JP4186236B2 - ポリイミド多層配線フィルムの製造方法及び多層配線基板の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリイミドフィルムを使用したポリイミド多層配線フィルムの製造方法及び多層配線基板の製造方法に関し、特に動作周波数が数百ＭＨｚの半導体集積回路を実装する基板として好適なポリイミド多層配線フィルムの製造方法及び多層配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンピュータ用配線基板として、プリント配線基板（ガラスエポキシ基板）又はセラミック焼成基板が使用されている。プリント配線基板は比較的軽量であるとともに製造コストが低いという利点がある。しかし、プリント配線基板では、ドリルを使用して基板に孔を穿設し、無電解めっき等で孔内面に導電体材料を被着させて基板両面の配線間を接続するため、その工程上の制約から配線を高密度に形成することが難しいという欠点がある。このため、プリント配線基板は、低コストが要求されるパーソナルコンピュータ等に使用されている。
【０００３】
一方、セラミック焼成基板は、配線を高密度で形成することが可能であるが、製造コストが高いため、コストよりも高性能が要求されるコンピュータに使用されている。
ところで、現在、コンピュータに使用されるＬＳＩ（大規模集積回路）の動作周波数は一般的に数十ＭＨｚから１００ＭＨｚ程度であるが、動作周波数が数百ＭＨｚのＬＳＩも開発されている。しかし、プリント配線基板及びセラミック焼成基板では数百ＨＭｚの信号を伝播させることは困難である。そこで、このような用途に使用する配線基板として、ポリイミド多層配線基板が開発されている。
【０００４】
従来、ポリイミド多層配線基板は、配線が形成された複数のポリイミドフィルムを熱硬化性ポリイミド樹脂により接合することにより形成している。
また、特開平５−１８３２６０号には、非熱可塑性ポリイミドフィルムの上に配線を形成し、その上に熱可塑性ポリイミドフィルムを介して非熱可塑性ポリイミドフィルムを接着するという工程を繰り返して、ポリイミド多層配線基板を製造することが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のポリイミド多層配線基板の製造方法では、熱硬化性ポリイミド樹脂により絶縁層を形成しているが、熱硬化性ポリイミド樹脂のキュア工程や、フォトリソグラフィ法によりビアホールを形成する工程に時間がかかり、熱硬化性ポリイミド樹脂の材料コストが高いことも相俟って、製品コストが高くなるという欠点がある。
【０００６】
また、特開平５−１８３２６０号に記載された方法においても、非熱可塑性ポリイミドフィルム及び熱可塑性ポリイミドフィルムを加熱接着する工程を繰り返してポリイミド多層配線基板を形成するので、製造に要する時間が長く、製品コストが高くなる。
本発明の目的は、工程数及び製造に要する時間を短縮し、製品コストを低減できるポリイミド多層配線フィルムの製造方法及び多層配線基板の製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、熱可塑性ポリイミド層と非熱可塑性ポリイミド層とが積層されてなる第１のフィルムにビアホールをレーザによって開孔するビアホール形成工程と、前記ビアホールの内面に導電材料を被着させてビアコンタクト部を形成するビアコンタクト部形成工程と、前記熱可塑性ポリイミド層及び前記非熱可塑性ポリイミド層の少なくとも一方の面上に配線を形成する配線形成工程と、前記ビアホール形成工程、前記ビアコンタクト部形成工程及び前記配線形成工程を経た複数枚の前記第１のフィルムを鏡面処理されたシリコーン基板上に重ね合わせ、加熱及び加圧して各第１のフィルムを一体化する工程と、前記一体化された複数枚の第１のフィルムを前記シリコーン基板から剥離する工程とを有することを特徴とするポリイミド多層配線フィルムの製造方法により解決する。
【０００８】
また、上記した課題は、金属膜上に熱可塑性ポリイミド層及び非熱可塑性ポリイミド層が積層されてなる第１のフィルムの前記非熱可塑性ポリイミド層及び前記熱可塑性ポリイミド層を貫通するビアホールをレーザによって開孔するビアホール形成工程と、前記ビアホールの内面に導電材料を被着させてビアコンタクト部を形成するビアコンタクト部形成工程と、前記金属膜をパターニングして配線を形成する配線形成工程と、前記ビアホール形成工程、前記ビアコンタクト部形成工程及び前記配線形成工程を経た複数枚の前記第１のフィルムを鏡面処理されたシリコーン基板上に重ね合わせて加熱及び加圧し、各第１のフィルムを一体化する工程と、前記一体化された複数枚の第１のフィルムを前記シリコーン基板から剥離する工程とを有することを特徴とするポリイミド多層配線フィルムの製造方法により解決する。
【０００９】
更に、上記した課題は、熱可塑性ポリイミド層と非熱可塑性ポリイミド層とが積層されてなる第１のフィルムに第１のビアホールをレーザによって開孔するビアホール形成工程と、前記第１のビアホールの内面に導電材料を被着させて第１のビアコンタクト部を形成するビアコンタクト部形成工程と、前記熱可塑性ポリイミド層及び前記非熱可塑性ポリイミド層の少なくとも一方の面上に配線を形成する配線形成工程と、前記ビアホール形成工程、前記ビアコンタクト部形成工程及び前記配線形成工程を経た複数枚の前記第１のフィルムを鏡面処理されたシリコーン基板上に重ね合わせ、加熱及び加圧し各第１のフィルムを一体化する工程と、前記一体化された複数枚の第１のフィルムを前記シリコーン基板から剥離して第２のフィルムを得る工程と、支持基板上に絶縁層を形成する工程と、この絶縁層に第２のビアホールを形成する工程と、この第２のビアホールの内面に導電材料を被着させて第２のコンタクト部を形成する工程と、前記絶縁層上に第２の配線を形成する工程と、前記絶縁層上に前記第２のフィルムを配置し、加熱及び加圧して前記第２のフィルムと前記絶縁層とを接合する工程とを有することを特徴とする多層配線基板の製造方法により解決する。
【００１０】
更にまた、上記した課題は、金属膜上に熱可塑性ポリイミド層及び非熱可塑性ポリイミド層が積層されてなる第１のフィルムの前記非熱可塑性ポリイミド層及び前記熱可塑性ポリイミド層を貫通する第１のビアホールをレーザによって開孔するビアホール形成工程と、前記第１のビアホールの内面に導電材料を被着させて第１のビアコンタクト部を形成するビアコンタクト部形成工程と、前記金属膜をパターニングして配線を形成する配線形成工程と、前記ビアホール形成工程、前記ビアコンタクト部形成工程及び前記配線形成工程を経た複数枚の前記第１のフィルムを鏡面処理されたシリコーン基板上に重ね合わせ、加熱及び加圧し各第１のフィルムを一体化する工程と、前記一体化された複数枚の第１のフィルムを前記シリコーン基板から剥離して第２のフィルムを得る工程と、支持基板上に絶縁層を形成する工程と、この絶縁層に第２のビアホールを形成する工程と、この第２のビアホールの内面に導電材料を被着させて第２のコンタクト部を形成する工程と、前記絶縁層上に第２の配線を形成する工程と、前記絶縁層上に前記第２のフィルムを配置し、加熱及び加圧して前記第２のフィルムを前記絶縁層に接合する工程とを有することを特徴とする多層配線基板の製造方法により解決する。
【００１１】
本発明においては、多層配線基板の原材料として、熱可塑性ポリイミド層と非熱可塑性ポリイミド層とを積層してなる第１のフィルムを使用する。この第１のフィルムは市販のものを使用してもよいし、熱可塑性ポリイミドフィルムと非熱可塑性ポリイミドフィルムとを接合して形成してもよい。また、第１のフィルムは、金属膜上に熱可塑性ポリイミド層と非熱可塑性ポリイミド層とを積層して構成されていてもよい。熱可塑性ポリイミド樹脂は、ある温度以上に加熱すると軟化し、軟化した状態で被接着物上に載置して圧力を加えると被接着物の表面の凹凸に入り込んで、いわゆるアンカー効果によって被接着物と接合する。
【００１２】
本発明においては、熱可塑性ポリイミド層と非熱可塑性ポリイミド層とを積層してなる第１のフィルムにビアコンタクト部及び配線を形成した後、これらの第１のフィルムを重ね合わせ加熱及び加圧して一体化することによりポリイミド多層配線フィルムを形成する。この場合、加熱温度を約２００℃、圧力を約２〜５ｋｇ／ｃｍ2 とすると、加圧時間は１分間程度でよい。この加熱時間は、ポリイミドのキュア（硬化）工程に要する時間の約半分の時間であり、従来に比べて製造に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００１３】
また、本発明に係る多層配線基板の製造方法においては、セラミック基板又はプリント配線基板等を支持基板とし、この支持基板と上述の方法により製造したポリイミド多層配線フィルム（第２のフィルム）とを接合して多層配線基板を製造する。この場合に、例えば周波数が数百ＭＨｚの信号を伝播する配線をポリイミド多層配線フィルムに形成し、比較的低い周波数の信号を支持基板側の配線で伝播するようにすれば、高性能の多層配線基板を低コストで製造できる。
