JP2005243862A - 配線基板 - Google Patents

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Abstract

【課題】 有機材料から成る絶縁層を用いた配線基板において、特に高温高湿環境下に長時間曝された直後に急激に熱が加わった場合に絶縁不良が発生し易くなるという危険性を有していた。
【解決手段】 絶縁層２は、エポキシ樹脂と、粗化液に溶解する、重量平均分子量が１００００乃至５０００００の熱可塑性樹脂と、ガラス転移温度が−６０乃至−２０℃のエラストマと、無機絶縁粉末とを含有し、破断伸びが５乃至２０％であり、近赤外線スペクトル分析法によるエポキシ基の開環反応量について未開環反応のエポキシ基の吸光度Ａと水酸基の吸光度Ｂとの比Ａ／Ｂが０．５乃至１３％である。
【選択図】 図１

Description

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配線基板に関し、特に熱可塑性樹脂とエラストマを絶縁層の一部に用いた配線基板に関する。
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半導体集積回路素子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いる。そして、このような高密度化の要求に応えるために、電子部品を搭載する配線基板も、高密度配線化や薄型化が必要となってきている。
従来、高密度配線が可能な配線基板としては、例えば、ガラスクロスにエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させて成る絶縁基板上に有機樹脂から成る絶縁層を形成した後、この絶縁層を貫通する貫通孔を穿設し、さらに、無電解めっきおよび電解めっきを順次施すことにより絶縁層の表面に配線導体および貫通孔内部に貫通導体を形成するビルドアップ工法により製作される配線基板が知られている。
このビルドアップ工法により製作される配線基板は、良好な耐熱性、耐熱疲労性等の高信頼性を得るために、絶縁層とその表面にめっきにより形成される配線導体との良好な密着性が重要となっている。
このように、絶縁層と配線導体との間で良好な密着性を得るために、特許文献１では絶縁層の表面を粗化して絶縁層と配線導体との接着面積を増加させることが提案されており、さらに、より良好な密着性を得るために、絶縁層の表面を最大粗さＲｍａｘが０．５乃至１０μｍの粗化面にすることが提案されている。
このような絶縁層の表面の粗化は、一般には、酸化剤から成る粗化液により絶縁層表面の一部を溶解して除去する方法により行なわれている。ところが、一成分あるいは粗化液に対して耐粗化性の均一な複数の成分から構成されている絶縁層はその表面が比較的均一に粗化されてしまい、絶縁層と配線導体との間で十分な密着強度を有する粗化面を得ることが困難であるという問題点を有していた。
このような問題点を解決するために、耐粗化性の異なる複数の成分を混合した有機樹脂を用いて絶縁層を形成し、この絶縁層から粗化の容易な成分を選択的に除去することにより、絶縁層の表面に配線導体との密着性が良好な粗化面を形成する方法が提案されている。
このような方法としては、例えば、主成分に耐粗化性のエポキシ樹脂を用い、これに粗化液によって粗化され易いアクリロニトリルブタジエンゴムを配合した絶縁層を用いる方法（特許文献２）や、主成分のエポキシ樹脂にエポキシ当量の異なる、すなわち、架橋密度が低く比較的耐粗化性の低いエポキシ樹脂を混合した絶縁層を用いる方法（特許文献３）等が提案されている。
特許第２８２６２０６号公報 特開平９−１２１０８６号公報 特開平７−３３１２１７号公報
しかしながら、絶縁層の表面に密着性の良好な粗化面を形成する方法として、絶縁層の主成分として耐粗化性の良好なエポキシ樹脂を用い、これに粗化液によって粗化され易いアクリロニトリルブタジエンゴムを配合する方法や、主成分のエポキシ樹脂にエポキシ当量の異なる、すなわち、架橋密度が低く比較的耐粗化性の低いエポキシ樹脂を混合する方法では、粗化液が絶縁層の表面だけではなく内部にまで浸入してしまい、絶縁層内部のアクリロニトリルブタジエンゴムや架橋密度の低いエポキシ樹脂の一部をも溶出してしまい、その結果、絶縁層表面において粗化面の凹凸の凹みが極端に深いものや隣接する凹み同士が絶縁層内部でつながってしまったものが形成されてしまい、絶縁層を挟んで上下に位置する配線導体間で十分な間隔を確保することができず、高温高湿環境下に曝された場合に、配線導体間でマイグレーションが生じて配線導体同士が電気的に短絡し易くなるとともに、絶縁層の表面の凹凸が大きいことにより絶縁層の表面の機械的な強度が低下してしまい、この機械的な強度が低い絶縁層の表面とともに配線導体が剥離して断線してしまう危険性が大きかった。さらに、特に配線基板が高温高湿環境下に長時間曝された直後に急激に熱が加わった場合には、絶縁層と配線導体との界面を起点として絶縁層内部に進展するクラックが生じ易く、その結果、絶縁層を挟んで上下に位置する配線導体間で絶縁性が大きく低下してしまうという危険性があった。
したがって、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、高温高湿環境下において配線導体間にマイグレーションが発生したり、あるいは配線導体が絶縁層の粗化された表面とともに剥離したり、さらには高温高湿環境下に長時間曝された直後に急激に熱が加わった場合においても絶縁層と配線導体との間にクラックが発生することがなく、絶縁層と配線導体とが強固に接合され、配線導体の導通信頼性や絶縁層の絶縁信頼性に優れた配線基板を提供することにある。
本発明の配線基板は、エポキシ樹脂と、粗化液に溶解する、重量平均分子量が１００００乃至５０００００の熱可塑性樹脂と、ガラス転移温度が−６０乃至−２０℃のエラストマと、無機絶縁粉末とを含有しており、破断伸びが５乃至２０％であり、近赤外線スペクトル分析法によるエポキシ基の開環反応量について未開環反応の前記エポキシ基の吸光度Ａと水酸基の吸光度Ｂとの比Ａ／Ｂが０．００５乃至０．１３である絶縁層と、配線導体とが交互に複数積層されているとともに、前記絶縁層を挟んで上下に位置する前記配線導体同士が前記絶縁層に設けられた貫通導体により電気的に接続されていることを特徴とするものである。
また、本発明の配線基板は、上記構成において好ましくは、エポキシ樹脂が官能基を３個以上有する多官能エポキシ樹脂を２０乃至８０質量％、官能基を２個有する２官能エポキシ樹脂を８０乃至２０質量％含んでいることを特徴とするものである。
