(57)【要約】【課題】  簡単な手段で高密度配線化が可能な微細配線構造および微細配線構造の製造方法を提供する。【解決手段】  シート状の絶縁体２と、絶縁体２の一面２ａ側に埋め込まれた複数の第１線路導体３…と、絶縁体２の他面２ｂ側に埋め込まれた複数の第２線路導体４…とを具備してなり、絶縁体２内部において、第１線路導体３…と第２線路導体４…とが繰り返し交互に並んで配置され、かつ絶縁体２の厚さ方向に沿って第１線路導体３…が一面２ａ寄りに配置されるとともに第２線路導体４…が他面２ｂ寄りに配置され、更に第１、第２線路導体３…、４…が絶縁体２の厚さ方向に沿って相互に一部オーバーラップしていることを特徴とする微細配線構造１を採用する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の絶縁体と、該絶縁体の一面側に埋め込まれた複数の第１線路導体と、前記絶縁体の他面側に埋め込まれた複数の第２線路導体とを具備してなり、
前記絶縁体内部において、前記第１線路導体と前記第２線路導体とが繰り返し交互に並んで配置され、かつ前記絶縁体の厚さ方向に沿って前記第１線路導体が前記一面寄りに配置されるとともに前記第２線路導体が前記他面寄りに配置され、更に前記第１、第２線路導体が前記絶縁体の厚さ方向に沿って相互に一部オーバーラップしていることを特徴とする微細配線構造。
【請求項２】
第１基板上に複数の第１線路導体を一定の間隔をあけて形成する工程と、
第２基板上に複数の第２線路導体を一定の間隔をあけて形成する工程と、
シート状の絶縁体の一面側および他面側にそれぞれ、前記第１基板と前記第２基板を配置するとともに前記第１、第２線路導体を前記一面および前記他面にそれぞれ対向させてから、前記第１、第２基板をそれぞれ前記絶縁体に押し付けることにより、前記絶縁体内部において前記第１線路導体と前記第２線路導体とが繰り返し交互に並んで配置されるように前記第１、第２線路導体を前記絶縁体に埋め込む工程と、を具備してなることを特徴とする微細配線構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細配線構造および微細配線構造の製造方法に関するものであり、特に、簡単な手段で高密度配線化が可能な微細配線構造および微細配線構造の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高密度実装基板で要求される微細配線構造の形成には、従来、薄膜形成プロセス等の半導体製造プロセスが適用されている。すなわち、従来の微細配線構造の形成には、真空スパッタリング装置やｉ線ステッパ、Ｇ線ステッパ等の高価な設備が必要であり、またこれらの装置を設置するためのクリーンルームやこれらの稼働に伴う稼働費が必要であった。一方、実装配線基板は、低コストが前提で、製造のための設備投資をできるだけ抑えなければならない。従って、低コストである微細配線構造の製造方法の実現が求められている。
【０００３】
また最近では、微細配線構造の製造に関する提案が多数なされている。例えば下記特許文献１には、電解メッキ法と永久レジスト層の形成とを組み合わせて、配線回路パターン間の間隔を狭ピッチにした多層配線基板の製造方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２６４３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に記載の方法においても、同文献の図２に示す各工程から明らかなように、一つの回路層における配線間ピッチが最小で５μｍ程度、配線幅の最小で５μｍ程度であり、このような狭ピッチの配線構造を製造するには先述したように高価な設備が必要となり、しかも工程数が多く、配線構造の製造がきわめて煩雑であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、簡単な手段で高密度配線化が可能な微細配線構造および微細配線構造の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の微細配線構造は、シート状の絶縁体と、該絶縁体の一面側に埋め込まれた複数の第１線路導体と、前記絶縁体の他面側に埋め込まれた複数の第２線路導体とを具備してなり、前記絶縁体内部において、前記第１線路導体と前記第２線路導体とが繰り返し交互に並んで配置され、かつ前記絶縁体の厚さ方向に沿って前記第１線路導体が前記一面寄りに配置されるとともに前記第２線路導体が前記他面寄りに配置され、更に前記第１、第２線路導体が前記絶縁体の厚さ方向に沿って相互に一部オーバーラップしていることを特徴とする。
