(57)【要約】【課題】絶縁フィルムから成る多層配線基板において、レーザ加工性向上と強度向上が両立できない。【解決手段】複数の絶縁フィルム１を間に金属箔から成る配線導体２を挟んで積層するとともに、絶縁フィルム１を挟んで上下に位置する配線導体２間を絶縁フィルム１に形成された貫通導体３を介して電気的に接続して成る多層配線基板４であって、絶縁フィルム１は、液晶ポリマー層５の上下面に、ポリフェニレンエーテル系有機物により液晶ポリマー繊維を結合して成る被覆層６を形成して成ることを特徴とする。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の絶縁フィルムを間に金属箔から成る配線導体を挟んで積層するとともに、前記絶縁フィルムを挟んで上下に位置する前記配線導体間を前記絶縁フィルムに形成された貫通導体を介して電気的に接続して成る多層配線基板であって、前記絶縁フィルムは、液晶ポリマー層の上下面に、ポリフェニレンエーテル系有機物により液晶ポリマー繊維を結合して成る被覆層を形成して成ることを特徴とする多層配線基板。
【請求項２】
前記ポリフェニレンエーテル系有機物が熱硬化性に変成したポリフェニレンエーテルであることを特徴とする請求項１記載の多層配線基板。
【請求項３】
前記絶縁フィルムに配設された配線導体の幅方向の断面形状は、前記絶縁フィルム側の底辺の長さが対向する底辺の長さよりも短い台形状であり、かつ前記絶縁フィルム側の底辺と側辺とのなす角度が９５〜１５０°であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の多層配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種ＡＶ機器や家電機器・通信機器・コンピュータやその周辺機器等の電子機器に使用される多層配線基板に関し、特に液晶ポリマーを一部に用いた半導体素子等の電子部品搭載用の多層配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子等の能動部品や容量素子・抵抗素子等の受動部品を多数搭載して所定の電子回路を構成した混成集積回路を形成するための多層配線基板は、通常、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させて成る絶縁層にドリルによって貫通孔を形成し、この貫通孔内部および絶縁層表面に複数の配線導体を形成して成る配線基板を、多数積層することによって形成されている。
【０００３】
一般に、現在の電子機器は、移動体通信機器に代表されるように小型・薄型・軽量・高性能・高機能・高品質・高信頼性が要求されており、このような電子機器に搭載される混成集積回路等の電子部品も小型・高密度化が要求されるようになってきている。そして、このような高密度化の要求に応えるために、電子部品を構成する多層配線基板も、配線導体の微細化や絶縁層の薄層化・貫通孔の微細化が必要となってきている。このため、近年、貫通孔を微細化するために、ドリル加工より微細加工が可能なレーザ加工が用いられるようになってきた。
【０００４】
しかしながら、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させて成る絶縁層は、ガラスクロスをレーザにより穿設加工することが困難なために貫通孔の微細化には限界があり、また、ガラスクロスの厚みが不均一のために均一な孔径の貫通孔を形成することが困難であるという問題点を有していた。
【０００５】
このような問題点を解決するために、アラミド樹脂繊維で製作した不織布にエポキシ樹脂を含浸させて成る絶縁基材や、ポリイミドフィルムにエポキシ系接着剤を塗布して成る絶縁基材を絶縁層に用いた多層配線基板が提案されている。
【０００６】
しかしながら、アラミド不織布やポリイミドフィルムを用いた絶縁層は吸湿性が高く、吸湿した状態で半田リフローを行なうと半田リフローの熱により吸湿した水分が気化してガスが発生し、絶縁層間で剥離してしまう等の問題点を有していた。
【０００７】
このような問題点を解決するために、多層配線基板の絶縁層の材料として液晶ポリマーを用いることが検討されている。液晶ポリマーから成る層は、剛直な分子で構成されているとともに分子同士がある程度規則的に並んだ構成をしており分子間力が強いことから、高耐熱性・高弾性率・高寸法安定性・低吸湿性を示し、ガラスクロスのような強化材を用いる必要がなく、また、微細加工性にも優れるという特徴を有している。さらに、高周波領域においても、低誘電率・低誘電正接であり高周波特性に優れるという特徴を有している。
【０００８】
そこで、本願出願人は、特願２００１−０５３８３４において、このような液晶ポリマーの特徴を活かし、液晶ポリマー層の上下面にポリフェニレンエーテル系有機物から成る被覆層を形成して成る絶縁層を複数積層して成る多層配線基板を提案した。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この特願２００１−０５３８３４に提案した多層配線基板によると、被覆層がポリフェニレンエーテル系有機物のみ、または略球状もしくはフレーク状の無機充填材を含有したポリフェニレンエーテル系有機物を用いており、ポリフェニレンエーテル系有機物のみ、または無機充填材を含有したポリフェニレンエーテル系有機物を被覆層に用いた場合、被覆層の機械的強度が不足し、大型の半導体素子等を実装すると素子実装時やその後のアンダーフィル材等の充填時における熱ストレスにより被覆層にクラックが発生し、配線導体が断線してしまうという問題点を有していた。
