JP2004007006A

JP2004007006A - 多層配線基板

Info

Publication number: JP2004007006A
Application number: JP2003323592A
Authority: JP
Inventors: Akiya Fujisaki; 藤崎　昭哉; Katsura Hayashi; 林　桂
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-09-16
Filing date: 2003-09-16
Publication date: 2004-01-08

Abstract

【課題】半導体素子、コンデンサ素子、抵抗素子などの電気素子を内蔵し、小型化と、電気素子の実装密度を高めるとともに、配線回路層の高密度化が可能な多層配線基板を提供する。
【解決手段】少なくとも熱硬化性樹脂を含む複数の絶縁層１、７、８を積層してなる絶縁基板と、絶縁基板の表面および内部に形成された複数の配線回路層４、９、１０と、この配線回路層間を接続するためのバイアホール導体２、１１、１２を具備するとともに、配線回路層４、９、１０が絶縁層１、７、８に埋め込まれているとともに、絶縁基板内部に電気素子５が内蔵されており、電気素子５が配線回路層４に対して実装してなることを特徴とする。またかかる多層配線基板をコア基板としてその表面に、ビルドアップ法に基づき、感光性樹脂を含有する絶縁層と、配線回路層５８とを順次積層する。
【選択図】図１

Description

　本発明は、例えば、多層配線基板及び半導体素子収納用パッケージなどに適し、特に絶縁基板内部に電気素子が内蔵されてなる多層配線基板に関するものである。

　近年、通信機器の普及に伴い、高速動作が求められる電子機器が広く使用されるようになり、さらにこれに伴って高速動作が可能なプリント配線基板が求められている。このような高速動作を行うためには、配線の高密度化が必要とされている。

　このような高密度化を達成するための１つの手法として、ビルドアップ法が知られている。この方法は、例えば、銅箔のエッチング等の手段により配線が形成された両面銅張ガラスエポキシ等からなるコア基板の表面に、感光性樹脂を塗布して、露光現像してバイアホールを具備する絶縁層を形成した後、その表面に無電解銅メッキを施して、これをレジスト塗布、エッチング、レジスト除去によりバイアホール導体および配線回路層を形成する。そして、上記の感光性樹脂による絶縁層の形成と、バイアホール導体および配線回路層の形成を繰り返すことにより、微細化、多層化した後、さらに、ドリル等によりスルーホールを形成して、ホール内にメッキ層を形成して層間の配線回路層を接続するようにしたものである。

　なお、この時に用いられる両面銅張ガラスエポキシ基板としては、ガラス織布または不織布内にエポキシ樹脂を含浸させたものが最も一般的に使用されている。

　一方、電子機器は小型化が進んでいるが、近年携帯情報端末の発達や、コンピューターを持ち運んで操作する、いわゆるモバイルコンピューティングの普及によってさらに小型、薄型且つ高精細の多層配線基板が求められる傾向にある。

　従来のプリント配線基板では、プリプレグと呼ばれる有機樹脂を含む平板の表面に銅箔を接着した後、これをエッチングして微細な回路を形成し、これを積層した後、所望位置にマイクロドリルでスルーホールの穴明けを行い、そのホール内壁にメッキ法により金属を付着させてスルーホール導体を形成して各層間の電気的な接続を行っている。また最近では、絶縁層に対して形成したバイアホール内に金属粉末を充填してバイアホール導体を形成した後、他の絶縁層を積層して多層化した配線基板も提案されている。

　また、従来のプリント配線基板に対して、半導体素子やコンデンサ素子、抵抗素子などを実装する場合には、配線基板の表面に形成された配線回路層に対してこれらの電気素子を半田等により実装し、実装した素子を樹脂によってモールドする方法、絶縁基板の表面に凹部を形成して、その凹部内に素子を収納して樹脂モールドしたり、蓋体によって凹部を気密に封止する方法がある。

