JPH11103165A - 多層配線基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】導体配線層と、バイアホール導体との密着強度
が高くかつ接触抵抗も低い、高密度配線が可能な多層配
線基板とその簡易な製造方法を提供する。 【解決手段】少なくとも有機樹脂を含む複数の絶縁層２
を積層してなる絶縁基板の内部に、金属粉末５を充填し
てなるバイアホール導体４と、バイアホール導体４と接
続する金属箔からなる導体配線層３が形成されてなり、
導体配線層３とバイアホール導体４との接続部におい
て、導体配線層３をバイアホール導体４のホール径より
も狭い線幅をもってバイアホール導体４中に埋設し、さ
らには、導体配線層３とバイアホール導体４中の金属粉
末５との接触部にネック部６を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体素子
収納パッケージなどに適した、微細配線を形成した高密
度多層配線基板及びその製造方法に関するものであり、
特に、低抵抗の導体配線とバイアホール導体との接続信
頼性に優れた多層配線基板に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来から、配線基板、例えば、半導体素子
を収納するパッケージに使用される配線基板として、比
較的高密度の配線が可能な多層セラミック配線基板が多
用されている。この多層セラミック配線基板は、アルミ
ナなどの絶縁基板と、その表面に形成されたＷやＭｏ等
の高融点金属からなる配線導体とから構成されるもの
で、この絶縁基板の一部に凹部が形成され、この凹部内
に半導体素子が収納され、蓋体によって凹部を気密に封
止されるものである。

【０００３】ところが、このような多層セラミック配線
基板を構成するセラミックスは、硬くて脆い性質を有す
ることから、製造工程または搬送工程において、セラミ
ックスの欠けや割れ等が発生しやすく、半導体素子の気
密封止性が損なわれることがあるために歩留りが低い等
の問題があった。

【０００４】また、多層セラミック配線基板において
は、焼結前のグリーンシートにメタライズインクを印刷
して、印刷後のシートを積層して焼結させて製造される
が、その製造工程において、高温での焼成により焼成収
縮が生じるために、得られる基板に反り等の変形や寸法
のばらつき等が発生しやすいという問題があり、回路基
板の超高密度化やフリップチップ等のような基板の平坦
度の厳しい要求に対して、十分に対応できないという問
題があった。

【０００５】また、多層配線基板や半導体素子収納用パ
ッケージなどに使用される配線基板は、各種電子機器の
高性能化に伴って、今後益々高密度化が進み、配線幅や
配線ピッチを５０μｍ以下にすることが要求され、バイ
アホール導体もインタースティシャルバイアホール（Ｉ
ＶＨ）にする必要やＩＣチップの実装方法もワイヤーボ
ンディングからフリップチップと代わるため、基板自体
の平坦度を小さくする必要も生じている。

【０００６】セラミック配線基板以外の配線基板として
は、有機樹脂を含む絶縁基板の表面に銅等の低抵抗金属
から成る導体配線層を形成した配線基板が知られてい
る。この樹脂製の配線基板は、セラミック配線基板のよ
うな欠けや割れ等の欠点がなく、また多層化に際して
も、焼成のような高温での熱処理を必要としないという
利点を有している。

【０００７】しかしながら、樹脂製の配線基板は、一般
に、銅箔等の金属箔を絶縁基板上に貼り、次いで金属箔
の不要な部分をエッチング法により除去することにより
導体配線層を形成することにより製造されるものである
ことから、種々の問題があった。例えば、エッチング等
の薬液により、絶縁基板の特性が変化したり、金属箔に
より形成されている導体配線層が絶縁基板表面に載置さ
れているのみであるため、この導体配線層と絶縁基板と
の密着不良を生じ、両者の界面に空隙が生じ易く、また
多層化にあたっては、ＩＶＨを形成する時には逐次積層
によらねばならず、一括積層を行うことができない等の
問題がある。さらに、導体配線層により絶縁基板上に凸
部が形成されるために平坦度が低く、フリップチップ実
装に要求される平坦度を満足するに至っていない。そこ
で、これら問題を解決するために導体配線層を転写シー
トを用いてプリプレグに転写する方法も特開平９−６４
５１４号等にて提案されている。また、最近ではＩＶＨ
を形成するためにバイアホールに金属粉末を含む導体ペ
ーストを充填させる方法も提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】樹脂製の絶縁基板から
なる多層配線基板において、ＩＶＨを形成した場合、そ
のＩＶＨと導体配線層との接続性が大きな問題となって
いる。そこで、導体配線層とバイアホール導体の密着力
を高めるための方法としては、導体配線層の下面を黒化
処理等により導体配線層の表面に針状の結晶を成長させ
粗化した後、プリプレグに転写する方法、バイアホール
内に充填する導体ペーストに熱硬化性樹脂を添加する方
法、導体配線層とバイアホール導体との接触部分にバイ
アホール導体のホール径よりも大きなランド部を形成す
る方法等が提案されている。

