(57)【要約】【課題】配線層が形成されたコア基板にバッキング材をラミネートして多層配線板を作製するラミネート工程において、配線層の端部付近にシワや折れ曲がり等が発生しない多層配線板の構成を提供する。【解決手段】コア基板の配線層上に樹脂フィルムの一方の面に銅箔、他方の面に接着層が形成されたバッキング材をロールラミネーターを用いて積層して絶縁層及び導体層を形成し、前記導体層をパターニング処理して配線層を形成してなる可撓性を有する多層配線板において、前記配線層間のパターン間隔が５００μｍ以上の場合、前記配線層間に少なくとも１箇所のダミーパターンを配し、前記配線層間に５００μｍ以上の間隙が存在しないようにする。更に、ダミーパターンにダミーパターンを貫通する小孔を設けたことも含まれる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア基板の配線層上に樹脂フィルムの一方の面に銅箔、他方の面に接着層が形成されたバッキング材をロールラミネーターを用いて積層して絶縁層及び導体層を形成し、前記導体層をパターニング処理して配線層を形成してなる可撓性を有する多層配線板において、前記配線層間のパターン間隔が５００μｍ以上の場合、前記配線層間に少なくとも１箇所のダミーパターンを配し、前記配線層間に５００μｍ以上の間隙が存在しないようにしたことを特徴とする多層配線板。
【請求項２】
前記樹脂フィルムがポリイミド樹脂からなり、厚さが５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の多層配線板。
【請求項３】
前記ダミーパターンがグランドに接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の多層配線板。
【請求項４】
前記ダミーパターンにダミーパターンを貫通する小孔を設けたことを特徴とする請求項１から３の何れかの１に記載の多層配線板。
【請求項５】
前記小孔の大きさが直径で５０μｍから５００μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１から４の何れかの１に記載の多層配線板。
【請求項６】
前記小孔の平均存在密度が、１平方センチメートルあたり２０００個以内であることを特徴とする請求項１から５の何れかの１に記載の多層配線板。
【請求項７】
前記ダミーパターンが分割された小片からなることを特徴とする請求項１から３の何れかの１に記載の多層配線板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路（以下、チップと称する）を少なくとも一つ以上搭載した半導体パッケージ用の可撓性を有する多層配線板（インターポーザ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器はますます小型化、多機能化、高機能化が進んでいる。これらに搭載される電子部品も小型化、高性能化しており、これに伴ってこれらの電子部品を基板に接続、搭載するためのインターポーザについても、小型化と配線の高密度化が求められている。
【０００３】
インターポーザのサイズを小さくして、なおかつ配線の高密度化を実現するための方法として、インターポーザの配線層を複数にして垂直方向に積層し、配線層相互の接続をとるビルドアップ工法がある。ビルドアップ工法においては、各配線層間に絶縁層を設け、配線層間の接続は所定の位置に配置されたビアホールを介して行われるのが通常である。
【０００４】
このようなビルドアップ工法で作成されるインターポーザ用多層配線板の一例としては、絶縁基材の両面に銅箔を積層した構造のコア材ににレーザー加工、パンチング等によってビア用孔を形成し、無電解、電解銅めっきによりフィルドビアを形成した後フォトリソグラフィー等によって銅箔をパターニング処理して配線層を形成してコア基板を作製し、さらに、絶縁層、配線層形成工程を必要回数繰り返すことにより所望層数の多層配線板を得ている（特許文献１参照）。
【０００５】
