JP4239451B2 - 多層配線板の製造方法および多層配線板 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、層間の電気的接続と接着を同時に行う多層配線板の製造方法およびその方法により得られる多層配線板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の高機能化、並びに、軽薄短小化の要求に伴い、電子部品の高密度集積化、さらには高密度実装化が進んできており、これらの電子機器に使用される半導体パッケージは、従来にも増して、益々、小型化かつ多ピン化が進んできている。
【０００３】
従来の回路基板はプリント配線板と呼ばれ、ガラス繊維の織布にエポキシ樹脂を含浸させた積層板からなる、ガラスエポキシ板に貼り付けられた銅箔をパターニングした後、複数枚重ねて積層接着し、ドリルで貫通穴を開けて、この穴の壁面に銅めっきを行ってビアを形成し、層間の電気接続を行った配線基板の使用が主流であった。しかし、搭載部品の小型化、高密度化が進み、上記の配線基板では配線密度が不足して、部品の搭載に問題が生じるようになってきている。
【０００４】
このような背景により、近年、ビルドアップ多層配線板が採用されている。ビルドアップ多層配線板は、樹脂のみで構成される絶縁層と、導体とを積み重ねながら成形される。ビア形成方法としては、従来のドリル加工に代わって、レーザー法、プラズマ法、フォト法等多岐にわたり、小径のビアホールを自由に配置することで、高密度化を達成するものである。層間接続部としては、ブライドビア（Ｂｌｉｎｄ Ｖｉａ）やバリードビア（Ｂｕｒｉｅｄ Ｖｉａ：ビアを導電体で充填した構造）等があり、ビアの上にビアを形成するスタックドビアが可能な、バリードビアホールが、特に注目されている。バリードビアホールとしては、ビアホールをめっきで充填する方法と、導電性ペースト等で充填する場合とに分けられる。一方、配線パターンを形成する方法として、銅箔をエッチングする方法（サブトラクティブ法）、電解銅めっきによる方法（アディティブ法）等があり、配線密度の高密度化に対応可能なアディティブ法が特に注目され始めている。
【０００５】
特開平１０−８４１８６号公報では、配線層のパターンに対応した位置に設けた孔に、導電体を埋め込んだ接着性絶縁体の表面に、離型性支持板の表面に形成された導電性配線パターンを転写して、前記接着性絶縁体の表面に配線層を形成すると同時に、バイア接続を行う配線基板が開示されており、ビア内を導電体（導電性ペースト）で充填する（バリードビア）ため、ビアの上にビアを形成するスタックドビアが可能なうえ、配線パターンを電解めっき等で形成する（アディティブ法）ため、微細な配線パターンを形成することができ、高密度化ができるとしている。しかしながら、この方法では、層間の電気的接続を導電性ペーストで行っているため、信頼性が十分ではない。また、微細なビアに導電性ペーストを埋め込む高度な技術や、離型性支持板の表面に形成された配線パターンと、接着性絶縁体に形成されたビアと、もう一方の配線パターンとを、同時に位置合せ積層する高度な技術も必要となり、さらなる微細化に対応することが困難である。
【０００６】
特開平１１−２５１７０３号公報では、導電性組成物によって充填されたビアを有する絶縁体層と、導電組成物の一方または両方の面の上に形成された導電性のバッファー層と、導電性のバッファー層上に形成された配線パターンとを備え、導電性のバッファー層は、導電性組成物、配線パターンのいずれか一方または両方と、合金または金属間化合物を形成している回路基板が記載されている。この方法は、導電性ペーストと配線パターンの接続信頼性向上を狙ったものである。しかしながら、この方法においても、金属間化合物を形成する導電性バッファー層、導電性組成物、配線パターンの表面が、十分に清浄化されていないと、導電性バッファー層が濡れ拡がることができず、半田接合が不十分になり、信頼性の高い電気的接続が得られない。
【０００７】
文献「テープ状フィルムの一括積層方式による多層配線板の開発」（エレクトロニクス実装学会誌，ｖｏｌ.１，Ｎｏ.２（１９９８））に開示された技術においては、接続用電極表面に、Ａｕ−Ｓｎ合金を用いて、電気的接続を試みているが、Ａｕ−Ｓｎ合金が全面にぬれ拡がらないため、Ａｕ−Ｓｎの間に熱硬化性接着剤を挟んだ部分的な接合となり、信頼性が十分ではない。ここで、熱硬化性接着剤の硬化層をエポキシ系接着剤で設けられているが、具体的には、エポキシ樹脂としてビスフェノールＡ型もしくはクレゾールノボラック型であり、硬化剤として、フェノールノボラック樹脂とあるが、その機能は層間接着のみであり、金属表面の酸化膜の除去や、還元といった金属表面の清浄化機能に関する記載はない。
【０００８】
また、特開平１１−２０４９３９号公報では、接続用電極として、Ｓｎ−Ｐｂはんだ等、Ｓｎを主成分とする合金を用いて３００℃以下の温度で、電気的な接続を行う方法が記載されているが、接合表面を清浄化しないと、半田接合することは不可能である。一方、配線パターンは、銅箔をエッチングにより形成するサブトラクティブ法であるため、さらなる配線パターンの微細化に対応することが困難である。
【０００９】
