JP2841966B2 - 多層配線基板及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高集積ＬＳＩ、終端抵
抗、コンデンサなどを高密度で実装する薄膜多層配線基
板およびその製造方法に関する。また、これを用いるモ
ジュール、更にはコンピータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の多層配線基板の製造方法を、図１
に示した工程図を例として説明する。

【０００３】図１（ａ）に示すように、基板１１の上面
全面にわたって、めっきの電極となりうる下地金属層１
２を形成し、その上面に図１（ｂ）に示すように、所望
の導体配線パターンの形状に穴あけ加工されたレジスト
１３を形成する。しかる後、露出した溝部分１４の下地
金属層１２を電極として電気めっきを行い、図１（ｃ）
に示すように、レジスト１３の溝部分１４を選択的に導
体充填して、配線導体、ビアホール導体、グランドある
いはスルーホール導体１５を形成する。次いで、図１
（ｄ）に示すように、レジスト１３を除去して導体１５
を露出させた後、図１（ｅ）に示すように、導体１５に
対接する部分以外の下地金属層１２を除去する。次に、
図１（ｆ）に示すように、基板１１の上面全面に導体１
５を包むようにポリマーの絶縁層１６を形成した後、図
１（ｇ）に示すように、研磨などにより、導体１５の上
面を露出させるとともに、絶縁層１６の表面を平面研磨
する。上記の工程を逐次複数回繰り返して多層配線基板
を製造する。

【０００４】なお、この種の技術として関連するものに
は、例えば、ブロシーティングス・オブ・ザ・サーティ
フォース・イー・シー・シー・＜エレクトロニック・コ
ンポーネント・コンファレンス＞（Proceeding of the
34th ECC＜ElectronicComponent Conforence＞）ｐ８２
−８７，８４’がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記の従来技術の一番
困難な問題は、導体配線層、グランド層、ビアホール導
体層などの各種毎にレジスト形成と除去の工程、下地金
属層の形成と除去の工程、絶縁層形成工程、および、こ
の平坦化工程を含み、そのため工程数が多く、リードタ
イムが長く、量産性が著しく劣ることにある。

【０００６】また、単に工程数が多いというだけでな
く、ポリマー絶縁層の研削、研磨を必要とするなど技術
的に問題のある工程を含んでいたり、研削粉、研磨粉の
洗浄による異物排除処理が容易でないなどの問題も多く
含まれている。

【０００７】本発明は、上記の工程数、研削研磨などの
問題の抜本的解決を目的としてなされたものであり、工
程数、リードタイムを大幅に短縮し、かつ、研削、研磨
工程を不要とした量産性にすぐれた多層配線基板および
その新規な製造方法を提供するものである。

【０００８】また、前記の図１に示した従来技術は現在
までのところ最もスループットの点で優れているとはい
え、まだ現実的なリードタイムのものではなく、量産に
供するにはさらにスループットを向上し、リードタイム
を１／２〜１／６くらいに短縮することが必要である。
リードタイムを著しく長くしている原因は、絶縁層を形
成するポリマーとしてポリイミド系のワニスを採用して
いることによる。すなわちポリイミド系ワニスは、加熱
硬化反応により、溶媒や水分が蒸発して下地の凹凸に沿
って収縮するので、基板の凹凸に沿って絶縁膜が形成さ
れるためポリイミドの平坦性が著しく劣る。そのため研
削、研磨が必要なこと、さらに、絶縁膜の形成におい
て、ポリイミド系材料をポリアミド酸溶液あるいはポリ
イミド溶液化して塗布加熱するので、一回塗りでは所要
の膜厚が得られず、塗布乾燥等の工程数が多いこと、さ
らに、ポリイミドの硬化には、高温、長時間を要するこ
となどが主な原因である。加えて、ポリイミドの硬化に
際して体積の収縮があることが基板の反りを生ずる原因
となる。この反りは部品実装上障害となるものである。
本発明の別の目的は、スループットを２〜３倍向上さ
せ、リードタイムを１／２〜１／６以下に短縮可能な量
産性に優れた多層配線基板、およびその製造方法に関す
るものである。また、それによってモジュールひいては
コンピュータの開発、製造期間を著しく短縮し、かつ、
これらに高い信頼性を付与することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明においてはスケルトン構造の配線を作製
したのち、その配線空間を埋められる形状パターンをも
つフィルム状絶縁体を充填するものである。あるいは、
フィルム状絶縁体と配線導体間に隙間がある場合には、
その空間を減圧下、減圧後加圧、あるいは常圧加圧など
によって無溶剤ワニスを充填して、配線導体とフィルム
状絶縁体とを接着し一体となさしめるものである。スケ
ルトン構造の配線導体をしめる空間を無溶剤ワニスのみ
で充填する場合に比べて、本発明のようにフィルム状絶
縁体を複合的に使用する場合には、熱膨張係数の整合し
易さとか機械的性質の向上とか複合化効果が得られるも
のである。それは、フィルムのもっている引張り強さ、
伸びの大きさ、つまるところは強靭さとかの長所をもち
こむことができるし、銅のような配線導体の熱膨張係数
とのマッチングも容易な面があるからである。従来、フ
ィルム状絶縁体の使用ができなかったのは、これを配線
導体の占める空間に埋められる形状にパターン化する技
術が開発されていなかったゝめであるが、我々のところ
の別の発明によってエキシマレーザなどのレーザ加工を
用い、かつマスク露光によって能率的に、工業的に行う
ことが可能になった。フィルム用材料としては特に制約
を設けないが、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエ
ーテルイミド、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボ
ネート、ポリイミドプリプレグ、機能性セラミックスな
どが使用できる。特に、ポリイミドの中には、比誘電
率、熱膨張係数、引張り強さ、伸びなどの必要特性がい
ずれも兼備していてすぐれたものがあり本発明の目的に
好適のものがある。あるいはまた後述する熱硬化性樹脂
でも可能であり、それらのＢステージ状態での使用も妨
げるものではない。