　しかしながら、バイアホール導体を金属粉末の充填によって形成する方法は、バイアホール導体の小径化が可能であるとともに、任意の位置にバイアホール導体を形成できる点で有利であり、また、ビルドアップ法により形成された多層配線層を具備した配線基板においても、薄い絶縁層と配線回路層により形成されることから、いずれも高密度配線が可能ではあっても、その配線基板に種々の電気素子を搭載する場合には、その多層配線基板の表面に実装するしかないために、電気素子を搭載した配線基板の小型化には、自ずと限界があった。

　従って、本発明は、半導体素子や電子部品（コンデンサ素子、抵抗素子、フィルター素子、発振素子など）の電気素子を搭載し、小型化と、電気素子の実装密度を高めるとともに、配線回路層の高密度化が可能な多層配線基板を提供することを目的とするものである。

　本発明の多層配線基板は、少なくとも熱硬化性樹脂を含む複数の絶縁層を積層してなる絶縁基板と、該絶縁基板の表面および内部に形成された複数の配線回路層と、前記配線回路層間を接続するためのバイアホール導体を具備するとともに、前記配線回路層が前記絶縁層に埋設されてなるとともに、前記絶縁基板内部に電気素子が内蔵されており、該電気素子が前記配線回路層に対して半田実装してなることを特徴とするものである。

　また、前記電気素子は、絶縁基板内部に設けられた空隙部内に収納されていること、前記電気素子が金属箔からなる配線回路層に実装されてなること、前記バイアホール導体が、前記絶縁層に形成した貫通孔に金属粉末の充填によって形成してなること、前記配線回路層が前記絶縁層に埋め込まれていること、を特徴とするものである。

　さらに、本発明は、上記の多層配線基板をコア基板とし、その表面に、感光性樹脂を含有する絶縁層と、配線回路層とを順次積層してなる多層配線層を形成してなるとともに、前記電気素子と前記多層配線層の配線回路層とが、前記コア基板における配線回路層およびバイアホール導体を介して電気的に接続されていることを特徴とするものである。

　本発明の多層配線基板は、配線回路層およびバイアホール導体が形成された、絶縁基板内部に半導体素子、コンデンサ素子、抵抗素子などの電気素子を内蔵し、配線回路層と半田によって接続されていることから、多層配線基板表面のみならず、基板内部まで電気素子を実装することができる結果、配線基板における電気素子の高密度実装と同時に、高密度配線化、さらには配線基板の小型化を図ることができる。

　また、上記の多層配線基板をコア基板とし、その表面にビルドアップ法により高密度配線層を形成することによって、さらなる高密度配線化、小型化を図ることができる。

（配線コア基板の形成）図１は、本発明の多層配線基板を作製するための第１の製造工程を説明するための図である。図１によれば、まず、図１（ａ）に示すように、熱硬化性樹脂を含む軟質（Ｂステージ状態）の第１の絶縁シート１を作製する。また、この絶縁シート１には、所望により厚み方向に貫通するスルーホールを形成し、そのスルーホール内に金属粉末を含む導体ペーストをスクリーン印刷や吸引処理しながら充填して、バイアホール導体２を形成する。また、この絶縁シート１の所定箇所に電気素子を収納するための空隙部３を形成する。

　次に、図１（ｂ）に示すように、絶縁シート１の表面に配線回路層４を形成するとともに、絶縁シート１の空隙部３に電気素子５を実装収納する。配線回路層４を形成する方法としては、１）絶縁シート１の表面に金属箔を貼り付けるか、メッキにより全面に金属層を形成した後、エッチング処理して回路パターンを形成する方法、２）絶縁シート１表面にレジストを形成して、メッキにより形成する方法、３）転写シート表面に金属箔を貼り付け、金属箔をエッチング処理して回路パターンを形成した後、この金属箔からなる回路パターンを絶縁シート１表面に転写させる方法。４）導体ペーストをスクリーン印刷法などにより回路パターンに印刷する方法等が挙げられる。

　本第１の製造方法においては、配線回路層４と、配線回路層４に電気素子５を実装した構造物を転写フィルムから絶縁シート１に転写させる。その具体的な方法を図１（ｂ１）〜（ｂ３）に示す。この方法によれば、例えば、樹脂や金属からなる転写フィルム６の表面に金属箔を接着した後、エッチングして配線回路層４を形成する（図１（ｂ１））。その後、その配線回路層４に、電気素子５を半田、ＴＡＢ、ワイヤーボンディング等により実装する（図１（ｂ２））。

