JP2006100463A - プリント配線板用層間絶縁層、プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【手段】 硬化樹脂中に鱗片状粒子を分散させてなる層間絶縁層を基板上に形成し、光学的な転写方法や煩雑なエッチング処理を用いることなく、配線パターンやバイアホールに対応する凹凸を有するモールドを用いたインプリント法によって、配線パターンやバイアホールを層間絶縁層に容易かつ正確に転写できるプリント配線板の製造方法を提案する。
【選択図】 図11
Description
そのため、最近では、配線板に導体回路を形成する方法として、層間絶縁材料を基板表面に塗布して層間絶縁層を形成し、この層間絶縁層の表面を粗化した後、アディティブ法、あるいはセミアディティブ法で回路形成することが行われている。
このような無機粒子を添加する理由は、層間絶縁材料の熱膨張係数を小さくして、層間絶縁層や、ICとプリント配線板との間のバンプにクラックが入りにくくするためである。
しかしながら、球状粒子を増やしていくと熱膨張係数は下がるが、柔軟性が損なわれるため、層間絶縁層にクラックが生じるという問題や、粒子の含有量が多すぎると、バイアホール中に粒子が残ってしまい接続信頼性が低下するという問題がある。このようなバイアホールの接続信頼性に関する問題は、とくに開口径が70μm以下のバイアホールにおいて顕著となる。
上記S.Y.Chou等の提案しているインプリント法について、図19を用いて説明する。
(1) まず、表面にシリコン酸化膜204を形成してなるシリコン基板202を用意し、そのシリコン膜204の部分に、転写すべきパターンの鏡像に対応する反転パターンを形成する。シリコン酸化膜204へのパターンニングには、例えば、通常の電子ビーム転写法の技術などを用いることができる。こうして、表面に転写すべきパターンの鏡像に対応する凹凸203を設けてなるモールド200を形成する(図19(a))。
その第1は、多層プリント配線板を形成する層間絶縁層の材料として、上記インプリント法で用いられているPMMAなどの熱可塑性樹脂を用いて多層化しようとすると、多層化時のパターン形成工程において、下層の層間絶縁材料も同時に軟化してしまい、パターンの位置、形状および層間絶縁層の厚みを保持できず、多層化ができないという問題である。
それは、モールド除去後の工程に、層間絶縁層が軟化するような熱処理工程が存在するからである。とくに、このような熱処理工程で層間絶縁層が軟化すると、層間絶縁層に転写された溝形状が台形化し、配線パターン形成用溝およびバイアホール形成用溝に充填される導体回路間の間隔が狭くなり、絶縁信頼性の観点から配線パターンの微細化が困難になる。
本発明の他の目的は、インピーダンス制御が容易で、電気的接続性が長期的に安定したプリント配線板を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、導体回路やバイアホール等の配線パターンと鏡像関係にあるような形状のモールドを用いたインプリント法によって、層間絶縁層内にバイアホールを含んだ微細な配線パターンを容易にかつ正確に転写形成でき、かつ層間絶縁層内に埋設形成された配線パターン間の絶縁性および層間接続性に優れた多層プリント配線板と、その多層プリント配線板の製造方法を提供することにある。
(1) 基体上に形成され、硬化樹脂中に、鱗片状粒子を分散させてなることを特徴とするプリント配線板用層間絶縁層である。
本発明において、前記鱗片状粒子とは、粒子表面の長手方向の平均長さA(以下、単に「平均長さ」という)に対して厚さが極めて薄い粒子のことを指しており、平均長さAが0.01〜3μmの範囲、平均幅Bが0.01〜3μmの範囲、および厚みDが0.001〜1μmの範囲の粒子が用いられる。
また、前記鱗片状粒子は、そのアスペクト比(平均長さA/厚みD)が20〜2000の範囲内のものを用いることができる。
また、前記鱗片状粒子の含有量は、樹脂を含んだ全体に対して1〜50wt%の範囲とすることができる。
(2) 基板上に導体回路と層間絶縁層が交互に積層され、各層の導体回路はスルーホールおよび/またはバイアホールを介して互いに電気的に接続されてなるプリント配線板であって、
前記層間絶縁層は、前記(1)に記載されたような、硬化樹脂中に鱗片状粒子を分散させてなるものであることを特徴とするプリント配線板である。
(3) 基板上の層間絶縁層に埋設状態で形成された導体回路およびバイアホールとが、これらと鏡像関係にある凸部を有するモールドを用いてインプリント法で形成されてなるプリント配線板において、
前記層間絶縁層は、前記(1)に記載されたような、硬化樹脂中に鱗片状粒子を分散させてなるものであることを特徴とするプリント配線板である。
(4) コア基板上の層間絶縁層に埋設状態で形成された導体回路およびバイアホールとが、これらと鏡像関係にある凸部を有するモールドを用いてインプリント法で形成されてなる多層プリント配線板において、
前記層間絶縁層が、熱硬化性樹脂、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合樹脂、感光性を付与した熱硬化性樹脂、感光性を付与した熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合樹脂および感光性樹脂から選ばれる少なくとも1つの樹脂によって形成されていることを特徴とする多層プリント配線板である。
前記層間絶縁層としては、前記樹脂中に鱗片状粒子を混合させたものを用いることができる。
(5) 絶縁基板上の層間絶縁層に埋設状態で形成された導体回路およびバイアホールを有する多層プリント配線板の製造に当たり、その製造工程の中に少なくとも下記(a)〜(e)の工程、すなわち、
(a)熱硬化性樹脂、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合樹脂、感光性を付与した熱硬化性樹脂、感光性を付与した熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合樹脂および感光性樹脂から選ばれる少なくとも1つの樹脂からなる液状タイプあるいはドライフィルムタイプの層間絶縁材料を、前記絶縁基板上に塗布し、あるいは貼付して未硬化層間絶縁層を形成する工程、
(b)前記未硬化層間絶縁層を軟化させ、次いで、前記導体回路およびバイアホールと鏡像関係にある凸部を有するモールドを前記軟化された層間絶縁層に圧入することにより、該層間絶縁層に導体回路形成用凹部およびバイアホール形成用凹部あるいは貫通孔を形成する工程、
(c)前記軟化された層間絶縁層に形成された前記凹部および/または貫通孔の形状を保持できる程度に、該層間絶縁層の温度を降下あるいは上昇させ、その後、前記モールドを層間絶縁層から取り外す工程、
(d)前記モールドを取り外した層間絶縁層を加熱処理または紫外線照射した後、さらに加熱処理することによって硬化させ、硬化層間絶縁層とする工程、
(e)前記硬化層間絶縁層に形成された凹部および/または貫通孔内に導電材料を充填することによって、導体回路およびバイアホールを形成する工程、
を含むことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法である。
前記(5)に記載の製造方法において、工程(d)と工程(e)との間に、前記硬化層間絶縁層の表面を粗化液によって粗化して、硬化層間絶縁層表面に粗化層を形成する工程、
を介在させることができる。
(6) 絶縁基板上の層間絶縁層に埋設状態で形成された導体回路およびバイアホールを有する多層プリント配線板の製造に当たり、その製造工程の中に少なくとも下記(a)〜(f)の工程、すなわち、
(a)粗化液に可溶性である樹脂粒子、エラストマー粒子、無機粒子から選ばれる少なくとも1種の粒子を、熱硬化性樹脂、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合樹脂、感光性を付与した熱硬化性樹脂、感光性を付与した熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合樹脂および感光性樹脂から選ばれる少なくとも1つの樹脂からなる樹脂マトリックス中に分散させてなる、液状タイプあるいはドライフィルムタイプの層間絶縁材料を、前記絶縁基板上に塗布し、あるいは貼付して未硬化層間絶縁層を形成する工程、
(b)前記未硬化層間絶縁層を軟化させ、次いで、前記導体回路およびバイアホールと鏡像関係にある凸部を有するモールドを前記軟化された層間絶縁層に対して圧入することにより、該層間絶縁層の表面に導体回路形成用凹部およびバイアホール形成用凹部あるいは貫通孔を形成する工程、
(c)前記軟化された層間絶縁層に形成された前記凹部および/または貫通孔の形状を保持できる程度に、該軟化された層間絶縁層の温度を降下あるいは上昇させ、その後、前記モールドを層間絶縁層から取り外す工程、
(d)前記モールドを取り外した層間絶縁層を加熱処理または紫外線照射した後、
さらに加熱処理することによって硬化させ、硬化層間絶縁層とする工程、
(e)前記硬化層間絶縁層の表面を粗化液によって粗化して、該硬化層間絶縁層表面に粗化層を形成する工程、
(f)前記硬化層間絶縁層に形成された前記凹部および/または貫通孔内に導電材料を充填することによって、導体回路およびバイアホールを形成する工程、
を含むことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法である。
(7) 絶縁基板上の層間絶縁層に埋設状態で形成された導体回路およびバイアホールを有する多層プリント配線板の製造に当たり、その製造工程の中に少なくとも下記(a)〜(e)の工程、すなわち、
(a)熱硬化性樹脂、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合樹脂、感光性を付与した熱硬化性樹脂、感光性を付与した熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合樹脂および感光性樹脂から選ばれる少なくとも1の樹脂からなる液状タイプあるいはドライフィルムタイプの層間絶縁材料を、前記絶縁基板上に塗布し、あるいは貼付して未硬化層間樹縁層を形成する工程、
(b)前記未硬化層間絶縁層を軟化させ、次いで、前記導体回路およびバイアホールと鏡像関係にある凸部を有し、かつ少なくともその凸部の表面に微細な凹凸を有するモールドを、前記軟化された層間絶縁層に対して圧入することにより、該層間絶縁層の表面に、アンカーが形成されてなる導体回路形成用凹部およびバイアホール形成用凹部または貫通孔を形成する工程、
