JP2000077848A - 多層配線層の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリイミドフィルムを用いた多層配線層の製
造方法の提供。 【解決手段】 ポリイミドフィルム１に配線４を形成
し、基板７に配線６を形成し、このフィルム１及び基板
７を互いの配線４，６が向かい合う様に絶縁性の接着剤
５により接着し、フィルム１側からレーザ光を照射して
前記フィルム１及びまたは基板７の配線４，６をマスク
としてビア８〜１０を形成し、このビア８〜１０に電極
１１を設けてフィルム及び基板間の配線４，６を接続す
る多層配線層の製造方法。前記配線４，６のマスクによ
り形成するフィルムのビア径より接着剤層のビア径を小
さくしたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多層配線フィルム
及び多層配線基板の等の多層配線層の製造方法に係り、
特にポリイミドフィルムを用いて微細配線および高密度
配線を可能とし且つ生産性を向上した多層配線層の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンピュータ用の多層配線層の基
板としては、配線を施したガラスエポキシ基板を積層し
たプリント配線基板や、配線を施したセラミックス焼成
配線基板を積層したプリント配線基板が使用されてい
る。

【０００３】前記プリント配線基板は、比較的軽量であ
ると共に製造コストが低いという利点があるものの、硬
質のためにドリルを使用して基板に孔を穿設し、無電解
めっき等で孔内面に導電体材料を被着させて基板両面の
配線間を接続する必要があるため、その工程上の制限か
ら配線を高密度に形成することが難しいという不具合が
ある。このためプリント配線基板は、低コストが要求さ
れるパーソナルコンピュータ等に使用されている。

【０００４】一方セラミックス焼成配線基板は、配線を
高密度で形成することが可能であるものの、製造コスト
が高いために、コストより高性能が要求される大型コン
ピュータに使用されるのが一般的である。

【０００５】しかしながら近年のコンピュータに使用さ
れるＬＳＩ（大規模集積回路）は、動作周波数が数十Ｍ
Ｈｚ〜１００ＭＨｚ程度であるが、数百ＭＨｚのものも
開発されており、前記プリント配線基板及びセラミック
ス配線基板では前記高周波に対応することが困難であっ
た。即ち、プリント配線基板及びセラミック焼成基板
は、比誘電率が大きく更に配線加工寸法の制約が大きい
等の制限があり、近年の数百ＭＨｚの信号を伝播させる
ことが困難であった。また従来技術によるプリント配線
基板及びセラミックス配線基板では各層に穴を開けた後
に複数の層を接着剤を介して積層するため配線加工寸法
が大きくなるものであった。

【０００６】そこで、この様な用途に使用する配線基板
として、ポリイミド多層配線基板が開発されている。こ
のポリイミド多層配線基板に関する技術が記載した文献
としては、例えば特開平５―１８３２６０号公報や特開
平１０―１３０２０号公報が挙げられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来技術によるポリイ
ミド多層配線基板の製造方法は、熱硬化性ポリイミド樹
脂により絶縁層を形成しているが、熱硬化性ポリイミド
樹脂のキュア工程や、フャトリソグラフィ法によりビア
ホールを形成する工程に時間がかかり、熱硬化性ポリイ
ミド樹脂の材料コストが高いことも相俟って、製品コス
トが高くなると言う不具合があった。

【０００８】前述の特開平５―１８３２６０号公報記載
の技術においても、非熱可塑性ポリイミドフィルムおよ
び熱可塑性ポリイミドフィルムを加熱接着する工程を繰
り返してポリイミド多層配線基板を形成するために、製
造に要する時間が長く、製品コストが高くなると言う不
具合を招き、特開平１０―１３０２０号公報記載の技術
においても、ポリイミドフィルム一層毎に接着層を形成
し、かつビアを形成し、ビアに配線をつなげるために導
電性材料を詰める工程が必要となり、製造に要する時間
が長く、製品コストが高くなり、さらに未硬化の接着層
は機械的且つ化学的にも安定ではなく、ビアや配線を形
成するときにプロセスの制約が多いと言う不具合を招く
可能性があった。