【０００９】しかしながら、導体配線層の表面を粗化し
て絶縁層の密着性を高める方法は、導体配線層自体を酸
化処理するために導体配線層表面に酸化膜が形成され、
バイアホール導体との接触抵抗が増加しやすいという問
題がある。

【００１０】また、熱硬化性樹脂を含む導体ペーストを
充填してバイアホール導体を形成する方法では、導体配
線層とバイアホール導体との間に熱硬化性樹脂が介在
し、同様に接触抵抗が大きくなる傾向にある。

【００１１】さらに、バイアホール導体径より大きなラ
ンド部を形成する方法では、導体配線層の高密度化をラ
ンド部が阻害し、高密度配線化には不向きであった。

【００１２】従って、本発明は、導体配線層と、バイア
ホール導体との密着強度が高くかつ接触抵抗も低い、高
密度配線が可能な多層配線基板とその簡易な製造方法を
提供することをの目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記のよ
うな課題について鋭意検討した結果、バイアホール導体
と導体配線層との接続部において、導体配線層の線幅を
バイアホール導体のホール径よりも小さくするととも
に、導体配線層をバイアホール導体内に埋設することに
より、バイアホール導体が導体配線層を強固に保持する
とともに、接触抵抗を低減でき、従来のようにランドを
形成することなく、低抵抗かつ高信頼性の高密度多層配
線基板を得ることができることを知見した。また、上記
の構造において、導体配線層とバイアホール導体中の金
属粉末との接触部にネック部を形成した構造とすること
により、さらに接触抵抗の低減と、配線の密着強度の向
上を図ることができることを見いだし、本発明に至っ
た。

【００１４】即ち、本発明の多層配線基板は、少なくと
も有機樹脂を含む複数の絶縁層を積層してなる絶縁基板
の内部に、金属粉末を充填してなるバイアホール導体
と、該バイアホール導体と接続する導体配線層が形成さ
れてなり、前記導体配線層と前記バイアホール導体との
接続部において、前記導体配線層を前記バイアホール導
体のホール径と同じか、あるいはそれよりも狭い線幅を
もって前記バイアホール導体中に埋設してなることを特
徴とするものである。また、前記導体配線層が金属箔か
らなること、前記接続部において、前記導体配線層の前
記バイアホール導体に埋設された側の線幅がバイアホー
ル導体表面側の線幅よりも小さいこと、前記接続部にお
いて、前記導体配線層と前記バイアホール導体中の前記
金属粉末との接触部にネック部を形成したことを特徴と
する。

【００１５】また、本発明の多層配線基板の製造方法
は、少なくとも熱硬化性樹脂を含む軟質状態の絶縁層に
バイアホールを形成して、その内部に金属粉末を含む導
体ペーストを充填して、バイアホール導体を形成する工
程と、転写シートの表面に、前記バイアホール導体との
接続される箇所の線幅が前記バイアホール導体のホール
径と同じか、あるいはそれよりも狭い導体配線層を形成
する工程と、前記バイアホール導体が形成された前記絶
縁層に、前記転写シートを圧接して前記導体配線層を前
記絶縁層の表面に埋設すると同時に、前記導体配線層の
バイアホール導体との接続部において前記導体配線層を
前記バイアホール導体表面に埋設した後、前記転写シー
トを剥がして、前記導体配線層を前記絶縁層に転写させ
る工程と、を具備することを特徴とするものであり、さ
らには、前記転写シート表面の導体配線層が金属箔から
なること、前記転写シート表面の前記導体配線層が、前
記転写シート側の線幅よりも上面側の線幅が小さく、か
かる構造の導体配線層を金属箔のエッチングにより形成
すること、前記転写シートから前記導体配線層を前記絶
縁層に転写した後、前記バイアホール導体と前記導体配
線層間にパルス電流を印加して、前記導体配線層と前記
バイアホール導体中の金属粉末との接触部を溶接する工
程を含むこと、その場合、印加するパルス電流の電流密
度が１〜２０００Ａ／ｃｍ² 、パルス幅が０．０１〜１
０００ｍｓｅｃ．であることを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の多層配線基板の概略図を
図１に示した。本発明の多層配線基板１は、熱硬化性樹
脂などの有機樹脂を含む複数の絶縁層２と、導体配線層
３と、異なる層間の導体配線層３とを電気的に接続する
ためのバイアホール導体４とを具備するものである。

