JP2003078244A - 多層配線基板及びその製造方法 - Google Patents

多層配線基板及びその製造方法

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健一 池田
Toshiyuki Kawashima
敏行 川島
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伸治 田原
Kazuo Ouchi
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 積層物の一体化工程を同時に行うことで、積
層数の多い多層配線基板でも簡易に製造でき、得られる
多層配線基板も、絶縁層間の接着強度の問題や積層の位
置合わせ精度の問題が生じにくい多層配線基板の製造方
法、及びそれによって得られる多層配線基板を提供す
る。 【解決手段】 2層以上の多孔質層11と、その多孔質
層11の間に配置されその何れかの多孔質層11に形成
された配線層20とを備える多孔状積層物30に、熱硬
化性樹脂の原料組成物Rを含浸させて半硬化又は硬化さ
せる工程を含む多層配線基板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、2層以上の多孔質
層と、その多孔質層の間に配置されその何れかの多孔質
層に形成された配線層とを備える多孔状積層物に、熱硬
化性樹脂の原料組成物を含浸させて半硬化又は硬化させ
る工程を含む多層配線基板の製造方法、及びそれによっ
て得られる多層配線基板に関し、特に、積層数の多い多
層配線基板を簡易に製造する技術として有用である。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器等の小形化や軽量化に伴
い、配線基板に対しても高密度化の要求が高まり、これ
に対応すべく配線層の多層構造化が行われている。かか
る多層配線基板の構造としては、絶縁層とパターン形成
された配線層とが順次積層され、隣接する配線層がイン
ナービアホールを介して導電接続されたものが一般的で
ある。当該導電接続の方法としては、ビアホールの内周
面にメッキを施す方法、ビアホールの内部空間にメッキ
して金属柱を形成する方法、ビアホールの内部空間に導
電性ペーストを充填する方法などが知られている。
【0003】このような層間接続構造を有する多層配線
基板の製造方法としては、絶縁層となるプリプレグ等と
配線層(又はパターン形成前の金属箔)とを一体化した
積層単位を、積層と加熱加圧とを繰り返して順次積層し
ていくか、又は絶縁層と配線層とを交互に順次形成して
いく方法が実用化され、層間接続構造の形成は積層工程
の中間の工程として行うのが一般的であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き製造方法では、各層毎に加熱加圧を繰り返すなど、
積層数に応じて工程が増加するため、多層構造化した配
線基板の製造方法として、効率の良い製造方法とは言え
なかった。また、得られる多層配線基板についても、絶
縁層間の接着強度の問題や、順次積層工程を行うため、
積層の位置合わせ精度の問題もあった。
【0005】そこで、本発明の目的は、積層物の一体化
工程を同時に行うことで、積層数の多い多層配線基板で
も簡易に製造でき、得られる多層配線基板も、絶縁層間
の接着強度の問題や積層の位置合わせ精度の問題が生じ
にくい多層配線基板の製造方法、及びそれによって得ら
れる多層配線基板を提供することにある。
【0006】一方、近年における電子部品の実装密度の
高密度化の要請より、多層配線基板の内部に、抵抗、コ
ンデンサなどの受動部品や、半導体チップなどの能動部
品を組み込んだ構造が、幾つか提案されている。例え
ば、チップ部品を配置する方法、配線層の一部を利用し
て素子を形成する方法、両者を組み合わせた方法などが
存在する。
【0007】しかしながら、これらの方法では、チップ
部品を配置する部分にキャビティを必ず設ける必要があ
ったり、また、形成した素子のスペースをどのように確
保するかと言った問題があった。
【0008】そこで、本発明の別の目的は、チップ部品
や各種素子のスペースを確保し易い多層配線基板の製造
方法、及びそれによって得られる多層配線基板を提供す
ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的は、下記の如き
本発明により達成できる。即ち、本発明の多層配線基板
の製造方法は、2層以上の多孔質層と、その多孔質層の
間に配置されその何れかの多孔質層に形成された配線層
とを備える多孔状積層物に、熱硬化性樹脂の原料組成物
を含浸させて半硬化又は硬化させる工程を含むことを特
徴とする。
【0010】上記において、前記多孔状積層物は、2層
以上の前記配線層を備えると共に、その配線層のパター
ン部が前記多孔質層に設けた貫通孔内の導電体によって
層間で導電接続し得る状態又は導電接続した状態にして
あることが好ましい。
【0011】また、前記多孔状積層物は、複数の貫通孔
を有する多孔質層と、その多孔質層の少なくとも片面に
形成された配線層と、その配線層のパターン部から前記
貫通孔内に立設する導電体とを備える積層単位を含むも
のであることが好ましい。
【0012】その際、前記積層単位を作製するにあた
り、製膜側面に略同じ高さの導電性突起を有する突起付
金属箔を使用して、その突起付金属箔上に湿式凝固法に
より樹脂の多孔質層を製膜・付着させる工程と、前記突
起付金属箔の金属箔をエッチングして前記配線層のパタ
ーン部を形成する工程とを含むことが好ましい。
【0013】また、前記多孔状積層物は、受動部品もし
くは能動部品又はそれらを構成する素子の1種以上を、
前記多孔質層の間に介在させて、前記配線層と導電接続
し得る状態又は導電接続した状態にしてあることが好ま
しい。
【0014】あるいは、前記多孔状積層物は、受動部品
もしくは能動部品又はそれらを構成する素子の1種以上
を、前記多孔質層の開口部に配置して、前記配線層と導
電接続し得る状態又は導電接続した状態にしてあること
が好ましい。
【0015】一方、本発明の多層配線基板は、2層以上
の多孔質層と、その多孔質層の間に配置されその何れか
