JP2003101235A

JP2003101235A - 多層配線基板及びその製造方法

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Publication number: JP2003101235A
Application number: JP2001298548A
Authority: JP
Inventors: Tetsuaki Ozaki; 哲明尾崎; Riichi Sasamori; 理一笹森
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2003-04-04
Anticipated expiration: 2021-09-27
Also published as: JP4707289B2

Abstract

(57)【要約】【課題】コア基板の表面に形成される表面多層配線層に
おけるバイア導体と導体配線層との電気的接続を改善す
る多層配線基板及びその製造方法を提供する。【解決手段】導体配線層１１の、前記表面多層配線層Ｂ
に形成されたバイア導体８、１３との当接部１７の表面
粗さ（Ｒｚ₁）が、前記表面多層配線層Ｂを構成する絶
縁層３ａ〜３ｄとの接着部１９の表面粗さ（Ｒｚ₂）よ
りも小さい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多層配線基板及び
その製造方法に関し、特に、コア基板の表面に表面多層
配線層を積層してなる多層配線基板及びその製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来技術】近年、携帯情報端末の発達やモバイルコン
ピューティングの普及に伴い、小型、高精細かつ高速動
作に適した多層配線基板が求められている。

【０００３】このような高精細で高速動作の要求に対応
するための多層配線基板として、従来よりビルドアップ
法により製造されるものが知られている。

【０００４】ビルドアップ法により形成される多層配線
基板は、ガラスエポキシ複合材料からなるコア基板の表
面に感光性樹脂を塗布して絶縁層を形成し、この絶縁層
に対して露光現像を行うことによりバイアホールが形成
される。

【０００５】次に、このバイアホールの内壁を含む絶縁
層の全表面に銅などのメッキ層を形成した後、このメッ
キ層表面に感光性レジストを塗布／露光／現像／エッチ
ング／レジスト除去を経て導体配線層を形成することに
より作製される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コア基
板の表面に感光性樹脂を用いて絶縁層を形成する上記の
ビルドアップ法では、絶縁層内部に形成するバイアホー
ルを紫外線露光により形成するため、元来、バイアホー
ル下部に露出した導体配線層の表面を加工するものでは
なく、導体配線層の表面粗さは絶縁層に対する接着性を
確保する状態を保つように凹凸形状を残し、粗な状態と
なっている。このため導体配線層表面の凹部には熱硬化
性樹脂の残渣が存在し、また、この表面は酸化膜に覆わ
れていることから、バイア導体と導体配線層との間の金
属同士の接続が弱く、温度サイクル試験等の信頼性評価
においてバイア導体と導体配線層とが断線しやすくなり
信頼性が低下するという問題があった。

【０００７】従って、本発明は、コア基板の表面に形成
される表面多層配線層におけるバイア導体と導体配線層
との電気的接続を改善する多層配線基板及びその製造方
法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の多層配線基板
は、少なくとも熱硬化性樹脂を含む絶縁基板の表面およ
び／または内部に導体配線層が形成され、該導体配線層
間を接続するために前記絶縁基板内部にバイア導体が形
成されてなるコア基板と、該コア基板の表面に、絶縁層
および導体配線層が積層されてなり、該導体配線層間を
接続するために前記絶縁層にバイアホールを形成し、該
バイアホール内に金属粉末を含む導体ペーストを充填し
てバイア導体が形成されてなる表面多層配線層と、を具
備する多層配線基板において、前記表面多層配線層に形
成されたバイア導体のコア基板側にて当接する導体配線
層の表面粗さ（Ｒｚ₁）が、該導体配線層の、前記表面
多層配線層を構成する絶縁層との接着部の表面粗さ（Ｒ
ｚ₂）よりも小さいことを特徴とする。

【０００９】このような構成によれば、バイア導体と当
接する部分の導体配線層の表面が平滑であることから、
バイア導体を構成する金属成分と導体配線層の金属箔と
の濡れ性が高まり接合部を強固にできる。一方、絶縁層
との接着部側の導体配線層は粗くすることによりアンカ
ー効果が高まり接着部を強固にできる。

【００１０】上記多層配線基板では、表面多層配線層に
形成されたバイア導体のコア基板側にて当接する導体配
線層の表面粗さ（Ｒｚ₁）と、該導体配線層の、前記表
面多層配線層を構成する絶縁層との接着部の表面粗さ
（Ｒｚ₂）との差が０．５μｍ以上であることが望まし
い。

【００１１】このように表面多層配線層に形成されたバ
イア導体のコア基板側における導体配線層との当接部の
平均表面粗さ（Ｒｚ）と、前記表面多層配線層を構成す
る絶縁層との接着部の平均表面粗さ（Ｒｚ）との差が
０．５μｍ以上であれば、それぞれ異なる接合部が形成
される導体配線層とバイア導体との接続、および導体配
線層と絶縁層との接続をさらに同時に強固にできる。

【００１２】上記多層配線基板では、表面多層配線層に
形成されたバイア導体は両端におけるバイア径が異な
り、コア基板側のバイア径が、該コア基板側と反対側の
バイア径よりも小さいことが望ましい。

【００１３】上記のように導体配線層の表面粗さ（Ｒ
ｚ）を小さくすることによりバイア導体と導体配線層と
の金属成分の濡れ性を改善し接合部を強固にできること
から、バイア径の小さい側の導体配線層の表面粗さ（Ｒ
ｚ）をバイア径の大きい導体配線層よりも小さくするこ
とにより、両端部の接合強度ならびに電気抵抗の均等を
図ることができ安定な接合部を得ることができる。

【００１４】上記多層配線基板では、表面多層配線層に
形成されたバイア導体のコア基板側にて当接する導体配
線層の表面粗さ（Ｒｚ₁）が０．５〜１．５μｍである
ことが望ましい。導体配線層の表面粗さ（Ｒｚ₁）をこ
のような範囲になるように調整することによりバイア導
体に含まれる金属成分との濡れ性をさらに高めることが
でき、より強固な接合部を形成できる。

