【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層配線板製造用配線基板およびその製造方法並びに多層配線板に関するものである。半導体チップを搭載する多層配線板に関し、層間の電気的接続と接着を同時に行う多層配線板の製造方法、およびその製造方法により製造された多層配線板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の高機能化並びに軽薄短小化の要求に伴い、電子部品の高密度集積化、さらには高密度実装化が進んできており、これらの電子機器に使用される半導体パッケージは、従来にも増して益々小型化かつ多ピン化が進んできている。
【０００３】
従来の回路基板はプリント配線板と呼ばれ、ガラス繊維の織布にエポキシ樹脂を含浸させた積層板からなる、ガラスエポキシ板に貼り付けられた銅箔をパターニングした後、複数枚重ねて積層接着し、ドリルで貫通穴を開けて、この穴の壁面に銅メッキを行ってビアを形成し、層間の電気接続を行った配線基板の使用が主流であった。しかし、搭載部品の小型化、高密度化が進み、上記の配線基板では配線密度が不足して、部品の搭載に問題が生じるようになってきている。
【０００４】
このような背景により、近年、ビルドアップ多層配線板が採用されている。ビルドアップ多層配線板は、樹脂のみで構成される絶縁層と、導体とを積み重ねながら成形される。ビア形成方法としては、従来のドリル加工に代わって、レーザ法、プラズマ法、フォト法等多岐にわたり、小径のビアホールを自由に配置することで、高密度化を達成するものである。層間接続部としては、ブラインドビア（Ｂｌｉｎｄ Ｖｉａ）やバリードビア（Ｂｕｒｉｅｄ Ｖｉａ：ビアを導電体で充填した構造）等があり、ビアの上にビアを形成するスタックドビアが可能な、バリードビアホールが特に注目されている。バリードビアホールとしては、ビアホールをメッキで充填する方法と、導電性ペースト等で充填する場合とに分けられる。一方、配線パターンを形成する方法としては、銅箔をエッチングする方法（サブトラクティブ法）、電解銅メッキによる方法（アディティブ法）等があり、配線密度の高密度化に対応可能なアディティブ法が、特に注目され始めている。
【０００５】
このような製造方法としては、配線層のパターンに対応した位置に設けた孔に導電体を埋め込んだ接着性絶縁体の表面に、離型性支持板の表面に形成された導電性配線パターンを転写して前記接着性絶縁体の表面に配線層を形成すると同時に、バイア接続を行い、その後、離型性支持板をはがす配線基板の製造方法がある。また、この方法において、接着性絶縁体に転写され、かつバイア接続されている導電性配線パターンのサイズがバイアホールのサイズより小さい部分を有する（いわゆる、ランドレス構造）ものとすることにより、配線基板の位置合わせが容易になり、安価に製造可能な配線基板とすることができるものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−８４１８６号（第２頁、第５頁等）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の開示においては、次のような問題点があった。すなわち、多層配線板を製造する場合、配線層の形成とバイア接続を同時に行うプロセスと、離型性支持板をはがすプロセスを、交互に行う（いわゆる、逐次積層方式）必要があるため、多層配線板の層数に応じて製造プロセスが長くなってしまう。予め、離型性支持板を剥しておけば、逐次積層方式ではなく一括積層方式を適用できるが、バイア接続に導電ペーストを用いているため、配線層の形成とバイア接続を同時に行うプロセスにおいて既に導電ペーストの接続機能が利用されてしまい、一括積層時の接続機能が無く、結果的に一括積層方式に対応できない。
【０００８】
本発明は、多層配線板におけるのこのような現状の問題点に鑑み、鋭意検討の結果なされたもので、ランドレス構造を有し、微細な配線パターンが形成でき、かつ、生産性の高い一括積層方式が適用できる多層配線板製造用配線基板とその製造方法、さらには、それを用いて得られる多層配線板を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は次の第１から第３の発明により達成される。
第１の発明は、一方の面を露出するように絶縁層中に埋め込まれた導体回路の、露出面とは反対側の面上に、該絶縁層を貫通する導体ポストが形成されている多層配線板製造用配線基板であって、導体ポストと接続する部分の導体回路が、導体ポストのサイズより小さい部分を有していることを特徴とする、多層配線板製造用配線基板である。
【００１０】
第２の発明は、金属層を電解めっき用リードとして、電解めっきによりレジスト金属層（Ｉ）および導体回路を形成する工程と、該導体回路上に絶縁層を形成する工程と、導体回路の一部が露出するように該絶縁層にビアを形成する工程と、金属層を電解めっき用リードとして、電解めっきによりレジスト金属層（ＩＩ）および導体ポストを形成する工程と、金属層をエッチングにより除去する工程を含んでなり、かつ、導体ポストと接続する部分の導体回路が、導体ポストのサイズより小さい部分を有していることを特徴とする、多層配線板製造用配線基板の製造方法である。
【００１１】
また、第１の発明および第２の発明において、前記絶縁層は、前記導体ポスト形成後に加熱されてなることが好ましく、更には、前記絶縁層は、加熱前に半硬化の熱硬化性樹脂から成るもの、あるいは、熱可塑性樹脂から成り、且つ、前記絶縁層を加熱する工程において、加熱が熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上で行われることが、好ましい。
【００１２】
第３の発明は、 前記多層配線板製造用配線基板、または、前記の製造方法により得られた多層配線板製造用配線基板を、複数枚一括積層して得られることを特徴とする多層配線板である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、一方の面を露出するように絶縁層中に埋め込まれた導体回路の、露出面とは反対側の面上に、該絶縁層を貫通する導体ポストが形成されている多層配線板製造用配線基板およびこれを用いた多層配線板であり、前記導体ポストと接続する部分の前記導体回路が、前記導体ポストのサイズより小さい部分を有することにより、次の特徴を示すものである。
（１）ランドレス構造を有するため、また、電解めっきにより形成された導体回路を有するため、配線密度が高い。
（２）一括積層方式を適用できるため、生産性に優れる。
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について具体的に説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。
図１は、本発明の実施形態である、多層配線板製造用配線基板の製造方法の一例を説明するための図で、図１（ｈ）は、得られる多層配線板製造用配線基板の構造を示す断面図である。
【００１５】
まず、図１（ｉ）に示す多層配線板製造用配線基板１１０の構造について詳細に説明する。多層配線板製造用配線基板１１０は、主として、導体回路１０４、導体ポスト１０７、絶縁層１０５からなる。導体回路１０４は、一方の面を露出するように絶縁層１０５中に埋め込まれている。導体ポスト１０７は、絶縁層１０５を貫通して、導体回路１０４の露出面とは反対側の面上に接続されている。また、導体ポスト１０７と接続する部分の導体回路１０４のサイズが、導体ポスト１０７のサイズより小さい部分（図１（ｉ）の１００ａで示された部分）を有している。このような構造は、一般的に、”ランドレス構造”と呼ばれることが多い。
【００１６】
本発明においては、導体ポスト１０７と接続する部分の導体回路１０４が、一部導体ポスト１０７のサイズより大きい部分（図１（ｉ）の１００ｂで示された部分）を有していても構わない。このような構造について、ここでは説明を容易にするため、”ランド有り構造”と呼ぶこととする。
【００１７】
ランド有り構造１００ｂは、多層配線板の層間接続部に一般的に利用されている。導体回路１０４の導体ポスト１０７との接続部（層間接続部）はランドと呼ばれている。ランド有り構造１００ｂは、ランドのサイズが導体ポスト１０７のサイズより大きいため、多層配線板中における占有面積が大きくなってしまう。ランドのサイズを導体ポスト１０７のサイズより大きくするのは、導体ポスト１０７がランドから外れることなく、確実にランド上に形成されるようにするためで、その際の位置ずれ許容量を見込んで、ランドのサイズを大きくしているわけである。逆に言えば、位置ずれ許容量を０にすることができれば、すなわち、位置決め精度を極限までに高めることができれば、ランドのサイズと導体ポスト１０７のサイズを同じにすることができる。しかしながら、現実的にバラツキが存在するため、一般的な多層配線板においては、ランドのサイズと導体ポスト１０７のサイズを同じにすることはできない。
【００１８】
一方、ランドレス構造１００ａの場合、その構造から明らかなように、ランド有り構造１００ｂと比較して、多層配線板中における占有面積が小さい。ランドが無いことにより生じる余剰スペースがあるため、他の導体回路を配置する等、配線密度を高めることができる。