さらに、本発明の配線基板は、上記構成において好ましくは、無機絶縁粉末の平均粒子径が０．１乃至２．８μｍであり、前記絶縁層中に１０乃至７０体積％含有されていることを特徴とするものである。
また、本発明の配線基板は、上記構成において好ましくは、絶縁層は、その表面の算術平均粗さＲａが０．１乃至０．４μｍであることを特徴とするものである。
本発明の配線基板は、絶縁層に含有されるエポキシ樹脂の分子が比較的熱運動し易く、さらに、エポキシ樹脂の分子の側鎖や末端に水酸基を多く有することから、絶縁層を複数層形成した場合にエポキシ樹脂の分子が良好に絡み合って絶縁層間の密着性が良好となり、熱が繰り返し加わったり、高温高湿環境下に曝されたりしたとしても絶縁層間で剥離して絶縁不良が発生してしまうことはない。
また、絶縁層には、粗化液に溶解する、重量平均分子量が１００００乃至５０００００の熱可塑性樹脂が含有されることから、絶縁層の表面に熱可塑性樹脂が無数の微小な凝集粒となって良好に分散した島状構造が形成され、この絶縁層の表面の熱可塑性樹脂を粗化液で選択的に溶解除去することにより、絶縁層の表面に十分な凹凸を有する粗化面を形成することができる。その結果、絶縁層の表面に配線導体を形成した場合に十分なアンカー効果が得られ、絶縁層と配線導体との密着性を良好なものとすることができる。したがって、熱が繰り返し加わったとしても両者間が剥離して配線導体が断線してしまうということもない。
また、絶縁層にはガラス転移温度が−６０乃至−２０℃のエラストマが含有されることから、絶縁層の可撓性が優れており、クラックが発生しにくい。
また、絶縁層には無機絶縁粉末が含有されることから、絶縁層の熱膨張係数が小さなものとなり、配線導体との間の熱応力が小さくなる。
さらに、絶縁層における近赤外線スペクトル分析法によるエポキシ基の開環反応量について未開環反応のエポキシ基の吸光度Ａと水酸基の吸光度Ｂとの比Ａ／Ｂが０．００５乃至０．１３（０．５乃至１３％）であることから、エポキシ樹脂が十分に硬化するため耐熱性や耐薬品性に優れた性質を有する一方、エポキシ樹脂には一定の割合で未硬化のエポキシ樹脂が存在するため、絶縁層が粗化液に浸漬された際に、絶縁層の表面から所定の深さまで粗化液を良好に浸入させることができ、絶縁層の表面の粗化を容易なものとすることができる。
さらに、絶縁層の破断伸びが５乃至２０％であることから、絶縁層と配線導体との界面を起点とする絶縁層内部に進展するクラックの発生を抑制することができ、その結果、絶縁層を挟んで上下に位置する配線導体間で絶縁性が低下してしまうこともない。
また、本発明の配線基板は、絶縁層に含有されるエポキシ樹脂が、好ましくは官能基を３個以上有する多官能エポキシ樹脂２０乃至８０質量％と官能基を２個有する２官能エポキシ樹脂８０乃至２０質量％とから成る場合、絶縁層が多官能エポキシ樹脂による比較的架橋密度が大きく耐熱性や耐薬品性に優れた性質と、２官能エポキシ樹脂による比較的架橋密度が小さく可撓性に優れた性質とを良好に併せ持つことができる。また、絶縁層が粗化液に浸漬された際に、絶縁層の表面から所定の深さまで粗化液を十分に浸入させ、絶縁層の表面で凝集した熱可塑性樹脂を十分に溶解除去することができることから、絶縁層の表面をより良好に粗面化することができる。
さらに、本発明の配線基板は、絶縁層に含有される無機絶縁粉末の平均粒子径が好ましくは０．１乃至２．８μｍであり、絶縁層に１０乃至７０体積％含有されている場合、絶縁層に配線導体および貫通導体を形成し、また、絶縁層を複数層形成して配線基板を製作する際に、無機絶縁粉末が絶縁層の流動性を抑制し、絶縁層の上下面に平行な方向（層方向）における貫通導体の位置ずれや貫通導体の直径のばらつき、さらには絶縁層の厚みばらつきをも低減することができ、より寸法安定性に優れた配線基板とすることができる。
また、本発明の配線基板は、絶縁層の表面の算術平均粗さＲａが好ましくは０．１乃至０．４μｍである場合、絶縁層の表面に形成された配線導体のアンカーの深さを有効に抑制することができ、したがって、絶縁層を挟んで上下に位置する配線導体間に十分な間隔を確保することができ、これらの配線導体間で優れた絶縁性を有する配線基板とすることができる。
本発明の配線基板を以下に詳細に説明する。図１は本発明の配線基板を実施するための最良の形態例を示す断面図である。なお、図１は、本発明の配線基板に半導体集積回路素子等の電子部品６を搭載した場合の例を示している。
これらの図において、１は絶縁基板、２は絶縁層、３は配線導体、４および５は貫通導体であり、主にこれらで半導体集積回路素子等の電子部品６が半田バンプ７を介して搭載される本発明の配線基板が構成されている。なお、図１の例では、配線導体３および貫通導体５が形成された絶縁層２を配線導体３および貫通導体４が形成された絶縁基板１の上下面にそれぞれ３層ずつ形成し、さらに最表面にソルダーレジスト層８を形成した例を示している。
絶縁基板１は、例えばガラス繊維を縦横に織り込んだガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂、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等の熱硬化性樹脂を含浸させた絶縁板を必要に応じて複数枚積層して成り、その上下面には配線導体３の一部が銅箔およびその上の銅めっきにより形成されている。また、その上面から下面にかけては、内面に円筒状の貫通導体４が形成されているとともに内部が充填物９により充填された複数の貫通孔が形成されており、上下面の配線導体３同士が貫通導体４により互いに電気的に接続されている。
絶縁基板１は、その厚みが５０乃至８００μｍの板状であり、その厚みが５０μｍ未満であると、配線基板の剛性が低下して反りが発生し易くなる傾向があり、また、８００μｍを超えると配線基板が不要に厚いものとなり、配線基板を軽量化することが困難となる傾向がある。したがって、絶縁基板１の厚みは５０乃至８００μｍであることが好ましい。
また、絶縁基板１は、基板としての物性を損なわない範囲内で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、難燃性を付与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を含有してもよい。
このような絶縁基板１は、ガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させた絶縁板を必要に応じて複数枚積層するとともに上下から加熱しながらプレスして熱硬化させた後、マイクロドリルやレーザ加工により貫通導体４用の貫通孔を穿孔することによって形成される。
