WO2006118141A1

WO2006118141A1 - 多層配線基板およびその製造方法

Info

Publication number: WO2006118141A1
Application number: PCT/JP2006/308724
Authority: WO
Inventors: Tadashi Nakamura; Fumio Echigo; Shogo Hirai
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2006-04-26
Publication date: 2006-11-09
Also published as: CN100558222C; CN101032194A; TW200704298A; US20080308304A1; US8076589B2; JPWO2006118141A1

Abstract

　樹脂フロー以外には被圧縮性効果が少ない薄厚の絶縁性基材を用いた多層配線基板であって、配線が埋設されること無く形成されたコア層が少なくとも１層以上存在する全層ＩＶＨ構造の多層配線基板であり、導電体のつぶれシロを効果的な圧縮量を十分に確保するために、電気絶縁性基材の厚さに対するカバーフィルムの厚さ割合を増加させ、絶縁性基材に対して配線が埋設されること無くコア層にビア形成することを可能とした。それにより、高密度な部品実装性と配線収容性を非常に薄厚で実現できる全層ＩＶＨ構造の多層配線基板を提供することが出来る。

Description

明細書

多層配線基板およびその製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、多層配線基板の各配線層間を電気的に接続するビアと、配線層に形成されたランドが高精度に位置決めされた、特に薄厚の全層インナービアホール (IVH )構造の多層配線基板の製造方法に関するものである。

背景技術

[0002] 近年、電子機器の小型化、高性能化に伴い、産業用にとどまらず広く民生用機器の分野においても LSI等の半導体チップを高密度に実装できる多層配線基板が安価に供給されることが強く要望されてきている。このような多層配線基板では、微細な配線ピッチで形成された複数層の配線パターン間を、高い接続信頼性で電気的に接続できることが重要であるとともに、基板厚の薄型化の要望も強い。

[0003] このような巿場の要望に応える一つの従来例として、日本特許公開公報平 06— 26 8345号 (文献 1)は、多層配線基板の任意の電極を任意の配線パターン位置にお V、て層間接続できるインナービアホール (IVH)接続法すなわち全層 IVH構造榭脂多層配線基板を開示する。全層 IVH構造榭脂多層配線基板は、スルーホール内壁の金属めつき導体を層間絶縁の主体とする、それ以前の多層配線基板の代替となる基板であった。全層 IVH構造榭脂多層配線基板は、多層配線基板のビアホール内に導電体を充填して必要な各層間のみを接続することが可能であり、部品ランド直下にインナービアホールを設けることができる。従って、基板サイズの小型化や高密度実装を実現することができる。また、インナービアホールにおける電気的接続には導電性ペーストを用いて、るために、ビアホールに力かる応力を緩和することができて、熱衝撃等による寸法変化に対して安定な電気的接続を実現することができる。

[0004] 従来の全層 IVH構造榭脂多層配線基板は、例えば文献 1に開示されて!ヽるように

、図 3A〜3Iに示すようなステップで製造される。

[0005] 図 3Aに示す電気絶縁性基材 301は、被圧縮性を有する多孔質基材、コアフィルムの両側に接着剤層が形成された 3層構造の基材、あるいは繊維と榭脂の複合基材等である。図 3Aに示すように電気絶縁性基材 301の両側にはカバーフィルム 302がラミネート加工によって貼り付けられる。

[0006] 続いて、図 3Bに示すように、レーザー等を用いて、電気絶縁性基材 301とカバーフイルム 302の全てを貫通するビアホール 303を形成する。

[0007] 次に、図 3Cに示すように、ビアホール 303に導電性ペースト 304を充填する。この際、カバーフィルムは電気絶縁性基材に導電性ペーストが残存しなヽようにする役割を果たす。

[0008] その後、両側のカバーフィルム 302を剥離し、電気絶縁性基材 301が露出した状態で、両側から箔状の配線材料 305を積層配置する（図 3D)。

[0009] 次に図 3Eに示すステップで、加熱加圧することにより、配線材料 305を電気絶縁性基材 301に接着させる。この時、電気絶縁性基材 301が被圧縮性であるため、加熱加圧によって厚み方向に収縮することとなる。また、この加熱加圧ステップにおいて、導電性ペースト 304も厚み方向に圧縮される。この圧縮によって導電性ペースト内の金属フィラー同士が高密度に接触し、配線材料 305と導電性ペースト 304の電気的接続が実現される。ここで、高密度に接触している状態とは、多くの金属フィラー同士が接触していることおよび、金属フィラー同士の接触面積が大きいことの両方を含む

[0010] 次に、配線材料 305をパターユングすることによって、図 3Fに示すような両面配線基板 306が完成する。

[0011] 次に図 3Gに示すように、両面配線基板 306の一方の面に、図 3A〜3Dに示したのと同様のステップで作製した導電性ペーストが充填された電気絶縁性基材 307は既に形成されている両面配線基板 306の配線パターンの位置を認識することにより位置決め積層され、他方の面に、配線材料 308が積層される。この電気絶縁性基材 30 7にビアホールを形成するに際して、両面配線基板 306の面方向の寸法変化の測定結果をもとに、レーザー加工データが補正される。

