多層回路基板およびその製造方法
【課題】低誘電特性，低誘電損失に優れ、かつ、充分な機械的強度を備えた多層回路基板を提供する。
【解決手段】絶縁体層３と、上記絶縁体層３を保持する合金箔２と、複数の回路配線４とを備え、上記絶縁体層３と合金箔２とを貫通する電気導通路５を用いて回路配線４の各層が所定の位置で電気接続されている多層回路基板であって、上記絶縁体層３が多孔質の耐熱性材料で構成されている。
【解決手段】絶縁体層３と、上記絶縁体層３を保持する合金箔２と、複数の回路配線４とを備え、上記絶縁体層３と合金箔２とを貫通する電気導通路５を用いて回路配線４の各層が所定の位置で電気接続されている多層回路基板であって、上記絶縁体層３が多孔質の耐熱性材料で構成されている。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多層回路基板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の通信機器を含む様々な電子機器の小型化，高性能化に伴い、高密度配線で、かつ、電気信号の高速処理に対応する高周波特性に優れた回路基板が求められている。一方、多孔質膜は、多くの空孔を含有しており、これによって、従来の樹脂よりも低誘電特性，低誘電損失に優れている。そこで、これを絶縁層に採用することで、高周波用途の微細回路のインピーダンス制御対応が容易になったり、回路設計に自由度が得られたりするという利点がある。
【０００３】また、高密度実装の必要性から、パッケージされていない半導体（ベアチップ）が、回路基板に直接実装されることも求められている。このベアチップ実装において、端子の位置合わせの観点から、回路基板の寸法精度の確保はますます重要になっている。さらに、実装後の信頼性を得るため、ベアチップのシリコン材料と回路基板の熱膨張係数の差から発生する実装工程での熱ストレスを抑止することも試みられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、空孔率３０％以上の多孔質膜は、低誘電特性に優れているものの、単体では機械的強度が不足しているため、回路配線層を支持し、寸法精度を得ることが難しい。また、多孔質膜の内部にファイバー等を充填したり、ガラス繊維等のクロスを埋設して補強したりしても、機械的強度は充分ではなく、かえって、利点だった低誘電性等の電気特性が損なわれる。一方、低誘電特性を発揮するため、これらの充填量を減らしたり、クロスの目付空孔率を大きくしたりすると、支持効果が不足する。
【０００５】本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、低誘電特性，低誘電損失に優れ、かつ、充分な機械的強度を備えた多層回路基板およびその製造方法の提供をその目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するため、本発明は、絶縁体層と、上記絶縁体層を保持する支持体層と、複数の回路配線層とを備え、上記絶縁体層と支持体層とを貫通する電気導通路を用いて回路配線層の各層が所定の位置で電気接続されている多層回路基板であって、上記絶縁体層が多孔質の耐熱性材料で構成されている多層回路基板を第１の要旨とし、多孔質の耐熱性材料で構成される絶縁体層を介して上記絶縁体層を保持する支持体層の両面に導体層を積層して第１の積層板を作製する工程と、上記第１の積層板の絶縁体層と支持体層とを貫通する電気導通路を形成する工程と、上記第１の積層板の両面の導体層に回路配線を形成して両面回路基板を作製する工程と、上記両面回路基板の両面の回路配線層に、多孔質の耐熱性材料で構成される絶縁体層を介して、少なくとも導体層を積層して第２の積層板を作製する工程と、上記第２の積層板に表面の導体層から裏面の導体層まで貫通する導電路を形成する工程と、上記第２の積層板の両面の導体層に回路配線を形成する工程とを備えた多層回路基板の製造方法を第２の要旨とし、多孔質の耐熱性材料で構成される絶縁体層を介して上記絶縁体層を保持する支持体層の両面に導体層を積層して第１の積層板を作製する工程と、上記第１の積層板の絶縁体層と支持体層とを貫通する電気導通路を形成する工程と、上記第１の積層板の両面の導体層に回路配線を形成して両面回路基板を作製する工程と、上記両面回路基板を２枚以上準備する工程と、上記２枚以上の両面回路基板を位置合わせし、所定の位置に厚み方向の導電路が形成された接着性絶縁樹脂層を介して積層し、かつ、上記接着性絶縁樹脂層を挟む２つの両面回路基板の回路配線層を上記導電路により電気接続させる工程とを備えた多層回路基板の製造方法を第３の要旨とする。
【０００７】すなわち、本発明の多層回路基板は、多孔質の耐熱性材料で構成されている絶縁体層と、この絶縁体層を保持する支持体層と、複数の回路配線層とを備えている。このように、本発明の多層回路基板は、機械的強度が不足している多孔質の絶縁体層を支持体層で支持しているため、低誘電特性，低誘電損失に優れているとともに、充分な機械的強度を備えている。
【０００８】また、支持体層を構成する材料として、高弾性率材料を用いると、全体の積層構造の機械的強度を大きく向上させることができる。また、低熱膨張材料を用いると、シリコンとの熱膨張の差を小さくすることができるため、熱ストレス発生を抑止することができる。したがって、高弾性率で低熱膨張の支持体層を、多孔質の絶縁体層と積層することにより、寸法安定性を得ることができ、しかも、回路配線の位置寸法精度がよくなり、積層時の回路配線層間やチップ実装時の位置合わせが容易になる。特に、低熱膨張の金属箔を用いた場合は、剛直性にも優れ、曲げても割れにくい。また、ベアチップ実装時に搭載時の圧力にも耐え、熱膨張差による熱ストレス抑止効果も高く、信頼性も良好になる。
【０００９】一方、本発明の多層回路基板の製造方法により、上記優れた効果を奏する多層回路基板を作製することができる。
【００１０】つぎに、本発明を詳しく説明する。
【００１１】本発明は、多孔質の耐熱性材料で構成されている絶縁体層と、支持体層と、回路配線層とを備えている。
【００１２】上記絶縁体層を構成する絶縁樹脂としては、耐熱性，電気的特性等から、ポリイミド系，ポリアミド系，ポリエステル系，ポリエーテルイミド系，エポキシ系，シリコーン系もしくはその混合系の材料が用いられるが、耐熱性があり、樹脂の中では機械的強度も高いポリイミド系，ポリアミド系が好ましい。なお、これらの絶縁樹脂は、フッ素系樹脂を含有したもの（例えば、ポリテトラフルオロエチレン〔ＰＴＦＥ〕、ポリクロロトリフルオロエチレン〔ＰＣＴＦＥ〕、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体〔ＰＦＡ〕、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体〔ＦＥＰ〕）でもよい。
【００１３】ポリイミド系樹脂としては、酸残基とアミノ残基とがイミド結合した繰り返し単位を主体とするものであれば、他の共重合成分やブレンド成分を含むものでもよい。好ましくは、耐熱性，機械的強度の点から、主鎖に芳香族基を有するポリイミドを挙げることができる。特に、０．５５〜３．００、好ましくは、０．６０〜０．８５の極限粘度（３０℃での測定値）を有している高分子であることが望ましい。上記範囲の極限粘度を有するものは、多孔質の絶縁体層の形成を湿式凝固法で行う場合に、溶剤への溶解性が良好で、機械的強度が大きい。
【００１４】また、ポリイミド系樹脂は、例えば、酸成分とジアミン成分とを用いて得られる。上記酸成分としては、テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。上記テトラカルボン酸二無水物として、具体的には、ピロメリット酸二無水物、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２′−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。ブタンテトラカルボン酸は、無水物でなくても、ジアミンとの加熱反応によってイミド環形成が可能である。
【００１５】一方、上記ジアミン成分の例としては、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＤＥ）、４，４′−ジアミノジフェニルメタン、４，４′−ジアミノフェニルスルホン、２，２′−ビス−４−（４−アミノフェノキシ）フェニルプロパン、パラフェニレンジアミン等が挙げられる。
【００１６】ポリイミド系樹脂は、当該重合体またはその前駆体（ポリアミド酸）を用いることができるが、ポリアミド酸はポリイミドと比較して溶解性が高いために、分子構造上の制約が少ないという利点がある。なお、重合体としては、完全にイミド化しているものがよいが、イミド化率が７０％以上のものでもよい。
【００１７】ポリアミド系樹脂を構成する酸成分とアミン成分としては、例えば、下記のようなものを用いることができる。
【００１８】上記酸成分であるジカルボン酸の具体例としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、２−クロロテレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等が挙げられる。
【００１９】一方、上記アミン成分の例としては、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＤＥ）、４，４′−ジアミノジフェニルメタン、４，４′−ジアミノフェニルスルホン、２，２′−ビス−４−（４−アミノフェノキシ）フェニルプロパン、パラフェニレンジアミン等が挙げられる。
【００２０】多孔質の絶縁樹脂層の形成は、湿式凝固法，乾式凝固法，延伸法等種々の製膜法が挙げられる。湿式凝固法では、一般的に、溶剤に樹脂と添加剤等を溶解した製膜原液（ドープ）を調製し、これを基材に塗布（キャスト）したものを凝固液に浸漬して溶剤置換させることで、樹脂を凝固（ゲル化）させ、そののち、凝固液等を乾燥除去する等して多孔質樹脂層を得る。もしくは、ドープに分散性化合物を含有させ、加熱によって揮散せしめるか、特定の溶剤によって抽出させるかして、多孔化することもできる。
【００２１】上記ドープは、好ましくは、−２０〜４０℃の温度範囲で塗布される。また、凝固液としては、上記樹脂を溶解せずに、上記溶剤と相溶性を有するものであれば、限定されないが、水やメタノール，エタノール，イソプロピルアルコール等のアルコール類およびこれらの混合液が用いられ、特に水が好適に用いられる。浸漬時の凝固液の温度は、特に限定されないが、好ましくは、０〜５０℃の温度である。
【００２２】上記ドープのポリマー濃度は、５重量％から２５重量％の範囲が好ましく、７重量％から２０重量％がより好ましい。濃度が高すぎると、粘度が高くなりすぎて取り扱いが困難になるし、濃度が低すぎると、多孔質の絶縁樹脂層が形成できないからである。
【００２３】ポリイミド系樹脂もしくはその前駆体であるポリアミド酸樹脂を溶解する溶剤は、溶解するものであれば特に限定されないが、溶解性の観点から、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ′−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ′−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
【００２４】孔径形状や孔径コントロールのために硝酸リチウムのような無機物やポリビニルピロリドンのような有機物を添加することもできる。添加物の濃度は、溶液中に１重量％から１０重量％まで添加するのが好ましい。硝酸リチウムを添加すると、溶剤と凝固液との置換速度が速く、スポンジ構造の中にフィンガーボイド構造（指状にボイドを有する構造）を形成することができる。ポリビニルピロリドンのような凝固スピードを遅くする添加剤を加えると、スポンジ構造が均一に広がった多孔質フィルムを得ることができる。
【００２５】上記ドープは一定の厚みに塗布し、水等の凝固液中に浸漬して凝固させたり、水蒸気雰囲気下に放置して凝固させたりしたのち、水中に浸漬する等して、脱溶剤された多孔質層となる。多孔質層の形成後、凝固液から取り出したのち乾燥する。乾燥温度は特に限定されないが、２００℃以下での乾燥が望ましい。
【００２６】多孔質樹脂層にポリイミド系樹脂として前駆体（ポリアミド酸）を用いた場合には、最終的に２００〜５００℃で熱処理して、前駆体（ポリアミド酸）を加熱閉環させてポリイミドとする。
【００２７】ポリアミド系樹脂の場合は、ポリアミド系樹脂を極性溶剤に溶解した物をガラス板のような無多孔の基材上に一定の厚みに塗布し、水中に浸漬して凝固させたり、水蒸気雰囲気下に放置して凝固させたのち、水中に浸漬する等して、脱溶剤された多孔質フィルムを得る。無多孔の基材としては、ガラス板やステンレス板等の無機物のほか、ポリエチレンのシートのような高分子フィルムも使用できる。
【００２８】分散性化合物を用い、これを溶剤で抽出する場合には、ポリイミド系樹脂もしくはポリアミド系樹脂と完全に相溶しないものが好ましく、特定の溶剤により抽出できるものが好ましい。そのような化合物としては、同一もしくは相異なる単量体が２以上重合している比較的低重合度のオリゴマーが挙げられる。例えば、ポリアクレートオリゴマー，ポリエーテルオリゴマー，ポリエステルオリゴマー，ポリウレタンオリゴマー等が挙げられる。
【００２９】抽出溶剤としては、通常用いられる有機溶剤でよく、ポリアミド酸樹脂の組成や分散性化合物の種類によって適宜選択すればよい。そのような有機溶剤としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のアミド系極性溶剤、メタノール等のアルコール系溶剤、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、トルエン等の芳香族炭化水素系溶剤等が挙げられる。
【００３０】また、この抽出による方法では、特に、液化二酸化炭素、高温高圧状態もしくは超臨界状態にある二酸化炭素を用いることが好ましい。このような二酸化炭素を用いる場合には、例えば、耐圧容器中で、０〜１５０℃、さらには、２０〜１２０℃で、３．５〜１００ＭＰａ、さらには、６〜５０ＭＰａで抽出を行うことが好ましい。