　その後、電気素子５が実装された転写フィルム６を絶縁シート１に対して、電気素子５が絶縁シート１の空隙部３に収納されるように積層して圧着した後（図１（ｂ３））、転写フィルム６を剥がして、配線回路層４と電気素子５とを絶縁シート１に転写させて、図１（ｂ）に示すような電気素子５が空隙部３に実装収納された単層の配線層を形成することができる。この時、絶縁シート１は、未硬化または半硬化状態であり軟質であることから、配線回路層４を圧着することにより、絶縁シート１の表面に埋め込むことができるとともに、絶縁シート１に形成されたバイアホール導体２を緻密化することができる。

　また、上記の例では、基本的には、電気素子５を実装する配線回路層４は、電気素子５とともに、同時に転写させるものであるが、電気素子５の実装に関与しない配線回路層（図示せず）は、電気素子５と配線回路層４とともに同時するか、または個別に前述した１）〜４）のいずれの方法で形成してもよい。

　また、空隙部３内に収納された電気素子５は、配線回路層４に実装された状態でエポキシ樹脂等により封止してもよい。

　次に、上記のように空隙部３内に電気素子５が実装収納された絶縁シート１の上下面に、軟化状態（Ｂステージ状態）の第２および第３の絶縁シート７、８を積層圧着して、絶縁シート１、７、８中の熱硬化性樹脂が硬化するに十分な温度に加熱して一括して完全硬化させる。なお、絶縁シート７、８には、配線回路層９、１０やバイアホール導体１１、１２を前述した方法により適宜形成してもよい。このようにして、図１（ｃ）に示すように、絶縁基板１３内に電気素子５を内蔵する多層配線基板１４を形成することができる。

　次に、本発明の第２の製造方法によれば、図２（ａ）に示すように、熱硬化性樹脂を含有する絶縁シート２０に、適宜バイアホールを形成してそのホール内に金属粉末を含有する導体ペーストを充填してバイアホール導体２１を形成し、さらにその表面又は裏面に配線回路層２２を形成する。配線回路層２２の形成は、前述した１）〜４）のいずれの方法でもよい。

　次に、図２（ｂ）に示すように、配線回路層２２の表面に、電気素子２３を半田実装する。

　その後、図２（ｃ）に示すように、電気素子２３が実装された絶縁シート２０の表面に、空隙部２４が形成された絶縁シート２５を電気素子２３が空隙部２４に収納されるように位置合わせして積層する。なお、絶縁シート２５には、前述した方法に基づき配線回路層２６、バイアホール導体２７が形成されていてもよい。

　そして、図２（ｄ）に示すように、空隙部２４が形成された絶縁シート２５を積層したその上に、空隙部２４を密封するように、絶縁シート２８を積層する。

　また、この絶縁シート２８には、前述した方法に基づき配線回路層２９、バイアホール導体３０が形成されていてもよい。

　そして、最終的にこれらの積層物を絶縁シート２０、２５、２８中の熱硬化性樹脂が硬化するに十分な温度に加熱して一括して完全硬化させることにより、絶縁基板３１内に電気素子２３を内蔵する多層配線基板３２を形成することができる。

　また、本発明によれば、上記第１および第２の電気素子の空隙部内への実装収納構造を基礎として、あらゆる形態の多層配線基板を作製することができる。例えば、図３に示すように、多層配線基板３３の絶縁基板３４内において、ＩＣ素子３５やコンデンサ３６等のなどの電気素子を収納する空隙部３７、３８を同一面内、または異なる層内に空隙部３９を複数箇所形成して、これら複数の電気素子を実装収納させることができる。