の多孔質層に形成された配線層とが、含浸して硬化され
た熱硬化性樹脂により一体化してなる積層構造を有する
ことを特徴とする。
【0016】上記において、前記積層構造は、2層以上
の前記配線層を備えると共に、その配線層のパターン部
が前記多孔質層に設けた貫通孔内の導電体によって層間
で導電接続されていることが好ましい。
【0017】また、前記積層構造は、受動部品もしくは
能動部品又はそれらを構成する素子の1種以上を、前記
多孔質層の間に介在させて前記配線層と導電接続してあ
ることが好ましい。
【0018】あるいは、前記積層構造は、受動部品もし
くは能動部品又はそれらを構成する素子の1種以上を、
前記多孔質層の開口部に配置して、前記配線層と導電接
続してあることが好ましい。
【0019】[作用効果]本発明の製造方法によると、
2層以上の多孔質層と、その多孔質層の間に配置されそ
の何れかの多孔質層に形成された配線層とを備える多孔
状積層物に、熱硬化性樹脂の原料組成物を含浸させるた
め、それが多孔質層を含む全体に行きわたり、これを半
硬化又は硬化させることで、絶縁層間に配線層が配置さ
れ一体化された積層構造を得ることができる。このため
積層物の一体化工程を同時に行うことができ、積層数の
多い多層配線基板でも簡易に製造できるようになる。ま
た、得られる多層配線基板も、絶縁層間に境界面が無く
なるため、絶縁層間の接着強度の問題がなく、順次積層
して加熱加圧工程を行う必要がないため、積層の位置合
わせ精度の問題も従来と比較して大幅に改善される。
【0020】前記多孔状積層物は、2層以上の前記配線
層を備えると共に、その配線層のパターン部が前記多孔
質層に設けた貫通孔内の導電体によって層間で導電接続
し得る状態にしてある場合、複数の配線層を有する積層
物の一体化工程を一度に行うと同時に、配線層間の導電
接続構造も同時に形成することができる。このため、配
線層間が導電接続された多層配線基板をより効率良く製
造することができる。また、多孔質層に設けた貫通孔内
の導電体によって、予め層間で導電接続した状態にして
ある場合、積層物の一体化工程を行う前に層間で導電接
続されるため、より確実な導電接続を行うことができ
る。
【0021】前記多孔状積層物は、複数の貫通孔を有す
る多孔質層と、その多孔質層の少なくとも片面に形成さ
れた配線層と、その配線層のパターン部から前記貫通孔
内に立設する導電体とを備える積層単位を含むものであ
る場合、かかる積層単位を複数積層した多孔状積層物を
用いることによって、各々の積層単位を同じ工程で製造
することができるため、配線層間が導電接続された多層
配線基板を更に効率良く製造することができる。
【0022】その際の積層単位を作製するにあたり、製
膜側面に略同じ高さの導電性突起を有する突起付金属箔
を使用して、その突起付金属箔上に湿式凝固法により樹
脂の多孔質層を製膜・付着させる工程と、前記突起付金
属箔の金属箔をエッチングして前記配線層のパターン部
を形成する工程とを含む場合、多孔質層の形成、金属箔
の接着、及び貫通孔の形成を同時に行うことができ、積
層単位の作製効率をより高めることができる。
【0023】また、前記多孔状積層物は、受動部品もし
くは能動部品又はそれらを構成する素子の1種以上を、
前記多孔質層の間に介在させて、前記配線層と導電接続
し得る状態又は導電接続した状態にしてある場合、多孔
質層の間に部品等を介在させるため、多孔質層の変形に
より、部品等を配置するスペースを確保するのが容易に
なる。
【0024】同様に前記多孔質層の開口部に配置する場
合でも、開口部の上下の多孔質層が変形可能なため、開
口部を設ける層数を少なくすることができ、多層配線基
板への部品等の組み込みに有利となる。
【0025】一方、本発明の多層配線基板によると、2
層以上の多孔質層と、その多孔質層の間に配置されその
何れかの多孔質層に形成された配線層とが、含浸して硬
化された熱硬化性樹脂により一体化してなる積層構造を
有するため、上記のように簡易に製造することができ、
得られる多層配線基板も、絶縁層間に境界面が無くなる
ため、絶縁層間の接着強度の問題がなく、順次積層して
加熱加圧工程を行う必要がないため、積層の位置合わせ
精度の問題も従来と比較して大幅に改善される。
【0026】前記積層構造は、2層以上の前記配線層を
備えると共に、その配線層のパターン部が前記多孔質層
に設けた貫通孔内の導電体によって層間で導電接続され
ている場合、上記のように配線層間が導電接続された多
層配線基板を簡易に製造することができ、得られる多層
配線基板も、導電体の周囲に境界なく樹脂が含浸される
ため、絶縁層間の部分剥離などによる導電接続の切断な
ども起こりにくく、耐久性も良好になる。
【0027】また、前記積層構造が、受動部品もしくは
能動部品又はそれらを構成する素子の1種以上を、前記
多孔質層の間に介在させて前記配線層と導電接続してあ
る場合、多孔質層の間に部品等を介在させるため、多孔
質層の変形により、部品等を配置するスペースを確保す
るのが容易になる。
【0028】同様に前記多孔質層の開口部に配置する場
合でも、開口部の上下の多孔質層が変形可能なため、開
口部を設ける層数を少なくすることができ、多層配線基
板への部品等の組み込みに有利となる。
【0029】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
【0030】(第1実施形態)図1は本発明の多層配線
基板の製造方法の第1実施形態を示す工程図である。本
発明の多層配線基板の製造方法は、図1に示すように、
2層以上の多孔質層11と、その多孔質層11の間に配
置されその何れかの多孔質層11に形成された配線層2
0とを備える多孔状積層物30に、熱硬化性樹脂の原料
組成物を含浸させて半硬化又は硬化させる工程を含む。
本実施形態では、多孔状積層物30が、2層以上の配線
層20を備えると共に、その配線層のパターン部21が
多孔質層11に設けた貫通孔11a内の導電体32によ
って層間で導電接続し得る状態にしてある例を示す。
【0031】また、本実施形態では、図1(a)に示す
ように、複数の貫通孔11aを有する多孔質層11と、
その多孔質層11の少なくとも片面に形成された配線層