【０００７】
上記の構成によれば、絶縁体の一面側から第１線路導体が埋込まれ、他面側から第２線路導体が埋込まれているので、絶縁体の両側から第１、第２線路導体を相互に近接させることができ、各線路導体間のピッチを狭くすることができる。また、第１、第２線路導体が相互にオーバーラップしているので、第１、第２線路導体全体で一つの配線構造とみなすことができる。
【０００８】
また本発明の微細配線構造の製造方法は、第１基板上に複数の第１線路導体を一定の間隔をあけて形成する工程と、第２基板上に複数の第２線路導体を一定の間隔をあけて形成する工程と、シート状の絶縁体の一面側および他面側にそれぞれ、前記第１基板と前記第２基板を配置するとともに前記第１、第２線路導体を前記一面および前記他面にそれぞれ対向させてから、前記第１、第２基板をそれぞれ前記絶縁体に押し付けることにより、前記絶縁体内部において前記第１線路導体と前記第２線路導体とが繰り返し交互に並んで配置されるように前記第１、第２線路導体を前記絶縁体に埋め込む工程と、を具備してなることを特徴とする。
【０００９】
上記の構成によれば、絶縁体内部で各線路導体を交互に並んで配置させるので、第１線路導体同士の間隔は第２線路導体の導体幅よりもわずかに大きくしておけばよい。第２線路導体についても同様である。従って、第１、第２線路導体の形成に高精度の半導体製造プロセスは不要となり、製造工程を簡略化することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の微細配線構造および微細配線構造の製造方法によれば、簡単な手段で高密度配線化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１には本実施形態の微細配線構造の断面模式図を示し、図２には微細配線構造の要部の斜視図を示す。
図１および図２に示すように、本実施形態の微細配線構造１は、シート状の絶縁体２と、この絶縁体２の一面２ａ側に埋め込まれた複数の第１線路導体３…と、絶縁体２の一面１ａと反対側の他面２ｂ側に埋め込まれた複数の第２線路導体４…とを具備して概略構成されている。第１線路導体３…および第２線路導体４…は、図１および図２の手前側から奥側に沿って線状に形成されている。また、絶縁体２は、第１線路導体３…と第２線路導体４…との間に介在されており、各導体３…、４…をそれぞれ絶縁している。また絶縁体２は、第１、第２線路導体３…、４…を絶縁する他に、各線路導体３…、４…を一体に保持している。絶縁体２は例えば、エポキシ樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂が好ましい。また、絶縁体２と第１、第２線路導体３…、４…との間には接着層１０４、２０４が介在されている。なお接着層１０４、２０４は省略してもよい。
【００１２】
図１に示すように、第１線路導体３…は、その一面３ａ…が絶縁体２の一面２ａ側から露出した状態で絶縁体２に埋込まれている。第１線路導体３…はそれぞれ、相互に平行に配置されており、また第１線路導体同士３、３の間には第２線路導体４が配置されている。
また、第２線路導体４…は、第１線路導体３…と同様に、その一面４ａ…が絶縁体２の他面２ｂ側から露出した状態で絶縁体２に埋込まれている。第２線路導体４…はそれぞれ相互に平行に配置されており、また第２線路導体同士４、４の間には第１線路導体３が配置されている。
第１、第２線路導体３…、４…は例えば、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属により形成されているが、電解メッキが可能で導電性に優れた金属であればどのような金属でもよい。
【００１３】
