JP4666830B2

JP4666830B2 - 多層配線基板及びその製造方法

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Publication number: JP4666830B2
Application number: JP2001228028A
Authority: JP
Inventors: 昭彦西本
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2021-07-27
Also published as: JP2003046244A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、多層配線基板及び半導体素子収納用パッケージなどに適した多層配線基板とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
近年、電子機器は小型化が進んでいるが、近年携帯情報端末の発達や、コンピューターを持ち運んで操作するいわゆるモバイルコンピューティングの普及によってさらに小型、薄型且つ高精細の多層配線基板が求められる傾向にある。
【０００３】
また、通信機器に代表されるように、高速動作が求められる電子機器が広く使用されるようになってきた。高速動作が求められるということは、高い周波数の信号に対し、正確なスイッチングが可能であるなど多種な要求を含んでいる。そのような電子機器に対応するため、高速な動作に適した多層プリント配線板が求められている。
【０００４】
高速な動作を行うためには、配線の長さを短くし、電気信号の伝播に要する時間を短縮することが必要である。配線の長さを短縮するために、配線の幅を細くし、配線の間隙を小さくするという、小型、薄型且つ高精細の多層配線基板が求められる傾向にある。
【０００５】
そのような高密度配線の要求に対応するため、ビルドアップ法と呼ばれる製造方法が用いられている。ビルドアップ法の基本構造としては、ＪＰＣＡ規格では（１）ベース＋ビルドアップ法、（２）全層ビルドアップ法の２種類に分類されている。
【０００６】
（１）ベース＋ビルドアップ法は、両面銅張ガラスエポキシ基板などの絶縁基板の表面に導体配線層やスルーホール導体などが形成されたコア基板表面に感光性樹脂を塗布後、露光現象して貫通孔を形成した後、感光性絶縁層の表面全面に銅などのメッキ層を施し、その後、メッキ層に感光性レジストを塗布し、回路パターンを露光、現像した後、非レジスト形成部をエッチングして回路を形成した後、レジストを除去して導体配線層を作製したもので、この工程を繰り返して多層化するものである。
【０００７】
また、（２）全層ビルドアップの製造方法は、例えば特許２５８７５９３号の様に、絶縁シートにレーザーなどで貫通孔を形成し、その貫通孔内に導電性ペーストを充填することにより絶縁シートの表面に形成された導体配線層を電気的に接続して配線シートを形成し、このように作製した配線シートを繰り返して形成して多層化するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、（１）ベース＋ビルドアップ法では、絶縁シートとして感光性エポキシ樹脂などが多用されるが、エポキシ樹脂はもともとガラス転移点が低い上に感光性としたことで吸水率が増加し、高温高湿放置で絶縁性が低下するなど信頼性が低下しやすいために、アリル化ポリフェニレンエーテル（Ａ−ＰＰＥ）樹脂やＢＴレジンといったエポキシ樹脂より吸水率の低い樹脂を用いるが、吸水率の低い樹脂は極性が低くなるため、極性の高い金属表面との濡れ性が悪くなり、絶縁層と導体配線層の界面が弱くなり、特性劣化の要因となる水分等を非常に通しやすくなる。また、貫通孔の径を小さくした場合には、バイア導体の抵抗上昇等の問題が顕著に現れ、高密度配線基板を作製するための大きな障害となっていた。