【００１７】本発明によれば、多層配線基板を構成する
絶縁層２は、有機樹脂と無機フィラー、無機繊維、有機
繊維から選ばれる少なくと１種類以上含む複合材料から
なり、無機フィラー、繊維は有機樹脂中に合計２０〜８
０体積％の割合で均一に分散されたものである。この複
合材料を構成する有機樹脂としては、ＰＰＥ（ポリフェ
ニレンエーテル樹脂）、ＢＴレジン（ビスマレイドトリ
アジン）、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹
脂、フェノール樹脂、ポリアミノビスマレイミド等の樹
脂からなり、とりわけ原料として室温で液体の熱硬化性
樹脂であることが望ましい。

【００１８】一方、無機フィラーとしては、ＳｉＯ₂ 、
Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＺｒＯ₂ 、ＴｉＯ₂ 、ＡｌＮ、ＳｉＣ、Ｂ
ａＴｉＯ₃ 、ＳｒＴｉＯ₃ 、ＭｇＴｉＯ₃ 、ゼオライ
ト、ＣａＴｉＯ₃ 、ほう酸アルミニウム等の公知の材料
が使用できる。形状は球状、針状でも良好に使用でき
る。一方、繊維としては、アラミド繊維、セルロース繊
維、ガラス繊維等があり、織布、不織布のいずれを用い
ても構わない。多層配線基板の強度を高めて高信頼性の
基板とするためには、繊維を含む絶縁層を少なくとも１
層以上含むことが望ましい。

【００１９】また、本発明において、導体配線層３とし
ては、銅、アルミニウム、金、銀から選ばれる少なくと
も１種を含むことが望ましい。また、回路の必要に応じ
て、Ｎｉ−Ｃｒ等の高抵抗の金属を用いる場合もあり、
特に導体配線層３は、上記の金属からなる金属箔からな
ることが望ましい。

【００２０】さらに、バイアホール導体４は、銅、アル
ミニウム、金、銀から選ばれる少なくとも１種の金属の
粉末を充填してなるもので、金属粉末以外に結合用有機
樹脂等を含む場合もある。

【００２１】本発明によれば、図２の要部拡大断面図に
示すように、上記の多層配線基板において、導体配線層
３と、バイアホール導体４との接続部において、導体配
線層３の線幅がバイアホール導体４のホール径と同じ
か、あるいはそれよりも小さくするとともに、その線幅
の小さい導体配線層３をバイアホール導体４表面に埋め
込むことが重要である。

【００２２】このように、接続部において、導体配線層
３の線幅をバイアホール導体４のホール径と同じか、あ
るいはそれよりも小さくして埋設することにより、導体
配線層３がバイアホール導体４によって強固に保持さ
れ、導体配線層３とバイアホール導体４との密着強度を
高めると同時に接触抵抗を低減できる。特に導体配線層
３の線幅をホール径よりも小さくすれば、導体配線層３
の底面のみならず両側面がバイアホール導体の金属粉末
と接触することになる結果、さらに密着強度を高めるこ
とができると同時に接続抵抗を小さくすることができ
る。

【００２３】このように、本発明によれば、従来のラン
ド部のような径の大きい導体配線層を有しないために、
配線の高密度化も可能である。従って、接続部における
導体配線層の線幅がバイアホール導体のホール径より大
きいと、導体配線層とバイアホール導体とが平面的な接
触のみとなり、接触抵抗が増大しやすく、密着強度も低
下し、さらには、高密度配線層を形成するためには障害
となる。