　上記の第１および第２の製造方法によって作製される多層配線基板は、これをコア基板としてその表面にビルドアップ法によって多層配線層を形成することができる。後述するビルドアップ法により多層配線層を形成するにあたり、その多層配線層形成面におけるコア基板の配線回路層は、コア基板の絶縁基板の表面に埋設されており、その表面が平坦であることが望ましい。これは、多層配線層を形成するコア基板表面に配線回路層が突出（載置）した構造では、コア基板表面の凹凸が多層配線層の平坦度を低下させてしまう結果、多層配線層における微細な配線回路層の形成を阻害する要因となるためである。また、コア基板の多層配線層形成面における配線回路層の表面粗さ（Ｒａ）はＡＦＭ法による測定で０．０１μｍ以上、特に０．０２μｍ以上であることが多層配線層との密着性および電気的接続の信頼性を高める上で望ましい。

　このような配線回路層が絶縁基板表面に埋設された構造は、例えば、未硬化状態の絶縁シート表面に金属箔からなる配線回路層を重ねて圧力を印加することにより、強制的に配線回路層を埋設することができる。上記の第１および第２の製造方法において、用いられる熱硬化性樹脂を含有する絶縁シートは、熱硬化性有機樹脂、または熱硬化性有機樹脂とフィラーなどの組成物を混練機や３本ロールなどの手段によって十分に混合し、これを圧延法、押し出し法、射出法、ドクターブレード法などによってシート状に成形する。そして、所望により熱処理して熱硬化性樹脂を半硬化させる。半硬化には、樹脂が完全硬化するに十分な温度よりもやや低い温度に加熱する。

　そして、この状態の絶縁層に対するスルーホール（バイアホール）および空隙部の形成は、ドリル、パンチング、サンドブラスト、あるいは炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ、及びエキシマレーザ等の照射による加工など公知の方法が採用される。

　なお、絶縁シートを形成する熱硬化性樹脂としては、絶縁材料としての電気的特性、耐熱性、および機械的強度を有する熱硬化性樹脂であれば特に限定されるものでなく、例えば、アラミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、フッ素樹脂、フェニレンエーテル樹脂、ビスマイレイドトリアジン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アリル樹脂等が、単独または組み合わせて使用できる。

　また、上記の絶縁シート１中には、絶縁基板あるいは配線基板全体の強度を高めるために、有機樹脂に対してフィラーを複合化させることもできる。有機樹脂と複合化されるフィラーとしては、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＢａＴｉＯ_３、ＳｒＴｉＯ_３、ゼオライト、ＣａＴｉＯ_３、ほう酸アルミニウム等の無機質フィラーが好適に用いられる。また、ガラスやアラミド樹脂からなる不織布、織布などに上記樹脂を含浸させて用いてもよい。なお、有機樹脂とフィラーとは、体積比率で１５：８５〜５０：５０の比率で複合化されるのが適当である。

　これらの電気素子を収納するための空隙部を形成する絶縁シートは、上記の種々の材質の中でも空隙部をパンチング又はレーザーで容易に加工できる点から、エポキシ樹脂、イミド樹脂、フェニレンエーテル樹脂と、シリカまたはアラミド不織布との混合物であることが最も望ましい。

　一方、バイアホール導体２に充填される金属ペーストは、銅粉末、銀粉末、銀被覆銅粉末、銅銀合金などの、平均粒径が０．５〜５０μｍの金属粉末を含む。

　金属粉末の平均粒径が０．５μｍよりも小さいと、金属粉末同士の接触抵抗が増加してスルーホール導体の抵抗が高くなる傾向にあり、５０μｍを越えるとバイアホール導体の低抵抗化が難しくなる傾向にある。

　また、導体ペーストは、前述したような金属粉末に対して、前述したような結合用有機樹脂や溶剤を添加混合して調製される。ペースト中に添加される溶剤としては、用いる結合用有機樹脂が溶解可能な溶剤であればよく、例えば、イソプロピルアルコール、テルピネオール、２−オクタノール、ブチルカルビトールアセテート等が用いられる。

