JP2003062942A

JP2003062942A - 絶縁フィルムおよびこれを用いた多層配線基板

Info

Publication number: JP2003062942A
Application number: JP2001258367A
Authority: JP
Inventors: Kiyomi Hagiwara; 清己萩原; Katsura Hayashi; 桂林; Takahiro Matsunaga; 隆弘松永
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-08-28
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2003-03-05

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、間隔が200μｍ以下の貫
通導体を有するような配線の高密度化と絶縁性をともに
満足させることができない。【解決手段】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
り、液晶ポリマー層１は、波長150〜500ｎｍの光を吸収
する光吸収剤を含有していることを特徴とする絶縁フィ
ルム。波長が150〜500ｎｍで微細加工に適したＵＶ−Ｙ
ＡＧレーザやエキシマレーザ等のレーザを用いて貫通孔
を形成する際、液晶ポリマー層の波長150〜500ｎｍの領
域におけるレーザ光の吸収率が向上し、その結果、絶縁
フィルムのレーザ加工時間を短縮することができる。

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
て成る絶縁層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
成して成る配線基板を、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てい
る。

【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
せて成る絶縁基材や、ポリイミドフィルムにエポキシ系
接着剤を塗布して成る絶縁基材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】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、回路層同士を間に液
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】このような問題点を解決するために、本願
出願人は、特願2001−53834において、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絶縁フィルムを、複数積層して成る
多層配線基板を提案した。

【００１２】なお、近年、電子機器の軽薄短小化・高性
能化の流れが加速し、電子機器に使用される電子部品に
ついてもさらなる小型化の要求が出てきており、貫通導
体間の間隔が200μｍ以下、すなわち絶縁信頼性の観点
から貫通孔の孔径が100μｍ以下の微細なものを形成す
る必要が生じてきている。このため、貫通孔を形成する
レーザも赤外線の波長領域を使用する炭酸ガスレーザか
ら、波長が150〜500ｎｍと炭酸ガスレーザより短く、微
細加工に適したＵＶ−ＹＡＧレーザやエキシマレーザ等
のレーザが用いられるようになってきている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液晶
ポリマーは、そのレーザ加工性がポリフェニレンエーテ
ル系有機物から成る被覆層のレーザ加工性に較べて大幅
に劣り、絶縁フィルムに貫通孔を形成するのに時間を要
してしまうという問題点を有していた。

【００１４】また、液晶ポリマー層は、そのレーザ加工
性がポリフェニレンエーテル系有機物から成る被覆層の
レーザ加工性に較べて大幅に劣ることから、貫通孔の被
覆層部分の孔径が液晶ポリマー層部分の孔径に較べて大
きくなってしまい、例えば絶縁フィルムに200μｍの間
隔で100μｍの貫通孔を形成した場合、貫通孔の被覆層
に形成された部分の孔径が100μｍよりも大きくなり、
その結果、貫通孔間の間隔が200μｍよりも小さなもの
となってしまい、貫通孔に金属ペースト等を充填して貫
通導体を形成した場合、隣接する貫通導体間で絶縁性が
低下してしまうという問題点を有していた。

【００１５】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、レーザ加工性に優
れた絶縁層、およびこれを用いた貫通導体の間隔が200
μｍ以下の微細配線を有するとともに絶縁性に優れた多
層配線基板を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の絶縁フィルム
は、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り、液晶ポリマー
層が波長150〜500ｎｍの光を吸収する光吸収剤を含有し
ていることを特徴とするものである。

【００１７】また、本発明の絶縁フィルムは、上記構成
において、被覆層が波長150〜500ｎｍの光を吸収する光
吸収剤を含有していることを特徴とするものである。

【００１８】さらに、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
性に変性した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。

【００１９】また、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。

【００２０】さらに、本発明の多層配線基板は、上記構
成において、配線導体の幅方向の断面形状が、絶縁フィ
ルム側の底辺の長さが対向する底辺の長さよりも短い台
形状であり、かつ絶縁フィルム側の底辺と側辺との成す
角度が95〜150°であることを特徴とするものである。

【００２１】本発明の絶縁フィルムによれば、液晶ポリ
マー層が波長150〜500ｎｍの光を吸収する光吸収剤を含
有していることから、波長が150〜500ｎｍで微細加工に
適したＵＶ−ＹＡＧレーザやエキシマレーザ等のレーザ
を用いて貫通孔を形成する際、液晶ポリマー層の波長15
0〜500ｎｍの領域におけるレーザ光の吸収率が向上し、
その結果、絶縁フィルムのレーザ加工時間を短縮するこ
とができる。

