JP2004179011A - 絶縁フィルムおよびこれを用いた多層配線基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】有機材料から成る絶縁フィルムおよびこれを用いた多層配線基板において、配線の高密度化や絶縁信頼性・導通信頼性をともに満足させることができない。
【解決手段】液晶ポリマー層１の上下面に熱硬化性樹脂から成る被覆層２を有して成り、層方向における熱膨張係数が３×１０−６〜４０×１０−６／℃であり、かつ１９０〜２７０℃の温度で２〜１８０分間加熱した際の層方向における収縮率が０．１５％以下である。
【選択図】 図３
【解決手段】液晶ポリマー層１の上下面に熱硬化性樹脂から成る被覆層２を有して成り、層方向における熱膨張係数が３×１０−６〜４０×１０−６／℃であり、かつ１９０〜２７０℃の温度で２〜１８０分間加熱した際の層方向における収縮率が０．１５％以下である。
【選択図】 図３
Description
【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絶縁フィルムおよびこれを用いた多層配線基板に関し、特に液晶ポリマーを一部に用いた絶縁フィルムおよびこれを用いた多層配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子等の能動部品や容量素子・抵抗素子等の受動部品を多数搭載して所定の電子回路を構成した混成集積回路を形成するための多層配線基板は、通常、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させて成る絶縁フィルムにドリルによって上下に貫通孔を形成し、この貫通孔内部および絶縁層表面に複数の配線導体を形成した配線基板を、多数積層することによって形成されている。
【０００３】
一般に、現在の電子機器は、移動体通信機器に代表されるように小型・薄型・軽量・高性能・高機能・高品質・高信頼性が要求されており、このような電子機器に搭載される混成集積回路等の電子部品も小型・高密度化が要求されるようになってきており、このような高密度化の要求に応えるために、電子部品を構成する多層配線基板も、配線導体の微細化や絶縁層の薄層化・貫通孔の微細化が必要となってきている。このため、近年、貫通孔を微細化するために、ドリル加工より微細加工が可能なレーザ加工が用いられるようになってきた。
【０００４】
しかしながら、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させて成る絶縁フィルムは、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て成る絶縁フィルムや、ポリイミドフィルムにエポキシ系接着剤を塗布して成る絶縁フィルム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フィルムは吸湿性が高く、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いる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平８−９７５６５号公報
【００１０】
【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、回路層同士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あるとともにある程度分子が規則正しく配向して分子間力が強くなっているために分子が動き難く、回路層の液晶ポリマーと接着剤層の液晶ポリマーの表面のごく一部の分子だけしか絡み合うことができないために密着性が悪く、高温バイアス試験において層間で剥離して絶縁不良が発生してしまうという問題点を有していた。
【００１１】
また、回路層の導体箔と液晶ポリマーを熱融着により接着する際、液晶ポリマー分子が動き難いために導体箔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、導体箔と液晶ポリマーとの密着性が悪くなって、高温高湿下において両者間で剥離して導体箔が断線してしまうという問題点も有していた。
【００１２】
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、絶縁性・導通信頼性に優れた絶縁フィルムおよびこれを用いた多層配線基板を提供することに有る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の絶縁フィルムは、液晶ポリマー層の上下面に熱硬化性樹脂から成る被覆層を有して成り、層方向における熱膨張係数が３×１０−６〜４０×１０−６／℃であり、かつ１９０〜２７０℃の温度で２〜１８０分間加熱した際の前記層方向における収縮率が０．１５％以下であることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の絶縁フィルムによれば、絶縁フィルムを液晶ポリマー層の上下面に熱硬化性樹脂から成る被覆層を有する構成とし、絶縁フィルムの層方向における熱膨張係数を３×１０−６〜４０×１０−６／℃としたことから、この絶縁フィルムを用いて配線基板を製作した場合、絶縁フィルムの熱膨張係数が配線導体の熱膨張係数に近似し、絶縁フィルムと配線導体との熱膨張差による応力を小さなものとすることができ、その結果、高温高湿下で絶縁フィルムと配線導体間で剥離したり、温度サイクル試験で絶縁フィルムにクラックが発生して配線導体が断線してしまうことがない。また、熱硬化性樹脂の分子が液晶ポリマー分子ほど剛直ではなく、また、規則正しい配向性も示さないことから分子が比較的動きやすく、その結果、絶縁フィルムを多層化した場合においても、絶縁フィルム同士の密着性が良好となり、高温バイアス試験において絶縁フィルム間で剥離して絶縁不良が発生してしまうこともない。さらに、絶縁フィルム表面に配線導体を配設した場合においても、熱硬化性樹脂の分子が配線導体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、絶縁フィルムと配線導体との密着性が良好となり、その結果、高温高湿下で両者間で剥離して配線導体が断線してしまうということもない。また、１９０〜２７０℃の温度で２〜１８０分間加熱した際の層方向における収縮率を０．１５％以下としたことから、絶縁フィルムに配線導体および貫通導体を配設するとともに絶縁フィルムを多層化して多層配線基板を製作する場合においても、多層化する際の加熱プレスによって絶縁フィルムの層方向における貫通導体の位置精度が低下したり、貫通導体の直径にばらつきが生じることもなく、その結果、配線導体と貫通導体との導通信頼性に優れた多層配線基板を製作することができる。
【００１５】
また、本発明の絶縁フィルムは、上記構成において、液晶ポリマー層の厚みが絶縁フィルムの厚みの４０〜９０％であることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の絶縁フィルムによれば、上記構成において、液晶ポリマー層の厚みを絶縁フィルムの厚みの４０〜９０％とした場合には、温度サイクル試験等の際に絶縁フィルムに熱応力が印加されたとしても、小さな熱膨張係数と小さな収縮率を有する液晶ポリマー層が大きな熱膨張係数と大きな収縮率を有する被覆層を良好に拘束して絶縁フィルム全体の熱膨張や収縮を小さなものとすることができる。
【００１７】
さらに、本発明の絶縁フィルムは、上記構成において、液晶ポリマー層の水との接触角が３〜６５°であって、かつ表面エネルギーが４５〜８０ｍＪ／ｍ２であることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の絶縁フィルムによれば、上記構成において、液晶ポリマー層を水との接触角が３〜６５°であって、かつ表面エネルギーが４５〜８０ｍＪ／ｍ２とした場合には、液晶ポリマー層表面の活性化された比較的熱運動しやすい分子層と熱硬化性樹脂から成る被覆層とが良好に絡み合って結合し、液晶ポリマー層と被覆層とがより強固に密着した絶縁フィルムとすることができる。
【００１９】
また、本発明の絶縁フィルムは、上記構成において、液晶ポリマー層の上下面の算術平均粗さＲａが０．０５〜５μｍであることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の絶縁フィルムによれば、上記構成において、液晶ポリマー層の上下面の算術平均粗さＲａを０．０５〜５μｍとした場合には、液晶ポリマー層の上下面が熱硬化性樹脂から成る被覆層と良好なアンカー効果を有する密着性の良好なものとなり、液晶ポリマー層と被覆層とがより強固に密着した絶縁フィルムとすることができる。
【００２１】
また、本発明の絶縁フィルムは、上記構成において、被覆層は粒子径が０．１〜２μｍの無機絶縁粉末を１０〜７０体積％含有していることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の絶縁フィルムによれば、上記構成において、被覆層を粒子径が０．１〜２μｍの無機絶縁粉末を１０〜７０体積％含有するものとした場合には、絶縁フィルムに配線導体および貫通導体を配設するとともに絶縁フィルムを多層化して多層配線基板を製作する場合においても、無機絶縁粉末が被覆層の流動性や加熱プレスによる収縮を抑制し、多層化する際の加熱プレスによって層方向における貫通導体の位置ずれや貫通導体の直径のばらつき、さらには被覆層の厚みばらつきを低減することができ、より寸法安定性に優れた絶縁フィルムとすることができる。
【００２３】
さらに、本発明の絶縁フィルムは、上記構成において、無機絶縁粉末はその形状が略球状であることを特徴とするものである。
【００２４】
本発明の絶縁フィルムによれば、上記構成において、無機絶縁粉末の形状を略球状とした場合には、無機絶縁粉末を熱硬化性樹脂へ充填する際に充填性や混練性が良好となり、無機絶縁粉末を熱硬化性樹脂から成る被覆層へ一様に分布させることができ、その結果、被覆層の熱膨張係数や収縮率がより均一な絶縁フィルムとすることができる。
【００２５】
また、本発明の絶縁フィルムは、上記構成において、熱硬化性樹脂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ものである。
【００２６】
本発明の絶縁フィルムによれば、上記構成において、熱硬化性樹脂を熱硬化性ポリフェニレンエーテルとした場合には、熱硬化性ポリフェニレンエーテルが耐熱性に優れるとともに寸法安定性に優れることから、温度サイクル信頼性に優れるとともに、配線導体を接着する際の位置精度の良好な絶縁フィルムとすることができる。
【００２７】
本発明の多層配線基板は、上下面の少なくとも一方の面に金属箔から成る配線導体が配設された上記の絶縁フィルムを複数積層して成るとともに、この絶縁フィルムを挟んで上下に位置する配線導体間を絶縁フィルムに形成された貫通導体を介して電気的に接続したことを特徴とするものである。
【００２８】
本発明の多層配線基板によれば、多層配線基板を上記の絶縁フィルムを用いて形成したことから、耐湿性・導通信頼性に優れた多層配線基板とすることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の絶縁フィルムおよびこれを用いた多層配線基板を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の絶縁フィルムの実施の形態の一例を示す断面図であり、図２は図１の絶縁フィルムを用いて製作した本発明の多層配線基板の実施の形態の一例を示す断面図である。なお、図２は、本発明の多層配線基板に半導体素子等の電子部品を搭載して混成集積回路とした場合の例を示している。また、図３は、図２に示す多層配線基板の配線導体の幅方向の要部拡大断面図である。
【００３０】
