多層積層回路基板
【課題】金属回路の断線が生じにくい多層積層回路基板を提供する。
【解決手段】本発明の多層積層回路基板は、樹脂フィルムと回路層とを交互に積層させた積層構造を有し、上記の回路層は、金属回路を含み、上記の樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの熱膨張係数は、他の少なくとも１層の樹脂フィルムの熱膨張係数と異なり、上記の樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの厚みをＡとし、上記樹脂フィルムに隣接する上記回路層の厚みをＢとすると、０．０１５≦Ｂ／Ａ≦８．７５であり、さらに、上記の樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの一の面の面積をＣとし、上記の樹脂フィルムの面上に形成される金属回路が占める面積をＤとすると、０．０２≦Ｄ／Ｃ≦０．８であることを特徴とする。
【解決手段】本発明の多層積層回路基板は、樹脂フィルムと回路層とを交互に積層させた積層構造を有し、上記の回路層は、金属回路を含み、上記の樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの熱膨張係数は、他の少なくとも１層の樹脂フィルムの熱膨張係数と異なり、上記の樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの厚みをＡとし、上記樹脂フィルムに隣接する上記回路層の厚みをＢとすると、０．０１５≦Ｂ／Ａ≦８．７５であり、さらに、上記の樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの一の面の面積をＣとし、上記の樹脂フィルムの面上に形成される金属回路が占める面積をＤとすると、０．０２≦Ｄ／Ｃ≦０．８であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層積層回路基板に関し、特に金属回路の断線が生じにくい多層積層回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
我々の身の回りにある製品、たとえば電気製品、電子製品、半導体製品、アンテナ回路基板、ＩＣカード、ロボット等はいずれも場所をとらない小型製品に人気が集中しており、さらに小型化した製品の登場が期待されている。このような製品のニーズに対応するため、製品の外形を小型化するというアプローチと、製品の内部を小型化するというアプローチとの両面から製品の小型化の技術開発が進められてきた。ところが、製品の外形を小型化するというアプローチによる製品の小型化はもはや限界に近いと言われ、製品の内部の小型化に期待が寄せられるようになってきた。
【０００３】
このような状況下で、製品の内部を小型化するアプローチとして、製品に用いられる回路基板を軽薄短小な回路構造にするという方法が近年特に注目を集めている。従来の回路基板は、１枚の基板を用い、その基板の一方の面もしくは両面に金属回路を形成するものであった。そして、この金属回路を微細化することにより回路基板の小型化を実現していた。ところが、１枚の基板を用いたときよりもはるかに小型化できる方法として、回路基板を複数枚重ね合わせた多層積層回路基板が開発された。このように回路基板を複数枚重ね合わせて立体的な金属回路の構造にすることにより、１枚の基板を用いた平面的な金属回路の構造よりも複雑な回路の設計が可能となる。
【０００４】
このような多層積層回路基板は、ビルドアップ法と呼ばれる方法で作製されるのが一般的である。この方法による多層積層回路基板の作製の手順は、まず、１枚の絶縁性の樹脂フィルムを準備する。そして、この樹脂フィルムの表裏に導電層を形成する。次に、この樹脂フィルムの表裏に形成された導電層のうち、不要な部分をエッチングすることにより除去し、これにより除去されずに残された導電層が金属回路となる。そして、この金属回路上に接着剤を塗布して、当該接着剤を介してさらに導電層が形成された樹脂フィルムを貼り合わせる。次に、この貼り合わせた樹脂フィルムの導通部に導通ビアと呼ばれる孔を形成する。そして、当該導通ビアの内部にめっきまたはペースト等を充填し、２枚の樹脂フィルム間の導通を保障する。そして、貼り合わせた樹脂フィルムの導電層のうち、上記同様に不要な部分をエッチングすることにより除去して金属回路を形成する。これらの工程により２枚の樹脂フィルムを積層した回路基板を得ることができる。以後、さらに上述と同様の工程を繰り返すことにより、３枚以上の樹脂フィルムが積層した多層積層回路基板を作製することができる。
【０００５】
しかしながら、このビルドアップ法により形成した多層積層回路基板は、それ自体に熱が加わると、金属回路に断線が生じるという問題があった。
【０００６】
このような課題を解決すべく、導通ビア内に充填する金属の材料を低融点のはんだに代えることにより、金属回路の断線を防止しようとする試みがなされている（たとえば、特許文献１および２）。この方法によれば、樹脂フィルム間の接合強度を高めることができることから、常温での金属回路の断線は生じにくくなる。しかしながら、この多層積層回路基板は、熱が加わると導通ビア内に充填した金属が再融解してしまい、金属回路が断線しやすいという問題があった。
【０００７】
そこで、導通ビアの代わりにバンプを用いて樹脂フィルム間を接合する試みもなされている（たとえば、特許文献３）。しかしながら、当該バンプは径を小さくすることが困難であるから、多層積層回路基板の小型化に対応できず、所期の目的に反するものとなってしまう。
【０００８】
また別の試みとして、多層積層回路基板の導通ビアに導電性樹脂や導電性ペーストを充填することにより、金属回路の断線を防止する多層積層回路基板が示されている（たとえば、特許文献４および５）。しかしながら、長期間導通させた際の熱により金属回路に断線が生じるという懸念は残されていた。
【０００９】
また、樹脂フィルム間の貼り付けに接着強度の高い接着剤を用いることにより、積層した樹脂フィルム間の位置ズレを防止する試みもなされている（たとえば、特許文献６）。しかしながら、この多層積層回路基板に熱が加わると樹脂フィルム間に位置ズレが生じやすくなり、結果として金属回路に断線が生じていた。
【００１０】
以上のように、樹脂フィルム間の接着強度を高めることにより、金属回路の断線を防止しようとする試みは従来から種々なされてきたが、いずれの方法による多層積層回路基板も熱の適用時において金属回路の断線が生じやすいという共通の課題を有していた。
【００１１】
そこで、上記の課題を解決する試みとして、たとえば特許文献７には、多層積層回路基板に含まれる複数枚の樹脂フィルムのうち、内層に位置する樹脂フィルムから外層に位置する樹脂フィルムに従って、次第に熱膨張係数の値が大きくなるように、それらの樹脂フィルムを積層する構造の多層積層回路基板が記載されている。このように樹脂フィルムを積層することにより、外部から熱が加わったときに、樹脂フィルム間の熱膨張差をより少なくすることができる。この方法によれば、多層積層回路基板において、樹脂フィルムの熱膨張差に起因する金属回路の断線をある程度抑制することが可能であった。
【特許文献１】特開２００５−２４３９１１号公報
【特許文献２】特開２００７−２６６４８１号公報
【特許文献３】特開２００８−６０５８２号公報
【特許文献４】特開２００７−３３５６３１号公報
【特許文献５】特開２００５−２２３０１０号公報
【特許文献６】特開２００８−９１４３９号公報
【特許文献７】特開２００５−１９１２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述のように熱膨張係数の異なる樹脂フィルムを複数積層したとしても、それだけで上述の問題を完全に解決できるというものではなく、依然として多層積層回路基板に熱が加わると、金属回路の断線が生じていた。本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、金属回路の断線がさらに生じにくい多層積層回路基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の多層積層回路基板は、樹脂フィルムと回路層とを交互に積層させた積層構造を有し、上記の回路層は、金属回路を含み、上記の樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの熱膨張係数は、他の少なくとも１層の樹脂フィルムの熱膨張係数と異なり、上記の樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの厚みをＡとし、上記樹脂フィルムに隣接する上記回路層の厚みをＢとすると、０．０１５≦Ｂ／Ａ≦８．７５であり、さらに、上記の樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの一の面の面積をＣとし、上記の樹脂フィルムの面上に形成される金属回路が占める面積をＤとすると、０．０２≦Ｄ／Ｃ≦０．８であることを特徴とする。
【００１４】
また、上記の樹脂フィルムのうち、最大の熱膨張係数を有する樹脂フィルムの熱膨張係数をＥとし、最小の熱膨張係数を有する樹脂フィルムの熱膨張係数をＦとすると、０．０１≦Ｆ／Ｅ≦０．５であることが好ましい。
【００１５】
また、上記の樹脂フィルムの熱膨張係数は、１ｐｐｍ／℃以上３００ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。
【００１６】
また、上記の回路層は、１つ以上の導通接続部と接し、当該導通接続部のうち、少なくとも１つの導通接続部の断面の面積は、０．２ｍｍ2以下であることが好ましい。
【００１７】
また、上記の樹脂フィルムは、長尺状のものを加工して用いることが好ましい。
また、本発明は、多層積層回路基板を用いる部品または製品である。
【００１８】
また、上記の製品は、電気製品、電子製品、半導体製品、アンテナ回路基板、ＩＣカード、太陽電池、自動車またはロボットのいずれかであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の多層積層回路基板は、上記の各構成を有することにより、金属回路の断線が生じにくいという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
＜多層積層回路基板＞
以下、本発明の多層積層回路基板について図１を参照しつつ説明する。図１は、本発明の多層積層回路基板の一例を示す模式的断面図である。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００２１】
本発明の多層積層回路基板１は、図１に示されるように、樹脂フィルム１００と回路層２００とを交互に積層させた積層構造を含む。なお、図１は樹脂フィルム１００を３層積層させた構造を示しているが、本発明における積層構造の最小積層数は、樹脂フィルム１００を２層積層させたものである。この場合、回路層２００の積層数は２層または３層とすることができる。一方、本発明における積層構造の最多積層数は、特に限定されず、用途に応じて積層させることができるが、通常、樹脂フィルム１００を２〜３０層程度積層させたものが一般的である。以下に本発明の多層積層回路基板に含まれる各構成を説明する。
【００２２】
＜樹脂フィルム＞
本発明の多層積層回路基板は、２層以上の樹脂フィルムが含まれる。この樹脂フィルムは絶縁性の材料からなり、この種の用途に用いられる従来公知の樹脂フィルムをいずれも用いることができる。たとえばこのような樹脂フィルムとして、ポリイミド（ＰＩ）系、アクリル系、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の樹脂フィルムを用いることができる。
【００２３】
また、樹脂フィルム１００の厚みは、４μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、４μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。樹脂フィルムの厚みが４μｍよりも薄くなると作業性が悪くなる虞があり、２００μｍよりも厚くなると、多層積層回路基板の厚みが厚くなり所期の目的に反することとなる。
【００２４】
＜回路層＞
本発明の樹脂フィルム１００の表裏の一方の面もしくは両面に形成される回路層２００には金属回路５０が含まれる。また、回路層２００の金属回路５０以外の部分は、絶縁性の接着性樹脂７０が充填されていてもよく、この接着性樹脂を充填する場合、該接着性樹脂７０を介して樹脂フィルム１００を相互に貼り付けることができる。このように本発明の回路層２００は、金属回路５０のみにより構成されていてもよいし、金属回路５０と接着性樹脂７０とにより構成されていてもよい。
【００２５】
また、回路層２００の厚みは、２μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以上３５μｍ以下であることがより好ましく、３μｍ以上２０μｍ以下であることがさらに好ましい。この回路層２００の厚みが３μｍよりも薄くなると作業性が悪くなるため好ましくなく、３５μｍよりも厚くなると、その回路層の両面に貼り付けられる樹脂フィルム間の密着性が悪くなるため好ましくない。
【００２６】
＜金属回路＞
金属回路５０は、めっき層１４０を含み、さらにこのめっき層１４０と樹脂フィルム１００との間に下地層１３０を含むこともできる。なお、本発明においては導通ビア１２０内に形成される下地層１３０およびめっき層１４０も便宜的に金属回路５０と呼ぶ場合がある。
【００２７】
ここで、下地層１３０はめっき層１４０と樹脂フィルム１００との密着性を向上させる作用をなすものであり、１層で形成してもよいし、２層以上で形成してもよい。下地層１３０が２層以上で形成される場合は、酸化防止層と下地金属層とを含むことが好ましい。このような下地層は、どのような方法で形成してもよいが、たとえば無電解めっき、蒸着、スパッタ等により形成することができる。特に正確に膜厚を制御するという観点からスパッタにより形成することが好ましい。
【００２８】
この酸化防止層は、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、ＣｏおよびＳｉからなる群より選択された少なくとも１種の金属または該金属を少なくとも１種含む合金により構成することが好ましく、その層厚は、２〜２０ｎｍとすることが好ましい。
【００２９】
また、下地金属層は、酸化防止層上に形成されることが好ましく、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｎｉ、ＢｉおよびＺｎからなる群より選択された少なくとも１種の金属または該金属を少なくとも１種含む合金により構成することが好ましい。また、下地金属層の層厚は、５０〜５００ｎｍ程度とすることが好ましい。
【００３０】
また、上記めっき層１４０は、電気めっきにより形成される層であり、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｎｉ、ＢｉおよびＺｎからなる群より選択された少なくとも１種の金属または該金属を少なくとも１種含む合金により構成することが好ましく、ＣｕまたはＣｕを含む合金により構成することがより好ましい。めっき層１４０の厚みは、２．５μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以上３５μｍ以下であることが好ましく、０．５μｍ以上２０μｍ以下であることがさらに好ましい。なお、前述の下地金属層を形成する場合、下地金属層とめっき層１４０とは同一の材料を用いることが好ましい。
【００３１】
＜接着性樹脂＞
接着性樹脂７０は、多層積層回路基板に用いられる樹脂フィルム１００間を相互に貼り付けることができるものであれば、どのようなものを用いてもよく、たとえば、エポキシ系の樹脂、アクリル系の樹脂、ポリイミド系の樹脂等を用いることができる。
【００３２】
＜導通部＞
本発明の多層積層回路基板１を構成する各樹脂フィルム１００は、１つ以上の導通部を有し、この導通部には１つ以上の導通ビア１２０が設けられる。ここで、導通部とは、金属回路５０の構成上、当該樹脂フィルム１００の表裏の両面の金属回路５０の導通が所望される部位に形成されるものであって、樹脂フィルム１００の表裏を貫通する導通ビアが１つ以上形成されることにより表裏の導通を保障するものである。
【００３３】
そして、当該導通部が２つ以上の導通ビアを含む場合、かかる導通部は、所望の部位に近接連関して形成された複数の導通ビアの全てを含み、その断面積が最小となる円柱状領域を占めることとなる。なお、当該断面積は樹脂フィルム上において直径５μｍ以上３０００μｍ以下の領域を占めることが好ましい。導通部の直径が５μｍ未満では、樹脂フィルムの表裏に形成される金属回路の導通を十分に保障できない場合があり、また、３０００μｍを超えると、金属回路の占める面積そのものが過大となり所期の目的に反することとなる。