【００１４】
また、前記支持基板上に熱硬化性樹脂又は感光性無機絶縁材料等により絶縁層を形成し、この絶縁層上に例えば金属膜を蒸着してフォトリソグラフィ法により配線を形成することにより、微細な配線を形成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１，２は本発明の第１の実施の形態に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法を工程順に示す断面図である。
【００１６】
まず、図１（ａ）に示すように、熱可塑性ポリイミド層２と非熱可塑性ポリイミド層３とが積層されてなる原料フィルム（第１のフィルム）１を用意し、この原料フィルム１をレーザ加工機の加工ステージ４上に固定する。
熱可塑性ポリイミド層２は、例えばBTDA-33'-DBP等の芳香族ポリイミドにより構成されており、非熱可塑性ポリイミド層３は例えばPMDA-PDE系ポリイミドにより構成されている。また、原料フィルム１の厚さは約１５〜２５μｍである。
【００１７】
次に、図１（ｂ）に示すように、レーザ加工機を使用して原料フィルム１にビアホール５を形成する。ビアホール５の位置及び大きさは、予めレーザ装置内に装着するマスクによって設定する。ビアホール５の直径は、例えば約３０〜４０μｍである。
なお、ビアホール５は、上記の方法以外の方法で形成してもよい。例えば、原料フィルム１の上にビアホール形成領域が開口されたメタルマスクを形成し、ドライエッチングを施すことによって、ビアホール５を形成してもよい。
【００１８】
次に、図１（ｃ）に示すように、ビアホール５内に金属材料を充填することにより、ビアコンタクト部６を形成する。例えば、無電解ニッケルめっきを施してビアホール５の壁面にニッケル層を形成した後、電解銅めっきを施してニッケル層上に銅を析出させることにより、ビアコンタクト部６を形成することができる。また、無電解はんだめっきを施してビアホール５内にはんだを充填することにより、ビアコンタクト部６を形成してもよい。更に、スクリーン印刷等の方法によりクリームはんだをビアホール５内に充填することにより、ビアコンタクト部６を形成してもよい。
【００１９】
次に、図２（ａ）に示すように、蒸着法又はスパッタ法により、非熱可塑性ポリイミド層３上に金属膜７を約４〜５μｍの厚さに蒸着する。この金属膜７は、例えばクロム（Ｃｒ）又はチタン（Ｔｉ）を蒸着した後、銅（Ｃｕ）を蒸着して形成する。
次に、図２（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ法により金属膜７をパターニングして配線を７ａを形成する。これにより、配線７ａ及びビアコンタクト部６を備えた単板１０が得られる。
【００２０】
このようにして、所定のパターンの配線を有する複数の単板１０を形成した後、図２（ｃ）に示すように、鏡面処理されたシリコーン基板１１の上にこれらの複数の単板１０を重ね合わせて配置する。そして、これらの単板１０の積層体を約２００℃の温度に加熱しつつ、２〜５ｋｇ／ｃｍ2 の圧力を加え、約１分間保持する。これにより、各単板１０の熱可塑性ポリイミド層２が軟化し、熱可塑性ポリイミド層２が下側の単板１０の配線７ａを埋め込むように変形して、下側の単板１０の非熱可塑性ポリイミド層３に接触する。そして、各単板１０の熱可塑性ポリイミド層２とその下側の非熱可塑性ポリイミド層３とがアンカー効果により接合して各単板１０が一体化する。これにより、ポリイミド多層配線フィルム１２が完成する。
【００２１】
次いで、ポリイミド多層配線フィルム１２をシリコーン基板１１から剥離する。この場合に、シリコーン基板１１の表面は鏡面処理されているので、ポリイミド多層配線フィルム１２の最下層の熱可塑性ポリイミド層とシリコーン基板１１との接触面積が小さく、従ってアンカー効果も小さいので、ポリイミド多層配線フィルム１２をシリコーン基板１１から容易に剥離することができる。
【００２２】
なお、このポリイミド多層配線フィルム１２は、半導体集積回路等の部品を実装する基板として使用する他に、後述する第５及び第６の実施の形態に示すように、セラミック多層基板等からなる支持基板と一体化して多層配線基板を形成する部品として使用することもできる。
本実施の形態では、複数の単板１０を形成した後、これらの複数の単板１０を１回の熱圧着工程で一体化してポリイミド多層配線フィルム１２を形成するので、従来に比べて製造工程が簡単であり、製造に要する時間が短縮される。また、製造工程が簡単であるとともに、熱圧着工程が１分間程度と短いので、量産効果を得やすく、材料コストが低いことと相俟って、ポリイミド多層配線フィルムの製品コストを低減できるという利点がある。本実施の形態によれば、ポリイミド多層配線フィルムの製品コストを従来の０．４〜０．５倍程度にすることができる。
【００２３】
また、本実施の形態のポリイミド多層配線フィルムは、絶縁層の材料としてポリイミドを使用しているので、動作周波数が数百ＭＨｚのＬＳＩを実装する基板として好適である。
なお、上述の実施の形態においては原料フィルム１を１枚づつ加工して単板１０を形成する場合について説明したが、ＴＡＢリードキャリアの製造に一般的に使用されているリール・トゥ・リール方式で単板１０を形成してもよい。すなわち、一方のリールに巻かれた原料フィルムを他方のリールに掛け渡し、一方のリールから巻き解した原料フィルムを他方のリールに巻き取る間にビアホールを連続的に形成したり、ビアコンタクト部や配線を連続的に形成する。これにより、原料フィルムの搬送が容易になり、更に製品コストを低減することができる。
【００２４】
（第２の実施の形態）
図３，４は本発明の第２の実施の形態に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法を工程順に示す断面図である。
まず、図３（ａ）に示すように、銅箔２４と熱可塑性ポリイミド層２２と非熱可塑性ポリイミド２３とが積層されてなる原料フィルム２１を用意する。
【００２５】
次に、図３（ｂ）に示すように、原料フィルム２１をレーザ加工機の加工ステージ（図示せず）上に固定し、レーザ光を照射して、熱可塑性ポリイミドフィルム２２及び非熱可塑性ポリイミドフィルム２３を貫通するビアホール２５を選択的に形成する。この場合に、レーザ出力を調整し、銅箔２４の部分に孔が形成されないようにする。
【００２６】
次に、無電解めっき法、無電解めっき法と電解めっき法との併用又はクリームはんだ印刷等の方法によりビアホール２５内に金属材料を充填して、図３（ｃ）に示すようにビアコンタクト部２６を形成する。
次に、図４（ａ）に示すように、フォトリソグラフィ法により銅箔２４をパターニングして配線２４ａを形成する。これにより、配線２４ａ及びビアコンタクト部２６を備えた単板２８が得られる。
【００２７】
次いで、上述のようにして所定の配線を有する複数の単板２８を形成した後、これらの複数の単板２８を鏡面処理が施されたシリコーン基板上に重ね合わせて配置し、第１の実施の形態と同様に、熱及び圧力を加えて、熱可塑性ポリイミド層２２と非熱可塑性ポリイミド層２３とを接合させ、これらの単板２８を一体化させて積層体を得る。そして、図４（ｂ）に示すように、この積層体３０の上に金属膜３１を蒸着する。
【００２８】
次いで、図４（ｃ）に示すように、金属膜３１をパターニングすることにより、配線３１ａ及びパッド３１ｂを形成する。これにより、ポリイミド多層配線フィルム２９が完成する。
本実施の形態においては、予め原料フィルム２１として、銅箔２４、熱可塑性ポリイミド層２２及び非熱可塑性ポリイミド層２３が一体になったフィルムを使用するので、第１の実施の形態に比べて導電層を形成する工程が不要であり、製造に要する時間を更に短縮できるとともに、より一層の低コスト化が図れる。
【００２９】
（第３の実施の形態）
図５，６は本発明の第３の実施の形態に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法を工程順に示す断面図である。
まず、図５（ａ）に示すように、第２の実施の形態と同様にして、銅箔２４と熱可塑性ポリイミドフィルム２２と非熱可塑性ポリイミドフィルム２３とが積層されてなる原料フィルム２１に、レーザ加工機等を使用してビアホール２５を形成する。
【００３０】
次に、図５（ｂ）に示すように、めっき法等によりビアホール２５内に金属を充填して、ビアコンタクト部２６を形成する。
次に、図５（ｃ）に示すように、スパッタ法等により非熱可塑性ポリイミド層２３上に金属膜を蒸着し、その後フォトリソグラフィ法によりこの金属膜を微細加工して、ビアコンタクト部２６に接続した金属パッド３４ａを形成する。