20と、その配線層20のパターン部21から貫通孔1
1a内に立設する導電体32とを備える積層単位Uを使
用する例を示す。
【0032】この積層単位Uを作製するにあたり、図2
に示すように、製膜側面に略同じ高さの導電性突起2a
を有する突起付金属箔10を使用して、その突起付金属
箔10上に湿式凝固法により樹脂の多孔質層11を製膜
・付着させる工程と、突起付金属箔10の金属箔1をエ
ッチングして配線層20のパターン部21を形成する工
程とを含むことが好ましい。
【0033】まず、突起付金属箔10の成形方法につい
て説明する。突起付金属箔10の成形方法としては、図
2に示すようにエッチングで形成する方法の他、メッキ
で形成する方法、導電性ペーストで形成する方法などが
挙げられる。
【0034】エッチングで形成する方法では、まず図2
(a)に示すような、2種の金属層1,2からなる金属
積層板を用意する。金属積層板を構成する金属層1,2
のうち、一方が配線層となり、他方が導電性突起2aと
なるため、各々の材料に応じた金属が選択される。金属
層1,2の材質としては、銅の他、白銅、青銅、黄銅、
アルミニウム、ニッケル、鉄、ステンレス、金、銀、白
金等の各種のものを使用できる。これらの金属層1,2
の厚さは好ましくは1〜50μmである。金属層1の製
膜側の表面には、多孔質層11との密着性を高めるため
に、粗面化処理、黒色処理などの物理的又は化学的な各
種表面処理を行うのが好ましい。
【0035】本発明では、湿式凝固法による樹脂多孔質
層11の密着性や配線パターンの加工性等の点から、配
線層となる金属層1が銅であることが好ましい。また、
他方の金属層2としては、そのエッチング時に金属層1
を浸食しない選択的なエッチングが可能な金属が選ばれ
る。具体的には、アルミニウムなどが挙げられる。な
お、金属積層板としてはクラッド材や、メッキ材などが
使用できる。
【0036】次いで、図2(b)に示すように、金属層
2の表面の導電性突起2aを形成する部分に、エッチン
グをレジストするマスク層3を形成する。マスク層3の
形成はスクリーン印刷やフォトリソグラフィー法が利用
できる。個々のマスク層3の大きさは、導電性突起2a
の上面面積に応じて決定されるが、直径5〜500μm
が可能である。また、個々のマスク層3の形状によって
導電性突起2aの上面形状を制御でき、円形、四角形、
配線パターンに沿った形状などが挙げられる。
【0037】次いで、図2(c)に示すように、金属層
2のエッチングを行い、導電性突起2aを形成する。そ
の際、アンダーカットが多すぎないようにエッチング条
件を調整するのが好ましい。エッチングは、金属層2を
選択的にエッチングするエッチング液を用いて行えばよ
い。
【0038】次いで、図2(d)に示すように、マスク
層3を除去する。除去の方法としては、薬剤による除去
や剥離除去を行えばよい。これにより、製膜側面に略同
じ高さの導電性突起2aを有する突起付金属箔10を製
造することができる。
【0039】次に、図2(e)〜(f)に示すように、
以上のような突起付金属箔10を用いて、湿式凝固法に
より樹脂多孔質層11を製膜・付着させる。その際、導
電性突起2aの高さに対して、製膜後の樹脂多孔質層1
1の表面の高さが略同じになるように製膜原液4の塗布
量を調整するのが好ましい。本発明における多孔質層1
1としては、空孔率30〜90%、平均孔径0.1〜1
0μmが好ましい。
【0040】本発明における多孔質層11の材質として
は、良好な耐熱性と機械的強度を有する樹脂が好まし
く、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド、特に芳香
族ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミ
ド、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルケトン等の各
種樹脂を採用することができる。これら樹脂のなかでも
ポリイミド系樹脂が絶縁性、耐熱性が良好であり、また
金属層との密着性も良好であり好ましい。また、芳香族
ポリアミドも絶縁性、耐熱性が良好であり、低熱線膨張
率であるため好ましい。
【0041】湿式凝固法では、一般的に、溶剤に樹脂と
添加剤等を溶解した製膜原液(ドープ)を調製し、これ
を製膜基材に塗布(キャスト)したものを凝固液に浸漬
して溶剤置換させることで、樹脂を凝固(ゲル化)さ
せ、その後、凝固液等を乾燥除去するなどして多孔質層
を得る。
【0042】ポリイミド系樹脂としては、酸残基とアミ
ン残基とがイミド結合した繰り返し単位を主体とするす
るものであれば、他の共重合成分やブレンド成分を含む
ものでもよい。好ましくは、耐熱性、吸湿性、機械的強
度の点から、主鎖に芳香族基を有するポリイミドであ
り、テトラカルボン酸成分と芳香族ジアミン成分の重合
物からなるポリイミドを挙げることができる。特に、
0.55〜3.00、好ましくは0. 60〜0.85の
極限粘度(30℃での測定値)有している高分子である
ことが望ましい。上記範囲の極限粘度を有するものは、
多孔質層の形成を湿式凝固法で行う場合に、溶剤への溶
解性が良好で、機械的強度が大きく自立性の多孔質層と
なる。
【0043】ポリイミド系樹脂は、当該重合体またはそ
の前駆体(ポリアミド酸)を製膜に用いることができる
が、ポリアミド酸はポリイミドと比較して溶解性が高い
ために、分子構造上の制約が少ないという利点がある。
なお、重合体としては、完全にイミド化しているものが
よいが、イミド化率が70%以上のものでも良い。イミ
ド化率が比較的高いものをドープに用いる場合、ブタン
テトラカルボン酸二無水物等の屈曲性の高い成分を繰り
返し単位に含む重合体を使用するのが好ましい。
【0044】ポリイミド系樹脂又はその前駆体を溶解さ
せる溶剤は、これらを溶解する物であれば特に限定され
ないが、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチ
ルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメ
チルスルホキシド等の非プロトン性極性溶剤が溶解性の
面や、多孔質層の形成を湿式凝固法で行う場合の凝固溶