なお、絶縁基板１の上下面に形成された配線導体３は、未硬化の絶縁板の表面に銅箔を予め貼着しておくととも絶縁板を硬化させて貫通導体４用の貫通孔を穿孔した後、銅箔の表面に無電解銅めっきおよび電解銅めっきを順次施し、しかる後、その銅箔および銅めっきを所定のパターンにエッチングすることにより形成される。また貫通導体４は、貫通導体４用の貫通孔の内面に無電解銅めっきおよび電解銅めっきを順次被着させることによって形成される。さらに、充填物９は貫通導体４の内部に未硬化の熱硬化性樹脂ペーストを充填した後、熱硬化させることによって形成される。
また、絶縁基板１の上下面に形成された絶縁層２は、その表面に銅めっきから成る配線導体３が被着形成されているとともに、その上面から下面にかけて貫通導体５を形成するための貫通孔が形成されており、貫通孔内には上下の配線導体３同士を電気的に接続するための銅めっきから成る貫通導体５が形成されている。
絶縁層２は、エポキシ樹脂と、粗化液に溶解する、重量平均分子量が１００００乃至５０００００の熱可塑性樹脂と、ガラス転移温度が−６０乃至−２０℃のエラストマと、無機絶縁粉末とを含有し、その表面が粗化液により粗化されている。また、破断伸びが５乃至２０％であり、近赤外線スペクトル分析法によるエポキシ基の開環反応量について未開環反応のエポキシ基の吸光度Ａと水酸基の吸光度Ｂとの比Ａ／Ｂは０．００５乃至０．１３（０．５乃至１３％）である。このような絶縁層２は、例えばエポキシ樹脂と、１００℃以上の温度でエポキシ樹脂に硬化反応を開始させる硬化材と、粗化液に溶解する、重量平均分子量が１００００乃至５０００００の熱可塑性樹脂と、ガラス転移温度が−６０乃至−２０℃のエラストマと、無機絶縁粉末とを含有する未硬化の絶縁層２を絶縁基板１の表面、あるいは下層の絶縁層２の表面に温度が８０乃至１３０℃、圧力が０．５乃至２ＭＰａ、時間が４０乃至９０秒の条件で加熱加圧して貼着するとともに窒素オーブンを用いて７０乃至１３０℃の温度で1次ベークを行ない、引き続き１５０乃至２００℃の温度で２次ベークを行なうことにより半硬化状態に熱処理した後、レーザ加工により貫通導体５用の貫通孔を穿孔し、次にその表面および貫通孔内を粗化液により粗化した後、粗化面に配線導体３および貫通導体５を形成し、しかる後、他の絶縁層２とともに１５０乃至２４０℃の温度で２乃至６時間ベークして完全硬化することにより形成される。
なお、未硬化の絶縁層２に含有される硬化材が１００℃以上の温度でエポキシ樹脂に硬化反応を開始させるものであると、室温付近の温度環境下において未硬化の絶縁層２に良好な保管性が付与される。したがって、未硬化の絶縁層２に含有される硬化材は１００℃以上の温度でエポキシ樹脂に硬化反応を開始させるものであることが好ましい。
このような硬化材としては、好適にはメタフェニレンジアミン（反応開始温度１３０乃至１５０℃）、ジアミノジフェニルメタン（反応開始温度１２０乃至１８０℃）、ジアミノジフェニルスルフォン（反応開始温度１１０乃至２００℃）等の芳香族アミン類、ジシアンジアミド（反応開始温度１６０乃至１８０℃）、２，４−ジアミノ−６−（２−メチル−１−イミダゾリルエチル）−１，３，５−トリアジン（反応開始温度１１０乃至１５０℃）、２，４−ジアミノ−６−（２−ウンデシル−１−イミダゾリルエチル）−１，３，５−トリアジン（反応開始温度１１５乃至１５５℃）等のトリアジン類が用いられる。
なお、反応開始温度が適応すればフェノール系硬化材および硬化促進剤を併用しても良く、例えばフェノール系硬化材として、フェノールノボラック樹脂、オルソクレゾールノボラック樹脂等、また、硬化促進剤として、イミダゾール系化合物、有機スルホン系化合物等の反応開始温度が１００乃至２００℃の硬化材および硬化促進剤を使用しても良い。
ここで、硬化材の添加量が２質量％よりも小さいと絶縁層２を硬化させた場合に絶縁層２が硬化不足となる傾向があり、また、１０質量％を超えると絶縁層２を硬化させた場合に絶縁層２の硬化反応が急激に進んでしまい硬化反応時の収縮で絶縁層２に発生する応力が十分に緩和されないまま硬化されることに起因して絶縁層２内部に残留応力が生じ、絶縁層２が脆くなる危険性がある。したがって、硬化材の添加量はエポキシ樹脂に対して２乃至１０質量％であることがより好ましい。
また、絶縁層２に形成された配線導体３および貫通導体５は、粗化された絶縁層２の表面および貫通孔内に無電解銅めっきおよび銅めっきをセミアディティブ法により順次施した後、所定のパターンにエッチングすることにより形成される。
また、ソルダーレジスト層８は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成り、最表層の絶縁層２および配線導体３の上に紫外線硬化性および熱硬化性を有する感光性樹脂ペーストを塗布するとともに最表層の配線導体３の一部を露出させる開口部を有するように露光および現像した後、紫外線硬化および熱硬化させることによって形成される。
そして、本発明の配線基板によれば、その上面に露出する配線導体３の一部に半田等の導体バンプ７を介して半導体集積回路素子等の電子部品６の電極を電気的に接続した後、電子部品６と配線基板との間にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成るアンダーフィル１０を充填することにより電子部品６が搭載されることとなる。
なお、本発明の配線基板においては、上述したように、絶縁層２がエポキシ樹脂と、粗化液に溶解する、重量平均分子量が１００００乃至５０００００の熱可塑性樹脂と、ガラス転移温度が−６０乃至−２０℃のエラストマと、無機絶縁粉末とを含有し、破断伸びが５乃至２０％であり、近赤外線スペクトル分析法によるエポキシ基の開環反応量について未開環反応のエポキシ基の吸光度Ａと水酸基の吸光度Ｂとの比Ａ／Ｂは０．００５乃至０．１３（０．５乃至１３％）であることが重要である。
本発明の配線基板によれば、絶縁層２に含有されるエポキシ樹脂は分子が比較的熱運動し易く、さらに、エポキシ樹脂の分子の側鎖や末端に水酸基を多く有することから、絶縁層２を複数層形成した場合にエポキシ樹脂の分子が良好に絡み合って絶縁層２間の密着性が良好となり、熱が繰り返し加わったり、高温高湿環境下に曝されたりしたとしても絶縁層２間で剥離して絶縁不良が発生してしまうことはない。
