JP2005307156A - 樹脂組成物、多層配線板および多層配線板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 電気特性・層間絶縁材層のレーザー加工性に優れる樹脂組成物を提供する。
【解決手段】 本発明の紫外線吸収剤としてフラーレンを含んでなる層間絶縁樹脂を用いることにより、通常、乾燥、硬化させる際に、加熱工程を通ることにより、紫外線吸収剤が失活せずに、UVレーザーの加工性をもつ層間絶縁樹脂を得ることができる。前記樹脂組成物から構成される絶縁層を含むことを特徴とする多層配線板。前記樹脂組成物を用いて絶縁層を形成する工程と、回路層を形成する工程と、絶縁層をレーザー照射することにより開孔する工程とを含んでなる多層配線板の製造方法。
【選択図】 図1
【解決手段】 本発明の紫外線吸収剤としてフラーレンを含んでなる層間絶縁樹脂を用いることにより、通常、乾燥、硬化させる際に、加熱工程を通ることにより、紫外線吸収剤が失活せずに、UVレーザーの加工性をもつ層間絶縁樹脂を得ることができる。前記樹脂組成物から構成される絶縁層を含むことを特徴とする多層配線板。前記樹脂組成物を用いて絶縁層を形成する工程と、回路層を形成する工程と、絶縁層をレーザー照射することにより開孔する工程とを含んでなる多層配線板の製造方法。
【選択図】 図1
Description
本発明は、樹脂組成物、多層配線板および多層配線板の製造方法に関するものである。
近年の電子機器の高機能化並びに軽薄短小化の要求に伴い、電子部品の高密度集積化、さらには高密度実装化が進んできている。電子機器の高速伝送化のための課題は、電気信号の劣化である。電気信号の劣化は、導体損失と誘電体損失の和である。特に、層間絶縁材料に起因する誘電体損失は、電気信号周波数の増大に伴い、顕著に増加し、GHz帯においは、電気信号劣化の主要因となる。これらの電子部品において、従来より多層配線板などの絶縁材料として使用されてきたエポキシ樹脂やポリイミド樹脂は、特に、誘電率及び誘電正接の電気特性が不足する場合があり、高速伝送化に対応することが困難である。
そこで、誘電特性に優れ、電子機器において、半導体素子やその他の実装部品を実装するための配線板用の材料として熱可塑性ノルボルネン系樹脂が用いられている(例えば、特許文献1参照。)が、これを、ビルドアップ多層配線板の絶縁層に採用した場合、その製造工程において、絶縁層に層間接続用の微細ビアをレーザーで形成し、ビア内を銅ペーストなどの導電性接着剤で穴埋めし、この導電性接着剤により層間の電気的接続を行い、多層配線板を得るが、レーザー加工において、UVレーザーの紫外線波長域に吸収の少ない樹脂を絶縁層に使用すると、樹脂へのダメージが大きく、絶縁層にクラックが生じたり、絶縁層に形成されたランドのえぐれやクラックを生じる問題点がある。
このような中、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂に紫外線吸収剤を配合してなる樹脂組成物からなる絶縁層を有する多層配線基板が提供されており、例えば、紫外吸収帯が少ない熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂に対し、UV吸収剤を0.1重量%〜0.5重量%で添加することで、レーザー加工すると少ないレーザーショット数でクラック発生を無くすことができるというものである(例えば、特許文献2参照。)。
しかし、この樹脂組成物から得られる絶縁層を、200℃〜250℃で乾燥・硬化する工程を通すと、樹脂組成物中に含まれる紫外線吸収剤が分解・失活して、その機能を失い、レーザー加工時のビアにおいてクラック発生またはビアの形状不良の原因となって絶縁不良を生じてしまう恐れがある。
しかし、この樹脂組成物から得られる絶縁層を、200℃〜250℃で乾燥・硬化する工程を通すと、樹脂組成物中に含まれる紫外線吸収剤が分解・失活して、その機能を失い、レーザー加工時のビアにおいてクラック発生またはビアの形状不良の原因となって絶縁不良を生じてしまう恐れがある。
本発明は、レーザー加工性に優れた樹脂組成物、それを用いた多層配線板および多層配線板の製造方法を提供することを目的とする。
すなわち、本発明は、
1. 環状オレフィン系樹脂と、フラーレンを含んでなる樹脂組成物、
2. 前記フラーレンは、フラーレンC60および/またはフラーレンC70である第1項に記載の樹脂組成物、
3. 前記環状オレフィン系樹脂は、ポリノルボルネンである第1項または第2項に記載の樹脂組成物、
4. 前記環状オレフィン系樹脂は、付加型のポリノルボルネンである第1項ないし第3項のいずれかに記載の樹脂組成物、
5. 前記環状オレフィン系樹脂は、ノルボルネン系単量体の付加重合体である第1項ないし第4項のいずれかに記載の樹脂組成物、
6. 前記環状オレフィン系樹脂は、下記一般式(1)で表される構造を有するものである第1項ないし第5項のいずれかに記載の樹脂組成物、
1. 環状オレフィン系樹脂と、フラーレンを含んでなる樹脂組成物、
2. 前記フラーレンは、フラーレンC60および/またはフラーレンC70である第1項に記載の樹脂組成物、
3. 前記環状オレフィン系樹脂は、ポリノルボルネンである第1項または第2項に記載の樹脂組成物、
4. 前記環状オレフィン系樹脂は、付加型のポリノルボルネンである第1項ないし第3項のいずれかに記載の樹脂組成物、
5. 前記環状オレフィン系樹脂は、ノルボルネン系単量体の付加重合体である第1項ないし第4項のいずれかに記載の樹脂組成物、