剤との溶剤置換スピードの点で好ましく使用できる。好
ましい例として、N−メチル−2−ピロリドンを例示す
ることができる。また、ジエチレングリコールジメチル
エーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等の
溶剤を混合して、前記湿式凝固法における溶剤置換の速
度を調整してもよい。
【0045】一方、芳香族ポリアミドとしては、いわゆ
るパラ型アラミドやメタ型アラミドの他、骨格の一部を
ジフェニルエーテル、ジフェニルプロパン、ジフェニル
メタン、ジフェニルケトン、ジフェニルスルホキシド、
ビフェニル等で置換したものや、芳香環の水素基をメチ
ル基、ハロゲン原子等で置換したものなどが挙げられ
る。
【0046】パラ型アラミドとしては、ポリp−フェニ
レンテレフタラミド等が挙げられるが、このポリマーの
ように剛直な成分のみで構成されたアラミドは、特殊な
薬剤で溶解させる必要がある。従って、多孔質層に用い
る芳香族ポリアミドとしては、屈曲性を付与する成分で
骨格の一部を置換したアラミドやメタ型アラミドを少な
くとも一部に使用することが好ましい。屈曲性を付与す
る成分としては、m−フェニレン、2,7−ナフタレ
ン、ジフェニルエーテル、2,2−ジフェニルプロパ
ン、ジフェニルメタンなどが挙げられる。このような成
分は、ジカルボン酸モノマー又はジアミンモノマーとし
て、共重合に使用されて骨格に導入されるが、当該成分
の共重合比が大きいものほど、一般に溶剤に対する溶解
性が高くなる。
【0047】芳香族ポリアミドを溶解する溶剤は、溶解
性の観点から、例えば、テトラメチル尿素、ヘキサメチ
ルホスホルアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N
−メチル−2−ピロリドン,N−メチルピペリドン−
2、N,N−ジメチルエチレン尿素、N,N,N’,
N’−テトラメチルアロン酸アミド、N−メチルカプロ
ラクタム、N−アセチルピロリジン、N,N−ジエチル
アセトアミド、N−エチルピロリドン−2、N,N−ジ
メチルプロピオン酸アミド、N,N−ジメチルイソブチ
ルアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチル
プロピレン尿素及びそれらの混合系が挙げられる。更
に、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルア
セトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等の非プロ
トン性極性溶剤が溶解性の面や、凝固溶剤との溶剤置換
スピードの点で好ましく使用できる。特に好ましい例と
して、N−メチル−2−ピロリドンを例示することがで
きる。
【0048】また、ジエチレングリコールジメチルエー
テル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチ
レングリコールジブチルエーテル、等の溶剤を混合し
て、溶剤置換の速度を調整してもよい。
【0049】湿式凝固法におけるドープは、好ましくは
−20〜40℃の温度範囲で塗布される。また、凝固液
としては用いる樹脂を溶解せずに、上記溶剤と相溶性を
有するものであれば、限定されないが、水やメタノー
ル、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコー
ル類及びこれらの混合液が用いられ、特に水が好適に用
いられる。浸漬時の凝固液の温度は特に限定されない
が、好ましくは0〜90℃の温度である。
【0050】製膜原液のポリマー濃度は、5重量%から
25重量%の範囲が好ましく、7重量%から20重量%
がより好ましい。濃度が高すぎると、粘度が高くなりす
ぎて取り扱いが困難になるし、濃度が低すぎると多孔質
層が形成しにくくなる傾向がある。
【0051】孔径形状や孔径コントロールのために硝酸
リチウムのような無機物やポリビニルピロリドンのよう
な有機物を添加することもできる。添加物の濃度は溶液
中に1重量%から10重量%まで添加するのが好まし
い。硝酸リチウムを添加すると溶剤と凝固液との置換速
度が速く、スポンジ構造の中にフィンガーボイド構造
(指状にボイドを有する構造)を形成できる。ポリビニ
ルピロリドンのような凝固スピードを遅くする添加剤を
加えると、スポンジ構造が均一に広がった多孔質層を得
ることができる。
【0052】製膜原液は一定の厚みに塗布し、水等の凝
固液中に浸漬して凝固させたり、水蒸気雰囲気下に放置
して凝固した後、水中に浸積するなどして、脱溶剤され
多孔質層となる。多孔質層の形成後、凝固液から取り出
した後、乾燥する。乾燥温度は特に制限されないが、2
00℃以下での乾燥が望ましい。
【0053】本発明では、図2(f)に示すように、製
膜後に導電性突起2aの上面2bが多孔質層11から露
出していることが好ましい。これは、塗布厚みtの調整
によっても達成できるが、その場合、膜の収縮により得
られる多孔質層の厚みが導電性突起より幾分小さくなる
場合がある。従って、塗布厚みtを厚くしながら導電性
突起の上面を露出させる方法が望ましい。当該方法とし
ては、導電性突起を構成する金属として製膜原液をハジ
く(接触角が大きい)金属を使用する方法があり、この
ような金属としては銅、アルミニウム、ステンレスが挙
げられる。また、導電性突起の上面に表面処理を施す方
法もある。
【0054】製膜後に導電性突起の上面が多孔質層から
露出しない場合、スパッタエッチング、研磨、プラズマ
エッチング、表面アルカリ処理等により、表面部分に形
成された多孔質層を除去することができる。
【0055】ポリイミド系樹脂の多孔質層を形成する
際、その前駆体(ポリアミド酸)を用いる場合には、最
終的に200〜500℃で熱処理して、前駆体(ポリア
ミド酸)を加熱閉環させてポリイミドとする。
【0056】このようにして得られた金属箔積層板は、
図2(g)に示すように、エッチング液を用いたエッチ
ング等により金属層1にパターン部21が形成されて配
線層20となる。エッチングは金属の種類に応じたエッ
チング液が使用され、パターンエッチングには、ドライ
フィルムレジスト等が使用できる。
【0057】このようにして得られた積層単位Uは、図