【００３１】多孔質樹脂層の厚みは、通常、０．１〜２００μｍ程度、好ましくは、１０〜５０μｍである。
【００３２】多孔質樹脂層の孔径は、この樹脂層について走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて写真撮影を行い、その写真のコンピューターによる画像解析から求める。
【００３３】多孔質樹脂層の空孔率は、この絶縁層の容積と重量とを測定し、この絶縁層の材料の密度を用い、下記の式（１）により求める。
【００３４】
【式１】
【００３５】表面や内部の細孔が小さすぎると、低誘電効果が小さく、大きすぎると強度的に問題がある。このため、裏表両面が何れも孔径０．０５μｍ以上が好ましい。より好ましくは、０．１〜５μｍである。また、スポンジ構造部分（内部）の細孔のサイズは０．０５μｍから１０μｍであればよいが、好ましくは、１μｍから７μｍである。フィンガーボイド構造では、ファインピッチのレーザービア加工を良好に行ううえで、直径０．０５μｍから１０μｍが好ましいが、長さは最も長い場合フィルム厚み程度となる。空孔率については、３０％以上で９８％未満に設定されているが、好ましくは、５０％以上で９５％未満である。空孔率３０％未満では、低誘電効果が得られにくく、９８％以上では、支持体層と積層しても、絶縁体層として機械的強度が不足し、回路配線層を支持できない。
【００３６】上記絶縁体層に電気導通路形成用の貫通孔を形成する方法としては、その孔径によって適正な方法を用いればよいが、例えば、ドリル，パンチ，レーザー等が挙げられる。
【００３７】また、上記絶縁体層に感光性を付与し、露光および現像することにより孔形成してもよい。この場合、ドープに感光剤を含有させて感光性を付与する。
【００３８】感光剤としては、キャストして乾燥させた樹脂を露光したときに、露光部と未露光部の溶解性コントラストを得ることができるものであれば、いずれのものを用いてもよいが、例えば、ジヒドロピリジン誘導体，ジアゾナフトキノンスルホン酸エステル誘導体，芳香族ジアジド化合物等が挙げられる。
【００３９】このような感光剤は、ポリイミド系樹脂もしくはポリアミド系樹脂の１モル部に対して、通常、０．０５〜０．５モル部の範囲で用いられる。また、必要に応じて、現像液に対する溶解補助剤として、イミダゾールを配合してもよく、そのような場合には、イミダゾールは、ポリイミド系樹脂もしくはポリアミド系樹脂の１モル部に対して、通常、０．０５〜０．５モル部の範囲で用いられる。
【００４０】キャストして乾燥させた樹脂に、孔パターンを露光したのち、必要に応じて、１００〜２２０℃で加熱することでポジ型もしくはネガ型の潜像を形成し、現像液に浸漬したり、現像液をスプレーしたりすることにより、所定の孔を形成させる。上記の加熱温度が１００℃以下の場合は、潜像形成が不充分で、現像液に対する溶解度のコントラストがとれない。２２０℃以上では、感光剤の劣化，分解により所望の多孔質の絶縁樹脂層を形成できない。
【００４１】現像液には、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム等の有機アルカリ水溶液や、水酸化ナトリウム，水酸化カリウム等の無機アルカリ水溶液が挙げられる。そのアルカリ濃度は、通常、２〜５重量％が適当であり、必要に応じて、アルカリ水溶液には、メタノール，エタノール，Ｎ−プロパノール，イソプロピルアルコール等の低級脂肪族アルコールを加えてもよい。そのアルコールの添加量は、通常、５０重量％以下である。
【００４２】上記支持体層を構成する材料としては、低熱膨張のエンジニアリングプラスチック（ポリイミド系，ポリアミド系，ポリエステル系，ポリエーテルイミド系，エポキシ系，シリコーン系またはその混合系等）、高密度繊維クロス（ガラス等の無機繊維，アラミド等の樹脂繊維，炭素繊維）、セラミック材料、金属箔を用い、多孔質の絶縁層と積層させる。
【００４３】特に、平面方向と厚み方向に均一な熱膨張を有し、高弾性率を有する金属箔を用いることが好ましい。金属箔としては、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｃｏ，Ｐｔもしくはこれらを含む合金箔があり、チップと基板との熱膨張率差を抑制するために、特に低熱膨張率（２０〜２５０℃で２０ｐｐｍ／℃以下）を有するものを用いるのが好ましい。これら金属箔は、単独でもしくは積層して用いることができる。
【００４４】Ｆｅ／Ｎｉ系合金箔の場合には、ＦｅとＮｉとの成分比率により熱膨張率が異なり、本発明においては、Ｎｉ含有率（重量％）は３１〜５０重量％、好ましくは、３１〜４５重量％の範囲が好適に用いられる。この範囲以上もしくは以下であると、熱膨張率が大きく、チップと基板との熱膨張率差を抑制することができない。
【００４５】支持体層の弾性率は引っ張り試験機（例えば、島津製作所社製オートグラフ）で測定され、１ＧＰａ以上のもの、好ましくは、１０ＧＰａ以上のものが用いられる。１ＧＰａ以下の支持体層は、支持体層としての機能が発揮できない。
【００４６】支持体層の厚みは、１０〜５００μｍの範囲、好ましくは、２０〜２００μｍの範囲に設定されている。この厚みより小さいと、寸法精度を確保することができない。また、回路基板とシリコンチップの熱膨張差を抑えることができない。この厚みより大きいと、例えば、３００μｍ以下の微細孔を容易に形成することができず、高密度回路が形成しにくくなる。
【００４７】金属箔等の導電性支持体層を用いる場合には、上記厚み方向の電気導通路と絶縁するため、上記電気導通路よりも大きな径の孔をあらかじめ形成する必要があり、手段としては、例えば、ドリル，パンチ，レーザーもしくは化学エッチング等が挙げられる。そして、孔を形成したのち、絶縁樹脂を孔の周面（すなわち、導電性支持体層の内周面）に塗布もしくは充填し、内周面の絶縁を図る。
【００４８】上記回路配線層を形成する金属箔としては、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｃｏもしくはそれらの合金箔が用いられるが、上記絶縁層の貫通孔を形成する前もしくは形成した後に、加熱加圧されて両面に積層される。
【００４９】回路パターンは、感光性レジスト，露光，現像を用いて形成され、化学エッチングやめっき等でサブトラクティブ，アディティブ，セミアディティブ法で形成される。必要に応じて、回路表面には、研磨，めっきや防錆処理が施される。
【００５０】上記のようにして得られた多孔質の絶縁層，支持体層，回路配線層は、接着剤を用いて積層する。上記接着剤としては、ポリイミド系，ポリアミド系，ポリエーテルイミド系，エポキシ系，シリコーン系もしくはその混合系の液状あるいは接着性シートが好適に用いられる。また、低吸湿のポリエステル系の熱可塑性液晶ポリマーフィルムも好ましい。もしくは、多孔質の絶縁体層自体に熱可塑性材料を用いて接着機能を付与し、接着剤を用いずに積層してもよいし、支持体層もしくは回路配線層に樹脂溶液を塗布し、上記方法で多孔質化処理し、これを積層してもよい。積層には、熱板プレスや、気圧で加熱加圧するオートクレープ等が利用できる。熱分解温度以下の加熱加圧により、接着剤もしくは多孔質の絶縁体層の表面が溶融し、支持体層もしくは回路配線層と一体化される。
【００５１】支持体層に、それ自体で電気伝導性を有する金属箔や炭素繊維クロスを用いる場合には、あらかじめ支持体層に形成された孔に絶縁樹脂を充填し、孔内周を絶縁する必要がある。絶縁しないと、積層したのちに貫通孔を電気導通させて回路配線を形成する場合に、金属箔等と短絡してしまう。
【００５２】上記接着剤層の厚みは０．０１〜０．５ｍｍとするのがよい。この範囲より小さいと作業性が悪い。この範囲以上であると、積層したのちに形成される貫通孔を電気導通させる場合に、貫通孔内周に金属層を形成したり、貫通孔内部に導電ペースト等を充填したりすることが難しくなる。また、絶縁体層を構成する多孔質の耐熱性材料の低誘電効果が低下してしまう。
【００５３】上記絶縁層の貫通孔を電気導通させるためには、貫通孔内周面に電解めっき，無電解めっき，スパッタや蒸着によって金属層を形成したり、金属粉末を含有する導電ペーストを印刷法を用いてスキージで貫通孔内部を充填したりする方法もしくはそれらの組み合わせが用いられる。
【００５４】導電ペーストを構成する金属粉末には、Ｓｎ，Ｐｂ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｃｏ等の単独，合金，混合物が、必要な耐熱性に応じて使用される。また、貫通孔径に応じて、５０μｍ径以下、好ましくは、１０μｍ径以下のものが使用される。特にＳｎを含むはんだ材料（３００℃以下で溶融する）は、積層時の加熱加圧工程で溶融し、導電ペーストを構成する他の金属粉末や回路配線層を形成する金属と合金層を形成し、信頼性の高い電気接続が得られる。これらの金属粉末をペースト状にするためには、必要に応じて、エポキシ系樹脂等のバインダーやフラックス，有機溶剤等が所定量混合される。
【００５５】電気導通路の露出部をバンプ状の突起に盛り上げて形成することもできる。この場合には、接続時に加圧されたバンプは潰れて、チップもしくは基板端子の凹凸形状に追随し、信頼性のよい電気接続が可能になる。さらに、多孔質の絶縁体層の空孔を利用し、上記方法を用い、電気導通させてもよい。この場合には、貫通孔を積層後に形成する必要がない。また、導電ペーストを回路配線層上にドット状にパターン印刷して、回路基板を加熱圧着積層する際に絶縁体層を突き破って貫通させる方法をとることもできる。
【００５６】多層回路を形成する方法として、上記のような支持体層と多孔質の絶縁体層と回路配線層を用いて構成された複数枚の両面回路基板を形成し、これらを位置合わせし、接着剤シート等の接着剤層を用い位置合わせして一括多層化する方法が用いられる。この場合に、上記両面回路基板の片面に、あらかじめ貫通孔を形成した接着シートを回路パターンに合わせて積層したり、接着シートを積層したのち所定位置にレーザー等で孔を形成したりする。そののち、上記貫通孔に、上記導電ペーストを印刷充填して導電路を形成し、別の両面回路基板を位置合わせして積層する方法等が用いられる。
【００５７】もしくは、上記のような支持体層と多孔質の絶縁体層と回路配線層を用いて構成された両面回路基板を形成したのち、感光性を付与した多孔質の絶縁体層を積層し、露光，現像で所定の絶縁体層や回路パターンを形成し、絶縁体層に厚み方向の導電路を形成しながら、各回路配線層と絶縁体層とを順次積層するようにしてもよい。
【００５８】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
【００５９】図１は本発明の多層回路基板の一実施の形態を示している。図において、１はＦｅ／Ｎｉ系合金箔２を金属芯材層とした多孔質の絶縁体層３の表裏両面に銅箔からなる回路配線（回路配線層）４が形成された両面回路基板である。この実施の形態では、２枚の両面回路基板１が用いられており、これにより、多層回路基板として４層回路基板が作製されている。５は上記各両面回路基板１に穿設された貫通孔１ａに導電性ペースト５ａを充填してなる電気導通路であり、表裏両面の回路配線４を電気的に接続している。６は上記各両面回路基板１同士を接着するポリイミド系接着剤層である。７は上記各両面回路基板１の回路配線４を電気的に接続する導電路である。図において、８は上記絶縁体層３の表裏両面に形成されたポリイミド系接着剤層である。
【００６０】上記両面回路基板１を、つぎのようにして製造することができる。すなわち、まず、所定位置（電気導通路５を設ける位置）に貫通孔２ａを開けたＦｅ／Ｎｉ系合金箔２と、多孔質の絶縁体層３とからなる積層板１０（図２参照）を準備し、ついで、上記絶縁体層３の表裏両面からポリイミド系接着シート１１を張り合わせ、図３に示すような積層板１２を作製する。つぎに、図４に示すように、上記Ｆｅ／Ｎｉ系合金箔２の貫通孔２ａに対応する上記積層板１２の部分に、上記貫通孔２ａより小さい貫通孔１ａを開ける。つぎに、図５に示すように、この貫通孔１ａに導電性ペースト５ａを充填したのち、表裏両面から、銅箔からなる導体層４ａを貼り合わせることにより、表裏両面の導体層４ａを（貫通孔１ａに導電性ペースト５ａを充填してなる）電気導通路５で電気的に接続する（図６参照）。つぎに、図６に示す両面銅張積層板１３の表裏両面の導体層４ａに回路配線４を形成して両面回路基板１（図７参照）を作製する。
【００６１】上記多層回路基板を、つぎのようにして製造することができる。すなわち、まず、Ｆｅ／Ｎｉ系合金箔２を金属芯材層とした多孔質の絶縁体層３の表裏両面に回路配線４が形成された２枚の両面回路基板１（図７R>７参照）と、ポリイミド系接着剤からなる接着シート（図８参照）１４とを準備する。ついで、図９に示すように、上記接着シート１４を１枚の両面回路基板１の上面に、接着シート１４の開口部１４ａを両面回路基板１の回路配線４の所定位置（図１の導電路７を設ける位置）に位置合わせして仮接着する。つぎに、上記接着シート１４の開口部１４ａにスクリーン印刷により半田ペーストを入れ、加熱溶融させて両面回路基板１の回路配線４上に半田バンプ１５を形成する（図１０参照）。つぎに、半田バンプ１５を設けた両面回路基板１と、回路配線４を形成しただけの両面回路基板１をそれぞれ位置合わせして重ねたのち（図１１参照）、加熱加圧し一体化させる。この状態では、接着シート１１は接着剤層８となり、接着シート１４は接着剤層６となり、各半田バンプ１５は導電路７となる（図１参照）。これにより、２枚の両面回路基板１が積層一体化された４層配線基板を得ることができる。
【００６２】上記のように、この実施の形態では、多孔質の絶縁体層３と、この絶縁体層３を保持するＦｅ／Ｎｉ系合金箔２とを備えているため、低誘電特性，低誘電損失に優れているとともに、充分な機械的強度を備えている。しかも、一回の加熱加圧により２枚の両面回路基板１の一体化が行えると同時に、４層間の電気的接続が行える。しかも、２層の回路配線４に対して、１層の割合でＮｉ−Ｆｅ系合金箔２が配設されているため、銅箔で回路配線４を構成する場合にも、４層配線基板全体の熱膨張率を低くすることができ、極めて高い接続信頼性を得ることができる。さらに、各導電路７の接合部の位置は、電気導通路５の導電性ペースト５ａの影響を受けず、任意の位置に配置できるため、設計の自由度が上がり、高密度配線が実現できる。