【００３４】
＜導通ビア＞
本発明の導通部に含まれる導通ビア１２０は、樹脂フィルム１００の表裏を貫通するように設けられる孔であり、この導通ビア内に金属回路を形成することにより樹脂フィルム１００の表裏に形成される金属回路を導通することができる。ここで、導通ビア内に金属回路を形成するとは、導通ビアの内壁面に金属回路を形成することをいい、このように形成される金属回路は、導通ビア内の全体を充填するように形成されていてもよいし、スルホール状に導通ビア内に空洞が残るように形成されていてもよい。
【００３５】
また、この導通ビアは、樹脂フィルムの表裏の金属回路の導通を保障するという観点からその内径を大きくすることが好ましいが、その内径を大きくするほど前述のように熱が加わったときに導通ビア内の金属回路にかかる圧縮または引張のストレスが集中するため、金属回路の断線が生じやすくなる。
【００３６】
したがって、導通ビアの内径は、５μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましく、１５μｍ以上２０μｍ以下であることがさらに好ましい。導通ビアの内径が３００μｍよりも大きいと、上述の理由により導通ビア内の金属回路が断線されやすくなるため好ましくない。また、導通ビアの内径が５μｍより小さいと導通ビアの加工が困難となるばかりか、めっき層を形成させるべく電気めっきをする際にめっき液が導通ビア内に浸入しにくくなることからも好ましくない。
【００３７】
また、導通ビア１２０を形成する個数は、導通部１箇所に対し１〜７個程度を形成することが好ましく、３〜５個程度を形成することがより好ましい。また、導通ビアを８個以上形成すると、導通部の面積が広くなりすぎるという点で好ましくなく、導通ビアの加工時間が長くなりコストが高くなってしまうという点からも好ましくない。
【００３８】
導通ビアの内径と導通部に含まれる導通ビアの個数との関係は、たとえば導通ビアの内径が５μｍ以上５０μｍ未満の場合１〜７個の導通ビアを形成することが好ましく、導通ビアの内径が５０μｍ以上３００μｍ以下の場合１〜３個の導通ビアを形成することが好ましい。ただし、熱のストレスによる金属回路の断線を避けるという観点からすれば、１つの導通部に対し、上述の範囲内で可能な限り多くの導通ビアを設けることが好ましいことは言うまでもない。次に本発明の多層積層回路基板の特徴を説明する。
【００３９】
＜多層積層回路基板の特徴＞
本発明の多層積層回路基板は、特に３つの特徴を有する。すなわち、そのうちの１つ目の特徴は、多層積層回路基板に含まれる２以上の樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの熱膨張係数は、他の少なくとも１層の樹脂フィルムの熱膨張係数と異なることである。そして、２つ目の特徴は、多層積層回路基板に含まれる樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの厚みをＡとし、当該樹脂フィルムに隣接する回路層の厚みをＢとすると、０．０１５≦Ｂ／Ａ≦８．７５を満たすことである。さらに、３つ目の特徴は、多層積層回路基板に含まれる樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの一の面の面積をＣとし、当該面上に形成される金属回路が占める面積をＤとすると、０．０２≦Ｄ／Ｃ≦０．８を満たすことである。本発明の多層積層回路基板は、これらの３つの特徴により得られる効果の相乗効果により、樹脂フィルムの熱膨張差に起因する導通ビア内の金属回路の断線を飛躍的に生じにくくすることができる。以下にこれらの各特徴と、その特徴により得られる効果とを説明する。
【００４０】
＜熱膨張係数の制御＞
本発明の多層積層回路基板に用いられる樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの熱膨張係数は、他の少なくとも１層の樹脂フィルムの熱膨張係数と異なることを特徴とする。このように樹脂フィルムを積層することにより、熱の適用時に樹脂フィルム間の熱膨張差による多層積層回路基板の歪みを緩和することができ、以って導通ビア内の金属回路の断線を効果的に防止することができる。
【００４１】
本発明はこのような樹脂フィルムの熱膨張係数の制御に加えて、さらに以下のような多層積層回路基板の構造上の制限を設けることにより、従来よりも一層金属回路の断線を防止することができる。
【００４２】
＜各層の厚みの制御＞
本発明の多層積層回路基板は、樹脂フィルムと回路層とを交互に積層させた構造であり、いずれか１層の樹脂フィルムの厚みをＡとし、当該樹脂フィルムに隣接する回路層の厚みをＢとすると、０．０１５≦Ｂ／Ａ≦８．７５を満たすことを特徴とする。このように、Ｂ／Ａの値を特定の数値範囲内に制御することにより、樹脂フィルムと回路層に含まれる金属回路との熱膨張差に起因する金属回路の断線を防止しつつ、より軽薄短小な多層積層回路基板を作製できるという優れた効果を有する。
【００４３】
なお、多層積層回路基板に含まれる全ての樹脂フィルムのうち、過半数の樹脂フィルムにおいて、上記の０．０１５≦Ｂ／Ａ≦８．７５という関係を満たすことが好ましく、多層積層回路基板に含まれる全ての樹脂フィルムにおいて、０．０１５≦Ｂ／Ａ≦８．７５という関係を満たすことがより好ましい。すなわち、多層積層回路基板に含まれる全ての樹脂フィルムのうち、可能な限り多くの樹脂フィルムにおいて０．０１５≦Ｂ／Ａ≦８．７５という関係を満たすことにより、本効果をより顕著に得ることができる。
【００４４】
ここで、「樹脂フィルムに隣接する回路層」とは、樹脂フィルムの表裏の一方の面もしくは両面に接している回路層のことをいう。樹脂フィルムに隣接する回路層が１層の場合、その回路層の厚みをＢとし、樹脂フィルムに隣接する回路層が２層の場合、２層の回路層のうち厚みの厚い方の回路層の厚みをＢとする。なお、隣接する回路層が２層あり、当該２層の回路層の厚みが等しい場合、いずれの回路層の厚みをＢとしてもよい。
【００４５】
なお、Ｂ／Ａの値が０．０１５よりも小さくなると、回路層に対し樹脂フィルムの厚みが厚いことにより多層積層回路基板の厚みも厚くなるため所期の目的に反する。また、Ｂ／Ａの値が８．７５よりも大きくなると、樹脂フィルムに対して回路層の厚みが厚いことにより、樹脂フィルムが回路層の特に金属回路の重みに耐えきれずに撓んでしまい、連続加工の妨げとなる虞がある。
【００４６】
また、本発明の多層積層回路基板は、上記のＢ／Ａの値の範囲のうちの上限付近の範囲および下限付近の範囲において、特に優れた効果を有する。
【００４７】
すなわち、上記のＢ／Ａの値の範囲のうち、上限付近の範囲の多層積層回路基板は、回路層の厚みに対して樹脂フィルムの厚みが比較的薄い構造となる。このような構造により、熱適用時の樹脂フィルムの熱膨張に対して金属回路が断線しにくく、しかも短時間で樹脂フィルムに導通ビアを形成できるため、生産効率が向上するというメリットがある。このような効果を得るためのＢ／Ａの値の範囲の上限付近の範囲は、０．７≦Ｂ／Ａ≦８．７５であることが好ましく、１．０≦Ｂ／Ａ≦８．７５であることがより好ましい。
【００４８】
一方、上記のＢ／Ａの値の範囲のうちの下限付近の範囲の多層積層回路基板は、樹脂フィルムの厚みに対して回路層の厚みが極端に薄い多層積層回路基板の構造となる。このような構造により、樹脂フィルム間の密着性が高められ、樹脂フィルム間の熱膨張差を僅少なものとできることから、導通ビア内の金属回路の断線を防止することができ、しかもめっき層の形成が短時間でできるため、製造コストを抑えることができる。このような効果を得るためのＢ／Ａの値の下限付近の範囲は、０．０１５≦Ｂ／Ａ≦０．４５であることが好ましく、０．０１５≦Ｂ／Ａ≦０．３であることがより好ましい。
【００４９】
＜金属回路の占有面積＞
本発明の多層積層回路基板において、樹脂フィルムの一の面の面積をＣとし、当該面上に形成される金属回路の占める面積をＤとすると、０．０２≦Ｄ／Ｃ≦０．８を満たすことを特徴とする。このＤ／Ｃの値の範囲は、０．２≦Ｄ／Ｃ≦０．７であることが好ましく、０．４≦Ｄ／Ｃ≦０．６であることがより好ましい。ここで、Ｃの値は、多層積層回路基板の厚み方向に対する垂直な面の外形の寸法から算出される値であり、Ｄの値は、金属回路の設計図面から算出される値である。
【００５０】
このように、Ｄ／Ｃの値を特定の数値範囲内に制御することにより、樹脂フィルムと回路層に含まれる金属回路との熱膨張差に起因する金属回路の断線を防止しつつ、樹脂フィルムの一の面あたりに占める金属回路を可能な限り高密度に配置することができるという効果が得られる。
【００５１】
多層積層回路基板に含まれる全ての樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの一の面において、０．０２≦Ｄ／Ｃ≦０．８の関係を満たすことにより、本効果は得られる。さらに、いずれか１層の樹脂フィルムの両面において、０．０２≦Ｄ／Ｃ≦０．８の関係を満たすことが好ましい。また、多層積層回路基板に含まれる全ての樹脂フィルムのうち、過半数の樹脂フィルムの各々の両面において、０．０２≦Ｄ／Ｃ≦０．８を満たすことがより好ましく、多層積層回路基板に含まれる全ての樹脂フィルムの各々の両面において、０．０２≦Ｄ／Ｃ≦０．８の関係を満たすことがさらに好ましい。すなわち、多層積層回路基板に含まれる全ての樹脂フィルムのうち、可能な限り多くの樹脂フィルムの一の面（好ましくは両面）において、０．０２≦Ｄ／Ｃ≦０．８の関係を満たすことにより、本効果をより顕著に得ることができる。
【００５２】
このＤ／Ｃの値が０．０２よりも小さくなると、樹脂フィルムの一の面に対する金属回路の占める面積が小さいため、金属回路の構成に無駄が多い。Ｄ／Ｃの値が０．８よりも大きくなると、樹脂フィルムの一の面に対する金属回路の占める面積が大きいため、樹脂フィルムの熱膨張に対し、樹脂フィルム上に形成された金属回路が追随できない部分が生じ、金属回路が断線してしまう虞がある。
【００５３】
＜上記以外の特徴＞
本発明の多層積層回路基板は、上記で述べた特徴以外にも以下のような特徴Ａ〜Ｅを備えることが好ましい。
【００５４】
Ａ．熱膨張係数の最大差
本発明の多層積層回路基板に含まれる樹脂フィルムのうち、最大の熱膨張係数を有する樹脂フィルムの熱膨張係数をＥとし、最小の熱膨張係数を有する樹脂フィルムの熱膨張係数をＦとすると、０．０１≦Ｆ／Ｅ≦０．５を満たすことが好ましく、０．０１５≦Ｆ／Ｅ≦０．４であることがより好ましく、０．０１８≦Ｆ／Ｅ≦０．３５であることがさらに好ましい。このようにＦ／Ｅの値を特定の数値範囲内に制御することにより、多層積層回路基板の熱による歪みの発生を抑えつつ、熱適用時にそれ自体の硬さも適度に保つことができるという優れた効果を有する。
【００５５】
また、Ｆ／Ｅの値が０．０１よりも小さくなると、熱が加わったときの樹脂フィルム間の膨張差が大きくなるため多層積層回路基板が歪み、導通ビア内の金属回路に断線が生じる。また、Ｆ／Ｅの値が０．５よりも大きくなると、樹脂フィルム間の熱膨張の差が小さいため、本発明の効果を十分に得ることができない。
【００５６】
なお、本発明の多層積層回路基板に一軸延伸により製造された樹脂フィルムを用いる場合、たとえ同一の樹脂フィルムであっても、延伸方向の熱膨張係数と、延伸方向に対する垂直方向（幅方向）の熱膨張係数と、厚み方向の熱膨張係数との３つの方向の熱膨張係数がそれぞれ異なる場合がある。
【００５７】
導通ビア内の金属回路の断線は、これら３つ方向の熱膨張係数の組み合わせにより生じるものと考えられることから、これらの熱膨張係数のバランスをとることが肝要である。このバランスをとるためには、それぞれの方向に対して、後述のような範囲の熱膨張係数を有する樹脂フィルムを用いることが好ましい。なお、特に断わりがない限り、「樹脂フィルムの熱膨張係数」とは、樹脂フィルムの延伸方向の熱膨張係数のことをいうものとする。
【００５８】
Ｂ．延伸方向の熱膨張係数
本発明の多層積層回路基板の樹脂フィルムの熱膨張係数は、１ｐｐｍ／℃以上３００ｐｐｍ／℃以下が好ましく、２ｐｐｍ／℃以上２００ｐｐｍ／℃以下がより好ましく、３ｐｐｍ／℃以上１５０ｐｐｍ／℃以下がさらに好ましい。樹脂フィルムの熱膨張係数が１ｐｐｍ／℃より小さくなると、それ自体がもろくなってしまい、３００ｐｐｍ／℃より大きくなると、熱が加わったときの樹脂フィルムの延伸方向の熱膨張が大きすぎるため、多層積層回路基板が歪み金属回路に断線が生じやすくなる。
【００５９】
Ｃ．厚み方向の熱膨張係数
また、本発明の多層積層回路基板の樹脂フィルムの厚み方向の熱膨張係数は、導通ビア内に充填される金属回路の材料の熱膨張係数の値により異なるが、通常５ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ／℃以下が好ましく、１０ｐｐｍ／℃以上３０ｐｐｍ／℃以下がより好ましく、１５ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下がさらに好ましい。
【００６０】
Ｄ．幅方向の熱膨張係数
また、本発明の多層積層回路基板の樹脂フィルムの延伸方向に対する垂直方向（幅方向）の熱膨張係数は、１ｐｐｍ／℃以上３００ｐｐｍ／℃以下が好ましく、２ｐｐｍ／℃以上２００ｐｐｍ／℃以下がより好ましく、３ｐｐｍ／℃以上１５０ｐｐｍ／℃以下がさらに好ましい。
【００６１】
Ｅ．樹脂フィルムの積層順序
また、本発明の多層積層回路基板に含まれる樹脂フィルムは、その積層の順に応じて熱膨張係数の値が昇順または降順となるように各樹脂フィルムを積層することが好ましい。たとえば、多層積層回路基板に積層される複数の樹脂フィルムにおいて、熱源に近くなる側の樹脂フィルムほど熱膨張係数が小さく、熱源から遠ざかるに従い樹脂フィルムの熱膨張係数が大きくなるように樹脂フィルムを積層することができる。このように多層積層回路基板に含まれる樹脂フィルムの熱膨張係数を積層順に異ならしめることにより、これらの樹脂フィルム間において熱源からの距離に応じて生じる膨張差を効果的に緩和することができ、以って導通ビア内の金属回路の断線を生じにくくすることができる。
【００６２】
また、多層積層回路基板の歪みやすい部分は、その多層積層回路基板の歪みを緩和するために熱膨張係数が大きい樹脂フィルムを用いることが好ましく、樹脂フィルムの厚みは厚くすることが好ましい。
【００６３】
＜樹脂フィルムの形状＞
樹脂フィルム１００は、長尺状のものを加工して用いることが好ましい。そのような長尺状の樹脂フィルムとしては、たとえば、１〜１００００ｍ程度の長さを有するものが好ましく、１００〜３０００ｍ程度のものがより好ましい。このように長尺状のものを用いることにより、多層積層回路基板を連続加工することができ生産効率を向上させることができる。長尺状の樹脂フィルムの長さが１ｍ未満では、ロール状に巻いた形状のものとして用いることが困難であり生産効率が低下してしまい、１００００ｍを超えると、後述の下地層の形成において連続加工を妨げられる虞がある。
【００６４】
なお、樹脂フィルムが「長尺状のもの」とは上記のような長さを有し、ロール状に巻いた形状のものとして用いるのに適したものをいうが、上記のような長さに満たないものであっても、複数の枚葉の樹脂フィルムを貼り合わせることにより、長尺状のものとして取り扱えるようにしたものも含むものとする。
【００６５】
また、樹脂フィルム１００の厚みは、３μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。樹脂フィルム１００の厚みが３μｍよりも薄いと作業性が悪くなるため好ましくなく、２００μｍよりも厚くなると、導通ビア１２０が加工しにくくなるため好ましくない。
【００６６】
＜多層積層回路基板の使用態様＞
本発明の多層積層回路基板１は、たとえば図２に示されるように、多層積層回路基板の最下面の金属回路５０とリジッド基板３０１とが、接着金属４０１により貼り付けられ、多層積層回路基板の最上面の金属回路５０とＳｉ基板３０２とが、密着金属４０２により貼り付けられる構成として用いることができる。以下、この使用態様における各構成について説明する。
【００６７】
＜接着金属＞
上記の使用態様で用いられる接着金属は、はんだ、ボンディング、スタットピンおよびバンプのいずれかによって形成されるものであり、これによりリジッド基板と多層積層回路基板との導通を図ることができる。
【００６８】
＜密着金属＞
上記の使用態様で用いられる密着金属は、はんだにより形成されるものであり、これによりＳｉ基板と多層積層回路基板との導通を図ることができる。
【００６９】
＜Ｓｉ基板＞
上記の使用態様で用いられるＳｉ基板は、Ｓｉを主体とする材料からなるものであって、１ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ以下の熱膨張係数を有する材料からなる基板である。なお、Ｓｉ基板３０２の代わりにリジッド基板または銅基板を用いる使用態様とすることもできる。
