(57)【要約】【課題】  多層回路基板において、低誘電率層間絶縁膜を備え、その層間絶縁膜と接する表面は、凹凸がなく、製造歩留まりの低下や高周波信号の伝送特性の劣化を生じることが無いため、パッケージやプリント基板などの多層回路基板の信号伝達特性などの性能を格段に向上することができる多層回路基板とそれを用いた電子機器とを提供すること。【解決手段】  基材上に複数の配線層と前記複数の配線層間に位置する複数の絶縁層を有する多層回路基板１０において、前記複数の絶縁層の内の少なくとも一部は、多孔質体、エアロゲル、多孔質シリカ、多孔性ポリマー、中空シリカ、中空ポリマーからなる多孔質材料群から選ばれる少なくともいずれかの材料を含む多孔質絶縁層１と、前記多孔質絶縁層１の少なくとも一面が前記多孔質材料群を含まない非多孔質絶縁層２と、から構成されている。電子機器はこの多層回路基板を用いる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に複数の配線層と前記複数の配線層間に位置する複数の絶縁層を有する多層回路基板において、前記複数の絶縁層の内の少なくとも一部は、多孔質体、エアロゲル、多孔質シリカ、多孔性ポリマー、中空シリカ、中空ポリマーからなる多孔質材料群から選ばれる少なくともいずれかの材料を含む多孔質絶縁層と、前記多孔質絶縁層の少なくとも一面が前記多孔質材料群を含まない非多孔質絶縁層と、から構成されていることを特徴とする多層回路基板。
【請求項２】
請求項１に記載の多層回路基板において、前記多孔質絶縁層の比誘電率をε１、層厚をｄ１、前記非多孔質絶縁層の比誘電率をε２、層厚をｄ２とした場合に、ε１／ｄ１＜ε２／ｄ２なる関係を満たすことを特徴とする多層回路基板。
【請求項３】
請求項１または２に記載の多層回路基板において、前記多孔質絶縁層の層厚をｄ１とし、前記非多孔質絶縁層の層厚ｄ２とした場合に、ｄ１＞ｄ２なる関係を満たすことを特徴とする多層回路基板。
【請求項４】
請求項１乃至３の内のいずれか１つに記載の多層回路基板において、前記多孔質絶縁層内の平均空孔寸法もしくは、前記多孔質材料が粒子状材料の場合は粒子直径のいずれか大きい方をｄｐとし、前記非多孔質絶縁層の層厚ｄ２とした場合に、ｄｐ＜ｄ２なる関係を満たすことを特徴とする多層回路基板。
【請求項５】
請求項１乃至４の内のいずれか１つに記載の多層回路基板において、前記多孔質材料群から選ばれる材料は、前記絶縁層の接する前記配線層の最小配線厚みｔ１および該配線層の最小配線幅Ｗ１のいずれか小さいものをｄｃとした際に、ｄ＜０．１×ｄｃなる直径ｄを有する粒子状材料であり、これらが樹脂に分散されて前記多孔質絶縁層を形成することを特徴とする多層回路基板。
【請求項６】
請求項５に記載の多層回路基板において、前記合成樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、変性ポリフェニルエーテル樹脂、ビスマレイミド・トリアジン樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂、ケイ素樹脂、アクリル樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリシクロオレフィン樹脂、ポリオレフィン樹脂、シアネートエステル樹脂、メラミン樹脂、及びアクリル樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする多層回路基板。
【請求項７】
請求項１乃至６の内のいずれか１つに記載の多層回路基板において、前記絶縁層の前記配線層の配線と接する部位の配線幅方向に形成される自乗平均表面粗さをＲ、該配線を流れる電流の表皮深さをδとした際に、Ｒ＜０．５×δであることを特徴とする多層回路基板。
【請求項８】
請求項１乃至７の内のいずれか１つに記載の多層回路基板を用いたことを特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項１乃至７の内のいずれか一つに記載の多層回路基板において、動作周波数１０ＧＨｚにおいてマイクロストリップラインにおける信号減衰が０．５ｄＢ／ｃｍ以下となることを特徴とする多層回路基板。
