(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶ポリマー層と、該液晶ポリマー層の上下に配置された有機材料から成る一対の被覆層と、該一対の被覆層の少なくとも一方の被覆層の表面に、該表面と平坦面を構成するように埋設された金属箔から成る配線導体と、を有する複数の絶縁層を積層することにより形成された多層配線基板であって、
前記絶縁層を挟んで上下に位置する前記配線導体間を前記絶縁層に形成された貫通導体を介して電気的に接続し、
前記被覆層は、ポリフェニレンエーテル系有機物およびこれよりも低弾性率の有機物から成り、
前記液晶ポリマー層は、層方向における熱膨張係数が−２０〜２０ｐｐｍ／℃であるとともに、引張り弾性率が２ＧＰａ以上であり、
前記被覆層は、層方向の引張り弾性率が０．２〜１．５ＧＰａであり、
前記液晶ポリマー層は、強化材を含まないことを特徴とする多層配線基板。
【請求項２】
前記貫通導体は、隣接する前記絶縁層それぞれに形成されるとともに上下方向に互いに重なる第１貫通導体及び第２貫通導体を有し、
前記配線導体は、前記第１貫通導体と前記第２貫通導体との間に介され、幅方向への長さが第１及び第２貫通導体よりも大きく、隣接する前記被覆層の上下面に当接する第１配線導体を有す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】
前記被覆層は、前記低弾性率の有機物を５〜６０体積％含有す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４】
前記低弾性率の有機物は、２０〜８０体積％のスチレン系有機物を含有す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５】
請求項１に記載の多層配線基板と、
前記多層配線基板に搭載された半導体素子と、
を備えたことを特徴とする混成集積回路。
【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・コンピュータおよび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するものであり、特に絶縁層の一部に液晶ポリマー層を用いた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上下に貫通孔を形成し、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た配線基板を、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おり、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た絶縁基材や、ポリイミドフィルムにエポキシ系接着剤を塗布した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基材は吸湿性が高く、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】
このような液晶ポリマーの特徴を活かし、特開平8-97565号公報には、第１の液晶ポリマーを含む回路層間に第１の液晶ポリマーの融点よりも低い融点を有する第２の液晶ポリマーを含む接着剤層を挿入して成る多層プリント回路基板が提案されており、また、特開2000-269616号公報には熱可塑性液晶ポリマーフィルムと金属箔とをエポキシ系接着剤を用いて接着した高周波回路基板が提案されている。
【０００９】
しかしながら、特開平8-97565号公報に提案された多層プリント回路基板は、回路層を間に液晶ポリマーを含む接着剤層を挿入して熱圧着により接着する際、液晶ポリマー分子が剛直で動き難いために回路層表面の微細な凹部に入ることができず、その結果、十分なアンカー効果を発揮することができず、回路層と接着剤層との密着性が悪く高温バイアス試験で絶縁不良が発生してしまうという問題点を有していた。
【００１０】
また、特開2000-269616号公報に提案された高周波回路基板は、エポキシ系接着剤の誘電率が液晶ポリマーの誘電率と大きく異なることから、積層時の加圧によって生じるわずかな厚みばらつきにより、高周波領域、特に100ＭＨｚ以上の周波数領域においては伝送特性が低下してしまうという問題点を有していた。
【００１１】
このような問題点を解決するために、本願出願人は、特願2001−53834において、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た多層配線基板を提案した。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら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は、被覆層の熱膨張係数と液晶ポリマー層の熱膨張係数とが異なるために、急激な温度変化をともなう温度サイクル試験においては被覆層にクラックが生じ易いという傾向があった。また、被覆層に無機絶縁粉末を高密度に充填し被覆層の熱膨張係数を液晶ポリマー層の熱膨脹係数と略一致させて温度サイクル試験におけるクラックを防止するという方法もあるが、この場合、被覆層と配線導体との密着性が悪くなり配線導体を被着形成することができなくなるとともに、絶縁層同士を接着する際、絶縁層を形成する被覆層同士の密着性が悪くなって絶縁層間で剥離して絶縁性が低下してしまい易いという傾向があった。
