JP2004031731A

JP2004031731A - 積層樹脂配線基板及びその製造方法

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Publication number: JP2004031731A
Application number: JP2002187256A
Authority: JP
Inventors: Shinji Yuri; 由利　伸治; Tomoe Suzuki; 鈴木　友恵; Kazuhisa Sato; 佐藤　和久; Kozo Yamazaki; 山崎　耕三
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-27
Also published as: JP4061137B2

Abstract

【課題】基板全体の熱膨張係数の低減を確実に達成することで寸法安定性や信頼性に優れた積層樹脂配線基板を提供すること。
【解決手段】本発明の積層樹脂配線基板１１は、金属板１２、配線層３１，３２、樹脂絶縁層２１，２２を備える。金属板１２は、銅よりも熱膨張係数の低い導電性金属材料からなる。配線層３１，３２は、金属板１２の第１主面１３及び第２主面１４のうちの少なくともいずれかの側に位置し、銅よりも熱膨張係数の低い導電性金属材料からなる。樹脂絶縁層２１，２２は、金属板１２と配線層３１，３２との間に介在する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は積層樹脂配線基板及びその製造方法に係り、特には金属板をコア材またはベース材として用いた積層樹脂配線基板及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気機器、電子機器等の小型化に伴い、これらの機器に搭載される配線基板等にも小型化や高密度化が要求されている。かかる市場の要求に応えるべく、配線基板の多層化技術が検討されている。多層化の方法としては、コア材に対して絶縁層と配線層とを交互に積層一体化する、いわゆるビルドアップ法が一般的に採用されている。また、従来この種の配線基板におけるコア材としては、放熱性の向上や基板全体の熱膨張係数の低減のため、銅合金やＦｅ−Ｎｉ系合金などからなる金属板を用いることが多い（特開２０００−１３３９１３号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の積層樹脂配線基板の場合、コア材については熱膨張係数が比較的低い金属を材料として用いている反面、配線層については現状のところ熱膨張係数が比較的高い銅を材料として用いている。このため、基板全体の熱膨張係数の低減という効果を得る目的で上記コア材を使用しているにもかかわらず、銅の使用によってその効果が相殺されてしまうという問題があった。それゆえ、基板全体の熱膨張係数の低減を確実に達成することができず、寸法安定性や信頼性に優れた積層樹脂配線基板を得ることが従来では難しかった。
【０００４】
なお、今後現状よりもさらにビルドアップ層の多層化・高密度化が進み、基板内の配線層の存在比率（即ち銅の使用比率）がいっそう高くなるとすれば、この問題が顕著になることも十分に予想される。
【０００５】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板全体の熱膨張係数の低減を確実に達成することで寸法安定性や信頼性に優れた積層樹脂配線基板及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、作用及び効果】
上記の課題を解決するための解決手段は、第１主面及び第２主面を有し、銅よりも熱膨張係数の低い導電性金属材料からなる金属板と、前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくともいずれかの側に位置し、銅よりも熱膨張係数の低い導電性金属材料からなる配線層と、前記金属板と前記配線層との間に介在する樹脂絶縁層とを備えることを特徴とする積層樹脂配線基板をその要旨とする。
【０００７】
また、他の解決手段は、第１主面及び第２主面を有し、銅よりも熱膨張係数の低い導電性金属材料からなる金属板と、前記金属板の第１主面側及び第２主面側に位置し、銅よりも熱膨張係数の低い導電性金属材料からなる複数の配線層と、前記金属板と前記配線層との間、または前記金属板と前記配線層との間及び前記配線層間に介在する複数の樹脂絶縁層とを備えることを特徴とする積層樹脂配線基板をその要旨とする。
【０００８】