【００７０】
＜リジッド基板＞
上記の使用態様で用いられるリジッド基板は、Ｓｉ基板の熱膨張係数よりも熱膨張係数の高い材料の基板をいう。なお、リジッド基板３０１の代わりに銅基板を用いる使用態様とすることもできる。次に、上記の使用態様における各構成の熱膨張係数の関係を説明する。
【００７１】
＜熱膨張係数の選択等＞
たとえば、図２に示されるような使用態様の場合、最上層のＳｉ基板３０２は熱膨張係数が小さく、最下層のリジッド基板３０１は熱膨張係数が大きいので、これらの間に積層される樹脂フィルムの熱膨張係数は、Ｓｉ基板３０２側の樹脂フィルムほど熱膨張係数が小さく、リジッド基板３０１側の樹脂フィルムほど熱膨張係数が大きくなるように、樹脂フィルムを選択することが好ましい。
【００７２】
より具体的には、Ｓｉ基板３０２の近傍に配置される樹脂フィルムの熱膨張係数は、２ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下が好ましく、３ｐｐｍ／℃以上５ｐｐｍ／℃以下がより好ましい。熱膨張係数が２ｐｐｍ／℃よりも小さいと、多層積層回路基板がもろくなり扱いにくくなるため好ましくなく、熱膨張係数が１０ｐｐｍ／℃よりも大きくなると、Ｓｉ基板３０２の熱膨張係数と樹脂フィルムの熱膨張係数との差が大きくなり、多層積層回路基板に歪みが生じ、導通ビア内の金属回路に断線が生じやすくなるため好ましくない。
【００７３】
また、リジッド基板３０１の近傍に配置される樹脂フィルムの熱膨張係数は、リジッド基板３０１の熱膨張係数に近接した数値とすることが好ましい。また、リジッド基板が屈曲している場合には、この屈曲に対応できる樹脂フィルムを用いることが好ましい。また、上記のＳｉ基板またはリジッド基板のいずれか一方もしくは両方に、銅基板を用いる場合、銅基板に近接して配置される樹脂フィルムの熱膨張係数は、銅基板の熱膨張係数（１６．８ｐｐｍ／℃）に近接した数値とすることが好ましく、その熱膨張係数の値は１０ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下であることが好ましく、１５ｐｐｍ／℃以上１８ｐｐｍ／℃以下であることがより好ましい。
【００７４】
＜導通接続部＞
本発明の多層積層回路基板に含まれる各回路層は、それぞれ１つ以上の導通接続部と接している。当該導通接続部は、多層積層回路基板の厚み方向の導通を確保するために設けられるものである。ここで、この導通接続部とは、樹脂フィルムに形成されるものにあっては導通ビアのことをいい、上述の使用態様で用いられる多層積層回路基板にあっては導通ビアに加えて、さらに上述の接着金属および密着金属も含むものとする。
【００７５】
このような導通接続部は、熱が加わったときに多層積層回路基板の厚みに対して垂直な方向にせん断応力がかかることによる切断を防止するという観点からは、その断面積は大きい方が好ましいが、多層積層回路基板を小型化するという観点からは、その断面積は小さい方が好ましい。本発明では、上記のような構成にすることにより、これらの相反する要求を満足させることができ、全ての導通接続部のうち、少なくとも１つの導通接続部において、その断面積が０．２ｍｍ2以下のものを含めるようになり、産業上の利用性を飛躍的に向上させることに成功したものである。
【００７６】
＜部品または製品＞
本発明の多層積層回路基板は、一般的な部品または製品に用いられる。この製品には、たとえば電気製品、電子製品、半導体製品、アンテナ回路基板、ＩＣカード、太陽電池、自動車またはロボット等を挙げることができる。
【００７７】
＜多層積層回路基板の製造方法＞
本発明の多層積層回路基板の製造は、まず樹脂フィルム１００の各導通部に表裏を貫通する導通ビア１２０を形成した後、樹脂フィルム１００の表面全体（導通ビアの内壁面を含む）に亘って下地層１３０を形成し、その上に電気めっきによりめっき層１４０を形成する。その後、下地層１３０とめっき層１４０との一部を除去して金属回路５０を形成し、接着性樹脂７０により別の樹脂フィルム１００を貼り付ける。続いて、この新たに貼り付けられた樹脂フィルム１００の導通部の位置に導通ビアを形成し、その後上記と同様にして金属回路を形成する。以上の操作を長尺状の樹脂フィルムを用いて連続的に繰り返し行なうことにより本発明の多層積層回路基板は製造される。
【００７８】
上述のように金属回路５０を電気めっきで形成されるめっき層により構成すれば、導通ビア内の金属回路に断線が生じにくく、しかも樹脂フィルムを多層化してもコストの向上を抑制できるため好ましい。
【００７９】
なお、本発明の多層積層回路基板１の金属回路５０は、たとえばエッチング法とセミアディティブ法のいずれの方法により形成してもよい。エッチング法は、樹脂フィルムの表面（導通ビアの内壁面を含む）の全面に電気めっきによりめっき層を形成し、その後不要な部分となるめっき層と下地層とをエッチングにより除去することにより金属回路を形成する方法である。
【００８０】
一方、セミアディティブ法は、樹脂フィルムの表面（導通ビアの内壁面を含む）上の回路とならない部分に対してレジストによりマスキングした後、電気めっきにより必要な厚みのめっき層を形成し、その後レジストを剥離して金属回路を形成する方法である。
【００８１】
以下においては、金属回路の形成方法としてセミアディティブ法を例にとり多層積層回路基板の製造方法を説明する。当該製造方法は、導通ビア形成工程、下地層形成工程、レジスト形成工程、露光工程、現像工程、活性化工程、めっき層形成工程、レジスト剥離工程、ソフトエッチング工程および樹脂フィルム積層工程をこの順に繰り返すことにより多層積層回路基板を製造する方法である。これらの工程を以下に説明する。
【００８２】
＜導通ビア形成工程＞
まず、樹脂フィルム１００に対して、導通部を形成するように導通ビア１２０を形成する（図３）。ここで、導通ビアの深さと樹脂フィルムの厚みとが等しくなるように導通ビアの形成を調節できる装置であればどのような装置でもよいが、小径かつ低コストで導通ビアを形成できるという観点から、ＵＶ−ＹＡＧレーザを用いることが好ましい。
【００８３】
＜下地層形成工程＞
次に、イオンガンにより樹脂フィルム１００の表面（導通ビア１２０の内壁面を含む）を前処理した後、樹脂フィルム１００の表面（導通ビア１２０の内壁面を含む）に酸化防止層を形成し、酸化防止層上にさらに下地金属層を形成することにより下地層１３０を形成することができる（図４）。下地層１３０に含まれる酸化防止層と下地金属層とは、たとえば無電解めっき、蒸着、スパッタ等により形成することができる。なお、酸化防止層または下地金属層のいずれか一方もしくは両方は形成されない場合もある。
【００８４】
＜レジスト形成工程＞
上記工程によって、樹脂フィルム１００上に形成した下地層１３０の表面を酸で洗浄し、下地層１３０に含まれる下地金属層の表面を活性化させた後レジストを形成する（図示せず）。このレジストは、レジストをフィルム化したドライフィルムを貼り合わせる方法により形成してもよいし、レジストインクを塗布する方法により形成してもよい。
【００８５】
ドライフィルムを貼り合わせる方法は、少量生産に適していることから多品種の製品に対応することができ、しかも貼り合わせ作業の工程も煩雑でないという点で優れているが、製造コストが高くなるという問題を有する。
【００８６】
一方、レジストインクを塗布する方法は、大量生産に適していることから製造コストを低減することができる点で優れているが、塗布の工程が煩雑になるという問題を有する。以下においては、ドライフィルムを貼り合わせる方法によるレジストの形成を説明する。
【００８７】
まず、図４に示される下地層１３０の形成された樹脂フィルム１００をラミネート巻取装置の送出シャフトにセットし、樹脂フィルム１００の先端を巻取シャフトにセットした上で、樹脂フィルム１００の下地層１３０上にドライフィルムを貼り付けながら巻取シャフトを回転させて巻き取りを行なう。このようにして樹脂フィルム１００にドライフィルムが貼り付けられ、樹脂フィルムの下地層上にレジストが形成される（図示せず）。
【００８８】
上述のラミネート時の温度は、３０〜１５０℃であることが好ましく、６０〜１１０℃であることがより好ましい。また、ラミネート時の圧力は、０．３〜５ｋｇ／ｃｍ2であることが好ましく、２〜３ｋｇ／ｃｍ2であることがより好ましい。また、ラミネートした樹脂フィルムの巻取時のラインスピードは、０．１〜１０ｍ／分であることが好ましく、０．５〜３ｍ／分であることがより好ましい。
【００８９】
＜露光工程＞
次に、上記でレジストを形成した樹脂フィルム上に、所望の金属回路のパターンに対応したマスクを重ね合わせた後、ＵＶ露光しマスクで覆われていない部分を感光させる。ここでマスクで覆われていた部分は、次の現像工程で除去され、後述するめっき層形成工程においてめっき層が形成されて金属回路が形成される。
【００９０】
この露光に用いられる露光装置は、平行光露光装置を用いてもよいし、ダイレクト露光装置を用いてもよい。しかし、微細回路を形成するという観点からは平行光露光装置を用いることが好ましく、樹脂フィルムの収縮に対応して露光する位置を調整することができるという観点からはダイレクト露光装置を用いることが好ましい。
【００９１】
＜現像工程＞
次に、上述の露光工程のマスクで覆われた部分のレジスト１７０を弱アルカリ溶液により現像する。これにより図５に示すようなレジスト１７０を形成した樹脂フィルム１００を得ることができる。現像に用いられる弱アルカリ溶液は、炭酸ソーダまたはアミン系の材料を用いることが好ましい。また、弱アルカリ溶液のｐＨは７以上１３以下であることが好ましく、８．５以上１０．０以下であることがより好ましい。弱アルカリ溶液のｐＨが７より小さいとレジストが除去されないため好ましくなく、ｐＨが１３より高いと、上記露光工程においてマスクで覆われていない部分のレジスト１７０も全て剥離されてしまうため好ましくない。
【００９２】
また、弱アルカリ溶液の温度は１０〜７０℃であることが好ましく、２０〜３５℃であることがより好ましい。弱アルカリ溶液の温度が１０℃より低いとレジスト１７０が除去されないため好ましくなく、弱アルカリ溶液の温度が７０℃より高いと、ＵＶ露光した部分のレジスト１７０も剥離するため好ましくない。なお、現像の処理時間はレジストの種類により異なるため一律に規定することはできないが、通常２０秒以上３００秒以下程度とすることが好ましい。
【００９３】
＜活性化工程＞
次に、現像した後の樹脂フィルム１００上の下地層１３０（下地金属層）の表面を酸系の溶液で活性化する。これにより、めっき層と下地層（下地金属層）との密着不良を防止することができる。この活性化に用いられる酸系の溶液は、酸性を示すものであればどのようなものでもよいが、低コストで活性化できるという観点から、ＨＣｌ、Ｈ2ＳＯ4、過硫酸アンモニウム等を用いることが好ましい。また、酸系の溶液に含まれる酸の濃度は、０．５〜２０質量％であることが好ましく、３〜１０質量％であることがより好ましい。酸系の溶液の濃度が０．５質量％よりも低いと下地層（下地金属層）の表面が活性化されにくいため好ましくなく、酸系の溶液の濃度が２０質量％よりも高いと下地層（下地金属層）の表面に異常が発生する虞があるため好ましくない。
【００９４】
また、活性化するときの酸系の溶液の温度は１０〜７０℃であることが好ましく、３０〜５０℃であることがより好ましい。酸系の溶液の温度を１０℃より低くすると下地層の活性化に時間がかかりすぎるため好ましくなく、酸系の溶液の温度を７０℃よりも高くすると環境面での問題が生じることから好ましくない。また、処理時間は下地層（下地金属層）の表面状態により異なるため一律に規定することはできないが、通常３秒以上３００秒以下程度とすることが好ましい。
【００９５】
＜めっき層形成工程＞
次に、上記で活性化した下地層１３０上に電気めっきすることにより、図６に示すようなめっき層１４０を形成する。この電気めっきに用いられるめっき液は、めっき層を形成する金属を含む酸性の溶液であればどのようなものでもよいが、めっき液自体が安定であり、かつ低コストでめっきできるという観点から、硫酸銅、ピロリン酸銅等を用いることが好ましい。なお、めっき液に硫酸銅を用いる場合、硫酸銅の濃度は３０〜３００ｇ／ｌであることが好ましく、７０〜１５０ｇ／ｌであることがより好ましい。また、このめっき液の塩素イオン濃度は１０〜１００ｐｐｍであることが好ましく、４０〜７０ｐｐｍであることがより好ましい。
【００９６】
また、めっき液に用いられる酸性の溶液としては硫酸を用いることが好ましく、硫酸を用いる場合、硫酸の濃度は５０〜３００ｇ／ｌであることが好ましく、８０〜２００ｇ／ｌであることがより好ましい。
【００９７】
また、電気めっきするときの電流密度は、０．１〜１０Ａ／ｄｍ2であることが好ましく、０．５〜４Ａ／ｄｍ2であることがより好ましい。また、電気めっきするときのめっき液の温度は２０〜６０℃が好ましく、３０〜４０℃がより好ましい。なお、めっき時間についてはめっき層の層厚により異なるため、一律に規定することはできないが、通常６００秒以上６０００秒以下程度とすることが好ましい。
【００９８】
＜レジスト剥離工程＞
次に、上述のめっき層形成工程により金属回路を形成した後にアルカリ液を用いてレジスト剥離を行なう。レジスト剥離に用いられるアルカリ液は、アルカリ性を示す溶液であればどのようなものでもよいが、アルカリ液自体の安定性やアルカリ液のコストの観点から、水酸化ナトリウムやアルコール系のものを用いることが好ましい。
【００９９】
また、アルカリ液に水酸化ナトリウムを用いる場合、水酸化ナトリウムの濃度は０．１〜５０質量％であることが好ましく、１〜１０質量％であることがより好ましい。また、レジスト剥離に用いられるアルカリ液の温度は３０〜９０℃であることが好ましく、５０〜７０℃であることがより好ましい。なお、レジスト剥離の処理時間は、レジストの剥離状態により異なるため、一律に規定することはできないが、通常２０秒以上１２０秒以下程度とすることが好ましい。
【０１００】
＜ソフトエッチング工程＞
次に、下地層１３０をソフトエッチングして剥離除去することにより、図７に示すような金属回路５０が形成された樹脂フィルムが得られる。下地層に含まれる下地金属層の剥離に用いられる薬品は、どのようなものを用いてもよいが、低コストであるという観点から過硫酸アンモニウムを用いることが好ましい。この過硫酸アンモニウムを用いる場合、過硫酸アンモニウムの濃度は１〜２０％であることが好ましく、５〜１０％であることがより好ましい。
【０１０１】
また、下地金属層をソフトエッチングするときの処理温度は、２０〜６０℃であることが好ましく、３０〜４０℃であることがより好ましい。なお、このソフトエッチングの剥離にかける時間は、下地金属層の厚みや薬品の濃度および温度により異なるため、一律に規定することはできないが、通常３０秒以上２００秒以下程度とすることが好ましい。
【０１０２】
また、酸化防止層の剥離に用いられる薬品としては、ニッケルクロム剥離液（商品名：ＮＣ（日本化学工業株式会社製））を用いることが好ましい。また、この薬品を用いる場合この薬品の濃度は６０〜１００％であることが好ましく、８０〜９０％であることがより好ましい。この薬品の濃度が６０％より低いと剥離時間がかかるため好ましくない。
【０１０３】
また、酸化防止層をソフトエッチングするときの処理温度は、３５〜５５℃であることが好ましい。なお、このソフトエッチングの剥離にかける時間は酸化防止層の厚みや薬品の濃度および温度により異なるため、一律に規定することはできないが、通常２０秒以上３００秒以下程度とすることが好ましい。
【０１０４】
＜樹脂フィルム積層工程＞
次に、上述のようにして得られた回路付樹脂フィルム（金属回路が形成された樹脂フィルム）の表裏いずれか一方もしくは両方の面に対して、別の樹脂フィルムを積層する方法としては、接着性樹脂７０の付いた樹脂フィルムをラミネートにより回路付樹脂フィルムの片面に貼り合わせる方法、および回路付樹脂フィルムの金属回路形成面に対し接着性樹脂７０を塗布してから金属回路が未だ形成されていない樹脂フィルムをラミネートにより貼り合わせる方法等があり、いずれの方法によっても図８に示すように樹脂フィルムを積層することができる。
【０１０５】
なお、後者の樹脂フィルムの積層方法によれば、金属回路の厚みが厚い場合に金属回路による樹脂フィルムの表面凹凸を少なくすることができることから、より接合強度を高めることができるというメリットがある。
【０１０６】
また、上述の回路付樹脂フィルムの表裏のいずれかの面もしくは両面に対して、別の樹脂フィルム１００を積層するときの温度は、３０〜３００℃であることが好ましく、積層にかける圧力は０．１〜２０ｋｇ／ｃｍ2であることが好ましい。また、この樹脂フィルムの積層にかける時間は、１秒以上３時間以下であることが好ましい。
【０１０７】
そして、その後導通ビア形成工程を行なうというように、上記で説明した各工程を繰り返すことにより、図１に示されるような本発明の多層積層回路基板を製造することができる。以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