【０００９】
また、前記（２）全層ビルドアップ法では、バイア導体を、貫通孔内への導電性ペーストの充填によって形成するものの高温放置、ＰＣＴ等の信頼性試験においてバイア導体が酸化し、電気抵抗が上昇するという問題がある。また、バイア導体のピッチを狭くした場合には、バイア導体間の絶縁抵抗が低下するという問題があった。これは、導体配線層やバイア導体と絶縁樹脂との界面が弱く水分等の劣化の要因となるものが通りやすい。また、樹脂中を通ってきた水分がバイア導体内部に直接侵入してくるために発生していると考えられる。
【００１０】
従って、本発明は、上記のような従来のビルドアップ法における課題を解決することを目的とするものであり、具体的には、バイア導体と導体配線層との接続信頼性を向上させ、過酷な環境下においても特性劣化のない高信頼性の多層配線基板と、これを容易に製造することのできる多層配線基板の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の多層配線基板は、少なくとも熱硬化性樹脂を含む絶縁層と、該絶縁層表面に埋設された導体配線層と、導体配線層間を接続するために貫通孔に金属粉末および有機成分を含む導体成分が充填されたバイア導体とを具備する多層配線基板において、前記導体配線層の前記バイア導体との接続側が凹凸面によって形成されており、該凹凸面の表面粗さ（Ｒｚ）が１μｍ以上であり、前記導体配線層凹部の高さの１／４〜１／２の底部分に前記絶縁層中の熱硬化性樹脂が存在し、該底部分に存在する熱硬化性樹脂が前記導体成分中の有機成分と化学反応していることを特徴とするものである。
【００１２】
特に、前記バイア導体の両端におけるバイア径が異なり、径の小さい端部側の導体配線層凹部に絶縁層中の熱硬化性樹脂が残存することによって、バイア径が小さい端部側の導体配線層との接続信頼性を高めることができる。
【００１３】
また、本発明の多層配線基板は、少なくとも熱硬化性樹脂を含む絶縁層と、該絶縁層表面に埋設された導体配線層と、導体配線層間を接続するために貫通孔に金属粉末および有機成分を含む導体成分が充填されたバイア導体とを具備する多層配線基板において、前記絶縁層は、第１絶縁層と、該第１絶縁層よりも厚みの小さい第２絶縁層とを備え、前記バイア導体は、前記第１絶縁層に形成された第１バイア導体と、前記第２絶縁層に形成されるとともに前記第１バイア導体よりも径の小さい第２バイア導体とを備え、前記導体配線層の前記第２バイア導体との接続側が凹凸面によって形成されており、該凹凸面の表面粗さ（Ｒｚ）が１μｍ以上であり、前記導体配線層凹部の高さの１／４〜１／２の底部分に前記第２絶縁層中の熱硬化性樹脂が存在し、該底部分に存在する熱硬化性樹脂が前記第２バイア導体の前記導体成分中の有機成分と化学反応していること特徴とするものである。
【００１６】
さらに、本発明の多層配線基板の製造方法によれば、（ａ）半硬化状態の第１の絶縁シートの表面に、上面側が凹凸面からなり、該凹凸面の表面粗さ（Ｒｚ）が１μｍ以上である第１の導体配線層を形成する工程と、（ｂ）該絶縁シートの表面に半硬化状態の熱硬化性樹脂を含む第２の絶縁シートを熱圧着し、前記第１の絶縁シートにおける第１の導体配線層上面の凹部底部まで前記第２の絶縁シートの樹脂を浸入させる工程と、（ｃ）第２の絶縁シートの所定箇所にレーザーを照射して、前記第１の導体配線層凹部の高さの１／４〜１／２の底部分に熱硬化性樹脂が残存するように貫通孔を形成する工程と、（ｄ）（ｃ）で形成した貫通孔に金属粉末と有機成分を含む導体ペーストを充填し、該導体ペーストの有機成分と前記底部分に残存した熱硬化性樹脂とを化学反応させて、バイア導体を形成する工程と、（ｅ）前記バイア導体が形成された第２の絶縁シートの表面に、第２の導体配線層を形成する工程とを具備することを特徴とするものである。
【００１７】