ここで、絶縁基材としては、ＢＴ（ビスマレイド・トリアジン）レジン系樹脂やガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸されたもの、あるいはポリイミドフィルム、液晶ポリマーフィルムなどが用いられている。
【０００６】
コア基板に用いられる絶縁基材は、堅固な支持体であることが必要な場合には、それに十分な厚さと剛性をもった形態がとられ、小型化、軽量化、あるいは可撓性が必要とされる場合には、それらの性質を得るように薄く設定される。本発明はこのうちの後者に関するものである。
【０００７】
このような可撓性をもった絶縁基材に導体層、絶縁層を積層して多層配線板を製造する場合、各工程においてリール・トゥ・リール工法を用いると、生産性の面で大きな効果がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
リール・トゥ・リール工法を用いて、多層配線板を製造する場合に、配線層が形成されたコア基板に、銅箔付樹脂フィルムにプリプレーグフィルム等の接着層が形成されたバッキング材を積層する工程では、ロールラミネータを用いて、連続的に積層を行った方が、他の方法によるよりも高い生産性を得ることができる。
【０００９】
ロールラミネータで積層を行う場合に、ロールの素材としては、金属などの高剛性を有するものや、シリコンゴムなどの弾性を有するものが考えられるが、バッキング材の接着層をコア基板の配線層の間隙に行きわたらせ、空隙を作らないためには、ロールはある程度配線層の凹凸に追従する必要があり、その点である程度の弾性を有するものが望ましい。
【００１０】
しかし、コア基板の配線層の凹凸上を弾性を有する加圧ロールにてラミネートを行う場合、配線層の間隙が大きくなると、加圧によって変形したロールが配線層間の凹部に深く入り込み、結果として、ラミネート時に均一な加圧状態が得られなくなり、ラミネート時のシワや折れ曲がりが発生するという問題がある。
【００１１】
図３（ａ）に、樹脂フィルム２１の一方の面に銅箔を、他方の面に接着層２４を形成したバッキング材２０の一例を、図３（ｂ）に、配線層１２ａの間隔Ｄが５００μｍ以上離れて形成されているコア基板１０の一例を、図３（ｃ）に、コア基板１０の配線層１２ａ側にバッキング材２０をロールラミネータで積層している状態をそれぞれ示す。
【００１２】
ここで、ロール３１及び３２は所定硬度の弾性を有する材料で作製されているため、バッキング材２０は配線層１２ａの凹凸にある程度追従する形で積層される。
【００１３】
この場合、コア基板１０の配線層１２ａの間隔Ｄが５００μｍ以上離れているため、ロール３１は配線層１２ａの間隔に深く入り込み、配線層１２ａの端部付近４１には大きなストレスがかかり、バッキング材２０の樹脂フィルム２１にはシワ、折れ曲がり等が発生する。
【００１４】
ロール３１の硬度については、バッキング材２０の接着層の埋め込み性、加工適正等を考慮して選択されるが、通常は、４０度から９０度の範囲から選択される。
【００１５】
また、配線層１２ａの厚さについては、可撓性を有する多層配線板の場合には、通常３μｍから２０μｍの範囲から選択される。
【００１６】
以上の条件において、問題となりうる配線層１２ａの間隔Ｄは、５００μｍ以上である。
【００１７】
本発明は上記問題点に鑑み考案されたもので、配線層が形成されたコア基板にバッキング材をラミネートして多層配線板を作製するラミネート工程において、配線層の端部付近にシワや折れ曲がり等が発生しない多層配線板の構成を提供することを目的とする。
【００１８】
【特許文献１】
特開２００２−３３５０８３号公報
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明において上記課題を達成するために、まず請求項１においては、コア基板の配線層上に樹脂フィルムの一方の面に銅箔、他方の面に接着層が形成されたバッキング材をロールラミネーターを用いて積層して絶縁層及び導体層を形成し、前記導体層をパターニング処理して配線層を形成してなる可撓性を有する多層配線板において、前記配線層間のパターン間隔が５００μｍ以上の場合、前記配線層間に少なくとも１箇所のダミーパターンを配し、前記配線層間に５００μｍ以上の間隙が存在しないようにしたことを特徴とする多層配線板としたものである。