【００１９】
続いて、図１を用いて、多層配線板製造用配線基板１１０の製造方法を説明する。まず、金属層１０１上に、パターニングされためっきレジスト１０２を形成する（図１（ａ））。
【００２０】
めっきレジスト１０２は、例えば、金属層１０１上に紫外線感光性のドライフィルムレジストをラミネートし、ネガフィルム等を用いて選択的に露光し、その後現像することにより形成することができる。また、液状レジストをカーテンコートやロールコータで塗布し、同様に露光・現像を行うことにより形成することもできる。
【００２１】
金属層１０１の材質は、この製造方法に適するものであれば、どのようなものでも良いが、特に、使用される薬液に対して耐性を有するものであって、最終的にエッチングにより除去可能であることが必要である。例えば、銅、銅合金、４２合金、ニッケル等が挙げられる。特に、銅箔、銅板、銅合金板は、電解めっき品・圧延品を選択できるだけでなく、様々な厚みのものを容易に入手できるため、金属層１０１として使用するのに好ましい。
【００２２】
次に、金属層１０１を電解めっき用リード（給電用電極）として、レジスト金属層（Ｉ）１０３ａを電解めっきにより形成し、続いて、導体回路１０４を電解めっきにより形成する（図１（ｂ））。この電解めっきにより、金属層１０１上のめっきレジスト１０２が形成されていない部分に、レジスト金属層（Ｉ）１０３ａおよび導体回路１０４が形成される。
【００２３】
前記レジスト金属層（Ｉ）１０３ａの材質は、この製造方法に適するものであればどのようなものでも良いが、特に、最終的に金属層１０１をエッチングにより除去する際に使用する薬液に対して耐性を有することで、金属層１０１をエッチングする際に使用する薬液により、導体回路１０４がエッチングされるのを防ぐことできる。例えば、ニッケル、金、錫、銀、半田、パラジウム等が挙げられる。また、具体的には、金属層１０１の材質が銅（銅箔、銅板または銅合金板）で、導体回路１０４の材質が銅の場合には、レジスト金属層（Ｉ）１０３ａの材質として、金を選択するのが最も好ましい。レジスト金属層（Ｉ）１０３ａの材質を金にすることで、金属層１０１をエッチングする際に用いるほとんどのエッチング液（一般的には、塩化第二鉄溶液、塩化第二銅溶液）に耐性を有するだけでなく、層間接合時の半田濡れ性を確保しやすくなる。また、レジスト金属層（Ｉ）１０３ａの材質として、ニッケル、錫または半田を選択する方法もあるが、通常の酸系のエッチング液では溶解するため、アルカリ系のエッチング液（塩化アンモニウム溶液）を使用する必要があるという欠点があるものの、金と比べて低コストであるという利点もある。
【００２４】
一方で、金属層１０１をエッチングする際に使用する薬液に対して、導体回路１０４が耐性を有している場合は、このレジスト金属層（Ｉ）１０３ａは不要である。また、レジスト金属層（Ｉ）１０３ａは導体回路１０４と同一のパターンである必要はなく、金属層１０１上にめっきレジスト１０２を形成する前に、金属層１０１の全面にレジスト金属層（Ｉ）１０３ａを形成しても良い。その場合は、金属層１０１をエッチングにより除去した後、導体回路１０４がエッチングされない薬液を用いて、レジスト金属層（Ｉ）１０３ａをエッチングする必要がある。
【００２５】
導体回路１０４の材質としては、この製造方法に適するものであればどのようなものでも良いが、例えば、銅、ニッケル、金、錫、銀、パラジウム等が挙げられる。特に、導体回路１０４の材質を銅にすることで、低抵抗で安定した導体回路１０４が得られる。
【００２６】
次に、めっきレジスト１０２を除去し、続いて、形成した導体回路１０４上に絶縁層１０５を形成する（図１（ｃ））。絶縁層１０５の形成方法は、使用する樹脂に応じて適した方法で良く、樹脂ワニスを印刷、カーテンコート、バーコート等の方法で直接塗布したり、ドライフィルムタイプの樹脂を真空ラミネート、真空プレス等の方法で積層する方法が挙げられる。特に、ドライフィルムタイプの樹脂は取扱が容易であるだけでなく、生産性に優れる。一方で、市販されている樹脂付銅箔（例えば、ビルドアップ多層配線板用）は入手が容易であり、真空ラミネート・真空プレスにより導体回路１０４の凹凸を埋め込みながら成形し、最後に銅箔をエッチングすれば、絶縁層１０５の表面が導体回路１０４の凹凸に影響されることなく、非常に平坦に形成することができる。また、絶縁層１０５の表面には銅箔表面の微細な粗化形状が転写されるため、図２（ａ）に示す接着剤層１０９との密着性を確保することができる。
【００２７】
本発明に用いる絶縁層１０５には、この製造方法に適するものであれば良く、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を使用することができる。絶縁層１０５に熱硬化性樹脂を用いる場合には、半硬化としておくことで、後に形成する導体ポスト１０７と絶縁層１０５との密着性が向上するため好ましい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ、フェノール、ビスマレイミド、ビスマレイミド・トリアジン、トリアゾール、シアネート、イソシアネート、ベンゾシクロブテンなどの樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルフィド、ポリエーテルサルフォン、ポリキノリン、ポリノルボルネン、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾイミダゾール、ポリテトラフルオロエチレン、液晶ポリマーなどの樹脂が挙げられる。これらを一種または複数種混ぜ合わせて用いても良く、また、シリカフィラー等の無機フィラー、レベリング剤、カップリング剤、消泡剤、硬化触媒等を添加しても良い。または、ガラスエポキシ基材に代表されるようなガラスクロスやアラミド不織布などの補強繊維に樹脂を含浸させて硬化あるいは半硬化させたものを、絶縁層１０５として使用することもできる。
【００２８】
次に、形成した絶縁層１０５の導体ポスト形成位置にビアホール１０６を形成する（図１（ｄ））。ビアホール１０６の形成方法は、この製造方法に適する方法であればどのような方法でも良く、レーザ、プラズマによるドライエッチング、ケミカルエッチング等が挙げられる。また、絶縁層１０５を感光性樹脂とした場合には、絶縁層１０５を選択的に感光し、現像することでビアホール１０６を形成することもできる。レーザによる開口では、絶縁層１０５が感光性・非感光性に関係なく、微細なビアホール１０６を容易に形成することができるので、有利である。レーザとしては、エキシマレーザ、ＵＶレーザ、炭酸ガスレーザなどが使用できる。様々な厚みのものを容易に入手できるため、金属層１０１として使用するのに好ましい。
【００２９】
次に、金属層１０１を電解めっき用リード（給電用電極）として、レジスト金属層（ＩＩ）１０３ｂを電解めっきにより形成する（図１（ｅ））。この電解めっきにより、ビアホール１０６の形成により露出した部分（導体回路１０４の一部と金属層１０１の一部）に、レジスト金属層（ＩＩ）１０３ｂが形成される。レジスト金属層（ＩＩ）１０３ｂを形成する目的は、金属層１０１をエッチングする際に使用する薬液により、導体回路１０４および図１（ｆ）に示す導体ポスト１０７がエッチングされるのを防ぐことである。従って、レジスト金属層（ＩＩ）１０３ｂの材質は、基本的に、レジスト金属層（Ｉ）１０３ａと同じで良い。また、金属層１０１をエッチングする際に使用する薬液に対して、導体回路１０４および導体ポスト１０７が耐性を有している場合、このレジスト金属層（ＩＩ）１０３ｂは不要である。
【００３０】
次に、金属層１０１を電解めっき用リード（給電用電極）として、導体ポスト１０７を電解めっきにより形成する（図１（ｆ））。この電解めっきにより、絶縁層１０５のビアホール１０６が形成されている部分に、導体ポスト１０７が形成される。電解めっきにより導体ポスト１０７を形成する場合には、めっき電流密度や、めっき浴への添加剤を選択することによって、導体ポスト１０７の先端形状を平坦な形状から凸状まで自由に制御することができる。導体ポスト１０７の材質としては、この製造方法に適するものであればどのようなものでも良く、例えば、銅、ニッケル、金、錫、銀、パラジウム等が挙げられる。特に、銅を用いることで、低抵抗で安定した導体ポスト１０７が得られる。
【００３１】
続いて、絶縁層１０５を加熱する（図１（ｇ））。この工程により、絶縁層１０５が軟化する際にビアホール１０６の壁面と導体ポスト１０７の側面およびレジスト金属（Ｉ）・（ＩＩ）１０３ａ・ｂの側面を密着（接着）させることができる。これにより、最終的に金属層１０１をエッチングで除去する際に、エッチング液がレジスト金属（Ｉ）・（ＩＩ）１０３ａ・ｂと絶縁層１０５の隙間から入り込んで導体ポスト１０７を侵食する心配がなくなる。
【００３２】