【請求項１０】
請求項９に記載の多層回路基板を用いたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層回路基板に関し、詳しくは、電子機器の大規模集積回路素子（ＬＳＩ）等を搭載するのに用いられる多層回路基板とそれを用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
中央演算処理装置（ＣＰＵ）などのＬＳＩ動作速度の向上により、信号の立ち上がり速度が増加し、これらＬＳＩが実装され、入出力信号が伝播するパッケージやプリント基板における配線においては、配線密度の高密度化の要求から、幅１μｍから数十μｍ程度の微細配線が多用されるようになってきている。必然的に、パッケージやプリント基板における層間絶縁膜に対しても、充放電時間を短縮する観点から低誘電率化が必要となってきている。
【０００３】
パッケージやプリント基板など多層回路基板の層間絶縁膜低誘電率化を行う手法としては、層間絶縁膜を構成する樹脂中に中空粒子や多孔質粒子を分散したり、樹脂中に空孔を多数含有させることで低誘電率化を行うことが考えられ、このような手法として、特許文献１に記載のように低誘電率化を図りたい部位に前述の中空粒子や多孔質粒子を混合した膜を成膜する方法がある。
【０００４】
しかしながら、本発明の発明者らの検討によれば、特許文献１に記載の手法を単純にパッケージやプリント基板を構成する層間絶縁膜に適用すると、表面に露出した多孔質体や中空粒子、空孔により、表面に多数の凹凸が発生し、特に微細化を要求されているパッケージ、プリント基板配線においては、断線や欠損といったパターン形状の不具合や、これらの凹凸によって配線に生じる凹凸によって配線内の電流流路が延長し、損失が増大するといった問題を生じてしまっている。これらについて、特許文献１には何ら言及がなく、また配線と分散・混合する多孔質体の寸法等の関係についても記載が無いため、当該文献からは解決方法を見出せなかった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３２３１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の技術的課題は、多層回路基板において、低誘電率層間絶縁膜を備え、その相間絶縁膜と接する表面は、凹凸がなく、製造歩留まりの低下や高周波信号の伝送特性の劣化を生じることが無いため、パッケージやプリント基板などの多層回路基板の、信号伝達特性などの性能を格段に向上することができる多層回路基板とそれを用いた電子機器とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、基材上に複数の配線層と該複数の配線層間に位置する複数の絶縁層を有する多層回路基板において、該絶縁層の少なくとも一部は、多孔質体、エアロゲル、多孔質シリカ、多孔性ポリマー、中空シリカ、中空ポリマーからなる多孔質材料群から選ばれる少なくともいずれかの材料を含む多孔質絶縁層と、該多孔質絶縁層の少なくとも一面が前記多孔質材料群を含まない非多孔質絶縁層と、から構成されていることを特徴とする。さらに、前記多孔質絶縁層の比誘電率をε１、層厚をｄ１、前記非多孔質絶縁層の比誘電率をε２、層厚をｄ２とした場合に、ε１／ｄ１＜ε２／ｄ２なる関係を満たすことを特徴とする。さらに、前記多孔質絶縁層の層厚ｄ１と前記非多孔質絶縁層の層厚ｄ２との間には、ｄ１＞ｄ２なる関係を満たすことを特徴とすることが好ましい。
【０００８】
さらに、本発明の多層回路基板に用いられる多孔質絶縁層において、前記多孔質材料群から選ばれる材料は、前記絶縁層の接する前記配線層の最小配線厚みｔ１および該配線層の最小配線幅Ｗ１のいずれか小さいものをｄｃとした際に、ｄ＜０．１×ｄｃなる直径ｄを有する粒子状材料であり、これらが合成樹脂に分散されて前記多孔質絶縁層を形成することが好ましい。前記合成樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、変性ポリフェニルエーテル樹脂、ビスマレイミド・トリアジン樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂、ケイ素樹脂、アクリル樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリシクロオレフィン樹脂、ポリオレフィン樹脂、シアネートエステル樹脂、メラミン樹脂、及びアクリル樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。
