JP4684483B2

JP4684483B2 - 多層回路基板の製造方法

Info

Publication number: JP4684483B2
Application number: JP2001228942A
Authority: JP
Inventors: 大輔水谷
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2021-07-30
Also published as: JP2003046260A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波ノイズを発生し難く、又、回路を高密度化及び微細化するのに好適な多層回路基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子機器に使用される多層回路基板に於いては、回路のスイッチング等に依って電源に高周波ノイズを発生するので、この高周波ノイズを除去するには、回路にコンデンサを付加し、キャパシタンスを増加させることで、特性インピーダンスを低下させることが行われている。
【０００３】
然しながら、そのコンデンサの必要搭載数は、回路の高密度化及び微細化が進展するにつれ、多くしなければならなず、従って、回路の高密度化及び微細化を妨げることになる。
【０００４】
ところで、キャパシタンスを大きくする為には、キャパシタ誘電体層に相当する絶縁層の厚さを小さくするか、面積を大きくするか、或いは、絶縁層材料の誘電率を高めるかの何れかの手段を採ることが必要となる。
【０００５】
然しながら、面積を増加させる手段を採った場合、回路基板の外形を同一にするのであれば、キャパシタンスを得る為に使われる層の数を増加させなければならず、それは直ちにコストの増加に結び付くことになる。
【０００６】
従って、他の手段、即ち、層間絶縁層の層厚を小さくするか、或いは、絶縁層材料の誘電率を向上させるかの手段を採ることになる。
【０００７】
従来、多層回路基板中の絶縁層をキャパシタ誘電体層としてキャパシタンスを得る構成に於いて、キャパシタンスを大きくする為の手段として、電源層とグランド層との層間絶縁層に於ける厚さを小さくする技術が提案されている（特許第２７３８５９０号を参照）。
【０００８】
図５は従来の技術を説明する為の公知の多層回路基板を表す要部切断側面図であり、図に於いて、１はガラスエポキシ複合材からなる絶縁層、２は信号層、３はグランド層、４は電源層をそれぞれ示している。
【０００９】
前記公知の発明に於いては、グランド層３及び電源層４に挟まれたキャパシタ誘電体層にガラスエポキシ複合材を用いていて、この材料で５０〔μｍ〕未満の絶縁層を構成した場合、絶縁の信頼性や層厚の均一性を実現することが困難となり、また、工業的に多量生産した場合、絶縁層の欠陥に起因する不良が増加するので、高い製造歩留りで安定した製造が困難である旨の問題がある。
【００１０】
更にまた、キャパシタンスを増加させる為、材料中に無機強誘電体材料を混合して誘電率を高めようとしているが、そのようにした場合、材料の機械的強度が低下し、製品の信頼性保持、及び、安定した工業的製造が困難である旨の大きな問題がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、多層回路基板にコンデンサを搭載することなく、高周波ノイズを良好に抑止できるようにする為、多層回路基板の層間絶縁層を誘電体層とするキャパシタに於けるキャパシタンスを容易に増大させることができるようにし、回路の高密度化及び微細化を進めることを可能にする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に於いては、前記公知発明で採用されているガラスエポキシ複合材層の層厚が１００〔μｍ〕〜５０〔μｍ〕であるのに対し、５０〔μｍ〕未満の厚さで安定した絶縁特性をもつ材料の選定及び評価を繰り返し実施した結果、ポリイミド・フィルムが最良であることを見出した。