【００１０】フィルム状絶縁体の形状パターン化したも
のを取り扱うに当っては、一括して取扱えるように金属
箔に接着したものなどがよい。そのようにすることによ
って、配線導体との位置合せが容易になる他、絶縁層の
上表面の平坦性を金属箔によって付与することも可能に
なる。

【００１１】無溶剤ワニスとしては、これ迄にも提案し
ているようにエポキシレジン、シクロブテン環を有する
ポリマ、オリゴマ、モノマ、イソシアヌレート・オキサ
ゾリドンレジン、シアン酸エステルレジン（あるいはビ
スマレイミドトリアジンレジンともいう）などが使用で
きる。

【００１２】ここで上記エポキシレジンとしては、たと
えば化１で示される化学構造を有する化合物のモノマ、
オリゴマ、ポリマのうちの１つあるいはそれらの混合物
を適当な硬化剤で硬化させて用いることができる。

【００１３】

【化１】

【００１４】ただし、Ａｒは化２の（ｉ）−（ｖｉ）の
いずれかで示され、

【００１５】

【化２】

【００１６】ただし、ｎは１以上の整数、Ｘ，Ｙは水
素、アルキル基、アリ−ル基、アルコキシ基、シロキシ
基、アミノ基、ヒドロキシ基の中から任意の組合せであ
り、Ｚは、−ＣＨ２−，−Ｏ−，−Ｓ−，−ＳＯ２−，
−Ｏ−Ｓｉ（ＯＸ）２−Ｏ−の中からの任意の組合せで
ある。

【００１７】また、Ｒ及びＲ’は、化３の（ｉ）−（ｖ
ｉ）のいずれかで表されるものである。

【００１８】

【化３】

【００１９】例えば化４の化合物が挙げられる。

【００２０】

【化４】

【００２１】ここで言う硬化剤としては、例えば化５で
示されるものなどをいう。

【００２２】

【化５】

【００２３】さらにシクロブテン環を有するポリマ、オ
リゴマ、モノマとしては、例えば化６で表される化学構
造を有する化合物をのうちの１つあるいはそれらの混合
物を用いることができる。

【００２４】

【化６】

【００２５】ただしＲはつぎの化７のいずれかで示され
るものである。

【００２６】

【化７】

【００２７】ここで、Ａｒ，Ａｒ’は化８で、Ａ，Ａ’
は化９で示される置換基などが挙げられる。ただし、Ｒ
がないような化合物でも用いることができる。

【００２８】

【化８】

【００２９】

【化９】

【００３０】具体例をいくつか上げれば、化１０で示さ
れる４、４’ビスシクロブテン

【００３１】

【化１０】

【００３２】化１１で示されるビスベンゾシクロブテ
ニルエテン

【００３３】

【化１１】

【００３４】化１２で示されるｍ−ビスベンゾシクロ
ブテニルエテニルベンゼン

【００３５】

【化１２】

【００３６】化１３で示されるｐ−ビスベンゾシクロ
ブテニルベンゼン

【００３７】

【化１３】

【００３８】また、シアン酸エステルレジンとしては、
例えば化１４の（ｉ）及び（ｉｉ）の構造を持つ化合物
の当量混合物によって生成するレジンのことである。

【００３９】

【化１４】

【００４０】これらの化合物の中から耐熱性、ガラス転
移温度の高いもの、比誘電率の低いもの、熱膨張係数が
小さいもの、適度なＢステージ安定性をもつもの、流動
性のすぐれたもの、速硬化性のすぐれたものなどの基準
で選択される。これらの無溶剤ワニスはコンプレッショ
ンモールド、トランスファモールド、あるいはインジェ
クションモールドなどによって硬化、成形される。この
モールドに際して、フィルム状絶縁体が充填されている
配線導体群はキヤビティ内に平坦に保持されており、常
圧加圧、減圧、減圧後加圧などにより無溶剤ワニスを全
体に万べんなくゆきわたらせて充填するとともに、ホッ
トプレスなどによって加熱し硬化させる。いずれも比較
的低温でかつ短時間硬化が可能である。

【００４１】

【作用】下地金属層とめっきレジストとめっきを用い、
レジストの溶解除法と下地金属層のエッチング除去、な
らびに絶縁ポリマによる被覆と平坦化のためと導体露呈
のための研削を各層毎に行う従来の多層配線基板の逐次
製造を特徴とするペディスタル法に比べて、本発明方法
はモールドによる絶縁層形成であり絶縁層形成時間が著
しく短かくてすむこと、モールド金型によって表面平坦
化が容易に行なうことができ研削が不要となり、工程数
の大幅減少やプロセスの簡略化を達成できる。また、無
溶剤ワニスによるモールドだけの場合に比べて、本発明
の場合には強靭なフィルム状絶縁体が含まれるので複合
効果により、耐熱衝撃性の向上、機械的強度の向上が図
れる。欠陥ボイドの低減や異物発生工程の排除により、
異物による配線間のショート、配線のオープン不良など
の発生が抑えられ、歩留り向上、配線寿命の安定化に大
きく寄与できる。製造過程で、一担配線をスケルトン構
造にできることは、水洗の強化、不良配線導体の修正を
容易とする。

