JP5301490B2 - 多層配線基板 - Google Patents

Description

本発明は、多層配線基板に関し、より詳しくは半導体パッケージのインターポーザに用いることができる多層配線基板に関する。

近年、半導体素子等の電子部品は、高集積化が一層進むことに伴い、電極（端子）サイズはより小さくなり、電極（端子）数はより増加し、端子間の距離もより狭くなってきている。
そのため、半導体パッケージにおいても半導体チップが三次元的に積層されたチップ積層型のパッケージが開発されている。
また、このようなチップ積層型の半導体パッケージを製造する方法としては、例えば、下段の半導体素子を配線基板にフリップチップ接続し、上段の半導体素子をワイヤボンディングによって接続する方法；インターポーザを使用して半導体素子を積み重ね、インターポーザと半導体素子との間を電気的に接続して搭載する方法；等が知られている。

そして、本出願人は、インターポーザと半導体素子との間の電気的接点として用いることができる異方導電性部材として、「絶縁性基材中に、導電性部材からなる複数の導通路が、互いに絶縁された状態で前記絶縁性基材を厚み方向に貫通し、かつ、前記各導通路の一端が前記絶縁性基材の一方の面において露出し、前記各導通路の他端が前記絶縁性基材の他方の面において露出した状態で設けられる異方導電性部材であって、前記導通路の密度が２００万個／ｍｍ²以上であり、前記絶縁性基材が規則的に配列したマイクロポアを有するアルミニウム基板の陽極酸化皮膜からなる構造体である、異方導電性部材。」等を提供している（例えば、特許文献１〜５参照。）。

特開２００８−２７０１５７号公報 特開２００８−２７０１５８号公報 特開２００９−１４０８６６号公報 特開２００９−１４０８６９号公報 特開２００９−１６４０９５号公報

しかしながら、本発明者は、特許文献１〜５に記載された異方導電性部材について検討したところ、上述したインターポーザと半導体素子との電気的接点やインターポーザ自体として使用するために異方導電性部材（以下、本発明においては「異方導電膜」という。）を積層させると、層間の密着性が低く、半導体パッケージの信頼性に改善の余地があることを明らかとした。

そこで、本発明は、異方導電膜の層間の密着性が高く、得られる半導体パッケージの信頼性が高い多層配線基板を提供することを目的とする。

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究した結果、特定の異方導電膜同士の接触面の一部に特定の反応性官能基を有する絶縁層を設けて積層させることにより、異方導電膜の層間の密着性が高く、信頼性の高い半導体パッケージが得られることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の（１）〜（６）を提供する。

（１）２層以上の異方導電膜が積層された多層配線基板であって、
上記異方導電膜が、アルミニウム基板の陽極酸化皮膜からなる絶縁性基材中に、導電性部材からなる複数の導通路を互いに絶縁された状態で上記絶縁性基材を厚み方向に貫通し、かつ、上記各導通路の一端が上記絶縁性基材の一方の面において突出し、上記各導通路の他端が上記絶縁性基材の他方の面において突出した状態で設けられる部材であり、
上記異方導電膜同士の接触面の一部に絶縁層を有し、
上記絶縁層が、反応性官能基を有する高分子材料を用いて形成され、
上記異方導電膜の表面が、上記反応性官能基と反応しうる官能基を有する化合物で表面処理されている多層配線基板であって、
上記絶縁性基材の厚みが１〜１０００μｍであり、上記導通路の直径が１μｍ以下であり、上記導通路の上記絶縁性基材の両面から突出した部分の高さが１０ｎｍ以上である多層配線基板。

（２）上記絶縁層の厚みが、０．１〜１００μｍである上記（１）に記載の多層配線基板。

（３）上記高分子材料の反応性官能基が、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、アリル基、エポキシ基、アミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、イソシアネート基および酸無水物基からなる群から選択される上記（１）または（２）に記載の多層配線基板。

（４）上記高分子材料が、エポキシ樹脂である上記（１）〜（３）のいずれかに記載の多層配線基板。

（５）上記異方導電膜の表面を表面処理する上記化合物が、アミノ基を有するシランカップリング剤である上記（１）〜（４）のいずれかに記載の多層配線基板。

（６）半導体パッケージのインターポーザとして用いる上記（１）〜（５）のいずれかに記載の多層配線基板。

以下に示すように、本発明によれば、異方導電膜の層間の密着性が高く、得られる半導体パッケージの信頼性が高い多層配線基板を提供することができる。
また、本発明の多層配線基板は、陽極酸化皮膜（アルミナ）のマイクロポアの内部に金属を充填した異方導電膜を有しているため、線膨張係数（ＣＴＥ）を樹脂基板(例えば、ポリイミド樹脂等)よりも１桁近くシリコンウェハに近くすることができ、その結果、低誘電率膜のベアチップ側と熱応力で整合性を有することになるため非常に有用である。
更に、本発明の多層配線基板は、異方導電膜の導通路が膜の厚み方向にのみ形成されているため、機械的加工やレーザー加工によるビア形成を伴うことなく、表裏同位置に電極を形成するだけで微小ビアとしての機能を果たすことができ、非常に有用である。