特開平８−１９５５６０号公報では、両面または片面に導電体回路層を有する絶縁体層と導電体回路層を有しない絶縁体層とを所定数積み重ねた積層体を、加圧・成形し、同時に所定の少なくとも上下二つの導電体回路層を、電気的に接続させるプリント回路基板の製造方法において、絶縁体層をいずれもガラス繊維を含まないシート状の絶縁体樹脂層で形成し、導電体回路層の所定場所上に、導電体回路層間の電気的接続用の導電体からなる突起（金属塊）を設けておき、積層体をプレス治具板を用いて、プレスを行うものであり、プレス圧力によって絶縁体樹脂層を突起が突き破り、対向する導電体回路層に当接・圧着させる製造方法が記載されている。また、さらに突起の先端部に、絶縁体樹脂層の樹脂硬化温度より、高い溶融温度を有する半田層を設けておき、熱および圧力で絶縁体樹脂層を突起で突き破り、半田層を導電体回路層に接続させた後、この状態で温度を半田の溶融温度まで上昇し、半田層を溶融させて、突起を導電体回路層に接続させた後、冷却して半田層を固化させる製造方法が記載されている。この製造方法によると、導電体からなる突起（金属塊）により層間接続を行うため、ビア（突起）の上にビア（突起）を形成するスタックドビアが可能となり、層間接続部の高密度化を図ることができる。また、絶縁体樹脂層にビアを形成しておく必要がないため、簡便にかつ品質よく製作できる利点もある。しかしながら、上記の前者の方法では、電気的接続が物理的接触だけであり、信頼性が低いことが予想される。後者の方法では、突起先端の半田層と導電体回路層の表面が十分に清浄化、すなわち、表面酸化膜の除去や還元がされていないと、半田が濡れ拡がることができないため、半田接合することは不可能である。
【００１０】
特開昭６２−２２２６９６号公報では、基板上に導体層と絶縁層とを交互に積層して多層配線基板の導体配線を形成する多層配線基板の製造方法において、前記導体配線を形成する面に所望の配線パターン形状と略同形状にパターニングされた下地金属層を形成する工程と、少なくとも前記下地金属層以外に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層をめっきレジストとして、前記下地金属層上に無電解めっきを行って前記導体配線を形成する工程とからなる製造方法が記載されている。この発明の最大の特徴は、無電解めっきにより配線パターンを形成するところにあり、これにより導体配線を均一な厚みで形成することができるだけでなく、アディティブ法であるため、微細な導体配線を形成することができる。しかしながら、無電解めっきによる導体配線形成では、導体配線を所望の厚みに形成するまでに時間を要するため、生産性の向上が図れないという重大な課題がある。さらに、下地金属層を所望の配線パターン形状と略同形状にパターニングするが、絶縁層と導体配線との間に隙間が形成されないようにするには、下地金属層の寸法（幅）を配線パターン形状よりも大きくする必要があるため、隣接する導体配線のスペースを狭くすることができず、回路密度の向上に障害が生じるという重大な課題もある。
【００１１】
一般に、半田接合のためには、半田表面と相対する電極の、金属表面の酸化物等の汚れを除去すると共に、半田接合時の金属表面の再酸化を防止して、半田の表面張力を低下させ、金属表面に溶融半田が濡れ易くする、半田付け用フラックスが使用される。このフラックスとしては、ロジン等の熱可塑性樹脂系フラックスに、酸化膜を除去、還元する活性剤等を加えたフラックスが用いられている。しかしながら、このフラックスが残存していると、高温、多湿時に熱可塑性樹脂が溶融し、活性剤中の活性イオンも遊離する等、電気絶縁性の低下やプリント配線の腐食等の問題が生じる。そのため現在は、半田接合後の残存フラックスを洗浄除去しなければならない。よって、前述の特開平８−１９５５６０号公報、特開平１１−２５１７０３号公報、特開平１１−２０４９３９号公報で記載された多層プリント基板、回路基板、多層回路基板の半田接合のために、この様な半田付け用のフラックスを用いても、確実に半田接合はできるが、絶縁信頼性を得ることができない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、半導体チップを搭載する多層配線板における、層間接続のこのような現状の問題点に鑑み、確実に層間接続でき、且つ信頼性の高い多層配線板を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、層間接続用のランドを有する配線パターンと、配線パターンとの層間接続用のランドを有する被接続体の、いずれかのランド上に導体ポストが形成され、少なくとも、導体ポストの先端表面または相対するランドの表面に半田層が形成され、導体ポストと相対するランドとを接着剤層を介して、密着・加圧・加熱の工程を経て半田接合させた層間接続部を有する多層配線板であって、該半田層の表面に表面清浄化機能を有する接着剤からなる接着剤層を形成する工程、該半田層の熱処理が、該半田層に用いる半田の融点以上の温度にて行われる工程、を経た後、密着・加圧・加熱の工程を経ることを特徴とする多層配線板を基本とし、半田層の熱処理は、真空中または不活性雰囲気中にて行うことが好ましい。
【００１４】
本発明において、導体ポストは電解めっきにより形成された銅からなることが好ましく、半田層は電解めっきにより形成されることが好ましい。
【００１５】