【００１５】上記多層配線基板では、表面多層配線層に
形成されたバイア導体の最大径が７５μｍ以下であるこ
とが望ましい。本発明の導体配線層を適用することによ
り、バイア導体の径が小さくなっても表面多層配線層の
層間接続を確実にできることから、より高密度な多層配
線層が形成できる。

【００１６】上記多層配線基板では、表面多層配線層に
形成されたバイア導体が、錫、鉛、ビスマス、インジウ
ムの少なくとも１種の金属、あるいはそれらの合金を含
有することが望ましい。バイア導体中に含まれる金属が
上記のような低融点を示すものであれば、導体配線層と
の濡れ性がさらに高まりバイア導体と導体配線層との間
の当接部をより強固に形成できる。

【００１７】本発明の多層配線基板の製造方法は、
（ａ）少なくとも熱硬化性樹脂を含む絶縁シートの、少
なくとも表面に、上面が粗化された導体配線層を形成し
てなるコア基板を作製する工程と、（ｂ）該コア基板の
表面に半硬化状態の第１の絶縁シートを熱圧着する工程
と、（ｃ）前記第１の絶縁シートの所定箇所にレーザ光
を照射してバイアホールを形成するとともに前記コア基
板の表面に形成された導体配線層上面の凹凸面を平滑化
する工程と、（ｄ）（ｃ）で形成したバイアホールに金
属粉末と有機成分を含む導体ペーストを充填してバイア
導体を形成する工程と、（ｅ）該バイア導体が形成され
た前記第１の絶縁シート上に上面側が粗化された第１の
導体配線層を形成する工程と、（ｆ）（ｂ）〜（ｅ）工
程を繰り返して多層化する工程と、を具備することを特
徴とする製造方法である。

【００１８】この製造方法において、まず、絶縁シート
をレーザ光を用いて加工することにより、微小径で形状
精度が高く照射方向に先細り状のバイアホールを容易に
形成できる。また、バイアホールの形成とこのバイアホ
ールの底部に露出した導体配線層上面の凹凸面の平滑化
を同時に行うことができる。

【００１９】さらに、本発明の製造方法によれば、表面
多層配線層における導体配線層間を接続するためのバイ
アホールをレーザ光の照射によって形成しているため、
感光性樹脂を使用する必要がなく、絶縁層材料としてガ
ラス転移点が高く、吸水率が小さい等材料特性に優れた
任意の絶縁材料を選定できる。しかも、絶縁層の形成
と、導体配線層との形成を同時に並行して行うことがで
き、すべての絶縁層を一括で硬化することができるため
に製造工程の簡略化と短縮化を図ることができる。

【００２０】上記多層配線基板の製造方法では、前記第
１の絶縁シートに形成されたバイア導体のコア基板側に
て当接する導体配線層の表面粗さ（Ｒｚ₁）と、該導体
配線層の、前記表面多層配線層を構成する絶縁層との接
着部の表面粗さ（Ｒｚ₂）との差が０．５μｍ以上であ
ることが望ましい。このように、バイア導体と当接する
部分の導体配線層の表面を絶縁シートが接着する部分よ
りも平滑にすることにより、バイア導体と導体配線層と
を容易に接合できる。また、導体配線層の、表面多層配
線層を構成する絶縁層との接着部の表面粗さ（Ｒｚ₂）
との差が０．５μｍ以上とすることにより、導体配線層
のアンカー効果が高まり絶縁層とも強固に接着できる。

【００２１】上記多層配線基板の製造方法では、前記第
１の絶縁シートに形成されたバイア導体は両端における
バイア径が異なり、コア基板側のバイア径が、該コア基
板側と反対側のバイア径よりも小さいことが望ましい。
最大径の小さい方のバイア導体は導体配線層との接続が
困難であることから、このように最大径の小さい方をよ
り平滑にすることにより、最大径の大きい側の導体配線
層との接続並びに導電性を容易に同じ状態にできる。

【００２２】上記多層配線基板の製造方法では、第１の
絶縁シートに形成されたバイア導体のコア基板側にて当
接する導体配線層の表面粗さ（Ｒｚ₁）が０．５〜１．
５μｍであることが望ましい。バイア導体径が小さく導
体配線層との接触面積が狭い場合に、導体配線層の表面
粗さ（Ｒｚ₁）を上記のように平滑にすることによりバ
イア導体の径の小さい端部側と導体配線層とを容易に接
合できる。

【００２３】上記多層配線基板の製造方法では、第１の
絶縁シートに形成されたバイア導体の最大径が７５μｍ
以下であることが望ましい。このようにバイア導体の最
大径が７５μｍと小さい場合に、本発明の製造方法を好
適に用いることができ、このようにバイア導体径が小さ
くなっても導体配線層との接合部を強固にできる。

【００２４】上記多層配線基板の製造方法では、第１の
絶縁シートに形成されたバイア導体が、錫、鉛、ビスマ
ス、インジウムの少なくとも１種の金属、あるいはそれ
らの合金を含有することが望ましく、このような低融点
金属を含有することによって、バイア導体と導体配線層
との接合部に合金相や金属間化合物を容易に形成でき
る。

【００２５】上記多層配線基板の製造方法では、レーザ
光による加工出力が０．１〜２．０Ｗ、単位時間のパル
ス数が１〜５０ｋＨｚであることが望ましい。レーザ出
力およびパルス数をこのような範囲とすることにより形
状精度の高いバイアホールを形成でき、さらにバイアホ
ール底部に露出した導体配線層の表面を平滑化できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】（構造）以下、本発明の多層配線
基板の一例の概略断面図を図１に示した。

【００２７】図１に示すように、本発明の多層配線基板
は、コア基板Ａの表面１に表面多層配線層Ｂが形成され
ている。

【００２８】コア基板Ａは、少なくとも熱硬化性樹脂を
含有する複数の絶縁層（１ａ〜１ｅ）を複数積層して形
成された絶縁基板５と、その絶縁基板５の表面および内
部に形成された導体配線層７と、この導体配線層７間を
接続するバイア導体８により構成されている。

