(57)【要約】【課題】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及びその製造方法を提供する。【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、接着層が微細相分離構造を有する。なお、接着層が、少なくともエラストマー成分と少なくともエポキシ硬化成分を含有する熱硬化性樹脂からなること、更に、微細相分離構造が、少なくとも海島構造（球状ドメイン構造）を有すること、更にまた、海島構造のマトリックス部（海部）がエラストマーもしくはエラストマーリッチ相、球状ドメイン部（島部）が少なくともエポキシ硬化成分を含有する熱硬化樹脂もしくは少なくともエポキシ硬化成分を含有する熱硬化樹脂リッチ相からなることも含まれる。【選択図】図１
2004311674.tif 000002
【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、接着層が微細相分離構造を有していることを特徴とする多層配線基板。
【請求項２】
導電層間の電気的接続が全て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記載の多層配線基板。
【請求項３】
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又は２記載の多層配線基板。
【請求項４】
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１〜３の何れかの１に記載の多層配線基板。
【請求項５】
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１〜４の何れかの１に記載の多層配線基板。
【請求項６】
前記微細相分離構造を有する接着層が、少なくともエラストマー成分と少なくともエポキシ硬化成分を含有する熱硬化性樹脂からな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】
前記微細相分離構造が、少なくとも海島構造（球状ドメイン構造）を有す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】
前記海島構造（球状ドメイン構造）のマトリックス部（海部）がエラストマーもしくはエラストマーリッチ相、球状ドメイン部（島部）が少なくともエポキシ硬化成分を含有する熱硬化樹脂もしくは少なくともエポキシ硬化成分を含有する熱硬化樹脂リッチ相からなることを特徴とする前記微細相分離構造が、少なくとも海島構造（球状ドメイン構造）を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかの１に記載の多層配線基板。
【請求項９】
前記エラストマーがゴム系エラストマーであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかの１に記載の多層配線基板。
【請求項１０】
前記球状ドメインの平均粒径が、０．１〜５ミクロンであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかの１に多層配線基板。
【請求項１１】
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１〜１０のいずれかの１に記載の多層配線基板。
【請求項１２】
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１〜１１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、多層配線基板の製造方法に関し、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】
近年、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などを直接実装するパッケージ用多層配線基板において、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。これは多層配線基板においても、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であり、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】
このような多層回路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、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及びその製造方法を提供することができる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、鋭意検討の結果、上記のような従来の課題を解決することができた。即ち、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、接着層が微細相分離構造を有していることを特徴とする多層配線基板。
請求項２においては、導電層間の電気的接続が全て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又は２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、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１〜３の何れかの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１〜４の何れかの１に記載の多層配線基板としたものである。
請求項６においては、前記微細相分離構造を有する接着層が、少なくともエラストマー成分と少なくともエポキシ硬化成分を含有する熱硬化性樹脂からな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、前記微細相分離構造が、少なくとも海島構造（球状ドメイン構造）を有す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、前記海島構造（球状ドメイン構造）のマトリックス部（海部）がエラストマーもしくはエラストマーリッチ相、球状ドメイン部（島部）が少なくともエポキシ硬化成分を含有する熱硬化樹脂もしくは少なくともエポキシ硬化成分を含有する熱硬化樹脂リッチ相からなることを特徴とする前記微細相分離構造が、少なくとも海島構造（球状ドメイン構造）を有することを特徴とする請求項１〜７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９においては、前記エラストマーがゴム系エラストマーであることを特徴とする請求項１〜８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１０においては、前記球状ドメインの平均粒径が、０．１〜５ミクロンであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかの１に多層配線基板としたものである。