本発明において、接着剤層に用いる接着剤は、表面清浄化機能を有することが好ましく、あるいは、第１の好ましい接着剤として、少なくとも１つ以上のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）と、その硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）とを必須成分とするものが用いられ、さらには、フェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）が、フェノールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、レゾール樹脂、および、ポリビニルフェノール樹脂から選ばれる、少なくとも１種であることが好ましく、また、フェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）が、接着剤に２０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下で含まれることが好ましい。また、第２の好ましい接着剤として、エポキシ樹脂（Ｃ）と、イミダゾール環を有し且つエポキシ樹脂（Ｃ）の硬化剤として作用する化合物（Ｄ）とを必須成分とするものが用いられ、さらには、硬化剤として作用する化合物（Ｄ）が、接着剤に１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下で含まれることが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、前記多層配線板の製造方法により、得られることを特徴とする多層配線板である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。図１は、本発明の実施形態である多層配線板の製造方法の第１の例を説明するための図で、図１（ｆ）は得られる多層配線板の構造を示す断面図である。
【００１８】
本発明の多層配線板の製造方法としては、まず、金属箔１０１と絶縁膜１０２からなる２層構造体を用意し、絶縁膜１０２にビア１０３を形成する（図１（ａ））。２層構造体は、金属箔１０１上に樹脂ワニスを印刷、カーテンコート、バーコート等の方法で直接塗布することにより得ることができる。さらには、市販の樹脂付銅箔（例えば、ポリイミド付銅箔）のような２層構造体を用意しても良い。また、２層構造体は、ガラスエポキシ両面銅張積層板の一方の銅箔を全面エッチングして得ることもできる。
【００１９】
ビア１０３の形成方法は、この製造方法に適する方法であれば、どのような方法でも良く、レーザー、プラズマによるドライエッチング、ケミカルエッチング等が挙げられる。レーザーとしては、炭酸ガスレーザー、紫外線レーザー、エキシマレーザー等を使用することができる。絶縁膜１０２がガラスエポキシのように補強繊維を含む場合には、樹脂とガラスクロスを貫通してビア１０３を形成することができる炭酸ガスレーザーを使用することが好ましい。絶縁膜１０２がポリイミド等の補強繊維を含まない場合には、より微細なビア１０３を形成できる紫外線レーザーを使用することが好ましい。また、絶縁膜１０２を感光性樹脂とした場合には、絶縁膜１０２を選択的に感光し、現像することでビア１０３を形成することもできる。
【００２０】
次に、金属箔１０１を電解めっき用リード（給電用電極）として、導体ポスト１０４を電解めっきにより形成する（図１（ｂ））。この電解めっきにより、絶縁膜１０２のビア１０３が形成されている部分に、導体ポスト１０４が形成される。電解めっきにより導体ポスト１０４を形成すれば、導体ポスト１０４の先端の形状を自由に制御することができる。導体ポスト１０４の材質としては、この製造方法に適するものであればどのようなものでも良く、例えば、銅、ニッケル、金、錫、銀、パラジウム等が挙げられる。さらには、銅を用いることで、低抵抗で安定した導体ポスト１０４が得られる。
【００２１】
次に、導体ポスト１０４の表面（先端）に、半田層１０５を形成する（図１（ｃ））。半田層１０５の形成方法としては、無電解めっきにより形成する方法、金属箔１０１を電解めっき用リード（給電用電極）として電解めっきにより形成する方法、半田を含有するペーストを印刷する方法が挙げられる。印刷による方法では、印刷用マスクを導体ポスト１０４に対して、精度良く位置合せする必要があるが、無電解めっきや電解めっきによる方法では、導体ポスト１０４の表面以外に半田層１０５が形成されることがないため、導体ポスト１０４の微細化・高密度化にも対応しやすい。特に、電解めっきによる方法では、無電解めっきによる方法よりも、めっき可能な金属が多種多様であり、また薬液の管理も容易であるため、非常に好適である。半田層１０５の材質としては、ＳｎやＩｎ、もしくはＳｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｐｄ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ａｕの少なくとも二種からなる半田を使用することが好ましい。より好ましくは、環境に優しいＰｂフリー半田である。なお、図１（ｃ）では、導体ポスト１０４の表面に半田層１０５を形成する例を示したが、半田層１０５を形成する目的は、導体ポスト１０４と被接続体１２０のランド１０７ｂとを半田接合させることであるため、ランド１０７ｂに半田層１０５を形成しても構わない。もちろん、導体ポスト１０４とランド１０７ｂの両表面に半田層１０５を形成しても構わない。