特に、前記（ｂ）工程において、熱圧着が、温度８０℃以上、圧力１０ｋｇ／ｃｍ²以上で行われるによって効率的に導体配線層上面の凹部底部まで前記第２の絶縁シートの樹脂を浸入させることができる。
【００１８】
また、前記（ｃ）工程において、レーザーの出力を０．０５〜０．５ｍＪとすることによって、効率的に前記導体配線層凹部内に熱硬化性樹脂が残存するように貫通孔を形成することができる。
【００１９】
さらに、前記（ｄ）工程において、前記導体ペーストの有機成分が第２の絶縁シート中の半硬化状態の熱硬化性樹脂と化学反応することによって強固な接続が可能となる。
【００２０】
上記本発明の多層配線基板は、バイア導体と導体配線層の接続部における配線層凹部内に絶縁層中の熱硬化性樹脂が存在しているためバイア導体と導体配線層の接続信頼性を向上させることができ、バイア導体と導体配線層を含めた回路の断線や抵抗変化のない高信頼性の多層配線基板を得ることができる。
【００２１】
また、本発明の製造方法によれば、導体配線層間を接続するための貫通孔をレーザー照射によって形成しているため、感光性樹脂を使用する必要がなく、絶縁層材料としてガラス転移点が高く、吸水率の小さいなどの材料特性に優れた任意の絶縁材料を選定できる。また、バイア導体と導体配線層の接続部において導体配線層凹部内に半硬化状態の熱硬化性樹脂が残存するように貫通孔（ブラインドバイア）を形成し、さらには導体ペースト中の有機成分と化学反応せしめることによって、過酷な環境下においても良好な電気的接続を保つことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の多層配線基板を製造方法とあわせて図面をもとに説明する。図１は、本発明における多層配線基板を説明するための概略断面図である。
【００２３】
この図１の多層配線基板は、絶縁層が複数積層された絶縁基板１の表面や内部に導体配線層２やバイア導体３が形成されたコア基板Ａの表裏に、薄層の絶縁層４と、微細なパターンからなる導体配線層５およびバイア導体６が形成された多層配線層Ｂを具備したものである。なお、上記のバイア導体３、６はいずれも金属粉末および有機樹脂を含む導体成分を貫通孔内に充填することによって形成されたものである。
【００２４】
図２に、図１の多層配線基板における多層配線層Ｂの要部拡大断面図を示す。この図２に示すように、多層配線層Ｂにおける導体配線層５のバイア導体６との接続部表面は、凹凸面によって形成されており、その凹凸面の凹部７の底部に絶縁層４中の熱硬化性樹脂８が存在することが重要である。本発明によれば、この凹部７内への熱硬化性樹脂８の存在によって、バイア導体６中に含まれる有機成分６ａと凹部７内の熱硬化性樹脂８とが強固に結合することによって、導体配線層５とバイア導体６との接続信頼性を高めることができる。
【００２５】
なお、係る接続部の構造において、バイア導体６と導体配線層５の接続抵抗を低く、且つ接続信頼性を高める上で、導体配線層５の凹部７の深さの１／４〜１／２、望ましくは１／３〜１／２の底部に熱硬化性樹脂８を存在させることが望ましい。
【００２６】
また、このバイア導体６をレーザー光で形成した場合、レーザー光の入射側と出射側でバイア径が異なり、出射側の径が小さくなるために、特に導体配線層５との接続信頼性が劣化するために、このバイア径の小さい端部側での導体配線層５との接続部が上記の構造からなることが望ましい。
【００２７】
また、導体配線層５の凹凸面の表面粗さ（Ｒｚ）は、１μｍ以上、特に１．５μｍであることが望ましい。
【００２８】
次に、本発明の多層配線基板の製造方法を図３、図４をもとに説明する。図３はコア基板の製造方法を説明する工程図、図４は多層配線層Ｂを形成する方法を説明するための工程図である。
【００２９】