請求項１１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１〜１０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１２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１〜１１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り、多層回路基板構造内にポリマーアロイによる微細相分離構造を有する接着層を導入することにより、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する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】
本発明における微細相分離構造とは、海島構造（球状ドメイン構造）、連続相構造のいずれかを示す。
【００１４】
なお、海島構造（球状ドメイン構造）、連続相構造、複合分散相構造については、「ポリマーアロイ」第３２５頁（１９９３）東京化学同人に詳しく述べられている。
【００１５】
図１ないし図３に上記文献に記載された海島構造（球状ドメイン構造）、連続相構造、複合分散相構造を表す説明図を示す。
【００１６】
このような微細相分離構造は、接着層材料組成物の硬化温度や反応温度等の硬化条件、あるいは接着層材料組成物の相溶性を制御することにより得られる。
【００１７】
本発明における微細相分離構造を有する接着層は、微細相分離構造を有するものであれば特に限定されるものではないが、少なくともエラストマー成分と少なくともエポキシ硬化成分を含有する熱硬化性樹脂からなること望ましい。
【００１８】
本発明におけるエラストマー成分とは、ゴム類もしくは熱可塑性エラストマーのことを示し、例えば、ゴム類としては、合成イソプレンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエン・スチレンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、エチレン・プロピレンゴム、ポリイソブチレンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、塩素化ブチルゴム等の合成ゴムや天然ゴム等の未加硫ゴムあるいは加硫ゴムが挙げることができるが特に限定されるものではない。また、熱可塑性エラストマーとしては、例えばスチレン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、エチレン・プロピレン熱可塑性エラストマー等のオレフィン系熱可塑性エラストマー等を例示することができるがこれに対しても特に限定されるものではない。以上のものの中から、硬化後の微細相分離構造を適宜考慮して一種又は二種以上の混合物として用いることも出来る。また、ゴム系エラストマーの方が他の熱可塑性エラストマーと比較して応力緩和効果の点でより望ましい。
【００１９】
また当然ながら、接着層が微細相分離構造を示す範囲内であれば、エラストマー自体に官能基を導入し、少なくともエポキシ硬化成分を含有する熱硬化樹脂系内の官能基と反応点を持たせ、熱硬化時にエラストマー成分と少なくとも少なくともエポキシ硬化成分を含有する熱硬化樹脂成分とを相互に架橋させることも可能である。
【００２０】
本発明におけるエポキシ硬化成分を含有する熱硬化性樹脂とは、エポキシ化合物と反応する全ての硬化系が少なくとも一つ以上含まれている熱硬化樹脂を意味し、例えば、エポキシ化合物と反応する硬化系としては、エポキシ化合物とアミン類との硬化反応、エポキシ化合物とカルボン酸類との硬化反応、エポキシ化合物とフェノール類との硬化反応、エポキシ化合物と酸無水物類との硬化反応、エポキシ化合物とポリアミド樹脂との硬化反応、イミダゾール類によるエポキシ化合物の硬化反応、潜在性硬化剤によるエポキシ化合物の硬化反応、更にはこれらの組み合わせ等による硬化反応を例示することができるが、これらに限定するものではない。
【００２１】
本発明における微細相分離構造は、海島構造（球状ドメイン構造）、連続相構造の中では特に限定されるものではないが、海島構造（球状ドメイン構造）が応力緩和効果の点で望ましい。
【００２２】
本発明の微細相分離構造が、海島構造（球状ドメイン構造）であった場合、球状ドメインの平均粒径が、０．１〜５ミクロンであることが望ましい。これは、球状ドメインの平均粒径が、０．１ミクロン未満であると、応力緩和効果が十分に得られなく、また、球状ドメインの平均粒径が５ミクロン以上であると、層間接続のための微小ブラインドビアホールの加工安定性が悪くなる傾向があるからである。
【００２３】
また、本発明における微細相分離構造が、海島構造（球状ドメイン構造）であった場合の海島構造（球状ドメイン構造）のマトリックス部（海部）はエラストマーもしくはエラストマーリッチ相、球状ドメイン部（島部）が少なくともエポキシ硬化成分を含有する熱硬化樹脂もしくは少なくともエポキシ効果成分を含有する熱硬化樹脂リッチ相からなることが望ましい。これは、海島構造（球状ドメイン構造）のマトリックス部（海部）はエラストマーもしくはエラストマーリッチ相、球状ドメイン部（島部）が少なくともエポキシ硬化成分を含有する熱硬化樹脂もしくは少なくともエポキシ効果成分を含有する熱硬化樹脂リッチ相からなる場合の方が、より応力緩和効果が大きいからである。
【００２４】
また、海島構造（球状ドメイン構造）のマトリックス部（海部）はエラストマーもしくはエラストマーリッチ相、球状ドメイン部（島部）が少なくともエポキシ硬化成分を含有する熱硬化樹脂もしくは少なくともエポキシ効果成分を含有する熱硬化樹脂リッチ相からなる場合の方が、より硬化膜の物性が可撓性を示すことから、量産性の優れたリール・ツー・リール工法もしくはロール・ツー・ロール工法へより対応できるという点も有利である。
【００２５】
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レーザー加工を施した後、導電処理を施し、層間を導通せしめる工程、（ｃ）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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
