JP2003039602A

JP2003039602A - 絶縁フィルムおよびこれを用いた多層配線基板

Info

Publication number: JP2003039602A
Application number: JP2001230643A
Authority: JP
Inventors: Isao Miyatani; 勲宮谷; Katsura Hayashi; 桂林; Takuji Seri; 拓司世利
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2003-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】有機材料から成る絶縁フィルムおよびこれを
用いた多層配線基板において、配線の高密度化や絶縁性
・導通信頼性・高周波伝送特性をともに満足させること
ができない。【解決手段】トリアリルイソシアヌレートとの接触角
が３〜50°である液晶ポリマー層１の上下面にポリフェ
ニレンエーテル系有機物から成る被覆層２を形成して成
ることを特徴とする絶縁フィルム３、および、上下面の
少なくとも一方の面に金属箔から成る配線導体４が配設
された上記の絶縁フィルム３を複数積層して成るととも
に、この絶縁フィルム３を挟んで上下に位置する配線導
体４間を絶縁フィルム３に形成された貫通導体５を介し
て電気的に接続したことを特徴とする多層配線基板６。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種ＡＶ機器や家
電機器・通信機器・コンピュータやその周辺機器等の電
子機器に使用される絶縁フィルムおよびこれを用いた多
層配線基板に関し、特に液晶ポリマーを一部に用いた絶
縁フィルムおよびこれを用いた多層配線基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体素子等の能動部品や容量素
子・抵抗素子等の受動部品を多数搭載して所定の電子回
路を構成した混成集積回路を形成するための多層配線基
板は、通常、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させて
成る絶縁フィルムにドリルによって上下に貫通孔を形成
し、この貫通孔内部および絶縁層表面に複数の配線導体
を形成した配線基板を、多数積層することによって形成
されている。

【０００３】一般に、現在の電子機器は、移動体通信機
器に代表されるように小型・薄型・軽量・高性能・高機
能・高品質・高信頼性が要求されており、このような電
子機器に搭載される混成集積回路等の電子部品も小型・
高密度化が要求されるようになってきており、このよう
な高密度化の要求に応えるために、電子部品を構成する
多層配線基板も、配線導体の微細化や絶縁層の薄層化・
貫通孔の微細化が必要となってきている。このため、近
年、貫通孔を微細化するために、ドリル加工より微細加
工が可能なレーザ加工が用いられるようになってきた。

【０００４】しかしながら、ガラスクロスにエポキシ樹
脂を含浸させて成る絶縁フィルムは、ガラスクロスをレ
ーザにより穿設加工することが困難なために貫通孔の微
細化には限界があり、また、ガラスクロスの厚みが不均
一のために均一な孔径の貫通孔を形成することが困難で
あるという問題点を有していた。

【０００５】このような問題点を解決するために、アラ
ミド樹脂繊維で製作した不織布にエポキシ樹脂を含浸さ
せた絶縁フィルムや、ポリイミドフィルムにエポキシ系
接着剤を塗布した絶縁フィルムを絶縁層に用いた多層配
線基板が提案されている。

【０００６】しかしながら、アラミド不織布やポリイミ
ドフィルムを用いた絶縁フィルムは吸湿性が高く、吸湿
した状態で半田リフローを行なうと半田リフローの熱に
より吸湿した水分が気化してガスが発生し、絶縁層間で
剥離してしまう等の問題点を有していた。

【０００７】このような問題点を解決するために、多層
配線基板の絶縁層の材料として液晶ポリマーを用いるこ
とが検討されている。液晶ポリマーから成る層は、剛直
な分子で構成されているとともに分子同士がある程度規
則的に並んだ構成をしており分子間力が強いことから、
高耐熱性・高弾性率・高寸法安定性・低吸湿性を示し、
ガラスクロスのような強化材を用いる必要がなく、ま
た、微細加工性にも優れるという特徴を有している。さ
らに、高周波領域においても、低誘電率・低誘電正接で
あり高周波特性に優れるという特徴を有している。

【０００８】このような液晶ポリマーの特徴を活かし、
特開平8-97565号公報には、回路層が第１の液晶ポリマ
ーを含み、この回路層間に第１の液晶ポリマーの融点よ
りも低い融点を有する第２の液晶ポリマーを含む接着剤
層を挿入して成る多層プリント回路基板が提案されてお
り、また、特開2000-269616号公報には熱可塑性液晶ポ
リマーフィルムと金属箔とをエポキシ系接着剤を用いて
接着させた高周波回路基板が提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
8-97565号公報に提案された多層プリント回路基板は、
回路層を間に液晶ポリマーを含む接着剤層を挿入して熱
圧着により接着する際、液晶ポリマー分子が剛直である
とともにある程度分子が規則正しく配向して分子間力が
強くなっているために分子が動き難くなり、回路層の液
晶ポリマーと接着剤層の液晶ポリマーの表面のごく一部
の分子だけしか絡み合うことができないために密着性が
悪く、高温バイアス試験において層間で剥離して絶縁不
良が発生してしまうという問題点を有していた。また、
回路層の導体箔と液晶ポリマーを熱融着により接着する
際、液晶ポリマー分子が動き難いために導体箔表面の微
細な凹部に入ることができず、その結果、十分なアンカ
ー効果を発揮することができず、導体箔と液晶ポリマー
との密着性が悪くなって、高温高湿下において両者間で
剥離して導体箔が断線してしまうという問題点も有して
いた。