【００１０】
また、無機充填材の形状を針状のものにすると、強度向上に顕著な効果が見られるものの、絶縁層のレーザ加工性が低下しガラスクロスを用いた配線基板と同様に、微細な貫通孔の形成が困難になるという問題点を有していた。
【００１１】
さらに、針状の無機充填材については、充填材の熱膨張率が液晶ポリマーの熱膨張率と比較して大きいために、被覆層の熱膨張率の増加をもたらし、その結果、液晶ポリマー層と被覆層との熱膨張差が大きくなり、搭載される電子部品等を実装した際や、温度サイクル試験を行なった際に被覆層と液晶ポリマー層との界面で剥離してしまい絶縁信頼性が低下してしまうという問題点を有していた。
【００１２】
また、両方の特徴を活かすために略球状またはフレーク状無機充填材と針状無機充填材とを併用した場合、強度は針状無機充填材のみの場合ほど向上せず、また針状充填材のみを添加した場合と同様、温度サイクル試験を行なった際に被覆層と液晶ポリマー層との界面で剥離を生じてしまい絶縁信頼性が低下してしまうという問題点も有していた。
【００１３】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、
半導体素子等の大型の電子部品を搭載した際に、多層配線基板の強度不足により、実装後の多層配線基板の破損が生じることのなく、かつ絶縁続信頼性に優れた多層配線基板を提供することに有る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の多層配線基板は、複数の絶縁フィルムを間に金属箔から成る配線導体を挟んで積層するとともに、絶縁フィルムを挟んで上下に位置する配線導体間を絶縁フィルムに形成された貫通導体を介して電気的に接続して成る多層配線基板であって、絶縁フィルムは、液晶ポリマー層の上下面に、ポリフェニレンエーテル系有機物により液晶ポリマー繊維を結合して成る被覆層を形成して成ることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の多層配線基板は、上記構成において、ポリフェニレンエーテル系有機物が熱硬化性に変成したポリフェニレンエーテルであることを特徴とするものである。
【００１６】
さらに、本発明の多層配線基板は、上記構成において、絶縁フィルムに配設された配線導体の幅方向の断面形状は、絶縁フィルム側の底辺の長さが対向する底辺の長さよりも短い台形状であり、かつ絶縁フィルム側の底辺と側辺とのなす角度が９５〜１５０°であることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の多層配線基板によれば、絶縁フィルムを、液晶ポリマー層の上下面にポリフェニレンエーテル系有機物により液晶ポリマー繊維を結合して成る被覆層を形成して成るものとしたことから、液晶ポリマー繊維は剛直であり被覆層の機械的強度を大きく増加させることができ、大型の半導体素子等の実装時やその後のアンダーフィル材等の充填時における熱ストレスにより被覆層にクラックが生じて配線導体が断線してしまうことはない。また、液晶ポリマー繊維は有機物から成るために、レーザ加工性が良好であり微細な貫通孔を形成することができる。さらに、液晶ポリマー繊維は、液晶ポリマー層と同程度の熱膨張係数を有することから、液晶ポリマー層と被覆層との熱膨張係数の差を小さくでき、その結果、電子部品の実装時や温度サイクル試験の際に液晶ポリマー層と被覆層とが剥離して、絶縁信頼性が低下することもない。
【００１８】
また、本発明の多層配線基板によれば、上記構成において、ポリフェニレンエーテル系有機物を熱硬化性に変性したポリフェニレンエーテルとしたことから、ポリフェニレンエーテルが液晶ポリマー分子と馴染みが良いために液晶ポリマー繊維を良好に分散することができるとともに、ポリフェニレンエーテルを熱硬化性に変性することで液晶ポリマー繊維との拘束力を強め、被覆層の熱膨張率を液晶ポリマー層により近づけることができる。
【００１９】
さらに、本発明の多層配線基板によれば、上記構成において、絶縁フィルムに配設された配線導体の幅方向の断面形状を、絶縁フィルム側の底辺の長さが対向する底辺の長さよりも短い台形状とし、かつ絶縁フィルムの側の底辺と側辺とのなす角度を９５〜１５０°としたことから、配線導体を液晶ポリマー繊維を含有する被覆層に埋設する際に、配線導体を被覆層に容易に埋設することができるとともに配線導体を埋設した後の被覆層表面をほぼ平坦にすることができ、絶縁フィルムを積層する際に空気をかみ込んで絶縁性を低下させることのない多層配線基板とすることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】次に本発明の多層配線基板を添付の図面に基づいて詳細に説明する。　　図１は、本発明の多層配線基板に、半導体素子等の電子部品を搭載して成る混成集積回路の実施の形態の一例を示す断面図であり、図２は、図１に示す多層配線基板の要部拡大断面図である。なお、図２は、配線導体の幅方向の断面図である。これらの図において、１は絶縁フィルム、２は配線導体、３は貫通導体であり、主にこれらで本発明の多層配線基板４が構成されている。なお、本例では絶縁フィルム１を４層積層して成る多層配線基板４を示している。