これらの図において１は液晶ポリマー層、２は熱硬化性樹脂から成る被覆層で、主にこれらで本発明の絶縁フィルム３が構成されている。また、４は配線導体、５は貫通導体、７は半導体素子等の電子部品で、主に絶縁フィルム３と配線導体４と貫通導体５とで本発明の多層配線基板６が構成されている。なお、本例の多層配線基板６では、絶縁フィルム３を４層積層して成るものを示している。
【００３１】
絶縁フィルム３は、液晶ポリマー層１と、その上下面に被着形成された熱硬化性樹脂から成る被覆層２とから構成されており、これを用いて多層配線基板６を形成した場合、配線導体４や多層配線基板６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。
【００３２】
なお、ここで液晶ポリマーとは、溶融状態あるいは溶液状態において、液晶性を示すポリマー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り、本発明に用いる液晶ポリマーとしては、温度サイクル信頼性・半田耐熱性・加工性の観点からは２３０〜４２０℃の温度、特に２７０〜３８０℃の温度に融点を有するものが好ましい。
【００３３】
絶縁フィルム３は、これを用いて多層配線基板６を製作する際に、配線導体４と熱膨張係数を近いものとし、絶縁フィルム３と配線導体４との剥離や絶縁フィルム３のクラックに対する耐性をより高いものにするという観点からは、上下面に平行な方向、すなわち層方向における熱膨張係数を３×１０−６〜４０×１０−６／℃とすることが重要である。
【００３４】
また、絶縁フィルム３は、多層化する際の加熱プレスによって絶縁フィルム３の層方向における貫通導体５の位置精度が低下したり、貫通導体５の直径にばらつきが生じることを防止するという観点からは、１９０〜２７０℃の温度で２〜１８０分間加熱した際の層方向における収縮率を０．１５％以下としておく必要があり、そして、本発明の絶縁フィルム３においてはこのことが重要である。
【００３５】
本発明の絶縁フィルム３によれば、絶縁フィルム３の層方向における熱膨張係数を３×１０−６〜４０×１０−６／℃としたことから、この絶縁フィルム３を用いて配線基板６を製作した場合、絶縁フィルム３の熱膨張係数が配線導体４の熱膨張係数に近似し、絶縁フィルム３と配線導体４との熱膨張差による応力を小さなものとすることができ、その結果、高温高湿下で絶縁フィルム３と配線導体４間で剥離したり、温度サイクル試験で絶縁フィルム３にクラックが発生して配線導体４が断線してしまうということがない。
【００３６】
また、熱硬化性樹脂の分子が液晶ポリマー分子ほど剛直ではなく、規則正しい配向性も示さないことから分子が比較的動きやすく、その結果、絶縁フィルム３を多層化した場合においても、絶縁フィルム３同士の密着性が良好となり、高温バイアス試験において絶縁フィルム３間で剥離して絶縁不良が発生してしまうこともない。
【００３７】
さらに、絶縁フィルム３表面に配線導体４を配設した場合においても、熱硬化性樹脂の分子が配線導体４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、絶縁フィルム３と配線導体４との密着性が良好となり、その結果、高温高湿下で両者間で剥離して配線導体４が断線してしまうということもない。
【００３８】
また、１９０〜２７０℃の温度で２〜１８０分間加熱した際の絶縁フィルム３の上下面に平行な方向における収縮率を０．１５％以下としたことから、絶縁フィルム３に配線導体４および貫通導体５を配設するとともに絶縁フィルム３を多層化して多層配線基板６を製作する場合においても、多層化する際の加熱プレスによって絶縁フィルム３の上下面に平行な方向における貫通導体５の位置精度が低下したり、貫通導体５の直径にばらつきが生じることもなく、その結果、配線導体４と貫通導体５との導通信頼性に優れた多層配線基板６を製作することができる。
【００３９】
なお、絶縁フィルム３の熱膨張係数が３×１０−６／℃未満となると、絶縁フィルム３の熱膨張係数が配線導体４よりも小さくなりすぎて絶縁フィルム３と配線導体４間で剥離が生じ易くなる傾向があり、４０×１０−６／℃を超えると、絶縁フィルム３の熱膨張係数が配線導体４よりも大きくなりすぎて絶縁フィルム３に熱膨張差によるクラックが生じる傾向にある。したがって、絶縁フィルム３は、層方向における熱膨張係数が３×１０−６〜４０×１０−６／℃であることが重要である。
【００４０】
また、絶縁フィルム３の１９０〜２７０℃の温度で２〜１８０分間加熱した際の層方向における収縮率が０．１５％を超えると、上下面と平行な方向における貫通導体５の位置精度の低下や貫通導体５の直径のばらつきを防止することが困難となり、高温高湿下で貫通導体５の抵抗が上昇する傾向にある。したがって、絶縁フィルム３の１９０〜２７０℃の温度で２〜１８０分間加熱した際の層方向における収縮率は０．１５％以下であることが重要である。さらに、絶縁フィルム３を４層以上積層して多層配線基板６を製作する場合には、貫通導体５の高温高湿下での導通信頼性の観点からは０．１％以下としておくことがより好ましい。
【００４１】
なお、ここで絶縁フィルム３の１９０〜２７０℃の温度で２〜１８０分間加熱した際の層方向における収縮率とは、絶縁フィルム３のみを１９０〜２７０℃の任意の温度で３〜１８０分間の範囲で加熱した時に、層方向における任意の２点間の寸法変化量を加熱前の寸法で除した値を意味し、定量可能なものである。この収縮率は２軸延伸法やインフレーション法で液晶ポリマー層１を製作する際に圧力や昇温速度を適宜調整することにより、また、液晶ポリマー層１の上下面に被覆層２を形成する際に液晶ポリマー層１の表面処理雰囲気や時間を適宜調整することにより、さらに、被覆層２を液晶ポリマー層１の上下面に形成した後、被覆層２を加熱・乾燥する際の温度や時間を適宜調整することにより、所望の値とすることができる。
【００４２】
また、液晶ポリマー層１は、層としての物性を損なわない範囲内で、熱安定性を改善するための酸化防止剤や耐光性を改善するための紫外線吸収剤等の光安定剤、難燃性を付加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、熱膨張係数や収縮率を調整するため、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。
【００４３】
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１の厚みよりも小さい。
【００４４】
また、液晶ポリマー層１の厚みは、小さな熱膨張係数と小さな収縮率を有する液晶ポリマー層１が大きな熱膨張係数と大きな収縮率を有する被覆層２を良好に拘束して絶縁フィルム３全体の熱膨張や収縮を小さなものとするという観点からは、絶縁フィルム３の厚みの４０〜９０％としておくことが好ましい。
【００４５】
液晶ポリマー層１の厚みが絶縁フィルム３の厚みの４０％未満であると液晶ポリマー層１が被覆層２の熱膨張や収縮を拘束することが困難となり、例えばこの絶縁フィルム３を用いて多層配線基板６を製作した際に、絶縁フィルム３の熱膨張係数や収縮率が配線導体４の値よりも大きくなり、これらの熱膨張差や収縮差による応力により絶縁フィルム３にクラックが発生し易くなる傾向にある。また、液晶ポリマー層１の厚みが９０％を超えると、被覆層２の熱膨張が絶縁フィルム３の熱膨張に寄与する効果が小さくなって絶縁フィルム３の熱膨張係数が配線導体４の熱膨張係数よりも小さくなり、これらの熱膨張差により配線導体４の剥離を生じ易くなる傾向にある。したがって、液晶ポリマー層１の厚みは絶縁フィルム３の厚みの４０〜９０％としておくことが好ましく、特に多層配線基板６を製作し電子部品７を実装したときの接続信頼性の観点からは５０〜８５％の範囲としておくことが好ましい。
【００４６】
また、液晶ポリマー層１は、被覆層２との密着性を良好とするために、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水との接触角が３〜６５゜であって、かつ表面エネルギーが４５〜８０ｍＪ／ｍ２となるように処理しておくことが好ましい。
【００４７】
液晶ポリマー層１に対する水の濡れ性は、液晶ポリマー層１の上下面の水素結合可能な活性基の存在する割合と相関関係にあり、液晶ポリマー層１の上下面を水との接触角が３〜６５°とすることにより、被覆層２が液晶ポリマー層１の上下面と強い分子間力で結合して、液晶ポリマー層１と被覆層２との密着性をさらに良好なものとなすことができ、その結果、高温バイアス試験においても両者間で剥離することのない絶縁フィルム３とすることができる。
【００４８】
液晶ポリマー層１は、水との接触角が３°より小さいと、被覆層２が液晶ポリマー層１上に極端に広がってしまって位置精度が低下し、絶縁フィルム３を複数枚重ねるとともに加熱・加圧して多層化する際に、絶縁フィルム３の表面に形成される配線導体４や内部に形成される貫通導体５の位置がずれて断線し易くなる傾向があり、また、６５°を超えると液晶ポリマー層１と被覆層２との密着性が低下して両者間で剥離し易くなる傾向がある。したがって、液晶ポリマー層１の上下面の水との接触角は３〜６５°の範囲としておくことが好ましい。
【００４９】
なお、接触角を評価するための水は、ＪＩＳ Ｋ ００５０「化学分析方法通則」に規定される蒸留法もしくはイオン交換法によって精製した水、または逆浸透法・拘留法・イオン交換法等を組み合わせた方法によって精製した水を示す。
【００５０】
また、液晶ポリマー層１は、表面の活性化された比較的熱運動しやすい分子層と被覆層２とが良好に絡み合って結合し、両者の密着をさらに強固なものとするという観点からは、その表面エネルギーを４５〜８０ｍＪ／ｍ２とすることが好ましい。
【００５１】
液晶ポリマー層１の上下面の表面エネルギーが４５ｍＪ／ｍ２未満であると、液晶ポリマー層１表面の分子層が十分に活性化されず、被覆層２と良好に絡み合って結合することが困難となる傾向があり、８０ｍＪ／ｍ２を超えると液晶ポリマー層１の表面が非常に反応性が高くなって空気中の酸素と反応してその表面に強度の弱い酸化物が形成され、その結果、液晶ポリマー層１と被覆層２との密着性が低下して両者間で剥離し易く成る傾向がある。したがって、液晶ポリマー層１の表面エネルギーを４５〜８０ｍＪ／ｍ２とすることが好ましい。
【００５２】
さらに、液晶ポリマー層１は、その表面の算術平均粗さＲａを０．０５〜５μｍとしておくことが好ましい。表面の算術平均粗さＲａを０．０５〜５μｍとした場合には、液晶ポリマー層１の上下面が被覆層２と良好なアンカー効果を有する密着性の良好なものとなり、液晶ポリマー層１と被覆層２とがより強固に密着したものとすることができる。
【００５３】
なお、算術平均粗さＲａは、半田リフローの際に液晶ポリマー層１と被覆層２との剥離を防止するという観点からは０．０５μｍ以上であることが好ましく、表面に被覆層２を形成する際に空気のかみ込みを防止するという観点からは５μｍ以下であることが好ましい。したがって、液晶ポリマー層１は、その表面の算術平均粗さＲａを０．０５〜５μｍとすることが好ましい。
【００５４】
次に、被覆層２は、熱硬化性樹脂から成り、後述する配線導体４を被着形成する際の接着剤の機能を有するとともに、絶縁フィルム３を用いて多層配線基板６を構成する際に、絶縁フィルム３同士を積層する際の接着剤の役目を果たす。
【００５５】
このような熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂やシアネート樹脂・フェノール樹脂・ポリイミド樹脂・熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂・ビスマレイミドトリアジン樹脂等の加熱により硬化反応する樹脂が用いられ、とりわけ温度サイクル信頼性や配線導体４を接着する際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。
【００５６】
また、被覆層２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、難燃性を付加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、熱膨張係数や収縮率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。