【００２９】また、コア基板Ａの表面１上に積層されて
いる表面多層配線層Ｂは、コア基板Ａと同様、少なくと
も熱硬化性樹脂を含有する複数の表面絶縁層（３ａ〜３
ｄ）により構成され、各絶縁層（３ａ〜３ｄ）の表面お
よび内部には導体配線層１１が形成され、さらに、これ
らの導体配線層１１間を接続するためのバイア導体１３
が形成されている。

【００３０】図２は表面多層配線層Ｂに形成されたバイ
ア導体１３と導体配線層７、１１との接合部を示す要部
拡大図である。図２に示すように、導体配線層１１の、
表面多層配線層Ｂに形成されているバイア導体１３は、
コア基板Ａ側のバイア径が反対側よりも小さい先細り状
となっている。

【００３１】このように、バイア導体１３は両端の径が
異なり、このバイア導体１３の両端部の最大径差は、小
径側の最大径をＤｓ、大径側の最大径をＤ_Lとしたとき
に、Ｄｓ／Ｄ_L＞０．６以上であることが、バイア導体
１３と導体配線層７、１１との接続を確実にし、かつ温
度サイクル試験等における局部的な応力の発生を抑制す
るという理由から望ましい。

【００３２】また、表面多層配線層Ｂに形成されている
このバイア導体１３の最大径は７５μｍ以下であること
が望ましい、特に、高密度な表面多層配線層Ｂが形成で
き、バイア導体１３の最大径が小さくなっても表面多層
配線層Ｂの層間接続を確実にできるという理由から、バ
イア導体１３の最大径は４０〜６０μｍであることが望
ましい。

【００３３】本発明によれば、このバイア導体１３のコ
ア基板Ａ側の導体配線層７、１１の当接部１７の表面粗
さ（Ｒｚ₁）は、絶縁層１ａ〜１ｅ、３ａ〜３ｄとの接
着部１９の表面粗さ（Ｒｚ₂）よりも小さいことが重要
である。このようにバイア導体１３と当接する部分の導
体配線層７、１１の上面を平滑にすることにより、バイ
ア導体１３を構成する金属成分と導体配線層７、１１の
金属箔との濡れ性が高まり両者の接合部を強固にでき
る。

【００３４】一方、絶縁層１ａ〜１ｅ、３ａ〜３ｄと接
着する導体配線層７、１１の表面粗さ（Ｒｚ₂）は大き
くなるように加工されており、このことから絶縁層１ａ
〜１ｅ、３ａ〜３ｄに含まれている熱硬化性樹脂が導体
配線層７、１１の凹部に入り込むことにより絶縁層１ａ
〜１ｅ、３ａ〜３ｄと導体配線層７、１１とを強固に接
着できる。また、この当接部１７ではバイア導体１３と
導体配線層７、１１とが密接に接合されており、さら
に、この界面にはバイア導体１３と導体配線層７、１１
の金属成分との合金相あるいは金属間化合物が形成され
ている。

【００３５】また、バイア導体１３と当接する導体配線
層７、１１の表面粗さ（Ｒｚ₁）は０．５〜１．５μｍ
が望ましく、特に、導体配線層７、１１の導電性を損な
わずかつ濡れ性を高めるという理由から０．７〜１．３
μｍであることが望ましい。一方、絶縁層３ａ〜３ｄと
接着部の表面粗さ（Ｒｚ₂）は２μｍ以上が望ましく、
特に、２．４〜３．５μｍの範囲であることが望まし
い。

【００３６】また、導体配線層７、１１の、表面多層配
線層Ｂに形成されたバイア導体１３との当接部１７の表
面粗さ（Ｒｚ₁）と、前記表面多層配線層Ｂを構成する
絶縁層３ａ〜３ｄとの接着部１９の表面粗さ（Ｒｚ₂）
との差は０．５μｍ以上が望ましく、特に、導体配線層
７、１１の厚み差を低減し導電性を安定化させるという
理由から、その差は０．５〜１．５μｍであることが望
ましい。これにより導体配線層７、１１とバイア導体１
３との接続、および導体配線層７、１１と絶縁層３ａ〜
３ｄとの接続をさらに強固にできる。

【００３７】一方、コア基板Ａを構成しているバイア導
体８の最大径は３００μｍ以下であることが、高密度な
回路を形成できるという理由から望ましく、バイア導体
８の最大径が小さくなってもコア基板Ａの層間接続を確
実にできるという理由から、バイア導体８の最大径は７
０〜２５０μｍであることが望ましい。

【００３８】また、このコア基板Ａに形成されているバ
イア導体８もまた、表面多層配線層３に形成されている
表面バイア導体１３と同様、両端部の最大径が異なり、
バイア導体８の両端部の最大径差は、小径側の最大径を
Ｄｃｓ、大径側の最大径をＤｃ_Lとしたときに、Ｄｃｓ
／Ｄｃ_L＞０．６以上であることが望ましい。

【００３９】また、コア基板Ａ内部に形成されている導
体配線層７もまた、表面多層配線層Ｂを構成している導
体配線層１１と同様に、バイア導体８に当接される面の
表面粗さ（Ｒｚ）が、絶縁層１ａ〜１ｅとの接着部の表
面粗さ（Ｒｚ）よりも小さいことがバイア導体８と導体
配線層７との接続を強固にするという理由から望まし
い。

【００４０】また、コア基板Ａに用いている導体配線層
７の、バイア導体８の当接部の表面粗さは表面多層配線
層Ｂに形成された導体配線層１１と同じ表面粗さ（Ｒ
ｚ）であることが望ましく、０．５〜１．５μｍ、さら
に望ましくは、０．７〜１．３μｍである。

【００４１】一方、導体配線層７が絶縁層１ａ〜１ｅと
接着する部分の表面粗さ（Ｒｚ）は接着強度を高めると
いう理由から２μｍ以上、特に、２．４〜３．５μｍが
好ましい。