【００２１】
絶縁フィルム１は、液晶ポリマー層５と、その上下面に被着形成されたポリフェニレンエーテル系有機物および液晶ポリマー繊維から成る被覆層６とから構成されており、配線導体２や多層配線基板４に搭載される電子部品７の支持体としての機能を有する。
【００２２】
なお、ここで液晶ポリマーとは、溶融状態あるいは溶液状態で液晶性あるいは光学的に複屈折する性質を有するポリマーを指し、一般に溶液状態で液晶性を示すリオトロピック液晶ポリマーや溶融時に液晶性を示すサーモトロピック液晶ポリマー、あるいは、熱変形温度で分類される１型・２型・３型すべての液晶ポリマーを含むものであり、本発明に用いる液晶ポリマーとしては、温度サイクル信頼性・半田耐熱性・加工性の観点からは２００〜４００℃の温度、特に２５０〜３５０℃の温度に融点を有するものが好ましい。また、ポリフェニレンエーテル系有機物とは、ポリフェニレンエーテル樹脂やポリフェニレンエーテルに種々の官能基が結合した樹脂、あるいはこれらの誘導体・重合体を意味するものである。
【００２３】
また、液晶ポリマー層５は、層としての物性を損なわない範囲内で、熱安定性を改善するための酸化防止剤や耐光性を改善するための紫外線吸収剤等の光安定剤、難燃性を付加するためのハロゲン系もしくはリン酸系の難燃性剤、アンチモン系化合物やホウ酸亜鉛・メタホウ酸バリウム・酸化ジルコニウム等の難燃助剤、潤滑性を改善するための高級脂肪酸や高級脂肪酸エステル・高級脂肪酸金属塩・フルオロカーボン系界面活性剤等の滑剤、熱膨張係数を調整するため、および／または機械的強度を向上するための酸化アルミニウム・酸化珪素・酸化チタン・酸化バリウム・酸化ストロンチウム・酸化ジルコニウム・酸化カルシウム・ゼオライト・窒化珪素・窒化アルミニウム・炭化珪素・チタン酸カリウム・チタン酸バリウム・チタン酸ストロンチウム・チタン酸カルシウム・ホウ酸アルミニウム・スズ酸バリウム・ジルコン酸バリウム・ジルコン酸ストロンチウム等の充填材を含有してもよい。
【００２４】
なお、上記の充填材等の粒子形状は、略球状・針状・フレーク状等があり、充填性の観点からは略球状が好ましい。また、粒子径は、通常０．１〜１５μｍ程度であり、液晶ポリマー層５の厚みよりも小さい。
【００２５】
さらに、液晶ポリマー層５は、ポリフェニレンエーテル系有機物から成る被覆層６との密着性を高めるために、その表面をバフ研磨やブラスト研磨・ブラシ研磨・プラズマ処理・コロナ処理・紫外線処理・薬品処理等の方法を用いて算術平均粗さＲａが０．０５〜５μｍの値となるように粗化しておくことが好ましい。算術平均粗さＲａは、半田リフローの際に液晶ポリマー層５と被覆層６との剥離を防止するという観点からは０．０５μｍ以上であることが好ましく、表面に被覆層６を形成する際に空気のかみ込みを防止するという観点からは５μｍ以下であることが好ましい。従って、液晶ポリマー層５は、その表面を算術平均粗さＲａが０．０５〜５μｍの粗面とすることが好ましい。
【００２６】
次に、液晶ポリマー層５の表面に形成される被覆層６は、配線導体２を被着形成する際の接着剤の機能を有するとともに、絶縁フィルム１を用いて多層配線基板４を構成する際に、絶縁フィルム１同士を積層する際の接着剤の役目を果たす。
【００２７】
このような被覆層６は、ポリフェニレンエーテル樹脂やその誘導体、または、これらのポリマーアロイ等のポリフェニレンエーテル系有機物を３０〜９０体積％含有しており、とりわけ温度サイクル信頼性や配線導体２を接着する際の位置精度の観点からは、アリル変性ポリフェニレンエーテル等の熱硬化性に変性したポリフェニレンエーテルを含有することが好ましい。
【００２８】
なお、ポリフェニレンエーテル系有機物の含有量が３０体積％未満であると、後述する充填材との混練性が低下する傾向があり、また、９０体積％を超えると、液晶ポリマー層５表面に被覆層６を形成する際に、被覆層６の厚みバラツキが大きくなる傾向がある。従って、ポリフェニレンエーテル系有機物の含有量は、３０〜９０体積％の範囲が好ましい。
【００２９】
また、被覆層６は、液晶ポリマー層５との接着性や配線導体２・貫通導体３との密着性を良好にするという観点からは、重合反応可能な官能基を２個以上有する多官能性モノマーあるいは多官能性重合体等の添加剤を含有することが好ましく、例えば、トリアリルシアヌレートやトリアリルイソシアヌレートおよびこれらの重合体等を含有することが好ましい。
【００３０】
また、被覆層６には、強度向上のための充填材として、液晶ポリマー繊維が含有されている。そして、本発明ではこのことが重要である。
