JP2003347454A

JP2003347454A - 多層配線基板

Info

Publication number: JP2003347454A
Application number: JP2002151317A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kume; 健士久米
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2002-05-24
Publication date: 2003-12-05

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の多層配線基板において、耐熱試験にお
いて内部より発生するガスによりデラミネーションが発
生する。【解決手段】液晶ポリマー層の上下面に熱硬化性樹脂
から成る被覆層を形成して成る絶縁フィルムが複数積層
されて成る絶縁基板と、金属箔から成る配線導体層と、
配線導体層間を電気的に接続する貫通導体とから成る多
層配線基板において、液晶ポリマー層は少なくとも１つ
の開口部を有し、この開口部内は被覆層と同じ熱硬化性
樹脂から成る充填材で充填され、かつ液晶ポリマー層の
主面における開口部の面積をＳ₁とし、主面の面積をＳ₀
としたときに、Ｓ₁／Ｓ₀の値が0.001〜0.1である。

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多層配線基板に関し、特に液晶ポリ
マーを一部に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
路を構成して成る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
せて成る絶縁基材にドリルによって上下に貫通孔を形成
し、この貫通孔の内部および絶縁基材の表面に複数の配
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、ドリル加工よりも微細
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基材は、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基材や絶縁層は吸湿性が高く、
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、絶縁基
材間や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、
本願出願人は特願2001-53834号において液晶ポリマー層
の上下面に熱硬化性樹脂から成る被覆層を形成してなる
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。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】近年、フリップチップ
実装における半導体素子と多層配線基板との接合に用い
る半田接合おいて、半田材料をＳｎ−Ｐｂ系半田から環
境対応型の鉛フリー材料にしていく方向にある。この鉛
フリー材料の多くは、融点が220℃以上と従来のＳｎ−
Ｐｂ系半田の融点184℃と比較して高く、実装時のリフ
ロー温度が240℃以上と、従来のＳｎ−Ｐｂ共晶半田を
使う際の実装温度220℃よりも高くなる。このため用い
る多層配線基板の耐熱性は260℃以上が必要となる。し
かしながら、このような高耐熱性の要求に対して、液晶
ポリマー層の上下面に熱硬化性樹脂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た多層配線基板を
用いた場合、半導体素子の実装時に被覆層から未硬化低
分子量成分や残留溶剤が昇華して発生するガスの量が増
加し、このガスが気体の透過係数の低い液晶ポリマー層
内部を通過することが出来ないために、絶縁フィルム内
部にガスが滞留して絶縁フィルムにデラミネーションを
発生させてしまうという問題点を有していた。

【００１０】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、耐熱性に優れた多層配線基板を提供するこ
とに有る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の多層配線基板
は、液晶ポリマー層の上下面に熱硬化性樹脂から成る被
覆層を形成して成る絶縁フィルムが複数積層されて成る
絶縁基板と、この絶縁フィルムの上下面の少なくとも一
方の面に配設された金属箔から成る配線導体層と、この
絶縁フィルムに形成され、絶縁フィルムを挟んで上下に
位置する配線導体層間を電気的に接続する貫通導体とか
ら成る多層配線基板において、液晶ポリマー層は少なく
とも１つの開口部を有し、この開口部内は被覆層と同じ
熱硬化性樹脂から成る充填材で充填され、かつ液晶ポリ
マー層の主面における開口部の面積をＳ₁とし、主面の
面積をＳ₁としたときに、Ｓ₁／Ｓ₀の値が0.001〜0.1で
あることを特徴とするものである。

【００１２】また、本発明の多層配線基板は、上記構成
において、被覆層は、熱硬化性樹脂が熱硬化性ポリフェ
ニレンエーテルであるとともに、10〜60体積％の無機絶
縁粉末を含有することを特徴とするものである。

【００１３】本発明の多層配線基板によれば、液晶ポリ
マー層を少なくとも１つの開口部を有するものとし、開
口部内を被覆層と同じ熱硬化性樹脂から成る充填材で充
填し、かつ液晶ポリマー層の主面における開口部の面積
をＳ₁とし、主面の面積をＳ₀としたときに、Ｓ₁／Ｓ₀の
値を0.001〜0.1としたことから、半導体素子の実装時に
被覆層から発生するガスが液晶ポリマー層に形成された
開口部内の充填材内部を通過して多層配線基板の外側へ
良好に放出され、その結果、被覆層から発生するガスが
被覆層内部に滞留することはなく、被覆層にデラミネー
ションが発生することはない。また、液晶ポリマー層の
主面に対する開口部の面積比を適度な範囲にしたので、
開口部を形成することによって低下する液晶ポリマー層
の強度の低下を最小限に抑えることができ、その結果、
液晶ポリマー層の剛性を十分に保つことができる。