そして、上記発明によると、金属板の形成材料のみならず配線層の形成材料についても、銅よりも熱膨張係数の低い導電性金属材料が使用されている。このため、従来の積層樹脂配線基板に比べて金属板と配線層との熱膨張係数差が小さくなり、配線層があったとしても、基板全体の熱膨張係数の低減という効果が相殺されにくくなる。よって、基板全体の熱膨張係数の低減が確実に達成され、寸法安定性や信頼性に優れた積層樹脂配線基板を得ることができる。
【０００９】
上記発明では、金属板の形成材料及び配線層の形成材料として、銅よりも熱膨張係数の低い導電性金属材料を使用する必要がある。銅の熱膨張係数（３０℃−３００℃）は１７ｐｐｍ／℃程度であるため、金属板の形成材料及び配線層の形成材料としては、１７ｐｐｍ／℃未満の金属または合金が使用される必要がある。この場合、１４ｐｐｍ／℃未満の金属または合金が使用されること（言い換えると銅の熱膨張係数よりも３ｐｐｍ／℃以上熱膨張係数が低い金属または合金が使用されること）が望ましい。さらには１１ｐｐｍ／℃未満の金属または合金が使用されること（言い換えると銅の熱膨張係数よりも６ｐｐｍ／℃以上熱膨張係数が低い金属または合金が使用されること）が望ましい。特には６ｐｐｍ／℃未満の金属または合金が使用されること（言い換えると銅の熱膨張係数よりも１１ｐｐｍ／℃以上熱膨張係数が低い金属または合金が使用されること）が望ましい。その理由は、金属板及び配線層の熱膨張係数の絶対値が小さくなればなるほど寸法安定性が高くなるからである。また、金属板及び配線層の熱膨張係数が、ＩＣチップの形成材料として通常よく用いられるシリコンの熱膨張係数（約２．８ｐｐｍ／℃，３０℃−３００℃）に近づくほど、チップとの接続信頼性が向上するからである。なお、銅よりも熱膨張係数の低い金属材料は、導電性を有している必要がある。その理由は、配線層は電気を効率よく流すことを主目的として形成される層だからである。
【００１０】
金属板を構成する導電性金属材料としては、銅よりも熱膨張係数が低いという条件を満たしていれば、銅合金、銅以外の金属単体及びその合金の中から適宜選択することができる。配線層を構成する導電性金属材料についても基本的には同じである。銅以外の金属の合金の好適例としては、Ｆｅ−Ｎｉ系合金を挙げることができる。
【００１１】
配線層を構成する導電性金属材料と、金属板を構成する導電性金属材料との差は、６ｐｐｍ／℃以下であることが望ましく、さらには２ｐｐｍ／℃以下であることが望ましく、特には１ｐｐｍ／℃以下であることが望ましい。その理由は、両者の熱膨張係数差が小さければ基板内部に熱応力が発生しにくくなるため、基板全体の熱膨張係数の低減という効果が相殺されず、寸法安定性及び信頼性が確実に向上するからである。
【００１２】
ここで前記配線層及び前記金属板はともに同種の金属からなることが望ましく、特にはともにＦｅ−Ｎｉ系合金からなることが望ましい。
【００１３】
同種の金属であれば熱膨張係数差がゼロもしくはあったとしても極僅かであるため、寸法安定性及び信頼性の向上を達成するうえで非常に好都合だからである。また、Ｆｅ−Ｎｉ系合金の多くのものは、銅よりも熱膨張係数が低いという性質を有しているため、それを金属板及び配線層として用いることにより基板全体の熱膨張係数の低減をより確実に達成できるからである。また、Ｆｅ−Ｎｉ系合金は銅には劣るものの好適な導電性を有しているため、配線層として好適であり、しかも配線層と接続導通することでグランド層や電源層として機能させることができるからである。さらに、Ｆｅ−Ｎｉ系合金は銅には劣るものの好適な熱伝導性を有しているため、それを金属板等として用いることにより高放熱化を図ることができるからである。
【００１４】
前記Ｆｅ−Ｎｉ系合金の具体例としては、４２アロイ（Ｆｅ−４２％Ｎｉ）、５０アロイ（Ｆｅ−５０％Ｎｉ）、アンバー（Ｆｅ−３６％Ｎｉ）、スーパーアンバー（Ｆｅ−３１％Ｎｉ−５％Ｃｏ）、コバール（Ｆｅ−２９％Ｎｉ−１７％Ｃｏ）などがある。もっとも、銅よりも熱膨張係数が小さいという条件を満たすものであれば、上記組成以外のＦｅ−Ｎｉ系合金であっても構わない。例えば、ニッケルを４０％、４５％、５５％または６０％含むものを選択してもよい。
【００１５】
なお、ここでいうＦｅ−Ｎｉ系合金とは、合金組成中に鉄及びニッケル（または鉄、ニッケル及びコバルト）を主成分として含むものを指す。それら以外の元素（例えば炭素、けい素、マンガンなど）を少量含むものも、ここでいうＦｅ−Ｎｉ系合金の範疇に入るものとする。
【００１６】
前記金属板の厚さは特に限定されないが、強いて言えば１５０μｍ以上であることがよく、さらには１５０μｍ〜５００μｍ、特には１５０μｍ〜３００μｍであることがよい。金属板の厚さが１５０μｍ未満であると、金属板自体の剛性が低くなる結果、製造工程中において皺や折キズが生じやすくなって取扱性が低下し、さらには歩留まりの低下につながるからである。逆に、厚さが５００μｍであると、剛性に関して何ら問題は生じない反面、積層樹脂配線基板が厚肉化するばかりでなく、孔加工が困難になるからである。なお、厚さ１５０μｍ以上の金属板である場合には、圧延金属板を用いることがよい。