【００１０】また、特開2000-269616号公報に提案され
た高周波回路基板は、エポキシ系接着剤の誘電率が液晶
ポリマーの誘電率と大きく異なることから、積層時の加
圧によって生じるわずかな厚みばらつきにより、高周波
領域、特に100ＭＨｚ以上の周波数領域においては伝送
特性が低下してしまうという問題点を有していた。

【００１１】本発明はかかる従来技術の問題点に鑑み案
出されたものであり、その目的は、高密度な配線を有す
るとともに、絶縁性・導通信頼性・高周波伝送特性に優
れた絶縁フィルムおよびこれを用いた多層配線基板を提
供することに有る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の絶縁フィルム
は、トリアリルイソシアヌレートとの接触角が３〜50°
である液晶ポリマー層の上下面にポリフェニレンエーテ
ル系有機物から成る被覆層を形成して成ることを特徴と
するものである。

【００１３】また、本発明の絶縁フィルムは、上記構成
において、ポリフェニレンエーテル系有機物が熱硬化性
ポリフェニレンエーテルであることを特徴とするもので
ある。

【００１４】さらに、本発明の多層配線基板は、上下面
の少なくとも一方の面に金属箔から成る配線導体が配設
された上記の絶縁フィルムを複数積層して成るととも
に、この絶縁フィルムを挟んで上下に位置する配線導体
間を絶縁フィルムに形成された貫通導体を介して電気的
に接続したことを特徴とするものである。

【００１５】本発明の絶縁フィルムによれば、液晶ポリ
マー層の上下面にポリフェニレンエーテル系有機物から
成る被覆層を形成したことから、ポリフェニレンエーテ
ル系有機物分子が液晶ポリマー分子ほど剛直でなく、ま
た、規則正しい配向性も示さないことから比較的分子が
動きやすく、その結果、絶縁フィルムを多層化した場合
においても、絶縁フィルム同士の密着性が良好となり、
高温バイアス試験においてフィルム間で剥離して絶縁不
良が発生してしまうということはない。また、絶縁フィ
ルム表面に配線導体を配設した場合においても、ポリフ
ェニレンエーテル系有機物分子が配線導体表面の微細な
凹部に入り込み十分なアンカー効果を発揮することがで
き、絶縁フィルムと配線導体との密着性が良好となり、
その結果、高温高湿下で両者間で剥離して配線導体が断
線してしまうということもない。さらに、ポリフェニレ
ンエーテル系有機物から成る被覆層と液晶ポリマー層の
誘電率の周波数挙動がほぼ等しいことから、配線導体を
接着する際の加圧によって被覆層にわずかな厚みばらつ
きが生じたとしても、高周波領域における伝送特性に低
下を生じることのない高周波伝送特性に優れた絶縁フィ
ルムとすることができる。またさらに、液晶ポリマー層
に対するポリフェニレンエーテルおよび液体のトリアリ
ルイソシアヌレートの濡れ性は近似しており、本発明の
絶縁フィルムにおいては液晶ポリマー層のトリアリルイ
ソシアヌレートとの接触角を３〜50°としたことから、
液晶ポリマー層とポリフェニレンエーテル系有機物から
成る被覆層との密着が強固となり、温度サイクル等の熱
衝撃試験においても剥離の発生しない絶縁フィルムとす
ることができる。

【００１６】また、本発明の絶縁フィルムによれば、上
記構成において、ポリフェニレンエーテル系有機物を熱
硬化性ポリフェニレンエーテルとしたことから、温度サ
イクル信頼性に優れるとともに、配線導体を接着する際
の位置精度の良好な絶縁フィルムとすることができる。

【００１７】さらに、本発明の多層配線基板によれば、
多層配線基板を上記の絶縁フィルムを用いて形成したこ
とから、耐湿性・導通信頼性・高周波伝送特性に優れた
多層配線基板とすることができる。また、絶縁フィルム
を多層化する際、被覆層を形成するポリフェニレンエー
テル系有機物分子は動きやすいためにポリフェニレンエ
ーテル系有機物分子同士が絡み合いやすく、絶縁フィル
ム同士の密着性が強くなり、その結果、高温バイアス試
験下においても絶縁フィルム間で剥離して絶縁不良が発
生してしまうことはない。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に本発明の絶縁フィルムおよび
多層配線基板を添付の図面に基づいて詳細に説明する。

【００１９】図１は、本発明の絶縁フィルムの実施の形
態の一例を示す断面図であり、また、図２は、図１の絶
縁フィルムを用いて形成した多層配線基板に半導体素子
等の電子部品を搭載して成る混成集積回路の実施の形態
の一例を示す断面図である。さらに、図３は、図２に示
す多層配線基板の要部拡大断面図である。これらの図に
おいて１は液晶ポリマー層、２は被覆層で、主にこれら
で本発明の絶縁フィルム３が構成されている。また、４
は配線導体、５は貫通導体で、主に絶縁フィルム３と配
線導体４と貫通導体５とで本発明の多層配線基板６が構
成されている。なお、本例の多層配線基板６では、絶縁
フィルム３を４層積層して成るものを示している。