【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、高密度な配線を有するとともに、半田耐熱性・絶縁性・高周波伝送特性・温度サイクル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、液晶ポリマー層と、該液晶ポリマー層の上下に配置された有機材料から成る一対の被覆層と、該一対の被覆層の少なくとも一方の被覆層の表面に、該表面と平坦面を構成するように埋設された金属箔から成る配線導体と、を有する複数の絶縁層を積層することにより形成された多層配線基板であって、前記絶縁層を挟んで上下に位置する前記配線導体間を前記絶縁層に形成された貫通導体を介して電気的に接続し、前記被覆層は、ポリフェニレンエーテル系有機物およびこれよりも低弾性率の有機物から成り、前記液晶ポリマー層は、層方向における熱膨張係数が−２０〜２０ｐｐｍ／℃であるとともに、引張り弾性率が２ＧＰａ以上であり、前記被覆層は、層方向の引張り弾性率が０．２〜１．５ＧＰａであり、前記液晶ポリマー層は、強化材を含まない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、被覆層が、低弾性率の有機物を５〜60体積％含有す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、低弾性率の有機物が20〜80体積％のスチン系有機物を含有することを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の多層配線基板は、被覆層の厚みの合計が絶縁層の厚みの10〜70％であることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の多層配線基板によれば、絶縁層を、液晶ポリマー層の表面にポリフェニレンエーテル系有機物およびこれよりも低弾性率の有機物から成る被覆層を形成して成るものとしたことから、微細な貫通孔を穿設することが可能となり、その結果、高密度な配線を有する多層配線基板とすることができ、また、液晶ポリマー層と被覆層の誘電率の周波数挙動がほぼ等しいことから、積層の際にわずかな厚みばらつきが生じたとしても高周波領域における伝送特性の低下を生じることのない高周波伝送特性に優れたものとすることができる。また、液晶ポリマー層を、その層方向における熱膨張係数が−20〜20ｐｐｍ／℃であるとともに、引張り弾性率が２ＧＰａ以上であるものとし、被覆層を、その層方向の引張り弾性率が0.2〜1.5ＧＰａであるものとしたことから、熱膨張係数が比較的大きいポリフェニレンエーテル系有機物から成る被覆層が温度変化により熱膨張・熱収縮する際に、この被覆層の弾性率が0.2〜1.5ＧＰａと低弾性であるために、被覆層の熱膨張・熱収縮が、熱膨張係数が小さくて高弾性率の液晶ポリマー層に拘束され、被覆層の熱膨張・熱収縮を小さなものとすることができる。この結果、急激な温度変化をともなう温度サイクル試験においても被覆層にクラックが生じることが無い。また、被覆層に無機絶縁粉末を高密度に充填する必要がないことから、被覆層同士の密着性を良好とすることができるとともに、絶縁層間で剥離して絶縁性が低下してしまうこともない。
【００１９】
また、本発明の多層配線基板によれば、上記構成において、被覆層がポリフェニレンエーテル系有機物よりも低弾性率の有機物を５〜60体積％含有することから、被覆層の弾性率を容易に0.2〜1.5ＧＰａの範囲にすることができる。
【００２０】
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、低弾性率の有機物が20〜80体積％のスチレン系有機物を含有することから、このスチレン系有機物が低誘電率・低誘電正接であることにより、100ＭＨｚ以上の高周波においても伝送特性に優れた多層配線基板とすることができる。
【００２１】
また、本発明の多層配線基板によれば、上記構成において、被覆層の厚みの合計を絶縁層の厚みの10〜70％としたことから、配線導体との密着性が良好で高耐熱性・低吸湿性・高寸法安定性の多層配線基板とすることができる。
【００２２】
【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。
【００２３】
図１は、本発明の多層配線基板に半導体素子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、また、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。これらの図において１は絶縁層、２は配線導体、３は貫通導体で、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、絶縁層１を４層積層して成る多層配線基板４を示している。
【００２４】
絶縁層１は、液晶ポリマー層５と、その表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これよりも低弾性率の有機物から成る被覆層６とから構成されており、多層配線基板４に搭載される電子部品７や配線導体２の支持体としての機能を有する。