【０００９】
さらに、本発明の多層回路基板は、前記絶縁層の前記配線層の配線と接する部位の配線幅方向に形成される自乗平均表面粗さをＲ、該配線を流れる電流の表皮深さをδとした際に、Ｒ＜０．１×δであることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の多層回路基板は、動作周波数１０ＧＨｚにおいてマイクロストリップラインにおける信号減衰が０．５ｄＢ／ｃｍ以下となることを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の電子機器は、前記多層回路基板を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の多層回路基板によれば、多孔質体を用いて構成された低誘電率層間絶縁膜の配線と接する表面には比多孔質絶縁膜が形成されているため、製造歩留まりの低下や高周波信号の伝送特性の劣化を生じることが無いため、パッケージやプリント基板などの多層回路基板の、信号伝達特性などの性能を格段に向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の多層回路基板の好適実施の形態の一例について説明する。この基板は、多孔質体を構造中に含む多孔質絶縁層の片側もしくは両面に非多孔質絶縁層が形成されてなるものである。
【００１４】
図１に概略を記載の如く、本発明において特徴的な構成の一つは、基材上に複数の第１及び第２の配線層３ａ，３ｂ（以下、いずれかを特定しない場合、符号３で示す）と、この第１及び第２の複数の配線層３ａ，３ｂ間に位置する複数の絶縁層を有する多層回路基板１０において、この絶縁層の少なくとも一部は、多孔質体、エアロゲル、多孔質シリカ、多孔性ポリマー、中空シリカ、中空ポリマーからなる多孔質材料群から選ばれる少なくともいずれかの材料を含む第１乃至第３の多孔質絶縁層１ａ，１ｂ，１ｃ（以下、いずれかを特定しない場合、符号１で示す）と、この第１乃至第３の多孔質絶縁層１ａ，１ｂ，１ｃの少なくとも一面が前記多孔質材料群を含まない第１及び第２の非多孔質絶縁層２ａ，２ｂ（以下、いずれかを特定しない場合、符号２で示す）と、から構成されていることにある。
【００１５】
このようにすることで、前記絶縁層上に積層される配線層３と絶縁層２との界面に、前記多孔質材料が露出しないため、配線に前記多孔質材料に起因する凹凸の発生を抑制することができるため、配線の断線や、欠損や膨れといったパターン形状の欠陥を抑制することができる。
【００１６】
このような構成で、配線を伝播する信号の特性を劣化させないためには、前記多孔質絶縁層１の比誘電率をε１、層厚をｄ１、前記非多孔質絶縁層２の比誘電率をε２、層厚をｄ２とした場合に、ε１／ｄ１＜ε２／ｄ２なる関係を満たすことがこのましく、さらに、前記多孔質絶縁層１の層厚ｄ１と前記非多孔質絶縁層２の層厚ｄ２との間には、ｄ１＞ｄ２なる関係を満たすことが好ましい。
【００１７】
このことについて図２を用いて説明する。図２は本発明の多層回路基板において、多孔質絶縁層１ａ，１ｂ，１ｃの比誘電率および膜厚、非多孔質絶縁層の比誘電率および膜厚をそれぞれ、ε１、ｄ１、ε２、ｄ２とし、多孔質絶縁層上に非多孔質絶縁層を積層した場合の積層体の実効誘電率と（ε１／ｄ１）と（ε２／ｄ２）の比率との関係を示したものである。
【００１８】
