(57)【要約】【課題】プリント配線基板の小径化、薄型化、高アスペクト比化に対応し、貫通孔内のめっき埋め込み性に優れ、長期接続信頼性に優れたプリント配線基板用の積層板とその製造方法および半導体装置を提供すること。【解決手段】無機繊維基材を含む第一絶縁層２１と、第一絶縁層２１の一方の面側に第二絶縁層２２と、第一絶縁層２１の他方の面側には第三絶縁層２３と第一金属層１２がこの順に積層されたプリント配線基板用の積層板１０であって、第二絶縁層２２の面側からレーザを照射することにより積層板１０に貫通孔４１が形成され、貫通孔４１は、第二絶縁層表面から、第三絶縁層と第一金属層との界面にいたる所定の深さ位置において最小径を有するとともに、貫通孔４１は、第二絶縁層表面から所定の深さ位置に向かって縮径し、所定の深さ位置から第三絶縁層２３と第一金属層１２との界面に向かって拡径している積層板である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機繊維基材を含む第一絶縁層と、前記第一絶縁層の一方の面側に第二絶縁層と、前記第一絶縁層の他方の面側には第三絶縁層と第一金属層がこの順に積層されたプリント配線基板用の積層板であって、
前記第二絶縁層の面側からレーザを照射することにより前記積層板に貫通孔が形成され、
前記貫通孔は、前記第二絶縁層表面から、前記第三絶縁層と前記第一金属層との界面にいたる所定の深さ位置において最小径を有するとともに、前記貫通孔は、前記第二絶縁層表面から前記所定の深さ位置に向かって縮径し、前記所定の深さ位置から前記第三絶縁層と前記第一金属層との界面に向かって拡径していることを特徴とする積層板。
【請求項２】
前記第二絶縁層表面に設けられた貫通孔の径を（ｄ２）として、前記所定の深さ位置に設けられた貫通孔の前記最小径を（ｄ１）としたとき、（ｄ１）／（ｄ２）が０．５〜０．９である請求項１に記載の積層板。
【請求項３】
前記所定の深さ位置に設けられた貫通孔の前記最小径を（ｄ１）としたとき、前記（ｄ１）は、前記第一絶縁層と前記第三絶縁層との界面に設けられている請求項１または２に記載の積層板。
【請求項４】
前記第二絶縁層表面に設けられた貫通孔の径を（ｄ２）、前記第三絶縁層と前記第一金属層との界面に設けられた貫通孔の径を（ｄ３）としたとき、（ｄ２）＞（ｄ３）である請求項１なし３のいずれかに記載の積層板。
【請求項５】
前記第一絶縁層は、無機繊維基材に絶縁性の樹脂を含浸させて得られたものであり、
前記第二および第三絶縁層の少なくとも一方は、無機繊維基材を含まない請求項１ないし４のいずれかに記載の積層板。
【請求項６】
前記第二および第三絶縁層の少なくとも一方は、無機充填材を含む請求項１ないし５のいずれかに記載の積層板。
【請求項７】
前記第一金属層に設けられた貫通孔の径を（ｄ４）としたとき、（ｄ４）＜（ｄ３）である請求項４ないし６のいずれかに記載の積層板。
【請求項８】
前記第三絶縁層の厚さを（ｔ３）として、前記第一絶縁層の厚さを（ｔ１）としたとき、（ｔ３）／（ｔ１）が、０．１〜１である請求項１ないし７のいずれかに記載の積層板。
【請求項９】
前記第一、第二、および第三絶縁層の厚さをそれぞれ（ｔ１）、（ｔ２）および（ｔ３）としたとき、（ｔ１）＋（ｔ２）＋（ｔ３）が２００μｍ以下であり、前記第二絶縁層表面に設けられた貫通孔の径（ｄ２）が１００μｍ以下であり、（（ｔ１）＋（ｔ２）＋（ｔ３））／（ｄ２）が２以上である請求項１ないし８のいずれかに記載の積層板。
【請求項１０】
無機繊維基材を含む第一絶縁層と、前記第一絶縁層の一方の面側に第二絶縁層と、前記第一絶縁層の他方の面側には第三絶縁層と第一金属層がこの順に積層されたプリント配線基板用の積層板の製造方法であって、
前記第三絶縁層よりレーザ耐性の大きな前記第一金属層を備え、
前記第二絶縁層と、前記第一絶縁層と、前記第三絶縁層とをこの順にレーザ孔あけ加工を行なって前記第一金属層に到達する孔を形成する工程と、
前記第一金属層を孔あけ加工のストッパーとしてさらにレーザ照射を続ける工程と、
前記第一金属層に孔あけ加工し、貫通孔を形成する工程とを含み、
前記貫通孔は、前記第二絶縁層表面から、前記第三絶縁層と前記第一金属層との界面にいたる所定の深さ位置において最小径を有するとともに、前記貫通孔は、前記第二絶縁層表面から前記所定の深さ位置に向かって縮径し、前記所定の深さ位置から前記第三絶縁層と前記第一金属層との界面に向かって拡径していることを特徴とする積層板の製造方法。
【請求項１１】
前記所定の深さ位置に設けられた貫通孔の前記最小径を（ｄ１）としたとき、前記（ｄ１）は、前記第一絶縁層と前記第三絶縁層との界面に設けられる請求項１０に記載の積層板の製造方法。
【請求項１２】
前記貫通孔を、電気めっきによって埋め込む工程を含む請求項１０または１１に記載の積層板の製造方法。
【請求項１３】
請求項１ないし９のいずれかに記載の積層板に回路加工してなるプリント配線基板。
【請求項１４】
請求項１３に記載のプリント配線基板に半導体素子を搭載してなる半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層板、積層板の製造方法、プリント配線基板および半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、パソコン、ビデオ、ゲーム機等の電子機器は、使用部品の高密度化、薄型化および小型化が進み、それらを実装しているプリント配線基板等についても、配線の高密度化が求められている。また、上記のプリント配線基板は、一般には、積層板にブラインドビアホールやスルーホール等の微小貫通孔を設け、この微小貫通孔中に析出させた金属によって各層間の配線の電気的接続が行われている。