【００５７】
特に絶縁フィルム３を積層・加圧して多層配線基板６を形成する際に、被覆層２の流動性や加熱プレスによる収縮を抑制し、貫通導体５の位置ずれや被覆層２の厚みばらつきを防止するという観点からは、被覆層２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１との接着界面および配線導体４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、無機絶縁粉末の含有量を７０体積％以下とすることが好ましい。したがって、熱硬化性樹脂から成る被覆層２は１０〜７０体積％の無機絶縁粉末を含有させておくことが好ましい。
【００５８】
なお、上記の無機絶縁粉末の形状は、略球状・針状・フレーク状等があり、充填性や熱膨張係数および収縮率の均一性の観点からは、粒子径が０．１〜２μｍであって、形状は略球状であることが好ましい。
【００５９】
このような絶縁フィルム３は、例えば粒径が０．１〜２μｍ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、プラズマ処理により水との接触角が３〜６５°であって、かつ表面エネルギーが４５〜８０ｍＪ／ｍ２となるように表面処理した、融点が２３０〜４２０℃の液晶ポリマー層１の上下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２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１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１の表面に被覆層２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。
【００６０】
なお、絶縁フィルム３の厚みは絶縁信頼性を確保するという観点からは１０〜３００μｍ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１の厚みを絶縁フィルム３の厚みの４０〜９０％の範囲としておくことが好ましい。
【００６１】
また、本発明の多層配線基板６は、上下面の少なくとも一方の面に金属箔から成る配線導体４が配設された絶縁フィルム３を複数積層して成るとともに、この絶縁フィルム３を挟んで上下に位置する配線導体４間を絶縁フィルム３に形成された貫通導体５を介して電気的に接続することにより形成されている。
【００６２】
配線導体４は、その厚みが２〜３０μｍで銅・金等の良導電性の金属箔から成り、多層配線基板６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。
【００６３】
このような配線導体４は、絶縁フィルム３を複数積層する際、配線導体４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は、図３の要部拡大断面図に示すように、被覆層２に少なくとも配線導体４の表面と被覆層２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４を被覆層２に埋設する際に、被覆層２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４周囲の被覆層２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４と被覆層２の間に挟まれる空気の排出を容易にして気泡の巻き込みを防止することができる。なお、乾燥状態での気孔率が４０体積％を超えると、複数積層した絶縁フィルム３を加圧・加熱硬化した後に被覆層２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２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。
【００６４】
このような被覆層２の乾燥状態での気孔率は、被覆層２を液晶ポリマー層１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所望の値とすることができる。
【００６５】
さらに、絶縁フィルム３に配設された配線導体４の幅方向の断面形状を、絶縁フィルム３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、絶縁フィルム３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。絶縁フィルム３に配設された配線導体４の幅方向の断面形状を、絶縁フィルム３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、絶縁フィルム３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４を被覆層２に埋設する際に、配線導体４を被覆層２に容易に埋設して配線導体４を埋設した後の被覆層２表面をほぼ平坦にすることができ、積層の際に空気をかみ込んで絶縁性を低下させることのない多層配線基板６とすることができる。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、絶縁フィルム３側の底辺と側辺との成す角度を９５°以上とすることが好ましく、配線導体２を微細化するという観点からは１５０°以下とすることが好ましい。
【００６６】
また、絶縁フィルム３の層間において、配線導体４の長さの短い底辺と液晶ポリマー層１との間に位置する被覆層２の厚みｘ（μｍ）が、上下の液晶ポリマー層１間の距離をＴ（μｍ）、配線導体４の厚みをｔ（μｍ）としたときに、３μｍ≦０．５Ｔ−ｔ≦ｘ≦０．５Ｔ≦３５μｍ（ただし、８μｍ≦Ｔ≦７０μｍ、１μｍ≦ｔ≦３２μｍ）であることが好ましい。
【００６７】
液晶ポリマー層１間の距離をＴ（μｍ）、配線導体４の厚みをｔ（μｍ）としたときに、配線導体４の長さの短い底辺と液晶ポリマー層１間の熱硬化性樹脂から成る被覆層２の厚みｘ（μｍ）を３μｍ≦０．５Ｔ−ｔ≦ｘ≦０．５Ｔ≦３５μｍとすることにより、配線導体４の長さの短い底辺と液晶ポリマー層１間の距離および配線導体４の長さの長い底辺と隣接する液晶ポリマー層１間の距離の差をｔ（μｍ）未満と小さくすることができ、被覆層２の厚みが大きく異なることから生じる多層配線基板６の反りを防止することができる。したがって、配線導体４の台形状の上底側表面と液晶ポリマー層１の間に位置する、被覆層２の厚みｘ（μｍ）を、液晶ポリマー層１間の距離をＴ（μｍ）、配線導体４の厚みをｔ（μｍ）としたときに、３μｍ≦０．５Ｔ−ｔ≦ｘ≦０．５Ｔ≦３５μｍの範囲とすることが好ましい。
【００６８】
このような配線導体４は、絶縁フィルム３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。
【００６９】
そして、この金属箔転写用フィルムを絶縁フィルム３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フィルム３と成る前駆体シート表面に転写させることにより、台形状の上底側が被覆層２に埋設された配線導体４を形成することができる。
【００７０】
なお、配線導体４の長さの短い底辺と対向する液晶ポリマー層１間の被覆層２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所望の範囲とすることができる。また、配線導体４は被覆層２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。
【００７１】
また、絶縁フィルム３には、直径が２０〜１５０μｍ程度の貫通導体５が形成されている。貫通導体５は、絶縁フィルム３を挟んで上下に位置する配線導体４を電気的に接続する機能を有し、絶縁フィルム３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。
【００７２】
本発明の多層配線基板６によれば、絶縁フィルム３を液晶ポリマー層１の上下面に熱硬化性樹脂から成る被覆層２を有したものとしたことから、液晶ポリマー層１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フィルム３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。
【００７３】
このような多層配線基板６は、上述したような方法で製作した絶縁フィルム３と成る前駆体シートの所望の位置に貫通導体５を形成した後、パターン形成した例えば銅の金属箔を、温度が１００〜２００℃で圧力が０．５〜１０ＭＰａの条件で１０分〜１時間ホットプレスして転写し、これらを積層して最終的に温度が１５０〜３００℃で圧力が０．５〜１０ＭＰａの条件で３０分〜２４時間ホットプレスして完全硬化させることにより製作される。
【００７４】
かくして本発明の多層配線基板６によれば、上記構成の多層配線基板６の上面に形成した配線導体４の一部から成る接続パッド８に半田等の導体バンプ８を介して半導体素子等の電子部品７を電気的に接続するとともに、多層配線基板６の下面に形成した配線導体４の一部から成る接続パッド８に半田等の導体バンプ９を形成することにより配線密度が高く絶縁性に優れた混成集積回路とすることができる。
【００７５】
なお、本発明の多層配線基板６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層の絶縁フィルム３を積層することによって多層配線基板６を製作したが、２層や３層、あるいは５層以上の絶縁フィルム３を積層して多層配線基板６を製作してもよい。また、本発明の多層配線基板６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１０、あるいは多層配線基板６に電子部品７を搭載後、多層配線基板６と電子部品６との間にアンダーフィル材１１を形成してもよい。
【００７６】
【実施例】
次に本発明の絶縁フィルムおよびこれを用いた多層配線基板を、以下の試料を用いて評価した。
（実施例１）
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４０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２９０℃であるとともに、かつ層方向における熱膨張係数が−３×１０−６〜１６×１０−６／℃の液晶ポリマー層の表面を、真空プラズマ装置を用いて、電圧を２７ｋＶ、雰囲気をＯ２およびＣＦ４（ガス流量をそれぞれ５０〜２００ｃｍ３／分の範囲で調整）とし、片面１５〜３５分の条件でプラズマ処理して、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、厚さが３０μｍ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熱硬化性ポリフェニレンエーテル被覆層を成形し、上下面に平行な方向における種々の熱膨張係数と収縮率を有する絶縁フィルムを製作した。
【００７７】
さらに、この絶縁フィルムに、ＵＶ−ＹＡＧレーザにより直径５０μｍ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。
【００７８】
次に、厚さが９μｍで、回路状に形成した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フィルムとを位置合わせして真空積層機により５ＭＰａ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絶縁フィルム上に埋設した。最後に、この配線導体が形成された絶縁フィルムを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（試料Ｎｏ．１〜１２）。