【００１７】
前記配線層は、金属板における第１主面及び第２主面の両側に位置していてもよく、第１主面側のみまたは第２主面側のみに位置していてもよい。かかる配線層の形成手法は、導電性や樹脂絶縁層との密着性などを考慮して適宜選択されることができる。即ち、サブトラクティブ法、セミアディティブ法、フルアディティブ法などといった公知の手法によって形成されることができる。具体的にいうと、例えば、金属層のエッチング、無電解めっきあるいは電解めっきなどの手法を用いることができる。なお、スパッタやＣＶＤ等の手法により金属層を形成した後にエッチングを行うことで配線層を形成したり、導電性ペースト等の印刷により配線層を形成したりすることも可能である。
【００１８】
金属板と配線層との間に介在する樹脂絶縁層は、絶縁性、耐熱性、耐湿性等を考慮して適宜選択することができる。樹脂絶縁層形成用材料の好適例としては、ＥＰ樹脂（エポキシ樹脂）、ＰＩ樹脂（ポリイミド樹脂）、ＢＴ樹脂（ビスマレイミド−トリアジン樹脂）、ＰＰＥ樹脂（ポリフェニレンエーテル樹脂）等が挙げられる。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維（ガラス織布やガラス不織布）やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料、あるいは、連続多孔質ＰＴＦＥ等の三次元網目状フッ素系樹脂基材にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂−樹脂複合材料等を使用してもよい。
【００１９】
また、金属板における主面上に形成された樹脂絶縁層の表面にはさらに樹脂絶縁層が１層または２層以上形成されていてもよく、各層の樹脂絶縁層上には配線層が形成されていてもよい。別の言い方をすると、上記の積層樹脂配線基板は、金属板と配線層との間に介在する樹脂絶縁層のみを備えるものでもよいほか、金属板と配線層との間及び異層の配線層間に介在する複数の樹脂絶縁層を備えるものでもよい。
【００２０】
前記樹脂絶縁層には、配線層と金属板との間を接続導通するビアホール導体（第１のビアホール導体）が形成されていてもよい。かかるビアホール導体があると、導電性を有する前記金属板をグランド層や電源層として機能させることが可能となる。また、最も内層に位置する配線層と金属板との間を接続導通するビアホール導体のみならず、それよりも外層側に位置する配線層と金属板との間を接続導通するビアホール導体が形成されていてもよい。また、異なる層の配線層同士を接続導通するビアホール導体が形成されていてもよい。
【００２１】
なお、ビアホール導体を構成するビア導体は、例えば無電解銅めっき、無電解ニッケルめっき、無電解Ｆｅ−Ｎｉ合金めっき等によって形成される。それらの中でも、配線層及び金属板との熱膨張係数の整合という観点からすれば、配線層及び金属板と同様に銅よりも熱膨張係数の低い金属の無電解めっきを用いることがよく、特には無電解Ｆｅ−Ｎｉ合金めっきを用いることが好ましい。
【００２２】
前記金属板における第１主面及び第２主面の両側に配線層及び樹脂絶縁層が存在する場合、金属板には第１主面及び第２主面を連通させる金属板貫通孔が形成されるとともに、その内部には樹脂充填体が充填されることがよい。
【００２３】
ここで樹脂充填体としては、絶縁性、耐熱性、耐湿性等を考慮して適宜選択することができる。樹脂充填体を形成する樹脂材料の好適例としては、ＥＰ樹脂、ＰＩ樹脂、ＢＴ樹脂、ＰＰＥ樹脂等が挙げられる。つまり、上述した樹脂絶縁層形成用の樹脂材料として使用可能なものであれば、樹脂充填体形成用の樹脂材料として問題なく使用することができる。なお、樹脂絶縁層形成用の樹脂材料として使用したものを、そのまま樹脂充填体形成用の樹脂材料として流用することが、コスト性や生産性の観点からみて好ましい。
【００２４】
前記樹脂絶縁層及び前記樹脂充填体には、金属板との間で絶縁を保ちつつ第１主面側の配線層と第２主面側の配線層との間を接続導通するビアホール導体（即ち第２のビアホール導体である金属板絶縁ビアホール導体）が形成されていてもよい。また、金属板との間で接続導通状態を保ちつつ両主面側の配線層同士を接続導通するビアホール導体（即ち金属板導通ビアホール導体）が形成されていてもよい。
【００２５】
前記金属板貫通孔を形成する手法としては、特に限定されることはなく、従来公知の各種の孔あけ法を採用することができる。かかる手法の例としては、エッチング、レーザ加工、パンチ加工などが挙げられるが、板厚が厚い金属板については、エッチング（とりわけ両面同時エッチング）を採用することが望ましい。さらにはフォトエッチングを採用することが望ましく、この場合には形成される貫通孔の位置精度を高くすることができ、歩留まりの向上を図ることが可能となる。