【０００９】本発明の目的は、前述の従来技術による不
具合を除去することであり、工程数および製造に要する
時間を短縮し、製品コストを低減できる多層配線層の製
造方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、配線を施した層を多層に積層した多層配線
層の製造方法において、フィルムの少なくとも一方の面
に配線を形成する配線工程と、基板の少なくとも一方の
面に配線を形成する配線工程と、前記フィルム及び基板
を互いの配線が向かい合う様に絶縁性の接着剤を介して
接着する接着工程と、前記フィルム及びまたは基板の配
線をマスクとしてビアを形成するビア形成工程と、前記
ビアに電極を設けることによりフィルム及び基板間の配
線を接続する接続工程とを含むことを第１の特徴とし、
前記フィルムがポリイミドフィルムであり、前記接着剤
が熱硬化性のポリイミドシートであることを第２の特徴
とする。

【００１１】更に本発明は、前記第１又は第２の特徴に
おいて、前記ビア形成工程が、フィルム側からフィルム
及びまたは基板の配線をマスクとしてレーザ光を照射す
ることによりビアを形成し、フィルムのビア径より接着
剤層のビア径を小さくしたことを第３の特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態
によるポリイミドフィルムを用いた多層配線層の製造方
法を説明するための図である。尚、本実施形態による多
層配線層は理解を容易にするために配線層又は金属層を
２層とした例であり、２層以上のものにも同様に適用で
きる。

【００１３】本実施形態による多層配線層の製造方法
は、まず図１（ａ）に示す如く、ポリイミドフィルム１
に銅を材質とし、例えば幅１２．５μm，幅２０μmの２
種の配線４を形成する。この配線層は必要により銅とク
ロムの積層膜を用いも良い。

【００１４】このポリイミドフィルム１上への配線は、
例えばポリイミドフィルムに銅箔を接着したフィルムを
用い、これにドライフィルムレジストや液体レジストを
用いて銅を選択的にエッチングすることにより容易に形
成することができる。

【００１５】次に本実施形態は、図２（ｂ）に示す如
く、前記ポリイミドフィルム１に対して絶縁性の接着剤
５を介して配線６を施したセラミック等の基板７を配線
どおしが向かい合う様に接着する。該接着剤５は、絶縁
性があり且つ加熱により硬化する熱硬化型のものが良
く、例えば厚さは２５μmのポリイミドシートが好適で
ある。

【００１６】この接着は、配線６を持つ基板７と配線４
を形成したポリイミドフィルム１の位置合わせを行い、
その間に接着剤５（接着シート）を挟んでポリイミドフ
ィルム１の上から２５０℃，５気圧，１０分加熱の条件
で加圧を行うことにより、フィルムと基板を接着する。
尚、前記ポリイミドフィルム１及び接着剤５は透過性が
あるため接着剤５を介して位置合わせを行うこともでき
る。

【００１７】次に本実施形態による製造法法は、前記接
着したポリイミドフィルム１にビア８〜９を形成する。

【００１８】前記ビア８〜９は、所定のビーム径のレー
ザ光を上方から所定の位置に照射することにより、図１
（ｃ）に示す如く、ポリイミドフィルム１又は基板７上
に配置された配線４又は６の位置（深さ）まで開口する
ことができる。例えばビア８は、左端の配線４ａ中心上
からビーム径４０μm（Ｌ１）のレーザ光を照射するこ
とによりポリイミドフィルム１のみを通して配線４ａに
達する深さまで貫通する形状に開口することができ、ビ
ア９は、前記ビア８よりも大きいビーム径（Ｌ２）のレ
ーザ光を配線４ｂ間に照射することにより、ポリイミド
フィルム１をビーム径で貫通し、接着剤５を配線４ｂ間
の寸法で制約された径で配線６に達する深さまで貫通す
る形状に開口することができる。即ち、本実施形態によ
る製造法法は、配線を内側に配置したポリイミドフィル
ム１及び基板７に、ポリイミドフィルム１側からレーザ
光を照射することにより配線に達する深さまでビアを開
口する。尚、本実施形態ではレーザを用いてビアを形成
する例を説明したが、通常のレジストを形成し、レジス
トをマスクにしたドライエッチ法によっても形成するこ
とができる。尚、ビアとはフィルム等の層に開ける穴の
ことであり、本明細書では貫通するスルーホールと区別
して使用するものとする。