絶縁層１０５が熱硬化性樹脂からなる場合、ビアホールおよび導体ポスト形成工程において、絶縁層を半硬化状態にしておくことができる。ここでいう半硬化状態とは、熱硬化性樹脂を示査走査熱分析測定した際に、熱硬化樹脂の硬化に伴う発熱ピークが現れる状態のことを示している。すなわち、絶縁層１０５の未硬化分を残しておくということである。示査走査熱分析測定においては、通常１０℃／分の昇温速度で測定が行われる。ビアホール１０６および導体ポスト１０７を形成した後の加熱温度は、前記半硬化状態の絶縁層１０５の発熱ピークが現れる温度またはそれ以上の温度である必要がある。半硬化の熱硬化性樹脂を、そのような温度で加熱することで、絶縁層１０５の硬化が促進されると共に、導体ポスト１０７の側面と絶縁層１０５（ビアホール１０６）の壁面とを密着させることができる。
【００３３】
絶縁層１０５が熱可塑性樹脂からなる場合、熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上で加熱する。これにより絶縁層１０５が軟化するため、導体ポスト１０７の側面と絶縁層１０５（ビアホール１０６）の壁面とを密着させることができる。
【００３４】
なお、絶縁層１０５を加熱する工程においては、絶縁層１０５の酸化防止のため、窒素等の不活性ガス雰囲気中あるいは減圧雰囲気中で行うことが好ましい。
【００３５】
次に、導体ポスト１０７の先端表面に、接合用金属材料層１０８を形成する（図１（ｈ））。接合用金属材料層１０８の形成方法としては、無電解めっきにより形成する方法、金属層１０１を電解めっき用リード（給電用電極）として電解めっきにより形成する方法、接合用金属材料を含有するペーストを印刷する方法が挙げられる。印刷による方法では、印刷用マスクを導体ポスト１０７に対して精度良く位置合せする必要があるが、無電解めっきや電解めっきによる方法では、導体ポスト１０７の表面以外に接合用金属材料１０８が形成されることがないため、導体ポスト１０７の微細化・高密度化にも対応しやすい。特に、電解めっきによる方法では、無電解めっきによる方法よりも、めっき可能な金属が多種多様であり、また薬液の管理も容易であるため、非常に好適である。
【００３６】
接合用金属材料層１０８の材質としては、図２（ａ）に示す被接続層２２０の被接合部２３０と金属接合可能な金属であればどのようなものでもよく、例えば、半田が挙げられる。半田の中でも、ＳｎやＩｎ、もしくはＳｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｐｄ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ａｕの少なくとも二種からなる半田を使用することが好ましい。より好ましくは、環境に優しいＰｂフリー半田である。
【００３７】
接合用金属材料層１０８の先端形状としては、凸状であるものが好ましい。接合用金属材料層１０８の先端を凸状にすることによって、図２（ａ）に示す被接続層２２０と熱圧着する際に、接合用金属材料層１０８と被接合部２３０の間に存在する接着剤層１０９が容易に排除されるので、接合用金属材料層１０８と被接合部２３０の間に接着剤残り無く、金属接合することができる。
【００３８】
最後に、金属層１０１をエッチングにより除去し、多層配線板製造用配線基板１１０を得る（図１（ｉ））。金属層１０１と導体回路１０４との間にレジスト金属層（Ｉ）１０３ａが形成されており、さらに、金属層１０１と導体ポスト１０７との間にレジスト金属層（ＩＩ）１０３ｂが形成されており、それらのレジスト金属層（Ｉ）１０３ａおよび（ＩＩ）１０３ｂは、金属層１０１をエッチングにより除去する際に使用する薬液に対して耐性を有しているため、金属層１０１をエッチングしてもレジスト金属層（Ｉ）１０３ａおよび（ＩＩ）１０３ｂがエッチングされることがなく、結果的に導体回路１０４および導体ポスト１０７がエッチングされることはない。金属層１０１の材質が銅、レジスト金属の材質がニッケル、錫または半田の場合、市販のアンモニア系エッチング液を使用することができる。金属層１０１の材質が銅、レジスト金属層（Ｉ）１０３ａおよび（ＩＩ）１０３ｂの材質が金の場合、塩化第二鉄溶液、塩化第二銅溶液を含め、ほとんどのエッチング液を使用することができる。
【００３９】
なお、図１（ｈ）に示す多層配線板製造用配線基板においては、導体ポスト１０７の先端が絶縁層１０５から突出し、導体ポスト１０７の表面に接合用金属材料層１０８が形成されているが、導体ポストが他の構造であっても良く、例えば、導体ポストの表面に接合用金属材料層が形成されていない構造、導体ポストが接合用金属材料からなる構造、導体ポストの先端が絶縁層から突出せず接合用金属材料層の先端が突出する構造等が挙げられる。
【００４０】
続いて、本発明の実施形態である多層配線板について、図２を用いて説明する。図２は、図１（ｈ）に示す多層配線板製造用配線基板１１０を用いた場合の多層配線板の製造方法の一例を説明するための図で、図２（ｃ）は、得られる多層配線板の構造を示す断面図である。ただし、説明を容易にするため、２層構造の多層配線板を示している。
【００４１】
まず、多層配線板製造用配線基板１１０の接合用金属材料層１０８の先端表面と絶縁層１０５を覆うように、接着剤層１０９を形成し、多層配線板製造用配線基板１２０を得る（図２（ａ））。接着剤層１０９の形成は、使用する樹脂に応じて適した方法で良く、樹脂ワニスを印刷、カーテンコート、バーコート等の方法で直接塗布したり、ドライフィルムタイプの樹脂を真空ラミネート、真空プレス等の方法で積層する方法が挙げられる。
【００４２】
次に、多層配線板製造用配線基板１２０および被接続層２２０を、ぞれぞれ位置合わせする（図２（ｂ））。位置合わせは、多層配線板製造用配線基板１２０および被接続層２２０に、予め形成されている位置決めマークを、画像認識装置により読み取り位置合わせする方法、位置合わせ用のピン等で位置合わせする方法等を用いることができる。なお、図２（ｂ）では、被接続層２２０の一例として、ＦＲ−４等の両面板を使用する例を示している。
【００４３】
次に、多層配線板製造用配線基板１２０および被接続層２２０を一括して加熱・加圧して、全層の接合用金属材料層を一括して溶融させて層間接続を行うことにより、本発明の多層配線板２４０を得る（図２（ｃ））。加熱・加圧する方法としては、例えば真空プレスを用いて、接合用金属材料層が接着剤層を排除して、被接合部と導体ポストとを、接合用金属材料層により金属接合するまで加熱・加圧し、さらに接着剤層を硬化させて、多層配線板製造用配線基板１２０および被接続層２２０を接着する方法が挙げられる。なお、最高加熱温度は、接合用金属材料層の融点以上であることが好ましい。また、必要に応じて、ソルダーレジストなどを形成しても構わない。
【００４４】
図２においては、多層配線板製造用配線基板１２０を１層分のみ積層する例を示したが、多層配線板製造用配線基板１２０の上面には、さらに、他の（複数枚の）多層配線板製造用配線基板を積層することができるため、複数枚の多層配線板製造用配線基板および被接続層を位置合わせし、一括して加熱・加圧して、全層の接合用金属材料層を一括して溶融させて層間接続を行うことにより、一括積層方式による多層配線板を得ることができる。
【００４５】
また、図２においては、表面に接着剤層１０９を形成した多層配線板製造用配線基板１２０を用いる例を示したが、多層配線板製造用配線基板同士の接続・接着のために接着剤が必要であるからである。したがって、接合用金属材料層１０８とは反対側の面に接着剤層を形成したものを用いても構わない。あるいは、接着剤層を単独のフィルム状にすることができるのであれば、複数枚分の多層配線板製造用配線基板１１０のそれぞれの間に接着剤層を挟み込んでも構わない。
【００４６】
本発明において、接着剤層１０９に用いる樹脂としては、エポキシ、フェノール、ポリイミド、ポリアミドイミドなど、耐熱性と絶縁性が良好な樹脂を用いることができる。さらには、接着剤層１０９が、表面清浄化機能を有し、且つ絶縁信頼性の高い接着剤（以下、金属接合接着剤と呼ぶ）であることが好ましい。表面清浄化機能としては、例えば、接合用金属材料層表面や被接続金属表面に存在する酸化膜の除去機能や、酸化膜の還元機能である。この表面清浄化機能により、接合用金属材料層と接続するための表面との濡れ性が十分に高まり、接合用金属材料層の濡れ拡がりの力により、金属接合部における金属接合接着剤が排除され、金属接合接着剤を用いた金属接合には、樹脂残りが発生しにくく、且つその電気的接続信頼性は高いものとなる。
【００４７】
前記金属接合接着剤としては、少なくとも１つ以上のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）と、その硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）とを必須成分する接着剤や、エポキシ樹脂（Ｃ）と、イミダゾール環を有し且つエポキシ樹脂（Ｃ）の硬化剤として作用する化合物（Ｄ）とを必須成分とする接着剤が好ましい。
【００４８】
第１の好ましい金属接合接着剤において、フェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）の、フェノール性水酸基は、その表面清浄化機能により、接合用金属材料層および金属表面の酸化物などの汚れの除去あるいは、酸化物を還元し、金属接合のフラックスとして作用する。更に、その硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）により、良好な硬化物を得ることができるため、金属接合後の洗浄除去が必要なく、高温、多湿雰囲気でも電気絶縁性を保持し、接合強度、信頼性の高い金属接合を可能とする。