【００２５】
なお、ここで液晶ポリマーとは、溶融時に液晶状態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る。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。
【００２６】
本発明の多層配線基板４においては、液晶ポリマー層５を、温度サイクル信頼性・半田耐熱性・加工性の観点からは、層方向における熱膨張係数が−20〜20ｐｐｍ／℃であるとともに、引張り弾性率が２ＧＰａ以上、融点が200〜400℃であるものとすることが好ましい。液晶ポリマー層５は、熱膨張係数が−20ｐｐｍ／℃未満であると、液晶ポリマー層５と被覆層６との熱膨張係数の差が大きくなって被覆層６にクラックを生じ易くなる傾向があり、20ｐｐｍ／℃を超えると、絶縁層１と配線導体２との熱膨張係数の差が大きくなって、配線導体２付近で被覆層６にクラックを生じ易くなる傾向がある。また、引張り弾性率が２ＧＰａ未満であると、絶縁層１の曲げ強度が小さくなって多層配線基板４に反りを生じやすくなる傾向がある。従って、液晶ポリマー層５は、層方向における熱膨張率が−20〜20ｐｐｍ／℃であるとともに、引張り弾性率が２ＧＰａ以上であることが好ましく、特に電子部品７を実装した時の接続信頼性の観点からは熱膨張率が−10〜10ｐｐｍ／℃、融点が250〜350℃であるものが好ましい。
【００２７】
なお、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・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充填材を含有してもよい。
【００２８】
また、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。さらに、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。
【００２９】
さらに、液晶ポリマー層５は、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・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中心線表面粗さ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。中心線表面粗さ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。
【００３０】
次に、被覆層６は、絶縁層１に配線導体２を被着形成する際の接着剤の機能を有するとともに、絶縁層１同士を積層する際の接着剤の役目を果たす。このような被覆層６は、ポリフェニレンエーテル系有機物およびこれよりも低弾性率の有機物から成り、層方向の引っ張り弾性率が0.2〜1.5ＧＰａであることが好ましい。また、このことが重要である。
【００３１】
本発明の多層配線基板４によれば、絶縁層１を、液晶ポリマー層５の表面にポリフェニレンエーテル系有機物およびこれよりも低弾性率の有機物から成る被覆層６を形成して成るものとしたことから、微細な貫通孔を穿設することが可能となり、その結果、高密度な配線を有する多層配線基板４とすることができ、また、液晶ポリマー層５と被覆層６の誘電率の周波数挙動がほぼ等しいことから、積層の際にわずかな厚みばらつきが生じたとしても高周波領域における伝送特性の低下を生じることのない高周波伝送特性に優れたものとすることができる。
【００３２】
なお、ポリフェニレンエーテル系有機物は、被覆層６に20〜80体積％含有されており、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が用いられる。とりわけ熱サイクル信頼性や積層時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ポリフェニレンエーテルを含有することが好ましい。また、ポリフェニレンエーテル系有機物の含有量が20体積％未満であると、混練性が低下する傾向にあり、80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、20〜80体積％の範囲が好ましい。
【００３３】
また、本発明の多層配線基板４によれば、被覆層６の層方向の引っ張り弾性率を0.2〜1.5ＧＰａとしたことから、熱膨張係数が比較的大きいポリフェニレンエーテル系有機物を含む被覆層６が温度変化により熱膨張・熱収縮する際に、この被覆層６の弾性率が0.2〜1.5ＧＰａと低弾性であるために、被覆層６の熱膨張・熱収縮が、熱膨張係数が小さくて高弾性率の液晶ポリマー層５に拘束され、被覆層６の熱膨張・熱収縮を小さなものとすることができる。この結果、急激な温度変化をともなう温度サイクル試験においても被覆層６にクラックが生じることが無い。また、被覆層６に無機絶縁粉末を高密度に充填する必要がないことから、被覆層６同士の密着性を良好とすることができるとともに、絶縁層１間で剥離して絶縁性が低下してしまうこともない。
【００３４】