【００２２】
次に、半田層１０５に熱処理を行う（図示せず）。電解めっきまたは無電解めっきにより得られた半田層１０５は、半田を構成する各金属が結晶として析出しただけであり、適切な熱処理を行うことにより、半田として機能するようになる。半田層１０５に行う熱処理としては、熱処理による半田表面の酸化を防ぐために、真空中または不活性雰囲気（例えば、窒素等）中にて熱処理を行うことが好ましい。さらには、半田層１０５の表面にフラックスまたは表面清浄化機能を有する樹脂を塗布してから熱処理を行うことにより、半田表面の酸化膜や汚れを除去することができるため、よりいっそう好ましい。熱処理の温度としては、半田の融点以上の温度であることが好ましい。さらには、絶縁膜１０２が樹脂からなる場合には、４００℃以下の温度で熱処理を行うことが好ましい。４００℃を超える温度では、樹脂の熱分解等により、絶縁膜１０２としての機能を果たさなくなるからである。表面清浄化機能を有する樹脂としては、表面清浄化機能を有する接着剤と同じ組成物を用いることができる。
【００２３】
前記半田層１０５の表面にフラックスまたは表面清浄化機能を有する樹脂を塗布する工程の代わりに、表面清浄化機能を有する接着剤からなる接着剤層１０８を形成してから熱処理を行うとより好ましい。熱処理後の該表面清浄化機能を有する接着剤は、接着剤層としてそのまま使用することができる。表面清浄化機能を有する接着剤についての詳細は後述の通りであるが、フラックス又は表面清浄化機能を有する樹脂を塗布して熱処理を行う場合、該フラックスならびに表面清浄化機能を有する樹脂が残存していると、高温、多湿時に熱可塑性樹脂が溶融し、活性剤中の活性イオンも遊離するなど、電気絶縁性の低下やプリント配線の腐食などの問題が生じる恐れがある。また、その後の工程の接着剤層１０８の形成における成型不良や、接続体１１０と被接続体１２０の接着不良を引き起こす恐れがあるため、該フラックスならびに表面清浄化機能を有する樹脂を洗浄して除去する必要がある。
【００２４】
次に、金属箔１０１を選択的にエッチングすることにより、ランド１０７ａを有する配線パターン１０６を形成し、絶縁膜１０２の表面に接着剤層１０８を形成する（図１（ｄ））。これにより接続体１１０を得ることができる。既に半田層の表面に表面清浄化機能を有する接着剤樹脂からなる接着剤層を形成している場合は、絶縁膜の表面に接着剤層を形成しなくても良い。接着剤層１０８の形成は、使用する樹脂に応じて適した方法で良く、樹脂ワニスを印刷、カーテンコート、バーコート等の方法で直接塗布したり、ドライフィルムタイプの樹脂を真空ラミネート、真空プレス等の方法で積層する方法が挙げられる。接着剤層１０８の機能は、詳細には後述の通りであるが、金属の表面清浄化機能と接着機能の２機能である。前者は半田接合を実現するために必要な機能であり、後者は接続体１１０と被接続体１２０とを接着するために必要な機能であり、両者とも欠く事はできない。なお、図１（ｄ）では、絶縁膜１０２の表面に接着剤層１０８を形成する例を示したが、被接続体１２０の表面に接着剤層１０８を形成しても構わない。もちろん、絶縁膜１０２と被接続体１２０の両表面に形成しても構わない。
【００２５】
次に、接続体１１０と被接続体１２０とを位置合わせする（図１（ｅ））。位置合わせは、接続体１１０および被接続体１２０に予め形成されている位置決めマークを、画像認識装置により読み取り位置合わせする方法、位置合わせ用のピン等で位置合わせする方法等を用いることができる。
【００２６】
最後に、接続体１１０と被接続体１２０とを積層する（図１（ｆ））。積層方法としては、例えば、真空プレスを用いて、導体ポスト１０４が、接着剤層１０８を排除して、半田層１０５によりランド１０７ｂと半田接合するまで加圧し、更に加熱して接着剤層１０８を硬化させて、接続体１１０と被接続体１２０とを接着することができる。
【００２７】
以上の工程により、ランド１０７ｂと導体ポスト１０４とを半田層１０５にて半田接合し、各層間を接着剤層１０８にて接着した多層配線板１３０を得ることができる。なお、図１（ｆ）では、被接続体１２０に対して接続体１１０を１層のみ積層した例を示したが、図１（ｆ）で得られた多層配線板１３０の上にさらにもう１層または２層以上積層して、より層数の多い多層配線板を得ることもできる。
【００２８】
図２は、本発明の実施形態である多層配線板の製造方法の第２の例を説明するための図で、図２（ｆ）は得られる多層配線板の構造を示す断面図である。
【００２９】
本発明の多層配線板の製造方法の第２の例が第１の例と異なるのは、金属箔１０１を選択的にエッチングして、ランド１０７ａを有する配線パターン１０６を形成する代わりに、金属板２０１を電解めっき用リード（給電用電極）として、電解めっきによりランド２０７ａを有する配線パターン２０６を形成する点であり、基本的な製造方法はほとんど同じである。以下、第２の例について、第１の例と異なる部分のみ詳細に説明する。
【００３０】