【００２６】
次に、他の解決手段は、第１主面及び第２主面を有し、銅よりも熱膨張係数の低い導電性金属材料からなる金属板と、前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくともいずれかの側に位置し、銅よりも熱膨張係数の低い導電性金属材料からなる配線層と、前記金属板と前記配線層との間に介在する樹脂絶縁層とを備える積層樹脂配線基板の製造方法であって、前記金属板における前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくともいずれかの側に、樹脂絶縁層形成用材料を介して、銅よりも熱膨張係数の低い導電性金属材料からなる金属箔を積層する工程と、積層された前記金属箔をエッチングして前記配線層を形成する工程とを含むことを特徴とする積層樹脂配線基板の製造方法をその要旨とする。
【００２７】
従って、上記の製造方法によると、積層された上記金属箔のエッチングにより、即ちサブトラクティブ法により、配線層のパターン形成が行われることになる。よって、アディティブ法によりパターン形成を行う場合に比べて、短時間かつ低コストで上記構成の積層樹脂配線基板を製造することができる。
【００２８】
前記金属箔としては、電解法により形成された箔（電解金属箔）及び圧延法により形成された箔（圧延金属箔）のいずれを使用してもよいが、強いて言えば圧延金属箔を使用することが好ましい。その理由は、圧延金属箔は電解金属箔に比べて緻密な結晶組織を有しているため、剛性や導電性等の観点からして電解金属箔よりも有利であると考えられるからである。
【００２９】
特に、金属板が圧延金属板である場合において同種の金属からなる金属箔を選択すること（例えば、金属板として圧延Ｆｅ−Ｎｉ合金板を選択し、金属箔として圧延Ｆｅ−Ｎｉ系合金箔を選択すること等）が望ましい。その理由は、ともに圧延法により形成された金属同士であれば、基本的に性状が等しいため、熱膨張係数差を殆どゼロにすることが可能だからである。
【００３０】
使用される金属箔の厚さは５μｍ〜７０μｍであることがよく、さらには５μｍ〜３５μｍであることがよく、特には１０μｍ〜１８μｍであることがよい。金属箔の厚さが５μｍ未満であると、取扱性の大幅な低下は言うまでもなく、箔の製造自体も困難になるおそれがあるからである。逆に、金属板の厚さが７０μｍを超えると、もはや箔とは言い難くなり、板に近い性状になってしまうからである。
【００３１】
積層された金属箔をエッチングして配線層を形成する工程では、例えば金属箔を溶解除去しうるエッチャントを用いて金属箔を化学的にエッチングすることが行われる。この場合のエッチャントとしては特に限定されることはなく、従来公知のものを使用することができるが、その一例を挙げるとすると塩化第二鉄などがある。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態の積層樹脂配線基板（いわゆるメタルコア基板）を図１〜図１３に基づき詳細に説明する。
【００３３】
図１には、本実施形態の積層樹脂配線基板１１が概略的に示されている。この積層樹脂配線基板１１は、Ｆｅ−Ｎｉ系圧延合金からなる金属板１２をコア材として備えている。図１において金属板１２の上面（即ち第１主面）１３及び下面（即ち第２主面）１４には、それぞれビルドアップ層が形成されている。
【００３４】
金属板１２の厚さは０．２５ｍｍに設定されていて、その所定箇所には上面１３及び下面１４を連通させる０．３０ｍｍφの金属板貫通孔１５が多数透設されている。
【００３５】
上面１３の側のビルドアップ層は、樹脂絶縁層２１，４１，６１と配線層３１，５１とを交互に積層した構造を有している。下面１４の側のビルドアップ層は、樹脂絶縁層２２，４２，６２と配線層３２，５２とを交互に積層した構造を有している。即ち、本実施形態では積層樹脂配線基板１１の両側において配線層３１，３２，５１，５２の層数が等しくなっている。
【００３６】
第１層めの樹脂絶縁層２１，２２及び第２層めの樹脂絶縁層４１，４２は、その厚さが３０μｍであって、連続多孔質ＰＴＦＥにエポキシ樹脂を含浸させた樹脂−樹脂複合材料からなる。第１層めの樹脂絶縁層２１，２２は、金属板１２の上面１３及び下面１４の上に形成されている。第２層めの樹脂絶縁層４１，４２は、第１層めの樹脂絶縁層２１，２２上にそれぞれ形成されている。なお、金属板貫通孔１５内には、前記樹脂−樹脂複合材料に由来するエポキシ樹脂が充填されることにより、樹脂充填体２３が形成されている。
【００３７】