6. 前記環状オレフィン系樹脂は、下記一般式(1)で表される構造を有するものである第1項ないし第5項のいずれかに記載の樹脂組成物、
7. 前記環状オレフィン樹脂100重量部に対して、前記フラーレン0.001〜5重量部を含有するものである第1項ないし第6項のいずれかに記載の樹脂組成物、
8. 第1項ないし第7項のいずれかに記載の樹脂組成物から構成される絶縁層を含むことを特徴とする多層配線板、
9. 受動部品を内蔵する第8項に記載の多層配線板、
10. 電源層を内蔵する第8項又は第9項に記載の多層配線板、
11. 前記電源層の絶縁材料が高誘電率有機絶縁材料である第10項に記載の多層配線板、
12. 第1項ないし第7項のいずれかに記載の樹脂組成物を用いて絶縁層を形成する工程と、回路層を形成する工程と、絶縁層をレーザー照射することにより開孔する工程とを含んでなる多層配線板の製造方法、
13. 前記絶縁層を形成する工程は、塗布して形成するものである第12項に記載の多層配線板の製造方法、
14. 前記絶縁層を形成する工程は、前記樹脂組成物を用いて得られたフィルムをラミネートして形成ものである第12項に記載の多層配線板の製造方法、
15. 前記絶縁層を形成する工程におけるフィルムは、金属層付きフィルムである第14項に記載の多層配線板の製造方法、
16. 前記絶縁層を加熱硬化する工程を含む第12項ないし第15項のいずれかに記載の多層配線板の製造方法、
17. 前記絶縁層の表面をプラズマ処理する工程を含む第12項ないし第16項のいずれかに記載の多層配線板の製造方法、
を提供するものである。
8. 第1項ないし第7項のいずれかに記載の樹脂組成物から構成される絶縁層を含むことを特徴とする多層配線板、
9. 受動部品を内蔵する第8項に記載の多層配線板、
10. 電源層を内蔵する第8項又は第9項に記載の多層配線板、
11. 前記電源層の絶縁材料が高誘電率有機絶縁材料である第10項に記載の多層配線板、
12. 第1項ないし第7項のいずれかに記載の樹脂組成物を用いて絶縁層を形成する工程と、回路層を形成する工程と、絶縁層をレーザー照射することにより開孔する工程とを含んでなる多層配線板の製造方法、
13. 前記絶縁層を形成する工程は、塗布して形成するものである第12項に記載の多層配線板の製造方法、
14. 前記絶縁層を形成する工程は、前記樹脂組成物を用いて得られたフィルムをラミネートして形成ものである第12項に記載の多層配線板の製造方法、
15. 前記絶縁層を形成する工程におけるフィルムは、金属層付きフィルムである第14項に記載の多層配線板の製造方法、
16. 前記絶縁層を加熱硬化する工程を含む第12項ないし第15項のいずれかに記載の多層配線板の製造方法、
17. 前記絶縁層の表面をプラズマ処理する工程を含む第12項ないし第16項のいずれかに記載の多層配線板の製造方法、
を提供するものである。
本発明によれば、レーザー加工性に優れ、電気特性、特に誘電特性にも優れた樹脂組成物を提供することができ、該樹脂組成物を絶縁層に用いることにより電気特性に優れる多層配線板を提供することができる。また、層間接続用の銅ポストなどの導体ポストを形成する際の加工性に優れる多層配線板の製造方法を提供することができる。
本発明は、耐熱性のある紫外線吸収剤と熱可塑性樹脂とを含み、電気特性および加工性に優れ、層間絶縁材層を形成した際にレーザー加工性に優れた樹脂組成物を提供するものである。
本発明に用いる環状オレフィン樹脂は、環状オレフィンモノマーとして、例えばシクロヘキセン、シクロオクテン等の単環体、ノルボルネン、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、ジヒドロジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセン、トリシクロペンタジエン、ジヒドロトリシクロペンタジエン、テトラシクロペンタジエン、ジヒドロテトラシクロペンタジエン等の多環体などより重合したものが挙げられる。
このような環状オレフィンモノマーの重合体には、例えば環状オレフィンモノマーの(共)重合体、環状オレフィンモノマ−とα−オレフィン類等の共重合可能な他のモノマ−との共重合体、およびこれらの共重合体の水素添加物等が挙げられる。これらの公知の重合体は、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体等が挙げられる。これら環状オレフィン系樹脂は、公知の重合法により製造することが可能であり、その重合方法には付加重合法と開環重合法とが挙げられる。このうち、ノルボルネン型モノマーを重合(特に、付加(共)重合)することによって得られたポリマーが好ましいが、本発明はなんらこれに限定されるものではない。
このような重合体として、例えば、特開平3−14882号や特開平3−122137号、特開平4−63807号などで公知の樹脂を用いることができ、具体的には、ノルボルネン系単量体の開環重合体、その水素添加物、ノルボルネン系単量体の付加重合体、ノルボルネン単量体とオレフィンの付加重合体、これらの重合体の変性物などが挙げられる。環状オレフィン系樹脂は、周波数がGHz帯において、優れた誘電率、誘電正接を示すものであり、また、特に、付加型のポリノルボルネンは耐熱性にも優れるものであり、中でも、下記一般式(1)で表される構造を有する付加型のポリノルボルネンの化学構造における主鎖骨格は、ガラス転移温度が300℃前後の耐熱性を有し好適である。