(c) 前記軟化された層間絶縁層に形成された凹部および/または貫通孔の形状を保持できる程度に、前記層間絶縁層の温度を降下あるいは上昇させ、その後、前記モールドを層間絶縁層から取り外す工程、
(d)前記モールドを取り外した層間絶縁層を加熱処理または紫外線照射した後、さらに加熱処理することによって硬化させ、硬化層間絶縁層とする工程、
(e)前記硬化層間絶縁層に形成された前記凹部および/または貫通孔内に導電材料を充填することによって、導体回路およびバイアホールを形成する工程、
を含むことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法である。
特に、前記相乗効果は、樹脂がガラス転移温度(以下、単に「Tg」という)を越えた温度領域での熱膨張係数α2に表れる。熱膨張係数は、Tgを越えると、Tg以下の熱膨張係数α1に対して、通常3倍程度となるが、立体拘束効果と抑制効果の影響で、α2を小さくすることができる。例えば、Pbフリー半田(例えば、Sn、Ag、Cu、Bi、In、Znから選ばれる1種または2種以上からなり融点が205℃を超え、300℃以下の半田)を介して電子部品を実装する場合、実装温度がTgを大きく越えるので、本発明の層間絶縁層を用いると実装信頼性が著しく向上する。
本発明において、硬化樹脂中に分散されている鱗片状粒子とは、粒子表面の平均長さAに対して厚さが極めて薄い粒子のことを指しており、平均長さAが0.01〜3μmの範囲、平均幅Bが0.01〜3μmの範囲、および厚みDが0.001〜1μmの範囲の粒子が用いられる。
したがって、電源層やグランド層の電気抵抗が減少することになり、ICのトランジスタへの電源供給が瞬時に行なわれるので、駆動周波数が3GHz以上のICをプリント配線板に搭載しても誤動作が発生しにくいのである。
このように、粒子が割れると、その割れた部分はクラックの起点となり、また、粒子の平均長さAが大きすぎると層状に粒子が配向しやすいので、立体拘束効果が小さくなる。前記範囲内であれば、立体拘束効果と抑制効果が効果的に発揮されるのである。
本発明における鱗片状粒子としては、鱗片状の絶縁体であれば、特に限定されることはないが、例えば、アルミナ、ジルコニアあるいはガラス等の鱗片状無機粒子の他に、層状珪酸塩等の積層体を用いることができる。
前記層状珪酸塩は、天然物であってもよいし、合成物であってもよい。また、これらの鱗片状無機粒子は、単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。
なお、本明細書において、層状珪酸塩の積層体の平均層間距離とは、層状珪酸塩の微細薄片状結晶を層とした場合の平均の層間距離を意味し、X線回折ピークによる算出または透過型電子顕微鏡撮影より求めることができる。
5層以下に分散している層状珪酸塩の割合A(%)
=(Y/X)×100 (1)
そのため、層間絶縁層は、α1およびα2が均一に小さくなり、耐熱性、熱伝導率、耐ヒートサイクル性およびPbフリーの高温半田の実装信頼性が高いという効果を有する。また、主骨格が低極性なので、周波数3GHz以上の信号を遅延なく伝達できるという効果も有する。
なお、前記エポキシ樹脂とは、少なくとも1個のオキシラン環(エポキシ基)を有する有機化合物をいう。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」または「メタクリル」を意味する。
前記感光性を付与された熱硬化型樹脂は、単独で用いてもよいし、2種類以上を複合して用いたものでもよい。
前記感光性樹脂としては、ポリメタクリル酸メチルなどのアクリル系樹脂や熱硬化性樹脂の官能基を100%アクリル化したものが好適である。
なお、この樹脂に用いられる増感剤としては、ミヒラーケトンやイルガキュア651 ,イソプロピルチオキサンソンなどが好適であり、上記光開始剤のなかには、増感剤として作用するものが好適である。
前記鱗片状粒子として、層状珪酸塩等の積層体を用いた場合、樹脂の硬度が導体の硬度に接近したものとすることができるので、樹脂と導体層の研磨条件が極端に異なることはない、即ち、層間絶縁層とそれに埋設された導体層表面の研磨性を接近させることができるので、それらの表面の平坦化が容易となる。その結果、一の層間絶縁層とそれに埋設された導体層上に形成される他の層間絶縁層の厚みを容易に均一化できるため、インピーダンス整合が容易となる。
まず、コア基板上に塗布または貼付した層間絶縁材からなる層(未硬化層間絶縁層)を加熱して軟化させた状態で、導体回路(配線パターン)形成用の凹部およびバイアホール形成用の凹部あるいは貫通孔(以下、これらの凹部あるいは貫通孔を、単に「溝」という)にそれぞれ対応する凸部を有するモールドを、前記未硬化層間絶縁層中に押し込み(圧入して)、導体回路形成用溝およびバイアホール形成用溝を形成する。
このモールドを形成する材料としては、金属またはセラミックを用いることができる。例えば、金属製のモールドとしては、ニッケル、銅、クロム等が、またセラミック製のモールドとしては、ガラス、シリコン、カーボン、窒化アルミニウム等を用いることができる。
また、インプリント法によってプリント配線板を製造する際に用いられる層間絶縁層は、前述したような熱硬化性樹脂および硬化剤を用いて形成することができる。
このような溶剤としては、例えば、ジメチルホルムアミド(DMF )や塩化メチレン、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ノルマルメチルピロリドン(NMP )、メチルエチルケトン(MEK)などが使用できる。また、硬化開始温度未満の温度にて、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とを加熱溶融させて混合させたものであってもよい。
前記鱗片状粒子は、樹脂を膨潤させる膨潤液に浸漬した後、水洗いし、さらに樹脂を溶解させる粗化液に浸漬すると、樹脂が溶解する際に樹脂層から脱落してアンカーを形成するので、導体層と樹脂との間の密着強度を向上させる作用も有する。
前記粗化液に可溶性の樹脂粒子としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂のなかから選ばれるいずれか少なくとも1種が使用される。なかでも、前記エポキシ樹脂は、特性的にも優れており最も好適である。
特に、炭化ケイ素や窒化アルミニウムなどのように高熱伝導率の無機粒子を使用すると、接着剤層の熱伝導率を向上させることができる。
前記凹凸の大きさとしては、0.01〜3μm程度が望ましい。その理由は、3μmを超えると、アンカーが深くなり、20 μm以下の微細な配線パターンを転写できなくなるからであり、0.05μm未満になると導体回路と層間絶縁層との間の十分な密着強度を確保できないため、導体回路が層間絶縁層から剥離したり、層間絶縁層にクラックが発生するからである。
(1) 先ず、導体回路が形成されたコア基板上に、熱硬化性樹脂単独、あるいは熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合樹脂からなる液状あるいはドライフィルムの層間絶縁材を塗布あるいは貼付して、未硬化層間絶縁層を形成する。
(2) 上記基板を、層間絶縁材が最低溶融粘度を示す温度±20℃まで昇温する。最低溶融粘度を示す温度±10℃が好適範囲である。このような温度設定は、低い圧力でモールドを押し込むために有利である。
(3) 前記コア基板上に形成した未硬化層間絶縁層に、導体回路およびバイアホールと鏡像関係にある凸部を有するモールドを、位置合わせした後、押し込んで、未硬化層間絶縁層に圧入させ、導体回路形成用溝およびバイアホール形成用溝を形成する。
(4) 溝が形成された前記未硬化層間絶縁層を、その最低溶融粘度を示す温度+5℃以上の温度で仮硬化させ、その後、未硬化層間絶縁層から前記モールドを取り外す。
(5) 次に、未硬化層間絶縁層の温度を上昇させ、上記樹脂を完全に熱硬化させる。
このような工程で、未硬化層間絶縁層に導体回路形成用溝およびバイアホール形成用溝を形成して、未硬化層間絶縁層を硬化させれば、モールドが圧入されていない状態で未硬化層間絶縁層の最低溶融粘度を通過することがないので、溝形状を常時、適正に維持することができる。
(6) 前記溝が形成された層間絶縁層の表面に触媒を付与した後、無電解銅めっき処理を施すことによって、底面や側面を含んだ表面全体に無電解銅めっき層を形成する。
(7) 前記無電解銅めっき層上に、電解銅めっき処理を施すことによって、層間絶縁層に形成した溝に完全に銅めっきを充填すると同時に、層間絶縁層の表面全体も銅めっきによって被覆された状態とする。
(8) 前記層間絶縁層の表面が露出するまで銅めっき層を研磨することによって、層間絶縁層に形成された導体回路形成用溝およびバイアホール形成用溝内に銅めっきが充填されてなる導体回路およびバイアホールを形成する。
なお、上述した例では、溝内にめっきを充填して導体回路およびバイアホールを形成したが、そのめっきに限定されるべきではなく、例えば、導電ペーストや半田等を印刷によって、導体回路形成用溝およびバイアホール形成用溝に充填させてもよいし、スパッタや蒸着等の物理的手法で溝内に導体層を充填形成してもよい。また、物理的手法とめっきの組み合わせによって形成してもよい。
また、モールドによって導体回路形成用溝およびバイアホール形成用溝を転写した後に、層間絶縁層の表面を化学的あるいは物理的なクリーニング処理を行なってもよい。ここで、化学的あるいは物理的なクリーニング処理を行なう目的は、溝の底部に樹脂等の残滓が残存している場合には、それに起因した層間の接続不良を引き起こすおそれがあるため、予めそれらの残存樹脂をクリーニングにより除去することにある。
以下、本発明にかかる層間絶縁材層を用いた多層プリント配線板およびその製造方法について、実施例に基づいて詳細に説明する。
メチルエチルケトン(以下、「MEK」と言う)20gとキシレン80gの混合溶媒中に、鱗片状粒子(株式会社ホージュン社製、商品名「エスベンC」、分散時のアスペクト比:〜500、結晶サイズ:〜0.5μm)を15g添加し、三本ローラで混練して鱗片状粒子含有混練物とした。
(B)エポキシ樹脂含有溶液の作製
MEK6.8gとキシレン27.2gの混合溶媒に、固形エポキシ樹脂(ジャパン・エポキシ・レジン社製、商品名「エピコート1007」)85gを添加、混合してエポキシ含有溶液とした。
前記(A)で作製した鱗片状粒子含有混練物と、前記(B)で作製したエポキシ含有溶液と、硬化剤としてのジシアンジアミド(ビィ・ティ・アイ・ジャパン社製、商品名「CG−1200」、固形エポキシ分100gに対して3.3g)と、硬化触媒(四国化成社製、商品名「キュアゾール2E4HZ」、固形エポキシ分100gに対して3.3g)とを三本ローラで混練して接着剤溶液を得た。