液晶ポリマー繊維は、剛直であり被覆層６の機械的強度を大きく増加させることができ、大型の半導体素子等の電子部品７の実装時やその後のアンダーフィル材１０の充填時における熱ストレスにより被覆層６にクラックが生じて配線導体が２断線してしまうことはない。また、液晶ポリマー繊維は有機物から成るために、レーザ加工性が良好であり被覆層６に微細な貫通孔を形成することができる。さらに、液晶ポリマー繊維は、液晶ポリマー層５と同程度の熱膨張係数を有することから、液晶ポリマー層５と被覆層６との熱膨張係数の差を小さくでき、その結果、電子部品７の実装時や温度サイクル試験の際に液晶ポリマー層５と被覆層６とが剥離して、絶縁信頼性が低下することもない。
【００３１】
このような液晶ポリマー繊維としては、長さが２〜１００μｍで、径が０．５〜２０μｍの短繊維が好ましい。
液晶ポリマー繊維の長さが２μｍ未満では、被覆層６の強度向上に効果を発揮することが困難となる傾向があり、１００μｍを超えると隣接する貫通導体３間の間隔が狭くなった際に貫通導体３間の絶縁信頼性が低下し易くなる傾向がある。従って、液晶ポリマー繊維の長さは２〜１００μｍの範囲が好ましい。
【００３２】
また、液晶ポリマー繊維の径は、０．５μｍ未満であると、被覆層の強度向上に効果を発揮することが困難となる傾向があり、２０μｍを超えると貫通導体３間の間隔が狭くなった際に貫通導体３間の絶縁信頼性が低下し易くなる傾向がある。従って、液晶ポリマー繊維の径は０．５〜２０μｍの範囲が好ましい。なお、液晶ポリマー繊維の径が被覆層６の厚みよりも大きいと、液晶ポリマー繊維が被覆層６の表面に液晶ポリマー繊維が露出して、被覆層６の表面の平坦性が損なわれるため、液晶ポリマー繊維の径は被覆層６の厚みよりの小さいことが好ましい。
【００３３】
また、このような液晶ポリマー繊維の含有量は、絶縁フィルム１を積層しプレスする際に、被覆層６の流動性を抑制し、貫通導体３の位置ずれや被覆層６の厚みばらつきを防止するという観点からは、被覆層６の合計に対して１０体積％以上であることが好ましい。さらに、液晶ポリマー層５との接着界面および配線導体２との接着界面での半田リフロー時の剥離を防止するという観点からは、７０体積％以下とすることが好ましい。従って、液晶ポリマー繊維の含有量は、被覆層６の合計に対して１０〜７０体積％であることが好ましい。
なお、液晶ポリマー繊維の径と長さの比率は、被覆層６の強度向上の観点からは、長さは径の１．５倍以上であることが好ましい。
【００３４】
さらに、被覆層６は、弾性率を調整するためのゴム成分や熱安定性を改善するための酸化防止剤、耐光性を改善するための紫外線吸収剤等の光安定剤、難燃性を改善するためのハロゲン系もしくはリン酸系の難燃性剤、アンチモン系化合物やホウ酸亜鉛・メタホウ酸バリウム・酸化ジルコニウム等の難燃助剤、潤滑性を改善するための高級脂肪酸や高級脂肪酸エステルや高級脂肪酸金属塩・フルオロカーボン系界面活性剤等の滑剤を含有してもよい。
【００３５】
さらに必要に応じて液晶ポリマー繊維以外の充填材として、酸化アルミニウムや酸化珪素・酸化チタン・酸化バリウム・酸化ストロンチウム・酸化ジルコニウム・酸化カルシウム・ゼオライト・窒化珪素・窒化アルミニウム・炭化珪素・チタン酸カリウム・チタン酸バリウム・チタン酸ストロンチウム・チタン酸カルシウム・ホウ酸アルミニウム・スズ酸バリウム・ジルコン酸バリウム・ジルコン酸ストロンチウム等の無機粉末、あるいは、充填材との親和性を高めこれらの接合性向上と機械的強度を高めるためのシラン系カップリング剤やチタネート系カップリング剤等のカップリング剤を含有してもよい。
【００３６】
特に絶縁フィルム１を積層しプレスする際に、被覆層６の流動性を抑制し、貫通導体３の位置ずれや被覆層６の厚みばらつきを防止するという観点からは、被覆層６は無機粉末を１０体積％以上含有することが好ましい。また、液晶ポリマー層５との接着界面および配線導体２との接着界面での半田リフロー時の剥離を防止するという観点からは、無機粉末の含有量を７０体積％以下とすることが好ましい。従って、被覆層６に、１０〜７０体積％の無機粉末を含有させておくことが好ましい。
【００３７】
なお、上記の無機粉末の形状は、略球状・針状・フレーク状等があり、充填性の観点からは、略球状が好ましい。また、粒子径は、０．１〜１５μｍ程度であり、被覆層６の厚みよりも小さい。
【００３８】
このような絶縁フィルム１は、たとえば、径が０．５〜２０μｍ、長さが２〜１００μｍの液晶ポリマー繊維と粒子径が０．１〜１５μｍの酸化珪素等の無機絶縁粉末に、熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂と溶剤・可塑剤・分散剤等を添加して得たペーストをプラズマ処理等により表面処理した液晶ポリマー層５の上下表面に従来周知のドクターブレード法等のシート成型法を採用して被覆層６を形成した後、あるいは上記のペースト中に液晶ポリマー層５を浸漬し垂直に引き上げることによって液晶ポリマー層５の上下表面に被覆層６を形成した後、これを６０〜１００℃の温度で５分〜３時間加熱・乾燥することにより製作される。
【００３９】
なお、絶縁フィルム１の厚みは絶縁信頼性を確保するという観点からは１０〜２００μｍであることが好ましく、また、高耐熱性・低吸湿性・高寸法安定性を確保するという観点からは、液晶ポリマー層５の厚みを絶縁フィルム１の厚みの４０〜９０％の範囲としておくことが好ましい。
