JP2004095963A - 多層配線板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】銅張樹脂基材等に加熱貼り付けによる接着層を形成した場合でも、多層積層後の接着強度に影響を与えることがなく、充分な層間接着強度を安定して得ることができること。
【解決手段】熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート１３は、熱可塑性ポリイミドのガラス転移点Ｔｇが熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温のものを用い、熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート１３を銅張樹脂基材に貼り付ける工程は、熱可塑性ポリイミドのガラス転移点Ｔｓよりも高温で、かつ、熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温で行い、多層化工程では、熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート１３を熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓより高温で貼り合わせる。
【選択図】 図１
【解決手段】熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート１３は、熱可塑性ポリイミドのガラス転移点Ｔｇが熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温のものを用い、熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート１３を銅張樹脂基材に貼り付ける工程は、熱可塑性ポリイミドのガラス転移点Ｔｓよりも高温で、かつ、熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温で行い、多層化工程では、熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート１３を熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓより高温で貼り合わせる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多層配線板（多層プリント配線板）およびその製造方法に関し、特に、フリップチップ実装などの高密度実装が可能な多層のフレキシブルプリント配線板等の多層配線板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多層配線基板として、層間接続をスルーホールによらずにＩＶＨ（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）によって行い、ビア・オン・ビアが可能な多層配線板が数多く発表されている。スルーホールによる層間接続の場合には、導体層ランド部が厚さ方向同一直線上にある必要があるが、ＩＶＨによる層間接続では、その必要がなく、配線の自由度が高いという特徴を有しており、高密度実装を必要とする携帯電話等の小型電子機器に広く利用されている。
【０００３】
ＩＶＨによる多層プリント配線板としは、例えば、松下電器産業社のＡＬＩＶＨ（Ａｎｙ Ｌａｙｅｒ Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）基板や（例えば、非特許文献１参照）、ポリイミドによるフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）をビルドアップ方式で多層に積層するソニーケミカル社のポリイミド複合多層ビルドアップ集積回路基板（ＭＯＳＡＩＣ）が（例えば、非特許文献２参照）発表されている。
【０００４】
また、ポリイミドフイルムを絶縁層としてそれの片面に銅箔による導電層を貼り付けられている汎用の銅張樹脂基材を出発材料として、簡便な工程によりＩＶＨ構造の多層ＦＰＣを得る構造と製法が本願出願人と同一の出願人による特願２００１−８５２２４号で提案されている。この多層ＦＰＣでは、多層化を行う層間接着を、銅張樹脂基材（導電層付き樹脂基材）に形成された熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）による接着層（ポリイミド系接着層）により行う。
【０００５】
【非特許文献１】
高木 清著 「ビルドアップ多層プリント基板配線板技術」日刊工業新聞社出版、７７頁〜７９頁
【非特許文献２】
有光 著 「ポリイミド複合多層ビルドアップ集積回路基板（ＭＯＳＡＩＣ）の開発」、（ｏｎｌｉｎｅ）、平成１１年３月１日、プレスリリース、（平成１４年８月２日検索）、インターネット （ＵＲＬ ： ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｃｃｊ．ｃｏ．ｊｐ／ｈｔｍｌ／ｔｏｐｉｃ／９９０３０１＿ｒ．ｈｔｍｌ）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ポリイミド系接着層によって多層化のための層間接着を行う場合、ポリイミド系接着層を銅張樹脂基材等の基材に形成する工程と、その後にポリイミド系接着層によって多層貼り合わせを行う工程とを含む。即ち、ポリイミド系接着層の２度目の加熱によって多層貼り合わせが実施される。
【０００７】
ポリイミド系接着層として代表的なものに熱可塑性ポリイミドがあり、熱可塑性ポリイミドは、ガラス転移温度Ｔｇ以上で可塑性を示し、その反応は熱的に可逆である。即ち、一旦加熱可塑化させ、その後、冷却して硬化させたものであっても、再度加熱することで、熱可塑性ポリイミドは再び可塑性を示す。従って、熱可塑性ポリイミドを接着層として使用することで、２度目の加熱でも十分な接着強度が確保される。
【０００８】
しかし、熱可塑性ポリイミドの接着層では、基板として完成した後に、リフロー等の加熱が行われた時も、熱可塑性ポリイミドが熱的可逆性を示し、剥がれが生じる虞れがある。この不具合を回避するためには、ガラス転移温度Ｔｇの高い熱可塑性ポリイミドを使用する必要がある。
【０００９】
しかしながら、ガラス転移温度Ｔｇの高い熱可塑性ポリイミドを使用すると、多層貼り合わせ時の高温加熱によって多層配線基板の層間導通用の導電性ペーストが劣化してしまうと云う二律相反の問題が生じる。
【００１０】
これに対し、多層配線基板の層間接着剤として、熱硬化樹脂系の接着剤を使用した場合には、１度目の加熱によって接着剤の硬化がある程度進んでしまうために、２度目の加熱後の接着強度が上がらず、充分な層間接着強度を得ることが難しい。
【００１１】
銅箔付きポリイミド基材に接着層を形成したものは、表裏非対称な構造となるために、接着剤の反応による寸法変化により生じる応力が片面のみに作用し、基材の反りを避けることが難しい。さらに、多層基板として完成後も、非対称性を残していることから、基板自体が反ってしまうという問題がある。この問題を回避するため、多層配線板の層構造は、コア基材に対して表裏同じ層数で構成するのが一般的であり、これにより配線の自由度が制限されている。
【００１２】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、多層化のための層間接着剤として、ガラス転移温度Ｔｇが高い熱可塑性ポリイミドを使用する必要がなく、銅張樹脂基材（導電層付き樹脂基材）等に加熱貼り付けによる接着層を形成した場合でも、多層積層後の接着強度に影響を与えることがなく、充分な層間接着強度を安定して得ることができ、更には、コア基材に対して表裏が非対称構造でも、反りの発生を回避することができ、配線の自由度が制限されることがなく、マザーボート等に貼り合わせることができる多層配線板およびその製造方法を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による多層配線板は、片面に配線パターンをなす導電層を設けられた絶縁性基材と、前記絶縁性基材に、当該熱可塑性ポリイミドシートのガラス転移温度Ｔｇよりも高温で、且つ熱熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温で貼り付けられた熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシートと、を具備し、前記熱可塑性ポリイミドのガラス転移温度Ｔｇが熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温であるところの多層配線基板用基材同士あるいは前記多層配線基板用基材と他の基板を重ね合わせ、前記熱可塑性ポリイミドシートを層間接着剤とし、これらを前記熱可塑性ポリイミドシートの熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも高温で貼り合わせて多層化したことを特徴とする。
