理品的抗剥离强度是0.4KN/m，而碱处理后的样品，两者互相牢固紧地贴在一起，不能分离开。
另一方面，和实施示例8一样，制作了搭载半导体元件的布线板，进行了热循环试验和HAST试验，碱处理样品都在1000个循环结束后，没有发生断线等问题；在HAST 400小时中，也没有问题。碱处理样品中的铜层的抗剥离强度，是0.9KN/m。
(实施示例10)
作为高强度材料，使用多孔质的聚酰亚胺(日东电工制)，采用和实施示例8一样的方法，进行紫外线照射，制造了布线板。本实施示例中的上述以外的条件，和前文讲述的实施示例8一样。进行热循环试验的结果，在800个循环中也没有发生断线等问题。另外，进行HAST试验的结果，经过500小时后也没有发生问题。
此外，本实施示例中使用的多孔质聚酰亚胺薄膜的抗拉特性是：断裂延伸为15％、抗拉强度为130MPa(温度：23℃)、150MPa(温度：-65℃)、95MPa(温度：150℃)。所以，所述(a/b)比是1.57。
(比较示例1)
作为布线板用绝缘材料，使用环氧树脂溥膜(味之素制ABF-SH、厚度：60μm)。将这种环氧树脂薄膜切出宽度为1cm的矩形，进行了抗拉测量。结果是：断裂延伸为5.9％(温度：23℃)、抗拉强度为64MPa(温度：23℃)、130MPa(温度：-65℃)、25MPa(温度：150℃)。所以，所述(a/b)比是5.2。
作为薄片材料，除了使用单层的环氧树脂薄膜以外，采用和实施示例1相同的方法制作了搭载半导体元件的布线板。按照半导体元件切断该布线板，作为试验样品。然后，实施示例1一样，对各10个样品进行了热循环试验及HAST试验。
在热循环试验中，在200循环～400循环中，所有样品的布线电阻值都增大了。试验结束后，切断样品，观察其截面后，看到绝缘层上从岛部的周围产生的裂纹切断了金属布线。在HAST试验中，400小时后，也没有发现绝缘电阻下降等现象。
(比较示例2)
作为布线板材料，将在聚酰亚胺类绝缘树脂薄膜(旭电化制BUR-201、厚度40μm)上层叠挤压具有粗糙面的电解铜箔、使其硬化的材料，作为高强度材料使用。利用碱铜腐蚀液溶解聚酰亚胺薄膜两面的铜箔。用扫描型电子显微镜(SEM)观察铜箔被腐蚀后的聚酰亚胺薄膜的表面后，可以看到铜箔的粗糙面写入的细小的凹部。
将使用的聚酰亚胺薄膜(铜箔被腐蚀后)切出宽度为10mm的矩形，进行抗拉强度测量。其结果是：断裂延伸为8％(温度：23℃)、抗拉强度为80MPa(温度：23℃)、120MPa(温度：-65℃)、42MPa(温度：150℃)。所以，所述(a/b)比是2.86。此外，本比较示例的聚酰亚胺薄膜的抗拉强度也比实施示例1的低。一般来说，聚酰亚胺的强度，取决于分子的结构，存在着这下述倾向：如果分子的结构是线性的，强度就高：如果是三维结构，强度就低。
采用真空叠片的方法，将半硬化状态的环氧树脂材料(味之素制ABF、宽度：40μm)与腐蚀了铜箔的聚酰亚胺薄膜粘贴到一起，作为薄片材料，采用和实施示例1相同的方法，用它制作搭载了半导体元件的布线板。
将焊锡点搭载到BGA岛部上后，按照切断半导体元件布线板，作为试验样品。然后，和实施示例1一样，进行热循环试验及HAST试验。
关于热循环试验，从400个循环起出现布线电阻值增大的样品，在800个热循环时，所有的样品都成为高电阻值。试验结束后，切断样品，观察其截面后，看到绝缘层上从岛部的周围产生的裂纹贯通聚酰亚胺层，切断了金属布线。
在HAST试验中，经过200小时后，出现绝缘电阻值下降；经过400小时后，所有样品的绝缘电阻值下降到HAST试验前的1×10-3～1×10-6倍左右。
(比较例3)
作为高强度材料，使用带铜箔的液晶聚合物薄膜(哥尔泰制、铜箔厚度：12μm、液晶聚合物厚度：25μm)。从该液晶聚合物薄膜上腐蚀、除去铜箔后，切出宽度为10mm的矩形，进行抗拉强度测量。其结果是：断裂延伸为9％(温度：23℃)、抗拉强度为81MPa(温度：23℃)、130MPa(温度：-65℃)、32MPa(温度：150℃)。所以，所述(a/b)比是4.06。
另一方面，利用铜腐蚀液溶解铜箔后，采用真空叠片的方法，粘贴半硬化状态的环氧树脂材料(味之素制ABF、宽度：40μm)，作为薄片材料。然后使用该薄片材料，采用和实施示例1相同的方法，制作搭载了半导体元件的布线板。
将焊锡点搭载到BGA岛部上后，按照切断半导体元件布线板，作为试验样品。然后，和实施示例1一样，对各10个样品进行热循环试验及HAST试验。