【００３１】
次に、図６（ａ）に示すように、銅箔２４をパターニングして配線２４ａを形成する。これにより、一方の面側に配線２４ａを有し、他方の面側にパッド３４ａを有する単板３８が完成する。
次いで、第１の実施の形態と同様に、複数の単板３８を鏡面加工したシリコーン基板上に重ね合わせて配置し、熱圧着する。これにより、図６（ｂ）に示すポリイミド多層配線フィルム３９が完成する。
【００３２】
本実施の形態は、第２の実施の形態と同様の効果を得ることができるのに加えて、金属パッド３４ａを介して配線間を接続するので、接続の信頼性が高いという利点がある。
（第４の実施の形態）
図７，８は本発明の第４の実施の形態に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法を工程順に示す断面図である。なお、本実施の形態は、主に熱可塑性ポリイミド層と熱可塑性ポリイミド層との合計の厚さが約１５μｍ以下の場合に適用されるものである。
【００３３】
まず、図７（ａ）に示すように、銅箔２４上に熱可塑性ポリイミド層２２と非熱可塑性ポリイミド層２３を積層してなる原料フィルム２１に、熱可塑性ポリイミド層２２及び非熱可塑性ポリイミド層２３を貫通するビアホール２５を形成する。
次に、図７（ｂ）に示すように、スパッタ法等により、ビアホール２５の内面及び非熱可塑性ポリイミド層２３の表面上に金属膜４１を形成する。この金属膜４１は、例えば厚さが４〜５μｍであり、下地層としてのＣｒ（クロム）又はＴｉ（チタン）層と、この下地層上に形成されたＣｕ（銅）層とにより構成される。熱可塑性ポリイミド層２２と非熱可塑性ポリイミド層２３との合計の厚さが約１５μｍ以下の場合は、ビアホール２５の内面全体に金属膜を蒸着させることができる。ビアホール２５の内面に被着した金属膜４１はビアコンタクト部４２となる。
【００３４】
次に、図７（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ法により、非熱可塑性ポリイミド層２３上の金属膜４１を加工して、ビアコンタクト部４２に接続した金属パッド４１ａを形成する。
次に、図８（ａ）に示すように、フォトリソグラフィ法により、銅箔２４をパターニングして、所定の配線２４ａを形成する。これにより、配線２４ａ及び金属パッド４１ａを有する単板４４が得られる。
【００３５】
このようにして所定の配線２４ａ及び金属パッド４１ａを有する複数の単板４４を形成した後、鏡面加工したシリコーン基板上にこれらの複数の単板４４を重ね合わせて配置し、第１の実施の形態と同様に熱及び圧力を加えて、これらの単板４４を一体化する。これにより、図８（ｂ）に示すポリイミド多層配線フィルム４９が完成する。
【００３６】
本実施の形態では、第３の実施の形態と同様の効果が得られるのに加えて、ビアコンタクト部４２と非熱可塑性ポリイミド層２３上の金属膜４１とを同時に形成するので、製造工程がより一層簡略化されるという利点がある。
（第５の実施の形態）
図９は本発明の第５の実施の形態に係る多層配線基板の製造方法を工程順に示す断面図である。図９において、５１は支持基板である、本実施の形態では支持基板５１としてセラミック配線基板を使用するが、支持基板５１としてプリント配線基板を使用してもよい。この支持基板５１の上面及び下面側には金属パッド５２及び配線５３が形成されており、内部には複数の内部配線５４と、内部配線５４間を接続するビアコンタクト部５５が形成されている。また、図９（ｂ），（ｃ）では、支持基板５１の内部配線５４及びビアコンタクト部５５の図示を省略している。
【００３７】
まず、９（ａ）に示すように、支持基板５１上に熱硬化性樹脂（ポリイミドワニス）を塗布した後、この熱硬化性樹脂を硬化させて、厚さが数μｍの絶縁層６１を形成する。その後、レーザ照射又はエッチング法を使用して、絶縁層６１にパッド５２に到達するビアホール６２を開孔する。
次に、図９（ｂ）に示すように、スパッタ法等により、ビアホール６２を金属材料で埋め込んでビアコンタクト部６３を形成するとともに、絶縁層６１上に金属膜を形成する。そして、この金属膜をパターニングして、配線６５ａを形成する。
【００３８】
次いで、図９（ｃ）に示すように、絶縁層６１上に、第１〜第４の実施の形態のいずれかの方法により形成したポリイミド多層配線フィルム（第２のフィルム）６７を配置する。このとき、ポリイミド多層配線フィルム６７の最下層の熱可塑性ポリイミド層と配線６５ａとが接触するようにする。その後、熱及び圧力を加えて、ポリイミド多層配線フィルム６７と絶縁層６１とを接合する。これにより多層配線基板６０が完成する。
【００３９】
本実施の形態の多層配線基板は、セラミック基板とポリイミド多層配線フィルムとにより構成されているので、内部配線層の層数が同一の場合は、前述の第１〜第４の実施の形態により製造したポリイミド多層配線フィルム（ポリイミド多層配線基板）に比べて、製品コストを低減することができる。この場合に、周波数が数百ＭＨｚの信号はポリイミド多層配線フィルムの内部配線を通るようにし、セラミック基板側の内部配線は比較的周波数が低い信号が通るようにすれば、動作周波数が数百ＭＨｚのＬＳＩの実装用基板として使用することができる。また、熱硬化性樹脂により絶縁層６１を形成し、この絶縁層６１の上にスパッタ蒸着により膜厚が薄い金属膜を形成し、この金属膜をパターニングして配線６５ａを形成するので、配線６５ａを微細なパターンで形成することができる。
【００４０】
（第６の実施の形態）
図１０，１１は本発明の第６の実施の形態に係る多層配線基板の製造方法を工程順に示す断面図である。なお、７１は支持基板であり、本実施の形態では、支持基板７１としてセラミック基板又はプリント配線基板を使用する。この支持基板７１の上面及び下面には金属パッド７２及び配線７３が形成されており、内部には内部配線７４と上下配線間を接続するビアコンタクト部７５とが形成されている。また、図１０（ｂ），（ｃ）及び図１１では、支持基板７１及びポリイミド多層配線フィルム８１の内部配線及びビアコンタクト部の図示を省略している。
【００４１】
まず、図１０（ａ）に示すように、支持基板７１上に、第１〜第４の実施の形態により形成したポリイミド多層配線フィルム８１を配置する。この場合、ポリイミド多層配線フィルム８１の最下層の熱可塑性ポリイミド層と支持基板７１のパッド７２とを接触させる。その後、熱及び圧力を加えて、支持基板７１とポリイミド多層配線フィルム８１とを接合して一体化する。
【００４２】
次に、図１０（ｂ）に示すように、ポリイミド多層配線フィルム８１上に熱硬化性樹脂を塗布し、熱硬化させて厚さが約５μｍの絶縁層８５を形成する。この場合に、熱硬化性樹脂としては、例えばシリコーン樹脂のように、キュア温度が熱可塑性ポリイミドの軟化温度よりも低く、耐熱温度が熱可塑性ポリイミドの軟化温度よりも高い樹脂を使用する。
【００４３】
その後、例えばエッチング法等により、絶縁層８５にビアホールを形成し、このビアホール内に金属材料を充填することにより、ビアコンタクト部８７を形成する。
次に、図１０（ｃ）に示すように、絶縁層８５上に厚さが約３μｍの金属薄膜を形成し、この金属薄膜をパターニングして導体配線８８を形成する。このとき、金属薄膜の厚さが極めて薄いので、微細な配線パターンを形成することができる。
【００４４】
次いで、図１１に示すように、絶縁層８５上に、第１〜第４の実施の形態により製造したポリイミド多層配線フィルム８９を重ね合わせて配置し、加熱及び加圧して両者を一体化させる。これにより、多層配線基板８０が完成する。
高周波信号を伝送する配線基板では、高周波信号が伝播する配線層を電源プレーン又は接地プレーンで挟み込んでノイズの影響を防止する必要がある。この場合、高周波信号が伝播する配線層の配線パターンは微細なものになるが、その上下の電源プレーン又は接地プレーンの配線パターンはラフなものになる。本実施の形態では、絶縁層８５上の配線８８を高周波の信号を伝送する配線とし、その配線８８の上下のポリイミド多層配線フィルム８１，８９に電源又は接地配線パターンを形成する。これにより、電源又は接地配線等のラフパターンの配線層の間に微細な配線パターンが設けられた多層配線基板を比較的容易に且つ低コストで製造できる。
【００４５】
（第７の実施の形態）
図１２は本発明の第７の実施の形態に係る多層配線基板の製造方法を工程順に示す断面図である。なお、９１は支持基板であり、本実施の形態においては、支持基板９１として、後工程で使用する感光性絶縁ペースト（ガラスセラミック入り感光性ペースト）の焼成又はキュアの温度によりも高い耐熱温度を有することが必要である。本実施の形態では、支持基板９１としてセラミック基板を使用する。この支持基板９１の上面及び下面にはパッド９３及び配線９２が形成されており、内部には内部配線（図示せず）と上下配線間を接続するビアコンタクト部（図示せず）とが形成されている。
【００４６】