【００２４】この導体配線層３の上面の線幅Ｌ₁ は、バ
イアホール導体４のホール径Ｍよりも同じか、あるいは
それより小さいものであり、特に、Ｍ≧Ｌ₁ ≧０．３
Ｍ、さらには、０．９８Ｍ≧Ｌ₁ ≧０．４Ｍの関係であ
ることが望ましく、線幅Ｌ₁ がＭより大きい、即ち、従
来のランド部のような場合では、バイアホール導体との
接続抵抗が高く、しかも配線層３のバイアホール導体と
の密着性も不十分となる。また、Ｌ₁ が０．３Ｍよりも
狭いと絶対的な接触面積が狭くなり接続抵抗が増大した
り密着強度が小さくなりやすい。

【００２５】また、本発明によれば、上記導体配線層３
は、図２に示されるように、導体配線層３の断面形状
が、バイアホール導体４への埋め込み側の下面の線幅Ｌ
₂ が上面の線幅Ｌ₁ よりも小さくなるような逆台形状か
らなり、その逆台形の形成角θが４５°〜８０°、特に
５０°〜７５°であることが望ましい。このような逆台
形形状とすることにより、導体配線層３のビアホール導
体４や絶縁層２への埋め込み処理を隙間の発生なく行う
ことができる結果、導体配線層３のバイアホール導体４
や絶縁層２との接触面積を有効に大きくすることができ
る結果、導体配線層３のバイアホール導体４や絶縁層２
への密着性を高めることができる。従って、前記形成角
が４５°〜８０°から逸脱すると、上記の密着性の向上
が発揮されない。好適には、導体配線層３は、断面が上
記の逆台形形状からなり、且つ導体配線層の上面の線幅
Ｌ₁ がバイアホール導体のホール径Ｍと実質的に同じで
あることが最も望ましい。

【００２６】また、導体配線層３の厚さＤは、３〜３５
μｍであることが望ましい。これは、３μｍよりも薄い
とバイアホール導体をバイアホール導体中に埋め込む時
の埋め込み量が小さとともに、配線層の側面での接続が
少なくなるために顕著な効果が発揮されにくく、３５μ
ｍよりも厚い配線層は、微細配線化する上では不向きで
あり、特に線幅が５０μｍ以下の配線層の形成ができな
くなる。

【００２７】さらに、導体配線層３のバイアホール導体
４や絶縁層２に埋め込まれた時の密着性を高める上で、
導体配線層３の下面および側面の表面粗さを２００ｎｍ
以上、特に４００ｎｍ以上とすることが望ましい。

【００２８】さらに、本発明によれば、前記導体配線層
３は、図３の要部拡大断面図に示すように、バイアホー
ル導体４中の金属粉末５との接触部にネック部６が形成
されてなることが望ましい。このようなネック部の形成
により、導体配線層３とバイアホール導体４との強固な
接続とともに、接触抵抗を低くすることができる。特
に、ネック部の平均幅は金属粉末の平均粒径の１／５以
上であることが望ましい。

【００２９】本発明の多層配線基板は、図４の工程図に
示すように次のように作製される。

【００３０】まず、絶縁層を形成するために、液状の有
機樹脂に、適宜無機質や有機質のフィラー等を配合した
絶縁性組成物を混練機（ニーダ）や３本ロール等の手段
によって十分に混合して絶縁性スラリーを調製する。十
分に混合された絶縁性スラリーを圧延法、押し出し法、
射出法、ドクターブレード法によってシート状に成形し
た後、シート中の有機樹脂を半硬化させて図４（ａ）の
絶縁層１１を作製する。

【００３１】なお、絶縁性スラリーは、好適には、絶縁
層を構成する前述したような絶縁性組成物に、トルエ
ン、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メタノール、メ
チルセロソルブアセテート、イソプロピルアルコール等
の溶媒を添加して所定の粘度を有する流動体からなる。
かかる観点から、スラリーの粘度は、形成方法にもよる
が１００〜３０００ポイズが適当である。また、半硬化
処理には、用いた有機樹脂が熱可塑性樹脂の場合には、
加熱下で混合したものを冷却し、熱硬化性樹脂の場合に
は、完全固化するに十分な温度よりもやや低い温度に加
熱すればよい。また、織布、不織布を用いる場合には、
織布、不織布等の繊維にワニス状の樹脂を含浸、乾燥さ
せ半硬化のプリプレグの絶縁層を作製する。