【００４０】
また、本発明の多層配線基板４は、上下面の少なくとも一方の面に金属箔から成る配線導体２が配設された絶縁フィルム１を複数積層して成るとともに、この絶縁フィルム１を挟んで上下に位置する配線導体２間を絶縁フィルム１形成された貫通導体３を介して電気的に接続することにより形成されている。
【００４１】
本発明によれば、多層配線基板４を上述の絶縁フィルム１を用いて形成したことから、微細配線を有するとともに絶縁性に優れた多層配線基板４とすることができる。
【００４２】
絶縁フィルム１に形成された配線導体２は、その厚みが２〜３０μｍで銅・金等の良導電性の金属箔から成り、多層配線基板４に搭載される電子部品７を外部電気回路（図示せず）に電気的に接続する機能を有する。
【００４３】
このような配線導体２は、絶縁フィルム１を複数積層する際、配線導体２の周囲にボイドが発生するのを防止するという観点から、被覆層６に少なくとも配線導体２の表面と被覆層６の表面とが平坦または略平坦となるように埋設されていることが好ましい。また、配線導体２を被覆層６に埋設する際に、被覆層６の乾燥状態での気孔率を３〜４０体積％としておくと、配線導体２周囲の被覆層６の樹脂盛り上がりを生じさせず平坦化することができるとともに配線導体２と被覆層６の間に挟まれる空気の排出を容易にして、空気のかみ込みを防止することができる。なお、乾燥状態での気孔率が４０体積％を超えると、複数積層した絶縁フィルム１を加圧・加熱硬化した後に被覆層６内に気孔が残存し、この気孔が空気中の水分を吸着して多層配線基板４の絶縁性を低下させてしまうおそれがあるので、被覆層６の乾燥状態での気孔率を３〜４０体積％の範囲としておくことが好ましい。
【００４４】
このような被覆層６の乾燥状態での気孔率は、被覆層６を液晶ポリマー層５の表面上に塗布し乾燥する際に、乾燥温度や昇温速度等の乾燥条件を適宜調整することにより所望の値とすることができる。
【００４５】
また、本発明の多層配線基板４においては、絶縁フィルム１に配設された配線導体２の幅方向の断面形状を、絶縁フィルム１側の底辺の長さが対向する底辺の長さよりも短い台形状とするとともに、絶縁フィルム１側の底辺と側辺との成す角度を９５〜１５０°とすることが好ましい。
【００４６】
本発明の多層配線基板４によれば、絶縁フィルム１に配設された配線導体２の幅方向の断面形状を、絶縁フィルム１側の底辺の長さが対向する底辺の長さよりも短い台形状とするとともに、絶縁フィルム１側の底辺と側辺との成す角度を９５〜１５０°とすることにより、配線導体２を被覆層６に埋設する際に、配線導体２を被覆層６に容易に埋設することができるとともに配線導体２を埋設した後の被覆層６表面をほぼ平坦にすることができ、積層の際に空気をかみ込んで絶縁性が低下することのない多層配線基板４とすることができる。なお、空気をかみ込むことなく埋設するという観点からは、絶縁フィルム１側の底辺と側辺との成す角度を９５°以上とすることが好ましく、配線導体２を微細化するという観点からは１５０°以下とすることが好ましい。
【００４７】
また、絶縁フィルム１の層間において、配線導体２の長さの短い底辺と液晶ポリマー層５との間に位置する被覆層６の厚みｘ（μｍ）が、上下の液晶ポリマー層５間の距離をＴ（μｍ）、配線導体２の厚みをｔ（μｍ）としたときに、３μｍ≦０．５Ｔ−ｔ≦ｘ≦０．５Ｔ≦３５μｍ（ただし、８μｍ≦Ｔ≦７０μｍ、１μｍ≦ｔ≦３２μｍ）であることが好ましい。
【００４８】
液晶ポリマー層５間の距離をＴ（μｍ）、配線導体２の厚みをｔ（μｍ）としたときに、配線導体２の長さの短い底辺と液晶ポリマー層５間のポリフェニレンエーテル系有機物から成る被覆層６の厚みｘ（μｍ）を３μｍ≦０．５Ｔ−ｔ≦ｘ≦０．５Ｔ≦３５μｍとすることにより、配線導体２の長さの短い底辺と液晶ポリマー層５間の距離および配線導体２の長さの長い底辺と隣接する液晶ポリマー層５間の距離の差をｔ（μｍ）未満と小さくすることができ、被覆層６の厚みが大きく異なることから生じる多層配線基板４の反りを防止することができる。従って、配線導体２の台形状の上底側表面と液晶ポリマー層５の間に位置する、被覆層６の厚みｘ（μｍ）を、液晶ポリマー層５間の距離をＴ（μｍ）、配線導体２の厚みをｔ（μｍ）としたときに、３μｍ≦０．５Ｔ−ｔ≦ｘ≦０．５Ｔ≦３５μｍの範囲とすることが好ましい。
【００４９】
このような配線導体２は、絶縁フィルム１と成る前駆体シートに、公知のフォトレジストを用いたサブトラクティブ法によりパターン形成した、例えば銅から成る金属箔を転写法等により被着形成することにより形成される。まず、支持体と成るフィルム上に銅から成る金属箔を接着剤を介して接着した金属箔転写用フィルムを用意し、次に、フィルム上の金属箔を公知のフォトレジストを用いたサブトラクティブ法を使用してパターン状にエッチングする。この時、パターンの表面側の側面は、フィルム側の側面に較べてエッチング液に接する時間が長いためにエッチングされやすく、パターンの幅方向の断面形状を台形状とすることができる。なお、台形の形状は、エッチング液の濃度やエッチング時間を調整することにより短い底辺と側辺とのなす角度を９５〜１５０°の台形状とすることができる。そして、この金属箔転写用フィルムを絶縁フィルム１と成る前駆体シートに積層し、温度が１００〜２００℃で圧力が０．５〜１０ＭＰａの条件で１０分〜１時間ホットプレスした後、支持体と成るフィルムを剥離除去して金属箔を絶縁フィルム１と成る前駆体シート表面に転写させることにより、台形状の上底側が被覆層６に埋設された配線導体２を形成することができる。