【００１４】
この発明による多層配線板の製造方法は、片面に配線パターンをなす導電層を設けられた絶縁性基材に、熱可塑性ポリイミドのガラス転移温度Ｔｇが熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温である熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシートを、当該熱可塑性ポリイミドシートのガラス転移温度Ｔｇよりも高温で、且つ熱熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温で貼り付ける工程と、片面に配線パターンをなす導電層を設けられ、前記熱可塑性ポリイミドシートを貼り付けられた前記絶縁性基材による多層配線基板用基材同士あるいは前記多層配線基板用基材と他の基板を重ね合わせ、前記熱可塑性ポリイミドシートを層間接着剤とし、これらを前記熱可塑性ポリイミドシートの熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも高温で貼り合わせて多層化する工程とを含む。
【００１５】
この発明による多層配線基板およびその製造方法によれば、熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温であって熱可塑性ポリイミドシートのガラス転移温度Ｔｇよりも高温で、銅箔付きポリイミド基材に貼り合わせを行うことで、この貼り合わせは、熱可塑性ポリイミドの接着力によって行い、多層貼り合わせは、熱可塑性ポリイミドシートの熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも高温で行うことで、熱硬化成分の接着力も含めて接着するということが可能になる。
【００１６】
この発明による製造方法が適用される多層配線板の絶縁性基材としては、ポリイミドフィルム等の可撓性絶縁樹脂フィルムによる可撓性を有するＦＰＣ用の基材があり、多層フレキシブルプリント配線板を得ることができる。
【００１７】
なお、導電層付きポリイミド基材（絶縁性基材）への熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシートの貼り合わせは、回路形成済みの導電層付きポリイミド基材に対して実施してもよいし、回路形成前の導電層付きポリイミド基材に対して実施し、その後に回路形成を施しても構わない。
【００１８】
この多層配線板の製造方法は、配線パターンをなす導体箔（単体）に熱硬化機能を付与した層間接着用の熱可塑性ポリイミドシートを貼り付けられ、この層間接着用の熱可塑性ポリイミドシートが多層配線基板用基材の絶縁性基材を兼ねたものにも同様に適用できる。
【００１９】
この場合には、配線パターンをなす導体箔に、熱可塑性ポリイミドのガラス転移温度Ｔｇが熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温である熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシートを、当該熱可塑性ポリイミドシートのガラス転移温度Ｔｇよりも高温で、且つ熱熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温で貼り付ける工程と、前記熱可塑性ポリイミドシートを貼り付けられた導体箔による多層配線基板用基材同士あるいは前記多層配線基板用基材と他の基板を重ね合わせ、前記熱可塑性ポリイミドシートを層間接着剤とし、これらを前記熱可塑性ポリイミドシートの熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも高温で貼り合わせて多層化する工程とを含んでいればよい。
【００２０】
上述したように、導体箔に熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドを直接貼り合わせる場合には、貼り合わせ実施後に導体箔をエッチングすることで回路を形成することができる。
【００２１】
なお、熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート（接着フィルム）としては、シリコンユニットを有するポリイミド樹脂にエポキシ樹脂を添加したものが既に提案されている。
【００２２】
また、熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドとして、ガラス転移温度Ｔｇが１１０℃以下、常温弾性率Ｅが１３００ＭＰａ以下である熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシートを使用することで、基材および多層基板のカール（反り）を回避することが可能になる。
【００２３】
これにより、ポリイミド等の可撓性のある基板をマザーボードとし、これに表裏違った層数で多層化させることが可能になり、配線の自由度が広がる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２５】
（実施形態１）
図１、図２はこの発明による多層配線板の製造方法の実施形態１を示している。
【００２６】
図１（ａ）に示されているように、ポリイミドフィルムによる絶縁性基材（絶縁樹脂層）１１の片面に銅箔（導電層）１２を設けられた汎用の銅箔付きポリイミド基材（ＣＣＬ）を出発材料とし、まず、図１（ｂ）に示されているように、この銅箔１２に化学エッチングを施すことによって回路を形成する。
【００２７】
銅箔１２をエッチングするためのエッチャントは塩化第二鉄が主成分であるものを使用したが、これは塩化第二銅系エッチヤントやアルカリエッチャントでも代替が可能である。
【００２８】
つぎに、絶縁性基材１１の銅箔１２とは反対側の面に、層間接着剤として、熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート１３を貼り付ける。熱可塑性ポリイミドシート１３として、新日鐵化学社製エスバネックスＳＰＢシリーズを使用した。
【００２９】
熱可塑性ポリイミドシート１３は、シリコンユニットを有するポリイミド樹脂に、熱硬化成分としてエポキシ樹脂等を添加したものであり、ガラス転移温度Ｔｇ＝８０℃、熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓ＝１４０℃付近のものとし、この熱可塑性ポリイミドシート１３を、ガラス転移温度Ｔｇ＝８０℃よりも高く、熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓ＝１４０℃よりも低い温度で、絶縁性基材１１、つまりＣＣＬに貼り付ける。
【００３０】
したがって、このシート貼付工程では、熱可塑性ポリイミドシート１３に添加された熱硬化成分は硬化を開始することがなく、熱可塑性ポリイミド自体の接着力によって絶縁性基材１１と熱可塑性ポリイミドシート１３との貼り合わせが行われる。
【００３１】
なお、このシート貼付工程の加熱温度を、熱可塑性ポリイミドシート１３のガラス転移温度Ｔｇ＝８０℃より小さい値に設定すると、熱可塑性ポリイミドシート１３がＣＣＬに接着されない。これに対し、熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓ＝１４０℃以上で貼り合わせを行うと、この後に行われる多層化のための多層貼合の引き剥がし強度の面内分布に大きなばらつきが現れ、充分な引き剥がし強度と均一な面内強度分布を得ることができない。
【００３２】
よって、熱可塑性ポリイミドシート１３をＣＣＬに貼り付けるシート貼付工程は、熱可塑性ポリイミドシート１３のガラス転移温度Ｔｇよりも高く、熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓも低い温度で実施する必要がある。
【００３３】
さらに、熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート１３として、▲１▼ガラス転移温度Ｔｇ＝１４０℃、常温弾性率Ｅ＝１５００ＭＰａ、▲２▼ガラス転移温度Ｔｇ＝８０℃、常温弾性率Ｅ＝１１００ＭＰａのそれぞれについて、ＣＣＬへの貼り合わせを実施したところ、▲１▼の場合は、反りが非常に顕著であったが、▲２▼の場合は、反りは発現しなかった。
【００３４】
Ｔ’℃で熱可塑性ポリイミドシート１３の圧着を行い、圧着加圧した状態のまま、Ｔ℃まで冷却して解放した場合に、熱可塑性ポリイミドシート１３に沿層方向に作用する力Ｆ（ＭＰａ）は、下式により表される。
【００３５】