図１は、本発明の多層配線基板の好適な実施態様の一例を示す簡略図である。 図２は、異方導電膜の好適な実施態様の一例を示す簡略図である。 図３は、ポアの規則化度を算出する方法の説明図である。 図４は、本発明の多層配線基板の使用態様の一例を説明する概念図である。 図５は、実施例で作製した多層配線基板の作製手順を説明する概念図である。

以下に、本発明の多層配線基板およびその製造方法ならびに使用態様を詳細に説明する。
本発明の多層配線基板は、２層以上の異方導電膜が絶縁層を積層された多層配線基板であって、上記異方導電膜が、アルミニウム基板の陽極酸化皮膜からなる絶縁性基材中に、導電性部材からなる複数の導通路を互いに絶縁された状態で上記絶縁性基材を厚み方向に貫通し、かつ、上記各導通路の一端が上記絶縁性基材の一方の面において突出し、上記各導通路の他端が上記絶縁性基材の他方の面において突出した状態で設けられる部材であり、上記異方導電膜同士の接触面の一部に絶縁層を有し、上記絶縁層が反応性官能基を有する高分子材料を用いて形成され、上記異方導電膜の表面が上記反応性官能基と反応しうる官能基を有する化合物で表面処理されている多層配線基板である。
次に、本発明の多層配線基板について、図１および図２を用いて説明する。

図１は、本発明の多層配線基板の好適な実施態様の一例を示す簡略図である。
本発明の多層配線基板１０は、２層以上の異方導電膜１を層間の接触面一部に絶縁層１１を設けて積層させた構造を有するものである。
本発明においては、異方導電膜１の積層数は特に限定されず、半導体素子（例えば、マイクロプロセッサ等）が有する出力電極の数に応じて適宜選択することができる。

〔異方導電膜〕
図２は、本発明の多層配線基板が有する異方導電膜の好適な実施態様の一例を示す簡略図であり、図２（Ａ）は正面図、図２（Ｂ）は図１（Ａ）の切断面線Ｉｂ−Ｉｂからみた断面図である。
異方導電膜１は、絶縁性基材２および導電性部材からなる複数の導通路３を具備するものである。
この導通路３は、軸線方向の長さが絶縁性基材２の厚み方向Ｚの長さ（厚み）より長く、かつ、互いに絶縁された状態で絶縁性基材２を貫通して設けられる。
また、この導通路３は、各導通路３の一端が絶縁性基材２の一方の面２ａから突出し、各導通路３の他端が絶縁性基材２の他方の面２ｂから突出した状態で設けられる。すなわち、各導通路３の両端は、絶縁性基材の主面である２ａおよび２ｂから突出する各突出部４ａおよび４ｂを有する。
更に、この導通路３は、少なくとも絶縁性基材２内の部分（以下、「基材内導通部５」ともいう。）が、該絶縁性基材２の厚み方向Ｚと略平行（図２においては平行）となるように設けられるのが好ましい。具体的には、絶縁性基材２の厚みに対する基材内導通部５の中心線の長さ（長さ／厚み）が、１．０〜１．２であるのが好ましく、１．０〜１．０５であるのがより好ましい。
次に、絶縁性基材および導通路のぞれぞれについて、材料、寸法、形成方法等について説明する。

＜絶縁性基材＞
上記異方導電膜を構成する上記絶縁性基材は、マイクロポアを有するアルミニウム基板の陽極酸化皮膜からなる構造体である。
本発明においては、平面方向の導電部の絶縁性をより確実に担保する観点から、上記マイクロポアについて下記式（ｉ）により定義される規則化度が５０％以上であるのが好ましく、７０％以上であるのがより好ましく、８０％以上であるのが更に好ましい。

規則化度（％）＝Ｂ／Ａ×１００ （ｉ）

上記式（ｉ）中、Ａは、測定範囲におけるマイクロポアの全数を表す。Ｂは、一のマイクロポアの重心を中心とし、他のマイクロポアの縁に内接する最も半径が短い円を描いた場合に、その円の内部に上記一のマイクロポア以外のマイクロポアの重心を６個含むことになる上記一のマイクロポアの測定範囲における数を表す。