【０１０８】
＜実施例１＞
実施例１では、金属回路の形成方法としてエッチング法を採用し、以下の各工程により多層積層回路基板を作製した。
【０１０９】
＜導通ビア形成工程＞
多層積層回路基板に用いられる樹脂フィルム１００として、ロール状に巻かれた長尺状のポリイミドフィルム（長さ５０ｍ、厚み３８μｍ、熱膨張係数１６．４ｐｐｍ／℃、商品名：カプトンＥＮ１５０（東レ・デュポン株式会社製））を用いた。この樹脂フィルム（以下において「第１の樹脂フィルム」とする）は２５０ｍｍ幅でスリット加工されたものを用いた。この樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）をＵＶ−ＹＡＧレーザ装置にセットし、ＵＶ−ＹＡＧレーザ装置のプログラムを設定して１つの導通部に対し、１５μｍの内径の導通ビア１２０を１つ形成した（図３）。
【０１１０】
＜洗浄工程＞
上記で導通ビア１２０が形成された樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）を洗浄装置にセットし、下地層の形成工程においてピンホールが発生することを抑制するために樹脂フィルム１００の表面を洗浄した。
【０１１１】
＜下地層形成工程＞
次に、上記で表面を洗浄した樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）をスパッタ装置に設置し、真空ポンプにより１×１０-3Ｐａの圧力に設定した上で、イオンガンにＮ2ガスを注入して、それを照射することにより樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）の表面を前処理した。その後、スパッタリング法によりＡｒ雰囲気下でＮｉとＣｒとの合金（ＮｉとＣｒとの重量比がＮｉ：Ｃｒ＝８０：２０）からなる酸化防止層を樹脂フィルム（第１の樹脂フィルム）上に形成し、その上にＣｕからなる下地金属層を形成することにより下地層１３０を形成した（図４）。
【０１１２】
そして、スパッタ装置の真空状態を解除して、下地層１３０が形成された樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）を取り出し、樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）の一部をサンプリングした。そして、そのサンプルに対して集束イオンビーム（ＦＩＢ：Focused Ion Beam）を照射することにより、断面を観察した。その結果、酸化防止層は厚み１０ｎｍであり、下地金属層は厚み３５０ｎｍであることを確認した。さらに導通ビア１２０内にもこれらの下地層１３０が形成されていることを確認した。
【０１１３】
＜めっき層形成工程＞
次に、下地層が形成された樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）を銅めっき装置にセットし、硫酸により下地層を活性化させた後に水洗した。その後、めっき液（硫酸２００ｇ／ｌ、硫酸銅９０ｇ／ｌ、塩素イオン濃度５０ｐｐｍからなるもの）を充填しためっき浴に当該樹脂フィルム（第１の樹脂フィルム）を浸漬することにより、下地層１３０上に銅めっきを行ない、再度水洗して乾燥させ、樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）の下地層１３０上にめっき層１４０を形成した（図９）。その後、このようにして得られた樹脂フィルム（第１の樹脂フィルム）の一部をサンプリングし、そのサンプルに対してＦＩＢを照射することにより、この樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）の表裏の両面上のめっき層１４０と下地層１３０とを含む金属回路の厚みをそれぞれ３点ずつ測定した。そして、この３点の測定値を平均すると表裏いずれにおいても１８．５μｍであった。
【０１１４】
＜金属回路形成工程＞
次に、上記のようにしてめっき層１４０を形成した樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）の表裏の両面に対して、２５０ｍｍ幅のスリット加工されたドライフィルム（商品名：ＮＩＴ２１５（ニチゴー・モートン株式会社製））をラミネートし、金属回路のパターンのマスクを重ね合わせた後、それをロール式の露光装置にセットして露光を行なった。
【０１１５】
その後、現像とエッチングとレジスト剥離とを連続して行なうことができるロール式のエッチング装置に上記で露光を行なった樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）をセットしてエッチング処理（めっき層１４０と下地層１３０とを除去する処理）を行ない、金属回路５０を形成した（図７）。この樹脂フィルム（第１の樹脂フィルム）をサンプリングし、１００倍の倍率の顕微鏡で金属回路５０の断線、ショート等の検査を行なった。その結果、図７で示される金属回路５０に断線、ショート等の不良は観察されなかった。また、樹脂フィルム（第１の樹脂フィルム）の表裏の両面のうち、後述の第２の樹脂フィルムを貼り合わせる側の面の面積Ｃに対して金属回路が占める面積Ｄは、金属回路の設計図面から算出した。その結果、第１の樹脂フィルムの上記面に対し、金属回路の占める面積（表１において、「金属回路占有面積」という）は０．５５であった（以下の表１参照）。
【０１１６】
＜樹脂フィルム積層工程＞
次に、上記のようにして表裏の両面に金属回路を形成した樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）の表裏の両面を同時にラミネートできる真空ラミネート装置に当該樹脂フィルム（第１の樹脂フィルム）をセットした。そして、この樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）の一の面に当接するように、接着性樹脂７０が塗布された樹脂フィルム１００（この樹脂フィルムは、ポリイミドフィルム（厚み２５μｍ、熱膨張係数３ｐｐｍ／℃、商品名：ゼロマックス（東洋紡績株式会社製））であり、以下において「第２の樹脂フィルム」とする）をセットし、この樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）のもう一方の面に当接するように、接着性樹脂７０が塗布された樹脂フィルム１００（この樹脂フィルムは、ポリイミドフィルム（厚み２５μｍ、熱膨張係数１８２ｐｐｍ／℃、商品名：レイテックＦＲ−５７００（日立化成工業株式会社製））であり、以下において「第３の樹脂フィルム」とする）をセットした。そして、この真空ラミネート装置を作動させて表裏の両面に金属回路を形成した樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）の表裏に各樹脂フィルム１００（第２の樹脂フィルムおよび第３の樹脂フィルム）を積層することにより、図８に示すような３層の樹脂フィルム１００と２層の回路層２００とからなる積層体を得た。
【０１１７】
この積層体の上下の樹脂フィルム１００（第２の樹脂フィルムおよび第３の樹脂フィルム）の全面に対し、シワ、エアー噛み等の検査を行なった。その結果、この積層体の上下の樹脂フィルム１００（第２の樹脂フィルムおよび第３の樹脂フィルム）にシワ、エアー噛み等の不良は観察されなかった。
【０１１８】
＜導通ビア形成工程−２＞
次に、上述した導通ビア形成工程と同様の方法を用いることにより、上記で得られた積層体の上下の樹脂フィルム１００（第２の樹脂フィルムおよび第３の樹脂フィルム）に対し、各導通部に導通ビア１２０を１つずつ形成した（図１０）。その後、上記で導通ビアが形成された積層体の上下の樹脂フィルム１００（第２の樹脂フィルムおよび第３の樹脂フィルム）の表面を洗浄した。
【０１１９】
＜下地層形成工程−２＞
次に、上記で得られた積層体をスパッタ装置にセットし、上述した下地層形成工程と同一の条件および方法により、この積層体の上下の樹脂フィルム１００（第２の樹脂フィルムおよび第３の樹脂フィルム）の表面にＮｉ−Ｃｒからなる酸化防止層と、Ｃｕからなる下地金属層とを含む下地層１３０をスパッタリング法により形成した（図１１）。
【０１２０】
そして、上記の下地層を形成した積層体の一部をサンプリングした。そして、そのサンプルに対してＦＩＢを照射することにより断面を観察した。その結果、酸化防止層は厚み１０ｎｍであり、下地金属層は厚み３５０ｎｍであることを確認した。
【０１２１】
＜めっき層形成工程−２＞
次に、Ｃｕめっき装置に上記で得られた下地層を形成した積層体をセットして、上述のめっき層形成工程と同一の条件により、上記で形成した下地層の全面にめっき層１４０を形成した（図１２）。その後、この積層体の一部をサンプリングし、そのサンプルに対してＦＩＢを照射することにより、この積層体の上下の樹脂フィルム１００（第２の樹脂フィルムおよび第３の樹脂フィルム）上のめっき層１４０と下地層１３０とを含む金属回路の厚みを３点測定した。そして、この３点の測定値を平均するとその積層体の表裏のいずれにおいても１８．５μｍであった。
【０１２２】
＜金属回路形成工程−２＞
次に、上記で得られためっき層を形成した積層体の上下の樹脂フィルム１００（第２の樹脂フィルムおよび第３の樹脂フィルム）に対して、ドライフィルム（商品名：ＮＩＴ２１５（ニチゴー・モートン株式会社製））をラミネートし、次にロール式の露光装置にそれをセットして露光を行なった。
【０１２３】
その後、現像とエッチングとレジスト剥離とを連続して行ない、この積層体の上下の樹脂フィルム１００（第２の樹脂フィルムおよび第３の樹脂フィルム）の表面に金属回路５０を形成した。以上により、２ｃｍ×４ｃｍの大きさにカットして、本発明の多層積層回路基板を作製した（図１）。
【０１２４】
そして、これをサンプリングし、このサンプルを１００倍の顕微鏡を用いて金属回路の断線、ショート等の検査を行なった。その結果、この多層積層回路基板の金属回路に断線、ショート等の不良は観察されなかった。
【０１２５】
なお、実施例１では、いずれも同一のマスクを用いて、レジストを剥離し、レジストが剥離された部分をエッチングすることにより金属回路を形成したものである。これにより、樹脂フィルム（第１の樹脂フィルム、第２の樹脂フィルムおよび第３の樹脂フィルム）の両面に形成される金属回路のパターンはいずれも同一の形状となる。このことから、以下の表１に示されるように、全ての樹脂フィルムのいずれの一の面に対しても、金属回路の占める面積は同一となる。実施例２〜１５および比較例１〜１３の多層積層回路基板においても、各多層積層回路基板の全ての樹脂フィルム（第１の樹脂フィルム、第２の樹脂フィルムおよび第３の樹脂フィルム）の表裏の一の面に対する金属回路の占める面積は同一の値となる。
【０１２６】
＜実施例２〜９＞
実施例２〜９の多層積層回路基板は、実施例１の多層積層回路基板に対して、導通ビアの内径と積層した樹脂フィルムの熱膨張係数とが以下の表１に示すように異なることを除き、実施例１と同様の方法により作製した。たとえば、表１中の実施例３は、樹脂フィルムが実施例１と同じものを同じ積層順序で使用し、各導通部に対し内径が３００μｍの導通ビアを形成したことを示す。実施例４は、多層積層回路基板の第２の樹脂フィルムと第１の樹脂フィルムとに熱膨張係数３ｐｐｍ／℃のゼロマックスを用い、第３の樹脂フィルムに１８２ｐｐｍ／℃のレイテックＦＲ−５７００を用いたことを示す。なお、表１において、熱膨張係数が同一の数値のものは、同一の樹脂フィルムを用いたことを示す。
【０１２７】
＜実施例１０〜１５＞
実施例１０〜１５の多層積層回路基板は、実施例１の多層積層回路基板に対して、回路層の厚みが以下の表２に示すように異なり、樹脂フィルムの一の面に対する金属回路の占める面積が表１に示すように異なることを除き、その他は実施例１と同様の方法により作製した。たとえば、表１および表２中の実施例１０は、樹脂フィルムが実施例１と同じものを同じ積層順序で使用し、回路層の厚みが３μｍであり、樹脂フィルムの面に対する金属回路の占める面積が下記の表１のように異なる。
【０１２８】
表２は、樹脂フィルム１００の厚みＡと、回路層の厚みＢと、樹脂フィルムの厚みに対する回路層の厚みＢ／Ａとを示したものであり、０．０１５≦Ｂ／Ａ≦８．７５を満たすことにより本発明の効果を得ることができる。
【０１２９】
なお、表２に示されるように、実施例１の多層積層回路基板に含まれる４層の回路層の厚みは、全て同一の厚みのものを形成した。これと同様に、実施例２〜１５および比較例１〜１３の多層積層回路基板においても、各多層積層回路基板における４層の回路層の厚みは、全て同一の厚みを形成した。
【０１３０】
また、第１の樹脂フィルムの厚みＡに対する回路層の厚みＢの値としては、第１の樹脂フィルムの表裏の両面の回路層がいずれも同一の厚みであるので、いずれの回路層の厚みを採用してもよいが、第２の樹脂フィルム側の回路層の厚みをＢの値として用いた。同様に、第３の樹脂フィルムの厚みＡに対する回路層の厚みＢの値には、第３の樹脂フィルムの両面の回路層のうち、第１の樹脂フィルム側の回路層の厚みをＢとして用いることとし、第２の樹脂フィルムの厚みＡに対する回路層の厚みＢも上記と同様の方法により定めた。
【０１３１】
＜比較例１〜９＞
一方、比較例１〜９の多層積層回路基板は、全ての樹脂フィルムに同一の熱膨張係数を有する樹脂フィルムを用いることを除き、その他は実施例１〜３と同様の方法により作製した（表１参照）。たとえば、表１中の比較例１〜３では、多層積層回路基板に含まれる全ての樹脂フィルムに熱膨張係数１８２ｐｐｍ／℃のレイテックＦＲ−５７００を用い、比較例４〜６では熱膨張係数３ｐｐｍ／℃のゼロマックスを用い、比較例７〜９では熱膨張係数１６．４ｐｐｍ／℃のカプトンＥＮ１５０を用いた。
【０１３２】
＜比較例１０および１１＞
比較例１０および１１の多層積層回路基板は、実施例２の多層積層回路基板に対して、回路層の厚みＢが異なることを除き、その他は実施例２と同様の方法により作製した（表２参照）。たとえば、表２中の比較例１０では、多層積層回路基板に含まれる４層の回路層の全ての厚みを０．３μｍとした。
【０１３３】
＜比較例１２および１３＞
比較例１２および１３の多層積層回路基板は、実施例２の多層積層回路基板に対して、一の面の樹脂フィルムの面積Ｃに対する金属回路の占める面積Ｄが異なることを除き、その他は実施例２と同様の方法により作製した（表１参照）。たとえば、表１中の比較例１２は、多層積層回路基板に含まれる一の樹脂フィルムの面に対する金属回路の占める面積Ｄ／Ｃを０．０１とした。
【０１３４】
＜導通検査＞
実施例１〜１５および比較例１〜１３の多層積層回路基板に対し、ＬＣＲメータ（品番：ＮＤＨ−２０００（カスタム株式会社製））を用いて、多層積層回路基板の端子両端での導通検査を行なった。その結果、実施例１〜１５および比較例１〜１３のいずれの多層積層回路基板においても導通の異常は観察されなかった。
【０１３５】
実施例１〜１５および比較例１〜１３の多層積層回路基板の金属回路は、およそ２００個の導通部が設けられているが、そのうちの１箇所でも断線が生じていれば、導通の異常が計測されることから、多層積層回路基板を作製した段階では、金属回路は断線していないことが明らかとなった。
【０１３６】
＜温度変化サイクル試験＞
実施例１〜１５および比較例１〜１３の多層積層回路基板に対し、サイクル試験機（型式：ＴＳＡ−４１Ｌ−Ａ（ＥＳＰＥＣ株式会社製））を用いて、２つの異なる設定温度を一定時間間隔で交互に繰り返して保持する温度変化サイクル試験を行なった。具体的には、−４０℃で３０分間保持した後、１２０℃で３０分間保持することを１サイクルとし、５００サイクルごとに導通検査を行なった。回路内に含まれている複数の導通部のうち、１箇所でも導通不良が起きた時点でサイクル試験を終了することとし、３０００サイクルまで行なった。
【０１３７】
実施例１〜１５の多層積層回路基板は、３０００サイクル終了時においても導通不良は認められなかった。これに対し、比較例１、４および７は、２０００サイクル終了時に、比較例２、５および８は１５００サイクル終了時に、比較例３、６および９は１０００サイクル終了時に、比較例１０〜１３は２５００サイクル終了時に導通不良が確認された。
【０１３８】
上記の結果から、実施例１〜１５の多層積層回路基板は、比較例１〜１３の多層積層回路基板に比べて、熱が加わったときの金属回路の断線が格段に生じにくいことが明らかとなった。これは、実施例１〜１５の多層積層回路基板において熱膨張係数の異なった樹脂フィルムを用い、かつ樹脂フィルムの厚みに対する回路層の厚みＢ／Ａが、０．０１５≦Ｂ／Ａ≦８．７５を満たし、さらにこの樹脂フィルムの一の面に対する金属回路の占有面積の値Ｄ／Ｃが、０．０２≦Ｄ／Ｃ≦０．８を満たしていることによるものであることが明らかである。
【０１３９】
【表１】
【０１４０】
【表２】
【０１４１】