（１）圧着温度Ｔ’＞ガラス転移温度Ｔｇの場合
Ｆ＝（α−α’）Ｅ（Ｔ−Ｔｇ）
（２）圧着温度Ｔ’＜ガラス転移温度Ｔｇの場合
Ｆ＝（α−α’）Ｅ（Ｔ−Ｔ’）
但し、α：熱可塑性ポリイミドシート１３の線膨張係数（１／℃）
α’：絶縁性基材１１（ポリイミドフィルム）の線膨張係数（１／℃）
Ｅ：ヤング率（ＭＰａ）
▲１▼の場合はＦ＝１５ＭＰａ程度、▲２▼の場合はＦ＝７．３ＭＰａ程度になり、反りの原因になる沿層方向力Ｆは、▲２▼では、▲１▼の場合に比しして半減する。このことから、熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート１３としては、ガラス転移温度Ｔｇが１１０℃以下、常温弾性率Ｅが１３００ＭＰａ以下、より好ましくは、ガラス転移温度Ｔｇが８０℃以下、常温弾性率Ｅが１１００ＭＰａ以下のものを使用することで、反りの発現を抑制できると考える。
【００３６】
つぎに、図１（ｄ）に示されているように、熱硬化機能付与の熱可塑性ポリイミドシート１３の表面にＰＥＴマスキングテープ２０を貼り付け、図１（ｅ）に示されているように、レーザ光照射によって、所定の位置に、ＩＨＶとなる貫通孔１４を穿設する。レーザとしてＮｄ：ＴＡＧを使用した。
【００３７】
貫通孔１４は、ＰＥＴマスキングテープ２０と熱可塑性ポリイミドシート１３と絶縁性基材１１を貫通する絶縁部貫通孔１４ａの直径を通常のバイアホール径、例えば、１００μｍとすると、銅箔１２を貫通する導電層貫通孔１４ｂの直径は３０μｍ程度とする。
【００３８】
貫通孔１４の穿孔が完了すれば、貫通孔１４内に残存している穿孔による樹脂や銅箔の酸化物等によるスミアを除去するデスミアを行い、その後に、図１（ｆ）に示されているように、スクリーン印刷で使用するようなスクイジプレート（スキージプレート）３０を使用してＰＥＴマスキングテープ２０の面側から導電性樹脂組成物（導電ペースト）１５をスクイジングによって貫通孔１４の絶縁部貫通孔１４ａと導電層貫通孔１４ｂの全てに穴埋め充填する。図１（ｇ）は、導電性樹脂組成物１５の穴埋め充填完了状態を示している。
【００３９】
導電性樹脂組成物１５は、後の工程における加熱に対する酸化を避けるため、銀ペーストを使用した。この時、粘度を３００ｄＰａ・ｓのものを使用したところ、銅箔１２の小孔１４ｂから導電ペーストが抜け落ちることなく的確に穴埋め充填することができた。なお、導電性樹脂組成物１５としては、銀ペースト以外に、銅フィラーやカーボン混合物による導電性ペーストを使用することも可能である。
【００４０】
この実施の形態では、基材表面にＰＥＴマスキングテープ２０が貼付されているために、メタルマスクやスクリーンマスクを介さず、スクイジプレート２０を直接基板に接触させてスクイジングを行ってよいが、もちろん、メタルマスクやスクリーンマスクを介してスクイジングすることにより、導電性樹脂組成物の無駄を削減することができる。
【００４１】
このスクイジングの際に、銅箔１２の小孔（導電層貫通孔）１４ｂがエアブリード孔として機能し、この小孔１４ｂから気泡が排出され、貫通孔１４内に気泡が残存することがなく、銅箔１２と導電性樹脂組成物１５との密着が、銅箔１２の裏面１２ａと、導電層貫通孔１４ｂの内周面とで十分に行われる。これにより、銅箔１２と導電性樹脂組成物１５との密着が、充分な機械的信頼性、電気的信頼性をもって行われる。
【００４２】
なお、導電性樹脂組成物１５は、充填直後は流動性を維持しているため、次の工程までの間の時間で、小孔１４ｂから流出してきてしまう虞れがある。従って、充填後は、即座に、導電性樹脂組成物１５が小孔１４ｂから流出しない程度まで半硬化させておく必要がある。
【００４３】
つぎに、図１（ｈ）に示されているように、表面に導電性樹脂組成物１５が突出するようにＰＥＴマスキングテープ２０を剥がして１層目の多層配線用基材１０Ａが完成し、この１層目の基材１０Ａに、図１（ａ）〜（ｈ）に示されているこれまでと同様の製法で作製した２層目の基材１０Ｂと、回路形成済みＦＰＣ１６（銅箔１７＋ポリイミドフィルムによる絶縁性基材１８）を各々適当な位置合わせしつつ積層加熱圧着（ラミネーション）することで、図２（ａ）、（ｂ）に示されているように、多層化された多層配線板が達成される。
【００４４】
回路形成済みＦＰＣ１６は、マザーボードＦＰＣのようなものであり、基材１０Ａ、１０Ｂ、それの多層体に反りがないので、これらをマザーボードＦＰＣのような回路形成済みＦＰＣ１６に貼り合わせることが可能になる。
【００４５】
この多層化のための積層加熱圧着は、熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート１３の熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓより高温で行う。これにより、熱可塑性ポリイミドシート１３に添加されている熱硬化成分の接着力も含めて層間接着が行われ、十分な接着強度を確保することができる。
【００４６】
接着剤熱可塑性ポリイミドシート１３は、上述したように、２度の加熱を経ることになるが、熱可塑性ポリイミドとしてガラス転移温度Ｔｇ＝８０℃、硬化成分の硬化開始温度Ｔｓが１４０℃付近のものにし、ガラス転移温度Ｔｇよりも高く、硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低い温度で第１回目の貼り合わせを行い、最後に多層貼り合わせを熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも高温で第２回目の貼り合わせを実施したところ、１回のみの加熱によって基材同士を接着したものに比べ遜色ない引き剥がし強度と面内強度分布を得ることができた。
【００４７】
（実施形態２）
図３、図４はこの発明による多層配線板の製造方法の実施形態２を示している。実施形態２は、配線パターンをなす導体箔（単体）に熱硬化機能を付与した層間接着用の熱可塑性ポリイミドシートを貼り付けられ、この層間接着用の熱可塑性ポリイミドシートが多層配線基板用基材の絶縁性基材を兼ねたものである。
【００４８】
図３（ａ）、（ｂ）に示されているように、回路形成以前の銅箔１０２の片面に、層間接着剤として、熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート１０３を貼り付ける。熱可塑性ポリイミドシート１０３として、新日鐵化学社製エスバネックスＳＰＢシリーズを使用した。
【００４９】
熱可塑性ポリイミドシート１０３は、シリコンユニットを有するポリイミド樹脂に、熱硬化成分としてエポキシ樹脂等を添加したものであり、この実施形態でも、ガラス転移温度Ｔｇ＝８０℃、熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓ＝１４０℃付近のものとし、この熱可塑性ポリイミドシート１０３を、ガラス転移温度Ｔｇ＝８０℃よりも高く、熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓ＝１４０℃よりも低い温度で、銅箔１０２の片面に貼り付ける。
【００５０】
したがって、このシート貼付工程では、熱可塑性ポリイミドシート１０３に添加された熱硬化成分は硬化を開始することがなく、熱可塑性ポリイミド自体の接着力によって絶縁性基材１１と熱可塑性ポリイミドシート１０３との貼り合わせが行われる。
【００５１】
なお、このシート貼付工程の加熱温度を、熱可塑性ポリイミドシート１０３のガラス転移温度Ｔｇ＝８０℃より小さい値に設定すると、熱可塑性ポリイミドシート１０３が銅箔１０２に接着されない。これに対し、熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓ＝１４０℃以上で貼り合わせを行うと、この後に行われる多層化のための多層貼合の引き剥がし強度の面内分布に大きなばらつきが現れ、充分な引き剥がし強度と均一な面内強度分布を得ることができない。
【００５２】
よって、熱可塑性ポリイミドシート１０３を銅箔１０２に貼り付けるシート貼付工程は、熱可塑性ポリイミドシート１０３のガラス転移温度Ｔｇよりも高く、熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓも低い温度で実施する必要がある。
【００５３】
この実施形態でも、さらに、熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート１０３として、▲１▼ガラス転移温度Ｔｇ＝１４０℃、常温弾性率Ｅ＝１５００ＭＰａ、▲２▼ガラス転移温度Ｔｇ＝８０℃、常温弾性率Ｅ＝１１００ＭＰａのそれぞれについて、銅箔１０２への貼り合わせを実施したところ、▲１▼の場合は、反りが非常に顕著であったが、▲２▼の場合は、反りは発現しなかった。
【００５４】
熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート１０３としては、ガラス転移温度Ｔｇが１１０℃以下、常温弾性率Ｅが１３００ＭＰａ以下、より好ましくは、ガラス転移温度Ｔｇが８０℃以下、常温弾性率Ｅが１１００ＭＰａ以下のものを使用することで、反りの発現を抑制できる。
【００５５】
図３（ｃ）に示されているように、この銅箔１０２に化学エッチングを施すことによって回路を形成する。この場合も、銅箔１０２をエッチングするためのエッチャントは塩化第二鉄が主成分であるものを使用したが、これは塩化第二銅系エッチヤントやアルカリエッチャントでも代替が可能である。
【００５６】
つぎに、図３（ｄ）に示されているように、熱硬化機能付与の熱可塑性ポリイミドシート１０３の表面にＰＥＴマスキングテープ２０を貼り付け、図３（ｅ）に示されているように、レーザ光照射によって、所定の位置に、ＩＨＶとなる貫通孔１０４を穿設する。レーザとしてＮｄ：ＴＡＧを使用した。
【００５７】
貫通孔１０４は、ＰＥＴマスキングテープ２０と熱可塑性ポリイミドシート１０３を貫通する絶縁部貫通孔１０４ａの直径を通常のバイアホール径、例えば、１００μｍとすると、銅箔１０２を貫通する導電層貫通孔１０４ｂの直径は３０μｍ程度とする。
【００５８】
貫通孔１０４の穿孔が完了すれば、貫通孔１０４内に残存している穿孔による樹脂や銅箔の酸化物等によるスミアを除去するデスミアを行い、その後に、図３（ｆ）に示されているように、スクリーン印刷で使用するようなスクイジプレート（スキージプレート）３０を使用してＰＥＴマスキングテープ２０の面側から導電性樹脂組成物（導電ペースト）１０５をスクイジングによって貫通孔１０４の絶縁部貫通孔１０４ａと導電層貫通孔１０４ｂの全てに穴埋め充填する。図３（ｇ）は、導電性樹脂組成物１０５の穴埋め充填完了状態を示している。
【００５９】
この実施形態でも、導電性樹脂組成物１０５は、後の工程における加熱に対する酸化を避けるため、銀ペーストを使用した。この時、粘度を３００ｄＰａ・ｓのものを使用したところ、銅箔１０２の小孔１０４ｂから導電ペーストが抜け落ちることなく的確に穴埋め充填することができた。
【００６０】
このスクイジングの際に、銅箔１０２の小孔（導電層貫通孔）１０４ｂがエアブリード孔として機能し、この小孔１０４ｂから気泡が排出され、貫通孔１０４内に気泡が残存することがなく、銅箔１０２と導電性樹脂組成物１０５との密着が、銅箔１０２の裏面１０２ａと、導電層貫通孔１０４ｂの内周面とで十分に行われる。これにより、銅箔１０２と導電性樹脂組成物１０５との密着が、充分な機械的信頼性、電気的信頼性をもって行われる。
【００６１】
つぎに、図３（ｈ）に示されているように、表面に導電性樹脂組成物１０５が突出するようにＰＥＴマスキングテープ２０を剥がして１層目の多層配線用基材１０Ａが完成し、この１層目の基材１０Ａに、図３（ａ）〜（ｈ）に示されているこれまでと同様の製法で作製した２層目の基材１０Ｂと、回路形成済みＦＰＣ１６（銅箔１７＋ポリイミドフィルムによる絶縁性基材１８）を各々適当な位置合わせしつつ積層加熱圧着（ラミネーション）することで、図４（ａ）、（ｂ）に示されているように、多層化された多層配線板が達成される。
【００６２】
回路形成済みＦＰＣ１６は、マザーボードＦＰＣのようなものであり、基材１００Ａ、１００Ｂ、それの多層体に反りがないので、これらをマザーボードＦＰＣのような回路形成済みＦＰＣ１６に貼り合わせることが可能になる。
【００６３】
この多層化のための積層加熱圧着は、熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート１０３の熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓより高温で行う。これにより、熱可塑性ポリイミドシート１０３に添加されている熱硬化成分の接着力も含めて層間接着が行われ、十分な接着強度を確保することができる。
【００６４】
接着剤熱可塑性ポリイミドシート１０３は、上述したように、２度の加熱を経ることになるが、熱可塑性ポリイミドとしてガラス転移温度Ｔｇ＝８０℃、硬化成分の硬化開始温度Ｔｓが１４０℃付近のものにし、ガラス転移温度Ｔｇよりも高く、硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低い温度で第１回目の貼り合わせを行い、最後に多層貼り合わせを熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも高温で第２回目の貼り合わせを実施したところ、１回のみの加熱によって基材同士を接着したものに比べ遜色ない引き剥がし強度と面内強度分布を得ることができた。
【００６５】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、この発明による多層配線板およびその製造方法によれば、汎用の導電層付き樹脂基材を出発材料として、導電層付き樹脂基材に加熱貼り付けによる接着層を形成した場合でも、多層積層後の接着強度に影響を与えることがなく、充分な層間接着強度を安定して得ることができ、更には、コア基材に対して表裏が非対称構造でも、反りの発生を回避することができ、配線の自由度が制限されることがなく、マザーボート等に貼り合わせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｈ）はこの発明による多層配線板の製造方法の実施形態１の基材製造工程を示す工程図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）はこの発明による多層配線板の製造方法の実施形態１の多層化工程を示す工程図である。
【図３】（ａ）〜（ｈ）はこの発明による多層配線板の製造方法の実施形態２の基材製造工程を示す工程図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）はこの発明による多層配線板の製造方法の実施形態２の多層化工程を示す工程図である。
【符号の説明】
１０Ａ １層目の基材
１０Ｂ ２層目の基材
１１ 絶縁性基材
１２ 銅箔
１３ 熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート
１０４ 貫通孔
１０４ａ 絶縁部貫通孔
１０４ｂ 導電層貫通孔
１０５ 導電性樹脂組成物
１６ 回路形成済みＦＰＣ
１００Ａ １層目の基材
１００Ｂ ２層目の基材
１０２ 銅箔
１０３ 熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート
１０４ 貫通孔
１０４ａ 絶縁部貫通孔
１０４ｂ 導電層貫通孔
１０５ 導電性樹脂組成物
【発明の属する技術分野】
この発明は、多層配線板（多層プリント配線板）およびその製造方法に関し、特に、フリップチップ実装などの高密度実装が可能な多層のフレキシブルプリント配線板等の多層配線板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多層配線基板として、層間接続をスルーホールによらずにＩＶＨ（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）によって行い、ビア・オン・ビアが可能な多層配線板が数多く発表されている。スルーホールによる層間接続の場合には、導体層ランド部が厚さ方向同一直線上にある必要があるが、ＩＶＨによる層間接続では、その必要がなく、配線の自由度が高いという特徴を有しており、高密度実装を必要とする携帯電話等の小型電子機器に広く利用されている。
【０００３】
ＩＶＨによる多層プリント配線板としは、例えば、松下電器産業社のＡＬＩＶＨ（Ａｎｙ Ｌａｙｅｒ Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）基板や（例えば、非特許文献１参照）、ポリイミドによるフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）をビルドアップ方式で多層に積層するソニーケミカル社のポリイミド複合多層ビルドアップ集積回路基板（ＭＯＳＡＩＣ）が（例えば、非特許文献２参照）発表されている。
【０００４】
また、ポリイミドフイルムを絶縁層としてそれの片面に銅箔による導電層を貼り付けられている汎用の銅張樹脂基材を出発材料として、簡便な工程によりＩＶＨ構造の多層ＦＰＣを得る構造と製法が本願出願人と同一の出願人による特願２００１−８５２２４号で提案されている。この多層ＦＰＣでは、多層化を行う層間接着を、銅張樹脂基材（導電層付き樹脂基材）に形成された熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）による接着層（ポリイミド系接着層）により行う。
【０００５】
【非特許文献１】
高木 清著 「ビルドアップ多層プリント基板配線板技術」日刊工業新聞社出版、７７頁〜７９頁
