JP3866121B2 - 多層配線基板、多層配線基板用基材およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多層配線基板（多層プリント配線板）、多層配線基板用基材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基板、多層配線基板用基材およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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・ビアが可能な樹脂多層プリント配線板、例えば、松下電器産業社のＡＬＩＶＨ（Ａｎｙ Ｌａｙｅｒ Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）基板や、ポリイミドによるＦＰＣをスルーホールを使用せずに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）が開発されている。
【０００３】
また、ポリイミドフィ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基材として、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。
【０００４】
特願２００１−８５２２４号で提案されている多層配線基板用基材では、絶縁層の一方の面に銅箔を設けた銅張樹脂基材に貫通孔（バイアホール）を穴あけした後、導電性樹脂組成物（樹脂系の導電性ペースト）を銅箔側からスクリーン印刷法等による印刷法によって充填することで、図１１に示されているようなＩＶＨ部分を形成している。なお、図１１において、１０１は絶縁層を、１０２は銅箔部を、１０４は貫通孔を、１０５は貫通孔１０４に充填された導電性樹脂組成物を各々示している。
【０００５】
そして、スクリーン印刷時のマスクの開口部の口径をＩＶＨ径より大きくすることにより、印刷時の位置合わせ精度にある程度の余裕ができると共に、銅箔部１０２上に導電性樹脂組成物１０５によってマスク開口部口径相当の大きさのヘッド状部１０５Ａが形成され、貫通孔１０４に充填された導電性樹脂組成物１０５と銅箔部１０２との接触面積を大きくすることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
印刷用マスクを使用した印刷法によってバイアホールに導電性樹脂組成物を充填する場合、ヘッド状部１０５Ａは印刷用マスクの厚さ等により基材表面よりも数十μｍ程度の厚さをもって突出する。このため、多層配線基板の表面平滑性を確保するためには、ヘッド状部１０５Ａの全体を層間接着剤の層内に埋め込むに十分な接着層の厚さが必要になる。
【０００７】
しかし、この場合には、接着層の厚さが厚くなることにより、多層配線基板の厚膜化を招くことになる。これに対し、接着層を厚くしない場合には、多層配線基板の表面平滑性が損ねられる。
【０００８】
導電性樹脂組成物が完全に硬化する以前に、多層積層を行うことで、導電性樹脂組成物と他層の銅箔との接触が密接に行われるようにした場合、図１２に示されているように、導電性樹脂組成物１０５の銅箔部１０２より上の部分（ヘッド状部１０５Ａ）が、多層積層時の積層圧Ｐによって押しつぶれ、圧潰状態で広がってしまい、基板表面上から見たヘッド状部１０５Ａの大きさを均一化することが困難であるばかりか、他配線部１０２’までヘッド状部１０５Ａの導電性樹脂組成物が広がってしまい、回路の短絡を招く虞れがある。
【０００９】
こういった問題を解決すべく、銅回路と導電性樹脂組成物との導通接触を銅箔裏面側でとる構造が考えられている。即ち、これは、絶縁性基材の片面に配線パターンをなす導電層を設けられ、前記絶縁性基材と前記導電層を貫通する貫通孔に層間導通を得るための導電性樹脂組成物を充填された多層配線基板用基材において、貫通孔の導電層部分の口径を絶縁性基材部分の口径より小さくする、あるいは、絶縁性基材の一方の面に配線パターンをなす導電層を、他方の面に層間接着のための接着層を設けられ、前記導電層と前記絶縁性基材と前記接着層を貫通する貫通孔に層間導通を得るための導電性樹脂組成物を充填された多層配線基板用基材において、貫通孔の導電層部分の口径を絶縁性基材部分および接着層部分の口径より小さくし、このような多層配線基板用基材を、複数枚、重ね合わせて接合するものである。なお、銅箔部に設けられる樹脂部（絶縁性基材あるいは絶縁性基材＋接着層）よりも小さい穴はＩＶＨ内への気泡の入り込みを防ぐものである。
【００１０】
上述したような貫通孔の穴あけに関しては、レーザ加工による穴あけが提案されているが、レーザ加工で貫通孔を穿該した場合には、図１３に示されているように、絶縁性基材１０１部分の貫通孔１０６の内壁面１０６Ａの断面形状は、極めて直線的なものになり、貫通孔１０６の内壁面１０６Ａと銅箔部１０２の裏面１０２Ａとの接続が、角張った隅角部（変局部）１０７によって行われることになる。
【００１１】
このため、この貫通孔１０６に導電性樹脂組成物１０５を穴埋め充填する際に、貫通孔１０６内の銅箔部１０２と絶縁性基材１０１との境界部、即ち、図１４に〇印で示されている部分が澱み領域になってこの部分の空気抜きが良好に行われず、この部分の導電性樹脂組成物１０５に気泡が入り込み、導電性樹脂組成物１０５内に気泡が残存し易いと云う問題がある。
【００１２】
この気泡の残存は、銅箔部１０２の裏面１０２Ａにおける導電性樹脂組成物１０５と銅箔部１０２との接触面積の変動を招き、導電性樹脂組成物１０５と銅箔部１０２との導通を不安定なものにする原因になる。
【００１３】
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、バイアホールに充填された導電性樹脂組成物と銅箔部（導電層）との導通を銅箔裏面側でとる構造のものにおいて、バイアホールに充填された導電性樹脂組成物中に気泡が残存し難く、導電性樹脂組成物と銅箔部との導通信頼性が高い多層配線基板用基材およびその製造方法および多層配線基板を提供することを目的としている。
【００１４】
【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基板用基材は、絶縁性基材の片面に配線パターンをなす導電層を設けられ、前記絶縁性基材と前記導電層を貫通する貫通孔に層間導通を得るための導電性樹脂組成物を充填された多層配線基板用基材であって、前記貫通孔の導電層部分の口径が絶縁性基材部分の口径より小さく、当該貫通孔の前記絶縁性基材部分の内壁面が縦断面で見て曲線状、あるいは、絶縁性基材の一方の面に配線パターンをなす導電層を、他方の面に層間接着のための接着層を設けられ、前記導電層と前記絶縁性基材と前記接着層を貫通する貫通孔に層間導通を得るための導電性樹脂組成物を充填された多層配線基板用基材であって、前記貫通孔の導電層部分の口径が絶縁性基材部分および接着層部分の口径より小さく、当該貫通孔の絶縁性基材部分の内壁面が縦断面で見て曲線状である。
【００１５】
貫通孔の絶縁性基材部分の内壁面が縦断面で見て曲線状であることにより、貫通孔の絶縁性基材部分の形状がすり鉢状になり、貫通孔の内壁面と導電層裏面との接続が、角張った変局部を含むことなく滑らかに行われ、貫通孔に対する導電性樹脂組成物の充填時の貫通孔内の空気抜きがすべて良好に行われるようになり、貫通孔に穴埋め充填された導電性樹脂組成物内に気泡が残存しなくなる。
【００１６】
更に、詳細には、貫通孔の内壁面は、円弧面をもって前記導電層の裏面と滑らかに接続されていることが好ましく、貫通孔がエッチングにより形成された孔である場合、（絶縁性基材厚さＴ）／（サイドエッチＬ）＝（エッチングファクタ）とし、エッチングファクタが１以下であることが好ましい。
【００１７】
この発明による多層配線基板用基材では、絶縁性基材をポリイミド等の可撓性樹脂フィルムにより構成し、可撓性樹脂フィルムの一方の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基材とすることができる。また、接着層は熱可塑性ポリイミドにより構成することができる。
【００１８】
この発明による多層配線基板は、上述の発明による多層配線基板用基材を複数枚、重ねて接合したものである。
【００１９】
上述の目的を達成するために、この発明による多層配線基板用基材の製造方法は、絶縁性基材の片面に配線パターンをなす導電層を設けられたものに、導電層部分の口径が絶縁性基材部分の口径より小さく、当該貫通孔の前記絶縁性基材部分の断面形状が近円弧状の貫通孔を穿孔する穿孔工程と、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有する。
【００２０】