第１層めの配線層３１，３２はいずれも厚さ約１５μｍのＦｅ−Ｎｉ系合金からなり、第１層めの樹脂絶縁層２１，２２上にそれぞれ形成されている。第１層めの樹脂絶縁層２１，２２には直径７０μｍのビアホール形成用孔３３が形成されている。ビアホール形成用孔３３の内部には無電解Ｆｅ−Ｎｉ合金めっきによりビア導体３５が形成され、これによりブラインドビアホール導体３４が構成されている。そして、このブラインドビアホール導体３４を介して、金属板１２−配線層３１間、金属板１２−配線層３２間がそれぞれ接続導通されている。
【００３８】
第２層めの配線層５１，５２はいずれも厚さ約１５μｍのＦｅ−Ｎｉ系合金からなり、第２層めの樹脂絶縁層４１，４２上にそれぞれ形成されている。第２層めの樹脂絶縁層４１，４２には直径７０μｍのビアホール形成用孔５３が形成されている。ビアホール形成用孔５３の内部には無電解Ｆｅ−Ｎｉ合金めっきによりビア導体５５が形成され、これによりブラインドビアホール導体５４が構成されている。そして、このブラインドビアホール導体５４を介して、配線層３１−配線層５１間、配線層３２−配線層５２間がそれぞれ接続導通されている。
【００３９】
最外層に位置する第３層めの樹脂絶縁層６１，６２は、その厚さが２０μｍであって、感光性エポキシ樹脂を用いて第２層めの樹脂絶縁層４１，４２上に形成されている。第３層めの樹脂絶縁層６１，６２にはビアホール形成用孔６３，６４が透設されている。ビアホール形成用孔６３，６４内には、Ｆｅ−Ｎｉ合金めっき層、ニッケルめっき層及び金フラッシュめっき層（いずれも図示しない）という３層の導体からなるすり鉢状のパッド７１，７２が形成されている。パッド７１の底部は第２層めの配線層５１に対して接続導通されていて、パッド７２の底部は第２層めの配線層５２に対して接続導通されている。なお、これらのパッド７１，７２は、図示しないＩＣチップやマザーボード等の接続端子に対し、はんだ付け等により接続されるようになっている。第３層めの樹脂絶縁層６１，６２は、ソルダレジスト層としての役割も有している。
【００４０】
第１層めの樹脂絶縁層２１，２２及び樹脂充填体２３には、それらを貫通する直径０．１５ｍｍのビアホール形成用孔２５が形成されている。ビアホール形成用孔２５の内部には無電解Ｆｅ−Ｎｉ合金めっきによりビア導体２７が形成され、その結果として金属板絶縁ビアホール導体２６が構成されている。金属板絶縁ビアホール導体２６は、金属板１２の金属板貫通孔１５の内壁面との間で絶縁を保ちつつ、上面側の配線層３１，５１と下面側の配線層３２，５２との間を接続導通している。なお、金属板絶縁ビアホール導体２６は、第１層めの樹脂絶縁層２１，２２及び樹脂充填体２３のみならず、第２層めの樹脂絶縁層４１，４２をも貫通するようなものであってもよい。
【００４１】
そして、このような積層樹脂配線基板１１に図示しないＩＣチップ等を搭載すれば、いわゆるメタルコアパッケージを得ることができる。かかるパッケージに対して通電を行った場合、金属板１２は、ブラインドビアホール導体３４を通じて所定の電位（接地電位または電源電位など）となり、グランド層または電源層として機能するようになっている。
【００４２】
次に、上記構成の積層樹脂配線基板１１を製造する手順について説明する。
【００４３】
まず、厚さ０．２５ｍｍの金属板１２を用意する（図２参照）。本実施形態では、具体的には実施例として、図１３の表に示すように、５種類の金属板１２（即ち圧延４２アロイ板、圧延５０アロイ板、圧延アンバー板、圧延スーパーアンバー板、圧延コバール板）を用いた。そして、この金属板１２の上面１３及び下面１４の上に、感光性レジストを形成し、露光・現像を行うことにより、所定パターンのマスク８１を形成する。マスク８１において金属板貫通孔１５が形成されるべき箇所には、開口部８２が設けられる（図３参照）。
【００４４】
この状態で、Ｆｅ−Ｎｉ系合金を溶解しうるエッチャント（具体的には塩化第二鉄）により金属板１２をエッチングすると、上面１３及び下面１４の両方から金属板１２が侵蝕され、結果として開口部８２のある位置に金属板貫通孔１５が形成される（図４参照）。その後、不要となったマスク８１を専用の剥離液で溶解除去する（図５参照）。
【００４５】
続いて、前記金属板１２に対し、第１層めの樹脂絶縁層２１，２２及び樹脂充填体２３を形成する。ここでは、まず、前記金属板１２の上面１３及び下面１４に、それぞれ連続多孔質ＰＴＦＥに半硬化のエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグ（図示略）を介して、Ｆｅ−Ｎｉ系圧延合金からなる厚さ１２μｍの金属箔８３，８４を重ね合わせる。そして、このような積層物を真空熱プレス機（図示しない）によって真空熱圧着することにより、半硬化状態であったプリプレグを本硬化させ、これにより厚さ３０μｍの樹脂絶縁層２１，２２を各々形成する。図６において破線で示す金属板貫通孔１５内には、プリプレグから滲出したエポキシ樹脂が充填される結果、樹脂充填体２３が形成される。