【００７９】
（比較例）
比較例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、ＵＶ−ＹＡＧレーザにより直径５０μｍ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製した後、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。
【００８０】
導通信頼性の評価を行なうためのテスト基板として、その内部に多層配線基板の絶縁層を介して位置する上下２層の配線導体と両者を電気的に接続する貫通導体とでビアチェーンを形成したものとし、導通信頼性の評価は、温度が１３０℃、相対湿度が８５％の条件で高温高湿試験を行ない、導通抵抗の試験前に対する変化率が１５％未満を良、１５％以上を否とした。表１に導通信頼性結果を示す。
【００８１】
【表１】
【００８２】
表１からは、絶縁フィルムの層方向における熱膨張係数が３×１０−６／℃未満の多層配線基板（試料Ｎｏ．１）および熱膨張係数が４０×１０−６／℃を超える多層配線基板（試料Ｎｏ．６、７）では、高温高湿試験１６８時間後でも導通抵抗は変化率が１２％以下と小さいが、２４０時間後で導通抵抗は変化率が１６％以上と大きく、導通信頼性にやや劣る傾向があることがわかった。また、比較例の多層配線基板では、高温高湿試験１６８時間後でも導通抵抗は変化率が１９％と大きく劣化し導通信頼性に劣ることがわかった。
【００８３】
それらに対し、絶縁フィルムの上下面に平行な方向における熱膨張係数が３×１０−６〜４０×１０−６／℃の多層配線基板（試料Ｎｏ．２〜５）では、いずれも高温高湿試験１６８時間後で導通抵抗の変化率は１０％以下と小さく、さらに２４０時間後でも導通抵抗の変化率は１４％以下と小さく、導通信頼性に優れていた。しかし、熱膨張係数が３×１０−６〜４０×１０−６／℃であっても、絶縁フィルムの上下面に平行な方向における収縮率が０．１５％を超える多層配線基板（試料Ｎｏ．１１、１２）では、高温高湿試験１６８時間後でも導通抵抗は変化率が１３％以下と小さいが、２４０時間後で導通抵抗は変化率が１６％以上と大きく、導通信頼性にやや劣る傾向があった。
【００８４】
一方、絶縁フィルムの層方向における熱膨張係数が３×１０−６〜４０×１０−６／℃であり、かつ、絶縁フィルムの層方向における収縮率が０．１５％以下の多層配線基板（試料Ｎｏ．２〜５、８〜１０）では、高温高湿試験２４０時間後でも導通抵抗は変化率が１４％以下と小さく、導通信頼性において特に優れていることがわかった。
【００８５】
（実施例２）
実施例２用として用いた多層配線基板は、液晶ポリマー層を、その絶縁フィルムに対する厚さが種々の割合になるように変更した以外は、実施例１用の多層配線基板と同様の方法で製作した（試料Ｎｏ．１３〜１８）。なお、絶縁フィルムの厚さが２００μｍとなるように、液晶ポリマー層と被覆層の厚さを調整した。また、絶縁フィルムの上下面に平行な方向における熱膨張係数は３×１０−６〜４０×１０−６／℃の範囲にあり、さらに、１９０〜２７０℃の温度で２〜１８０分間加熱した際の上下面に平行な方向における収縮率は０．１５％以下であった。
【００８６】
絶縁性の評価を行なうためのテスト基板として、直径が４０００μｍの円形の導体パターンを多層配線基板内に絶縁層を挟んで対向するように形成し、絶縁信頼性の評価は、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ない、円形の導体パターン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。絶縁信頼性の良否の判断は、絶縁抵抗が１．０×１０８Ω以上を良、１．０×１０８Ω未満を否とした。表２に絶縁信頼性結果を示す。
【００８７】
【表２】
【００８８】
表２からは、液晶ポリマー層の絶縁フィルムに対する厚さの割合が４０％未満の多層配線基板（試料Ｎｏ．１３、１４）および９０％を超える多層配線基板（試料Ｎｏ．１８）では、高温バイアス試験１６８時間後の絶縁抵抗は良好であるものの、２４０時間以上では絶縁抵抗が８．８×１０７Ω以下と劣化する傾向にあることがわかった。
【００８９】
それらに対して本発明の多層配線基板である実施例（試料Ｎｏ．１５〜１７）では、高温バイアス試験２４０時間後でも２．１×１０８Ω以上であり、絶縁信頼性において特に優れていることがわかった。
【００９０】
（実施例３）
実施例３用として用いた多層配線基板は、表面が種々の水との接触角および表面エネルギーを有する液晶ポリマー層に変更した以外は、実施例１用の多層配線基板と同様の方法で製作した（試料Ｎｏ．１９〜２７）。
【００９１】
なお、密着性の評価は、多層配線基板を種々の温度の半田浴に２０秒間浸漬し、これを５回繰り返した後、多層配線基板の外観を観察することにより密着性の評価を行なった。表３に密着性の評価結果を示す。
【００９２】
【表３】
【００９３】
表３からは、液晶ポリマー層表面の水との接触角が３°未満の多層配線基板（試料Ｎｏ．１９）および接触角が６５°を超える多層配線基板（試料Ｎｏ．２３）では、温度が２６０℃の半田浴への浸漬を５回繰り返しても多層配線基板の外観に変化は無かったが、温度条件の厳しい２９０℃の半田浴への浸漬を５回繰り返した時点で、液晶ポリマー層と被覆層間で剥がれを生じることにより多層配線基板に膨れ部が発生し、密着性にやや劣る傾向があった。それらに対し、接触角が３〜６５°の多層配線基板（試料Ｎｏ．２０〜２２）では、温度が２９０℃の半田浴への浸漬を５回繰り返しても多層配線基板の外観に変化は無く、密着性に優れていた。しかし、接触角が３〜６５°であっても、液晶ポリマー層の表面エネルギーが４５ｍＪ／ｍ２未満の多層配線基板（試料Ｎｏ．２４）および８０ｍＪ／ｍ２以上の多層配線基板（試料Ｎｏ．２７）では、温度が２６０℃の半田浴への浸漬を５回繰り返しても多層配線基板の外観に変化は無かったが、温度条件の厳しい２９０℃の半田浴への浸漬を５回繰り返した時点で、液晶ポリマー層と被覆層間で剥がれを生じることにより多層配線基板に膨れ部が発生し、密着性にやや劣る傾向があった。一方、接触角が３〜６５°であり、かつ、表面エネルギーが４５〜８０ｍＪ／ｍ２の多層配線基板（試料Ｎｏ．２０〜２２、２５、２６）では、温度が２９０℃の半田浴への浸漬を５回繰り返しても多層配線基板の外観に変化は無く、密着性において特に優れていることがわかった。
【００９４】
【発明の効果】
本発明の絶縁フィルムによれば、絶縁フィルムを液晶ポリマー層の上下面に熱硬化性樹脂から成る被覆層を有する構成とし、層方向における熱膨張係数を３×１０−６〜４０×１０−６／℃としたことから、この絶縁フィルムを用いて配線基板を製作した場合、絶縁フィルムの熱膨張係数が配線導体の熱膨張係数に近似し、絶縁フィルムと配線導体との熱膨張差による応力を小さなものとすることができ、その結果、高温高湿下で絶縁フィルムと配線導体間で剥離したり、温度サイクル試験で絶縁フィルムにクラックが発生して配線導体が断線してしまうことがない。また、熱硬化性樹脂の分子が液晶ポリマー分子ほど剛直ではなく、また、規則正しい配向性も示さないことから分子が比較的動きやすく、その結果、絶縁フィルムを多層化した場合においても、絶縁フィルム同士の密着性が良好となり、高温バイアス試験において絶縁フィルム間で剥離して絶縁不良が発生してしまうこともない。さらに、絶縁フィルム表面に配線導体を配設した場合においても、熱硬化性樹脂の分子が配線導体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、絶縁フィルムと配線導体との密着性が良好となり、その結果、高温高湿下で両者間で剥離して配線導体が断線してしまうということもない。また、１９０〜２７０℃の温度で２〜１８０分間加熱した際の層方向における収縮率を０．１５％以下としたことから、絶縁フィルムに配線導体および貫通導体を配設するとともに絶縁フィルムを多層化して多層配線基板を製作する場合においても、多層化する際の加熱プレスによって絶縁フィルムの層方向における貫通導体の位置精度が低下したり、貫通導体の直径にばらつきが生じることもなく、その結果、配線導体と貫通導体との導通信頼性に優れた多層配線基板を製作することができる。
【００９５】
また、本発明の絶縁フィルムによれば、上記構成において、液晶ポリマー層の厚みを絶縁フィルムの厚みの４０〜９０％とした場合には、温度サイクル試験等の際に絶縁フィルムに熱応力が印加されたとしても、小さな熱膨張係数と小さな収縮率を有する液晶ポリマー層が大きな熱膨張係数と大きな収縮率を有する被覆層を良好に拘束して絶縁フィルム全体の熱膨張や収縮を小さなものとすることができる。
【００９６】
さらに、本発明の絶縁フィルムによれば、上記構成において、液晶ポリマー層を水との接触角が３〜６５°であって、かつ表面エネルギーが４５〜８０ｍＪ／ｍ２とした場合には、液晶ポリマー層表面の活性化された比較的熱運動しやすい分子層と熱硬化性樹脂から成る被覆層とが良好に絡み合って結合し、液晶ポリマー層と被覆層とがより強固に密着した絶縁フィルムとすることができる。
【００９７】
また、本発明の絶縁フィルムによれば、上記構成において、液晶ポリマー層の上下面の算術平均粗さＲａを０．０５〜５μｍとした場合には、液晶ポリマー層の上下面が熱硬化性樹脂から成る被覆層と良好なアンカー効果を有する密着性の良好なものとなり、液晶ポリマー層と被覆層とがより強固に密着した絶縁フィルムとすることができる。
【００９８】
また、本発明の絶縁フィルムによれば、上記構成において、被覆層を粒子径が０．１〜２μｍの無機絶縁粉末を１０〜７０体積％含有するものとした場合には、絶縁フィルムに配線導体および貫通導体を配設するとともに絶縁フィルムを多層化して多層配線基板を製作する場合においても、無機絶縁粉末が被覆層の流動性や加熱プレスによる収縮を抑制し、多層化する際の加熱プレスによって層方向における貫通導体の位置ずれや貫通導体の直径のばらつき、さらには被覆層の厚みばらつきを低減することができ、より寸法安定性に優れた絶縁フィルムとすることができる。
【００９９】
さらに、本発明の絶縁フィルムによれば、上記構成において、無機絶縁粉末の形状を略球状とした場合には、無機絶縁粉末を熱硬化性樹脂へ充填する際に充填性や混練性が良好となり、無機絶縁粉末を熱硬化性樹脂から成る被覆層へ一様に分布させることができ、その結果、被覆層の熱膨張係数や収縮率がより均一な絶縁フィルムとすることができる。
【０１００】
また、本発明の絶縁フィルムによれば、上記構成において、熱硬化性樹脂を熱硬化性ポリフェニレンエーテルとした場合には、熱硬化性ポリフェニレンエーテルが耐熱性に優れるとともに寸法安定性に優れることから、温度サイクル信頼性に優れるとともに、配線導体を接着する際の位置精度の良好な絶縁フィルムとすることができる。
【０１０１】
本発明の多層配線基板によれば、多層配線基板を上記の絶縁フィルムを用いて形成したことから、耐湿性・導通信頼性に優れた多層配線基板とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の絶縁フィルム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実施の形態の一例を示す断面図である。
【図３】図２に示す多層配線基板の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・・液晶ポリマー層
２・・・・・・・・被覆層
３・・・・・・・・絶縁フィルム
４・・・・・・・・配線導体
５・・・・・・・・貫通導体
６・・・・・・・・多層配線基板
【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絶縁フィルムおよびこれを用いた多層配線基板に関し、特に液晶ポリマーを一部に用いた絶縁フィルムおよびこれを用いた多層配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子等の能動部品や容量素子・抵抗素子等の受動部品を多数搭載して所定の電子回路を構成した混成集積回路を形成するための多層配線基板は、通常、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させて成る絶縁フィルムにドリルによって上下に貫通孔を形成し、この貫通孔内部および絶縁層表面に複数の配線導体を形成した配線基板を、多数積層することによって形成されている。