また、上述の目的を達成するために、この発明による多層配線基板用基材の製造方法は、絶縁性基材の一方の面に配線パターンをなす導電層を、他方の面に層間接着のための接着層を設けられたものに、導電層部分および接着層部分の口径が絶縁性基材部分の口径より小さく、当該貫通孔の前記絶縁性基材部分の断面形状が近円弧状の貫通孔を穿孔する穿孔工程と、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有する。
【００２１】
この発明による多層配線基板用基材の製造方法における穿孔工程は、エッチングによって絶縁性基材部分の貫通孔を形成することができ、絶縁性基材がポリイミド等の可撓性樹脂フィルムである場合には、液状エッチャントによってエッチングして絶縁性基材に貫通孔を形成することができる。
【００２２】
絶縁性基材部を液状エッチャントによってエッチングして貫通孔を形成する場合、液状エッチャントの粘性や、反応・物質移動の等方性により、エッチングのキャビティ形状が近円弧状になることはよく知られており、この発明による多層配線基板用基材の製造方法は、これを応用したものである。
【００２３】
また、絶縁性基材をポリイミド樹脂とし、接着層としてもポリイミド基材を使用した場合には、市販のポリイミドエッチング液によって容易にエッチングすることができるうえに、製品としての耐熱性、対薬品性、電気絶縁性等に優れる。
【００２４】
そして、このようなエッチングによる貫通孔の形成の場合、（絶縁性基材厚さＴ）／（サイドエッチＬ）＝（エッチングファクタ）とし、エッチングファクタを１以下である孔を絶縁性基材部分に形成することができる。
【００２５】
【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。
（実施形態１）
図１はこの発明による一実施形態に係わる多層配線基板用基材の基本構成を示している。
【００２６】
図１に示されている多層配線基板用基材は、絶縁性基材をなす絶縁樹脂層１１の一方の面に配線パターンをなす銅箔等による導電層１２を、他方の面に層間接着のための接着層１３を各々設けられ、接着層１３と絶縁樹脂層１１と導電層１２とを貫通する貫通孔１４を穿設されている。貫通孔１４には導電性樹脂組成物１５が充填され、ＩＶＨ（バイアホール）を形成している。
【００２７】
ＦＰＣでは、絶縁樹脂層１１は、全芳香族ポリイミド（ＡＰＩ）等によるポリイミドフィルムやポリエステルフィルム等の可撓性を有する樹脂フィルムで構成され、絶縁樹脂層１１と導電層１２と接着層１３との３層構造は、汎用の片面銅箔付きポリイミド基材のポリイミド部（絶縁樹脂層１１）の銅箔（導電層１２）とは反対側の面に接着層１３としてポリイミド系接着材を貼付したもので構成できる。
【００２８】
ポリイミド系接着材による接着層１３は、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）あるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したフィルムの貼り付けにより形成することができる。熱可塑性ポリイミドの場合、基板の耐熱性を考慮し、ガラス転移点の高いものを使用するのが好ましい。
【００２９】
貫通孔１４のうち、接着層１３を貫通する部分１４ａと絶縁樹脂層１１を貫通する部分１４ｂの口径は通常のバイアホール径とされ、導電層１２を貫通する部分１４ｃの口径は絶縁樹脂層１１および接着層１３を貫通する部分１４ａ、１４ｂの口径より小径になっており、絶縁性基材部分１４ｂの断面形状が近円弧状になっている。すなわち、貫通孔１４の絶縁性基材部分１４ｂの形状がすり鉢状をなし、貫通孔１４の内壁面が近円弧面１４ｅをもって導電層１２の裏面１２ａに接続されている。すなわち、図１の縦断面図に示す様に、絶縁樹脂層１１の内壁面１４ｅが縦断面で見て曲線状となっている。ここで、近円弧面１４ｅとは、全体が一つの曲率による湾曲面（球面）、異なる複数の曲率による湾曲面が滑らかに連続した曲面、その他、回転楕円面、回転放物線面等、各種曲面の総称とする。
【００３０】
ポリイミドによる絶縁樹脂層１１部分の貫通孔１４ｂは、液状エッチャントによってエッチングによって形成することができ、液状エッチャントの粘性や、反応・物質移動の等方性により、エッチングのキャビティ形状が近円弧状になることを利用して貫通孔１４の内壁面を近円弧面１４ｅとすることができる。これにより、図２に示されているように、（絶縁性基材厚さＴ）／（サイドエッチＬ）＝（エッチングファクタ）とすると、エッチングファクタは１以下になり、貫通孔１４の内壁面が近円弧面１４ｅをもって、角張った変局部を含むことなく、導電層１２の裏面１２ａと滑らかに接続される。
【００３１】
これにより、貫通孔１４に対する導電性樹脂組成物１５の充填時の貫通孔１４内の空気抜きがすべて良好に行われるようになり、貫通孔１４に穴埋め充填された導電性樹脂組成物１５内に気泡が残存しなくなり、バイアホール（貫通孔１４）に充填された導電性樹脂組成物１５と導電層１２の裏面１２ａとの接触による導通が所要の接触面積をもって信頼性高く行われる。
【００３２】
図３はこの発明による多層配線基板の一つの実施形態を示している。この多層配線基板は、図１に示されている構造の多層配線基板用基材を、１層目の基材１０Ａと２層目の基材１０Ｂとして、２枚重ね合わせ、１層目の基材１０Ａの接着層１３によって１層目の基材１０Ａと２層目の基材１０Ｂとを互いに接着接合してなる。２層目の基材１０Ｂの接着層１３上には表面部の配線パターンをなす銅箔による導電層１６が形成されている。
【００３３】
導電性樹脂組成物１５を充填された各貫通孔１４はＩＶＨをなし、各貫通孔１４の内壁面が近円弧面１４ｅをもって、角張った変局部を含むことなく、導電層１２の裏面１２ａと滑らかに接続される形状になっているから、貫通孔１４に穴埋め充填された導電性樹脂組成物１５内に気泡が残存することがなく、貫通孔１４に穴埋め充填された導電性樹脂組成物１５によって、各層の導電層１２、あるいは導電層１２と１６の層間導通が信頼性高く行われる。
【００３４】
つぎに、図１に示されている多層配線基板用基材、およびその多層配線基板用基材による多層配線基板の製造方法の一実施形態を図４、図５を参照して説明する。
【００３５】
まず、図４（ａ）、（ｂ）に示されているように、絶縁樹脂層（ポリイミドフィルム）１１の片面に銅箔による導電層１２を設けられた基材の絶縁樹脂層１１側に、熱可塑性ポリイミドあるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したフィルムを貼り付けて接着層１３を形成する。
【００３６】
つぎに、図４（ｃ）に示されているように、導電層１２にエッチングを行って導電層１２による配線パターン（回路パターン）を形成する。導電層１２が銅箔の場合、銅箔のエッチングは、塩化第２鉄を主成分とした水溶液、塩化第２銅を主成分としたエッチャントを用いて行うことができる。
【００３７】
つぎに、図４（ｄ）に示されているように、接着層１３の表面にエッチングレジスト（図示省略）を形成し、接着層１３をエッチングして当該部分の孔１４ａを形成する。
【００３８】
接着層１３が熱可塑性ポリイミドである場合には、接着層１３は、水酸化カリウムとヒドラジンとエチレンジアミンの混合物や水酸化アルカリとヒドラジンと１．３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを主成分とする熱可塑性ポリイミド用液状エッチャントによってエッチングすることができる。その後、接着層表面のエッチングレジストは除去する。
【００３９】
つぎに、図４（ｅ）に示されているように、絶縁樹脂層（ポリイミドフイルム）１１のエッチングのためのエッチングレジスト（図示省略）を接着層１３の表面に形成し、絶縁樹脂層１１をエッチングして当該部分の孔１４ｂを形成する。
【００４０】
ポリイミドフィルム１１のエッチングは、熱可塑性ポリイミド用液状エッチャントと同等のポリイミド用液状状エッチャントで行うことができるが、ポリイミドフィルムと接着層（熱可塑性ポリイミド）１３との境界に段差ができないよう、エッチング条件を決定する必要がある。
【００４１】
また、ＩＶＨ（貫通孔１４）内における導電層１２と絶縁樹脂層１１との境界付近は、絶縁樹脂層１１のエッジが急峻であると、後の工程である貫通孔１４に対する導電性樹脂組成物充填の際に気泡が入り込んでしまうが、液状エッチャントで絶縁樹脂層１１をエッチングしたところ、図２で定義しているエッチングファクタは１以下となり、エッジが急峻にならず、絶縁樹脂層１１の部分の貫通孔１４の内壁面が近円弧面１４ｅをもって、角張った変局部（隅角部）を含むことなく、導電層１２の裏面１２ａと滑らかに接続される形状になり、気泡排出の効率がよくなる。
【００４２】
なお、接着層１３と絶縁樹脂層１１のエッチングは、エッチレートが同じエッチング液が使用されれば、２層一括でエッチングできる。
【００４３】
つぎに、図４（ｆ）に示されているように、エッチングあるいはレーザ加工等により、導電層１２に小さい孔１４ｃを穿設し、貫通孔１４を完成する。