【００２０】絶縁フィルム３は、液晶ポリマー層１と、
その上下面に被着形成された被覆層２とから構成されて
おり、これを用いて多層配線基板６を構成した場合、配
線導体４や多層配線基板６に搭載される電子部品７の支
持体としての機能を有する。

【００２１】なお、ここで液晶ポリマーとは、溶融時に
液晶状態あるいは光学的に複屈折する性質を有するポリ
マーを指し、一般に溶液状態で液晶性を示すリオトロピ
ック液晶ポリマーや溶融時に液晶性を示すサーモトロピ
ック液晶ポリマー、あるいは、熱変形温度で分類される
１型・２型・３型すべての液晶ポリマーを含むものであ
る。また、ポリフェニレンエーテル系有機物とは、ポリ
フェニレンエーテル樹脂やポリフェニレンエーテルに種
々の官能基が結合した樹脂、あるいはこれらの誘導体・
重合体を意味するものである。

【００２２】このような液晶ポリマーとしては、温度サ
イクル信頼性・半田耐熱性・加工性の観点からは200〜4
00℃の温度、特に250〜350℃の温度に融点を有するもの
が好ましい。また、液晶ポリマー層１は、層としての物
性を損なわない範囲内で、熱安定性を改善するための酸
化防止剤や耐光性を改善するための紫外線吸収剤等の光
安定剤、難燃性を付加するためのハロゲン系もしくはリ
ン酸系の難燃性剤、アンチモン系化合物やホウ酸亜鉛・
メタホウ酸バリウム・酸化ジルコニウム等の難燃助剤、
潤滑性を改善するための高級脂肪酸や高級脂肪酸エステ
ル・高級脂肪酸金属塩・フルオロカーボン系界面活性剤
等の滑剤、熱膨張係数を調整するため、および／または
機械的強度を向上するための酸化アルミニウム・酸化珪
素・酸化チタン・酸化バリウム・酸化ストロンチウム・
酸化ジルコニウム・酸化カルシウム・ゼオライト・窒化
珪素・窒化アルミニウム・炭化珪素・チタン酸カリウム
・チタン酸バリウム・チタン酸ストロンチウム・チタン
酸カルシウム・ホウ酸アルミニウム・スズ酸バリウム・
ジルコン酸バリウム・ジルコン酸ストロンチウム等の充
填材を含有してもよい。

【００２３】なお、上記の充填材等の粒子形状は、略球
状・針状・フレーク状等があり、充填性の観点からは略
球状が好ましい。また、粒子径は、通常0.1〜15μｍ程
度であり、液晶ポリマー層１の厚みよりも小さい。

【００２４】また、液晶ポリマー層１は、ポリフェニレ
ンエーテル系有機物から成る被覆層２との密着性を高め
るために、その表面をバフ研磨・ブラスト研磨・ブラシ
研磨・プラズマ処理・コロナ処理・紫外線処理・薬品処
理等の方法を用いてトリアリルシアヌレートとの接触角
が３〜50゜となるように粗化しておくことが好ましい。
液晶ポリマー層１に対するポリフェニレンエーテルおよ
び液体のトリアリルイソシアヌレートの濡れ性は近似し
ており、液晶ポリマー層１上下面をトリアリルイソシア
ヌレートとの接触角が３〜50°とすることにより、液晶
ポリマー層１とポリフェニレンエーテル系有機物から成
る被覆層２との密着を強固となすことができ、温度サイ
クル等の熱衝撃試験においても剥離の発生しない絶縁フ
ィルム３とすることができる。なお、トリアリルシアヌ
レートとの接触角は、絶縁フィルム３を多層化する際
に、絶縁フィルム３の樹脂流れによる位置ずれを防止す
るという観点からは３°以上であることが好ましく、温
度サイクル等の熱衝撃試験の際に液晶ポリマー層１と被
覆層２との剥離を防止するという観点からは50°以下で
あることが好ましい。従って、液晶ポリマー層１のトリ
アリルシアヌレートとの接触角は３〜50゜とすることが
好ましい。

【００２５】次に、液晶ポリマー層１の表面に形成され
る被覆層２は、配線導体４を被着形成する際の接着剤の
機能を有するとともに、絶縁フィルム３を用いて多層配
線基板６を構成する際に、絶縁フィルム３同士を積層す
る際の接着剤の役目を果たす。

【００２６】被覆層２は、ポリフェニレンエーテル樹脂
やその誘導体、または、これらのポリマーアロイ等のポ
リフェニレンエーテル系有機物を30〜90体積％含有して
おり、とりわけ熱サイクル信頼性や配線導体４を接着す
る際の位置精度の観点からは、アリル変性ポリフェニレ
ンエーテル等の熱硬化性ポリフェニレンエーテルを含有
することが好ましい。

