JP2003218521A - 多層配線基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐熱性や吸湿後の接着信頼性に優れた多層配線
基板およびその製造方法を提供する。 【解決手段】（ａ）フィルムの少なくとも片面に配線パ
ターンを有する第一の配線フィルムに、少なくともフィ
ルムの片面の表面粗度が、任意の十点平均荒さＲZで、
０．１〜５．０μｍであり、かつ、他面に導体層を有す
る第二の配線フィルムを接着し、積層体を形成する工
程、（ｂ）ブラインドビアを形成し、ブラインドビアに
導電性物質を充填して層間を導通せしめる工程、（ｃ）
導体層を所定の配線パターンに加工する工程を含んで多
層配線基板を製造する。なお、第二の配線フィルムとし
ては、両面に導体層を有するフィルムの片面の導体層の
全面的にエッチングすることにより製造されたものが好
ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多層配線基板およ
びその製造方法に関し、特に、ＣＳＰ（ＣｈｉｐＳｃａ
ｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）用及びＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒ
ｉｄ Ａｒｒａｙ）用として好適であり、各層間の密着
性が良好で信頼性の高い多層配線基板を高生産性かつ低
コストで製造することができる多層配線基板およびその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子技術の進歩に伴い、電子情報
端末の小型化、軽量化、高機能化がますます求められて
いる。その結果、プリント配線板に代表される配線基板
においても高密度化を目的として導体回路が多層に形成
された多層配線基板が脚光を浴びてきた。

【０００３】従来、接着剤を介してポリイミド系絶縁材
料を積層してなる構造を有する多層配線基板の一例とし
て、多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す
と、ベースフィルムと導体層を接着剤によって接着した
基材、あるいは導体上に直接ポリイミド層を形成した基
材を用い、導体層の不要な部分をエッチング除去して複
数の導体配線を形成し、ポリイミド等の絶縁フィルムに
アクリルやエポキシ系の接着剤層を形成したカバーレイ
フィルムに必要に応じて金型やドリルにより孔加工し、
位置を合わせて重ね合わせた後、加熱・加圧を行い、カ
バーレイフィルム付フレキシブルプリント回路板とし、
更に複数のフレキシブルプリント回路板間にアクリル系
やエポキシ変性したポリイミド系のフィルム接着剤を挿
入し熱圧着することにより多層フレキシブルプリント基
板を製造していた。