【００１４】また、本発明の多層配線基板によれば、被
覆層の熱硬化性樹脂を熱硬化性ポリフェニレンエーテル
としたことから、熱硬化性ポリフェニレンエーテルは、
その分子構造が液晶ポリマーの分子構造と近似するため
に液晶ポリマーとの親和性が高く、被覆層を液晶ポリマ
ー層に良好に拘束することができ、その結果、半導体素
子の実装時に被覆層からガスが発生しても、絶縁フィル
ムのデラミネーションを良好に防止することができる。
また、絶縁層を10〜60体積％の無機絶縁粉末を含有する
ものとしたことから、無機絶縁粉末と熱硬化性樹脂との
複合化により、被覆層の熱膨張係数が液晶ポリマー層の
熱膨張係数に近似し、絶縁フィルムのデラミネーション
をより良好に防止することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に本発明の多層配線基板を添付
の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の多
層配線基板を混成集積回路に適用した場合の実施の形態
の一例を示す断面図であり、この例では、電子部品を多
層配線基板に実装して成る混成集積回路を外部電気回路
に電気的に接続している例を示している。また、図２
は、図１に示す多層配線基板の配線導体の幅方向の要部
拡大断面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ’における断
面図である。これらの図において、３は絶縁フィルム、
４は絶縁基板、５は配線導体、６は貫通導体、８は開口
部、９は充填材で主にこれらで本発明の多層配線基板７
が構成されている。なお、絶縁基板４は、本例では、４
層の絶縁フィルム３が積層されて構成されている。

【００１６】絶縁基板４は、半導体素子等の電子部品10
や配線導体５・貫通導体６を支持する支持体としての機
能を有し、この絶縁基板４を構成する絶縁フィルム３
は、液晶ポリマー層１とその上下面に形成した熱硬化性
樹脂から成る被覆層２とで構成されている。

【００１７】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。

【００１８】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フ
ィラーを含有してもよい。

【００１９】なお、上記のフィラー等の粒子形状は、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。

【００２０】また、液晶ポリマー層１は、被覆層２との
密着性を良好とするために、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中心線表面粗さＲ
ａを0.05〜５μｍとなるように処理しておくことが好ま
しい。

【００２１】なお、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0.05μｍ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５μｍ以下であることが好まし
い。従って、液晶ポリマー層１は、その表面の中心線表
面粗さＲａを0.05〜５μｍとすることが好ましい。

【００２２】また、液晶ポリマー層１は少なくとも１つ
の開口部８を有し、開口部８内部は被覆層２と同じ熱硬
化性樹脂から成る充填材９で充填されている。

【００２３】本発明の多層配線基板７によれば、液晶ポ
リマー層１を少なくとも１つの開口部８を有するものと
し、開口部８内に被覆層２と同じ熱硬化性樹脂から成る
充填材９で充填したことから、電子部品10の実装時に被
覆層２から発生するガスが液晶ポリマー層１に形成され
た開口部８内の充填材９内部を通過して多層配線基板７
の外側へ良好に放出され、その結果、被覆層２から発生
するガスが被覆層２内部に滞留することはなく、被覆層
２にデラミネーションが発生することはない。

【００２４】このような開口部８は、液晶ポリマー層１
をパンチング加工・金型加工・レーザ加工等の穴加工プ
ロセスを経ることにより形成される。ここで、開口部８
は、後述する貫通導体６とは異なる位置に形成されもの
である。また、形状は加工精度よく形成するためには円
形状・四角形状であることが好ましく、開口部８を形成
することによる液晶ポリマー層１の強度低下を最小限に
するという観点からは、開口部８の変形を最も抑えるこ
とのできる円形状であることが好ましい。

【００２５】また、開口部８の開口径はガスを効率的に
透過するという観点からは10μｍ以上であることが好ま
しく、配線導体５の配線密度を高密度化するという観点
からは150μｍ以下であることが好ましい。

【００２６】また、開口部８内部に形成される充填材９
は、被覆層２との密着性を強固に保持するという観点、
および充填材９および被覆層２を同時に形成できるとい
う工程の高効率化の観点から、被覆層２と同じ熱硬化性
樹脂とすることが重要である。