【０００３】
ところが、配線の高密度化に伴い、両面もしくは多層プリント配線基板の層間接続に使用されているスルーホールおよびブライントビアホールもまた、より小径化および高アスペクト化が求められるようになってきた（例えば特許文献１）。
【０００４】
上述のブラインドビアホールやスルーホールにめっきを施すことにより電気的導通がはかられるが、近年、ブラインドビアホールやスルホールをめっきにより充填することが要求されている。しかしながら、プリント配線基板の小径化、薄型化および高アスペクト化のためめっきにより埋め込みされたブラインドビアホールやスルホール内に均一にめっきが形成されないでめっき内に気泡などが取り込まれることがあり長期接続信頼性が十分ではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−００４８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、プリント配線基板の小径化、薄型化あるいは高アスペクト化に対応した積層板および積層板の製造方法であり、貫通孔内のめっき埋め込み性に優れ長期接続信頼性に優れたプリント配線基板および半導体装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による積層板は、無機繊維基材を含む第一絶縁層と、前記第一絶縁層の一方の面側に第二絶縁層と、前記第一絶縁層の他方の面側には第三絶縁層と第一金属層がこの順に積層されたプリント配線基板用の積層板であって、
前記第二絶縁層の面側からレーザを照射することにより前記積層板に貫通孔が形成され、
前記貫通孔は、前記第二絶縁層表面から、前記第三絶縁層と前記第一金属層との界面にいたる所定の深さ位置において最小径を有するとともに、前記貫通孔は、前記第二絶縁層表面から前記所定の深さ位置に向かって縮径し、前記所定の深さ位置から前記第三絶縁層と前記第一金属層との界面に向かって拡径している。
【０００８】
この積層板によれば、貫通孔は、第二絶縁層表面から、第三絶縁層と第一金属層との界面にいたる所定の深さ位置において最小径を有するとともに、貫通孔は、第二絶縁層表面から所定の深さ位置に向かって縮径し、所定の深さ位置から第三絶縁層と第一金属層との界面に向かって拡径している。これにより、積層板の貫通孔内に穴径が細くなり、括れた形状を有するので、この貫通孔内にめっきを形成させるとき、まず、括れた部分で貫通孔壁面から成長しためっき同士の接触が始まり埋め込みが開始される。引き続き、めっきを続けることによりそれぞれの面側の表面に向かってめっきが成長していく。めっきが成長していく方向に対しては貫通孔が拡径しているため、成長途中に気泡を抱き込むことなく埋め込み性に優れたプリント配線基板を提供できる積層板とすることができる。
【０００９】
また、第二絶縁層表面に設けられた貫通孔の径（ｄ２）と、所定の深さに設けられた貫通孔の最小径（ｄ１）との比（ｄ１）／（ｄ２）が０．５〜０．９であってもよい。また、前記第二絶縁層表面の径（ｄ２）と、前記第三絶縁層と前記第一金属層との界面の径（ｄ３）が、（ｄ２）＞（ｄ３）であってもよい。また、前記第一金属層に設けられた貫通孔の径を（ｄ４）としたとき、（ｄ４）＜（ｄ３）であってもよい。
【００１０】
前記第二または第三絶縁層は、無機充填材を含んでいてもよい。また、前記第三絶縁層の厚さを（ｔ３）、前記第一絶縁層の厚さを（ｔ１）としたとき、（ｔ３）／（ｔ１）が、０．１〜１であってもよい。
【００１１】
また、前記第一絶縁層は、無機繊維基材に絶縁性の樹脂を含浸させて得られたものであり、前記第二または第三絶縁層は、無機繊維基材を含まない構成であってもよい。これにより、レーザによる加工で無機繊維基材を含まない第二または第三絶縁層の加工速度が無機繊維基材を含む第一絶縁層より速くなり第二または第三絶縁層が拡径するように加工することができる。
【００１２】
本発明による積層板の製造方法は、無機繊維基材を含む第一絶縁層と、前記第一絶縁層の一方の面側に第二絶縁層と、前記第一絶縁層の他方の面側には第三絶縁層と第一金属層がこの順に積層されたプリント配線基板用の積層板の製造方法であって、
前記第三絶縁層よりレーザ耐性の大きな前記第一金属層を備え、
前記第二絶縁層と、前記第一絶縁層と、前記第三絶縁層とをこの順にレーザ孔あけ加工を行なって前記第一金属層に到達する孔を形成する工程と、
前記第一金属層を孔あけ加工のストッパーとしてさらにレーザ照射を続ける工程と、
前記第一金属層に孔あけ加工し、貫通孔を形成する工程とを含み、
前記貫通孔は、前記第二絶縁層表面から、前記第三絶縁層と前記第一金属層との界面にいたる所定の深さ位置において最小径を有するとともに、前記貫通孔は、前記第二絶縁層表面から前記所定の深さ位置に向かって縮径し、前記所定の深さ位置から前記第三絶縁層と前記第一金属層との界面に向かって拡径している。
【００１３】