【００６３】以下、実施例により、本発明の効果を示す。
【００６４】
【実施例１】ブタンテトラカルボン酸と４，４′−ジアミノジフェニルエーテルをＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）中にほぼ等モル溶解して、約２００℃以下の温度で２５時間重合してポリイミド系の重合体（３０℃での極限粘度０．８６）の溶液を得た。この重合体溶液にさらにポリビニルピロリドンを加えて混合し、ポリイミド重合体１６重量％，ポリビニルピロリドン７重量％，ＮＭＰ７１重量％，水６重量％からなるドープを得た。これを厚み３０μｍの厚みでガラス板の上に塗布し、４０℃の水槽に浸漬した。つぎに、ガラス板の上から塗布体を剥離し、２４時間水中保存して脱溶剤を行った。
【００６５】得られた多孔質膜２１（図１２参照）は、厚み３０μｍで、表面層に緻密層がなく、厚み方向に連続孔が形成された構造になっていた。表面層の平均孔径は４μｍ、裏面層の平均孔径は２μｍ、空孔率は７０％だった。比誘電率は１．６、誘電損失は０．５％であった。
【００６６】３，３′，４，４′−テトラカルボキシジフタルエーテル酸二無水物、２，２−ビス−４（４−アミノキシ）フェニルプロパン、末端シリコーン変性ジアミンをモル比で１：０．８５：０．１５となるようにＮ−メチルピロリドン中で重合し、ポリアミド酸溶液（固形分２０重量％）を得た。これを塗工、乾燥し、さらに３００℃で処理し、厚み２５μｍの熱可塑性ポリイミドフィルム２２（図１２参照）を作製した。作製された熱可塑性ポリイミドフィルム２２のガラス転移温度は２１０℃であった。
【００６７】熱膨張率２０ｐｐｍ／℃，弾性率９．３ＭＰａ、厚み７５μｍのポリイミドフィルム２０（宇部興産社製ユーピレックス−７５Ｓ）からなる支持体層の表面をスパッタ加工で粗面化し、その両面に熱可塑性ポリイミドフィルム２２，多孔質膜２１，熱可塑性ポリイミドフィルム２２，厚み１８μｍの銅箔２３ａを加熱加圧接着（５ＭＰａ、２５０℃、６０分）し、両面銅張積層板２４を形成した（図１３参照）。
【００６８】つぎに、所定位置に２００μｍφの貫通孔２４ａをパンチャーで形成した（図１４参照）。この貫通孔２４ａの内周面に無電解めっきと電解めっきを用いて銅層を形成し、スルーホール導通路２５を形成した（図１５参照）。つぎに、両面の銅箔２３ａにエッチング法により回路配線２３を形成して、両面回路基板２６を得た（図１６参照）。
【００６９】上記両面回路基板２６の両面に、２枚の多孔質膜２７（上記多孔質膜２１と同様に作製した物）、６枚の熱可塑性ポリイミドフィルム２８（上記熱可塑性ポリイミドフィルム２２と同様に作製した物）、２枚の厚み１８μｍの銅箔２９ａを加熱加圧接着（５ＭＰａ、２５０℃、６０分）し（図１７参照）、両面に銅箔２９ａを有する基材３０を形成した（図１８参照）。つぎに、所定位置に２００μｍφの貫通孔３０ａをパンチャーで形成した（図１９参照）。この貫通孔３０ａの内周面に無電解めっきと電解めっきを用いて銅層を形成し、スルーホール導通路３１を形成した（図２０参照）。そののち、両面の銅箔２９ａにエッチング法により回路配線２９を形成して、４層回路基板を得た（図２１参照）。
【００７０】
【実施例２】ビフェニルテトラカルボン酸二無水物−ジアミノジフェニルエーテル−パラフェニレンジアミン系のポリイミド前駆体のＮＭＰ１０重量溶液をドープとして、厚み３５μｍの銅箔３６ａ（図２２参照）の黒色処理面にフィルムアプリケーターを用いて、ギャップ５０μｍで均一の厚みに塗布した。塗布後、１００℃の乾燥機で１５分間送風乾燥した。
【００７１】乾燥後、常温まで温度が下がってから、乾燥させたポリイミド前駆体フィルムの上に同じドープをフィルムアプリケーターを用いて、ギャップ１００μｍで均一の厚みに塗布した。塗布後直ちに２５℃の純水に浸漬し、ポリイミド前駆体を凝固させた。凝固後、９０℃で１時間以上乾燥させた。
【００７２】乾燥後、窒素雰囲気中にて４００℃で３時間熱処理し、ポリイミド前駆体を加熱閉環させ、ポリイミド樹脂層３７と銅箔３６ａとの積層板３５を得た（図２２２２参照）。ポリイミド樹脂層３７は、非多孔質層３８（厚み１０μｍ）と多孔質層３９（厚み３０μｍ）とからなり、多孔質層３９の比誘電率は１．６、誘電損失は０．５％であった。
【００７３】つぎに、上記積層板３５を、銅箔３６ａが外側に露出するように、ガラスクロス強化されたビスマレイミド−トリアジン樹脂プリプレグ４０（三菱ガス化学社製ＧＨＰＬ−８３０、厚み１００μｍ，弾性率２０ＧＰａ、平面方向の熱膨張係数１６ｐｐｍ／℃）を支持体層として加熱加圧して（４ＭＰａ、２００℃、６０分）接着し、両面銅張積層板４１を形成した（図２３参照）。図２２において、４０ａはプリプレグ４０の両面に設けた接着剤層である。
【００７４】つぎに、所定位置に２００μｍφの貫通孔４１ａをパンチャーで形成した（図２４参照）。この貫通孔４１ａの内周面に無電解めっきと電解めっきを用いて銅層を形成し、スルーホール導通路４２を形成した（図２５参照）。そののち、両面の銅箔３６ａにエッチング法により回路配線３６を形成して、両面回路基板４３を得た（図２６参照）。
【００７５】ポリイミド系接着シート４４（新日鐡化学社製ＳＰＢ５０）を上記両面回路基板４３の片側に加熱加圧接着（２ＭＰａ、１７５℃、３０分）したのち（図２７２７参照）、所定位置に回路配線３６まで達する２００μｍφの孔４４ａをＹＡＧレーザーで開けた（図２８参照）。つぎに、この開孔部４４ａに、Ｎｉ粉末が１５重量％混合されたＳｎ−Ｓｂはんだペースト（日本ゲンマ社製）を印刷充填し、最高２４０℃、１分でリフローしてバンプ４５を形成した（図２９参照）。そののち、もう１枚の両面回路基板４３を位置合わせして重ね（図３０R>０参照）、加熱加圧（５ＭＰａ、１８０℃、６０分）により一体化し、４層回路基板を得た（図３１参照）。
【００７６】
【実施例３】熱膨張係数３ｐｐｍ／℃，弾性率７０ＧＰａ、厚み１００μｍの炭素繊維クロス５０（東邦レーヨン社製Ｗ３１０１）の支持体層に３５０μｍφ、５００μｍピッチのスルーホール導通路５３用の貫通孔５０ａをドリルであけた（図３２参照）。つぎに、炭素繊維クロス５０の両面に、厚み５０μｍの接着性樹脂フィルム５１（クラレ社製液晶性芳香族ポリエステルＦＡグレード、ガラス転移温度２０５℃）を介して、実施例２で得た積層板３５を加熱加圧して（１ＭＰａ、２９０℃、１０分）接着し、上記貫通孔５０ａを接着性樹脂で充填して、両面銅張積層板５２を形成した（図３３参照）。
【００７７】つぎに、所定位置に１５０μｍφの貫通孔５２ａをＹＡＧレーザーで形成した（図３４参照）。この貫通孔５２ａの内周面に無電解めっきと電解めっきを用いて銅層を形成し、スルーホール導通路５３を形成した（図３５参照）。つぎに、両面の銅箔３６ａにエッチング法により回路配線３６を形成して、両面回路基板５４を得た（図３６参照）。
【００７８】つぎに、実施例２と同様に、ポリイミド系接着シート５５（新日鐡化学社製ＳＰＢ５０）を上記両面回路基板５４の片側に加熱加圧接着（２ＭＰａ、１７５℃、３０分）したのち（図３７参照）、所定位置に回路配線３６まで達する１５０μｍφの孔５５ａをＹＡＧレーザーで開けた（図３８参照）。つぎに、この開孔部５５ａに、Ｎｉ粉末が１５重量％混合されたＳｎ−Ｓｂはんだペースト（日本ゲンマ社製）を印刷充填し、最高２４０℃、１分でリフローしてバンプ５６を形成した（図３９参照）。そののち、もう１枚の両面回路基板５４を位置合わせして重ね（図４０参照）、加熱加圧（５ＭＰａ、１８０℃、６０分）により一体化し、４層回路基板を得た（図４１参照）。
【００７９】
【実施例４】イソフタル酸塩化物のヘキサン溶液とｍ−フェニレンジアミンの水溶液とを等モル反応させて芳香族ポリアミドを得た。この芳香族ポリアミド（沈殿物）を水洗，アルコール洗浄，水洗を繰り返し、６０℃で１２時間真空乾燥して乾燥ポリマーを得た。このポリマーを８０℃でＮＭＰ中に溶解し、さらに硝酸リチウムを溶解して、硝酸リチウム５重量％，ポリマー１０重量％を含むドープを得た。
【００８０】厚み５０μｍのＦｅ／Ｎｉ合金箔２の支持体層（Ｎｉ含有率：３６重量％，熱膨張率１．５ｐｐｍ／℃）に、２５０μｍφ、３５０μｍピッチの電気導通路５用の貫通孔２ａを化学エッチングであけた（図２参照）。これを上記ドープに浸漬し、直ちに４０℃の水槽に浸漬した。そののち、２４時間水中保存して脱溶剤を行った。得られた絶縁体層３（図２参照）は、Ｆｅ／Ｎｉ合金箔２の両面に厚み５０μｍに形成され、かつ、貫通孔２ａを充填していた。また、厚み方向に連続孔が形成されたフィンガーボイド構造になっていた。平均孔径は短径５μｍ、長径は２５μｍ、空孔率は７８％だった。比誘電率は１．４、誘電損失は０．４％であった。
【００８１】つぎに、この積層板１０（図２参照）の両面に、厚み５０μｍのポリイミド系接着シート１１（新日鐡化学社製ＳＰＢ５０）を加熱加圧接着（２ＭＰａ、１７５℃、３０分）したのち（図３参照）、上記貫通孔２ａと同心状に１５０μｍφの貫通孔１ａをＹＡＧレーザーで形成した（図４参照）。この貫通孔１ａの内部に、金属版（開孔径２００μｍφ、厚み１００μｍ）を用いて、Ｎｉ粉末が１５重量％混合されたＳｎ−Ｓｂ共晶はんだペースト（日本ゲンマ社製）を印刷充填した。さらに、開孔両端をプレスして（１０ＭＰａ、３０℃、２分）、ペーストを圧入後、過剰量の金属粉末をバフ研磨により取り除いた。
【００８２】加圧下で２３０℃まで加温し、上記はんだ粉末を溶融させることにより電気導通路５を得た（図５の積層板１２参照）。この積層板１２の両面に、厚み１２μｍの銅箔４ａを加熱加圧して（５ＭＰａ、２２０℃、１５分）積層し、両面銅張積層板１３を形成した（図６参照）。つぎに、両面の銅箔４ａにエッチング法により回路配線４を形成して、両面回路基板１を得た（図７参照）。
【００８３】厚み５０μｍのポリイミド系接着シート１４（新日鐡化学社製ＳＰＢ５０）の所定位置に１５０μｍφの貫通孔１４ａをＹＡＧレーザーで形成した（図８参照）。つぎに、上記接着シート１４を位置合わせして上記両面回路基板１の片面に加熱加圧接着（２ＭＰａ、１７５℃、３０分）した（図９参照）。上記と同様の方法で、Ｓｎ−Ｓｂはんだペースト（日本ゲンマ社製）を印刷充填し、バンプ１５を形成した（図１０参照）。そののち、もう１枚の両面回路基板１を位置合わせして積層（５ＭＰａ、２４０℃、３０分）し（図１１参照）、４層回路基板を得た（図１参照）。
【００８４】
【実施例５】厚み５０μｍのＦｅ／Ｎｉ合金箔２の支持体層（Ｎｉ含有率：３６重量％，熱膨張率１．５ｐｐｍ／℃）に、２５０μｍφ、３５０μｍピッチの電気導通路５用の貫通孔２ａを化学エッチングであけた。これを実施例２と同じドープに浸漬し、直ちに２５℃の水槽に浸漬してポリイミド前駆体を凝固させた。凝固後、９０℃で１時間以上乾燥させた。
【００８５】乾燥後、窒素雰囲気中にて４００℃で３時間熱処理し、ポリイミド前駆体を加熱閉環させ、ポリイミド樹脂層６０とＦｅ／Ｎｉ合金箔２の積層板を得た。ポリイミド樹脂層６０の多孔質層は、Ｆｅ／Ｎｉ合金箔２の両面にそれぞれ３０μｍに形成され、かつ、上記貫通孔２ａを充填し、比誘電率は１．６、誘電損失は０．５％であった。この積層板を用い、ポリイミド系接着シートとして実施例１と同じもの（ポリイミド系接着シート１１）を用いた以外は、実施例４と同様に両面回路基板６１を作製した（図４２参照）。
【００８６】実施例２と同じドープに感光剤（４−ｏ−ニトロフェニル−３，５−ジメトキシカルボニル−２，６−ジメチル−１，４−ジヒドロピリジン、４−ｏ−ニトロフェニル−３，５−ジアセチル−１，４−ジヒドロピリジンをそれぞれ２重量％ずつ）と、ウレタンアクリレートを３．８重量％添加して感光性樹脂溶液を得た。
【００８７】この感光性樹脂溶液を上記両面回路基板６１の両面にスピンコーターを用い、乾燥後の被膜の厚みが２０μｍとなるように塗布し、９０℃で１５分乾燥させ、塗膜層６２にウレタンアクリレートのドメインが形成されるように塗膜層６２を形成した（図４３参照）。
【００８８】つぎに、マスクを介して３５０〜４２０ｎｍの紫外線を７００ｍＪ／ｃｍ2 になるように露光し、１８０℃で１０分間、熱風循環式オーブン中で露光後加熱を行い、現像液に浸漬処理して、ネガ型画像パターン（回路配線４の表面層の所定位置に、回路配線４まで達する直径５０μｍの孔６２ａ）を形成した（図４４参照）。
【００８９】これを５００ｃｃの耐圧容器に入れ、４０℃の雰囲気中、２５ＭＰａに加圧したのち、圧力を保ったままガス量約３Ｌ／分の流量で二酸化炭素を注入し、排気してウレタンアクリレートを２時間抽出した。そののち、１．３３Ｐａの真空下に減圧した状態で最高温度３３０℃まで加熱して、厚み１２μｍ、独立気泡を有する多孔質のポリイミド樹脂からなる絶縁体層を積層した。
【００９０】つぎに、上記多孔質のポリイミド樹脂の孔６２ａ内周と両表面を触媒活性化して、無電解めっきと電解めっきで上記孔６２ａを充填して導電路６３を形成し、かつ、厚み１０μｍの銅層６４ａを形成した（図４５R>５参照）。そののち、これを化学エッチング法で回路配線６４を形成して、４層回路基板を得た（図４６参照）。
【００９１】
【比較例１】実施例１で、ポリイミドフィルム２０の支持体層なしで、厚み１８μｍの銅箔２３ａ，多孔質膜２１，熱可塑性ポリイミドフィルム２２，多孔質膜２１，厚み１８μｍの銅箔２３ａを積層し、孔あけ、スルーホールめっきを施し、化学エッチング法で回路配線２３を形成して、両面回路基板（図示せず）を作製した。
【００９２】基板表面のうねりが大きく、外観上問題があったが、さらに上記両面回路基板の両面に、上記多孔質膜２１と熱可塑性ポリイミドフィルム２２とを介して厚み１８μｍの銅箔２３ａを接着し、両面に銅箔２３ａを形成した。所定位置に２００μｍφの貫通孔をパンチャーで形成しようとしたが、寸法ずれが生じており、所定の位置に内層となる上記両面回路基板の回路配線２３がなく、４層回路の厚み方向の導通を得ることができなかった。
【００９３】
【比較例２】実施例２で、ガラスクロス強化ビスマレイミド−トリアジン樹脂プリプレグ４０の支持体層を用いず、加熱加圧して（４ＭＰａ、２００℃、６０分）接着し、ポリイミド樹脂層３７と銅箔３６ａとの積層板３５を、銅箔３６ａが外側に露出するように、加熱加圧して（４ＭＰａ、２００℃、６０分）接着し、両面銅張積層板（図示せず）を形成した。