【００２７】このような充填材９の開口部８内部への充
填方法としては、後述する絶縁フィルム３の形成時に、
開口部８が形成された液晶ポリマー層１を被覆層２と成
るペースト中に浸漬後、引き上げ乾燥を行なうことで被
覆層２の形成と同時に開口部８へのペーストの充填を行
なうことにより形成される。

【００２８】また、開口部８は、液晶ポリマー層１の主
面における開口部８の面積を面積Ｓ ₁、液晶ポリマー層
１の主面の面積をＳ₀としたときに、Ｓ₁／Ｓ₀の値が0.0
01〜0.1と成っている。そして、本発明では、このこと
が重要である。

【００２９】本発明の多層配線基板７によれば、液晶ポ
リマー層１の主面における開口部８の面積をＳ₁とし、
主面の面積をＳ₀としたときに、Ｓ₁／Ｓ₀の値を0.001〜
0.1としたことから、液晶ポリマー層１の主面に対する
開口部８の面積比を適度な範囲にすることで、開口部８
を形成することによって低下する液晶ポリマー層１の強
度の低下を最小限に抑えることができ、その結果、液晶
ポリマー層１の剛性を十分に保つことができる。

【００３０】このような開口部８の液晶ポリマー層１の
主面に対する面積比Ｓ₁／Ｓ₀は、多層配線基板７に半導
体素子を実装する際に、被覆層２から発生する熱硬化性
ポリフェニレンエーテルの未硬化モノマー成分・残留硬
化剤・残留溶剤・吸着水分等のガスを被覆層２内部に滞
留せずに外部に良好に放出するという観点からは、0.00
1以上であることが必要である。また、液晶ポリマー層
１に開口部８が形成されることによる液晶ポリマー層１
の剛性低下による多層配線基板７の実装不良を抑えると
いう観点からは、0.1以下であることが必要である。従
って、液晶ポリマー層１の主面における開口部８の面積
をＳ₁とし、主面の面積をＳ₀としたときに、Ｓ₁／Ｓ₀の
値が0.001〜0.1であることが好ましい。

【００３１】次に、被覆層２は、熱硬化性樹脂から成
り、後述する配線導体５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７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。

【００３２】このような熱硬化性樹脂としては、エポキ
シ樹脂やシアネート樹脂・フェノール樹脂・ポリイミド
樹脂・熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂・ビスマレ
イミドトリアジン樹脂等の加熱により硬化をする樹脂が
用いられ、特に液晶ポリマー層１と馴染み易いために液
晶ポリマー層１に拘束されて剥離を防止するという観
点、および高周波伝送特性を良好にするという観点から
は熱硬化性ポリフェニレンエーテルが好ましい。

【００３３】また、被覆層２は、液晶ポリマー層１との
接着性や後述する配線導体５・貫通導体６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。

【００３４】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・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フィラー、あるいは、フィラーと
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。

【００３５】特に、絶縁フィルム３を積層・加圧して多
層配線基板７を形成する際に、被覆層２の流動性を抑制
し、貫通導体６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はフィラーとして
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５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、無機絶縁粉末の含有量を60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、10〜60体積％の無機
絶縁粉末を含有させておくことが好ましい。

【００３６】なお、上記の無機絶縁粉末等の形状は、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。

【００３７】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中に、プラズマ処理によ
り表面処理した後、開口部８を穴加工された液晶ポリマ
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60〜10
0℃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。なお、この時、上述したように、被覆層２の
形成と同じに、開口部８内部にペーストが充填材９とし
て充填される。

【００３８】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。

【００３９】また、絶縁フィルム３には、上下面の少な
くとも一方の面に配線導体５が被着・埋設されている。
配線導体５は、その厚みが２〜30μｍで銅・金等の良導
電性の金属箔から成り、多層配線基板７に搭載される外
部電気回路としての半導体素子10等に電気的に接続する
機能を有する。

【００４０】また、絶縁フィルム３の層間において、配
線導体５の被覆層２に埋設されている側の面と液晶ポリ
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５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≦70
μｍ、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５の厚みをｔ（μｍ）としたときに、配線導体
５の被覆層２に埋設されている側の面と液晶ポリマー層
１間の厚みｘ（μｍ）を３μｍ≦0.5Ｔ−ｔ≦ｘ≦0.5Ｔ
≦35μｍとすることにより、配線導体５の被覆層２に埋
設されている側の面と液晶ポリマー層１間の距離および
配線導体５の埋設されていない側の面と隣接する液晶ポ
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７の反りを防止することができる。従
って、配線導体５の埋設されている側の面と液晶ポリマ
ー層１との間に位置する、被覆層２の厚みｘ（μｍ）
を、液晶ポリマー層１間の距離をＴ（μｍ）、配線導体
５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。

