(57)【要約】【課題】微細な導体回路を形成するのに好適な多層プリント配線板の製造方法等を提供する。【解決手段】本発明に係る多層プリント配線板１００は、第１絶縁材と、前記第１絶縁材上に形成されている第１導体回路と、前記第１絶縁材上及び前記第１導体回路上に形成されていて、前記第１導体回路に達する開口部を有する第２絶縁材と、前記第２絶縁材上に形成されている第２導体回路と、前記開口部に形成されていて前記第１導体回路と前記第２導体回路とを接続するビア導体とを有する多層プリント配線板であって、前記第１導体回路の側面を含む表面の少なくとも一部には絶縁性薄膜が形成されており、前記ビア導体は前記開口部により露出される前記第１導体回路表面に直接接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１絶縁材と、前記第１絶縁材上に形成されている第１導体回路と、前記第１絶縁材上及び前記第１導体回路上に形成されていて、前記第１導体回路に達する開口部を有する第２絶縁材と、前記第２絶縁材上に形成されている第２導体回路と、前記開口部に形成されていて前記第１導体回路と前記第２導体回路とを接続するビア導体とを有する多層プリント配線板であって、
前記第１導体回路の側面を含む表面の少なくとも一部には絶縁性薄膜が形成されており、前記ビア導体は前記開口部により露出される前記第１導体回路表面に直接接続されている、
ことを特徴とする多層プリント配線板。
【請求項２】
前記第１絶縁材及び前記第２絶縁材の表面には、前記絶縁性薄膜が形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板。
【請求項３】
前記第１導体回路は、前記第１絶縁材上に形成されている無電解めっき膜と当該無電解めっき膜上に形成されている電解めっき膜とよりなり、前記ビア導体は前記開口部の内壁面及び前記開口部により露出される前記第１導体回路表面に形成されている無電解めっき膜と当該無電解めっき膜上に形成されている電解めっき膜とよりなる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の多層プリント配線板。
【請求項４】
前記絶縁性薄膜の厚みは５ｎｍから１０００ｎｍである、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の多層プリント配線板。
【請求項５】
前記絶縁性薄膜は、窒化珪素（ＳｉＮ）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸窒化珪素（ＳｉＯＮ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、酸炭化珪素（ＳｉＯＣ）及び酸フッ化珪素（ＳｉＯＦ）の少なくともいずれか一種からなる、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の多層プリント配線板。
【請求項６】
第１絶縁材上に第１導体回路を形成する工程と、
前記第１絶縁材上及び前記第１導体回路上に第１の絶縁性薄膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁性薄膜上に第２絶縁材を形成する工程と、
前記第２絶縁材に開口部を形成するとともに、前記開口部から露出する前記第１の絶縁性薄膜を除去する工程と、
前記第２絶縁材上に第２導体回路を形成するとともに、前記開口部内に前記第１導体回路と前記第２導体回路とを接続するビア導体を形成する工程と、を有する、
ことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
【請求項７】
前記第２絶縁材上及び前記第２導体回路上に第２の絶縁性薄膜を形成する工程をさらに有する、
ことを特徴とする請求項６に記載の多層プリント配線板の製造方法。
【請求項８】
前記第１の絶縁性薄膜、及び、前記第２の絶縁性薄膜の厚みは、５ｎｍから１０００ｎｍである、
ことを特徴とする請求項７に記載の多層プリント配線板の製造方法。
【請求項９】
前記第１の絶縁性薄膜、及び、前記第２の絶縁性薄膜は、スパッタ法、真空蒸着法、又は、ＣＶＤ法により形成される、
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の多層プリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細な導体回路を形成するのに好適な多層プリント配線板、及び、多層プリント配線板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多層プリント配線板は、導体回路と層間絶縁層とが交互に積層されたものである。層間絶縁層に通孔部が設けられ、当該通孔部がめっきされたいわゆるビア導体によって、下層の導体回路と上層の導体回路とが、電気的に接続されている。