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【０１４２】
今回開示された実施の形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明によれば、金属回路の断線が生じにくい多層積層回路基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】本発明の多層積層回路基板の一例を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の多層積層回路基板の使用態様の一例を示す模式的な断面図である。
【図３】導通ビアを形成した後の樹脂フィルムを示す模式的な断面図である。
【図４】下地層を形成した後の樹脂フィルムを示す模式的な断面図である。
【図５】レジストを現像した後の樹脂フィルムを示す模式的な断面図である。
【図６】めっき層を形成した後の樹脂フィルムを示す模式的な断面図である。
【図７】ソフトエッチングをした後の樹脂フィルムを示す模式的な断面図である。
【図８】金属回路を形成した樹脂フィルムの表裏の両面に、さらに樹脂フィルムを積層させた状態を示す模式的な断面図である。
【図９】下地層にめっき層を形成した後の樹脂フィルムを示す模式的な断面図である。
【図１０】樹脂フィルムを３層積層した積層体の上下面に、導通ビアを形成した後の状態を示す模式的な断面図である。
【図１１】樹脂フィルムを３層積層した積層体の上下面に、下地層を形成した後の状態を示す模式的な断面図である。
【図１２】樹脂フィルムを３層積層した積層体の上下面に、めっき層を形成した後の状態を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
【０１４５】
１ 多層積層回路基板、５０ 金属回路、７０ 接着性樹脂、１００ 樹脂フィルム、１２０ 導通ビア、１３０ 下地層、１４０ めっき層、１７０ レジスト、２００ 回路層、３０１ リジッド基板、３０２ Ｓｉ基板、４０１ 接着金属、４０２ 密着金属。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層積層回路基板に関し、特に金属回路の断線が生じにくい多層積層回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
我々の身の回りにある製品、たとえば電気製品、電子製品、半導体製品、アンテナ回路基板、ＩＣカード、ロボット等はいずれも場所をとらない小型製品に人気が集中しており、さらに小型化した製品の登場が期待されている。このような製品のニーズに対応するため、製品の外形を小型化するというアプローチと、製品の内部を小型化するというアプローチとの両面から製品の小型化の技術開発が進められてきた。ところが、製品の外形を小型化するというアプローチによる製品の小型化はもはや限界に近いと言われ、製品の内部の小型化に期待が寄せられるようになってきた。
【０００３】
このような状況下で、製品の内部を小型化するアプローチとして、製品に用いられる回路基板を軽薄短小な回路構造にするという方法が近年特に注目を集めている。従来の回路基板は、１枚の基板を用い、その基板の一方の面もしくは両面に金属回路を形成するものであった。そして、この金属回路を微細化することにより回路基板の小型化を実現していた。ところが、１枚の基板を用いたときよりもはるかに小型化できる方法として、回路基板を複数枚重ね合わせた多層積層回路基板が開発された。このように回路基板を複数枚重ね合わせて立体的な金属回路の構造にすることにより、１枚の基板を用いた平面的な金属回路の構造よりも複雑な回路の設計が可能となる。
【０００４】
このような多層積層回路基板は、ビルドアップ法と呼ばれる方法で作製されるのが一般的である。この方法による多層積層回路基板の作製の手順は、まず、１枚の絶縁性の樹脂フィルムを準備する。そして、この樹脂フィルムの表裏に導電層を形成する。次に、この樹脂フィルムの表裏に形成された導電層のうち、不要な部分をエッチングすることにより除去し、これにより除去されずに残された導電層が金属回路となる。そして、この金属回路上に接着剤を塗布して、当該接着剤を介してさらに導電層が形成された樹脂フィルムを貼り合わせる。次に、この貼り合わせた樹脂フィルムの導通部に導通ビアと呼ばれる孔を形成する。そして、当該導通ビアの内部にめっきまたはペースト等を充填し、２枚の樹脂フィルム間の導通を保障する。そして、貼り合わせた樹脂フィルムの導電層のうち、上記同様に不要な部分をエッチングすることにより除去して金属回路を形成する。これらの工程により２枚の樹脂フィルムを積層した回路基板を得ることができる。以後、さらに上述と同様の工程を繰り返すことにより、３枚以上の樹脂フィルムが積層した多層積層回路基板を作製することができる。
【０００５】
しかしながら、このビルドアップ法により形成した多層積層回路基板は、それ自体に熱が加わると、金属回路に断線が生じるという問題があった。
【０００６】
このような課題を解決すべく、導通ビア内に充填する金属の材料を低融点のはんだに代えることにより、金属回路の断線を防止しようとする試みがなされている（たとえば、特許文献１および２）。この方法によれば、樹脂フィルム間の接合強度を高めることができることから、常温での金属回路の断線は生じにくくなる。しかしながら、この多層積層回路基板は、熱が加わると導通ビア内に充填した金属が再融解してしまい、金属回路が断線しやすいという問題があった。
【０００７】
そこで、導通ビアの代わりにバンプを用いて樹脂フィルム間を接合する試みもなされている（たとえば、特許文献３）。しかしながら、当該バンプは径を小さくすることが困難であるから、多層積層回路基板の小型化に対応できず、所期の目的に反するものとなってしまう。
【０００８】
また別の試みとして、多層積層回路基板の導通ビアに導電性樹脂や導電性ペーストを充填することにより、金属回路の断線を防止する多層積層回路基板が示されている（たとえば、特許文献４および５）。しかしながら、長期間導通させた際の熱により金属回路に断線が生じるという懸念は残されていた。
【０００９】
また、樹脂フィルム間の貼り付けに接着強度の高い接着剤を用いることにより、積層した樹脂フィルム間の位置ズレを防止する試みもなされている（たとえば、特許文献６）。しかしながら、この多層積層回路基板に熱が加わると樹脂フィルム間に位置ズレが生じやすくなり、結果として金属回路に断線が生じていた。
【００１０】
以上のように、樹脂フィルム間の接着強度を高めることにより、金属回路の断線を防止しようとする試みは従来から種々なされてきたが、いずれの方法による多層積層回路基板も熱の適用時において金属回路の断線が生じやすいという共通の課題を有していた。
【００１１】
そこで、上記の課題を解決する試みとして、たとえば特許文献７には、多層積層回路基板に含まれる複数枚の樹脂フィルムのうち、内層に位置する樹脂フィルムから外層に位置する樹脂フィルムに従って、次第に熱膨張係数の値が大きくなるように、それらの樹脂フィルムを積層する構造の多層積層回路基板が記載されている。このように樹脂フィルムを積層することにより、外部から熱が加わったときに、樹脂フィルム間の熱膨張差をより少なくすることができる。この方法によれば、多層積層回路基板において、樹脂フィルムの熱膨張差に起因する金属回路の断線をある程度抑制することが可能であった。
【特許文献１】特開２００５−２４３９１１号公報
【特許文献２】特開２００７−２６６４８１号公報
【特許文献３】特開２００８−６０５８２号公報
【特許文献４】特開２００７−３３５６３１号公報
【特許文献５】特開２００５−２２３０１０号公報
【特許文献６】特開２００８−９１４３９号公報
【特許文献７】特開２００５−１９１２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述のように熱膨張係数の異なる樹脂フィルムを複数積層したとしても、それだけで上述の問題を完全に解決できるというものではなく、依然として多層積層回路基板に熱が加わると、金属回路の断線が生じていた。本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、金属回路の断線がさらに生じにくい多層積層回路基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の多層積層回路基板は、樹脂フィルムと回路層とを交互に積層させた積層構造を有し、上記の回路層は、金属回路を含み、上記の樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの熱膨張係数は、他の少なくとも１層の樹脂フィルムの熱膨張係数と異なり、上記の樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの厚みをＡとし、上記樹脂フィルムに隣接する上記回路層の厚みをＢとすると、０．０１５≦Ｂ／Ａ≦８．７５であり、さらに、上記の樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの一の面の面積をＣとし、上記の樹脂フィルムの面上に形成される金属回路が占める面積をＤとすると、０．０２≦Ｄ／Ｃ≦０．８であることを特徴とする。
【００１４】
また、上記の樹脂フィルムのうち、最大の熱膨張係数を有する樹脂フィルムの熱膨張係数をＥとし、最小の熱膨張係数を有する樹脂フィルムの熱膨張係数をＦとすると、０．０１≦Ｆ／Ｅ≦０．５であることが好ましい。
【００１５】
また、上記の樹脂フィルムの熱膨張係数は、１ｐｐｍ／℃以上３００ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。
【００１６】
また、上記の回路層は、１つ以上の導通接続部と接し、当該導通接続部のうち、少なくとも１つの導通接続部の断面の面積は、０．２ｍｍ2以下であることが好ましい。
【００１７】
また、上記の樹脂フィルムは、長尺状のものを加工して用いることが好ましい。
また、本発明は、多層積層回路基板を用いる部品または製品である。
【００１８】
また、上記の製品は、電気製品、電子製品、半導体製品、アンテナ回路基板、ＩＣカード、太陽電池、自動車またはロボットのいずれかであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の多層積層回路基板は、上記の各構成を有することにより、金属回路の断線が生じにくいという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
＜多層積層回路基板＞
以下、本発明の多層積層回路基板について図１を参照しつつ説明する。図１は、本発明の多層積層回路基板の一例を示す模式的断面図である。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００２１】
本発明の多層積層回路基板１は、図１に示されるように、樹脂フィルム１００と回路層２００とを交互に積層させた積層構造を含む。なお、図１は樹脂フィルム１００を３層積層させた構造を示しているが、本発明における積層構造の最小積層数は、樹脂フィルム１００を２層積層させたものである。この場合、回路層２００の積層数は２層または３層とすることができる。一方、本発明における積層構造の最多積層数は、特に限定されず、用途に応じて積層させることができるが、通常、樹脂フィルム１００を２〜３０層程度積層させたものが一般的である。以下に本発明の多層積層回路基板に含まれる各構成を説明する。
【００２２】
＜樹脂フィルム＞
本発明の多層積層回路基板は、２層以上の樹脂フィルムが含まれる。この樹脂フィルムは絶縁性の材料からなり、この種の用途に用いられる従来公知の樹脂フィルムをいずれも用いることができる。たとえばこのような樹脂フィルムとして、ポリイミド（ＰＩ）系、アクリル系、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の樹脂フィルムを用いることができる。
【００２３】
また、樹脂フィルム１００の厚みは、４μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、４μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。樹脂フィルムの厚みが４μｍよりも薄くなると作業性が悪くなる虞があり、２００μｍよりも厚くなると、多層積層回路基板の厚みが厚くなり所期の目的に反することとなる。
【００２４】
＜回路層＞
本発明の樹脂フィルム１００の表裏の一方の面もしくは両面に形成される回路層２００には金属回路５０が含まれる。また、回路層２００の金属回路５０以外の部分は、絶縁性の接着性樹脂７０が充填されていてもよく、この接着性樹脂を充填する場合、該接着性樹脂７０を介して樹脂フィルム１００を相互に貼り付けることができる。このように本発明の回路層２００は、金属回路５０のみにより構成されていてもよいし、金属回路５０と接着性樹脂７０とにより構成されていてもよい。
【００２５】
また、回路層２００の厚みは、２μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以上３５μｍ以下であることがより好ましく、３μｍ以上２０μｍ以下であることがさらに好ましい。この回路層２００の厚みが３μｍよりも薄くなると作業性が悪くなるため好ましくなく、３５μｍよりも厚くなると、その回路層の両面に貼り付けられる樹脂フィルム間の密着性が悪くなるため好ましくない。
【００２６】
＜金属回路＞
金属回路５０は、めっき層１４０を含み、さらにこのめっき層１４０と樹脂フィルム１００との間に下地層１３０を含むこともできる。なお、本発明においては導通ビア１２０内に形成される下地層１３０およびめっき層１４０も便宜的に金属回路５０と呼ぶ場合がある。
【００２７】
ここで、下地層１３０はめっき層１４０と樹脂フィルム１００との密着性を向上させる作用をなすものであり、１層で形成してもよいし、２層以上で形成してもよい。下地層１３０が２層以上で形成される場合は、酸化防止層と下地金属層とを含むことが好ましい。このような下地層は、どのような方法で形成してもよいが、たとえば無電解めっき、蒸着、スパッタ等により形成することができる。特に正確に膜厚を制御するという観点からスパッタにより形成することが好ましい。
【００２８】
この酸化防止層は、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、ＣｏおよびＳｉからなる群より選択された少なくとも１種の金属または該金属を少なくとも１種含む合金により構成することが好ましく、その層厚は、２〜２０ｎｍとすることが好ましい。
【００２９】
また、下地金属層は、酸化防止層上に形成されることが好ましく、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｎｉ、ＢｉおよびＺｎからなる群より選択された少なくとも１種の金属または該金属を少なくとも１種含む合金により構成することが好ましい。また、下地金属層の層厚は、５０〜５００ｎｍ程度とすることが好ましい。
【００３０】
また、上記めっき層１４０は、電気めっきにより形成される層であり、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｎｉ、ＢｉおよびＺｎからなる群より選択された少なくとも１種の金属または該金属を少なくとも１種含む合金により構成することが好ましく、ＣｕまたはＣｕを含む合金により構成することがより好ましい。めっき層１４０の厚みは、２．５μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以上３５μｍ以下であることが好ましく、０．５μｍ以上２０μｍ以下であることがさらに好ましい。なお、前述の下地金属層を形成する場合、下地金属層とめっき層１４０とは同一の材料を用いることが好ましい。
【００３１】
＜接着性樹脂＞
接着性樹脂７０は、多層積層回路基板に用いられる樹脂フィルム１００間を相互に貼り付けることができるものであれば、どのようなものを用いてもよく、たとえば、エポキシ系の樹脂、アクリル系の樹脂、ポリイミド系の樹脂等を用いることができる。
【００３２】
＜導通部＞
本発明の多層積層回路基板１を構成する各樹脂フィルム１００は、１つ以上の導通部を有し、この導通部には１つ以上の導通ビア１２０が設けられる。ここで、導通部とは、金属回路５０の構成上、当該樹脂フィルム１００の表裏の両面の金属回路５０の導通が所望される部位に形成されるものであって、樹脂フィルム１００の表裏を貫通する導通ビアが１つ以上形成されることにより表裏の導通を保障するものである。
【００３３】
そして、当該導通部が２つ以上の導通ビアを含む場合、かかる導通部は、所望の部位に近接連関して形成された複数の導通ビアの全てを含み、その断面積が最小となる円柱状領域を占めることとなる。なお、当該断面積は樹脂フィルム上において直径５μｍ以上３０００μｍ以下の領域を占めることが好ましい。導通部の直径が５μｍ未満では、樹脂フィルムの表裏に形成される金属回路の導通を十分に保障できない場合があり、また、３０００μｍを超えると、金属回路の占める面積そのものが過大となり所期の目的に反することとなる。