【００４４】
貫通孔１４の穿孔が完了すれば、図４（ｇ）に示されているように、接着層１３上にメタルマスク５０を載せ、メタルマスク５０の開口５０ａが各貫通孔１４に整合するように、マスク合わせを行い、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）５１を使用してメタルマスク５０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（印刷法）によって貫通孔１４に穴埋め充填する。図４（ｈ）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。
【００４５】
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、銅箔部（導電層１２）の小孔１４ｃ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。
【００４６】
印刷法による導電性樹脂組成物１５の充填は、マスクを介して行うが、スクリーンマスクを使用した場合にはスクリーン開口部のメッシュに導電性樹脂組成物が持っていかれてしまい、積層後の電気的信頼性を確保できないため、メタルマスク５０を介して印刷を行ったところ、このような不具合が解消された。
【００４７】
この際、ＩＶＨ（貫通孔１４）断面の絶縁樹脂層部分（ポリイミド部分）１４ｂの形状が滑らかな近円弧状であるため、銅箔（導電層１２）の小孔１４ｃから気泡が速やかに排出され、銅箔部（導電層１２）と導電性樹脂組成物１５との密着が導電層１２の裏面１２ａで十分に行われる。
また、図４（ｈ）に示すように、この実施形態では、導電性樹脂組成物１５の後端１５ａは、接続を良くするため、接着層１３の上端より少し突出している。
【００４８】
導電層１２の小孔１４ｃの径は、導電性樹脂組成物１５との接触抵抗からの要求に加えて、導電性樹脂組成物１５の粘度やチキソ性といった諸特性に応じ、気泡の残留と導電性樹脂組成物１５の脱落を回避できるように選択することになり、例えば、接着層１３、絶縁樹脂層１１を貫通する部分１４ａ、１４ｂの口径を通常のバイアホール径、例えば、１００μｍとすると、導電層１２を貫通する部分１４ｃの口径は、バイアホール径より小径の３０〜５０μｍ程度になる。
【００４９】
導電性樹脂組成物１５の充填が完了すれば、図４（ｈ）に示されているようにメタルマスク５０を外して１枚の基材１０Ａを完成する。
【００５０】
この基材１０Ａを１層目の基材とし、図４（ａ）〜（ｈ）に示されているこれまでと同様の製法で作製した基材１０Ｂと、銅箔による導電層１６を各々適当な位置合わせ法によって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５（ａ）、（ｂ）に示されているように、多層化が達成される。
【００５１】
ラミネーションの際、基板を真空下に曝しながら加熱圧着することで、導電層１２による回路パターンの凹凸に対する接着層１３の追従性を高くすることができる。また、導電性樹脂組成物１５が柔らかい状態で積層を行い、導電性樹脂組成物１５と他層の銅箔との接触を密接にすることができる。
【００５２】
最後に、図５（ｃ）に示されているように、最外層の導電層１６をエッチングによって回路形成することで、多層配線板として完成を見る。
【００５３】
（実施形態２）
図６はこの発明による他の実施形態に係わる多層配線基板用基材の基本構成を示している。
【００５４】
図６に示されている多層配線基板用基材は、絶縁性基材をなす絶縁樹脂層２１自体が層間接着のための接着性を有しており、絶縁樹脂層２１の一方の面に配線パターンをなす銅箔等による導電層２２を設けられ、絶縁樹脂層２１と導電層２２とを貫通する貫通孔２４を穿設されている。貫通孔２４には導電性樹脂組成物２５が充填され、ＩＶＨ（バイアホール）を形成している。
【００５５】
ＦＰＣでは、接着性を有する絶縁樹脂層２１は、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）あるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したもので構成される。熱可塑性ポリイミドの場合、基板の耐熱性を考慮し、ガラス転移点の高いものを使用するのが好ましい。
【００５６】
貫通孔２４のうち、絶縁樹脂層２１を貫通する部分２４ｂの口径は通常のバイアホール径とされ、導電層２２を貫通する部分２４ｃの口径は絶縁樹脂層２１を貫通する部分２４ｂの口径より小径になっており、絶縁性基材部分２４ｂの断面形状が近円弧状になっている。すなわち、貫通孔２４の絶縁性基材部分２４ｂの形状がすり鉢状をなし、貫通孔２４の内壁面が近円弧面２４ｅをもって導電層２２の裏面２２ａに接続されている。すなわち、図６の縦断面図に示す様に、絶縁樹脂層２１の内壁面２４ｅが縦断面で見て曲線状となっている。
【００５７】
熱可塑性ポリイミドによる絶縁樹脂層２１部分の貫通孔２４は、液状エッチャントによってエッチングによって形成することができ、液状エッチャントの粘性や、反応・物質移動の等方性により、エッチングのキャビティ形状が円弧状になることを利用して貫通孔２４の内壁面を近円弧面２４ｅとすることができる。これにより、この場合も、図２に示されているように、（絶縁性基材厚さＴ）／（サイドエッチＬ）＝（エッチングファクタ）とし、エッチングファクタは１以下になり、貫通孔２４の内壁面が近円弧面２４ｅをもって、角張った変局部を含むことなく、導電層２２の裏面２２ａと滑らかに接続される。
【００５８】
これにより、貫通孔２４に対する導電性樹脂組成物２５の充填時の貫通孔２４内の空気抜きがすべて良好に行われるようになり、貫通孔２４に穴埋め充填された導電性樹脂組成物２５内に気泡が残存しなくなり、バイアホール（貫通孔２４）に充填された導電性樹脂組成物２５と導電層２２の裏面２２ａとの接触による導通が所要の接触面積をもって信頼性高く行われる。
【００５９】
図７はこの発明による多層配線基板の一つの実施形態を示している。この多層配線基板は、図６に示されている構造の多層配線基板用基材を、１層目の基材２０Ａと２層目の基材２０Ｂとして、２枚重ね合わせ、１層目の基材２０Ａの接着性を有する絶縁樹脂層２１によって１層目の基材２０Ａと２層目の基材２０Ｂとを互いに接着接合してなる。２層目の基材２０Ｂの絶縁樹脂層２１上には表面部の配線パターンをなす銅箔による導電層２６が形成されている。
【００６０】
導電性樹脂組成物２５を充填された各貫通孔２４はＩＶＨをなし、各貫通孔２４の内壁面が近円弧面２４ｅをもって、角張った変局部（隅角部）を含むことなく、導電層２２の裏面２２ａと滑らかに接続される形状になっているから、貫通孔２４に穴埋め充填された導電性樹脂組成物２５内に気泡が残存することがなく、貫通孔２４に穴埋め充填された導電性樹脂組成物２５によって、各層の導電層２２、あるいは導電層２２と２６の層間導通が信頼性高く行われる。
【００６１】
つぎに、図６に示されている多層配線基板用基材、およびその多層配線基板用基材による多層配線基板の製造方法の一実施形態を図８、図９を参照して説明する。
【００６２】
まず、図８（ａ）、（ｂ）に示されているように、絶縁樹脂層（熱可塑性ポリイミドフィルム）２１の片面に銅箔による導電層２２を貼り付ける。逆に云えば、銅箔による導電層２２の片面に熱可塑性ポリイミドフィルム（ポリイミド系接着材）を貼り付ける。
【００６３】
つぎに、図８（ｃ）に示されているように、導電層２２にエッチングを行って導電層２２による配線パターン（回路パターン）を形成する。導電層２２が銅箔の場合、銅箔のエッチングは、塩化第２鉄を主成分とした水溶液、塩化第２銅を主成分としたエッチャントを用いて行うことができる。
【００６４】
つぎに、図８（ｄ）に示されているように、絶縁樹脂層（熱可塑性ポリイミドフイルム）２１のエッチングのためのエッチングレジスト（図示省略）を絶縁樹脂層２１の表面に形成し、絶縁樹脂層２１をエッチングして当該部分の孔２４ｂを形成する。
【００６５】
絶縁樹脂層２１が熱可塑性ポリイミドである場合には、絶縁樹脂層２１は、水酸化カリウムとヒドラジンとエチレンジアミンの混合物や水酸化アルカリとヒドラジンと１．３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを主成分とする熱可塑性ポリイミド用液状エッチャントによってエッチングすることができる。その後、接着層表面のエッチングレジストは除去する。
【００６６】
ＩＶＨ（貫通孔２４）内における導電層２２と絶縁樹脂層２１との境界付近は、絶縁樹脂層２１のエッジが急峻であると、後の工程である貫通孔２４に対する導電性樹脂組成物充填の際に気泡が入り込んでしまうが、液状エッチャントで絶縁樹脂層２１をエッチングしたところ、この場合も、図２で定義しているエッチングファクタは１以下となり、エッジが急峻にならず、絶縁樹脂層２１の部分の貫通孔２４の内壁面が近円弧面２４ｅをもって、角張った変局部（隅角部）を含むことなく、導電層２２の裏面２２ａと滑らかに接続される形状になり、気泡排出の効率がよくなる。