【００４２】このような配線導体５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。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エッチングして成るパターンを絶
縁フィルム３と成る前駆体シート表面に転写することに
より、被覆層２に埋設された配線導体５を形成すること
ができる。

【００４３】なお、配線導体５の被覆層２に埋設されて
いる側の面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５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】さらに、絶縁フィルム３には、直径が20〜
150μｍの貫通導体６が形成されている。貫通導体６
は、絶縁フィルム３を挟んで上下に位置する配線導体５
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】このような多層配線基板７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６を形成した後、これにパター
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、さらにこれらを積層して最終的に温度が15
0〜300℃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、しかる後、ソルダーレ
ジストワニスを塗布して60〜90℃で5〜120分乾燥後、所
望のパターンを有するパターン形成用マスクを介して紫
外光を50〜1000ｍＪ照射し、さらにアルカリ水溶液にて
現像して接続パッド12の一部を露出開口させ、しかる
後、温度が120〜200℃で30〜300分硬化し、ソルダーレ
ジスト層11を形成することにより製作される。

【００４６】かくして本発明の多層配線基板７によれ
ば、上記構成の多層配線基板７の上面に形成した配線導
体５の一部から成る接続パッド12に半田等の接合部材13
を介して半導体素子10および外部電気回路14を電気的に
接続することにより配線密度が高く接続信頼性に優れた
混成集積回路とすることができる。

【００４７】なお、本発明の多層配線基板７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７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
７を製作してもよい。また、本発明の多層配線基板７の
上下表面に、半導体素子10を搭載後、多層配線基板７と
半導体素子10との間にアンダーフィル材15を形成しても
よい。

【００４８】

【実施例】次に本発明の多層配線基板を、以下の試料を
製作して評価した。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40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、真空プラズマ装置を用いて、電圧を27ｋＶ、雰囲気
をＯ₂およびＣＦ₄（ガス流量がそれぞれ80ｃｍ³／分）
とし、片面15分×２回の条件でプラズマ処理して、中心
線表面粗さＲａが0.12μｍとなるようにし、さらにＵＶ
−ＹＡＧレーザにて直径50μｍの開口部を形成した。こ
の液晶ポリマー層を上記ワニス中に浸漬後、引き上げ乾
燥することにより、開口部に熱硬化性ポリフェニレンエ
ーテル樹脂を充填するとともに、厚みが約20μｍの熱硬
化性ポリフェニレンエーテル被覆層を液晶ポリマーの両
面に成形して絶縁フィルムを製作した。

【００４９】さらに、この絶縁フィルムに、ＵＶ−ＹＡ
Ｇレーザにより直径50μｍの貫通孔の形成を行い、この
貫通孔に銅粉末と有機バインダと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。

【００５０】次に、回路状に形成した銅箔が付いた転写
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３ＭＰａ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
させた。

【００５１】さらに、上記の積層体の表面に、感光性エ
ポキシ樹脂よりなるソルダーレジストワニスを塗布し、
90℃で30分乾燥後、パターン形成用マスクを用いて365
ｎｍの紫外光を300ｍＪ照射し、しかる後、炭酸ナトリ
ウム水溶液で現像することにより所望のパターンに開口
形成し、150℃で120分硬化させることにより多層配線基
板を得た。

【００５２】本実施例においては、液晶ポリマーに形成
する開口部間の距離を変化させて、開口部の面積比Ｓ₁
／Ｓ₀が０〜0.15の間となるように複数の試料を製作し
た。評価は、評価１として、多層配線基板を260℃のリ
フローを5回通過させてデラミネーションの発生状況の
評価（リフロー耐熱試験不良率）、評価２として、半導
体素子を搭載した後の実装不良率をカウントする評価
（実装不良率）を行なった。なお、評価２の半導体素子
の実装は、上述の方法で製作した多層配線基板表面の配
線導体にＮｉ−Ａｕめっきを行なった後、半田ペースト
をスクリーン印刷し、220℃ピークのリフロー炉に投入
してバンプを形成した後、半導体素子を実装した。な
お、多層配線基板のサイズは50ｍｍ角とし、多層配線基
板内における各10×10ｍｍエリア内では開口部および貫
通導体の配置密度は全て均等にした基板とした。表１に
評価結果を示す。