ε１／ｄ１＜ε２／ｄ２（すなわち、（ε２／ｄ２）／（ε１／ｄ１）＞１となると本発明における低誘電率化の効果を得ることができることがわかる。つまり、多孔質材料に起因する凹凸の影響を抑制しながら低誘電率化の効果を得ることが可能である。非多孔質絶縁層の厚みｄ２が薄いほど、低誘電率化の効果を得やすいが、ｄ２が薄くなると多孔質材料の凹凸の影響を受けやすくなるため好ましくない。好ましいｄ２の範囲としては、多孔質材料の厚みｄ１に比べて小さいほど好ましく、また、多孔質絶縁層内の空孔サイズもしくは多孔質材料が粒子の場合には粒子直径に比べて大きい事が好ましい。つまり、空孔サイズ（もしくは多孔質材料として多孔質粒子を用いる場合は粒子サイズ）をｄｐとした際にｄｐ＜ｄ２＜ｄ１なることが好ましい。このようにすることで多孔質材料に起因する凹凸を極小化することができる。非多孔質絶縁層の表面粗さとしては、前記絶縁層の前記配線層の配線と接する部位の配線幅方向に形成される自乗平均表面粗さをＲ、該配線を流れる電流の表皮深さをδとした際に、Ｒ＜０．１×δであることが好ましい。表皮深さδは信号の周波数をｆ、配線材料の透磁率をμ、配線材料の導電率をσとした場合に、δ＝√（１／（πｆμσ））で表される。このようにすることで、表皮電流の電流通路が凹凸により延長されることで発生する信号減衰を極小にすることができ、高周波特性に優れた多層回路基板を提供することができる。このような表面粗さを実現するためにもｄｐ＜ｄ２であることが好ましい。
【００１９】
さらに本発明の別の構成は、前記多孔質材料群から選ばれる材料は、前記絶縁層の接する前記配線層３の最小配線厚みｔ１および該配線層の最小配線幅Ｗ１のいずれか小さいものをｄｃとした際に、ｄ＜０．１×ｄｃなる直径ｄを有する粒子状材料であり、これらが合成樹脂に分散されて前記多孔質絶縁層を形成することである。多孔質材料は多孔質ポリマーなどの非粒子状材料でも本発明の作用を損なうことは無いが、粒子状材料を用いた場合には合成樹脂に該粒子状材料を混合することで多孔質絶縁層を形成できるため、製造プロセスが簡略化できる点で好ましい。この場合、配線層に形成された配線から前記粒子状材料の効果を均一に見込むために、配線幅に対して粒子状材料が十分に小さいことが好ましく、本発明の発明者らの検討によれば、ｄ＜０．１×ｄｃであれば十分である。前記合成樹脂は、多孔質材料の効果を十分に得るために、そのものの比誘電率が小さいことが好ましく、このような材料としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、変性ポリフェニルエーテル樹脂、ビスマレイミド・トリアジン樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂、ケイ素樹脂、アクリル樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリシクロオレフィン樹脂、ポリオレフィン樹脂、シアネートエステル樹脂、メラミン樹脂、及びアクリル樹脂が例示される。このような材料の中でも、ポリオレフィン樹脂やポリシクロオレフィン樹脂、フッ素樹脂などは吸水性が小さく、比誘電率の経時的な変化が小さいことからより好ましい。
【００２０】
それでは、本発明の具体例について説明する。
【００２１】
（例１）
本発明の例１について図を用いて説明する。図３（ａ）は本発明の例１における多層回路基板の断面構造を示す概略図であり、基板の機械的強度を維持するためのコア材料４の両面に、複数の配線層３とこれらの配線層３間に絶縁層５を有した構造である。前記絶縁層５は多孔質絶縁層１と非多孔質絶縁層２とからなる。この多層回路基板２０は、次のようにして形成した。
【００２２】
まず、図４（ａ）に示すように、コア材料４として、樹脂部厚み１００μｍ、銅厚み３５μｍのガラスエポキシ銅張り積層板を用意する。次に、図４（ｂ）に示すように、コア材料４の両面側の電気的導通をとるための貫通孔６を、ドリルやルーターマシンなどを用いて所定の位置に設ける。次に、８０℃のアルカリ性過マンガン酸ナトリウム溶液（荏原電産社製）に浸漬することにより公知の手法にてデスミア処理を行う。硫酸ヒドロキシルアミン系中和処理液（荏原電産社製）により公知の手法にて中和処理を行った。次に、銅表面の脱脂洗浄後、公知の手法で、触媒処理として塩化パラジウム溶液処理、ジメチルアミンボランによるパラジウム還元処理を続けて行い、パラジウム触媒を付与した。その後、公知の手法で無電解銅めっき処理を行うことで、前記貫通孔内部および銅張り積層板表面に銅めっき処理を行った。ドライフィルムレジストを貼り付け後、フォトリソグラフィ法により、所定のマスクパターンにより露光を行い、図４（ｃ）に示すように第１の配線層３ａを得た。