【００６７】
つぎに、図８（ｅ）に示されているように、エッチングあるいはレーザ加工等により、導電層２２に小さい孔２４ｃを穿設し、貫通孔２４を完成する。
【００６８】
貫通孔２４の穿孔が完了すれば、図８（ｆ）に示されているように、絶縁樹脂層２１上にメタルマスク５０を載せ、メタルマスク５０の開口５０ａが各貫通孔２４に整合するように、マスク合わせを行い、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）５１を使用してメタルマスク５０の面側から導電性樹脂組成物（導電ペースト）２５をスクイジング（印刷法）によって貫通孔２４に穴埋め充填する。図８（ｇ）は、導電性樹脂組成物２５の穴埋め充填完了状態を示している。
【００６９】
導電性樹脂組成物２５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、銅箔部（導電層２２）の小孔２４ｃ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２５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。
【００７０】
印刷法による導電性樹脂組成物２５の充填は、マスクを介して行うが、スクリーンマスクを使用した場合にはスクリーン開口部のメッシュに導電性樹脂組成物が持っていかれてしまい、積層後の電気的信頼性を確保できないため、メタルマスク５０を介して印刷を行ったところ、このような不具合が解消された。
【００７１】
この際、ＩＶＨ（貫通孔２４）断面の絶縁樹脂層部分（熱可塑性ポリイミド部分）２４ｂの形状が滑らかな近円弧状であるため、銅箔（導電層２２）の小孔２４ｃから気泡が速やかに排出され、銅箔部（導電層２２）と導電性樹脂組成物２５との密着が導電層２２の裏面２２ａで十分に行われる。
また、図８（ｇ）に示すように、この実施形態では、導電性樹脂組成物２５の後端２５ａは、接続を良くするため、絶縁樹脂層２１の上端より少し突出している。
【００７２】
導電層２２の小孔２４ｃの径は、導電性樹脂組成物２５との接触抵抗からの要求に加えて、導電性樹脂組成物２５の粘度やチキソ性といった諸特性に応じ、気泡の残留と導電性樹脂組成物２５の脱落を回避できるように選択することになり、例えば、絶縁樹脂層２１を貫通する部分２４ｂの口径を通常のバイアホール径、例えば、１００μｍとすると、導電層２２を貫通する部分２４ｃの口径は、バイアホール径より小径の３０〜５０μｍ程度になる。
【００７３】
導電性樹脂組成物２５の充填が完了すれば、図８（ｇ）に示されているようにメタルマスク５０を外して１枚の基材２０Ａを完成する。
【００７４】
この基材２０Ａを１層目の基材とし、図８（ａ）〜（ｆ）に示されているこれまでと同様の製法で作製した基材２０Ｂと、銅箔による導電層２６を各々適当な位置合わせ法によって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９（ａ）、（ｂ）に示されているように、多層化が達成される。
【００７５】
ラミネーションの際、基板を真空下に曝しながら加熱圧着することで、導電層２２による回路パターンの凹凸に対する絶縁樹脂層２１の追従性を高くすることができる。また、導電性樹脂組成物２５が柔らかい状態で積層を行い、導電性樹脂組成物２５と他層の銅箔との接触を密接にすることができる。
【００７６】
最後に、図９（ｃ）に示されているように、最外層の導電層２６をエッチングによって回路形成することで、多層配線板として完成を見る。
（その他の実施形態）
【００７７】
なお、貫通孔２４は、エッチングファクタが必ずしも１以下のものでなくてもよく、例えば、図１０に示されているように、絶縁樹脂層２１の部分の貫通孔２４の内壁面がＲ面２４ｆをもって角張った変局部を含むことなく導電層２２の裏面２２ａと滑らかに接続される形状であってもよい。このことは、実施形態１のものでも同様である。
【００７８】
また、上述の実施形態では、いずれも、フレキシブルプリント配線板について述べたが、この発明はこれに限られることはなく、リジットタイプのプリント配線板にも同様に適用でき、絶縁性基材が、エポキシ樹脂系やプリプレグによるものである場合には、プラズマエッチングによって貫通孔形状を上述の実施形態と同様に、すり鉢状にすることができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による多層配線基板、多層配線基板用基材およびその製造方法によれば、貫通孔の絶縁性基材部分の内壁面が縦断面で見て曲線状であることにより、貫通孔の内壁面と導電層裏面との接続が、角張った変局部を含むことなく滑らかに行われ、貫通孔に対する導電性樹脂組成物の充填時の貫通孔内の空気抜きがすべて良好に行われるようになり、貫通孔に穴埋め充填された導電性樹脂組成物内に気泡が残存しなくなるから、導電性樹脂組成物と導電層との導通が高い信頼性をもって安定して行われるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態１に係わる多層配線基板用基材の基本構成を示す断面図である。
【図２】この発明の実施形態１に係わる多層配線基板用基材の貫通孔形状を示す断面図である。
【図３】この発明の実施形態１に係わる多層配線基板を示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｈ）はこの発明の実施形態１に係わる多層配線基板用基材の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）はこの発明の実施形態１に係わる多層配線基板の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図６】この発明の実施形態２に係わる多層配線基板用基材の基本構成を示す断面図である。
【図７】この発明の実施形態２に係わる多層配線基板を示す断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｇ）はこの発明の実施形態２に係わる多層配線基板用基材の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）はこの発明の実施形態２に係わる多層配線基板の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図１０】この発明の他の実施形態に係わる多層配線基板用基材の基本構成を示す断面図である。
【図１１】従来の多層配線基板用基材のＩＶＨ構造を示す断面図である。
【図１２】従来の多層配線基板用基材のＩＶＨ構造における不具合を示す断面図である。
【図１３】従来の多層配線基板用基材の貫通孔形状を示す断面図である。
【図１４】従来の多層配線基板用基材のＩＶＨ構造における不具合を示す断面図である。
【符号の説明】
１０Ａ １層目の基材
１０Ｂ ２層目の基材
１１ 絶縁樹脂層
１２ 導電層
１３ 接着層
１４ 貫通孔
１４ｅ 近円弧面
１５ 導電性樹脂組成物
１６ 導電層
２０Ａ １層目の基材
２０Ｂ ２層目の基材
２１ 絶縁樹脂層
２２ 導電層
２４ 貫通孔
２４ｅ 近円弧面
２５ 導電性樹脂組成物
２６ 導電層
【発明の属する技術分野】
この発明は、多層配線基板（多層プリント配線板）、多層配線基板用基材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基板、多層配線基板用基材およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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・ビアが可能な樹脂多層プリント配線板、例えば、松下電器産業社のＡＬＩＶＨ（Ａｎｙ Ｌａｙｅｒ Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）基板や、ポリイミドによるＦＰＣをスルーホールを使用せずに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）が開発されている。
【０００３】
また、ポリイミドフィ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基材として、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。
【０００４】
特願２００１−８５２２４号で提案されている多層配線基板用基材では、絶縁層の一方の面に銅箔を設けた銅張樹脂基材に貫通孔（バイアホール）を穴あけした後、導電性樹脂組成物（樹脂系の導電性ペースト）を銅箔側からスクリーン印刷法等による印刷法によって充填することで、図１１に示されているようなＩＶＨ部分を形成している。なお、図１１において、１０１は絶縁層を、１０２は銅箔部を、１０４は貫通孔を、１０５は貫通孔１０４に充填された導電性樹脂組成物を各々示している。