この接着剤溶液をロールコータ(サーマトロニクス貿易社製)を使用して、ポリエチレンテレフタレートのシート上に塗布し、その後、160℃、5分間の条件で加熱乾燥し、溶媒を除去することによって、厚みが40μmの絶縁性フィルムを作製した。
この絶縁フィルムに含まれる鱗片状粒子を透過型電子顕微鏡(5万〜10万倍)を用いて観察したところ、分散時での最小結晶サイズ(粒子の最小幅あるいは最小長さのうち、いずれか小さい方)が、0.1μmであったので、本実施例での鱗片状粒子のアスペクト比は100〜500となる。
図9に示すような多層プリント配線板の製造方法について、図1〜図8を参照して説明する。
(1)コア金属層形成
まず、図1(a)に示すような厚さ50〜400μmの金属板10に、表裏を貫通する開口12を設ける(図1(b))。この金属板の材質としては、銅、ニッケル、亜鉛、アルミニウム、鉄等の金属、またはこれらの合金等が用いられる。ここで、低熱膨張係数の36合金や42合金を用いるとコア基板の熱膨張係数をICの熱膨張係数に近づけることが可能となるので、熱ストレスを低減できる。
前記開口12は、パンチング、エッチング、ドリリング、レーザなどによって穿設され、その開口12を含む金属層10の全面には、電解めっきや、無電解めっき、置換めっき、スパッタ等によって、金属膜13を被覆してコア金属層とする(図1(c))。
なお、金属板10は、単層でも、2層以上の複数層でもよい。
また、金属板10に設けた開口12の角部に面取り加工を施して、その角部を曲面にすることが好ましい。それにより、応力が集中するポイントがなくなるので、角部周辺でのクラック発生を抑制することができる。
前記開口12を設けた金属層10の全体を覆い、かつ開口12を埋めるような樹脂絶縁層14を形成すると共に、その樹脂絶縁層14上に導体層15を形成する。
この絶縁層を形成する材料としては、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、BT樹脂等の熱硬化性樹脂や、その熱硬化性樹脂をガラスクロス、アラミド不織布等の心材に含浸させたBステージのプリプレグ等を用いることができる。
具体的には、金属板10の両面に、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させてなる、厚さ30〜200μm程度のプリプレグを、金属膜13を覆った状態に配置させ、さらにそのプリプレグの外側に厚さ12〜275μmの銅等の金属箔を積層した後、その金属箔上から加熱加圧することによって、プリプレグの樹脂が開口12内に充填されると共に、金属板10の両面を被覆した状態で、プリプレグと金属箔とが圧着、一体化され、それによって、内層の絶縁層14および導体層15を形成する(図1(d))。
前記内層の絶縁層14は、金属層10の両面に樹脂液を塗布して開口12を充填する方法、あるいは樹脂液塗布に加えて、更に金属層10の両面に樹脂フィルムを加熱加圧して圧着させることによって形成することもできる。
前記内層の絶縁層14上に設けた導体層15は、金属箔から形成されているが、電解めっきや無電解めっき等によって厚付けして、2層以上の金属層から形成することもできる。
前記内層の導体層15に対してテンティング法を用いたエッチング処理を施して、信号回路16S、電源層16Pおよびグランド層16Eからなる内層の導体回路16を形成した(図1(e))。
これらの内層の導体回路16の厚さは、10〜250μmの範囲内であることが好ましく、30〜100μmの範囲内であることがより好ましい。その理由は、厚さが10μm未満では、導体の電気抵抗が大きすぎて、ICの電圧降下時に電源を瞬時に供給できない、即ち、ICの駆動電圧に瞬時に戻れないからであり、一方、厚さが250μmを超えると、回路形成部と回路非形成部の凹凸の影響で層間絶縁層の厚みが均一にならないからである。また、基板厚みが厚くなるのでループインダクタンスを小さくすることができない。
この実施例では、内層の導体回路の厚みを、60μmとした。
このような構造にすることで、スルーホールピッチを狭くできる。また、スルーホールと内層導体回路間の間隔を狭ピッチとすることができるので、相互インダクタンスを減少させることができる。
なお、内層の導体回路は、エッチング処理により形成したが、アディティブ法によって形成することもできる。
前記(2)と同様にして、内層の導体回路を覆い、かつその回路間の隙間を埋めるための樹脂絶縁層18を形成し、その樹脂絶縁層18上に外層の導体回路20を形成した。
具体的には、前記(1)〜(3)で形成した基板の両面に、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させてなる、厚さ30〜200μm程度のプリプレグを配置させ、さらにそのプリプレグの外側に厚さ10〜275μmの銅等の金属箔を積層した後、その金属箔上から加熱加圧することによって、プリプレグの樹脂が導体回路間に充填されると共に、導体回路16の両面を被覆した状態で、プリプレグと金属箔とが圧着、一体化される。それによって、外層の絶縁層18および外層の導体回路20が形成される(図2(a))。
なお、この実施例では、金属板10をコアとして、その両面に内層の絶縁層14および導体回路を形成し、さらに、外層の絶縁層18および外層の導体回路20を形成したが、必ずしも金属板10をコアとして用いる必要はなく、片面または両面銅張積層板に回路形成したものを積層することによってコア基板を形成することもできる。
上記(4)で形成したコア基板を貫通する開口径50〜400μmの貫通孔21を形成する(図2(b))。この貫通孔21は、金属板10に設けた開口12の位置に対応して形成され、ドリル加工や、レーザ加工、あるいはレーザ加工とドリル加工を併用することによって形成される。この貫通孔の形状としては、直線状の側壁を有するものであることが好ましく、必要に応じてテーパ状とすることもできる。
前記(5)にて形成した貫通孔21の側壁に導電性を付与するために、側壁にめっき膜22を形成し、そのめっき膜22表面を粗化した後(図2(c))、貫通孔内に樹脂充填材24を充填することによって、めっきスルーホール26を形成した(図2(d))。
この貫通孔21に充填された樹脂充填材24は、仮乾燥した後、基板表面のめっき膜22上に付着した余分な樹脂充填材を研磨により除去し、さらに、150℃で1時間乾燥することによって、完全硬化させることが好ましい。
また、めっき膜22の厚さは、5〜30μmの範囲であることが好ましい。
前記絶縁性樹脂材料の樹脂としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂や、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂、感光性を有する紫外線硬化樹脂、あるいは熱可塑性樹脂等が用いられる。これらの樹脂材料は、単一種類の樹脂を用いてもよいし、あるいはそれらの複数種類の樹脂を複合したものを用いることができる。
前記粒子の粒径は、0.1〜5μmの範囲であることが好ましく、同一径の粒子、あるいは粒径が異なる粒子を混合したものを用いることができる。
また、前記導電性樹脂材料としては、樹脂成分に金属粒子や硬化剤等を含有させてなる導電性ペーストが用いられる。
また、導電性ペーストに代えて、貫通孔21をめっき充填することも可能である。めっき充填した場合には、導電性ペーストのように、硬化収縮に伴って表層に凹部が形成されることがなくなる。
前記(6)にてめっきスルーホール26を形成した基板の両面全体にめっき膜を被覆形成した(図3(a))後、テンティング法を用いたエッチング処理を施して、めっきスルーホール26の直上に蓋めっき層28を形成すると共に、信号層30S、電源層30Pおよびグランド層30Eからなる外層の導体回路30を形成した(図3(b))。
この実施例では、外層の導体回路30の厚みを、35μmとした。
前記多層コア基板32の両面に黒化処理および還元処理を行って、外層の導体回路30の側面および上面(スルーホールのランド表面を含む)に粗化層34を形成した(図3(c))。
前記多層コア基板32の外層の導体回路非形成部、即ち、外層の導体回路間の隙間に樹脂充填材36を充填した(図4(a))。この樹脂充填材は、前記(6)の工程にて、貫通孔21内に充填された樹脂充填材24と同一のものを用いることができる。
前記樹脂充填を終えた基板の片面を、ベルトサンダー等の研磨により、外層の導体回路30の側面および上面に設けた粗化面34のうち、上面に設けた粗化層を除去すると共に、導体回路30の外縁部に樹脂充填材36が残らないように研磨し、次いで、上記研磨による傷を取り除くため、外層の導体回路30の上面にバフ等でさらに研磨を行った。このような一連の研磨を基板の他方の面についても同様に行なって平滑化した。次いで、100℃で1時間、150℃で1時間の加熱処理を行って樹脂充填材36を硬化した(図4(b))。
前記(10)の工程にて平滑化された外層の導体回路30S、30P、30Eの表面(スルーホールのランド表面を含む)に、エッチング液をスプレイで吹きつけて、外層の導体回路の上面に粗化層38を形成した(図4(c))。
前記粗化層38を形成した外層の導体回路表面に、前記(C)にて形成した樹脂フィルム40を載置し、仮圧着して裁断した後、さらに、真空ラミネーター装置を用いて基板表面に貼付けて、層間樹脂絶縁層42を形成した(図5(a))。
次に、層間樹脂絶縁層上に、厚さ1.2mmの貫通孔が形成されたマスクを介して、波長10.4μmの炭酸ガスレーザを用いて、ビーム径4.0mm、トップハットモード、パルス幅10〜25μ秒、マスクの貫通孔の径1.0〜2.2mmφ、1〜3ショットの照射条件のもとで層間樹脂絶縁層42に、直径30〜70μmのバイアホール用開口44を形成した(図5(b))。
前記バイアホール用開口44を設けた基板32を、膨潤液に浸漬し、水洗した後、60g/lの過マンガン酸を含む80℃の溶液に10分間浸漬することによって、層間樹脂絶縁層42の硬化樹脂中に分散している鱗片状粒子を層間樹脂絶縁層表面から脱落させて、バイアホール用開口44の内壁を含む層間樹脂絶縁層42の表面に粗化層46を形成した(図5(c)。この粗化層46の粗度は、0.01〜2μmであった。
次に、上記処理を終えた基板32を、中和溶液(シプレイ社製)に浸漬してから水洗いした。その後、O2プラズマや、CF4プラズマ等の物理的方法によって、バイアホール底部に残存する樹脂や粒子の残渣を除去するデスミア処理を施してもよい。
さらに、粗面化処理した該基板の表面に、パラジウム触媒を付与することにより、層間樹脂絶縁層40の表面およびバイアホール用開口44の内壁面に触媒核を付着させた。