また、請求項２においては、前記樹脂フィルムはポリイミド樹脂からなり、厚さが５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の多層配線板としたものである。
また、請求項３においては、前記ダミーパターンがグランドに接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の多層配線板としたものである。
また、請求項４においては、前記ダミーパターンにダミーパターンを貫通する小孔を設けたことを特徴とする請求項１から３の何れかの１に記載の多層配線板である。
また、請求項５においては、前記小孔の大きさが直径で５０μｍから５００μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１から４の何れかの１に記載の多層配線板である。
また、請求項６においては、上記小孔の平均存在密度が、１平方センチメートルあたり２０００個以内であることを特徴とする請求項１から５の何れかの１に記載の多層配線板である。
また、請求項７においては、前記ダミーパターンが分割された小片からなることを特徴とする請求項１から３の何れかの１に記載の多層配線板である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態につき説明する。
請求項１に係る発明は、図１（ｃ）に示すように、コア基板１０の配線層１２ａ間にダミーパターン１２ｄを配して、樹脂フィルム２１の一方の面に銅箔２２、他方の面に接着層２２が形成されたバッキング材２０をロールラミネーターを用いて積層して絶縁層及び導体層２２を形成し、前記導体層２２をパターニング処理して配線層２２ａを形成し、ソルダーレジスト５１、チップ側のパッド電極６１ａ及びプリント配線側のパッド電極６１ｂを形成し、多層配線板１００を得る。
【００２１】
このように、バッキング材２０をコア基板にロールラミネートする際配線層間隔が５００μｍ以上の領域にダミーパターンを配置することにより、コア基板の配線層端部に発生するしわ、折れ曲がり等を防止でき、平坦な可撓性を有する多層配線板を得ることができる。
【００２２】
請求項２に係る発明は、バッキング材２０の樹脂フィルム２１として、厚みが５０μｍ以下のポリイミドフィルムをを使用するようにしたもので、リール・トウ・リール工法でロールラミネーターを用いてバッキング材２０を積層していく場合樹脂フィルム２１を薄くしても或程度のフィルム強度を確保でき、耐熱性を有するため、好都合である。
【００２３】
請求項３に係る発明は、コア基板の配線層間に設けたダミーパターンをグランドに接続することにより、ダミーパターンが配線層の電気特性に与える影響を最小限にし、クロストーク等のノイズを防止できるようにしている。
【００２４】
以下本発明の多層配線板の作製法について述べる。
まず、絶縁基材１１の両面に銅箔が積層された両面銅箔付き樹脂フィルム積層板をコア材として、コア材の所定位置にレーザー加工等により孔明け加工してビア用孔を形成し、ビア用孔にダイレクトプレーティング法、めっき法、導電ペースト充填法等の方法で導電性物質を充填しフィルドビア１３を形成する。さらに、銅箔上にドライフィルムをラミネートする等の方法で感光層を形成し、パターン露光、現像等のパターニング処理を行って、レジストパターンを形成する。
【００２５】
このレジストパターンで、配線層とダミーパターンが形成されるが、配線層間に５００μｍ以上の間隙が生じる場合は、配線層のパターン設計の段階でダミーパターンを配するようにする。
【００２６】
さらに、レジストパターンをエッチングマスクにして銅箔をエッチングして、配線層１２ａ、配線層１２ｂ及びダミーパターン１２ｄを形成して、絶縁基材１１の一方の面に配線層１２ａ及びダミーパターン１２ｄが、他方の面に配線層１２ｂが形成されたコア基板１０ａを作製する（図２（ｂ）参照）。
【００２７】
ここで、配線層１２ａ及び配線層１２ｂはフィルドビア１３にて電気的に接続されている。
【００２８】