【０００３】
一般に、現在の電子機器は、移動体通信機器に代表されるように小型・薄型・軽量・高性能・高機能・高品質・高信頼性が要求されており、このような電子機器に搭載される混成集積回路等の電子部品も小型・高密度化が要求されるようになってきており、このような高密度化の要求に応えるために、電子部品を構成する多層配線基板も、配線導体の微細化や絶縁層の薄層化・貫通孔の微細化が必要となってきている。このため、近年、貫通孔を微細化するために、ドリル加工より微細加工が可能なレーザ加工が用いられるようになってきた。
【０００４】
しかしながら、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させて成る絶縁フィルムは、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て成る絶縁フィルムや、ポリイミドフィルムにエポキシ系接着剤を塗布して成る絶縁フィルム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フィルムは吸湿性が高く、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いる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平８−９７５６５号公報
【００１０】
【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、回路層同士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あるとともにある程度分子が規則正しく配向して分子間力が強くなっているために分子が動き難く、回路層の液晶ポリマーと接着剤層の液晶ポリマーの表面のごく一部の分子だけしか絡み合うことができないために密着性が悪く、高温バイアス試験において層間で剥離して絶縁不良が発生してしまうという問題点を有していた。
【００１１】
また、回路層の導体箔と液晶ポリマーを熱融着により接着する際、液晶ポリマー分子が動き難いために導体箔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、導体箔と液晶ポリマーとの密着性が悪くなって、高温高湿下において両者間で剥離して導体箔が断線してしまうという問題点も有していた。
【００１２】
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、絶縁性・導通信頼性に優れた絶縁フィルムおよびこれを用いた多層配線基板を提供することに有る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の絶縁フィルムは、液晶ポリマー層の上下面に熱硬化性樹脂から成る被覆層を有して成り、層方向における熱膨張係数が３×１０−６〜４０×１０−６／℃であり、かつ１９０〜２７０℃の温度で２〜１８０分間加熱した際の前記層方向における収縮率が０．１５％以下であることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の絶縁フィルムによれば、絶縁フィルムを液晶ポリマー層の上下面に熱硬化性樹脂から成る被覆層を有する構成とし、絶縁フィルムの層方向における熱膨張係数を３×１０−６〜４０×１０−６／℃としたことから、この絶縁フィルムを用いて配線基板を製作した場合、絶縁フィルムの熱膨張係数が配線導体の熱膨張係数に近似し、絶縁フィルムと配線導体との熱膨張差による応力を小さなものとすることができ、その結果、高温高湿下で絶縁フィルムと配線導体間で剥離したり、温度サイクル試験で絶縁フィルムにクラックが発生して配線導体が断線してしまうことがない。また、熱硬化性樹脂の分子が液晶ポリマー分子ほど剛直ではなく、また、規則正しい配向性も示さないことから分子が比較的動きやすく、その結果、絶縁フィルムを多層化した場合においても、絶縁フィルム同士の密着性が良好となり、高温バイアス試験において絶縁フィルム間で剥離して絶縁不良が発生してしまうこともない。さらに、絶縁フィルム表面に配線導体を配設した場合においても、熱硬化性樹脂の分子が配線導体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、絶縁フィルムと配線導体との密着性が良好となり、その結果、高温高湿下で両者間で剥離して配線導体が断線してしまうということもない。また、１９０〜２７０℃の温度で２〜１８０分間加熱した際の層方向における収縮率を０．１５％以下としたことから、絶縁フィルムに配線導体および貫通導体を配設するとともに絶縁フィルムを多層化して多層配線基板を製作する場合においても、多層化する際の加熱プレスによって絶縁フィルムの層方向における貫通導体の位置精度が低下したり、貫通導体の直径にばらつきが生じることもなく、その結果、配線導体と貫通導体との導通信頼性に優れた多層配線基板を製作することができる。
【００１５】
また、本発明の絶縁フィルムは、上記構成において、液晶ポリマー層の厚みが絶縁フィルムの厚みの４０〜９０％であることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の絶縁フィルムによれば、上記構成において、液晶ポリマー層の厚みを絶縁フィルムの厚みの４０〜９０％とした場合には、温度サイクル試験等の際に絶縁フィルムに熱応力が印加されたとしても、小さな熱膨張係数と小さな収縮率を有する液晶ポリマー層が大きな熱膨張係数と大きな収縮率を有する被覆層を良好に拘束して絶縁フィルム全体の熱膨張や収縮を小さなものとすることができる。
【００１７】
さらに、本発明の絶縁フィルムは、上記構成において、液晶ポリマー層の水との接触角が３〜６５°であって、かつ表面エネルギーが４５〜８０ｍＪ／ｍ２であることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の絶縁フィルムによれば、上記構成において、液晶ポリマー層を水との接触角が３〜６５°であって、かつ表面エネルギーが４５〜８０ｍＪ／ｍ２とした場合には、液晶ポリマー層表面の活性化された比較的熱運動しやすい分子層と熱硬化性樹脂から成る被覆層とが良好に絡み合って結合し、液晶ポリマー層と被覆層とがより強固に密着した絶縁フィルムとすることができる。
【００１９】
また、本発明の絶縁フィルムは、上記構成において、液晶ポリマー層の上下面の算術平均粗さＲａが０．０５〜５μｍであることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の絶縁フィルムによれば、上記構成において、液晶ポリマー層の上下面の算術平均粗さＲａを０．０５〜５μｍとした場合には、液晶ポリマー層の上下面が熱硬化性樹脂から成る被覆層と良好なアンカー効果を有する密着性の良好なものとなり、液晶ポリマー層と被覆層とがより強固に密着した絶縁フィルムとすることができる。
【００２１】
また、本発明の絶縁フィルムは、上記構成において、被覆層は粒子径が０．１〜２μｍの無機絶縁粉末を１０〜７０体積％含有していることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の絶縁フィルムによれば、上記構成において、被覆層を粒子径が０．１〜２μｍの無機絶縁粉末を１０〜７０体積％含有するものとした場合には、絶縁フィルムに配線導体および貫通導体を配設するとともに絶縁フィルムを多層化して多層配線基板を製作する場合においても、無機絶縁粉末が被覆層の流動性や加熱プレスによる収縮を抑制し、多層化する際の加熱プレスによって層方向における貫通導体の位置ずれや貫通導体の直径のばらつき、さらには被覆層の厚みばらつきを低減することができ、より寸法安定性に優れた絶縁フィルムとすることができる。
【００２３】
さらに、本発明の絶縁フィルムは、上記構成において、無機絶縁粉末はその形状が略球状であることを特徴とするものである。
【００２４】
本発明の絶縁フィルムによれば、上記構成において、無機絶縁粉末の形状を略球状とした場合には、無機絶縁粉末を熱硬化性樹脂へ充填する際に充填性や混練性が良好となり、無機絶縁粉末を熱硬化性樹脂から成る被覆層へ一様に分布させることができ、その結果、被覆層の熱膨張係数や収縮率がより均一な絶縁フィルムとすることができる。
【００２５】
また、本発明の絶縁フィルムは、上記構成において、熱硬化性樹脂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ものである。
【００２６】
本発明の絶縁フィルムによれば、上記構成において、熱硬化性樹脂を熱硬化性ポリフェニレンエーテルとした場合には、熱硬化性ポリフェニレンエーテルが耐熱性に優れるとともに寸法安定性に優れることから、温度サイクル信頼性に優れるとともに、配線導体を接着する際の位置精度の良好な絶縁フィルムとすることができる。
【００２７】
本発明の多層配線基板は、上下面の少なくとも一方の面に金属箔から成る配線導体が配設された上記の絶縁フィルムを複数積層して成るとともに、この絶縁フィルムを挟んで上下に位置する配線導体間を絶縁フィルムに形成された貫通導体を介して電気的に接続したことを特徴とするものである。
【００２８】
本発明の多層配線基板によれば、多層配線基板を上記の絶縁フィルムを用いて形成したことから、耐湿性・導通信頼性に優れた多層配線基板とすることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の絶縁フィルムおよびこれを用いた多層配線基板を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の絶縁フィルムの実施の形態の一例を示す断面図であり、図２は図１の絶縁フィルムを用いて製作した本発明の多層配線基板の実施の形態の一例を示す断面図である。なお、図２は、本発明の多層配線基板に半導体素子等の電子部品を搭載して混成集積回路とした場合の例を示している。また、図３は、図２に示す多層配線基板の配線導体の幅方向の要部拡大断面図である。
【００３０】
これらの図において１は液晶ポリマー層、２は熱硬化性樹脂から成る被覆層で、主にこれらで本発明の絶縁フィルム３が構成されている。また、４は配線導体、５は貫通導体、７は半導体素子等の電子部品で、主に絶縁フィルム３と配線導体４と貫通導体５とで本発明の多層配線基板６が構成されている。なお、本例の多層配線基板６では、絶縁フィルム３を４層積層して成るものを示している。
【００３１】
絶縁フィルム３は、液晶ポリマー層１と、その上下面に被着形成された熱硬化性樹脂から成る被覆層２とから構成されており、これを用いて多層配線基板６を形成した場合、配線導体４や多層配線基板６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。
【００３２】
なお、ここで液晶ポリマーとは、溶融状態あるいは溶液状態において、液晶性を示すポリマー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り、本発明に用いる液晶ポリマーとしては、温度サイクル信頼性・半田耐熱性・加工性の観点からは２３０〜４２０℃の温度、特に２７０〜３８０℃の温度に融点を有するものが好ましい。
【００３３】
絶縁フィルム３は、これを用いて多層配線基板６を製作する際に、配線導体４と熱膨張係数を近いものとし、絶縁フィルム３と配線導体４との剥離や絶縁フィルム３のクラックに対する耐性をより高いものにするという観点からは、上下面に平行な方向、すなわち層方向における熱膨張係数を３×１０−６〜４０×１０−６／℃とすることが重要である。
【００３４】