【００３２】次に、上記のようにして作製した絶縁層１
１に対して、所望により打ち抜き法やレーザー加工によ
りバイアホール１２を形成して導体ペーストを充填して
バイアホール導体１３を形成する（図４（ｂ））。導体
ペースト中に配合される金属粉末としては、銅、アルム
ニウム、銀、金のうち少なくとも１種の低抵抗金属から
なることが望ましく、有機溶剤とバインダーを添加しペ
ーストを得ることができる。この時、用いる金属粉末の
平均粒径は、３〜１０μｍが望ましい。これは、金属粉
末の平均粒径が３μｍよりも小さいか、１０μｍよりも
大きいと、いずれも導体ペーストの印刷性およびホール
内への充填性が悪くなりやすく、ホール内での金属粉末
の充填密度が低下することによりバイアホール導体の抵
抗が高くなりやすいためである。

【００３３】そして、この半硬化状の絶縁層１１表面に
導体配線層を形成する。導体配線層の形成には、まず、
樹脂フィルム１４の表面に接着剤を介して銅、金、銀、
アルムニウム等から選ばれる少なくとも１種、または２
種以上の合金からなる金属箔１５を張り合せたものを準
備する（図４（ｃ１））。上記の金属箔１５は特に銅ま
たは銅を含む合金が最も望ましい。

【００３４】次に、樹脂フィルム１４に接着された金属
箔１５の表面に配線パターンのレジストを設け、エッチ
ング法により金属箔の非レジスト形成部を除去した後、
さらにレジストを除去して導体配線層１６を形成する
（図４（ｃ２））。

【００３５】この時、導体配線層１６の断面において樹
脂フィルム１４との接着面側の幅Ｌ₁ が導体配線層１７
の上面Ｌ₂ よりも大きく、前記形成角θが４５°〜８０
°となる台形形状に形成することが望ましい。このよう
な台形形状は、金属箔１５表面に配線パターンのレジス
ト層を形成した後、エッチング速度を２〜５０μｍ／分
にするのがよい。また、導体配線層１６の表面粗さを２
００ｎｍ以下にするには、配線層をギ酸あるいはＮａＣ
ｌＯ₂ 、ＮａＯＨ、Ｎａ₃ ＰＯ₄ の混合溶液等で表面処
理し、１μｍ／分以上の粗化速度で容易に制御できる。

【００３６】次に、樹脂フィルム１４表面の導体配線層
１６をバイアホール導体１３が形成された絶縁層１１に
転写させる。転写させる方法としては、図４（ｄ）に示
すように、樹脂フィルム１４と絶縁層１１を位置合わせ
して、樹脂フィルム１４と絶縁層１１とを積層して圧力
１０〜５００ｋｇ／ｃｍ² 程度の圧力を印加する。この
時、絶縁層１１が半硬化状態の軟質状態であるために、
上記機械的圧力によって導体配線層１６を絶縁層１１お
よびバイアホール導体１３の表面に埋設することができ
る。そして、樹脂フィルム１４を接着層とともに剥がす
ことにより、絶縁層１１に導体配線層１６を転写させる
ことができる。このようにして、導体配線層１６が、絶
縁層１１およびバイアホール導体１３の表面に埋設され
た単層の配線板１７（図４（ｅ））を形成することがで
きる。

【００３７】そして、上記と同様にして作製した複数の
配線板を所定位置に積層して加圧もしくは加熱して密着
し一体化して図１に示したような多層配線基板を作製す
ることができる。

【００３８】また、本発明によれば、上記のような製造
工程において、単層の配線板１７作製後、あるいは図１
の構造の多層配線基板を作製した後に、導体配線層１６
とバイアホール導体１３との間にパルス電流を所定時間
印加する。