このような絶縁層２に含有されるエポキシ樹脂としては、官能基を３個以上有する多官能エポキシ樹脂２０乃至８０質量％と官能基を２個有する２官能エポキシ樹脂８０乃至２０質量％とから成るエポキシ樹脂を用いることが好ましい。この場合、絶縁層２は多官能エポキシ樹脂による比較的架橋密度が大きく耐熱性や耐薬品性に優れた性質と、２官能エポキシ樹脂による比較的架橋密度が小さく可撓性に優れた性質とを良好に併せ持つことができる。また、絶縁層２が粗化液に浸漬された際に、絶縁層２の表面から所定の深さまで粗化液を十分に浸入させ、絶縁層２の表面で凝集した熱可塑性樹脂を十分に溶解除去することができ、絶縁層２の表面をより良好に粗面化することができる。
なお、多官能エポキシ樹脂としては、フェノールノボラック型エポキシ樹脂やオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート、脂環式エポキシ樹脂等が用いられ、また、２官能エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂やビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂等が用いられる。さらに、これらのエポキシ樹脂に難燃性を付与するために臭素化したエポキシ樹脂を用いることも可能である。
ここで、絶縁層２に含有されるエポキシ樹脂の混合物において、多官能エポキシ樹脂の割合が２０質量％よりも小さい場合、絶縁層２において架橋密度の大きい部分が極端に少なくなって絶縁層２の耐熱性が低下してしまう傾向がある。また、８０質量％を超えると、絶縁層２の架橋密度が大きくなりすぎて絶縁層２が脆くなり耐衝撃性が低下する傾向にある。さらに、２官能エポキシ樹脂の割合が８０質量％を超えると絶縁層２の架橋密度が小さくなるため、絶縁層２を粗化液で粗化する際に粗化液が絶縁層２の表面から深く浸入し、絶縁層２の表面で熱可塑性樹脂が過剰に溶解除去されて絶縁層２の表面の強度が弱くなり、配線基板に繰り返し熱が加わると絶縁層２から配線導体３が絶縁層２の粗化された表面とともに剥離して断線し易くなる傾向がある。また、２０質量％よりも小さい場合、絶縁層２の可撓性が低下し耐衝撃性が低下し易くなる傾向がある。
また、絶縁層２には粗化液に溶解する、重量平均分子量が１００００乃至５０００００の熱可塑性樹脂が含有されることから、絶縁層２を形成する際に絶縁層２の表面に熱可塑性樹脂が無数の微小な凝集粒となって良好に分散した島状構造が形成される。そして、この絶縁層２の表面の熱可塑性樹脂を粗化液で選択的に溶解除去することにより、絶縁層２の表面に十分な凹凸を有する粗化面を形成することができ、その結果、絶縁層２の表面に配線導体３を形成した場合に十分なアンカー効果が得られ、絶縁層２と配線導体３との密着性を良好なものとすることができる。したがって、熱が繰り返し加わったとしても両者間が剥離して配線導体３が断線してしまうということもない。
このような熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタラート（ＰＢＴ）、アジピン酸アルキルエステル等のポリエステル類、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート等のアクリル酸エステル類が好適に用いられる。
ここで、熱可塑性樹脂の重量平均分子量が１００００よりも小さいと、絶縁層２の表面に形成される島状構造における熱可塑性樹脂から成る凝集粒の直径が極端に小さくなって、粗化された後の絶縁層２の表面の凹凸が不十分なものとなってしまう傾向がある。また、熱可塑性樹脂の重量平均分子量が５０００００よりも大きいと、絶縁層２を熱硬化させる際に熱可塑性樹脂の熱運動が抑制されてしまい、絶縁層２の表面に熱可塑性樹脂から成る凝集粒が分散した島状構造を形成するために長時間を要し生産性が低下してしまう。
さらに、絶縁層２に含有される熱可塑性樹脂は、そのガラス転移温度が７０乃至１４０℃であることが好ましい。この場合、絶縁層２を形成する際に、熱可塑性樹脂の流動に起因する絶縁層２の厚みばらつきを低減することができ、より寸法安定性に優れた配線基板とすることができる。ここで、絶縁層２に含有される熱可塑性樹脂のガラス転移温度が７０℃よりも低い場合、絶縁層２を熱硬化させる際に、絶縁層２の流動性が極端に大きくなって絶縁層２の表面の配線導体３に位置ずれが発生してしまう危険性が大きくなる。また、１４０℃を超えると、絶縁層２を形成する際に熱可塑性樹脂に起因した絶縁層２の流動性が不十分となり絶縁層２表面の平坦性が低下してしまう傾向がある。
なお、絶縁層２の表面に熱可塑性樹脂の微小で均一な径の凝集粒が良好に分散した島状構造を形成するには、例えば絶縁基板１の表面や、あるいは、絶縁基板１の上下面に形成した絶縁層２の表面に、未硬化の絶縁層２を形成した後、温度が８０乃至１３０℃、圧力が０．５乃至２ＭＰａ、時間が４０乃至９０秒の条件で加熱プレスを行ない、さらに、窒素オーブンを用いて７０乃至１３０℃の温度で1次ベークを行ない、引き続き１５０乃至２００℃の温度で２次ベークを行なうことが良い。
そして、上記の条件で形成された絶縁層２の表面を粗化するためには、例えば次に示す方法が好適に採用される。まず、グリコールエーテル等の有機溶剤を約１０％と水酸化ナトリウム等のアルカリを約１％とを含んだ溶液を調製し、この溶液中に絶縁層２を５分程度浸漬し絶縁層２の表面を十分に膨潤させる。次に、この表面が膨潤した絶縁層２を過マンガン酸塩類やクロム酸塩類の水溶液から成る粗化液、例えば濃度が約１０％の過マンガン酸カリウム溶液に１０分程度浸漬することにより、絶縁層２の表面の熱可塑性樹脂を溶解除去する。しかる後、表面の熱可塑性樹脂が除去された絶縁層２を濃度が約５％の硫酸水溶液に５分程度浸漬して絶縁層２の表面を還元する。このようにして、絶縁層２の表面の粗化を行なうことができる。なお、粗化液としては、クロム酸塩類は毒性を有するために、一般的には過マンガン酸塩類が使用され、好適には酸化数が大きく酸化力の強い過マンガン酸カリウムが使用される。
また、絶縁層２は、その表面の算術平均粗さＲａが０．１乃至０．４μｍであることが好ましい。この場合、絶縁層２の表面に形成された配線導体３のアンカーの深さを有効に抑制することができ、したがって、絶縁層２を挟んで上下に位置する配線導体３間で十分な距離を確保することができることから、これらの配線導体３間でより優れた絶縁性を有する配線基板とすることができる。なお、絶縁層２の表面に形成された配線導体３のアンカーの深さは、上述の過マンガン酸塩類等の酸化剤約１０％溶液から成る粗化液中に配線基板の表面に形成された絶縁層２を浸漬する時間と相関関係にあり、この時間を適宜調整することにより所望のアンカーの深さとすることができる。
また、絶縁層２にはガラス転移温度が−６０乃至−２０℃のエラストマが含有されることから、絶縁層２は可撓性が優れ、クラックが発生しにくい。