1(b)のように積層配置され、多孔状積層物30とな
る。積層単位Uを積層する際には、ガイドピン等を用い
て位置決めするのが好ましく、また、積層の際に積層単
位Uの仮着け工程や切断工程を行ってもよい。
【0058】本発明では、層間の導電接続を確実に行う
観点より、樹脂の含浸に先立って、接触状態のパターン
部21と導電体32とをハンダのリフロー等で接合して
おくことも可能である。即ち、多孔状積層物30が、2
層以上の配線層20を備えると共に、その配線層20の
パターン部21が多孔質層11に設けた貫通孔11a内
の導電体32によって層間で導電接続した状態にしてあ
る場合である。その場合、導電体32の表面に別途ハン
ダメッキ等を行って、ハンダ被覆層を形成しておいても
よいが、図2(b)のマスク層3として、ハンダのパタ
ーンメッキなどを行い、これを除去せずに使用するのが
好ましい。また、ハンダ等の代わりに比較的融点の低い
温度の金属を使用することもでき、また、ハンダとし
て、電子部品のリフロー工程で使用するソルダより融点
の高いものを使用するようにしてもよい。
【0059】本発明では、次いて図1(b)〜(c)に
示すように、多孔状積層物30に熱硬化性樹脂の原料組
成物Rを含浸させて半硬化又は硬化させる。本実施形態
では、原料組成物Rを含浸させて半硬化させ半硬化物3
1とし、これに金属箔25を更に積層してから、加熱加
圧して半硬化物31を硬化させて金属箔25を接着する
例を示す(図1(d)参照)。
【0060】熱硬化性樹脂の原料組成物Rの含浸方法と
しては、多孔状積層物30を片面側から表面が平滑な支
持板40で支持しておき、各種コーター等によって、多
孔状積層物30の表面に、直接熱硬化性樹脂の原料組成
物Rを塗布する方法や、基材シートの表面に原料組成物
Rを塗布して乾燥させた固形塗膜を多孔状積層物30の
表面に積層して、加熱・加圧により含浸させる方法が挙
げられる。また、熱硬化性樹脂の射出成形やトランスフ
ァー成形と同様にして原料組成物Rを含浸させて半硬化
又は硬化させてもよい。
【0061】本実施形態のように、何れかの最表面の金
属箔がパターン形成されている場合、通常の配線層では
非パターン部の面積が全面の1/2以上になるため、そ
の表面から原料組成物Rを容易に含浸させることができ
る。なお、最表面等の金属箔がパターン形成されていな
い場合でも、多孔状積層物30の周縁部から原料組成物
Rを含浸させることができる。
【0062】熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フ
ェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド酸等が挙げ
られるが、エポキシ樹脂やエポキシ樹脂と他の樹脂の混
合物などが価格や取り扱い易さの点から好ましい。熱硬
化性樹脂の原料組成物には、溶剤の他に、触媒、硬化
剤、難燃剤、充填剤、可塑剤、促進剤等を含有してもよ
い。熱硬化性樹脂の原料液に含まれる溶剤としては、熱
硬化性樹脂の種類によるが、ケトン類、酢酸エステル
類、エーテル類、芳香族炭化水素類、アルコール類等が
挙げられる。
【0063】本実施形態では、原料組成物Rの半硬化を
行うが、半硬化の条件は樹脂の種類等に応じた公知の条
件とすればよい。但し、多孔状積層物30におけるパタ
ーン部21の表面と導電体32の表面との接触面に原料
組成物Rが進入しない条件で多孔状積層物30を加圧し
ておくのが好ましい。具体的な加圧条件としては0.1
〜100MPaとするのが好ましく、0.5〜50MP
aとするのがより好ましい。
【0064】次いで、図1(d)に示すように、半硬化
物31に金属箔25を更に積層し、加熱加圧して半硬化
物31を硬化させて金属箔25を接着する。硬化の条件
は樹脂の種類等に応じた条件とすればよい。そのとき、
金属箔25の積層面に導電体27の表面を完全に露出さ
せておくのが、層間の導電接続の信頼性を高める上で好
ましい。導電体27を予め露出させる方法としては、全
面を研磨したり、薬品除去するなどすればよい。
【0065】次いで、図1(e)に示すように、金属箔
25をエッチング液を用いてエッチング等によりパター
ン形成すればよい。これにより、層間接続構造を有する
4層の多層配線基板が製造できる。本実施形態による
と、積層単位Uの積層数+1層の多層配線基板を簡易な
方法で製造することができる。
【0066】このような本発明の多層配線基板は、図1
(e)に示すように、2層以上の多孔質層11と、その
多孔質層11の間に配置されその何れかの多孔質層11
に形成された配線層20とが、含浸して硬化された熱硬
化性樹脂により一体化してなる積層構造を有するもので
ある。また、この積層構造は、2層以上の配線層20を
備えると共に、その配線層20のパターン部21が多孔
質層11に設けた貫通孔11a内の導電体32によって
層間で導電接続されていることが好ましい。
【0067】(第1実施形態の別形態)前述の実施形態
では、突起付金属箔10をエッチングで形成する例を示
したが、メッキで形成する場合は、次の方法が例示でき
る。即ち、まず、図3(a)〜(d)に示すように、金
属層1にドライフィルムレジスト7を積層し、露光・現
像して開口7aを形成した後、その部分に電解メッキ等
することで導電性突起2aを形成することができる。そ
の後、ドライフィルムレジスト7は、薬剤除去又は剥離
除去などすればよい。この方法によると、導電性突起2
aと金属層1とを同じ金属で形成することができる。な
お、導電性突起2aの高さが不均一となる場合、研削、
研磨などにより、高さを均一にすることができる。
【0068】また、導電性突起2aを導電性ペーストで
形成する場合、スクリーン印刷などの印刷法により、所
定の部分に導電性ペーストを印刷するなどすればよい。
その際、厚みを一定以上にするために、複数回に分けて
印刷してもよい。
【0069】(第2実施形態)図4は本発明の多層配線
基板の製造方法の第2実施形態を示す工程図である。本
発明の第2実施形態は、予め多孔状積層物30に熱硬化
性樹脂の原料組成物Rを含浸させて硬化させた後、配線
層間の導電接続構造を形成する例である。この方法で
は、図4(a)に示すように、貫通孔を有さない多孔質