第一絶縁層側からレーザを照射したとき、第三絶縁層を通過したレーザは最外層に形成されている第三絶縁層よりレーザ耐性のある第一金属層に達し、第一金属層を加工している間、第一金属層がストッパーとしてさらにレーザ照射を続けることになる。そのため、第三絶縁層にレーザのエネルギーが滞留することになり、そのエネルギーにより第三絶縁層が加工される時間が長くなり貫通孔の径が拡径する。
【００１４】
さらに、上記の積層板に回路加工してプリント配線基板を提供することができる。
【００１５】
さらに、上記のプリント配線基板に半導体素子を搭載してなる半導体装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、プリント配線基板の小径化、薄型化あるいは高アスペクト化に対応した積層板および積層板の製造方法であり、貫通孔内のめっき埋め込み性に優れ長期接続信頼性に優れたプリント配線基板および半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態を示す積層板の断面図である。
【図２】本発明の好適な実施形態を示す積層板を製造する工程断面図である。
【図３】本発明の好適な実施形態を示す積層板を製造する工程断面図である。
【図４】従来例を示すめっき埋め込みの工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明による積層板、積層板の製造方法、プリント配線基板および半導体装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１９】
はじめに、図１を参照して、本実施形態の積層板１０の概要について説明する。
本実施形態の積層板１０は、無機繊維基材を含む第一絶縁層２１と、第一絶縁層２１の一方の面側に第二絶縁層２２と、第一絶縁層２１の他方の面側には第三絶縁層２３と第一金属層１２がこの順に積層された積層板１０である。図１では、第二絶縁層２２面側にも第二金属層１１が積層された積層板１０を実施形態として説明してる。
この積層板１０の第二絶縁層２２の面側からレーザを照射することにより積層板１０に貫通孔４１を形成する。貫通孔４１は、第二絶縁層２２表面から、第三絶縁層２３と第一金属層１２との界面にいたる所定の深さ位置において最小径（ｄ１）を有する。
貫通孔４１は、第二絶縁層２２表面から所定の深さ位置に向かって縮径し、所定の深さ位置から第三絶縁層２３と第一金属層１２との界面に向かって拡径している。
【００２０】
次に、第二絶縁層２２表面に設けられた貫通孔４１の径を（ｄ２）としたとき、最小径（ｄ１）と（ｄ２）との比（ｄ１）／（ｄ２）は、０．５〜０．９の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは０．５〜０．８である。第二絶縁層２２表面に設けられた貫通孔４１の径（ｄ２）と、最小径（ｄ１）との比がこの範囲にあることで、めっき埋め込み工程における貫通孔４１のめっき埋め込み性が優れる。（ｄ１）／（ｄ２）が０．５よりも小さくなると、埋め込みめっきの早い段階から最小径（ｄ１）のところで成長しためっきが接触する。その後、めっきが成長して埋め込みを開始するが、拡径部については側壁面からめっきが成長していくがめっきに時間がかかるため、貫通孔４１内に不均一な部分があった場合、めっきの成長に差が生じ気泡を抱き込みやすくなる。また、（ｄ１）／（ｄ２）が０．９よりも大きくなると、最小径（ｄ１）のところで、めっきが成長する間に、他の領域においてもめっきが成長しており、埋め込む距離が長くなるため成長途中で気泡を巻き込みやすくなる。
第一金属層１２に設けられた貫通孔４１の径を（ｄ４）、第三絶縁層２３と第一金属層１２との界面に設けられた貫通孔４１の径を（ｄ３）としたとき、（ｄ４）＜（ｄ３）であることが好ましい。第一金属層は１２は、レーザ加工時には、第三絶縁層２３よりもレーザ耐性がありレーザによる孔あけ加工時のストッパーとして機能すればよく、第一金属層１２に設けられた貫通孔４１の径（ｄ４）は、レーザが第一金属層１２を貫通していればよい。少しでも第一金属層１２を貫通していれば、めっき工程で第一または第二金属層１２、１１の酸化皮膜等を除去するために行なうエッチング処理によって、第三絶縁層２３から貫通孔４１内に向かって軒のように張りだしている第一金属層１２はエッチング除去され、第三絶縁層２３と第一金属層１２との界面に設けられている貫通孔４１の径（ｄ３）と略同径となる。
【００２１】
また、所定の深さ位置に設けられた貫通孔４１の最小径（ｄ１）は、第一絶縁層２１と第三絶縁層２３との界面に設けられることが好ましい。最小径（ｄ１）が、第一絶縁層２１と第三絶縁層２３との界面に設けられることにより、貫通孔４１をめっきで埋め込むとき、成長を開始しためっきが最小径（ｄ１）部で接触し、第二絶縁層２２側と第三絶縁層２３側へと貫通孔４１が拡径する方向へとめっきが成長するので成長途上で気泡を抱き込むことなく貫通孔４１をめっきで穴埋めすることが可能となる。
【００２２】
次に、第三絶縁層２３の厚さを（ｔ３）、第一絶縁層２１の厚さを（ｔ１）としたとき、（ｔ３）／（ｔ１）が、０．１〜１であってもよい。これにより、最小径（ｄ１）を形成する位置を埋め込みめっきを行うのに適した位置に形成することが可能となる。
【００２３】