次に、図２に示すように、第１、第２線路導体３…、４…は、絶縁体２内部において繰り返し交互に並んで配置されている。なお、図２では説明を容易にするために絶縁体の図示を省略しているが、図２において絶縁体２は、第１、第２線路導体３…、４…を区画する壁面のうち各一面３ａ…、４ａ以外の面を覆うように配置されている。第１線路導体同士３、３または第２線路導体同士４、４の間隔ｗ１は、例えば４０μｍ以上２００μｍ以下の範囲に設定されている。また、隣接する第１、第２線路導体３、４の間隔ｗ２は例えば２０μｍ以上１００μｍ以下の範囲に設定されている。更に、第１、第２線路導体３…、４…の導体幅ｗ３は、例えば１０μｍ以上９０μｍ以下の範囲に設定されている。間隔ｗ１は、間隔ｗ２および導体幅ｗ３に応じて変更してもよい。また導体幅ｗ３は、導体ごとに変えてもよく、全部の導体について導体幅ｗ２を同じ値に揃えてもよい。ただし、間隔ｗ１、ｗ２および導体幅ｗ３は、第１、第２線路導体３…、４…が繰り返し交互に並ぶように調整する必要がある。すなわち、第１線路導体３、３同士の間隔を第２線路導体４の導体幅よりもわずかに大きくしておけばよい。第２線路導体４…についても同様である。更に、絶縁体２の材質、厚み等をも考慮して間隔ｗ１、ｗ２および導体幅ｗ３を調整してもよい。
【００１４】
また図２に示すように、絶縁体２の厚さ方向（図中矢印Ｄ方向）に沿って第１線路導体３…が絶縁体２の一面２ａ寄りに配置されるとともに第２線路導体４…が他面２ｂ寄りに配置されている。そして、第１、第２線路導体３…、４…がそれぞれ、絶縁体２の厚さ方向Ｄに沿って相互に一部オーバーラップしている。すなわち図２に示すように、第１線路導体３の一面３ａと、第２線路導体４の一面４ａとの間隔をｄとし、第１、第２線路導体３、４の導体厚をそれぞれｄ１、ｄ２としたとき、ｄ＜（ｄ１＋ｄ２）となるように第１、第２線路導体が配置されている。この構成により、微細配線構造自体の厚みを低減できる。なお、第１、第２線路導体３…、４…が相互に完全にオーバーラップすると、すなわちｄ＝ｄ１またはｄ＝ｄ２になると、後述するように絶縁体２が分断してしまうので好ましくない。
【００１５】
また、第１線路導体３…を一面２ａ寄りに配置させるとともに第２線路導体４…を他面２ｂ寄りに配置させて、各導体の一面３ａ、４ａを絶縁体２から露出させることで、例えば第１、第２線路導体３…、４…に対して他の素子を接続する際に、各一面３ａ，４ａに対して素子を直に接続することができ、回路形成を容易に行うことができる。
また、第１線路導体３…と第２線路導体４…との間に絶縁体２を介在させるので、第１、第２線路導体３、４が相互に短絡するおそれがなく、第１、第２線路導体３、４間での電流のリークも防止できる。
【００１６】
図３には、上記の微細配線構造１を回路基板に適用した例を示す。図３に示す回路基板１０は、エポキシ樹脂板１１の両面にそれぞれ、本実施形態の配線構造１、１を形成し、更に一方の微細配線構造には受動素子１２が接続されている。各微細配線構造１、１を構成する絶縁体２、２には、絶縁用のレジスト層１３、１３が積層されている。受動素子１２は、一方の微細配線構造１に備えられた第１線路導体３、３にハンダボール１２ａを介して電気的に接続されている。また、エポキシ樹脂板１１にはスルーホール１１ａが設けられ、このスルーホール１１ａを介して、各微細配線構造１、１に備えられた第１線路導体３と第２線路導体４とが相互に接続されている。
【００１７】
本実施形態の微細配線構造１によれば、図３に示すような多層構造の回路基板１０を容易に形成することができる。また、第１線路導体３、３同士の間に第２線路導体４が配置されているので、第１線路導体３、３同士の間隔が広がり、受動素子１２などの取り付けを容易に行うことができる。
【００１８】
次に、本実施形態の微細配線構造の製造方法を図面を参照して説明する。図４および図５には微細配線構造の製造方法の工程図を示す。この微細配線構造の製造方法は、図４に示すように第１、第２線路導体をそれぞれ形成する工程と、図５に示すように第１、第２線路導体を絶縁体に埋込む工程と、から概略構成されている。
【００１９】