【０００４】しかしながら、広く一般的に利用されてい
るこの方法では、アクリル系やエポキシ系の接着剤層と
ポリイミド系材料との界面の接着強度が十分ではなく、
高温放置時や吸湿時に接着強度が劣化してしまうという
問題を抱えており、配線基板としての耐熱性や吸湿時の
信頼性が低いといった問題点を有していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述のごと
き従来の問題点を解消し、耐熱性や吸湿後の接着信頼性
に優れた多層配線基板およびその製造方法を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意検討の
結果、上記のような従来の課題を解決することができ
た。すなわち、請求項１記載の発明は、多層配線基板の
製造方法において、（ａ）フィルムの少なくとも片面に
配線パターンを有する第一の配線フィルムに、少なくと
もフィルムの片面が、任意の十点平均荒さＲZで、０．
１〜５．０μｍの表面粗度を有し、かつ、他面が導体層
を有する第二の配線フィルムを接着し、積層体を形成す
る工程、（ｂ）前記工程（ａ）で得られた積層体の第二
の配線フィルムに、ブラインドビアを形成し、ブライン
ドビアに導電性物質を充填して層間を導通せしめる工
程、（ｃ）前記導体層を所定の配線パターンに加工する
工程、を少なくとも含むことを特徴とする多層配線基板
の製造方法としたものである。請求項２記載の発明は、
前記第二の配線フィルムが、両面に導体層を有するフィ
ルムの片面の導体層を全面的にエッチングすることによ
り製造されたことを特徴とする請求項１記載の多層配線
基板の製造方法としたものである。請求項３記載の発明
は、請求項１に記載の第二の配線フィルムが、片面に配
線パターンを有し、配線パターン間から露出するフィル
ムの表面粗度が、任意の十点平均荒さＲZで、０．１〜
５．０μｍであり、かつ、他面に導体層を有する第二の
配線フィルムを用いることを特徴とする請求項１記載の
多層配線基板の製造方法としたものである。請求項４記
載の発明は、前記第二の配線フィルムが、両面に導体層
を有するフィルムの片面の導体層を部分的にエッチング
することにより製造されたことを特徴とする請求項１又
は３の何れかに記載の多層配線基板の製造方法としたも
のである。請求項５記載の発明は、フィルムがポリイミ
ド系フィルムからなることを特徴とする請求項１乃至４
の何れかに記載の多層配線基板の製造方法としたもので
ある。請求項６記載の発明は、接着が少なくともエポキ
シ硬化成分を含有してなることを特徴とする請求項１乃
至５の何れかに記載の多層回路基板の製造方法としたも
のである。請求項７記載の発明は、各工程が、リール・
ツー・リール工法にて連続製造されることを特徴とする
請求項１乃至６の何れかに記載の多層配線基板の製造方
法としたものである。請求項８記載の発明は、少なくと
もフィルムの少なくとも片面に配線パターンを有する第
一の配線フィルムとフィルムの少なくとも片面に配線パ
ターンを有する第二の配線フィルムとが接着積層されて
なり、かつ、接着剤に接する面のフィルムの表面粗度
が、任意の十点平均荒さＲZで、０．１〜５．０μｍで
あることを特徴とする多層配線基板としたものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明に用いられるフィルムとしては、耐熱性、
可撓性、平滑性、低吸水率を有するフィルムならば特に
限定されるものではないが、例えば、ポリイミド樹脂、
ポリオレフィン樹脂、液晶ポリマー等を用いることが出
来る。これらの中では特にポリイミド樹脂が耐熱性に優
れる点で望ましい。

【０００８】また、本発明におけるポリイミド系フィル
ムとしては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエー
テルイミド等を示し、通常ジアミンと酸無水物とを反応
後、加熱もしくは化学的にイミド化させることにより得
られるが、ポリイミド系フィルムであれば、その製造方
法は特に限定されるものではない。

【０００９】そして、本発明における第一の配線フィル
ムには、フィルムの少なくとも片面に配線パターンを有
する。前記配線パターンはフィルム上に形成された銅等
からなる導体層をフォトリソグラフィー法等でパターニ
ングして得ることが出来る。

【００１０】また、本発明における第二の配線フィルム
には、少なくともフィルムの片面の表面粗度が、任意の
十点平均荒さＲZで、０．１〜５．０μｍであり、か
つ、他面に後に配線パターンに加工される導体層を有す
る。

【００１１】任意の十点表面荒さＲZが０．１より小さ
いと層間の密着強度を十分に得られず、層間の信頼性に
問題があり、またＲZが５．０より大きいと積層時にボ
イド（気泡）を噛みやすくなり、これが製品不良に繋が
るからである。

【００１２】フィルム表面の粗化方法としては、例え
ば、両面に導体層（銅箔）を有するフィルムの片面を全
面的に、または、配線パターンを形成するために部分的
にエッチングすることにより、導体層面の凹凸を利用す
る方法、フィルム表面を水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド等
によりアルカリ処理する方法、過マンガン酸カリウム、
クロム酸等による酸化処理する方法、酸素、アルゴン、
窒素、四フッ化炭素、酸素／四フッ化炭素の混合ガス等
のプラズマ処理する方法、常圧プラズマやコロナ処理す
る方法等を例示できるが、これに限定されるものではな
い。表面形状のコントロールや形状の安定性という点で
は、前記導体層面の凹凸を利用する方法が望ましい。

