JPH07273466A

JPH07273466A - 多層配線板の製造方法

Info

Publication number: JPH07273466A
Application number: JP5839694A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Tsubomatsu; 良明坪松; Hiroto Ohata; 洋人大畑
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1994-03-29
Filing date: 1994-03-29
Publication date: 1995-10-20

Abstract

(57)【要約】【目的】ポリイミド絶縁膜のレジストとの接着性を改善
して、高密度配線板の製造を可能とする。【構成】化１のポリイミドを、アルカリ処理した後シラ
ンカップリング処理して多層配線板の層間絶縁膜として
使用する。【化１】【効果】ポリイミド／レジスト界面での接着性を向上さ
せることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、絶縁層として低熱膨張
ポリイミド樹脂を絶縁膜として用いた多層配線板の製造
方法に関し、特にビフェニルテトラカルボン酸類と芳香
族ジアミン等から得られたポリイミドの表面処理方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】大型コンピュータにおける演算処理速度
の高速化の一環として、半導体素子搭載用配線板におい
て、配線金属として銅を、また、配線層間の絶縁膜とし
て誘電率が小さく耐熱性に優れるポリイミド樹脂をそれ
ぞれ適用した検討がなされている。こうした配線板で適
用される一般的な層間接続法としては、下部配線パター
ン上に設けたポリイミド樹脂上にエッチング用レジスト
パターンを形成後、アルカリ系エッチング液で上下配線
層間の接続部となる部分のポリイミド樹脂を選択的に除
去して所望する部分の下部配線パターンを露出させ、該
レジストパターンを除去した後、続いて公知の無電解め
っき法を適用して上下配線層間の電気的導通を確保する
方法があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、こうした配線板
に使用されるポリイミド樹脂としては、多層化時に発生
する基板のソリを低減させる目的で、熱膨張係数２．５
×１０^-5℃^-1以下の低熱膨張ポリイミドが適用されてい
る。また、電解銅箔上に直接銅箔と同程度の熱膨張係数
（約２．２×１０^-5℃）を有するポリイミド樹脂を形成
したフィルム基材を利用した多層化方式も検討されてい
る。一般に、低熱膨張ポリイミドはビフェニルテトラカ
ルボン酸類と芳香族ジアミン等から得られ、ピロメリッ
ト酸類と芳香族ジアミン類から得られる従来のポリイミ
ドに比べて分子構造がより剛直で、且つ、接着に関与す
る官能基の割合も少ないため、．通常のポリイミド樹
脂用のエッチング液よりもエッチング能力の高い液（特
開平３−１０１２２８、３−１０８３３４号公報記載）
で処理する必要があること、．エッチング用レジスト
との接着性が悪いことなどの理由から、特に２０μｍ以
上の厚いポリイミド層をエッチングする場合、エッチン
グが完結しないうちにレジストパターンが剥離してしま
うという問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本願の発明は、低熱膨張
ポリイミド樹脂を絶縁層とする多層配線板の製造方法に
おいて、ポリイミド樹脂表面をアミド化する工程と、次
いでアミド化した表面にカップリング処理を施す工程を
含むことを特徴とするものである。

【０００４】以下、図１により本願の発明を具体的に説
明する。電解銅箔１上にポリアミック酸を直接塗布後、
加熱によりポリイミド層２を形成する（図１（ａ））。
この場合、ポリイミドの熱膨張係数は電解銅箔と同等に
設計されていることが必要である。ここで、本発明で対
象とするポリイミドは、その熱膨張係数が２．５×１０
^-5℃^-1以下の低熱膨張ポリイミドであり、化２のポリイ
ミド

【化２】を７０モル％以上含むポリイミドであることが望まし
い。ポリイミドの熱膨張係数は配合するモノマーの割合
で設計可能である。次に低熱膨張ポリイミド表面をエッ
チング溶液に浸漬して表層部の所定厚さの領域をアミド
化させる。アミド化層の厚さは、エッチング液の濃度や
温度及び浸漬時間等によって制御可能であり、ポリイミ
ドとしての耐熱性を損なわずに、且つ、接着性を確保で
きる厚さとして０．１〜５μｍ程度が好ましい。低熱膨
張ポリイミド表面をアミド化させる溶液としては、前述
のヒドラジンヒドラートと水酸化カリウムの混合溶液
（特開平３−１０１２２８号公報）、ヒドラジンヒドラ
ートとエチレンジアミンと水酸化カリウムとの混合溶液
（特開平３−１０８３３４号公報）等の他、水酸化テト
ラメチルアンモニウムとエチレンジアミンと水酸化カリ
ウムとの混合溶液等が適用できる。この場合、ヒドラジ
ンヒドラートを含む混合溶液は水酸化テトラメチルアン
モニウムを含む混合溶液よりもポリイミドに対するアミ
ド化反応が速いため、アミド化層の厚さをできるだけ薄
く、例えば０．１〜３μｍ程度に制御する場合には後者
の方が好ましい。また、エチレンジアミンの割合を５０
ｗｔ％以上に設定するとアミド化層のエチレンジアミン
への溶解反応が主体となってしまうため、５〜４０ｗｔ
％程度に設定するのが好ましい。