前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基およびイソブチル基などの側鎖を有していても良い(C1−C20)アルキル基、前記シクロアルキル基としては、例えば、シクロヘキシル基、シクロペンチル基およびメチルシクロヘキシル基などの(C3−C15)シクロアルキル基、前記アルケニル基としては、例えば、(C3−C10)アルケニル基、前記アルキニル基としては、例えば、エチニル基、プロペニル基、ヘキセイニル基、オクテニル基およびヘプテニル基などの(C2−C20)アルキニル基、前記アルキリデニル基としては、例えば、(C1−C6)アルキリデニル基、前記アリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基、ベンジル基およびフェニルエチニル基などの(C6−C40)アリール基、前記アラルキル基としては、例えば、(C7−C15)アラルキル基、前記アルコキシシリル基としては、例えば、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、トリエトキシシリル基およびトリエトキシシリルエチル基などのアルコキシシリル基、前記エステル基としては、例えば、メチルエステル基、エチルエステル基、n−ブチルエステル基、t−ブチルエステル基およびn−プロピルエステル基などのエステル基、前記(メタ)アクリル基としては、例えば、メタクリロキシメチル基などの(メタ)アクリル基、前記エポキシ基としては、例えば、グリシジルエーテル基などのエポキシ基が挙げられる。
本発明においては、ノルボルネン系単量体の付加重合体であることが好ましく、特に、上記の置換基を有するノルボルネン系単量体を2種以上用いて付加共重合体とすることにより、置換基由来の特性をバランスよく付与することができるので、より好ましい。
そのようなモノマーより得られた重合体の例として、前記一般式(1)で表される構造を有する付加型のポリノルボルネンにおいて、置換基R1、R2、R3、およびR4は、目的に応じて、その置換基の種類と該置換基を有する繰り返し単位の割合を調整することにより、特性を好ましいものとすることができる。例えば、前記一般式(1)において、Xは−CH2−とし、R3およびR4は水素とし、nは0の場合、R1およびR2として、例えば、前記アルキル基を導入した場合、可とう性に優れるポリノルボルネン樹脂フィルムを得ることができるので好ましい。また、トリメトキシシリル基、またはトリエトキシシリル基を導入した場合、銅などの金属との密着性が向上するので好ましい。ただし、トリエトキシシリル基、トリメトキシシリル基の割合が多い場合、ポリノルボルネンの誘電正接が大きくなることがあるため、トリエトキシシリル基、および/またはトリメトキシシリル基を有するノルボルネンの繰り返し単位は、一般式(1)で表されるノルボルネン1分子において、20mol%以下にすることが好ましい。さらに好ましくは10mol%以下である。
そのようなモノマーより得られた重合体の例として、前記一般式(1)で表される構造を有する付加型のポリノルボルネンにおいて、置換基R1、R2、R3、およびR4は、目的に応じて、その置換基の種類と該置換基を有する繰り返し単位の割合を調整することにより、特性を好ましいものとすることができる。例えば、前記一般式(1)において、Xは−CH2−とし、R3およびR4は水素とし、nは0の場合、R1およびR2として、例えば、前記アルキル基を導入した場合、可とう性に優れるポリノルボルネン樹脂フィルムを得ることができるので好ましい。また、トリメトキシシリル基、またはトリエトキシシリル基を導入した場合、銅などの金属との密着性が向上するので好ましい。ただし、トリエトキシシリル基、トリメトキシシリル基の割合が多い場合、ポリノルボルネンの誘電正接が大きくなることがあるため、トリエトキシシリル基、および/またはトリメトキシシリル基を有するノルボルネンの繰り返し単位は、一般式(1)で表されるノルボルネン1分子において、20mol%以下にすることが好ましい。さらに好ましくは10mol%以下である。
中でも、特に、可とう性、密着性および誘電特性が良好な樹脂フィルムを得る上で、一般式(1)において、n−ブチル基を有するノルボルネン90mol%とトリエトシキシシリル基を有するノルボルネン10mol%からなるポリノルボルネン、未置換(置換基が水素原子)ノルボルネン90mol%とトリエトシシリル基を有するノルボルネン10mol%からなるポリノルボルネン、および未置換ノルボルネン75mol%とn−ヘキシル基を有するノルボルネン25mol%からなるポリノルボルネンが好ましい。
また、前記側鎖に、R1およびR2として、トリエトキシシリル基、トリメトキシシリル基の替わりにエポキシ基を有するノルボルネン5〜95モル%、好ましくは、20〜80モル%、さらに好ましくは30〜70%の割合で使用する場合、基材との密着性を向上することができる。
前記環状オレフィン系樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、1,000〜1,000,000が好ましく、特に5,000〜500,000が好ましく、最も10,000〜250,000が好ましい。重量平均分子量(Mw)が前記範囲内であると、耐熱性、成形物表面の平滑性等がバランスに優れる。
前記重量平均分子量は、例えばシクロヘキサン又はトルエンを有機溶剤とするゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)で測定されるポリスチレン換算で評価することができる。