【００２７】なお、ポリフェニレンエーテル系有機物の
含有量が30体積％未満であると、後述する充填材との混
練性が低下する傾向があり、また、90体積％を超える
と、液晶ポリマー層１表面に被覆層２を形成する際に、
被覆層２の厚みバラツキが大きくなる傾向がある。従っ
て、ポリフェニレンエーテル系有機物の含有量は、30〜
90体積％の範囲が好ましい。

【００２８】また、被覆層２は、液晶ポリマー層１との
接着性や配線導体４・貫通導体５との密着性を良好にす
るという観点からは、重合反応可能な官能基を２個以上
有する多官能性モノマーあるいは多官能性重合体等の添
加剤を含有することが好ましく、例えば、トリアリルイ
ソシアヌレートやトリアリルシアヌレートおよびこれら
の重合体等を含有することが好ましい。

【００２９】さらに、被覆層２は、弾性率を調整するた
めのゴム成分や熱安定性を改善するための酸化防止剤、
耐光性を改善するための紫外線吸収剤等の光安定剤、難
燃性を付加するためのハロゲン系もしくはリン酸系の難
燃性剤、アンチモン系化合物やホウ酸亜鉛・メタホウ酸
バリウム・酸化ジルコニウム等の難燃助剤、潤滑性を改
善するための高級脂肪酸や高級脂肪酸エステルや高級脂
肪酸金属塩・フルオロカーボン系界面活性剤等の滑剤、
熱膨張係数を調整したり機械的強度を向上するための酸
化アルミニウムや酸化珪素・酸化チタン・酸化バリウム
・酸化ストロンチウム・酸化ジルコニウム・酸化カルシ
ウム・ゼオライト・窒化珪素・窒化アルミニウム・炭化
珪素・チタン酸カリウム・チタン酸バリウム・チタン酸
ストロンチウム・チタン酸カルシウム・ホウ酸アルミニ
ウム・スズ酸バリウム・ジルコン酸バリウム・ジルコン
酸ストロンチウム等の充填材、あるいは、充填材との親
和性を高めこれらの接合性向上と機械的強度を高めるた
めのシラン系カップリング剤やチタネート系カップリン
グ剤等のカップリング剤を含有してもよい。

【００３０】特に絶縁フィルム３を積層しプレスする際
に、被覆層２の流動性を抑制し、貫通導体５の位置ずれ
や被覆層２の厚みばらつきを防止するという観点から
は、被覆層２は充填材として10体積％以上の無機絶縁粉
末を含有することが好ましい。また、液晶ポリマー層１
との接着界面および配線導体４との接着界面での半田リ
フロー時の剥離を防止するという観点からは、充填材の
含有量を70体積％以下とすることが好ましい。従って、
ポリフェニレンエーテル系有機物から成る被覆層２に、
10〜70体積％の充填材を含有させておくことが好まし
い。

【００３１】なお、上記の充填材等の形状は、略球状・
針状・フレーク状等があり、充填性の観点からは、略球
状が好ましい。また、粒子径は、0.1〜15μｍ程度であ
り、被覆層２の厚みよりも小さい。

【００３２】本発明の絶縁フィルム３によれば、トリア
リルイソシアヌレートとの接触角が３〜50°である液晶
ポリマー層１の上下面にポリフェニレンエーテル系有機
物から成る被覆層２を形成して成るものとしたことか
ら、ポリフェニレンエーテル系有機物分子が液晶ポリマ
ー分子ほど剛直でなく、また、規則正しい配向性も示さ
ないことから比較的分子が動きやすく、その結果、絶縁
フィルム３を多層化した場合においても、絶縁フィルム
３同士の密着性が良好となり、高温バイアス試験におい
てフィルム間で剥離して絶縁不良が発生してしまうとい
うことはない。また、絶縁フィルム３表面に配線導体４
を配設した場合においても、ポリフェニレンエーテル系
有機物分子が配線導体４表面の微細な凹部に入り込み十
分なアンカー効果を発揮することができ、絶縁フィルム
３と配線導体４との密着性が良好となり、その結果、高
温高湿下において両者間で剥離して配線導体４が断線し
てしまうということもない。さらに、ポリフェニレンエ
ーテル系有機物から成る被覆層２と液晶ポリマー層１の
誘電率の周波数挙動がほぼ等しいことから、配線導体４
を接着する際の加圧によってわずかな厚みばらつきが生
じたとしても高周波領域における伝送特性の低下を生じ
ることのない高周波伝送特性に優れた絶縁フィルム３と
することができる。

【００３３】このような絶縁フィルム３は、例えば粒径
が0.1〜15μｍ程度の酸化珪素等の無機絶縁粉末に、熱
硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂と溶剤・可塑剤・分
散剤等を添加して得たペーストを、プラズマ処理により
トリアリルイソシアヌレートとの接触角が３〜50°とな
るように表面処理した液晶ポリマー層１の上下表面に従
来周知のドクタブレード法等のシート成型法を採用して
被覆層２を形成した後、あるいは上記のペースト中に液
晶ポリマー層１を浸漬し垂直に引き上げることによって
液晶ポリマー層１の表面に被覆層２を形成した後、これ
を60〜100℃の温度で５分〜３時間加熱・乾燥すること
により製作される。