第一、第二、および第三絶縁層２１、２２、２３の厚さをそれぞれ（ｔ１）、（ｔ２）および（ｔ３）としたとき、（ｔ１）＋（ｔ２）＋（ｔ３）が２００μｍ以下であり、第二絶縁層２２表面に設けられた貫通孔４１の径（ｄ２）が１００μｍ以下であり、（（ｔ１）＋（ｔ２）＋（ｔ３））／（ｄ２）が０．６以上であっても適用でき、また、２以上であっても適用可能である。アスペクト比が大きくとも、例えば、絶縁層の合計の厚さが１．６ｍｍ、貫通孔４１の径が０．４ｍｍとしたとき、アスペクト比は４となるが、孔径が０．４ｍｍと大きく、貫通孔４１壁面に析出させるめっきの膜厚は一般的には２０〜５０μｍであるため、従来は、貫通孔４１をめっきで埋め込むことはしないで、貫通孔４１壁面にめっきを析出させそれぞれの面側に形成されている金属層と電気的導通をとる方法がとられている。そのため、アスペクト比が大きくともめっき付き性で問題となることは少ない。それに対して、例えば、孔径が５０μｍ以下、絶縁層の厚さが１００μｍ以下となると、ドリルにより孔加工は難しく、通常はレーザ加工にて孔加工を行なう。レーザ加工で行なう場合その加工の性質上レーザ照射面からレーザが抜けていく方向に孔径が縮径する傾向になる。一方の面から他方の面へ孔径が縮径している場合、穴埋めスルホールめっきをおこなうとき、成長を開始しためっきが初めに他方の面側の金属層の領域で合流し、その後、拡径する方向へとめっきが成長していく。このとき、一方の面側までめっきが成長する距離が長いため、成長途上で気泡を巻き込みやすくなる。これは、埋め込みまでのめっき時間が長いため、貫通孔４１周縁部分への電流集中によるめっきの析出が過剰になり、気泡を抱き込みやすくなると考えられる。それに対して、本発明では、絶縁層の貫通孔４１内に穴径が細くなり、括れた形状を有するので、この貫通孔４１内にめっきを形成させるとき、まず、貫通孔４１内壁面にめっきが成長を始め、次に、括れた部分でスルホール壁面から成長しためっき同士が接触し貫通孔４１内へのめっき埋め込みが始まる。そして、めっきを続けることによりそれぞれの面側の表面に向かってめっきが成長していくが、めっきが成長していく方向に対しては貫通孔４１が拡径しているため気泡などを巻き込むことなく貫通孔４１をめっきで埋め込むことができ、信頼性に優れたプリント配線基板とすることができる。
【００２４】
次に、積層板の製造方法について説明する。
【００２５】
まず、無機繊維基材を含む第一絶縁層２１と、第一絶縁層２１の一方の面側に第二絶縁層２２と第二金属層１１とがこの順に積層され、第一絶縁層２１の他方の面側には第三絶縁層２３と第一金属層１２とがこの順に積層された積層板１０を用意する（図２（ａ））。積層板の厚さは、特に限定はされないが、２０μｍ〜２００μｍが好ましく、より好ましくは３０μｍ〜１００μｍである。
【００２６】
積層板１０には、第二絶縁層２２面側から、レーザを照射することにより貫通孔４１を形成する（図２（ｃ））。加工する穴径は１００μｍ以下が好ましく、より好ましくは５０μｍ以下である。レーザをとしては、例えば、ＣＯ２レーザ加工機、ＵＶレーザ加工機、エキシマレーザ加工機などがあり、好ましくは、ＣＯ２レーザ加工機である。ＣＯ２レーザ加工機が本特許において、より好ましい理由としては、無機基材の加工が比較的容易な発振波長領域である点が挙げられる。さらに、金属層加工に時間を要する発振波長領域であるため、貫通孔４１形成まで加工時間がかかり第三絶縁層２３にレーザエネルギーがより長く滞留することにより第三絶縁層２３が第一金属層１２に向かって拡径する形状とすることができる。レーザの加工条件としては、好ましくはパルス幅１〜１００μｍ、基準エネルギー０．５〜９．０ｍＪであり、より好ましくはパルス幅１〜２０μｍ、基準エネルギー１．０〜３．０ｍＪである。ショット数は基材の厚みに合わせ適宜決定すればよい。レーザの入射面である、第二絶縁層２２表面には第二金属層１１として厚さが２μｍの銅箔が積層されている。加工は、コンフォーマル法で行なうため第二金属層１１には加工しようとする穴径に合わせて第二金属層１１がエッチング除去されている（図２（ｂ））。第二絶縁層２２に設けられた穴は入射部に位置するため最大径を形成しやすい。第二絶縁層２２を分解しながら第一絶縁層２１に達っする。第一絶縁層２１は無機繊維基材を含むため第二絶縁層２２にくらべてレーザによる分解速度が低下する。さらに、レーザ加工が進み貫通孔４１が縮径されながら第三絶縁層２３に向かう。レーザが進行し再度、無機繊維基材を含まない第三絶縁層２３に達する。第三絶縁層２３に達したレーザは第三絶縁層よりもレーザ耐性のある第二金属層１２に到達する。第一金属層１２を孔あけ加工のストッパーとしてさらにレーザ照射を続けると、レーザのエネルギーが第三絶縁層２３に滞留するためこれまで縮径を続けてきた貫通孔４１は第一金属層１２に向かって拡径していく。次に、レーザが、第一金属層１２を貫通し貫通孔４１を形成することにより孔あけ加工は終了する（図２（ｃ））。最小径（ｄ１）は、レーザによる加工性が変わる第一絶縁層２１と第三絶縁層２３との界面で形成されやすくなる。
【００２７】
ここで形成された、第三絶縁層２３と第一金属層１２との界面に設けられた貫通孔４１の径（ｄ３）は、第二絶縁層２２表面に設けられた貫通孔４１の径（ｄ２）とくらべると、（ｄ２）＞（ｄ３）となっていてもよい。第一金属層１２を貫いてレーザ加工は終了するので、第一金属層１２に形成される貫通孔４１の径（ｄ４）は、第三絶縁層２３と第一金属層１２との界面に設けられた貫通孔４１の径（ｄ３）にくらべて小さい孔径となる。このようにして、この積層板１０の第二絶縁層２２の面側からレーザを照射することにより積層板１０に貫通孔４１を形成する方法において、貫通孔４１は、第二絶縁層２２表面から、第三絶縁層２３と第一金属層１２との界面にいたる所定の深さ位置において最小径（ｄ１）を有し、貫通孔４１は、第二絶縁層２２表面から所定の深さ位置に向かって縮径し、所定の深さ位置から第三絶縁層２３と第一金属層１２との界面に向かって拡径する積層板１０を提供できる。