前記重量平均分子量は、例えばシクロヘキサン又はトルエンを有機溶剤とするゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)で測定されるポリスチレン換算で評価することができる。
前記環状オレフィン系樹脂の分子量分布[重量平均分子量:Mwと、数平均分子量:Mnとの比(Mw/Mn)]は、特に限定されないが、5以下が好ましく、特に4以下が好ましく、特に1〜3が好ましい。分子量分布が前記範囲内であると、電気特性に特に優れる。
前記分子量分布を測定する方法としては、例えばシクロヘキサンまたはトルエンを有機溶剤とするGPCで測定することができる。
また、上記方法で重量平均分子量や分子量分布が測定できない環状オレフィン系樹脂の場合には、通常の溶融加工法により樹脂層を形成し得る程度の溶融粘度や重合度を有するものを使用することができる。前記環状オレフィン系樹脂のガラス転移温度は、使用目的に応じて適宜選択できるが、通常50℃以上、好ましくは70℃以上、より好ましくは100℃以上、さらに好ましくは125℃以上である。
前記分子量分布を測定する方法としては、例えばシクロヘキサンまたはトルエンを有機溶剤とするGPCで測定することができる。
また、上記方法で重量平均分子量や分子量分布が測定できない環状オレフィン系樹脂の場合には、通常の溶融加工法により樹脂層を形成し得る程度の溶融粘度や重合度を有するものを使用することができる。前記環状オレフィン系樹脂のガラス転移温度は、使用目的に応じて適宜選択できるが、通常50℃以上、好ましくは70℃以上、より好ましくは100℃以上、さらに好ましくは125℃以上である。
本発明に用いるフラーレンは、紫外線吸収剤として用いられるものであり、例えば、フラーレンC60、フラーレンC70およびフラーレンC82など、また、これらの誘導体が挙げられ、前記フラーレンとしては、フラーレンC60およびフラーレンC70が好ましい。前記誘導体としては、例えば、水素付加フラーレンC60H60、ヒドロキシル付加フラーレンC60H(OH)などが挙げられる。これら誘導体における修飾基は、樹脂組成物におけるフラーレンの分散性を向上させるものであれば限定されない。これらのフラーレンは単独または2種以上で用いることができる。
上記好ましいフラーレンとして、フラーレンC60とフラーレンC70で構成される混合フラーレンを用いても良く、混合フラーレンの比率としては、フラーレンC60を100重量部に対してフラーレンC70を10重量部〜50重量部であることが好ましいが、フラーレンC70の比率が多ければ多いほど、紫外線吸収率が高く、紫外線吸収剤として好ましい。
上記好ましいフラーレンとして、フラーレンC60とフラーレンC70で構成される混合フラーレンを用いても良く、混合フラーレンの比率としては、フラーレンC60を100重量部に対してフラーレンC70を10重量部〜50重量部であることが好ましいが、フラーレンC70の比率が多ければ多いほど、紫外線吸収率が高く、紫外線吸収剤として好ましい。
本発明の樹脂組成物は、環状オレフィン系樹脂100重量部に対してフラーレン0.001重量部〜5重量部を含有することが好ましい。含有量が前記範囲であると、樹脂組成物の誘電率および誘電正接が低く、レーザー加工性にも優れる。
本発明の樹脂組成物は、紫外線吸収剤としての優れた機能を発現させる上で、フラーレンを樹脂組成物中に、均一に分散させることが好ましく、分散時における二次粒径としては1μm以下であることが好ましい。より細かく、均一に分散された樹脂組成物を得るために、フラーレンは、前記フラーレン誘導体を用いることが好ましい。
本発明の樹脂組成物の製造方法としては、例えば、上記成分を溶媒に溶解し、均一に混合して得られるが、その際、フラーレンを直接、環状オレフィン系樹脂溶液に混合させることも可能だが、分散性を向上させるという点で、まず、フラーレンを溶媒に溶解させ、遊星運動攪拌機、スリーワンモーター、超音波ホモジナイザーおよびビーズミルなどの混合機を用いて均一に混合して得られたフラーレン溶液に、環状オレフィン系樹脂溶液を加えて、再び前記混合機により混合することが好ましい。前記溶媒としては、例えば、トルエン、m−キシレン、メシチレン、ピリジン、キノリンおよびN−メチルピロリドン等が挙げられる。これらの中でも、特にメシチレンが好ましい。
本発明の樹脂組成物には、目的に応じて、上記成分以外に、相溶化剤、レベリング剤、消泡剤、界面活性剤、有機フィラー、無機フィラーを添加することができる。
本発明の樹脂組成物は、プリント配線板、多層配線板、半導体装置および液晶表示装置などの用途に好適であるが、例えば、多層配線板の絶縁層に用いる場合、まず、本発明の樹脂組成物のワニスを、回路基板上へ塗布して、塗膜を形成し、塗膜を加熱して乾燥することにより絶縁層とすることができる。前記塗布方法としては、例えば、アプリケータ、バーコータ、ナイフコータ、グラビアコータ、ダイコータ、カーテンコータ、印刷機、真空印刷機およびディスペンサーなどの方法を挙げることができる。前記塗膜の加熱乾燥温度としては、150℃以上220℃以下が好ましく、170℃以上200℃以下がより好ましい。