【００４２】以上のように、本発明は個々の要素はもち
ろん重要であるが、薄膜超多層化プロセスという全体へ
個々の要素を巧みに整合させつつとり入れて組立てたシ
ステムである。特に、超多層においては、各層を１００
％の歩留りで完成させることが、これまで工業化されて
いるプロセスとは根本的に異なるところであり、本発明
はこの課題に適切に答えられる最良の方法である。

【００４３】加えて、従来技術には、ポリイミドの硬化
に伴ない体積収縮があり、それによって基板が反るとい
う問題を生ずるが、本発明では硬化を既にすませている
フィルムの使用が可能であり、かつそれを積極的に使用
しようという意図をもっており、そのために反りの大幅
低減が可能である。このことは、多層配線基板にＬＳＩ
やその他の部品を実装する上で、あるいはプリント基板
上に搭載する上で大きなメリットである。

【００４４】

【実施例】(実施例１)図２（ｂ）に示すようにセラミッ
クベース基板２１（１４０ｍｍ）上に形成した銅配線
（Ｘ層配線２２（２０μｍ×２０μｍ、ピッチ４０μ
ｍ）の上にビアホール導体２３（２０μｍφ×２０μｍ
ｔ）を形成したスケルトン構造の配線）の空間に、その
銅配線をオス型とした時にメス型となるような形状２４
にエキシマレーザ露光でパターン化しかつその表面に接
着剤２５を厚さ３μｍ塗布した図２（ａ）に示すような
ポリイミドフィルム２６（厚さ３８μｍ）を減圧下で充
填し、ホットプレスを用いて加熱加圧し接着剤２５を溶
融流動させるとともに硬化させる。接着剤としては、ナ
フタレン骨格にエポキシ基を４つ結合させたものとビフ
ェニル骨格を持つジアミンの当量混合物を用い、加熱は
最高２００℃、加圧は静水圧がかかるようにして２０ｋ
ｇ／ｍｍ²かけた。上記のナフタレン骨格にエポキシ基
を４つ結合させたものというのは、化１においてＡｒが

【００４５】

【化１５】

【００４６】とし、ＲおよびＲ’を

【００４７】

【化１６】

【００４８】としたものである。

【００４９】また、４、４’−ジアニリンは、化５にお
いてＲおよびＲ’を水素としＸを直結合としたものであ
る。銅配線（２２及び２３）とポリイミドフィルム２６
との間隔は、図２（ｃ）に示すように接着剤２５によっ
て充分に埋められるとともに、ポリイミドフィルム２６
はセラミックベース基板２１とも固着一体化している。
このようにして逐次的に多層化して配線層数１５層の高
密度多層配線基板を作った。なお、上記パターン化した
ポリイミドフィルム２６は、Ｘ層配線２２とビヤホール
導体２３のそれぞれのネガ型のもの（厚さ１９μｍ）を
まず作成して、その２つを上記の接着剤２５を用いて貼
りあわせてつくっておく。

【００５０】(実施例２)図２（ｂ）に示すようにセラミ
ックベース基板２１（１４０ｍｍ）上に形成した銅配線
（Ｘ層配線２２（２０μｍ×２０μｍ、ピッチ４０μ
ｍ）の上にビアホール導体２３（２０μｍφ×２０μｍ
ｔ）を形成したスケルトン構造の配線）の空間に、その
銅配線（２２及び２３）をオス型とした時にメス型とな
るような形状２４にエキシマレーザ露光でパタ−ン化し
かつその表面に接着剤２５を厚さ３μｍ塗布した図２
（ａ）に示すようなポリイミドフィルム２６（厚さ３８
μｍ）を減圧下で充填し、ホットプレスを用いて加熱加
圧し接着剤２５を溶融流動させるとともに硬化させる。
接着剤としては、東都化成４官能性エポキシレジンＹＨ
−４３４と４，４’−ジアニリンとの当量混合物を用
い、加熱は最高２００℃、加圧は静水圧がかかるように
して２０ｋｇ／ｍｍ²かけた。上記の４，４’−ジアニ
リンは、実施例１と同じものである。銅導体（２２及び
２３）とポリイミドフィルム２６との間隔は、接着剤２
５によって充分に埋められるとともに、ポリイミドフィ
ルム２６はセラミックベース基板２１とも固着一体化し
ている。このようにして逐次的に多層化して配線層数１
５層の高密度多層配線基板を作った。なお、上記パター
ン化したポリイミドフィルム２６は、Ｘ層配線２２とビ
ヤホール導体２３のそれぞれのネガ型のもの（厚さ１９
μｍ）をまず作成して、その２つを上記の接着剤２５を
用いて貼りあわせてつくっておく。

【００５１】(実施例３)図２（ｂ）に示すように実施例
１と同様にして形成した銅配線（２２及び２３）の空間
に、その銅配線をオス型とした時にメス型となるような
形状２４にエキシマレーザ露光でパターン化しかつその
表面に接着剤２５を厚さ３μｍ塗布した図２（ａ）に示
すようなポリアミドフィルム２６（厚さ３８μｍ）を減
圧下で充填し、ホットプレスを用いて加熱加圧し接着剤
２５を溶融流動させるとともに硬化させる。実施例１で
用いたのと同じ接着剤２５を用いて、最高２００℃に加
熱し、静水圧が２０ｋｇ／ｍｍ²かかるように加圧して
ポリアミドフィルム２６を銅配線（２２及び２３）なら
びにセラミックベース基板２１と固着一体化し、図２
（ｃ）とする。なおパターン化したポリアミドフィルム
２６は、実施例１と同様の方法を用いてＸ層配線２２と
ビヤホール導体２３のそれぞれのネガ型のもの（厚さ１
９μｍ）をまず作成して、その２つを上記の接着剤２５
を用いて貼りあわせてつくっておく。