【００４６】
なお、具体的には図１３の表に示すように、実施例については、５種類のＦｅ−Ｎｉ系圧延合金からなる金属箔８３，８４（即ち圧延４２アロイ箔、圧延５０アロイ箔、圧延アンバー箔、圧延スーパーアンバー箔、圧延コバール箔）を用いた。一方、比較例（即ち従来例）については銅箔を用いた。
【００４７】
次に、ＹＡＧレーザまたは炭酸ガスレーザを用いたレーザ孔あけ加工を実施することにより、第１層めの樹脂絶縁層２１，２２、樹脂充填体２３、金属箔８３，８４を穿孔し、直径７０μｍのビアホール形成用孔２５，３３を形成する（図７参照）。なお、本実施形態では、金属板１２を穿孔しないような条件にレーザ出力等を設定する必要がある。
【００４８】
次に、従来公知の手法によって、ビアホール形成用孔３３内にビア導体３５を形成し、かつビアホール形成用孔２５内にビア導体２７を形成する。その結果、ブラインドビアホール導体３４及び金属板絶縁ビアホール導体２６が形成される（図８参照）。また、従来公知の手法に従って、第１層めの樹脂絶縁層２１の上、及び樹脂絶縁層２２の下面の上に、それぞれ第１層めの配線層３１，３２をパターン形成する。具体的には、無電解Ｆｅ−Ｎｉ合金めっきの後、露光・現像を行って所定パターンのめっきレジストを形成する。この状態で無電解Ｆｅ−Ｎｉ合金めっき層を共通電極として電解Ｆｅ−Ｎｉ合金めっきを施した後、まずレジストを溶解除去して、さらに不要な無電解Ｆｅ−Ｎｉ合金めっき層を例えば塩化第二鉄などを用いたエッチングにて除去する。
【００４９】
次に、ブラインドビアホール導体３４及び金属板絶縁ビアホール導体２６の内部にエポキシ樹脂を充填し、これを硬化させることにより、プラグ体２８を形成する。さらに、第１層めの樹脂絶縁層２１，２２の上にプリプレグを介して金属箔８３，８４を重ね合わせ、真空熱プレスにより圧着硬化させる。その結果、第２層めの樹脂絶縁層４１，４２及び金属箔８３，８４を積層形成する（図９参照）。
【００５０】
次に、ＹＡＧレーザまたは炭酸ガスレーザを用いたレーザ孔あけ加工を実施することにより、第１層めの樹脂絶縁層２１，２２、第２層めの樹脂絶縁層４１，４２、樹脂充填体２３、金属箔８３，８４を穿孔し、直径７０μｍのビアホール形成用孔２５，５３を形成する（図１０参照）。
【００５１】
次に、従来公知の手法によって、ビアホール形成用孔５３内にビア導体５５を形成し、かつビアホール形成用孔２５内にビア導体２７を形成する。その結果、ブラインドビアホール導体５４及び金属板絶縁ビアホール導体２６が形成される（図１１参照）。また、従来公知の手法によって、第２層めの樹脂絶縁層４１の上、及び樹脂絶縁層４２の下面の上に、それぞれ第２層めの配線層５１，５２をパターン形成する。具体的な形成方法としては、ブラインドビアホール導体３４、金属板絶縁ビアホール導体２６、第１層めの配線層３１，３２の形成方法と同様である。
【００５２】
次に、ブラインドビアホール導体５４及び金属板絶縁ビアホール導体２６内にエポキシ樹脂を充填し、それを硬化させることにより、プラグ体２８を形成する。その後、第２層めの樹脂絶縁層４１，４２の上に感光性エポキシ樹脂を被着し、露光・現像を行うことにより、ビアホール形成用孔６３，６４を有する第３層めの樹脂絶縁層６１，６２を形成する。このとき、ビアホール形成用孔６３，６４の底部に、それぞれ第２層めの配線層５１，５２を露出させる（図１２参照）。
【００５３】
次に、第３層めの樹脂絶縁層６１，６２の上に、従来公知の手法を用いて、無電解Ｆｅ−Ｎｉ合金めっきの後、エッチング処理、無電解ニッケルめっき、無電解金めっきを順次施すことにより、パッド７１，７２を形成する。以上の結果、図１に示す積層樹脂配線基板１１が完成する。
【００５４】
従って、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
【００５５】
（１）この積層樹脂配線基板１１では、金属板１２の形成材料のみならず全ての配線層３１，３２，５１，５２の形成材料についても、銅よりも熱膨張係数の低いＦｅ−Ｎｉ系合金が使用されている。このため、従来の積層樹脂配線基板に比べて、金属板１２と配線層３１，３２，５１，５２との熱膨張係数差が極めて小さくなっている（図１３の表１参照）。具体的にいうと、比較例では熱膨張係数差が１２．９ｐｐｍ／℃（３０℃−３００℃）であるのに対し、実施例１〜１４では熱膨張係数差が０〜５．８ｐｐｍ／℃（３０℃−３００℃）になっている。従って、たとえ複数の配線層３１，３２，５１，５２があったとしても、基板全体の熱膨張係数の低減という効果が相殺されにくくなる。よって、基板全体の熱膨張係数の低減が確実に達成され、寸法安定性や信頼性に優れた積層樹脂配線基板１１を比較的容易にかつ確実に得ることができる。