図３は、ポアの規則化度を算出する方法の説明図である。図３を用いて、上記式（１）をより具体的に説明する。
図３（Ａ）に示されるマイクロポア１０１は、マイクロポア１０１の重心を中心とし、他のマイクロポアの縁に内接する最も半径が短い円１０３（マイクロポア１０２に内接している。）を描いた場合に、円３の内部にマイクロポア１０１以外のマイクロポアの重心を６個含んでいる。したがって、マイクロポア１０１は、Ｂに算入される。
図３（Ｂ）に示されるマイクロポア１０４は、マイクロポア１０４の重心を中心とし、他のマイクロポアの縁に内接する最も半径が短い円１０６（マイクロポア１０５に内接している。）を描いた場合に、円１０６の内部にマイクロポア１０４以外のマイクロポアの重心を５個含んでいる。したがって、マイクロポア１０４は、Ｂに算入されない。
また、図３（Ｂ）に示されるマイクロポア１０７は、マイクロポア１０７の重心を中心とし、他のマイクロポアの縁に内接する最も半径が短い円１０９（マイクロポア１０８に内接している。）を描いた場合に、円１０９の内部にマイクロポア１０７以外のマイクロポアの重心を７個含んでいる。したがって、マイクロポア１０７は、Ｂに算入されない。

また、後述する導通路を直管構造とする観点から、上記マイクロポアが分岐構造を有しないこと、すなわち、陽極酸化皮膜の一方の表面の単位面積あたりのマイクロポア数Ａと、別表面の単位面積あたりのマイクロポア数Ｂの比率が、Ａ／Ｂ＝０．９０〜１．１０であるのが好ましく、Ａ／Ｂ＝０．９５〜１．０５であるのがより好ましく、Ａ／Ｂ＝０．９８〜１．０２であるのが特に好ましい。

更に、アルミニウムの陽極酸化皮膜の素材であるアルミナは、従来公知の異方導電性フィルム等を構成する絶縁性基材（例えば、熱可塑性エラストマー等）と同様、電気抵抗率は１０¹⁴Ω・ｃｍ程度である。

本発明においては、上記絶縁性基材の厚み（図２（Ｂ）においては符号６で表される部分）は、１〜１０００μｍであるのが好ましく、５〜５００μｍであるのがより好ましく、１０〜３００μｍであるのが更に好ましい。絶縁性基材の厚みがこの範囲であると、絶縁性基材の取り扱い性が良好となる。

また、本発明においては、上記絶縁性基材における上記導通路間の幅（図２（Ｂ）においては符号７で表される部分）は、１０ｎｍ以上であるのが好ましく、２０〜２００ｎｍであるのがより好ましい。絶縁性基材における導通路間の幅がこの範囲であると、絶縁性基材が絶縁性の隔壁として十分に機能する。

本発明においては、上記絶縁性基材は、例えば、アルミニウム基板を陽極酸化し、陽極酸化により生じたマイクロポアを貫通化することにより製造することができる。

＜導通路＞
上記異方導電膜を構成する上記導通路は導電性部材からなるものである。
上記導電性部材は、電気抵抗率が１０³Ω・ｃｍ以下の材料であれば特に限定されず、その具体例としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、インジウムがドープされたスズ酸化物（ＩＴＯ）等が好適に例示される。
中でも、電気伝導性の観点から、銅、金、アルミニウム、ニッケルが好ましく、銅、金がより好ましい。
また、コストの観点から、導通路の上記絶縁性基材の両面から露出した面や突出した面（以下、「端面」ともいう。）の表面だけが金で形成されるのがより好ましい。

本発明においては、上記導通路は柱状であり、その直径（図２（Ｂ）においては符号８で表される部分）は１μｍ以下であるのが好ましく、５〜５００ｎｍであるのがより好ましく、２０〜４００ｎｍであるのが更に好ましく、４０〜２００ｎｍであるのが特に好ましく、５０〜１００ｎｍであるのが最も好ましい。導通路の直径がこの範囲であると、電気信号を流した際に十分な応答が得ることができるため、本発明の多層配線基板を用いた半導体パッケージの信頼性をより高くすることができる。
また、上述したように、上記絶縁性基材の厚みに対する上記導通路（上記絶縁性基材内の部分に限る。以下、本段落において同様。）の中心線の長さ（長さ／厚み）は１．０〜１．２であるのが好ましく、１．０〜１．０５であるのがより好ましい。上記絶縁性基材の厚みに対する上記導通路の中心線の長さがこの範囲であると、上記導通路が直管構造であると評価でき、電気信号を流した際に１対１の応答を確実に得ることができるため、本発明の多層配線基板を用いた半導体パッケージの信頼性を更に高くすることができる。

また、本発明においては、上記導通路（両端）の上記絶縁性基材の両面から突出している部分（図２（Ｂ）においては符号４ａおよび４ｂで表される部分。以下、「バンプ」ともいう。）の高さは、１０ｎｍ以上であるのが好ましく、１００ｎｍ〜１０μｍであるのがより好ましい。特に、後述する絶縁層が介在する面（異方導電膜同士の接触面）においては、バンプ高さは１〜１０μｍであるのが好ましい。バンブの高さがこの範囲であると、異方導電膜の層間の密着性がより高くなり、本発明の多層配線基板を用いた半導体パッケージの信頼性をより高くすることができる。