まず、第１、第２線路導体を形成する工程では、第１、第２基板上にそれぞれ、第１、第２線路導体を一定の間隔をあけて形成する。なお、図４には、第１基板に第１線路導体を形成する工程のみを示し、第２線路導体を形成する工程は第１線路導体を形成する工程と同一工程なのでその説明を省略する。
【００２０】
まず、図４Ａに示すように、第１基板１０１と、この第１基板１０１に積層した導電性シード層１０２を用意する。第１基板１０１は、その表面粗さが０．１〜０．３μｍ以下に設定されたきわめて平坦性の高い例えばガラス等からなる基板である。また、導電性シード層１０２には、例えば厚さ２μｍ程度の銅スパッタ膜等を用いることができる。
次に図４Ｂに示すように、導電性シード層１０２に、高解像度用フォトレジストからなるメッキ用レジスト１０３を形成する。メッキ用レジスト１０３は、第１線路導体を形成するためのパターン部１０３ａを有している。このパターン部１０３ａの底面には導電性シード層１０２が露出している。パターン部１０３ａを有するメッキ用レジスト１０３を形成するには、スピンコート法等で第１基板上にレジスト層を形成しておいてから、フォトマスクを利用して露光、現像を行うことにより、パターン部となるレジストを除去して形成する。このパターン部１０３ａの幅は、第２線路導体４…の幅よりもわずかに広くしておけばよく、十数μｍないし数十μｍ程度でよい。具体的には、第２線路導体の幅を１０μｍにする場合は、パターン部１０３ａの幅を１５μｍ程度にしておけばよい。このように、パターン部１０３ａの幅が十数μｍないし数十μｍ程度なので、従来の精度で形成することができ、特別な設備を用いる必要がない。
【００２１】
次に図４Ｃに示すように、電気メッキにより銅からなる複数の第１線路導体３…を並列に形成する。具体的には、パターン部１０３ａから露出する導電性シード層１０２に硫酸銅などを含むメッキ液を接触させ、導電性シード層１０２を電極として電解メッキを行うことによってパターン部１０３ａ…内に第１線路導体３…を形成する。第１線路導体３…の厚みは例えば７μｍ程度がよい。また第１線路導体３…の導体幅は例えば１０μｍ程度がよい。
次に図４Ｄに示すように、メッキ用レジスト１０３を除去した後に接着層１０４を第１線路導体３…および導電性シード層１０２に塗布する。接着層１０４の厚みは０．１μｍ程度がよい。このようにして、第１基板１０１上に複数の第１線路導体３…を所定の間隔をあけて形成する。
【００２２】
次に、第１、第２線路導体を絶縁体に埋込む工程について説明する。まず、図５Ａに示すように、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等からなるシート状の絶縁体２を用意し、この絶縁体２の一面２ａ側に第１基板１０１を配置し、絶縁体２の他面２ｂ側に第２基板２０１を配置する。また、第１線路導体３、３同士の間に第２線路導体４が位置するように第１、第２基板１０１、２０１の相対位置を調整する。また、第１、第２基板１０１，２０１はそれぞれ、第１、第２線路導体３…、４…が絶縁体２に対向するように配置する。また、このときの絶縁体２は厚みが１０μｍないし１００μｍ程度のものがよい。
なお、第２線路導体４…は、図４Ａないし図４Ｄと同様にして、第２基板２０１上に導電性シード層２０２と第２線路導体４…と接着層２０４とを順次積層することにより形成されたものである。
【００２３】
次に、第１、第２基板１０１、２０１をそれぞれ絶縁体２に押し付けて熱プレスする。この熱プレスによって絶縁体２が変形して第１、第２線路導体３…、４…の間に挟み込まれ、第１、第２線路導体３…、４…が変形した絶縁体２によって相互に絶縁される。熱プレス時の温度は、絶縁体２の材質にもよるが、１４０〜１８０℃の範囲が好ましい。また熱プレスの圧力は１５〜２５Ｐａ程度が好ましい。さらにプレス時間は３０〜５０分程度が好ましい。この熱プレスにより、第１、第２線路導体３…、４…が絶縁体２に埋め込まれる。このようにして、絶縁体２の内部において第１線路導体３…と第２線路導体４…とが繰り返し交互に並んで配置される。尚、このとき、第１線路導体３…と第２線路導体４…とが厚み方向に完全にオーバーラップしないように熱プレスの圧力を調整する。第１、第２線路導体３…、４…が完全にオーバーラップすると、絶縁体２が分断してしまい、微細配線構造１自体が破壊されてしまうので好ましくない。