[0012] その後、図 3Hに示すステップでは、加熱加圧することにより、配線材料 308を電気絶縁性基材 307に接着させる。このとき、同時に両面配線基板 306と電気絶縁性基材 307も接着すること〖こなる。図 3Hに示す加熱加圧ステップでは、図 3Eに示したステツプと同様に、電気絶縁性基材 307が厚み方向に圧縮され、導電性ペースト 309 もそれに伴、厚み方向に圧縮される。この圧縮によって導電性ペースト 309が配線材料 308と両面配線基板上の配線 310と高密度に接触し、電気的な接続が実現されるのである。

[0013] 次に、表層の配線材料 308をパターユングすることによって図 31に示す多層配線基板が完成する。ここでは、多層配線基板として 4層基板の例を示したが、多層配線基板の層数は 4層に限定されるものではなぐ同様のステップを繰り返すことにより、さらに多層化することができる。

[0014] また、他の従来例として、例えば日本特許公開公報 2000— 77800号は、さらに高密度な層間接続を実現するためにインナービアホールのサイズを小さくし、また高い信頼性を実現するための構造を開示する。他の従来例の配線基板の製造方法および構造的特徴について図 4を用いて説明する。なお、既に図 3で示した例と重複する部分については、説明を簡略化することにする。図 4A〜4Iは、他の従来例の配線基板の製造方法を、主要ステップごとに示した断面図である。

[0015] 図 4Aに示すように、電気絶縁性基材 401の両面に電気絶縁性接着剤 411が形成され、さらにその両側にカバーフィルム 402が形成されて!、る。

[0016] 次に図 4Bに示すように電気絶縁性基材 401を貫通するビアホール 403が形成される。電気絶縁性基板 401としては、上述の従来例と同様に、被圧縮性を有する多孔質基材、コアフィルムの両側に接着剤層が形成された 3層構造の基材、または繊維と榭脂の複合基材等が用いられる。また、ビアホールは、炭酸ガスレーザー、エキシマレーザー、 YAGレーザー等を用いるレーザー加工によって形成される。

[0017] このビアホールに導電性ペースト 404を充填すると図 4Cの状態となる。

[0018] 次に、図 4Dに示す配線転写基材 405は、支持基材 406と支持基材上に所望のパターンに形成された配線 407によって構成されて、る。配線転写基材はアルミ箔上に銅箔が積層された複合箔を、銅箔のみ選択的に所望のパターンにエッチングして形成するのが一般的である。アルミ箔上への銅箔形成は、通常電解めつきによって行われており、アルミと銅の間の応力は非常に小さいものとなっている。すなわち、銅箔をエッチングし配線パターンを形成した際の、面方向の寸法変化が小さくなるような構造となってヽるのである。

[0019] 次に、電気絶縁性基材 401から表面のカバーフィルム 402を剥離し、両面に電気絶縁性接着剤 411を有する電気絶縁性基材 401の一方の面に、配線転写基材 405 を配置し、他方の面に配線材料 408を配置した状態を図 4Dに示す。

[0020] 図 4A〜4Dでは簡略ィ匕して、電気絶縁性基材の形成ステップカゝら説明している力実際には配線転写基材 405をまず形成してもよい。この場合、既に形成されている配線パターンを位置認識し、配線 407の位置にあわせてレーザー加工データを補正してビア加工を行うことができる。

[0021] 引き続き、図 4Eに示すように、加熱加圧によって配線転写基材 405、電気絶縁性基材 401、配線材料 408を接着する。このとき、電気絶縁性基材 401に配線転写基材 405上の配線が埋設されることとなる。ビアホール 403内に充填された導電性べ一スト 404が配線 407の埋設によって効果的に圧縮されることとなり、導電性ペースト 4 04内の金属フィラーが高密度に接触することとなり、導電性ペースト 404と配線 407 、導電性ペースト 404と配線材料 408間の電気的接続が確保されるのである。次に、表面の配線材料 408をエッチングによってパターユングすると、図 4Fに示すように二層の配線 407を有する配線基板 409が形成される。

[0022] 引き続き、導電性ペーストが充填された電気絶縁性基材 410の両側から、 2層の配線基板 409を位置決めして積層すると図 4Gに示す状態となる。この電気絶縁性基材 410は既に述べた電気絶縁性基材 401と同様の製造方法にて製造されるものである。また、各図では簡略ィ匕して積層される配線転写基材を同一配線パターンで示しているが、実際には異なる配線パターンが用いられるのが一般的である。

[0023] 次に、加熱加圧によって電気絶縁性基材間を接着すると図 4Hに示す状態となる。

引き続き、表面の支持基材 406を除去すると図 41に示したように多層配線基板が完成する。ここで示した支持基材 406の除去は、用いる材料によって異なる方法で実施することができる。支持基材 406として金属材料を用いた場合には、薬液による溶解にて除去することが生産性にすぐれた方法である。一方、支持基材として榭脂シートを用いた場合には機械的に剥離することが一般的である。

[0024] ここでは、多層配線基板として 4層基板の例を示した力多層配線基板の層数は 4 層に限定されるものではなぐ同様のステップでさらに多層化することができる。