まず、金属板２０１上にパターニングされためっきレジスト（図示せず）を形成し、続いて、金属板２０１を電解めっき用リード（給電用電極）として、ランド２０７ａを有する配線パターン２０６を電解めっきにより形成した後、めっきレジストを除去する（図２（ａ））。この電解めっきにより、金属板２０１上のめっきレジストが形成されていない部分に、ランド２０７ａを有する配線パターン２０６が形成される。ランド２０７ａを有する配線パターン２０６の材質としては、例えば、銅、ニッケル、金、錫、銀、パラジウム等が挙げられる。さらには、銅を用いることで、低抵抗で安定したランド２０７ａを有する配線パターン２０６が得られる。金属板２０１の材質は、この製造方法に適するものであればどのようなものでも良いが、特に、使用される薬液に対して耐性を有するものであって、最終的にエッチングにより除去可能であることが必要である。そのような金属板２０１の材質としては、例えば、銅、銅合金、４２合金、ニッケル等が挙げられる。一方、めっきレジストは、例えば、金属板２０１上に紫外線感光性のドライフィルムレジストをラミネートし、ネガフィルム等を用いて選択的に感光し、その後現像することにより形成できる。
【００３１】
次に、ランド２０７ａを有する配線パターン２０６上に絶縁膜２０２を形成し、続いて、絶縁膜２０２にビア２０３を形成する（図２（ｂ））。絶縁膜２０２を構成する樹脂は、この製造方法に適するものであればどのようなものでも使用できる。また、絶縁膜２０２の形成は、使用する樹脂に応じて適した方法で良く、樹脂ワニスを印刷、カーテンコート、バーコート等の方法で直接塗布したり、ドライフィルムタイプの樹脂を真空ラミネート、真空プレス等の方法で積層する方法が挙げられる。特に、市販されている樹脂付銅箔は入手が容易であり、真空ラミネートによりランド２０７ａを有する配線パターン２０６の凹凸を埋め込みながら成形し、最後に銅箔をエッチングすれば、絶縁膜２０２の表面がランド２０７ａを有する配線パターン２０６の凹凸に影響されることなく、非常に平坦になる。また、絶縁膜２０２の表面には銅箔表面の微細な粗化形状が転写されるため、図２（ｄ）に示す接着剤層２０８との密着性を確保することができる。一方、ビア２０３の形成方法は、第１の例と同様である。
【００３２】
次に、金属板２０１を電解めっき用リード（給電用電極）として、導体ポスト２０４を電解めっきにより形成し、続いて、導体ポスト２０４の表面（先端）に半田層２０５を形成する（図２（ｃ））。導体ポスト２０４および半田層２０５の形成方法は、第１の例と同様である。
【００３３】
次に、半田層２０５に熱処理を行う（図示せず）。半田層２０５の熱処理については、第１の例と同様である。
【００３４】
次に、絶縁膜２０２の表面に接着剤層２０８を形成する（図２（ｄ））。接着剤層２０８の形成方法は、第１の例と同様である。
【００３５】
次に、接続体２１０と被接続体２２０とを位置合わせをする（図２（ｅ））。位置合わせ方法は、第１の例と同様である。
【００３６】
最後に、接続体２１０と被接続体２２０とを積層し、金属板２０１をエッチングにより除去する（図２（ｆ））。積層方法は、第１の例と同様である。金属板２０１とランド２０７ａを有する配線パターン２０６の材質が異なる場合には、ランド２０７ａを有する配線パターン２０６を侵食・腐食しない薬液を用いて、金属板２０１をエッチングすればよい。金属板２０１とランド２０７ａを有する配線パターン２０６の材質が同じ場合には、金属板２０１をエッチングする際に、ランド２０７ａを有する配線パターン２０６が侵食・腐食されるため、金属板２０１とランド２０７ａを有する配線パターン２０６との間に、金属板２０１をエッチングする際に、使用する薬液に対して耐性を有するレジスト金属層（図示せず）を、予め形成しておく。これにより、金属板２０１をエッチングしても、レジスト金属層があるため、ランド２０７ａを有する配線パターン２０６は侵食・腐食されることはない。その後、ランド２０７ａを有する配線パターン２０６を侵食・腐食しない薬液を用いてレジスト金属層をエッチングにより除去する（もちろん除去せず、残しておいてもよい）。
【００３７】
具体的に説明すると、金属板２０１の材質が銅、レジスト金属層の材質がニッケル、錫または半田の場合、市販のアンモニア系エッチング液を使用して金属板２０１をエッチングすることができる。金属板２０１の材質が銅、レジスト金属の材質が金の場合、塩化第二鉄溶液、塩化第二銅溶液を含め、ほとんどのエッチング液を使用して金属板２０１をエッチングすることができる。ランド２０７ａを有する配線パターン２０６の材質が銅、レジスト金属層の材質がニッケル、錫または半田の場合、市販の半田・ニッケル剥離剤（例えば、三菱ガス化学製、Ｐｅｗｔａｘ）を使用してレジスト金属層をエッチングすることができる。ランド２０７ａを有する配線パターン２０６の材質が銅、レジスト金属層の材質が金の場合、ランド２０７ａを有する配線パターン２０６を浸食・腐食させることなく、レジスト金属層をエッチングすることは困難である。この場合には、レジスト金属層を除去せず、残しておいてもよい。
【００３８】
以上の工程により、ランド２０７ｂと導体ポスト２０４とを半田層２０５にて半田接合し、各層間を接着剤層２０８にて接着した多層配線板２３０を得ることができる。なお、図２（ｆ）では、被接続体２２０に対して接続体２１０を１層のみ積層した例を示したが、図２（ｆ）で得られた多層配線板２３０の上に、さらにもう１層または２層以上積層して、より層数の多い多層配線板を得ることもできる。
【００３９】