【００５０】
なお、配線導体２の長さの短い底辺と対向する液晶ポリマー層５間の被覆層６の厚みｘ（μｍ）は、金属箔転写時のホットプレスの圧力を調整することにより所望の範囲とすることができる。また、配線導体２は被覆層６との密着性を高めるためにその表面にバフ研磨・ブラスト研磨・ブラシ研磨・薬品処理等の処理で表面を粗化しておくことが好ましい。
【００５１】
また、絶縁フィルム１には、直径が２０〜１５０μｍ程度の貫通導体３が形成されている。貫通導体３は、絶縁フィルム１を挟んで上下に位置する配線導体２を電気的に接続する機能を有し、絶縁フィルム１にＵＶ−ＹＡＧレーザやエキシマレーザ、炭酸ガスレーザ等により穿設加工を施すことにより貫通孔を形成した後、この貫通孔に銅・銀・金・半田等から成る導電性ペーストを従来周知のスクリーン印刷法により埋め込むことにより形成される。
【００５２】
このような多層配線基板４は、上述したような方法で製作した絶縁フィルム１と成る前駆体シートの所望の位置に貫通導体３を形成した後、パターン形成した例えば銅の金属箔を、温度が１００〜２００℃で圧力が０．５〜１０ＭＰａの条件で１０分〜１時間ホットプレスして転写し、これらを積層して最終的に温度が１５０〜３００℃で圧力が０．５〜１０ＭＰａの条件で３０分〜２４時間ホットプレスして完全硬化させることにより製作される。
【００５３】
かくして本発明の多層配線基板４によれば、上記構成の多層配線基板４の上面に形成した配線導体２の一部から成る接続パッドの上に形成された半田等の導体バンプ８を介して半導体素子等の電子部品７に気的に接続するとともに、多層配線基板４の下面に形成した配線導体２の一部から成る接続パッドに半田等の導体ボール９を形成することにより配線密度が高く絶縁性に優れた混成集積回路とすることができる。
【００５４】
なお、本発明の多層配線基板４は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能であり、例えば、上述の実施例では４層の絶縁フィルム１を積層することによって多層配線基板４を製作したが、２層や３層、あるいは５層以上の絶縁フィルム１を積層して多層配線基板４を製作してもよい。また、本発明の多層配線基板４の上下表面に、ソルダーレジスト層１１を形成してもよい。さらに、配線基板４と電子部品７の固定を確実にするためにアンダーフィル材１０を両者の間に注入してもよい。
【００５５】
【実施例】
次に本発明の多層配線基板を、以下の試料を製作して評価した。
（実施例１）
まず、熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂に径が３μｍで長さが５０μｍの液晶ポリマー繊維をその含有量が４０体積％となるように加え、これに溶剤としてトルエン、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、１時間混合してワニスを調整した。次に、厚みが３５μｍの液晶ポリマー層の表面をプラズマ処理して、この液晶ポリマー層の上面に上記ワニスをドクターブレード法により塗布し、厚さ約２０μｍの乾燥状態の熱硬化性ポリフェニレンエーテル被覆層を成形した。そして、この液晶ポリマー層の下面にも同様にポリフェニレンエーテル被覆層を成形し、絶縁フィルムを製作した。
【００５６】
（比較例１）
比較例として用いた多層配線基板は、被覆層の成分として、液晶ポリマー繊維の代わりに径が３μｍで長さが５０μｍの針状の二酸化珪素を、同じく４０体積％を添加して形成すること以外は実施例と同様の方法で絶縁フィルムを製作した。
【００５７】
実施例１および比較例１の２種類の絶縁フィルムに、波長が３５５ｎｍのＵＶ−ＹＡＧレーザにより孔径が５０μｍとなるようにレーザ条件を設定して貫通孔を形成し、その径を確認した。結果を表１に示す。
【００５８】
【表１】
2004055929.tif 000003
【００５９】
針状の二酸化珪素は、貫通孔の径がまばらで、裏面まで貫通しないものもあり、精度良く加工できていないのに対して、本発明の液晶ポリマー繊維を用いた絶縁フィルムは、貫通孔が精度良く加工できており、レーザ加工性に優れていることが分かった。
【００６０】
（実施例２）
次に熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂に太さが３μｍで長さが５０μｍの液晶ポリマー繊維をその含有量が４０体積％となるように加え、これに溶剤としてトルエン、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、１時間混合してワニスを調整した。次に、厚みが３５μｍの液晶ポリマー層の表面をプラズマ処理して、この液晶ポリマー層の上面に上記ワニスをドクターブレード法により塗布し、厚さ約２０μｍの乾燥状態の熱硬化性ポリフェニレンエーテル被覆層を成形した。そして、この液晶ポリマー層の下面にも同様にポリフェニレンエーテル被覆層を成形し、絶縁フィルムを製作した。