次に、上記で得た絶縁層に、ビアホールを形成し、ビアホール内にめっきを充填させることで多層配線板の層間を導通させる導体層を形成して、多層配線板用の基板を製造することができる。ビアホールの形成方法としては、例えば、レーザー、プラズマによるドライエッチング、ケミカルエッチング等による方法が挙げられる。レーザーとしては、炭酸ガスレーザー、紫外線レーザーおよびエキシマレーザー等を使用することができる。絶縁層が、より微細なビアホールを形成できる紫外線レーザーを使用することが好ましい。樹脂組成物にフラーレンが含まれているため、紫外線レーザーのエネルギーを吸収し、より形状の良いビアを形成することができるため、ビアの形状異常より発生するクラックの発生を防ぐことができる。
次に、上記で得た絶縁層に、ビアホールを形成し、ビアホール内にめっきを充填させることで多層配線板の層間を導通させる導体層を形成して、多層配線板用の基板を製造することができる。ビアホールの形成方法としては、例えば、レーザー、プラズマによるドライエッチング、ケミカルエッチング等による方法が挙げられる。レーザーとしては、炭酸ガスレーザー、紫外線レーザーおよびエキシマレーザー等を使用することができる。絶縁層が、より微細なビアホールを形成できる紫外線レーザーを使用することが好ましい。樹脂組成物にフラーレンが含まれているため、紫外線レーザーのエネルギーを吸収し、より形状の良いビアを形成することができるため、ビアの形状異常より発生するクラックの発生を防ぐことができる。
以下、図面を参照して、本発明の多層配線板について、具体的に説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。
図1は、本発明の実施形態である多層配線板の製造方法の一例を説明するための図で、図1(d)は得られる多層配線板の構造を示す断面図である。
まず、コア基板として、FR−4の両面金属箔(銅箔)付き絶縁基板103にドリル機で開孔して開孔部102を設けた後、無電解めっきにより、開孔部102にめっきを行い、前記絶縁基板の両面の金属箔間の導通を図り、次いで、前記金属箔をエッチングすることにより導体回路層101を形成する(図1(a))。導体回路層101の材質としては、この製造方法に適するものであれば、どのようなものでも良いが、導体回路の形成においてエッチングや剥離などの方法により除去可能であることが好ましく、前記エッチングにおいては、これに使用される薬液などに耐性を有するものが好ましい。そのような導体回路層101の材質としては、例えば、銅、銅合金、42合金およびニッケル等が挙げられる。特に、銅箔、銅板および銅合金板は、電解めっき品や圧延品を選択できるだけでなく、様々な厚みのものを容易に入手できるため、導体回路層101として使用するのに好ましい。
まず、コア基板として、FR−4の両面金属箔(銅箔)付き絶縁基板103にドリル機で開孔して開孔部102を設けた後、無電解めっきにより、開孔部102にめっきを行い、前記絶縁基板の両面の金属箔間の導通を図り、次いで、前記金属箔をエッチングすることにより導体回路層101を形成する(図1(a))。導体回路層101の材質としては、この製造方法に適するものであれば、どのようなものでも良いが、導体回路の形成においてエッチングや剥離などの方法により除去可能であることが好ましく、前記エッチングにおいては、これに使用される薬液などに耐性を有するものが好ましい。そのような導体回路層101の材質としては、例えば、銅、銅合金、42合金およびニッケル等が挙げられる。特に、銅箔、銅板および銅合金板は、電解めっき品や圧延品を選択できるだけでなく、様々な厚みのものを容易に入手できるため、導体回路層101として使用するのに好ましい。
次に、導体回路層101上に、上記樹脂組成物を用いて、絶縁層104を形成する(図1(b))。絶縁層104を形成する方法としては、塗布法やフィルム積層法などが挙げられ、前記塗布法としては、例えば、カーテンコータ、バーコータ、コンマコータ、ナイフコータ、グラビアコータ、ダイコータ、スピンコータ、印刷機、真空印刷機およびディスペンサーなどの装置を用いて、上記樹脂組成物を、絶縁層を形成する面に塗布して、塗膜を形成し、該塗膜を、乾燥機、窒素乾燥機、真空乾燥機などを用いて、乾燥・硬化して、絶縁層を形成する方法が挙げられる。前記フィルム積層方法としては、上記樹脂組成物を用いてポリエステルフィルムなどの基材の上に、上記同様にして塗膜を形成し、これを、乾燥して支持基材付きフィルム(絶縁膜)を作製し、これを、絶縁層を形成する面に、真空プレス、常圧ラミネーター、真空ラミネータ−およびベクレル式積層装置等を用いてフィルムを積層して絶縁層を形成する方法が挙げられ、また、ポリエステルフィルムなどの樹脂基材に替えて、金属基材の上に、上記同様にして絶縁膜を形成し、金属層付きフィルム(絶縁膜)を作製し、これを積層して絶縁層を形成する方法などが挙げられる。前記金属層付きフィルムにおいては、該金属層を導体回路として加工することができる。
絶縁層を加熱硬化する温度は、150℃〜300℃の範囲が好ましい。特に、150℃〜250℃が好ましい。また、一層目の絶縁層を加熱、半硬化させ、前記絶縁層上に、一層ないし複数の絶縁層を形成し半硬化の絶縁層を実用上問題ない程度に再度加熱硬化させることにより絶縁層間および絶縁層と導体回路間の密着力を向上させることができる。この場合の半硬化の温度は、150℃〜250℃が好ましく、150℃〜200℃がより好ましい。
また、前記絶縁層を形成後に、絶縁層の表面にプラズマ処理を施すことで絶縁層間および絶縁層と導体回路間の密着力を向上させることができる。プラズマ処理のガスとして、酸素、アルゴン、フッ素、フッ化炭素、窒素などを一種もしくは複数種混合して用いることができる。また、プラズマ処理は複数回実施しても良い。