【００４９】
本発明において第１の好ましい金属接合接着剤に用いる、少なくとも１つ以上のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）としては、フェノールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、レゾール樹脂、クレゾールノボラック樹脂および、ポリビニルフェノール樹脂から選ばれるのが好ましく、これらの１種以上を用いることができる。
【００５０】
また、硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）としては、エポキシ樹脂やイソシアネート樹脂などが用いられる。具体的にはいずれも、ビスフェノール系、フェノールノボラック系、アルキルフェノールノボラック系、ビフェノール系、ナフトール系やレソルシノール系などのフェノールベースのものや、脂肪族、環状脂肪族や不飽和脂肪族などの骨格をベースとして変性されたエポキシ化合物やイソシアネート化合物が挙げられる。
【００５１】
フェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）は、接合強度と信頼性から、接着剤中に、２０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下で含まれることが好ましい。更に好ましい上限値は、６０ｗｔ％である。一方、硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）は、接着剤中に、２０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下で含まれることが好ましい。また、金属接合接着剤に用いる樹脂に、着色料や、硬化触媒、無機充填材、各種のカップリング剤、溶媒などを添加しても良い。
【００５２】
第２の好ましい金属接合接着剤において、化合物（Ｄ）のイミダゾール環は、三級アミンの不対電子に起因する表面清浄化機能により、接合用金属材料層および金属表面の酸化物などの汚れの除去あるいは、酸化膜を還元し、金属接合のフラックスとして作用する。更に、イミダゾール環は、エポキシ樹脂（Ｃ）をアニオン重合する際の硬化剤としても作用するため、良好な硬化物を得ることができ、半田接合後の洗浄除去が必要なく、高温、多湿雰囲気でも電気絶縁性を保持し、接合強度、信頼性の高い金属接合を可能とする。化合物（Ｄ）の添加量は、金属接合の強度や信頼性から１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることが好ましい。より好ましい上限値としては５ｗｔ％である。
【００５３】
イミダゾール環を有し且つエポキシ樹脂（Ｃ）の硬化剤として作用する化合物（Ｄ）としては、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、ビス（２−エチル−４−メチル−イミダゾール）、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４、５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、あるいはトリアジン付加型イミダゾール等が挙げられる。また、これらをエポキシアダクト化したものや、マイクロカプセル化したものも使用できる。これらは単独で使用しても２種類以上を併用しても良い。
【００５４】
また、化合物（Ｄ）と組合わせて用いるエポキシ樹脂（Ｃ）としては、ビスフェノール系、フェノールノボラック系、アルキルフェノールノボラック系、ビフェノール系、ナフトール系やレソルシノール系などの、フェノールベースのエポキシ樹脂や、脂肪族、環状脂肪族や不飽和脂肪族などの骨格をベースとして変性されたエポキシ化合物が挙げられる。
【００５５】
エポキシ樹脂（Ｃ）の配合量は、金属接合接着剤全体の３０〜９９ｗｔ％が好ましい。３０ｗｔ％未満であると、十分な硬化物が得られなくなる恐れがある。エポキシ樹脂（Ｃ）とその硬化剤として作用する化合物（Ｄ）以外の成分としては、金属接合接着剤に用いる樹脂に、シアネート樹脂、アクリル酸樹脂、メタクリル酸樹脂、マレイミド樹脂等の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を配合しても良い。また、金属接合接着剤に用いる樹脂に、着色料や、硬化触媒、無機充填材、各種のカップリング剤、溶媒などを添加しても良い。
【００５６】
金属接合接着剤の調製方法は、例えば、固形のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）と固形の硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）を溶媒に溶解して調製する方法、固形のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）を液状の硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）に溶解して調製する方法、固形の硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）を液状のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）に溶解して調製する方法、固形のエポキシ樹脂（Ｃ）を溶媒に溶解した溶液に、イミダゾール環を有し且つエポキシ樹脂（Ｃ）の硬化剤として作用する化合物（Ｄ）を分散もしくは溶解する方法、液状のエポキシ樹脂（Ｃ）にイミダゾール環を有し且つエポキシ樹脂（Ｃ）の硬化剤として作用する化合物（Ｄ）を分散もしくは溶解する方法等が挙げられる。
【００５７】
使用する溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、トルエン、メシチレン、キシレン、ヘキサン、イソブタノール、ｎ−ブタノール、１−メトキシ，２−プロパノールアセテート、ブチルセルソルブ、エチルセルソルブ、メチルセルソルブ、セルソルブアセテート、乳酸エチル、酢酸エチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、ジエチレングリコール、安息香酸−ｎ−ブチル、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、γ−ブチルラクトン、アニソール等が挙げられる。好ましくは、沸点が２００℃以下の溶媒である。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、微細な導体回路およびランドレス構造を有する多層配線板製造用基板を提供することができる。さらに、そのような多層配線板製造用基板を一括積層することにより、生産性が高く、配線密度の高い多層配線板を提供することができる。特に、近年の半導体チップの微細化・多ピン化・高消費電力化・高速化に対応するには、本発明による配線密度の高い多層配線板が非常に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である、多層配線板製造用配線基板の製造方法の一例を説明するための断面図である。
【図２】本発明の実施形態である、多層配線板の製造方法の一例を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１０１：金属層
１０２：めっきレジスト
１０３ａ：レジスト金属層（Ｉ）
１０３ｂ：レジスト金属層（ＩＩ）
１０４：導体回路
１０５：絶縁層
１０６：ビア
１０７：導体ポスト
１０８：接合用金属材料層
１０９：接着剤層（金属接合接着剤層）
１００ａ：ランドレス構造
１００ｂ：ランド有り構造
１１０、１２０：多層配線板製造用配線基板
２２０：被接続層
２３０：被接合部
２４０：多層配線板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wiring board for manufacturing a multilayer wiring board, a method for manufacturing the same, and a multilayer wiring board. The present invention relates to a multilayer wiring board on which a semiconductor chip is mounted, a method for manufacturing a multilayer wiring board for simultaneously performing electrical connection and bonding between layers, and a multilayer wiring board manufactured by the manufacturing method.