[0025] 上記従来例に示した製造方法では、電気絶縁性基材の被圧縮性の特徴によって導電性ペーストが厚み方向に圧縮されるか、電気絶縁性基材に配線が埋設されることにより導電性ペーストが効果的に圧縮されることにより、導電性ペースト内の金属フイラ一どうしが高密度に接触し、配線材料と導電性ペーストの電気的接続が実現されている。

[0026] し力しながら、近年、多層配線基板の薄厚化の要望が強ぐこの要望に対応するため薄厚の電気絶縁性基材を用いると被圧縮性の特徴がほとんど発現されなヽ。そのため配線材料と導電性ペーストの電気的接続抵抗が高目にばらつぐ信頼性試験においてビア抵抗安定性が劣化する、等の現象が見られることがある。また配線転写法を用いな!/、一般的な製造方法にお!、ては、薄厚の電気絶縁性基材を用いて多層化する際には、必ずいずれか 1層の絶縁性基材において両面とも配線が埋設されない絶縁性基材が発生する。そのため、電気絶縁性基材に配線が埋設されることによる導電性ペーストの圧縮効果も期待できな、。

[0027] すなわち、従来の製造方法では、厚さの薄い電気絶縁性基材を用いて全層 IVH構造の多層配線基板を製造する場合に以下のような課題が有った。一つの課題は、導電性ペーストを効果的に圧縮することが困難なため、配線材料と導電性ペーストの電気的接続抵抗が高目にばらつくこと。他の課題は、信頼性試験においてビア抵抗安定性が劣化することである。そのため、全層 IVH構造の多層配線基板を薄型化することは困難であった。

発明の開示

[0028] 本発明は、榭脂フロー以外には被圧縮性効果が無、薄厚の絶縁性基材を用いた多層配線基板において、配線が埋設されること無く形成された絶縁性基材が少なくとも 1層以上存在する全層 IVH (インナービアホール)構造の多層配線基板である。これにより電気絶縁性基材の厚さに対するカバーフィルムの厚さ割合を増加させることで導電体のつぶれシロを十分に確保することができ、被圧縮性効果がほとんど期待できな！/ヽ薄厚の絶縁性基材に形成されたビアホール内に充填された導電体を、効果的に圧縮することが可能となる。その結果、薄型の全層 IVH構造の多層配線基板、およびその製造方法を提供することが出来る。

図面の簡単な説明

[図 1A]図 1Aは本発明の実施の形態 1における多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

[図 1B]図 1Bは本発明の実施の形態 1における多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

[図 1C]図 1Cは本発明の実施の形態 1における多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

[図 1D]図 1Dは本発明の実施の形態 1における多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

[図 1E]図 1Eは本発明の実施の形態 1における多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

[図 1F]図 1Fは本発明の実施の形態 1における多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

[図 1G]図 1Gは本発明の実施の形態 1における多層配線基板の製造方法を示すステツプ断面図である。

[図 1H]図 1Hは本発明の実施の形態 1における多層配線基板の製造方法を示すステツプ断面図である。

[図 II]図 IIは本発明の実施の形態 1における多層配線基板の製造方法を示すステツプ断面図である。

[図 1J]図 1Jは本発明の実施の形態 1における多層配線基板の製造方法を示すステツプ断面図である。

[図 2A]図 2Aは本発明の実施の形態 2における多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

[図 2B]図 2Bは本発明の実施の形態 2における多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

[図 2C]図 2Cは本発明の実施の形態 2における多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。圆 2D]図 2Dは本発明の実施の形態 2における多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

[図 2E]図 2Eは従来の多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。圆 2F]図 2Fは本発明の実施の形態 2における多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

圆 2G]図 2Gは本発明の実施の形態 2における多層配線基板の製造方法を示すステツプ断面図である。

圆 2H]図 2Hは本発明の実施の形態 2における多層配線基板の製造方法を示すステツプ断面図である。

圆 21]図 21は本発明の実施の形態 2における多層配線基板の製造方法を示すステツプ断面図である。

圆 2J]図 2Jは本発明の実施の形態 2における多層配線基板の製造方法を示すステツプ断面図である。

[図 3A]図 3Aは従来の多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

[図 3B]図 3Bは従来の多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

[図 3C]図 3Cは従来の多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

[図 3D]図 3Dは従来の多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

[図 3E]図 3Eは従来の多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

[図 3F]図 3Fは従来の多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

[図 3G]図 3Gは従来の多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

[図 3H]図 3Hは従来の多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

[図 31]図 31は従来の多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

[図 4A]図 4Aは従来の多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

[図 4B]図 4Bは従来の多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

[図 4C]図 4Cは従来の多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

[図 4D]図 4Dは従来の多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

[図 4E]図 4Eは従来の多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

[図 4F]図 4Fは従来の多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。 [図 4G]図 4Gは従来の多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

[図 4H]図 4Hは従来の多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

[図 41]図 41は従来の多層配線基板の製造方法を示すステップ断面図である。

符号の説明

[0030] 101 電気絶縁性基材

102 カバーフィルム

103 ビアホーノレ

104 導電性ペースト

105 銅箔

112 コア基板

113 多層配線基板

発明を実施するための最良の形態

[0031] (実施の形態 1)