【非特許文献２】
有光 著 「ポリイミド複合多層ビルドアップ集積回路基板（ＭＯＳＡＩＣ）の開発」、（ｏｎｌｉｎｅ）、平成１１年３月１日、プレスリリース、（平成１４年８月２日検索）、インターネット （ＵＲＬ ： ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｃｃｊ．ｃｏ．ｊｐ／ｈｔｍｌ／ｔｏｐｉｃ／９９０３０１＿ｒ．ｈｔｍｌ）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ポリイミド系接着層によって多層化のための層間接着を行う場合、ポリイミド系接着層を銅張樹脂基材等の基材に形成する工程と、その後にポリイミド系接着層によって多層貼り合わせを行う工程とを含む。即ち、ポリイミド系接着層の２度目の加熱によって多層貼り合わせが実施される。
【０００７】
ポリイミド系接着層として代表的なものに熱可塑性ポリイミドがあり、熱可塑性ポリイミドは、ガラス転移温度Ｔｇ以上で可塑性を示し、その反応は熱的に可逆である。即ち、一旦加熱可塑化させ、その後、冷却して硬化させたものであっても、再度加熱することで、熱可塑性ポリイミドは再び可塑性を示す。従って、熱可塑性ポリイミドを接着層として使用することで、２度目の加熱でも十分な接着強度が確保される。
【０００８】
しかし、熱可塑性ポリイミドの接着層では、基板として完成した後に、リフロー等の加熱が行われた時も、熱可塑性ポリイミドが熱的可逆性を示し、剥がれが生じる虞れがある。この不具合を回避するためには、ガラス転移温度Ｔｇの高い熱可塑性ポリイミドを使用する必要がある。
【０００９】
しかしながら、ガラス転移温度Ｔｇの高い熱可塑性ポリイミドを使用すると、多層貼り合わせ時の高温加熱によって多層配線基板の層間導通用の導電性ペーストが劣化してしまうと云う二律相反の問題が生じる。
【００１０】
これに対し、多層配線基板の層間接着剤として、熱硬化樹脂系の接着剤を使用した場合には、１度目の加熱によって接着剤の硬化がある程度進んでしまうために、２度目の加熱後の接着強度が上がらず、充分な層間接着強度を得ることが難しい。
【００１１】
銅箔付きポリイミド基材に接着層を形成したものは、表裏非対称な構造となるために、接着剤の反応による寸法変化により生じる応力が片面のみに作用し、基材の反りを避けることが難しい。さらに、多層基板として完成後も、非対称性を残していることから、基板自体が反ってしまうという問題がある。この問題を回避するため、多層配線板の層構造は、コア基材に対して表裏同じ層数で構成するのが一般的であり、これにより配線の自由度が制限されている。
【００１２】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、多層化のための層間接着剤として、ガラス転移温度Ｔｇが高い熱可塑性ポリイミドを使用する必要がなく、銅張樹脂基材（導電層付き樹脂基材）等に加熱貼り付けによる接着層を形成した場合でも、多層積層後の接着強度に影響を与えることがなく、充分な層間接着強度を安定して得ることができ、更には、コア基材に対して表裏が非対称構造でも、反りの発生を回避することができ、配線の自由度が制限されることがなく、マザーボート等に貼り合わせることができる多層配線板およびその製造方法を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による多層配線板は、片面に配線パターンをなす導電層を設けられた絶縁性基材と、前記絶縁性基材に、当該熱可塑性ポリイミドシートのガラス転移温度Ｔｇよりも高温で、且つ熱熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温で貼り付けられた熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシートと、を具備し、前記熱可塑性ポリイミドのガラス転移温度Ｔｇが熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温であるところの多層配線基板用基材同士あるいは前記多層配線基板用基材と他の基板を重ね合わせ、前記熱可塑性ポリイミドシートを層間接着剤とし、これらを前記熱可塑性ポリイミドシートの熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも高温で貼り合わせて多層化したことを特徴とする。
【００１４】
この発明による多層配線板の製造方法は、片面に配線パターンをなす導電層を設けられた絶縁性基材に、熱可塑性ポリイミドのガラス転移温度Ｔｇが熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温である熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシートを、当該熱可塑性ポリイミドシートのガラス転移温度Ｔｇよりも高温で、且つ熱熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温で貼り付ける工程と、片面に配線パターンをなす導電層を設けられ、前記熱可塑性ポリイミドシートを貼り付けられた前記絶縁性基材による多層配線基板用基材同士あるいは前記多層配線基板用基材と他の基板を重ね合わせ、前記熱可塑性ポリイミドシートを層間接着剤とし、これらを前記熱可塑性ポリイミドシートの熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも高温で貼り合わせて多層化する工程とを含む。
【００１５】
この発明による多層配線基板およびその製造方法によれば、熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温であって熱可塑性ポリイミドシートのガラス転移温度Ｔｇよりも高温で、銅箔付きポリイミド基材に貼り合わせを行うことで、この貼り合わせは、熱可塑性ポリイミドの接着力によって行い、多層貼り合わせは、熱可塑性ポリイミドシートの熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも高温で行うことで、熱硬化成分の接着力も含めて接着するということが可能になる。
【００１６】
この発明による製造方法が適用される多層配線板の絶縁性基材としては、ポリイミドフィルム等の可撓性絶縁樹脂フィルムによる可撓性を有するＦＰＣ用の基材があり、多層フレキシブルプリント配線板を得ることができる。
【００１７】
なお、導電層付きポリイミド基材（絶縁性基材）への熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシートの貼り合わせは、回路形成済みの導電層付きポリイミド基材に対して実施してもよいし、回路形成前の導電層付きポリイミド基材に対して実施し、その後に回路形成を施しても構わない。
【００１８】
この多層配線板の製造方法は、配線パターンをなす導体箔（単体）に熱硬化機能を付与した層間接着用の熱可塑性ポリイミドシートを貼り付けられ、この層間接着用の熱可塑性ポリイミドシートが多層配線基板用基材の絶縁性基材を兼ねたものにも同様に適用できる。
【００１９】
この場合には、配線パターンをなす導体箔に、熱可塑性ポリイミドのガラス転移温度Ｔｇが熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温である熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシートを、当該熱可塑性ポリイミドシートのガラス転移温度Ｔｇよりも高温で、且つ熱熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温で貼り付ける工程と、前記熱可塑性ポリイミドシートを貼り付けられた導体箔による多層配線基板用基材同士あるいは前記多層配線基板用基材と他の基板を重ね合わせ、前記熱可塑性ポリイミドシートを層間接着剤とし、これらを前記熱可塑性ポリイミドシートの熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも高温で貼り合わせて多層化する工程とを含んでいればよい。
【００２０】
上述したように、導体箔に熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドを直接貼り合わせる場合には、貼り合わせ実施後に導体箔をエッチングすることで回路を形成することができる。
【００２１】
なお、熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート（接着フィルム）としては、シリコンユニットを有するポリイミド樹脂にエポキシ樹脂を添加したものが既に提案されている。
【００２２】