【００２３】
次に、図４（ｄ）に示すように、多孔質絶縁層１と非多孔質絶縁層２の積層体を真空ラミネーターを用いて、０．１気圧の減圧下、１３５℃にて１ＭＰａのプレス圧力で１分間プレスすることにより基板の両面に貼合し、１５０℃のＮ２雰囲気オーブンで熱処理することで前記積層体を硬化させ、第１の絶縁層を得た。
【００２４】
多孔質絶縁層１と非多孔質絶縁層２の積層体は次のようにして形成する。
【００２５】
まず、多孔質シリカや中空シリカなどの内部に空孔を有する多孔質材料をキシレンとメチルエチルケトンの１：１体積比混合溶剤に界面活性剤と共に混合、分散し、多孔質材料スラリーを得る。本実施例においては、粒径５０ｎｍの多孔質シリカ粒子を用いた。混合・分散に当たっては、遊星攪拌機やホモジナイザー、超音波照射を好適に使用できる。次に、熱硬化性ポリオレフィン樹脂の前駆体をキシレンとメチルエチルケトンの１：１体積比混合溶剤に溶解してなる樹脂ワニスに前記多孔質材料スラリーを遊星攪拌機を用いて混合した。混合に当たっては、樹脂ワニス固形分１００重量部に対し、多孔質シリカ７０重量部とした。混合比率は得ようとする多孔質絶縁層の実効誘電率によって任意に調整できるが、１０重量部から１００重量部が好ましい。多孔質シリカ混合量が少ないと、本発明の低誘電率化の効果を得にくく、混合量が多いと、破断などが生じ加工性の点で好ましくない。得られた多孔質材料分散樹脂ワニスをドクターブレードなどを用いてキャスト成型し９０℃のＮ２オーブンにて３０分間処理し、余分な溶剤を蒸発させることにより、２５μｍの多孔質絶縁層ドライフィルムを得た。次にこのドライフィルム上に、熱硬化性ポリオレフィン樹脂の前駆体をキシレンとメチルエチルケトンの１：１体積比混合溶剤に溶解してなる樹脂ワニスをキャスト法により積層し、９０℃のＮ２オーブンにて３０分間処理し余分な溶剤を蒸発させ、全厚で３０μｍの多孔質絶縁層１と非多孔質絶縁層２の積層体を得た。この積層体の形成にあたり、同様の手法で別途形成した多孔質絶縁層１および非多孔質絶縁層２の単独硬化体（１００μｍの多孔質絶縁層１および非多孔質絶縁層ドライフィルムを１５０℃で硬化して得られたそれぞれの単独硬化体）の比誘電率ε１およびε２を空洞共振器摂動法にて測定したところ、１０ＧＨｚにおいてε１＝１．６およびε２＝２．５であった。本発明の例１においては、多孔質絶縁層１と非多孔質絶縁層２をキャスト法で積層することで形成したが、ロールツウロール法による貼号や、硬化ベーク時の熱処理により生じる樹脂の対流やフローを利用して表層に樹脂単独層をブリードアウトさせる手法を用いても良い。また、本発明の例１では多孔質絶縁層１の片一方の面に非多孔質絶縁層２を設けたが、両面に設けても本発明の作用は発現できる。
【００２６】
形成された第１の絶縁層５に第１の配線層３ａに通じるビアホールを公知の手法により形成する。公知の手法としては炭酸ガスレーザーやＹＡＧレーザー、あるいはＹＡＧレーザーの高調波レーザー、エキシマレーザーなどを好適に使用できる。次に、図４（ｅ）に示すように、前述と同様のデスミア処理、中和処理、触媒処理、無電解めっき処理を行い、第２の配線層３ｂを形成する。必要に応じて、公知の電気めっき処理を用いても良い。微細配線パターンに対しては、公知のセミアディティブ法を用いて形成しても良い。
【００２７】
上述の手法を繰り返し用いることにより、第２の絶縁層５ｂ、第３の配線層３ｃ、第３の絶縁層５ｃを得た後、前述のレーザーによるビアホール開口を行い、さらに基板の表面と裏面の電気的導通を行うスルーホールをドリルやルーターなどにより加工し、前述の手法と同様の手法により第４の配線層を得て、図３に示す構造を得た。
【００２８】
この後、得られた回路基板の両面にソルダーレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法により外部取り出し端子部に開口を設け、公知のニッケルめっき法、金メッキ法により端子電極を形成（非図示）し本実施例の多層回路基板を得た。