次に、前記(15)の工程にて触媒を付与した基板32を、以下のような組成の無電解銅めっき水溶液中に浸漬して、粗化層46の表面全体に厚さ0.6〜3.0μmの無電解銅めっき膜48を形成し、バイアホール用開口44の内壁を含む層間樹脂絶縁層42の表面に導体層が形成された基板を得る(図4(d))。
(無電解銅めっき液)
硫酸銅: 0.03mol/l
EDTA: 0.200mol/l
HCHO: 0.18g/l
NaOH: 0.100mol/L
α、α'−ビピリジル: 100mg/l
ポリエチレングリコール: 0.10g/l
(めっき条件)
34℃の液温で40分
前記無電解銅めっき膜48上に市販の感光性ドライフィルムを張り付け、マスクを載置して、現像処理することにより、厚みが10〜30μmのめっきレジスト50を設けた(図6(a))。
次いで、電解銅めっき処理を施し、めっきレジスト50非形成部に、厚さ5〜25μmの電解銅めっき膜52を形成した(図6(b))。なお、今回は以下のめっき液と条件で行ない、20μmの電解銅めっき膜を得た。
(電解銅めっき液)
硫酸: 2.24 mol/l
硫酸銅: 0.26 mol/l
添加剤: 19.5 ml/l
(アトテックジャパン社製、商品名:カパラシドGL)
(電解めっき条件)
電流密度: 1 A/dm2
時間: 90±5 分
温度: 22±2 ℃
さらに、めっきレジスト50を5%程度のKOHで剥離除去した後、そのめっきレジスト下の無電解めっき膜48を硫酸と過酸化水素との混合液でエッチング処理して溶解除去し、独立の導体回路54およびバイアホール56とした(図6(c)。
次いで、前記(11)の工程と同様の処理を行い、上層の導体回路54及びバイアホール56の表面に粗化面58を形成した。この上層の導体回路54の厚みは、20μmとした(図6(d)。
前記(12)〜(20)の工程を繰り返すことにより、2層目の層間樹脂絶縁層60を形成し、その層間樹脂絶縁層60上に更なる上層の導体回路62およびバイアホール64を形成することによって、多層配線板を得た(図7(a))。
次に、前記(21)で得た多層配線基板の両面に、市販のソルダーレジスト組成物を12〜30μmの厚さで塗布し、70℃で20分間、70℃で30分間の条件で乾燥処理を行ってソルダーレジスト層66を形成した(図7(b))。その後、ソルダーレジスト開口部のパターンが描画された厚さ5mmのフォトマスクをソルダーレジスト層66に密着させ、1000mJ/cm2 の紫外線で露光し、DMTG溶液で現像処理し、200μmの直径の開口68を形成した(図7(c))。
そして、さらに、80℃で1時間、100℃で1時間、120℃で1時間、150℃で3時間の条件でそれぞれ加熱処理を行ってソルダーレジスト層66を硬化させ、上層の導体回路62の表面が露出するような開口68を有し、厚さが10〜25μmのソルダーレジストパターン層を形成した。
次に、ソルダーレジスト層66を形成した基板を、無電解ニッケルめっき液に浸漬して、開口68から露出する上層の導体回路62の表面に、厚さ5μmのニッケルめっき層を形成し、さらに、その基板を無電解金めっき液に浸漬して、ニッケルめっき層上に、厚さ0.03μmの金めっき層を形成し、ニッケル−金層70とした(図7(d)。このニッケル−金層以外にも、スズや、貴金属層(金、銀、パラジウム、白金など)の単層を形成してもよい。
その後、前記基板の一方の面側(ICチップ実装側)には、前記ソルダーレジスト層66の開口68から露出する上層の導体回路62の表面に、スズ−鉛を含有する半田ペーストを印刷し、さらに他方の面側には、同様に、スズ−アンチモンを含有する半田ペーストを印刷した後、200℃でリフローすることにより外部端子を形成して、はんだバンプ72を有する多層プリント配線板を製造した(図8)。
前記多層プリント配線板には、半田バンプ72を介してICチップ74が実装され、さらにチップコンデンサ76が実装される。
なお、多層配線基板の裏面から表面までをバイアホールとスルーホールを介して電気的に接続する回路を形成し、さらにICを介してその回路に接続され、表面から裏面までを他のバイアホールとスルーホールを介して電気的に接続するような接続抵抗評価用パターンを5種類(第1〜第5パターン)作製した。接続抵抗評価用の第1のパターンは、開口径が30μmであるバイアホール100個を電気的に接続してなる閉回路によって形成し、同様に、開口径が40μm、50μm、60μmおよび70μmのバイアホールをそれぞれ100個含んでなる閉回路によって、接続抵抗評価用の第2〜第5パターンを形成した。
そして、ICチップ74およびチップコンデンサ76が実装された多層プリント配線板を、外部端子78を介してマザーボード80に取り付けた(図9)。
(A)鱗片状粒子含有混練物の作製
MEK33gとキシレン67gの混合溶媒中に、鱗片状粒子(株式会社ホージュン社製、商品名「エスベンC」(分散時のアスペクト比:〜500、結晶サイズ:〜0.5μm)を15g添加し、三本ローラで混練して鱗片状粒子含有混練物とした。
(B)エポキシ含有溶液の作製
MEK11gとキシレン23gの混合溶媒に、固形エポキシ樹脂(ジャパン・エポキシ・レジン社製、商品名:「エピコート1007」)を85g添加、混合してエポキシ含有溶液とした。
(A)鱗片状粒子含有混練物の作製
MEK50gとキシレン50gの混合溶媒中に、鱗片状粒子(株式会社ホージュン社製、商品名「エスベンC」、分散時のアスペクト比:〜500、結晶サイズ:〜0.5μm)を15g添加し、三本ローラで混練して鱗片状粒子含有混練物とした。
(B)エポキシ含有溶液の作製
MEK17gとキシレン17gの混合溶媒に、固形エポキシ樹脂(ジャパン・エポキシ・レジン社製、商品名「エピコート1007」)を85g添加、混合してエポキシ含有溶液とした。
(C)絶縁性フィルムの作製
小型押出機(日本製鋼所社製、商品名「TEX30」)中に、固形エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製、商品名「エピコート1007」)85g、鱗片状粒子として株式会社ホージュン社製、商品名「エスベンC」15gをフィードし、100℃で溶融混練してストランド状に押出し、押出されたストランドをペレタイザーによりペレット化した。
このペレットをMEK/キシレン=1/4の混合溶媒に溶解し、硬化剤としてジシアンジアミド(ビィ・ティ・アイ・ジャパン社製、商品名「CG−1200」)を固形エポキシ分100gに対して3.3g、硬化触媒(四国化成社製、商品名「キュアゾール2E4HZ」)を固形エポキシ分100gに対して3.3gを、この溶液に加え充分に撹拌した後、脱泡して、絶縁樹脂組成物溶液を作製した。次いで、得られた絶縁樹脂組成物溶液を、ロールコータを用いて、ポリエチレンテレフタレートのシート上に塗布した状態で溶媒を除去して40μmの絶縁性フィルムとした。
(A)鱗片状粒子含有混練物の作製
MEK80gとキシレン20gの混合溶媒中に、鱗片状粒子(株式会社ホージュン社製、商品名「エスベンC」、分散時のアスペクト比:〜500、結晶サイズ:〜0.5μm)を15g添加し、三本ローラで混練して鱗片状粒子含有混練物とした。
(B)エポキシ含有溶液の作製
MEK27.2gとキシレン6.8gの混合溶媒に、固形エポキシ樹脂(ジャパン・エポキシ・レジン社製、商品名「エピコート1007」)を85g添加、混合してエポキシ含有溶液とした。
(A)鱗片状粒子含有混練物の作製
MEK100g中に、鱗片状粒子(株式会社ホージュン社製、商品名「エスベンC」、分散時のアスペクト比:〜500、結晶サイズ:〜0.5μm)を15g添加し、三本ローラで混練して鱗片状粒子含有混練物とした。
(B)エポキシ含有溶液の作製
MEK34g中に、固形エポキシ樹脂(ジャパン・エポキシ・レジン社製、商品名「エピコート1007」)を85g添加、混合してエポキシ含有溶液とした。
透過型電子顕微鏡を用いて5万〜10万倍で分散時での最小結晶サイズを観察したところ、0.1μmであったので、本実施例でのアスペクト比は100〜2000となる。
以上説明したような実施例1〜12、参考例1〜2および比較例1にしたがって製造された多層プリント配線板について、耐ヒートサイクル性(接続信頼性)、鱗片状粒子の分散状態、および電気接続性を評価するための各試験を、以下のように実施した。
実施例1、2、9〜12、参考例1〜2および比較例1にしたがって作製した絶縁フィルムのα1(ガラス転移温度Tg以下の熱膨張係数)およびα2(ガラス転移温度Tgを超えた領域での熱膨張係数)を、Thermo Mechanical Analyzer(TMA)を用いて測定した。その結果を表1に示す。
実施例1、2、9〜12、参考例1〜2および比較例1にしたがって製造したプリント配線板を、ヒートサイクル試験機に投入して、以下の条件1および条件2にて耐衝撃試験を行なった。
条件1:-55℃×30分⇔125℃×30分を1サイクルとして3000回繰返した。
条件2:25℃×20sec⇔260℃×10secを1サイクルとして300回繰返した。
サイクル試験終了後、クラック発生の有無を光学顕微鏡(×10)による観察によって確認した。その結果を表1に示す。
なお、クラック発生が確認された場合は×、確認されなかった場合は○とした。この結果から、耐衝撃性は混合する粒子の形状で差が生じ、鱗片状粒子を混合することで耐衝撃性が向上することが確認できた。Tgを超えるヒートサイクル試験によれば、さらに鱗片状粒子のアスペクト比が耐衝撃性に有意であることが判明し、20〜2000が好適範囲であることが判明した。球状粒子の場合、α1、α2が鱗片状粒子を分散した層間絶縁層より大きいため、層間絶縁層がヒートサイクルに耐えられなくなるものと推察される。
実施例1、2、9〜12、参考例1〜2および比較例1にしたがって製造したプリント配線板を、ヒートサイクル試験機に投入して、以下の条件1および条件2にて耐衝撃試験を行なった。
条件1:-55℃×30分⇔125℃×30分を1サイクルとして、1000回繰返した。
条件2:25℃×20sec⇔260℃×10secを1サイクルとして、100回繰返した。
サイクル試験終了後、接続抵抗の変化量を評価した。
なお、接続抵抗の変化量は、接続抵抗評価用の第1〜第5パターンの初期値とヒートサイクル後の抵抗値を測定し、変化量=(ヒートサイクル後の抵抗値−初期値)/初期値が±5%以内のものを〇、-5%を超え-10%以内または5%を超え10%以内のものを△、それ以外を×とした。
実施例1、3〜8、11、12における絶縁性フィルムから一部を取り出し硬化したものを、透過型電子顕微鏡を用いて5万〜10万倍で観察して、一定面積中において観察できる鱗片状粒子の数を計測(X)し、その内の完全分散している鱗片状粒子(単層で分散している鱗片状粒子)の数をY、5層以下で分散している鱗片状粒子の数をZとし、完全分散している鱗片状粒子の割合(%)=(Y/X)×100 、5層以下で分散している鱗片状粒子の割合(%)=(Z/X)×100で計算した。その結果を表3に示す。