【００９４】つぎに、所定位置に２００μｍφの貫通孔４１ａをパンチャーで形成した。この貫通孔４１ａの内周面に無電解めっきと電解めっきを用いて銅層を形成し、スルーホール導通路４２を形成した。そののち、両面の銅箔３６ａにエッチング法により回路配線３６を形成して、両面回路基板（図示せず）を得た。
【００９５】ポリイミド系接着シート４４（新日鐡化学社製ＳＰＢ５０）を上記両面回路基板の片側に加熱加圧接着（２ＭＰａ、１７５℃、３０分）したのち、所定位置に回路配線３６まで達する２００μｍφの孔４４ａをＹＡＧレーザーで開けた。つぎに、この開孔部４４ａに、Ｎｉ粉末が１５重量％混合された共晶はんだペースト（日本ゲンマ社製）を印刷充填し、最高２４０℃、１分でリフローしてバンプ４５を形成した。そののち、もう１枚の両面回路基板を位置合わせして重ね、加熱加圧（５ＭＰａ、１８０℃、６０分）により一体化し、４層回路基板を得た（図示せず）。
【００９６】
【比較例３】実施例２と同じドープをガラス板に塗布し、直ちに２５℃の水槽に浸漬し、ポリイミド前駆体を凝固させた。凝固後、９０℃で１時間以上乾燥させた。乾燥後、窒素雰囲気中にて４００℃で３時間熱処理し、ポリイミド前駆体を加熱閉環させ、ガラス板から剥離して、厚み３０μｍのポリイミド多孔質膜を得た。
【００９７】実施例１で作製した熱可塑性ポリイミドフィルム２２を用い、熱可塑性ポリイミド，ポリイミド多孔質膜，熱可塑性ポリイミド，ポリイミド多孔質膜，熱可塑性ポリイミドを積層した。
【００９８】つぎに、１５０μｍφの貫通孔をＹＡＧレーザーで形成した。これらの貫通孔の内部に、金属版（開孔径２００μｍφ、厚み１００μｍ）を用いて、Ｎｉ粉末が１５重量％混合されたＳｎ−Ｓｂ共晶はんだペースト（日本ゲンマ社製）を印刷充填した。さらに、開孔両端をプレスして（１０ＭＰａ、３０℃、２分）、ペーストを圧入後、過剰量の金属粉末をバフ研磨により取り除いた。
【００９９】加圧下で２３０℃まで加温し、上記はんだ粉末を溶融させることにより電気導通路を得た。そののち、この積層板の両面に、１２μｍ厚みの銅箔を加熱加圧して（５ＭＰａ、２２０℃、１５分）積層し、両面の銅箔にエッチング法により回路配線を形成したが、電気導通路の位置と回路位置がずれており、両面回路の導通を得ることができなかった。
【０１００】上記のようにして作製した実施例１〜５品、比較例２品のサンプルについて、熱衝撃試験（−６５〜１５０℃、各１０分）を行い、基板の厚み方向の電気導通の有無を調べた。その結果を下記の表１に示す。
【０１０１】
【表１】
【０１０２】また、実施例１〜５品、比較例２品のサンプルに、はんだバンプの形成されたフリップチップ（８ｍｍ□、１００ｉ／ｏデイジーチェイン、１２０μｍφＳｎ／Ｐｂはんだバンプ、３００μｍピッチ）を実装（アンダーフィルなし）されたサンプルについて、熱サイクル試験（−４０〜１２５℃、各１０分）を行い、基板の厚み方向の電気導通の有無を調べた。その結果を下記の表２に示す。
【０１０３】
【表２】
【０１０４】上記の表１および表２から明らかなように、実施例１〜５品は比較例２品よりも機械的強度に優れていることが判る。
【０１０５】なお、上記実施の形態や各実施例は，４層回路までの多層化例であるが、同様な方法を用いて積層し、４層以上の多層回路基板をも作製することができる。
【０１０６】
【発明の効果】以上のように、本発明の多層回路基板は、多孔質の耐熱性材料で構成されている絶縁体層と、この絶縁体層を保持する支持体層と、複数の回路配線層とを備えている。このように、本発明の多層回路基板は、機械的強度が不足している多孔質の絶縁体層を支持体層で支持しているため、低誘電特性，低誘電損失に優れているとともに、充分な機械的強度を備えている。
【０１０７】また、支持体層を構成する材料として、高弾性率材料を用いると、全体の積層構造の機械的強度を大きく向上させることができる。また、低熱膨張材料を用いると、シリコンとの熱膨張の差を小さくすることができるため、ストレス発生を抑止することができる。したがって、高弾性率で低熱膨張の支持体層を、多孔質の絶縁体層と積層することにより、寸法安定性を得ることができ、しかも、回路配線の位置寸法精度がよくなり、積層時の回路配線層間やチップ実装時の位置合わせが容易になる。特に、低熱膨張の金属箔を用いた場合は、剛直性にも優れ、曲げても割れにくい。また、ベアチップ実装時に搭載時の圧力にも耐え、熱膨張差によるストレス抑止効果も高く、信頼性も良好になる。
【０１０８】一方、本発明の多層回路基板の製造方法により、上記優れた効果を奏する多層回路基板を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多層回路基板の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】上記多層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図３】上記多層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図４】上記多層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図５】上記多層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図６】上記多層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図７】上記多層回路基板の断面図である。
【図８】上記多層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図９】上記多層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図１０】上記多層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図１１】上記多層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図１２】実施例１の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図１３】上記実施例１の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図１４】上記実施例１の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図１５】上記実施例１の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図１６】上記実施例１の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図１７】上記実施例１の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図１８】上記実施例１の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図１９】上記実施例１の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図２０】上記実施例１の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図２１】上記実施例１の４層回路基板を示す断面図である。
【図２２】実施例２の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図２３】上記実施例２の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図２４】上記実施例２の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図２５】上記実施例２の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図２６】上記実施例２の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図２７】上記実施例２の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図２８】上記実施例２の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図２９】上記実施例２の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図３０】上記実施例２の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図３１】上記実施例２の４層回路基板を示す断面図である。
【図３２】実施例３の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図３３】上記実施例３の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図３４】上記実施例３の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図３５】上記実施例３の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図３６】上記実施例３の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図３７】上記実施例３の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図３８】上記実施例３の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図３９】上記実施例３の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図４０】上記実施例３の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図４１】上記実施例３の４層回路基板を示す断面図である。
【図４２】実施例５の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図４３】上記実施例５の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図４４】上記実施例５の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図４５】上記実施例５の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図４６】上記実施例５の４層回路基板を示す断面図である。
【符号の説明】
２ 合金箔
３ 絶縁体層
４ 回路配線
５ 電気導通路
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多層回路基板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の通信機器を含む様々な電子機器の小型化，高性能化に伴い、高密度配線で、かつ、電気信号の高速処理に対応する高周波特性に優れた回路基板が求められている。一方、多孔質膜は、多くの空孔を含有しており、これによって、従来の樹脂よりも低誘電特性，低誘電損失に優れている。そこで、これを絶縁層に採用することで、高周波用途の微細回路のインピーダンス制御対応が容易になったり、回路設計に自由度が得られたりするという利点がある。
【０００３】また、高密度実装の必要性から、パッケージされていない半導体（ベアチップ）が、回路基板に直接実装されることも求められている。このベアチップ実装において、端子の位置合わせの観点から、回路基板の寸法精度の確保はますます重要になっている。さらに、実装後の信頼性を得るため、ベアチップのシリコン材料と回路基板の熱膨張係数の差から発生する実装工程での熱ストレスを抑止することも試みられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、空孔率３０％以上の多孔質膜は、低誘電特性に優れているものの、単体では機械的強度が不足しているため、回路配線層を支持し、寸法精度を得ることが難しい。また、多孔質膜の内部にファイバー等を充填したり、ガラス繊維等のクロスを埋設して補強したりしても、機械的強度は充分ではなく、かえって、利点だった低誘電性等の電気特性が損なわれる。一方、低誘電特性を発揮するため、これらの充填量を減らしたり、クロスの目付空孔率を大きくしたりすると、支持効果が不足する。
【０００５】本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、低誘電特性，低誘電損失に優れ、かつ、充分な機械的強度を備えた多層回路基板およびその製造方法の提供をその目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するため、本発明は、絶縁体層と、上記絶縁体層を保持する支持体層と、複数の回路配線層とを備え、上記絶縁体層と支持体層とを貫通する電気導通路を用いて回路配線層の各層が所定の位置で電気接続されている多層回路基板であって、上記絶縁体層が多孔質の耐熱性材料で構成されている多層回路基板を第１の要旨とし、多孔質の耐熱性材料で構成される絶縁体層を介して上記絶縁体層を保持する支持体層の両面に導体層を積層して第１の積層板を作製する工程と、上記第１の積層板の絶縁体層と支持体層とを貫通する電気導通路を形成する工程と、上記第１の積層板の両面の導体層に回路配線を形成して両面回路基板を作製する工程と、上記両面回路基板の両面の回路配線層に、多孔質の耐熱性材料で構成される絶縁体層を介して、少なくとも導体層を積層して第２の積層板を作製する工程と、上記第２の積層板に表面の導体層から裏面の導体層まで貫通する導電路を形成する工程と、上記第２の積層板の両面の導体層に回路配線を形成する工程とを備えた多層回路基板の製造方法を第２の要旨とし、多孔質の耐熱性材料で構成される絶縁体層を介して上記絶縁体層を保持する支持体層の両面に導体層を積層して第１の積層板を作製する工程と、上記第１の積層板の絶縁体層と支持体層とを貫通する電気導通路を形成する工程と、上記第１の積層板の両面の導体層に回路配線を形成して両面回路基板を作製する工程と、上記両面回路基板を２枚以上準備する工程と、上記２枚以上の両面回路基板を位置合わせし、所定の位置に厚み方向の導電路が形成された接着性絶縁樹脂層を介して積層し、かつ、上記接着性絶縁樹脂層を挟む２つの両面回路基板の回路配線層を上記導電路により電気接続させる工程とを備えた多層回路基板の製造方法を第３の要旨とする。