【０００５】
そして、スクリーン印刷時のマスクの開口部の口径をＩＶＨ径より大きくすることにより、印刷時の位置合わせ精度にある程度の余裕ができると共に、銅箔部１０２上に導電性樹脂組成物１０５によってマスク開口部口径相当の大きさのヘッド状部１０５Ａが形成され、貫通孔１０４に充填された導電性樹脂組成物１０５と銅箔部１０２との接触面積を大きくすることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
印刷用マスクを使用した印刷法によってバイアホールに導電性樹脂組成物を充填する場合、ヘッド状部１０５Ａは印刷用マスクの厚さ等により基材表面よりも数十μｍ程度の厚さをもって突出する。このため、多層配線基板の表面平滑性を確保するためには、ヘッド状部１０５Ａの全体を層間接着剤の層内に埋め込むに十分な接着層の厚さが必要になる。
【０００７】
しかし、この場合には、接着層の厚さが厚くなることにより、多層配線基板の厚膜化を招くことになる。これに対し、接着層を厚くしない場合には、多層配線基板の表面平滑性が損ねられる。
【０００８】
導電性樹脂組成物が完全に硬化する以前に、多層積層を行うことで、導電性樹脂組成物と他層の銅箔との接触が密接に行われるようにした場合、図１２に示されているように、導電性樹脂組成物１０５の銅箔部１０２より上の部分（ヘッド状部１０５Ａ）が、多層積層時の積層圧Ｐによって押しつぶれ、圧潰状態で広がってしまい、基板表面上から見たヘッド状部１０５Ａの大きさを均一化することが困難であるばかりか、他配線部１０２’までヘッド状部１０５Ａの導電性樹脂組成物が広がってしまい、回路の短絡を招く虞れがある。
【０００９】
こういった問題を解決すべく、銅回路と導電性樹脂組成物との導通接触を銅箔裏面側でとる構造が考えられている。即ち、これは、絶縁性基材の片面に配線パターンをなす導電層を設けられ、前記絶縁性基材と前記導電層を貫通する貫通孔に層間導通を得るための導電性樹脂組成物を充填された多層配線基板用基材において、貫通孔の導電層部分の口径を絶縁性基材部分の口径より小さくする、あるいは、絶縁性基材の一方の面に配線パターンをなす導電層を、他方の面に層間接着のための接着層を設けられ、前記導電層と前記絶縁性基材と前記接着層を貫通する貫通孔に層間導通を得るための導電性樹脂組成物を充填された多層配線基板用基材において、貫通孔の導電層部分の口径を絶縁性基材部分および接着層部分の口径より小さくし、このような多層配線基板用基材を、複数枚、重ね合わせて接合するものである。なお、銅箔部に設けられる樹脂部（絶縁性基材あるいは絶縁性基材＋接着層）よりも小さい穴はＩＶＨ内への気泡の入り込みを防ぐものである。
【００１０】
上述したような貫通孔の穴あけに関しては、レーザ加工による穴あけが提案されているが、レーザ加工で貫通孔を穿該した場合には、図１３に示されているように、絶縁性基材１０１部分の貫通孔１０６の内壁面１０６Ａの断面形状は、極めて直線的なものになり、貫通孔１０６の内壁面１０６Ａと銅箔部１０２の裏面１０２Ａとの接続が、角張った隅角部（変局部）１０７によって行われることになる。
【００１１】
このため、この貫通孔１０６に導電性樹脂組成物１０５を穴埋め充填する際に、貫通孔１０６内の銅箔部１０２と絶縁性基材１０１との境界部、即ち、図１４に〇印で示されている部分が澱み領域になってこの部分の空気抜きが良好に行われず、この部分の導電性樹脂組成物１０５に気泡が入り込み、導電性樹脂組成物１０５内に気泡が残存し易いと云う問題がある。
【００１２】
この気泡の残存は、銅箔部１０２の裏面１０２Ａにおける導電性樹脂組成物１０５と銅箔部１０２との接触面積の変動を招き、導電性樹脂組成物１０５と銅箔部１０２との導通を不安定なものにする原因になる。
【００１３】
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、バイアホールに充填された導電性樹脂組成物と銅箔部（導電層）との導通を銅箔裏面側でとる構造のものにおいて、バイアホールに充填された導電性樹脂組成物中に気泡が残存し難く、導電性樹脂組成物と銅箔部との導通信頼性が高い多層配線基板用基材およびその製造方法および多層配線基板を提供することを目的としている。
【００１４】
【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基板用基材は、絶縁性基材の片面に配線パターンをなす導電層を設けられ、前記絶縁性基材と前記導電層を貫通する貫通孔に層間導通を得るための導電性樹脂組成物を充填された多層配線基板用基材であって、前記貫通孔の導電層部分の口径が絶縁性基材部分の口径より小さく、当該貫通孔の前記絶縁性基材部分の内壁面が縦断面で見て曲線状、あるいは、絶縁性基材の一方の面に配線パターンをなす導電層を、他方の面に層間接着のための接着層を設けられ、前記導電層と前記絶縁性基材と前記接着層を貫通する貫通孔に層間導通を得るための導電性樹脂組成物を充填された多層配線基板用基材であって、前記貫通孔の導電層部分の口径が絶縁性基材部分および接着層部分の口径より小さく、当該貫通孔の絶縁性基材部分の内壁面が縦断面で見て曲線状である。
【００１５】
貫通孔の絶縁性基材部分の内壁面が縦断面で見て曲線状であることにより、貫通孔の絶縁性基材部分の形状がすり鉢状になり、貫通孔の内壁面と導電層裏面との接続が、角張った変局部を含むことなく滑らかに行われ、貫通孔に対する導電性樹脂組成物の充填時の貫通孔内の空気抜きがすべて良好に行われるようになり、貫通孔に穴埋め充填された導電性樹脂組成物内に気泡が残存しなくなる。
【００１６】
更に、詳細には、貫通孔の内壁面は、円弧面をもって前記導電層の裏面と滑らかに接続されていることが好ましく、貫通孔がエッチングにより形成された孔である場合、（絶縁性基材厚さＴ）／（サイドエッチＬ）＝（エッチングファクタ）とし、エッチングファクタが１以下であることが好ましい。
【００１７】
この発明による多層配線基板用基材では、絶縁性基材をポリイミド等の可撓性樹脂フィルムにより構成し、可撓性樹脂フィルムの一方の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基材とすることができる。また、接着層は熱可塑性ポリイミドにより構成することができる。
【００１８】
この発明による多層配線基板は、上述の発明による多層配線基板用基材を複数枚、重ねて接合したものである。
【００１９】
上述の目的を達成するために、この発明による多層配線基板用基材の製造方法は、絶縁性基材の片面に配線パターンをなす導電層を設けられたものに、導電層部分の口径が絶縁性基材部分の口径より小さく、当該貫通孔の前記絶縁性基材部分の断面形状が近円弧状の貫通孔を穿孔する穿孔工程と、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有する。
【００２０】
また、上述の目的を達成するために、この発明による多層配線基板用基材の製造方法は、絶縁性基材の一方の面に配線パターンをなす導電層を、他方の面に層間接着のための接着層を設けられたものに、導電層部分および接着層部分の口径が絶縁性基材部分の口径より小さく、当該貫通孔の前記絶縁性基材部分の断面形状が近円弧状の貫通孔を穿孔する穿孔工程と、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有する。
【００２１】
この発明による多層配線基板用基材の製造方法における穿孔工程は、エッチングによって絶縁性基材部分の貫通孔を形成することができ、絶縁性基材がポリイミド等の可撓性樹脂フィルムである場合には、液状エッチャントによってエッチングして絶縁性基材に貫通孔を形成することができる。
【００２２】
絶縁性基材部を液状エッチャントによってエッチングして貫通孔を形成する場合、液状エッチャントの粘性や、反応・物質移動の等方性により、エッチングのキャビティ形状が近円弧状になることはよく知られており、この発明による多層配線基板用基材の製造方法は、これを応用したものである。
【００２３】
また、絶縁性基材をポリイミド樹脂とし、接着層としてもポリイミド基材を使用した場合には、市販のポリイミドエッチング液によって容易にエッチングすることができるうえに、製品としての耐熱性、対薬品性、電気絶縁性等に優れる。
【００２４】
そして、このようなエッチングによる貫通孔の形成の場合、（絶縁性基材厚さＴ）／（サイドエッチＬ）＝（エッチングファクタ）とし、エッチングファクタを１以下である孔を絶縁性基材部分に形成することができる。
【００２５】
【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。
（実施形態１）
