(57)【要約】【課題】高温時の熱履歴による残留応力が少なく、優れた層間接続信頼性及び優れた低反り性を有し、かつ、生産性に優れ、配線の高密度化に対応可能な多層配線基板を提供する。【解決手段】導体層を有する複数のフィルムが接着層を介して積層してなる多層配線基板において、接着層の１２５℃における貯蔵弾性率が５．０×１０７Ｐａ以下、より好ましくは、接着層の１５０℃における貯蔵弾性率が１．０×１０７Ｐａ以下とする。多層配線基板構造内に高温時の貯蔵弾性率が低い接着層を導入することにより、高温時の熱履歴により発生した応力を、効果的に緩和させることができることから、残留応力を少なくすることが可能となり、優れた層間接続信頼性及び優れた低反り性を有し、且つ生産性に優れ、配線の高密度化に対応した多層配線基板を提供することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体層を有する複数のフィルムが接着層を介して積層してなる多層配線基板において、接着層の１２５℃における貯蔵弾性率が５．０×１０７Ｐａ以下であることを特徴とする多層配線基板。
【請求項２】
更に、接着層の１５０℃における貯蔵弾性率が１．０×１０７Ｐａ以下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】
前記フィルムがポリイミド系フィルムであることを特徴とする請求項１又は２に記載の多層配線基板。
【請求項４】
導体層間の電気的接続がブラインドビアホールを介してなることを特徴とする請求項１〜３記載のいずれかの１に記載の多層配線基板。
【請求項５】
前記ブラインドビアホール内部が導電性物質で充填されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の多層配線基板。
【請求項６】
前記ブラインドビアホール内部を充填させた導電性物質が、電解銅めっきにより形成された銅物質であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの１に記載の多層配線基板。
【請求項７】
多層配線基板が半導体搭載用であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの１に記載の多層配線基板。
【請求項８】
多層配線基板が半導体搭載用インターポーザとして使用されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの１に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、多層配線基板に関し、特に、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）用及びＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）用として好適であり、熱履歴による残留応力が少なく、優れた層間接続信頼性、及び優れた低反り性を有し、かつ、生産性に優れ、配線の高密度化に対応した多層配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子技術の進歩に伴い、電子情報端末の小型化、軽量化、高機能化がますます求められてきており、このため、多層配線基板、特にＩＣやＬＳＩを直接実装するＣＳＰ用及びＢＧＡ用基板においても、高密度化、及び高い信頼性が求められてきている。
【０００３】
従来、ＩＣやＬＳＩなどを直接実装されている半導体パッケージにおいて、ＩＣやＬＳＩなどとパッケージ用多層配線基板との熱膨張率の差により熱履歴時に応力が発生するため、接合界面のクラックや反りが発生し、電気的接続信頼性が不十分になるという問題があった。
【０００４】
これらの問題を解決すべく、ＩＣやＬＳＩ等とパッケージ用多層配線基板の間隙部分にシリカ等のフィラーを添加したエポキシ系の熱硬化性の樹脂を充填し、ＩＣやＬＳＩ等とパッケージ用多層配線基板との熱膨張率の差を少なくすることが試行されてきた（特許文献１参照）。
【０００５】
一方、このような熱履歴時の残留応力による信頼性の問題は、半導体パッケージだけでなく多層配線基板自体においても重要な課題となっている。基板製造時、及びＩＣ、ＬＳＩ実装工程時の熱履歴により、導体層と絶縁層との熱膨張率の差により残留応力が発生するため、多層配線基板の層間接続部自体のクラック発生や、基板全体の反り発生等を引き起こすことが問題となっている。
【０００６】
