JP2002261453A

JP2002261453A - 多層配線基板

Info

Publication number: JP2002261453A
Application number: JP2001053834A
Authority: JP
Inventors: Takuji Seri; 拓司世利; Katsura Hayashi; 桂林; Tadashi Nagasawa; 忠長澤
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2002-09-13

Abstract

(57)【要約】【課題】有機材料を含む絶縁層を積層した多層配線基
板において、配線の高密度化や半田耐熱性・絶縁性・高
周波伝送特性をともに満足させることができない。【解決手段】有機材料から成り、上下面の少なくとも
１つの面に金属箔から成る配線導体２が配設された複数
の絶縁層１を積層して成るとともに、この絶縁層を上下
に位置する配線導体２間を絶縁層に形成された貫通導体
３を介して電気的に接続した多層配線基板４であって、
絶縁層１は、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から成る被覆層６を形成して成るこ
とを特徴とするものである。穿設加工が容易で配線の高
密度化が可能となり、また、ポリフェニレンエーテル系
有機物から成る被覆層６が、液晶ポリマー層５・配線導
体２と高接着性を示すとともに液晶ポリマーと同じ誘電
率を示すことにより高周波での伝送特性が低下せず、半
田耐熱性・絶縁性・高周波伝送特性に優れる。

Description

【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・コンピュータや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
板に関するものである。

【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、多数層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、回路層が第１の液晶ポリマ
ーを含み、この回路層間に第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
接着させた高周波回路基板が提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】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】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・高周波伝送特性に優
れた多層配線基板を提供することに有る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の多層配線基板
は、有機材料から成り、上下面の少なくとも１つの面に
金属箔から成る配線導体が配設された複数の絶縁層を積
層して成るとともに、この絶縁層を挟んで上下に位置す
る配線導体間を絶縁層に形成された貫通導体を介して電
気的に接続した多層配線基板であって、絶縁層は、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ことを特徴とするもので
ある。

【００１３】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加工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、液晶ポリマー層とポリフェニレンエーテル系
有機物から成る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多層配線基板とするこ
とできる。さらに、ポリフェニレンエーテル系有機物か
ら成る被覆層は、液晶ポリマー層と同程度の疎水性を示
すことから、両者の樹脂同士の馴染みが良好で接着性に
優れ、また、被覆層がランダムな分子構造で比較的熱運
動しやすい分子から成ることから、液晶ポリマー層表面
の微細な凹部に入り込み十分なアンカー効果を発揮する
ことができ、その結果、液晶ポリマー層と被覆層との密
着性が良好となり高温バイアス試験で絶縁不良が発生す
ることもない。さらにまた、液晶ポリマーが低吸湿性で
あることから、半田リフロー時に水分が気化してガスが
発生することもなく、絶縁層間で剥離してしまうことも
ない。

【００１４】

【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。

【００１５】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。

【００１６】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か
ら成る被覆層６とから構成されており、配線導体２や多
層配線基板４に搭載される電子部品７の支持体としての
機能を有する。

【００１７】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。

【００１８】また、液晶ポリマーは、温度サイクル信頼
性・半田耐熱性・加工性の観点からは200〜400℃の温
度、特に250〜350℃の温度に融点を有するものが好まし
く、さらに、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・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。

【００１９】なお、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。また、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。

【００２０】さらに、液晶ポリマー層５は、ポリフェニ
レンエーテル系有機物から成る被覆層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0.05〜５μ
ｍ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0.05
μｍ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５
μｍ以下であることが好ましい。従って、液晶ポリマー
層５は、その表面を中心線表面粗さＲａが0.05〜５μｍ
の粗面とすることが好ましい。

【００２１】次に、液晶ポリマー層５の表面に形成され
るポリフェニレンエーテル系有機物から成る被覆層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同志を積層する際の接
着剤の役目を果たす。

【００２２】被覆層６は、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のポ
リフェニレンエーテル系有機物を30〜90体積％含有して
おり、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。

【００２３】なお、ポリフェニレンエーテル系有機物の
含有量が30体積％未満であると、後述する充填材との混
練性が低下する傾向があり、また、90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、30〜
90体積％の範囲が好ましい。

【００２４】また、ポリフェニレンエーテル系有機物か
ら成る被覆層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。

【００２５】さらに、被覆層６は、弾性率を調整するた
めのゴム成分や熱安定性を改善するための酸化防止剤、
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や高級脂
肪酸金属塩・フルオロカーボン系界面活性剤等の滑剤、
熱膨張係数を調整したり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、あるいは、充填材との親
和性を高めこれらの接合性向上と機械的強度を高めるた
めのシラン系カップリング剤やチタネート系カップリン
グ剤等のカップリング剤を含有してもよい。

【００２６】特に絶縁層１を積層しプレスする際に、被
覆層６の流動性を抑制し、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、ポリフェ
ニレンエーテル系有機物から成る被覆層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。