【００３４】なお、絶縁フィルム３の厚みは絶縁信頼性
を確保するという観点からは10〜200μmであることが好
ましく、また、高耐熱性・低吸湿性・高寸法安定性を確
保するという観点からは液晶ポリマー層１の厚みを絶縁
フィルム３の厚みの40〜90％の範囲としておくことが好
ましい。

【００３５】また、本発明の多層配線基板６は、上下面
の少なくとも一方の面に金属箔から成る配線導体４が配
設された絶縁フィルム３を複数積層して成るとともに、
この絶縁フィルム３を挟んで上下に位置する配線導体４
間を絶縁フィルム３に形成された貫通導体５を介して電
気的に接続することにより形成されている。

【００３６】絶縁フィルム３に形成された配線導体４
は、その厚みが２〜30μｍ程度で銅・金等の良導電性の
金属箔から成り、多層配線基板６に搭載される電子部品
７を外部電気回路（図示せず）に電気的に接続する機能
を有する。

【００３７】このような配線導体４は、絶縁フィルム３
を複数積層する際、配線導体４の周囲にボイドが発生す
るのを防止するという観点から、被覆層２に少なくとも
配線導体４の表面と被覆層２の表面とが平坦となるよう
に埋設されていることが好ましい。また、配線導体４を
被覆層２に埋設する際に、被覆層２の乾燥状態での気孔
率を３〜40体積％としておくと、配線導体４周囲の被覆
層２の樹脂盛り上がりを生じさせず平坦化することがで
きるとともに配線導体４と被覆層２の間に挟まれる空気
の排出を容易にして気泡の巻き込みを防止することがで
きる。なお、乾燥状態での気孔率が40体積％を超える
と、複数積層した絶縁フィルム３を加圧・加熱硬化した
後に被覆層２内に気孔が残存し、この気孔が空気中の水
分を吸着して絶縁性が低下してしまうおそれがあるの
で、被覆層２の乾燥状態での気孔率を３〜40体積％の範
囲としておくことが好ましい。

【００３８】このような被覆層２の乾燥状態での気孔率
は、被覆層２を液晶ポリマー層１の表面上に塗布し乾燥
する際に、乾燥温度や昇温速度等の乾燥条件を適宜調整
することにより所望の値とすることができる。

【００３９】さらに、絶縁フィルム３に配設された配線
導体４の幅方向の断面形状を、絶縁フィルム３側の底辺
の長さが対向する底辺の長さよりも短い台形状とすると
ともに、絶縁フィルム３側の底辺と側辺との成す角度を
95〜150°とすることが好ましい。絶縁フィルム３に配
設された配線導体４の幅方向の断面形状を、絶縁フィル
ム３側の底辺の長さが対向する底辺の長さよりも短い台
形状とするとともに、絶縁フィルム３側の底辺と側辺と
の成す角度を95〜150°とすることにより、配線導体４
を被覆層２に埋設する際に、配線導体４を被覆層２に容
易に埋設して配線導体４を埋設した後の被覆層２表面を
ほぼ平坦にすることができ、積層の際に空気をかみ込ん
で絶縁性を低下させることのない多層配線基板６とする
ことができる。なお、気泡をかみ込むことなく埋設する
という観点からは、絶縁フィルム３側の底辺と側辺との
成す角度を95°以上とすることが好ましく、配線導体２
を微細化するという観点からは150°以下とすることが
好ましい。

【００４０】また、絶縁フィルム３の層間において、配
線導体４の長さの短い底辺と液晶ポリマー層１との間に
位置する被覆層２の厚みｘ（μｍ）が、上下の液晶ポリ
マー層１間の距離をＴ（μｍ）、配線導体４の厚みをｔ
（μｍ）としたときに、３μｍ≦0.5Ｔ−ｔ≦ｘ≦0.5Ｔ
≦35μｍ（ただし、８μｍ≦Ｔ≦70μｍ、１μｍ≦ｔ≦
32μｍ）であることが好ましい。

【００４１】液晶ポリマー層１間の距離をＴ（μｍ）、
配線導体４の厚みをｔ（μｍ）としたときに、配線導体
４の長さの短い底辺と液晶ポリマー層１間のポリフェニ
レンエーテル系有機物から成る被覆層２の厚みｘ（μ
ｍ）を３μｍ≦0.5Ｔ−ｔ≦ｘ≦0.5Ｔ≦35μｍとするこ
とにより、配線導体４の長さの短い底辺と液晶ポリマー
層１間の距離および配線導体４の長さの長い底辺と隣接
する液晶ポリマー層１間の距離の差をt（μｍ）未満と
小さくすることができ、被覆層２の厚みが大きく異なる
ことから生じる多層配線基板６の反りを防止することが
できる。従って、配線導体４の台形状の上底側表面と液
晶ポリマー層１の間に位置する、被覆層２の厚みｘ（μ
ｍ）を、液晶ポリマー層１間の距離をＴ（μｍ）、配線
導体４の厚みをｔ（μｍ）としたときに、３μｍ≦0.5
Ｔ−ｔ≦ｘ≦0.5Ｔ≦35μｍの範囲とすることが好まし
い。