【００２９】
（例２）
前述した例１においては、多孔質絶縁層として樹脂中に多孔質シリカや中空シリカの粒子状物を分散する手法を用いたが、多孔質シリカや中空シリカなどの板形状あるいは膜形状の板状成型物を用いてもよい。この場合は、前記板状成型物を多孔質絶縁層とし、この少なくとも一表面に樹脂などの非多孔質絶縁層をラミネート法などにより成膜することで本発明例の絶縁層が得られる。
【００３０】
板状成型物の形成方法は、前記多孔質シリカや中空シリカなどの中空樹脂など中空粒子あるいは、シリカ粒子、粒子状樹脂硬化物と樹脂前駆体や珪酸などのバインダー成分を、公知の手法で混合し焼成することで得られる。
【００３１】
このようにすることで、粒子内部の空孔と粒子間の空孔を共に利用できるため機械強度を保ちながら効率的に低誘電率化を図ることができる。
【００３２】
この場合、配線厚みｔ１と非多孔質絶縁層厚みｄ２との間にはｔ１＜ｄ２の関係があることが好ましい。このようにすることで、多層基板として積層形成する場合に、配線間に非多孔質樹脂が流れ込み良好な接着性、強度を得ることが可能になる。
【００３３】
厚み１００μｍで気孔率５０％の多孔質シリカ板の両側にそれぞれ厚み２５μｍで比誘電率が２．２のポリオレフィン樹脂をラミネート法により貼合し、本発明例２の絶縁層を得た。平行平板法によりこの絶縁層の比誘電率を計測したところ２．０の比誘電率を得た。また、この絶縁層の表面に平行な方向の熱膨張率をＴＭＡ法により計測したところ、ポリオレフィン樹脂単独では室温近傍にて６０ｐｐｍ／℃であったものが１０ｐｐｍ／℃を得た。本発明例によれば、比誘電率を低減しながら熱的特性を向上することができる。
【００３４】
（例３）
前述した例１の手法を用いて製造した多層回路基板において、多孔質絶縁層内の多孔質シリカの充填量を０重量部（無添加）から１００重量部まで可変し、多層回路基板を製造した。絶縁層厚みは例１と同様に３０μｍとした。配線厚みは１５μｍとした。各重量部における多孔質絶縁層１と非多孔質絶縁層２の積層体の実効比誘電率を計測したところ、図５の特性を得た。
【００３５】
図５から、多孔質材料導入により、実効比誘電率が低減できることが示された。
【００３６】
この回路基板の信号伝送特性を計測した結果を図６に示す。測定はネットワークアナライザで行い、各々、特性インピーダンスが５０Ωのマイクロストリップライン形状の配線パターンについて測定を行った。実効比誘電率低減に伴い、高周波損失が低減でき、この回路基板の利用可能周波数の上限が向上していることが示された。多孔質材料を含有させることによって従来発生していた、凹凸の問題や配線パターン欠陥の問題は生じなかった。
【００３７】
（例４）
比較のために前述の例１と同様の手法を用いて、ただし、非多孔質絶縁層２を形成せずに多層回路基板を作成し、前記例３で得られた多層回路基板と信号伝達特性を比較した。多孔質シリカ含有量は、例１と同じ７０重量部とした。例３で得られた多層回路基板と絶縁層厚を同じとするため、多孔質絶縁層厚みを３０μｍとして形成した。
【００３８】
非多孔質絶縁層２を形成せずに形成した絶縁層（すなわち多孔質絶縁層のみ）の、配線と接する部位の表面粗さを計測したところ、自乗平均粗さ（Ｒｒｍｓ）で２．５μｍであった（比較例）。一方、非多孔質絶縁層２を形成して配線と接する部位の表面粗さを計測したところ、自乗平均粗さ（Ｒｒｍｓ）で５０ｎｍであった。両者の信号伝送特性を計測した結果を図７に示す。非多孔質絶縁層を形成することで、高周波損失が低減できていることが示された。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上の説明の通り、本発明に係る多層回路基板はＬＳＩ等の回路素子を搭載する電子機器の回路基板に最適である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の多層回路基板の基本構成の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の多層回路基板において、多孔質絶縁層１ａ，１ｂ，１ｃの比誘電率および膜厚、非多孔質絶縁層の比誘電率および膜厚をそれぞれ、ε１、ｄ１、ε２、ｄ２とし、多孔質絶縁層上に非多孔質絶縁層を積層した場合の積層体の実効誘電率と（ε１／ｄ１）と（ε２／ｄ２）の比率との関係を示す図である。