【００４２】（材料）本発明の多層配線基板において、
表面多層配線層Ｂを構成する絶縁層３ａ〜３ｄは、少な
くとも熱硬化性樹脂を含有する絶縁材料からなるもので
あり、例えば、Ａ−ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル樹
脂）、ＢＴレジン（ビスマレイドトリアジン）、ポリイ
ミド樹脂、フッ素樹脂、ポリアミノビスマレイミド樹
脂、エポキシ樹脂からなり、とりわけ原料として室温で
液体の熱硬化性樹脂であることが望ましい。

【００４３】また表面多層配線層Ｂの表裏面に積層する
絶縁層３ａ〜３ｄ中の無機絶縁粉末としては、Ｓｉ
Ｏ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂、ＡｌＮ、ＳｉＣ、
ＢａＴｉＯ₃、ＳｒＴｉＯ₃の少なくとも１種の材料が使
用できる。また、その形状としては球状、針状など任意
のものとすることができる。このように表面多層配線層
Ｂを構成する絶縁層３ａ〜３ｄ中で不連続に存在する無
機絶縁粉末を用いることで耐マイグレーション性を高め
ることができ、表面多層配線層Ｂの高密度化を図ること
ができる。

【００４４】一方、コア基板Ａを構成する絶縁層１ａ〜
１ｅもまた、表面多層配線層Ｂを構成する絶縁層３ａ〜
３ｄと同様のＡ−ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル樹
脂）等の熱硬化性樹脂が好適に用いられる。また、絶縁
層１ａ〜１ｅ中に混合される充填材としては無機絶縁粉
末や繊維体があり、織布、不織布など任意の性状のもの
を用いればよい。また、アラミド繊維、セルロース繊維
などの有機繊維体を用いることもできる。特に、コア基
板Ａに用いる繊維体として、ガラス繊維に前記熱硬化性
樹脂を含浸したものが強度を高める点で最も望ましい。

【００４５】また、コア基板Ａおよび表面多層配線層Ｂ
を構成する導体配線層７、１１としては、配線を形成す
るに好適な金属より形成され、例えば、金、銀、銅、ア
ルミニウムの少なくとも１種を含む低抵抗金属の電解金
属箔が好適に使用される。この電解金属箔の厚みは１〜
３５μｍが良く、望ましくは、導電性が低く配線の微細
化に適しているという点から５〜１８μｍが良い。この
電解金属箔の厚み、言い換えれば導体配線層７、１１の
厚みが１μｍより小さいと配線の抵抗率が高くなり、ま
た３５μｍより大きいと、積層時にコア基板Ａや表面多
層配線層Ｂの変形が大きくなったり、絶縁層１ａ〜１
ｅ、３ａ〜３ｄへの金属の埋め込み量が多くなり、コア
基板Ａや表面多層配線層Ｂの歪みが大きくなり樹脂硬化
後に基板が変形を起こしやすいなどの問題がある。また
上記図１、図２において、上記のコア基板Ａおよび表面
多層配線層Ｂにおいては、導体配線層７、１１はいずれ
も絶縁層１ａ〜１ｅ、３ａ〜３ｄに埋設されている。こ
のように導体配線層７、１１はいずれも各絶縁層１ａ〜
１ｅ、３ａ〜３ｄの表面に埋設されているために導体配
線層７、１１自体の厚みに起因する積層不良が発生する
ことがなく、絶縁層１ａ〜１ｅ、３ａ〜３ｄ間の優れた
密着性と、配線基板全体としての非常に優れた平滑性を
実現できる。

【００４６】また、バイア導体８、１３となるバイアホ
ール１５中に充填される導体ペーストとしては、導体配
線層７、１１を形成する金属粉末にエポキシ、セルロー
ス等の樹脂成分を添加し、酢酸ブチルなどの溶媒によっ
て混練したものが使用される。この導体ペーストはバイ
アホール１５への充填後溶剤を乾燥させるがはじめから
無溶剤であることが望ましい。また、バイア導体８、１
３の低抵抗化とバイア導体８、１３上部、底部の導体配
線層７、１１を形成する金属箔との接続性向上のため
に、錫、鉛、ビスマス、インジウムの少なくとも１種の
金属、あるいはそれらの合金を含有することが望まし
く、特に、導体配線層７、１１を構成する金属成分が銅
である場合に、銅との合金もしくは単体よりも高融点と
成る金属間化合物を形成できるという点から錫が望まし
い。

【００４７】また、バイア導体８、１３に用いられる金
属粒子の平均粒子径は１〜１５μｍとされ、導電性ペー
ストの分散性と導体配線層７、１１との濡れ性および充
填性を高めるために３〜６μｍであることが望ましい。

【００４８】そして、この表面多層配線層Ｂに形成され
たバイア導体１３では、その端部側から０．１μｍ以上
の厚みで導体配線層７、１１を構成する金属成分が含ま
れていることがより好ましく、このように導体配線層
７、１１を構成する金属成分が拡散することにより、バ
イア導体１３と導体配線層７、１１との接合を強固にで
きる。尚、本発明の多層配線基板では、基板を一括硬化
で作製する点からバイア導体８、１３を構成する金属成
分は同じ成分を含有することが望ましい。

【００４９】（製法）次に、本発明の多層配線基板の製
造方法を図３をもとに説明する。この図３は、図１の多
層配線基板を作製するための工程図である。

【００５０】まず、コア基板Ａを構成する絶縁層１ａ〜
１ｅ上に導体配線層７を形成するにあたって、図３
（ａ）に示すように、半硬化状態の絶縁シート２１に対
して、レーザ加工により所望のバイアホール２３を形成
する。そして図３（ｂ）に示すように、そのバイアホー
ル２３内に金属粉末を含有する導体ペーストを充填して
バイア導体２５を形成する。