【０００７】すなわち、本発明の多層回路基板は、多孔質の耐熱性材料で構成されている絶縁体層と、この絶縁体層を保持する支持体層と、複数の回路配線層とを備えている。このように、本発明の多層回路基板は、機械的強度が不足している多孔質の絶縁体層を支持体層で支持しているため、低誘電特性，低誘電損失に優れているとともに、充分な機械的強度を備えている。
【０００８】また、支持体層を構成する材料として、高弾性率材料を用いると、全体の積層構造の機械的強度を大きく向上させることができる。また、低熱膨張材料を用いると、シリコンとの熱膨張の差を小さくすることができるため、熱ストレス発生を抑止することができる。したがって、高弾性率で低熱膨張の支持体層を、多孔質の絶縁体層と積層することにより、寸法安定性を得ることができ、しかも、回路配線の位置寸法精度がよくなり、積層時の回路配線層間やチップ実装時の位置合わせが容易になる。特に、低熱膨張の金属箔を用いた場合は、剛直性にも優れ、曲げても割れにくい。また、ベアチップ実装時に搭載時の圧力にも耐え、熱膨張差による熱ストレス抑止効果も高く、信頼性も良好になる。
【０００９】一方、本発明の多層回路基板の製造方法により、上記優れた効果を奏する多層回路基板を作製することができる。
【００１０】つぎに、本発明を詳しく説明する。
【００１１】本発明は、多孔質の耐熱性材料で構成されている絶縁体層と、支持体層と、回路配線層とを備えている。
【００１２】上記絶縁体層を構成する絶縁樹脂としては、耐熱性，電気的特性等から、ポリイミド系，ポリアミド系，ポリエステル系，ポリエーテルイミド系，エポキシ系，シリコーン系もしくはその混合系の材料が用いられるが、耐熱性があり、樹脂の中では機械的強度も高いポリイミド系，ポリアミド系が好ましい。なお、これらの絶縁樹脂は、フッ素系樹脂を含有したもの（例えば、ポリテトラフルオロエチレン〔ＰＴＦＥ〕、ポリクロロトリフルオロエチレン〔ＰＣＴＦＥ〕、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体〔ＰＦＡ〕、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体〔ＦＥＰ〕）でもよい。
【００１３】ポリイミド系樹脂としては、酸残基とアミノ残基とがイミド結合した繰り返し単位を主体とするものであれば、他の共重合成分やブレンド成分を含むものでもよい。好ましくは、耐熱性，機械的強度の点から、主鎖に芳香族基を有するポリイミドを挙げることができる。特に、０．５５〜３．００、好ましくは、０．６０〜０．８５の極限粘度（３０℃での測定値）を有している高分子であることが望ましい。上記範囲の極限粘度を有するものは、多孔質の絶縁体層の形成を湿式凝固法で行う場合に、溶剤への溶解性が良好で、機械的強度が大きい。
【００１４】また、ポリイミド系樹脂は、例えば、酸成分とジアミン成分とを用いて得られる。上記酸成分としては、テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。上記テトラカルボン酸二無水物として、具体的には、ピロメリット酸二無水物、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２′−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。ブタンテトラカルボン酸は、無水物でなくても、ジアミンとの加熱反応によってイミド環形成が可能である。
【００１５】一方、上記ジアミン成分の例としては、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＤＥ）、４，４′−ジアミノジフェニルメタン、４，４′−ジアミノフェニルスルホン、２，２′−ビス−４−（４−アミノフェノキシ）フェニルプロパン、パラフェニレンジアミン等が挙げられる。
【００１６】ポリイミド系樹脂は、当該重合体またはその前駆体（ポリアミド酸）を用いることができるが、ポリアミド酸はポリイミドと比較して溶解性が高いために、分子構造上の制約が少ないという利点がある。なお、重合体としては、完全にイミド化しているものがよいが、イミド化率が７０％以上のものでもよい。
【００１７】ポリアミド系樹脂を構成する酸成分とアミン成分としては、例えば、下記のようなものを用いることができる。
【００１８】上記酸成分であるジカルボン酸の具体例としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、２−クロロテレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等が挙げられる。
【００１９】一方、上記アミン成分の例としては、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＤＥ）、４，４′−ジアミノジフェニルメタン、４，４′−ジアミノフェニルスルホン、２，２′−ビス−４−（４−アミノフェノキシ）フェニルプロパン、パラフェニレンジアミン等が挙げられる。
【００２０】多孔質の絶縁樹脂層の形成は、湿式凝固法，乾式凝固法，延伸法等種々の製膜法が挙げられる。湿式凝固法では、一般的に、溶剤に樹脂と添加剤等を溶解した製膜原液（ドープ）を調製し、これを基材に塗布（キャスト）したものを凝固液に浸漬して溶剤置換させることで、樹脂を凝固（ゲル化）させ、そののち、凝固液等を乾燥除去する等して多孔質樹脂層を得る。もしくは、ドープに分散性化合物を含有させ、加熱によって揮散せしめるか、特定の溶剤によって抽出させるかして、多孔化することもできる。
【００２１】上記ドープは、好ましくは、−２０〜４０℃の温度範囲で塗布される。また、凝固液としては、上記樹脂を溶解せずに、上記溶剤と相溶性を有するものであれば、限定されないが、水やメタノール，エタノール，イソプロピルアルコール等のアルコール類およびこれらの混合液が用いられ、特に水が好適に用いられる。浸漬時の凝固液の温度は、特に限定されないが、好ましくは、０〜５０℃の温度である。
【００２２】上記ドープのポリマー濃度は、５重量％から２５重量％の範囲が好ましく、７重量％から２０重量％がより好ましい。濃度が高すぎると、粘度が高くなりすぎて取り扱いが困難になるし、濃度が低すぎると、多孔質の絶縁樹脂層が形成できないからである。
【００２３】ポリイミド系樹脂もしくはその前駆体であるポリアミド酸樹脂を溶解する溶剤は、溶解するものであれば特に限定されないが、溶解性の観点から、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ′−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ′−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
【００２４】孔径形状や孔径コントロールのために硝酸リチウムのような無機物やポリビニルピロリドンのような有機物を添加することもできる。添加物の濃度は、溶液中に１重量％から１０重量％まで添加するのが好ましい。硝酸リチウムを添加すると、溶剤と凝固液との置換速度が速く、スポンジ構造の中にフィンガーボイド構造（指状にボイドを有する構造）を形成することができる。ポリビニルピロリドンのような凝固スピードを遅くする添加剤を加えると、スポンジ構造が均一に広がった多孔質フィルムを得ることができる。
【００２５】上記ドープは一定の厚みに塗布し、水等の凝固液中に浸漬して凝固させたり、水蒸気雰囲気下に放置して凝固させたりしたのち、水中に浸漬する等して、脱溶剤された多孔質層となる。多孔質層の形成後、凝固液から取り出したのち乾燥する。乾燥温度は特に限定されないが、２００℃以下での乾燥が望ましい。
【００２６】多孔質樹脂層にポリイミド系樹脂として前駆体（ポリアミド酸）を用いた場合には、最終的に２００〜５００℃で熱処理して、前駆体（ポリアミド酸）を加熱閉環させてポリイミドとする。
【００２７】ポリアミド系樹脂の場合は、ポリアミド系樹脂を極性溶剤に溶解した物をガラス板のような無多孔の基材上に一定の厚みに塗布し、水中に浸漬して凝固させたり、水蒸気雰囲気下に放置して凝固させたのち、水中に浸漬する等して、脱溶剤された多孔質フィルムを得る。無多孔の基材としては、ガラス板やステンレス板等の無機物のほか、ポリエチレンのシートのような高分子フィルムも使用できる。
【００２８】分散性化合物を用い、これを溶剤で抽出する場合には、ポリイミド系樹脂もしくはポリアミド系樹脂と完全に相溶しないものが好ましく、特定の溶剤により抽出できるものが好ましい。そのような化合物としては、同一もしくは相異なる単量体が２以上重合している比較的低重合度のオリゴマーが挙げられる。例えば、ポリアクレートオリゴマー，ポリエーテルオリゴマー，ポリエステルオリゴマー，ポリウレタンオリゴマー等が挙げられる。
【００２９】抽出溶剤としては、通常用いられる有機溶剤でよく、ポリアミド酸樹脂の組成や分散性化合物の種類によって適宜選択すればよい。そのような有機溶剤としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のアミド系極性溶剤、メタノール等のアルコール系溶剤、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、トルエン等の芳香族炭化水素系溶剤等が挙げられる。
【００３０】また、この抽出による方法では、特に、液化二酸化炭素、高温高圧状態もしくは超臨界状態にある二酸化炭素を用いることが好ましい。このような二酸化炭素を用いる場合には、例えば、耐圧容器中で、０〜１５０℃、さらには、２０〜１２０℃で、３．５〜１００ＭＰａ、さらには、６〜５０ＭＰａで抽出を行うことが好ましい。
【００３１】多孔質樹脂層の厚みは、通常、０．１〜２００μｍ程度、好ましくは、１０〜５０μｍである。
【００３２】多孔質樹脂層の孔径は、この樹脂層について走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて写真撮影を行い、その写真のコンピューターによる画像解析から求める。
【００３３】多孔質樹脂層の空孔率は、この絶縁層の容積と重量とを測定し、この絶縁層の材料の密度を用い、下記の式（１）により求める。
【００３４】
【式１】
【００３５】表面や内部の細孔が小さすぎると、低誘電効果が小さく、大きすぎると強度的に問題がある。このため、裏表両面が何れも孔径０．０５μｍ以上が好ましい。より好ましくは、０．１〜５μｍである。また、スポンジ構造部分（内部）の細孔のサイズは０．０５μｍから１０μｍであればよいが、好ましくは、１μｍから７μｍである。フィンガーボイド構造では、ファインピッチのレーザービア加工を良好に行ううえで、直径０．０５μｍから１０μｍが好ましいが、長さは最も長い場合フィルム厚み程度となる。空孔率については、３０％以上で９８％未満に設定されているが、好ましくは、５０％以上で９５％未満である。空孔率３０％未満では、低誘電効果が得られにくく、９８％以上では、支持体層と積層しても、絶縁体層として機械的強度が不足し、回路配線層を支持できない。
【００３６】上記絶縁体層に電気導通路形成用の貫通孔を形成する方法としては、その孔径によって適正な方法を用いればよいが、例えば、ドリル，パンチ，レーザー等が挙げられる。
【００３７】また、上記絶縁体層に感光性を付与し、露光および現像することにより孔形成してもよい。この場合、ドープに感光剤を含有させて感光性を付与する。
【００３８】感光剤としては、キャストして乾燥させた樹脂を露光したときに、露光部と未露光部の溶解性コントラストを得ることができるものであれば、いずれのものを用いてもよいが、例えば、ジヒドロピリジン誘導体，ジアゾナフトキノンスルホン酸エステル誘導体，芳香族ジアジド化合物等が挙げられる。
【００３９】このような感光剤は、ポリイミド系樹脂もしくはポリアミド系樹脂の１モル部に対して、通常、０．０５〜０．５モル部の範囲で用いられる。また、必要に応じて、現像液に対する溶解補助剤として、イミダゾールを配合してもよく、そのような場合には、イミダゾールは、ポリイミド系樹脂もしくはポリアミド系樹脂の１モル部に対して、通常、０．０５〜０．５モル部の範囲で用いられる。
【００４０】キャストして乾燥させた樹脂に、孔パターンを露光したのち、必要に応じて、１００〜２２０℃で加熱することでポジ型もしくはネガ型の潜像を形成し、現像液に浸漬したり、現像液をスプレーしたりすることにより、所定の孔を形成させる。上記の加熱温度が１００℃以下の場合は、潜像形成が不充分で、現像液に対する溶解度のコントラストがとれない。２２０℃以上では、感光剤の劣化，分解により所望の多孔質の絶縁樹脂層を形成できない。
【００４１】現像液には、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム等の有機アルカリ水溶液や、水酸化ナトリウム，水酸化カリウム等の無機アルカリ水溶液が挙げられる。そのアルカリ濃度は、通常、２〜５重量％が適当であり、必要に応じて、アルカリ水溶液には、メタノール，エタノール，Ｎ−プロパノール，イソプロピルアルコール等の低級脂肪族アルコールを加えてもよい。そのアルコールの添加量は、通常、５０重量％以下である。
【００４２】上記支持体層を構成する材料としては、低熱膨張のエンジニアリングプラスチック（ポリイミド系，ポリアミド系，ポリエステル系，ポリエーテルイミド系，エポキシ系，シリコーン系またはその混合系等）、高密度繊維クロス（ガラス等の無機繊維，アラミド等の樹脂繊維，炭素繊維）、セラミック材料、金属箔を用い、多孔質の絶縁層と積層させる。