【００２８】
図３に示すように、積層板の貫通孔４１内に孔径が細くなり、括れた形状を有するので（図３（ａ））、この貫通孔４１内にめっきを形成させるとき、まず、貫通孔４１内壁面にめっきが成長を始める（図３（ｂ））、次に、括れた部分でスルホール壁面から成長しためっき同士が接触しめっきの埋め込みが始まる（図３（ｃ））。めっきを続けることによりそれぞれの面側の表面に向かってめっきが成長していく。めっきが成長していく方向に対しては貫通孔４１が拡径しているため気泡を抱き込むことなくめっきで埋め込まれた貫通孔４１が形成される。埋め込みめっき中に気泡を含まないため、プリント配線基板としたとき接続信頼性に優れた積層板を提供することができる。
また、第三絶縁層２３と第一金属層１２との界面の径（ｄ３）は、第一金属層１２の厚みによって調整することができる。これは、第一金属層１２が厚いほどレーザが貫通するまでの時間が長くなることにより、エネルギー蓄積量が多くなるため径（ｄ３）を大きくすることが可能となる。さらに、絶縁層の種類によっても、第三絶縁層２３と第一金属層１２との界面の径（ｄ３）は調整することができる。レーザーで分解されやすい材料、例えば、無機繊維基材を含まず、無機材料充填率が７０％以下の絶縁材料であれば、第三絶縁層２３と第一金属層１２との界面の径（ｄ３）は大きくなる。そのため、絶縁層の厚さが厚く、孔径が小さい、すなわち、アスペクト比が大きい貫通孔４１に対して好適である。
【００２９】
次に、本発明の効果を明らかにするために通常行なわれている方法について説明する。
通常、図４に示すように、積層板３０は、単層絶縁層２０と、単層絶縁層２０の一方の面側に第二金属層１１が、他方の面側には第二金属層１２が積層されている。コンフォーマル法で行なう準備に関しては、本実施形態と同様である。一方の面側の第二金属層１１に対してレーザ加工を行なう。単層絶縁層２０に設けられた孔は入射部に位置するため最大径を形成する。単層絶縁層であるから加工途中でのレーザ加工性は変わることなく単層絶縁層２０を貫通する。レーザ加工が進んでも加工がしやすい絶縁層がないので単層絶縁層２０は拡径することなく加工され、一方の面側の第二金属層１１から他方の面側の第一金属層１２に向かって縮径する貫通孔４０が形成される。これによって、単層絶縁層の一方の面側から他方の面側にいたる深さ位置において最小径を形成することなく貫通孔４０となる。
単層絶縁層の一方の面側の第二金属層１１から他方の面側の第一金属層１２に向かって一方的に縮径する貫通孔４０であるため、穴埋めスルホールめっきをおこなうと、成長を開始しためっきは、最小径を形成している単層絶縁層の他方の面側の第一金属層１２との界面付近でめっきが接触する（図４（ｂ））。次に、拡径する方向へとめっきが成長していく（図４（ｃ））。このとき、一方の面側までめっきが成長する距離が長いため、成長途上で気泡４３を巻き込みやすくなる。これは、埋め込みまでのめっき時間が長いため、貫通孔４０周縁部分への電流集中によるめっきの過剰析出が発生し、気泡を抱き込みやすくなる。
【００３０】
次に、本実施形態の積層板１０の各構成要素について詳細に説明する。
【００３１】
第一絶縁層２１は、無機繊維基材を含んでいる。無機繊維基材としては、例えばガラス繊布、ガラス不繊布等のガラス繊維基材、あるいはガラス以外の無機化合物を成分とする繊布又は不繊布等の無機繊維基材があげられる。これらのなかでも、プリント配線基板としたときの剛性の面からガラス織布繊維基材が好ましい。
第一絶縁層２１の樹脂を構成する材料としては、例えば、熱硬化性樹脂と、硬化剤とを含んでいることが好ましい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、フェノール樹脂などを単独あるいは複数組合わせて用いることができる。エポキシ樹脂としては、特に限定はされないが、例えば、積層板用として一般に使用されている、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂等の臭素化型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアネートなどの複素環式エポキシ樹脂のほか、脂環式型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらを単独または２種類以上組み合わせて使用することができる。
シアネート樹脂としては、例えばハロゲン化シアン化合物とフェノール類とを反応させ、必要に応じて加熱等の方法でプレポリマー化することにより得ることができる。具体的には、ノボラック型シアネート樹脂、ビスフェノールＡ型シアネート樹脂、ビスフェノールＥ型シアネート樹脂、テトラメチルビスフェノールＦ型シアネート樹脂等のビスフェノール型シアネート樹脂等を挙げることができる。これらの中でもノボラック型シアネート樹脂が好ましい。これにより、架橋密度増加による耐熱性向上と、樹脂組成物等の難燃性を向上することができる。
【００３２】