本発明においては、上記導通路は上記絶縁性基材によって互いに絶縁された状態で存在するものであるが、その密度は２００万個／ｍｍ²以上であるのが好ましく、１０００万個／ｍｍ²以上であるのがより好ましく、５０００万個／ｍｍ²以上であるのが更に好ましく、１億個／ｍｍ²以上であるのが特に好ましい。導通路の密度がこの範囲であると、電気信号を流した際に１対１の応答を確実に得ることができるため、本発明の多層配線基板を用いた半導体パッケージの信頼性を更に高くすることができる。

本発明においては、隣接する各導通路の中心間距離（図２においては符号９で表される部分。以下、「ピッチ」ともいう。）は、２０〜５００ｎｍであるのが好ましく、４０〜２００ｎｍであるのがより好ましく、５０〜１４０ｎｍであるのが更に好ましい。ピッチがこの範囲であると、導通路直径と導通路間の幅（絶縁性の隔壁厚）とのバランスがとりやすい。

本発明においては、上記導通路は、例えば、上記絶縁性基材における貫通化したマイクロポアによる孔の内部に導電性部材である金属を充填することにより製造することができる。

本発明においては、このような絶縁性基材および導通路を有する上記異方導電膜は、例えば、特許文献２（特開２００８−２７０１５８号公報）の［００４０］段落に記載された製造方法、すなわち、少なくとも、
アルミニウム基板を陽極酸化する陽極酸化処理工程、
上記陽極酸化処理工程の後に、上記陽極酸化により生じたマイクロポアによる孔を貫通化して上記絶縁性基材を得る貫通化処理工程、および、
上記貫通化処理工程の後に、得られた上記絶縁性基材における貫通化した孔の内部に導電性部材である金属を充填して上記異方導電膜を得る金属充填工程、を具備する方法；等により製造することができる。
本発明においては、上記異方導電膜の製造方法に用いられるアルミニウム基板ならびにアルミニウム基板に施す各処理工程については、同号公報の［００４１］〜［０１４１］段落に記載したものと同様のものを採用することができる。

また、本発明においては、上記異方導電膜は、その表面が後述する絶縁層（高分子材料）が有する反応性官能基と反応しうる官能基を有する化合物（以下、「表面処理化合物」ともいう。）で表面処理されている。

ここで、上記表面処理化合物は、上記異方導電膜（特に、絶縁性基材）の表面との吸着性にも優れ、異方導電膜の層間の密着性がより高くなる理由から、例えば、後述する絶縁層（高分子材料）が有する反応性官能基と反応しうる官能基を有するシランカップリング剤であるのが好ましく、その具体例としては、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−（アミノエチルアミノ）プロピルトリメトキシシラン、３−（アミノエチルアミノ）プロピルトリエトキシシラン、３−（アミノエチルアミノエチルアミノ）プロピルトリメトキシシラン、３−（アミノエチルアミノエチルアミノ）プロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルシルセスキオキサン、ビス−（３−トリメトキシシリルプロピル）アミン、Ｎ−ベンジル−Ｎ−アミノエチル−３−アミノプロピルトリメトキシシランヒドロクロリド、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−（トリエトキシシリルプロピル）−ジエチレントリアミン、ポリ（エチレンイミン）トリメトキシシラン；γ―イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニルシラン；γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシランなどのアクリルシラン；β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランなどのエポキシシラン；等が挙げられる。
これらのうち、後述する絶縁層がエポキシ樹脂で形成されることが多いため、エポキシ基との反応性に優れるアミノシラン（アミノ基を有するシランカップリング剤）であるのが好ましい。

また、上記表面処理化合物を用いた異方導電膜の表面処理方法は特に限定されず、例えば、上記シランカップリング剤を有機溶媒（例えば、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトン等）に溶解させた溶液中に異方導電膜を浸漬する方法や、この溶液を異方導電膜にスプレー塗布する方法等が挙げられる。

〔絶縁層〕
一方、本発明の多層配線基板が有する絶縁層は、反応性官能基を有する高分子材料を用いて形成されている。
ここで、反応性官能基としては、具体的には、例えば、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、アリル基、エポキシ基、アミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、イソシアネート基、酸無水物基等が挙げられ、これらを１種単独で有していてもよく、２種以上を有していてもよい。

本発明においては、上記高分子材料は、反応性官能基を有するものであれば特に限定されず、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、エラストマー樹脂およびゴムのいずれであってもよい。
上記高分子材料としては、具体的には、例えば、エポキシ樹脂；ポリイミド樹脂；シリコーン樹脂；耐熱性の高いポリジメチルシロキサンなどを骨格としたシロキサン結合を含む樹脂；シリコーンゴム；フッ素ゴム；等が挙げられる。
また、上記高分子材料としては、低誘電率膜のベアチップ側と熱応力で整合性を有する樹脂材料であるのが好ましく、例えば、多孔性樹脂や中空シリカ粒子を添加した樹脂等が好適に挙げられる。
更に、上記高分子材料としては、後述する使用態様に示す配線の形成と絶縁処理が同時にできる理由から、感光性を有する樹脂材料であるのが好ましく、高分子材料とともに感光性成分を添加して絶縁層を形成してもよい。