上記の例では、両面銅箔付き樹脂フィルム積層板をコア材として、サブトラクティブ法で配線層及びダミーパターンを形成したが、セミアディティブ法で絶縁基材の両面に配線層、ダミーパターン及びフィルドビアを形成しても良い。
【００２９】
絶縁基材１１は多層配線板の支持体となるのに十分な剛性を有していなければならず、同時に多層配線板が可撓性を有するのに十分な可撓性、絶縁性、寸法安定性なども有していなければならない。樹脂の種類については、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミドなどの高分子フィルム、あるいはガラスクロスに含浸させたエポキシ、ＢＴ樹脂などの中から適宜選択して使用できる。可撓性、絶縁性、寸法安定性などの物性を最も好適に満たすものとして、ポリイミドフィルムがあるが、絶縁基材としてポリイミドを用いる場合には、多層配線板全体としての可撓性を得るために、絶縁基材の厚さは、５０μｍ以下、好ましくは２０〜４０μｍが好適である。
【００３０】
ここで、配線層１２ａ間の間隔が５００μｍ以上の空隙が生じてしまう場合には、電気的性能に可能な限り影響を与えないようなダミーパターン１２ｄを設計し、配置する。ダミーパターン１２ｄをグランドに接続するようにしておくと、ダミーパターンが配線層の電気的特性に与える影響をさらに小さくすることができる。
【００３１】
次に、樹脂フィル２１の一方の面に接着剤付きの銅箔を積層して導体層２２を、他方の面に接着層２４を形成したバッキング材２０を準備する（図２（ａ）参照）。
【００３２】
樹脂フィル２１は、多層配線板が可撓性を有するのに十分な可撓性、絶縁性、寸法安定性なども有していなければならず、その物性を満たす材料としてポリイミドフィルムがあるが、多層配線板全体としての可撓性を得るために、樹脂フィル２１の厚さは、５０μｍ以下、好ましくは１０〜３０μｍが好適である。
【００３３】
また、接着層２４の材質については、エポキシ系、ブタジエン系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系あるいはそれらの混合系などから自由に選ぶことができる。
【００３４】
次に、コア基板１０ａの配線層１２ａ及びダミーパターン１２ｄ側と、バッキング材２０をロールラミネータによって積層して（図２（ｃ）参照）、積層板５０を作製する（図１（ａ）参照）。ロール３１及び３２の温度、圧力については、接着層の材料、樹脂フィルム２１の厚さ等によって適宜設定される。
【００３５】
図２（ｃ）に示すように、配線層１２ａ間にダミーパターン１２ｄを配置したコア基板１０ａ用いてバッキング材２０を積層した場合配線層１２ａ端部に、しわ、折れ曲がり等の不具合はほとんど発生しない。
【００３６】
次に、積層板５０の所定位置に、レーザー加工等によりビア用孔を形成し、ビア用孔にダイレクトプレーティング法、めっき法、導電ペースト充填法等の方法で導電性物質を充填しフィルドビア２３を形成する。さらに、導体層２２をパターニング処理して、配線層１２ａとフィルドビア２３にて電気的に接続された配線層２２ａを形成する（図１（ｂ）参照）。
【００３７】
さらに、ソルダーレジストをスクリーン印刷、乾燥して、配線層上に開口部を有するソルダーレジスト層５１を形成し、開口部にニッケル、金皮膜を形成してチップ側のパッド電極６１ａ、プリント配線側のパッド電極６１ｂを形成して、本発明の多層配線板１００を得る（図１（ｃ）参照）。
【００３８】
さらに、必要に応じてバッキング材の積層、フィルドビア及び配線層の形成工程を繰り返すことにより、所望の多層配線板を得ることができる。この場合、バッキング材の積層はコア基板を中心に対称性を保つように積層していくのが、反り防止の意味で望ましい。
【００３９】
ところで、一般に多層配線板は、程度の差はあるが、その表面あるいは側面から吸湿する。この状態で多層配線板を半導体チップやプリント基板と接続するために加熱炉で過熱すると、多層配線板内部の水分が気化膨張し、応力が発生する。多層配線板中にこの応力に耐えるに十分でない部分があると、膨れ、剥がれ等の不良が発生する場合がある。
【００４０】