まず、図１２（ａ）に示すように、印刷法等により支持基板９１上に感光性絶縁ペーストを塗布し、約１００℃に加熱して乾燥させて感光性絶縁ペースト層を得て、この感光性絶縁ペースト層を露光及び現像してビアホール９５を形成する。その後、約７００℃の温度で絶縁ペースト層を焼成して絶縁層９４を得る。
次に、図１２（ｂ）に示すように、例えばスパッタ法により金属をスパッタリングしてビアホール９５を金属材料で埋め込み、ビアコンタクト部９６を形成するとともに、絶縁層９４上に金属膜を形成する。そして、フォトリソグラフィ法を使用して金属膜を加工して配線９７を形成する。なお、配線９７は、導電性ペーストを印刷して形成してもよい。
【００４７】
次いで、図１２（ｃ）に示すように、第１〜第４の実施の形態により形成したポリイミド多層配線フィルム９８を絶縁層９４上に配置し、加熱及び加圧して両者を一体化させる。これにより、多層配線基板９０が完成する。
本実施の形態においては、絶縁層９４を感光性絶縁ペーストにより形成するので、ビアホールの形成が容易であり、第５の実施の形態に比べて更に製品コストを低減できる。
【００４８】
（第８の実施の形態）
図１３（ａ）は本発明のポリイミド多層配線フィルムを使用した電子部品の実装例を示す平面図、図１３（ｂ）は同じくそのＸ−Ｘ線による断面図である。本実施の形態は、本発明をマルチチップモジュールの基板に適用した例である。
ポリイミド多層配線フィルム１０１は、矩形枠状の支持部材１０２に固定されている。この支持部材１０２は、ポリイミド多層配線フィルム１０１の縁部に熱圧着された枠部１０２ａと、この枠部１０２ａに下側から嵌合して枠部１０２ａとの間でポリイミド多層配線フィルム１０１を挟持する固定部１０２ｂとにより構成されている。枠部１０２ａの下部内側には突起が設けられており、固定部１０２ｂの周囲には溝が設けられている。そして、前記突起が前記溝に係合することにより、枠部１０２ａと固定部１０２ｂとが固定される。
【００４９】
また、ポリイミド多層配線フィルム１０１の上面には複数のＬＳＩチップ１０３が実装され、下面にはチップコンデンサ１０４等が実装されている。
これらのＬＳＩチップ１０３及びチップコンデンサ１０４は、以下のようにしてポリイミド多層配線フィルム１０１に実装する。すなわち、支持部材１０２に固定されたポリイミド多層配線フィルム１０１の一方の面全体に接触する保持部材を使用し、この保持部材によりポリイミド多層配線フィルム１０１を保持して、他方の面上にＬＳＩチップ１０３をボンディングする。
【００５０】
次に、ポリイミド多層配線フィルム１０１を裏返して、多層配線フィルム１０１の一方の面上に、チップコンデンサ１０４等を自重を利用して実装する。これは、チップコンデンサ１０４等を実装する際の押圧力によりポリイミド多層配線フィルム１０１が変形したり破損することを回避するためである。ポリイミド多層配線フィルム１０１の他方の面に実装されたＬＳＩチップ１０３に対応する凹部が設けられた保持部材を多層配線フィルム１０１の他方の面側に配置すれば、ボンディングが必要な素子を実装することもできる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法によれば、熱可塑性ポリイミド層と非熱可塑性ポリイミド層とが積層されてなる第１のフィルムを使用し、ビアコンタクト部及び配線を形成した後、複数の第１のフィルムを重ね合わせ、加熱及び加圧して一体化するので、製造に要する時間を短縮することができて、製品コストが低減される。また、本発明方法により製造されたポリイミド多層配線フィルムにより、動作周波数が数百ＭＨｚのマルチチップモジュールを製造することができる。
【００５２】
また、本発明に係る多層配線基板の製造方法によれば、セラミック基板又はプリント基板等の支持基板上に絶縁層を形成し、この絶縁層上に上記の方法で製造したポリイミド多層配線フィルム（第２のフィルム）を接合するので、配線層の数が同じであるとすると、ポリイミド多層配線フィルムのみからなる多層配線基板に比べ更に低コスト化が図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法を示す断面図（その１）である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法を示す断面図（その２）である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法を示す断面図（その１）である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法を示す断面図（その２）である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法を示す断面図（その１）である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法を示す断面図（その２）である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法を示す断面図（その１）である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法を示す断面図（その２）である。
【図９】本発明の第５の実施の形態に係る多層配線板の製造方法を示す断面図である。
【図１０】本発明の第６の実施の形態に係る多層配線板の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図１１】本発明の第６の実施の形態に係る多層配線板の製造方法を示す断面図（その２である。
【図１２】本発明の第７の実施の形態に係る多層配線基板の製造方法を示す断面図である。
【図１３】（ａ）は本発明のポリイミド多層配線フィルムを使用した電子部品の実装例を示す平面図、（ｂ）は同じくそのＸ−Ｘ線による断面図である。
【符号の説明】
１，２１ 原料フィルム
２，２２ 熱可塑性ポリイミド層
３，２３ 非熱可塑性ポリイミド層
４ 加工ステージ
５，２５，６２，９５ ビアホール
６，２６，４２，５５，６３，７５，８７，９６ ビアコンタクト部
７，４１ 金属膜
７ａ，２４ａ，５３，５４，６５ａ，７３，７４，８８，９２，９７ 配線
１０，２８，３８，４４ 単板
１１ シリコーン基板
１２，２９，３９，４９，６７，８１，８９，９８，１０１ ポリイミド多層配線フィルム
２４ 銅箔
３４ａ，４１ａ，５２，７２，９３ 金属パッド
５１，７１，９１ 支持基板
６０，８０，９０ 多層配線基板
６１，８５，９４ 絶縁層
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリイミドフィルムを使用したポリイミド多層配線フィルムの製造方法及び多層配線基板の製造方法に関し、特に動作周波数が数百ＭＨｚの半導体集積回路を実装する基板として好適なポリイミド多層配線フィルムの製造方法及び多層配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンピュータ用配線基板として、プリント配線基板（ガラスエポキシ基板）又はセラミック焼成基板が使用されている。プリント配線基板は比較的軽量であるとともに製造コストが低いという利点がある。しかし、プリント配線基板では、ドリルを使用して基板に孔を穿設し、無電解めっき等で孔内面に導電体材料を被着させて基板両面の配線間を接続するため、その工程上の制約から配線を高密度に形成することが難しいという欠点がある。このため、プリント配線基板は、低コストが要求されるパーソナルコンピュータ等に使用されている。
【０００３】
一方、セラミック焼成基板は、配線を高密度で形成することが可能であるが、製造コストが高いため、コストよりも高性能が要求されるコンピュータに使用されている。
ところで、現在、コンピュータに使用されるＬＳＩ（大規模集積回路）の動作周波数は一般的に数十ＭＨｚから１００ＭＨｚ程度であるが、動作周波数が数百ＭＨｚのＬＳＩも開発されている。しかし、プリント配線基板及びセラミック焼成基板では数百ＨＭｚの信号を伝播させることは困難である。そこで、このような用途に使用する配線基板として、ポリイミド多層配線基板が開発されている。
【０００４】
従来、ポリイミド多層配線基板は、配線が形成された複数のポリイミドフィルムを熱硬化性ポリイミド樹脂により接合することにより形成している。
また、特開平５−１８３２６０号には、非熱可塑性ポリイミドフィルムの上に配線を形成し、その上に熱可塑性ポリイミドフィルムを介して非熱可塑性ポリイミドフィルムを接着するという工程を繰り返して、ポリイミド多層配線基板を製造することが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のポリイミド多層配線基板の製造方法では、熱硬化性ポリイミド樹脂により絶縁層を形成しているが、熱硬化性ポリイミド樹脂のキュア工程や、フォトリソグラフィ法によりビアホールを形成する工程に時間がかかり、熱硬化性ポリイミド樹脂の材料コストが高いことも相俟って、製品コストが高くなるという欠点がある。