【図３】本発明の例１における多層回路基板の断面構造を示す概略図である。
【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），及び（ｅ）は図３の多層回路基板の製造工程を順に示す断面端面図である。
【図５】本発明の例３による多層回路基板の多孔質絶縁層と非多孔質絶縁層の積層体の実効比誘電率の計測値を示す図である。
【図６】本発明の例３に係る多層回路基板の伝送損失特性を示す図である。
【図７】本発明の例４に係る多層回路基板の伝送損失特性を示す図で、併せて比較のために非多孔質絶縁層を形成しない比較例の多層回路も基板の特性を示す。
【符号の説明】
【００４１】
１      多孔質絶縁層
１ａ    第１の多孔質絶縁層
１ｂ    第２の多孔質絶縁層
１ｃ    第３の多孔質絶縁層
２      非多孔質絶縁層
２ａ    第１の非多孔質絶縁層
２ｂ    第２の非多孔質絶縁層
２ｃ    第３の非多孔質絶縁層
３      配線層
３ａ    第１の配線層
３ｂ    第２の配線層
３ｃ    第３の配線層
３ｄ    第４の配線層
４      コア材料
５      絶縁層
５ａ    第１の絶縁層
５ｂ    第２の絶縁層
５ｃ    第３の絶縁層
６      貫通孔
１０，１５，２０    多層回路基板
【図１】
2007088409.tif 000003
【図２】
2007088409.tif 000004
【図３】
2007088409.tif 000005
【図４】
2007088409.tif 000006
【図５】
2007088409.tif 000007
【図６】
2007088409.tif 000008
【図７】
2007088409.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成18年8月22日(2006.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に複数の配線層と前記複数の配線層間に位置する少なくとも一つの絶縁層を有する多層回路基板において、前記絶縁層の内の少なくとも一部は、多孔質体、エアロゲル、多孔質シリカ、多孔性ポリマー、中空シリカ、中空ポリマーからなる多孔質材料群から選ばれる少なくともいずれかの材料を含む多孔質絶縁層と、前記多孔質絶縁層の少なくとも一面に形成された前記多孔質材料群を含まない非多孔質絶縁層と、から構成されていることを特徴とする多層回路基板。
【請求項２】
請求項１に記載の多層回路基板において、前記多孔質絶縁層の比誘電率をε１、層厚をｄ１、前記非多孔質絶縁層の比誘電率をε２、層厚をｄ２とした場合に、ε１／ｄ１＜ε２／ｄ２なる関係を満たすことを特徴とする多層回路基板。
【請求項３】
請求項１または２に記載の多層回路基板において、前記多孔質絶縁層の層厚をｄ１とし、前記非多孔質絶縁層の層厚をｄ２とした場合に、ｄ１＞ｄ２なる関係を満たすことを特徴とする多層回路基板。
【請求項４】
請求項１乃至３の内のいずれか１つに記載の多層回路基板において、前記多孔質絶縁層内の平均空孔寸法もしくは、前記多孔質材料が粒子状材料の場合は粒子直径のいずれか大きい方をｄｐとし、前記非多孔質絶縁層の層厚をｄ２とした場合に、ｄｐ＜ｄ２なる関係を満たすことを特徴とする多層回路基板。
【請求項５】
請求項１乃至４の内のいずれか１つに記載の多層回路基板において、前記多孔質材料群から選ばれる材料は、前記絶縁層の接する前記配線層の最小配線厚みｔ１および該配線層の最小配線幅Ｗ１のいずれか小さいものをｄｃとした場合に、ｄ＜０．１×ｄｃなる直径ｄを有する粒子状材料であり、これらが合成樹脂に分散されて前記多孔質絶縁層を形成することを特徴とする多層回路基板。
【請求項６】