また、本発明においては、上記高分子材料としては、例えば、エポキシ基を含む成分とともにアルカリ可溶性成分としてフェノール性水酸基含有構成単位を配合した樹脂；不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸無水物、オキシラニル基を有する重合性不飽和化合物、オキセタニル基を有する重合性不飽和化合物などの共重合体；１，２−キノンジアジド化合物を含む樹脂組成物；ポリイミド樹脂に感光性組成物としてアルカリ可溶性成分としてフェノール性水酸基含有構成単位を配合した樹脂；等を用いることができる。

上記ポリイミド樹脂としては、東レ・デュポン社製のポリイミドフイルム（商品名：カプトン）等の市販品を用いることができ、これらをレーザーなどで加工し、貫通孔を空けたフィルムも好適に使用できる。
また、シリコーンゴムとして、例えば、扶桑ゴム産業社製の極薄シリコーンゴムシート（厚み３０μｍ〜１０μｍ単位）、信越化学工業社製のゲル状シリコーンゴム（型番：Ｘ−３２−２１２９）等の市販品を用いることができ、これらをレーザーなどで加工し、貫通孔を空けたフィルムも好適に使用できる。
また、フッ素ゴムとして、例えば、クレハエラストマー社製のフッ素ゴムシート（ＦＢ７８０Ｎ）等の市販品を用いることができる。
また、上記感光性を有する樹脂材料として、例えば、旭硝子社製のＡＬ−Ｐｏｌｙｍｅｒ、日立化成・デュポンマイクロシステムズ社製のＨＤシリーズ、ＰＬシリーズ、ＪＳＲ社製のＷＰＲシリーズ等の市販品を用いることができる。

本発明においては、上記絶縁層の厚みは、０．１〜１００μｍであるのが好ましく、０．５〜５０μｍであるのがより好ましく、１〜５μｍであるのが更に好ましい。絶縁層の厚みがこの範囲であると、絶縁を維持しつつ、上記異方導電膜の層間の密着性がより高くなり、レーザー、レジストなどによる配線加工時の処理時間を短縮することができる。

また、本発明においては、上記絶縁層の形成方法は特に限定されず、例えば、ラミネータ装置を用いて上記異方導電膜の上に積層させる方法、スピンコータ装置を用いて上記異方導電膜の上に塗布する方法等が挙げられる。

このような絶縁層を介して上述した異方導電膜を積層させることにより、異方導電膜の層間の密着性が高くなり、得られる半導体パッケージの信頼性を高くすることができる。
これは、上記絶縁層が有する反応性官能基（例えば、エポキシ基）と、上記異方導電膜を表面処理した表面処理化合物が有する官能基（例えば、アミン基）とが上記絶縁層の形成時や加熱時に反応して共有結合等を形成するためであると考えられる。

次に、本発明の多層配線基板の使用態様について、図４を用いて説明する。
図４は、本発明の多層配線基板の使用態様の一例を説明する概念図である。なお、図４においては、説明のしやすさの観点から、半導体素子２０と複数の電極異方電電膜１ａ〜１ｄとが、それぞれ間隔を開けた状態に記載されているが、実際の使用態様においては、これらは密着した状態で設けられるものである。

図４に示すように、まず、半導体素子２０の４つの電極２１ａ〜ｄのうち、電極２１ａと接する（直下にくる）導通路３ａに接続する金属配線パターン２２ａを設けて電極２３ａを引き出し、その直下に導通路３を利用して取出電極２４ａを形成する。なお、絶縁層１１は、少なくとも、導通路３ａおよび金属配線パターン２２ａが形成された部分に存する導通路３の下端を覆うように設けられる。
次いで、異方導電膜１ａを介して電極２１ｂと接続している導通路３ｂに接続する金属配線パターン２２ｂを設けて電極２３ｂを引き出し、その直下に導通路３を利用して取出電極２４ｂを形成する。なお、絶縁層１１は、少なくとも、導通路３ｂおよび金属配線パターン２２ｂが形成された部分に存する導通路３の下端を覆うように設けられる。
次いで、異方導電膜１ａおよび１ｂを介して電極２１ｃと接続している導通路３ｃに接続する金属配線パターン２２ｃを設けて電極２３ｃを引き出し、その直下に導通路３を利用して取出電極２４ｃを形成する。なお、絶縁層１１は、少なくとも、導通路３ｃおよび金属配線パターン２２ｃが形成された部分に存する導通路３の下端を覆うように設けられる。
次いで、異方導電膜１ａ〜１ｃを介して電極２１ｄと接続している導通路３ｄに接続する金属配線パターン２２ｄを設けて電極２３ｄを引き出し、その直下に導通路３を利用して取出電極２４ｄを形成する。