【００５２】(実施例４)図２（ｂ）に示すように実施例
１と同様にして形成した銅配線（２２及び２３）の空間
に、その銅配線をオス型とした時にメス型となるような
形状２４にエキシマレーザ露光でパターン化しかつその
表面に接着剤２５を厚さ３μｍ塗布した図２（ａ）に示
すようなポリアミドフィルム２６（厚さ３８μｍ）を減
圧下で充填し、ホットプレスを用いて加熱加圧し接着剤
２５を溶融流動させるとともに硬化させる。実施例２で
用いたのと同じ接着剤２５を用いて、最高２００℃に加
熱し、静水圧が２０ｋｇ／ｍｍ²かかるように加圧して
ポリアミドフィルム２６を銅配線（２２及び２３）なら
びにセラミックベース基板２１と固着一体化する。なお
パターン化したポリアミドフィルム２６は、実施例１と
同様の方法を用いてＸ層配線２２とビヤホール導体２３
のそれぞれのネガ型のもの（厚さ１９μｍ）をまず作成
して、その２つを上記の接着剤２５を用いて貼りあわせ
てつくっておく。

【００５３】(実施例５)図２（ｂ）に示すように実施例
１と同様にして形成した銅配線（２２及び２３）の空間
に、その銅配線をオス型とした時にメス型となるような
形状２４にエキシマレーザ露光でパターン化しかつその
表面に接着剤２５を厚さ３μｍ塗布した図２（ａ）に示
すようなポリカーボネートフィルム２６（厚さ３８μ
ｍ）を減圧下で充填し、ホットプレスを用いて加熱加圧
し接着剤２５を溶融流動させるとともに硬化させる。実
施例１で用いたのと同じ接着剤２５を用いて、最高２０
０℃に加熱し、静水圧が２０ｋｇ／ｍｍ²かかるように
加圧してポリカーボネートフィルム２６を銅配線（２２
及び２３）ならびにセラミックベース基板２１と固着一
体化する。なおパターン化したポリカーボネートフィル
ム２６は、実施例１と同様の方法を用いてＸ層配線２２
とビヤホール導体２３のそれぞれのネガ型のもの（厚さ
１９μｍ）をまず作成して、その２つを上記の接着剤２
５をもちいて貼りあわせてつくっておく。

【００５４】(実施例６)図２（ｂ）に示すように実施例
１と同様にして形成した銅配線（２２及び２３）の空間
に、その銅配線をオス型とした時にメス型となるような
形状２４にエキシマレーザ露光でパターン化しかつその
表面に接着剤２５を厚さ３μｍ塗布した図２（ａ）に示
すようなポリカーボネートフィルム２６（厚さ３８μ
ｍ）を減圧下で充填し、ホットプレスを用いて加熱加圧
し接着剤２５を溶融流動させるとともに硬化させる。実
施例２で用いたのと同じ接着剤２５を用いて、最高２０
０℃に加熱し、静水圧が２０ｋｇ／ｍｍ²かかるように
加圧してポリカーボネートフィルム２６を銅配線（２２
及び２３）ならびにセラミックベース基板２１と固着一
体化する。なおパターン化したポリカーボネートフィル
ム２６は、実施例１と同様の方法を用いてＸ層配線２２
とビヤホール導体２３のそれぞれのネガ型のものをまず
作成して、その２つ上記の接着剤２５をもちいてを貼り
あわせてつくっておく。

【００５５】(実施例７)図３（ｂ）に示すようなセラミ
ックベース基板３１（１００ｍｍ）上に形成した銅配線
（Ｘ層配線３２（３０μｍ×３０μｍ、ピッチ６０μ
ｍ）の上にビアホール導体３３（３０μｍφ×３０μｍ
ｔ）を形成したスケルトン構造の銅配線）の空間に、そ
のビヤホール導体に余裕を持って入るくらいの大きさの
直径（３５μｍφ×６０μｍｔ）にエキシマレーザ露光
で穴３４をあけた図３（ａ）に示す耐熱エポキシプリプ
レグ３５を減圧下で充填し、ホットプレートで加熱加圧
して、プリプレグ３５を溶融流動させるとともに硬化さ
せる。加熱温度は最高２００℃、加圧は２０ｋｇ／ｍｍ
²で、ビアホール導体３３の上端がホットプレートに接
した段階で静水圧３０ｋｇ／ｍｍ²をかけて側面に圧力
が逃げないようにする。そのようにして溶融流動によっ
て銅配線（３２と３３）とプリプレグ３５間の隙間は充
分に埋められ、セラミックベース基板３１とも十分接合
する。プリプレグ３５に用いるエポキシレジンとしては
特に制約しないが、ナフタリン骨格にメチレン結合を会
してフェノールを２ケつけたものにエポキシ基を結合し
た４官能性エポキシレジン、例えば化１でＡｒがナフタ
レン、ｍとｎが２、Ｒを

【００５６】

【化１７】

【００５７】とし、Ｒ’を

【００５８】

【化１８】

【００５９】としたものとビフェニル骨格のジアミン、
例えば化５でＲ＝Ｒ’＝Ｈ、Ｘを直結合としたものとの
当量組成物が耐熱性、流動性、硬化性の諸点ですぐれて
いる。