また、前記絶縁層を形成後に、絶縁層の表面にプラズマ処理を施すことで絶縁層間および絶縁層と導体回路間の密着力を向上させることができる。プラズマ処理のガスとして、酸素、アルゴン、フッ素、フッ化炭素、窒素などを一種もしくは複数種混合して用いることができる。また、プラズマ処理は複数回実施しても良い。
次に、絶縁層104に、レーザーを照射して、ビアホール105を形成する(図1(c))。前記レーザーとしては、エキシマレーザー、UVレーザーおよび炭酸ガスレーザーなどが使用でき、前記レーザーによるビアホールの開孔においては、絶縁層の材質が感光性・非感光性に関係なく、微細なビアホールを容易に形成することができるので、微細加工が必要とされる場合に、特に好ましい。また、ビアホール105の形成方法としては、上記レーザーを照射する方法以外にレーザーおよびプラズマなどによるドライエッチング、ケミカルエッチング等を用いることができる。また、絶縁層104を感光性の樹脂により作製した場合には、絶縁層104を選択的に感光し、現像することでビアホール105を形成することもできる。
次に、第二の導体回路層106を形成する(図1(d))。第二の導体回路層106の形成方法としては、公知の方法であるセミアディティブ法などで形成することができる。これらの方法により、多層配線板を製造することができる。
次に、第二の導体回路層106を形成する(図1(d))。第二の導体回路層106の形成方法としては、公知の方法であるセミアディティブ法などで形成することができる。これらの方法により、多層配線板を製造することができる。
また、本発明の多層配線板は、受動部品や電源層を内蔵することができる。
受動部品としては、シリコンウエハー上に形成したインダクター、抵抗、コンデンサーなどを内蔵することができる。
電源層としては、高誘電率無機絶縁材料や高誘電率有機絶縁材料など高誘電材料を用いて作製することができるが、より低温で電源層を形成できる高誘電率有機絶縁材料を用いることが好ましい。
本発明に用いられる高誘電率材料としては、高い誘電率を有し、耐熱性、吸湿性に優れた材料であることが好ましい。
受動部品としては、シリコンウエハー上に形成したインダクター、抵抗、コンデンサーなどを内蔵することができる。
電源層としては、高誘電率無機絶縁材料や高誘電率有機絶縁材料など高誘電材料を用いて作製することができるが、より低温で電源層を形成できる高誘電率有機絶縁材料を用いることが好ましい。
本発明に用いられる高誘電率材料としては、高い誘電率を有し、耐熱性、吸湿性に優れた材料であることが好ましい。
本発明の多層配線板に電源層を内蔵する方法としては、配線形成両面基板107に高誘電率有機層間絶縁材料からなる絶縁層を形成し、ビアホールを形成形し、第二の導体回路層106を形成する。第二の導体回路層上に前記記樹脂組成物を形成し、ビアホールを形成し、その上に第三の導体回路層を形成すること、もしくはその工程を繰り返し行うことで実施することができる。
本発明の多層配線板に受動部品を内蔵する方法としては、配線形成両面基板107に受動部品チップを搭載し、前記樹脂組成物あるいは、受動部品を埋め込む封止材料により封止し、受動部品チップの電極上に封止材を貫通するビアホールを形成することで端子間の接続を取ることができる。
本発明の多層配線板に受動部品を内蔵する方法としては、配線形成両面基板107に受動部品チップを搭載し、前記樹脂組成物あるいは、受動部品を埋め込む封止材料により封止し、受動部品チップの電極上に封止材を貫通するビアホールを形成することで端子間の接続を取ることができる。
本発明の多層配線板において、電源層に用いる高誘電率有機絶縁材料としては、例えば、バインダー樹脂と高誘電体を含む樹脂組成物を挙げられる。前記バインダー樹脂としては、熱硬化性樹脂を用いることが好ましいが、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂およびビスフェノールAノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂およびレゾール型フェノール樹脂等のフェノール樹脂;、ビスフェノールAエポキシ樹脂およびビスフェノールFエポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂;、ノボラックエポキシ樹脂およびクレゾールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジフェニルエーテル型エポキシ樹脂およびビスフェノールA−エピクロルヒドリン型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂;、ユリア(尿素)樹脂、メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、シアネートエステル樹脂、メタクリロイル基を有する樹脂等が挙げられる。
これらの中でも、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を主成分にすることが好ましい。
これらの中でも、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を主成分にすることが好ましい。
前記高誘電体としては、例えば、チタン酸バリウム、チタン酸亜鉛、チタン酸ストロンチウム、チタン酸ビスマス、チタン酸マグネシウム、チタン酸ネオジウムおよびチタン酸カルシウム等の金属酸化物粉末や、金、銀、銅、錫、白金、パラジウム、ルテニウム、鉄、ニッケル、コバルト、ゲルマニウム、シリコン、亜鉛、チタン、マグネシウムおよびアルミニウム等の金属粉末や、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、カーボンブラック、人造黒鉛、天然黒鉛およびフラーレンなどの炭素材料粉末等を挙げることができる。