【００５６】
また、この積層樹脂配線基板１１であれば、今後さらにビルドアップ層の多層化・高密度化が進み、基板内の配線層３１，３２，５１，５２の存在比率（即ち銅の使用比率）がいっそう高くなったとしても、基板全体の熱膨張係数の低減を確実に達成することが可能である。つまり、本実施形態の積層樹脂配線基板１１の構造は多層化・高密度化に適したものであるということができる。
【００５７】
（２）また、本実施形態の製造方法では、積層された金属箔１２のエッチング（即ちサブトラクティブ法）により、配線層３１，３２，５１，５２のパターン形成を行うようにしている。よって、アディティブ法によりパターン形成を行う場合に比べて、短時間かつ低コストで上記構成の積層樹脂配線基板１１を製造することができる。
【００５８】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
【００５９】
・前記実施形態では複数ある配線層３１，３２，５１，５２の全てを同じ金属材料（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）を用いて形成していたが、これに限定されなくてもよい。例えば、配線層３１，３２のみについてＦｅ−Ｎｉ系合金を用い、配線層５１，５２については銅よりも熱膨張係数の低いＦｅ−Ｎｉ系合金以外の金属材料を用いてもよい。
【００６０】
・ビアホール導体２６，３４，５３は、前記実施形態のように無電解Ｆｅ−Ｎｉ合金めっきにより形成してもよいほか、例えば無電解銅めっきにより形成することも可能である。また、無電解めっき以外の手法（例えば導電性ペーストの充填など）により、かかるビアホール導体２６，３４，５３を形成してもよい。
【００６１】
・本発明は、金属板１２−配線層３１間あるいは金属板１２−配線層３２間を接続導通するビアホール導体３４（第１のビアホール導体）を省略した態様にて具体化されてもよい。また本発明は、金属板１２との間で絶縁を保ちつつ金属板１２の上下の配線層３１，３２，５１，５２間を接続導通するビアホール導体２６（第２のビアホール導体）を省略した態様にて具体化されてもよい。
【００６２】
・上記実施形態では、金属板１２をコア材として１枚のみ使用した積層樹脂配線基板１１の具体例を示した。本発明は勿論このような態様のみに限定されることはない。例えば、金属板１２を２枚またはそれ以上の枚数使用した積層樹脂配線基板として具体化することも可能である。
【００６３】
・上記実施形態では、コア材である金属板１２の上下にそれぞれ同数の樹脂絶縁層２１，２２，４１，４２，６１，６２及び配線層３１，３２，５１，５２を形成したが、これに限定されることはなく、上下にて異なる数にしても勿論よい。
【００６４】
・上記実施形態では、金属板１２をコア材として用い、その上下にビルドアップ層を有する積層樹脂配線基板１１の具体例を示した。本発明は勿論このような態様のみに限定されることはない。例えば、前記金属板１２をベース材として用い、その上下いずれか片面のみにビルドアップ層を有する積層樹脂配線基板（いわゆるメタルベース基板）として具体化することも可能である。
【００６５】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００６６】
（１）前記配線層を構成する導電性金属材料の熱膨張係数と、前記金属板を構成する導電性金属材料の熱膨張係数との差は６ｐｐｍ／℃以下（好ましくは２ｐｐｍ／℃以下、特に好ましくは１ｐｐｍ／℃以下）であることを特徴とする請求項１または２に記載の積層樹脂配線基板。
【００６７】
（２）前記配線層を構成する導電性金属材料の熱膨張係数、及び、前記金属板を構成する導電性金属材料の熱膨張係数は、ともに１４ｐｐｍ／℃未満（好ましくは１１ｐｐｍ／℃未満、特に好ましくは６ｐｐｍ／℃未満）であることを特徴とする請求項１または２に記載の積層樹脂配線基板。
【００６８】
（３）前記配線層及び前記金属板は、同種の金属からなることを特徴とする請求項１または２に記載の積層樹脂配線基板。
【００６９】
（４）前記配線層は金属箔をエッチングして形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の積層樹脂配線基板。
【００７０】
（５）前記金属板は圧延金属板であり、前記配線層は圧延金属箔をエッチングして形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の積層樹脂配線基板。
【００７１】
（６）複数ある前記配線層の全てがＦｅ−Ｎｉ系合金からなることを特徴とする請求項２または３に記載の積層樹脂配線基板。
【００７２】