なお、被覆層６の引張り弾性率が0.2ＧＰａ未満であると多層配線基板４の剛性が小さくなり、多層配線基板４に反りが発生して配線導体層２が断線してしまう傾向にある。また、1.5ＧＰａを越えると、高温下で液晶ポリマー層５が被覆層６を拘束することが困難と成る傾向があり、その結果、液晶ポリマー層５を引き伸ばして多層配線基板４の熱膨張を大きなものとしてしまい、電子部品７との接続部で断線を生じてしまう傾向にある。従って、被覆層６は引張り弾性率を0.2〜1.5ＧＰａ、好適には0.7〜1.2ＧＰａとすることが好ましい。
【００３５】
また、被覆層６は、ポリフェニレンエーテル系有機物よりも低弾性率の有機物を５〜60体積％含有しており、そして、このことが重要である。
【００３６】
本発明の多層配線基板４によれば、被覆層６がポリフェニレンエーテル系有機物よりも低弾性率の有機物を５〜60体積％含有していることから、被覆層６の弾性率を容易に0.2〜1.5ＧＰａの範囲にすることができる。なお、ポリフェニレンエーテル系有機物よりも低弾性率の有機物の含有率が５体積％未満であると、被覆層６の引張り弾性率を低くする効果が現れなくなる傾向にあり、また、60体積％を超えると被覆層６の引張り弾性率が低くなりすぎて多層配線基板４が柔らかくなって反ってしまい、その結果、配線導体層２が断線してしまう傾向にある。従って、被覆層６のポリフェニレンエーテル系有機物よりも低弾性率の有機物の含有率を５〜60体積％、最適には20〜40体積％とすることが好ましい。
【００３７】
このようなポリフェニレンエーテル系有機物よりも低弾性率の有機物としては、１ＧＰａ以下の弾性率の樹脂やゴム状弾性体が用いられ、例えば、天然ゴムやポリブタジエン・ポリイソプレン・ポリイソブチレン・ネオプレン・ポリスルフィドゴム・チオコールゴム・アクリルゴム・ウレタンゴム・シリコーンゴム・エビクロロヒドリンゴム・スチレン−ブタジエンブロック共重合体（ＳＢＲ）・水素添加スチレン−ブタジエンブロック共重合体（ＳＥＢ・ＳＥＢＣ）・スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）・水素添加スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）・スチレン−イソプレンブロック共重合体（ＳＩＲ）・水素添加スチレン−イソプレンブロック共重合体（ＳＥＰ）・スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）・水素添加スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）・エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）・エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）・ブタジエン−アクリロニトリル−スチレン−コアシェルゴム（ＡＢＳ）・メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン−コアシェルゴム（ＭＢＳ）・メチルメタクリレート−ブチルアクリレート−スチレン−コアシェルゴム（ＭＡＳ）・オクチルアクリレート−ブタジエン−スチレン−コアシェルゴム（ＭＡＢＳ）・アルキルアクリレート−ブタジエン−アクリロニトリル−スチレンコアシェルゴム（ＡＡＢＳ）・ブタジエン−スチレン−コアシェルゴム（ＳＢＲ）およびメチルメタクリレート−ブチルアクリレートシロキサンをはじめとするシロキサン含有コアシェルゴム等のコアシェルタイプの粒子状弾性体、またはこれらを変性したゴム等が用いられる。
【００３８】
なお、これらの低弾性率の有機物は無水マレイン酸やエポキシ等の極性基を有する変性剤により変性を行ってもよい。さらに、これらの低弾性率の有機物は1種のみを単独で用いても良く、あるいは２種以上を組み合わせて用いても良い。
【００３９】
また、本発明の多層配線基板４においては、低弾性率の有機物が20〜80体積％のスチレン系有機物を含有することが好ましい。本発明の多層配線基板４によれば、スチレン系有機物が低誘電率・低誘電正接であることから、100ＭＨｚ以上の高周波においても伝送特性に優れた多層配線基板４とすることができる。
【００４０】
このようなスチレン系有機物を含有する低弾性率の有機物としては、分子構造中にモノマー単位としてスチレンを有する有機物であり、特に、ＳＢＲやＳＥＢ・ＳＥＢＣ・ＳＢＳ・ＳＥＢＳ・ＳＩＲ・ＳＥＰ・ＳＩＳおよびＳＥＰＳ、またはこれらを変性した低弾性率の有機物が用いられる。
【００４１】
なお、スチレン系有機物の含有量が20体積％未満であると、低弾性率の有機物の誘電率・誘電正接が大きなものとなって100MHZ以上の高周波領域における伝送特性が低下してしまう傾向があり、80体積％を超えると低弾性率の有機物の弾性率が大きくなるために被覆層６の引張り弾性率を所望の範囲とすることが困難となる傾向がある。従って、スチレン系有機物の含有量は20〜80体積％が好ましい。
【００４２】
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。
【００４３】
さらに、絶縁層１を積層して加圧する際に、被覆層６の流動性を抑制し、後述する貫通導体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は充填材として10体積％以上の無機絶縁粉末を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、充填材の含有量を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％の充填材を含有させておくことが好ましい。