前記高誘電率有機絶縁材料には、上記成分以外に、硬化剤、硬化促進剤、希釈剤、高誘電率絶縁樹脂層を作製した際の表面平滑性を向上させるためのレベリング剤、高誘電体の分散性を向上させるための分散剤、可とう性を向上させるためのエラストマー等の添加剤を添加しても良い。
以下、実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。
(実施例1)
[樹脂組成物の作製]
室温で粉末であるフラーレン(C60:Aldrich製)0.100gをメシチレン10.0gに投入し、超音波分散機で溶解、混合後、フラーレン溶液(1wt%)を得た。得られたフラーレン溶液3.3gを、ポリノルボルネン溶液30g(プロメラス社製、アバトレル(ブチルノルボルネン90mol%とトリエトキシシランノルボルネン10mol%の共重合体))に投入し、超音波分散機で混合、溶解後、樹脂組成物1を得た。ポリノルボルネンに対するフラーレンの濃度は0.5wt%とする。
[樹脂組成物の作製]
室温で粉末であるフラーレン(C60:Aldrich製)0.100gをメシチレン10.0gに投入し、超音波分散機で溶解、混合後、フラーレン溶液(1wt%)を得た。得られたフラーレン溶液3.3gを、ポリノルボルネン溶液30g(プロメラス社製、アバトレル(ブチルノルボルネン90mol%とトリエトキシシランノルボルネン10mol%の共重合体))に投入し、超音波分散機で混合、溶解後、樹脂組成物1を得た。ポリノルボルネンに対するフラーレンの濃度は0.5wt%とする。
[フィルムの作製]
絶縁層の誘電特性を測定するため、70μm厚の銅箔(商品名:3EC−VLP箔、三井金属(株)製)の光沢面に、上記で得たノルボルネン重合体(A)10.0gをトルエン30.0gに溶解させ、その後、25μm厚で塗布し、ノルボルネンフィルムを形成し、窒素雰囲気の乾燥機により、250℃で1時間、熱処理して乾燥させた。次いで、70μm厚の銅箔を、エッチング除去し、ノルボルネンフィルムを得、周波数10GHzにおける誘電特性を測定した結果を表1に示す。なお、誘電特性の測定は、円筒空洞共振機を用いた摂動法で行い、マイクロ波ネットワークアナライザ HP8510B(Agilent Technologies社製)を用いた。
絶縁層の誘電特性を測定するため、70μm厚の銅箔(商品名:3EC−VLP箔、三井金属(株)製)の光沢面に、上記で得たノルボルネン重合体(A)10.0gをトルエン30.0gに溶解させ、その後、25μm厚で塗布し、ノルボルネンフィルムを形成し、窒素雰囲気の乾燥機により、250℃で1時間、熱処理して乾燥させた。次いで、70μm厚の銅箔を、エッチング除去し、ノルボルネンフィルムを得、周波数10GHzにおける誘電特性を測定した結果を表1に示す。なお、誘電特性の測定は、円筒空洞共振機を用いた摂動法で行い、マイクロ波ネットワークアナライザ HP8510B(Agilent Technologies社製)を用いた。
[回路基板の絶縁層の作製]
線幅/線間が200μm/200μmで、回路厚み10μmの回路基板上に、上記で得た樹脂組成物1を、アプリケータを用いて、25μmの厚みで塗布して塗膜を形成した。次に、窒素雰囲気の乾燥機を用いて、200℃/2時間熱処理し、塗膜を乾燥させ、絶縁層とした。次に、絶縁層に平均直径が45μm径のビアを、波長355nmのUV−YAGレーザーにより形成した。レーザーショット数は80、パルスエネルギー0.04mJ、パルス周波数5kHzとした。
上記で得たビアを有する回路基板について、ビアの形状観察と吸湿半田耐熱温度の評価を行った。
線幅/線間が200μm/200μmで、回路厚み10μmの回路基板上に、上記で得た樹脂組成物1を、アプリケータを用いて、25μmの厚みで塗布して塗膜を形成した。次に、窒素雰囲気の乾燥機を用いて、200℃/2時間熱処理し、塗膜を乾燥させ、絶縁層とした。次に、絶縁層に平均直径が45μm径のビアを、波長355nmのUV−YAGレーザーにより形成した。レーザーショット数は80、パルスエネルギー0.04mJ、パルス周波数5kHzとした。
上記で得たビアを有する回路基板について、ビアの形状観察と吸湿半田耐熱温度の評価を行った。
(実施例2)
実施例1において、フラーレンC60をフラーレン混合物(C60/C70:Aldrich製)とする以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物2を得た。得られた樹脂組成物2を用いて、実施例1と同様にして、フィルムの特性と、回路上に絶縁層を形成後、ビアを形成した回路基板について、評価を行った。結果は表1に示す。
実施例1において、フラーレンC60をフラーレン混合物(C60/C70:Aldrich製)とする以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物2を得た。得られた樹脂組成物2を用いて、実施例1と同様にして、フィルムの特性と、回路上に絶縁層を形成後、ビアを形成した回路基板について、評価を行った。結果は表1に示す。
(比較例1)
実施例1において、ポリノルボルネン溶液のみを実施例1と同様にして、フィルムの特性と、回路上に絶縁層を形成後、ビアを形成した回路基板について、評価を行った。