実施例1、3〜8、11、12にしたがって製造したプリント配線板を、ヒートサイクル試験機に投入して、以下の条件にて耐衝撃試験を行なった。
条件:-55℃×30分⇔125℃×30分を1サイクルとして、1000回、2000回繰返した。サイクル試験終了後、接続抵抗の変化量を評価した。その結果を表3に示す。
なお、接続抵抗の変化量は、接続抵抗評価用の第3パターンの初期値とヒートサイクル後の抵抗値を測定し、変化量=(ヒートサイクル後の抵抗値−初期値)/初期値が±5%以内のものを〇、-5%を超え-10%以内または5%を超え10%以内のものを△、それ以外を×とした。
実施例1〜12、参考例1〜2および比較例1にしたがって製造したプリント配線板に、駆動周波数が1GHzのICチップ(FSB:100〜133MHz)を搭載したときの誤動作の有無と、駆動周波数が3GHzのICチップ(FSB:400〜800MHz)を搭載したときの誤動作の有無を調べた。ここで、ICチップの誤動作の有無に関しては、ICチップのトランジスタの同時スイッチングを100回および300回繰り返し、その間に誤動作が発生したかどうかを確認した。その試験結果は表4に示す。なお、誤動作が1回でもあったものは×、無かったものは〇とした。
(A)層間絶縁層用フィルムの作製
(1) ビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェル製、商品名「E−1001」)40重量部と、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(油化シェル製、商品名「E−154」)60重量部と、イミダゾール型硬化剤(四国化成製、商品名「2PHZ」)5重量部とブチルセロソルブアセテート75重量部とを三本ローラーで攪拌、混合してフィルム前駆体を調整した。
(2) このフィルム前駆体をロールコータ(サーマトロニクス貿易製)を使用して、ポリメチルペンテン(TPX)(三井石油化学工業製、商品名「オピュランX−88」、軟化点180℃)製の42〜45μm厚のフィルム状に塗布し、その後、80℃で2時間、120℃で5時間、150 ℃で2時間、乾燥硬化させて厚さ40μmの層間絶縁層用樹脂フィルム層を形成した。
ビスフェノールF型エポキシモノマー(油化シェル社製、商品名「YL983U」、分子量:310)100重量部、表面にシランカップリング剤がコーティングされた平均粒径が1.6μmで、最大粒子の直径が15μm以下のSiO2 球状粒子(アドテック社製、商品名「CRS 1101−CE」)72重量部およびレベリング剤(サンノプコ社製、商品名「ペレノールS4」)1.5重量部を容器にとり、攪拌混合することにより、その粘度が23±1℃で30〜60Pa・sの樹脂充填材を調製した。なお、硬化剤として、イミダゾール硬化剤(四国化成社製、商品名「2E4MZ−CN」)6.5重量部を用いた。
(1)厚さ0.8mmのガラスエポキシ樹脂またはBT(ビスマレイミドトリアジン)樹脂からなる絶縁性基板100の両面に12μmの銅箔102がラミネートされている銅張積層板を出発材料として用いた(図10(a)参照)。
なお、ここでは、絶縁抵抗が測定できるように、テストパターンとしてL/S=5/5μmの櫛歯パターンを形成するための溝に相当する凸部をモールド120に形成した。
〔無電解めっき水溶液〕
硫酸銅 0.030 mol/l
EDTA 0.200 mol/l
HCHO 0.18 g/l
NaOH 0.100 mol/l
α、α′−ビピリジル 100 mg/l
ポリエチレングリコール(PEG) 0.10 g/l
〔無電解めっき条件〕
34℃の液温度で40分
〔電解めっき液〕
硫酸 2.24 mol/l
硫酸銅 0.26 mol/l
添加剤(アトテックジャパン社製、カパラシドGL)
19.5 ml/l
〔電解めっき条件〕
電流密度 3A/dm2
時間 75分
温度 22±2℃
上記(1)〜(19)の工程によって製造された多層プリント配線板は、配線パターンがL/S=5/5μmであるような凸部が形成されたモールド120および140を用いたが、これに加えて、L/S=2.5/2.5μm、7.5/7.5μm、10/10μm、12.5/12.5μmおよび15/15μmであるような配線パターンに対応した凸部を形成した異なるモールドを作製すると共に、これらの各モールドを用いて、上記(1)〜(19)の工程にしたがって、L/Sの異なる配線パターンを有する多層プリント配線板を製造した。
ただし、L/S=2.5/2.5μmは、ショートしていたため評価から除外した。
(A)層間絶縁材用フィルムの作製
(1)クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬製、商品名「EOCN-104S」 、エポキシ当量220 、分子量5000)65重量部、ポリエーテルスルホン(PES)(ICI製、商品名「Victrex」 、分子量17000 )40重量部、イミダゾール系硬化剤(四国化成製、商品名「2E4MZ-CN」)5重量部を混合した後、NMP(ノルマルメチルピロリドン)を添加しながら、ホモディスパー攪拌機で粘度120CPSに調整してフィルム前駆体を作製した。
(2)このフィルム前駆体をロールコータ(サーマトロニクス貿易製)を使用して、ポリメチルペンテン(TPX)(三井石油化学工業製、商品名「オピュランX−88」、軟化点180℃)製の50μm厚のフィルム上に塗布し、その後、80℃で2時間、120 ℃で5時間、150 ℃で2時間、乾燥硬化させて厚さ40μmの層間絶縁層用樹脂フィルム層を形成した。
(A)層間絶縁材用フィルムの作製
(1) DMDG(ジメチルグリコールジメチルエーテル)に溶解したクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬製、分子量2500)の25%アクリル化物を56重量部、イミダゾール硬化剤(四国化成製、商品名「2E4MZ-CN」)2重量部、感光性モノマーであるカプロラクトン変成トリス(アクロキシエチル)イソシアヌレート(東亜合成製、商品名「アロニックスM315」 )4重量部、光開始剤(チバガイギー社製、商品名「イルガキュア907」 )2重量部、光増感剤(日本化薬製、商品名「DETX−S」)0.2 重量部を混合した後、NMP(ノルマルメチルピロリドン)30.0重量部を添加しながら混合し、ホモディスパー攪拌機で粘度7Pa・sに調整し、続いて3本ロールで混練してフィルム前駆体を得た。
(2) このフィルム前駆体をロールコータ(サーマトロニクス貿易製)を使用して、ポリメチルペンテン(TPX)(三井石油化学工業製、商品名「オピュランX−88」、軟化点180℃)製の42〜45μm厚のフィルム上に塗布し、その後、80℃で2時間、120 ℃で5時間、150℃で2時間、乾燥硬化させて厚さ40μmの層間絶縁層用樹脂フィルム層を形成した。
(B)スルーホール充填用樹脂組成物の調製
上記実施例13と同様なスルーホール充填用樹脂組成物を調製した。
(1) 実施例13の(1)〜(6)と同様の工程を実施した。
(2) 次に、配線パターン形成用溝122およびバイアホール形成用溝124を形成した層間絶縁層の全面に、1500mJ/cm2の紫外線を照射して、層間絶縁層112を光硬化し、その後、150℃で3時間熱処理を行なって層間絶縁層112を完全に硬化させた。
(3) 上記(2)で得た基板1を、60g/lの過マンガン酸を含む70℃の溶液に10分間浸漬して、層間絶縁層112の表面(溝の側壁・底壁を含む)を粗化した(粗化面の図示は省略)。
(4) 実施例13の(9)〜(19)と同様の工程を実施して、多層プリント配線板を製造した。
(A)鱗片状粒子含有混練物の作製
メチルエチルケトン(以下、「MEK」と言う)20gとキシレン80gの混合溶媒中に、鱗片状粒子(株式会社ホージュン社製 商品名「エスベンC」、分散時のアスペクト比:〜500、結晶サイズ:〜0.5μm)を15g添加し、三本ローラで混練して鱗片状粒子含有混練物とした。
(B)エポキシ含有溶液の作製
MEK6.8gとキシレン27.2gの混合溶媒に、固形エポキシ樹脂(ジャパン・エポキシ・レジン社製、商品名「エピコート1007」)85gを添加、混合してエポキシ含有溶液とした。
前記(A)で作製した鱗片状粒子含有混練物と、前記(B)で作製したエポキシ含有溶液と、硬化剤としてのジシアンジアミド(ビィ・ティ・アイ・ジャパン社製、商品名「CG−1200」、固形エポキシ分100gに対して3.3g)と、硬化触媒(四国化成社製、商品名「キュアゾール2E4HZ」、固形エポキシ分100gに対して3.3g)とを、硬化後の層間絶縁層において鱗片状粒子が20wt%になるように調合し、三本ローラで混練して接着剤溶液を得た。
この接着剤溶液を、ロールコータ(サーマトロニクス貿易社製)を使用して、ポリエチレンテレフタレートのシート上に塗布し、その後、160℃、5分間の条件で加熱乾燥し、溶媒を除去することによって、厚みが40μmの絶縁性フィルムを作製した。
透過型電子顕微鏡を用いて5万〜10万倍で、分散時での最小結晶サイズを観察したところ、0.1μmであったので、本実施例でのアスペクト比は100〜500となる。
(A)層間絶縁材用フィルムの作製
上記実施例13と同様に、層間絶縁層用樹脂フィルム層を作製した。
(B)スルーホール充填用樹脂組成物の調製
上記実施例13と同様に、スルーホール充填用樹脂組成物を調製した。
(1) 実施例13の(1)〜(5)と同様の工程を実施した。
(2) 次に、上層の導体回路に相当する配線パターンおよびバイアホールを形成するための凸部114および116を有するモールド120を作製し(図11(a)参照)、そのモールド120を層間絶縁層12に最低溶融粘度を示す温度±10℃内で、0.8MPaの圧力で3分間押し付けて挿入し(図11(b)参照)、そのままの状態で昇温して最低溶融粘度を示す温度+30℃の時点で、モールド120を層間絶縁層112から取り外した(図11(c)参照)。
上記モールド120の形状については、実施例1と同様であり、そのモールド120にテストパターン用の溝に相当する凸部を形成したことも同様である。
(3) 実施例1の(7)〜(14)と同様の工程を実施した。
(4) 次いで、さらに上層の導体回路に相当する配線パターンおよびバイアホールを形成するための凸部142および144を有する別のモールド140を作製し(図12(c)参照)、そのモールド140を層間絶縁層138に最低溶融粘度を示す温度±10℃内で、110℃で、0.8MPaの圧力で3分間押し込んで圧入し(図13(a)参照)、そのままの状態で昇温して最低溶融粘度を示す温度+30℃の時点で、モールド140を層間絶縁層138から取り外した(図13(b)参照)。