【００３９】このパルス電流を印加すると導体配線層１
６と金属粉末間、および金属粉末間にプラズマ放電が生
じ、金属粉末表面の酸化膜や付着物が除去され、いわゆ
る溶接された状態となって図３で説明したようなネック
部が形成され、金属粉末と導体配線層と金属粉末が、お
よび金属粉末同士が導電性を妨げる介在物なしに接触す
ることになり、この結果、バイアホール導体１３の低抵
抗化と、導体配線層１６とバイアホール導体１３との接
触抵抗の低減と強固な密着性を実現することができる。

【００４０】このパルス電流の印加は、導体配線層が形
成された絶縁層に対して上下面から平板電極を１０ｋｇ
／ｃｍ² 以上の圧力で押し当てて行うことが望ましい。
また、前記加圧処理と同時に行うこともできる。印加す
るパルス電流の最適条件としては、電流密度が１〜２０
００Ａ／ｃｍ² 、パルス幅が０．０１〜１０００ｍｓｅ
ｃ．の条件が良好に用いられ、電流密度が１Ａ／ｃｍ²
より低いと、溶接されずに金属粉末間の界面に存在する
酸化膜や樹脂の除去が難しく、また２０００Ａ／ｃｍ²
を超えると、部分的に発熱が起こり絶縁基板を傷める場
合があるためである。また、パルス電流のパルス間間隔
は３秒以下であることが望ましく、パルス電流の導体配
線層やバイアホール導体への印加時間は、５秒〜５分
間、１０秒〜１分間が望ましい。また、このパルス電流
は矩形波の直流パルスであることが望ましい。これは、
正弦波よりも矩形波の方が粒子間の放電が起こりやす
く、表面の清浄効果が高く、パルス電流は交流よりも直
流の方が一旦清浄された粒子表面に汚れ等が付着しにく
いためである。

【００４１】さらに、上記パルス電流の印加の後に、導
体配線層に通電により加熱処理を施すことにより、さら
に配線層の低抵抗化を図ることができる。通電処理は、
電流密度１〜４０００Ａ／ｃｍ² の直流、交流でもよ
く、通電による加熱温度は１００〜３５０℃の範囲が適
当である。この時の温度が１００℃より低いと電気抵抗
を下げる効果が小さく、３５０℃を超えると絶縁層や導
体配線層を構成する樹脂が分解する場合がある。この通
電加熱によって、金属粉末間の接点が発熱し粉末同士の
結合力をさらに高めることができる。

【００４２】また、この通電加熱は、前述したパルス電
流の印加と同時に行うことができる。具体的には、直流
のパルス電流と直流電流とをあわせた波形、つまり直流
電流波形の上部が矩形波となった電流を印加すると通電
加熱による作用と、パルス電流印加による放電溶接作用
とを同時に印加することができる。

【００４３】以上詳述したように、導体配線層とバイア
ホール導体との接続部において、導体配線層の線幅がバ
イアホール導体のホール径よりも小さく、且つ導体配線
層をバイアホール導体の表面に埋設することにより、導
体配線層とバイアホール導体との密着性を高めるととも
に接触抵抗を低減することができ、さらには、導体配線
層とバイアホール導体中の金属粉末との接触部を溶接す
ることにより従来のようにランドを形成することなく、
低抵抗かつ高信頼性の高密度多層配線基板を得ることが
でき、また、フリップチップ実装等にも適した平坦度の
小さい基板を提供することができる。

【００４４】

【実施例】絶縁層形成用として、ＢＴレジン、ＰＰＥ、
ポリイミドに平均粒径が５μｍの球状溶融ＳｉＯ₂ 、ア
スペクト比５の針状ほう酸アルミニウムウイスカー（針
状ＡｌＢＯ）を表１、表２に示すような組み合わせで５
０体積％加え、これに溶媒として酢酸ブチル、トルエ
ン、メチルエチルケトンを加え、さらに有機樹脂の硬化
を促進させるための触媒を添加し、攪拌翼が公転および
自転する攪拌機により１時間混合した後、スラリーをド
クターブレード法により厚さ２００μｍのシート状に成
形した。また、別の絶縁層としてガラス布、アラミド不
織布にＢＴレジン、ポリイミドを５０体積％含浸乾燥さ
せ厚さ２００μｍのプリプレグを作製した。