【００２７】なお、上記の充填材等の形状は、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。また、粒子径は、0.1〜15μｍ程度であ
り、被覆層６の厚みよりも小さい。

【００２８】本発明の多層配線基板４によれば、液晶ポ
リマー層５とポリフェニレンエーテル系有機物から成る
被覆層６の誘電率と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
た多層配線基板４とすることできる。また、被覆層６が
液晶ポリマー層５と同程度の疎水性を示すことから樹脂
同士の馴染みが良好であるため接着性に優れるととも
に、被覆層６がランダムな分子構造で比較的熱運動しや
すい分子から成ることから液晶ポリマー層５表面の微細
な凹部に入り込み十分なアンカー効果を発揮することが
でき、その結果、液晶ポリマー層５と被覆層６との密着
性が良好となり高温バイアス試験で絶縁不良が発生する
ことのない耐熱性・絶縁性に優れた多層配線基板４とす
ることができる。

【００２９】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。

【００３０】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、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、液晶ポリマー層５の厚みを絶縁層
１の厚みの40〜90％の範囲としておくことが好ましい。

【００３１】また、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程度で銅・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。

【００３２】このような配線導体２は、絶縁層１を複数
層積層する際、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、
複数層積層した絶縁層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。

【００３３】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。

【００３４】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３〜35μ
ｍの範囲としておくことが好ましい。

【００３５】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15
0°以下とすることが好ましい。

【００３６】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（μ
ｍ）としたときに、３μｍ≦0.5Ｔ−ｔ≦ｘ≦0.5Ｔ≦35
μｍ（ただし、８μｍ≦Ｔ≦70μｍ、１μｍ≦ｔ≦32μ
ｍ）であることが好ましい。

【００３７】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間のポリフェニ
レンエーテル系有機物から成る被覆層６の厚みｘ（μ
ｍ）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、ポリフェ
ニレンエーテル系有機物から成る被覆層６の厚みｘ（μ
ｍ）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≦0.5
Ｔ−ｔ≦ｘ≦0.5Ｔ≦35μｍの範囲とすることが好まし
い。

【００３８】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、台形状の上底側がポリフェニレン
エーテル系有機物から成る被覆層６に埋設された配線導
体２を形成することができる。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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0.5〜10
ＭＰａ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。

【００４３】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から成る被覆層６を有したものとし
たしたことから、高周波伝送特性に優れるとともに耐湿
性・半田耐熱性・絶縁性に優れた多層配線基板４とする
ことができる。

【００４４】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。

【００４５】

【実施例】次に本発明の多層配線基板を、以下のサンプ
ルを製作して評価した。（実施例）先ず、熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂
に平均粒径が0.6μｍの球状溶融シリカをその含有量が4
0体積％となるように加え、これに溶剤としてトルエ
ン、さらに有機樹脂の硬化を促進させるための触媒を添
加し、１時間混合してワニスを調整した。次に、融点が
320℃の液晶ポリマー層の表面をプラズマ処理して厚さ
が35μｍで中心線表面粗さＲａが0.10μｍの液晶ポリマ
ー層を用意し、この液晶ポリマー層の上面に上記ワニス
をドクターブレード法により塗布し、厚さ約20μｍの乾
燥状態の熱硬化性ポリフェニレンエーテル被覆層を成形
した。そして、この液晶ポリマー層の下面にも同様にポ
リフェニレンエーテル被覆層を成形し、絶縁層となる前
駆体シートを製作した。さらに、この前駆体シートに、
ＣＯ₂レーザにより直径65μｍの貫通孔を形成し、この
貫通孔に銅粉末と有機バインダを含有する導体ペースト
をスクリーン印刷により埋め込むことにより貫通導体を
形成した。

【００４６】次に、回路状に形成した厚さ12μｍの銅箔
が付いた転写用支持フィルムと、貫通導体が形成された
絶縁層となる前駆体シートとを位置合わせして真空積層
機により３ＭＰａの圧力で30秒加圧した後、転写用支持
フィルムを剥離して配線導体を前駆体シート上に埋設し
た。最後に、この配線導体が形成された前駆体シートを
４枚重ね合わせ、３ＭＰａの圧力下で200℃の温度で５
時間加熱処理して完全硬化させて多層配線基板を得た。

【００４７】なお、絶縁性の評価を行うためのテスト基
板は、配線幅50μｍ、配線間隔50μｍの櫛歯状パターン
の配線導体を多層配線基板内に形成し、また、伝送特性
の評価を行うためのテスト基板は、ストリップライン構
造の配線導体を多層配線基板内部に形成した。

【００４８】（比較例１）比較例１用として用いた多層
配線基板は、まず、表面に銅箔を熱溶融により接着した
融点が320℃の液晶ポリマー層にフォトレジストを用い
て回路状の配線導体を形成し、次に、ＣＯ₂レーザによ
り直径65μｍの貫通孔を形成し、さらにこの貫通孔に銅
粉末と有機バインダを含有する導体ペーストをスクリー
ン印刷により埋め込むことにより貫通導体を形成して回
路基板を作成した後、これらの回路基板を融点が280℃
の液晶ポリマー層を間に挟んで１ＭＰａの圧力下で285
℃の温度で５分間加熱プレスすることにより製作した。