【００６０】(実施例８)実施例７と同様に、図３（ｂ）
に示すようなセラミックベース基板３１（１００ｍｍ）
上に形成した銅配線（Ｘ層配線３２（３０μｍ×３０μ
ｍ、ピッチ６０μｍ）の上にビアホール導体３３（３０
μｍφ×３０μｍｔ）を形成したスケルトン構造の銅配
線）の空間に、そのビヤホール導体に余裕を持って入る
くらいの大きさの直径（３５μｍφ×６０μｍｔ）にエ
キシマレーザ露光で穴３４をあけた耐熱エポキシプリプ
レグ３５を減圧下で充填し、ホットプレートで加熱加圧
して、プリプレグ３５を溶融流動させるとともに硬化さ
せる。加熱温度は最高２００℃、加圧は２０ｋｇ／ｍｍ
²で、ビアホール導体３３の上端がホットプレートに接
した段階で静水圧３０ｋｇ／ｍｍ²をかけて側面に圧力
が逃げないようにする。そのようにして溶融流動によっ
てビヤホール導体３３とプリプレグ３５間の隙間は充分
に埋められ、セラミックベース基板３１とも十分接合す
る。プリプレグ３５に用いる耐熱エポキシ系レジンとし
ては特に制約しないが、例えば４官能性エポキシレジン
として住友化学株式会社製のＥＬＭ−４３４を用い、硬
化剤として化５でＸを

【００６１】

【化１９】

【００６２】とし、ＲおよびＲ’をＨとしたジアミンと
の当量組成物が耐熱性、流動性、硬化性の諸点ですぐれ
ている。

【００６３】(実施例９)実施例７と同様に、図３（ｂ）
に示すようなセラミックベース基板３１（１００ｍｍ）
上に形成した銅配線（Ｘ層配線３２（３０μｍ×３０μ
ｍ、ピッチ６０μｍ）の上にビアホール導体３３（３０
μｍφ×３０μｍｔ）を形成したスケルトン構造の銅配
線）の空間に、そのビヤホール導体３３に余裕を持って
入るくらいの大きさの直径（３５μｍφ×６０μｍｔ）
にエキシマレーザ露光で穴３４をあけた耐熱ポリ（ベン
ゾシクロブテン）系ポリマプリプレグ３５を減圧下で充
填し、ホットプレートで加熱加圧して、プリプレグ３５
を溶融流動させるとともに硬化させる。加熱温度は最高
２００℃、加圧は２０ｋｇ／ｍｍ²で、ビアホール導体
３３の上端がホットプレートに接した段階で静水圧３０
ｋｇ／ｍｍ²をかけて側面に圧力が逃げないようにす
る。そのようにして溶融流動によってビヤホール導体３
３とプリプレグ３５間との隙間は充分に埋められ、セラ
ミックベース基板３１とも十分接合する。プリプレグ３
５に用いる耐熱ポリ（ベンゾシクロブテン）系ポリマと
しては特に制約しないが、例えば化６のものが耐熱性、
流動性、硬化性の諸点ですぐれている。

【００６４】(実施例１０)実施例７と同様に、図３
（ｂ）に示すようなセラミックベ−ス基板３１（１００
ｍｍ）上に形成した銅配線（Ｘ層配線３２（３０μｍ×
３０μｍ、ピッチ６０μｍ）の上にビアホール導体３３
（３０μｍφ×３０μｍｔ）を形成したスケルトン構造
の銅配線）の空間に、そのビヤホール導体３３に余裕を
持って入るくらいの大きさの直径（３５μｍφ×６０μ
ｍｔ）にエキシマレーザ露光で穴３４をあけた高耐熱フ
ェノールノボラック硬化系エポキシレジンのプリプレグ
３５を減圧下で充填し、ホットプレートで加熱加圧し
て、プリプレグ３５を溶融流動させるとともに硬化させ
る。高耐熱フェノールノボラック硬化剤としては、例え
ば大日本インキ化学株式会社のＮ７７０等が良い。加熱
温度は最高２００℃、加圧は２０ｋｇ／ｍｍ²で、ビア
ホール導体３３の上端がホットプレートに接した段階で
静水圧３０ｋｇ／ｍｍ²をかけて側面に圧力が逃げない
ようにする。そのようにして溶融流動によってビヤホー
ル導体３３とプリプレグ３５との隙間は充分に埋めら
れ、セラミックベース基板３１とも十分接合する。

【００６５】(実施例１１)実施例７と同様に、図３
（ｂ）に示すようなセラミックベ−ス基板３１（１００
ｍｍ）上に形成した銅配線（Ｘ層配線３２（３０μｍ×
３０μｍ、ピッチ６０μｍ）の上にビアホール導体３３
（３０μｍφ×３０μｍｔ）を形成したスケルトン構造
の銅配線）の空間に、そのビヤホール導体に余裕を持っ
て入るくらいの大きさの直径（３５μｍφ×６０μｍ
ｔ）にエキシマレーザ露光で穴３４をあけた高耐熱性ビ
スマレイミドトリアジン系レジン（例えば、三菱瓦斯化
学株式会社製のＢＴ２６８０、ＢＴ４６８０、あるいは
ＢＴ３３０９）プリプレグ３５を減圧下で充填し、ホッ
トプレートで加熱加圧して、プリプレグ３５を溶融流動
させるとともに硬化させる。加熱温度は最高２００℃、
加圧は２０ｋｇ／ｍｍ²で、ビアホール導体３３の上端
がホットプレートに接した段階で静水圧３０ｋｇ／ｍｍ
²をかけて側面に圧力が逃げないようにする。そのよう
にして溶融流動によってビヤホール導体３３とプリプレ
グ３５との隙間は充分に埋められ、セラミックベース基
板３１とも十分接合する。