【００１３】本発明の接着、積層体を形成する工程に用
いられる接着剤としては、耐熱性、可撓性、平滑性、低
吸水率を有するものであれば特に限定されるものではな
いが、エポキシ系接着剤、ゴム系接着剤、ポリイミド系
接着剤、ポリオレフィン系接着剤、アクリル系接着剤等
を用いることができる。これらの中でも、特に、少なく
ともエポキシ硬化成分を系内に有している熱硬化性接着
剤が望ましい。これは、熱可塑性接着剤が融点以上の加
工温度で再び可塑性を示してしまうのに対して、エポキ
シ硬化成分を系内に有する熱硬化性接着剤は、積層後に
熱硬化させることにより耐熱性を向上させることがで
き、信頼性に優れる硬化物を与えることができるからで
ある。少なくともエポキシ硬化成分を含有してなること
を特徴とする接着剤としては、エポキシ系接着剤はもち
ろんのこと、アクリル系材料にエポキシ硬化成分含有し
た接着剤、ポリイミド系材料にエポキシ硬化成分を含有
した接着剤、ゴム系材料にエポキシ硬化成分を含有した
接着剤等を例示することができるが、これらに限定する
ものではなく、接着剤にエポキシ硬化成分が少しでも含
有されている接着剤であれば何れの接着剤でも構わな
い。

【００１４】前記エポキシ硬化成分とは、エポキシ化合
物と反応する全ての硬化系を意味し、例えば、エポキシ
化合物とアミン類との硬化反応、エポキシ化合物とカル
ボン酸類との硬化反応、エポキシ化合物とフェノール類
との硬化反応、エポキシ化合物と酸無水物類との硬化反
応、エポキシ化合物とポリアミド樹脂との硬化反応、イ
ミダゾール類によるエポキシ化合物の硬化反応、潜在性
硬化剤によるエポキシ化合物の硬化反応、更にはこれら
の組み合わせ等による硬化反応を例示することができる
が、これらに限定するものではない。

【００１５】本発明における積層体を形成する方法、即
ち、少なくとも片面に配線パターンを有する配線フィル
ムの少なくとも片面に、片面に導体層を有するフィルム
を導体層を外側にして、順に配置して接着、積層する装
置、方式としては、特に限定するものではないが、通常
のプレスやラミネーター等の積層装置を利用でき、より
好ましくは、気泡やボイドの発生を防ぐためには真空プ
レスや真空ラミネーターの利用が望ましい。また生産性
に優れるという理由によりロール・ツー・ロール方式で
生産することが望ましい。

【００１６】積層体の形成方法としては、これに限定さ
せるものではないが、例えば、少なくとも片面に配線を
有するフィルム、接着フィルム、片面に導体層を有する
フィルムを同時に積層する方法、少なくとも片面に配線
を有するフィルムに接着シートをラミネートした後、片
面に導体層を有するフィルムを積層する方法、予め片面
に導体層を有するフィルムのフィルム側に接着シートを
ラミネートしておき、これを少なくとも片面に配線を有
するフィルムに積層する方法等が例示できる。

【００１７】また、両面に配線を有するフィルム上に積
層する場合には、片面ずつ積層する場合と、両面同時に
積層する場合とがあるが、特に限定されるものではない
が、生産性に優れる点で両面同時に積層することが望ま
しい。

【００１８】このようにして得られた積層体に、少なく
とも片面よりレーザ加工などにより、ブラインドビアを
形成し、ブラインドビアにデスミア処理後、無電解メッ
キ等による導電処理を施し、更には電解メッキによりブ
ラインドビア内を導電性物質である電解銅で充填して層
間を導通せしめる。

【００１９】その後、第二の配線フィルムの導体層をフ
ォトリソグラフィー法等により所定の配線パターンに加
工して、多層配線基板を得ることができる。

【００２０】本発明の多層配線基板の製造方法を用いる
ことにより、接着とフィルムの界面において、主に表面
積効果、及びアンカー効果を発現させることができるた
め、安定した接着強度を確保することができ、耐熱性や
吸湿後の接着強度の優れる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき具体的
に説明するが、本発明はこれに実施例に限定されるもの
ではない。