以下、実施の形態 1について、図面を参照しながら説明する。

[0032] 図 1A〜： LJは本発明の実施の形態 1にかかる多層配線基板の製造方法のステップ断面図である。

[0033] まず、図 1Aに示すように、電気絶縁性基材 101の両側にカバーフィルム 102を貼り付ける。

[0034] 電気絶縁性基材 101は、厚さ方向の基材圧縮率が 5%以下の基材である。電気絶縁性基材 101としては、多孔質基材と榭脂との複合基材、熱硬化性榭脂のみ力ゝらなる基材、繊維と榭脂の複合基材などが用いられる。多孔質基材と榭脂の複合基材としては、たとえば PTFEを延伸した多孔質フィルムにエポキシ榭脂ゃシァネート榭脂を含浸した複合基材を用いることができる。単一熱硬化性榭脂としては、一般的にはエポキシ榭脂をコーティングしたものを用いることが出来る。

[0035] 一般に使用されている厚さ 80 mのプリプレダは、 10%以上の基材圧縮率を有している。しかし、プリプレダの厚さが薄くなると、それに応じて、厚さ方向の基材圧縮率は低減する傾向にある。一般に、絶縁性基材に被圧縮性を付与するには、プリプレグの状態で多孔質状態にして空孔率を高めたり、含浸しているエポキシ榭脂の樹脂量を増やしたりして、榭脂フロー性を増大させることによりで実現できる。しかしながら、プリプレダ厚が薄くなると榭脂フロー性以外には被圧縮効果が期待できなくなる。例えば、プリプレダ厚が 40 m未満になると基材圧縮率は 5%未満となる。

[0036] 本実施形態の場合、ァラミドゃガラス繊維を用いた不織布あるいは織布にエポキシ榭脂を含浸した複合基材を用いた。本実施形態で用いる電気絶縁性基材として、厚さ力 5〜40 μ mの基材を用いている。この程度の厚さになると真空熱プレスステップでプレスしても榭脂フロー以外にはほとんど厚さ方向に圧縮されることはなぐ基材圧縮率は 5%以下となる。

[0037] 一方、従来の導電性ペーストにおいて、ビア抵抗安定性を確保するには導電体圧縮率を 25%以上確保する必要がある。ここで、導電体圧縮率は、式（1)で算出される。

[0038] 導電体圧縮率 = (導電体のつぶれシロ Z導電体充填高さ) +基材圧縮率 (式 1) 例えば、一般的に使用されている厚さ 80 mのプリプレダを使用して導電体圧縮率を 25%以上確保するためには以下に示すような構成となる。この例の場合、プリプレグ自体の厚さ方向の基材圧縮率は 10%以上である。従って、ビア抵抗安定性を確保するには導電体のつぶれシロを 16 μ m以上確保できるようなカバーフィルムの厚さにすればよい。すなわち、厚さ 8 μ m以上のカバーフィルムを用いればよいことになる。従って、従来の一般的な全層 IVH構造の多層配線基板の製造にあたっては、厚さ 12〜 19 mのカバーフィルムを使用して!/、た。

[0039] 本実施の形態においては、図 1Aに示すように、厚さ 25〜40 /z mの電気絶縁性基材 101の両側にカバーフィルム 102をラミネートカ卩ェによって貼り付ける。導電体圧縮率を 25%以上確保するために、カバーフィルムとしては、厚さ 6〜10 μ mの ΡΕΤ、 PEN等の榭脂フィルムを用いることができる。

[0040] 続いて、図 1Bに示すように、レーザー加工、パンチ加工等によって、電気絶縁性基材 101とカバーフィルム 102の全てを貫通するビアホール 103を形成する。ビアホール 103の壁面に傾斜を設ける場合には、レーザー加工を用いることがより好ましい。レーザー加工の場合には電気絶縁性基材の表裏面でレーザーエネルギーにさらされる状態が異なるため、レーザー条件を変えることで貫通孔壁面での傾斜形状を任意に制御することが容易である。

[0041] 次に図 1Cに示すようにビアホール 103に、スキージングにより、導電性ペースト 10 4を充填した。ここで、導電性ペーストとしては金属フィラーと榭脂バインダーが含まれる材料を用いる。金属フイラ一としては、銅、銀、金、スズ、はんだ、およびこれらの合金が用いることが出来る。榭脂バインダーとしてはエポキシ、ポリイミド等の熱硬化性榭脂が用いることが出来る。本実施形態では金属フイラ一として銅を用い、榭脂バインダ一としてはエポキシを用いて銅導電性ペーストを作製し、接続体として用いた。また、本発明における導電性ペーストはビアホール 103内への充填性に優れ、層間導通に効果的な圧縮をするためのつぶれシロを確保するのにも適した接続体である。

[0042] その後、表面のカバーフィルム 102を剥離すると図 1Dに示す状態となる。この状態では図示したように、電気絶縁性基材 101は、導電性ペースト 104が表面よりカバーフィルム 102の厚み分突出した状態となり、導電性ペースト量を多く確保することができる。