図１はこの発明による一実施形態に係わる多層配線基板用基材の基本構成を示している。
【００２６】
図１に示されている多層配線基板用基材は、絶縁性基材をなす絶縁樹脂層１１の一方の面に配線パターンをなす銅箔等による導電層１２を、他方の面に層間接着のための接着層１３を各々設けられ、接着層１３と絶縁樹脂層１１と導電層１２とを貫通する貫通孔１４を穿設されている。貫通孔１４には導電性樹脂組成物１５が充填され、ＩＶＨ（バイアホール）を形成している。
【００２７】
ＦＰＣでは、絶縁樹脂層１１は、全芳香族ポリイミド（ＡＰＩ）等によるポリイミドフィルムやポリエステルフィルム等の可撓性を有する樹脂フィルムで構成され、絶縁樹脂層１１と導電層１２と接着層１３との３層構造は、汎用の片面銅箔付きポリイミド基材のポリイミド部（絶縁樹脂層１１）の銅箔（導電層１２）とは反対側の面に接着層１３としてポリイミド系接着材を貼付したもので構成できる。
【００２８】
ポリイミド系接着材による接着層１３は、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）あるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したフィルムの貼り付けにより形成することができる。熱可塑性ポリイミドの場合、基板の耐熱性を考慮し、ガラス転移点の高いものを使用するのが好ましい。
【００２９】
貫通孔１４のうち、接着層１３を貫通する部分１４ａと絶縁樹脂層１１を貫通する部分１４ｂの口径は通常のバイアホール径とされ、導電層１２を貫通する部分１４ｃの口径は絶縁樹脂層１１および接着層１３を貫通する部分１４ａ、１４ｂの口径より小径になっており、絶縁性基材部分１４ｂの断面形状が近円弧状になっている。すなわち、貫通孔１４の絶縁性基材部分１４ｂの形状がすり鉢状をなし、貫通孔１４の内壁面が近円弧面１４ｅをもって導電層１２の裏面１２ａに接続されている。すなわち、図１の縦断面図に示す様に、絶縁樹脂層１１の内壁面１４ｅが縦断面で見て曲線状となっている。ここで、近円弧面１４ｅとは、全体が一つの曲率による湾曲面（球面）、異なる複数の曲率による湾曲面が滑らかに連続した曲面、その他、回転楕円面、回転放物線面等、各種曲面の総称とする。
【００３０】
ポリイミドによる絶縁樹脂層１１部分の貫通孔１４ｂは、液状エッチャントによってエッチングによって形成することができ、液状エッチャントの粘性や、反応・物質移動の等方性により、エッチングのキャビティ形状が近円弧状になることを利用して貫通孔１４の内壁面を近円弧面１４ｅとすることができる。これにより、図２に示されているように、（絶縁性基材厚さＴ）／（サイドエッチＬ）＝（エッチングファクタ）とすると、エッチングファクタは１以下になり、貫通孔１４の内壁面が近円弧面１４ｅをもって、角張った変局部を含むことなく、導電層１２の裏面１２ａと滑らかに接続される。
【００３１】
これにより、貫通孔１４に対する導電性樹脂組成物１５の充填時の貫通孔１４内の空気抜きがすべて良好に行われるようになり、貫通孔１４に穴埋め充填された導電性樹脂組成物１５内に気泡が残存しなくなり、バイアホール（貫通孔１４）に充填された導電性樹脂組成物１５と導電層１２の裏面１２ａとの接触による導通が所要の接触面積をもって信頼性高く行われる。
【００３２】
図３はこの発明による多層配線基板の一つの実施形態を示している。この多層配線基板は、図１に示されている構造の多層配線基板用基材を、１層目の基材１０Ａと２層目の基材１０Ｂとして、２枚重ね合わせ、１層目の基材１０Ａの接着層１３によって１層目の基材１０Ａと２層目の基材１０Ｂとを互いに接着接合してなる。２層目の基材１０Ｂの接着層１３上には表面部の配線パターンをなす銅箔による導電層１６が形成されている。
【００３３】
導電性樹脂組成物１５を充填された各貫通孔１４はＩＶＨをなし、各貫通孔１４の内壁面が近円弧面１４ｅをもって、角張った変局部を含むことなく、導電層１２の裏面１２ａと滑らかに接続される形状になっているから、貫通孔１４に穴埋め充填された導電性樹脂組成物１５内に気泡が残存することがなく、貫通孔１４に穴埋め充填された導電性樹脂組成物１５によって、各層の導電層１２、あるいは導電層１２と１６の層間導通が信頼性高く行われる。
【００３４】
つぎに、図１に示されている多層配線基板用基材、およびその多層配線基板用基材による多層配線基板の製造方法の一実施形態を図４、図５を参照して説明する。
【００３５】
まず、図４（ａ）、（ｂ）に示されているように、絶縁樹脂層（ポリイミドフィルム）１１の片面に銅箔による導電層１２を設けられた基材の絶縁樹脂層１１側に、熱可塑性ポリイミドあるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したフィルムを貼り付けて接着層１３を形成する。
【００３６】
つぎに、図４（ｃ）に示されているように、導電層１２にエッチングを行って導電層１２による配線パターン（回路パターン）を形成する。導電層１２が銅箔の場合、銅箔のエッチングは、塩化第２鉄を主成分とした水溶液、塩化第２銅を主成分としたエッチャントを用いて行うことができる。
【００３７】
つぎに、図４（ｄ）に示されているように、接着層１３の表面にエッチングレジスト（図示省略）を形成し、接着層１３をエッチングして当該部分の孔１４ａを形成する。
【００３８】
接着層１３が熱可塑性ポリイミドである場合には、接着層１３は、水酸化カリウムとヒドラジンとエチレンジアミンの混合物や水酸化アルカリとヒドラジンと１．３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを主成分とする熱可塑性ポリイミド用液状エッチャントによってエッチングすることができる。その後、接着層表面のエッチングレジストは除去する。
【００３９】
つぎに、図４（ｅ）に示されているように、絶縁樹脂層（ポリイミドフイルム）１１のエッチングのためのエッチングレジスト（図示省略）を接着層１３の表面に形成し、絶縁樹脂層１１をエッチングして当該部分の孔１４ｂを形成する。
【００４０】
ポリイミドフィルム１１のエッチングは、熱可塑性ポリイミド用液状エッチャントと同等のポリイミド用液状状エッチャントで行うことができるが、ポリイミドフィルムと接着層（熱可塑性ポリイミド）１３との境界に段差ができないよう、エッチング条件を決定する必要がある。
【００４１】
また、ＩＶＨ（貫通孔１４）内における導電層１２と絶縁樹脂層１１との境界付近は、絶縁樹脂層１１のエッジが急峻であると、後の工程である貫通孔１４に対する導電性樹脂組成物充填の際に気泡が入り込んでしまうが、液状エッチャントで絶縁樹脂層１１をエッチングしたところ、図２で定義しているエッチングファクタは１以下となり、エッジが急峻にならず、絶縁樹脂層１１の部分の貫通孔１４の内壁面が近円弧面１４ｅをもって、角張った変局部（隅角部）を含むことなく、導電層１２の裏面１２ａと滑らかに接続される形状になり、気泡排出の効率がよくなる。
【００４２】
なお、接着層１３と絶縁樹脂層１１のエッチングは、エッチレートが同じエッチング液が使用されれば、２層一括でエッチングできる。
【００４３】
つぎに、図４（ｆ）に示されているように、エッチングあるいはレーザ加工等により、導電層１２に小さい孔１４ｃを穿設し、貫通孔１４を完成する。
【００４４】
貫通孔１４の穿孔が完了すれば、図４（ｇ）に示されているように、接着層１３上にメタルマスク５０を載せ、メタルマスク５０の開口５０ａが各貫通孔１４に整合するように、マスク合わせを行い、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）５１を使用してメタルマスク５０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（印刷法）によって貫通孔１４に穴埋め充填する。図４（ｈ）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。
【００４５】
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、銅箔部（導電層１２）の小孔１４ｃ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。
【００４６】
印刷法による導電性樹脂組成物１５の充填は、マスクを介して行うが、スクリーンマスクを使用した場合にはスクリーン開口部のメッシュに導電性樹脂組成物が持っていかれてしまい、積層後の電気的信頼性を確保できないため、メタルマスク５０を介して印刷を行ったところ、このような不具合が解消された。
【００４７】
この際、ＩＶＨ（貫通孔１４）断面の絶縁樹脂層部分（ポリイミド部分）１４ｂの形状が滑らかな近円弧状であるため、銅箔（導電層１２）の小孔１４ｃから気泡が速やかに排出され、銅箔部（導電層１２）と導電性樹脂組成物１５との密着が導電層１２の裏面１２ａで十分に行われる。