【００４２】このような配線導体４は、絶縁フィルム３
となる前駆体シートに、公知のフォトレジストを用いた
サブトラクティブ法によりパターン形成した、例えば銅
から成る金属箔を転写法等により被着形成することによ
り形成される。先ず、支持体と成るフィルム上に銅から
成る金属箔を接着剤を介して接着した金属箔転写用フィ
ルムを用意し、次に、フィルム上の金属箔を公知のフォ
トレジストを用いたサブトラクティブ法を使用してパタ
ーン状にエッチングする。この時、パターンの表面側の
側面は、フィルム側の側面に較べてエッチング液に接す
る時間が長いためにエッチングされやすく、パターンの
幅方向の断面形状を台形状とすることができる。なお、
台形の形状は、エッチング液の濃度やエッチング時間を
調整することにより短い底辺と側辺とのなす角度を95〜
150°の台形状とすることができる。そして、この金属
箔転写用フィルムを絶縁フィルム３と成る前駆体シート
に積層し、温度が100〜200℃で圧力が0.5〜10ＭＰａの
条件で10分〜１時間ホットプレスした後、支持体と成る
フィルムを剥離除去して金属箔を絶縁フィルム３と成る
前駆体シート表面に転写させることにより、台形状の上
底側が被覆層２に埋設された配線導体４を形成すること
ができる。

【００４３】なお、配線導体４の長さの短い底辺と対向
する液晶ポリマー層１間の被覆層２の厚みｘ（μｍ）
は、金属箔転写時のホットプレスの圧力を調整すること
により所望の範囲とすることができる。また、配線導体
４は被覆層２との密着性を高めるためにその表面にバフ
研磨・ブラスト研磨・ブラシ研磨・薬品処理等の処理で
表面を粗化しておくことが好ましい。

【００４４】また、絶縁フィルム３には、直径が20〜15
0μｍ程度の貫通導体５が形成されている。貫通導体５
は、絶縁フィルム３を挟んで上下に位置する配線導体４
を電気的に接続する機能を有し、絶縁フィルム３にレー
ザにより穿設加工を施すことにより貫通孔を形成した
後、この貫通孔に銅・銀・金・半田等から成る導電性ペ
ーストを従来周知のスクリーン印刷法により埋め込むこ
とにより形成される。

【００４５】本発明の多層配線基板６によれば、絶縁フ
ィルム３を液晶ポリマー層１の上下面にポリフェニレン
エーテル系有機物から成る被覆層２を有したものとした
ことから、液晶ポリマー層１が高耐熱性・高弾性率・高
寸法安定性・低吸湿性であり、ガラスクロスのような強
化材を用いなくとも絶縁フィルム３を構成することが可
能となり、その結果、レーザによる穿設加工が容易とな
り微細で均一な貫通孔を形成できる。

【００４６】このような多層配線基板６は、上述したよ
うな方法で製作した絶縁フィルム３と成る前駆体シート
の所望の位置に貫通導体５を形成した後、パターン形成
した例えば銅の金属箔を、温度が100〜200℃で圧力が0.
5〜10ＭＰａの条件で10分〜１時間ホットプレスして転
写し、これらを積層して最終的に温度が150〜300℃で圧
力が0.5〜10ＭＰａの条件で30分〜24時間ホットプレス
して完全硬化させることにより製作される。

【００４７】かくして、本発明の多層配線基板６によれ
ば、液晶ポリマー層１上下面にポリフェニレンエーテル
系有機物から成る被覆層２を形成して成る絶縁フィルム
３を複数積層して成るものとしたことから、ポリフェニ
レンエーテル系有機物分子は液晶ポリマー系有機物分子
ほど剛直でなく、また、規則正しい配向性も示さないこ
とから比較的分子が動きやすいために配線導体４表面の
微細な凹部に入り込み十分なアンカー効果を発揮するこ
とができ、その結果、絶縁フィルム３と配線導体４の密
着性が良好となり高温高湿下において両者間で剥離を生
じてしまうということがない。また、ポリフェニレンエ
ーテル系有機物から成る被覆層２と液晶ポリマー層１の
誘電率の周波数挙動がほぼ等しいことから、配線導体４
を接着する際の加圧によって被覆層２にわずかな厚みば
らつきが生じたとしても高周波領域における伝送特性の
低下を生じることのない高周波伝送特性に優れた多層配
線基板６とすることができる。さらに、絶縁フィルム３
を多層化する際、ポリフェニレンエーテル系有機物分子
は動きやすいためにポリフェニレンエーテル系有機物分
子同士が絡み合いやすくなって被覆層２同士の密着性が
強くなり、その結果、高温バイアス試験下においても絶
縁フィルム３間で剥離して絶縁不良が発生してしまうこ
ともない。