【００４９】（比較例２）比較例２用として用いた多層
配線基板は、表面に銅箔をエポキシ樹脂製接着剤を介し
て接着した、融点が320℃の液晶ポリマー層を用いるこ
と以外は、比較例１用の多層配線基板と同様の方法で製
作した。

【００５０】絶縁性の評価は、試料を温度が130℃、相
対湿度が85％の条件で、印加電圧5.5Ｖの高温バイアス
試験を行い、168時間後の配線導体間の絶縁抵抗を測定
し、試験前後の変化量を比較することにより評価した。
また、伝送特性の評価は、ストリップ構造を有する試料
を用いて、周波数が100ＭＨｚ〜40ＧＨｚの範囲で伝送
特性を測定することにより評価した。

【００５１】表１に絶縁性の評価結果を、表２に伝送特
性の評価結果を示す。

【００５２】

【表１】

【００５３】

【表２】

【００５４】表１からは、比較例１の多層配線基板が高
温バイアス試験後の絶縁抵抗が3.5×10⁶Ωと小さくな
り、耐熱性に劣ることがわかった。また、表２からは、
比較例２の多層配線基板が20ＧＨｚ以上の高周波領域で
伝送特性が-1.0ｄＢ以下と劣化し、高周波伝送特性に劣
ることがわかった。

【００５５】それらに対して本発明の多層配線基板は、
高温バイアス試験後でも絶縁抵抗は4.3×10¹⁰Ωと大き
く、また、伝送特性も40ＧＨｚの高周波領域においても
‐0.51dＢと小さいという優れたものであった。

【００５６】

【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加工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、液晶ポリマー層とポリフェニレンエーテ
ル系有機物から成る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多層配線基板とす
ることできる。さらに、ポリフェニレンエーテル系有機
物から成る被覆層は、液晶ポリマー層と同程度の疎水性
を示すことから、両者の樹脂同士の馴染みが良好で接着
性に優れ、また、被覆層がランダムな分子構造で比較的
熱運動しやすい分子から成ることから液晶ポリマー層表
面の微細な凹部に入り込み十分なアンカー効果を発揮す
ることができ、その結果、液晶ポリマー層と被覆層との
密着性が良好となり高温バイアス試験で絶縁不良が発生
することもない。さらにまた、液晶ポリマーが低吸湿性
であることから、半田リフロー時に水分が気化してガス
が発生することもなく、絶縁層間で剥離してしまうこと
もない。

【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を示す断面図であ
る。

【図２】本発明の多層配線基板の要部断面図である。

【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・・・・・ポリフェニレンエーテル系有機物から成る
被覆層Ｔ・・・・・液晶ポリマー層間の距離ｔ・・・・・配線導体の厚みｘ・・・・・台形状の配線導体の上底側表面と液晶ポリ
マー層の間に位置する、ポリフェニレンエーテル系有機
物から成る被覆層の厚み

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5E338 AA03 BB02 BB25 CC01 CD05 CD22 EE11 EE27 5E346 AA12 AA15 CC08 CC32 DD12 DD32 EE08 EE14 EE19 FF18 GG15 GG22 HH06 HH11 HH26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機材料から成り、上下面の少なくとも
１つの面に金属箔から成る配線導体が配設された複数の
絶縁層を積層して成るとともに、該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た多層配線基板であっ
て、前記絶縁層は、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
ことを特徴とする多層配線基板。
【請求項２】前記液晶ポリマー層の上下面を中心線表
面粗さＲａが０．０５〜５μｍの粗面としたことを特徴
とする請求項１記載の多層配線基板。
【請求項３】前記被覆層が１０〜７０体積％の無機絶
縁粉末を含有することを特徴とする請求項１または請求
項２記載の多層配線基板。
【請求項４】前記ポリフェニレンエーテル系有機物が
熱硬化性ポリフェニレンエーテルであることを特徴とす
る請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の多層配線基
板。
【請求項５】前記液晶ポリマー層と前記配線導体との
間に位置する前記被覆層の厚みが３〜３５μｍであるこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
の多層配線基板。
【請求項６】前記絶縁層に配設された配線導体の幅方
向の断面形状は、前記絶縁層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であり、かつ、前記絶縁層
側の底辺と側辺との成す角度が９５〜１５０°であるこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載
の多層配線基板。
【請求項７】前記絶縁層の層間において、前記配線導
体の長さの短い底辺と前記液晶ポリマー層との間に位置
する前記被覆層の厚みｘ（μｍ）が、上下の前記液晶ポ
リマー層間の距離をＴ（μｍ）、前記配線導体の厚みを
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）であることを特徴とする請求項
６記載の多層配線基板。