【００４３】特に、平面方向と厚み方向に均一な熱膨張を有し、高弾性率を有する金属箔を用いることが好ましい。金属箔としては、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｃｏ，Ｐｔもしくはこれらを含む合金箔があり、チップと基板との熱膨張率差を抑制するために、特に低熱膨張率（２０〜２５０℃で２０ｐｐｍ／℃以下）を有するものを用いるのが好ましい。これら金属箔は、単独でもしくは積層して用いることができる。
【００４４】Ｆｅ／Ｎｉ系合金箔の場合には、ＦｅとＮｉとの成分比率により熱膨張率が異なり、本発明においては、Ｎｉ含有率（重量％）は３１〜５０重量％、好ましくは、３１〜４５重量％の範囲が好適に用いられる。この範囲以上もしくは以下であると、熱膨張率が大きく、チップと基板との熱膨張率差を抑制することができない。
【００４５】支持体層の弾性率は引っ張り試験機（例えば、島津製作所社製オートグラフ）で測定され、１ＧＰａ以上のもの、好ましくは、１０ＧＰａ以上のものが用いられる。１ＧＰａ以下の支持体層は、支持体層としての機能が発揮できない。
【００４６】支持体層の厚みは、１０〜５００μｍの範囲、好ましくは、２０〜２００μｍの範囲に設定されている。この厚みより小さいと、寸法精度を確保することができない。また、回路基板とシリコンチップの熱膨張差を抑えることができない。この厚みより大きいと、例えば、３００μｍ以下の微細孔を容易に形成することができず、高密度回路が形成しにくくなる。
【００４７】金属箔等の導電性支持体層を用いる場合には、上記厚み方向の電気導通路と絶縁するため、上記電気導通路よりも大きな径の孔をあらかじめ形成する必要があり、手段としては、例えば、ドリル，パンチ，レーザーもしくは化学エッチング等が挙げられる。そして、孔を形成したのち、絶縁樹脂を孔の周面（すなわち、導電性支持体層の内周面）に塗布もしくは充填し、内周面の絶縁を図る。
【００４８】上記回路配線層を形成する金属箔としては、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｃｏもしくはそれらの合金箔が用いられるが、上記絶縁層の貫通孔を形成する前もしくは形成した後に、加熱加圧されて両面に積層される。
【００４９】回路パターンは、感光性レジスト，露光，現像を用いて形成され、化学エッチングやめっき等でサブトラクティブ，アディティブ，セミアディティブ法で形成される。必要に応じて、回路表面には、研磨，めっきや防錆処理が施される。
【００５０】上記のようにして得られた多孔質の絶縁層，支持体層，回路配線層は、接着剤を用いて積層する。上記接着剤としては、ポリイミド系，ポリアミド系，ポリエーテルイミド系，エポキシ系，シリコーン系もしくはその混合系の液状あるいは接着性シートが好適に用いられる。また、低吸湿のポリエステル系の熱可塑性液晶ポリマーフィルムも好ましい。もしくは、多孔質の絶縁体層自体に熱可塑性材料を用いて接着機能を付与し、接着剤を用いずに積層してもよいし、支持体層もしくは回路配線層に樹脂溶液を塗布し、上記方法で多孔質化処理し、これを積層してもよい。積層には、熱板プレスや、気圧で加熱加圧するオートクレープ等が利用できる。熱分解温度以下の加熱加圧により、接着剤もしくは多孔質の絶縁体層の表面が溶融し、支持体層もしくは回路配線層と一体化される。
【００５１】支持体層に、それ自体で電気伝導性を有する金属箔や炭素繊維クロスを用いる場合には、あらかじめ支持体層に形成された孔に絶縁樹脂を充填し、孔内周を絶縁する必要がある。絶縁しないと、積層したのちに貫通孔を電気導通させて回路配線を形成する場合に、金属箔等と短絡してしまう。
【００５２】上記接着剤層の厚みは０．０１〜０．５ｍｍとするのがよい。この範囲より小さいと作業性が悪い。この範囲以上であると、積層したのちに形成される貫通孔を電気導通させる場合に、貫通孔内周に金属層を形成したり、貫通孔内部に導電ペースト等を充填したりすることが難しくなる。また、絶縁体層を構成する多孔質の耐熱性材料の低誘電効果が低下してしまう。
【００５３】上記絶縁層の貫通孔を電気導通させるためには、貫通孔内周面に電解めっき，無電解めっき，スパッタや蒸着によって金属層を形成したり、金属粉末を含有する導電ペーストを印刷法を用いてスキージで貫通孔内部を充填したりする方法もしくはそれらの組み合わせが用いられる。
【００５４】導電ペーストを構成する金属粉末には、Ｓｎ，Ｐｂ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｃｏ等の単独，合金，混合物が、必要な耐熱性に応じて使用される。また、貫通孔径に応じて、５０μｍ径以下、好ましくは、１０μｍ径以下のものが使用される。特にＳｎを含むはんだ材料（３００℃以下で溶融する）は、積層時の加熱加圧工程で溶融し、導電ペーストを構成する他の金属粉末や回路配線層を形成する金属と合金層を形成し、信頼性の高い電気接続が得られる。これらの金属粉末をペースト状にするためには、必要に応じて、エポキシ系樹脂等のバインダーやフラックス，有機溶剤等が所定量混合される。
【００５５】電気導通路の露出部をバンプ状の突起に盛り上げて形成することもできる。この場合には、接続時に加圧されたバンプは潰れて、チップもしくは基板端子の凹凸形状に追随し、信頼性のよい電気接続が可能になる。さらに、多孔質の絶縁体層の空孔を利用し、上記方法を用い、電気導通させてもよい。この場合には、貫通孔を積層後に形成する必要がない。また、導電ペーストを回路配線層上にドット状にパターン印刷して、回路基板を加熱圧着積層する際に絶縁体層を突き破って貫通させる方法をとることもできる。
【００５６】多層回路を形成する方法として、上記のような支持体層と多孔質の絶縁体層と回路配線層を用いて構成された複数枚の両面回路基板を形成し、これらを位置合わせし、接着剤シート等の接着剤層を用い位置合わせして一括多層化する方法が用いられる。この場合に、上記両面回路基板の片面に、あらかじめ貫通孔を形成した接着シートを回路パターンに合わせて積層したり、接着シートを積層したのち所定位置にレーザー等で孔を形成したりする。そののち、上記貫通孔に、上記導電ペーストを印刷充填して導電路を形成し、別の両面回路基板を位置合わせして積層する方法等が用いられる。
【００５７】もしくは、上記のような支持体層と多孔質の絶縁体層と回路配線層を用いて構成された両面回路基板を形成したのち、感光性を付与した多孔質の絶縁体層を積層し、露光，現像で所定の絶縁体層や回路パターンを形成し、絶縁体層に厚み方向の導電路を形成しながら、各回路配線層と絶縁体層とを順次積層するようにしてもよい。
【００５８】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
【００５９】図１は本発明の多層回路基板の一実施の形態を示している。図において、１はＦｅ／Ｎｉ系合金箔２を金属芯材層とした多孔質の絶縁体層３の表裏両面に銅箔からなる回路配線（回路配線層）４が形成された両面回路基板である。この実施の形態では、２枚の両面回路基板１が用いられており、これにより、多層回路基板として４層回路基板が作製されている。５は上記各両面回路基板１に穿設された貫通孔１ａに導電性ペースト５ａを充填してなる電気導通路であり、表裏両面の回路配線４を電気的に接続している。６は上記各両面回路基板１同士を接着するポリイミド系接着剤層である。７は上記各両面回路基板１の回路配線４を電気的に接続する導電路である。図において、８は上記絶縁体層３の表裏両面に形成されたポリイミド系接着剤層である。
【００６０】上記両面回路基板１を、つぎのようにして製造することができる。すなわち、まず、所定位置（電気導通路５を設ける位置）に貫通孔２ａを開けたＦｅ／Ｎｉ系合金箔２と、多孔質の絶縁体層３とからなる積層板１０（図２参照）を準備し、ついで、上記絶縁体層３の表裏両面からポリイミド系接着シート１１を張り合わせ、図３に示すような積層板１２を作製する。つぎに、図４に示すように、上記Ｆｅ／Ｎｉ系合金箔２の貫通孔２ａに対応する上記積層板１２の部分に、上記貫通孔２ａより小さい貫通孔１ａを開ける。つぎに、図５に示すように、この貫通孔１ａに導電性ペースト５ａを充填したのち、表裏両面から、銅箔からなる導体層４ａを貼り合わせることにより、表裏両面の導体層４ａを（貫通孔１ａに導電性ペースト５ａを充填してなる）電気導通路５で電気的に接続する（図６参照）。つぎに、図６に示す両面銅張積層板１３の表裏両面の導体層４ａに回路配線４を形成して両面回路基板１（図７参照）を作製する。
【００６１】上記多層回路基板を、つぎのようにして製造することができる。すなわち、まず、Ｆｅ／Ｎｉ系合金箔２を金属芯材層とした多孔質の絶縁体層３の表裏両面に回路配線４が形成された２枚の両面回路基板１（図７R>７参照）と、ポリイミド系接着剤からなる接着シート（図８参照）１４とを準備する。ついで、図９に示すように、上記接着シート１４を１枚の両面回路基板１の上面に、接着シート１４の開口部１４ａを両面回路基板１の回路配線４の所定位置（図１の導電路７を設ける位置）に位置合わせして仮接着する。つぎに、上記接着シート１４の開口部１４ａにスクリーン印刷により半田ペーストを入れ、加熱溶融させて両面回路基板１の回路配線４上に半田バンプ１５を形成する（図１０参照）。つぎに、半田バンプ１５を設けた両面回路基板１と、回路配線４を形成しただけの両面回路基板１をそれぞれ位置合わせして重ねたのち（図１１参照）、加熱加圧し一体化させる。この状態では、接着シート１１は接着剤層８となり、接着シート１４は接着剤層６となり、各半田バンプ１５は導電路７となる（図１参照）。これにより、２枚の両面回路基板１が積層一体化された４層配線基板を得ることができる。
【００６２】上記のように、この実施の形態では、多孔質の絶縁体層３と、この絶縁体層３を保持するＦｅ／Ｎｉ系合金箔２とを備えているため、低誘電特性，低誘電損失に優れているとともに、充分な機械的強度を備えている。しかも、一回の加熱加圧により２枚の両面回路基板１の一体化が行えると同時に、４層間の電気的接続が行える。しかも、２層の回路配線４に対して、１層の割合でＮｉ−Ｆｅ系合金箔２が配設されているため、銅箔で回路配線４を構成する場合にも、４層配線基板全体の熱膨張率を低くすることができ、極めて高い接続信頼性を得ることができる。さらに、各導電路７の接合部の位置は、電気導通路５の導電性ペースト５ａの影響を受けず、任意の位置に配置できるため、設計の自由度が上がり、高密度配線が実現できる。
【００６３】以下、実施例により、本発明の効果を示す。
【００６４】
【実施例１】ブタンテトラカルボン酸と４，４′−ジアミノジフェニルエーテルをＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）中にほぼ等モル溶解して、約２００℃以下の温度で２５時間重合してポリイミド系の重合体（３０℃での極限粘度０．８６）の溶液を得た。この重合体溶液にさらにポリビニルピロリドンを加えて混合し、ポリイミド重合体１６重量％，ポリビニルピロリドン７重量％，ＮＭＰ７１重量％，水６重量％からなるドープを得た。これを厚み３０μｍの厚みでガラス板の上に塗布し、４０℃の水槽に浸漬した。つぎに、ガラス板の上から塗布体を剥離し、２４時間水中保存して脱溶剤を行った。
【００６５】得られた多孔質膜２１（図１２参照）は、厚み３０μｍで、表面層に緻密層がなく、厚み方向に連続孔が形成された構造になっていた。表面層の平均孔径は４μｍ、裏面層の平均孔径は２μｍ、空孔率は７０％だった。比誘電率は１．６、誘電損失は０．５％であった。
【００６６】３，３′，４，４′−テトラカルボキシジフタルエーテル酸二無水物、２，２−ビス−４（４−アミノキシ）フェニルプロパン、末端シリコーン変性ジアミンをモル比で１：０．８５：０．１５となるようにＮ−メチルピロリドン中で重合し、ポリアミド酸溶液（固形分２０重量％）を得た。これを塗工、乾燥し、さらに３００℃で処理し、厚み２５μｍの熱可塑性ポリイミドフィルム２２（図１２参照）を作製した。作製された熱可塑性ポリイミドフィルム２２のガラス転移温度は２１０℃であった。
【００６７】熱膨張率２０ｐｐｍ／℃，弾性率９．３ＭＰａ、厚み７５μｍのポリイミドフィルム２０（宇部興産社製ユーピレックス−７５Ｓ）からなる支持体層の表面をスパッタ加工で粗面化し、その両面に熱可塑性ポリイミドフィルム２２，多孔質膜２１，熱可塑性ポリイミドフィルム２２，厚み１８μｍの銅箔２３ａを加熱加圧接着（５ＭＰａ、２５０℃、６０分）し、両面銅張積層板２４を形成した（図１３参照）。
【００６８】つぎに、所定位置に２００μｍφの貫通孔２４ａをパンチャーで形成した（図１４参照）。この貫通孔２４ａの内周面に無電解めっきと電解めっきを用いて銅層を形成し、スルーホール導通路２５を形成した（図１５参照）。つぎに、両面の銅箔２３ａにエッチング法により回路配線２３を形成して、両面回路基板２６を得た（図１６参照）。
【００６９】上記両面回路基板２６の両面に、２枚の多孔質膜２７（上記多孔質膜２１と同様に作製した物）、６枚の熱可塑性ポリイミドフィルム２８（上記熱可塑性ポリイミドフィルム２２と同様に作製した物）、２枚の厚み１８μｍの銅箔２９ａを加熱加圧接着（５ＭＰａ、２５０℃、６０分）し（図１７参照）、両面に銅箔２９ａを有する基材３０を形成した（図１８参照）。つぎに、所定位置に２００μｍφの貫通孔３０ａをパンチャーで形成した（図１９参照）。この貫通孔３０ａの内周面に無電解めっきと電解めっきを用いて銅層を形成し、スルーホール導通路３１を形成した（図２０参照）。そののち、両面の銅箔２９ａにエッチング法により回路配線２９を形成して、４層回路基板を得た（図２１参照）。
【００７０】
【実施例２】ビフェニルテトラカルボン酸二無水物−ジアミノジフェニルエーテル−パラフェニレンジアミン系のポリイミド前駆体のＮＭＰ１０重量溶液をドープとして、厚み３５μｍの銅箔３６ａ（図２２参照）の黒色処理面にフィルムアプリケーターを用いて、ギャップ５０μｍで均一の厚みに塗布した。塗布後、１００℃の乾燥機で１５分間送風乾燥した。
【００７１】乾燥後、常温まで温度が下がってから、乾燥させたポリイミド前駆体フィルムの上に同じドープをフィルムアプリケーターを用いて、ギャップ１００μｍで均一の厚みに塗布した。塗布後直ちに２５℃の純水に浸漬し、ポリイミド前駆体を凝固させた。凝固後、９０℃で１時間以上乾燥させた。
【００７２】乾燥後、窒素雰囲気中にて４００℃で３時間熱処理し、ポリイミド前駆体を加熱閉環させ、ポリイミド樹脂層３７と銅箔３６ａとの積層板３５を得た（図２２２２参照）。ポリイミド樹脂層３７は、非多孔質層３８（厚み１０μｍ）と多孔質層３９（厚み３０μｍ）とからなり、多孔質層３９の比誘電率は１．６、誘電損失は０．５％であった。