また、絶縁フィルム３は、多層化する際の加熱プレスによって絶縁フィルム３の層方向における貫通導体５の位置精度が低下したり、貫通導体５の直径にばらつきが生じることを防止するという観点からは、１９０〜２７０℃の温度で２〜１８０分間加熱した際の層方向における収縮率を０．１５％以下としておく必要があり、そして、本発明の絶縁フィルム３においてはこのことが重要である。
【００３５】
本発明の絶縁フィルム３によれば、絶縁フィルム３の層方向における熱膨張係数を３×１０−６〜４０×１０−６／℃としたことから、この絶縁フィルム３を用いて配線基板６を製作した場合、絶縁フィルム３の熱膨張係数が配線導体４の熱膨張係数に近似し、絶縁フィルム３と配線導体４との熱膨張差による応力を小さなものとすることができ、その結果、高温高湿下で絶縁フィルム３と配線導体４間で剥離したり、温度サイクル試験で絶縁フィルム３にクラックが発生して配線導体４が断線してしまうということがない。
【００３６】
また、熱硬化性樹脂の分子が液晶ポリマー分子ほど剛直ではなく、規則正しい配向性も示さないことから分子が比較的動きやすく、その結果、絶縁フィルム３を多層化した場合においても、絶縁フィルム３同士の密着性が良好となり、高温バイアス試験において絶縁フィルム３間で剥離して絶縁不良が発生してしまうこともない。
【００３７】
さらに、絶縁フィルム３表面に配線導体４を配設した場合においても、熱硬化性樹脂の分子が配線導体４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、絶縁フィルム３と配線導体４との密着性が良好となり、その結果、高温高湿下で両者間で剥離して配線導体４が断線してしまうということもない。
【００３８】
また、１９０〜２７０℃の温度で２〜１８０分間加熱した際の絶縁フィルム３の上下面に平行な方向における収縮率を０．１５％以下としたことから、絶縁フィルム３に配線導体４および貫通導体５を配設するとともに絶縁フィルム３を多層化して多層配線基板６を製作する場合においても、多層化する際の加熱プレスによって絶縁フィルム３の上下面に平行な方向における貫通導体５の位置精度が低下したり、貫通導体５の直径にばらつきが生じることもなく、その結果、配線導体４と貫通導体５との導通信頼性に優れた多層配線基板６を製作することができる。
【００３９】
なお、絶縁フィルム３の熱膨張係数が３×１０−６／℃未満となると、絶縁フィルム３の熱膨張係数が配線導体４よりも小さくなりすぎて絶縁フィルム３と配線導体４間で剥離が生じ易くなる傾向があり、４０×１０−６／℃を超えると、絶縁フィルム３の熱膨張係数が配線導体４よりも大きくなりすぎて絶縁フィルム３に熱膨張差によるクラックが生じる傾向にある。したがって、絶縁フィルム３は、層方向における熱膨張係数が３×１０−６〜４０×１０−６／℃であることが重要である。
【００４０】
また、絶縁フィルム３の１９０〜２７０℃の温度で２〜１８０分間加熱した際の層方向における収縮率が０．１５％を超えると、上下面と平行な方向における貫通導体５の位置精度の低下や貫通導体５の直径のばらつきを防止することが困難となり、高温高湿下で貫通導体５の抵抗が上昇する傾向にある。したがって、絶縁フィルム３の１９０〜２７０℃の温度で２〜１８０分間加熱した際の層方向における収縮率は０．１５％以下であることが重要である。さらに、絶縁フィルム３を４層以上積層して多層配線基板６を製作する場合には、貫通導体５の高温高湿下での導通信頼性の観点からは０．１％以下としておくことがより好ましい。
【００４１】
なお、ここで絶縁フィルム３の１９０〜２７０℃の温度で２〜１８０分間加熱した際の層方向における収縮率とは、絶縁フィルム３のみを１９０〜２７０℃の任意の温度で３〜１８０分間の範囲で加熱した時に、層方向における任意の２点間の寸法変化量を加熱前の寸法で除した値を意味し、定量可能なものである。この収縮率は２軸延伸法やインフレーション法で液晶ポリマー層１を製作する際に圧力や昇温速度を適宜調整することにより、また、液晶ポリマー層１の上下面に被覆層２を形成する際に液晶ポリマー層１の表面処理雰囲気や時間を適宜調整することにより、さらに、被覆層２を液晶ポリマー層１の上下面に形成した後、被覆層２を加熱・乾燥する際の温度や時間を適宜調整することにより、所望の値とすることができる。
【００４２】
また、液晶ポリマー層１は、層としての物性を損なわない範囲内で、熱安定性を改善するための酸化防止剤や耐光性を改善するための紫外線吸収剤等の光安定剤、難燃性を付加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、熱膨張係数や収縮率を調整するため、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。
【００４３】
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１の厚みよりも小さい。
【００４４】
また、液晶ポリマー層１の厚みは、小さな熱膨張係数と小さな収縮率を有する液晶ポリマー層１が大きな熱膨張係数と大きな収縮率を有する被覆層２を良好に拘束して絶縁フィルム３全体の熱膨張や収縮を小さなものとするという観点からは、絶縁フィルム３の厚みの４０〜９０％としておくことが好ましい。
【００４５】
液晶ポリマー層１の厚みが絶縁フィルム３の厚みの４０％未満であると液晶ポリマー層１が被覆層２の熱膨張や収縮を拘束することが困難となり、例えばこの絶縁フィルム３を用いて多層配線基板６を製作した際に、絶縁フィルム３の熱膨張係数や収縮率が配線導体４の値よりも大きくなり、これらの熱膨張差や収縮差による応力により絶縁フィルム３にクラックが発生し易くなる傾向にある。また、液晶ポリマー層１の厚みが９０％を超えると、被覆層２の熱膨張が絶縁フィルム３の熱膨張に寄与する効果が小さくなって絶縁フィルム３の熱膨張係数が配線導体４の熱膨張係数よりも小さくなり、これらの熱膨張差により配線導体４の剥離を生じ易くなる傾向にある。したがって、液晶ポリマー層１の厚みは絶縁フィルム３の厚みの４０〜９０％としておくことが好ましく、特に多層配線基板６を製作し電子部品７を実装したときの接続信頼性の観点からは５０〜８５％の範囲としておくことが好ましい。
【００４６】
また、液晶ポリマー層１は、被覆層２との密着性を良好とするために、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水との接触角が３〜６５゜であって、かつ表面エネルギーが４５〜８０ｍＪ／ｍ２となるように処理しておくことが好ましい。
【００４７】
液晶ポリマー層１に対する水の濡れ性は、液晶ポリマー層１の上下面の水素結合可能な活性基の存在する割合と相関関係にあり、液晶ポリマー層１の上下面を水との接触角が３〜６５°とすることにより、被覆層２が液晶ポリマー層１の上下面と強い分子間力で結合して、液晶ポリマー層１と被覆層２との密着性をさらに良好なものとなすことができ、その結果、高温バイアス試験においても両者間で剥離することのない絶縁フィルム３とすることができる。
【００４８】
液晶ポリマー層１は、水との接触角が３°より小さいと、被覆層２が液晶ポリマー層１上に極端に広がってしまって位置精度が低下し、絶縁フィルム３を複数枚重ねるとともに加熱・加圧して多層化する際に、絶縁フィルム３の表面に形成される配線導体４や内部に形成される貫通導体５の位置がずれて断線し易くなる傾向があり、また、６５°を超えると液晶ポリマー層１と被覆層２との密着性が低下して両者間で剥離し易くなる傾向がある。したがって、液晶ポリマー層１の上下面の水との接触角は３〜６５°の範囲としておくことが好ましい。
【００４９】
なお、接触角を評価するための水は、ＪＩＳ Ｋ ００５０「化学分析方法通則」に規定される蒸留法もしくはイオン交換法によって精製した水、または逆浸透法・拘留法・イオン交換法等を組み合わせた方法によって精製した水を示す。
【００５０】
また、液晶ポリマー層１は、表面の活性化された比較的熱運動しやすい分子層と被覆層２とが良好に絡み合って結合し、両者の密着をさらに強固なものとするという観点からは、その表面エネルギーを４５〜８０ｍＪ／ｍ２とすることが好ましい。
【００５１】
液晶ポリマー層１の上下面の表面エネルギーが４５ｍＪ／ｍ２未満であると、液晶ポリマー層１表面の分子層が十分に活性化されず、被覆層２と良好に絡み合って結合することが困難となる傾向があり、８０ｍＪ／ｍ２を超えると液晶ポリマー層１の表面が非常に反応性が高くなって空気中の酸素と反応してその表面に強度の弱い酸化物が形成され、その結果、液晶ポリマー層１と被覆層２との密着性が低下して両者間で剥離し易く成る傾向がある。したがって、液晶ポリマー層１の表面エネルギーを４５〜８０ｍＪ／ｍ２とすることが好ましい。
【００５２】
さらに、液晶ポリマー層１は、その表面の算術平均粗さＲａを０．０５〜５μｍとしておくことが好ましい。表面の算術平均粗さＲａを０．０５〜５μｍとした場合には、液晶ポリマー層１の上下面が被覆層２と良好なアンカー効果を有する密着性の良好なものとなり、液晶ポリマー層１と被覆層２とがより強固に密着したものとすることができる。
【００５３】
なお、算術平均粗さＲａは、半田リフローの際に液晶ポリマー層１と被覆層２との剥離を防止するという観点からは０．０５μｍ以上であることが好ましく、表面に被覆層２を形成する際に空気のかみ込みを防止するという観点からは５μｍ以下であることが好ましい。したがって、液晶ポリマー層１は、その表面の算術平均粗さＲａを０．０５〜５μｍとすることが好ましい。
【００５４】
次に、被覆層２は、熱硬化性樹脂から成り、後述する配線導体４を被着形成する際の接着剤の機能を有するとともに、絶縁フィルム３を用いて多層配線基板６を構成する際に、絶縁フィルム３同士を積層する際の接着剤の役目を果たす。
【００５５】
このような熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂やシアネート樹脂・フェノール樹脂・ポリイミド樹脂・熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂・ビスマレイミドトリアジン樹脂等の加熱により硬化反応する樹脂が用いられ、とりわけ温度サイクル信頼性や配線導体４を接着する際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。
【００５６】
また、被覆層２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、難燃性を付加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、熱膨張係数や収縮率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。
【００５７】
特に絶縁フィルム３を積層・加圧して多層配線基板６を形成する際に、被覆層２の流動性や加熱プレスによる収縮を抑制し、貫通導体５の位置ずれや被覆層２の厚みばらつきを防止するという観点からは、被覆層２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１との接着界面および配線導体４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、無機絶縁粉末の含有量を７０体積％以下とすることが好ましい。したがって、熱硬化性樹脂から成る被覆層２は１０〜７０体積％の無機絶縁粉末を含有させておくことが好ましい。
【００５８】
なお、上記の無機絶縁粉末の形状は、略球状・針状・フレーク状等があり、充填性や熱膨張係数および収縮率の均一性の観点からは、粒子径が０．１〜２μｍであって、形状は略球状であることが好ましい。
【００５９】