【００２２】また、本発明の絶縁フィルムによれば、上
記構成において、被覆層が波長150〜500ｎｍの光を吸収
する光吸収剤を含有していることから、波長が150〜500
ｎｍのＵＶ−ＹＡＧレーザやエキシマレーザ等のレーザ
に対する液晶ポリマー層と被覆層のレーザ加工性がほぼ
等しくなり、絶縁フィルムに孔径が100μｍ程度で隣接
する貫通孔同士の間隔が200μｍ程度の貫通孔を形成し
たとしても、被覆層に形成した貫通孔の孔径が液晶ポリ
マー層に形成した貫通孔の孔径より大きくなって隣接す
る貫通孔間の間隔が狭くなることはなく、その結果、貫
通孔に金属ペースト等を充填して貫通導体を形成したと
しても、隣接する貫通導体間で絶縁性が低下してしまう
ということはない。

【００２３】さらに、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
熱硬化性に変性した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。

【００２４】また、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、微細配線を有するとともに絶縁性に優れた多層配
線基板とすることができる。

【００２５】さらに、本発明の多層配線基板によれば、
上記構成において、配線導体の幅方向の断面形状を絶縁
フィルム側の底辺の長さが対向する底辺の長さよりも短
い台形状とし、かつ絶縁フィルム側の底辺と側辺との成
す角度を95〜150°としたことから、絶縁フィルムと配
線導体との密着性が良好で、高温高湿下においても両者
間で剥離してしまうことのない多層配線基板とすること
ができる。

【００２６】

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

【００２７】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本発明の多層配線基板に半
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。な
お、図２は、配線導体の幅方向の断面図である。これら
の図において１は液晶ポリマー層、２はポリフェニレン
エーテル系有機物から成る被覆層で、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、７は半導体素子等の電子部品で、
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。

【００２８】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ポリフェニレンエーテル系
有機物から成る被覆層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。

【００２９】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
り、本発明に用いる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200〜400℃
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、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。

【００３０】本発明の絶縁フィルム３においては、液晶
ポリマー層１は波長150〜500ｎｍの光を吸収する光吸収
剤を含有しており、また、このことが重要である。

【００３１】本発明の絶縁フィルム３によれば、液晶ポ
リマー層１が波長150〜500ｎｍの光を吸収する光吸収剤
を含有していることから、波長が150〜500ｎｍで微細加
工に適したＵＶ−ＹＡＧレーザやエキシマレーザ等のレ
ーザを用いて貫通孔を形成する際、液晶ポリマー層の波
長150〜500ｎｍの領域におけるレーザ光の吸収率が向上
し、その結果、絶縁フィルムのレーザ加工時間を短縮す
ることができる。

【００３２】光吸収剤は、波長150〜500ｎｍの領域の光
を吸収するものであればどのような材料であってもよい
が、レーザのエネルギーを効率よく吸収して液晶ポリマ
ー層１を分解するという観点からは、波長150〜500ｎｍ
の領域で光学的に不活性であるとともに、この波長領域
に吸収極大が存在するものが好ましい。なお、光学的に
不活性とは、光の照射によって化学構造が実質的に変化
しないことをいう。

【００３３】このような光吸収剤としてはベンゾフェノ
ン系化合物やベンゾトリアゾール系化合物・シアノアク
リレート系化合物等の有機化合物あるいは酸化チタン粉
末などの無機化合物が好ましく用いられる。

【００３４】なお、光吸収剤の含有量は、液晶ポリマー
層１に対し、0.１重量％未満であると液晶ポリマー層１
のレーザ加工性を改善することが困難となる傾向があ
り、10重量％を超えると液晶ポリマー層１を構成する液
晶ポリマー分子の配向が乱れて液晶ポリマー層１の機械
的特性が低下してクラックが生じやすくなる傾向にあ
る。したがって、光吸収剤の含有量は、液晶ポリマー層
１に対して、0.1〜10重量％とすることが好ましく、好
適には0.5〜５重量％とすることが好ましい。また、含
有量が上記範囲内であれば２種以上の光吸収剤を組み合
わせて用いることもできる。

【００３５】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、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。

【００３６】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。

【００３７】さらに、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やブラスト研磨・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中心線表面粗さＲａが0.05〜5μ
ｍの値となるように粗化しておくことが好ましい。中心
線表面粗さＲａは、半田リフロー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0.05
μｍ以上であることが好ましく、表面に被覆層２を形成
する際に空気のかみ込みを防止するという観点からは５
μｍ以下であることが好ましい。したがって、液晶ポリ
マー層１は、その表面を中心線表面粗さＲａが0.05〜5
μｍの粗面とすることが好ましい。

【００３８】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。

【００３９】このような被覆層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、とりわけ温度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。

【００４０】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。した
がって、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。