　上記の導体ペースト中の結合用有機樹脂としては、前述した種々の絶縁シートを構成する有機樹脂の他、セルロースなども使用される。この有機樹脂は、前記金属粉末同士を互いに接触させた状態で結合するとともに、金属粉末を絶縁シートに接着させる作用をなしている。この有機樹脂は、金属ペースト中において、０．１乃至４０体積％、特に０．３乃至３０体積％の割合で含有されることが望ましい。これは、樹脂量が０．１体積％よりも少ないと、金属粉末同士を強固に結合することが難しく、低抵抗金属を絶縁層に強固に接着させることが困難となり、逆に４０体積％を越えると、金属粉末間に樹脂が介在することになり粉末同士を十分に接触させることが難しくなり、バイアホール導体の抵抗が大きくなるためである。

　配線回路層としては、銅、アルミニウム、金、銀の群から選ばれる少なくとも１種、または２種以上の合金からなることが望ましく、特に、銅、または銅を含む合金が最も望ましい。また、場合によっては、導体組成物として回路の抵抗調整のためにＮｉ−Ｃｒ合金などの高抵抗の金属を混合、または合金化してもよい。さらには、配線層の低抵抗化のために、前記低抵抗金属よりも低融点の金属、例えば、半田、錫などの低融点金属を導体組成物中の金属成分中に２〜２０重量％の割合で含んでもよい。

　上記配線回路層と絶縁シートとの密着強度を高める上では、絶縁シートの配線回路層の形成箇所及び／又は転写フィルム表面の配線回路層表面の表面を０．１μｍ以上、特に０．３μｍ〜３μｍ、最適には０．３〜１．５μｍに粗面加工することが望ましい。また、バイアホール導体の両端を金属箔からなる配線回路層によって封止する上では、配線回路層の厚みは、５〜４０μｍが適当である。

　また、本発明によれば、電気素子を内蔵する上記多層配線基板４０には、図４に示すように、電気素子４１を収納する空隙部４２近傍の絶縁層４３中に、熱伝導性に優れた金属部材や無機質部材からなる放熱体４４を介装し、その少なくとも一端をコア基板４０の側面から突出させることにより、電気素子４１から発生して熱を放熱体４４を経由して、多層配線基板４０の系外に放出させることも可能である。

　（多層配線層の形成）次に、本発明によれば、上記のようにして作製した多層配線基板をコア基板として、その表面に、ビルドアップ法により感光性樹脂を含有する絶縁層と、配線回路層とを順次積層して多層配線層を形成することができる。そこで、具体的な多層配線層の形成方法について図５をもとに説明する。

　まず、図５（ａ）に示すように、上述したようにして作製され、少なくとも熱硬化性樹脂を含む複数の絶縁層を積層してなる絶縁基板５０と、絶縁基板５０の表面および内部に形成された複数の配線回路層５１と、配線回路層５１間を接続するためのバイアホール導体５２を具備するとともに、絶縁基板５０内部に空隙部５３が形成され、空隙部５３内に電気素子５４を実装収納してなる配線コア基板５５の表面に、感光性樹脂からなる絶縁層５６を一面に形成する。

　なお、配線コア基板５５の表面に配線回路層５１が形成されていない場合には、絶縁層５６を形成する前に、コア基板５５表面に、周知の方法で配線回路層５１を形成する。コア基板５５表面に配線回路層５１を形成するには、前述したような１）〜４）の方法などが採用される。

　なお、絶縁層５６の形成にあたっては感光性樹脂をカーテンコート法やスピンコート法により塗布する方法が、均一な厚さで簡易に形成できることから好適に採用される。絶縁層を形成する樹脂としては、周知の感光性樹脂が用いられ、例えば、感光性を有するポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ビスマレイドトリアジン（ＢＴ）樹脂などが用いられ、絶縁層５６の厚みとしては、４０〜１００μｍが好適である。

　次に、図５（ｂ）に示すように、絶縁層５６に対して、露光、現像を施し、バイアホールを形成する部分の絶縁層５６を除去する。このように露光、現像工程で形成することにより、微細なバイアホール５７を得ることができる。