【００５１】次に、図３（ｂ）の半硬化状態の絶縁シー
ト２１のバイア導体２５の一方表面に電解金属箔からな
る導体配線層２７を加熱加圧による転写により埋設させ
る。本発明では、この導体配線層２７の形成をあらかじ
め樹脂フィルム２９上にラミネートした金属箔をエッチ
ングして作製したパターンの転写によって行う。転写条
件は導体配線層２７が絶縁シート２１上に埋設されて転
写されるとともに、加圧加熱した際に絶縁シート２１が
変形せず、さらにこの後の積層が可能なように未硬化状
態を保持する温度、圧力、時間が望ましく、その温度は
１００〜１４０℃、圧力は３０〜１００Ｐａ、時間は１
〜１０分が適当である。

【００５２】例えば、導体配線層２７の形成には、ま
ず、適当な樹脂フィルム２９の表面にメッキ法などによ
って作製された銅、金、銀、アルミニウム等から選ばれ
る１種または２種以上の合金からなる厚さ１〜３５μｍ
の電解金属箔を接着し、その電解金属箔の表面に所望の
配線パターンの鏡像パターンとなるようにレジスト層を
付設した後、エッチング、レジスト除去によって所定の
配線パターンの鏡像の導体配線層２７を形成する。この
導体配線層２７の厚みは微細化が可能で導体抵抗を低く
するという理由から５〜１８μｍが望ましい。また、通
常、レーザ加工されない、バイア導体８、１３の最大径
側に当接される導体配線層２７の表面粗さ（Ｒｚ₂）は
疎化処理により調整される。

【００５３】樹脂フィルム２９としては、ポリエチレン
テレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミ
ド、ポリフェニレンサルファイド、塩化ビニル、ポリプ
ロピレン等公知のものが使用できる。樹脂フィルム２９
の厚みは１０〜１００μｍが適当であり、望ましくは２
５〜５０μｍが良い。これは、樹脂フィルム２９の厚み
が１０μｍより小さいとフィルムの変形や折れ曲がりに
より形成した導体配線が断線を引き起こし易くなり、厚
みが１００μｍより大きいと樹脂フィルムの柔軟性がな
くなるためシートの剥離が難しくなるためである。ま
た、樹脂フィルム２９表面に電解金属箔を接着するため
の接着剤としては、アクリル系、ゴム系、シリコン系、
エポキシ系等公知の接着剤が使用できる。

【００５４】また、内部の導体配線層２７を形成するた
めには、あらかじめ表面粗さ（Ｒａ）が０．２μｍ以上
の電解金属箔を樹脂フィルム２９に貼り合わせた方が絶
縁シート２１を形成する熱硬化性樹脂をエッチング処理
において水分に曝すことがないので吸水率を低くでき
る。この時、電解金属箔のカップリング処理を施さない
方が、導体配線層２７を転写後のフィルムから剥離しや
すい。

【００５５】次に、上記のようにして作製された表面用
の導体配線層２７を具備する樹脂フィルム２９ととも
に、同様な方法によって作製された裏面用の導体配線層
２７を具備する樹脂フィルム２９を作製し、これらを図
３（ｃ）に示す方法と同様に、バイア導体２５が形成さ
れた絶縁シート２１の両面に積層する。そして、図３
（ｄ）に示すように、その積層物を温度６０〜１５０
℃、圧力１〜５０ＭＰａ、時間１〜１０分の条件で加圧
加熱した後、樹脂フィルム２９を剥がすことにより、図
３（ｅ）に示すような、絶縁シート２１の片面に、導体
配線層２７が埋設された配線シートｃを作製することが
できる。

【００５６】このように、配線シートｃの形成にあたっ
て、この両面に導体配線層２７が形成された樹脂フィル
ム２９を積層し圧着することにより、多層配線基板にお
ける２層の導体配線層２７の転写工程を同時に行うこと
ができる。

【００５７】また、上記のようにして作製した配線シー
トｃの表面に埋設された導体配線層２７のうち、コア基
板Ａの表面側に位置する導体配線層２７に対して粗化処
理を行い、導体配線層２７の表面粗さ（Ｒｚ）が０．５
μｍ以上、特に１．６μｍ以上となるようにすることが
望ましい。

【００５８】この粗面化処理は、塩酸、硫酸、硝酸、酢
酸、蟻酸などの酸処理による化学的なエッチング処理に
よって施すことができ、例えば、酸溶液を導体配線層２
７の表面に噴霧することが望ましい。また、粗面化処理
面（エッチング面）には、尖頭状の突起を多数形成する
ことが望ましく、このような尖頭状の突起は、例えば、
１０質量％蟻酸溶液によって１μｍ／分以上の粗化速度
で良好に形成できる。

【００５９】そして、図３（ｅ）に示すように、上記
（ａ）及至（ｅ）と同様にして作製された配線シート
ｂ、ｄを配線シートｃとともに加熱加圧硬化して一体化
してこれらを絶縁シート中の熱硬化性樹脂が完全に硬化
する温度に加熱することにより、コア積層体Ｃを作製す
ることができる。この場合の硬化温度は、コア積層体Ｃ
上に表面多層配線層Ｂとなる絶縁シート４１とともに再
硬化するために２００〜２５０℃であることが望まし
い。

【００６０】次に、図３（ｆ）に示すように、上記のコ
ア積層体Ｃの表面１上に表面多層配線層Ｂとなる絶縁シ
ート４１を積層する。ここで用いる絶縁シート４１は、
例えば、絶縁材料として熱硬化性樹脂と無機絶縁粉末と
の複合材料を用いる場合、以下の方法によって作製され
る。

【００６１】まず、前述したような適当な無機絶縁粉末
に、前述した液状の熱硬化性樹脂を無機絶縁粉末量が２
０〜８０体積％となるように溶媒とともに加えた混合物
を混練機（ニーダ）や３本ロール等の手段によって混合
して絶縁性スラリーを作製する。