ここで、絶縁層２に含有されるエラストマのガラス転移温度が−６０℃よりも低いと、室温環境下において未硬化の絶縁層２のべとつきが大きくなってしまい、例えば絶縁基板１の表面や、あるいは、絶縁基板１の上下面に形成された絶縁層２の表面に、未硬化の絶縁層２を形成する際の取り扱いが困難となる傾向がある。また、−２０℃よりも高いと室温環境下においてエラストマの弾性率が大きくなることから絶縁層２の可撓性が低下してしまい、特に配線基板が高温高湿環境下に長時間曝された直後に急激に熱が加わった場合には、絶縁層２と配線導体３との界面を起点した絶縁層２内部に進展するクラックが生じ易くなる傾向がある。
なお、このようなエラストマとしては、好ましくは、アクリルゴム（ＡＣＭ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエン−スチレントリブロックエラストマ（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレントリブロックエラストマ（ＳＩＳ）等が用いられる。
さらに、絶縁層２には無機絶縁粉末が含有されることから、絶縁層２の熱膨張係数が小さなものとなり、配線導体３との間の熱応力が小さくなる。
なお、特に絶縁層２の熱膨張係数を調整するため、および／または絶縁層２の機械的強度を向上させるという観点からは、無機絶縁粉末として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が好適に用いられる。
また、無機絶縁粉末の表面はカップリング処理されたものであることが好ましく、この場合、無機絶縁粉末の表面に疎水性を有する官能基が形成されることにより、無機絶縁粉末の表面が絶縁層２のエポキシ樹脂と濡れやすくなって無機絶縁粉末とエポキシ樹脂とが強固に密着し、その結果、後述するように、絶縁層２に配線導体３およびビアホール導体５を形成し、また、絶縁層２を複数層形成して配線基板を製作する際に、無機絶縁粉末が絶縁層２の流動性を抑制することから、絶縁層２を熱硬化させる際に、絶縁層２の上下面に平行な方向（層方向）における貫通導体５の直径のばらつき、さらには絶縁層２の厚みばらつきをも低減することができ、寸法安定性に優れた配線基板とすることができる。なお、このようなカップリング処理としては、シラン系カップリング処理やチタネート系カップリング処理等が好適に用いられる。
さらに、絶縁層２に含有される無機絶縁粉末は、その平均粒子径が０．１乃至２．８μｍであるとともに、絶縁層２に１０乃至７０体積％含有されていることが好ましい。この場合、絶縁層２に配線導体３および貫通導体５を形成し、さらに絶縁層２を熱硬化させる際に無機絶縁粉末が絶縁層２の流動性を良好に抑制することから、絶縁層２の上下面に平行な方向（層方向）における貫通導体５の位置ずれや貫通導体５の直径のばらつき、さらには絶縁層２の厚みばらつきをも低減することができ、より寸法安定性に優れた配線基板とすることができる。
ここで、無機絶縁粉末の粒子径が０．１μｍ未満の場合、絶縁層２における無機絶縁粉末の分散性が低下し、絶縁層２の熱膨張係数を均一にすることが困難となる傾向がある。また、２．８μｍを超えると、絶縁層２の表面の平坦性が低下する傾向があり、配線導体３のパターンが特に微細なものである場合、配線導体３の厚みばらつきが大きくなる危険性がある。さらに、無機絶縁粉末の含有量が１０体積％未満であると、絶縁層２を熱硬化させる際の流動性を抑制することが困難となり、絶縁層２の層方向における貫通導体５の位置ずれや貫通導体５の直径のばらつき、さらには絶縁層２の厚みばらつきが大きくなる傾向がある。また、７０体積％を超えると、絶縁層２と配線導体３との良好な密着が無機絶縁粉末により阻害される傾向にあり、その結果、例えば半田リフロー時に絶縁層２同士の界面や絶縁層２と配線導体３との界面で剥離し易くなる危険性がある。
さらに、絶縁層２は、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を含有してもよい。
また、絶縁層２は近赤外線スペクトル分析法によるエポキシ基の開環反応量について未開環反応のエポキシ基の吸光度Ａと水酸基の吸光度Ｂとの比Ａ／Ｂが０．００５乃至０．１３（０．５乃至１３％）であることから、絶縁層２のエポキシ樹脂が十分に硬化して耐熱性や耐薬品性に優れた性質を有する一方、絶縁層２には一定の割合で未硬化のエポキシ樹脂が存在するため、絶縁層２が粗化液に浸漬された際に、絶縁層２の表面から所定の深さまで粗化液を良好に浸入させることができ、絶縁層２の表面の粗化を容易なものとすることができる。なお、エポキシ基の開環反応量は絶縁層２を形成する際の熱処理の時間と相関関係にあり、したがって、絶縁層２を形成する際の熱処理の時間を適宜調節することにより、絶縁層２における水酸基の吸光度に対する未開環反応のエポキシ基の吸光度の比を所望のものとすることができる。
さらに、絶縁層２は破断伸びが５乃至２０％であることから、特に高温高湿環境下に長時間曝された直後に急激に熱が加わった際に、絶縁層２と配線導体３との熱膨張係数の差に起因する応力により絶縁層２に大きな歪が生じたとしても、絶縁層２と配線導体３との界面を起点とする絶縁層２内部に進展するクラックの発生を抑制することができ、その結果、絶縁層２を挟んで上下に位置する配線導体３間で絶縁性が低下してしまうこともない。
なお、絶縁層２の破断伸びが５％よりも小さいと、配線基板が高温高湿環境下に長時間曝された直後に急激に熱が加わった際に、絶縁層２と配線導体３との熱膨張係数の差に起因する応力により絶縁層２に大きな歪が生じ、絶縁層２と配線導体３との界面を起点とする絶縁層２内部に進展するクラックが発生し易くなる傾向がある。また、２０％よりも大きいと、絶縁層２の架橋密度が小さくなりすぎて絶縁層２の耐熱性や耐薬品性が低下してしまう傾向にある。したがって、絶縁層２の破断伸びは５乃至２０％の範囲がよい。ここで、絶縁層２の破断伸びはエラストマの含有量によって調整が可能であり、例えばエラストマの含有率が多いほど破断伸びが大きくなる。ところでここでいう絶縁層２の破断伸びとは、絶縁層２のみを厚さ数１０μｍで幅５ｍｍ、長さ５０ｍｍのフィルム状に成形し、配線基板を製作する場合と同じ熱履歴で硬化させた後、１２５℃の窒素雰囲気中に２４時間放置し、次に、温度が３０℃で湿度が６０％の高温高湿環境下に１９２時間放置して吸湿させ、しかる後、１ｍｍ／分の速度で破断するまで引張り試験を行なったときのフィルムの伸び率を指す。