[0002]
[Prior art]
With the demand for higher functionality and lighter, thinner and shorter electronic devices in recent years, high-density integration of electronic components and further high-density mounting have been progressing. The size and the number of pins are increasing more and more.
[0003]
A conventional circuit board is called a printed wiring board, which consists of a laminated board made of glass fiber woven fabric impregnated with epoxy resin.After patterning the copper foil attached to the glass epoxy board, multiple boards are stacked and bonded. Then, a through-hole was formed by drilling, a via was formed by performing copper plating on the wall surface of the hole, and a wiring board in which an electrical connection was made between layers was mainly used. However, the mounting components have been reduced in size and density, and the wiring density of the above-mentioned wiring boards has become insufficient, and problems have arisen in mounting components.
[0004]
Against this background, build-up multilayer wiring boards have recently been adopted. The build-up multilayer wiring board is formed while stacking an insulating layer made of only a resin and a conductor. As a via forming method, a variety of methods such as a laser method, a plasma method, and a photo method are used instead of the conventional drilling, and high density is achieved by freely arranging small diameter via holes. As the interlayer connection portion, there are a blind via (Blind Via), a buried via (Buried Via: a structure in which a via is filled with a conductor), and the like. Have been. The buried via holes are classified into a method of filling the via holes by plating and a method of filling the via holes with a conductive paste or the like. On the other hand, as a method of forming a wiring pattern, there are a method of etching a copper foil (subtractive method), a method of electrolytic copper plating (additive method), and the like. It is starting to attract particular attention.
[0005]
As such a manufacturing method, the conductive wiring pattern formed on the surface of the releasable support plate is provided on the surface of the adhesive insulator in which the conductive material is embedded in holes provided at positions corresponding to the pattern of the wiring layer. There is a method of manufacturing a wiring substrate, in which a wiring layer is formed on the surface of the adhesive insulator by transfer and at the same time, a via connection is performed, and then the releasable support plate is removed. In addition, in this method, the size of the conductive wiring pattern transferred to the adhesive insulator and connected to the via has a portion smaller than the size of the via hole (so-called landless structure), whereby the wiring is formed. This makes it easy to align the substrates, and can provide a wiring substrate that can be manufactured at low cost (for example, see Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-10-84186 (page 2, page 5, etc.)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above disclosure has the following problems. That is, when manufacturing a multilayer wiring board, it is necessary to alternately perform a process of forming a wiring layer and a via connection at the same time and a process of removing the releasable support plate (so-called sequential lamination method). The manufacturing process becomes longer depending on the number of layers of the plate. If the releasable support plate is peeled in advance, the batch lamination method can be applied instead of the sequential lamination method.However, since the conductive paste is used for the via connection, the process for simultaneously forming the wiring layer and the via connection has already been performed. Since the connection function of the conductive paste is used, there is no connection function at the time of batch lamination, and as a result, it is not possible to cope with the batch lamination method.
[0008]
The present invention has been made as a result of intensive studies in view of such current problems in multilayer wiring boards, has a landless structure, can form a fine wiring pattern, and has a high productivity It is an object of the present invention to provide a wiring board for manufacturing a multilayer wiring board to which a lamination method can be applied, a method for manufacturing the same, and a multilayer wiring board obtained by using the same.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention is achieved by the following first to third inventions.
A first invention is a multilayer circuit in which a conductor post penetrating through an insulating layer is formed on a surface of a conductor circuit embedded in an insulating layer so as to expose one surface, the surface being opposite to the exposed surface. What is claimed is: 1. A wiring board for producing a wiring board, wherein the conductor circuit at a portion connected to the conductor post has a portion smaller than the size of the conductor post.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, a step of forming a resist metal layer (I) and a conductor circuit by electrolytic plating using a metal layer as a lead for electrolytic plating, a step of forming an insulating layer on the conductor circuit, Forming a via in the insulating layer so that the portion is exposed, forming a resist metal layer (II) and a conductor post by electrolytic plating using the metal layer as a lead for electrolytic plating, and removing the metal layer by etching. And a conductor circuit of a portion connected to the conductor post has a portion smaller than the size of the conductor post, and a method of manufacturing a wiring board for manufacturing a multilayer wiring board. .
[0011]
In the first invention and the second invention, it is preferable that the insulating layer is heated after the conductor posts are formed, and the insulating layer is made of a semi-cured thermosetting resin before heating. Preferably, in the step of heating the insulating layer, the heating is performed at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the thermoplastic resin.
[0012]
A third aspect of the present invention is a multilayer wiring board obtained by laminating a plurality of the wiring boards for manufacturing a multilayer wiring board or a plurality of wiring boards for manufacturing a multilayer wiring board obtained by the manufacturing method. It is.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention provides a multilayer wiring board in which a conductor post penetrating through an insulating layer is formed on a surface of a conductive circuit embedded in an insulating layer so as to expose one surface, on a surface opposite to the exposed surface. A manufacturing wiring board and a multilayer wiring board using the same, wherein the conductor circuit in a portion connected to the conductor post has a portion smaller than the size of the conductor post, thereby exhibiting the following characteristics.
(1) The wiring density is high because it has a landless structure and has a conductor circuit formed by electrolytic plating.
(2) Since the batch lamination method can be applied, the productivity is excellent.
[0014]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
FIG. 1 is a view for explaining an example of a method for manufacturing a wiring board for manufacturing a multilayer wiring board, which is an embodiment of the present invention. FIG. 1H shows the structure of the wiring board for manufacturing a multilayer wiring board obtained. FIG.
[0015]
First, the structure of the wiring board 110 for manufacturing a multilayer wiring board shown in FIG. 1 (i) will be described in detail. The wiring board 110 for manufacturing a multilayer wiring board mainly includes a conductor circuit 104, a conductor post 107, and an insulating layer 105. The conductor circuit 104 is embedded in the insulating layer 105 so as to expose one surface. The conductor post 107 penetrates through the insulating layer 105 and is connected to a surface of the conductor circuit 104 opposite to the exposed surface. In addition, the size of the conductor circuit 104 at the portion connected to the conductor post 107 has a portion smaller than the size of the conductor post 107 (portion indicated by 100a in FIG. 1 (i)). Such a structure is generally called a “landless structure”.
[0016]
In the present invention, the portion of the conductor circuit 104 connected to the conductor post 107 may have a portion (portion 100b in FIG. 1 (i)) larger than the size of the conductor post 107. . Such a structure is referred to herein as a “structure with land” for ease of description.