　次に、図５（ｃ）のように、絶縁層５６上に無電解メッキ、電解メッキ、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの薄膜形成法によって一面に金属層を形成した後、フォトレジスト等を塗布し、露光、現像し、不要な金属層をエッチングするなどの、周知の方法によって配線回路層５８およびバイアホール導体５９を形成する。なお、エッチングによる配線回路層５８およびバイアホール導体５９の形成は、サブトラクティブ法及びアディティブ法のいずれでもよい。この配線回路層は、銅、銀、金、アルミニウム、ニッケルなどの低抵抗金属またはそれらを含む合金により形成することが望ましい。

　そして、この配線回路層５８が形成された絶縁層５６の表面に、上記図５（ａ）、図５（ｂ）および図５（ｃ）で説明したのと同様な方法により、感光性樹脂からなる絶縁層形成、絶縁層形成の露光、現像によるバイアホール形成、薄膜形成法による配線回路層およびバイアホール導体形成を、繰り返し施すことにより、図５（ｄ）に示すような、任意の層数からなる多層配線層６０を形成することができる。そして、必要に応じて、多層配線層６０の最表面にコンデンサ、半導体素子、抵抗素子などの電気素子６１を実装する。

　また、適宜、多層配線層６０における最表面の配線回路層を薄膜形成法により形成する前、または形成後に、配線コア基板５５の表面に多層配線層６０が形成された多層配線基板に対して、レーザー照射やマイクロドリル等により、多層配線層６０から配線コア基板５５を貫通するスルーホール用の貫通孔を形成し、その貫通孔内壁に、最表面の配線回路層の形成と同時、または後工程として、前記薄膜形成法により導体を被着形成してスルーホール導体を形成してもよい。その場合、スルーホール導体は配線回路層やバイアホール導体による高密度配線形成の障害とならないためには、できる限り小さい孔径であることが望ましい。

　なお、上記の多層配線層６０は、配線コア基板５５の片面のみならず、配線コア基板５５の両面に形成しても何ら差し支えない。

　このようにして、本発明によれば、従来の積層方法を用いて、複数の絶縁層が積層されてなる配線基板内部に電気素子を実装収納することができ、且つその配線基板をコア基板とし、ビルドアップ法により多層配線層を形成することにより、電気素子を高密度に実装することができ、且つ高密度の多層配線化を図ることができる。

（多層配線基板の作製）
（１）アラミド樹脂の不織布に対してイミド樹脂を５０体積％の割合で含浸した厚さ１００μｍのプリプレグに、炭酸ガスレーザーで直径０．１ｍｍのバイアホールを形成し、そのホール内に銀をメッキした銅粉末を含む銅ペーストを充填してバイアホール導体を形成した。また、このプリプレグにレーザーを用いて半導体素子や電子部品を設置するための１２ｍｍ×１２ｍｍの大きさの空隙部を形成し、それらを収納する電子部品の厚さ相当以上となる厚みに積層した。

　（２）一方、イミド樹脂５０体積％、シリカ粉末５０体積％の割合となるように、ワニス状態の樹脂と粉末を混合しドクターブレード法により、厚さ７５μｍの絶縁シートを作製し、その絶縁シートにパンチングで直径０．１ｍｍのバイアホールを形成し、そのホール内に銀をメッキした銅粉末を含む銅ペーストを充填してバイアホール導体を形成した。

　（３）また、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂からなる転写シートの表面に接着剤を用いて、厚さ１２μｍ、表面粗さ０．８μｍの銅箔を一面に接着した。そして、フォトレジスト（ドライフィルム）を塗布し露光現像を行った後、これを塩化第二鉄溶液中に浸漬して非パターン部をエッチング除去して配線回路層を形成した。なお、作製した配線回路層は、線幅が２０μｍ、配線と配線との間隔が２０μｍの微細なパターンである。その後、この配線回路層にＩＣ素子をＴＡＢ実装し、実装したＩＣ素子をポリイミド樹脂で封止した。

　（４）そして、（１）で作製した空隙部を有するプリプレグに対して、（２）でＩＣ素子を実装した転写シートを、プリプレグの空隙部にＩＣ素子が収納されるように位置決めして５０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力を加えて圧着した後、転写フィルムを剥離して、配線回路層とＩＣ素子をプリプレグに転写した。