【００１３】
図１は本発明の原理を説明するための多層回路基板を表す要部切断側面図であり、図に於いて、１１はガラスエポキシ複合材からなる絶縁層、１２は信号層、１３はグランド層、１４はポリイミドからなる絶縁層、即ち、ポリイミド・フィルム、１５は電源層をそれぞれ示している。
【００１４】
本発明では、前記のように、グランド層１３及び電源層１５に挟まれた絶縁層をポリイミド・フィルム１４で構成することに依り、その厚さを小さくしてキャパシタンスを大きくすると共に回路インダクタンスを低減している。
【００１５】
ところで、図示の多層回路基板に於いて、キャパシタの誘電体層として作用するポリイミド・フィルム１４を用いるについては、解決しなければならない問題が存在する。
【００１６】
即ち、図示の多層回路基板は、ごく一部を表したものであるため、信号線に比較して大面積であるグランド層１３及び電源層１５はポリイミド・フィルム１４の全面に接触しているように見えるが、実際には、信号線と同様にパターニングされて線状をなしていることから、その線状のグランド層１３並びに電源層１５の側方では、ポリイミド・フィルム１４がガラスエポキシ複合材からなる絶縁層１１と直接密着しなければならない。
【００１７】
然しながら、ポリイミド・フィルム１４は、他の材料に対して密着力が弱く、勿論、ガラスエポキシ複合材からなる絶縁層１１についても同様なのであるが、ガラスエポキシ複合材からなる絶縁層１１を用いることは、従来の多層回路基板との互換性、材料コスト、製造コストなどの面で大変有利であって、現状では不可欠である。
【００１８】
本発明では、ポリイミド・フィルムとして、両表面に熱可塑接着性を有するものを用い、しかも、それ等表面に凹凸を形成し、粗面にすることでガラスエポキシ複合材からなる絶縁層との密着性を向上させることが基本になっている。
【００１９】
前記手段を採ることに依り、キャパシタの誘電体層として作用する絶縁層にポリイミド・フィルムを用いることが可能になり、従って、その厚さは従来のものに比較して薄くすることができ、大きなキャパシタンスの実現、回路インダクタンスの低減、絶縁信頼性の向上が可能となり、そして、従来、高周波ノイズを除去する為に搭載していたコンデンサは不要となるので、回路の高密度化及び微細化に大きく寄与することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図２は本発明に於ける基本的な実施の形態を説明する為の工程要所に於ける多層回路基板を表す要部切断側面図であり、以下、図を参照しつつ説明する。尚、本発明では、ポリイミド・フィルムとガラスエポキシ複合材層のエポキシ樹脂との密着性を重視しているので、その部分を主として示してある。
【００２１】
図２（Ａ）参照
（１）
厚さ２５〔μｍ〕の熱可塑性ポリイミド・フィルム２２を少なくとも一面を粗面にした厚さ１８〔μｍ〕の電解銅箔２１及び２３で挟むように積層し、温度を３００〔℃〕にして５〔ＭＰａ〕の圧力を加えて熱圧着してポリイミド・フィルム両面銅張板材料を作製する。
【００２２】
図２（Ｂ）参照
（２）
リソグラフィ技術を適用することに依り、銅箔２１及び２３のパターニングを行ってグランド層及び電源層を形成する。
【００２３】
図では銅箔２１及び２３がパターニングされてなるグランド層及び電源層が存在しない部分の切断面が表されているので、表面に銅箔２１及び２３の凹凸が転写されて粗面になっている熱可塑性ポリイミド・フィルム２２のみが表されている。
【００２４】
図２（Ｃ）参照
（３）
グランド層並びに電源層をもつポリイミド・フィルム２２をエポキシ樹脂層２４で挟むように積層し、また、信号層などその他必要な層を積層して一括積層プレス工程で加圧して多層回路基板を形成する。
【００２５】
前記説明した工程と同じ工程に依って、同じ多層回路基板を１０枚作製し、これとは別に厚さ５０〔μｍ〕のガラスエポキシ複合材両面銅張板を用い、前記説明した工程と同様な工程に依って多層回路基板を比較例として１０枚作製し、