請求項５に記載の多層回路基板において、前記合成樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、変性ポリフェニルエーテル樹脂、ビスマレイミド・トリアジン樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂、ケイ素樹脂、アクリル樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリシクロオレフィン樹脂、ポリオレフィン樹脂、シアネートエステル樹脂、メラミン樹脂、及びアクリル樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする多層回路基板。
【請求項７】
請求項１乃至６の内のいずれか１つに記載の多層回路基板において、前記絶縁層の前記配線層の配線と接する部位の配線幅方向に形成される自乗平均表面粗さをＲ、該配線を流れる電流の表皮深さをδとした場合に、Ｒ＜０．５×δであることを特徴とする多層回路基板。
【請求項８】
請求項１乃至７の内のいずれか１つに記載の多層回路基板を用いたことを特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項１乃至７の内のいずれか一つに記載の多層回路基板において、動作周波数１０ＧＨｚにおいてマイクロストリップラインにおける信号減衰が０．５ｄＢ／ｃｍ以下となることを特徴とする多層回路基板。
【請求項１０】
請求項９に記載の多層回路基板を用いたことを特徴とする電子機器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、基材上に複数の配線層と前記複数の配線層間に位置する少なくとも一つの絶縁層を有する多層回路基板において、前記絶縁層の内の少なくとも一部は、多孔質体、エアロゲル、多孔質シリカ、多孔性ポリマー、中空シリカ、中空ポリマーからなる多孔質材料群から選ばれる少なくともいずれかの材料を含む多孔質絶縁層と、前記多孔質絶縁層の少なくとも一面に形成された前記多孔質材料群を含まない非多孔質絶縁層と、から構成されていることを特徴とする。さらに、前記多孔質絶縁層の比誘電率をε１、層厚をｄ１、前記非多孔質絶縁層の比誘電率をε２、層厚をｄ２とした場合に、ε１／ｄ１＜ε２／ｄ２なる関係を満たすことを特徴とする。さらに、前記多孔質絶縁層の層厚ｄ１と前記非多孔質絶縁層の層厚ｄ２との間には、ｄ１＞ｄ２なる関係を満たすことを特徴とすることが好ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
さらに、本発明の多層回路基板に用いられる多孔質絶縁層において、前記多孔質材料群から選ばれる材料は、前記絶縁層の接する前記配線層の最小配線厚みｔ１および該配線層の最小配線幅Ｗ１のいずれか小さいものをｄｃとした場合に、ｄ＜０．１×ｄｃなる直径ｄを有する粒子状材料であり、これらが合成樹脂に分散されて前記多孔質絶縁層を形成することが好ましい。前記合成樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、変性ポリフェニルエーテル樹脂、ビスマレイミド・トリアジン樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂、ケイ素樹脂、アクリル樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリシクロオレフィン樹脂、ポリオレフィン樹脂、シアネートエステル樹脂、メラミン樹脂、及びアクリル樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
さらに、本発明の多層回路基板は、前記絶縁層の前記配線層の配線と接する部位の配線幅方向に形成される自乗平均表面粗さをＲ、該配線を流れる電流の表皮深さをδとした場合に、Ｒ＜０．１×δであることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の多層回路基板によれば、多孔質体を用いて構成された低誘電率層間絶縁膜の配線と接する表面には非多孔質絶縁膜が形成されているため、製造歩留まりの低下や高周波信号の伝送特性の劣化を生じることが無いため、パッケージやプリント基板などの多層回路基板の、信号伝達特性などの性能を格段に向上することができる。