【００６２】絶縁性スラリーは、好適には、前述したよ
うな有機樹脂と無機絶縁粉末の複合材料に、トルエン、
酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メタノール、メチル
セロソルブアセテート、イソプロピルアルコール、メチ
ルイソブチルケトン、ジメチルホルムアミド等の溶媒を
添加して所定の粘度を有する流動体からなる。スラリー
の粘度は、シート成形法にもよるがハーケ社製レオメー
タＲＳ１００を使用し、直径２０ｍｍφ、角度１°のコ
ーンを用いて、せん断速度１００ｓ^-1の条件で１〜３０
Ｐａ・ｓが適当である。

【００６３】そして、その絶縁性スラリーを圧延法、押
し出し法、射出法、ダイコーター法、ドクターブレード
法などのシート成形法によってシート状に成形した後、
所望により熱硬化性樹脂が完全硬化するに十分な温度よ
りもやや低い温度に加熱して熱硬化性樹脂を半硬化させ
て、厚み２５〜５０μｍの絶縁シート４１を作製でき
る。

【００６４】この絶縁シート４１を温度１００〜１６０
℃、圧力１〜７ＭＰａ、時間１〜１０分の条件で接着し
た後、ＵＶ−ＹＡＧレーザなどでバイアホール４３を形
成する。このバイアホール４３は絶縁シート４１の下層
に埋設されている導体配線層２７が露出するような構造
である。このときバイアホール４３の底部の導体配線層
２７は、その表面が金属箔形成時のマット面またはパタ
ーン作製の際に加工された粗化面であり、レーザ加工に
よる有底のバイアホール４３を形成する際、表面の凹凸
がレーザ加工によって一部、溶融、または昇華すること
で平滑化される。Ｒｚ₁が０．５〜１．５μｍとなるよ
うにレーザ照射する。ここでレーザ加工の条件は、例え
ばＵＶ−ＹＡＧレーザ加工機の場合、加工エネルギーが
０．１〜２．０Ｗ、単位時間のパルス数（Ｒｅｐ−Ｒａ
ｔｅ）が１ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの範囲であることが適当
である。このＵＶ−ＹＡＧはＲｅｐ−Ｒａｔｅが小さい
ほど出力エネルギーが大きくなり、また、レーザー光を
放つ繰り返し回数が多いほど金属箔を削っていくもので
ある。そして、０．１Ｗより低い場合、もしくは５０ｋ
Ｈｚより大きい場合、バイアホール４３の底部に樹脂残
渣が残りやすく、また２．０Ｗより高い場合、もしくは
１ｋＨｚより低い場合、バイアホール４３底部の金属箔
に貫通する穴が開いたり金属箔にダメージが残る。ま
た、レーザ光を放つ繰り返し回数は多いほど金属箔を削
るためその出力により最適回数が決められる。

【００６５】その後、このバイアホール４３にコア基板
Ａで行ったのと同様に金属粉末を含有する導体ペースト
を充填してバイア導体４７を形成する。この導体ペース
トは、錫、鉛、ビスマス、インジウムなどの低融点金属
を少なくとも１種含むもの、またはその合金であり、こ
の低融点金属は硬化時の加圧、加熱によってバイアホー
ル上部と底部の金属箔に濡れるか、金属の種類によって
は金属箔中に拡散するものである。さらに上記コア基板
Ａで導体配線層２７を形成したのと同様に、エッチング
によりあらかじめ作製した金属箔の配線パターンを粗面
化した後、積層した絶縁シート４１に転写することによ
り絶縁シート４１上に埋設された導体配線層４５を形成
して図３（ｇ）に示すような多層配線基板を形成するこ
とができる。

【００６６】その後、必要に応じ上記の工程を繰り返す
ことにより、絶縁シート４１および導体配線層４５を多
層化できる。

【００６７】また、この表面多層配線層Ｂの表面上にさ
らにソルダーレジスト層を形成する場合は、この多層配
線基板の表面にエポキシ樹脂などのソルダーレジスト層
を全面に塗布し、その後、露光／現像して所定の箇所に
パターンを露出させることによって図２に示すような多
層配線基板を作製することができる。

【００６８】

【実施例】コア基板を形成する絶縁シートにはポリフェ
ニレンエーテル樹脂（Ａ−ＰＰＥ樹脂）を含浸したプリ
プレグを用意した。

【００６９】次に、このプリプレグから成る絶縁シート
にＣＯ₂レーザを用いて１００μｍφの径を有するバイ
アホールを形成した。

【００７０】次に、このバイアホールに導体ペーストを
充填した。導体ペーストは銅粉末の表面に３質量％銀コ
ートした平均粒径５μｍの導電性粒子と低融点金属粉末
として平均粒径が７μｍの錫粉末との混合粉末に対して
トリアリルシアヌレート（ＴＡＩＣ）からなる有機成分
を混合して調製し、この導体ペーストの粘度は３０〜５
００Ｐａ・ｓ（ハーケ社製ＲＳ１００レオメータ、コー
ン１０ｍｍφ、コーン角度１°、せん断速度１００
ｓ^-1）とした。

【００７１】次に、絶縁シートに転写する導体配線層と
して、厚み３８μｍのポリエチレンテレフタレートフィ
ルムに、厚み１２μｍの電解銅箔を貼り合わせて転写用
の銅箔付きフィルムを準備した。銅箔表面にドライフィ
ルムレジストを貼付し、露光、炭酸ナトリウム溶液の噴
霧による現像、塩化第二鉄によるエッチングを行い台形
の形成角６０°の形成角をもつ導体配線層を形成した。
その後、水酸化ナトリウム溶液を用いてレジスト膜を剥
離し、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に配線パ
ターンを形成した。この後、蟻酸１０質量％の水溶液を
噴霧して配線パターンの表面を表面粗さ（Ｒｚ）で２．
９〜３．１μｍに粗化した。

【００７２】配線パターン表面の表面粗さ（Ｒｚ）は原
子間力顕微鏡を用いて測定した。測定箇所は１つの配線
パターンあたり５箇所とした。なお、配線パターンはラ
ンド径が９０μｍ、配線幅は７０μｍで作製した。

【００７３】次に、導体ペーストを充填したプリプレグ
に対して、このポリエチレンテレフタレートフィルム上
に形成した配線パターンを位置あわせした後、１２０
℃、５ＭＰａ、３分間の熱圧着により転写した。