そして、配線層の金属の部分は、吸湿によって多層配線板内部に入り込んだ水分が、加熱時に外部に抜けるのを阻害する傾向がある。とくに、ダミーパターンは通常の配線と比較して面積が大きく、そのような問題が発生する可能性がある。
【００４１】
請求項４に係わる発明は、ダミーパターンにダミーパターンを貫通する小孔を設ける。それにより多層配線板内部に入り込んだ水分が、加熱時に外部に抜け易くすることができる。
【００４２】
請求項５に係わる発明は、直径を５０μｍ〜１ｍｍの範囲と設定することにより、水分を放出する効果を発揮するために十分であり、かつ、大きすぎることによるラミネート時のシワ、折れ曲がりの原因、また多層配線板が十分な剛性を得られない原因となることを防止する。
【００４３】
また、請求項６に係わる発明は、１平方センチメートルあたり２０００個以内と設定することにより、ラミネート時のシワ、折れ曲がりの原因、また多層配線板が十分な剛性を得られない原因となることを防止する。
【００４４】
小孔２６の形成方法については、位置、大きさの正確性の点で、レーザー加工が好適に用いられるが、本発明においては、特にこの方法に限定するものではない。
【００４５】
また、請求項７に係わる発明は、前記ダミーパターンが分割された小片からなることにより、上記小孔と同様に多層配線板内部に入り込んだ水分が、加熱時に外部に抜け易くすることができる。なお、１の小片の大きさは１ｍｍ以下、他の小片との間隔は５００μｍ以下とすることが好ましい。
【００４６】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
【００４７】
＜実施例１＞
まず、厚さ２５μｍのポリイミドフィルムからなる絶縁基材１１の両面に厚さ１２μｍの電解銅箔を積層した樹脂付銅箔フィルム（ネオフレックスＮＥＸ：三井化学製）を巾１０５ｍｍ、長さ１００ｍのテープ状とし、３００ｍｍφのドラムに巻いてコア材とした。以下、すべての工程において、このリールを用いたリール・トゥ・リール工法にて行った。
【００４８】
まず、上記コア材の所定の位置に、エキシマレーザー加工機によって、５０μｍφのビア用孔を形成し、無電解銅めっき、電解銅めっきを施してフィルドビア１３を形成した。さらに、コア材の両面にフォトレジスト（ＰＭＥＲ：東京応化工業製）をコーティングし、８０℃で３０分間乾燥させ、６μｍ厚の感光層を形成した。
【００４９】
次に、所定のパターンを有するフォトマスクを介してパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、レジストパターンを形成した。さらに、レジストパターンをエッチングマスクにして５０℃、４０°Ｂｅの塩化第２鉄溶液で銅箔を溶解除去して配線層１２ａ、ダミーパターン１２ｄ及び配線層１２ｂを形成し、配線層１２ａがフィルドビアにて配線層１２ｂと電気的に接続されたコア基板１０ａを作製した（図２（ｂ）参照）。
【００５０】
次に、１３μｍ厚のポリイミドフィルムからなる樹脂フィルム２１の一方の面に１２μｍ厚の電解銅箔を積層した樹脂付銅箔フィルム（ネオフレックスＮＥＸ：三井化学製）積層して導体層２２を、他方の面に１５μｍ厚のフィルム状接着剤（巴川製紙所製）を積層して接着層２４を形成してバッキング材２０を作製した（図２（ａ）参照）。
【００５１】
次に、コア基板１０ａの配線層１２ａ及びダミーパターン１２ｄ側とバッキング材２０の接着層２４側をリール・トゥ・リール方式のロールラミネータを用い積層し、積層板５０を作製した（図２（ｃ）及び図１（ａ）参照）。
【００５２】
ここで、ロール３１及びロール３２のロール硬度はともに７０℃、ロール温度はともに１８０℃とした。ロール圧は線厚にて３ｋｇ／ｃｍとした。
【００５３】
次に、積層板５０の所定位置に、レーザー加工等によりビア用孔を形成し、ビア用孔に無電解銅めっき、電解銅めっきにて銅を充填してフィルドビア２３を形成した。さらに、導体層２２をパターニング処理して、配線層１２ａとフィルドビア２３にて電気的に接続された配線層２２ａを形成した（図１（ｂ）参照）。
【００５４】