【００６６】(実施例１２)実施例７と同様に、図３
（ｂ）に示すようなセラミックベース基板３１（１００
ｍｍ）上に形成した銅配線（Ｘ層配線３２（３０μｍ×
３０μｍ、ピッチ６０μｍ）の上にビアホール導体３３
（３０μｍφ×３０μｍｔ）を形成したスケルトン構造
の銅配線）の空間に、そのビヤホール導体に余裕を持っ
て入るくらいの大きさの直径（３５μｍφ×６０μｍ
ｔ）にエキシマレーザ露光で穴３４をあけた高耐熱性イ
ミダゾール硬化系エポキシレジンのプリプレグ３５を減
圧下で充填し、ホットプレートで加熱加圧して、プリプ
レグ３５を溶融流動させるとともに硬化させる。加熱温
度は最高２００℃、加圧は２０ｋｇ／ｍｍ²で、ビアホ
ール導体３３の上端がホットプレートに接した段階で静
水圧３０ｋｇ／ｍｍ²をかけて側面に圧力が逃げないよ
うにする。そのようにして溶融流動によってビヤホール
導体３３とプリプレグ３５との隙間は充分に埋められ、
セラミックベース基板３１とも十分接合する。プリプレ
グ３５に用いる高耐熱性イミダゾール系硬化剤としては
特に制約はないが、例えば、四国化成工業株式会社製の
キュアゾール２Ｐ４ＭＨＺが耐熱性、流動性、硬化性の
諸点ですぐれている。

【００６７】(実施例１３)実施例７と同様に、図３
（ｂ）に示すようなセラミックベース基板３１（１００
ｍｍ）上に形成した銅配線（Ｘ層配線３２（３０μｍ×
３０μｍ、ピッチ６０μｍ）の上にビアホール導体３３
（３０μｍφ×３０μｍｔ）を形成したスケルトン構造
の銅配線）の空間に、そのビヤホール導体３３に余裕を
持って入るくらいの大きさの直径（３５μｍφ×６０μ
ｍｔ）にエキシマレーザ露光で穴３４３あけた高耐熱性
フォトレジストエポキシレジンプリプレグ３５（実施例
１あるいは実施例２で用いたエポキシレジンと光によっ
て酸を放出する化合物との混合組成物）を減圧下で充填
し、ホットプレートで加熱加圧して、プリプレグ３５を
溶融流動させるとともに光を照射して硬化させる。溶融
流動によってビヤホール導体３３とプリプレグ３５との
隙間は充分に埋められ、セラミックベース基板３１とも
十分接合する。プリプレグに用いる高耐熱性フォトレジ
ストとしては特に制約はないが、耐熱性、流動性、硬化
性の諸点ですぐれているものが簡便である。

【００６８】(実施例１４)実施例７と同様に、図３
（ｂ）に示すようなセラミックベース基板３１（１００
ｍｍ）上に形成した銅配線（Ｘ層配線３２（３０μｍ×
３０μｍ、ピッチ６０μｍ）の上にビアホール導体３３
（３０μｍφ×３０μｍｔ）を形成したスケルトン構造
の銅配線）の空間に、そのビヤホール導体３３に余裕を
持って入るくらいの大きさの直径（３５μｍφ×６０μ
ｍｔ）にエキシマレーザ露光で穴３４をあけた高耐熱性
ビスマレイミド系レジン（例えば、ＣＩＢＡ−ＧＥＩＧ
Ｙ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ製 Ｍａｔｒｉｍｉｄ５２
９２ｓｙｓｔｅｍ）プリプレグを減圧下で充填し、ホッ
トプレートで加熱加圧して、プリプレグを溶融流動させ
るとともに硬化させる。加熱温度は最高２００℃、加圧
は２０ｋｇ／ｍｍ²で、ビアホール導体３３の上端がホ
ットプレートに接した段階で静水圧３０ｋｇ／ｍｍ²を
かけて側面に圧力が逃げないようにする。そのようにし
て溶融流動によってビヤホール導体３３とプリプレグ３
５との隙間は充分に埋められ、セラミックベース基板３
１とも十分接合する。

【００６９】(実施例１５)図２（ｂ）に示すようにセラ
ミックベース基板２１（１４０ｍｍ）上に形成した銅配
線（Ｘ層配線２２（２０μｍ×２０μｍ、ピッチ４０μ
ｍ）の上にビアホール導体２３（２０μｍφ×２０μｍ
ｔ）を形成したスケルトン構造の配線）の空間に、図２
（ａ）に示すその銅配線をオス型とした時にメス型とな
るような形状２４にエキシマレーザ露光でパターン化し
かつその表面に接着剤２５を厚さ３μｍ塗布したポリイ
ミドフィルム２６（厚さ３８μｍ）を減圧下で充填し、
ホットプレスを用いて加熱加圧し接着剤２５を溶融流動
させるとともに硬化させる。接着剤２５に用いるエポキ
シレジンには、実施例１で用いたものと同一のものを用
い、硬化剤としては化５でＸを

【００７０】

【化２０】

【００７１】としたものの当量混合物を用い、加熱は最
高２２０℃、加圧は静水圧がかかるようにして２０ｋｇ
／ｍｍ²かけた。銅導体とポリイミドフィルム２２との
間隔は、接着剤２５によって充分に埋められるととも
に、ポリイミドフィルム２６はセラミックベース基板２
１とも固着一体化している。このようにして逐次的に多
層化して配線層数１５層の高密度多層配線基板を作っ
た。なお、上記パターン化したポリイミドフィルム２６
は、Ｘ層配線２２とビヤホール導体２３のそれぞれのネ
ガ型のもの（厚さ１９μｍ）をまず作成して、その２つ
を上記の接着剤２５を用いて貼りあわせてつくってお
く。