【００７４】次に、導体配線層を形成したプリプレグ４
層を１２０℃、５ＭＰａ、３分間の条件で加圧加熱を行
い積層して半硬化状態のコア基板を作製した。また、こ
れらの配線パターンのうちコア基板の表面および表面多
層配線層に形成されるバイア導体の最大径の大きい側に
形成される導体配線層を有する配線パターンについて
は、再度疎化処理を行い表面粗さ（Ｒｚ）を３μｍとし
た。

【００７５】次に、表面多層配線層用の絶縁シートを作
製した。この絶縁シートは、コア基板と同様、Ａ−ＰＰ
Ｅ樹脂を用い、無機絶縁粉末として平均粒径が０．６μ
ｍの溶融シリカを体積比で４０体積％となるように調整
し、これに熱硬化性樹脂の硬化を促進させるための触媒
を熱硬化性樹脂に対して３質量％、さらに有機溶剤とし
てトルエンを加えてスラリー粘度が約２Ｐａ・ｓのスラ
リーを調製した。これをドクターブレード法により厚さ
３５μｍの絶縁シートを作製した。

【００７６】次に、この絶縁シートを予め作製した半硬
化状態のコア基板の表面上に１３０℃、５ＭＰａ、３分
間の加圧加熱条件で積層した。

【００７７】次に、コア基板上に積層された絶縁シート
の所定位置に、ＵＶ−ＹＡＧレーザ装置を用いてバイア
ホールを形成し、同時にバイアホールの底面に露出した
導体配線層の表面上の樹脂残渣が０．２μｍ以下になる
ように加工した。加工エネルギーを０．５Ｗ、単位時間
のパルス数（Ｒｅｐ−Ｒａｔｅ）を８〜１０ｋＨｚ、ト
レパニング加工とし、繰り返し回数２〜１０回で入射側
の最大径が約６０μｍ、出射側の最大径が約４５μｍの
バイアホールを形成した（Ｄｓ／Ｄ_L＝０．７５）。レ
ーザ加工後のバイアホール底面に露出した導体配線層の
表面粗さ（Ｒｚ ₁）、レーザ加工されないバイア導体当
接部の表面粗さ（Ｒｚ₂）および絶縁層との接着部（Ｒ
ｚ）は原子間力顕微鏡を用いて測定し、表１に示した。

【００７８】次に、コア基板に用いた導体ペーストをこ
のバイアホールに埋め込みバイア導体を形成した。

【００７９】その後、コア基板の導体配線層を形成した
のと全く同様にして、表層配線用としては厚み１８μｍ
の電解銅箔を配線パターンが形成されたポリエチレンテ
レフタレートフィルムをバイア導体が形成された絶縁シ
ートの表面に積層して、温度１３０℃、圧力５ＭＰａ、
時間３分間の加熱加圧を行い、樹脂フィルムと接着層の
みを剥離して絶縁シート表面に配線回路層を転写させ
た。

【００８０】その後、上記の工程を再度繰り返し行い、
コア基板の表面および裏面に、それぞれ２層の絶縁層と
導体配線層を有する表面多層配線層を形成した後、温度
２４０℃、圧力４ＭＰａ、１時間の条件で一括硬化し多
層配線基板を作製した。

【００８１】作製した多層配線基板の評価としては、こ
の多層配線基板の内部にバイア導体が３６０個直列に連
結された部分に対して、２４０℃、２分のはんだディッ
プ試験を行い、その前後の電気抵抗を測定し、バイア導
体１穴あたり電気抵抗値の変化率を評価した。

【００８２】（比較例）比較例として、表面多層配線層
を構成する絶縁シートを炭酸ガスレーザを用いて、先端
エネルギー３ｍＪ、５ショット、９２μｓｅｃの時間間
隔でバイアホールを形成した。この場合、バイアホール
の形成方法以外、導体ペースト、樹脂フィルムとその表
面に貼られた配線パターンおよびその作製法、転写法、
積層硬化条件は同じとした。

【００８３】

【表１】

【００８４】表１の結果から明らかなように、ＵＶ−Ｙ
ＡＧレーザを用いて表面多層配線層にバイアホールを形
成し、少なくともバイア導体のコア基板側における導体
配線層の表面粗さ（Ｒｚ）を絶縁層との接着部よりも小
さくした試料Ｎｏ．１〜７では、バイア導体１穴あたり
の電気抵抗の変化率が９．７％以下であった。特に、バ
イア導体の最大径の小さい側に当接する導体配線層の表
面粗さ（Ｒｚ）が０．９μｍ以下で、絶縁層接着部とこ
のバイア導体の最大径に当接する導体配線層の表面粗さ
（Ｒｚ）の差が２．１μｍ以上とした試料Ｎｏ．３、
５、６では、バイア導体１穴あたりの電気抵抗の変化率
が６．８％以下とさらに低くなり、バイア導体と導体配
線層との接続がさらに強固であった。

【００８５】一方、ＣＯ₂レーザを用いてバイアホール
を形成した試料Ｎｏ．８では、導体配線層の、バイア導
体との当接部の表面粗さと絶縁層との接着部の表面粗さ
とが同じとなり、この試料では、バイア導体１穴あたり
の電気抵抗の変化率が２１．３％と大きかった。

【００８６】

【発明の効果】以上詳述したように、表面多層配線層に
形成されたバイア導体のコア基板側における導体配線層
との当接部の表面粗さを、表面多層配線層を構成する絶
縁層との接着部の表面粗さよりも小さくすることによ
り、バイア導体と当接する部分の導体配線層の表面が平
滑となり、バイア導体を構成する金属成分と導体配線層
の金属箔との濡れ性が高まり接合面を大きくできること
から接合部を強固にでき、バイア導体の抵抗値とバラツ
キを小さくし接続信頼性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコア基板表面に表面多層配線層を形成
した多層配線基板の一例を説明するための概略断面図で
ある。