また、図４（ｈ）に示すように、この実施形態では、導電性樹脂組成物１５の後端１５ａは、接続を良くするため、接着層１３の上端より少し突出している。
【００４８】
導電層１２の小孔１４ｃの径は、導電性樹脂組成物１５との接触抵抗からの要求に加えて、導電性樹脂組成物１５の粘度やチキソ性といった諸特性に応じ、気泡の残留と導電性樹脂組成物１５の脱落を回避できるように選択することになり、例えば、接着層１３、絶縁樹脂層１１を貫通する部分１４ａ、１４ｂの口径を通常のバイアホール径、例えば、１００μｍとすると、導電層１２を貫通する部分１４ｃの口径は、バイアホール径より小径の３０〜５０μｍ程度になる。
【００４９】
導電性樹脂組成物１５の充填が完了すれば、図４（ｈ）に示されているようにメタルマスク５０を外して１枚の基材１０Ａを完成する。
【００５０】
この基材１０Ａを１層目の基材とし、図４（ａ）〜（ｈ）に示されているこれまでと同様の製法で作製した基材１０Ｂと、銅箔による導電層１６を各々適当な位置合わせ法によって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５（ａ）、（ｂ）に示されているように、多層化が達成される。
【００５１】
ラミネーションの際、基板を真空下に曝しながら加熱圧着することで、導電層１２による回路パターンの凹凸に対する接着層１３の追従性を高くすることができる。また、導電性樹脂組成物１５が柔らかい状態で積層を行い、導電性樹脂組成物１５と他層の銅箔との接触を密接にすることができる。
【００５２】
最後に、図５（ｃ）に示されているように、最外層の導電層１６をエッチングによって回路形成することで、多層配線板として完成を見る。
【００５３】
（実施形態２）
図６はこの発明による他の実施形態に係わる多層配線基板用基材の基本構成を示している。
【００５４】
図６に示されている多層配線基板用基材は、絶縁性基材をなす絶縁樹脂層２１自体が層間接着のための接着性を有しており、絶縁樹脂層２１の一方の面に配線パターンをなす銅箔等による導電層２２を設けられ、絶縁樹脂層２１と導電層２２とを貫通する貫通孔２４を穿設されている。貫通孔２４には導電性樹脂組成物２５が充填され、ＩＶＨ（バイアホール）を形成している。
【００５５】
ＦＰＣでは、接着性を有する絶縁樹脂層２１は、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）あるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したもので構成される。熱可塑性ポリイミドの場合、基板の耐熱性を考慮し、ガラス転移点の高いものを使用するのが好ましい。
【００５６】
貫通孔２４のうち、絶縁樹脂層２１を貫通する部分２４ｂの口径は通常のバイアホール径とされ、導電層２２を貫通する部分２４ｃの口径は絶縁樹脂層２１を貫通する部分２４ｂの口径より小径になっており、絶縁性基材部分２４ｂの断面形状が近円弧状になっている。すなわち、貫通孔２４の絶縁性基材部分２４ｂの形状がすり鉢状をなし、貫通孔２４の内壁面が近円弧面２４ｅをもって導電層２２の裏面２２ａに接続されている。すなわち、図６の縦断面図に示す様に、絶縁樹脂層２１の内壁面２４ｅが縦断面で見て曲線状となっている。
【００５７】
熱可塑性ポリイミドによる絶縁樹脂層２１部分の貫通孔２４は、液状エッチャントによってエッチングによって形成することができ、液状エッチャントの粘性や、反応・物質移動の等方性により、エッチングのキャビティ形状が円弧状になることを利用して貫通孔２４の内壁面を近円弧面２４ｅとすることができる。これにより、この場合も、図２に示されているように、（絶縁性基材厚さＴ）／（サイドエッチＬ）＝（エッチングファクタ）とし、エッチングファクタは１以下になり、貫通孔２４の内壁面が近円弧面２４ｅをもって、角張った変局部を含むことなく、導電層２２の裏面２２ａと滑らかに接続される。
【００５８】
これにより、貫通孔２４に対する導電性樹脂組成物２５の充填時の貫通孔２４内の空気抜きがすべて良好に行われるようになり、貫通孔２４に穴埋め充填された導電性樹脂組成物２５内に気泡が残存しなくなり、バイアホール（貫通孔２４）に充填された導電性樹脂組成物２５と導電層２２の裏面２２ａとの接触による導通が所要の接触面積をもって信頼性高く行われる。
【００５９】
図７はこの発明による多層配線基板の一つの実施形態を示している。この多層配線基板は、図６に示されている構造の多層配線基板用基材を、１層目の基材２０Ａと２層目の基材２０Ｂとして、２枚重ね合わせ、１層目の基材２０Ａの接着性を有する絶縁樹脂層２１によって１層目の基材２０Ａと２層目の基材２０Ｂとを互いに接着接合してなる。２層目の基材２０Ｂの絶縁樹脂層２１上には表面部の配線パターンをなす銅箔による導電層２６が形成されている。
【００６０】
導電性樹脂組成物２５を充填された各貫通孔２４はＩＶＨをなし、各貫通孔２４の内壁面が近円弧面２４ｅをもって、角張った変局部（隅角部）を含むことなく、導電層２２の裏面２２ａと滑らかに接続される形状になっているから、貫通孔２４に穴埋め充填された導電性樹脂組成物２５内に気泡が残存することがなく、貫通孔２４に穴埋め充填された導電性樹脂組成物２５によって、各層の導電層２２、あるいは導電層２２と２６の層間導通が信頼性高く行われる。
【００６１】
つぎに、図６に示されている多層配線基板用基材、およびその多層配線基板用基材による多層配線基板の製造方法の一実施形態を図８、図９を参照して説明する。
【００６２】
まず、図８（ａ）、（ｂ）に示されているように、絶縁樹脂層（熱可塑性ポリイミドフィルム）２１の片面に銅箔による導電層２２を貼り付ける。逆に云えば、銅箔による導電層２２の片面に熱可塑性ポリイミドフィルム（ポリイミド系接着材）を貼り付ける。
【００６３】
つぎに、図８（ｃ）に示されているように、導電層２２にエッチングを行って導電層２２による配線パターン（回路パターン）を形成する。導電層２２が銅箔の場合、銅箔のエッチングは、塩化第２鉄を主成分とした水溶液、塩化第２銅を主成分としたエッチャントを用いて行うことができる。
【００６４】
つぎに、図８（ｄ）に示されているように、絶縁樹脂層（熱可塑性ポリイミドフイルム）２１のエッチングのためのエッチングレジスト（図示省略）を絶縁樹脂層２１の表面に形成し、絶縁樹脂層２１をエッチングして当該部分の孔２４ｂを形成する。
【００６５】
絶縁樹脂層２１が熱可塑性ポリイミドである場合には、絶縁樹脂層２１は、水酸化カリウムとヒドラジンとエチレンジアミンの混合物や水酸化アルカリとヒドラジンと１．３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを主成分とする熱可塑性ポリイミド用液状エッチャントによってエッチングすることができる。その後、接着層表面のエッチングレジストは除去する。
【００６６】
ＩＶＨ（貫通孔２４）内における導電層２２と絶縁樹脂層２１との境界付近は、絶縁樹脂層２１のエッジが急峻であると、後の工程である貫通孔２４に対する導電性樹脂組成物充填の際に気泡が入り込んでしまうが、液状エッチャントで絶縁樹脂層２１をエッチングしたところ、この場合も、図２で定義しているエッチングファクタは１以下となり、エッジが急峻にならず、絶縁樹脂層２１の部分の貫通孔２４の内壁面が近円弧面２４ｅをもって、角張った変局部（隅角部）を含むことなく、導電層２２の裏面２２ａと滑らかに接続される形状になり、気泡排出の効率がよくなる。
【００６７】
つぎに、図８（ｅ）に示されているように、エッチングあるいはレーザ加工等により、導電層２２に小さい孔２４ｃを穿設し、貫通孔２４を完成する。
【００６８】
貫通孔２４の穿孔が完了すれば、図８（ｆ）に示されているように、絶縁樹脂層２１上にメタルマスク５０を載せ、メタルマスク５０の開口５０ａが各貫通孔２４に整合するように、マスク合わせを行い、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）５１を使用してメタルマスク５０の面側から導電性樹脂組成物（導電ペースト）２５をスクイジング（印刷法）によって貫通孔２４に穴埋め充填する。図８（ｇ）は、導電性樹脂組成物２５の穴埋め充填完了状態を示している。
【００６９】
導電性樹脂組成物２５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、銅箔部（導電層２２）の小孔２４ｃ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２５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。
【００７０】
印刷法による導電性樹脂組成物２５の充填は、マスクを介して行うが、スクリーンマスクを使用した場合にはスクリーン開口部のメッシュに導電性樹脂組成物が持っていかれてしまい、積層後の電気的信頼性を確保できないため、メタルマスク５０を介して印刷を行ったところ、このような不具合が解消された。