【００３４】
＜導通ビア＞
本発明の導通部に含まれる導通ビア１２０は、樹脂フィルム１００の表裏を貫通するように設けられる孔であり、この導通ビア内に金属回路を形成することにより樹脂フィルム１００の表裏に形成される金属回路を導通することができる。ここで、導通ビア内に金属回路を形成するとは、導通ビアの内壁面に金属回路を形成することをいい、このように形成される金属回路は、導通ビア内の全体を充填するように形成されていてもよいし、スルホール状に導通ビア内に空洞が残るように形成されていてもよい。
【００３５】
また、この導通ビアは、樹脂フィルムの表裏の金属回路の導通を保障するという観点からその内径を大きくすることが好ましいが、その内径を大きくするほど前述のように熱が加わったときに導通ビア内の金属回路にかかる圧縮または引張のストレスが集中するため、金属回路の断線が生じやすくなる。
【００３６】
したがって、導通ビアの内径は、５μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましく、１５μｍ以上２０μｍ以下であることがさらに好ましい。導通ビアの内径が３００μｍよりも大きいと、上述の理由により導通ビア内の金属回路が断線されやすくなるため好ましくない。また、導通ビアの内径が５μｍより小さいと導通ビアの加工が困難となるばかりか、めっき層を形成させるべく電気めっきをする際にめっき液が導通ビア内に浸入しにくくなることからも好ましくない。
【００３７】
また、導通ビア１２０を形成する個数は、導通部１箇所に対し１〜７個程度を形成することが好ましく、３〜５個程度を形成することがより好ましい。また、導通ビアを８個以上形成すると、導通部の面積が広くなりすぎるという点で好ましくなく、導通ビアの加工時間が長くなりコストが高くなってしまうという点からも好ましくない。
【００３８】
導通ビアの内径と導通部に含まれる導通ビアの個数との関係は、たとえば導通ビアの内径が５μｍ以上５０μｍ未満の場合１〜７個の導通ビアを形成することが好ましく、導通ビアの内径が５０μｍ以上３００μｍ以下の場合１〜３個の導通ビアを形成することが好ましい。ただし、熱のストレスによる金属回路の断線を避けるという観点からすれば、１つの導通部に対し、上述の範囲内で可能な限り多くの導通ビアを設けることが好ましいことは言うまでもない。次に本発明の多層積層回路基板の特徴を説明する。
【００３９】
＜多層積層回路基板の特徴＞
本発明の多層積層回路基板は、特に３つの特徴を有する。すなわち、そのうちの１つ目の特徴は、多層積層回路基板に含まれる２以上の樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの熱膨張係数は、他の少なくとも１層の樹脂フィルムの熱膨張係数と異なることである。そして、２つ目の特徴は、多層積層回路基板に含まれる樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの厚みをＡとし、当該樹脂フィルムに隣接する回路層の厚みをＢとすると、０．０１５≦Ｂ／Ａ≦８．７５を満たすことである。さらに、３つ目の特徴は、多層積層回路基板に含まれる樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの一の面の面積をＣとし、当該面上に形成される金属回路が占める面積をＤとすると、０．０２≦Ｄ／Ｃ≦０．８を満たすことである。本発明の多層積層回路基板は、これらの３つの特徴により得られる効果の相乗効果により、樹脂フィルムの熱膨張差に起因する導通ビア内の金属回路の断線を飛躍的に生じにくくすることができる。以下にこれらの各特徴と、その特徴により得られる効果とを説明する。
【００４０】
＜熱膨張係数の制御＞
本発明の多層積層回路基板に用いられる樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの熱膨張係数は、他の少なくとも１層の樹脂フィルムの熱膨張係数と異なることを特徴とする。このように樹脂フィルムを積層することにより、熱の適用時に樹脂フィルム間の熱膨張差による多層積層回路基板の歪みを緩和することができ、以って導通ビア内の金属回路の断線を効果的に防止することができる。
【００４１】
本発明はこのような樹脂フィルムの熱膨張係数の制御に加えて、さらに以下のような多層積層回路基板の構造上の制限を設けることにより、従来よりも一層金属回路の断線を防止することができる。
【００４２】
＜各層の厚みの制御＞
本発明の多層積層回路基板は、樹脂フィルムと回路層とを交互に積層させた構造であり、いずれか１層の樹脂フィルムの厚みをＡとし、当該樹脂フィルムに隣接する回路層の厚みをＢとすると、０．０１５≦Ｂ／Ａ≦８．７５を満たすことを特徴とする。このように、Ｂ／Ａの値を特定の数値範囲内に制御することにより、樹脂フィルムと回路層に含まれる金属回路との熱膨張差に起因する金属回路の断線を防止しつつ、より軽薄短小な多層積層回路基板を作製できるという優れた効果を有する。
【００４３】
なお、多層積層回路基板に含まれる全ての樹脂フィルムのうち、過半数の樹脂フィルムにおいて、上記の０．０１５≦Ｂ／Ａ≦８．７５という関係を満たすことが好ましく、多層積層回路基板に含まれる全ての樹脂フィルムにおいて、０．０１５≦Ｂ／Ａ≦８．７５という関係を満たすことがより好ましい。すなわち、多層積層回路基板に含まれる全ての樹脂フィルムのうち、可能な限り多くの樹脂フィルムにおいて０．０１５≦Ｂ／Ａ≦８．７５という関係を満たすことにより、本効果をより顕著に得ることができる。
【００４４】
ここで、「樹脂フィルムに隣接する回路層」とは、樹脂フィルムの表裏の一方の面もしくは両面に接している回路層のことをいう。樹脂フィルムに隣接する回路層が１層の場合、その回路層の厚みをＢとし、樹脂フィルムに隣接する回路層が２層の場合、２層の回路層のうち厚みの厚い方の回路層の厚みをＢとする。なお、隣接する回路層が２層あり、当該２層の回路層の厚みが等しい場合、いずれの回路層の厚みをＢとしてもよい。
【００４５】
なお、Ｂ／Ａの値が０．０１５よりも小さくなると、回路層に対し樹脂フィルムの厚みが厚いことにより多層積層回路基板の厚みも厚くなるため所期の目的に反する。また、Ｂ／Ａの値が８．７５よりも大きくなると、樹脂フィルムに対して回路層の厚みが厚いことにより、樹脂フィルムが回路層の特に金属回路の重みに耐えきれずに撓んでしまい、連続加工の妨げとなる虞がある。
【００４６】
また、本発明の多層積層回路基板は、上記のＢ／Ａの値の範囲のうちの上限付近の範囲および下限付近の範囲において、特に優れた効果を有する。
【００４７】
すなわち、上記のＢ／Ａの値の範囲のうち、上限付近の範囲の多層積層回路基板は、回路層の厚みに対して樹脂フィルムの厚みが比較的薄い構造となる。このような構造により、熱適用時の樹脂フィルムの熱膨張に対して金属回路が断線しにくく、しかも短時間で樹脂フィルムに導通ビアを形成できるため、生産効率が向上するというメリットがある。このような効果を得るためのＢ／Ａの値の範囲の上限付近の範囲は、０．７≦Ｂ／Ａ≦８．７５であることが好ましく、１．０≦Ｂ／Ａ≦８．７５であることがより好ましい。
【００４８】
一方、上記のＢ／Ａの値の範囲のうちの下限付近の範囲の多層積層回路基板は、樹脂フィルムの厚みに対して回路層の厚みが極端に薄い多層積層回路基板の構造となる。このような構造により、樹脂フィルム間の密着性が高められ、樹脂フィルム間の熱膨張差を僅少なものとできることから、導通ビア内の金属回路の断線を防止することができ、しかもめっき層の形成が短時間でできるため、製造コストを抑えることができる。このような効果を得るためのＢ／Ａの値の下限付近の範囲は、０．０１５≦Ｂ／Ａ≦０．４５であることが好ましく、０．０１５≦Ｂ／Ａ≦０．３であることがより好ましい。
【００４９】
＜金属回路の占有面積＞
本発明の多層積層回路基板において、樹脂フィルムの一の面の面積をＣとし、当該面上に形成される金属回路の占める面積をＤとすると、０．０２≦Ｄ／Ｃ≦０．８を満たすことを特徴とする。このＤ／Ｃの値の範囲は、０．２≦Ｄ／Ｃ≦０．７であることが好ましく、０．４≦Ｄ／Ｃ≦０．６であることがより好ましい。ここで、Ｃの値は、多層積層回路基板の厚み方向に対する垂直な面の外形の寸法から算出される値であり、Ｄの値は、金属回路の設計図面から算出される値である。
【００５０】
このように、Ｄ／Ｃの値を特定の数値範囲内に制御することにより、樹脂フィルムと回路層に含まれる金属回路との熱膨張差に起因する金属回路の断線を防止しつつ、樹脂フィルムの一の面あたりに占める金属回路を可能な限り高密度に配置することができるという効果が得られる。
【００５１】
多層積層回路基板に含まれる全ての樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの一の面において、０．０２≦Ｄ／Ｃ≦０．８の関係を満たすことにより、本効果は得られる。さらに、いずれか１層の樹脂フィルムの両面において、０．０２≦Ｄ／Ｃ≦０．８の関係を満たすことが好ましい。また、多層積層回路基板に含まれる全ての樹脂フィルムのうち、過半数の樹脂フィルムの各々の両面において、０．０２≦Ｄ／Ｃ≦０．８を満たすことがより好ましく、多層積層回路基板に含まれる全ての樹脂フィルムの各々の両面において、０．０２≦Ｄ／Ｃ≦０．８の関係を満たすことがさらに好ましい。すなわち、多層積層回路基板に含まれる全ての樹脂フィルムのうち、可能な限り多くの樹脂フィルムの一の面（好ましくは両面）において、０．０２≦Ｄ／Ｃ≦０．８の関係を満たすことにより、本効果をより顕著に得ることができる。
【００５２】
このＤ／Ｃの値が０．０２よりも小さくなると、樹脂フィルムの一の面に対する金属回路の占める面積が小さいため、金属回路の構成に無駄が多い。Ｄ／Ｃの値が０．８よりも大きくなると、樹脂フィルムの一の面に対する金属回路の占める面積が大きいため、樹脂フィルムの熱膨張に対し、樹脂フィルム上に形成された金属回路が追随できない部分が生じ、金属回路が断線してしまう虞がある。
【００５３】
＜上記以外の特徴＞
本発明の多層積層回路基板は、上記で述べた特徴以外にも以下のような特徴Ａ〜Ｅを備えることが好ましい。
【００５４】
Ａ．熱膨張係数の最大差
本発明の多層積層回路基板に含まれる樹脂フィルムのうち、最大の熱膨張係数を有する樹脂フィルムの熱膨張係数をＥとし、最小の熱膨張係数を有する樹脂フィルムの熱膨張係数をＦとすると、０．０１≦Ｆ／Ｅ≦０．５を満たすことが好ましく、０．０１５≦Ｆ／Ｅ≦０．４であることがより好ましく、０．０１８≦Ｆ／Ｅ≦０．３５であることがさらに好ましい。このようにＦ／Ｅの値を特定の数値範囲内に制御することにより、多層積層回路基板の熱による歪みの発生を抑えつつ、熱適用時にそれ自体の硬さも適度に保つことができるという優れた効果を有する。
【００５５】
また、Ｆ／Ｅの値が０．０１よりも小さくなると、熱が加わったときの樹脂フィルム間の膨張差が大きくなるため多層積層回路基板が歪み、導通ビア内の金属回路に断線が生じる。また、Ｆ／Ｅの値が０．５よりも大きくなると、樹脂フィルム間の熱膨張の差が小さいため、本発明の効果を十分に得ることができない。
【００５６】
なお、本発明の多層積層回路基板に一軸延伸により製造された樹脂フィルムを用いる場合、たとえ同一の樹脂フィルムであっても、延伸方向の熱膨張係数と、延伸方向に対する垂直方向（幅方向）の熱膨張係数と、厚み方向の熱膨張係数との３つの方向の熱膨張係数がそれぞれ異なる場合がある。
【００５７】
導通ビア内の金属回路の断線は、これら３つ方向の熱膨張係数の組み合わせにより生じるものと考えられることから、これらの熱膨張係数のバランスをとることが肝要である。このバランスをとるためには、それぞれの方向に対して、後述のような範囲の熱膨張係数を有する樹脂フィルムを用いることが好ましい。なお、特に断わりがない限り、「樹脂フィルムの熱膨張係数」とは、樹脂フィルムの延伸方向の熱膨張係数のことをいうものとする。
【００５８】
Ｂ．延伸方向の熱膨張係数
本発明の多層積層回路基板の樹脂フィルムの熱膨張係数は、１ｐｐｍ／℃以上３００ｐｐｍ／℃以下が好ましく、２ｐｐｍ／℃以上２００ｐｐｍ／℃以下がより好ましく、３ｐｐｍ／℃以上１５０ｐｐｍ／℃以下がさらに好ましい。樹脂フィルムの熱膨張係数が１ｐｐｍ／℃より小さくなると、それ自体がもろくなってしまい、３００ｐｐｍ／℃より大きくなると、熱が加わったときの樹脂フィルムの延伸方向の熱膨張が大きすぎるため、多層積層回路基板が歪み金属回路に断線が生じやすくなる。
【００５９】
Ｃ．厚み方向の熱膨張係数
また、本発明の多層積層回路基板の樹脂フィルムの厚み方向の熱膨張係数は、導通ビア内に充填される金属回路の材料の熱膨張係数の値により異なるが、通常５ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ／℃以下が好ましく、１０ｐｐｍ／℃以上３０ｐｐｍ／℃以下がより好ましく、１５ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下がさらに好ましい。
【００６０】
Ｄ．幅方向の熱膨張係数
また、本発明の多層積層回路基板の樹脂フィルムの延伸方向に対する垂直方向（幅方向）の熱膨張係数は、１ｐｐｍ／℃以上３００ｐｐｍ／℃以下が好ましく、２ｐｐｍ／℃以上２００ｐｐｍ／℃以下がより好ましく、３ｐｐｍ／℃以上１５０ｐｐｍ／℃以下がさらに好ましい。
【００６１】
Ｅ．樹脂フィルムの積層順序
また、本発明の多層積層回路基板に含まれる樹脂フィルムは、その積層の順に応じて熱膨張係数の値が昇順または降順となるように各樹脂フィルムを積層することが好ましい。たとえば、多層積層回路基板に積層される複数の樹脂フィルムにおいて、熱源に近くなる側の樹脂フィルムほど熱膨張係数が小さく、熱源から遠ざかるに従い樹脂フィルムの熱膨張係数が大きくなるように樹脂フィルムを積層することができる。このように多層積層回路基板に含まれる樹脂フィルムの熱膨張係数を積層順に異ならしめることにより、これらの樹脂フィルム間において熱源からの距離に応じて生じる膨張差を効果的に緩和することができ、以って導通ビア内の金属回路の断線を生じにくくすることができる。
【００６２】
また、多層積層回路基板の歪みやすい部分は、その多層積層回路基板の歪みを緩和するために熱膨張係数が大きい樹脂フィルムを用いることが好ましく、樹脂フィルムの厚みは厚くすることが好ましい。
【００６３】
＜樹脂フィルムの形状＞
樹脂フィルム１００は、長尺状のものを加工して用いることが好ましい。そのような長尺状の樹脂フィルムとしては、たとえば、１〜１００００ｍ程度の長さを有するものが好ましく、１００〜３０００ｍ程度のものがより好ましい。このように長尺状のものを用いることにより、多層積層回路基板を連続加工することができ生産効率を向上させることができる。長尺状の樹脂フィルムの長さが１ｍ未満では、ロール状に巻いた形状のものとして用いることが困難であり生産効率が低下してしまい、１００００ｍを超えると、後述の下地層の形成において連続加工を妨げられる虞がある。
【００６４】
なお、樹脂フィルムが「長尺状のもの」とは上記のような長さを有し、ロール状に巻いた形状のものとして用いるのに適したものをいうが、上記のような長さに満たないものであっても、複数の枚葉の樹脂フィルムを貼り合わせることにより、長尺状のものとして取り扱えるようにしたものも含むものとする。
【００６５】
また、樹脂フィルム１００の厚みは、３μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。樹脂フィルム１００の厚みが３μｍよりも薄いと作業性が悪くなるため好ましくなく、２００μｍよりも厚くなると、導通ビア１２０が加工しにくくなるため好ましくない。
【００６６】
＜多層積層回路基板の使用態様＞
本発明の多層積層回路基板１は、たとえば図２に示されるように、多層積層回路基板の最下面の金属回路５０とリジッド基板３０１とが、接着金属４０１により貼り付けられ、多層積層回路基板の最上面の金属回路５０とＳｉ基板３０２とが、密着金属４０２により貼り付けられる構成として用いることができる。以下、この使用態様における各構成について説明する。
【００６７】
＜接着金属＞
上記の使用態様で用いられる接着金属は、はんだ、ボンディング、スタットピンおよびバンプのいずれかによって形成されるものであり、これによりリジッド基板と多層積層回路基板との導通を図ることができる。
【００６８】
＜密着金属＞
上記の使用態様で用いられる密着金属は、はんだにより形成されるものであり、これによりＳｉ基板と多層積層回路基板との導通を図ることができる。
【００６９】
＜Ｓｉ基板＞
上記の使用態様で用いられるＳｉ基板は、Ｓｉを主体とする材料からなるものであって、１ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ以下の熱膨張係数を有する材料からなる基板である。なお、Ｓｉ基板３０２の代わりにリジッド基板または銅基板を用いる使用態様とすることもできる。