図４に示すように、絶縁層１１を介して複数の異方導電膜１ａ〜１ｄを積層させた本発明の多層配線基板１０は、半導体素子２０の電極２１ａ〜ｄの間隔を広げた取出電極２４ａ〜ｄを形成することができるため、インターポーザ自体や従来公知のインターポーザと組み合わせて利用することができる。

（実施例１〜８、比較例１〜４）
（Ａ）鏡面仕上げ処理（電解研磨処理）
高純度アルミニウム基板（住友軽金属社製、純度９９．９９質量％、厚さ０．４ｍｍ）を１０ｃｍ四方の面積で陽極酸化処理できるようカットし、以下組成の電解研磨液を用い、電圧２５Ｖ、液温度６５℃、液流速３．０ｍ／ｍｉｎの条件で電解研磨処理を施した。
陰極はカーボン電極とし、電源は、ＧＰ０１１０−３０Ｒ（高砂製作所社製）を用いた。また、電解液の流速は渦式フローモニターＦＬＭ２２−１０ＰＣＷ（ＡＳ ＯＮＥ製）を用いて計測した。

（電解研磨液組成）
・８５質量％リン酸（和光純薬社製試薬） ６６０ｍＬ
・純水 １６０ｍＬ
・硫酸 １５０ｍＬ
・エチレングリコール ３０ｍＬ

（Ｂ）陽極酸化処理
次いで、上記電解研磨処理後のアルミニウム基板に、０．５０ｍｏｌ／Ｌ濃度のマロン酸の電解液で、電圧１１５Ｖ、液温度３℃の条件で、６時間の陽極酸化処理を施し、陽極酸化皮膜厚さ６０μｍの陽極酸化皮膜を得た。
得られた陽極酸化皮膜には、平均周期が３００ｎｍのマイクロポアが形成されていた。
なお、陽極酸化処理は、陰極はステンレス電極とし、電源は高砂製作所社製直流安定化電源を用いた。また、冷却装置にはＮｅｏＣｏｏｌ ＢＤ３６（ヤマト科学社製）、かくはん加温装置にはペアスターラー ＰＳ−１００（ＥＹＥＬＡ社製）を用いた。

（Ｃ）貫通化処理工
次いで、２０％塩酸水溶液に０．１ｍｏｌ／Ｌの塩化銅をブレンドした処理液を用い、液温１５℃で、目視によりアルミニウムが除去されるまで浸漬させることによりアルミニウム基板を溶解し、更に、５質量％リン酸に３０℃、３０分間浸漬させることにより陽極酸化皮膜の底部を除去し、ポア径を拡大したマイクロポアを有する陽極酸化皮膜からなる構造体（絶縁性基材）を作製した。
貫通化処理後の構造体の厚み（マイクロポアの深さ）は５０μｍであり、マイクロポアの平均周期は２８０ｎｍであり、マイクロポアの平均開口径は６０ｎｍであり、マイクロポアの規則化度は７０％であった。

（Ｄ）加熱処理
次いで、上記で得られた構造体に、温度４００℃で１時間の加熱処理を施した。

（Ｅ）金属充填処理
次いで、上記加熱処理後の構造体の一方の表面に金を０．１μｍ厚でスパッタリングして金電極を形成した。この金電極を陰極にし、周囲をマスキングして金電極を形成していない構造体の表面のみが露出するようにして、銅板（純度９９．９％）を正極にして電解めっきを行なった。
６００ｇ／Ｌの硫酸銅飽和溶液を６０℃に保った状態で電解液として使用し、直流電解を実施することにより、マイクロポアからなる細孔に銅が充填された構造体（異方導電膜）を製造した。
ここで、直流電解には、山本鍍金社製のめっき装置を用い、ＡＭＥＬ社製のポテンショスタット／ガルバノスタット（Ｍｏｄｅｌ ７０６０）を使用した。標準電極はＡｇ／ＡｇＣｌタイプを使用した。
電解は、Ｃｕ：０Ｖから負側に１ｍＶ／ｓｅｃの走査速度で走査し、電気量が４０００Ｃ／ｄｍ²になるまで行った。
金属充填処理後の構造体の破断面を光学顕微鏡にて観察したところ、マイクロポアの内部に銅が金電極側からの高さが７０μｍ（絶縁性基材の表面から２０μｍ分オーバーフロー）となる量で充填されていた。

（Ｆ）表面平滑化処理
次いで、金充填処理後の構造体の表面を５μｍ研磨し、その反対の面を２５μｍ研磨する表面平滑化処理を施した。
具体的には、研磨剤の種類がシリコンカーバイトのシート（＃１２００）でラッピング研磨を行なった後、粒子径２μｍのダイヤモンドスラリーでポリッシングを行い、さらに、粒子径０．２５μｍのダイヤモンドスラリーでポリッシングを行なって鏡面状態とした。
表面平滑化処理後の構造体の破断面を光学顕微鏡で観察したところ、導通路（銅）および絶縁性基材（陽極酸化皮膜）の厚さがいずれも４０μｍとなる表面が平滑な構造体であることが分かった。