【００４４】
なお、絶縁層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、被覆層６の厚みの合計は、配線導体２との接着性を良好にするという観点からは絶縁層１の厚みの10％以上とすることが好ましい。さらに、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、70％以下とすることが好ましい。従って、被覆層６の厚みの合計は、絶縁層１の厚みの10〜70％とすることが好ましい。
【００４５】
このような絶縁層１は、例えば粒径が0.1〜15μｍ程度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これより低弾性率の有機物・溶剤・可塑剤・分散剤等を添加して得たペーストを液晶ポリマー層５の上下表面に従来周知のドクタ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。
【００４６】
次に、絶縁層１には、上下面の少なくとも１つの面に配線導体２が被着形成されている。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。
【００４７】
このような配線導体２は、絶縁層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気泡の巻き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、複数積層した絶縁層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絶縁性が低下し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。
【００４８】
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気孔率を所望の値とすることができる。
【００４９】
また、配線導体２と液晶ポリマー層５の間に位置する被覆層６の厚みを３〜35μｍの厚みとしておくことが好ましい。配線導体２と液晶ポリマー層５の間に位置する被覆層６の厚みを３〜35μｍの厚みとして、配線導体２と誘電正接の低い液晶ポリマー層５とを近づけることにより、配線導体２周囲の誘電正接を低くすることができ、その結果、高周波領域、特に100ＭＨｚ以上の周波数領域における伝送特性をより向上させることができる。なお、被覆層６の厚みが３μｍ未満であると、配線導体２の熱膨張・熱収縮により発生する応力を被覆層６で有効に緩和することができず、配線導体２のコーナー部からクラックが発生してしまう傾向があり、35μｍを超えると配線導体２周囲の誘電正接を低くする効果が低下してしまう傾向がある。従って、配線導体２と液晶ポリマー層５の間に位置する被覆層６の厚みを３〜35μｍの範囲としておくことが好ましい。
【００５０】
さらに、絶縁層１に配設された配線導体２の幅方向の断面形状を、絶縁層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、絶縁層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。絶縁層１に配設された配線導体２の幅方向の断面形状を、絶縁層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、絶縁層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。なお、気泡をかみ込むことなく埋設するという観点からは、絶縁層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。
【００５１】
また、絶縁層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。
【００５２】
液晶ポリマー層６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）未満と小さくでき、配線導体２周囲の誘電正接バラツキを小さなものとすることができ、その結果、伝送特性が低下することを防止できる。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６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。
【００５３】
このような配線導体２は、絶縁層１となる前駆体シートに、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。先ず、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層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層１と成る前駆体シート表面に転写させることにより、台形状の短い底辺が被覆層６に埋設された配線導体２を形成することができる。
【００５４】