【０００６】
また、特開平５−１８３２６０号に記載された方法においても、非熱可塑性ポリイミドフィルム及び熱可塑性ポリイミドフィルムを加熱接着する工程を繰り返してポリイミド多層配線基板を形成するので、製造に要する時間が長く、製品コストが高くなる。
本発明の目的は、工程数及び製造に要する時間を短縮し、製品コストを低減できるポリイミド多層配線フィルムの製造方法及び多層配線基板の製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、熱可塑性ポリイミド層と非熱可塑性ポリイミド層とが積層されてなる第１のフィルムにビアホールをレーザによって開孔するビアホール形成工程と、前記ビアホールの内面に導電材料を被着させてビアコンタクト部を形成するビアコンタクト部形成工程と、前記熱可塑性ポリイミド層及び前記非熱可塑性ポリイミド層の少なくとも一方の面上に配線を形成する配線形成工程と、前記ビアホール形成工程、前記ビアコンタクト部形成工程及び前記配線形成工程を経た複数枚の前記第１のフィルムを鏡面処理されたシリコーン基板上に重ね合わせ、加熱及び加圧して各第１のフィルムを一体化する工程と、前記一体化された複数枚の第１のフィルムを前記シリコーン基板から剥離する工程とを有することを特徴とするポリイミド多層配線フィルムの製造方法により解決する。
【０００８】
また、上記した課題は、金属膜上に熱可塑性ポリイミド層及び非熱可塑性ポリイミド層が積層されてなる第１のフィルムの前記非熱可塑性ポリイミド層及び前記熱可塑性ポリイミド層を貫通するビアホールをレーザによって開孔するビアホール形成工程と、前記ビアホールの内面に導電材料を被着させてビアコンタクト部を形成するビアコンタクト部形成工程と、前記金属膜をパターニングして配線を形成する配線形成工程と、前記ビアホール形成工程、前記ビアコンタクト部形成工程及び前記配線形成工程を経た複数枚の前記第１のフィルムを鏡面処理されたシリコーン基板上に重ね合わせて加熱及び加圧し、各第１のフィルムを一体化する工程と、前記一体化された複数枚の第１のフィルムを前記シリコーン基板から剥離する工程とを有することを特徴とするポリイミド多層配線フィルムの製造方法により解決する。
【０００９】
更に、上記した課題は、熱可塑性ポリイミド層と非熱可塑性ポリイミド層とが積層されてなる第１のフィルムに第１のビアホールをレーザによって開孔するビアホール形成工程と、前記第１のビアホールの内面に導電材料を被着させて第１のビアコンタクト部を形成するビアコンタクト部形成工程と、前記熱可塑性ポリイミド層及び前記非熱可塑性ポリイミド層の少なくとも一方の面上に配線を形成する配線形成工程と、前記ビアホール形成工程、前記ビアコンタクト部形成工程及び前記配線形成工程を経た複数枚の前記第１のフィルムを鏡面処理されたシリコーン基板上に重ね合わせ、加熱及び加圧し各第１のフィルムを一体化する工程と、前記一体化された複数枚の第１のフィルムを前記シリコーン基板から剥離して第２のフィルムを得る工程と、支持基板上に絶縁層を形成する工程と、この絶縁層に第２のビアホールを形成する工程と、この第２のビアホールの内面に導電材料を被着させて第２のコンタクト部を形成する工程と、前記絶縁層上に第２の配線を形成する工程と、前記絶縁層上に前記第２のフィルムを配置し、加熱及び加圧して前記第２のフィルムと前記絶縁層とを接合する工程とを有することを特徴とする多層配線基板の製造方法により解決する。
【００１０】
更にまた、上記した課題は、金属膜上に熱可塑性ポリイミド層及び非熱可塑性ポリイミド層が積層されてなる第１のフィルムの前記非熱可塑性ポリイミド層及び前記熱可塑性ポリイミド層を貫通する第１のビアホールをレーザによって開孔するビアホール形成工程と、前記第１のビアホールの内面に導電材料を被着させて第１のビアコンタクト部を形成するビアコンタクト部形成工程と、前記金属膜をパターニングして配線を形成する配線形成工程と、前記ビアホール形成工程、前記ビアコンタクト部形成工程及び前記配線形成工程を経た複数枚の前記第１のフィルムを鏡面処理されたシリコーン基板上に重ね合わせ、加熱及び加圧し各第１のフィルムを一体化する工程と、前記一体化された複数枚の第１のフィルムを前記シリコーン基板から剥離して第２のフィルムを得る工程と、支持基板上に絶縁層を形成する工程と、この絶縁層に第２のビアホールを形成する工程と、この第２のビアホールの内面に導電材料を被着させて第２のコンタクト部を形成する工程と、前記絶縁層上に第２の配線を形成する工程と、前記絶縁層上に前記第２のフィルムを配置し、加熱及び加圧して前記第２のフィルムを前記絶縁層に接合する工程とを有することを特徴とする多層配線基板の製造方法により解決する。
【００１１】
本発明においては、多層配線基板の原材料として、熱可塑性ポリイミド層と非熱可塑性ポリイミド層とを積層してなる第１のフィルムを使用する。この第１のフィルムは市販のものを使用してもよいし、熱可塑性ポリイミドフィルムと非熱可塑性ポリイミドフィルムとを接合して形成してもよい。また、第１のフィルムは、金属膜上に熱可塑性ポリイミド層と非熱可塑性ポリイミド層とを積層して構成されていてもよい。熱可塑性ポリイミド樹脂は、ある温度以上に加熱すると軟化し、軟化した状態で被接着物上に載置して圧力を加えると被接着物の表面の凹凸に入り込んで、いわゆるアンカー効果によって被接着物と接合する。
【００１２】
本発明においては、熱可塑性ポリイミド層と非熱可塑性ポリイミド層とを積層してなる第１のフィルムにビアコンタクト部及び配線を形成した後、これらの第１のフィルムを重ね合わせ加熱及び加圧して一体化することによりポリイミド多層配線フィルムを形成する。この場合、加熱温度を約２００℃、圧力を約２〜５ｋｇ／ｃｍ2 とすると、加圧時間は１分間程度でよい。この加熱時間は、ポリイミドのキュア（硬化）工程に要する時間の約半分の時間であり、従来に比べて製造に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００１３】
また、本発明に係る多層配線基板の製造方法においては、セラミック基板又はプリント配線基板等を支持基板とし、この支持基板と上述の方法により製造したポリイミド多層配線フィルム（第２のフィルム）とを接合して多層配線基板を製造する。この場合に、例えば周波数が数百ＭＨｚの信号を伝播する配線をポリイミド多層配線フィルムに形成し、比較的低い周波数の信号を支持基板側の配線で伝播するようにすれば、高性能の多層配線基板を低コストで製造できる。
【００１４】
また、前記支持基板上に熱硬化性樹脂又は感光性無機絶縁材料等により絶縁層を形成し、この絶縁層上に例えば金属膜を蒸着してフォトリソグラフィ法により配線を形成することにより、微細な配線を形成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１，２は本発明の第１の実施の形態に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法を工程順に示す断面図である。
【００１６】
まず、図１（ａ）に示すように、熱可塑性ポリイミド層２と非熱可塑性ポリイミド層３とが積層されてなる原料フィルム（第１のフィルム）１を用意し、この原料フィルム１をレーザ加工機の加工ステージ４上に固定する。
熱可塑性ポリイミド層２は、例えばBTDA-33'-DBP等の芳香族ポリイミドにより構成されており、非熱可塑性ポリイミド層３は例えばPMDA-PDE系ポリイミドにより構成されている。また、原料フィルム１の厚さは約１５〜２５μｍである。
【００１７】
次に、図１（ｂ）に示すように、レーザ加工機を使用して原料フィルム１にビアホール５を形成する。ビアホール５の位置及び大きさは、予めレーザ装置内に装着するマスクによって設定する。ビアホール５の直径は、例えば約３０〜４０μｍである。
なお、ビアホール５は、上記の方法以外の方法で形成してもよい。例えば、原料フィルム１の上にビアホール形成領域が開口されたメタルマスクを形成し、ドライエッチングを施すことによって、ビアホール５を形成してもよい。
【００１８】
次に、図１（ｃ）に示すように、ビアホール５内に金属材料を充填することにより、ビアコンタクト部６を形成する。例えば、無電解ニッケルめっきを施してビアホール５の壁面にニッケル層を形成した後、電解銅めっきを施してニッケル層上に銅を析出させることにより、ビアコンタクト部６を形成することができる。また、無電解はんだめっきを施してビアホール５内にはんだを充填することにより、ビアコンタクト部６を形成してもよい。更に、スクリーン印刷等の方法によりクリームはんだをビアホール５内に充填することにより、ビアコンタクト部６を形成してもよい。