図３のコア基板Ａの製造方法によれば、まず、樹脂フィルム２２の表面に接着剤を介して金属箔２１を接着する（ａ）。この時、金属箔２１はこの後の配線形成のしやすさ、電気抵抗等を考慮すると銅箔を用いるのが望ましい。そして、金属箔２１表面にさらにフォトレジスト２３を貼付する（ｂ）。そしてフォトレジスト２３を露光、現像することにより、導体配線部分にフォトレジスト２４を残す（ｃ）。フォトレジスト２４はネガ型を用いる方が、その後の導体配線層２５を粗化するときに処理が行いやすい。その後、金属箔２１をエッチングすることにより導体配線層２５を形成し（ｄ）、フォトレジスト２４を除去する（ｅ）。この時、樹脂フィルム２２表面に形成した導体配線層２５の断面は形成角（下底両端における角度）が４５〜８０°の台形形状に形成することによって絶縁層への密着性、埋設性を高めることができる。このような台形形状の導体配線層２５は、２〜５０μｍ／ｍｉｎでエッチングするのが良い。
【００３０】
次に、樹脂フィルム２２上に形成した導体配線層２５表面を表面粗さ（Ｒａ）を０．２μｍ以上に粗化するのが望ましい。金属の種類によっても異なるが、蟻酸、ＮａＣｌＯ₂、ＮａＯＨ、Ｎａ₂ＰＯ₄あるいはこれらの混合液等の酸性溶液をスプレー等で吹き付ける、ディッピングするのが良く、特に蟻酸を吹き付けるのが表面粗さを細かく制御できる点で望ましい。
【００３１】
一方では、絶縁シート２６を準備する（ｆ）。この絶縁シート２６は、熱硬化性樹脂と無機フィラーからなるものである。絶縁シート２６を構成する熱硬化性樹脂は吸水率が０．５％以下、特に０．３％以下であることによって、水分の影響を受けてバイア導体２８の抵抗が上昇するのを防止することができる。
【００３２】
具体的には、絶縁シート２６を構成する熱硬化性樹脂としては、Ａ−ＰＰＥ（アリル化ポリフェニレンエーテル）、ＢＴレジン（ビスマレイミドトリアジン）、ポリイミド樹脂、ポリアミドビスマレイミドの群から選ばれる少なくとも１種の樹脂が望ましい。また、絶縁シート２６の無機フィラーとしては、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＡｌＮの群から選ばれる少なくとも１種が好適であり、フィラーの形状は平均粒径が２０μｍ以下、特に１０μｍ以下、最適には７μｍ以下の略球形状の粉末が用いられる。また、多層配線基板の強度を持たせるためには繊維質の織布や不織布を含むことが望ましい。コア基板を形成する絶縁層のうち少なくとも１層が繊維質フィラーを含むことが望ましい。
【００３３】
この無機質フィラーは、有機樹脂：無機質フィラーの体積比率で１５：８５〜９５：５の比率で混合される。高密度配線基板を作製するためにバイアピッチを小さくするためには繊維質のフィラーよりも、球状のフィラーを用いるほうが望ましい。
【００３４】
次に、レーザー光を照射して絶縁シート２６に貫通孔２７を形成する。貫通孔２７加工は、ＣＯ₂レーザー、ＹＡＧレーザー、エキシマレーザー等が使用できる。その後、金、銀、銅、アルミニウム等から選ばれる少なくとも１種を含む金属粉末に有機成分を添加した導体ペーストを調製し、貫通孔２７に導体ペーストを充填し、バイア導体２８を形成する（ｇ）。有機成分は、不揮発で絶縁層を構成する熱硬化性樹脂と反応するものを用いるのが望ましい。また、導体ペーストの充填方法として常圧の印刷機等も使用できるが、真空印刷機を用いる方がより充填率を上げることができる。
【００３５】
その後、樹脂フィルム２２上に作製した鏡像の導体配線層２５を、バイア導体２８を形成した絶縁シート２６の両面または片面に熱圧着する（ｈ）。そして、この鏡像の導体配線層２５のパターンを有する樹脂フィルム２２をＢステージ状の絶縁シート２６の表面に積層して３ｋｇ／ｃｍ²以上の圧力を印加した後、樹脂フィルム２２を剥離する（ｉ）ことにより、絶縁シート２６の表面に導体配線層２５を転写するとともに、導体配線層２５を絶縁層の表面に埋設し、配線シート２９を得ることができる（ｊ）。
【００３６】