次に、ソルダーレジストをスクリーン印刷して、約２０μｍ厚のソルダーレジスト層を形成し、ポストベークした後、フォトエッチング法によって、両面のパッドパターンが露出するように、所定位置の配線層上に１００μｍφの開口部を形成し、ニッケル、金皮膜を形成して、チップ側のパッド電極６１ａ及びプリント配線側のパッド電極６１ｂを形成し、最後に、パンチング加工によって、テープ状の積層体から所定の大きさに切り分け、可撓性を有する多層配線板１００を得た。
【００５５】
＜実施例２＞
実施例１と同様な工程により、コア基板１０ａを作製した後、さらに、ダミーパターン上にエキシマレーザー加工機によって、２００μｍφの小孔を形成した。レーザーの出力を調整することによって、小孔は、ダミーパターンを貫通し、その直下の樹脂層に約２μ入ったところまで続いている。小孔の存在密度としては、すべてのダミーパターン上でできるだけ均一になるように配置して、１平方センチメートルあたり約１００個となるようにした。その後、実施例１と同様な工程により、多層配線板を得た（図４参照）。
【００５６】
＜評価＞
実施例１及び２で得られた多層配線板には、ラミネート時のシワ、折れ曲がりなどの不良は全く発生せず、良好な多層配線板が得られた。また、リフロー耐性試験（８５℃、８５％の環境下、１６８時間前処理を行った後、２６０℃を１０秒の条件で３回、リフロー炉に投入）験後、外観を光学顕微鏡で観察したところ、実施例２の方が外観上、若干優位であった。
【００５７】
【発明の効果】
上記したように、本発明に係わる多層配線板によると、コア基板の各配線層間の間隔が５００μｍ以上の場合パターン間にダミーパターンを配して、各配線層間に５００μｍ以上の間隙が存在しないようにすることによって、コア基板とバッキング材をロールラミネータを用いて積層する際シワ、折れ曲がり等が発生せず、良好な多層配線板を得ることができる。
【００５８】
また、ダミーパターンをグランドに接続することにより、クロストーク等が減少し、電気特性を改善できる。
【００５９】
また、ダミーパターンにダミーパターンを貫通する小孔を設けることによって、多層配線板内部に入り込んだ水分が、加熱時に外部に抜け易くすることができる。
【００６０】
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、コア基板とバッキング材をラミネートして得られた積層板の一例を示す模式構成断面図である。
（ｂ）は、積層板５０にフィルドビア２３を形成し、導体層２２をパターニング処理して配線層２２ａを形成した一例を示す模式構成断面図である。
（ｃ）は、本発明の多層配線板の一実施例を示す模式構成断面図である。
【図２】（ａ）は、バッキング材の一例を示す模式構成断面図である。
（ｂ）は、配線層間にダミーパターンを配したコア基板の一例を示す模式構成断面図である。
（ｃ）は、ロールラミネータを用いて配線層間にダミーパターンを配したコア基板とバッキング材を積層している状態を示す説明図である。
【図３】（ａ）は、バッキング材の一例を示す模式構成断面図である。
（ｂ）は、配線層間にダミーパターンを配しないコア基板の一例を示す模式構成断面図である。
（ｃ）は、ロールラミネータを用いて配線層間にダミーパターンを配しないコア基板とバッキング材を積層している状態を示す説明図である。
【図４】ダミーパターンを有する多層配線板の模式構成断面図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ…コア基板
１１…絶縁基材
１２ａ、１２ｂ…配線層
１２ｄ…ダミーパターン
１３、２３…フィルドビア
２０…バッキング材
２１…樹脂フィルム
２２…導体層
２２ａ…配線層
２４…接着層
２６…小孔
３１、３２…ロール
４１…配線層端部付近
５０…積層板
５１…ソルダーレジスト層
６１ａ…チップ側のパッド電極
６１ｂ…プリント配線側のパッド電極
１００…多層配線板
Ｄ…配線層の間隔
【図１】
2004140314.tif 000003
【図２】
2004140314.tif 000004
【図３】
2004140314.tif 000005
【図４】
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