【００１９】
次に、図２（ａ）に示すように、蒸着法又はスパッタ法により、非熱可塑性ポリイミド層３上に金属膜７を約４〜５μｍの厚さに蒸着する。この金属膜７は、例えばクロム（Ｃｒ）又はチタン（Ｔｉ）を蒸着した後、銅（Ｃｕ）を蒸着して形成する。
次に、図２（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ法により金属膜７をパターニングして配線を７ａを形成する。これにより、配線７ａ及びビアコンタクト部６を備えた単板１０が得られる。
【００２０】
このようにして、所定のパターンの配線を有する複数の単板１０を形成した後、図２（ｃ）に示すように、鏡面処理されたシリコーン基板１１の上にこれらの複数の単板１０を重ね合わせて配置する。そして、これらの単板１０の積層体を約２００℃の温度に加熱しつつ、２〜５ｋｇ／ｃｍ2 の圧力を加え、約１分間保持する。これにより、各単板１０の熱可塑性ポリイミド層２が軟化し、熱可塑性ポリイミド層２が下側の単板１０の配線７ａを埋め込むように変形して、下側の単板１０の非熱可塑性ポリイミド層３に接触する。そして、各単板１０の熱可塑性ポリイミド層２とその下側の非熱可塑性ポリイミド層３とがアンカー効果により接合して各単板１０が一体化する。これにより、ポリイミド多層配線フィルム１２が完成する。
【００２１】
次いで、ポリイミド多層配線フィルム１２をシリコーン基板１１から剥離する。この場合に、シリコーン基板１１の表面は鏡面処理されているので、ポリイミド多層配線フィルム１２の最下層の熱可塑性ポリイミド層とシリコーン基板１１との接触面積が小さく、従ってアンカー効果も小さいので、ポリイミド多層配線フィルム１２をシリコーン基板１１から容易に剥離することができる。
【００２２】
なお、このポリイミド多層配線フィルム１２は、半導体集積回路等の部品を実装する基板として使用する他に、後述する第５及び第６の実施の形態に示すように、セラミック多層基板等からなる支持基板と一体化して多層配線基板を形成する部品として使用することもできる。
本実施の形態では、複数の単板１０を形成した後、これらの複数の単板１０を１回の熱圧着工程で一体化してポリイミド多層配線フィルム１２を形成するので、従来に比べて製造工程が簡単であり、製造に要する時間が短縮される。また、製造工程が簡単であるとともに、熱圧着工程が１分間程度と短いので、量産効果を得やすく、材料コストが低いことと相俟って、ポリイミド多層配線フィルムの製品コストを低減できるという利点がある。本実施の形態によれば、ポリイミド多層配線フィルムの製品コストを従来の０．４〜０．５倍程度にすることができる。
【００２３】
また、本実施の形態のポリイミド多層配線フィルムは、絶縁層の材料としてポリイミドを使用しているので、動作周波数が数百ＭＨｚのＬＳＩを実装する基板として好適である。
なお、上述の実施の形態においては原料フィルム１を１枚づつ加工して単板１０を形成する場合について説明したが、ＴＡＢリードキャリアの製造に一般的に使用されているリール・トゥ・リール方式で単板１０を形成してもよい。すなわち、一方のリールに巻かれた原料フィルムを他方のリールに掛け渡し、一方のリールから巻き解した原料フィルムを他方のリールに巻き取る間にビアホールを連続的に形成したり、ビアコンタクト部や配線を連続的に形成する。これにより、原料フィルムの搬送が容易になり、更に製品コストを低減することができる。
【００２４】
（第２の実施の形態）
図３，４は本発明の第２の実施の形態に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法を工程順に示す断面図である。
まず、図３（ａ）に示すように、銅箔２４と熱可塑性ポリイミド層２２と非熱可塑性ポリイミド２３とが積層されてなる原料フィルム２１を用意する。
【００２５】
次に、図３（ｂ）に示すように、原料フィルム２１をレーザ加工機の加工ステージ（図示せず）上に固定し、レーザ光を照射して、熱可塑性ポリイミドフィルム２２及び非熱可塑性ポリイミドフィルム２３を貫通するビアホール２５を選択的に形成する。この場合に、レーザ出力を調整し、銅箔２４の部分に孔が形成されないようにする。
【００２６】
次に、無電解めっき法、無電解めっき法と電解めっき法との併用又はクリームはんだ印刷等の方法によりビアホール２５内に金属材料を充填して、図３（ｃ）に示すようにビアコンタクト部２６を形成する。
次に、図４（ａ）に示すように、フォトリソグラフィ法により銅箔２４をパターニングして配線２４ａを形成する。これにより、配線２４ａ及びビアコンタクト部２６を備えた単板２８が得られる。
【００２７】
次いで、上述のようにして所定の配線を有する複数の単板２８を形成した後、これらの複数の単板２８を鏡面処理が施されたシリコーン基板上に重ね合わせて配置し、第１の実施の形態と同様に、熱及び圧力を加えて、熱可塑性ポリイミド層２２と非熱可塑性ポリイミド層２３とを接合させ、これらの単板２８を一体化させて積層体を得る。そして、図４（ｂ）に示すように、この積層体３０の上に金属膜３１を蒸着する。
【００２８】
次いで、図４（ｃ）に示すように、金属膜３１をパターニングすることにより、配線３１ａ及びパッド３１ｂを形成する。これにより、ポリイミド多層配線フィルム２９が完成する。
本実施の形態においては、予め原料フィルム２１として、銅箔２４、熱可塑性ポリイミド層２２及び非熱可塑性ポリイミド層２３が一体になったフィルムを使用するので、第１の実施の形態に比べて導電層を形成する工程が不要であり、製造に要する時間を更に短縮できるとともに、より一層の低コスト化が図れる。
【００２９】
（第３の実施の形態）
図５，６は本発明の第３の実施の形態に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法を工程順に示す断面図である。
まず、図５（ａ）に示すように、第２の実施の形態と同様にして、銅箔２４と熱可塑性ポリイミドフィルム２２と非熱可塑性ポリイミドフィルム２３とが積層されてなる原料フィルム２１に、レーザ加工機等を使用してビアホール２５を形成する。
【００３０】
次に、図５（ｂ）に示すように、めっき法等によりビアホール２５内に金属を充填して、ビアコンタクト部２６を形成する。
次に、図５（ｃ）に示すように、スパッタ法等により非熱可塑性ポリイミド層２３上に金属膜を蒸着し、その後フォトリソグラフィ法によりこの金属膜を微細加工して、ビアコンタクト部２６に接続した金属パッド３４ａを形成する。
【００３１】
次に、図６（ａ）に示すように、銅箔２４をパターニングして配線２４ａを形成する。これにより、一方の面側に配線２４ａを有し、他方の面側にパッド３４ａを有する単板３８が完成する。
次いで、第１の実施の形態と同様に、複数の単板３８を鏡面加工したシリコーン基板上に重ね合わせて配置し、熱圧着する。これにより、図６（ｂ）に示すポリイミド多層配線フィルム３９が完成する。
【００３２】
本実施の形態は、第２の実施の形態と同様の効果を得ることができるのに加えて、金属パッド３４ａを介して配線間を接続するので、接続の信頼性が高いという利点がある。
（第４の実施の形態）
図７，８は本発明の第４の実施の形態に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法を工程順に示す断面図である。なお、本実施の形態は、主に熱可塑性ポリイミド層と熱可塑性ポリイミド層との合計の厚さが約１５μｍ以下の場合に適用されるものである。
【００３３】
まず、図７（ａ）に示すように、銅箔２４上に熱可塑性ポリイミド層２２と非熱可塑性ポリイミド層２３を積層してなる原料フィルム２１に、熱可塑性ポリイミド層２２及び非熱可塑性ポリイミド層２３を貫通するビアホール２５を形成する。
次に、図７（ｂ）に示すように、スパッタ法等により、ビアホール２５の内面及び非熱可塑性ポリイミド層２３の表面上に金属膜４１を形成する。この金属膜４１は、例えば厚さが４〜５μｍであり、下地層としてのＣｒ（クロム）又はＴｉ（チタン）層と、この下地層上に形成されたＣｕ（銅）層とにより構成される。熱可塑性ポリイミド層２２と非熱可塑性ポリイミド層２３との合計の厚さが約１５μｍ以下の場合は、ビアホール２５の内面全体に金属膜を蒸着させることができる。ビアホール２５の内面に被着した金属膜４１はビアコンタクト部４２となる。
【００３４】
次に、図７（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ法により、非熱可塑性ポリイミド層２３上の金属膜４１を加工して、ビアコンタクト部４２に接続した金属パッド４１ａを形成する。
次に、図８（ａ）に示すように、フォトリソグラフィ法により、銅箔２４をパターニングして、所定の配線２４ａを形成する。これにより、配線２４ａ及び金属パッド４１ａを有する単板４４が得られる。
【００３５】