このような多層配線基板自体の残留応力の問題は、近年の更なる高密度化、及び高信頼性への要求が高まりにつれて、ますます大きくなってきており、多層配線基板自体においても、如何に残留応力を低減させるかが、高い信頼性を実現する上での重要な課題となっていた。
【０００７】
【特許文献１】
特開７−６６３２６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述のごとき従来の問題点を解消し、高温時の熱履歴による残留応力が少なく、優れた層間接続信頼性及び優れた低反り性を有し、かつ、生産性に優れ、配線の高密度化に対応可能な多層配線基板を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記のような従来の課題を解決するために鋭意研究を行った結果、請求項１においては、導体層を有する複数のフィルムが接着層を介して積層してなる多層配線基板において、接着層の１２５℃における貯蔵弾性率が５．０×１０７Ｐａ以下であることを特徴とする多層配線基板としたものである。
請求項２においては、更に、接着層の１５０℃における貯蔵弾性率が１．０×１０７Ｐａ以下であることを特徴とする請求項１記載の多層配線基板としたものである。
請求項３においては、前記フィルムがポリイミド系フィルムであることを特徴とする請求項１又は２に記載の多層配線基板としたものである。
請求項４においては、導体層間の電気的接続がブラインドビアホールを介してなることを特徴とする請求項１〜３記載のいずれかの１に記載の多層配線基板としたものである。
請求項５においては、前記ブラインドビアホール内部が導電性物質で充填されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の多層配線基板としたものである。
請求項６においては、前記ブラインドビアホール内部を充填させた導電性物質が、電解銅めっきにより形成された銅物質であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの１に記載の多層配線基板としたものである。
請求項７においては、多層配線基板が半導体搭載用であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの１に記載の多層配線基板としたものである。
請求項８においては、多層配線基板が半導体搭載用インターポーザとして使用されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの１に記載の多層配線基板としたものである。
【００１０】
本発明の多層配線基板によれば、多層配線基板構造内に高温時の貯蔵弾性率が低い接着層を導入することにより、高温時の熱履歴により発生した応力を、効果的に緩和させることができることから、残留応力を少なくすることが可能となり、その結果、優れた層間接続信頼性及び優れた低反り性を有し、且つ、生産性に優れ、配線の高密度化に対応した多層配線基板を提供することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明に用いられるフィルムとしては、耐熱性、可撓性、平滑性、低吸水率を有するフィルムならば特に限定されるものではないが、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン樹脂、液晶ポリマー等を用いることが出来る。これらの中では特にポリイミド系樹脂が耐熱性に優れる点で望ましい。
【００１２】
また本発明におけるポリイミド系フィルムとしては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミドのことを示し、通常ジアミンと酸無水物とを反応後、加熱もしくは化学的にイミド化させることにより得られるが、ポリイミド系フィルムであれば、その製造方法は特に限定されるものではない。
【００１３】
本発明の貯蔵弾性率は、動的粘弾性測定装置により容易に測定することができる。尚、本発明における動的粘弾性測定は、動的粘弾性測定装置により、引っ張りモード、測定用変位周波数：１０Ｈｚ、昇温速度：２℃／分で測定を行ったものである。
【００１４】
本発明における高温時の貯蔵弾性率としては、１２５℃で５．０×１０７Ｐａ以下が望ましく、更に１５０℃で１．０×１０７Ｐａ以下であるとより効果的に応力緩和をすることができる点で望ましい。尚、１２５℃、１５０℃という基準温度は、例えば、「ビルドアップ多層プリント配線板技術」、高木清著、日刊工業新聞社（２０００）Ｐ２９２―２９３に記載されているように、多層配線基板の信頼性試験（環境試験）として一般的に実施されている熱衝撃試験の高温域の規格温度である。
【００１５】