【００１９】次に本製造法は、図１（ｄ）に示す如く、
ポリイミドフィルム１上に各配線を接続する配線１１を
形成する。この配線方法は、前述のビア８〜９を形成し
た上からスパッタ法で銅膜を成膜し、通常のホトエッチ
法でエッヂングすることにより配線１１を形成する。

【００２０】この配線１１は、図示の如くポリイミドフ
ィルム１上の配線４と基板７上の配線６とを導通し且つ
ポリイミドフィルム１上に導通する電極を形成するもの
であり、この配線間の接続についてはメッキ法や導電性
ペースト法等を用いても良い。

【００２１】本実施形態による多層配線層のポリイミド
フィルム１のビアは、レーザのビーム径で決めることが
でき、接着剤５のビア径はポリイミドフィルム１上の配
線４の開口径で決めることができる。また配線の接続を
良くするためにはフィルムのビア径を常に接着剤のビア
径より大きくする必要があり、特にフィルム両面に配線
を形成したときは注意が必要になる。更に表面層となる
配線１１は、ＬＳＩやコンデンサ等の回路部品と接続す
る配線電極として使用でき、ハンダ付け用電極やワイヤ
ボンデング用電極としての役目を持つことが多く、必要
に応じて配線１１の表面にニッケルや金等の材料を用い
た表面処理を施しても良い。特に本実施形態による配線
１１は、ビアが凹形状のために回路部品をハンダ付けし
た際にビア部にハンダが入り更に接続性を向上すること
が出来る。更に接着剤５は、シートや塗布膜で供給する
だけのため、薬品や熱により晒されず、表面の汚れなど
もなく安定した接着性および材料特性を確保することが
できる。

【００２２】この様に本発明の第１の実施形態による多
層配線層の製造方法は、ポリイミドフィルムと基板とを
両方の配線が向かい合う様に接着し、ポリイミドフィル
ム側からレーザ光を照射してビアを形成し、このビアに
配線を施すことにより、容易にポリイミドフィルムを用
いた多層配線層を形成することができる。

【００２３】具体的に述べれば本実施形態によれば、ポ
リイミドフィルムの少なくとも一方の面上（面A）に配
線を形成する配線工程とそのポリイミドフィルムの配線
形成面（面A）とポイミドフィルムを接続する基板との
間に接着層を配置し、ポリイミドフィルムと基板を合わ
せ、加熱および加圧し、一体化し、ポリイミドフィルム
と接着層を一括してビアホールを形成し、ポリイミドフ
ィルムの接着面の反対面（面B）に配線又は電極形成す
ると共に、ビアを介してポリイミドフィルムの接着面
（面A）と反対面（面B）の面側に形成された配線および
電極と基板上の電極のうち少なくとも二つの電極とを一
括で接続する工程を実施することによりポリイミドフィ
ルムを用いた多層配線層を工数および材料を大幅に低減
して容易に形成することができる。即ち従来方法（特開
平１０―１３０２０号公報）で形成したときに比較する
と、例えば２層配線としたとき、フィルムは１/２、接
着層は１/２、ビア形成は１/２、で形成可能であり、工
数および材料の大幅な低減とすることが出来る。さら
に、上記接着層にビアを形成するときはポリイミドフィ
ルムの（面A）に形成した電極の開口部をマスクとして
接着層にビアを形成することによりビアを自由に形成で
き、設計上の自由度に制限を与えず、ビア形成工程を１
/２に低減することができる。

【００２４】次に本発明の第２の実施形態による多層配
線層の製造方法を図２を参照して説明する。本実施形態
による多層配線層は、金属配線層４層の例とする。本実
施形態による多層配線層の製造方法は、図２に示す如
く、まずポリイミドフィルム２１の両面に配線２２およ
び配線２３を形成し、次にポリイミドフィルム２５に配
線２６を形成し、配線６が施されたセラミック等の基板
７を形成する。次いで本方法は、該基板７上に絶縁性且
つ熱硬化性の接着シート２４を置き、その上に前記フィ
ルム２１を基板に位置合わせ押して仮固定し、更にその
上に接着シート２７を載せ、その上にポリイミドフィル
ム２５をポリイミドフィルム２１又は基板７に位置合わ
せて仮固定し、これを加熱圧着することにより各ポリイ
ミドフィルム２５，２１及び基板６による多層配線層を
形成する。尚、加熱加圧等の条件は前述の実施形態と同
様とする。