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３〜35μｍ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。
【００５５】
また、絶縁層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、絶縁層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、絶縁層１にレーザ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。
【００５６】
本発明の多層配線基板４によれば、絶縁層１を液晶ポリマー層５の上下面にポリフェニレンエーテル系有機物およびこれより低弾性率の有機物から成る被覆層６を有したものとしたことから、液晶ポリマー層５が高耐熱性・高弾性率・高寸法安定性・低吸湿性であり、ガラスクロスのような強化材を用いなくとも絶縁層１を構成することが可能となり、その結果、レーザによる穿設加工が容易となり微細で均一な貫通孔を形成できる。
【００５７】
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層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。
【００５８】
かくして本発明の多層配線基板４によれば、絶縁層１を、液晶ポリマー層５の表面にポリフェニレンエーテル系有機物およびこれよりも低弾性率の有機物から成る被覆層６を形成して成るものとし、液晶ポリマー層５を、層方向における熱膨張係数が−20〜20ｐｐｍ／℃であるとともに、引張り弾性率が２ＧＰａ以上とし、被覆層６を、層方向の引張り弾性率が0.2〜1.5ＧＰａとしたことから、高密度な配線を有するとともに、半田耐熱性・絶縁性・高周波伝送特性・温度サイクル性に優れた多層配線基板４とすることができる。
【００５９】
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層の絶縁層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層以上の絶縁層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、１層や２層、あるいは３層以上の有機樹脂を主成分とする絶縁層から成るビルドアップ層やソルダーレジスト層を形成してもよい。
【００６０】
【発明の効果】
本発明の多層配線基板によれば、絶縁層を、液晶ポリマー層の表面にポリフェニレンエーテル系有機物およびこれよりも低弾性率の有機物から成る被覆層を形成して成るものとしたことから、微細な貫通孔を穿設することが可能となり、その結果、高密度な配線を有する多層配線基板とすることができ、また、液晶ポリマー層と被覆層の誘電率の周波数挙動がほぼ等しいことから、積層の際にわずかな厚みばらつきが生じたとしても高周波領域における伝送特性の低下を生じることのない高周波伝送特性に優れたものとすることができる。また、液晶ポリマー層を、その層方向における熱膨張係数が−20〜20ｐｐｍ／℃であるとともに、引張り弾性率が２ＧＰａ以上であるものとし、被覆層を、その層方向の引張り弾性率が0.2〜1.5ＧＰａであるものとしたことから、熱膨張係数が比較的大きいポリフェニレンエーテル系有機物から成る被覆層が温度変化により熱膨張・熱収縮する際に、この被覆層の弾性率が0.2〜1.5ＧＰａと低弾性であるために、被覆層の熱膨張・熱収縮が、熱膨張係数が小さくて高弾性率の液晶ポリマー層に拘束され、被覆層の熱膨張・熱収縮を小さなものとすることができる。この結果、急激な温度変化をともなう温度サイクル試験においても被覆層にクラックが生じることが無い。また、被覆層に無機絶縁粉末を高密度に充填する必要がないことから、被覆層同士の密着性を良好とすることができるとともに、絶縁層間で剥離して絶縁性が低下してしまうこともない。
【００６１】
また、本発明の多層配線基板によれば、被覆層がポリフェニレンエーテル系有機物よりも低弾性率の有機物を５〜60体積％含有することから、被覆層の弾性率を容易に0.2〜1.5ＧＰａの範囲にすることができる。
【００６２】
さらに、本発明の多層配線基板によれば、低弾性率の有機物が20〜80体積％のスチレン系有機物を含有することから、このスチレン系有機物が低誘電率・低誘電正接であることにより、100ＭＨｚ以上の高周波においても伝送特性に優れた多層配線基板とすることができる。
【００６３】
また、本発明の多層配線基板によれば、被覆層の厚みの合計を絶縁層の厚みの10〜70％としたことから、配線導体との密着性が良好で高耐熱性・低吸湿性・高寸法安定性の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半導体素子を搭載して成る混成集積回路の実施の形態の一例である。
【図２】本発明の多層配線基板の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・・・・・絶縁層
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】
0004508472.tif 000002
【図２】
0004508472.tif 000003