【００６１】
そして、この絶縁フィルムを１４枚重ね合わせ、３ＭＰａの圧力下で２００℃の温度で５時間加熱処理して完全硬化させて強度評価用の基板を作製した。
【００６２】
（比較例２）
比較例として用いた強度評価用の基板は、被覆層の成分として、液晶ポリマー繊維の代わりに平均粒径０．６μｍの溶融球状の二酸化珪素を、同じく４０体積％を添加して形成すること以外は実施例と同様の方法で製作した。
【００６３】
実施例２および比較例２の評価基板を、それぞれ１０個ずつＪＩＳ　Ｃ　６４８１に基づいた曲げ試験を行なうことにより強度評価を行なったところ、溶融球状二酸化珪素を用いた評価基板の平均曲げ強度が２０３ＭＰａであったのに対して、本発明の液晶ポリマー繊維を用いた評価基板は、２７８ＭＰａとなり、液晶ポリマー繊維が、基板の曲げ強度向上に効果があることが確認できた。
【００６４】
（実施例３）
次に、熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂に太さが３μｍで長さが５０μｍの液晶ポリマー繊維をその含有量が４０体積％となるように加え、これに溶剤としてトルエン、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、１時間混合してワニスを調整した。次に、厚みが３５μｍの液晶ポリマー層の表面をプラズマ処理して、この液晶ポリマー層の上面に上記ワニスをドクターブレード法により塗布し、厚さ約２０μｍの乾燥状態の熱硬化性ポリフェニレンエーテル被覆層を成形した。そして、この液晶ポリマー層の下面にも同様にポリフェニレンエーテル被覆層を成形し、絶縁フィルムを製作した。
【００６５】
さらに、この絶縁フィルムに、波長が３５５ｎｍのＵＶ−ＹＡＧレーザにより孔径が５０μｍとなるようにレーザ条件を設定して貫通孔を形成した。
次に、これらの絶縁フィルムの貫通孔に銅粉末と有機バインダを含有する導体ペーストをスクリーン印刷により埋め込むことにより貫通導体を形成した。
さらに、回路上に形成した厚さ１２μｍの銅箔が付いた転写用支持フィルムと、貫通導体が形成された絶縁フィルムとを位置合わせして真空積層機により３ＭＰａの圧力で３０秒加圧した後、転写用支持フィルムを剥離して配線導体を絶縁フィルム上に表面が略平坦となるように転写した。
最後に、この配線導体が形成された絶縁フィルムを４枚重ね合わせ、３ＭＰａの圧力下で２００℃の温度で５時間加熱処理して完全硬化させて多層配線基板を得た。
【００６６】
（比較例３）
比較例として用いた多層配線基板は、被覆層の成分として、液晶ポリマー繊維の代わりに平均粒径０．６μｍの溶融球状の二酸化珪素を、同じく４０体積％を添加して形成すること以外は実施例と同様の方法で製作した。
評価方法としては、前述の各々の多層配線基板を１０個ずつ、２８０℃の半田槽に３０秒つけることを１０回繰り返し、各々の基板の外観および断面を観察することにより評価した。
溶融球状の二酸化珪素を用いた多層配線基板では、半田槽へ５回つけるまでに、すべての基板において、外観上で膨れが確認され、その膨れ部の断面を観察すると、被覆層と液晶ポリマー層との間に、剥離が見られた。それらに対して、本発明の液晶ポリマー繊維を用いた基板は、１０回半田槽につけたあとも外観上変化は無く、断面を観察しても各層間の剥離も見られず優れたものであった。
【００６７】
（実施例４）
次に熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂に径が３μｍで長さが５０μｍの液晶ポリマー繊維をその含有量が４０体積％となるように加え、これに溶剤としてトルエン、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、１時間混合してワニスを調整した。次に、厚みが３５μｍの液晶ポリマー層の表面をプラズマ処理して、この液晶ポリマー層の上面に上記ワニスをドクターブレード法により塗布し、厚さ約２０μｍの乾燥状態の熱硬化性ポリフェニレンエーテル被覆層を成形した。そして、この液晶ポリマー層の下面にも同様にポリフェニレンエーテル被覆層を成形し、絶縁フィルムを製作した。
さらに、この絶縁フィルムに、波長が３５５ｎｍのＵＶ−ＹＡＧレーザにより孔径が５０μｍとなるようにレーザ条件を設定して貫通孔を形成した。
次に、これらの絶縁フィルムの貫通孔に銅粉末と有機バインダを含有する導体ペーストをスクリーン印刷により埋め込むことにより貫通導体を形成した。
【００６８】
さらに、回路上に形成した厚さ１２μｍの銅箔が付いた転写用支持フィルムと、貫通導体が形成された絶縁フィルムとを位置合わせして真空積層機により３ＭＰａの圧力で３０秒加圧した後、転写用支持フィルムを剥離して配線導体を絶縁フィルム上に表面が略平坦となるように転写した。
最後に、この配線導体が形成された絶縁フィルムを４枚重ね合わせ、３ＭＰａの圧力下で２００℃の温度で５時間加熱処理して完全硬化させて多層配線基板を得た。
【００６９】
（比較例４）