【００７２】(実施例１６)図２（ｂ）に示すようにセラ
ミックベース基板２１（１４０ｍｍ）上に形成した銅配
線（Ｘ層配線２２（２０μｍ×２０μｍ、ピッチ４０μ
ｍ）の上にビアホール導体２３（２０μｍφ×２０μｍ
ｔ）を形成したスケルトン構造の配線）の空間に、その
銅配線をオス型とした時にメス型となるような形状２４
にエキシマレーザ露光でパターン化しかつその表面に接
着剤２５を厚さ３μｍ塗布したポリイミドフィルム２６
（厚さ３８μｍ）を減圧下で充填し、ホットプレスを用
いて加熱加圧し接着剤２５を溶融流動させるとともに硬
化させる。接着剤２５に用いるエポキシレジンには、実
施例２で用いたものと同一のものを実施例１４で用いた
硬化剤との当量組成物を用い、加熱は最高２００℃、加
圧は静水圧がかかるようにして２０ｋｇ／ｍｍ²かけ
た。銅導体（２２および２３）とポリイミドフィルム２
６との間隔は、接着剤によって充分に埋められるととも
に、ポリイミドフィルム２６はセラミックベース基板２
１とも固着一体化している。このようにして逐次的に多
層化して配線層数１５層の高密度多層配線基板を作っ
た。なお、上記パターン化したポリイミドフィルム２６
は、Ｘ層配線２２とビヤホール導体２３のそれぞれのネ
ガ型のもの（厚さ１９μｍ）をまず作成して、その２つ
を上記の接着剤を用いて貼りあわせてつくっておく。

【００７３】（実施例１７）図２（ｂ）に示すようにセ
ラミックベース基板２１（１４０ｍｍ）上に形成した銅
配線（Ｘ層配線２２（２０μｍ×２０μｍ、ピッチ４０
μｍ）の上にビアホール導体２３（２０μｍφ×２０μ
ｍｔ）を形成したスケルトン構造の配線）の空間に、そ
の銅配線をオス型とした時にメス型となるような形状２
４にエキシマレーザ露光でパターン化しかつその表面に
接着剤２５を厚さ３μｍ塗布したポリイミドフィルム２
６（厚さ３８μｍ）を減圧下で充填し、ホットプレスを
用いて加熱加圧し接着剤２５を溶融流動させるとともに
硬化させる。接着剤２５として用いるエポキシレジンと
しては、大日本インキ化学株式会社製ＥＸＡ−４７００
を用い、実施例１４で用いたものと同一の硬化剤との当
量組成物を用い、加熱は最高２００℃、加圧は静水圧が
かかるようにして２０ｋｇ／ｍｍ²かけた。銅導体（２
２および２３）とポリイミドフィルム２６との間隔は、
接着剤によって充分に埋められるとともに、ポリイミド
フィルム２６はセラミックベース基板２１とも固着一体
化している。このようにして逐次的に多層化して配線層
数１５層の高密度多層配線基板を作った。なお、上記パ
ターン化したポリイミドフィルム２６は、Ｘ層配線２２
とビヤホール導体２３のそれぞれのネガ型のもの（厚さ
１９μｍ）をまず作成して、その２つを上記の接着剤を
用いて貼りあわせてつくっておく。

【００７４】

【発明の効果】本発明は以上で説明してきたような構成
及び製法になっているので、以下に記載したような効果
を奏する。すなわち、モジュールとしては、 （１）モジュールの製造期間を短縮できる。これは、基
板を製造開始してから完成する迄の期間を大幅に短縮で
きるためである。

【００７５】（２）モジュールの製造歩留を向上でき
る。これは、基板の製造工程数を従来より大幅に低減で
きるため、基板の製造歩留が向上し、結果的にはモジュ
ールの製造歩留が向上するものである。

【００７６】（３）モジュールの信頼性を向上でき、更
に長寿命化できる。これは、基板の製造工程数の低減に
よるためである。一例として、絶縁層間の界面数は、従
来の逐次に絶縁層を形成する場合と比較して低減してい
る。この結果、界面での剥離、異物の混入等の信頼度の
低減要因が減少している。

【００７７】計算機としては、下記の効果がある。

【００７８】（１）計算機の製造期間を短縮できる。こ
れは、基板を製造開始してから完成する迄の期間を大幅
に短縮できるためである。

【００７９】（２）計算機の製造歩留を向上できる。こ
れは、基板の製造工程数を従来より大幅に低減できるた
め、基板の製造歩留が向上し、結果的には計算機の製造
歩留が向上するものである。

【００８０】（３）計算機の信頼性を向上でき、更に長
寿命化できる。これは、基板の製造工程数の低減による
ためである。一例として、絶縁層間の界面数は、従来の
逐次に絶縁層を形成する場合と比較して低減している。
この結果、界面での剥離、異物の混入等の信頼度の低減
要因が減少している。

【００８１】（４）計算機の高速化が可能となる。これ
は、基板製造に使用する絶縁材料として、信号遅延を少
なくできる低誘導率材料を適用することが容易になるた
めである。

【００８２】（５）従来のポリイミド薄膜多層配線に比
べて、本発明による薄膜多層配線基板の製造方法は、お
よそ２〜３倍のスループット向上、１／３〜１／６のリ
ードタイム短縮を実現する生産性の優れたものであり、
１５層の多層化を行うのに従来法では６ヶ月以上かかる
ところを１．５ヶ月以内の生産工程を組むことが容易で
あり、量産性の大幅向上に貢献する。また、無溶剤状態
のレンジを用いることにより、ボイドやピンホールを含
まない絶縁層を容易に形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の多層配線基板の製造方法を示す工程図で
ある。