上記モールド140の形状については、実施例1と同様であり、そのモールド140にテストパターン用の溝に相当する凸部を形成したことも同様である。
(5) 実施例13の(16)〜(19)と同様の工程を実施して、多層プリント配線板を製造した。
(A)層間絶縁層用フィルムの作製
(1)クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬製、商品名「EOCN-104S」 、エポキシ当量220 、分子量5000)65重量部、ポリエーテルスルホン(PES)(ICI製、商品名「Victrex」 、分子量17000 )40重量部、イミダゾール系硬化剤(四国化成製、商品名「2E4MZ-CN」)5重量部、エポキシ樹脂微粒子(東レ製、商品名:トレパール、平均粒径1.0μm)15重量部を混合した後、NMP(ノルマルメチルピロリドン)を添加しながら、ホモディスパー攪拌機で粘度120CPSに調整してフィルム前駆体を作製した。
(2)このフィルム前駆体をロールコータ(サーマトロニクス貿易製)を使用して、ポリメチルペンテン(TPX)(三井石油化学工業製、商品名「オピュランX−88」、軟化点180℃)製の50μm厚のフィルム上に塗布し、その後、80℃で2時間、120 ℃で5時間、150 ℃で2時間、乾燥硬化させて厚さ40μmの層間絶縁層用樹脂フィルム層を形成した。
(B)
上記実施例13と同様に、スルーホール充填用樹脂組成物を調製した。
(1)実施例13の(1)〜(7)と同様の工程を実施した。
(2)次に、層間絶縁層112を完全に硬化させてなる基板100を、800g/lのクロム酸を含む80℃の溶液に10分間浸漬して、層間絶縁層112の表面(溝122、124の内壁を含む)を粗化した(粗化面の図示は省略)。
(3)実施例13の(9)〜(19)と同様の工程を実施して、多層プリント配線板を製造した。
(A) 層間絶縁層用フィルムの作製
(1)ビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェル製、商品名「E−1001」)40重量部と、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(油化シェル製、商品名「E−154」)60重量部と、イミダゾール型硬化剤(四国化成製、商品名「2PHZ」)5重量部と、膨潤性フッ素マイカ粒子(コープケミカル社製、商品名「MAE−100」、平均長さ:0.2μm、平均厚み:0.003μm)20wt%と、平均粒子1μmのSiO2粒子20重量部を混合した後、NMP(ノルマルメチルピロリドン)30.0重量部を添加しながら混合し、ホモディスパー攪拌機で粘度7Pa・sに調整し、続いて3本ロールで混練してフィルム前駆体を得た。
(2)このフィルム前駆体をロールコータ(サーマトロニクス貿易製)を使用して、ポリメチルペンテン(TPX)(三井石油化学工業製、商品名「オピュランX−88」、軟化点180℃)製の50μm厚のフィルム上に塗布し、その後、80℃で2時間、120 ℃で5時間、150℃で2時間、乾燥硬化させて厚さ40μmの層間絶縁層用樹脂フィルム層を形成した。
上記実施例13と同様に、スルーホール充填用樹脂組成物を調製した。
(C)多層プリント配線板の製造
(1)実施例13の(1)〜(7)と同様の工程を実施した。
(2)次に、層間絶縁層112を完全に硬化させてなる基板100を、60g/lの過マンガン酸を含む70℃の溶液に10分間浸漬して、層間絶縁層112の表面(溝122、124の内壁面を含む)を粗化した(粗化面の図示は省略)。
(3)実施例13の(9)〜(19)と同様の工程を実施して、多層プリント配線板を製造した。
(A)鱗片状粒子含有混練物の作製
メチルエチルケトン(以下、「MEK」と言う)20gとキシレン80gの混合溶媒中に、鱗片状粒子(株式会社ホージュン社製 商品名「エスベンC」、分散時のアスペクト比:〜500、結晶サイズ:〜0.5μm)を15g添加し、三本ローラで混練して鱗片状粒子含有混練物とした。
(B)エポキシ含有溶液の作製
(1) DMDG(ジメチルグリコールジメチルエーテル)に溶解したクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬製、分子量2500)の25%アクリル化物を56重量部、イミダゾール硬化剤(四国化成製、商品名「2E4MZ-CN」)2重量部、感光性モノマーであるカプロラクトン変成トリス(アクロキシエチル)イソシアヌレート(東亜合成製、商品名「アロニックスM315」 )4重量部、光開始剤(チバガイギー社製、商品名「イルガキュア907」 )2重量部、光増感剤(日本化薬製、商品名「DETX−S」)0.2 重量部を混合した後、NMP(ノルマルメチルピロリドン)30.0重量部を添加しながら混合し、ホモディスパー攪拌機で粘度7Pa・sに調整した。
前記(A)で作製した鱗片状粒子含有混練物と、前記(B)で作製したエポキシ含有溶液と、硬化剤としてのジシアンジアミド(ビィ・ティ・アイ・ジャパン社製、商品名「CG−1200」、固形エポキシ分100gに対して3.3g)と、硬化触媒(四国化成社製、商品名「キュアゾール2E4HZ」、固形エポキシ分100gに対して3.3g)とを、硬化後の層間絶縁層において鱗片状粒子が20wt%になるように調合し、三本ローラで混練して接着剤溶液を得た。
この接着剤溶液を、ロールコータ(サーマトロニクス貿易社製)を使用して、ポリエチレンテレフタレートのシート上に塗布し、その後、160℃、5分間の条件で加熱乾燥し、溶媒を除去することによって、厚みが40μmの絶縁性フィルムを作製した。
(A) 層間絶縁層用フィルムの作製
(1)ビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェル製、商品名:E−1001)40重量部と、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(油化シェル製、商品名「E−154」)60重量部と、イミダゾール型硬化剤(四国化成製、商品名「2PHZ」)5重量部と、平均粒径1μmのSiO2粒子5重量部を混合した後、NMP(ノルマルメチルピロリドン)30.0重量部を添加しながら混合し、ホモディスパー攪拌機で粘度7Pa・sに調整し、続いて3本ロールで混練してフィルム前駆体を得た。
(2)このフィルム前駆体をロールコータ(サーマトロニクス貿易製)を使用して、ポリメチルペンテン(TPX)(三井石油化学工業製、商品名「オピュランX−88」、軟化点180℃)製の42〜45μm厚のフィルム上に塗布し、その後、80℃で2時間、120 ℃で5時間、150 ℃で2時間、乾燥硬化させて厚さ40μmの層間絶縁層用樹脂フィルム層を形成した。
(A) 層間絶縁層用フィルムの作製
(1)ビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェル製、商品名「E−1001」)40重量部と、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(油化シェル製、商品名「E−154」)60重量部と、イミダゾール型硬化剤(四国化成製、商品名「2PHZ」)5重量部と、平均粒径1μmのSiO2粒子10重量部を混合した後、NMP(ノルマルメチルピロリドン)30.0重量部を添加しながら混合し、ホモディスパー攪拌機で粘度7Pa・sに調整し、続いて3本ロールで混練してフィルム前駆体を得た。
(2)このフィルム前駆体をロールコータ(サーマトロニクス貿易製)を使用して、ポリメチルペンテン(TPX)(三井石油化学工業製、商品名「オピュランX−88」、軟化点180℃)製の42〜45μm厚のフィルム上に塗布し、その後、80℃で2時間、120 ℃で5時間、150 ℃で2時間、乾燥硬化させて厚さ40μmの層間絶縁層用樹脂フィルム層を形成した。
(A) 層間絶縁層用フィルムの作製
(1)ビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェル製、商品名「E−1001」)40重量部と、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(油化シェル製、商品名「E−154」)60重量部と、イミダゾール型硬化剤(四国化成製、商品名「2PHZ」)5重量部と、平均粒径1μmのSiO2粒子70重量部を混合した後、NMP(ノルマルメチルピロリドン)30.0重量部を添加しながら混合し、ホモディスパー攪拌機で粘度7Pa・sに調整し、続いて3本ロールで混練してフィルム前駆体を得た。
(2)このフィルム前駆体をロールコータ(サーマトロニクス貿易製)を使用して、ポリメチルペンテン(TPX)(三井石油化学工業製、商品名「オピュランX−88」、軟化点180℃)製の42〜45μm厚のフィルム上に塗布し、その後、80℃で2時間、120 ℃で5時間、150 ℃で2時間、乾燥硬化させて厚さ40μmの層間絶縁層用樹脂フィルム層を形成した。
(A) 層間絶縁層用フィルムの作製
(1)ビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェル製、商品名「E−1001」)40重量部と、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(油化シェル製、商品名「E−154」)60重量部と、イミダゾール型硬化剤(四国化成製、商品名「2PHZ」)5重量部と、平均粒径1μmのSiO2粒子100重量部を混合した後、NMP(ノルマルメチルピロリドン)30.0重量部を添加しながら混合し、ホモディスパー攪拌機で粘度7Pa・sに調整し、続いて3本ロールで混練してフィルム前駆体を得た。
(2)このフィルム前駆体をロールコータ(サーマトロニクス貿易製)を使用して、ポリメチルペンテン(TPX)(三井石油化学工業製、商品名「オピュランX−88」、軟化点180℃)製の42〜45μm厚のフィルム上に塗布し、その後、80℃で2時間、120 ℃で5時間、150 ℃で2時間、乾燥硬化させて厚さ40μmの層間絶縁層用樹脂フィルム層を形成した。
(A) 層間絶縁層用フィルムの作製
(1)ビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェル製、商品名「E−1001」)40重量部と、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(油化シェル製、商品名「E−154」)60重量部と、イミダゾール型硬化剤(四国化成製、商品名「2PHZ」)5重量部と、平均粒径1μmのSiO2粒子3重量部を混合した後、NMP(ノルマルメチルピロリドン)30.0重量部を添加しながら混合し、ホモディスパー攪拌機で粘度7Pa・sに調整し、続いて3本ロールで混練してフィルム前駆体を得た。