【００２５】次に本実施形態による製造方法は、ポリイ
ミドフィルム２５側から配線２６間の径より径が小さい
レーザ光を照射することにより各層を順次配線２６，２
３，２２によりマスクされたビアを形成し、このビアに
スパッタ法等の手法を用いて配線２８を形成する。この
配線２８は前記ビアが各配線２６，２３，２２によりマ
スクされた階段状の上に設けられるため、図示のごとく
階段状に中央が深くなる形状に形成される。

【００２６】この様に本実施形態による多層配線層の製
造方法は、第１の実施形態のものと比べ、両面に配線層
を持つポリイミドフィルムを介して配線を持つポリイミ
ドフィルム及び基板とを積層接着し、各配線をマスクと
してビアを形成するため、３層以上の容易にポリイミド
フィルムを用いた多層配線層を形成することができる。

【００２７】さて前述の実施形態による多層配線層の製
造方法は、ポリイミドフィルムと硬質の基板とを積層す
る例を説明したが、硬質の基板を用いることなく多層配
線層を製造することもでき、この実施形態を次に図３を
参照して説明する。

【００２８】本実施形態による本実施形態による多層配
線層は、金属層３層の例であり、まず、ポリイミドフィ
ルム３４の片面に配線３５を形成し、また別にポリイミ
ドフィルム３１に配線３２を形成し、フィルム３１とフ
ィルム３２の間に接着剤３３を配置し、これらフィルム
３４とフィルム３１の位置合わせをした上、加熱加圧に
よりフィルム３１とフィルム３２を接着して一体化す
る。次にポリイミドフィルム３１側からレーザ光を照射
することにより各層を順次配線３２．３５によりマスク
されたビアを形成し、このビアにスパッタ法等の手法を
用いて配線３６を形成する。本製造法によれば硬質の基
板を用いることなく、多層配線ポリイミドフィルムを製
造することができる。

【００２９】以上で述べたように、本発明に係わるポリ
イミド多層配線基板の製造方法によれば、ポリイミドフ
ィルム上に配線を形成し、そのフィルムを絶縁性のポリ
イミド接着剤を介して基板に接着後、フィルムおよび接
着剤を一括してビアを形成し、ポリイミドフィルム上に
配線を形成することにより、製造に要する時間および材
料を減らすことが出来る。このことにより製品コストを
下げることに出来る。これを具体的に説明すると図４に
示す金属配線２層の場合を例にした場合、従来例（ｂ）
によればポリイミドフィルムの接着，ビア形成，コンタ
クト（配線間の接続電極）形成，各配線の形成をステッ
プ６１〜６５とステップ７１〜７５と別工程で行い、後
にこれらを接着する工程であったものを、本発明（ａ）
の如く、ポリイミドフィルムの配線，接着層形成成，ビ
ア形成，配線（配線間の接続電極）形成とステップ５１
〜５６と工程を大幅に少なくすることができ、製造に要
する時間および材料を減らし、コストを大幅に低減する
ことができる。この方法により形成された多層配線は高
密度配線が可能なうえ耐熱性に優れ、動作周波数が高い
基板を製造できる。さらに未硬化の接着剤にビア形成等
の加工をする必要が無く安定した品質の製品を製造する
ことが出来る。

【００３０】また前述の実施形態においては、ビアを形
成する手法としてレーザ光を用いる例を説明したが、本
発明はこれに限られるものではなく、フィルム及び又は
配線をマスクとして利用するものであれば、例えばレジ
ストマスクを用いたドライエッチング法や通常のエッチ
法その他の手法を用いても良い。