このような絶縁フィルム３は、例えば粒径が０．１〜２μｍ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、プラズマ処理により水との接触角が３〜６５°であって、かつ表面エネルギーが４５〜８０ｍＪ／ｍ２となるように表面処理した、融点が２３０〜４２０℃の液晶ポリマー層１の上下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２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１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１の表面に被覆層２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。
【００６０】
なお、絶縁フィルム３の厚みは絶縁信頼性を確保するという観点からは１０〜３００μｍ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１の厚みを絶縁フィルム３の厚みの４０〜９０％の範囲としておくことが好ましい。
【００６１】
また、本発明の多層配線基板６は、上下面の少なくとも一方の面に金属箔から成る配線導体４が配設された絶縁フィルム３を複数積層して成るとともに、この絶縁フィルム３を挟んで上下に位置する配線導体４間を絶縁フィルム３に形成された貫通導体５を介して電気的に接続することにより形成されている。
【００６２】
配線導体４は、その厚みが２〜３０μｍで銅・金等の良導電性の金属箔から成り、多層配線基板６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。
【００６３】
このような配線導体４は、絶縁フィルム３を複数積層する際、配線導体４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は、図３の要部拡大断面図に示すように、被覆層２に少なくとも配線導体４の表面と被覆層２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４を被覆層２に埋設する際に、被覆層２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４周囲の被覆層２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４と被覆層２の間に挟まれる空気の排出を容易にして気泡の巻き込みを防止することができる。なお、乾燥状態での気孔率が４０体積％を超えると、複数積層した絶縁フィルム３を加圧・加熱硬化した後に被覆層２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２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。
【００６４】
このような被覆層２の乾燥状態での気孔率は、被覆層２を液晶ポリマー層１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所望の値とすることができる。
【００６５】
さらに、絶縁フィルム３に配設された配線導体４の幅方向の断面形状を、絶縁フィルム３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、絶縁フィルム３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。絶縁フィルム３に配設された配線導体４の幅方向の断面形状を、絶縁フィルム３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、絶縁フィルム３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４を被覆層２に埋設する際に、配線導体４を被覆層２に容易に埋設して配線導体４を埋設した後の被覆層２表面をほぼ平坦にすることができ、積層の際に空気をかみ込んで絶縁性を低下させることのない多層配線基板６とすることができる。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、絶縁フィルム３側の底辺と側辺との成す角度を９５°以上とすることが好ましく、配線導体２を微細化するという観点からは１５０°以下とすることが好ましい。
【００６６】
また、絶縁フィルム３の層間において、配線導体４の長さの短い底辺と液晶ポリマー層１との間に位置する被覆層２の厚みｘ（μｍ）が、上下の液晶ポリマー層１間の距離をＴ（μｍ）、配線導体４の厚みをｔ（μｍ）としたときに、３μｍ≦０．５Ｔ−ｔ≦ｘ≦０．５Ｔ≦３５μｍ（ただし、８μｍ≦Ｔ≦７０μｍ、１μｍ≦ｔ≦３２μｍ）であることが好ましい。
【００６７】
液晶ポリマー層１間の距離をＴ（μｍ）、配線導体４の厚みをｔ（μｍ）としたときに、配線導体４の長さの短い底辺と液晶ポリマー層１間の熱硬化性樹脂から成る被覆層２の厚みｘ（μｍ）を３μｍ≦０．５Ｔ−ｔ≦ｘ≦０．５Ｔ≦３５μｍとすることにより、配線導体４の長さの短い底辺と液晶ポリマー層１間の距離および配線導体４の長さの長い底辺と隣接する液晶ポリマー層１間の距離の差をｔ（μｍ）未満と小さくすることができ、被覆層２の厚みが大きく異なることから生じる多層配線基板６の反りを防止することができる。したがって、配線導体４の台形状の上底側表面と液晶ポリマー層１の間に位置する、被覆層２の厚みｘ（μｍ）を、液晶ポリマー層１間の距離をＴ（μｍ）、配線導体４の厚みをｔ（μｍ）としたときに、３μｍ≦０．５Ｔ−ｔ≦ｘ≦０．５Ｔ≦３５μｍの範囲とすることが好ましい。
【００６８】
このような配線導体４は、絶縁フィルム３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。
【００６９】
そして、この金属箔転写用フィルムを絶縁フィルム３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フィルム３と成る前駆体シート表面に転写させることにより、台形状の上底側が被覆層２に埋設された配線導体４を形成することができる。
【００７０】
なお、配線導体４の長さの短い底辺と対向する液晶ポリマー層１間の被覆層２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所望の範囲とすることができる。また、配線導体４は被覆層２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。
【００７１】
また、絶縁フィルム３には、直径が２０〜１５０μｍ程度の貫通導体５が形成されている。貫通導体５は、絶縁フィルム３を挟んで上下に位置する配線導体４を電気的に接続する機能を有し、絶縁フィルム３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。
【００７２】
本発明の多層配線基板６によれば、絶縁フィルム３を液晶ポリマー層１の上下面に熱硬化性樹脂から成る被覆層２を有したものとしたことから、液晶ポリマー層１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フィルム３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。
【００７３】
このような多層配線基板６は、上述したような方法で製作した絶縁フィルム３と成る前駆体シートの所望の位置に貫通導体５を形成した後、パターン形成した例えば銅の金属箔を、温度が１００〜２００℃で圧力が０．５〜１０ＭＰａの条件で１０分〜１時間ホットプレスして転写し、これらを積層して最終的に温度が１５０〜３００℃で圧力が０．５〜１０ＭＰａの条件で３０分〜２４時間ホットプレスして完全硬化させることにより製作される。
【００７４】
かくして本発明の多層配線基板６によれば、上記構成の多層配線基板６の上面に形成した配線導体４の一部から成る接続パッド８に半田等の導体バンプ８を介して半導体素子等の電子部品７を電気的に接続するとともに、多層配線基板６の下面に形成した配線導体４の一部から成る接続パッド８に半田等の導体バンプ９を形成することにより配線密度が高く絶縁性に優れた混成集積回路とすることができる。
【００７５】
なお、本発明の多層配線基板６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層の絶縁フィルム３を積層することによって多層配線基板６を製作したが、２層や３層、あるいは５層以上の絶縁フィルム３を積層して多層配線基板６を製作してもよい。また、本発明の多層配線基板６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１０、あるいは多層配線基板６に電子部品７を搭載後、多層配線基板６と電子部品６との間にアンダーフィル材１１を形成してもよい。
【００７６】
【実施例】
次に本発明の絶縁フィルムおよびこれを用いた多層配線基板を、以下の試料を用いて評価した。
（実施例１）
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４０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２９０℃であるとともに、かつ層方向における熱膨張係数が−３×１０−６〜１６×１０−６／℃の液晶ポリマー層の表面を、真空プラズマ装置を用いて、電圧を２７ｋＶ、雰囲気をＯ２およびＣＦ４（ガス流量をそれぞれ５０〜２００ｃｍ３／分の範囲で調整）とし、片面１５〜３５分の条件でプラズマ処理して、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、厚さが３０μｍ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熱硬化性ポリフェニレンエーテル被覆層を成形し、上下面に平行な方向における種々の熱膨張係数と収縮率を有する絶縁フィルムを製作した。
【００７７】
さらに、この絶縁フィルムに、ＵＶ−ＹＡＧレーザにより直径５０μｍ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。
【００７８】
次に、厚さが９μｍで、回路状に形成した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フィルムとを位置合わせして真空積層機により５ＭＰａ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絶縁フィルム上に埋設した。最後に、この配線導体が形成された絶縁フィルムを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（試料Ｎｏ．１〜１２）。
【００７９】
（比較例）
比較例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、ＵＶ−ＹＡＧレーザにより直径５０μｍ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製した後、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。
【００８０】
導通信頼性の評価を行なうためのテスト基板として、その内部に多層配線基板の絶縁層を介して位置する上下２層の配線導体と両者を電気的に接続する貫通導体とでビアチェーンを形成したものとし、導通信頼性の評価は、温度が１３０℃、相対湿度が８５％の条件で高温高湿試験を行ない、導通抵抗の試験前に対する変化率が１５％未満を良、１５％以上を否とした。表１に導通信頼性結果を示す。
【００８１】
【表１】
表１からは、絶縁フィルムの層方向における熱膨張係数が３×１０−６／℃未満の多層配線基板（試料Ｎｏ．１）および熱膨張係数が４０×１０−６／℃を超える多層配線基板（試料Ｎｏ．６、７）では、高温高湿試験１６８時間後でも導通抵抗は変化率が１２％以下と小さいが、２４０時間後で導通抵抗は変化率が１６％以上と大きく、導通信頼性にやや劣る傾向があることがわかった。また、比較例の多層配線基板では、高温高湿試験１６８時間後でも導通抵抗は変化率が１９％と大きく劣化し導通信頼性に劣ることがわかった。