　（５）その後、（２）で作製した絶縁シートの表面にも（３）と同様にして、金属箔からなる配線回路層を形成したＰＥＴ樹脂フィルムから、配線回路層を転写させた。

　（６）空隙部にＩＣ素子が収納されたプリプレグを中心に、上下に配線回路層およびバイアホール導体が形成されたプリプレグを１層づつ積層し、さらにその上下面に（５）のようにして配線回路層が転写された絶縁シートを上下各２層づつ積層した。なお空隙部に対峙する下層のプリプレグの一部に銅からなる放熱板を介装するための溝を形成し、この溝内に放熱体を設置した。そしてこれらの積層物を５０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で圧着し、２００℃で１時間加熱して完全硬化させて多層配線基板を作製した。

（多層配線層の形成）
　（７）上記のようにして作製した多層配線基板をコア基板とし、その両面に感光性エポキシ樹脂からなる絶縁材料を一面に塗布し、１００℃で加熱して予備硬化した後、露光、現像により絶縁層の一部を除去して、コア基板表裏の絶縁層にバイアホールを形成した。

　（８）次いで、絶縁層の配線回路層形成箇所およびバイアホール導体形成箇所の絶縁層表面を触媒化処理した後、無電解メッキ法により銅を析出させて、フォトレジストを全面に塗布し、露光、現像し、不要部分の銅をエッチング除去して絶縁層の表面に配線回路層およびバイアホール導体を形成した。

　（９）さらに、上記（７）〜（８）の工程を繰り返して施し、配線回路層６層の多層配線層を形成した。

　（１０）そして、多層配線層の表面に、コンデンサ素子および抵抗素子を半田実装して、本発明の多層配線基板を作製した。

　得られた多層配線基板に対して、コア基板となる多層配線基板における配線回路層やバイアホール導体の形成付近およびＩＣ素子と配線回路層との接続部分を観察した結果、ＩＣ素子と配線回路層、バイアホール導体と配線回路層とは良好な接続状態であり、各配線間の導通テストを行った結果、配線の断線も認められなかった。

　また、コア基板表面に形成した多層配線層とＩＣ素子との接続も良好であり、ＩＣ素子の動作においても何ら問題はなかった。得られた多層配線基板を湿度８５％、温度８５℃の高温多湿雰囲気に１００時間放置したが、目視で判別できる程度の変化は生じていなかった。

　（１）アラミド樹脂の不織布に対してポリアミノビスマレイミド樹脂５５体積％の割合で含浸した厚さ１００μｍのプリプレグＡに炭酸ガスレーザーにより直径０．１ｍｍのバイアホールを形成しそのホール内に粒径約５μｍの銀をメッキした銅粉末からなる銅ペーストを充填した。

　（２）また、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂からなる転写シートの表面に接着剤を用いて、厚さ１８μｍ、表面粗さ０．７μｍの銅箔を一面に接着した。そして、フォトレジスト（ドライフィルム）を塗布し露光現像を行った後、これを塩化第二鉄溶液中に浸漬して非パターン部をエッチング除去して配線回路層を形成した。なお、作製した配線回路層は、線幅が４０μｍ、配線と配線との間隔が４０μｍの微細なパターンである。

　（３）そして、上記プリプレグＡの表面に、（２）で配線回路層が形成された転写シートを、位置決めして５０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力を加えて圧着した後、転写フィルムを剥離して、配線回路層をプリプレグＡ表面に転写した。

　（４）そして、プリプレグＡの表面の配線回路層にチップ抵抗素子を半田実装した。

　（５）その後、チップ抵抗素子を実装したプリプレグＡの表面に、（１）と同様にして作製したプリプレグＢに対して、（１）（２）と同様にしてバイアホール導体および配線回路層を形成するとともに、チップ抵抗素子を収納するための空隙部をレーザー加工により形成し、これをチップ抵抗素子が搭載されたプリプレグＡのＩＣ素子実装面にて、プリプレグＢの空隙部にチ
ップ抵抗素子が収納される位置にて積層し、３０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で積層圧着した。