(2)このフィルム前駆体をロールコータ(サーマトロニクス貿易製)を使用して、ポリメチルペンテン(TPX)(三井石油化学工業製、商品名「オピュランX−88」、軟化点180℃)製の42〜45μm厚のフィルム上に塗布し、その後、80℃で2時間、120 ℃で5時間、150 ℃で2時間、乾燥硬化させて厚さ40μmの層間絶縁層用樹脂フィルム層を形成した。
(A) 層間絶縁層用フィルムの作製
(1)ビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェル製、商品名「E−1001」)40重量部と、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(油化シェル製、商品名「E−154」)60重量部と、イミダゾール型硬化剤(四国化成製、商品名「2PHZ」)5重量部と、平均粒径1μmのSiO2粒子105重量部を混合した後、NMP(ノルマルメチルピロリドン)30.0重量部を添加しながら混合し、ホモディスパー攪拌機で粘度7Pa・sに調整し、続いて3本ロールで混練してフィルム前駆体を得た。
(2)このフィルム前駆体をロールコータ(サーマトロニクス貿易製)を使用して、ポリメチルペンテン(TPX)(三井石油化学工業製、商品名「オピュランX−88」、軟化点180℃)製の42〜45μm厚のフィルム上に塗布し、その後、80℃で2時間、120 ℃で5時間、150 ℃で2時間、乾燥硬化させて厚さ40μmの層間絶縁層用樹脂フィルム層を形成した。
(A)層間絶縁層用フィルムの作製
PMMAをポリメチルペンテン(TPX)(三井石油化学工業製、商品名「オピュランX−88」、軟化点180℃)製の40〜45μm厚のフィルム上に塗布し、その後、乾燥硬化させて厚さ40μmの層間絶縁層用樹脂フィルム層を形成した。
(B)スルーホール充填用樹脂組成物の調製
上記実施例13と同様なスルーホール充填用樹脂組成物を調製した。
(1) 実施例13の(1)〜(4)と同様の工程を実施した。
(2) 下層導体回路間の隙間とスルーホール内に充填用樹脂組成物を充填し、平坦化した基板表面に対して、上記(A)で作製したPMMAフィルムを、温度160℃、圧力1MPaで真空圧着ラミネートして貼付け、層間絶縁層112を形成した(図10(e)参照)。
上記モールド120の形状については、実施例13と同様であり、そのモールド120にテストパターン用の溝に相当する凸部を形成したことも同様である。
(5) 次に、前記(4)で得た基板100に対して、上記(A)で作製した層間絶縁材用樹脂フィルムを、温度160℃、圧力1MPaで真空圧着ラミネートして貼付け、層間絶縁層138を形成した(図12(b)参照)。
(6)次いで、更に上層の導体回路に相当する配線パターンおよびバイアホールを形成するための凸部を有する別のモールド140を、上記(3)と同様にして作製し(図12(c)参照)、そのモールド140を温度210℃で、14.2MPaにて3分間押し込んで圧入し(図13(a)参照)、その後冷却して、150℃の時点でモールド140をPMMAからなる層間絶縁層138から取り外した。(図13(b)参照)。
なお、ここでも、接続抵抗が測定できるように、バイアホールを介した連続するパターンを形成するための溝に相当する凸部をモールドに形成した。
実施例13の(16)〜(19)と同様の工程を実施して、多層プリント配線板を製造した。
(1) まず、上記実施例16の(C)で作製した層間絶縁層用樹脂フィルム(エポキシ樹脂に鱗片状粒子を混合させたもの)を、粘度測定用サンプルとして30mmφに切り出し、その切り出したサンプルを4℃/分で昇温しながら、樹脂の粘度を測定した(測定装置名:アレス、レオメトリック・サイエンティフィック・エフ・イー社製)。
(2) 次に、上記比較例2で用いたPMMAをポリメチルペンテン(TPX)(三井石油化学工業製、商品名「オピュランX−88」、軟化点180℃)製の50μm厚のフィルム上に塗布し、その後、乾燥硬化させて厚さ40μmの層間絶縁層用樹脂フィルム層を形成した。
(3) 上記(2)で形成した層間絶縁層用フィルムから、粘度測定用サンプルとして、30mmφに切り出し、その切り出したサンプルを4℃/分で昇温しながら、樹脂の粘度を測定した(測定装置名:アレス、レオメトリック・サイエンティフィック・エフ・イー社製)。これらの試験結果を、図15に示す。
(1) 先ず、上記実施例16の(C)で作製した層間絶縁層用樹脂フィルムから、粘度測定用サンプルとして、30mmφに切り出し、その切り出したサンプルに加える圧力を変化させて、樹脂の粘度の変化を測定した。
(2) 実施例13の(A)で作製した層間絶縁層用樹脂フィルムから、粘度測定用サンプルとして、30mmφに切り出し、切り出したサンプルに加える圧力を変化させて、樹脂の粘度の変化を測定した。
これらの試験結果を、図16に示す。
以下、絶縁抵抗、接続抵抗および仕上がり精度を調べる試験およびそれらの結果について、詳細に説明する。実施例13〜31および比較例2については、絶縁抵抗および接続抵抗を調べるための試験を実施すると共に、実施例13〜25および比較例2については、配線パターンの仕上がり精度を調べるための試験を実施し、更に、実施例16および比較例2については、モールドの寿命を調べる試験を実施した。
実施例13〜31および比較例2について、櫛歯パターンのL/S毎(5/5、7.5/7.5、10/10、12.5/12.5、15/15μm)に対応したモールドを用いて製造した多層プリント配線板の初期値絶縁抵抗を、それぞれ測定したのち、HAST試験(高温・高湿・バイアス試験:85℃/85%/3.3V)に投入し、50時間後、100時間後、150時間後、200時間後の絶縁抵抗をそれぞれ測定した。
但し、実施例26〜31については、L/S=5/5μmのみに対応したモールドを用いて製造した多層プリント配線板について測定した。
これらの測定結果を(表6)〜(表10)に示す。ここで、HAST試験後の絶縁抵抗が、107Ω以上の場合は○、107Ω未満の場合には×とする。なお、50時間後の測定値が107Ω以上であることが絶縁抵抗についての目標値である。
したがって、本発明にかかる多層プリント配線板は、配線パターン間の絶縁性が、従来例に比べて大幅に優れていることが確認された。
実施例13〜31および比較例2について、バイアホールを介した連続する接続抵抗評価用パターン(第8パターン)の初期値接続抵抗を測定したのち、ヒートサイクル試験(―55℃*5分⇔120℃*5分)に投入し、500サイクル、1000サイクル、1500サイクル、2000サイクル後の接続抵抗をそれぞれ測定した。
これらの測定結果を(表12)に示す。ここで、ヒートサイクル試験後の接続抵抗のシフト量が±5%以内である場合には〇、絶対値で5%を超え10%以内のものを△、±10%を超えた場合には×とした。
さらに、3〜50wt%の鱗片状粒子を含んだ熱硬化性樹脂から層間絶縁層を形成した実施例16、19〜24では、1500サイクル後にも接続抵抗のシフト量が±5%以内であり、接続抵抗が極めて優れていることがわかった。そして、実施例13と実施例26〜31の比較から、粗化面形成用粒子を含んだ樹脂で層間絶縁層を形成した多層プリント配線板の接続抵抗は良好であることもわかった。
したがって、本発明にかかる多層プリント配線板は、バイアホールを介した配線パターンの接続性が、従来例に比べて大幅に優れていることが確認された。
なお、上記実施例13、16、21〜25について、熱硬化性樹脂に含まれる鱗片状粒子の配合量(wt%)と、HAST試験100時間後のL/S=5/5μmの櫛歯パターンの絶縁抵抗と、1500サイクル後の接続抵抗評価用パターンの接続抵抗変化量との関係を図17に示す。
実施例13〜25、および比較例2について、L/S=15/15μmに対応したモールドを用いて多層プリント配線板を製造した後に、目盛り付顕微鏡を用いて断面観察を行ない、実際に仕上った配線パターンの線幅および線間距離(L/S)を1000倍の倍率にて測定した。これらの測定結果を(表13)に示す。
上記評価試験3の結果から、各実施例13〜25の全てについて、L/S仕上がり寸法は、モールド寸法である15μm/15μmからのズレが2μm以内であり、特に、鱗片状粒子を混合した熱硬化性樹脂から層間絶縁層を形成した場合には、そのズレが1μm以内であり、非常に優れた仕上がり精度が得られた。
(1)厚さ0.8mmのガラスエポキシ樹脂からなる絶縁性基板の両面に12μmの銅箔がラミネートされている銅張積層板を出発材料として用いた。
(2)上記基板を黒化処理した。
(3)上記基板に実施例16の(A)で作製した層間絶縁層用フィルムをラミネートした。
(4)上記(1)〜(3)の工程により作製した基材を100枚準備し、これらの基材に通し番号で1〜100までの番号を付けた。
(5)上記(4)で準備した基材から1と記載がある基材を取りだし、層間絶縁層に、L/S=15/15μmであるような配線パターンを形成するような凸部(突出量:20μm)を有するモールド(ニッケル製)を温度100℃、圧力0.8MPaで3分押し込んで圧入し、70℃まで冷却して、モールドをフィルム層から取り外した。
(6)その後、同一のモールドを使って、基材番号2から基材番号100まで順次に、上記(5)と同一条件にて、層間絶縁層にパターン形成した。
(7)パターン形成後、基材番号1、10、20、・・・90、100の基材について、顕微鏡を用いた断面観察を行ない、層間絶縁層に転写されたパターンのL/Sを測定した。
これらの結果を(表14)に示す。
(1)厚さ0.8mmのガラスエポキシ樹脂からなる絶縁性基板の両面に12μmの銅箔がラミネートされている銅張積層板を出発材料として用いた。
(2)上記基板を黒化処理した。
(3)上記基板に比較例2で用いたPMMAフィルムを貼付した。
(4)上記(1)〜(3)の工程で形成される基材を100枚準備し、これらの基材に通し番号で1〜100までの番号を付けた。
(5)上記(4)で準備した基材から、基材番号1の基材を取りだし、層間絶縁層に、L/S=15/15μmであるような配線パターンを形成するような凸部(突出量:20μm)を有するモールド(ニッケル製)を温度210℃、圧力14.2MPaにて3分間押し込んで圧入し、その後冷却して、150℃の時点でモールドを取り外した。
(6)その後、同一のモールドを使って、基材番号2から基材番号100まで順次、(4)と同一条件にて、層間絶縁層にパターン形成した。
(7)パターン形成後、基材番号1、10、20、・・・90、100の基材に対して、顕微鏡を用いた断面観察を行い、層間絶縁層に転写されたパターンのL/Sを測定した。