[0017]
The land structure 100b is generally used for an interlayer connection portion of a multilayer wiring board. The connection portion (interlayer connection portion) of the conductor circuit 104 with the conductor post 107 is called a land. Since the land structure 100b has a land size larger than the conductor post 107, the occupied area in the multilayer wiring board is increased. The reason why the size of the land is made larger than the size of the conductor post 107 is to ensure that the conductor post 107 is formed on the land without coming off from the land. The size of the land is enlarged. Conversely, if the allowable displacement can be reduced to zero, that is, if the positioning accuracy can be increased to the utmost, the size of the land and the size of the conductor post 107 can be made the same. However, since there is actually a variation, the size of the land and the size of the conductor post 107 cannot be equalized in a general multilayer wiring board.
[0018]
On the other hand, in the case of the landless structure 100a, as is apparent from the structure, the occupied area in the multilayer wiring board is smaller than that of the landed structure 100b. Since there is a surplus space caused by the absence of the land, the wiring density can be increased, for example, by arranging another conductor circuit.
[0019]
Subsequently, a method for manufacturing the wiring board 110 for manufacturing a multilayer wiring board will be described with reference to FIG. First, a patterned plating resist 102 is formed on the metal layer 101 (FIG. 1A).
[0020]
The plating resist 102 can be formed, for example, by laminating an ultraviolet-sensitive dry film resist on the metal layer 101, selectively exposing the same using a negative film or the like, and then developing it. Alternatively, it can be formed by applying a liquid resist with a curtain coat or a roll coater, and performing exposure and development in the same manner.
[0021]
The material of the metal layer 101 may be any material as long as it is suitable for this manufacturing method. In particular, the material has resistance to the used chemical solution and can be finally removed by etching. It is necessary to be. For example, copper, a copper alloy, a 42 alloy, nickel, and the like can be given. In particular, a copper foil, a copper plate, and a copper alloy plate are preferably used as the metal layer 101 because not only electrolytically plated products and rolled products can be selected, but also those having various thicknesses can be easily obtained.
[0022]
Next, using the metal layer 101 as a lead (electrode for power supply) for electrolytic plating, a resist metal layer (I) 103a is formed by electrolytic plating, and subsequently, a conductor circuit 104 is formed by electrolytic plating (FIG. 1B). ). By this electrolytic plating, a resist metal layer (I) 103a and a conductor circuit 104 are formed in a portion of the metal layer 101 where the plating resist 102 is not formed.
[0023]
The material of the resist metal layer (I) 103a may be any material as long as it is suitable for this manufacturing method. In particular, the material used for the chemical solution used when the metal layer 101 is finally removed by etching. By having the resistance, the conductive circuit 104 can be prevented from being etched by a chemical solution used for etching the metal layer 101. For example, nickel, gold, tin, silver, solder, palladium and the like can be mentioned. More specifically, when the material of the metal layer 101 is copper (copper foil, copper plate or copper alloy plate) and the material of the conductive circuit 104 is copper, gold is used as the material of the resist metal layer (I) 103a. Is most preferred. By using gold as the material of the resist metal layer (I) 103a, the resist metal layer (I) 103a is resistant to most of the etchants used for etching the metal layer 101 (generally, a ferric chloride solution and a cupric chloride solution). In addition to having, it becomes easy to secure solder wettability at the time of interlayer bonding. As a material of the resist metal layer (I) 103a, there is a method of selecting nickel, tin, or solder. However, since an ordinary acid-based etchant dissolves, an alkaline-based etchant (ammonium chloride solution) is used. Despite the disadvantage of having to do so, it also has the advantage of lower cost compared to gold.
[0024]
On the other hand, when the conductive circuit 104 has resistance to the chemical used when etching the metal layer 101, the resist metal layer (I) 103a is unnecessary. The resist metal layer (I) 103a does not need to have the same pattern as that of the conductive circuit 104. Before forming the plating resist 102 on the metal layer 101, the resist metal layer (I) 103a is formed on the entire surface of the metal layer 101. May be formed. In that case, after removing the metal layer 101 by etching, it is necessary to etch the resist metal layer (I) 103a using a chemical solution that does not etch the conductive circuit 104.
[0025]
As the material of the conductive circuit 104, any material may be used as long as it is suitable for this manufacturing method, and examples thereof include copper, nickel, gold, tin, silver, and palladium. In particular, by using copper as the material of the conductor circuit 104, a stable conductor circuit 104 with low resistance can be obtained.
[0026]
Next, the plating resist 102 is removed, and subsequently, an insulating layer 105 is formed on the formed conductor circuit 104 (FIG. 1C). The method for forming the insulating layer 105 may be a method suitable for the resin to be used, and may be a method in which a resin varnish is directly applied by printing, curtain coating, bar coating, or the like, or a dry film type resin may be vacuum laminated or vacuum pressed. And the like. In particular, dry film type resins are not only easy to handle but also excellent in productivity. On the other hand, commercially available copper foil with resin (for example, for a build-up multilayer wiring board) is easily available, and is formed while embedding and recessing the conductive circuit 104 by vacuum lamination and vacuum pressing. By etching, the surface of the insulating layer 105 can be formed very flat without being affected by the unevenness of the conductive circuit 104. In addition, since the fine roughened shape of the copper foil surface is transferred to the surface of the insulating layer 105, adhesion to the adhesive layer 109 shown in FIG. 2A can be ensured.
[0027]
The insulating layer 105 used in the present invention only needs to be suitable for this manufacturing method, and a thermosetting resin or a thermoplastic resin can be used. In the case where a thermosetting resin is used for the insulating layer 105, semi-curing is preferable because adhesion between the conductive post 107 to be formed later and the insulating layer 105 is improved. Examples of the thermosetting resin include resins such as epoxy, phenol, bismaleimide, bismaleimide triazine, triazole, cyanate, isocyanate, and benzocyclobutene. As the thermoplastic resin, polyamide, polyimide, polyamide imide, polyether imide, polyester imide, polyether ether ketone, polyphenylene sulfide, polyether sulfone, polyquinoline, polynorbornene, polybenzoxazole, polybenzimidazole, polytetrafluoro Examples include resins such as ethylene and liquid crystal polymers. These may be used alone or in combination of two or more, and an inorganic filler such as a silica filler, a leveling agent, a coupling agent, an antifoaming agent, a curing catalyst, and the like may be added. Alternatively, a material obtained by impregnating a resin into a reinforcing fiber such as a glass cloth or an aramid nonwoven fabric typified by a glass epoxy substrate and curing or semi-curing the resin can also be used as the insulating layer 105.
[0028]
Next, via holes 106 are formed in the formed insulating layer 105 at the positions where the conductor posts are to be formed (FIG. 1D). As a method for forming the via hole 106, any method may be used as long as it is a method suitable for this manufacturing method, and examples thereof include dry etching by laser and plasma, and chemical etching. In the case where the insulating layer 105 is made of a photosensitive resin, the via hole 106 can be formed by selectively exposing and developing the insulating layer 105. The opening by the laser is advantageous because the fine via hole 106 can be easily formed regardless of whether the insulating layer 105 is photosensitive or non-photosensitive. An excimer laser, a UV laser, a carbon dioxide laser, or the like can be used as the laser. Since various thicknesses can be easily obtained, it is preferable to use the metal layer 101.
[0029]
Next, a resist metal layer (II) 103b is formed by electrolytic plating using the metal layer 101 as a lead (electrode for power supply) for electrolytic plating (FIG. 1E). By this electrolytic plating, a resist metal layer (II) 103b is formed on a portion exposed by the formation of the via hole 106 (a part of the conductor circuit 104 and a part of the metal layer 101). The purpose of forming the resist metal layer (II) 103b is to prevent the conductive circuit 104 and the conductive post 107 shown in FIG. 1F from being etched by a chemical solution used for etching the metal layer 101. . Therefore, the material of the resist metal layer (II) 103b may be basically the same as that of the resist metal layer (I) 103a. Further, when the conductor circuit 104 and the conductor post 107 have resistance to a chemical used when etching the metal layer 101, the resist metal layer (II) 103b is unnecessary.