本発明に用いる接着剤層は、表面清浄化機能を有しており、且つ絶縁信頼性の高い接着剤であるところに最も特徴がある。表面清浄化機能としては、例えば、半田表面や被接続金属表面に存在する酸化膜の除去機能や、酸化膜の還元機能である。この接着剤層の表面清浄化機能により、半田と接続するための表面との濡れ性が十分に高まる。そのため、接着剤層は、金属表面を清浄化するために、半田と接続するための表面に、必ず接触している必要がある。両表面を清浄化することで、半田が、被接合表面に対して濡れ拡がろうとする力が働き、その半田の濡れ拡がりの力により、半田接合部における接着剤層が排除される。これより、接着剤層を用いた半田接合には、樹脂残りが発生しにくく、且つその電気的接続信頼性は高いものとなる。
【００４０】
本発明に用いる第１の好ましい接着剤は、少なくとも１つ以上のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）と、その硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）とを必須成分としており、フェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）の、フェノール性水酸基は、その表面清浄化機能により、半田および金属表面の酸化物等の汚れの除去あるいは、酸化物を還元し、半田接合のフラックスとして作用する。更に、その硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）により、良好な硬化物を得ることができるため、半田接合後の洗浄除去が必要なく、高温、多湿雰囲気でも電気絶縁性を保持し、接合強度、信頼性の高い半田接合を可能とする。
【００４１】
本発明において第１の好ましい接着剤に用いる、少なくとも１つ以上のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）としては、フェノールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、レゾール樹脂、および、ポリビニルフェノール樹脂から選ばれるのが好ましく、これらの１種以上を用いることができる。
【００４２】
本発明において第１の好ましい接着剤フェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）の、硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）としては、エポキシ樹脂やイソシアネート樹脂等が用いられる。具体的にはいずれも、ビスフェノール系、フェノールノボラック系、アルキルフェノールノボラック系、ビフェノール系、ナフトール系やレソルシノール系等のフェノールベースのものや、脂肪族、環状脂肪族や不飽和脂肪族等の骨格をベースとして変性されたエポキシ化合物やイソシアネート化合物が挙げられる。
【００４３】
本発明において第１の好ましい接着剤に用いる、フェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）は、接着剤中に、２０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下で含まれることが好ましい。２０重量％未満であると、金属表面を清浄化する作用が低下し、半田接合できなくなってしまう恐れがあり、また、８０重量％より多いと、十分な硬化物が得られず、接合強度と信頼性が低下する恐れがある。
硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）の配合量としては、エポキシ基当量またはイアネート基当量が、化合物（Ａ）のフェノール性水酸基当量、あるいはカルボキシル基当量の０．５倍以上、１．５倍以下が好ましい。０．５倍未満であると、十分な硬化物が得られず信頼性が低下する恐れがある。また、１．５倍より多いと、半田および金属表面の酸化物などの汚れを除去する作用が低下し、半田接合の信頼性が低下する恐れがある。
また、接着剤層に用いる樹脂に、硬化触媒、着色料や、無機充填材、各種のカップリング剤等を添加しても良い。
【００４４】
本発明に用いる第２の好ましい接着剤は、エポキシ樹脂（Ｃ）と、イミダゾール環を有し且つエポキシ樹脂（Ｃ）の硬化剤として作用する化合物（Ｄ）とを、必須成分としており、化合物（Ｄ）のイミダゾール環は、三級アミンの不対電子に起因する表面清浄化機能により、半田および金属表面の酸化物等の汚れの除去あるいは、酸化膜を還元し、半田接合のフラックスとして作用する。更に、イミダゾール環は、エポキシ樹脂（Ｃ）をアニオン重合する際の硬化剤としても作用するため、良好な硬化物を得ることができ、半田接合後の洗浄除去が必要なく、高温、多湿雰囲気でも電気絶縁性を保持し、接合強度、信頼性の高い半田接合を可能とする。
【００４５】
本発明において第２の好ましい接着剤に用いる化合物（Ｄ）の添加量は、１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることが好ましい。化合物（Ｄ）の添加量が１ｗｔ％未満では表面清浄化機能が弱くなったり、また、エポキシ樹脂（Ｃ）を充分に硬化させることができなくなる恐れがある。また、化合物（Ｄ）の添加量が１０ｗｔ％より多い場合は、硬化反応が急激に進行し、半田接合時における接着剤層の流動性が低下し、半田接合を阻害する恐れがある。さらに、得られる硬化物が脆くなり、十分な強度の半田接合部が得られなくなる恐れがある。より好ましくは、化合物（Ｄ）の添加量は１ｗｔ％以上５ｗｔ％以下である。