次に、以上のようにして得られた複数の配線シート２９−１〜５を位置合せして重ねて積層することによりコア基板Ａを作製することができる（ｋ）。
【００３７】
なお、このコア基板Ａは、積層処理後に、熱処理して絶縁層中の熱硬化性樹脂を完全に硬化してもよいし、あるいは後述する多層配線層Ｂの形成後に合わせて完全熱硬化することもできる。
【００３８】
なお、後述する多層配線層Ｂの形成にあたり、多層配線層Ｂの絶縁層やバイア導体との接続性を高めるために、コア基板Ａ表面の導体配線層の表面粗さＲｚを１μｍ以上、特に１．５μｍ以上に粗面加工することが望ましい。この粗面加工は、金属の種類によっても異なるが、蟻酸、ＮａＣｌＯ₂、ＮａＯＨ、Ｎａ₂ＰＯ₄あるいはこれらの混合液等の酸性溶液をスプレー等で吹き付け、特に蟻酸を吹き付けるのが表面粗さを細かく制御できる点で望ましい。
【００３９】
次に、コア基板Ａの表裏に多層配線層Ｂを形成する方法について図４をもとに説明する。まず、上記のようにして作製した表面に導体配線層３０が形成された半硬化状態のコア基板Ａの表面に未硬化または半硬化の熱硬化性樹脂を含む絶縁シート３１を熱圧着する（ｂ）。この絶縁シート３１は、熱硬化性樹脂と無機フィラーからなることが望ましく、熱硬化性樹脂および無機フィラーとしては、コア基板Ａと同様の熱硬化性樹脂や無機フィラーが選択される。また、高密度配線基板を作製するためにバイアピッチを小さくするためにはこの多層配線層Ｂにおいては、繊維質のフィラーよりも、球状のフィラーからなることが望ましい。
【００４０】
本発明によれば、このコア基板Ａの表面に絶縁シート３１を熱圧着する際に、コア基板Ａの表面に形成された導体配線層３０の表面の凹凸面における凹部内に絶縁シート３１中の熱硬化性樹脂を浸入させることが重要である。
【００４１】
絶縁シート３１の熱硬化性樹脂を導体配線層３０の凹部内に浸入させるには、樹脂の種類、樹脂の溶融粘度によっても異なるが、温度が８０℃以上で、３０ｋｇ／ｃｍ²以上の圧力を印加することが望ましい。
【００４２】
また、コア基板Ａの表面の導体配線層３０の表面粗さ（Ｒｚ）は１．０μｍ以上、望ましくは１．５μｍ以上であることが望ましい。この表面粗さ（Ｒｚ）が１．０μｍより小さいと絶縁シートあるいはバイア導体との間で剥離が発生する。
【００４３】
次に、コア基板Ａの表面に熱圧着された絶縁シート３１にレーザーを照射することによって貫通孔３２を形成する（ｃ）。この貫通孔３２の加工は、コア基板Ａと同様にＣＯ₂レーザー、ＹＡＧレーザー、エキシマレーザー等が使用できる。このレーザーの照射によって、絶縁シート３１の照射部は熱分解することによって穿孔されるが、この時、レーザー照射部分絶縁シート３１のすべての熱硬化性樹脂を除去するのではなく、導体配線層３０の表面の凹凸における凹部の深さの１／４〜１／２、望ましくは１／３〜１／２の底部に半硬化状態の熱硬化性樹脂が残存するように加工することが前述した理由から望ましい。
【００４４】
この時のレーザー光の出力は０．０５〜０．５ｍＪ、望ましくは０．１〜０．３ｍＪで行うのが良い。レーザー光の出力が０．５ｍＪを超えると、導体配線層３０の凹部内の熱硬化性樹脂をすべて分解除去してしまう。０．０５ｍＪ未満では、絶縁シートの熱硬化性樹脂を分解除去しきれずに、貫通孔を形成することが難しい。
【００４５】
次に、貫通孔３２に導体ペーストを埋め込み、バイア導体３３を形成する（ｄ）。導体ペーストは、金、銀、銅、アルミニウム等から選ばれる少なくとも１種を含む金属粉末に有機成分を添加したものからなる。また、導体ペーストの充填方法として常圧の印刷機等も使用できるが、真空印刷機を用いる方がより充填率を上げることができる。
【００４６】