硬化剤としては、特に限定はされないが、例えば、積層板用として一般に使用されている、アミノ基を有する硬化剤であって、メタフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン、パラキシレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルプロパン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルスルフォン、４，４’−ジアミノジシクロヘキサン、ビス（４−アミノフェニル）フェニルメタン、１，５−ジアミノナフタレン、メタキシリレンジアミン、パラキシレンナフタレン、１，１−ビス（４−アミノフェニル）シクロヘキサン、ジシアンジアミド、ジアミノジエチルジメチルフェニルメタンなどが用いられる。耐熱性、硬化性等の点で、好ましい硬化剤は、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、ジシアンジアミド、ジアミノジエチルジメチルフェニルメタンである。これらのうち何種類かを併用しても良い。
【００３３】
また、第一絶縁層２１には無機充填材を含んでいてもよい。例えばタルク、焼成クレー、未焼成クレー、マイカ、ガラス等のケイ酸塩、酸化チタン、アルミナ、シリカ、溶融シリカ等の酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイト等の炭酸塩、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の水酸化物、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化炭素等の窒化物、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム等のチタン酸塩等を挙げることができる。無機充填材として、これらの中の１種類を単独で用いることもできるし、２種類以上を併用したりすることもできる。これらの中でも特に、水酸化アルミニウム、シリカが好ましく、溶融シリカ（特に球状溶融シリカ）が低熱膨張性に優れる点で好ましい。その形状は破砕状、球状があるが、基材への含浸性を確保するために樹脂組成物の溶融粘度を下げるには球状シリカを使う等、その目的にあわせた使用方法が採用される。無機充填材の含有量は、樹脂成分１００重量部に対して、３０重量部以上、７０重量部以下であることが好ましく、さらに好ましくは４０重量部以上、６０重量部以下である。
【００３４】
無機充填材の平均粒子径は、特に限定されないが、０．０５〜１０μｍが好ましく、特に０．３〜５μｍが好ましい。この平均粒子径は、例えば粒度分布計（ＨＯＲＩＢＡ製、ＬＡ−５００）により測定することができる。
【００３５】
また、無機充填材は、特に限定されないが、平均粒子径が単分散の無機充填材を用いることもできるし、平均粒子径が多分散の無機充填材を用いることができる。さらに平均粒子径が単分散及び／または、多分散の無機充填材を１種類または２種類以上併用したりすることもできる。第一絶縁層２１の厚さは、２０μｍ〜１５０μｍが好ましく、より好ましくは３０μｍ〜８０μｍである。
【００３６】
金属層１１、１２としては、金属薄膜を用いる場合は、乾式法では真空蒸着法やスパッタリング法などが好適に用いられ、湿式法としては電解めっき法、無電解めっき法などがもちいられる。膜厚は、０．０５μｍ〜５μｍが好ましく、より好ましくは０．１μｍ〜２μｍである。金属種としてニッケル、クロム、コバルト、モリブデン、バナジウム、タングステンまたは銅などの単一金属か、またはそれらの合金薄膜が好適である。また、極薄金属箔を用いる場合は、金属種としては、ステンレス、ニッケル、アルミ、鉄、銅などがもちいられ、エッチング性などから銅がより好適に用いられる。金属箔の厚さは、２μｍ〜１２μｍが好ましく用いられる。
【００３７】
第二絶縁層２２の樹脂を構成する材料としては、例えば、熱硬化性樹脂と、硬化剤とを含んでいることが好ましい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、フェノール樹脂などを単独あるいは複数組合わせて用いることができる。エポキシ樹脂としては、特に限定はされないが、例えば、積層板用として一般に使用されている、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂等の臭素化型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアネートなどの複素環式エポキシ樹脂のほか、脂環式型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらを単独または２種類以上組み合わせて使用することができる。
前記シアネート樹脂としては、例えばハロゲン化シアン化合物とフェノール類とを反応させ、必要に応じて加熱等の方法でプレポリマー化することにより得ることができる。具体的には、ノボラック型シアネート樹脂、ビスフェノールＡ型シアネート樹脂、ビスフェノールＥ型シアネート樹脂、テトラメチルビスフェノールＦ型シアネート樹脂等のビスフェノール型シアネート樹脂等を挙げることができる。これらの中でもノボラック型シアネート樹脂が好ましい。これにより、架橋密度増加による耐熱性向上と、樹脂組成物等の難燃性を向上することができる。
【００３８】