【００４１】また、本発明の絶縁フィルム３において
は、被覆層２に波長150〜500ｎｍの光を吸収する光吸収
剤を含有させることが好ましい。

【００４２】本発明の絶縁フィルム３によれば、被覆層
２に波長150〜500ｎｍの光を吸収する光吸収剤を含有さ
せたことから、波長が150〜500ｎｍのＵＶ−ＹＡＧレー
ザやエキシマレーザ等のレーザに対する液晶ポリマー層
１と被覆層２のレーザ加工性がほぼ等しくなり、絶縁フ
ィルム３に孔径が100μｍ程度で隣接する貫通孔同士の
間隔が200μｍ程度の貫通孔を形成したとしても、被覆
層２に形成した貫通孔の孔径が液晶ポリマー層１に形成
した貫通孔の孔径より大きくなって隣接する貫通孔間の
間隔が狭くなることはなく、その結果、貫通孔に金属ペ
ースト等を充填して貫通導体５を形成したとしても、隣
接する貫通導体５間で絶縁性が低下してしまうというこ
とはない。

【００４３】光吸収剤は、波長150〜500ｎｍの領域の光
を吸収するものであればどのような材料であってもよい
が、レーザのエネルギーを効率よく吸収して被覆層２を
分解するという観点からは、波長150〜500ｎｍの領域で
光学的に不活性であるとともに、この波長領域に吸収極
大が存在するものが好ましい。なお、液晶ポリマー層１
と被覆層２とのレーザ加工性を合わせるという観点から
は、液晶ポリマー層１に含有される光吸収剤と同一の材
料を用いることが好ましい。

【００４４】光吸収剤の含有量は、被覆層２に対し、0.
01重量％未満であると被覆層２のレーザ加工効率が悪く
なって、熱が発生することにより貫通孔の孔径が大きく
なる傾向にあり、また、５重量％を超えると配線導体４
との密着性が低下する傾向にある。したがって、光吸収
剤の含有量は、被覆層２に対し、0.01〜５重量％である
ことが好ましい。

【００４５】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、トリアリルシ
アヌレートやトリアリルイソ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。

【００４６】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
燃性を改善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。

【００４７】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。したがっ
て、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。

【００４８】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。

【００４９】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液晶ポリマー層１の上
下表面に従来周知のドクター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。

【００５０】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。

【００５１】次に、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。

【００５２】本発明によれば、多層配線基板６を上述の
絶縁フィルム３を用いて形成したことから、微細配線を
有するとともに絶縁性に優れた多層配線基板６とするこ
とができる。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】また、本発明の多層配線基板６において
は、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。

【００５７】本発明の多層配線基板６によれば、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。

【００５８】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フィルム層１との間に
位置する被覆層２の厚みｘ（μｍ）が、上下の液晶フィ
ルム層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。

【００５９】液晶フィルム層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フィルム層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フィルム
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
する液晶フィルム層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。したがって、配線導体４の台形状の上底側表面
と液晶フィルム層１の間に位置する、被覆層２の厚みｘ
（μｍ）を、液晶フィルム層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の範囲とすることが好ま
しい。

【００６０】このような配線導体４は、絶縁フィルム３
と成る前駆体シートに、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。まず、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。

【００６１】なお、配線導体４の長さの短い底辺と対向
する液晶フィルム層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。

【００６２】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
ザー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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】かくして本発明の多層配線基板６によれ
ば、上記構成の多層配線基板６の上面に形成した配線導
体４の一部から成る接続パッド８に半田等の導体バンプ
８を介して半導体素子等の電子部品７を電気的に接続す
るとともに、多層配線基板６の下面に形成した配線導体
４の一部から成る接続パッド８に半田等の導体バンプ９
を形成することにより配線密度が高く絶縁性に優れた混
成集積回路とすることができる。

【００６６】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10を形成してもよい。

【００６７】

【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）まず、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％、および光吸収剤として２−(２Ｈ−ベンゾトリ
アゾール−２−イル)−４−６ビス(１−メチル−１−フ
ェニルエチル)フェノールをその含有量が0.1重量％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。

【００６８】次に、光吸収剤として２−(２Ｈ−ベンゾ
トリアゾール−２−イル)−４−６ビス(１−メチル−１
−フェニルエチル)フェノールをその含有量が１重量％
となるように均一に分散した厚みが35μｍの液晶ポリマ
ー層の表面をプラズマ処理して、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。

【００６９】さらに、この絶縁フィルムに、波長が355
ｎｍのＵＶ-ＹＡＧレーザにより孔径50μｍ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。

【００７０】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。

【００７１】なお、絶縁性の評価を行うためのテスト基
板は、隣り合う貫通導体間のピッチが150・200・250μ
ｍのビアチェーン櫛歯状パターンの配線導体を多層配線
基板内に形成した。