【０００３】
近年、多層プリント配線板は、電子工業の進歩に伴う電子機器の小型化あるいは信号伝送速度の高速化に応じて、高密度化及び高い信頼性のものが求められている。このような多層プリント配線板における配線の形成方法としては、例えば特許文献１に開示されているセミアディティブ法が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１７９３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている構成では、通孔部をめっきにより充填しようとすると、めっきレジストや導体回路を厚くする必要があるため、微細な導体パターンの形成が困難な場合があった。
【０００６】
また、導体配線間のピッチを縮小することにより、導体配線を形成する金属が層間絶縁層中に拡散する場合がある。この結果、絶縁性が低下することにより電極間が短絡するエレクトロケミカルマイグレーション（イオンマイグレーションともいう）が発生する可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、微細な導体回路を形成するのに好適な多層プリント配線板、及び、多層プリント配線板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る多層プリント配線板は、
第１絶縁材と、前記第１絶縁材上に形成されている第１導体回路と、前記第１絶縁材上及び前記第１導体回路上に形成されていて、前記第１導体回路に達する開口部を有する第２絶縁材と、前記第２絶縁材上に形成されている第２導体回路と、前記開口部に形成されていて前記第１導体回路と前記第２導体回路とを接続するビア導体とを有する多層プリント配線板であって、
前記第１導体回路の側面を含む表面の少なくとも一部には絶縁性薄膜が形成されており、前記ビア導体は前記開口部により露出される前記第１導体回路表面に直接接続されている、ことを特徴とする。
【０００９】
前記第１絶縁材及び前記第２絶縁材の表面には、前記絶縁性薄膜が形成されている、ことも可能である。
【００１０】
前記第１導体回路は、前記第１絶縁材上に形成されている無電解めっき膜と当該無電解めっき膜上に形成されている電解めっき膜とよりなり、前記ビア導体は前記開口部の内壁面及び前記開口部により露出される前記第１導体回路表面に形成されている無電解めっき膜と当該無電解めっき膜上に形成されている電解めっき膜とよりなる、ことも可能である。
【００１１】
前記絶縁性薄膜の厚みは５ｎｍから１０００ｎｍである、ことも可能である。
【００１２】
前記絶縁性薄膜は、窒化珪素（ＳｉＮ）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸窒化珪素（ＳｉＯＮ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、酸炭化珪素（ＳｉＯＣ）及び酸フッ化珪素（ＳｉＯＦ）の少なくともいずれか一種からなる、ことも可能である。
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る多層プリント配線板の製造方法は、
第１絶縁材上に第１導体回路を形成する工程と、
前記第１絶縁材上及び前記第１導体回路上に第１の絶縁性薄膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁性薄膜上に第２絶縁材を形成する工程と、
前記第２絶縁材に開口部を形成するとともに、前記開口部から露出する前記第１の絶縁性薄膜を除去する工程と、
前記第２絶縁材上に第２導体回路を形成するとともに、前記開口部内に前記第１導体回路と前記第２導体回路とを接続するビア導体を形成する工程と、を有する、ことを特徴とする。
【００１４】
前記第２絶縁材上及び前記第２導体回路上に第２の絶縁性薄膜を形成する工程をさらに有する、ことも可能である。
【００１５】
前記第１の絶縁性薄膜、及び、前記第２の絶縁性薄膜の厚みは、５ｎｍから１０００ｎｍである、ことも可能である。
【００１６】
前記第１の絶縁性薄膜、及び、前記第２の絶縁性薄膜は、スパッタ法、真空蒸着法、又は、ＣＶＤ法により形成される、ことも可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、微細な導体回路を有する多層プリント配線板を形成することができる。また、エレクトロケミカルマイグレーションを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る多層プリント配線板の断面を示す図である。