【図２】表面多層配線層に形成されたバイア導体と導体
配線層との接合部の要部拡大図である。

【図３】本発明の多層配線基板の製造方法の一例を説明
するための工程図である。

【符号の説明】

Ａ・・・・・・・・・・・・コア基板Ｂ・・・・・・・・・・・・表面多層配線層１ａ〜１ｅ、３ａ〜３ｄ・・絶縁層５・・・・・・・・・・・・絶縁基板７、１１、２７、４５・・・導体配線層８、１３、２５、４７・・・バイア導体１５、２３、４３・・・・・バイアホール１７・・・・・・・・・・・当接部１９・・・・・・・・・・・接着部２１、４１・・・・・・・・絶縁シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｎ 3/38 3/38 Ｂ 3/40 3/40 ＫＦターム(参考） 5E317 AA24 BB12 CC25 CD05 CD27 CD32 GG03 GG14 5E343 AA02 BB12 BB24 BB71 BB72 DD02 EE41 EE43 GG01 GG04 5E346 AA06 AA12 AA15 AA22 AA32 AA35 AA43 AA51 BB16 CC02 CC31 CC33 DD02 DD12 EE06 EE07 EE09 EE18 EE19 EE31 EE38 FF05 FF08 FF18 GG15 GG19 GG27 GG28 HH07 HH11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも熱硬化性樹脂を含む絶縁基板の
表面および／または内部に導体配線層が形成され、該導
体配線層間を接続するために前記絶縁基板内部にバイア
導体が形成されてなるコア基板と、該コア基板の表面
に、絶縁層および導体配線層が積層されてなり、該導体
配線層間を接続するために前記絶縁層にバイアホールを
形成し、該バイアホール内に金属粉末を含む導体ペース
トを充填してバイア導体が形成されてなる表面多層配線
層と、を具備する多層配線基板において、前記表面多層配線層に形成されたバイア導体のコア基板
側にて当接する導体配線層の表面粗さ（Ｒｚ₁）が、該
導体配線層の、前記表面多層配線層を構成する絶縁層と
の接着部の表面粗さ（Ｒｚ₂）よりも小さいことを特徴
とする多層配線基板。
【請求項２】表面多層配線層に形成されたバイア導体の
コア基板側にて当接する導体配線層の表面粗さ（Ｒ
ｚ₁）と、該導体配線層の、前記表面多層配線層を構成
する絶縁層との接着部の表面粗さ（Ｒｚ₂）との差が
０．５μｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の
多層配線基板。
【請求項３】表面多層配線層に形成されたバイア導体は
両端におけるバイア径が異なり、コア基板側のバイア径
が、該コア基板側と反対側のバイア径よりも小さいこと
を特徴とする請求項１または２に記載の多層配線基板。
【請求項４】表面多層配線層に形成されたバイア導体の
コア基板側にて当接する導体配線層の表面粗さ（Ｒ
ｚ₁）が０．５〜１．５μｍであることを特徴とする請
求項１乃至３のうちいずれか記載の多層配線基板。
【請求項５】表面多層配線層に形成されたバイア導体の
最大径が７５μｍ以下であることを特徴とする請求項１
乃至４のうちいずれか記載の多層配線基板。
【請求項６】表面多層配線層に形成されたバイア導体
が、錫、鉛、ビスマス、インジウムの少なくとも１種の
金属、あるいはそれらの合金を含有することを特徴とす
る請求項１乃至５のうちいずれか記載の多層配線基板。
【請求項７】（ａ）少なくとも熱硬化性樹脂を含む絶縁
シートの、少なくとも表面に、上面が粗化された導体配
線層を形成してなるコア基板を作製する工程と、（ｂ）
該コア基板の表面に半硬化状態の第１の絶縁シートを熱
圧着する工程と、（ｃ）前記第１の絶縁シートの所定箇
所にレーザ光を照射してバイアホールを形成するととも
に前記コア基板の表面に形成された導体配線層上面の凹
凸面を平滑化する工程と、（ｄ）（ｃ）で形成したバイ
アホールに金属粉末と有機成分を含む導体ペーストを充
填してバイア導体を形成する工程と、（ｅ）該バイア導
体が形成された前記第１の絶縁シート上に上面側が粗化
された第１の導体配線層を形成する工程と、（ｆ）
（ｂ）〜（ｅ）工程を繰り返して多層化する工程と、を
具備することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項８】前記第１の絶縁シートに形成されたバイア
導体のコア基板側にて当接する導体配線層の表面粗さ
（Ｒｚ₁）と、該導体配線層の、前記表面多層配線層を
構成する絶縁層との接着部の表面粗さ（Ｒｚ₂）との差
が０．５μｍ以上であることを特徴とする請求項７に記
載の多層配線基板の製造方法。
【請求項９】前記第１の絶縁シートに形成されたバイア
導体は両端におけるバイア径が異なり、コア基板側のバ
イア径が、該コア基板側と反対側のバイア径よりも小さ
いことを特徴とする請求項７または８に記載の多層配線
基板の製造方法。
【請求項１０】第１の絶縁シートに形成されたバイア導
体のコア基板側にて当接する導体配線層の表面粗さ（Ｒ
ｚ₁）が０．５〜１．５μｍであることを特徴とする請
求項７乃至９のうちいずれか記載の多層配線基板の製造
方法。
【請求項１１】第１の絶縁シートに形成されたバイア導
体の最大径が７５μｍ以下であることを特徴とする請求
項７乃至１０のうちいずれか記載の多層配線基板の製造
方法。
【請求項１２】第１の絶縁シートに形成されたバイア導
体が、錫、鉛、ビスマス、インジウムの少なくとも１種
の金属、あるいはそれらの合金を含有することを特徴と
する請求項７乃至１１のうちいずれか記載の多層配線基
板の製造方法。
【請求項１３】レーザ光による加工出力が０．１〜２．
０Ｗ、単位時間のパルス数が１〜５０ｋＨｚであること
を特徴とする請求項７乃至１２のうちいずれか記載の多
層配線基板の製造方法。