[0043] 従来はカバーフィルム 102剥離時のペーストとられ現象を防止するため、電気絶縁性基材 101に対して十分薄いカバーフィルムを選定し、レーザー穴径に対して十分アスペクト比の小さい穴形状としていた。ここで、ペーストとられ現象とは、カバーフィルム剥離時に、導電性ペースト 104がカバーフィルム 102に空けられた穴内に残つてしまい、カバーフィルムの剥離と同時に導電性ペースト 104の突出部がもぎ取られてしまう現象のことをいう。

[0044] これは導電性ペースト 104の突出部が小さくても、電気絶縁性基材 101が被圧縮性を有していたため、真空熱プレスステップ後に導電性ペーストが厚み方向に効果的に圧縮されることにより、導電性ペースト 104内の金属フィラーどうしが高密度に接触し、配線材料と導電性ペースト 104の電気的接続が実現されて、た力もである。

[0045] し力しながら、真空熱プレスステップ後も榭脂フロー以外にはほとんど厚さ方向に圧縮されることがない電気絶縁性基材 101を用いる場合には、従来通りの圧縮による接続メカニズムによっては、導電性ペースト 104を効果的に圧縮することが困難であつた。そのため、配線材料と導電性ペースト 104の電気的接続抵抗が高目にばらついたり、信頼性試験においてビア抵抗安定性が劣化する、等の課題があった。 [0046] 本実施形態では、被圧縮性効果がほとんど期待できな!/ヽ薄厚の電気絶縁性基材 1 01を用いてヽる。このように薄厚の電気絶縁性基材 101に形成されたビアホール 10 3内に充填された導電性ペースト 104を効果的に圧縮するためには、導電性ペースト 104を形成し、それに続いてカバーフィルム 102を剥離した時、導電性ペースト 104 のつぶれシロカ効果的な圧縮をするために十分な量確保されていることが重要である。

[0047] そこで、本実施形態では導電性ペースト 104の突出部をできるだけ大きく確保することで、上記の課題を解決している。導電性ペースト 104の突出部をできるだけ大きく確保するには、ペーストとられ現象を起こさない程度に、カバーフィルム 102とビアホール 103のアスペクト比を大きくする必要がある。実験の結果、カバーフィルムの厚さ力ビアホール直径の 20%以下であれば、ペーストとられ現象が起きないことを見出した。

[0048] 一方で、従来は、カバーフィルムとして、電気絶縁性基材厚の約 20%の厚さのものを使用していた。これに対し、本実施形態においては導電性ペースト 104の突出部をできるだけ大きく確保するためにもっと厚いカバーフィルム 102が必要である。従来の電気絶縁性基材の圧縮量をカバーフィルム厚で代用するには、カバーフィルム 10 2は電気絶縁性基材厚の約 25%以上の厚さが必要であることについても、これまでの実験の結果から見出した。

[0049] したがって本実施形態においては、カバーフィルム厚 Zビアホール直径≤0. 2を満足し、かつ電気絶縁性基材厚の約 25%以上の厚さを有するカバーフィルムを用いている。例えば、電気絶縁性基材としてァラミド不織布にエポキシ榭脂を含浸した厚さ 35 μ mの複合基材を用いた場合、カバーフィルムには厚さ 9 μ mの PENフィルムを用いてラミネート加工を施している。このときにビアホール 103としてカ卩ェした穴径は約 80 μ mで、レーザー加工によって形成した。

[0050] 次に、図 1Dに示す電気絶縁性基材 101の両面に銅箔 105を配置し（図 1E)、この状態で加熱加圧することにより銅箔 105を接着することにより、図 1Fに示す状態となる。この加熱加圧ステップは電気絶縁性基材 101が完全に銅箔 105と接着する条件で行われる。一例として電気絶縁性基材 101に熱硬化性の樹脂が含まれる場合には、この熱硬化性榭脂が完全に硬化する条件で行われる。また、導電性ペースト 104 に熱硬化性の樹脂が含まれる場合には、この加熱加圧ステップで導電性ペースト 10 4内の榭脂も硬化させることが必要である。具体的には、熱硬化性の榭脂としてェポキシ榭脂を用いた場合に、

200°C、 1時間の加熱加圧条件でエポキシ榭脂を硬化させることができる。

[0051] また、この加熱加圧ステップの際に、導電性ペースト 104に含まれる金属フイラ一同士が高密度に接触することが、ビアホール 103における電気的接続を安定ィ匕する点で重要である。そのためには電気絶縁性基材 101に含有される熱硬化性榭脂が加熱加圧ステップで硬化および接着のため一旦液状ィ匕し流動するときに、金属フィラーが同時に流されないように貫通孔形状の壁を維持できるような電気絶縁性基材 101 であることが望ましい。