かくして、本発明の配線基板によれば、高温高湿環境下に曝された場合にも、絶縁層２を挟んで上下に位置する配線導体３の間でマイグレーションが生じ絶縁性が低下したり、あるいは、絶縁層２と配線導体３との界面で剥離して配線導体３が断線したりしてしまうということもなく、さらに、高温高湿環境下に長時間曝された直後に急激に熱が加わった場合においても、絶縁層２と配線導体３との界面を基点とした絶縁層２内部に進展するクラックが生じることもなく、配線導体３の導通信頼性および絶縁信頼性に優れた配線基板を提供することができる。
なお、本発明の配線基板は上述の実施の形態例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施しても何等差し支えない。例えば、上述の実施の形態では絶縁層２を絶縁基板１の上下面にそれぞれ３層ずつ積層して配線基板を製作したが、１層や２層または４層以上の絶縁層２を絶縁基板１の上下面に積層して配線基板を製作してもよく、あるいは、絶縁基板１の片側面のみに１層以上の絶縁層２を積層して配線基板を製作してもよい。また、絶縁基板１を、液晶ポリマー層の上下面に熱硬化性樹脂と無機絶縁粉末とから成る被覆層を積層した複合樹脂材料や酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体等のセラミックス材料から形成してもよい。
エポキシ樹脂として、多官能エポキシ樹脂であるクレゾールノボラック型エポキシ樹脂を６０質量％、２官能エポキシ樹脂である液状ビスフェノールＡ型エポキシ２０質量％，臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ２０質量％の混合物を用い、エポキシ樹脂１００質量％に対し硬化材として２，４−ジアミノ−６−（２−メチル−１−イミダゾリルエチル）−１，３，５−トリアジンを４質量％、熱可塑性樹脂として重量平均分子量３０００００のアジピン酸プロピオンエステルを２０質量％、エラストマとしてガラス転移温度が−３７℃のアクリルゴムを含有量が１２質量％となるように調製した。さらに、この樹脂混合物に対して無機絶縁粉末として平均粒子径が１．２μｍの球状溶融シリカを４０体積％、溶剤としてメチルエチルケトン（ＭＥＫ）とジメチルフタレート（ＤＭＰ）を添加し１時間混合してワニスを準備した。
このワニスをポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）フィルム上にドクターブレード法により塗布し、しかる後、これを温度が４０℃、時間が３５分の条件で乾燥を行ない、ＰＥＴフィルム上に厚さ４０μｍの未硬化の樹脂層を形成した。
次に、上記未硬化の絶縁層を形成したＰＥＴフィルムを所定の大きさに切断するとともに、ガラスクロスにビスマレイミドトリアジン樹脂を含浸させて成る絶縁基板の上下面に真空ラミネータを用いて積層し、ＰＥＴフィルムを剥離した後、温度が９０℃、圧力が１．２ＭＰａ、時間が６０秒の条件で加熱プレスを行ない、近赤外線スペクトル分析法によるエポキシ基の開環反応量について未開環反応のエポキシ基の吸光度Ａと水酸基の吸光度Ｂとの比Ａ／Ｂを調節するため、窒素オーブンを用いて温度が１７５℃の条件でそれぞれ適宜時間だけベークすることにより未硬化の絶縁層を半硬化状態に硬化させ、さらに、絶縁層の表面に熱可塑性樹脂の微小な凝集粒が分散した島状構造を形成させた。
さらに、この絶縁層に、ＵＶ−ＹＡＧレーザにより直径が５０μｍの貫通孔を所定の配列で形成した後、グリコールエステルを１０％と水酸化ナトリウムを約１％含んだ溶液中に５分浸漬させて絶縁層の表面を膨潤させるとともに、過マンガン酸カリウムの１０％溶液から成る粗化液中に１０分浸漬して絶縁層の表面に分散した熱可塑性樹脂の凝集粒を溶解除去し、しかる後、５％の硫酸水溶液に５分浸漬し絶縁層の表面を還元することで粗面化させた。しかる後、公知のセミアディティブ法により絶縁層の表面に配線導体および貫通孔の内部に貫通導体を形成した。さらに、これらの工程を２回繰り返し、最後に温度が１８０℃で３時間ベークすることにより絶縁層を完全硬化させ絶縁層における近赤外線スペクトル分析法によるエポキシ基の開環反応量について未開環反応のエポキシ基の吸光度Ａと水酸基の吸光度Ｂとの比Ａ／Ｂがそれぞれ異なるテスト基板を得た（試料Ｎｏ．１乃至７）。
なお、これらのテスト基板において、直径が４０００μｍの円形の導体パターンをテスト基板内に絶縁層を挟んで対向するように形成し、テスト基板を温度が１３０℃、相対湿度が８５％の条件で、印加電圧５．５Ｖの高温バイアス試験を行ない、バイアス試験前、および１６８時間経過後ならびに２４０時間経過後の円形の導体パターン間の絶縁抵抗を測定し、試験前後の絶縁抵抗の変化量を比較することにより絶縁信頼性を評価した。なお、円形の導体パターンで挟んだ絶縁層は絶縁基板から２番目の絶縁層とし、導体パターンの上下面は絶縁層と接するようにした。また、絶縁信頼性の良否の判断は、絶縁抵抗が１．０×１０８Ω以上を良、１．０×１０８Ω未満を不良と判断した。表１にこれらの評価結果を示す。なお、表１では比Ａ／Ｂは％で表示している。
Figure 2005243862
表１から、絶縁層における近赤外線スペクトル分析法によるエポキシ基の開環反応量について未開環反応のエポキシ基の吸光度Ａと水酸基の吸光度Ｂとの比Ａ／Ｂが０．５％未満のテスト基板（試料Ｎｏ．１）および吸光度の比Ａ／Ｂが１３％を超えるテスト基板（試料Ｎｏ．７）では、高温バイアス試験１６８時間後の絶縁抵抗は良好であるものの、２４０時間後では絶縁抵抗が８．４×１０７Ω以下と劣化する傾向にあることがわかった。
それらに対し、吸光度の比が０．５乃至１３％である本発明のテスト基板（試料Ｎｏ．２乃至６）では、高温バイアス試験２４０時間後でも絶縁抵抗が１．４×１０８Ω以上と大きく、絶縁信頼性において特に優れていることがわかった。
また、絶縁層のエポキシ樹脂に対するエラストマの含有量を種々の値になるように変更した以外は、実施例１用のテスト基板の試料Ｎｏ．４と同様の方法により実施例２用のテスト基板を製作した（試料Ｎｏ．８乃至１２）。
これらの実施例２用のテスト基板を、窒素オーブンを用いて温度が１２５℃で２４時間の脱水処理を施した後、温度が３０℃、相対湿度が６０％、印加電圧が５．５Ｖの条件で１９２時間の高温高湿環境下に保管した直後に、２６０℃の半田リフロー試験を所定の回数だけ行ない、テスト基板の外観観察と、上記円形の導体パターン間の絶縁抵抗を測定することにより絶縁信頼性と密着性の評価を行なった。なお、半田リフロー試験を所定の回数だけ繰り返した時点で、テスト基板において円形の導体パターンと絶縁層との界面における剥がれに起因したフクレが発生した場合を密着性の不良と判断した。また、絶縁信頼性の良否の判断は、絶縁抵抗が１．０×１０８Ω以上を良、１．０×１０８Ω未満を不良とした。