【００７０】
＜リジッド基板＞
上記の使用態様で用いられるリジッド基板は、Ｓｉ基板の熱膨張係数よりも熱膨張係数の高い材料の基板をいう。なお、リジッド基板３０１の代わりに銅基板を用いる使用態様とすることもできる。次に、上記の使用態様における各構成の熱膨張係数の関係を説明する。
【００７１】
＜熱膨張係数の選択等＞
たとえば、図２に示されるような使用態様の場合、最上層のＳｉ基板３０２は熱膨張係数が小さく、最下層のリジッド基板３０１は熱膨張係数が大きいので、これらの間に積層される樹脂フィルムの熱膨張係数は、Ｓｉ基板３０２側の樹脂フィルムほど熱膨張係数が小さく、リジッド基板３０１側の樹脂フィルムほど熱膨張係数が大きくなるように、樹脂フィルムを選択することが好ましい。
【００７２】
より具体的には、Ｓｉ基板３０２の近傍に配置される樹脂フィルムの熱膨張係数は、２ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下が好ましく、３ｐｐｍ／℃以上５ｐｐｍ／℃以下がより好ましい。熱膨張係数が２ｐｐｍ／℃よりも小さいと、多層積層回路基板がもろくなり扱いにくくなるため好ましくなく、熱膨張係数が１０ｐｐｍ／℃よりも大きくなると、Ｓｉ基板３０２の熱膨張係数と樹脂フィルムの熱膨張係数との差が大きくなり、多層積層回路基板に歪みが生じ、導通ビア内の金属回路に断線が生じやすくなるため好ましくない。
【００７３】
また、リジッド基板３０１の近傍に配置される樹脂フィルムの熱膨張係数は、リジッド基板３０１の熱膨張係数に近接した数値とすることが好ましい。また、リジッド基板が屈曲している場合には、この屈曲に対応できる樹脂フィルムを用いることが好ましい。また、上記のＳｉ基板またはリジッド基板のいずれか一方もしくは両方に、銅基板を用いる場合、銅基板に近接して配置される樹脂フィルムの熱膨張係数は、銅基板の熱膨張係数（１６．８ｐｐｍ／℃）に近接した数値とすることが好ましく、その熱膨張係数の値は１０ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下であることが好ましく、１５ｐｐｍ／℃以上１８ｐｐｍ／℃以下であることがより好ましい。
【００７４】
＜導通接続部＞
本発明の多層積層回路基板に含まれる各回路層は、それぞれ１つ以上の導通接続部と接している。当該導通接続部は、多層積層回路基板の厚み方向の導通を確保するために設けられるものである。ここで、この導通接続部とは、樹脂フィルムに形成されるものにあっては導通ビアのことをいい、上述の使用態様で用いられる多層積層回路基板にあっては導通ビアに加えて、さらに上述の接着金属および密着金属も含むものとする。
【００７５】
このような導通接続部は、熱が加わったときに多層積層回路基板の厚みに対して垂直な方向にせん断応力がかかることによる切断を防止するという観点からは、その断面積は大きい方が好ましいが、多層積層回路基板を小型化するという観点からは、その断面積は小さい方が好ましい。本発明では、上記のような構成にすることにより、これらの相反する要求を満足させることができ、全ての導通接続部のうち、少なくとも１つの導通接続部において、その断面積が０．２ｍｍ2以下のものを含めるようになり、産業上の利用性を飛躍的に向上させることに成功したものである。
【００７６】
＜部品または製品＞
本発明の多層積層回路基板は、一般的な部品または製品に用いられる。この製品には、たとえば電気製品、電子製品、半導体製品、アンテナ回路基板、ＩＣカード、太陽電池、自動車またはロボット等を挙げることができる。
【００７７】
＜多層積層回路基板の製造方法＞
本発明の多層積層回路基板の製造は、まず樹脂フィルム１００の各導通部に表裏を貫通する導通ビア１２０を形成した後、樹脂フィルム１００の表面全体（導通ビアの内壁面を含む）に亘って下地層１３０を形成し、その上に電気めっきによりめっき層１４０を形成する。その後、下地層１３０とめっき層１４０との一部を除去して金属回路５０を形成し、接着性樹脂７０により別の樹脂フィルム１００を貼り付ける。続いて、この新たに貼り付けられた樹脂フィルム１００の導通部の位置に導通ビアを形成し、その後上記と同様にして金属回路を形成する。以上の操作を長尺状の樹脂フィルムを用いて連続的に繰り返し行なうことにより本発明の多層積層回路基板は製造される。
【００７８】
上述のように金属回路５０を電気めっきで形成されるめっき層により構成すれば、導通ビア内の金属回路に断線が生じにくく、しかも樹脂フィルムを多層化してもコストの向上を抑制できるため好ましい。
【００７９】
なお、本発明の多層積層回路基板１の金属回路５０は、たとえばエッチング法とセミアディティブ法のいずれの方法により形成してもよい。エッチング法は、樹脂フィルムの表面（導通ビアの内壁面を含む）の全面に電気めっきによりめっき層を形成し、その後不要な部分となるめっき層と下地層とをエッチングにより除去することにより金属回路を形成する方法である。
【００８０】
一方、セミアディティブ法は、樹脂フィルムの表面（導通ビアの内壁面を含む）上の回路とならない部分に対してレジストによりマスキングした後、電気めっきにより必要な厚みのめっき層を形成し、その後レジストを剥離して金属回路を形成する方法である。
【００８１】
以下においては、金属回路の形成方法としてセミアディティブ法を例にとり多層積層回路基板の製造方法を説明する。当該製造方法は、導通ビア形成工程、下地層形成工程、レジスト形成工程、露光工程、現像工程、活性化工程、めっき層形成工程、レジスト剥離工程、ソフトエッチング工程および樹脂フィルム積層工程をこの順に繰り返すことにより多層積層回路基板を製造する方法である。これらの工程を以下に説明する。
【００８２】
＜導通ビア形成工程＞
まず、樹脂フィルム１００に対して、導通部を形成するように導通ビア１２０を形成する（図３）。ここで、導通ビアの深さと樹脂フィルムの厚みとが等しくなるように導通ビアの形成を調節できる装置であればどのような装置でもよいが、小径かつ低コストで導通ビアを形成できるという観点から、ＵＶ−ＹＡＧレーザを用いることが好ましい。
【００８３】
＜下地層形成工程＞
次に、イオンガンにより樹脂フィルム１００の表面（導通ビア１２０の内壁面を含む）を前処理した後、樹脂フィルム１００の表面（導通ビア１２０の内壁面を含む）に酸化防止層を形成し、酸化防止層上にさらに下地金属層を形成することにより下地層１３０を形成することができる（図４）。下地層１３０に含まれる酸化防止層と下地金属層とは、たとえば無電解めっき、蒸着、スパッタ等により形成することができる。なお、酸化防止層または下地金属層のいずれか一方もしくは両方は形成されない場合もある。
【００８４】
＜レジスト形成工程＞
上記工程によって、樹脂フィルム１００上に形成した下地層１３０の表面を酸で洗浄し、下地層１３０に含まれる下地金属層の表面を活性化させた後レジストを形成する（図示せず）。このレジストは、レジストをフィルム化したドライフィルムを貼り合わせる方法により形成してもよいし、レジストインクを塗布する方法により形成してもよい。
【００８５】
ドライフィルムを貼り合わせる方法は、少量生産に適していることから多品種の製品に対応することができ、しかも貼り合わせ作業の工程も煩雑でないという点で優れているが、製造コストが高くなるという問題を有する。
【００８６】
一方、レジストインクを塗布する方法は、大量生産に適していることから製造コストを低減することができる点で優れているが、塗布の工程が煩雑になるという問題を有する。以下においては、ドライフィルムを貼り合わせる方法によるレジストの形成を説明する。
【００８７】
まず、図４に示される下地層１３０の形成された樹脂フィルム１００をラミネート巻取装置の送出シャフトにセットし、樹脂フィルム１００の先端を巻取シャフトにセットした上で、樹脂フィルム１００の下地層１３０上にドライフィルムを貼り付けながら巻取シャフトを回転させて巻き取りを行なう。このようにして樹脂フィルム１００にドライフィルムが貼り付けられ、樹脂フィルムの下地層上にレジストが形成される（図示せず）。
【００８８】
上述のラミネート時の温度は、３０〜１５０℃であることが好ましく、６０〜１１０℃であることがより好ましい。また、ラミネート時の圧力は、０．３〜５ｋｇ／ｃｍ2であることが好ましく、２〜３ｋｇ／ｃｍ2であることがより好ましい。また、ラミネートした樹脂フィルムの巻取時のラインスピードは、０．１〜１０ｍ／分であることが好ましく、０．５〜３ｍ／分であることがより好ましい。
【００８９】
＜露光工程＞
次に、上記でレジストを形成した樹脂フィルム上に、所望の金属回路のパターンに対応したマスクを重ね合わせた後、ＵＶ露光しマスクで覆われていない部分を感光させる。ここでマスクで覆われていた部分は、次の現像工程で除去され、後述するめっき層形成工程においてめっき層が形成されて金属回路が形成される。
【００９０】
この露光に用いられる露光装置は、平行光露光装置を用いてもよいし、ダイレクト露光装置を用いてもよい。しかし、微細回路を形成するという観点からは平行光露光装置を用いることが好ましく、樹脂フィルムの収縮に対応して露光する位置を調整することができるという観点からはダイレクト露光装置を用いることが好ましい。
【００９１】
＜現像工程＞
次に、上述の露光工程のマスクで覆われた部分のレジスト１７０を弱アルカリ溶液により現像する。これにより図５に示すようなレジスト１７０を形成した樹脂フィルム１００を得ることができる。現像に用いられる弱アルカリ溶液は、炭酸ソーダまたはアミン系の材料を用いることが好ましい。また、弱アルカリ溶液のｐＨは７以上１３以下であることが好ましく、８．５以上１０．０以下であることがより好ましい。弱アルカリ溶液のｐＨが７より小さいとレジストが除去されないため好ましくなく、ｐＨが１３より高いと、上記露光工程においてマスクで覆われていない部分のレジスト１７０も全て剥離されてしまうため好ましくない。
【００９２】
また、弱アルカリ溶液の温度は１０〜７０℃であることが好ましく、２０〜３５℃であることがより好ましい。弱アルカリ溶液の温度が１０℃より低いとレジスト１７０が除去されないため好ましくなく、弱アルカリ溶液の温度が７０℃より高いと、ＵＶ露光した部分のレジスト１７０も剥離するため好ましくない。なお、現像の処理時間はレジストの種類により異なるため一律に規定することはできないが、通常２０秒以上３００秒以下程度とすることが好ましい。
【００９３】
＜活性化工程＞
次に、現像した後の樹脂フィルム１００上の下地層１３０（下地金属層）の表面を酸系の溶液で活性化する。これにより、めっき層と下地層（下地金属層）との密着不良を防止することができる。この活性化に用いられる酸系の溶液は、酸性を示すものであればどのようなものでもよいが、低コストで活性化できるという観点から、ＨＣｌ、Ｈ2ＳＯ4、過硫酸アンモニウム等を用いることが好ましい。また、酸系の溶液に含まれる酸の濃度は、０．５〜２０質量％であることが好ましく、３〜１０質量％であることがより好ましい。酸系の溶液の濃度が０．５質量％よりも低いと下地層（下地金属層）の表面が活性化されにくいため好ましくなく、酸系の溶液の濃度が２０質量％よりも高いと下地層（下地金属層）の表面に異常が発生する虞があるため好ましくない。
【００９４】
また、活性化するときの酸系の溶液の温度は１０〜７０℃であることが好ましく、３０〜５０℃であることがより好ましい。酸系の溶液の温度を１０℃より低くすると下地層の活性化に時間がかかりすぎるため好ましくなく、酸系の溶液の温度を７０℃よりも高くすると環境面での問題が生じることから好ましくない。また、処理時間は下地層（下地金属層）の表面状態により異なるため一律に規定することはできないが、通常３秒以上３００秒以下程度とすることが好ましい。
【００９５】
＜めっき層形成工程＞
次に、上記で活性化した下地層１３０上に電気めっきすることにより、図６に示すようなめっき層１４０を形成する。この電気めっきに用いられるめっき液は、めっき層を形成する金属を含む酸性の溶液であればどのようなものでもよいが、めっき液自体が安定であり、かつ低コストでめっきできるという観点から、硫酸銅、ピロリン酸銅等を用いることが好ましい。なお、めっき液に硫酸銅を用いる場合、硫酸銅の濃度は３０〜３００ｇ／ｌであることが好ましく、７０〜１５０ｇ／ｌであることがより好ましい。また、このめっき液の塩素イオン濃度は１０〜１００ｐｐｍであることが好ましく、４０〜７０ｐｐｍであることがより好ましい。
【００９６】
また、めっき液に用いられる酸性の溶液としては硫酸を用いることが好ましく、硫酸を用いる場合、硫酸の濃度は５０〜３００ｇ／ｌであることが好ましく、８０〜２００ｇ／ｌであることがより好ましい。
【００９７】
また、電気めっきするときの電流密度は、０．１〜１０Ａ／ｄｍ2であることが好ましく、０．５〜４Ａ／ｄｍ2であることがより好ましい。また、電気めっきするときのめっき液の温度は２０〜６０℃が好ましく、３０〜４０℃がより好ましい。なお、めっき時間についてはめっき層の層厚により異なるため、一律に規定することはできないが、通常６００秒以上６０００秒以下程度とすることが好ましい。
【００９８】
＜レジスト剥離工程＞
次に、上述のめっき層形成工程により金属回路を形成した後にアルカリ液を用いてレジスト剥離を行なう。レジスト剥離に用いられるアルカリ液は、アルカリ性を示す溶液であればどのようなものでもよいが、アルカリ液自体の安定性やアルカリ液のコストの観点から、水酸化ナトリウムやアルコール系のものを用いることが好ましい。
【００９９】
また、アルカリ液に水酸化ナトリウムを用いる場合、水酸化ナトリウムの濃度は０．１〜５０質量％であることが好ましく、１〜１０質量％であることがより好ましい。また、レジスト剥離に用いられるアルカリ液の温度は３０〜９０℃であることが好ましく、５０〜７０℃であることがより好ましい。なお、レジスト剥離の処理時間は、レジストの剥離状態により異なるため、一律に規定することはできないが、通常２０秒以上１２０秒以下程度とすることが好ましい。
【０１００】
＜ソフトエッチング工程＞
次に、下地層１３０をソフトエッチングして剥離除去することにより、図７に示すような金属回路５０が形成された樹脂フィルムが得られる。下地層に含まれる下地金属層の剥離に用いられる薬品は、どのようなものを用いてもよいが、低コストであるという観点から過硫酸アンモニウムを用いることが好ましい。この過硫酸アンモニウムを用いる場合、過硫酸アンモニウムの濃度は１〜２０％であることが好ましく、５〜１０％であることがより好ましい。
【０１０１】
また、下地金属層をソフトエッチングするときの処理温度は、２０〜６０℃であることが好ましく、３０〜４０℃であることがより好ましい。なお、このソフトエッチングの剥離にかける時間は、下地金属層の厚みや薬品の濃度および温度により異なるため、一律に規定することはできないが、通常３０秒以上２００秒以下程度とすることが好ましい。
【０１０２】
また、酸化防止層の剥離に用いられる薬品としては、ニッケルクロム剥離液（商品名：ＮＣ（日本化学工業株式会社製））を用いることが好ましい。また、この薬品を用いる場合この薬品の濃度は６０〜１００％であることが好ましく、８０〜９０％であることがより好ましい。この薬品の濃度が６０％より低いと剥離時間がかかるため好ましくない。
【０１０３】
また、酸化防止層をソフトエッチングするときの処理温度は、３５〜５５℃であることが好ましい。なお、このソフトエッチングの剥離にかける時間は酸化防止層の厚みや薬品の濃度および温度により異なるため、一律に規定することはできないが、通常２０秒以上３００秒以下程度とすることが好ましい。
【０１０４】
＜樹脂フィルム積層工程＞
次に、上述のようにして得られた回路付樹脂フィルム（金属回路が形成された樹脂フィルム）の表裏いずれか一方もしくは両方の面に対して、別の樹脂フィルムを積層する方法としては、接着性樹脂７０の付いた樹脂フィルムをラミネートにより回路付樹脂フィルムの片面に貼り合わせる方法、および回路付樹脂フィルムの金属回路形成面に対し接着性樹脂７０を塗布してから金属回路が未だ形成されていない樹脂フィルムをラミネートにより貼り合わせる方法等があり、いずれの方法によっても図８に示すように樹脂フィルムを積層することができる。
【０１０５】
なお、後者の樹脂フィルムの積層方法によれば、金属回路の厚みが厚い場合に金属回路による樹脂フィルムの表面凹凸を少なくすることができることから、より接合強度を高めることができるというメリットがある。
【０１０６】
また、上述の回路付樹脂フィルムの表裏のいずれかの面もしくは両面に対して、別の樹脂フィルム１００を積層するときの温度は、３０〜３００℃であることが好ましく、積層にかける圧力は０．１〜２０ｋｇ／ｃｍ2であることが好ましい。また、この樹脂フィルムの積層にかける時間は、１秒以上３時間以下であることが好ましい。
【０１０７】