層11と、その多孔質層11の少なくとも片面に形成さ
れた配線層20とを備える積層単位Uを使用して、第1
実施形態と同様に、熱硬化性樹脂の原料組成物を多孔状
積層物30に含浸させて硬化させる。
【0070】次いで、図4(b)に示すように、ドリリ
ング等により、硬化物35の全体を貫通する貫通孔36
を形成する。その際、中間の配線層20と導電接続を行
う場合には、パターンの拡径した拡径部21a(パッ
ド)を形成しておき、貫通孔36が拡径部21aを貫通
するように開孔するのが層間接続の信頼性を高める上で
好ましい。
【0071】次いで、図4(c)に示すように、無電解
メッキ、電解メッキ等によりメッキ層37を形成する
が、無電解メッキした後、これをメッキ電極として電解
メッキを行うのが好ましい。このメッキ層37は、両表
面の表面部37b,37cと、貫通孔36の内表面のス
ルーホールメッキ部37aとからなる。
【0072】次いで、図4(d)に示すように、エッチ
ング等によりパターン部37d,37eを形成する。そ
の際、スルーホールメッキ部37aがエッチングされな
いように、エッチングレジストを開口部に設けておくの
が好ましい。
【0073】このスルーホールメッキ部37aは、両表
面の配線層を導電接続すると共に中間の配線層を導電接
続することができる。なお、本発明においては、配線層
間に導電接続構造を有しない絶縁層が有ってもよい。
【0074】(第2実施形態の別形態)前述の実施形態
では、硬化物35の全層を貫通する貫通孔36を設けて
層間接続構造を形成する例を示したが、一部の層のみを
貫通する開孔を設けてもよい。例えばレーザー等を用い
て内部の配線層20のパターン部21に至る開孔を形成
し、その開孔の内部及びパターン部21を被覆するメッ
キ層を形成して、これにより層間の導電接続を行っても
よい。
【0075】また、硬化物35を得る際に、金属箔を両
面に積層・接着させておき、これに対してドリリング等
により貫通孔36を形成し、この貫通孔36にスルーホ
ールメッキを行ってもよい。
【0076】(第3実施形態)図5は本発明の多層配線
基板の製造方法の第3実施形態を示す工程図である。本
発明の第3実施形態は、図5に示すように、パターン形
成してない金属箔22を有する積層単位U1を使用し
て、多孔状積層物30の周縁部から原料組成物Rを含浸
させる例である。
【0077】まず、図5(a)に示すように、複数の貫
通孔11aを有する多孔質層11と、その多孔質層11
の片面に形成された金属箔22と、その貫通孔11内に
形成されたスルーホールメッキ32aとを備える積層単
位U1、並びに、複数の貫通孔11aを有する多孔質層
11と、その多孔質層11の両面に形成された配線層2
0と、その貫通孔11内に形成されたスルーホールメッ
キ32aとを備える積層単位U2を準備する。
【0078】積層単位U1は、例えば次のようにして作
製できる。予め金属箔22上に多孔質層11を製膜した
後、その多孔質層11にレーザー加工等で貫通孔11a
を形成する際に、貫通孔11aの表面に被膜形成される
レーザー照射条件とする。このような貫通孔11aに対
して、他の部分をレジストした状態で無電解メッキ等す
ることで、比較的均一な厚みのスルーホールメッキ32
aを有する積層単位U1が作製できる。
【0079】また、積層単位U2は、例えば次のように
して作製できる。予め金属箔22上に表面にスキン層を
有する多孔質層11を製膜した後、その多孔質層11に
レーザー加工等で貫通孔11aを形成する際に、貫通孔
11aの表面に被膜形成されるレーザー照射条件とす
る。このような貫通孔11aの内部とスキン層の表面と
を無電解メッキ等することで、比較的均一な厚みのスル
ーホールメッキ32aを有し、両面に金属層を有する両
面金属箔積層板が得られる。この金属層をパターンエッ
チングすることで、配線層20を両面に有する積層単位
U2が作製できる。
【0080】次に、図5(b)に示すように、これを積
層した多孔状積層物30を2枚のガイド用シート41で
挟み込む。このガイド用シート41によって、多孔状積
層物30の両表面に熱硬化性樹脂の原料組成物Rが回り
込むのを防止することができる。ガイド用シート41と
しては、加熱に耐えうる耐熱性樹脂のシートを用いるこ
とができるが、原料組成物Rが回り込みを確実に防止す
る上で、表面にシリコーン系粘着剤等の耐熱性粘着剤層
を有するものが好ましい。
【0081】次いで、図5(c)に示すように、両面か
ら金型42でプレスした状態で、熱硬化性樹脂の原料組
成物Rを圧縮注入して、多孔状積層物30に含浸させ
る。このとき金型42による加熱温度は、原料組成物R
が硬化せずに十分な流動性が得られる温度とする。
【0082】更に、図5(d)に示すように、両面から
金型42でプレスした状態で、原料組成物Rを硬化させ
る。このとき金型42による加熱温度は、含浸した原料
組成物Rが十分硬化する温度とする。
【0083】次いで、図5(e)〜(f)に示すよう
に、プレスを解除して硬化物を取り出し、金属箔22を
パターンエッチングして両表面の配線層のパターン部2
2aを形成する。
【0084】(第4実施形態)図6は本発明の多層配線
基板の製造方法の第4実施形態を示す工程図である。本
発明の第4実施形態は、前記の多孔状積層物30とし
て、受動部品Tを多孔質層11の間に介在させて、配線
層20と導電接続し得る状態又は導電接続した状態にし
てあるものを用いる例である。この実施形態は、特に、
受動部品Tの厚みが、隣接する多孔質層11の厚み未満
の場合に有効である。以下、前述の実施形態と相違する
部分についてのみ説明する。
【0085】まず、図6(a)に示すように、積層単位
Uの配線層20のパターン部21に対し、受動部品Tの
端子部(電極部)が導電接続し得るように、受動部品T
を配置する。あるいは、予め、パターン部21に対し、
受動部品Tの端子部をリフロー半田付け等で接合して、
両者を導電接続した状態としてもよい。
【0086】受動部品Tとしては、抵抗、コンデンサ、
コイルなど何れでもよく、これらをアレイやネットワー
クなどにしたものでもい。また、受動部品Tの代わり
に、半導体集積回路(例えばベアチップ)、トランジス
タなどの能動部品や、受動部品T等を構成する素子を用