【００４５】これらの絶縁層を１５０ｍｍ□にカット
し、ＣＯ₂ レーザーにより直径５０〜１００μｍのバイ
アホールを形成した。このバイアホールに銅−銀合金粉
末を主成分とする銅ペーストをスクリーン印刷により埋
め込んだ。

【００４６】一方、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）フィルム表面に接着剤を塗布して厚み１２μｍの電
解銅箔を接着した。そして、この銅箔の表面を１０％の
ギ酸溶液で処理して表面粗さを４５０ｎｍに調製した。

【００４７】その後、前記銅箔の表面に感光性のレジス
トを塗布し、ガラスマスクを通して露光、洗浄して配線
パターンを形成した後、これを塩化第二鉄溶液中に浸漬
して非レジスト部をエッチング速度３５μｍ／分でエッ
チング除去した後、レジストを剥離した。なお、作製し
た導体配線層は、線幅を３０〜１２０μｍ、配線と配線
との間隔（配線ピッチ）が５０μｍ以下の微細なパター
ンである。なお、作製された導体配線層の断面形状を調
べたところ、形成角θが６０°の台形形状からなるもの
であった。また、エッチング速度を変えて、形成角が３
０〜９０°の台形形状のものも作製した。（試料Ｎo.７
〜１１） そして、上記エッチング処理後の転写シートと絶縁シー
トを位置合わせして真空積層機により３０ｋｇ／ｃｍ²
の圧力で３０秒加圧した後、樹脂フィルムを剥がして導
体配線層を絶縁層に転写させて、単層の配線板を作製し
た。

【００４８】そして、上記のようにして作製した６枚の
配線板を位置合わせして重ね、３０ｋｇ／ｃｍ² の圧力
で積層圧着した。さらに、この積層物をプレス機内にセ
ットし３０ｋｇ／ｃｍ² の圧力で、２００℃、５時間加
熱処理して熱硬化性樹脂を完全硬化させて多層配線基板
を作製した。

【００４９】また、表２においては、配線基板に対し
て、単層の配線板を形成した後、導体配線層−バイアホ
ール導体間に表１に示す電流密度およびパルス幅で３０
秒間パルス電流を印加した。なお、パルス間間隔はパル
ス幅と同じにした。さらに、一部の基板に対しては、さ
らに、表１に示す条件で通電加熱を行った。

【００５０】得られた多層配線基板に対して、導体配線
層−バイアホール導体−導体配線層間の比抵抗を測定す
るとともに、金属箔からなる導体配線層に半田で金属線
をつけ、その金属線を垂直に引っ張ることにより、導体
配線層のバイアホール導体への密着強度を測定した。

【００５１】さらに、バイアホール導体形成部の断面を
観察して、導体配線層とバイアホール導体中の金属粉末
との接触状態を観察して、ネックが形成されていたもの
については、金属粉末の平均粒径に対する平均ネック幅
の比率を求めた。

【００５２】

【表１】

【００５３】

【表２】

【００５４】表１から明らかなように、バイアホール導
体と導体配線層との接続部において、導体配線層の線幅
Ｌ₁ がバイアホール導体のホール径より大きい試料Ｎo.
１では、密着強度が２ｋｇ／ｍｍ² 、接続抵抗が１３０
×１０^-6Ω−ｃｍ程度であり、また、導体配線層を全く
埋設しなかった試料Ｎo.１２では、接続抵抗が２６０×
１０^-6Ω−ｃｍ、密着強度が０．７ｋｇ／ｍｍ² である
のに対して、導体配線層の線幅Ｌ₁ がバイアホール導体
のホール径と同一またはそれより小さくするとともに、
導体配線層をバイアホール導体表面に埋設した構造とし
た試料Ｎo.２〜６の本発明品では、いずれも密着強度が
２ｋｇ／ｍｍ² 以上、接続抵抗が１００×１０^-6Ω−ｃ
ｍ以下の優れた接続性と密着性を示した。また、配線回
路層の断面の形成角θが４５°〜８０°の場合には、さ
らに密着強度が２．２ｋｇ／ｍｍ² 以上まで改善され
た。