また、熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドとして、ガラス転移温度Ｔｇが１１０℃以下、常温弾性率Ｅが１３００ＭＰａ以下である熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシートを使用することで、基材および多層基板のカール（反り）を回避することが可能になる。
【００２３】
これにより、ポリイミド等の可撓性のある基板をマザーボードとし、これに表裏違った層数で多層化させることが可能になり、配線の自由度が広がる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２５】
（実施形態１）
図１、図２はこの発明による多層配線板の製造方法の実施形態１を示している。
【００２６】
図１（ａ）に示されているように、ポリイミドフィルムによる絶縁性基材（絶縁樹脂層）１１の片面に銅箔（導電層）１２を設けられた汎用の銅箔付きポリイミド基材（ＣＣＬ）を出発材料とし、まず、図１（ｂ）に示されているように、この銅箔１２に化学エッチングを施すことによって回路を形成する。
【００２７】
銅箔１２をエッチングするためのエッチャントは塩化第二鉄が主成分であるものを使用したが、これは塩化第二銅系エッチヤントやアルカリエッチャントでも代替が可能である。
【００２８】
つぎに、絶縁性基材１１の銅箔１２とは反対側の面に、層間接着剤として、熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート１３を貼り付ける。熱可塑性ポリイミドシート１３として、新日鐵化学社製エスバネックスＳＰＢシリーズを使用した。
【００２９】
熱可塑性ポリイミドシート１３は、シリコンユニットを有するポリイミド樹脂に、熱硬化成分としてエポキシ樹脂等を添加したものであり、ガラス転移温度Ｔｇ＝８０℃、熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓ＝１４０℃付近のものとし、この熱可塑性ポリイミドシート１３を、ガラス転移温度Ｔｇ＝８０℃よりも高く、熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓ＝１４０℃よりも低い温度で、絶縁性基材１１、つまりＣＣＬに貼り付ける。
【００３０】
したがって、このシート貼付工程では、熱可塑性ポリイミドシート１３に添加された熱硬化成分は硬化を開始することがなく、熱可塑性ポリイミド自体の接着力によって絶縁性基材１１と熱可塑性ポリイミドシート１３との貼り合わせが行われる。
【００３１】
なお、このシート貼付工程の加熱温度を、熱可塑性ポリイミドシート１３のガラス転移温度Ｔｇ＝８０℃より小さい値に設定すると、熱可塑性ポリイミドシート１３がＣＣＬに接着されない。これに対し、熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓ＝１４０℃以上で貼り合わせを行うと、この後に行われる多層化のための多層貼合の引き剥がし強度の面内分布に大きなばらつきが現れ、充分な引き剥がし強度と均一な面内強度分布を得ることができない。
【００３２】
よって、熱可塑性ポリイミドシート１３をＣＣＬに貼り付けるシート貼付工程は、熱可塑性ポリイミドシート１３のガラス転移温度Ｔｇよりも高く、熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓも低い温度で実施する必要がある。
【００３３】
さらに、熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート１３として、▲１▼ガラス転移温度Ｔｇ＝１４０℃、常温弾性率Ｅ＝１５００ＭＰａ、▲２▼ガラス転移温度Ｔｇ＝８０℃、常温弾性率Ｅ＝１１００ＭＰａのそれぞれについて、ＣＣＬへの貼り合わせを実施したところ、▲１▼の場合は、反りが非常に顕著であったが、▲２▼の場合は、反りは発現しなかった。
【００３４】
Ｔ’℃で熱可塑性ポリイミドシート１３の圧着を行い、圧着加圧した状態のまま、Ｔ℃まで冷却して解放した場合に、熱可塑性ポリイミドシート１３に沿層方向に作用する力Ｆ（ＭＰａ）は、下式により表される。
【００３５】
（１）圧着温度Ｔ’＞ガラス転移温度Ｔｇの場合
Ｆ＝（α−α’）Ｅ（Ｔ−Ｔｇ）
（２）圧着温度Ｔ’＜ガラス転移温度Ｔｇの場合
Ｆ＝（α−α’）Ｅ（Ｔ−Ｔ’）
但し、α：熱可塑性ポリイミドシート１３の線膨張係数（１／℃）
α’：絶縁性基材１１（ポリイミドフィルム）の線膨張係数（１／℃）
Ｅ：ヤング率（ＭＰａ）
▲１▼の場合はＦ＝１５ＭＰａ程度、▲２▼の場合はＦ＝７．３ＭＰａ程度になり、反りの原因になる沿層方向力Ｆは、▲２▼では、▲１▼の場合に比しして半減する。このことから、熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート１３としては、ガラス転移温度Ｔｇが１１０℃以下、常温弾性率Ｅが１３００ＭＰａ以下、より好ましくは、ガラス転移温度Ｔｇが８０℃以下、常温弾性率Ｅが１１００ＭＰａ以下のものを使用することで、反りの発現を抑制できると考える。
【００３６】
つぎに、図１（ｄ）に示されているように、熱硬化機能付与の熱可塑性ポリイミドシート１３の表面にＰＥＴマスキングテープ２０を貼り付け、図１（ｅ）に示されているように、レーザ光照射によって、所定の位置に、ＩＨＶとなる貫通孔１４を穿設する。レーザとしてＮｄ：ＴＡＧを使用した。
【００３７】
貫通孔１４は、ＰＥＴマスキングテープ２０と熱可塑性ポリイミドシート１３と絶縁性基材１１を貫通する絶縁部貫通孔１４ａの直径を通常のバイアホール径、例えば、１００μｍとすると、銅箔１２を貫通する導電層貫通孔１４ｂの直径は３０μｍ程度とする。
【００３８】
貫通孔１４の穿孔が完了すれば、貫通孔１４内に残存している穿孔による樹脂や銅箔の酸化物等によるスミアを除去するデスミアを行い、その後に、図１（ｆ）に示されているように、スクリーン印刷で使用するようなスクイジプレート（スキージプレート）３０を使用してＰＥＴマスキングテープ２０の面側から導電性樹脂組成物（導電ペースト）１５をスクイジングによって貫通孔１４の絶縁部貫通孔１４ａと導電層貫通孔１４ｂの全てに穴埋め充填する。図１（ｇ）は、導電性樹脂組成物１５の穴埋め充填完了状態を示している。
【００３９】
導電性樹脂組成物１５は、後の工程における加熱に対する酸化を避けるため、銀ペーストを使用した。この時、粘度を３００ｄＰａ・ｓのものを使用したところ、銅箔１２の小孔１４ｂから導電ペーストが抜け落ちることなく的確に穴埋め充填することができた。なお、導電性樹脂組成物１５としては、銀ペースト以外に、銅フィラーやカーボン混合物による導電性ペーストを使用することも可能である。
【００４０】
この実施の形態では、基材表面にＰＥＴマスキングテープ２０が貼付されているために、メタルマスクやスクリーンマスクを介さず、スクイジプレート２０を直接基板に接触させてスクイジングを行ってよいが、もちろん、メタルマスクやスクリーンマスクを介してスクイジングすることにより、導電性樹脂組成物の無駄を削減することができる。
【００４１】
このスクイジングの際に、銅箔１２の小孔（導電層貫通孔）１４ｂがエアブリード孔として機能し、この小孔１４ｂから気泡が排出され、貫通孔１４内に気泡が残存することがなく、銅箔１２と導電性樹脂組成物１５との密着が、銅箔１２の裏面１２ａと、導電層貫通孔１４ｂの内周面とで十分に行われる。これにより、銅箔１２と導電性樹脂組成物１５との密着が、充分な機械的信頼性、電気的信頼性をもって行われる。
【００４２】
なお、導電性樹脂組成物１５は、充填直後は流動性を維持しているため、次の工程までの間の時間で、小孔１４ｂから流出してきてしまう虞れがある。従って、充填後は、即座に、導電性樹脂組成物１５が小孔１４ｂから流出しない程度まで半硬化させておく必要がある。
【００４３】
つぎに、図１（ｈ）に示されているように、表面に導電性樹脂組成物１５が突出するようにＰＥＴマスキングテープ２０を剥がして１層目の多層配線用基材１０Ａが完成し、この１層目の基材１０Ａに、図１（ａ）〜（ｈ）に示されているこれまでと同様の製法で作製した２層目の基材１０Ｂと、回路形成済みＦＰＣ１６（銅箔１７＋ポリイミドフィルムによる絶縁性基材１８）を各々適当な位置合わせしつつ積層加熱圧着（ラミネーション）することで、図２（ａ）、（ｂ）に示されているように、多層化された多層配線板が達成される。
【００４４】
回路形成済みＦＰＣ１６は、マザーボードＦＰＣのようなものであり、基材１０Ａ、１０Ｂ、それの多層体に反りがないので、これらをマザーボードＦＰＣのような回路形成済みＦＰＣ１６に貼り合わせることが可能になる。
【００４５】