【００４８】なお、本発明の多層配線基板６は上述の実
施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲であれば種々の変更は可能であり、例えば、上
述の実施例では４層の絶縁フィルム３を積層することに
よって多層配線基板６を製作したが、２層や３層、ある
いは５層以上の絶縁フィルム３を積層して多層配線基板
６を製作してもよい。また、本発明の多層配線基板６の
上下表面に、１層や２層、あるいは３層以上の有機樹脂
を主成分とする絶縁層から成るビルドアップ層やソルダ
ーレジスト層を形成してもよい。

【００４９】

【実施例】次に本発明の絶縁フィルムおよび多層配線基
板を、以下の試料を製作して評価した。（実施例）先ず、熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂
に平均粒径が0.6μｍの球状溶融シリカをその含有量が4
0体積％となるように加え、これに溶剤としてトルエ
ン、さらに有機樹脂の硬化を促進させるための触媒を添
加し、１時間混合してワニスを調整した。次に、融点が
320℃で厚みが35μｍの液晶ポリマー層の表面をプラズ
マ処理してトリアリルイソシアヌレートとの接触角を35
°とし、この液晶ポリマー層の上面に上記ワニスをドク
ターブレード法により塗布し、厚さ約20μｍの乾燥状態
の熱硬化性ポリフェニレンエーテル被覆層を成形した。
そして、この液晶ポリマー層の下面にも同様にポリフェ
ニレンエーテル被覆層を成形し、絶縁フィルムを製作し
た。

【００５０】さらに、この絶縁フィルムに、ＣＯ₂レー
ザにより直径65μｍの貫通孔を形成し、この貫通孔に銅
粉末と有機バインダを含有する導体ペーストをスクリー
ン印刷により埋め込むことにより貫通導体を形成した。

【００５１】次に、回路上に形成した厚さ12μｍの銅箔
が付いた転写用支持フィルムと、貫通導体が形成された
絶縁フィルムとを位置合わせして真空積層機により３Ｍ
Ｐａの圧力で30秒加圧した後、転写用支持フィルムを剥
離して配線導体を絶縁フィルム上に埋設した。最後に、
この配線導体が形成された絶縁フィルムを４枚重ね合わ
せ、３ＭＰａの圧力下で200℃の温度で５時間加熱処理
して完全硬化させて多層配線基板を得た。

【００５２】なお、絶縁性の評価を行うためのテスト基
板は、配線幅50μｍ、配線間隔50μｍの櫛歯状パターン
の配線導体を多層配線基板内に形成し、また、導通性の
評価を行うためのテスト基板は、その内部に多層配線基
板の絶縁層を介して位置する上下の２層の配線導体と両
者を電気的に接続する貫通導体とでビアチェーンを形成
したものとした。さらに、高周波伝送特性の評価を行う
ためのテスト基板は、ストリップライン構造の配線導体
を多層配線基板内部に形成した。

【００５３】（比較例１）比較例１用として用いた多層
配線基板は、まず、表面に銅箔を熱溶融により接着した
融点が320℃の液晶ポリマー層にフォトレジストを用い
て回路状の配線導体を形成し、次に、ＣＯ₂レーザによ
り直径65μｍの貫通孔を形成し、さらにこの貫通孔に銅
粉末と有機バインダを含有する導体ペーストをスクリー
ン印刷により埋め込むことにより貫通導体を形成して回
路基板を作成した後、これらの回路基板を融点が280℃
の液晶ポリマー層を間に挟んで１ＭＰａの圧力下で285
℃の温度で５分間加熱プレスすることにより製作した。

【００５４】（比較例２）比較例２用として用いた多層
配線基板は、表面に銅箔をエポキシ樹脂製接着剤を介し
て接着した、融点が320℃の液晶ポリマー層を用いるこ
と以外は、比較例１用の多層配線基板と同様の方法で製
作した。

【００５５】絶縁性の評価は、試料を温度が130℃、相
対湿度が85％の条件で、印加電圧5.5Ｖの高温バイアス
試験を行い、168時間後の配線導体間の絶縁抵抗を測定
し、試験前後の変化量を比較することにより評価した。
また、導通性の評価は、試料を温度が-55℃の条件で30
分、125℃の条件で30分を１サイクルとする温度サイク
ル試験を行い、1000サイクル後のビアチェーンの導通抵
抗を測定し、試験前後の導通抵抗の変化量を比較するこ
とにより評価した。さらに、高周波伝送特性の評価は、
ストリップ構造を有する試料を用いて、周波数が100Ｍ
Ｈｚ〜40ＧＨｚの範囲で高周波伝送特性を測定すること
により評価した。

【００５６】表１に絶縁性の評価結果を、表２に導通性
の評価結果を、表３に伝送特性の評価結果を示す。

【００５７】

【表１】

【００５８】

【表２】

【００５９】

【表３】

【００６０】表１からは、比較例１の多層配線基板が高
温バイアス試験後の絶縁抵抗が3.5×10⁶Ωと小さくな
り、耐熱性に劣ることがわかった。また、表２からは、
比較例１の多層配線基板は温度サイクル試験で断線が発
生し、絶縁性および温度サイクル性に劣ることがわかっ
た。さらに、表３からは、比較例２の多層配線基板が20
ＧＨｚ以上の高周波領域で伝送特性が-1.0ｄＢ以下と劣
化し、高周波伝送特性に劣ることがわかった。