【００７２】（比較例）比較例用として用いた多層配線
基板は、被覆層にも液晶ポリマー層にも光吸収剤を含有
させないこと以外は実施例と同様に製作した。

【００７３】レーザ加工性の評価は、絶縁フィルムのレ
ーザ加工後にレーザ入射側被覆層と、液晶ポリマー層お
よびレーザ出射側被覆層の貫通孔の孔径を測定した。

【００７４】また、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。

【００７５】表１にレーザ加工性の評価結果を、表２に
絶縁性の評価結果を示す。

【００７６】

【表１】

【００７７】

【表２】

【００７８】表１からは、比較例の絶縁フィルムにおい
て、レーザ入射側被覆層の貫通孔の孔径が液晶ポリマー
層に比べて1.5倍も大きくなり、液晶ポリマー層と被覆
層のレーザ加工性が大きく異なることがわかった。また
表２からは、比較例の多層配線基板において、高温バイ
アス試験後の絶縁抵抗が、ピッチ200μｍ以下で絶縁抵
抗が１×10⁸以下と小さくなり、絶縁性に劣ることがわ
かった。

【００７９】それらに対して本発明の絶縁フィルムおよ
び多層配線基板は、レーザ入射側被覆層の貫通孔の孔径
が液晶ポリマー層とほぼ等しいという優れたものであっ
た。また絶縁性に関しても150μｍのピッチにおいても
高温バイアス試験後の絶縁抵抗は１.3×10¹¹Ωと大きい
という優れたものであった。

【００８０】

【発明の効果】本発明の絶縁フィルムによれば、液晶ポ
リマー層が波長150〜500ｎｍの光を吸収する光吸収剤を
含有していることから、波長が150〜500ｎｍで微細加工
に適したＵＶ−ＹＡＧレーザやエキシマレーザ等のレー
ザを用いて貫通孔を形成する際、液晶ポリマー層の波長
150〜500ｎｍの領域におけるレーザ光の吸収率が向上
し、その結果、絶縁フィルムのレーザ加工時間を短縮す
ることができる。

【００８１】また、本発明の絶縁フィルムによれば、上
記構成において、被覆層が波長150〜500ｎｍの光を吸収
する光吸収剤を含有していることから、波長が150〜500
ｎｍのＵＶ−ＹＡＧレーザやエキシマレーザ等のレーザ
に対する液晶ポリマー層と被覆層のレーザ加工性がほぼ
等しくなり、絶縁フィルムに孔径が100μｍ程度で隣接
する貫通孔同士の間隔が200μｍ程度の貫通孔を形成し
たとしても、被覆層に形成した貫通孔の孔径が液晶ポリ
マー層に形成した貫通孔の孔径より大きくなって隣接す
る貫通孔間の間隔が狭くなることはなく、その結果、貫
通孔に金属ペースト等を充填して貫通導体を形成したと
しても、隣接する貫通導体間で絶縁性が低下してしまう
ということはない。

【００８２】さらに、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
熱硬化性に変性した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。

【００８３】また、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、微細配線を有するとともに絶縁性に優れた多層配
線基板とすることができる。

【００８４】さらに、本発明の多層配線基板によれば、
上記構成において、配線導体の幅方向の断面形状を絶縁
フィルム側の底辺の長さが対向する底辺の長さよりも短
い台形状とし、かつ絶縁フィルム側の底辺と側辺との成
す角度を95〜150°としたことから、絶縁フィルムと配
線導体との密着性が良好で、高温高湿下においても両者
間で剥離してしまうことのない多層配線基板とすること
ができる。

【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。

【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 ＢＮＴＦターム(参考） 4F100 AB01D AB33D AK01A AK54B AK54C AL06B AL06C AS00A BA03 BA04 BA06 BA07 CA07A CA07B CA07C GB43 JB13B JB13C JG04 JL01 5E346 AA12 AA14 AA43 BB15 CC08 CC32 CC38 DD02 DD12 DD32 DD44 EE33 EE38 FF18 GG02 GG15 GG19 GG28 HH08 HH26 HH33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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り、前
記液晶ポリマー層は、波長１５０〜５００ｎｍの光を吸
収する光吸収剤を含有していることを特徴とする絶縁フ
ィルム。
【請求項２】前記被覆層が波長１５０〜５００ｎｍの
光を吸収する光吸収剤を含有してい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】前記ポリフェニレンエーテル系有機物が
熱硬化性に変性した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または請求項２記載の絶縁フィル
ム。
【請求項４】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乃至請求項３のい
ずれかに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
電気的に接続したことを特徴とする多層配線基板。
【請求項５】前記配線導体の幅方向の断面形状は、前
記絶縁フィルム側の底辺の長さが対向する底辺の長さよ
りも短い台形状であり、かつ前記絶縁フィルム側の底辺
と側辺との成す角度が９５〜１５０°であることを特徴
とする請求項４記載の多層配線基板。