比較例として用いた評価基板は、被覆層の成分として、熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂の代わりにビスフェノールＡ型エポキシおよび硬化剤を用い、混練してワニスを作製し、実施例と同様の方法で絶縁フィルムを製作し、実施例と同様の方法で、多層配線基板を得た。
評価方法としては、前述の各々の多層配線基板を１０個ずつ、２８０℃の半田槽に３０秒つけることを１０回繰り返すことにより温度サイクル試験を行なった。
ビスフェノールＡ型エポキシを用いた多層配線基板では、半田槽へ５回つけるまでに、すべてにおいて、外観上で膨れが確認され、その膨れ部の断面を観察すると、被覆層と液晶ポリマー層との間に、剥離が見られた。それらに対して、熱硬化性ポリフェニレンエーテルを用いた多層配線基板は、１０回半田槽につけたあとも外観上変化は無く、断面を観察しても各層間の剥離も見られず優れたものであった。
【００７０】
（実施例５）
次に、絶縁フィルムに転写する配線導体の幅方向の断面形状において、絶縁フィルム側の底辺と側辺とのなす角度を、種々の角度にしたものを用いること以外は実施例１と同様の方法で評価用試料としての多層配線基板を製作した。
評価方法としては、配線導体の埋め込み性の評価は、評価用試料を切断して断面を顕微鏡により観察することにより評価した。また、配線導体と絶縁フィルムとの密着性の評価は、配線導体を絶縁フィルムに転写した直後の配線導体を顕微鏡観察することにより評価した。
表２に配線導体の埋め込み性および密着性の結果を示す。
【００７１】
【表２】
2004055929.tif 000004
【００７２】
表２からは、配線導体の絶縁フィルム側の底辺と側辺とのなす角度が９５°未満では、配線導体の被覆層への埋め込み性が悪く、被覆層に完全に埋め込まれていないために、次の絶縁フィルムを積層した際に混入した空気によるボイドが存在する傾向があることがわかった。また、配線導体の絶縁フィルム側の底辺と側辺とのなす角度が１５０°を超えると、被覆層との接着力が低下するため、配線導体の一部が剥がれて転写不良が発生する傾向があることがわかった。
【００７３】
それらに対して、本発明の多層配線基板である配線導体の絶縁フィルム側の底辺と側辺とのなす角度が９５〜１５０°の実施例では、埋め込み評価においてボイドはなく、また、密着評価においても配線導体の剥がれはなく、優れたものであることがわかった。
【００７４】
【発明の効果】
本発明の多層配線基板によれば、絶縁フィルムを、液晶ポリマー層の上下面にポリフェニレンエーテル系有機物により液晶ポリマー繊維を結合して成る被覆層を形成して成るものとしたことから、液晶ポリマー繊維は剛直であり被覆層の機械的強度を大きく増加させることができ、大型の半導体素子等の実装時やその後のアンダーフィル材等の充填時における熱ストレスにより被覆層にクラックが生じて配線導体が断線してしまうことはない。また、液晶ポリマー繊維は有機物から成るために、レーザ加工性が良好であり微細な貫通孔を形成することができる。さらに、液晶ポリマー繊維は、液晶ポリマー層と同程度の熱膨張係数を有することから、液晶ポリマー層と被覆層との熱膨張係数の差を小さくでき、その結果、電子部品の実装時や温度サイクル試験の際に液晶ポリマー層と被覆層とが剥離して、絶縁信頼性が低下することもない。
【００７５】
また、本発明の多層配線基板によれば、上記構成において、ポリフェニレンエーテル系有機物を熱硬化性に変性したポリフェニレンエーテルとしたことから、ポリフェニレンエーテルが液晶ポリマー分子と馴染みが良いために液晶ポリマー繊維を良好に分散することができるとともに、ポリフェニレンエーテルを熱硬化性に変性することで液晶ポリマー繊維との拘束力を強め、被覆層の熱膨張率を液晶ポリマー層により近づけることができる。
【００７６】
さらに、本発明の多層配線基板によれば、上記構成において、絶縁フィルムに配設された配線導体の幅方向の断面形状を、絶縁フィルム側の底辺の長さが対向する底辺の長さよりも短い台形状とし、かつ絶縁フィルムの側の底辺と側辺とのなす角度を９５〜１５０°としたことから、配線導体を液晶ポリマー繊維を含有する被覆層に埋設する際に、配線導体を被覆層に容易に埋設することができるとともに配線導体を埋設した後の被覆層表面をほぼ平坦にすることができ、絶縁フィルムを積層する際に空気をかみ込んで絶縁性を低下させることのない多層配線基板とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多層配線基板に、電子部品を搭載して成る混成集積回路の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示す多層配線基板の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・・・絶縁フィルム
２・・・・・・・・・配線導体
３・・・・・・・・・貫通導体
４・・・・・・・・・多層配線基板
５・・・・・・・・・液晶ポリマー層
６・・・・・・・・・被覆層
【図１】
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【図２】
2004055929.tif 000006