关于热循环试验，从300个循环起出现布线电阻值增大的样品，在700个热循环时，所有的样品都成为高电阻值。试验结束后，切断样品，观察其截面后，看到绝缘层上从岛部的周围产生的裂纹贯通液晶聚合物层，切断了金属布线。
在HAST试验中，经过300小时后，出现绝缘电阻值下降；经过400小时后，样品的绝缘电阻值也是HAST试验前的0.1倍左右。
本发明涉及作为搭载半导体元件的布线板的绝缘膜使用的薄片材料及使用该薄片材料的布线板。

Claims (26)

1、一种薄片材料，在作为布线板的绝缘膜使用的薄片材料中，其特征在于，
具有：
由第1绝缘材料构成的第1层；和
层叠在该第1层上，由第2绝缘材料构成的第2层，
所述第2层，在温度为23℃时的抗拉断裂强度为100MPa以上、在温度为23℃时的断裂延伸率为10％以上，若设温度为-65℃时的抗拉断裂强度为a(MPa)、温度为150℃时的抗拉断裂强度为b(MPa)时，则a/b的值为2.5以下。
2、如权利要求1所述的薄片材料，其特征在于：所述第2绝缘材料，是聚酰亚胺。
3、如权利要求2所述的薄片材料，其特征在于：所述聚酰亚胺，是多孔质的聚酰亚胺。
4、如权利要求2或3所述的薄片材料，其特征在于：所述聚酰亚胺，是包含二苯甲酮骨架的聚酰亚胺。
5、如权利要求1所述的薄片材料，其特征在于：所述第2绝缘材料，是液晶聚合物。
6、如权利要求1所述的薄片材料，其特征在于：所述第2绝缘材料，是氟类聚合物。
7、如权利要求1～6任一项所述的薄片材料，其特征在于：所述第1绝缘材料，是在所定的硬化温度范围中硬化的热硬化材料；所述第2绝缘材料，是在所述硬化温度范围中不软化的耐热性材料。
8、如权利要求1～7任一项所述的薄片材料，其特征在于：所述第1绝缘材料，在温度为150℃时的弹性率在2.0GPa以上。
9、如权利要求1～8任一项所述的薄片材料，其特征在于：所述第1绝缘材料，包含芳族聚酰胺纤维或氟类聚合物。
10、如权利要求1～9任一项所述的薄片材料，其特征在于：在所述第2层中的与所述第1层相接的表面，形成多个深度为0.1～10μm的凹部；所述凹部的开口部的面积，小于其内部中的与所述第2层的表面平行的截面的面积。
11、如权利要求1～10任一项所述的薄片材料，其特征在于：在所述第2层中的与所述第1层不相接的表面，形成多个深度为0.1～10μm的凹部；所述凹部的开口部的面积，小于其内部中的与所述第2层的表面平行的截面的面积。
12、如权利要求10或11所述的薄片材料，其特征在于：所述第2层的凹部是如下形成的：在表面形成凸部的铜箔上，使所述第2绝缘材料成膜后，再除去所述铜箔，从而将所述凸部复制到所述第2层的表面。
13、如权利要求10～12任一项所述的薄片材料，其特征在于：形成所述凹部的第2层的表面的十点平均粗糙度，是0.1～10μm。
14、如权利要求13所述的薄片材料，其特征在于：形成所述凹部的第2层的表面的十点平均粗糙度，是1～5μm。
15、如权利要求1～14任一项所述的薄片材料，其特征在于：对所述第2层的表面的至少一部分进行紫外线照射处理。
16、如权利要求1～15任一项所述的薄片材料，其特征在于：对所述第2层的表面的至少一部分进行等离子体处理。
17、如权利要求1～16任一项所述的薄片材料，其特征在于：对所述第2层的表面的至少一部分进行离子束处理。
18、如权利要求1～17任一项所述的薄片材料，其特征在于：对所述第2层的表面的至少一部分进行碱性溶液处理。
19、如权利要求1～18任一项所述的薄片材料，其特征在于：具有由金属或合金构成的第3层，该第3层配置在与所述第1层一起夹住所述第2层的位置上。
20、如权利要求1～19任一项所述的薄片材料，其特征在于：所述第1层及所述第2层中的至少一方设置多层；所述第1层及所述第2层交替层叠。
21、一种布线板，其特征在于：具有基板，和在该基板上设置的权利要求1～20中任一项所述薄片材料。
22、如权利要求21所述的布线板，其特征在于：所述基板，是印刷基板。
23、如权利要求21所述的布线板，其特征在于：所述基板，是由金属或合金构成的金属基板。
24、如权利要求21～23任一项所述的布线板，其特征在于：在所述基板上，依次层叠所述第1层及所述第2层后形成。
25、如权利要求21～23任一项所述的布线板，其特征在于：相互层叠所述第1层及所述第2层形成薄片材料后，使该薄片材料被所述基板粘附后形成。
26、一种布线板，其特征在于：具有权利要求1～20中任一项所述的薄片材料，在金属板上形成所述薄片材料后，除去所述金属板后形成。
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