【００５３】

【表１】

【００５４】表１からは、Ｓ₁／Ｓ₀の値が0.001未満の
多層配線基板（試料No.１〜６）では、リフロー耐熱試
験中に被覆層から発生するガスの透過経路である主面に
対する貫通導体および開口部の面積が少ないため、多層
配線基板内でデラミネーションによる不良が発生するこ
とがわかった。

【００５５】また、表１からは、Ｓ₁／Ｓ₀の値が0.1よ
りも大きい多層配線基板（試料No.20〜22）では、開口
部の面積が大きすぎるため、液晶ポリマー層が剛性を失
ってしまい、半導体素子搭載後に多層配線基板に大きな
反りが発生し、実装不良が発生することがわかった。

【００５６】それらに対して、本発明のＳ₁／Ｓ₀の値が
0.001〜0.1の範囲である多層配線基板（試料No．7〜1
9）では、リフロー耐熱後にもデラミネーションを発生
せず、また、半導体素子搭載後の導通評価においても実
装不良を発生しない、優れた結果が得られた。

【００５７】

【発明の効果】本発明の多層配線基板によれば、液晶ポ
リマー層を少なくとも１つの開口部を有するものとし、
開口部内に被覆層と同じ熱硬化性樹脂から成る充填材で
充填し、かつ、液晶ポリマー層の主面における開口部の
面積をＳ１とし、主面の面積をＳ０としたときに、Ｓ１
／Ｓ０の値を0.001〜0.1としたことから、被覆層から発
生されるガスが液晶ポリマー層に形成された開口部内の
充填材内部を経由して多層配線基板の外側へ放出される
ためのガスの通過経路が十分に確保されるため、リフロ
ー耐熱試験を行なっても絶縁フィルム内部でデラミネー
ションを発生することがない耐熱性に優れた多層配線基
板とすることができるとともに、液晶ポリマー層の主面
に対する開口部の面積比を適度な範囲にすることで、開
口部が形成されたことによって低下する液晶ポリマー層
の強度を最小限にして、液晶ポリマー層の剛性を十分に
保つことができる結果、多層配線基板を外部電気回路に
実装する際の高温下においても、外部電気回路と多層配
線基板との熱膨張差により発生する熱応力を良好に吸収
することができ、反りが発生して実装性を低下させるこ
ともない。

【００５８】また、本発明の多層配線基板によれば、被
覆層を、熱硬化性樹脂が熱硬化性ポリフェニレンエーテ
ルであるとともに、10〜60体積％の無機絶縁粉末を含有
するものとしたことから、無機絶縁粉末と熱硬化性樹脂
との複合化により被覆層の機械的強度を向上することが
できるとともに、熱硬化性ポリフェニレンエーテルの分
子構造が液晶ポリマーと近似するため親和性が高くな
り、被覆層を液晶ポリマー層に良好に拘束することがで
き、その結果、多層配線基板を外部電気回路に実装する
際の高温下においても、外部電気回路と多層配線基板と
の熱膨張差を少なくし、実装性をより向上することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多層配線基板を混成集積回路に適用し
た場合の実施の形態の一例を示す断面図である。

【図２】図１に示す多層配線基板の要部拡大断面図であ
る。

【図３】図２の多層配線基板のＡ−Ａ’における要部拡
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・・・・・・・・絶縁基板５・・・・・・・・配線導体６・・・・・・・・貫通導体７・・・・・・・・多層配線基板８・・・・・・・・開口部９・・・・・・・・充填材Ｓ₀・・・・・・・液晶ポリマー層の主面の面積Ｓ₁・・・・・・・開口部面積

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶ポリマー層の上下面に熱硬化性樹脂
から成る被覆層を形成して成る絶縁フィルムが複数積層
されて成る絶縁基板と、前記絶縁フィルムの上下面の少
なくとも一方の面に配設された金属箔から成る配線導体
層と、前記絶縁フィルムに形成され、該絶縁フィルムを
挟んで上下に位置する前記配線導体層間を電気的に接続
する貫通導体とから成る多層配線基板において、前記液
晶ポリマー層は少なくとも１つの開口部を有し、該開口
部内は前記被覆層と同じ熱硬化性樹脂から成る充填材で
充填され、かつ前記液晶ポリマー層の主面における前記
開口部の面積をＳ₁とし、前記主面の面積をＳ₀としたと
きに、Ｓ₁／Ｓ₀の値が０．００１〜０．１であることを
特徴とする多層配線基板。
【請求項２】前記被覆層は、前記熱硬化性樹脂が熱硬
化性ポリフェニレンエーテルであるとともに、１０〜６
０体積％の無機絶縁粉末を含有することを特徴とする請
求項１記載の多層配線基板。