[0052] よって電気絶縁性基材 101として、たとえば PTFE力もなる多孔質体のシートに榭脂が含浸された基材や、ァラミドゃガラス繊維からなる繊維不織布や繊維織布に榭脂が含浸された基材を用いることが好ましい。このような基材を用いることで、加熱カロ圧ステップの際に、金属フィラーが電気絶縁性基材 101の面方向に流れることなく厚み方向に金属フィラーが圧縮されるためより高密度な接触が実現される。さらには、導電性ペースト 104の突出部をできるだけ大きく確保するほうが、より厚み方向に金属フイラ一を圧縮できるため、高密度な接触を実現するためには好ましい。また電気絶縁性基材 101として、シリカやアルミナなどの無機フィラーを含有した榭脂組成物を含浸したものを用いることが出来る。このような榭脂組成物を用いると、電気絶縁性基材 101が脆性を発現するためステップ中での自己形状保持が困難になる反面、電気絶縁性基材 101の厚み方向の熱膨張を小さくすることができるため、ビアホールにおける電気的接続を高信頼性ィ匕することができる。

[0053] 次に、銅箔 105をパターユングすることによって図 1Gに示すように、配線 107を有するコア基板 112が完成する。

[0054] コア基板 112は、未硬化の電気絶縁性基材 101の両面にカバーフィルムを貼り付けた後ビアホールを形成し、その後、ビアホール内に導電体を形成するため、カバーフィルムを剥離し、両面に銅箔 105を接着、ノターユングしたものである。コア基板 1 12は、カバーフィルム剥離後導電体の一部が電気絶縁性基材の表面よりも凸状にとびだした形状を有しており、導電体のつぶれシロを確保することができる。よって、配線となる銅箔 105がコア基板 112に埋設されることなく形成されて、ても、導電体は十分に圧縮されることが可能となる。

[0055] 次に図 1Hに示すように、コア基板 112の両面に、電気絶縁性基材 11 laと 11 lbを、コア基板 112上に形成した配線パターンの所望の位置に合致するようにァライメントして配置し、さらにそれらの外側両面に銅箔 105を配置して積層する。このように積層されたものを、真空熱プレスを用いて加熱加圧することにより図 IIに示す積層体が得られる。なお、電気絶縁性基材 11 laと 11 lbは、図 1 A〜： LDと同様のステップで作製される。

[0056] 次に、上記積層体の最表面の銅箔 105をパターユングすることによって図 1Jに示す多層配線基板 113が完成する。

[0057] 以上説明したように、本実施形態で示した多層配線基板 113は、榭脂フロー以外には被圧縮性効果が無!、薄厚の電気絶縁性基材を用いてヽるにもかかわらず、電気絶縁性基材の厚さに対するカバーフィルムの厚さ割合を増加させることで、導電体のつぶれシロを十分に確保している。その結果、電気絶縁性基材に配線パターンが埋設されることなく形成されていても、厚み方向に金属フィラーを圧縮できるため高密度な接触が実現でき、ビアホールにおける電気的接続を高信頼性ィ匕することができる。また、多層配線基板としても非常に厚さの薄い全層 IVH構造の多層配線基板を得ることができる。

[0058] ここでは、多層配線基板として図 1Jで示した 4層配線基板を形成する例を示したが、図 1Hで示した積層を繰り返し実施することによりさらに多層化することが出来る。図 1の例のように層数は 4層に限定されるものではなぐ同様のステップでさらに多層化することができる。

[0059] (実施の形態 2)

以下、実施の形態 2について図面を参照しながら説明する。

[0060] 図 2A〜2Jは本発明の実施の形態 2にかかる多層配線基板の製造方法のステップを説明する断面図である。なお、実施の形態 1と重複する部分については、説明を簡略化することにする。

[0061] まず、図 2Aに示すように、電気絶縁性基材 201の両面に電気絶縁性接着剤 202 を塗布し、さらにその両側にカバーフィルム 203を貼り付ける。

[0062] 図 2Aに示す電気絶縁性基材 201は、厚さ方向の基材圧縮率が 5%以下の電気絶縁性基材である。本実施の形態の電気絶縁性基材 201は、耐熱性のフィルム材料を用いている。プリント配線基板の用途としてはリフロー温度である約 280°Cに加熱しても溶解ゃ軟ィ匕することのないフィルム材料が好ましい。また、加熱後に寸法変動が小さい材料である方がより好ましい。このようなフィルム材料としては、例えばポリイミドフイルムゃァラミドフィルムなどを用いることができる。

[0063] 本実施の形態の場合、電気絶縁性基材 201として厚さ 12. 5 μ mのポリイミドフィルムを用いた。電気絶縁性基材 201の両面には電気絶縁性接着剤 202を塗布してヽる。電気絶縁性接着剤 202としては、エポキシ榭脂、あるいはエポキシ変性ポリイミド榭脂等の熱硬化性の接着剤を用いることが好ましい。本実施形態では硬化温度 170 °Cの熱硬化性エポキシ接着剤を厚さ 5〜10 m塗布した。さらに電気絶縁性接着剤 202の両側にカバーフィルム 203をラミネート加工によって貼り付ける。カバーフィルム 203としては PET、 PEN等の榭脂フィルムが用いられ、厚さとしては 6〜10 μ mのものを用いることができる。本実施形態では厚さ 9 mの PENフィルムを用いた。