【００７３】つぎに、上記積層板３５を、銅箔３６ａが外側に露出するように、ガラスクロス強化されたビスマレイミド−トリアジン樹脂プリプレグ４０（三菱ガス化学社製ＧＨＰＬ−８３０、厚み１００μｍ，弾性率２０ＧＰａ、平面方向の熱膨張係数１６ｐｐｍ／℃）を支持体層として加熱加圧して（４ＭＰａ、２００℃、６０分）接着し、両面銅張積層板４１を形成した（図２３参照）。図２２において、４０ａはプリプレグ４０の両面に設けた接着剤層である。
【００７４】つぎに、所定位置に２００μｍφの貫通孔４１ａをパンチャーで形成した（図２４参照）。この貫通孔４１ａの内周面に無電解めっきと電解めっきを用いて銅層を形成し、スルーホール導通路４２を形成した（図２５参照）。そののち、両面の銅箔３６ａにエッチング法により回路配線３６を形成して、両面回路基板４３を得た（図２６参照）。
【００７５】ポリイミド系接着シート４４（新日鐡化学社製ＳＰＢ５０）を上記両面回路基板４３の片側に加熱加圧接着（２ＭＰａ、１７５℃、３０分）したのち（図２７２７参照）、所定位置に回路配線３６まで達する２００μｍφの孔４４ａをＹＡＧレーザーで開けた（図２８参照）。つぎに、この開孔部４４ａに、Ｎｉ粉末が１５重量％混合されたＳｎ−Ｓｂはんだペースト（日本ゲンマ社製）を印刷充填し、最高２４０℃、１分でリフローしてバンプ４５を形成した（図２９参照）。そののち、もう１枚の両面回路基板４３を位置合わせして重ね（図３０R>０参照）、加熱加圧（５ＭＰａ、１８０℃、６０分）により一体化し、４層回路基板を得た（図３１参照）。
【００７６】
【実施例３】熱膨張係数３ｐｐｍ／℃，弾性率７０ＧＰａ、厚み１００μｍの炭素繊維クロス５０（東邦レーヨン社製Ｗ３１０１）の支持体層に３５０μｍφ、５００μｍピッチのスルーホール導通路５３用の貫通孔５０ａをドリルであけた（図３２参照）。つぎに、炭素繊維クロス５０の両面に、厚み５０μｍの接着性樹脂フィルム５１（クラレ社製液晶性芳香族ポリエステルＦＡグレード、ガラス転移温度２０５℃）を介して、実施例２で得た積層板３５を加熱加圧して（１ＭＰａ、２９０℃、１０分）接着し、上記貫通孔５０ａを接着性樹脂で充填して、両面銅張積層板５２を形成した（図３３参照）。
【００７７】つぎに、所定位置に１５０μｍφの貫通孔５２ａをＹＡＧレーザーで形成した（図３４参照）。この貫通孔５２ａの内周面に無電解めっきと電解めっきを用いて銅層を形成し、スルーホール導通路５３を形成した（図３５参照）。つぎに、両面の銅箔３６ａにエッチング法により回路配線３６を形成して、両面回路基板５４を得た（図３６参照）。
【００７８】つぎに、実施例２と同様に、ポリイミド系接着シート５５（新日鐡化学社製ＳＰＢ５０）を上記両面回路基板５４の片側に加熱加圧接着（２ＭＰａ、１７５℃、３０分）したのち（図３７参照）、所定位置に回路配線３６まで達する１５０μｍφの孔５５ａをＹＡＧレーザーで開けた（図３８参照）。つぎに、この開孔部５５ａに、Ｎｉ粉末が１５重量％混合されたＳｎ−Ｓｂはんだペースト（日本ゲンマ社製）を印刷充填し、最高２４０℃、１分でリフローしてバンプ５６を形成した（図３９参照）。そののち、もう１枚の両面回路基板５４を位置合わせして重ね（図４０参照）、加熱加圧（５ＭＰａ、１８０℃、６０分）により一体化し、４層回路基板を得た（図４１参照）。
【００７９】
【実施例４】イソフタル酸塩化物のヘキサン溶液とｍ−フェニレンジアミンの水溶液とを等モル反応させて芳香族ポリアミドを得た。この芳香族ポリアミド（沈殿物）を水洗，アルコール洗浄，水洗を繰り返し、６０℃で１２時間真空乾燥して乾燥ポリマーを得た。このポリマーを８０℃でＮＭＰ中に溶解し、さらに硝酸リチウムを溶解して、硝酸リチウム５重量％，ポリマー１０重量％を含むドープを得た。
【００８０】厚み５０μｍのＦｅ／Ｎｉ合金箔２の支持体層（Ｎｉ含有率：３６重量％，熱膨張率１．５ｐｐｍ／℃）に、２５０μｍφ、３５０μｍピッチの電気導通路５用の貫通孔２ａを化学エッチングであけた（図２参照）。これを上記ドープに浸漬し、直ちに４０℃の水槽に浸漬した。そののち、２４時間水中保存して脱溶剤を行った。得られた絶縁体層３（図２参照）は、Ｆｅ／Ｎｉ合金箔２の両面に厚み５０μｍに形成され、かつ、貫通孔２ａを充填していた。また、厚み方向に連続孔が形成されたフィンガーボイド構造になっていた。平均孔径は短径５μｍ、長径は２５μｍ、空孔率は７８％だった。比誘電率は１．４、誘電損失は０．４％であった。
【００８１】つぎに、この積層板１０（図２参照）の両面に、厚み５０μｍのポリイミド系接着シート１１（新日鐡化学社製ＳＰＢ５０）を加熱加圧接着（２ＭＰａ、１７５℃、３０分）したのち（図３参照）、上記貫通孔２ａと同心状に１５０μｍφの貫通孔１ａをＹＡＧレーザーで形成した（図４参照）。この貫通孔１ａの内部に、金属版（開孔径２００μｍφ、厚み１００μｍ）を用いて、Ｎｉ粉末が１５重量％混合されたＳｎ−Ｓｂ共晶はんだペースト（日本ゲンマ社製）を印刷充填した。さらに、開孔両端をプレスして（１０ＭＰａ、３０℃、２分）、ペーストを圧入後、過剰量の金属粉末をバフ研磨により取り除いた。
【００８２】加圧下で２３０℃まで加温し、上記はんだ粉末を溶融させることにより電気導通路５を得た（図５の積層板１２参照）。この積層板１２の両面に、厚み１２μｍの銅箔４ａを加熱加圧して（５ＭＰａ、２２０℃、１５分）積層し、両面銅張積層板１３を形成した（図６参照）。つぎに、両面の銅箔４ａにエッチング法により回路配線４を形成して、両面回路基板１を得た（図７参照）。
【００８３】厚み５０μｍのポリイミド系接着シート１４（新日鐡化学社製ＳＰＢ５０）の所定位置に１５０μｍφの貫通孔１４ａをＹＡＧレーザーで形成した（図８参照）。つぎに、上記接着シート１４を位置合わせして上記両面回路基板１の片面に加熱加圧接着（２ＭＰａ、１７５℃、３０分）した（図９参照）。上記と同様の方法で、Ｓｎ−Ｓｂはんだペースト（日本ゲンマ社製）を印刷充填し、バンプ１５を形成した（図１０参照）。そののち、もう１枚の両面回路基板１を位置合わせして積層（５ＭＰａ、２４０℃、３０分）し（図１１参照）、４層回路基板を得た（図１参照）。
【００８４】
【実施例５】厚み５０μｍのＦｅ／Ｎｉ合金箔２の支持体層（Ｎｉ含有率：３６重量％，熱膨張率１．５ｐｐｍ／℃）に、２５０μｍφ、３５０μｍピッチの電気導通路５用の貫通孔２ａを化学エッチングであけた。これを実施例２と同じドープに浸漬し、直ちに２５℃の水槽に浸漬してポリイミド前駆体を凝固させた。凝固後、９０℃で１時間以上乾燥させた。
【００８５】乾燥後、窒素雰囲気中にて４００℃で３時間熱処理し、ポリイミド前駆体を加熱閉環させ、ポリイミド樹脂層６０とＦｅ／Ｎｉ合金箔２の積層板を得た。ポリイミド樹脂層６０の多孔質層は、Ｆｅ／Ｎｉ合金箔２の両面にそれぞれ３０μｍに形成され、かつ、上記貫通孔２ａを充填し、比誘電率は１．６、誘電損失は０．５％であった。この積層板を用い、ポリイミド系接着シートとして実施例１と同じもの（ポリイミド系接着シート１１）を用いた以外は、実施例４と同様に両面回路基板６１を作製した（図４２参照）。
【００８６】実施例２と同じドープに感光剤（４−ｏ−ニトロフェニル−３，５−ジメトキシカルボニル−２，６−ジメチル−１，４−ジヒドロピリジン、４−ｏ−ニトロフェニル−３，５−ジアセチル−１，４−ジヒドロピリジンをそれぞれ２重量％ずつ）と、ウレタンアクリレートを３．８重量％添加して感光性樹脂溶液を得た。
【００８７】この感光性樹脂溶液を上記両面回路基板６１の両面にスピンコーターを用い、乾燥後の被膜の厚みが２０μｍとなるように塗布し、９０℃で１５分乾燥させ、塗膜層６２にウレタンアクリレートのドメインが形成されるように塗膜層６２を形成した（図４３参照）。
【００８８】つぎに、マスクを介して３５０〜４２０ｎｍの紫外線を７００ｍＪ／ｃｍ2 になるように露光し、１８０℃で１０分間、熱風循環式オーブン中で露光後加熱を行い、現像液に浸漬処理して、ネガ型画像パターン（回路配線４の表面層の所定位置に、回路配線４まで達する直径５０μｍの孔６２ａ）を形成した（図４４参照）。
【００８９】これを５００ｃｃの耐圧容器に入れ、４０℃の雰囲気中、２５ＭＰａに加圧したのち、圧力を保ったままガス量約３Ｌ／分の流量で二酸化炭素を注入し、排気してウレタンアクリレートを２時間抽出した。そののち、１．３３Ｐａの真空下に減圧した状態で最高温度３３０℃まで加熱して、厚み１２μｍ、独立気泡を有する多孔質のポリイミド樹脂からなる絶縁体層を積層した。
【００９０】つぎに、上記多孔質のポリイミド樹脂の孔６２ａ内周と両表面を触媒活性化して、無電解めっきと電解めっきで上記孔６２ａを充填して導電路６３を形成し、かつ、厚み１０μｍの銅層６４ａを形成した（図４５R>５参照）。そののち、これを化学エッチング法で回路配線６４を形成して、４層回路基板を得た（図４６参照）。
【００９１】
【比較例１】実施例１で、ポリイミドフィルム２０の支持体層なしで、厚み１８μｍの銅箔２３ａ，多孔質膜２１，熱可塑性ポリイミドフィルム２２，多孔質膜２１，厚み１８μｍの銅箔２３ａを積層し、孔あけ、スルーホールめっきを施し、化学エッチング法で回路配線２３を形成して、両面回路基板（図示せず）を作製した。
【００９２】基板表面のうねりが大きく、外観上問題があったが、さらに上記両面回路基板の両面に、上記多孔質膜２１と熱可塑性ポリイミドフィルム２２とを介して厚み１８μｍの銅箔２３ａを接着し、両面に銅箔２３ａを形成した。所定位置に２００μｍφの貫通孔をパンチャーで形成しようとしたが、寸法ずれが生じており、所定の位置に内層となる上記両面回路基板の回路配線２３がなく、４層回路の厚み方向の導通を得ることができなかった。
【００９３】
【比較例２】実施例２で、ガラスクロス強化ビスマレイミド−トリアジン樹脂プリプレグ４０の支持体層を用いず、加熱加圧して（４ＭＰａ、２００℃、６０分）接着し、ポリイミド樹脂層３７と銅箔３６ａとの積層板３５を、銅箔３６ａが外側に露出するように、加熱加圧して（４ＭＰａ、２００℃、６０分）接着し、両面銅張積層板（図示せず）を形成した。
【００９４】つぎに、所定位置に２００μｍφの貫通孔４１ａをパンチャーで形成した。この貫通孔４１ａの内周面に無電解めっきと電解めっきを用いて銅層を形成し、スルーホール導通路４２を形成した。そののち、両面の銅箔３６ａにエッチング法により回路配線３６を形成して、両面回路基板（図示せず）を得た。
【００９５】ポリイミド系接着シート４４（新日鐡化学社製ＳＰＢ５０）を上記両面回路基板の片側に加熱加圧接着（２ＭＰａ、１７５℃、３０分）したのち、所定位置に回路配線３６まで達する２００μｍφの孔４４ａをＹＡＧレーザーで開けた。つぎに、この開孔部４４ａに、Ｎｉ粉末が１５重量％混合された共晶はんだペースト（日本ゲンマ社製）を印刷充填し、最高２４０℃、１分でリフローしてバンプ４５を形成した。そののち、もう１枚の両面回路基板を位置合わせして重ね、加熱加圧（５ＭＰａ、１８０℃、６０分）により一体化し、４層回路基板を得た（図示せず）。
【００９６】
【比較例３】実施例２と同じドープをガラス板に塗布し、直ちに２５℃の水槽に浸漬し、ポリイミド前駆体を凝固させた。凝固後、９０℃で１時間以上乾燥させた。乾燥後、窒素雰囲気中にて４００℃で３時間熱処理し、ポリイミド前駆体を加熱閉環させ、ガラス板から剥離して、厚み３０μｍのポリイミド多孔質膜を得た。
【００９７】実施例１で作製した熱可塑性ポリイミドフィルム２２を用い、熱可塑性ポリイミド，ポリイミド多孔質膜，熱可塑性ポリイミド，ポリイミド多孔質膜，熱可塑性ポリイミドを積層した。
【００９８】つぎに、１５０μｍφの貫通孔をＹＡＧレーザーで形成した。これらの貫通孔の内部に、金属版（開孔径２００μｍφ、厚み１００μｍ）を用いて、Ｎｉ粉末が１５重量％混合されたＳｎ−Ｓｂ共晶はんだペースト（日本ゲンマ社製）を印刷充填した。さらに、開孔両端をプレスして（１０ＭＰａ、３０℃、２分）、ペーストを圧入後、過剰量の金属粉末をバフ研磨により取り除いた。
【００９９】加圧下で２３０℃まで加温し、上記はんだ粉末を溶融させることにより電気導通路を得た。そののち、この積層板の両面に、１２μｍ厚みの銅箔を加熱加圧して（５ＭＰａ、２２０℃、１５分）積層し、両面の銅箔にエッチング法により回路配線を形成したが、電気導通路の位置と回路位置がずれており、両面回路の導通を得ることができなかった。
【０１００】上記のようにして作製した実施例１〜５品、比較例２品のサンプルについて、熱衝撃試験（−６５〜１５０℃、各１０分）を行い、基板の厚み方向の電気導通の有無を調べた。その結果を下記の表１に示す。
【０１０１】
【表１】
【０１０２】また、実施例１〜５品、比較例２品のサンプルに、はんだバンプの形成されたフリップチップ（８ｍｍ□、１００ｉ／ｏデイジーチェイン、１２０μｍφＳｎ／Ｐｂはんだバンプ、３００μｍピッチ）を実装（アンダーフィルなし）されたサンプルについて、熱サイクル試験（−４０〜１２５℃、各１０分）を行い、基板の厚み方向の電気導通の有無を調べた。その結果を下記の表２に示す。
【０１０３】
【表２】
【０１０４】上記の表１および表２から明らかなように、実施例１〜５品は比較例２品よりも機械的強度に優れていることが判る。
【０１０５】なお、上記実施の形態や各実施例は，４層回路までの多層化例であるが、同様な方法を用いて積層し、４層以上の多層回路基板をも作製することができる。
【０１０６】
【発明の効果】以上のように、本発明の多層回路基板は、多孔質の耐熱性材料で構成されている絶縁体層と、この絶縁体層を保持する支持体層と、複数の回路配線層とを備えている。このように、本発明の多層回路基板は、機械的強度が不足している多孔質の絶縁体層を支持体層で支持しているため、低誘電特性，低誘電損失に優れているとともに、充分な機械的強度を備えている。
【０１０７】また、支持体層を構成する材料として、高弾性率材料を用いると、全体の積層構造の機械的強度を大きく向上させることができる。また、低熱膨張材料を用いると、シリコンとの熱膨張の差を小さくすることができるため、ストレス発生を抑止することができる。したがって、高弾性率で低熱膨張の支持体層を、多孔質の絶縁体層と積層することにより、寸法安定性を得ることができ、しかも、回路配線の位置寸法精度がよくなり、積層時の回路配線層間やチップ実装時の位置合わせが容易になる。特に、低熱膨張の金属箔を用いた場合は、剛直性にも優れ、曲げても割れにくい。また、ベアチップ実装時に搭載時の圧力にも耐え、熱膨張差によるストレス抑止効果も高く、信頼性も良好になる。