この時、導体ペーストには、有機成分として、絶縁シート３１中の半硬化状態の熱硬化性樹脂、言い換えれば導体配線層３０の表面の凹部内に残存する熱硬化性樹脂と化学反応をする有機成分を含むことが望ましい。導体ペースト中の有機成分と導体配線層３０の凹部に存在する熱硬化性樹脂を反応させることによりバイア導体３２と導体配線層３０との接続信頼性を高めることができる。例えば、絶縁シート３１中の熱硬化性樹脂としてＡ−ＰＰＥを用いた場合は、導体ペーストの有機成分としては、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）が好適に使用できる。また、絶縁シート３１中の熱硬化性樹脂としてＢＴレジンを用いた場合は、導体ペーストの有機成分として、エポキシ樹脂が好適に使用できる。樹脂の吸水率、耐熱性、電気特性を考慮するとＡ−ＰＰＥとＴＡＩＣの組み合わせで使用するのが望ましい。
【００４７】
その後、このバイア導体３３が形成された絶縁シート３１の表面に導体配線層３４を形成する（ｅ）。この導体配線層３４の形成は、コア基板Ａ作製時と同様に、予め樹脂フィルム３５の表面に接着剤を介して金属箔を接着し、この金属箔をフォトレジスト法によってパターン化して導体配線層３４を形成する。また、この樹脂フィルム３５上に形成した導体配線層３４の表面を表面粗さ（Ｒａ）を０．２μｍ以上に粗化するのが望ましい。金属の種類によっても異なるが、蟻酸、ＮａＣｌＯ₂、ＮａＯＨ、Ｎａ₂ＰＯ₄あるいはこれらの混合液等の酸性溶液をスプレー等で吹き付ける、特に蟻酸を吹き付けるのが表面粗さを細かく制御できる点で望ましい。
【００４８】
その後、樹脂フィルム３５上に作製した鏡像の導体配線層３４を、バイア導体３３を形成した絶縁シート３１の表面に１００〜１５０℃、３ｋｇ／ｃｍ²以上の圧力を印加して熱圧着した後、樹脂フィルム３５を剥離することによって絶縁シート３１の表面に導体配線層３４を転写形成することができる。
【００４９】
その後、この導体配線層３４が形成された絶縁シート３１の表面に、上記（ｂ）〜（ｅ）の処理を繰り返し行うことによって、任意の層数の多層配線層Ｂを積層形成することができる（ｆ）。そして、最終的に、すべてを２００℃以上の温度で圧力をかけながら一括で硬化することにより本発明の多層配線基板を得ることができる。
【００５０】
本発明によれば、多層配線基板、例えばコア基板Ａの表面に微細回路からなる多層配線層Ｂを形成した多層配線基板において、多層配線層Ｂにおいてバイア導体を任意の位置に配置できるため、多層配線層Ｂに高密度の回路を形成することができる。また、多層配線層Ｂにおいて、バイア導体と導体配線層の接続信頼性が向上できるため、過酷な環境下においても導通不良のない多層配線基板が得られる。
【００５１】
また、上記の製造方法においては、転写法によれば、導体配線層のパターン化を、絶縁層の加工と並列して行うことができるため、また、多層化した多層配線層やコア基板を一括で完全硬化できるため、短い製造工程で信頼性の高い多層配線基板を作製することができる。
【００５２】
【実施例】
コア基板の絶縁層として、アリル化ポリフェニレンエーテル（Ａ−ＰＰＥ）またはＢＴレジンをガラス布に含浸させ、厚み１００μｍのプリプレグを作製し第１の絶縁シートとした。また、コア基板表面の多層配線層の絶縁樹脂として、コア基板と同様Ａ−ＰＰＥ樹脂またはＢＴレジンを用い、無機フィラーとして溶融シリカを体積比で５０：５０となるよう調製し、これに有機溶剤を加えてスラリー状にした。これをドクターブレード法によって厚さ４０μｍのＢステージ状態の第２の絶縁シートを作製した。この２種類の絶縁層にＣＯ₂レーザーでコア基板のに用いるプリプレグに１００μｍφの貫通孔を形成し、次いで銅の表面を銀でコーティングした金属粉末とトリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）からなる有機成分を混合して導体ペーストを調製し、この導体ペーストを貫通孔に充填した。
【００５３】