いてもよい。
【0087】抵抗を構成する素子としては、カーボン含
有樹脂などを印刷して形成したものが挙げられる。コン
デンサを構成する素子としてはパターン間(必要により
高誘電率材料を併用してもよい)で所定の容量を形成し
たものが挙げられる。コイルを構成する素子としては渦
巻き状の配線パターンなどが挙げられる。半導体集積回
路としては、半導体チップを封止したものでもよいが、
ベアチップなどが好ましい。
【0088】次に、図6(b)に示すように、積層単位
Uの多孔状積層物30とする。このとき、受動部品Tに
圧接する多孔質層11が変形し、受動部品Tを配置する
スペースが確保され易くなる。多孔質層11が変形して
圧密化する部分は、熱硬化性樹脂の原料組成物の含浸性
がやや低くなる場合もあるが、絶縁機能としては何ら問
題は生じない。後は、第1実施形態と同様に、熱硬化性
樹脂の原料組成物を多孔状積層物30に含浸させて硬化
させればよい。
【0089】上記によって得られる多層配線基板の積層
構造は、図6(e)に示すように、受動部品Tもしくは
能動部品又はそれらを構成する素子の1種以上を、多孔
質層11の間に介在させて配線層20と導電接続してあ
る構造となる。
【0090】(第5実施形態)図7は本発明の多層配線
基板の製造方法の第4実施形態を示す工程図である。本
発明の第5実施形態は、前記の多孔状積層物30とし
て、受動部品Tを多孔質層11の開口部11bに配置し
て、配線層20と導電接続し得る状態又は導電接続した
状態にしてあるものを用いる例である。この実施形態
は、特に、受動部品Tの厚みが、隣接する多孔質層11
の厚みを超える場合に有効である。以下、前述の実施形
態と相違する部分についてのみ説明する。
【0091】まず、図7(a)に示すように、積層単位
Uの配線層20のパターン部21に対し、受動部品Tの
端子部(電極部)が導電接続し得るように、受動部品T
を配置し、かつ配置する受動部品Tが挿入可能な位置
に、多孔質層11の開口部11bを設ける。あるいは、
予め、パターン部21に対し、受動部品Tの端子部をリ
フロー半田付け等で接合して、両者を導電接続した状態
としてもよい。
【0092】開口部11bの形状と大きさは、受動部品
Tの外周と同じでも幾分異なっていてもよい。受動部品
Tを接合していない場合など、この開口部11bに受動
部品Tの位置決め機能を持たせることもでき、その場
合、開口部11bの形状と大きさは、受動部品Tの外周
を保持可能とするのが好ましい。
【0093】受動部品Tとしては、抵抗、コンデンサ、
コイルなど何れでもよく、これらをアレイやネットワー
クなどにしたものでもい。また、受動部品Tの代わり
に、半導体集積回路(例えばベアチップ)、トランジス
タなどの能動部品や、受動部品T等を構成する素子を用
いてもよい。
【0094】抵抗を構成する素子としては、カーボン含
有樹脂などを印刷して形成したものが挙げられる。コン
デンサを構成する素子としてはパターン間(必要により
高誘電率材料を併用してもよい)で所定の容量を形成し
たものが挙げられる。コイルを構成する素子としては渦
巻き状の配線パターンなどが挙げられる。半導体集積回
路としては、半導体チップを封止したものでもよいが、
ベアチップなどが好ましい。
【0095】次に、図7(b)に示すように、積層単位
Uの多孔状積層物30とする。このとき、受動部品Tに
圧接する多孔質層11が変形し、受動部品Tを配置する
スペースが確保され易くなる。多孔質層11が変形して
圧密化する部分は、熱硬化性樹脂の原料組成物の含浸性
がやや低くなる場合もあるが、絶縁機能としては何ら問
題は生じない。後は、第1実施形態と同様に、熱硬化性
樹脂の原料組成物を多孔状積層物30に含浸させて硬化
させればよい。
【0096】上記によって得られる多層配線基板の積層
構造は、図7(e)に示すように、受動部品Tもしくは
能動部品又はそれらを構成する素子の1種以上を、多孔
質層11の開口部11bに配置して、配線層20と導電
接続してある構造となる。
【0097】
【実施例】以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実
施例等について説明する。なお、多孔質層の空孔率等の
評価は、次のようにして行った。
【0098】(1)多孔質層の全体の空孔率 空孔率(%)={1−((重量/密度)/容積)}×1
00 多孔質層の容積と重量を測定し、素材の密度を用いて上
式により、空孔率を求めた。
【0099】(2)多孔質層の断面の平均孔径 多孔質層の断面について、走査型電子顕微鏡(SEM)
を用いて、写真撮影を行い、多孔質層の断面の平均孔径
孔を求めた。
【0100】〔突起付金属箔の調製例〕1オンス銅箔上
にパターンを形成し、エッチング(ハーフエッチング)
にて突起付金属箔を調製した。この突起付金属箔の突起
高さは20μm、突起直径は150μmであった。
【0101】〔ポリイミド多孔質層の調製例〕BPDA
(ビフェニルテトラカルボン酸二無水和物)−DDE
(ジアミノジフェニルエーテル)−PPD(パラフェニ
レンジアミン)系のポリイミド前駆体19重量部(モル
比100:15:85)、N−メチル−2−ピロリドン
(NMP)81重量部からなる製膜原液を、突起付金属
箔の導電性突起の形成面上に、フィルムアプリケーター
を用いて、ギャップ100μmで均一の厚さに塗布し
た。塗布後直ちに25℃の純水中に浸着し、ポリイミド
前駆体を凝固させた。凝固後90℃で1時間以上乾燥さ
せた。乾燥後、窒素雰囲気中にて400℃で3時間熱処
理し、ポリイミド前駆体を加熱閉環させ、銅箔上に形成
されたポリイミド多孔質層を得た。このものは、厚み1
8μmであり、スポンジ構造となっており、全体の空孔
率は50%、平均孔径0.2μmであった。また、導電
性突起の上面は全て露出していた。
【0102】この金属箔積層板を用いて、エッチング液
により銅箔のエッチングを行って配線パターンを形成し
たところ、パターン形成は良好であった。
【0103】〔アラミド多孔質層の調製例〕芳香族ポリ
アミド(帝人(株)製,コーネックス)を、N−メチル
−2−ピロリドン(NMP)中に溶解し、さらにポリビ
ニルピロリドン(PVP)(アイエスピージャパン
(株)製、K−90)と水を加えて、芳香族ポリアミド