また、絶縁層の破断伸びを評価するために、上記実施例２の各試料用に調整したワニスをＰＥＴフィルム上に厚み６５μｍになるようにドクターブレード法により塗布し、温度が４０℃で時間が３５分の上記と同じ条件で乾燥を行ない、このシートを温度が９０℃、圧力が１．２ＭＰａ、時間が６０秒の条件で加熱プレスを行ない、長さが５０ｍｍで幅が５ｍｍの短冊形状に切り出しＰＥＴフィルムを剥がしたうえで、窒素オーブンを用いて温度が１７５℃の条件で実施例１用のテスト基板の試料Ｎｏ．４における絶縁層と同様の時間だけベークした。引き続き、これらのサンプルを温度が１８０℃で３時間ベークすることにより完全硬化させ、さらに、窒素オーブンを用いてサンプルを温度が１２５℃で２４時間の脱水処理を施した後、温度が３０℃、相対湿度が６０％の条件で１９２時間の高温高湿環境下で保管を行ない、破断伸びを評価するためのサンプルとし、これらのサンプルを１ｍｍ／分の速度で破断するまで引張り試験を行なった。表２にこれらの評価結果を示す。
Figure 2005243862
表２より、エラストマの含有量が３質量％のテスト基板（試料Ｎｏ．８）では、半田リフロー試験を３回繰り返してもテスト基板の外観に変化はなかったが、５回繰り返した時点で、テスト基板において円形の導体パターンと絶縁層との界面での剥がれに起因したフクレが発生し、密着性にやや劣る傾向があった。このときの破断伸びは２％であった。
また、エラストマの含有量が２６質量％のテスト基板（試料Ｎｏ．１２）では、半田リフロー試験を５回繰り返しても外観に変化はなかったものの、絶縁抵抗が６．６×１０７Ωと低下する傾向にあることがわかった。このときの破断伸びは２８％であった。
それらに対し、エラストマの含有量が８乃至１９重量％（このときの破断伸びは５乃至２０％）である本発明のテスト基板（試料Ｎｏ．９乃至１１）では、半田リフロー試験を５回繰り返した時点でもテスト基板の外観に変化はなく、また、絶縁抵抗も１．７×１０８Ω以上と大きく、密着性および絶縁性において特に優れていることがわかった。
絶縁層において粗化液に溶解する熱可塑性樹脂の重量平均分子量を種々の値になるように変更した以外は、実施例１用のテスト基板の試料Ｎｏ．４と同様の方法により実施例４用のテスト基板を製作した（試料Ｎｏ．１３乃至１８）。
なお、これらのテスト基板において、幅が１０ｍｍで長さが１５０ｍｍの短冊形状の導体パターンをテスト基板の上下面に形成し、テスト基板を温度が１３０℃、相対湿度が８５％の条件で１６８時間だけ高温高湿環境下で保管を行なった上で、１ｍｍ／秒の速度で長さ方向に導体パターンのピール強度を測定することにより絶縁層と配線導体との密着性を評価した。密着性の良否の判断は、ピール強度が７Ｎ／ｃｍ以上を良、７Ｎ／ｃｍ未満を不良と判断した。表３にこれらの評価結果を示す。
Figure 2005243862
表３より、絶縁層の粗化液に溶解する熱可塑性樹脂の重量平均分子量が８５００のテスト基板（試料Ｎｏ．１３）および重量平均分子量が５０００００のテスト基板（試料Ｎｏ．１８）では、ピール強度が６．６Ｎ／ｃｍ以下と小さく、絶縁層と配線導体との密着性にやや劣る傾向にあることがわかった。
それらに対し、熱可塑性樹脂の重量平均分子量が１００００乃至５０００００である本発明のテスト基板（試料Ｎｏ．１４乃至１７）では、ピール強度が７．３Ｎ／ｃｍ以上と大きく、絶縁層と配線導体との密着性において優れていることがわかった。
未硬化の絶縁層におけるエラストマのガラス転移温度を種々の値になるように変更した以外は、実施例１用のテスト基板の試料Ｎｏ．４用の絶縁層と同様の方法により実施例４用の未硬化の絶縁層を製作した（試料Ｎｏ．１９乃至２３）。
これらの未硬化の絶縁層を室温付近の温度環境下に２４時間保管した後、配線導体およびビアホール導体が形成された下層の絶縁層上に真空ラミネータを用いて積層した後の積層状態を観察することにより可撓性および加工性を評価した。可撓性の良否の判断は、配線基板の上下面に積層後の未硬化の絶縁層の内部にクラックが観察されることなく、さらに、積層後の未硬化の絶縁層の端面から樹脂がはみ出してべとつきがなく良好に積層されている場合を良、それ以外を不良と判断した。表４にこれらの評価結果を示す。
Figure 2005243862
表４より、エラストマのガラス転移温度が−６０℃未満の絶縁層（試料Ｎｏ．１９）では、配線基板に積層後の未硬化の絶縁層の内部にクラックは観察されなかったが、端面から樹脂がはみ出してべとつきが生じて異物を付着しやすくなる傾向があり、加工性にやや劣る傾向にあることがわかった。
また、エラストマのガラス転移温度が−２０℃を超える絶縁層（試料Ｎｏ．２３）では、配線基板に積層後の未硬化の絶縁層の端面から樹脂がはみ出してべとつきが生じることはないものの、絶縁層の内部にクラックが観察され、可撓性にやや劣る傾向にあることがわかった。
それらに対し、エラストマのガラス転移温度が−６０乃至−２０℃である本発明の絶縁層（試料Ｎｏ．１８乃至２２）では、配線基板に積層後の未硬化の絶縁層の内部にクラックが観察されることはなく、さらに、これら絶縁層の端面から樹脂がはみ出してべとつきが生じることはなく、可撓性および加工性において特に優れていることがわかった。
絶縁層におけるエポキシ樹脂を、多官能エポキシ樹脂と２官能エポキシ樹脂とを種々の割合になるように変更した以外は、実施例１用のテスト基板の試料Ｎｏ．４と同様の方法により実施例５用のテスト基板を製作した（試料Ｎｏ．２４乃至２９）。
なお、実施例５用のテスト基板は、その内部の絶縁基板から２番面の絶縁層を挟んで上下に位置する配線導体と、これら配線導体を電気的に接続する貫通導体とでジグザク回路を形成したものとした。これらのテスト基板を用いて、温度−５５℃の条件で３０分（室温から−５５℃までの冷却時間が５分、−５５℃に保持する時間が２０分、−５５℃から室温までの昇温時間が５分）、１２５℃の条件で３０分（室温から１２５℃までの昇温時間が５分、１２５℃に保持する時間が２０分、１２５℃から室温までの冷却時間が５分）を１サイクルとする温度サイクル試験を行ない、試験前に対する試験後の導通抵抗の変化率により導通信頼性の評価を行なった。導通信頼性の良否の判断は、導通抵抗の試験前に対する変化率が１５％未満を良、１５％以上を不良とした。その結果を表５に示す。
Figure 2005243862