また生産性に優れるという理由により、リール・ツー・リール方式で生産することが望ましい。
【００３０】
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ー用途に最適である。
【００３１】
以下、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。
【００３２】
【実施例】
（実施例１）
（接着フィルムの作成）
オルソクレゾール型ノボラックフェノール樹脂（フェノール当量１２０ｇ／ｅｑ．）１６重量部、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量１９４ｇ／ｅｑ．）２２重量部、アクリロニトリルゴムＮＩＰＯＬ１０４２（日本ゼオン（株）、アクリロニトリル含量３３．５％）４０重量部、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール（四国化成（株））を１重量部、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド（パーブチルＣ、日本油脂（株））１重量部をテトラヒドロフラン中に添加、混合して充分に溶解させ、固形分率４０重量％のエポキシ硬化系を含有する接着剤ワニスを得た。この液状接着剤を、乾燥後の接着層の厚さが２０μｍになるように厚さ３８μｍの剥離処理を施したポリエチレンテレフタレートフィルムの一面に塗布し、熱風循環型乾燥機中にて１２０℃で５分間乾燥して、アクリロニトリルゴムとエポキシ硬化系を含有する熱硬化樹脂からなる接着剤フィルムを作製した。
【００３３】
（４層基板の作成）
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）の銅箔面に所定の表裏導通及び回路加工を施し、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、作製したエポキシ硬化系を含有する接着フィルムを真空ラミネーターにより仮圧着を行った後、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、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積層をおこなった。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、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・リール工程で実施した。
【００３４】
（実施例２）
実施例１のアクリロニトリルゴムＮＩＰＯＬ１０４２（日本ゼオン（株）、アクリロニトリル含量３３．５％）を、スチレン・ブタジエン・スチレンゴムＴＲ２０００Ｃ（ＪＳＲ（株）、スチレン含量３０％）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。
【００３５】
（実施例３）
実施例１のアクリロニトリルゴムＮＩＰＯＬ１０４２（日本ゼオン（株）、アクリロニトリル含量３３．５％）を、乳化重合型スチレン・ブタジエンゴム９５５０（日本ゼオン、スチレン含量４６％）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。
【００３６】
（実施例４）
実施例１のアクリロニトリルゴムとエポキシ硬化系を含有する熱硬化樹脂からなる接着フィルムを合成ゴム／エポキシ系接着フィルムＴＢ１６５０（スリーボンド（株）製）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。
【００３７】
（比較例１）
実施例１のアクリロニトリルゴムとエポキシ硬化系を含有する熱硬化樹脂からなる接着フィルムをエポキシ系接着フィルムＡＳ２７００（日立化成（株）製）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。
【００３８】
（接着層構造の観察）
実施例１〜４及び比較例によって得られた４層の導体層を有する多層配線基板の断面を、光硬化樹脂に包埋し、四酸化オスミウム結晶を用いてブロック染色を行った後、ミクロトームにより平滑化処理を行い、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて、接着層断面のモルフォロジー観察を行った。その結果を表１に記載した。
【００３９】
（ビア接続信頼性評価）
実施例１〜４及び比較例によって得られた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（−６５℃〜１２５℃、各３０分、１０００サイクル）を行った。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。
【００４０】
（反り評価）
実施例１〜４及び比較例によって得られた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。
【００４１】
【表１】
2004311674.tif 000003
【００４２】
表１から明らかなように、比較例では、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たのに対して、実施例１〜４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。
【００４３】
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、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を提供することが判明した。
【００４４】
【発明の効果】
発明の多層配線基板により、多層回路基板構造内にポリマーアロイ技術による微細相分離構造を有する接着層を導入することにより、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するとともに、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。
【００４５】
【図面の簡単な説明】
【図１】海島構造（球状ドメイン構造）の説明図である。
【図２】連続相構造の説明図である。
【図３】複合分散相構造の説明図である。
【図１】
2004311674.tif 000004
【図２】
2004311674.tif 000005
【図３】
2004311674.tif 000006