（Ｇ）バンプ形成処理
上記表面平滑化処理後の構造体を予め純粋で十分洗浄した後、ドライオーブン内で保存した。
また、ポリエチレングリコール（分子量１０００、和光純薬社製）の３０質量％水溶液を、水酸化カリウム（ＫＯＨ）を用いてｐＨ１２．５に調整した溶液を調製した。
次いで、オーブンから取り出し、クリーンベンチ内で予め室温まで冷却させた構造体を、上記溶液（液温：３５℃）に浸漬し、陽極酸化皮膜（絶縁性基材）を選択的に溶解することにより、導通路を下記第１表に示す突出高さに調整した。
なお、導通路の突出高さは、浸漬時間を５分、１５分、３０分と変えることにより調整し、構造体を破断した断面から走査電子顕微鏡で観察して求めた。また、下記第１表中、比較例１および４ではバンプ形成処理を行なかったため、突出高さ０μｍとした。

（Ｆ）表面処理
上記バンプ形成処理後の構造体（比較例１および４については「上記表面平滑化処理後の構造体」をいう。以下同様。）を予め純粋で十分洗浄した後、ドライオーブン内で保存した。
また、下記第１表に示す表面処理化合物を、イソプロピルアルコール９０質量部および純水１０質量部を含有する溶液中に、それぞれを０．２ｇずつ添加した処理液を調製した。
次いで、オーブンから取り出し、クリーンベンチ内で予め室温まで冷却させた構造体を、上記処理液中に１０分間浸漬した。
その後、構造体を処理液から取り出し、純水をかけ流しながら５分間洗浄し、ドライオーブン内で乾燥させることにより、異方導電膜を作製した。
表面処理化合物の表面への修飾の程度は、エネルギー分散型分光分析装置（ＥＤＸ）を用い、Ｓｉ、ＮおよびＡｌを測定することで、被覆の程度、表面へのアミノ基の導入を確認した。また、赤外分光測定により直接アミノ基起因の吸収ピークも確認した。
なお、表面処理を施さなかった比較例２〜４については、下記第１表中、「−」と表記した。

（Ｇ）絶縁層の形成処理
以上で作製した異方導電膜を予め純粋で十分洗浄した後、１３０℃のドライオーブン内で３０分間保存した。
次いで、ドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）用オートカットラミネータを使用し、保護膜を取り除いた絶縁層（厚さ：１０μｍ）を異方導電膜に貼りつけた。なお、絶縁層としては、下記第１表に示すように、エポキシ樹脂（ＡＢＦ ＧＸ−１３、味の素ファインテクノ社製）、オキサゾール樹脂（ＣＲＡ−９０００、住友ベークライト社製）、フェノール樹脂（ＫＬ−２２５ＭＢ、ＪＳＲ社製品）、ポリイミド樹脂（ＨＤ４０００、日立化成社製）を用いた。
絶縁層を貼りつけた後、加圧式真空ラミネータ（ニチゴーモートン社製Ｖ１３０）により１８０℃、３０分間の条件でラミネートを行ない、室温まで徐冷した後、絶縁層を支持していた支持フィルム（ＰＥＴ）を剥離した。

＜密着性＞
異方導電膜と絶縁層との密着性は、ＪＩＳ−Ｋ５６００−５−６（２００６年版 ＪＩＳハンドブック３０ 塗料）「塗料一般試験方法−第５部：塗膜の機械的性質−第６節：付着性（クロスカット法）」に従い評価した。
具体的には、異方導電膜に貼りつけた絶縁層に予め５ｍｍ角の碁盤目状にカッターで切り込みをいれ、その上からテープを貼りつけ剥離した際に剥がれた状態を目視で観察し、上記規格の分類に従って１−５段階で評価した。
ここで、１がテープの剥がれがまったく観察されず、５の場合が全面的に剥離してしまうケースに該当する。その結果を下記第１表に示す。

第１表に示すように、導通路が突出していない比較例１および４は、異方導電膜の表面処理の有無を問わず、絶縁層との密着性が低くなることが分かった。また、導通路を突出させた場合であっても、異方導電膜に表面処理を施していない比較例２および３は、絶縁層との密着性が低くなることが分かった。
これに対し、導通路を突出させ、かつ、表面処理を施した異方導電膜を用いた実施例１〜８は、絶縁層との密着性が高くなることが分かった。なお、実施例３、５および６では、カッターによる切れ込みが交差する部分に小さな剥離が確認されたが、剥離した部分は全体を５％以下であったため、実用上、問題ない密着性を有していることが分かった。

（Ｈ）積層処理
上記のように作製した異方導電膜を用い、以下の手順に従い多層配線基板を作製した。
図５に、多層配線基板の作製手順を説明する概念図を示す。
ここで、図５（Ａ）は、１枚目（１層目）の異方導電膜の表面を表し、図５（Ｂ）〜（Ｆ）は、異方導電膜の１枚目〜５枚目の裏面を表す。また、図５（Ｂ）〜（Ｆ）においては、実線で表された配線パターン（２２ａ等）や取出電極（２４ａ等）以外の部分は、図示しない絶縁層で覆われているものである。