１２０〔℃〕
８５〔％〕ＲＨ
２０〔Ｖ〕
で１００〔時間〕の絶縁信頼性評価を行った結果、電源層−グランド層の間にガラスエポキシ複合材層を用いた比較例では、基板の絶縁抵抗が１０〔ＭΩ〕以下となって不良品と判定されたものが６点存在したのに対し、本発明の多層回路基板では、全数が試験前と変化がない絶縁抵抗を維持していた。
【００２６】
図３及び図４は本発明に於ける具体的な実施の形態を説明する為の工程要所に於ける多層回路基板を表す要部切断側面図であり、以下、図を参照しつつ説明する。
【００２７】
図３参照
（１）
表裏両面に貼着した銅箔をリソグラフィ技術を適用して必要パターンに加工した銅配線３１Ａ及び３１Ｂをもつポリイミドフィルム３２を用意する。
【００２８】
（２）
プリプレグと呼ばれる半硬化状態のガラスエポキシ複合材層３３及び３４を用意する。
【００２９】
（３）
表裏両面に貼着した銅箔をリソグラフィ技術を適用して必要パターンに加工した銅配線３５Ａ及び３５Ｂをもつガラスエポキシ複合材層３６と銅配線３７Ａ及び３７Ｂをもつガラスエポキシ複合材層３８を用意する。
【００３０】
（４）
図示してあるように、ガラスエポキシ複合材層３６、ガラスエポキシ複合材層３３、ポリイミドフィルム３２、ガラスエポキシ複合材層３４、ガラスエポキシ複合材層３８を前記順序で積み重ねる。
【００３１】
図４参照
（５）
積み重ねた前記各層を真空加熱プレスを適用した一括積層プレス工程に依って一体化することで多層回路基板を形成する。６層の配線層をもつ多層回路基板を形成する。
【００３２】
前記工程に依って形成された多層回路基板は６層の配線層を備え、そして、半硬化状態であったガラスエポキシ複合材層３３及び３４は硬化されたものとなる。
【００３３】
（６）
この後、ドリル加工に依る貫通穴の形成、めっき等に依って配線層間の導電接続を行う。
【００３４】
【発明の効果】
本発明に依る多層回路基板に於いては、ポリイミド・フィルムをグランド層と電源層とで挟み且つそれ等を覆う樹脂絶縁層からなる積層構造が含まれている。
【００３５】
前記構成を採ることに依り、キャパシタの誘電体層として作用する絶縁層にポリイミド・フィルムを用いることが可能になり、従って、その厚さは従来のものに比較して薄くすることができ、大きなキャパシタンスの実現、回路インダクタンスの低減、絶縁信頼性の向上が可能となり、そして、従来、高周波ノイズを除去する為に搭載していたコンデンサは不要となるので、回路の高密度化及び微細化に大きく寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明するための多層回路基板を表す要部切断側面図である。
【図２】本発明に於ける一実施の形態を説明する為の工程要所に於ける多層回路基板を表す要部切断側面図である。
【図３】本発明に於ける具体的な実施の形態を説明する為の工程要所に於ける多層回路基板を表す要部切断側面図である。
【図４】本発明に於ける具体的な実施の形態を説明する為の工程要所に於ける多層回路基板を表す要部切断側面図である。
【図５】従来の技術を説明する為の公知の多層回路基板を表す要部切断側面図である。
【符号の説明】
１１ガラスエポキシからなる絶縁層
１２信号層
１３グランド層
１４ポリイミドからなる絶縁層（ポリイミド・フィルム）
１５電源層

Claims

表面に凹凸を形成して粗面にした銅箔の該粗面側をポリイミド・フィルムと対向させて挟み該ポリイミド・フィルムが溶融する温度で熱圧着する工程と、
次いで、銅箔をパターニングしてグランド層及び電源層を形成すると共に銅箔の凹凸が転写されたポリイミド・フィルムの一部を表出させる工程と、
次いで、グランド層及び電源層及び表出されたポリイミド・フィルムの一部を覆うガラスエポキシ複合材層を重ね更に信号層など所要の層を重ね、該ガラスエポキシ複合材層の硬化する温度より高くポリイミド・フィルムの溶融する温度より低い温度で一括積層プレスして多層回路基板とする工程とが含まれてなること
を特徴とする多層回路基板の製造方法。