(9重量部)、NMP(83重量部)、PVP(4重量
部)、水(4重量部)のポリマー溶液を得た。これを突
起付金属箔の導電性突起の形成面上に、フィルムアプリ
ケーターを用いて、ギャップ60μmで均一の厚さに塗
布し、その後直ちに60℃の水槽に浸漬して多孔質層を
形成した。その後、1昼夜水中保存して脱溶剤を行った
後、90℃で1時間以上乾燥させた。このものは、厚み
約10μmであり、スポンジ構造となっており、全体の
空孔率は約50%、平均孔径0.2μmであった。ま
た、導電性突起の上面は全て露出していた。
【0104】この金属箔積層板を用いて、エッチング液
により銅箔のエッチングを行って配線パターンを形成し
たところ、パターン形成は良好であった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多層配線基板の製造方法の第1実施形
態を示す工程図
【図2】本発明の多層配線基板の製造方法の第1実施形
態を示す工程図
【図3】本発明の多層配線基板の製造方法の第1実施形
態の別の例を示す工程図
【図4】本発明の多層配線基板の製造方法の第2実施形
態を示す工程図
【図5】本発明の多層配線基板の製造方法の第3実施形
態を示す工程図
【図6】本発明の多層配線基板の製造方法の第4実施形
態を示す工程図
【図7】本発明の多層配線基板の製造方法の第5実施形
態を示す工程図
【符号の説明】
10 突起付金属箔 11 多孔質層 11a 貫通孔 11b 開口部 20 配線層 21 パターン部 30 多孔状積層物 32 導電体 R 熱硬化性樹脂の原料組成物 T 受動部品 U 積層単位
───────────────────────────────────────────────────── 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 3/40 H05K 3/40 K (72)発明者 田原 伸治 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 大内 一男 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内 Fターム(参考) 5E317 AA24 BB12 BB13 BB14 BB15 5E346 AA05 AA12 AA15 AA22 CC09 CC10 CC13 CC32 CC34 CC37 CC38 CC39 CC55 DD02 DD03 DD12 DD32 EE01 EE05 EE15 EE18 FF07 FF24 GG08 HH32 HH33

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2層以上の多孔質層と、その多孔質層の
    間に配置されその何れかの多孔質層に形成された配線層
    とを備える多孔状積層物に、熱硬化性樹脂の原料組成物
    を含浸させて半硬化又は硬化させる工程を含む多層配線
    基板の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記多孔状積層物は、2層以上の前記配
    線層を備えると共に、その配線層のパターン部が前記多
    孔質層に設けた貫通孔内の導電体によって層間で導電接
    続し得る状態又は導電接続した状態にしてある請求項1
    記載の多層配線基板の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記多孔状積層物は、複数の貫通孔を有
    する多孔質層と、その多孔質層の少なくとも片面に形成
    された配線層と、その配線層のパターン部から前記貫通
    孔内に立設する導電体とを備える積層単位を含むもので
    ある請求項1又は2記載の多層配線基板の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記積層単位を作製するにあたり、製膜
    側面に略同じ高さの導電性突起を有する突起付金属箔を
    使用して、その突起付金属箔上に湿式凝固法により樹脂
    の多孔質層を製膜・付着させる工程と、前記突起付金属
    箔の金属箔をエッチングして前記配線層のパターン部を
    形成する工程とを含む請求項3記載の多層配線基板の製
    造方法。
  5. 【請求項5】 前記多孔状積層物は、受動部品もしくは
    能動部品又はそれらを構成する素子の1種以上を、前記
    多孔質層の間に介在させて、前記配線層と導電接続し得
    る状態又は導電接続した状態にしてある請求項1又は2
    に記載の多層配線基板の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記多孔状積層物は、受動部品もしくは
    能動部品又はそれらを構成する素子の1種以上を、前記
    多孔質層の開口部に配置して、前記配線層と導電接続し
    得る状態又は導電接続した状態にしてある請求項1又は
    2に記載の多層配線基板の製造方法。
  7. 【請求項7】 2層以上の多孔質層と、その多孔質層の
    間に配置されその何れかの多孔質層に形成された配線層
    とが、含浸して硬化された熱硬化性樹脂により一体化し
    てなる積層構造を有する多層配線基板。
  8. 【請求項8】 前記積層構造は、2層以上の前記配線層
    を備えると共に、その配線層のパターン部が前記多孔質
    層に設けた貫通孔内の導電体によって層間で導電接続さ
    れている請求項7記載の多層配線基板。
  9. 【請求項9】 前記積層構造は、受動部品もしくは能動
    部品又はそれらを構成する素子の1種以上を、前記多孔
    質層の間に介在させて前記配線層と導電接続してある請
    求項7又は8に記載の多層配線基板。
  10. 【請求項10】 前記積層構造は、受動部品もしくは能
    動部品又はそれらを構成する素子の1種以上を、前記多
    孔質層の開口部に配置して、前記配線層と導電接続して
    ある請求項7又は8に記載の多層配線基板。
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