【０００５】次に、ポリイミド表面を水洗した後、所定
の濃度に調整したカップリング剤溶液に浸漬後、表面を
１００℃で乾燥させ、接着層３を形成する（図１
（ｂ））。カップリング剤は特に限定されるものではな
く、シラン系カップリング剤では、ビニルエトキシシラ
ン、ビニルトリス（βメトキシエトキシ）シラン、ビニ
ルトリメトキシシラン、γ−（メタクリロキシプロピ
ル）トリメトキシシラン、β−（３，４エポキシシクロ
ヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロ
ピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミ
ノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等の適用が
可能である。また、チタネート系カップリング剤では、
イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプ
ロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イ
ソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェート）チ
タネート、テトライソプロピルビス（ジオクチルホスフ
ァイト）チタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシ
ルホスファイト）チタネート、テトラ（２，２−ジアリ
ルオキシメチル−１−ブチル）ビス（ジ−トリデシル）
ホスファイトチタネート、ビス（ジオクチルパイロホス
フェート）オキシアセテート、ビス（ジオクチルパイロ
ホスフェート）エチレンチタネート等が適用できる。な
お、乾燥温度は特に限定するものではないが、８０〜２
００℃の範囲が好ましい。

【０００６】次に、カップリング処理を施したポリイミ
ド表面に所定のレジストパターン４を形成し（図１
（ｃ））、所定のエッチング溶液で所望する部分のポリ
イミド樹脂をエッチング除去してブラインドビアホール
５を形成後、レジストパターン４を剥離する（図１
（ｄ））。使用するレジスト材としては、通常のポリイ
ミドエッチング用に使用されている環化ゴム系のネガ型
レジストが適用可能である。また、レジストの厚さは、
３〜１０μｍの範囲にあることがパターン解像度及びエ
ッチング液に対する耐溶解性等の観点から好ましい。次
に、公知の無電解めっき法によりポリイミド表面及びブ
ラインドビア内に金属薄層を設け、電気めっき法により
パネルめっきを施した後、テンティング法やセミアディ
ティブ法等により所定の配線パターン６を形成する（図
１−ｅ）。以上は、銅と低熱膨張ポリイミドから成る両
面フレキシブル配線板の製造工程であるが、本願の発明
は、セラミック基板上に低熱膨張ポリイミド層及び配線
層を逐次積層していく場合等にも有効である他、必要に
応じて、該両面フレキシブル配線板をセラミック基板上
に多層化させたものなどに適用可能である。

【０００７】

【実施例】銅箔上に直接ポリイミド層を形成したフィル
ム基材ＭＣＦ５０００−Ｉ（日立化成工業株式会社製、
商品名）を外形１００×１００ｍｍ角に切断後、以下に
示す組成の低熱膨張ポリイミド用表面処理液に浸漬（液
温：４０℃、浸漬時間：１分）した。表面処理液組成；ヒドラジンヒドラート５７ｗｔ％エチレンジアミン３８ｗｔ％水酸化カリウム５ｗｔ％ポリイミド表面を水洗した後、続いて１０ｗｔ％硫酸溶
液に１分間浸漬し、再び水洗及び純水浸漬（浸漬時間：
１分）を経て、以下に示す組成のカップリング剤溶液に
浸漬した（液温：２５℃、浸漬時間：２分）。カップリング剤溶液組成；ビニルトリエトキシシラン１ｗｔ％酢酸０．１ｗｔ％純水９８．９ｗｔ％次に、１００℃で３０分間乾燥処理を施して接着層を形
成後、接着層上にゴム系液状レジストＯＭＲ−８５（東
京応化製、商品名）をスピンコート法で塗布し、プリベ
ーグ（温度：８５℃、処理時間：２０分）、露光（露光
量：６０ｍＪ／ｃｍ²）、ポストベーク（温度：１５０
℃、処理時間：３０分）により所望するレジストパター
ンを形成した。次に、以下に示す組成のエッチング液に
浸漬（液温：４０℃、浸漬時間：２０分）し、所定の箇
所に銅箔に達するブラインドビアを形成後、レジストパ
ターンを剥離した。エッチング液組成；ヒドラジンヒドラート５４ｗｔ％エチレンジアミン３６ｗｔ％水酸化カリウム１０ｗｔ％以後、公知の無電解めっき、電解めっき法によりポリイ
ミド表面に及びブラインドビア内をパネルめっきし、エ
ッチング法により所定の配線パターンを表裏に形成し
た。

【０００８】

【発明の効果】本発明により、低熱膨張ポリイミド／レ
ジスト界面での接着性を著しく向上させることができ、
特に２０μｍ以上の厚い低熱膨張ポリイミドりを安定し
てパターニング可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例の多層配線板の製造
工程を示す断面図である。

【符号の説明】

１銅箔２低熱膨張ポリイミド３接着層４レジストパターン５ブラインドビア６配線パターン７配線パターン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱膨張係数が２．５×１０^-5℃^-1以下であ
るポリイミド樹脂を層間絶縁膜とする多層配線板の製造
方法において、ポリイミド樹脂表面をアミド化する工程
と、アミド化した表面にカップリング処理を施す工程と
を含むことを特徴とする多層配線板の製造方法。
【請求項２】ポリイミドが、化１のポリイミド【化１】を７０モル％以上含んだポリイミドであることを特徴と
する請求項１記載の多層配線板の製造方法。
【請求項３】ポリイミド樹脂を絶縁層とする多層配線板
が銅箔上にポリアミック酸を直接塗布した後、加熱によ
りポリイミド化させた複合フィルム基材から成ることを
特徴とする請求項１記載の多層配線板の製造方法。
【請求項４】ポリイミド樹脂表面をアミド化する溶液
が、水酸化テトラメチルアンモニウム、エチレンジアミ
ン、水酸化カリウムから成る混合溶液であることを特徴
とする請求項１〜３各項記載の多層配線板の製造方法。