【００３１】尚、本発明は次に述べる実施形態としても
表すことができる。

【００３２】＜実施形態１＞ ポリイミドフィルムの少
なくとも一方の面上（面A）に配線を形成する配線工程
と、前記ポリイミドフィルムの配線形成面（面A）とポ
イミドフィルムを接続する基板又はフィルムとの間に接
着層を配置し、ポリイミドフィルムと基板を合わせ、加
熱および加圧し、一体化する工程と、ポリイミドフィル
ムと接着層を一括してビアホールを形成する工程と、ポ
リイミドフィルムの接着面の反対面（面B）に配線又は
電極形成することでビアを介してポリイミドフィルムの
接着面（面A）と反対面（面B）の面側に形成された配線
および電極と基板上の電極のうち少なくとも二つの電極
とを一括で電気的接続する工程を有することを特徴とす
るポリイミド多層配線の製造方法。 ＜実施形態２＞ 上記実施形態１において、複数のポリ
イミドフィルムの少なくとも一方の面上（面A）に配線
を形成する配線工程と、前記ポリイミドフィルムの配線
形成面（面A）とポイミドフィルムを接続する基板との
間おのおのに接着層を配置し、ポリイミドフィルムと基
板を合わせ、加熱および加圧し、複数のポリイミドフィ
ルムを一括して一体化する工程を含む製造方法。 ＜実施形態３＞ 上記実施形態１又は２において接着層
にビアを形成するときはポリイミドフィルムの（面A）
に形成した電極の開口部をマスクとして接着層にビアを
形成し、フィルムのビア径より絶縁層のビア径を小さく
し、電気的接続性を向上させたことを特徴とするポリイ
ミド多層配線の製造方法およびビア形状。

【００３３】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、ポリイ
ミドフィルムに配線を形成し、基板に配線を形成し、こ
のフィルム及び基板を互いの配線が向かい合う様に絶縁
性の接着剤により接着し、フィルム側からレーザ光を照
射して前記フィルム及びまたは基板の配線をマスクとし
てビアを形成し、このビアに電極を設けてフィルム及び
基板間の配線を接続することにより、容易にポリイミド
フィルムを用いた多層配線層を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による多層配線層の製
造方法を説明するための図。

【図２】本発明の第２の実施形態による多層配線層の製
造方法を説明するための図。

【図３】本発明の第３の実施形態による多層配線層の製
造方法を説明するための図。

【図４】従来技術と本発明の工程とを説明するためのフ
ロー図。

【符号の説明】

１，２１，３４，２５，３１：ポリイミドフィルム、
５，２４，３３：接着剤、２７：接着剤、４，２２，３
５，１１，２３，３２，２６，３６、２８：配線、８〜
１０：ビア１、２，３：ポリイミドフィルム面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松山 治彦 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者 田中 稔 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立製作所汎用コンピュータ事業部内 Ｆターム(参考） 5E346 AA02 AA32 AA43 CC10 CC17 CC32 CC41 DD02 DD17 DD32 DD48 EE04 EE12 EE33 FF07 FF17 GG15 GG28 HH25 HH26 HH33

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配線を施した層を多層に積層した多層配
   線層の製造方法であって、フィルムの少なくとも一方の
   面に配線を形成する配線工程と、基板の少なくとも一方
   の面に配線を形成する配線工程と、前記フィルム及び基
   板を互いの配線が向かい合う様に絶縁性の接着剤を介し
   て接着する接着工程と、前記フィルム及びまたは基板の
   配線をマスクとしてビアを形成するビア形成工程と、前
   記ビアに電極を設けることによりフィルム及び基板間の
   配線を接続する接続工程とを含むことを特徴とする多層
   配線層の製造方法。
2. 【請求項２】 前記フィルムがポリイミドフィルムであ
   り、前記接着剤が熱硬化性のポリイミドシートであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の多層配線層の製造方法。
3. 【請求項３】 前記ビア形成工程が、フィルム側からフ
   ィルム及びまたは基板の配線をマスクとしてレーザ光を
   照射することによりビアを形成し、前記フィルムのビア
   径より接着剤層のビア径を小さくしたことを特徴とする
   請求項１又は２記載の多層配線層の製造方法。