これらの結果を(表14)に示す。
実施例37〜38、比較例4〜5で作製したそれぞれのプリント配線板に、表15に示すような駆動周波数およびFSB(フロントサイド・バス)を有する5種類のICチップ(以下、「ICチップNo.1〜No.5」という)のいずれかを搭載し、以下のような試験を行った。
12 開口
14 樹脂絶縁層
15 導体層
16 内層の導体回路
18 樹脂絶縁層
20 外層の導体回路
21 貫通孔
22 めっき膜
24 樹脂充填材
26 めっきスルーホール
28 蓋めっき層
30 外層の導体回路
32 多層コア基板
34 粗化層
36 樹脂充填材
40 樹脂フィルム
42 層間絶縁層
44 バイアホール用開口
46 粗化層
50 めっきレジスト
52 電解銅めっき膜
54 導体回路
56 バイアホール
62 上層の導体回路
64 バイアホール
72 はんだバンプ
74 ICチップ
76 チップコンデンサー
Claims (19)
- 基体上に形成され、硬化樹脂中に、鱗片状粒子を分散させてなることを特徴とするプリント配線板用層間絶縁層。
- 前記鱗片状粒子は、その平均長さが0.01〜3μmの範囲、平均幅が0.01〜3μmの範囲、厚みが0.001〜1μmの範囲であることを特徴とする請求項1に記載のプリント配線板用層間絶縁層。
- 前記鱗片状粒子は、その平均長さと平均幅との比が1〜20の範囲であることを特徴とする請求項2に記載のプリント配線板用層間絶縁層。
- 前記鱗片状粒子は、そのアスペクト比(粒子の平均長さ/粒子の厚み)が、20〜2000であることを特徴とする請求項2に記載のプリント配線板用層間絶縁層。
- 前記鱗片状粒子は、その含有量が、樹脂を含む全体に対して1〜50wt%であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のプリント配線板用層間絶縁層。
- 前記鱗片状粒子は、層状珪酸塩の積層体からなり、広角X線回折測定法または透過型電子顕微鏡観察により求めた平均層間距離が3nm以上であり、かつ、前記積層体の一部または全部が5層以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のプリント配線板用層間絶縁層。
- 前記樹脂は、熱硬化性樹脂、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合樹脂、感光性を付与した熱硬化性樹脂、感光性を付与した熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合樹脂、および感光性樹脂から選ばれる少なくとも1つの樹脂であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のプリント配線板用層間絶縁層。
- 前記熱硬化性樹脂は、少なくともエポキシ基含有化合物と硬化剤とからなることを特徴とする請求項7に記載のプリント配線板用層間絶縁層。
- 前記エポキシ基含有化合物は、共役ジエン構造を有することを特徴とする請求項8に記載のプリント配線板用層間絶縁層。
- 前記硬化剤は、フェノール骨格を有することを特徴とする請求項8に記載のプリント配線板用層間絶縁層。
- 基板上に導体回路と層間絶縁層が交互に積層され、各層の導体回路はスルーホールおよび/またはバイアホールを介して互いに電気的に接続されてなるプリント配線板であって、
前記層間絶縁層が、請求項1〜10のいずれか1項に記載されているものであることを特徴とするプリント配線板。 - 基板上の層間絶縁層に埋設状態で形成された導体回路およびバイアホールとが、これらと鏡像関係にある凸部を有するモールドを用いてインプリント法で形成されてなるプリント配線板において、
前記層間絶縁層が、請求項1〜10のいずれか1項に記載されたものであることを特徴とするプリント配線板。 - コア基板上の層間絶縁層に埋設状態で形成された導体回路およびバイアホールとが、これらと鏡像関係にある凸部を有するモールドを用いてインプリント法で形成されてなる多層プリント配線板において、
前記層間絶縁層が、熱硬化性樹脂、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合樹脂、感光性を付与した熱硬化性樹脂、感光性を付与した熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合樹脂および感光性樹脂から選ばれる少なくとも1つの樹脂によって形成されていることを特徴とする多層プリント配線板。 - 前記樹脂中に鱗片状粒子を混合させてなることを特徴とする請求項13に記載の多層プリント配線板。
- 絶縁基板上の層間絶縁層に埋設状態で形成された導体回路およびバイアホールを有する多層プリント配線板の製造に当たり、その製造工程の中に少なくとも下記(1)〜(5)の工程、すなわち、
(1)熱硬化性樹脂、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合樹脂、感光性を付与した熱硬化性樹脂、感光性を付与した熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合樹脂および感光性樹脂から選ばれる少なくとも1つの樹脂からなる液状タイプあるいはドライフィルムタイプの層間絶縁材料を、前記絶縁基板上に塗布し、あるいは貼付して未硬化層間絶縁層を形成する工程、
(2)前記未硬化層間絶縁層を軟化させ、次いで、前記導体回路およびバイアホールと鏡像関係にある凸部を有するモールドを前記軟化された層間絶縁層に圧入することにより、該層間絶縁層に導体回路形成用凹部およびバイアホール形成用凹部あるいは貫通孔を形成する工程、
(3)前記軟化された層間絶縁層に形成された前記凹部および/または貫通孔の形状を保持できる程度に、該層間絶縁層の温度を降下あるいは上昇させ、その後、前記モールドを層間絶縁層から取り外す工程、
(4)前記モールドを取り外した層間絶縁層を加熱処理または紫外線照射した後、さらに加熱処理することによって硬化させ、硬化層間絶縁層とする工程、
(5)前記硬化層間絶縁層に形成された前記凹部および/または貫通孔内に導電材料を充填することによって、導体回路およびバイアホールを形成する工程、
を含むことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。 - 前記層間絶縁材料は、前記樹脂に鱗片状粒子を混合させてなることを特徴とする請求項15に記載の製造方法。
- 前記工程(4)と工程(5)との間に、前記凹部を形成してなる前記硬化層間絶縁層の表面を粗化液によって粗化して、硬化層間絶縁層表面に粗化層を形成する工程を介在させてなることを特徴とする請求項15または16に記載の多層プリント配線板の製造方法。
- 絶縁基板上の層間絶縁層に埋設状態で形成された導体回路およびバイアホールを有する多層プリント配線板の製造に当たり、その製造工程の中に少なくとも下記(1)〜(6)の工程、すなわち、
(1)粗化液に可溶性である樹脂粒子、エラストマー粒子、無機粒子から選ばれる少なくとも1種の粒子を、熱硬化性樹脂、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合樹脂、感光性を付与した熱硬化性樹脂、感光性を付与した熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合樹脂および感光性樹脂から選ばれる少なくとも1つの樹脂からなる樹脂マトリックス中に分散させてなる、液状タイプあるいはドライフィルムタイプの層間絶縁材料を、前記絶縁基板上に塗布し、あるいは貼付して未硬化層間絶縁層を形成する工程、
(2)前記未硬化層間絶縁層を軟化させ、次いで、前記導体回路およびバイアホールと鏡像関係にある凸部を有するモールドを前記軟化された層間絶縁層に対して圧入することにより、該層間絶縁層に導体回路形成用凹部およびバイアホール形成用凹部あるいは貫通孔を形成する工程、
(3)前記軟化された層間絶縁層に形成された前記凹部および/または貫通孔の形状を保持できる程度に、該軟化された層間絶縁層の温度を降下あるいは上昇させ、その後、前記モールドを層間絶縁層から取り外す工程、
(4)前記モールドを取り外した層間絶縁層を加熱処理または紫外線照射した後、
さらに加熱処理することによって硬化させ、硬化層間絶縁層とする工程、
(5)前記硬化層間絶縁層の表面を粗化液によって粗化して、該硬化層間絶縁層表面に粗化層を形成する工程、
(6)前記硬化層間絶縁層に形成された凹部および/または貫通孔内に導電材料を充填することによって、導体回路およびバイアホールを形成する工程、
を含むことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。 - 絶縁基板上の層間絶縁層に埋設状態で形成された導体回路およびバイアホールを有する多層プリント配線板の製造に当たり、その製造工程の中に少なくとも下記(1)〜(5)の工程、すなわち、
(1)熱硬化性樹脂、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合樹脂、感光性を付与した熱硬化性樹脂、感光性を付与した熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合樹脂および感光性樹脂から選ばれる少なくとも1の樹脂からなる液状タイプあるいはドライフィルムタイプの層間絶縁材料を、前記絶縁基板上に塗布し、あるいは貼付して未硬化層間樹縁層を形成する工程、
(2)前記未硬化層間絶縁層を軟化させ、次いで、前記導体回路およびバイアホールと鏡像関係にある凸部を有し、かつ少なくともその凸部の表面に微細な凹凸を有するモールドを、前記軟化された層間絶縁層に対して圧入することにより、該層間絶縁層に、アンカーが形成されてなる導体回路形成用凹部およびバイアホール形成用凹部あるいは貫通孔を形成する工程、
(3) 前記軟化された層間絶縁層に形成された凹部および/または貫通孔の形状を保持できる程度に、前記層間絶縁層の温度を降下あるいは上昇させ、その後、前記モールドを層間絶縁層から取り外す工程、
(4)前記モールドを取り外した層間絶縁層を加熱処理または紫外線照射した後、さらに加熱処理することによって硬化させ、硬化層間絶縁層とする工程、
(5)前記硬化層間絶縁層に形成された凹部および/または貫通孔内に導電材料を充填することによって、導体回路およびバイアホールを形成する工程、
を含むことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
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