[0030]
Next, the conductor post 107 is formed by electrolytic plating using the metal layer 101 as a lead (electrode for power supply) for electrolytic plating (FIG. 1F). By this electrolytic plating, a conductor post 107 is formed in a portion of the insulating layer 105 where the via hole 106 is formed. When the conductor post 107 is formed by electrolytic plating, the tip shape of the conductor post 107 can be freely controlled from a flat shape to a convex shape by selecting a plating current density and an additive to a plating bath. it can. The material of the conductor post 107 may be any material as long as it is suitable for this manufacturing method, and examples thereof include copper, nickel, gold, tin, silver, and palladium. In particular, by using copper, a low-resistance and stable conductor post 107 can be obtained.
[0031]
Subsequently, the insulating layer 105 is heated (FIG. 1G). By this step, when the insulating layer 105 is softened, the wall surfaces of the via holes 106, the side surfaces of the conductor posts 107, and the side surfaces of the resist metals (I) and (II) 103a and 103b can be brought into close contact (adhesion). Accordingly, when the metal layer 101 is finally removed by etching, there is no fear that the etchant enters through the gap between the resist metal (I) / (II) 103a / b and the insulating layer 105 and erodes the conductor post 107. .
[0032]
When the insulating layer 105 is made of a thermosetting resin, the insulating layer can be kept in a semi-cured state in the step of forming via holes and conductor posts. Here, the semi-cured state indicates a state in which an exothermic peak accompanying the curing of the thermosetting resin appears when the thermosetting resin is measured by differential scanning calorimetry. That is, the uncured portion of the insulating layer 105 is left. In the differential scanning calorimetry measurement, the measurement is usually performed at a heating rate of 10 ° C./min. The heating temperature after forming the via holes 106 and the conductor posts 107 needs to be a temperature at which the heat generation peak of the semi-cured insulating layer 105 appears or higher. By heating the semi-cured thermosetting resin at such a temperature, the curing of the insulating layer 105 is promoted, and the side surface of the conductor post 107 is brought into close contact with the wall surface of the insulating layer 105 (via hole 106). Can be.
[0033]
When the insulating layer 105 is made of a thermoplastic resin, the insulating layer 105 is heated at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the thermoplastic resin. Thereby, the insulating layer 105 is softened, so that the side surface of the conductor post 107 and the wall surface of the insulating layer 105 (via hole 106) can be brought into close contact.
[0034]
Note that the step of heating the insulating layer 105 is preferably performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or a reduced-pressure atmosphere in order to prevent oxidation of the insulating layer 105.
[0035]
Next, a bonding metal material layer 108 is formed on the front end surface of the conductor post 107 (FIG. 1H). As a method for forming the bonding metal material layer 108, a method for forming the metal layer 101 by electroless plating, a method for forming the metal layer 101 as an electrolytic plating lead (electrode for power supply) by electroplating, and a method for forming a paste containing the bonding metal material. There is a printing method. In the printing method, the printing mask needs to be accurately positioned with respect to the conductor post 107. However, in the method of electroless plating or electrolytic plating, the bonding metal material 108 is formed other than on the surface of the conductor post 107. Therefore, it is easy to cope with miniaturization and high density of the conductor posts 107. In particular, the method using electroplating is very suitable because the metal that can be plated is more diverse and the management of the chemical solution is easier than the method using electroless plating.
[0036]
The material of the joining metal material layer 108 may be any metal as long as it can be metal-joined to the joined portion 230 of the connected layer 220 shown in FIG. 2A, and examples thereof include solder. Among the solders, it is preferable to use a solder made of at least two of Sn and In, or Sn, Ag, Cu, Zn, Bi, Pd, Sb, Pb, In, and Au. More preferably, it is an environment-friendly Pb-free solder.
[0037]
The tip shape of the joining metal material layer 108 is preferably a convex shape. By forming the distal end of the joining metal material layer 108 into a convex shape, it is present between the joining metal material layer 108 and the joined portion 230 when performing thermocompression bonding with the connected layer 220 shown in FIG. Since the adhesive layer 109 is easily removed, metal bonding can be performed without any adhesive remaining between the bonding metal material layer 108 and the portion 230 to be bonded.
[0038]
Finally, the metal layer 101 is removed by etching to obtain a wiring board 110 for manufacturing a multilayer wiring board (FIG. 1 (i)). A resist metal layer (I) 103a is formed between the metal layer 101 and the conductor circuit 104, and a resist metal layer (II) 103b is formed between the metal layer 101 and the conductor post 107. Since the resist metal layers (I) 103a and (II) 103b have resistance to a chemical used for removing the metal layer 101 by etching, even if the metal layer 101 is etched, the resist metal Layers (I) 103a and (II) 103b are not etched, and consequently conductor circuit 104 and conductor post 107 are not etched. When the material of the metal layer 101 is copper and the material of the resist metal is nickel, tin or solder, a commercially available ammonia-based etchant can be used. When the material of the metal layer 101 is copper and the material of the resist metal layers (I) 103a and (II) 103b are gold, most etching solutions including a ferric chloride solution and a cupric chloride solution can be used. it can.
[0039]
In the wiring board for manufacturing a multilayer wiring board shown in FIG. 1H, the tip of the conductor post 107 protrudes from the insulating layer 105, and the joining metal material layer 108 is formed on the surface of the conductor post 107. The conductor post may have another structure, for example, a structure in which the joining metal material layer is not formed on the surface of the conductor post, a structure in which the conductor post is made of the joining metal material, and a tip of the conductor post from the insulating layer. A structure in which the tip of the joining metal material layer protrudes without protruding may be used.
[0040]
Next, a multilayer wiring board according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a view for explaining an example of a method of manufacturing a multilayer wiring board when the wiring board 110 for manufacturing a multilayer wiring board shown in FIG. 1H is used, and FIG. It is sectional drawing which shows the structure of a wiring board. However, for ease of explanation, a multilayer wiring board having a two-layer structure is shown.
[0041]
First, the adhesive layer 109 is formed so as to cover the front end surface of the bonding metal material layer 108 of the multilayer wiring board manufacturing wiring board 110 and the insulating layer 105, thereby obtaining the multilayer wiring board manufacturing wiring board 120 (FIG. 2). (A)). The adhesive layer 109 may be formed by a method suitable for the resin to be used. For example, a resin varnish may be directly applied by printing, curtain coating, bar coating, or the like, or a dry film type resin may be vacuum laminated or vacuum pressed. And the like.
[0042]
Next, the wiring board 120 for manufacturing a multilayer wiring board and the connected layer 220 are respectively aligned (FIG. 2B). The alignment is performed by, for example, a method of positioning a positioning mark formed in advance on the wiring board 120 for manufacturing a multilayer wiring board and the connected layer 220 by using an image recognition device, a method of positioning with a positioning pin or the like. Can be used. FIG. 2B shows an example in which a double-sided board such as FR-4 is used as an example of the connected layer 220.
[0043]
Next, the wiring board 120 for manufacturing a multilayer wiring board and the connected layer 220 are collectively heated and pressurized to melt all the joining metal material layers at a time to perform interlayer connection. Is obtained (FIG. 2C). As a method of heating and pressurizing, for example, using a vacuum press, the joining metal material layer excludes the adhesive layer, and the joining portion and the conductor post are heated and joined until the joining metal material layer is joined by the joining metal material layer. A method of applying pressure, further curing the adhesive layer, and bonding the wiring board 120 for manufacturing a multilayer wiring board and the connected layer 220 is exemplified. Note that the maximum heating temperature is preferably equal to or higher than the melting point of the bonding metal material layer. Further, a solder resist or the like may be formed as necessary.
[0044]
FIG. 2 shows an example in which only one wiring board 120 for manufacturing a multilayer wiring board is laminated. However, on the upper surface of the wiring board 120 for manufacturing a multilayer wiring board, another (a plurality of) multilayer wirings are further provided. Since the wiring boards for board manufacturing can be stacked, the wiring boards for multilayer wiring board manufacturing and the layers to be connected are aligned, and heated and pressed all at once, so that the bonding metal material layers of all the layers are formed. By melting them all at once and performing interlayer connection, a multilayer wiring board by a batch lamination method can be obtained.