　（６）さらに、（１）と同様にして作製したプリプレグＣに対して、（１）（２）と同様にしてバイアホール導体および配線回路層を形成し、プリプレグＢの空隙部に対向する面に銅からなる放熱板を収納するための溝をレーザー加工し、その溝内に一端がプリプレグの端面から突出するように、放熱板を設置した。そして、このプリプレグＣをプリプレグＢの表面に３０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力をもって積層圧着した。

　（７）一方、ポリアミノビスマレイミド樹脂５０体積％、シリカ粉末５０体積％の割合となるように、ワニス状態の樹脂と粉末を混合しドクターブレード法により、厚さ７５μｍの絶縁シートを作製し、その絶縁シートにパンチングで直径０．１ｍｍのバイアホールを形成し、そのホール内に銀をメッキした銅粉末を含む銅ペーストを充填してバイアホール導体を形成し、さらに（２）（３）と同様にして絶縁シートの表面に配線回路層を形成した。

　（８）（７）により形成した４層の絶縁シートを上記プリプレグＡ、Ｂ，Ｃからなる積層体の上下面にそれぞれ２層づつ積層した後、５０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で圧着し、２００℃で１時間加熱して完全硬化させて多層配線基板を作製した。

　多層配線層の形成
　（９）上記のようにして作製した多層配線基板をコア基板として、その両面に対して、実施例１の（７）〜（９）に従ってビルドアップ法により、配線回路層６層の多層配線層を形成した。

　（１０）そして、多層配線層の表面に、コンデンサ素子およびＩＣ素子を半田実装して、本発明の多層配線基板を作製した。

　得られた多層配線基板に対して、多層配線コア基板における配線回路層やバイアホール導体の形成付近およびチップ抵抗素子と配線回路層との接続部分を観察した結果、抵抗素子と配線回路層、バイアホール導体と配線回路層とは良好な接続状態であり、各配線間の導通テストを行った結果、配線の断線も認められなかった。

　また、コア基板表面に形成した多層配線層とチップ抵抗素子との接続も良好であり、チップ抵抗素子の動作においても何ら問題はなかった。得られた多層配線基板を湿度８５％、温度８５℃の高温多湿雰囲気に１００時間放置したが、目視で判別できる程度の変化は生じていなかった。

本発明の多層配線基板を製造するための一方法を説明するための工程図である。本発明の多層配線基板を製造するための他の方法を説明するための工程図である。本発明の多層配線基板の他の構造を説明するための概略断面図である。本発明の多層配線基板のさらに他の構造を説明するための概略断面図である。本発明の多層配線基板の表面に多層配線層を形成するための方法を説明するための工程図である。

符号の説明

１　絶縁シート
２　バイアホール導体
３　空隙部
４　配線回路層
５　電気素子
６　転写フィルム
７、８　絶縁層

Claims

少なくとも熱硬化性樹脂を含む複数の絶縁層を積層してなる絶縁基板と、該絶縁基板の表面および内部に形成された複数の配線回路層と、前記配線回路層間を接続するためのバイアホール導体を具備するとともに、前記配線回路層が前記絶縁層に埋設されてなるとともに、前記絶縁基板内部に電気素子が内蔵されており、該電気素子が前記配線回路層に対して実装してなることを特徴とする多層配線基板。
前記電気素子は、絶縁基板内部に設けられた空隙部内に収納されていることを特徴とする請求項１記載の多層配線基板。
前記電気素子が金属箔からなる配線回路層に実装されてなることを特徴とする請求項１記載の多層配線基板。
前記バイアホール導体が、前記絶縁層に形成した貫通孔に金属粉末の充填によって形成してなることを特徴とする請求項１記載の多層配線基板。
前記配線回路層が前記絶縁層に埋め込まれていることを特徴とする請求項１記載の多層配線基板。
請求項１乃至請求項５のいずれか記載の多層配線基板をコア基板とし、その表面に、感光性樹脂を含有する絶縁層と、配線回路層とを順次積層してなる多層配線層を形成してなるとともに、前記電気素子と前記多層配線層の配線回路層とが、前記コア基板における配線回路層およびバイアホール導体を介して電気的に接続されていることを特徴とする多層配線基板。