この多層化のための積層加熱圧着は、熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート１３の熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓより高温で行う。これにより、熱可塑性ポリイミドシート１３に添加されている熱硬化成分の接着力も含めて層間接着が行われ、十分な接着強度を確保することができる。
【００４６】
接着剤熱可塑性ポリイミドシート１３は、上述したように、２度の加熱を経ることになるが、熱可塑性ポリイミドとしてガラス転移温度Ｔｇ＝８０℃、硬化成分の硬化開始温度Ｔｓが１４０℃付近のものにし、ガラス転移温度Ｔｇよりも高く、硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低い温度で第１回目の貼り合わせを行い、最後に多層貼り合わせを熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも高温で第２回目の貼り合わせを実施したところ、１回のみの加熱によって基材同士を接着したものに比べ遜色ない引き剥がし強度と面内強度分布を得ることができた。
【００４７】
（実施形態２）
図３、図４はこの発明による多層配線板の製造方法の実施形態２を示している。実施形態２は、配線パターンをなす導体箔（単体）に熱硬化機能を付与した層間接着用の熱可塑性ポリイミドシートを貼り付けられ、この層間接着用の熱可塑性ポリイミドシートが多層配線基板用基材の絶縁性基材を兼ねたものである。
【００４８】
図３（ａ）、（ｂ）に示されているように、回路形成以前の銅箔１０２の片面に、層間接着剤として、熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート１０３を貼り付ける。熱可塑性ポリイミドシート１０３として、新日鐵化学社製エスバネックスＳＰＢシリーズを使用した。
【００４９】
熱可塑性ポリイミドシート１０３は、シリコンユニットを有するポリイミド樹脂に、熱硬化成分としてエポキシ樹脂等を添加したものであり、この実施形態でも、ガラス転移温度Ｔｇ＝８０℃、熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓ＝１４０℃付近のものとし、この熱可塑性ポリイミドシート１０３を、ガラス転移温度Ｔｇ＝８０℃よりも高く、熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓ＝１４０℃よりも低い温度で、銅箔１０２の片面に貼り付ける。
【００５０】
したがって、このシート貼付工程では、熱可塑性ポリイミドシート１０３に添加された熱硬化成分は硬化を開始することがなく、熱可塑性ポリイミド自体の接着力によって絶縁性基材１１と熱可塑性ポリイミドシート１０３との貼り合わせが行われる。
【００５１】
なお、このシート貼付工程の加熱温度を、熱可塑性ポリイミドシート１０３のガラス転移温度Ｔｇ＝８０℃より小さい値に設定すると、熱可塑性ポリイミドシート１０３が銅箔１０２に接着されない。これに対し、熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓ＝１４０℃以上で貼り合わせを行うと、この後に行われる多層化のための多層貼合の引き剥がし強度の面内分布に大きなばらつきが現れ、充分な引き剥がし強度と均一な面内強度分布を得ることができない。
【００５２】
よって、熱可塑性ポリイミドシート１０３を銅箔１０２に貼り付けるシート貼付工程は、熱可塑性ポリイミドシート１０３のガラス転移温度Ｔｇよりも高く、熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓも低い温度で実施する必要がある。
【００５３】
この実施形態でも、さらに、熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート１０３として、▲１▼ガラス転移温度Ｔｇ＝１４０℃、常温弾性率Ｅ＝１５００ＭＰａ、▲２▼ガラス転移温度Ｔｇ＝８０℃、常温弾性率Ｅ＝１１００ＭＰａのそれぞれについて、銅箔１０２への貼り合わせを実施したところ、▲１▼の場合は、反りが非常に顕著であったが、▲２▼の場合は、反りは発現しなかった。
【００５４】
熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート１０３としては、ガラス転移温度Ｔｇが１１０℃以下、常温弾性率Ｅが１３００ＭＰａ以下、より好ましくは、ガラス転移温度Ｔｇが８０℃以下、常温弾性率Ｅが１１００ＭＰａ以下のものを使用することで、反りの発現を抑制できる。
【００５５】
図３（ｃ）に示されているように、この銅箔１０２に化学エッチングを施すことによって回路を形成する。この場合も、銅箔１０２をエッチングするためのエッチャントは塩化第二鉄が主成分であるものを使用したが、これは塩化第二銅系エッチヤントやアルカリエッチャントでも代替が可能である。
【００５６】
つぎに、図３（ｄ）に示されているように、熱硬化機能付与の熱可塑性ポリイミドシート１０３の表面にＰＥＴマスキングテープ２０を貼り付け、図３（ｅ）に示されているように、レーザ光照射によって、所定の位置に、ＩＨＶとなる貫通孔１０４を穿設する。レーザとしてＮｄ：ＴＡＧを使用した。
【００５７】
貫通孔１０４は、ＰＥＴマスキングテープ２０と熱可塑性ポリイミドシート１０３を貫通する絶縁部貫通孔１０４ａの直径を通常のバイアホール径、例えば、１００μｍとすると、銅箔１０２を貫通する導電層貫通孔１０４ｂの直径は３０μｍ程度とする。
【００５８】
貫通孔１０４の穿孔が完了すれば、貫通孔１０４内に残存している穿孔による樹脂や銅箔の酸化物等によるスミアを除去するデスミアを行い、その後に、図３（ｆ）に示されているように、スクリーン印刷で使用するようなスクイジプレート（スキージプレート）３０を使用してＰＥＴマスキングテープ２０の面側から導電性樹脂組成物（導電ペースト）１０５をスクイジングによって貫通孔１０４の絶縁部貫通孔１０４ａと導電層貫通孔１０４ｂの全てに穴埋め充填する。図３（ｇ）は、導電性樹脂組成物１０５の穴埋め充填完了状態を示している。
【００５９】
この実施形態でも、導電性樹脂組成物１０５は、後の工程における加熱に対する酸化を避けるため、銀ペーストを使用した。この時、粘度を３００ｄＰａ・ｓのものを使用したところ、銅箔１０２の小孔１０４ｂから導電ペーストが抜け落ちることなく的確に穴埋め充填することができた。
【００６０】
このスクイジングの際に、銅箔１０２の小孔（導電層貫通孔）１０４ｂがエアブリード孔として機能し、この小孔１０４ｂから気泡が排出され、貫通孔１０４内に気泡が残存することがなく、銅箔１０２と導電性樹脂組成物１０５との密着が、銅箔１０２の裏面１０２ａと、導電層貫通孔１０４ｂの内周面とで十分に行われる。これにより、銅箔１０２と導電性樹脂組成物１０５との密着が、充分な機械的信頼性、電気的信頼性をもって行われる。
【００６１】
つぎに、図３（ｈ）に示されているように、表面に導電性樹脂組成物１０５が突出するようにＰＥＴマスキングテープ２０を剥がして１層目の多層配線用基材１０Ａが完成し、この１層目の基材１０Ａに、図３（ａ）〜（ｈ）に示されているこれまでと同様の製法で作製した２層目の基材１０Ｂと、回路形成済みＦＰＣ１６（銅箔１７＋ポリイミドフィルムによる絶縁性基材１８）を各々適当な位置合わせしつつ積層加熱圧着（ラミネーション）することで、図４（ａ）、（ｂ）に示されているように、多層化された多層配線板が達成される。
【００６２】
回路形成済みＦＰＣ１６は、マザーボードＦＰＣのようなものであり、基材１００Ａ、１００Ｂ、それの多層体に反りがないので、これらをマザーボードＦＰＣのような回路形成済みＦＰＣ１６に貼り合わせることが可能になる。
【００６３】
この多層化のための積層加熱圧着は、熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート１０３の熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓより高温で行う。これにより、熱可塑性ポリイミドシート１０３に添加されている熱硬化成分の接着力も含めて層間接着が行われ、十分な接着強度を確保することができる。
【００６４】
接着剤熱可塑性ポリイミドシート１０３は、上述したように、２度の加熱を経ることになるが、熱可塑性ポリイミドとしてガラス転移温度Ｔｇ＝８０℃、硬化成分の硬化開始温度Ｔｓが１４０℃付近のものにし、ガラス転移温度Ｔｇよりも高く、硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低い温度で第１回目の貼り合わせを行い、最後に多層貼り合わせを熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも高温で第２回目の貼り合わせを実施したところ、１回のみの加熱によって基材同士を接着したものに比べ遜色ない引き剥がし強度と面内強度分布を得ることができた。