【００２４】
次に図５Ｃに示すように、絶縁体２を挟んでいた第１、第２基板１０１、１０２を取り除き、さらに図５Ｄに示すように、１０％塩化第二鉄水溶液をエッチャント液とするウエットエッチングにより導電性シード層１０２，２０２を取り除く。導電性シード層１０２、２０２を除去することにより、絶縁体２の一面２ａおよび他面２ｂから第１、第２線路導体３…、４…の一面３ａ…、４ａ…が露出する。このようにして、図１に示すような微細配線構造１が得られる。
【００２５】
上記の構成によれば、第１、第２線路導体３…、４…の間隔を数μｍないし数十μｍ程度に調整しておき、絶縁体２内部で各線路導体３…、４…を交互に並んで配置させることにより、隣接する第１、第２線路導体３、４同士の間隔を数μｍ以下程度にすることができる。このように、ステッパ装置等の高価な設備を用いなくても各線路導体３、４同士の間隔を数μｍ以下にすることができる。これにより、第１、第２線路導体の形成の際に高精度の半導体製造プロセスが不要となり、製造工程を簡略化することができる。
【実施例】
【００２６】
ガラス基板上に厚さ２μｍの銅スパッタ膜を形成して導電性シード層とした。この導電性シード層上にレジスト層を積層し、露光、現像を行うことにより、櫛歯状のパターン部を有するメッキ用レジストを形した。次に、電解メッキを行って、メッキ用レジストのパターン部に銅からなる櫛歯状の第１線路導体を形成した。なお、第１線路導体の形成後にメッキ用レジストを除去した。
また、第１線路導体の形成と同様にして、別のガラス基板上に櫛歯状の第２線路導体を形成した。
【００２７】
次に、厚み２０μｍのエポキシ樹脂からなる絶縁体シートを用意し、この絶縁体シートの一面および他面に先に形成した第１線路導体および第２線路導体をそれぞれ対向させ、プレス温度１８０℃、プレス圧力２ＭＰａ、プレス時間５０分の条件で熱プレスを行い、第１、第２線路導体を絶縁体シートの一面側および他面側にそれぞれ埋込んだ。この後、ガラス基板と導電性シード層を除去した。
【００２８】
このようにして、図６に示すように、一対の櫛歯状の線路導体が相互に平行に並列されてなるミアンダーラインを形成した。なお、図６に示すように、櫛歯状の導体の導体幅（ｗ３）を１０μｍとし、隣接する第１、第２線路導体の間隔（ｗ２）を１０μｍとし、第１線路導体同士の間隔（ｗ１）を３０μｍとした。また、導体同士の並列部分の長さを１５０μｍとした。
【００２９】
得られたミアンダーラインについて、インダクタンスを測定したところ、０．４ｎＨであった。また、櫛歯電極間の電流のリークは全く見られなかった。このように、第１，第２線路導体間の間隔が１０μｍと極めて近接しているにも関わらず、第１，第２線路導体間の絶縁性は良好であった。
また、本実施例では、間隔（ｗ１）が３０μｍである櫛歯状の第１、第２線路導体を形成し、これらの線路導体を絶縁体シートとともに一体化することで、第１、第２線路導体間の間隔（ｗ２）が１０μｍであるミアンダーラインを容易に形成することができ、比較的精度の低い成膜装置や露光装置等を用いて形成が可能であった。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は本発明の実施形態である微細配線構造の一例を示す断面模式図。
【図２】図２は本発明の実施形態である微細配線構造の要部を模式的に示す斜視図。
【図３】図３は、本発明の微細配線構造を備えた回路基板の一例を示す断面模式図。
【図４】図４は本発明の実施形態である微細配線構造の製造方法を説明する工程図。
【図５】図５は本発明の実施形態である微細配線構造の製造方法を説明する工程図。
【図６】図６は実施例のミアンダーラインを示す平面模式図。
【符号の説明】
【００３１】
１…微細配線構造、２…絶縁体、２ａ…一面、２ｂ…他面、３…第１線路導体、４…第２線路導体、１０１…第１基板、１０２…第２基板
【図１】
2005236018.tif 000003
【図２】
2005236018.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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