表５より、多官能エポキシ樹脂の割合が８０重量％を超えるテスト基板（試料Ｎｏ．２４）および、多官能エポキシ樹脂の割合が２０重量％未満のテスト基板（試料Ｎｏ．２９）では、温度サイクル試験１０００サイクル後での導通抵抗は変化率が１３％以下であるが、１５００サイクル後で導通抵抗は変化率が１８％以上と大きく、導通信頼性にやや劣る傾向があることがわかった。
それらに対して、多官能エポキシ樹脂の割合が２０乃至８０重量％のテスト基板（試料Ｎｏ．２５乃至２８）では、いずれも温度サイクル試験１０００サイクル後での導通抵抗の変化率は１０％以下であり、さらに、１５００サイクル後でも導通抵抗の変化率は１４％以下となり、導通信頼性において特に優れていることがわかった。
絶縁層における球状溶融シリカの平均粒子径と含有量を種々の値となるように変更した以外は、実施例１用のテスト基板の試料Ｎｏ．４と同様の方法により実施例６用のテスト基板を製作した（試料Ｎｏ．３０乃至４０）。
なお、これらのテスト基板を温度２６０℃および２８０℃の半田浴に２０秒間浸漬し、これを５回または１０回繰り返した後、テスト基板の外観を観察することにより密着性の評価を行なった。表６にそれらの結果を示す。
Figure 2005243862
表６より、絶縁層における球状溶融シリカの平均粒子径が０．１μｍ未満のテスト基板（試料Ｎｏ．３０）および、２．８μｍを超えるテスト基板（試料Ｎｏ．４０）では、温度が２６０℃の半田浴への浸漬を５回繰り返してもテスト基板の外観に変化はなかったが、浸漬を１０回繰り返した時点で、絶縁層と配線導体との界面が剥がれてフクレが発生し、密着性にやや劣る傾向があることがわかった。
また、絶縁層における球状溶融シリカの平均粒子径は０．１乃至２．８μｍであるが、含有量が１０体積％未満のテスト基板（試料Ｎｏ．３３）および７０体積％を超えるテスト基板（試料Ｎｏ．３８）では、温度が２８０℃の半田浴への浸漬を５回繰り返してもテスト基板の外観に変化は無かったが、温度が２８０℃の半田浴への浸漬を１０回繰り返した時点で、絶縁層と配線導体との界面が剥がれてフクレが発生し、密着性にやや不十分な傾向にあることがわかった。
それらに対して、絶縁層における球状溶融シリカの平均粒子径が０．１乃至２．８μｍであるとともに、その含有量が１０乃至７０体積％であるテスト基板（試料Ｎｏ．３１，３２，３４乃至３７，３９）では、温度が２８０℃の半田浴への浸漬を１０回繰り返してもテスト基板の外観に変化は無く、密着性において特に優れていることがわかった。
絶縁層の表面における算術平均粗さＲａを種々の値になるように変更した以外は、実施例１用のテスト基板の試料Ｎｏ．４と同様の方法により実施例７用のテスト基板を製作した（試料Ｎｏ．４１乃至４５）。
なお、これらのテスト基板において、上記実施例１と同様に円形の導体パターンを形成するとともに、上記実施例４と同様に短冊形状の導体パターンを形成し、窒素オーブンを用いて温度が１２５℃で２４時間の脱水処理を施した後、温度が３０℃、相対湿度が６０％で、さらに円形の導体パターンには印加電圧が５．５Ｖの電圧を印加し、１９２時間の高温高湿環境下に保管した直後に２６０℃の半田リフロー試験を所定の回数だけ行ない、円形の導体パターン間における絶縁抵抗の測定と、短冊形状の導体パターンのピール強度の測定を行なった。絶縁信頼性の良否の判断は、半田リフロー試験を所定の５回繰り返した時点で、円形の導体パターン間の絶縁抵抗が１．０×１０８Ω以上を良、１．０×１０８Ω未満を不良とした。また、密着性の良否の判断は、半田リフロー試験を５回繰り返した時点で、ピール強度が７Ｎ／ｃｍ以上を良、７Ｎ／ｃｍ未満を不良と判断した。表７にそれらの結果を示す。
Figure 2005243862
表７より、絶縁層の表面における算術平均粗さＲａが０．１μｍ未満のテスト基板（試料Ｎｏ．４１）では、半田リフロー試験を５回繰り返した時点ではピール強度が７．２Ｎ／ｃｍと大きいものの、半田リフロー試験を７回繰り返した時点ではピール強度が６．５Ｎ／ｃｍと低下し、密着性にやや劣る傾向があることがわかった。
また、絶縁層の表面における算術平均粗さＲａが０．４μｍを超えるテスト基板（試料Ｎｏ．４５）では、半田リフロー試験を５回繰り返した時点では絶縁抵抗が５．７×１０８Ωと大きいものの、半田リフロー試験を７回繰り返した時点では絶縁抵抗が６．２×１０７Ωと低下し、絶縁信頼性がやや不十分である傾向にあることがわかった。
それらに対して、絶縁層の表面における算術平均粗さＲａが０．１乃至０．４μｍであるテスト基板（試料Ｎｏ．４２乃至４４）では、半田リフロー試験を７回繰り返した時点でもピール強度が７．１Ｎ／ｃｍ以上と大きく、また、絶縁抵抗が１．８×１０８Ω以上と大きく、密着性および絶縁信頼性において特に優れていることがわかった。
本発明の配線基板を実施するための最良の形態の例を示す断面図である。
符号の説明
１：絶縁基板
２：絶縁層
３：配線導体
５：貫通導体

Claims (4)

  1. エポキシ樹脂と、粗化液に溶解する、重量平均分子量が１００００乃至５０００００の熱可塑性樹脂と、ガラス転移温度が−６０乃至−２０℃のエラストマと、無機絶縁粉末とを含有しており、破断伸びが５乃至２０％であり、近赤外線スペクトル分析法によるエポキシ基の開環反応量について未開環反応の前記エポキシ基の吸光度Ａと水酸基の吸光度Ｂとの比Ａ／Ｂが０．００５乃至０．１３である絶縁層と、配線導体とが交互に複数積層されているとともに、前記絶縁層を挟んで上下に位置する前記配線導体同士が前記絶縁層に設けられた貫通導体により電気的に接続されていることを特徴とする配線基板。
  2. 前記エポキシ樹脂は、官能基を３個以上有する多官能エポキシ樹脂を２０乃至８０質量％、官能基を２個有する２官能エポキシ樹脂を８０乃至２０質量％含んでいることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
  3. 前記無機絶縁粉末は、その平均粒子径が０．１乃至２．８μｍであり、前記絶縁層中に１０乃至７０体積％含有されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の配線基板。
  4. 前記絶縁層は、その表面の算術平均粗さＲａが０．１乃至０．４μｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の配線基板。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009088303A (ja) * 2007-09-29 2009-04-23 Sekisui Chem Co Ltd 多層絶縁フィルムと多層プリント配線板の製造方法

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