【００７１】
この際、ＩＶＨ（貫通孔２４）断面の絶縁樹脂層部分（熱可塑性ポリイミド部分）２４ｂの形状が滑らかな近円弧状であるため、銅箔（導電層２２）の小孔２４ｃから気泡が速やかに排出され、銅箔部（導電層２２）と導電性樹脂組成物２５との密着が導電層２２の裏面２２ａで十分に行われる。
また、図８（ｇ）に示すように、この実施形態では、導電性樹脂組成物２５の後端２５ａは、接続を良くするため、絶縁樹脂層２１の上端より少し突出している。
【００７２】
導電層２２の小孔２４ｃの径は、導電性樹脂組成物２５との接触抵抗からの要求に加えて、導電性樹脂組成物２５の粘度やチキソ性といった諸特性に応じ、気泡の残留と導電性樹脂組成物２５の脱落を回避できるように選択することになり、例えば、絶縁樹脂層２１を貫通する部分２４ｂの口径を通常のバイアホール径、例えば、１００μｍとすると、導電層２２を貫通する部分２４ｃの口径は、バイアホール径より小径の３０〜５０μｍ程度になる。
【００７３】
導電性樹脂組成物２５の充填が完了すれば、図８（ｇ）に示されているようにメタルマスク５０を外して１枚の基材２０Ａを完成する。
【００７４】
この基材２０Ａを１層目の基材とし、図８（ａ）〜（ｆ）に示されているこれまでと同様の製法で作製した基材２０Ｂと、銅箔による導電層２６を各々適当な位置合わせ法によって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９（ａ）、（ｂ）に示されているように、多層化が達成される。
【００７５】
ラミネーションの際、基板を真空下に曝しながら加熱圧着することで、導電層２２による回路パターンの凹凸に対する絶縁樹脂層２１の追従性を高くすることができる。また、導電性樹脂組成物２５が柔らかい状態で積層を行い、導電性樹脂組成物２５と他層の銅箔との接触を密接にすることができる。
【００７６】
最後に、図９（ｃ）に示されているように、最外層の導電層２６をエッチングによって回路形成することで、多層配線板として完成を見る。
（その他の実施形態）
【００７７】
なお、貫通孔２４は、エッチングファクタが必ずしも１以下のものでなくてもよく、例えば、図１０に示されているように、絶縁樹脂層２１の部分の貫通孔２４の内壁面がＲ面２４ｆをもって角張った変局部を含むことなく導電層２２の裏面２２ａと滑らかに接続される形状であってもよい。このことは、実施形態１のものでも同様である。
【００７８】
また、上述の実施形態では、いずれも、フレキシブルプリント配線板について述べたが、この発明はこれに限られることはなく、リジットタイプのプリント配線板にも同様に適用でき、絶縁性基材が、エポキシ樹脂系やプリプレグによるものである場合には、プラズマエッチングによって貫通孔形状を上述の実施形態と同様に、すり鉢状にすることができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による多層配線基板、多層配線基板用基材およびその製造方法によれば、貫通孔の絶縁性基材部分の内壁面が縦断面で見て曲線状であることにより、貫通孔の内壁面と導電層裏面との接続が、角張った変局部を含むことなく滑らかに行われ、貫通孔に対する導電性樹脂組成物の充填時の貫通孔内の空気抜きがすべて良好に行われるようになり、貫通孔に穴埋め充填された導電性樹脂組成物内に気泡が残存しなくなるから、導電性樹脂組成物と導電層との導通が高い信頼性をもって安定して行われるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態１に係わる多層配線基板用基材の基本構成を示す断面図である。
【図２】この発明の実施形態１に係わる多層配線基板用基材の貫通孔形状を示す断面図である。
【図３】この発明の実施形態１に係わる多層配線基板を示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｈ）はこの発明の実施形態１に係わる多層配線基板用基材の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）はこの発明の実施形態１に係わる多層配線基板の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図６】この発明の実施形態２に係わる多層配線基板用基材の基本構成を示す断面図である。
【図７】この発明の実施形態２に係わる多層配線基板を示す断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｇ）はこの発明の実施形態２に係わる多層配線基板用基材の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）はこの発明の実施形態２に係わる多層配線基板の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図１０】この発明の他の実施形態に係わる多層配線基板用基材の基本構成を示す断面図である。
【図１１】従来の多層配線基板用基材のＩＶＨ構造を示す断面図である。
【図１２】従来の多層配線基板用基材のＩＶＨ構造における不具合を示す断面図である。
【図１３】従来の多層配線基板用基材の貫通孔形状を示す断面図である。
【図１４】従来の多層配線基板用基材のＩＶＨ構造における不具合を示す断面図である。
【符号の説明】
１０Ａ １層目の基材
１０Ｂ ２層目の基材
１１ 絶縁樹脂層
１２ 導電層
１３ 接着層
１４ 貫通孔
１４ｅ 近円弧面
１５ 導電性樹脂組成物
１６ 導電層
２０Ａ １層目の基材
２０Ｂ ２層目の基材
２１ 絶縁樹脂層
２２ 導電層
２４ 貫通孔
２４ｅ 近円弧面
２５ 導電性樹脂組成物
２６ 導電層
Claims (12)
- 絶縁性基材の片面に配線パターンをなす導電層を設けられ、前記絶縁性基材と前記導電層を貫通する貫通孔に層間導通を得るための導電性樹脂組成物を充填された多層配線基板用基材であって、
前記貫通孔の導電層部分の口径が絶縁性基材部分の口径より小さく、当該貫通孔の前記絶縁性基材部分の内壁面が縦断面で見て曲線状であることを特徴とする多層配線基板用基材。 - 絶縁性基材の一方の面に配線パターンをなす導電層を、他方の面に層間接着のための接着層を設けられ、前記導電層と前記絶縁性基材と前記接着層を貫通する貫通孔に層間導通を得るための導電性樹脂組成物を充填された多層配線基板用基材であって、
前記貫通孔の導電層部分の口径が絶縁性基材部分および接着層部分の口径より小さく、当該貫通孔の絶縁性基材部分の内壁面が縦断面で見て曲線状であることを特徴とする多層配線基板用基材。 - 前記貫通孔の内壁面が近円弧面をもって前記導電層の裏面と滑らかに接続されていることを特徴とする請求項１または２記載の多層配線基板用基材。
- 前記貫通孔はエッチングにより形成された孔であり、（絶縁性基材厚さＴ）／（サイドエッチＬ）＝（エッチングファクタ）とし、エッチングファクタが１以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の多層配線基板用基材。
- 前記絶縁性基材はポリイミド等の可撓性樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の多層配線基板用基材。
- 接着層は熱可塑性ポリイミドにより構成されていることを特徴とする請求項２〜５の何れか１項記載の多層配線基板用基材。
- 請求項１〜６の何れか１項記載の多層配線基板用基材を複数枚、重ねて接合してなる多層配線基板。
- 絶縁性基材の片面に配線パターンをなす導電層を設けられたものに、導電層部分の口径が絶縁性基材部分の口径より小さく、当該貫通孔の前記絶縁性基材部分の断面形状が近円弧状の貫通孔を穿孔する穿孔工程と、
導電性樹脂組成物を前記貫通孔に充填する充填工程と、
を有する多層配線基板用基材の製造方法。 - 絶縁性基材の一方の面に配線パターンをなす導電層を、他方の面に層間接着のための接着層を設けられたものに、導電層部分および接着層部分の口径が絶縁性基材部分の口径より小さく、当該貫通孔の前記絶縁性基材部分の断面形状が近円弧状の貫通孔を穿孔する穿孔工程と、
導電性樹脂組成物を前記貫通孔に充填する充填工程と、
を有する多層配線基板用基材の製造方法。 - 前記穿孔工程はエッチングによって前記絶縁性基材部分の前記貫通孔を形成する請求項８または９記載の多層配線基板用基材の製造方法。
- 絶縁性基材をポリイミド等の可撓性樹脂フィルムにより構成し、当該絶縁性基材を液状エッチャントによってエッチングして前記貫通孔を形成する請求項１０記載の多層配線基板用基材の製造方法。
- （絶縁性基材厚さＴ）／（サイドエッチＬ）＝（エッチングファクタ）とし、エッチングファクタを１以下である孔を前記絶縁性基材部分に形成する請求項１０または１１記載の多層配線基板用基材の製造方法。
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