このようにして所定の配線２４ａ及び金属パッド４１ａを有する複数の単板４４を形成した後、鏡面加工したシリコーン基板上にこれらの複数の単板４４を重ね合わせて配置し、第１の実施の形態と同様に熱及び圧力を加えて、これらの単板４４を一体化する。これにより、図８（ｂ）に示すポリイミド多層配線フィルム４９が完成する。
【００３６】
本実施の形態では、第３の実施の形態と同様の効果が得られるのに加えて、ビアコンタクト部４２と非熱可塑性ポリイミド層２３上の金属膜４１とを同時に形成するので、製造工程がより一層簡略化されるという利点がある。
（第５の実施の形態）
図９は本発明の第５の実施の形態に係る多層配線基板の製造方法を工程順に示す断面図である。図９において、５１は支持基板である、本実施の形態では支持基板５１としてセラミック配線基板を使用するが、支持基板５１としてプリント配線基板を使用してもよい。この支持基板５１の上面及び下面側には金属パッド５２及び配線５３が形成されており、内部には複数の内部配線５４と、内部配線５４間を接続するビアコンタクト部５５が形成されている。また、図９（ｂ），（ｃ）では、支持基板５１の内部配線５４及びビアコンタクト部５５の図示を省略している。
【００３７】
まず、９（ａ）に示すように、支持基板５１上に熱硬化性樹脂（ポリイミドワニス）を塗布した後、この熱硬化性樹脂を硬化させて、厚さが数μｍの絶縁層６１を形成する。その後、レーザ照射又はエッチング法を使用して、絶縁層６１にパッド５２に到達するビアホール６２を開孔する。
次に、図９（ｂ）に示すように、スパッタ法等により、ビアホール６２を金属材料で埋め込んでビアコンタクト部６３を形成するとともに、絶縁層６１上に金属膜を形成する。そして、この金属膜をパターニングして、配線６５ａを形成する。
【００３８】
次いで、図９（ｃ）に示すように、絶縁層６１上に、第１〜第４の実施の形態のいずれかの方法により形成したポリイミド多層配線フィルム（第２のフィルム）６７を配置する。このとき、ポリイミド多層配線フィルム６７の最下層の熱可塑性ポリイミド層と配線６５ａとが接触するようにする。その後、熱及び圧力を加えて、ポリイミド多層配線フィルム６７と絶縁層６１とを接合する。これにより多層配線基板６０が完成する。
【００３９】
本実施の形態の多層配線基板は、セラミック基板とポリイミド多層配線フィルムとにより構成されているので、内部配線層の層数が同一の場合は、前述の第１〜第４の実施の形態により製造したポリイミド多層配線フィルム（ポリイミド多層配線基板）に比べて、製品コストを低減することができる。この場合に、周波数が数百ＭＨｚの信号はポリイミド多層配線フィルムの内部配線を通るようにし、セラミック基板側の内部配線は比較的周波数が低い信号が通るようにすれば、動作周波数が数百ＭＨｚのＬＳＩの実装用基板として使用することができる。また、熱硬化性樹脂により絶縁層６１を形成し、この絶縁層６１の上にスパッタ蒸着により膜厚が薄い金属膜を形成し、この金属膜をパターニングして配線６５ａを形成するので、配線６５ａを微細なパターンで形成することができる。
【００４０】
（第６の実施の形態）
図１０，１１は本発明の第６の実施の形態に係る多層配線基板の製造方法を工程順に示す断面図である。なお、７１は支持基板であり、本実施の形態では、支持基板７１としてセラミック基板又はプリント配線基板を使用する。この支持基板７１の上面及び下面には金属パッド７２及び配線７３が形成されており、内部には内部配線７４と上下配線間を接続するビアコンタクト部７５とが形成されている。また、図１０（ｂ），（ｃ）及び図１１では、支持基板７１及びポリイミド多層配線フィルム８１の内部配線及びビアコンタクト部の図示を省略している。
【００４１】
まず、図１０（ａ）に示すように、支持基板７１上に、第１〜第４の実施の形態により形成したポリイミド多層配線フィルム８１を配置する。この場合、ポリイミド多層配線フィルム８１の最下層の熱可塑性ポリイミド層と支持基板７１のパッド７２とを接触させる。その後、熱及び圧力を加えて、支持基板７１とポリイミド多層配線フィルム８１とを接合して一体化する。
【００４２】
次に、図１０（ｂ）に示すように、ポリイミド多層配線フィルム８１上に熱硬化性樹脂を塗布し、熱硬化させて厚さが約５μｍの絶縁層８５を形成する。この場合に、熱硬化性樹脂としては、例えばシリコーン樹脂のように、キュア温度が熱可塑性ポリイミドの軟化温度よりも低く、耐熱温度が熱可塑性ポリイミドの軟化温度よりも高い樹脂を使用する。
【００４３】
その後、例えばエッチング法等により、絶縁層８５にビアホールを形成し、このビアホール内に金属材料を充填することにより、ビアコンタクト部８７を形成する。
次に、図１０（ｃ）に示すように、絶縁層８５上に厚さが約３μｍの金属薄膜を形成し、この金属薄膜をパターニングして導体配線８８を形成する。このとき、金属薄膜の厚さが極めて薄いので、微細な配線パターンを形成することができる。
【００４４】
次いで、図１１に示すように、絶縁層８５上に、第１〜第４の実施の形態により製造したポリイミド多層配線フィルム８９を重ね合わせて配置し、加熱及び加圧して両者を一体化させる。これにより、多層配線基板８０が完成する。
高周波信号を伝送する配線基板では、高周波信号が伝播する配線層を電源プレーン又は接地プレーンで挟み込んでノイズの影響を防止する必要がある。この場合、高周波信号が伝播する配線層の配線パターンは微細なものになるが、その上下の電源プレーン又は接地プレーンの配線パターンはラフなものになる。本実施の形態では、絶縁層８５上の配線８８を高周波の信号を伝送する配線とし、その配線８８の上下のポリイミド多層配線フィルム８１，８９に電源又は接地配線パターンを形成する。これにより、電源又は接地配線等のラフパターンの配線層の間に微細な配線パターンが設けられた多層配線基板を比較的容易に且つ低コストで製造できる。
【００４５】
（第７の実施の形態）
図１２は本発明の第７の実施の形態に係る多層配線基板の製造方法を工程順に示す断面図である。なお、９１は支持基板であり、本実施の形態においては、支持基板９１として、後工程で使用する感光性絶縁ペースト（ガラスセラミック入り感光性ペースト）の焼成又はキュアの温度によりも高い耐熱温度を有することが必要である。本実施の形態では、支持基板９１としてセラミック基板を使用する。この支持基板９１の上面及び下面にはパッド９３及び配線９２が形成されており、内部には内部配線（図示せず）と上下配線間を接続するビアコンタクト部（図示せず）とが形成されている。
【００４６】
まず、図１２（ａ）に示すように、印刷法等により支持基板９１上に感光性絶縁ペーストを塗布し、約１００℃に加熱して乾燥させて感光性絶縁ペースト層を得て、この感光性絶縁ペースト層を露光及び現像してビアホール９５を形成する。その後、約７００℃の温度で絶縁ペースト層を焼成して絶縁層９４を得る。
次に、図１２（ｂ）に示すように、例えばスパッタ法により金属をスパッタリングしてビアホール９５を金属材料で埋め込み、ビアコンタクト部９６を形成するとともに、絶縁層９４上に金属膜を形成する。そして、フォトリソグラフィ法を使用して金属膜を加工して配線９７を形成する。なお、配線９７は、導電性ペーストを印刷して形成してもよい。
【００４７】
次いで、図１２（ｃ）に示すように、第１〜第４の実施の形態により形成したポリイミド多層配線フィルム９８を絶縁層９４上に配置し、加熱及び加圧して両者を一体化させる。これにより、多層配線基板９０が完成する。
本実施の形態においては、絶縁層９４を感光性絶縁ペーストにより形成するので、ビアホールの形成が容易であり、第５の実施の形態に比べて更に製品コストを低減できる。
【００４８】
（第８の実施の形態）
図１３（ａ）は本発明のポリイミド多層配線フィルムを使用した電子部品の実装例を示す平面図、図１３（ｂ）は同じくそのＸ−Ｘ線による断面図である。本実施の形態は、本発明をマルチチップモジュールの基板に適用した例である。
ポリイミド多層配線フィルム１０１は、矩形枠状の支持部材１０２に固定されている。この支持部材１０２は、ポリイミド多層配線フィルム１０１の縁部に熱圧着された枠部１０２ａと、この枠部１０２ａに下側から嵌合して枠部１０２ａとの間でポリイミド多層配線フィルム１０１を挟持する固定部１０２ｂとにより構成されている。枠部１０２ａの下部内側には突起が設けられており、固定部１０２ｂの周囲には溝が設けられている。そして、前記突起が前記溝に係合することにより、枠部１０２ａと固定部１０２ｂとが固定される。
【００４９】
また、ポリイミド多層配線フィルム１０１の上面には複数のＬＳＩチップ１０３が実装され、下面にはチップコンデンサ１０４等が実装されている。
これらのＬＳＩチップ１０３及びチップコンデンサ１０４は、以下のようにしてポリイミド多層配線フィルム１０１に実装する。すなわち、支持部材１０２に固定されたポリイミド多層配線フィルム１０１の一方の面全体に接触する保持部材を使用し、この保持部材によりポリイミド多層配線フィルム１０１を保持して、他方の面上にＬＳＩチップ１０３をボンディングする。