【図２Ａ】本発明に係る多層プリント配線板の製造工程の一部を示す断面図である。
【図２Ｂ】本発明に係る多層プリント配線板の製造工程の一部を示す断面図である。
【図２Ｃ】本発明に係る多層プリント配線板の製造工程の一部を示す断面図である。
【図２Ｄ】本発明に係る多層プリント配線板の製造工程の一部を示す断面図である。
【図２Ｅ】本発明に係る多層プリント配線板の製造工程の一部を示す断面図である。
【図２Ｆ】本発明に係る多層プリント配線板の製造工程の一部を示す断面図である。
【図２Ｇ】本発明に係る多層プリント配線板の製造工程の一部を示す断面図である。
【図２Ｈ】本発明に係る多層プリント配線板の製造工程の一部を示す断面図である。
【図２Ｉ】本発明に係る多層プリント配線板の製造工程の一部を示す断面図である。
【図２Ｊ】本発明に係る多層プリント配線板の製造工程の一部を示す断面図である。
【図２Ｋ】本発明に係る多層プリント配線板の製造工程の一部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下では、本発明の多層プリント配線板の実施形態の一つについて説明するが、当該実施形態は本発明の原理の理解を容易にするためのものであり、本発明の範囲は、下記の実施形態に限られるものではなく、当業者が以下の実施形態の構成を適宜置換した他の実施形態も、本発明の範囲に含まれる。
【００２０】
（多層プリント配線板）
まず、実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法により製造される多層プリント配線板について説明する。
【００２１】
多層プリント配線板１００は、図１に示すように、コア基板１１０と、第１の導体回路１２０と、第１の絶縁性薄膜１３０と、第１の層間絶縁層１４０と、給電層１５０と、第１の導体回路１２０と第２の導体回路１７０とを電気的に接続するビア導体１６０と、第２の導体回路１７０と、第２の絶縁性薄膜１８０と、ソルダーレジスト層（第２の層間絶縁層）１９０と、半田接続層２００と、半田バンプ２１０等と、を有する。
【００２２】
コア基板１１０は、多層プリント配線板１００において、導電層（例えば、第１の導体回路１２０、第２の導体回路１７０）及び絶縁層（例えば、第１の層間絶縁層１４０、第２の層間絶縁層１９０）を形成させるためのベースとなる基板であり、心材としての役割を担う基板である。
コア基板１１０は、絶縁基板と、当該絶縁基板の片面又は両主面に形成された導体回路とから構成されている。絶縁基板は、ガラス布等の基材にエポキシ樹脂等を含浸させてなる絶縁性の板材であり、その厚さは６０μｍ〜６００μｍである。
【００２３】
なお、コア基板１１０の両主面に絶縁基板等が形成される場合、コア基板１１０は、多層プリント配線板１００の高さ（厚さ）方向の略中心部に位置するのが一般的である。
ただし、コア基板１１０の両主面において、積層する層が異なるようにして多層プリント配線板１００を構成することも可能である。
【００２４】
なお、第１の導体回路１２０をコア基板１１０の両主面に形成し、スルーホール導体を介して電気的に接続させることもできる。なお、図１においては、スルーホール導体は省略している。
【００２５】
第１の絶縁性薄膜１３０は、コア基板１１０の表面及び第１の導体回路１２０を覆うように形成される。第２の絶縁性薄膜１８０は、第２の導体回路１７０及び第１の層間絶縁層１４０を覆うように形成される。絶縁性薄膜１３０、１８０は、例えば、窒化珪素（ＳｉＮ）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸窒化珪素（ＳｉＯＮ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、酸炭化珪素（ＳｉＯＣ）、及び／又は、酸フッ化珪素（ＳｉＯＦ）からなる。
【００２６】
絶縁性薄膜１３０、１８０の厚さは、５ｎｍ〜１０００ｎｍとすることが好ましく、より好ましくは２０ｎｍ〜３００ｎｍ、さらに好ましくは２０ｎｍ〜１００ｎｍである。
【００２７】
第１の絶縁性薄膜１３０等は、銅等から構成される第１の導体回路１２０等の金属が第１の層間絶縁層１４０等の中に拡散することを防止する。この結果、絶縁層の絶縁性が低下することを防止し、第１の導体回路１２０等が短絡するエレクトロケミカルマイグレーションの発生を抑制することができる。
また、第１の層間絶縁層１４０等の絶縁性を考慮しなくても良いため、絶縁層を薄くすることができる。
さらに、第１の層間絶縁層１４０等を薄くすることにより、ビア導体１６０にかかる応力を低減することができる。
【００２８】