硬化剤としては、特に限定はされないが、例えば、積層板用として一般に使用されている、アミノ基を有する硬化剤であって、メタフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン、パラキシレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルプロパン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルスルフォン、４，４’−ジアミノジシクロヘキサン、ビス（４−アミノフェニル）フェニルメタン、１，５−ジアミノナフタレン、メタキシリレンジアミン、パラキシレンナフタレン、１，１−ビス（４−アミノフェニル）シクロヘキサン、ジシアンジアミド、ジアミノジエチルジメチルフェニルメタンなどが用いられる。耐熱性、硬化性等の点で、好ましい硬化剤は、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、ジシアンジアミド、ジアミノジエチルジメチルフェニルメタンである。これらのうち何種類かを併用しても良い。
【００３９】
また、第二絶縁層２２には無機充填材を含んでいてもよい。例えばタルク、焼成クレー、未焼成クレー、マイカ、ガラス等のケイ酸塩、酸化チタン、アルミナ、シリカ、溶融シリカ等の酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイト等の炭酸塩、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の水酸化物、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化炭素等の窒化物、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム等のチタン酸塩等を挙げることができる。無機充填材として、これらの中の１種類を単独で用いることもできるし、２種類以上を併用したりすることもできる。これらの中でも特に、水酸化アルミニウム、シリカが好ましく、溶融シリカ（特に球状溶融シリカ）が低熱膨張性に優れる点で好ましい。その形状は破砕状、球状があるが、基材への含浸性を確保するために樹脂組成物の溶融粘度を下げるには球状シリカを使う等、その目的にあわせた使用方法が採用される。無機充填材の含有量は、樹脂成分１００重量部に対して、３０重量部以上、７０重量部以下であることが好ましく、さらに好ましくは４０重量部以上、６０重量部以下である。
【００４０】
無機充填材の平均粒子径は、特に限定されないが、０．０５〜１０μｍが好ましく、特に０．３〜５μｍが好ましい。この平均粒子径は、例えば粒度分布計（ＨＯＲＩＢＡ製、ＬＡ−５００）により測定することができる。
【００４１】
また、無機充填材は、特に限定されないが、平均粒子径が単分散の無機充填材を用いることもできるし、平均粒子径が多分散の無機充填材を用いることができる。さらに平均粒子径が単分散及び／または、多分散の無機充填材を１種類または２種類以上併用したりすることもできる。
【００４２】
第三絶縁層２３としては、上述の第二絶縁層２２に用いた樹脂を構成する材料とすることができる。第二絶縁層２２と第三絶縁層２３は同一の構成であってもよいし異なっていてもよい。さらに、第一絶縁層２１とは、無機繊維基材を含まない以外は同一の樹脂構成であってもよいし異なっていてもよい。ここで、第一絶縁層２１は、無機繊維基材に絶縁性の樹脂を含浸させて得られたものであり、第二または第三絶縁層２２、２３は、無機繊維基材を含まない構成であってもよい。
【００４３】
次に、積層板を回路加工してなるプリント配線基板について説明する。
【００４４】
図２に示すように、はじめに、表裏面に、第一および第二金属層１１、１２として厚さが２μｍの銅箔が積層された積層板１０を用意する（図２（ａ））。次に、図２（ｂ）に示すように、第二絶縁層２２面側の第二金属箔１１を孔径に相当する形状にエッチング加工で除去する。次にレーザを用いて貫通孔４１を形成する（図２（ｃ））。次にめっきにより貫通孔４１を埋め込むめっきを行なう（図３）。貫通孔４１を穴埋めした積層板に所望の配線回路をフォトリソグラフィー法を用いて形成し、次に、第一および第二金属層１１、１２をエッチング加工し配線回路を形成した。次に、配線回路の一部を残して絶縁被覆層を形成し、絶縁被覆層で覆われていない開口部には金属表面処理をおこないプリント配線基板とした。
【００４５】
次に、プリント配線基板に半導体素子を搭載してなる半導体装置について説明する。
【００４６】
プリント配線基板に半導体素子を搭載してなる半導体装置は、特に限定されるものではないが、例えば、プリント配線基板と半導体素子がボンディングワイヤーにより接続された半導体装置や、プリント配線基板と半導体素子が半田バンプを介して接続されたフリップチップタイプの半導体装置等が挙げられる。以下、フリップチップタイプの半導体装置について一例を示す。
【００４７】