具体的には、まず、１辺が１０ｍｍの正方形に加工した異方導電膜を５枚用意し、それぞれの３辺にダイシングにより位置合わせに必要なアライメントマーク３０となる切り込みを形成した。
次いで、異方導電膜（１枚目／１層目）の裏面に、ポリイミド樹脂を配合した感光性の絶縁層形成材料（ＰＷ−３０００シリーズ、東レ社製）をスピンコートし、感光性の絶縁層（厚み：１μｍ）（２層目）を設けた。
次いで、絶縁層（２層目）に、予め用意したマスクを用いて所定の配線パターンを形成させた後、金の無電解メッキ浴(プレシャスハブＡＣＧ２０００、田中貴金属社製)中に浸漬させることにより、配線パターンが露出した異方導電膜（１枚目の裏面）に金の配線パターン２２ａを設けて、そこから取出電極２４ａを設けた（図５（Ｂ）参照）。
次いで、異方導電膜(２枚目／３層目)を重ね、過熱しながら加圧することで圧着させた後、３層構造となった構造体の３層目に、絶縁層（２層目）と同様のプロセスを施し、絶縁層（４層目）を設けた。
その後、上述した作業を繰り返して、配線パターン（２２ｂ〜２２ｄ）および取出電極（２４ｂ〜２４ｄ）を形成し、１０層構造(異方導電膜５枚と絶縁層５層)の構造体を作製した。
積層後、再度全体を加圧し、１８０℃の条件で絶縁膜層を加熱硬化させ、同時に各取出電極と異方導電膜の表面（上面）の突出した導通路(銅)との拡散接合を進め、多層配線基板を完成させた。

得られた多層配線基板の最上面（１枚目の異方導電膜の表面）の中心部に、テスト用のＩＣチップ（電極パッドサイズ：１μｍ四方、スペース：１μｍ)を実装した。なお、図５（Ａ）中、符号２５はＩＣチップの各電極パッドを表す。
その結果、最上面において電極間距離が１μｍであった電極パッド(サイズ：１μｍ四方)を、最下面において電極間距離を１００μｍ(電極サイズ：１００μｍ四方)で再配置することができた。
このように電極を再配置したデバイスの通電抵抗を調べたところ、配線抵抗は純銅抵抗の１０倍以内に収まっていた。また、１０ＧＨｚの高周波信号を負荷し、隣接するパッド間のクロストークがないことが確認でき、その際の信号劣化も確認されなかった。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 異方導電膜
２ 絶縁性基材
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 導通路
４ａ，４ｂ 突出部
５ 基材内導通部
６ 絶縁性基材の厚み
７ 導通路間の幅
８ 導通路の直径
９ 導通路の中心間距離（ピッチ）
１０ 多層配線基板
１１ 絶縁層
２０ 半導体素子
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ 電極
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ 金属配線パターン
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ 電極
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ 取出電極
２５ ＩＣチップの電極パッド
３０ アライメントマーク
１０１、１０２、１０４、１０５、１０７、１０８ マイクロポア
１０３、１０６、１０９ 円

Claims (6)

1. ２層以上の異方導電膜が積層された多層配線基板であって、
   前記異方導電膜が、アルミニウム基板の陽極酸化皮膜からなる絶縁性基材中に、導電性部材からなる複数の導通路を互いに絶縁された状態で前記絶縁性基材を厚み方向に貫通し、かつ、前記各導通路の一端が前記絶縁性基材の一方の面において突出し、前記各導通路の他端が前記絶縁性基材の他方の面において突出した状態で設けられる部材であり、
   前記異方導電膜同士の接触面の一部に絶縁層を有し、
   前記絶縁層が、反応性官能基を有する高分子材料を用いて形成され、
   前記異方導電膜の表面が、前記反応性官能基と反応しうる官能基を有する化合物で表面処理されている多層配線基板であって、
   前記絶縁性基材の厚みが１〜１０００μｍであり、前記導通路の直径が１μｍ以下であり、前記導通路の前記絶縁性基材の両面から突出した部分の高さが１０ｎｍ以上である多層配線基板。
2. 前記絶縁層の厚みが、０．１〜１００μｍである請求項１に記載の多層配線基板。
3. 前記高分子材料の反応性官能基が、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、アリル基、エポキシ基、アミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、イソシアネート基および酸無水物基からなる群から選択される請求項１または２に記載の多層配線基板。
4. 前記高分子材料が、エポキシ樹脂である請求項１〜３のいずれかに記載の多層配線基板。
5. 前記異方導電膜の表面を表面処理する前記化合物が、アミノ基を有するシランカップリング剤である請求項１〜４のいずれかに記載の多層配線基板。
6. 半導体パッケージのインターポーザとして用いる請求項１〜５のいずれかに記載の多層配線基板。