【００６１】それらに対して本発明の多層配線基板は、
高温バイアス試験後でも絶縁抵抗は4.3×10¹⁰Ωと大き
く、また、温度サイクル試験後でも導通抵抗は変化率が
4％と小さく、さらに、伝送特性も40ＧＨｚの高周波領
域においても‐0.51dＢと小さいという優れたものであ
った。

【００６２】

【発明の効果】本発明の絶縁フィルムによれば、液晶ポ
リマー層の上下面にポリフェニレンエーテル系有機物か
ら成る被覆層を形成したことから、ポリフェニレンエー
テル系有機物分子が液晶ポリマー分子ほど剛直でなく、
また、規則正しい配向性も示さないことから比較的分子
が動きやすく、その結果、絶縁フィルムを多層化した場
合においても、絶縁フィルム同士の密着性が良好とな
り、高温バイアス試験においてフィルム間で剥離して絶
縁不良が発生してしまうということはない。また、絶縁
フィルム表面に配線導体を配設した場合においても、ポ
リフェニレンエーテル系有機物分子が配線導体表面の微
細な凹部に入り込み十分なアンカー効果を発揮すること
ができ、絶縁フィルムと配線導体との密着性が良好とな
り、その結果、高温高湿下で両者間で剥離して配線導体
が断線してしまうということもない。さらに、ポリフェ
ニレンエーテル系有機物から成る被覆層と液晶ポリマー
層の誘電率の周波数挙動がほぼ等しいことから、配線導
体を接着する際の加圧によって被覆層にわずかな厚みば
らつきが生じたとしても、高周波領域における伝送特性
に低下を生じることのない高周波伝送特性に優れた絶縁
フィルムとすることができる。またさらに、液晶ポリマ
ー層に対するポリフェニレンエーテルおよび液体のトリ
アリルイソシアヌレートの濡れ性は近似しており、本発
明の絶縁フィルムにおいては液晶ポリマー層のトリアリ
ルイソシアヌレートとの接触角を３〜50°としたことか
ら、液晶ポリマー層とポリフェニレンエーテル系有機物
から成る被覆層との密着が強固となり、温度サイクル等
の熱衝撃試験においても剥離の発生しない絶縁フィルム
とすることができる。

【００６３】また、本発明の絶縁フィルムによれば、上
記構成において、ポリフェニレンエーテル系有機物を熱
硬化性ポリフェニレンエーテルとしたことから、温度サ
イクル信頼性に優れるとともに、配線導体を接着する際
の位置精度の良好な絶縁フィルムとすることができる。

【００６４】さらに、本発明の多層配線基板によれば、
多層配線基板を上記の絶縁フィルムを用いて形成したこ
とから、耐湿性・導通信頼性・高周波伝送特性に優れた
多層配線基板とすることができる。また、絶縁フィルム
を多層化する際、被覆層を形成するポリフェニレンエー
テル系有機物分子は動きやすいためにポリフェニレンエ
ーテル系有機物分子同士が絡み合いやすく、絶縁フィル
ム同士の密着性が強くなり、その結果、高温バイアス試
験下においても絶縁フィルム間で剥離して絶縁不良が発
生してしまうことはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の絶縁フィルムの実施の形態の一例を示
す断面図である。

【図２】本発明の多層配線基板に半導体素子を搭載して
成る混成集積回路の実施の形態の一例を示す断面図であ
る。

【図３】図２に示す多層配線基板の要部拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１・・・・・液晶ポリマー層２・・・・・被覆層３・・・・・絶縁フィルム４・・・・・配線導体５・・・・・貫通導体６・・・・・多層配線基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｈ０５Ｋ 3/46 ＮＴ // Ｃ０８Ｌ 101:00 Ｃ０８Ｌ 101:00 Ｆターム(参考） 4F006 AA35 AB32 BA01 CA08 4F100 AB01D AB01E AB20 AB33D AB33E AK01A AK54B AK54C AS00A BA03 BA04 BA05 BA06 BA07 BA10B BA10C BA10D BA10E BA15 DE01 EH46 EJ33 GB43 JA11A JB13B JB13C JG04 JK06A JL11A YY00A 5E346 AA05 AA06 AA12 AA15 AA42 AA43 BB01 CC02 CC08 CC31 DD02 EE02 EE06 EE07 EE42 FF18 FF35 FF36 GG28 HH11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トリアリルイソシアヌレートとの接触角
が３〜５０°である液晶ポリマー層の上下面にポリフェ
ニレンエーテル系有機物から成る被覆層を形成して成る
ことを特徴とする絶縁フィルム。
【請求項２】前記ポリフェニレンエーテル系有機物が
熱硬化性ポリフェニレンエーテルであることを特徴とす
る請求項１記載の絶縁フィルム。
【請求項３】上下面の少なくとも一方の面に金属箔か
ら成る配線導体が配設された請求項１または請求項２記
載の絶縁フィルムを複数積層して成るとともに、該絶縁
フィルムを挟んで上下に位置する前記配線導体間を前記
絶縁フィルムに形成された貫通導体を介して電気的に接
続した多層配線基板。