【００５５】また、表２に示すように、導体配線層とバ
イアホール導体間にパルス電流を印加した試料Ｎo.１４
〜２５では、さらに密着強度を３．０ｋｇ／ｍｍ² 以
上、接続抵抗が１×１０^-5Ω−ｃｍ以下まで改善するこ
とができた。

【００５６】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の多層配線基
板によれば、導体配線層とバイアホール導体との接続部
において、導体配線層の線幅をバイアホール導体のホー
ル径よりも小さくし、且つバイアホール導体表面に埋設
し、さらには導体配線層とバイアホール導体中の金属粉
末との接触部にネック部を形成することにより、導体配
線層のバイアホール導体との密着性を高めるとともに、
両者の接触抵抗を低減することができる結果、高信頼性
の多層配線基板を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多層配線基板の概略断面図である。

【図２】本発明の多層配線基板における導体配線層とバ
イアホール導体との接続部の構造を説明するための要部
拡大断面図である。

【図３】本発明の多層配線基板における導体配線層とバ
イアホール導体との接続部における導体配線層と金属粉
末との接触状態を説明するための要部拡大断面図であ
る。

【図４】本発明の多層配線基板の製造方法を説明するた
めの工程図である。

【符号の説明】

１ 多層配線基板 ２ 絶縁層 ３ 導体配線層 ４ バイアホール導体 ５ 金属粉末 ６ ネック部

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも有機樹脂を含む複数の絶縁層を
   積層してなる絶縁基板の内部に、金属粉末を充填してな
   るバイアホール導体と、該バイアホール導体と接続する
   導体配線層が形成されてなり、前記導体配線層と前記バ
   イアホール導体との接続部において、前記導体配線層を
   前記バイアホール導体のホール径と同じか、あるいはそ
   れよりも狭い線幅をもって前記バイアホール導体中に埋
   設してなることを特徴とする多層配線基板。
2. 【請求項２】前記導体配線層が金属箔からなることを特
   徴とする請求項１記載の多層配線基板。
3. 【請求項３】前記接続部において、前記導体配線層の前
   記バイアホール導体に埋設された側の線幅がバイアホー
   ル導体表面側の線幅よりも小さいことを特徴とする請求
   項１記載の多層配線基板。
4. 【請求項４】前記接続部において、前記導体配線層と前
   記バイアホール導体中の前記金属粉末との接触部にネッ
   ク部を形成してなることを特徴とする請求項１記載の多
   層配線基板。
5. 【請求項５】少なくとも熱硬化性樹脂を含む軟質状態の
   絶縁層にバイアホールを形成して、その内部に金属粉末
   を含む導体ペーストを充填して、バイアホール導体を形
   成する工程と、転写シートの表面に、前記バイアホール
   導体との接続される箇所の線幅が前記バイアホール導体
   のホール径と同じか、あるいはそれよりも狭い導体配線
   層を形成する工程と、前記バイアホール導体が形成され
   た前記絶縁層に、前記転写シートを圧接して前記導体配
   線層を前記絶縁層の表面に埋設すると同時に、前記導体
   配線層のバイアホール導体との接続部において前記導体
   配線層を前記バイアホール導体表面に埋設した後、前記
   転写シートを剥がして、前記導体配線層を前記絶縁層に
   転写させる工程と、を具備す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】前記転写シート表面の導体配線層が金属箔
   からなる請求項５記載の多層配線基板の製造方法。
7. 【請求項７】前記転写シート表面の前記導体配線層が、
   前記転写シート側の線幅よりも上面側の線幅が小さい請
   求項５記載の多層配線基板の製造方法。
8. 【請求項８】前記導体配線が金属箔のエッチングにより
   得られたことを特徴とする請求項７記載の多層配線基板
   の製造方法。
9. 【請求項９】前記転写シートから前記導体配線層を前記
   絶縁層に転写した後、前記バイアホール導体と前記導体
   配線層間にパルス電流を印加して、前記導体配線層と前
   記バイアホール導体中の金属粉末との接触部を溶接する
   工程を含むことを特徴とする請求項５記載の多層配線基
   板の製造方法。
10. 【請求項１０】印加するパルス電流の電流密度が１〜２
    ０００Ａ／ｃｍ² 、パルス幅が０．０１〜１０００ｍｓ
    ｅｃ．であることを特徴とする請求項９記載の多層配線
    基板の製造方法。