本発明における多層配線基板の各層間の電気的接続としては、例えば、スルーホール（貫通穴）、ブラインドビアホール（非貫通穴）、更にはスルーホールとブラインドビアホールの併用により電気的接続させる場合等が例示できるが、これらに限定されるものではない。これらの中では特にブラインドビアホールによる電気的接続が、多層配線基板の高密度化に適応できる点で望ましい。
【００１６】
本発明におけるブラインドビアホールとしては、例えば、ブラインドビアホール内部を樹脂等の絶縁物で充填するコンフォーマルタイプのブランドビアホールと、ブラインドビアホール内部を導電性物質で充填するフィルドタイプのブラインドビアホール等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。これらの中では特に、ブラインドビアホール内部を導電性物質で充填するフィルドタイプのブラインドビアホールが、ビア・オン・ビア（スタックド・ビア）等の設計が可能であるため、多層配線基板の高密度化に適応できる点で望ましい。
【００１７】
本発明における導電性物質としては、例えば、導電性ペースト材料、電解銅めっきによる銅物質等を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。これらの中では、電解めっきにより銅物質を充填させるフィルドビアが配線の高密度化に対応できる点で望ましい。
【００１８】
本発明における多層配線基板の製造方法としては、例えば、少なくとも以下の工程、（ａ）少なくとも片面に配線パターンを有する配線フィルムの少なくとも片面に、接着フィルム、片面に導体層を有するフィルムの導体層を外側にして、順に配置して積層する工程、（ｂ）工程（ａ）で得られた少なくとも片面に接着フィルムを介して片面に導体層を有するフィルムを積層した回路基板において、少なくとも片側から直接レーザー加工を施しブラインドビアホールを形成する工程、（ｃ）前記（ｂ）の工程において形成したブラインドビアホールに導電処理を施し、層間を導通せしめる工程、（ｄ）少なくとも片面に所定のパターンの配線層に加工する工程、を順に含んでなる工程にて作製することができるが、これに限定されるものではない。
【００１９】
また生産性に優れるという理由により、リール・ツー・リール方式もしくはロール・ツー・ロール方式で生産することが望ましい。
【００２０】
また、本発明における多層配線基板の用途としては、特に限定されるものではないが、熱履歴による残留応力を低減できるため高信頼性を有することから、例えば、半導体搭載用、または半導体搭載用インターポーザ用途に最適である。
【００２１】
以下、４層基板の作成の実施例に基づき、本発明をさらに具体的に説明するが、これに限定されるものではない。
【００２２】
【実施例】
（実施例１）
市販の両面２層フレキシブルプリント回路用基板エスパネックス（新日鐵化学（株）製）の銅箔面に所定の回路加工を施し両面２層フレキシブルプリント回路板を得た。得られた両面２層フレキシブルプリト回路板の両面に、硬化後の１２５℃における貯蔵弾性率が８．３×１０６Ｐａ、硬化後の１５０℃における貯蔵弾性率が６．７×１０６Ｐａである接着フィルムを接着剤層が内側を向くように配置し、ラミネーターにより所定の仮圧着条件にて仮圧着を行った。さらにポリエチレンテレフタレートの剥離フィルムを剥離した後、更に片面２層フレキシブルプリント回路用基板（エスパネックス：新日鐵化学（株）製）の銅箔面が外側を向くように順に配置し、ラミネーターにより所定の仮圧着条件により更に積層し、その後、所定の接着フィルムの硬化条件により熱硬化させた。得られた積層基板の表裏に、レーザー加工によりブラインドビアホールを形成した後、通常の無電解めっき及び電解めっきを行い層間の導通を接続せしめた後、パターン形成、カバーレイフィルムの積層、外形加工を行い、４層の導体層を有する多層配線基板を得た。尚、これらの工程は全てリール・ツー・リールで実施した。
【００２３】
（実施例２）
実施例１の硬化後の１２５℃における貯蔵弾性率が８．３×１０６Ｐａ、硬化後の１５０℃における貯蔵弾性率が６．７×１０６Ｐａである接着フィルムを、硬化後の１２５℃における貯蔵弾性率が６．８×１０６Ｐａ、硬化後の１５０℃における貯蔵弾性率が５．８×１０６Ｐａである接着フィルムに代えた以外は実施例１と同様にして４層の導体層を有する多層配線基板を得た。
【００２４】
（実施例３）
実施例１の硬化後の１２５℃における貯蔵弾性率が８．３×１０６Ｐａ、硬化後の１５０℃における貯蔵弾性率が６．７×１０６Ｐａである接着フィルムを、硬化後の１２５℃における貯蔵弾性率が１．３×１０７Ｐａ、硬化後の１５０℃における貯蔵弾性率が８．３×１０６Ｐａである接着フィルムに代えた以外は実施例１と同様にして４層の導体層を有する多層配線基板を得た。