【００２２】（実施例１）フィルム１の両面に導体層を
設けた２層フレキシブルプリント回路用基板（エスパネ
ックス：新日鐵化学(株)製）の導体層（銅箔）に所定の
回路加工を施し、配線パターン２を設けた第一の配線フ
ィルム１１を得た（図１(a)参照）。次に、第一の配線
フィルム１１の両面に、エポキシ系の接着剤３をポリエ
チレンテレフタレートの剥離フィルム４に塗布した接着
フィルム４（ＡＳ２７００：日立化成（株）製）を接着
剤３が内側を向くように配置し、真空プレスを用い１２
０℃、５ｋｇ／ｃｍ²、６０秒で仮圧着を行った後、さ
らに剥離フィルム４を剥離した（図１(b)参照）。次
に、フィルム１の両面に導体層を設けた２層プレキシブ
ル回路用基板の片面の導体層を全面的にエッチングを行
い、ポリイミドからなるフィルム面を露出させて、第二
の配線フィルムを得た。このフィルムの片面の表面粗度
は、任意の十点平均荒さＲZで、２．５μｍであった。

【００２３】第一のフィルム１０の両面に、２枚の第二
の配線フィルム１１のフィルム面（非導体層面）を重ね
合わせ（図１(c)参照）、真空プレスを用い１５０℃、
１０ｋｇ／ｃｍ²、１時間加熱・圧着を行い積層した。
得られた積層体の表裏に、レーザー加工によりブライン
ドビアホールを形成した後、通常の無電解めっき及び電
解めっきを行い、ブラインドビア７により層間の導通を
接続せしめた後（図１(d)参照）、配線パターン８の形
成、カバーレイフィルムの積層、外形加工を行い、４層
の導体層を有する多層配線基板９を得た（図１(e)参
照）。

【００２４】（実施例２）実施例１のエポキシ系接着フ
ィルムＡＳ２７００（日立化成（株）製）を合成ゴム／
エポキシ系接着フィルムＴＢ１６５０（スリーボンド
（株）製）、真空プレスの仮圧着温度を１００℃、加熱
圧着条件を１００℃で２時間、更に１３０℃で３時間に
代えた以外は実施例１と同様にして４層の導体層を有す
る多層配線基板を得た。

【００２５】（実施例３）実施例１の接着フィルムをア
クリル／エポキシ系接着フィルム（ＨＴ０１００：デュ
ポン（株）製）、真空プレスの仮圧着温度を２００℃、
加熱圧着条件を２００℃で２時間に代えた以外は実施例
１と同様にして４層の導体層を有する多層配線基板を得
た。

【００２６】（実施例４）実施例１のエポキシ系接着フ
ィルムＡＳ２７００（日立化成（株）製）をポリイミド
系接着フィルムＳＰＡ０４０２（新日鐵化学（株）
製）、真空プレスの仮圧着温度を１８０℃、加熱圧着条
件を２５０℃で１時間に代えた以外は実施例１と同様に
して４層の導体層を有する多層配線基板を得た。

【００２７】（比較例１〜４）実施例１〜４の第二の配
線フィルムに代えて、フィルムの片面に導体層を設けた
市販のフレキシブルプリント回路用基板（エスパネック
ス：新日鐵化学（株）製）を用い、非導体層面（Ｒz≒
０）に実施例１〜４と同様に積層して４層の導体層を有
する多層配線基板を得た。

【００２８】（高温放置試験）実施例１〜４及び比較例
１〜４によって得られた４層の導体層を有する多層配線
基板を、循環式通風オーブンにて１５０℃、１０００時
間高温放置試験を行い、試験後の外観を光学顕微鏡で観
察した。外観上問題が無かったものを○、層間の剥離等
で外観上問題があったものを×として表１に記載した。