[0064] 本実施の形態 2で用いるフィルム基材は、実施の形態 1で説明したプリプレダを用いる基材よりも薄い電気絶縁性基材を得ることができる。その反面、フィルム材料は本実施の形態の製造ステップにお、て適用される真空熱プレスステップにお、て圧縮されない。従って、両面に塗布した未硬化の熱硬化性接着剤のみがフローしながら硬化するため、フィルム基材全体としての圧縮量は非常に小さくなるが、本発明の全層 IVH構造の多層配線基板を構成する材料としては適用可能である。

[0065] 図 2Aのステップに続いて、図 2B〜Dに示すように実施の形態 1と同様のステップを行うことにより、電気絶縁性基材 201は導電性ペースト 205が表面よりカバーフィルム 203の厚み分突出した状態となる。

[0066] 本実施形態 2においては、真空熱プレスステップ後も榭脂フロー以外にはほとんど厚さ方向に圧縮されることはない電気絶縁性基材 201を用いている。そのため、従来通りの圧縮による接続メカニズムでは導電性ペースト 205を効果的に圧縮することが困難であり、配線材料と導電性ペースト 205の電気的接続抵抗が高目にばらついたり、信頼性試験においてビア抵抗安定性が劣化する、等の課題がある。

[0067] そこで本実施形態においても、導電性ペースト 205の突出部をできるだけ大きく確保するために、ペーストとられ現象を起こさない程度にカバーフィルム 203に形成されるビアホール 204のアスペクト比を大きくして形成した。本実施形態においても、力バーフィルム厚 Zビアホール直径≤0. 2であればペーストとられ現象が起きないことがわかっている。

[0068] また、従来、カバーフィルム 203として電気絶縁性基材厚の約 20%の厚さのものを使用していた。本実施形態 2では、導電性ペースト 205の突出部をできるだけ大きく確保するために厚、カバーフィルム 203が必要である。従来の電気絶縁性基材の圧縮量をカバーフィルム厚で代用するには、実施の形態 1で説明したように、カバーフィルム 203は電気絶縁性基材厚の約 25%以上の厚さが必要である。

[0069] したがって本実施形態にぉ、ては、例えば電気絶縁性基材として 12. 5 μ mのポリイミドフィルムの両面にエポキシ系接着剤を 5〜10 m塗布した。総厚 22. 5〜32. 5 μ mの複合基材を用いて、カバーフィルム 203には厚さ 9 μ mの PENフィルムをラミネートした。また、レーザー加工によって、ラミネート後の積層体に、穴径が約 50〜8 0 μ mのビアホール 204を形成した（図 2Β)。

[0070] その後、導電ペースト 205をビアホール 204に充填し（図 2C)、続、て、カバーフィルム 203を剥離することで図 2Dに示すように、導電性ペースト 205の突出部を有する積層体を作製する。

[0071] 次に、図 2Dに示す電気絶縁性基材 201の両面に銅箔 206を配置し（図 2E)、この状態で加熱加圧することにより銅箔 206を接着することで、図 2Fに示す状態となる。図 2Fで示す加熱加圧ステップは電気絶縁性接着剤 202が完全に銅箔 206と接着する条件で行われる。一例として電気絶縁性接着剤に熱硬化性の樹脂が含まれる場合には、この熱硬化性榭脂が完全に硬化する条件で行われる。また、導電性ペースト 2 05に熱硬化性の樹脂が含まれる場合には、この加熱加圧ステップで導電性ペースト内の榭脂も硬化させることが必要である。具体的には、熱硬化性の榭脂としてェポキシ榭脂を用いた場合に、 50kgfZcm²、 200°C、 1時間の加熱加圧条件でエポキシ榭脂を硬化することができる。

[0072] また、この加熱加圧ステップの際に、導電性ペースト 205に含まれる金属フィラーが高密度に接触することがビアホールにおける電気的接続を安定ィ匕する点で重要である。そのためには、電気絶縁性基材 201に含有される熱硬化性榭脂が加熱加圧ステップで硬化および接着のためー且液状ィ匕し流動するときに、金属フィラーが同時に流されないように、貫通孔形状の壁を維持できるようにする必要がある。そのため、ポリイミドフィルムを電気絶縁性基材 201として用いることが最も好ましい。このポリイミドフィルムの壁効果により加熱加圧ステップで、金属フィラーが電気絶縁性基材 201の面方向に流れることなく厚み方向に金属フィラーが圧縮されるため、より高密度な接触が実現される。さらには、導電性ペースト 205の突出部は、できるだけ大きいほうがより厚さ方向に金属フィラーを圧縮できるため、高密度な接触を実現するためには好ましい。

[0073] 次に、銅箔 206をパターユングすることによって図 2Gに示すように、配線 207を有するコア基板 212が完成する。

[0074] 次に図 2Hに示すように、コア基板 212の両面に、電気絶縁性基材 21 laと 21 lbを、コア基板 212上に形成した配線パターンの所望の位置に合致するようにァライメントして配置し、さらにその外側両面に銅箔 206を配置する。その状態で、真空熱プレスを用いて加熱加圧することにより図 21に示す積層体が得られる。ここで、電気絶縁性基材 21 laと 21 lbは、予め図 2A〜2Dと同様のステップで作製された基材である。