【００４６】
本発明において第２の好ましい接着剤で用いる化合物（Ｄ）と組み合わせて用いるエポキシ樹脂（Ｃ）としては、ビスフェノール系、フェノールノボラック系、アルキルフェノールノボラック系、ビフェノール系、ナフトール系やレゾルシノール系等の、フェノールベースのエポキシ樹脂や、脂肪族、環状脂肪族や不飽和脂肪族等の骨格をベースとして変性されたエポキシ化合物が挙げられる。
【００４７】
本発明において第２の好ましい接着剤で用いる化合物（Ｄ）としては、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、ビス（２−エチル−４−メチル−イミダゾール）、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４、５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、あるいはトリアジン付加型イミダゾール等が挙げられる。また、これらをエポキシアダクト化したものや、マイクロカプセル化したものも使用できる。これらは単独で使用しても２種類以上を併用しても良い。
【００４８】
本発明において第２の好ましい接着剤で用いるエポキシ樹脂（Ｃ）の配合量は、接着剤の３０〜９９ｗｔ％が好ましい。３０ｗｔ％未満であると、十分な硬化物が得られなくなる恐れがある。接着剤層に用いる樹脂に、シアネート樹脂、アクリル酸樹脂、メタクリル酸樹脂、マレイミド樹脂等の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を配合しても良い。また、接着剤層に用いる樹脂に、硬化触媒、着色料や、無機充填材、各種のカップリング剤等を添加しても良い。
【００４９】
【実施例】
以下、実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。
【００５０】
[接着剤ワニスの調整]
調整例１
ｍ,ｐ−クレゾールノボラック樹脂（ＰＡＳ−１、日本化薬(株)製，ＯＨ当量１２０）１００ｇと、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ＲＥ−４０４Ｓ、日本化薬(株)製、ＥＰ当量１６５）１４０ｇを、シクロヘキサノン６０ｇに溶解し、硬化触媒としてトリフェニルフォスフィン（北興化学工業（株）製）０.２ｇを添加し、接着剤ワニス１を作製した。
【００５１】
調整例２
ジシクロペンタジエン骨格含有エポキシ樹脂（ＸＤ−１０００Ｌ、日本化薬製、エポキシ当量２４５）２４５ｇを、シクロヘキサノン１０５ｇに溶解し、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール（２Ｐ４ＭＨＺ−ＰＷ、四国化成製）を５ｇ添加し、接着剤ワニス２を作製した。
【００５２】
＜多層配線板の製造＞
銅箔（金属箔１０１、厚み１８μｍ）、ポリイミド樹脂絶縁膜（絶縁膜１０２、厚み２５μｍ）からなるフレキシブルプリント配線用基板（住友ベークライト製、Ａ１フレキ）のポリイミド樹脂絶縁膜にＵＶ−ＹＡＧレーザーを用いて、トップ径：４５μｍ、ボトム径が２５μｍのビア（ビア１０３）を形成した。ビア内部およびビア周辺部を過マンガン酸樹脂エッチング液にて清浄化した後、裏面の銅箔を電解めっき用リード（給電用電極）として電解銅めっきを行ってビアを銅で充填し、銅ポスト（導体ポスト１０４）を形成した。ここで、銅ポストの直径が４５μｍとなるよう、電解銅めっきの時間を調整した。次に、銅ポストの表面に、Ｓｎ−Ｐｂ共晶半田層（半田層）を電解めっきによって２．５μｍの厚みで形成した。次に、銅箔を選択的にエッチングして、層間接続用のランド（ランド１０７ａ）を有する配線パターン（配線パターン１０６）を形成した。
【００５３】
上記の工程を経たサンプルを１２サンプル作成し、表１の実施例１〜実施例６および比較例に示す条件で、熱処理行ったサンプルを、各２サンプルずつ作製した。
【００５４】
【表１】

【００５５】
次に、実施例１、実施例４〜実施例６および比較例について、得られた１０サンプルに対して、バーコートにより、上述の接着剤ワニス１を、絶縁膜の表面、すなわちＳｎ−Ｐｂ共晶半田層が形成された面に塗布後、８０℃で２０分乾燥し、１０μｍ厚の接着剤層（接着剤層１０８）を形成した。これまでの工程により、接続体（接続体１１０）を得ることができた。また、実施例２については、熱処理の前に、接着剤ワニス１により、半田層上に接着剤層１０８を形成し、実施例３については、熱処理の前に、接着剤ワニス２により、半田層上に接着剤層１０８を形成し比較例については、半田層表面に市販のフラックスを塗布した。
【００５６】
一方、厚み１２μｍ銅箔が両面に形成されたＦＲ−５相当のガラスエポキシ両面銅張積層板（住友ベークライト製、ＥＬＣ）を用い、銅箔を選択的にエッチングして配線パターン（図示せず）および層間接続用のランド（ランド１０７ｂ）を形成し、被接続体（被接続体１２０）を得ることができた。層間接続用のランドは、位置合わせ許容誤差を考慮して、３００μｍ径とした。
【００５７】
次に、上述の工程により得られた接続体と被接続体に予め形成されている位置決めマークを画像認識装置により読み取り、両者を位置合わせし、１００℃の温度で仮圧着した。これを、プレスにより２２０℃の温度で加熱加圧して、銅ポストが、接着剤層を貫通してランドと半田接合し、接着剤層により接続体と被接続体とを接着した。