【００８３】
それらに対し、絶縁フィルムの上下面に平行な方向における熱膨張係数が３×１０−６〜４０×１０−６／℃の多層配線基板（試料Ｎｏ．２〜５）では、いずれも高温高湿試験１６８時間後で導通抵抗の変化率は１０％以下と小さく、さらに２４０時間後でも導通抵抗の変化率は１４％以下と小さく、導通信頼性に優れていた。しかし、熱膨張係数が３×１０−６〜４０×１０−６／℃であっても、絶縁フィルムの上下面に平行な方向における収縮率が０．１５％を超える多層配線基板（試料Ｎｏ．１１、１２）では、高温高湿試験１６８時間後でも導通抵抗は変化率が１３％以下と小さいが、２４０時間後で導通抵抗は変化率が１６％以上と大きく、導通信頼性にやや劣る傾向があった。
【００８４】
一方、絶縁フィルムの層方向における熱膨張係数が３×１０−６〜４０×１０−６／℃であり、かつ、絶縁フィルムの層方向における収縮率が０．１５％以下の多層配線基板（試料Ｎｏ．２〜５、８〜１０）では、高温高湿試験２４０時間後でも導通抵抗は変化率が１４％以下と小さく、導通信頼性において特に優れていることがわかった。
【００８５】
（実施例２）
実施例２用として用いた多層配線基板は、液晶ポリマー層を、その絶縁フィルムに対する厚さが種々の割合になるように変更した以外は、実施例１用の多層配線基板と同様の方法で製作した（試料Ｎｏ．１３〜１８）。なお、絶縁フィルムの厚さが２００μｍとなるように、液晶ポリマー層と被覆層の厚さを調整した。また、絶縁フィルムの上下面に平行な方向における熱膨張係数は３×１０−６〜４０×１０−６／℃の範囲にあり、さらに、１９０〜２７０℃の温度で２〜１８０分間加熱した際の上下面に平行な方向における収縮率は０．１５％以下であった。
【００８６】
絶縁性の評価を行なうためのテスト基板として、直径が４０００μｍの円形の導体パターンを多層配線基板内に絶縁層を挟んで対向するように形成し、絶縁信頼性の評価は、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ない、円形の導体パターン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。絶縁信頼性の良否の判断は、絶縁抵抗が１．０×１０８Ω以上を良、１．０×１０８Ω未満を否とした。表２に絶縁信頼性結果を示す。
【００８７】
【表２】
表２からは、液晶ポリマー層の絶縁フィルムに対する厚さの割合が４０％未満の多層配線基板（試料Ｎｏ．１３、１４）および９０％を超える多層配線基板（試料Ｎｏ．１８）では、高温バイアス試験１６８時間後の絶縁抵抗は良好であるものの、２４０時間以上では絶縁抵抗が８．８×１０７Ω以下と劣化する傾向にあることがわかった。
【００８９】
それらに対して本発明の多層配線基板である実施例（試料Ｎｏ．１５〜１７）では、高温バイアス試験２４０時間後でも２．１×１０８Ω以上であり、絶縁信頼性において特に優れていることがわかった。
【００９０】
（実施例３）
実施例３用として用いた多層配線基板は、表面が種々の水との接触角および表面エネルギーを有する液晶ポリマー層に変更した以外は、実施例１用の多層配線基板と同様の方法で製作した（試料Ｎｏ．１９〜２７）。
【００９１】
なお、密着性の評価は、多層配線基板を種々の温度の半田浴に２０秒間浸漬し、これを５回繰り返した後、多層配線基板の外観を観察することにより密着性の評価を行なった。表３に密着性の評価結果を示す。
【００９２】
【表３】
表３からは、液晶ポリマー層表面の水との接触角が３°未満の多層配線基板（試料Ｎｏ．１９）および接触角が６５°を超える多層配線基板（試料Ｎｏ．２３）では、温度が２６０℃の半田浴への浸漬を５回繰り返しても多層配線基板の外観に変化は無かったが、温度条件の厳しい２９０℃の半田浴への浸漬を５回繰り返した時点で、液晶ポリマー層と被覆層間で剥がれを生じることにより多層配線基板に膨れ部が発生し、密着性にやや劣る傾向があった。それらに対し、接触角が３〜６５°の多層配線基板（試料Ｎｏ．２０〜２２）では、温度が２９０℃の半田浴への浸漬を５回繰り返しても多層配線基板の外観に変化は無く、密着性に優れていた。しかし、接触角が３〜６５°であっても、液晶ポリマー層の表面エネルギーが４５ｍＪ／ｍ２未満の多層配線基板（試料Ｎｏ．２４）および８０ｍＪ／ｍ２以上の多層配線基板（試料Ｎｏ．２７）では、温度が２６０℃の半田浴への浸漬を５回繰り返しても多層配線基板の外観に変化は無かったが、温度条件の厳しい２９０℃の半田浴への浸漬を５回繰り返した時点で、液晶ポリマー層と被覆層間で剥がれを生じることにより多層配線基板に膨れ部が発生し、密着性にやや劣る傾向があった。一方、接触角が３〜６５°であり、かつ、表面エネルギーが４５〜８０ｍＪ／ｍ２の多層配線基板（試料Ｎｏ．２０〜２２、２５、２６）では、温度が２９０℃の半田浴への浸漬を５回繰り返しても多層配線基板の外観に変化は無く、密着性において特に優れていることがわかった。
【００９４】
【発明の効果】
本発明の絶縁フィルムによれば、絶縁フィルムを液晶ポリマー層の上下面に熱硬化性樹脂から成る被覆層を有する構成とし、層方向における熱膨張係数を３×１０−６〜４０×１０−６／℃としたことから、この絶縁フィルムを用いて配線基板を製作した場合、絶縁フィルムの熱膨張係数が配線導体の熱膨張係数に近似し、絶縁フィルムと配線導体との熱膨張差による応力を小さなものとすることができ、その結果、高温高湿下で絶縁フィルムと配線導体間で剥離したり、温度サイクル試験で絶縁フィルムにクラックが発生して配線導体が断線してしまうことがない。また、熱硬化性樹脂の分子が液晶ポリマー分子ほど剛直ではなく、また、規則正しい配向性も示さないことから分子が比較的動きやすく、その結果、絶縁フィルムを多層化した場合においても、絶縁フィルム同士の密着性が良好となり、高温バイアス試験において絶縁フィルム間で剥離して絶縁不良が発生してしまうこともない。さらに、絶縁フィルム表面に配線導体を配設した場合においても、熱硬化性樹脂の分子が配線導体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、絶縁フィルムと配線導体との密着性が良好となり、その結果、高温高湿下で両者間で剥離して配線導体が断線してしまうということもない。また、１９０〜２７０℃の温度で２〜１８０分間加熱した際の層方向における収縮率を０．１５％以下としたことから、絶縁フィルムに配線導体および貫通導体を配設するとともに絶縁フィルムを多層化して多層配線基板を製作する場合においても、多層化する際の加熱プレスによって絶縁フィルムの層方向における貫通導体の位置精度が低下したり、貫通導体の直径にばらつきが生じることもなく、その結果、配線導体と貫通導体との導通信頼性に優れた多層配線基板を製作することができる。
【００９５】
また、本発明の絶縁フィルムによれば、上記構成において、液晶ポリマー層の厚みを絶縁フィルムの厚みの４０〜９０％とした場合には、温度サイクル試験等の際に絶縁フィルムに熱応力が印加されたとしても、小さな熱膨張係数と小さな収縮率を有する液晶ポリマー層が大きな熱膨張係数と大きな収縮率を有する被覆層を良好に拘束して絶縁フィルム全体の熱膨張や収縮を小さなものとすることができる。
【００９６】
さらに、本発明の絶縁フィルムによれば、上記構成において、液晶ポリマー層を水との接触角が３〜６５°であって、かつ表面エネルギーが４５〜８０ｍＪ／ｍ２とした場合には、液晶ポリマー層表面の活性化された比較的熱運動しやすい分子層と熱硬化性樹脂から成る被覆層とが良好に絡み合って結合し、液晶ポリマー層と被覆層とがより強固に密着した絶縁フィルムとすることができる。
【００９７】
また、本発明の絶縁フィルムによれば、上記構成において、液晶ポリマー層の上下面の算術平均粗さＲａを０．０５〜５μｍとした場合には、液晶ポリマー層の上下面が熱硬化性樹脂から成る被覆層と良好なアンカー効果を有する密着性の良好なものとなり、液晶ポリマー層と被覆層とがより強固に密着した絶縁フィルムとすることができる。
【００９８】
また、本発明の絶縁フィルムによれば、上記構成において、被覆層を粒子径が０．１〜２μｍの無機絶縁粉末を１０〜７０体積％含有するものとした場合には、絶縁フィルムに配線導体および貫通導体を配設するとともに絶縁フィルムを多層化して多層配線基板を製作する場合においても、無機絶縁粉末が被覆層の流動性や加熱プレスによる収縮を抑制し、多層化する際の加熱プレスによって層方向における貫通導体の位置ずれや貫通導体の直径のばらつき、さらには被覆層の厚みばらつきを低減することができ、より寸法安定性に優れた絶縁フィルムとすることができる。
【００９９】
さらに、本発明の絶縁フィルムによれば、上記構成において、無機絶縁粉末の形状を略球状とした場合には、無機絶縁粉末を熱硬化性樹脂へ充填する際に充填性や混練性が良好となり、無機絶縁粉末を熱硬化性樹脂から成る被覆層へ一様に分布させることができ、その結果、被覆層の熱膨張係数や収縮率がより均一な絶縁フィルムとすることができる。
【０１００】
また、本発明の絶縁フィルムによれば、上記構成において、熱硬化性樹脂を熱硬化性ポリフェニレンエーテルとした場合には、熱硬化性ポリフェニレンエーテルが耐熱性に優れるとともに寸法安定性に優れることから、温度サイクル信頼性に優れるとともに、配線導体を接着する際の位置精度の良好な絶縁フィルムとすることができる。
【０１０１】
本発明の多層配線基板によれば、多層配線基板を上記の絶縁フィルムを用いて形成したことから、耐湿性・導通信頼性に優れた多層配線基板とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の絶縁フィルム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実施の形態の一例を示す断面図である。
【図３】図２に示す多層配線基板の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・・液晶ポリマー層
２・・・・・・・・被覆層
３・・・・・・・・絶縁フィルム
４・・・・・・・・配線導体
５・・・・・・・・貫通導体
６・・・・・・・・多層配線基板
Claims (8)
- 液晶ポリマー層の上下面に熱硬化性樹脂から成る被覆層を有して成り、層方向における熱膨張係数が３×１０−６〜４０×１０−６／℃であり、かつ１９０〜２７０℃の温度で２〜１８０分間加熱した際の前記層方向における収縮率が０．１５％以下であることを特徴とする絶縁フィルム。
- 前記液晶ポリマー層の厚みが４０〜９０％であることを特徴とする請求項１記載の絶縁フィルム。
- 前記液晶ポリマー層は、水との接触角が３〜６５°であって、かつ表面エネルギーが４５〜８０ｍＪ／ｍ２であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の絶縁フィルム。
- 前記液晶ポリマー層の上下面は算術平均粗さＲａが０．０５〜５μｍ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絶縁フィルム。
- 前記被覆層は、粒子径が０．１〜２μｍである無機絶縁粉末を１０〜７０体積％含有してい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絶縁フィルム。
- 前記無機絶縁粉末は、その形状が略球状であることを特徴とする請求項５記載の絶縁フィルム。
- 前記熱硬化性樹脂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６のいずれかに記載の絶縁フィルム。
- 上下面の少なくとも一方の面に金属箔から成る配線導体が配設された請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の絶縁フィルムを複数積層して成るとともに、該絶縁フィルムを挟んで上下に位置する前記配線導体間を前記絶縁フィルムに形成された貫通導体を介して電気的に接続したことを特徴とする多層配線基板。
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