実施例1において、ポリノルボルネン溶液のみを実施例1と同様にして、フィルムの特性と、回路上に絶縁層を形成後、ビアを形成した回路基板について、評価を行った。
(比較例2)
フラーレンC60をベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤(日本チバカイギ(株)製、商品名Tinuvin P)とする以外、実施例1と同様にして樹脂組成物3を得た。得られた樹脂組成物3を用いて、実施例1と同様にして、フィルムの特性と、回路上に絶縁層を形成後、ビアを形成した回路基板について、評価を行った。結果は表1に示す。
フラーレンC60をベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤(日本チバカイギ(株)製、商品名Tinuvin P)とする以外、実施例1と同様にして樹脂組成物3を得た。得られた樹脂組成物3を用いて、実施例1と同様にして、フィルムの特性と、回路上に絶縁層を形成後、ビアを形成した回路基板について、評価を行った。結果は表1に示す。
[試験:測定方法]
(1)ビア形状観察:キーエンス製共焦点レーザー顕微鏡を用いて、ビア100穴の形状を観察した。膨れ、クラックの有無を観察した。
(2)吸湿半田耐熱温度:プレッシャークッカー125℃ 1.3気圧 2時間処理後、260℃半田浴に20秒浸漬し、膨れの有無を観察した。
(3)誘電率測定:円筒空洞共振機(アジレント・テクノロジー製、マイクロ波ネットワークアナライザ HP8510B)を用い、周波数1GHzでの誘電率、誘電正接を測定した。
(1)ビア形状観察:キーエンス製共焦点レーザー顕微鏡を用いて、ビア100穴の形状を観察した。膨れ、クラックの有無を観察した。
(2)吸湿半田耐熱温度:プレッシャークッカー125℃ 1.3気圧 2時間処理後、260℃半田浴に20秒浸漬し、膨れの有無を観察した。
(3)誘電率測定:円筒空洞共振機(アジレント・テクノロジー製、マイクロ波ネットワークアナライザ HP8510B)を用い、周波数1GHzでの誘電率、誘電正接を測定した。
101 導体回路層
102 開孔部
103 絶縁基板
104 絶縁層
105 ビアホール
106 第二の導体回路層
102 開孔部
103 絶縁基板
104 絶縁層
105 ビアホール
106 第二の導体回路層
Claims (17)
- 環状オレフィン系樹脂と、フラーレンを含んでなる樹脂組成物。
- 前記フラーレンは、フラーレンC60および/またはフラーレンC70である請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記環状オレフィン系樹脂は、ポリノルボルネンである請求項1または2に記載の樹脂組成物。
- 前記環状オレフィン系樹脂は、付加型のポリノルボルネンである請求項1ないし3のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 前記環状オレフィン系樹脂は、ノルボルネン系単量体の付加重合体である請求項1ないし4のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 前記環状オレフィン系樹脂は、下記一般式(1)で表される構造を有するものである請求項1ないし5のいずれかに記載の樹脂組成物。
(式(1)中のXは、−О−,−CH2−または−CH2CH2−を示し、R1、R2、R3、およびR4はそれぞれ水素、あるいは、アルキル基、シクロアルキル基、ビニル基、アルケニル基、アルキニル基、アルキリデニル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシシリル基、エステル基、エーテル基、(メタ)アクリル基およびエポキシ基から選ばれる基を示し、これらの基はアルキル基、エーテル基、エステル基を介して結合していても良く、同一であっても異なっていても良い。mは10〜10000の整数、nは0〜5までの整数である。) - 前記環状オレフィン樹脂100重量部に対して、前記フラーレン0.001〜5重量部を含有するものである請求項1ないし6のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 請求項1ないし7のいずれかに記載の樹脂組成物から構成される絶縁層を含むことを特徴とする多層配線板。
- 受動部品を内蔵する請求項8に記載の多層配線板。
- 電源層を内蔵する請求項8又は9に記載の多層配線板。
- 前記電源層の絶縁材料が高誘電率有機絶縁材料である請求項10に記載の多層配線板。
- 請求項1ないし7のいずれかに記載の樹脂組成物を用いて絶縁層を形成する工程と、回路層を形成する工程と、絶縁層をレーザー照射することにより開孔する工程とを含んでなる多層配線板の製造方法。
- 前記絶縁層を形成する工程は、塗布して形成するものである請求項12に記載の多層配線板の製造方法。
- 前記絶縁層を形成する工程は、前記樹脂組成物を用いて得られたフィルムをラミネートして形成ものである請求項12に記載の多層配線板の製造方法。
- 前記絶縁層を形成する工程におけるフィルムは、金属層付きフィルムである請求項14に記載の多層配線板の製造方法。
- 前記絶縁層を加熱硬化する工程を含む請求項12ないし15のいずれかに記載の多層配線板の製造方法。
- 前記絶縁層の表面をプラズマ処理する工程を含む請求項12ないし16のいずれかに記載の多層配線板の製造方法。
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