（７）前記配線層と前記金属板との間または前記配線層同士を接続導通するビアホール導体を備えるとともに、そのビアホール導体は、銅よりも熱膨張係数の低い導電性金属の無電解めっきにより形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の積層樹脂配線基板。
【００７３】
（８）前記配線層と前記金属板との間または前記配線層同士を接続導通するビアホール導体を備えるとともに、そのビアホール導体は無電解Ｆｅ−Ｎｉ合金めっきにより形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の積層樹脂配線基板。
【００７４】
（９）第１主面及び第２主面を有する厚さ１５０μｍ以上の圧延Ｆｅ−Ｎｉ系合金材からなる金属板と、前記金属板の第１主面側及び第２主面側に位置し、圧延Ｆｅ−Ｎｉ系合金箔のエッチングによって形成された複数の配線層と、前記金属板と前記配線層との間、または前記金属板と前記配線層との間及び前記配線層間に介在する複数の樹脂絶縁層と、前記樹脂絶縁層に形成され、前記配線層と前記金属板との間を接続導通する第１のビアホール導体と、前記金属板の前記第１主面及び前記第２主面を連通させる金属板貫通孔内に充填された樹脂充填体と、前記樹脂充填体を貫通するビアホール形成用孔内に形成され、前記金属板との間で絶縁を保ちつつ前記第１主面側の配線層と前記第２主面側の配線層との間を接続導通する第２のビアホール導体とを備えたことを特徴とする積層樹脂配線基板。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した実施形態の積層樹脂配線基板を示す部分断面概略図。
【図２】同配線基板の構成部材である金属板を示す部分断面概略図。
【図３】金属板にフォトエッチング用マスクを形成した状態を示す部分断面概略図。
【図４】フォトエッチングにより金属板貫通孔を形成した状態を示す部分断面概略図。
【図５】フォトエッチング用マスクを除去した状態を示す部分断面概略図。
【図６】第１層めの樹脂絶縁層及び金属箔を積層した状態を示す部分断面概略図。
【図７】第１層めの樹脂絶縁層にビアホール形成用孔を形成した状態を示す部分断面概略図。
【図８】ブラインドビアホール導体を形成した状態を示す部分断面概略図。
【図９】第２層めの樹脂絶縁層及び金属箔を積層した状態を示す部分断面概略図。
【図１０】第２層めの樹脂絶縁層等にビアホール形成用孔を形成した状態を示す部分断面概略図。
【図１１】ブラインドビアホール導体及び金属板絶縁ビアホール導体を形成した状態を示す部分断面概略図。
【図１２】第３層めの樹脂絶縁層を形成した状態を示す部分断面概略図。
【図１３】各実施例及び比較例について、金属板及び配線層を構成する金属箔に用いられる金属材料の組合せを示した表。
【符号の説明】
１１…積層樹脂配線基板
１２…金属板
１３…第１主面である上面
１４…第２主面である下面
２１，２２，４１，４２，６１，６２…樹脂絶縁層
３１，３２，５１，５２…配線層
８３，８４…金属箔

Claims

第１主面及び第２主面を有し、銅よりも熱膨張係数の低い導電性金属材料からなる金属板と、前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくともいずれかの側に位置し、銅よりも熱膨張係数の低い導電性金属材料からなる配線層と、前記金属板と前記配線層との間に介在する樹脂絶縁層とを備えることを特徴とする積層樹脂配線基板。
第１主面及び第２主面を有し、銅よりも熱膨張係数の低い導電性金属材料からなる金属板と、前記金属板の第１主面側及び第２主面側に位置し、銅よりも熱膨張係数の低い導電性金属材料からなる複数の配線層と、前記金属板と前記配線層との間、または前記金属板と前記配線層との間及び前記配線層間に介在する複数の樹脂絶縁層とを備えることを特徴とする積層樹脂配線基板。
前記配線層及び前記金属板は、ともにＦｅ−Ｎｉ系合金からなることを特徴とする請求項１または２に記載の積層樹脂配線基板。
第１主面及び第２主面を有し、銅よりも熱膨張係数の低い導電性金属材料からなる金属板と、前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくともいずれかの側に位置し、銅よりも熱膨張係数の低い導電性金属材料からなる配線層と、前記金属板と前記配線層との間に介在する樹脂絶縁層とを備える積層樹脂配線基板の製造方法であって、
前記金属板における前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくともいずれかの側に、樹脂絶縁層形成用材料を介して、銅よりも熱膨張係数の低い導電性金属材料からなる金属箔を積層する工程と、
積層された前記金属箔をエッチングして前記配線層を形成する工程と
を含むことを特徴とする積層樹脂配線基板の製造方法。