【００５８】
以上の工程により、実施例１〜実施例６および比較例に示す熱処理行った多層配線板を、各２サンプルずつ得ることができた。
【００５９】
＜半田接合部の観察＞
得られた多層配線板の半田接合部を観察するため、接続体および被接続体の界面、すなわち、接着剤層で両者を引き剥がし、被接続体のランド（ランド１０７ｂ）の半田濡れ性を評価した。実施例１〜実施例６および比較例に示す熱処理を行った各サンプルにおける、引き剥がし後のランドの表面写真を図３に示す。
【００６０】
図３から、実施例１〜実施例６に示す熱処理を半田層に対して行ったサンプルについては、半田層がランドに対して良好に濡れ広がっていることがわかる。一方、比較例に示す熱処理を行っていないサンプルについては、中心付近が半田接合しておらず、ランドの銅が露出していることがわかる。このことから、半田層に熱処理を行うことが有効であることは明白である。
【００６１】
【発明の効果】
本発明により、確実に層間接続でき、且つ信頼性の高い多層配線板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態による多層配線板の製造方法の第１の例を示す断面図である。
【図２】 本発明の実施形態による多層配線板の製造方法の第２の例を示す断面図である。
【図３】 実施例１〜実施例６および比較例における半田濡れ性を示す写真である。
【符号の説明】
１０１ 金属箔
２０１ 金属板
１０２、２０２ 絶縁膜
１０３、２０３ ビア
１０４、２０４ 導体ポスト
１０５、２０５ 半田層
１０６、２０６ 配線パターン
１０７ａ、２０７ａ ランド
１０７ｂ、２０７ｂ ランド
１０８、２０８ 接着剤層
１１０、２１０ 接続体
１２０、２２０ 被接続体
１３０、２３０ 多層配線板

Claims (11)

1. 層間接続用のランドを有する配線パターンと、該配線パターンとの層間接続用のランドを有する被接続体の、いずれかのランド上に導体ポストが形成され、少なくとも、該導体ポストの先端表面または相対するランドの表面に半田層が形成され、該導体ポストと相対するランドとを接着剤層を介して、密着・加圧・加熱の工程を経て半田接合させた層間接続部を有する多層配線板の製造方法であって、
   該半田層の表面に表面清浄化機能を有する接着剤からなる接着剤層を形成する工程、
   該半田層の熱処理が、該半田層に用いる半田の融点以上の温度にて行われる工程、を経た後
   密着・加圧・加熱の工程を経ることを特徴とする多層配線板の製造方法。
2. 半田層の熱処理が、真空中または不活性雰囲気中にて行われることを特徴とする請求項１記載の多層配線板の製造方法。
3. 接着剤層に用いる接着剤が、表面清浄化機能を有することを特徴とする請求項１または２に記載の多層配線板の製造方法。
4. 接着剤層に用いる接着剤が、少なくとも１つ以上のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）と、その硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）とを必須成分とすることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の多層配線板の製造方法。
5. フェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）が、フェノールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、レゾール樹脂、および、ポリビニルフェノール樹脂より選ばれる、少なくとも１種であることを特徴とする、請求項４記載の多層配線板の製造方法。
6. フェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）が、接着剤に、２０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下で含まれることを特徴とする、請求項４または５に記載の多層配線板の製造方法。
7. 接着剤層に用いる接着剤が、エポキシ樹脂（Ｃ）と、イミダゾール環を有し且つエポキシ樹脂（Ｃ）の硬化剤として作用する化合物（Ｄ）とを、必須成分とすることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載の多層配線板の製造方法。
8. 硬化剤として作用する化合物（Ｄ）が、接着剤に、１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下で含まれることを特徴とする、請求項７記載の多層配線板の製造方法。
9. 導体ポストが、電解めっきにより形成された銅からなることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の多層配線板の製造方法。
10. 半田層が、電解めっきにより形成されたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の多層配線板の製造方法。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載の多層配線板の製造方法により、得られることを特徴とする多層配線板。

Images