また、第１の層間絶縁層１４０の厚みを薄くしたとしても、その表面が絶縁性薄膜により覆われていることで、例えば、半導体素子の発熱により層間絶縁層が熱膨張しようとしても、そうした層間絶縁層の熱膨張が絶縁性薄膜により抑制される。ひいては、多層プリント配線板の反りを抑制することができる。
【００２９】
第１の層間絶縁層１４０及び第２の層間絶縁層１９０は、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂を含む樹脂材料で構成される。樹脂材料として、熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ樹脂、イミド樹脂、ＢＴ（Bismaleimide Triazine）樹脂）、熱可塑性樹脂（例えば、フッ素系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリスルフォン）、また、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との複合体を用いることができる。第１の層間絶縁層１４０等の厚さは、１００μｍ以下である。
【００３０】
なお、第２の層間絶縁層１９０は、ソルダーレジスト層としても機能することができる。ソルダーレジスト層（第２の層間絶縁層）１９０は、例えば、液状又はドライフィルム状の感光性レジストから構成される。以下、第２の層間絶縁層１９０を穿設した通孔部（開口部）に半田接続層２００及び半田バンプ２１０を設ける場合、第２の層間絶縁層１９０をソルダーレジスト層１９０という。
【００３１】
給電層１５０は、例えば、銅、チタン、窒化チタン、クロムのいずれかを含有する。この給電層１５０の形成方法は特に限定されず、無電解めっき、スパッタ法等が挙げられる。
【００３２】
ビア導体１６０は、第１の層間絶縁層１４０を貫通する開口部内に銅めっきを充填することにより形成される。このビア導体１６０により、第１の導体回路１２０と第２の導体回路１７０とが電気的に接続されている。
また、ビア導体１６０と第１の導体回路１２０との間には、第１の絶縁性薄膜１３０は存在しない。すなわち、ビア導体１６０を形成する給電層１５０と、第１の導体回路１２０とが直接接続されている。これにより、ビア導体１６０と第１の導体回路１２０との間の電気抵抗の増加が効果的に抑制される。
【００３３】
ソルダーレジスト層１９０には、第２の導体回路１７０に到達する開口部が設けられている。そして、第２の導体回路１７０のうち、開口部から露出される露出面上には、半田付け性を向上させるための半田接続層２００が形成されている。さらに、半田接続層２００上には、半田バンプ２１０が形成される。
【００３４】
多層プリント配線板１００上には、半田バンプ２１０を介して、ＩＣ（Integrated Circuit）チップ等の半導体素子が搭載されている。
【００３５】
（多層プリント配線板の製造方法）
次に、上述した実施形態に係る多層プリント配線板１００の製造方法について説明する。
【００３６】
まず、図２Ａに示すように、コア基板１１０の表面に回路パターン（コアパターン）を形成した第１の導体回路１２０を形成する。
第１の導体回路１２０の形成は、銅張積層板をエッチングして行うか、あるいは、ガラスエポキシ基板、ポリイミド基板、セラミック基板、金属基板等の基板に無電解めっき用の溶接剤層を形成し、当該溶接剤層の表面を粗化して粗面化とし、無電解めっきを施す方法、セミアディティブ法等、により形成される。
【００３７】
なお、コア基板１１０に、ドリル等を用いた既知の穴あけ工法によって貫通孔を形成し、無電解銅めっき処理及び電解銅めっき処理を施すことにより、いわゆるスルーホールを形成することもできる。当該スルーホールを介して表面と裏面との導電層を電気的に接続することができる。また、スルーホール及びコア基板１１０の導体回路間には樹脂が充填されて、平滑性を確保してもよい。
【００３８】
次に、図２Ｂに示すように、コア基板１１０の表面及び第１の導体回路１２０を覆うように、例えば、スパッタ法、真空蒸着法、又は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により、第１の絶縁性薄膜１３０を形成する。
【００３９】
例えば、スパッタリング装置（ＣＦＳ−１２Ｐ−１００型；芝浦メカトロニクス製）を用いて、スパッタ圧力０．３Ｐａ〜０．９Ｐａ、スパッタ電源１ｋＷ〜２ｋＷ、アルゴン流量２０ｓｃｃｍ〜８０ｓｃｃｍの条件の下、第１の絶縁性薄膜１３０等が形成される。
【００４０】
第１の導体回路１２０を第１の絶縁性薄膜１３０で覆うことにより、第１の導体回路１２０を形成する銅等の金属が第１の層間絶縁層１４０に拡散することや、金属が酸化することを防止できる。
【００４１】
次に、図２Ｃに示すように、第１の絶縁性薄膜１３０の上に、第１の層間絶縁層１４０を形成する。
【００４２】