【００５０】
次に、ポリイミド多層配線フィルム１０１を裏返して、多層配線フィルム１０１の一方の面上に、チップコンデンサ１０４等を自重を利用して実装する。これは、チップコンデンサ１０４等を実装する際の押圧力によりポリイミド多層配線フィルム１０１が変形したり破損することを回避するためである。ポリイミド多層配線フィルム１０１の他方の面に実装されたＬＳＩチップ１０３に対応する凹部が設けられた保持部材を多層配線フィルム１０１の他方の面側に配置すれば、ボンディングが必要な素子を実装することもできる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法によれば、熱可塑性ポリイミド層と非熱可塑性ポリイミド層とが積層されてなる第１のフィルムを使用し、ビアコンタクト部及び配線を形成した後、複数の第１のフィルムを重ね合わせ、加熱及び加圧して一体化するので、製造に要する時間を短縮することができて、製品コストが低減される。また、本発明方法により製造されたポリイミド多層配線フィルムにより、動作周波数が数百ＭＨｚのマルチチップモジュールを製造することができる。
【００５２】
また、本発明に係る多層配線基板の製造方法によれば、セラミック基板又はプリント基板等の支持基板上に絶縁層を形成し、この絶縁層上に上記の方法で製造したポリイミド多層配線フィルム（第２のフィルム）を接合するので、配線層の数が同じであるとすると、ポリイミド多層配線フィルムのみからなる多層配線基板に比べ更に低コスト化が図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法を示す断面図（その１）である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法を示す断面図（その２）である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法を示す断面図（その１）である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法を示す断面図（その２）である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法を示す断面図（その１）である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法を示す断面図（その２）である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法を示す断面図（その１）である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係るポリイミド多層配線フィルムの製造方法を示す断面図（その２）である。
【図９】本発明の第５の実施の形態に係る多層配線板の製造方法を示す断面図である。
【図１０】本発明の第６の実施の形態に係る多層配線板の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図１１】本発明の第６の実施の形態に係る多層配線板の製造方法を示す断面図（その２である。
【図１２】本発明の第７の実施の形態に係る多層配線基板の製造方法を示す断面図である。
【図１３】（ａ）は本発明のポリイミド多層配線フィルムを使用した電子部品の実装例を示す平面図、（ｂ）は同じくそのＸ−Ｘ線による断面図である。
【符号の説明】
１，２１ 原料フィルム
２，２２ 熱可塑性ポリイミド層
３，２３ 非熱可塑性ポリイミド層
４ 加工ステージ
５，２５，６２，９５ ビアホール
６，２６，４２，５５，６３，７５，８７，９６ ビアコンタクト部
７，４１ 金属膜
７ａ，２４ａ，５３，５４，６５ａ，７３，７４，８８，９２，９７ 配線
１０，２８，３８，４４ 単板
１１ シリコーン基板
１２，２９，３９，４９，６７，８１，８９，９８，１０１ ポリイミド多層配線フィルム
２４ 銅箔
３４ａ，４１ａ，５２，７２，９３ 金属パッド
５１，７１，９１ 支持基板
６０，８０，９０ 多層配線基板
６１，８５，９４ 絶縁層
Claims (6)
- 熱可塑性ポリイミド層と非熱可塑性ポリイミド層とが積層されてなる第１のフィルムにビアホールをレーザによって開孔するビアホール形成工程と、
前記ビアホールの内面に導電材料を被着させてビアコンタクト部を形成するビアコンタクト部形成工程と、
前記熱可塑性ポリイミド層及び前記非熱可塑性ポリイミド層の少なくとも一方の面上に配線を形成する配線形成工程と、
前記ビアホール形成工程、前記ビアコンタクト部形成工程及び前記配線形成工程を経た複数枚の前記第１のフィルムを鏡面処理されたシリコーン基板上に重ね合わせ、加熱及び加圧して各第１のフィルムを一体化する工程と、
前記一体化された複数枚の第１のフィルムを前記シリコーン基板から剥離する工程と
を有することを特徴とするポリイミド多層配線フィルムの製造方法。 - 金属膜上に熱可塑性ポリイミド層及び非熱可塑性ポリイミド層が積層されてなる第１のフィルムの前記非熱可塑性ポリイミド層及び前記熱可塑性ポリイミド層を貫通するビアホールをレーザによって開孔するビアホール形成工程と、
前記ビアホールの内面に導電材料を被着させてビアコンタクト部を形成するビアコンタクト部形成工程と、
前記金属膜をパターニングして配線を形成する配線形成工程と、
前記ビアホール形成工程、前記ビアコンタクト部形成工程及び前記配線形成工程を経た複数枚の前記第１のフィルムを鏡面処理されたシリコーン基板上に重ね合わせて加熱及び加圧し、各第１のフィルムを一体化する工程と、
前記一体化された複数枚の第１のフィルムを前記シリコーン基板から剥離する工程と
を有することを特徴とするポリイミド多層配線フィルムの製造方法。 - 前記ビアコンタクト部の形成と同時に、又は前記ビアコンタクト部形成工程の後に、前記非熱可塑性ポリイミド層上に前記ビアコンタクト部に接続した導電性パッドを形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のポリイミド多層配線フィルムの製造方法。
- 熱可塑性ポリイミド層と非熱可塑性ポリイミド層とが積層されてなる第１のフィルムに第１のビアホールをレーザによって開孔するビアホール形成工程と、
前記第１のビアホールの内面に導電材料を被着させて第１のビアコンタクト部を形成するビアコンタクト部形成工程と、
前記熱可塑性ポリイミド層及び前記非熱可塑性ポリイミド層の少なくとも一方の面上に配線を形成する配線形成工程と、
前記ビアホール形成工程、前記ビアコンタクト部形成工程及び前記配線形成工程を経た複数枚の前記第１のフィルムを鏡面処理されたシリコーン基板上に重ね合わせ、加熱及び加圧し各第１のフィルムを一体化する工程と、
前記一体化された複数枚の第１のフィルムを前記シリコーン基板から剥離して第２のフィルムを得る工程と、
支持基板上に絶縁層を形成する工程と、
この絶縁層に第２のビアホールを形成する工程と、
この第２のビアホールの内面に導電材料を被着させて第２のコンタクト部を形成する工程と、
前記絶縁層上に第２の配線を形成する工程と、
前記絶縁層上に前記第２のフィルムを配置し、加熱及び加圧して前記第２のフィルムと前記絶縁層とを接合する工程と
を有することを特徴とする多層配線基板の製造方法。 - 金属膜上に熱可塑性ポリイミド層及び非熱可塑性ポリイミド層が積層されてなる第１のフィルムの前記非熱可塑性ポリイミド層及び前記熱可塑性ポリイミド層を貫通する第１のビアホールをレーザによって開孔するビアホール形成工程と、
前記第１のビアホールの内面に導電材料を被着させて第１のビアコンタクト部を形成するビアコンタクト部形成工程と、
前記金属膜をパターニングして配線を形成する配線形成工程と、
前記ビアホール形成工程、前記ビアコンタクト部形成工程及び前記配線形成工程を経た複数枚の前記第１のフィルムを鏡面処理されたシリコーン基板上に重ね合わせ、加熱及び加圧し各第１のフィルムを一体化する工程と、
前記一体化された複数枚の第１のフィルムを前記シリコーン基板から剥離して第２のフィルムを得る工程と、
支持基板上に絶縁層を形成する工程と、
この絶縁層に第２のビアホールを形成する工程と、
この第２のビアホールの内面に導電材料を被着させて第２のコンタクト部を形成する工程と、
前記絶縁層上に第２の配線を形成する工程と、
前記絶縁層上に前記第２のフィルムを配置し、加熱及び加圧して前記第２のフィルムを前記絶縁層に接合する工程と
を有することを特徴とする多層配線基板の製造方法。 - 前記支持基板はセラミック基板又はプリント配線基板であることを特徴とする請求項４又は５に記載の多層配線基板の製造方法。
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