一方では、３８μｍのＰＥＴフィルムに、厚さ１２μｍの電解銅箔を貼り合わせて転写用の銅箔付きフィルムを準備した。銅箔表面にドライフィルムレジストを貼付し、露光、炭酸ナトリウムによる現像、塩化第二鉄によるエッチングを行い台形の形成角６０°の形成角を持つ導体配線層を形成した。その後、水酸化ナトリウムによるレジストの剥離を行い、ＰＥＴフィルム上に配線パターンを形成した。この後、１０％の蟻酸により導体配線層表面（プリプレグへの埋め込み側）を表面粗さＲｚ３．０μｍに粗化した。
【００５４】
次に、バイア導体を形成したプリプレグに樹脂フィルム上に作製した配線パターンを位置合わせして貼り合わせ、１３０℃、５０ｋｇ／ｃｍ²で熱圧着することによりプリプレグ表面に導体配線層を転写した。その後、導体配線層を転写したプリプレグ４層を１３０℃、５０ｋｇ／ｃｍ²で積層して半硬化状態のコア基板を作製した。その後、コア基板表面の導体配線層の表面粗さ（Ｒｚ）を１０％蟻酸を用いて０．８〜３．４μｍと変化させた。
【００５５】
コア基板の表裏に上記のように作製した第２の絶縁シートを６０〜１３０℃、５〜５０ｋｇ／ｃｍ²で貼り合わせて、ＣＯ₂レーザーにより５０μｍφの貫通孔を形成した。この時、レーザーの出力は０．０３〜１．０ｍＪで行った。
【００５６】
次いで、銅の表面を銀でコーティングした金属粉末と有機樹脂とを混合して導体ペーストを調製した。ぺースト中の樹脂としては、絶縁シートがＡ−ＰＰＥ樹脂の場合は、ＴＡＩＣを、また、ＢＴレジンの場合はエポキシ樹脂をそれぞれ選択した。この導体ペーストを真空印刷機を用いて貫通孔に充填してバイア導体を形成した。
【００５７】
次に、バイア導体を形成した第２の絶縁シートとコア基板の導体配線層の形成方法と同様にして形成された樹脂フィルムの導体配線層を貼り合わせ、１３０℃、５０ｋｇ／ｃｍ²で熱圧着して、絶縁シートの表面に導体配線層を転写形成した。
【００５８】
コア基板の絶縁層４層、導体配線層５層、コア基板の表裏に絶縁層各１層、導体層各１層、合計絶縁層６層、導体層７層の多層配線基板を作製し、２００℃、２０ｋｇ／ｃｍ²ですべての絶縁層を一括で硬化した。
【００５９】
なお、評価用の配線パターンとしては、多層配線層に対して８００個のバイア導体を導体配線層で直列につないだデイジーチェーンを形成した。
（評価）
作製した多層配線基板において、導体配線層の表面粗さ（Ｒｚ）は原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で測定した。また、導体配線層凹部への熱硬化性樹脂の浸入状態は断面をＳＥＭ観察することにより求めた。
【００６０】
作製した多層配線基板に対して、１）１５０℃、１０００時間の高温放置試験、２）１３０℃、８５％ＲＨ、２．３ａｔｍ、２００時間のＰＣＴ試験、３）−５５℃〜１２５℃、１０００サイクルの温度サイクル試験、４）２６０℃〜２０℃、１００サイクルのホットオイル試験を行った。上記試験の前後で８００個のバイアホール導体を導体配線層で直列に接続したデイジーチェーンの抵抗変化が１０％以内のものを良品、１０％を越えるものを不良品としてＮ数２０個の多層配線基板について試験した。
【００６１】
【表１】

【００６２】
表１からわかるように、多層配線層におけるバイア導体と導体配線層の接続部において、導体配線層凹部内に絶縁層中の熱硬化性樹脂を存在させることにより、高温放置、ＰＣＴ、温度サイクル、ホットオイル等の信頼性試験後において電気断線のない高信頼性の多層配線基板が作製できた。
【００６３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、多層配線基板におけるバイア導体と導体配線層の接続性、特にコア基板の表面に形成された微細配線を有する多層配線層に形成された金属粉末を充填して形成されたバイア導体と導体配線層との接続性を高めることができ、これによって過酷な環境下においても優れた接続信頼性を有する多層配線基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多層配線基板の一例の概略断面図である。