例えば、真空度３０Ｐａ〜９０  Ｐａ、圧力０．２ＭＰａ〜０．６ＭＰａ、温度４０度〜１２０度、時間３０秒〜９０秒の条件の下、絶縁性薄膜が形成された基板上に樹脂絶縁層形成用フィルムＡＢＦ（Ajinomoto Build-up Film）（味の素製）を積層し、その後、約１７０度で３０分間熱硬化することにより、第１の層間絶縁層１４０等が形成される。
【００４３】
次に、図２Ｄに示すように、炭酸ガス（ＣＯ２）レーザ、ＵＶ−ＹＡＧ（UltraViolet - Yttrium Aluminum Garnet）レーザ等により、第１の層間絶縁層１４０等にビアホール１４１を形成する。ビアホール１４１は、直径１０μｍ〜１５０μｍの通孔部（開口部）である。
【００４４】
そして、レーザ処理により、第１の層間絶縁層１４０を貫通するビアホール１４１を形成する開口部を形成する。次いで、この開口部から露出する第１の絶縁性薄膜１３０を、例えば反応性イオンエッチングにより除去する。その結果、第１の導体回路１２０の一部が開口部から露出される。
【００４５】
続いて、ビアホール１４１の底部に残留するスミア等を除去する処理（デスミア処理）をするのが好ましい。
【００４６】
次に、図２Ｅに示すように、第１の導体回路１２０、第１の層間絶縁層１４０、及び、ビアホール１４１の表面に給電層１５０を形成する。給電層１５０は銅等からなる金属導体であるため、第１の導体回路１２０と後述する工程で作成されるビア導体１６０とが電気的に接続される。
【００４７】
次に、図２Ｆに示すように、給電層１５０上にめっきレジスト１５１を形成する。
【００４８】
次に、図２Ｇに示すように、めっきレジスト１５１の非形成部に電解めっきを施し、ビア導体１６０及び第２の導体回路１７０を形成する。
【００４９】
次に、図２Ｈに示すように、めっきレジスト１５１を除去する。そして、図２Ｉに示すように、硫酸、過酸化水素、過硫酸ナトリウム等を含有するエッチング液でめっきレジスト１５１下の給電層１５０を溶解除去し、独立したビア導体１６０及び第２の導体回路１７０を形成する。
なお、ビア導体１６０及び第２の導体回路１７０の表面を粗化する処理を適宜行う。
【００５０】
次に、図２Ｊに示すように、第１の層間絶縁層１４０、ビア導体１６０及び第２の導体回路１７０を覆うように、第２の絶縁性薄膜１８０を形成する。
【００５１】
次に、図２Ｋに示すように、第２の絶縁性薄膜１８０の表面に、第２の層間絶縁層１９０を形成する。
【００５２】
なお、以上の工程をさらに繰り返してもよい。
【００５３】
最後に、ソルダーレジスト層（第２の層間絶縁層）１９０を形成し、当該ソルダーレジスト層１９０を穿設した通孔部（開口部）に半田接続層２００及び半田バンプ２１０を設けることにより、図１に示すような多層プリント配線板１００を形成する。このようにして形成された多層プリント配線板１００には、半田バンプ２１０を介して、ＩＣチップ等の電子部品が実装される。
【００５４】
なお、各工程において、必要に応じて一般的な粗化処理を施すこともできる。
【００５５】
以上説明したように、窒化珪素等を含む絶縁性薄膜が導体層を覆うため、銅等の金属が層間絶縁層に拡散することを抑制できる。また、絶縁性薄膜により絶縁性が確保されるため、層間絶縁層を薄くすることができる。さらに、ビア導体と第１の導体回路との間には、絶縁性薄膜が存在しておらず、ビア導体と第１の導体回路とが直接接続されている。これにより、ビア導体と第１の導体回路との間の電気抵抗の増加を抑制することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１００  多層プリント配線板
１１０  コア基板
１２０  第１の導体回路
１３０  第１の絶縁性薄膜
１４０  第１の層間絶縁層
１４１  ビアホール
１５０  給電層
１５１  めっきレジスト
１６０  ビア導体
１７０  第２の導体回路
１８０  第２の絶縁性薄膜
１９０  ソルダーレジスト層（第２の層間絶縁層）
２００  半田接続層
２１０  半田バンプ
【図１】
2010087508.tif 000003
【図２Ａ】
2010087508.tif 000004
【図２Ｂ】
2010087508.tif 000005
【図２Ｃ】
2010087508.tif 000006
【図２Ｄ】
2010087508.tif 000007
【図２Ｅ】
2010087508.tif 000008
【図２Ｆ】
2010087508.tif 000009
【図２Ｇ】
2010087508.tif 000010
【図２Ｈ】
2010087508.tif 000011
【図２Ｉ】
2010087508.tif 000012
【図２Ｊ】
2010087508.tif 000013
【図２Ｋ】
2010087508.tif 000014