【００２９】（吸湿信頼性試験）実施例１〜４及び比較
例１〜４によって得られた４層の導体層を有する多層配
線基板に対して、１２５℃、１００％不飽和の環境下、
１４４時間プレッシャー・クッカー・テスト（ＰＣＴ）
を行った。試験終了後、外観を光学顕微鏡で観察を行
い、外観上問題が無かったものを○、層間の剥離等で外
観上問題があったものを×として表１に記載した。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１から明らかなように、比較例２では、
高温放置試験後には基板内部の変色、また比較例１〜４
ではＰＣＴ後には層間の剥離が観測されたのに対して、
実施例１〜４では目的の諸特性、即ち、耐熱性、及び吸
湿時の接着信頼性に優れた多層配線基板を提供すること
ができた。

【００３２】以上の結果より、本発明の多層配線基板の
製造方法は、耐熱性、吸湿後の層間接着信頼性の優れた
多層配線基板を提供できることが判明した。なお、実施
例では逐次積層する例を説明したが、一括して積層して
も良いことはいうまでもない。

【００３３】

【発明の効果】本発明の多層配線基板の製造方法を用い
ることにより、接着剤層とポリイミド系絶縁材料層の界
面において、主に表面積効果、及びアンカー効果を発現
させることができるため、安定した接着強度を確保する
ことができることから、耐熱性や吸湿後の接着強度の優
れた多層配線基板を提供することが出来る。

【００３４】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る多層配線基板の製造方法を示す説
明図である。

【符号の説明】

１ フィルム ２ 配線パターン ３ 接着剤 ４ 剥離フィルム ５ フィルム ６ 導体層 ７ ブラインドビア ８ 配線パターン ９ 多層配線基板 １０ 第一の配線フィルム １１ 第二の配線フィルム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E343 AA18 AA33 CC03 DD76 GG02 5E346 AA43 EE09 EE12 HH11

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多層配線基板の製造方法において、（ａ）
   フィルムの少なくとも片面に配線パターンを有する第一
   の配線フィルムに、少なくともフィルムの片面が、任意
   の十点平均荒さＲZで、０．１〜５．０μｍの表面粗度
   を有し、かつ、他面が導体層を有する第二の配線フィル
   ムを接着し、積層体を形成する工程、（ｂ）前記工程
   （ａ）で得られた積層体の第二の配線フィルムに、ブラ
   インドビアを形成し、ブラインドビアに導電性物質を充
   填して層間を導通せしめる工程、（ｃ）前記導体層を所
   定の配線パターンに加工する工程、を少なくとも含むこ
   とを特徴とする多層配線基板の製造方法。
2. 【請求項２】前記第二の配線フィルムが、両面に導体層
   を有するフィルムの片面の導体層を全面的にエッチング
   することにより製造されたことを特徴とする請求項１記
   載の多層配線基板の製造方法。
3. 【請求項３】請求項１に記載の第二の配線フィルムが、
   片面に配線パターンを有し、配線パターン間から露出す
   るフィルムの表面粗度が、任意の十点平均荒さＲZで、
   ０．１〜５．０μｍであり、かつ、他面に導体層を有す
   る第二の配線フィルムを用いることを特徴とする請求項
   １記載の多層配線基板の製造方法。
4. 【請求項４】前記第二の配線フィルムが、両面に導体層
   を有するフィルムの片面の導体層を部分的にエッチング
   することにより製造されたことを特徴とする請求項１又
   は３の何れかに記載の多層配線基板の製造方法。
5. 【請求項５】フィルムがポリイミド系フィルムからなる
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の多層
   配線基板の製造方法。
6. 【請求項６】接着が少なくともエポキシ硬化成分を含有
   してなることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記
   載の多層回路基板の製造方法。
7. 【請求項７】各工程が、リール・ツー・リール工法にて
   連続製造されることを特徴とする請求項１乃至６の何れ
   かに記載の多層配線基板の製造方法。
8. 【請求項８】少なくともフィルムの少なくとも片面に配
   線パターンを有する第一の配線フィルムとフィルムの少
   なくとも片面に配線パターンを有する第二の配線フィル
   ムとが接着積層されてなり、かつ、接着剤に接する面の
   フィルムの表面粗度が、任意の十点平均荒さＲZで、
   ０．１〜５．０μｍであることを特徴とする多層配線基
   板。