【図２】本発明の多層配線基板の要部拡大断面図である。
【図３】本発明の多層配線基板におけるコア基板の製造方法の一例を説明するための工程図である。
【図４】本発明の多層配線基板における多層配線層の製造方法の一例を説明するための工程図である。
【符号の説明】
Ａコア基板
Ｂ多層配線層
１絶縁基板
２導体配線層
３、６バイア導体
４絶縁層
５導体配線層
７凹部
８熱硬化性樹脂

Claims

少なくとも熱硬化性樹脂を含む絶縁層と、該絶縁層表面に埋設された導体配線層と、導体配線層間を接続するために貫通孔に金属粉末および有機成分を含む導体成分が充填されたバイア導体とを具備する多層配線基板において、
前記導体配線層の前記バイア導体との接続側が凹凸面によって形成されており、該凹凸面の表面粗さ（Ｒｚ）が１μｍ以上であり、前記導体配線層凹部の高さの１／４〜１／２の底部分に前記絶縁層中の熱硬化性樹脂が存在し、該底部分に存在する熱硬化性樹脂が前記導体成分中の有機成分と化学反応していること特徴とする多層配線基板。
前記バイア導体の両端におけるバイア径が異なり、径の小さい端部側の導体配線層凹部の底部分に絶縁層中の熱硬化性樹脂が存在することを特徴とする請求項１記載の多層配線基板。
少なくとも熱硬化性樹脂を含む絶縁層と、該絶縁層表面に埋設された導体配線層と、導体配線層間を接続するために貫通孔に金属粉末および有機成分を含む導体成分が充填されたバイア導体とを具備する多層配線基板において、
前記絶縁層は、第１絶縁層と、該第１絶縁層よりも厚みの小さい第２絶縁層とを備え、
前記バイア導体は、前記第１絶縁層に形成された第１バイア導体と、前記第２絶縁層に形成されるとともに前記第１バイア導体よりも径の小さい第２バイア導体とを備え、
前記導体配線層の前記第２バイア導体との接続側が凹凸面によって形成されており、該凹凸面の表面粗さ（Ｒｚ）が１μｍ以上であり、前記導体配線層凹部の高さの１／４〜１／２の底部分に前記第２絶縁層中の熱硬化性樹脂が存在し、該底部分に存在する熱硬化性樹脂が前記第２バイア導体の前記導体成分中の有機成分と化学反応していること特徴とする多層配線基板。
（ａ）半硬化状態の第１の絶縁シートの表面に、上面側が凹凸面からなり、該凹凸面の表面粗さ（Ｒｚ）が１μｍ以上である第１の導体配線層を形成する工程と、（ｂ）該絶縁シートの表面に半硬化状態の熱硬化性樹脂を含む第２の絶縁シートを熱圧着し、前記第１の絶縁シートにおける第１の導体配線層上面の凹部底部まで前記第２の絶縁シートの樹脂を浸入させる工程と、（ｃ）第２の絶縁シートの所定箇所にレーザーを照射して、前記第１の導体配線層凹部の高さの１／４〜１／２の底部分に熱硬化性樹脂が残存するように貫通孔を形成する工程と、（ｄ）（ｃ）で形成した貫通孔に金属粉末と有機成分を含む導体ペーストを充填し、該導体ペーストの有機成分と前記底部分に残存した熱硬化性樹脂とを化学反応させて、バイア導体を形成する工程と、（ｅ）前記バイア導体が形成された第２の絶縁シートの表面に、第２の導体配線層を形成する工程とを具備することを特徴とする多層配線基板の製造方法
前記（ｂ）工程において、熱圧着が、温度８０℃以上、圧力１０ｋｇ／ｃｍ²以上で行われること特徴とする請求項４記載の多層配線基板の製造方法。
前記（ｃ）工程において、レーザーの出力が０．０５〜０．５ｍＪであることを特徴とする請求項４または請求項５記載の多層配線基板の製造方法。
前記（ｄ）工程において、前記導体ペーストの有機成分が第２の絶縁シート中の半硬化状態の熱硬化性樹脂と化学反応することを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか記載の多層配線基板の製造方法。