【００６５】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、この発明による多層配線板およびその製造方法によれば、汎用の導電層付き樹脂基材を出発材料として、導電層付き樹脂基材に加熱貼り付けによる接着層を形成した場合でも、多層積層後の接着強度に影響を与えることがなく、充分な層間接着強度を安定して得ることができ、更には、コア基材に対して表裏が非対称構造でも、反りの発生を回避することができ、配線の自由度が制限されることがなく、マザーボート等に貼り合わせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｈ）はこの発明による多層配線板の製造方法の実施形態１の基材製造工程を示す工程図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）はこの発明による多層配線板の製造方法の実施形態１の多層化工程を示す工程図である。
【図３】（ａ）〜（ｈ）はこの発明による多層配線板の製造方法の実施形態２の基材製造工程を示す工程図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）はこの発明による多層配線板の製造方法の実施形態２の多層化工程を示す工程図である。
【符号の説明】
１０Ａ １層目の基材
１０Ｂ ２層目の基材
１１ 絶縁性基材
１２ 銅箔
１３ 熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート
１０４ 貫通孔
１０４ａ 絶縁部貫通孔
１０４ｂ 導電層貫通孔
１０５ 導電性樹脂組成物
１６ 回路形成済みＦＰＣ
１００Ａ １層目の基材
１００Ｂ ２層目の基材
１０２ 銅箔
１０３ 熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシート
１０４ 貫通孔
１０４ａ 絶縁部貫通孔
１０４ｂ 導電層貫通孔
１０５ 導電性樹脂組成物
Claims (15)
- 片面に配線パターンをなす導電層を設けられた絶縁性基材と、
前記絶縁性基材に、当該熱可塑性ポリイミドシートのガラス転移温度Ｔｇよりも高温で、且つ熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温で貼り付けられた熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシートと、を具備し、前記熱可塑性ポリイミドのガラス転移温度Ｔｇが前記熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温であるところの多層配線基板用基材同士あるいは前記多層配線基板用基材と他の基板を重ね合わせ、前記熱可塑性ポリイミドシートを層間接着剤とし、これらを前記熱可塑性ポリイミドシートの熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも高温で貼り合わせて多層化したことを特徴とする多層配線板。 - 前記導電層部分の口径が前記絶縁性基材および前記熱可塑性ポリイミドシート部分の口径より小さい貫通孔を有し、
層間導通のための導電性樹脂組成物を前記貫通孔に充填したことを特徴とする請求項１記載の多層配線板。 - 前記絶縁性基材として可撓性基材を使用することを特徴とする請求項１または２記載の多層配線板。
- 前記絶縁性基材としてポリイミドフィルム等の可撓性絶縁樹脂フィルムを使用することを特徴とする請求項１または２記載の多層配線板。
- 配線パターンをなす導体箔に、当該熱可塑性ポリイミドシートのガラス転移温度Ｔｇよりも高温で、且つ熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温で貼り付けられた熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシートを有し、前記熱可塑性ポリイミドのガラス転移温度Ｔｇが前記熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温であるところの多層配線基板用基材同士あるいは前記多層配線基板用基材と他の基板を重ね合わせ、前記熱可塑性ポリイミドシートを層間接着剤とし、これらを前記熱可塑性ポリイミドシートの熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも高温で貼り合わせて多層化したことを特徴とする多層配線板。
- 前記導体箔部分の口径が前記熱可塑性ポリイミドシート部分の口径より小さい貫通孔をこれらに穿孔し、
層間導通のための導電性樹脂組成物を前記貫通孔に充填したことを特徴とする請求項５記載の多層配線板。 - 層間接着を行う前記熱可塑性ポリイミドシートとして、ガラス転移温度Ｔｇが１１０℃以下、常温弾性率Ｅが１３００ＭＰａ以下である熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシートを使用することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項記載の多層配線板。
- 片面に配線パターンをなす導電層を設けられた絶縁性基材に、熱可塑性ポリイミドのガラス転移温度Ｔｇが熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温である熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシートを、当該熱可塑性ポリイミドシートのガラス転移温度Ｔｇよりも高温で、且つ熱熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温で貼り付ける工程と、
片面に配線パターンをなす導電層を設けられ、前記熱可塑性ポリイミドシートを貼り付けられた前記絶縁性基材による多層配線基板用基材同士あるいは前記多層配線基板用基材と他の基板を重ね合わせ、前記熱可塑性ポリイミドシートを層間接着剤とし、これらを前記熱可塑性ポリイミドシートの熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも高温で貼り合わせて多層化する工程と、
を含むことを特徴とする多層配線板の製造方法。 - 前記導電層部分の口径が前記絶縁性基材および前記熱可塑性ポリイミドシート部分の口径より小さい貫通孔をこれらに穿孔する穿孔工程と、
層間導通のための導電性樹脂組成物を前記貫通孔に充填する充填工程と、
を含むことを特徴とする請求項８記載の多層配線板の製造方法。 - 前記絶縁性基材として可撓性基材を使用することを特徴とする請求項８または９記載の多層配線板の製造方法。
- 前記絶縁性基材としてポリイミドフィルム等の可撓性絶縁樹脂フィルムを使用することを特徴とする請求項８または９記載の多層配線板の製造方法。
- 配線パターンをなす導体箔に、熱可塑性ポリイミドのガラス転移温度Ｔｇが熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温である熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシートを、当該熱可塑性ポリイミドシートのガラス転移温度Ｔｇよりも高温で、且つ熱熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも低温で貼り付ける工程と、
前記熱可塑性ポリイミドシートを貼り付けられた導体箔による多層配線基板用基材同士あるいは前記多層配線基板用基材と他の基板を重ね合わせ、前記熱可塑性ポリイミドシートを層間接着剤とし、これらを前記熱可塑性ポリイミドシートの熱硬化成分の硬化開始温度Ｔｓよりも高温で貼り合わせて多層化する工程と、
を含むことを特徴とする多層配線板の製造方法。 - 前記導体箔部分の口径が前記熱可塑性ポリイミドシート部分の口径より小さい貫通孔をこれらに穿孔する穿孔工程と、
層間導通のための導電性樹脂組成物を前記貫通孔に充填する充填工程と、
を含むことを特徴とする請求項１２記載の多層配線板の製造方法。 - 層間接着を行う前記熱可塑性ポリイミドシートとして、ガラス転移温度Ｔｇが１１０℃以下、常温弾性率Ｅが１３００ＭＰａ以下である熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシートを使用することを特徴とする請求項８〜１３の何れか１項記載の多層配線板の製造方法。
- 多層化を行う層間接着剤として、ガラス転移温度Ｔｇが１１０℃以下、常温弾性率Ｅが１３００ＭＰａ以下である熱硬化機能を付与した熱可塑性ポリイミドシートを使用したことを特徴とする多層配線板。
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