フリップチップタイプの半導体装置は、プリント配線基板に半田バンプを有する半導体素子を実装し、半田バンプを介して、プリント配線基板と半導体素子とを接続する。そして、プリント配線基板と半導体素子との間には液状封止樹脂を充填し、半導体装置を形成する。半田バンプは、錫、鉛、銀、銅、ビスマスなどからなる合金で構成されることが好ましい。半導体素子とプリント配線基板との接続方法は、フリップチップボンダーなどを用いてプリント配線基板上の接続用電極部と半導体素子の半田バンプとの位置合わせを行ったあと、ＩＲリフロー装置、熱板、その他加熱装置を用いて半田バンプを融点以上に加熱し、プリント配線基板と半田バンプとを溶融接合することにより接続する。尚、接続信頼性を良くするため、予めプリント配線基板上の接続用電極部に半田ペースト等、比較的融点の低い金属の層を形成しておいても良い。この接合工程に先んじて、半田バンプおよび、またはプリント配線基板上の接続用電極部の表層にフラックスを塗布することで接続信頼性を向上させることもできる。
【実施例】
【００４８】
以下、本発明を実施例及び比較例により説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４９】
（実施例１）
（１）積層板として、第一絶縁層が３０μｍのガラス繊維基材にエポキシ樹脂組成物を含浸し硬化させ厚さ４０μｍの第一絶縁層を得た。次に、第一絶縁層の両面側に、金属層として厚さ２μｍの銅箔に第二および第三絶縁層をそれぞれ厚さ３０μｍとなるように無機充填材を含まないエポキシ樹脂組成物を、エポキシ樹脂組成物面を第一絶縁層の両面側にそれぞれラミネートし積層成形し厚さが１００μｍの積層板を作成した。
【００５０】
（２）上記積層板に、炭酸ガスレーザー加工機（三菱電機社製、６０５ＧＴＸＩＩＩ）によって、４５μｍの貫通孔を形成した。次に、無電解めっき、電解めっきを行ない貫通孔４１をめっきによって埋め込んだ。次に、フォトリソグラフィ法で回路形成を行なった。次に、それぞれの面側に、ソルダーレジスト（太陽インキ製造社製ＰＳＲ４０００／ＡＵＳ３０８）を形成し、半導体素子を実装する回路部分には開口部を設け、開口部にニッケル金メッキ処理を施し、５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさに切断し、プリント配線基板を得た。
【００５１】
（３）半導体装置の製造
半導体素子（ＴＥＧチップ、サイズ１５ｍｍ×１５ｍｍ、厚み０．８ｍｍ）は、半田バンプをＳｎ／Ａｇ組成の共晶で形成し、回路保護膜をポジ型感光性樹脂（住友ベークライト社製ＣＲＣ−８３００）で形成したものを使用した。半導体装置の組み立ては、まず、半田バンプにフラックス材を転写法により均一に塗布し、次にフリップチップボンダー装置を用い、上記パッケージ基板上に加熱圧着により搭載した。次に、ＩＲリフロー炉で半田バンプを溶融接合した後、液状封止樹脂（住友ベークライト社製、ＣＲＰ−４１５２Ｓ）を充填し、液状封止樹脂を硬化させることで半導体装置を得た。尚、液状封止樹脂は、温度１５０℃、１２０分の条件で硬化させた。
【００５２】
作成した半導体装置にもちいたプリント配線基板の各構成は表１に示すとおりである。各実施例および比較例により得られた半導体装置について、次の各評価を行った。各評価を、評価方法と共に以下に示す。得られた結果を表１に示す。
【００５３】
【表１】
2011210795.tif 000003
【００５４】
１．評価方法
（１）めっき埋め込み性
ビア部分の断面研磨をｎ＝３０で実施しビア内の埋め込み性を確認した。ボイドなしを◎、３μｍ以下のマイクロボイドがある場合を○、３μｍより大きいボイドが発生した場合を×とした。
（２）温度サイクル導通試験
試験条件として、温度サイクル（−６０℃〜１５０℃）、保持時間１０分、温度変更時間２０分の条件下で、温度サイクル試験機を用いて、ｎ＝５で１０サイクル、１００サイクル、１０００サイクルでそれぞれ導通抵抗確認した。
【００５５】
表１から明らかなように、実施例１〜１５は、埋め込み性が良好であった。これに対して比較例１〜４は、めっき埋め込み時にボイドが発生した。これは実施例１〜１５では貫通孔が括れた形状を有するので、この貫通孔内にめっきを形成させるとき、まず、貫通孔内壁面にめっきが成長を始め、次に、括れた部分でスルホール壁面から成長しためっき同士がくっつき埋め込みが始まる。そして、めっきを続けることによりそれぞれの面側の表面に向かってめっきが成長していくことにより、めっきの成長過程で気泡などを巻き込むことがなかったと考えられる。それに対して、比較例１〜４では、貫通孔が一方の面から他方の面へ縮径していく形状であり、一方の面側までめっきが成長する距離が長いため、成長途上で気泡を巻き込みやすくなり、埋め込みまでのめっき時間が長いため、貫通孔周縁部分への電流集中によるめっき析出が過剰に発生し、気泡を抱き込みやすくなったと考えられる。半導体装置での、温度サイクル試験の結果で、埋め込みめっき中に気泡を抱き込んでいるものはサイクル試験でも１０サイクルで不良となった。
【符号の説明】
【００５６】
１０  積層板
１１  第二金属層
１２  第一金属層
２０  単層絶縁層
２１  第一絶縁層
２２  第二絶縁層
２３  第三絶縁層
３０  積層板
４０  貫通孔
４１  貫通孔
４３  気泡
ｄ１  最小径
ｄ２  第二絶縁層表面に設けられた貫通孔の径
ｄ３  第三絶縁層と金属層との界面に設けられた貫通孔の径
ｄ４  金属層に設けられた貫通孔の径
ｔ１  第一絶縁層の厚さ
ｔ２  第二絶縁層の厚さ
ｔ３  第三絶縁層の厚さ
【図１】
2011210795.tif 000004
【図２】
2011210795.tif 000005
【図３】
2011210795.tif 000006
【図４】
2011210795.tif 000007