[0075] 次に、最表面の銅箔 206をパターユングすることによって図 2Jに示す多層配線基板 213が完成する。

[0076] このようにして作製した多層配線基板 213は、榭脂フロー以外には被圧縮性効果が無、フィルム状の電気絶縁性基材 201に電気絶縁性接着剤 202を塗布した複合基材を用いている。それにもかかわらず、電気絶縁性基材全体の厚さに対するカバ一フィルム 203の厚さ割合を増加させることで、導電体のつぶれシロを十分に確保できる。導電体のつぶれシ口が確保できているので、電気絶縁性基材に配線 207が埋設されることなく形成されていても、厚み方向に金属フィラーを圧縮できるため高密度な接触が実現でき、ビアホールにおける電気的接続を高信頼性ィ匕することができる。また、多層配線基板としても非常に厚さの薄、全層 IVH構造の多層配線基板を得ることができる。

[0077] ここでは、多層配線基板として図 2Jで示した 4層配線基板を形成する例を示したが、図 2Hで示した積層を繰り返し実施することによりさらに多層化することが出来る。図 2A〜2Jは、一例を説明するものであって、層数は 4層に限定されるものではなぐ同様のステップを繰り返すことで、さらに多層化することができる。

[0078] 以上説明したように、本発明によれば、電気絶縁性基材の厚さに対するカバーフィルムの厚さ割合を増カロさせることで導電体のつぶれシロを十分に確保できる。それにより導電体を効果的に圧縮することが可能となり、ビア抵抗安定性を確保できる。また、絶縁性基材として榭脂フロー以外には被圧縮性効果が無ヽ薄厚の絶縁性基材を用いた場合であっても、配線が埋設されること無くコア層にビア形成が可能となる。この結果、両面に配線が埋設されていないコア層を形成することが出来、本発明のような全層薄厚の電気絶縁性基材を用いた全層 IVH構造の多層配線基板を形成することができると!、う効果が得られる。

産業上の利用可能性

[0079] 本発明の全層薄厚の電気絶縁性基材を用いた全層 IVH構造の多層配線基板は、高密度な部品実装性と配線収容性を非常に薄厚で実現できる多層配線基板であり、さらには薄厚のため多少の屈曲性も付与することが容易であるため、機器の筐体内の隙間を有効に活用して搭載することが可能である。したがって薄厚軽量かつ高機能を必要とする電子機器、特に携帯用の電子機器に非常に有用な配線基板である

Claims

請求の範囲

[1] 配線が埋設されること無く形成された絶縁性基材を少なくとも 1層以上有し、導電性ペーストを用いて層間を接続する全層 IVH構造の多層配線基板であって、前記絶縁性基材の厚さ方向の基材圧縮率が 5%以下である、多層配線基板。

[2] 配線が埋設されること無く形成された前記絶縁性基材が、前記多層配線基板の中心層に配置されて、る、請求項 1に記載の多層配線基板。

[3] 前記絶縁性基材が、有機不織布あるいはガラス織布に熱硬化性榭脂を含浸した複合材料からなる、請求項 1に記載の多層配線基板。

[4] 前記絶縁性基材が、フィルム材料の両面に熱硬化性接着剤を塗布した複合材料からなる、請求項 1または 2の、ずれか 1項に記載の多層配線基板。

[5] 前記多層基板が複数の前記絶縁性基材からなり、前記複数の層間が前記導電性べ一ストを用いて接続される、請求項 1に記載の多層配線基板。

[6] 前記導電性ペーストが金属フィラーを含み、かつ厚さ方向に圧縮されることにより、前記金属フィラー同士が高密度に接触している、請求項 5に記載の多層配線基板。

[7] 基材圧縮率が 5%以下の未硬化の熱硬化性榭脂を含む絶縁性基材の両面にカバ一フィルムを貼り付けるステップと、

前記カバーフィルムが貼り付けられた前記絶縁性基材に、ビアホールを形成するステップと、

前記ビアホール内に、導電性ペーストを用いて層間接続を行うための導電体を形成するステップと、

前記カバーフィルムを剥離するステップと、

前記剥離ステップの後で、二枚の銅箔間に、配線が埋設されていない少なくとも 1層の前記絶縁性基材と、配線が埋設された複数層の前記絶縁性基材とを、積層し、真空熱プレスを用いて、前記絶縁性基材と前記導電性ペーストを加圧下で加熱することにより前記榭脂を硬化するステップを有する、

全層 IVH構造の多層配線基板の製造方法。

[8] 前記カバーフィルムの厚さが前記絶縁性基材厚の 25%以上である、請求項 7に記載の全層 IVH構造を有する多層配線基板の製造方法。

[9] 前記カバーフィルムの厚さが前記ビアホール直径の 20%以下である、請求項 7に記載の全層 IVH構造の多層配線基板の製造方法。

[10] 前記カバーフィルムの厚さが前記ビアホール直径の 20%以下である、請求項 8に記載の全層 IVH構造の多層配線基板の製造方法。