【０１０８】一方、本発明の多層回路基板の製造方法により、上記優れた効果を奏する多層回路基板を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多層回路基板の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】上記多層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図３】上記多層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図４】上記多層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図５】上記多層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図６】上記多層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図７】上記多層回路基板の断面図である。
【図８】上記多層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図９】上記多層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図１０】上記多層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図１１】上記多層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図１２】実施例１の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図１３】上記実施例１の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図１４】上記実施例１の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図１５】上記実施例１の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図１６】上記実施例１の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図１７】上記実施例１の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図１８】上記実施例１の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図１９】上記実施例１の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図２０】上記実施例１の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図２１】上記実施例１の４層回路基板を示す断面図である。
【図２２】実施例２の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図２３】上記実施例２の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図２４】上記実施例２の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図２５】上記実施例２の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図２６】上記実施例２の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図２７】上記実施例２の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図２８】上記実施例２の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図２９】上記実施例２の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図３０】上記実施例２の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図３１】上記実施例２の４層回路基板を示す断面図である。
【図３２】実施例３の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図３３】上記実施例３の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図３４】上記実施例３の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図３５】上記実施例３の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図３６】上記実施例３の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図３７】上記実施例３の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図３８】上記実施例３の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図３９】上記実施例３の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図４０】上記実施例３の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図４１】上記実施例３の４層回路基板を示す断面図である。
【図４２】実施例５の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図４３】上記実施例５の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図４４】上記実施例５の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図４５】上記実施例５の４層回路基板の製造工程を示す断面図である。
【図４６】上記実施例５の４層回路基板を示す断面図である。
【符号の説明】
２ 合金箔
３ 絶縁体層
４ 回路配線
５ 電気導通路
【特許請求の範囲】
【請求項１】 絶縁体層と、上記絶縁体層を保持する支持体層と、複数の回路配線層とを備え、上記絶縁体層と支持体層とを貫通する電気導通路を用いて回路配線層の各層が所定の位置で電気接続されている多層回路基板であって、上記絶縁体層が多孔質の耐熱性材料で構成されていることを特徴とする多層回路基板。
【請求項２】 上記多孔質の耐熱性材料で構成されている絶縁体層の空孔率が３０％以上で、かつ、９８％未満である請求項１記載の多層回路基板。
【請求項３】 上記多孔質の耐熱性材料がポリイミド系樹脂もしくはポリアミド系樹脂である請求項１または２記載の多層回路基板。
【請求項４】 上記多孔質の耐熱性材料で構成されている絶縁体層の孔が、上記絶縁体層の厚み方向にその絶縁体層を貫通する状態で形成された孔径０．０５μｍ以上の孔を含んでいる請求項１〜３のいずれか一項に記載の多層回路基板。
【請求項５】 上記多孔質の耐熱性材料で構成されている絶縁体層の孔が、個々に独立して形成された孔径０．０５μｍ以上の孔を含んでいる請求項１〜３のいずれか一項に記載の多層回路基板。
【請求項６】 上記支持体層の引っ張り弾性率が１ＧＰａ以上で、平面方向の熱膨張係数が２０〜２５０℃で２０ｐｐｍ／℃以下である請求項１〜５のいずれか一項に記載の多層回路基板。
【請求項７】 上記支持体層が、Ｆｅ／Ｎｉ系合金箔からなる金属芯材層からなり、そのＮｉ含有量が３１〜５０重量％で、かつ、その厚みが１０〜５００μｍの範囲に設定されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の多層回路基板。
【請求項８】 上記電気導通路が、３００℃以下で溶融するはんだ材料を含んでいる請求項１〜７のいずれか一項に記載の多層回路基板。
【請求項９】 多孔質の耐熱性材料で構成される絶縁体層を介して上記絶縁体層を保持する支持体層の両面に導体層を積層して第１の積層板を作製する工程と、上記第１の積層板の絶縁体層と支持体層とを貫通する電気導通路を形成する工程と、上記第１の積層板の両面の導体層に回路配線を形成して両面回路基板を作製する工程と、上記両面回路基板の両面の回路配線層に、多孔質の耐熱性材料で構成される絶縁体層を介して、少なくとも導体層を積層して第２の積層板を作製する工程と、上記第２の積層板に表面の導体層から裏面の導体層まで貫通する導電路を形成する工程と、上記第２の積層板の両面の導体層に回路配線を形成する工程とを備えたことを特徴とする多層回路基板の製造方法。
【請求項１０】 多孔質の耐熱性材料で構成される絶縁体層を介して上記絶縁体層を保持する支持体層の両面に導体層を積層して第１の積層板を作製する工程と、上記第１の積層板の絶縁体層と支持体層とを貫通する電気導通路を形成する工程と、上記第１の積層板の両面の導体層に回路配線を形成して両面回路基板を作製する工程と、上記両面回路基板を２枚以上準備する工程と、上記２枚以上の両面回路基板を位置合わせし、所定の位置に厚み方向の導電路が形成された接着性絶縁樹脂層を介して積層し、かつ、上記接着性絶縁樹脂層を挟む２つの両面回路基板の回路配線層を上記導電路により電気接続させる工程とを備えたことを特徴とする多層回路基板の製造方法。
【請求項１】 絶縁体層と、上記絶縁体層を保持する支持体層と、複数の回路配線層とを備え、上記絶縁体層と支持体層とを貫通する電気導通路を用いて回路配線層の各層が所定の位置で電気接続されている多層回路基板であって、上記絶縁体層が多孔質の耐熱性材料で構成されていることを特徴とする多層回路基板。
【請求項２】 上記多孔質の耐熱性材料で構成されている絶縁体層の空孔率が３０％以上で、かつ、９８％未満である請求項１記載の多層回路基板。
【請求項３】 上記多孔質の耐熱性材料がポリイミド系樹脂もしくはポリアミド系樹脂である請求項１または２記載の多層回路基板。
【請求項４】 上記多孔質の耐熱性材料で構成されている絶縁体層の孔が、上記絶縁体層の厚み方向にその絶縁体層を貫通する状態で形成された孔径０．０５μｍ以上の孔を含んでいる請求項１〜３のいずれか一項に記載の多層回路基板。
【請求項５】 上記多孔質の耐熱性材料で構成されている絶縁体層の孔が、個々に独立して形成された孔径０．０５μｍ以上の孔を含んでいる請求項１〜３のいずれか一項に記載の多層回路基板。
【請求項６】 上記支持体層の引っ張り弾性率が１ＧＰａ以上で、平面方向の熱膨張係数が２０〜２５０℃で２０ｐｐｍ／℃以下である請求項１〜５のいずれか一項に記載の多層回路基板。
【請求項７】 上記支持体層が、Ｆｅ／Ｎｉ系合金箔からなる金属芯材層からなり、そのＮｉ含有量が３１〜５０重量％で、かつ、その厚みが１０〜５００μｍの範囲に設定されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の多層回路基板。
【請求項８】 上記電気導通路が、３００℃以下で溶融するはんだ材料を含んでいる請求項１〜７のいずれか一項に記載の多層回路基板。
【請求項９】 多孔質の耐熱性材料で構成される絶縁体層を介して上記絶縁体層を保持する支持体層の両面に導体層を積層して第１の積層板を作製する工程と、上記第１の積層板の絶縁体層と支持体層とを貫通する電気導通路を形成する工程と、上記第１の積層板の両面の導体層に回路配線を形成して両面回路基板を作製する工程と、上記両面回路基板の両面の回路配線層に、多孔質の耐熱性材料で構成される絶縁体層を介して、少なくとも導体層を積層して第２の積層板を作製する工程と、上記第２の積層板に表面の導体層から裏面の導体層まで貫通する導電路を形成する工程と、上記第２の積層板の両面の導体層に回路配線を形成する工程とを備えたことを特徴とする多層回路基板の製造方法。
【請求項１０】 多孔質の耐熱性材料で構成される絶縁体層を介して上記絶縁体層を保持する支持体層の両面に導体層を積層して第１の積層板を作製する工程と、上記第１の積層板の絶縁体層と支持体層とを貫通する電気導通路を形成する工程と、上記第１の積層板の両面の導体層に回路配線を形成して両面回路基板を作製する工程と、上記両面回路基板を２枚以上準備する工程と、上記２枚以上の両面回路基板を位置合わせし、所定の位置に厚み方向の導電路が形成された接着性絶縁樹脂層を介して積層し、かつ、上記接着性絶縁樹脂層を挟む２つの両面回路基板の回路配線層を上記導電路により電気接続させる工程とを備えたことを特徴とする多層回路基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４２】
【図４１】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４２】
【図４１】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【公開番号】特開２００２−１３４９２５（Ｐ２００２−１３４９２５Ａ）
【公開日】平成１４年５月１０日（２００２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０００−３２７７４８（Ｐ２０００−３２７７４８）
【出願日】平成１２年１０月２６日（２０００．１０．２６）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１４年５月１０日（２００２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１２年１０月２６日（２０００．１０．２６）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
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