【図２】本発明に係る多層配線基板の製造方法におい
て、配線層に接着剤塗布フィルムを嵌合する一例を示す
工程図である。

【図３】本発明に係る多層配線基板の製造方法におい
て、配線層に熱溶融型フィルムを嵌合する一例を示す工
程図である。

【符号の説明】

１１…セラミックベース基板、 １２…下地金属膜、 １３…レジスト、 １４…穴、 １５…導体、 １６…ポリマー絶縁層、 ２１…セラミックベース基板、 ２２…Ｘ層配線、 ２３…ビアホール層、 ２４…穴、 ２５…接着剤、 ２６…嵌合フィルム、 ３１…セラミックベース基板、 ３２…Ｘ層配線、 ３３…ビアホール層、 ３４…穴、 ３５…嵌合フィルム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 寿 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 平４−211194（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−56999（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−26092（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−173497（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−180197（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−40598（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−120857（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−94697（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−276257（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−369898（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05K 3/46

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも１層の導体層製造方法が以下の
   工程を含み、この導体層を複数層積み重ねて多層配線構
   造を得ることを特徴とする多層配線基板の製造方法。 （１） スケルトン構造の配線導体を形成する工程、 （２）上記スケルトン構造の配線導体と互いにはめあい
   になる形状に フィルム状絶縁体を形成する工程、 （３）上記スケルトン構造の配線導体と上記フィルム状
   絶縁体とをはめあわせて当該スケルトン構造の配線外の
   空間を上記フィルム状絶縁体で 充填しこれらを接着固定
   する工程、又は、上記スケルトン構造の配線導体と上記
   フィルム状絶縁体とをはめあわせて当該スケルトン構造
   の配線外の空間を上記フィルム状絶縁体で充填するとと
   もに両者間に生じる隙間に無溶剤状態のワニスを充填し
   て上記スケルトン構造の配線導体と上記フィルム状絶縁
   体とを接着固定する工程、 （４）上記（１）乃至（３）の工程によって得られた導
   体層を多層基板の 構成ユニット上へ積層する工程。
2. 【請求項２】請求項１記載の多層配線基板の製造方法に
   おいて、上記フィルム状絶縁体を、レーザ加工で製作し
   たことを特徴とする多層配線基板の製造方法。
3. 【請求項３】少なくとも１層の導体層製造方法が以下の
   工程を含み、この導体層を複数層積み重ねて多層配線構
   造を得ることを特徴とする多層配線基板の製造方法。 （１）スケルトン構造の配線導体を形成する工程、 （２） 金属箔上に絶縁体フィルムを成膜し、この絶縁体
   フィルムを上記スケルトン構造の配線導体と互いにはめ
   あいになる形状にレーザ加工してフィルム状絶縁体を形
   成する工程、 （３）上記スケルトン構造の配線導体と上記フィルム状
   絶縁体とをはめあわせて当該スケルトン構造の配線外の
   空間を上記フィルム状絶縁体で充填しこれらを接着固定
   する工程、又は、上記スケルトン構造の配線導体と上記
   フィルム状絶縁体とをはめあわせて当該スケルトン構造
   の配線外の空間を上記フィルム状絶縁体 で充填するとと
   もに両者間に生じる隙間に無溶剤状態のワニスを充填し
   て上記スケルトン構造の配線導体と上記フィルム状絶縁
   体とを接着固定する工程、 （４）上記（１）乃至（３）の工程によって得られた導
   体層を多層基板の構成ユニット上へ積層する工程。
4. 【請求項４】請求項１記載の多層配線基板の製造方法に
   おいて、上記フィルム状絶縁体として、ポリイミド、ポ
   リアミドイミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポ
   リアミド、ポリエーテルイミドなどの耐熱フィルムから
   選ばれたものか、それらかあるいはそのプリプレグを複
   合してなるものを使用することを特徴とする多層配線基
   板の製造方法。
5. 【請求項５】請求項１記載の多層配線基板の製造方法に
   おいて、上記フィルム状絶縁体が熱硬化樹脂のＢステー
   ジ状態からなることを特徴とする多層配線基板の製造方
   法。
6. 【請求項６】請求項５記載の多層配線基板の製造方法に
   おいて、上記熱硬化樹脂が、エポキシレジン、イソシア
   ヌレート・オキサゾリドンレジン、シアン酸エステルレ
   ジン、シクロブテン環を有するポリマからなる耐熱ポリ
   マの少なくとも１種であることを特徴とする多層配線基
   板の製造方法。
7. 【請求項７】請求項１記載の多層配線基板の製造方法に
   おいて、上記無溶剤ワニスとして、エポキシレジン、イ
   ソシアヌレート・オキサゾリドンレジン、シアン酸エス
   テルレジン、シクロブテン環を有するポリマのうち少な
   くとも１種を使用することを特徴とする多層配線基板の
   製造方法。
8. 【請求項８】請求項１記載の多層配線基板の製造方法に
   おいて、上記無溶剤ワニスを充填するに際して、溶剤で
   稀釈して塗布するか、あるいは無溶剤ワニスを減圧、減
   圧後加圧、常圧加圧により充填することを特徴とする多
   層配線基板の製造方法。
9. 【請求項９】請求項１記載の多層配線基板の製造方法に
   おいて、上記無溶剤ワニスの充填方法が、トランスフ
   ァ、インジェクション、コンプレッションなどのモール
   ドによることを特徴とする多層配線基板の製造方法。
10. 【請求項１０】請求項１記載の多層配線基板の製造方法
    において、上記フィルム状絶縁体として、その下表面に
    接着剤を予め塗布してあるものを用い、その接着剤によ
    って、上記（１）乃至（３）の工程によって得られた導
    体層を多層基板の構成ユニット上へ積層することを特徴
    とする多層配線基板の製造方法。