[0045]
FIG. 2 shows an example in which the wiring board 120 for manufacturing a multilayer wiring board having the adhesive layer 109 formed on the surface is used. However, an adhesive is used to connect and bond the wiring boards for manufacturing the multilayer wiring board. It is necessary. Therefore, a material in which an adhesive layer is formed on the surface opposite to the bonding metal material layer 108 may be used. Alternatively, as long as the adhesive layer can be formed into a single film, the adhesive layer may be interposed between the plurality of wiring boards 110 for manufacturing a multilayer wiring board.
[0046]
In the present invention, as a resin used for the adhesive layer 109, a resin having good heat resistance and insulating properties, such as epoxy, phenol, polyimide, and polyamideimide, can be used. Further, it is preferable that the adhesive layer 109 is an adhesive having a surface cleaning function and high insulation reliability (hereinafter, referred to as a metal bonding adhesive). The surface cleaning function includes, for example, a function of removing an oxide film present on the surface of the bonding metal material layer and the surface of the connected metal, and a function of reducing the oxide film. Due to this surface cleaning function, the wettability with the surface for connection with the joining metal material layer is sufficiently enhanced, and the metal joining adhesive at the metal joint is eliminated by the wetting and spreading force of the joining metal material layer. In metal bonding using a metal bonding adhesive, resin residue hardly occurs, and the electrical connection reliability is high.
[0047]
Examples of the metal bonding adhesive include an adhesive essentially comprising a resin (A) having at least one or more phenolic hydroxyl groups and a resin (B) acting as a curing agent thereof, and an epoxy resin (C). An adhesive containing an imidazole ring and a compound (D) acting as a curing agent for the epoxy resin (C) as an essential component is preferred.
[0048]
In the first preferred metal bonding adhesive, the phenolic hydroxyl group of the resin (A) having a phenolic hydroxyl group has a surface cleaning function to remove dirt such as a bonding metal material layer and an oxide on a metal surface. , Reduces oxides and acts as a flux for metal bonding. Furthermore, since a good cured product can be obtained by the resin (B) acting as a curing agent, cleaning and removal after metal bonding is not required, and electrical insulation is maintained even in a high-temperature and high-humidity atmosphere. Enables highly reliable metal bonding.
[0049]
The resin (A) having at least one or more phenolic hydroxyl groups used in the first preferred metal bonding adhesive in the present invention includes phenol novolak resin, alkylphenol novolak resin, resole resin, cresol novolak resin, and polyvinylphenol resin Preferably, one or more of these can be used.
[0050]
As the resin (B) acting as a curing agent, an epoxy resin, an isocyanate resin, or the like is used. More specifically, all are based on phenol-based compounds such as bisphenols, phenol novolaks, alkylphenol novolaks, biphenols, naphthols and resorcinols, and skeletons such as aliphatic, cycloaliphatic and unsaturated aliphatics. Examples thereof include modified epoxy compounds and isocyanate compounds.
[0051]
The resin (A) having a phenolic hydroxyl group is preferably contained in the adhesive in an amount of 20 wt% or more and 80 wt% or less from the viewpoint of bonding strength and reliability. A more preferred upper limit is 60 wt%. On the other hand, the resin (B) acting as a curing agent is preferably contained in the adhesive in an amount of 20 wt% or more and 80 wt% or less. Further, a colorant, a curing catalyst, an inorganic filler, various coupling agents, a solvent, and the like may be added to the resin used for the metal bonding adhesive.
[0052]
In the second preferred metal bonding adhesive, the imidazole ring of the compound (D) has a surface cleaning function due to the unpaired electrons of the tertiary amine, and has a function of removing dirt such as an oxide on the bonding metal material layer and the metal surface. It removes or reduces the oxide film and acts as a flux for metal bonding. Furthermore, since the imidazole ring also acts as a curing agent when anionically polymerizing the epoxy resin (C), it is possible to obtain a good cured product, and it is not necessary to remove and wash it after soldering. Maintains electrical insulation and enables metal bonding with high bonding strength and high reliability. The addition amount of the compound (D) is preferably 1 wt% or more and 10 wt% or less from the viewpoint of the strength and reliability of metal bonding. A more preferred upper limit is 5 wt%.
[0053]
Examples of the compound (D) having an imidazole ring and acting as a curing agent for the epoxy resin (C) include imidazole, 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, and 1-benzyl-2. -Methylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, bis (2-ethyl-4-methyl-imidazole), 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-phenyl- Examples thereof include 4,5-dihydroxymethylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, and triazine-added imidazole. In addition, epoxy adducts or microcapsules of these can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
[0054]
Examples of the epoxy resin (C) used in combination with the compound (D) include phenol-based epoxy resins such as bisphenol-based, phenol novolak-based, alkylphenol novolak-based, biphenol-based, naphthol-based and resorcinol-based resins, and aliphatic resins. And epoxy compounds modified on the basis of a skeleton such as a cycloaliphatic or unsaturated aliphatic.
[0055]
The blending amount of the epoxy resin (C) is preferably 30 to 99 wt% of the entire metal bonding adhesive. If the amount is less than 30 wt%, a sufficient cured product may not be obtained. Components other than the epoxy resin (C) and the compound (D) acting as a curing agent thereof include resins used for metal bonding adhesives, and thermosetting resins such as cyanate resins, acrylic resins, methacrylic resins, and maleimide resins. Or a thermoplastic resin. Further, a colorant, a curing catalyst, an inorganic filler, various coupling agents, a solvent, and the like may be added to the resin used for the metal bonding adhesive.
[0056]
The method of preparing the metal bonding adhesive is, for example, a method of dissolving a resin (A) having a solid phenolic hydroxyl group and a resin (B) acting as a solid curing agent in a solvent, and preparing a solid phenolic hydroxyl group. A resin (A) having a phenolic hydroxyl group and a resin (B) acting as a solid curing agent dissolved in a resin (B) acting as a liquid curing agent. A method of dispersing or dissolving a compound (D) having an imidazole ring and acting as a curing agent for the epoxy resin (C) in a solution obtained by dissolving a solid epoxy resin (C) in a solvent; And a method of dispersing or dissolving a compound (D) having an imidazole ring in the epoxy resin (C) and acting as a curing agent for the epoxy resin (C).
[0057]
As the solvent to be used, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, toluene, mesitylene, xylene, hexane, isobutanol, n-butanol, 1-methoxy, 2-propanol acetate, butyl cellosolve, ethyl cellosolve, methyl cell Solve, Cellsolve acetate, ethyl lactate, ethyl acetate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dibutyl phthalate, diethylene glycol, n-butyl benzoate, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, tetrahydrofuran, γ-butyl Lactone, anisole and the like can be mentioned. Preferably, the solvent has a boiling point of 200 ° C. or lower.
[0058]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a substrate for manufacturing a multilayer wiring board having a fine conductor circuit and a landless structure. Furthermore, by laminating such multi-layer wiring board manufacturing substrates all together, a multi-layer wiring board with high productivity and high wiring density can be provided. In particular, a multilayer wiring board having a high wiring density according to the present invention is very suitable for responding to recent miniaturization, multi-pin, high power consumption, and high speed of a semiconductor chip.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a method for manufacturing a wiring board for manufacturing a multilayer wiring board, which is an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of a method for manufacturing a multilayer wiring board according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
101: metal layer
102: Plating resist
103a: Resist metal layer (I)
103b: Resist metal layer (II)
104: conductor circuit
105: insulating layer
106: Via
107: Conductor post
108: joining metal material layer
109: adhesive layer (metal bonding adhesive layer)
100a: Landless structure
100b: Structure with land
110, 120: Wiring board for manufacturing multilayer wiring board
220: connected layer
230: Part to be joined
240: multilayer wiring board