【００２５】
（実施例４）
実施例１の硬化後の１２５℃における貯蔵弾性率が８．３×１０６Ｐａ、硬化後の１５０℃における貯蔵弾性率が６．７×１０６Ｐａである接着フィルムを、硬化後の１２５℃における貯蔵弾性率が５．９×１０６Ｐａ、硬化後の１５０℃における貯蔵弾性率が３．７×１０６Ｐａである接着フィルムに代えた以外は実施例１と同様にして４層の導体層を有する多層配線基板を得た。
【００２６】
（実施例５）
実施例１の硬化後の１２５℃における貯蔵弾性率が８．３×１０６Ｐａ、硬化後の１５０℃における貯蔵弾性率が６．７×１０６Ｐａである接着フィルムを、硬化後の１２５℃における貯蔵弾性率が６．５×１０６Ｐａ、硬化後の１５０℃における貯蔵弾性率が４．６×１０６Ｐａである接着フィルムに代えた以外は実施例１と同様にして４層の導体層を有する多層配線基板を得た。
【００２７】
（比較例１）
実施例１の硬化後の１２５℃における貯蔵弾性率が８．３×１０６Ｐａ、硬化後の１５０℃における貯蔵弾性率が６．７×１０６Ｐａである接着フィルムを、硬化後の１２５℃における貯蔵弾性率が２．７×１０８Ｐａ、硬化後の１５０℃における貯蔵弾性率が９．２×１０７Ｐａである接着フィルムに代えた以外は実施例１と同様にして４層の導体層を有する多層配線基板を得た。
【００２８】
（比較例２）
実施例１の硬化後の１２５℃における貯蔵弾性率が８．３×１０６Ｐａ、硬化後の１５０℃における貯蔵弾性率が６．７×１０６Ｐａである接着フィルムを、硬化後の１２５℃における貯蔵弾性率が３．９×１０８Ｐａ、硬化後の１５０℃における貯蔵弾性率が２．４×１０７Ｐａである接着フィルムに代えた以外は実施例１と同様にして４層の導体層を有する多層配線基板を得た。
【００２９】
（貯蔵弾性率の測定）
実施例１〜５及び比較例１〜２に使用した接着フィルムを、銅箔上に接着剤層が内側を向くように配置し、ラミネーターにより実施例と同じ所定の仮圧着条件にて仮圧着を行った。さらにポリエチレンテレフタレートの剥離フィルムを剥離した後、更に銅箔をラミネーターにより実施例と同じ所定の仮圧着条件により更に積層させた後、実施例と同じ所定の接着フィルムの硬化条件により熱硬化させた。得られた積層体の表裏から銅箔をエッチングすることにより硬化後の接着フィルムを取り出した。得られた接着フィルムを動的粘弾性測定機により引張モード、測定周波数：１０Ｈｚ、昇温測定：２℃／分で測定を行った。その結果を表１に記載した。
【００３０】
（ビア接続信頼性評価）
実施例１〜５及び比較例１〜２によって得られた４層の導体層を有する多層配線基板に対して、気漕冷熱衝撃試験を以下の２条件（試験条件１：−６５℃〜１２５℃、各３０分、１０００サイクル、試験条件２：−６５℃〜１５０℃、各３０分、１０００サイクル）で行った。試験終了後、導体回路が断線しなかったものを○、断線したものを×として表１に記載した。
【００３１】
（反り評価）
実施例１〜５及び比較例１〜２によって得られた４層の導体層を有する多層配線基板に対して、８５℃、８５％の環境下、１６８時間吸湿前処理を行った後、２６０℃を１０秒以上の条件で３回、リフロー炉に投入した。試験前と比較して反り等の外観が変わらなかったものを○、試験後に大きく反りが発生したものを×として表１に記載した。
【００３２】
【表１】
2004303887.tif 000002
【００３３】
表１から明らかなように、比較例１では、試験条件１、２ともビア接続信頼性試験後に層間の接続が断線、また反り評価として行ったリフロー試験後に大きく反りが発生し、また比較例２では、試験条件２で実施したビア接続信頼性試験後に層間の接続が断線したのに対して、実施例１〜５では目的の諸特性、即ち、高い層間の接続信頼性、及び低反り性を示した。
【００３４】
以上の結果より、本発明の多層配線基板は、熱履歴による残留応力が少なく、優れた層間接続信頼性及び優れた低反り性を有し、且つ生産性に優れ、配線高密度化に対応した多層配線基板を提供することが判明した。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の多層配線基板により、多層配線基板構造内に高温時の貯蔵弾性率が低い接着層を導入することにより、高温時の熱履歴により発生した応力を、効果的に緩和させることができることから、残留応力を少なくすることが可能となり、その結果、優れた層間接続信頼性及び優れた低反り性を有し、且つ生産性に優れ、配線の高密度化に対応した多層配線基板を提供することができる。