そして、その後導通ビア形成工程を行なうというように、上記で説明した各工程を繰り返すことにより、図１に示されるような本発明の多層積層回路基板を製造することができる。以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
【０１０８】
＜実施例１＞
実施例１では、金属回路の形成方法としてエッチング法を採用し、以下の各工程により多層積層回路基板を作製した。
【０１０９】
＜導通ビア形成工程＞
多層積層回路基板に用いられる樹脂フィルム１００として、ロール状に巻かれた長尺状のポリイミドフィルム（長さ５０ｍ、厚み３８μｍ、熱膨張係数１６．４ｐｐｍ／℃、商品名：カプトンＥＮ１５０（東レ・デュポン株式会社製））を用いた。この樹脂フィルム（以下において「第１の樹脂フィルム」とする）は２５０ｍｍ幅でスリット加工されたものを用いた。この樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）をＵＶ−ＹＡＧレーザ装置にセットし、ＵＶ−ＹＡＧレーザ装置のプログラムを設定して１つの導通部に対し、１５μｍの内径の導通ビア１２０を１つ形成した（図３）。
【０１１０】
＜洗浄工程＞
上記で導通ビア１２０が形成された樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）を洗浄装置にセットし、下地層の形成工程においてピンホールが発生することを抑制するために樹脂フィルム１００の表面を洗浄した。
【０１１１】
＜下地層形成工程＞
次に、上記で表面を洗浄した樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）をスパッタ装置に設置し、真空ポンプにより１×１０-3Ｐａの圧力に設定した上で、イオンガンにＮ2ガスを注入して、それを照射することにより樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）の表面を前処理した。その後、スパッタリング法によりＡｒ雰囲気下でＮｉとＣｒとの合金（ＮｉとＣｒとの重量比がＮｉ：Ｃｒ＝８０：２０）からなる酸化防止層を樹脂フィルム（第１の樹脂フィルム）上に形成し、その上にＣｕからなる下地金属層を形成することにより下地層１３０を形成した（図４）。
【０１１２】
そして、スパッタ装置の真空状態を解除して、下地層１３０が形成された樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）を取り出し、樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）の一部をサンプリングした。そして、そのサンプルに対して集束イオンビーム（ＦＩＢ：Focused Ion Beam）を照射することにより、断面を観察した。その結果、酸化防止層は厚み１０ｎｍであり、下地金属層は厚み３５０ｎｍであることを確認した。さらに導通ビア１２０内にもこれらの下地層１３０が形成されていることを確認した。
【０１１３】
＜めっき層形成工程＞
次に、下地層が形成された樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）を銅めっき装置にセットし、硫酸により下地層を活性化させた後に水洗した。その後、めっき液（硫酸２００ｇ／ｌ、硫酸銅９０ｇ／ｌ、塩素イオン濃度５０ｐｐｍからなるもの）を充填しためっき浴に当該樹脂フィルム（第１の樹脂フィルム）を浸漬することにより、下地層１３０上に銅めっきを行ない、再度水洗して乾燥させ、樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）の下地層１３０上にめっき層１４０を形成した（図９）。その後、このようにして得られた樹脂フィルム（第１の樹脂フィルム）の一部をサンプリングし、そのサンプルに対してＦＩＢを照射することにより、この樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）の表裏の両面上のめっき層１４０と下地層１３０とを含む金属回路の厚みをそれぞれ３点ずつ測定した。そして、この３点の測定値を平均すると表裏いずれにおいても１８．５μｍであった。
【０１１４】
＜金属回路形成工程＞
次に、上記のようにしてめっき層１４０を形成した樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）の表裏の両面に対して、２５０ｍｍ幅のスリット加工されたドライフィルム（商品名：ＮＩＴ２１５（ニチゴー・モートン株式会社製））をラミネートし、金属回路のパターンのマスクを重ね合わせた後、それをロール式の露光装置にセットして露光を行なった。
【０１１５】
その後、現像とエッチングとレジスト剥離とを連続して行なうことができるロール式のエッチング装置に上記で露光を行なった樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）をセットしてエッチング処理（めっき層１４０と下地層１３０とを除去する処理）を行ない、金属回路５０を形成した（図７）。この樹脂フィルム（第１の樹脂フィルム）をサンプリングし、１００倍の倍率の顕微鏡で金属回路５０の断線、ショート等の検査を行なった。その結果、図７で示される金属回路５０に断線、ショート等の不良は観察されなかった。また、樹脂フィルム（第１の樹脂フィルム）の表裏の両面のうち、後述の第２の樹脂フィルムを貼り合わせる側の面の面積Ｃに対して金属回路が占める面積Ｄは、金属回路の設計図面から算出した。その結果、第１の樹脂フィルムの上記面に対し、金属回路の占める面積（表１において、「金属回路占有面積」という）は０．５５であった（以下の表１参照）。
【０１１６】
＜樹脂フィルム積層工程＞
次に、上記のようにして表裏の両面に金属回路を形成した樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）の表裏の両面を同時にラミネートできる真空ラミネート装置に当該樹脂フィルム（第１の樹脂フィルム）をセットした。そして、この樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）の一の面に当接するように、接着性樹脂７０が塗布された樹脂フィルム１００（この樹脂フィルムは、ポリイミドフィルム（厚み２５μｍ、熱膨張係数３ｐｐｍ／℃、商品名：ゼロマックス（東洋紡績株式会社製））であり、以下において「第２の樹脂フィルム」とする）をセットし、この樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）のもう一方の面に当接するように、接着性樹脂７０が塗布された樹脂フィルム１００（この樹脂フィルムは、ポリイミドフィルム（厚み２５μｍ、熱膨張係数１８２ｐｐｍ／℃、商品名：レイテックＦＲ−５７００（日立化成工業株式会社製））であり、以下において「第３の樹脂フィルム」とする）をセットした。そして、この真空ラミネート装置を作動させて表裏の両面に金属回路を形成した樹脂フィルム１００（第１の樹脂フィルム）の表裏に各樹脂フィルム１００（第２の樹脂フィルムおよび第３の樹脂フィルム）を積層することにより、図８に示すような３層の樹脂フィルム１００と２層の回路層２００とからなる積層体を得た。
【０１１７】
この積層体の上下の樹脂フィルム１００（第２の樹脂フィルムおよび第３の樹脂フィルム）の全面に対し、シワ、エアー噛み等の検査を行なった。その結果、この積層体の上下の樹脂フィルム１００（第２の樹脂フィルムおよび第３の樹脂フィルム）にシワ、エアー噛み等の不良は観察されなかった。
【０１１８】
＜導通ビア形成工程−２＞
次に、上述した導通ビア形成工程と同様の方法を用いることにより、上記で得られた積層体の上下の樹脂フィルム１００（第２の樹脂フィルムおよび第３の樹脂フィルム）に対し、各導通部に導通ビア１２０を１つずつ形成した（図１０）。その後、上記で導通ビアが形成された積層体の上下の樹脂フィルム１００（第２の樹脂フィルムおよび第３の樹脂フィルム）の表面を洗浄した。
【０１１９】
＜下地層形成工程−２＞
次に、上記で得られた積層体をスパッタ装置にセットし、上述した下地層形成工程と同一の条件および方法により、この積層体の上下の樹脂フィルム１００（第２の樹脂フィルムおよび第３の樹脂フィルム）の表面にＮｉ−Ｃｒからなる酸化防止層と、Ｃｕからなる下地金属層とを含む下地層１３０をスパッタリング法により形成した（図１１）。
【０１２０】
そして、上記の下地層を形成した積層体の一部をサンプリングした。そして、そのサンプルに対してＦＩＢを照射することにより断面を観察した。その結果、酸化防止層は厚み１０ｎｍであり、下地金属層は厚み３５０ｎｍであることを確認した。
【０１２１】
＜めっき層形成工程−２＞
次に、Ｃｕめっき装置に上記で得られた下地層を形成した積層体をセットして、上述のめっき層形成工程と同一の条件により、上記で形成した下地層の全面にめっき層１４０を形成した（図１２）。その後、この積層体の一部をサンプリングし、そのサンプルに対してＦＩＢを照射することにより、この積層体の上下の樹脂フィルム１００（第２の樹脂フィルムおよび第３の樹脂フィルム）上のめっき層１４０と下地層１３０とを含む金属回路の厚みを３点測定した。そして、この３点の測定値を平均するとその積層体の表裏のいずれにおいても１８．５μｍであった。
【０１２２】
＜金属回路形成工程−２＞
次に、上記で得られためっき層を形成した積層体の上下の樹脂フィルム１００（第２の樹脂フィルムおよび第３の樹脂フィルム）に対して、ドライフィルム（商品名：ＮＩＴ２１５（ニチゴー・モートン株式会社製））をラミネートし、次にロール式の露光装置にそれをセットして露光を行なった。
【０１２３】
その後、現像とエッチングとレジスト剥離とを連続して行ない、この積層体の上下の樹脂フィルム１００（第２の樹脂フィルムおよび第３の樹脂フィルム）の表面に金属回路５０を形成した。以上により、２ｃｍ×４ｃｍの大きさにカットして、本発明の多層積層回路基板を作製した（図１）。
【０１２４】
そして、これをサンプリングし、このサンプルを１００倍の顕微鏡を用いて金属回路の断線、ショート等の検査を行なった。その結果、この多層積層回路基板の金属回路に断線、ショート等の不良は観察されなかった。
【０１２５】
なお、実施例１では、いずれも同一のマスクを用いて、レジストを剥離し、レジストが剥離された部分をエッチングすることにより金属回路を形成したものである。これにより、樹脂フィルム（第１の樹脂フィルム、第２の樹脂フィルムおよび第３の樹脂フィルム）の両面に形成される金属回路のパターンはいずれも同一の形状となる。このことから、以下の表１に示されるように、全ての樹脂フィルムのいずれの一の面に対しても、金属回路の占める面積は同一となる。実施例２〜１５および比較例１〜１３の多層積層回路基板においても、各多層積層回路基板の全ての樹脂フィルム（第１の樹脂フィルム、第２の樹脂フィルムおよび第３の樹脂フィルム）の表裏の一の面に対する金属回路の占める面積は同一の値となる。
【０１２６】
＜実施例２〜９＞
実施例２〜９の多層積層回路基板は、実施例１の多層積層回路基板に対して、導通ビアの内径と積層した樹脂フィルムの熱膨張係数とが以下の表１に示すように異なることを除き、実施例１と同様の方法により作製した。たとえば、表１中の実施例３は、樹脂フィルムが実施例１と同じものを同じ積層順序で使用し、各導通部に対し内径が３００μｍの導通ビアを形成したことを示す。実施例４は、多層積層回路基板の第２の樹脂フィルムと第１の樹脂フィルムとに熱膨張係数３ｐｐｍ／℃のゼロマックスを用い、第３の樹脂フィルムに１８２ｐｐｍ／℃のレイテックＦＲ−５７００を用いたことを示す。なお、表１において、熱膨張係数が同一の数値のものは、同一の樹脂フィルムを用いたことを示す。
【０１２７】
＜実施例１０〜１５＞
実施例１０〜１５の多層積層回路基板は、実施例１の多層積層回路基板に対して、回路層の厚みが以下の表２に示すように異なり、樹脂フィルムの一の面に対する金属回路の占める面積が表１に示すように異なることを除き、その他は実施例１と同様の方法により作製した。たとえば、表１および表２中の実施例１０は、樹脂フィルムが実施例１と同じものを同じ積層順序で使用し、回路層の厚みが３μｍであり、樹脂フィルムの面に対する金属回路の占める面積が下記の表１のように異なる。
【０１２８】
表２は、樹脂フィルム１００の厚みＡと、回路層の厚みＢと、樹脂フィルムの厚みに対する回路層の厚みＢ／Ａとを示したものであり、０．０１５≦Ｂ／Ａ≦８．７５を満たすことにより本発明の効果を得ることができる。
【０１２９】
なお、表２に示されるように、実施例１の多層積層回路基板に含まれる４層の回路層の厚みは、全て同一の厚みのものを形成した。これと同様に、実施例２〜１５および比較例１〜１３の多層積層回路基板においても、各多層積層回路基板における４層の回路層の厚みは、全て同一の厚みを形成した。
【０１３０】
また、第１の樹脂フィルムの厚みＡに対する回路層の厚みＢの値としては、第１の樹脂フィルムの表裏の両面の回路層がいずれも同一の厚みであるので、いずれの回路層の厚みを採用してもよいが、第２の樹脂フィルム側の回路層の厚みをＢの値として用いた。同様に、第３の樹脂フィルムの厚みＡに対する回路層の厚みＢの値には、第３の樹脂フィルムの両面の回路層のうち、第１の樹脂フィルム側の回路層の厚みをＢとして用いることとし、第２の樹脂フィルムの厚みＡに対する回路層の厚みＢも上記と同様の方法により定めた。
【０１３１】
＜比較例１〜９＞
一方、比較例１〜９の多層積層回路基板は、全ての樹脂フィルムに同一の熱膨張係数を有する樹脂フィルムを用いることを除き、その他は実施例１〜３と同様の方法により作製した（表１参照）。たとえば、表１中の比較例１〜３では、多層積層回路基板に含まれる全ての樹脂フィルムに熱膨張係数１８２ｐｐｍ／℃のレイテックＦＲ−５７００を用い、比較例４〜６では熱膨張係数３ｐｐｍ／℃のゼロマックスを用い、比較例７〜９では熱膨張係数１６．４ｐｐｍ／℃のカプトンＥＮ１５０を用いた。
【０１３２】
＜比較例１０および１１＞
比較例１０および１１の多層積層回路基板は、実施例２の多層積層回路基板に対して、回路層の厚みＢが異なることを除き、その他は実施例２と同様の方法により作製した（表２参照）。たとえば、表２中の比較例１０では、多層積層回路基板に含まれる４層の回路層の全ての厚みを０．３μｍとした。
【０１３３】
＜比較例１２および１３＞
比較例１２および１３の多層積層回路基板は、実施例２の多層積層回路基板に対して、一の面の樹脂フィルムの面積Ｃに対する金属回路の占める面積Ｄが異なることを除き、その他は実施例２と同様の方法により作製した（表１参照）。たとえば、表１中の比較例１２は、多層積層回路基板に含まれる一の樹脂フィルムの面に対する金属回路の占める面積Ｄ／Ｃを０．０１とした。
【０１３４】
＜導通検査＞
実施例１〜１５および比較例１〜１３の多層積層回路基板に対し、ＬＣＲメータ（品番：ＮＤＨ−２０００（カスタム株式会社製））を用いて、多層積層回路基板の端子両端での導通検査を行なった。その結果、実施例１〜１５および比較例１〜１３のいずれの多層積層回路基板においても導通の異常は観察されなかった。
【０１３５】
実施例１〜１５および比較例１〜１３の多層積層回路基板の金属回路は、およそ２００個の導通部が設けられているが、そのうちの１箇所でも断線が生じていれば、導通の異常が計測されることから、多層積層回路基板を作製した段階では、金属回路は断線していないことが明らかとなった。
【０１３６】
＜温度変化サイクル試験＞
実施例１〜１５および比較例１〜１３の多層積層回路基板に対し、サイクル試験機（型式：ＴＳＡ−４１Ｌ−Ａ（ＥＳＰＥＣ株式会社製））を用いて、２つの異なる設定温度を一定時間間隔で交互に繰り返して保持する温度変化サイクル試験を行なった。具体的には、−４０℃で３０分間保持した後、１２０℃で３０分間保持することを１サイクルとし、５００サイクルごとに導通検査を行なった。回路内に含まれている複数の導通部のうち、１箇所でも導通不良が起きた時点でサイクル試験を終了することとし、３０００サイクルまで行なった。
【０１３７】
実施例１〜１５の多層積層回路基板は、３０００サイクル終了時においても導通不良は認められなかった。これに対し、比較例１、４および７は、２０００サイクル終了時に、比較例２、５および８は１５００サイクル終了時に、比較例３、６および９は１０００サイクル終了時に、比較例１０〜１３は２５００サイクル終了時に導通不良が確認された。
【０１３８】
上記の結果から、実施例１〜１５の多層積層回路基板は、比較例１〜１３の多層積層回路基板に比べて、熱が加わったときの金属回路の断線が格段に生じにくいことが明らかとなった。これは、実施例１〜１５の多層積層回路基板において熱膨張係数の異なった樹脂フィルムを用い、かつ樹脂フィルムの厚みに対する回路層の厚みＢ／Ａが、０．０１５≦Ｂ／Ａ≦８．７５を満たし、さらにこの樹脂フィルムの一の面に対する金属回路の占有面積の値Ｄ／Ｃが、０．０２≦Ｄ／Ｃ≦０．８を満たしていることによるものであることが明らかである。
【０１３９】
【表１】
【０１４０】
【表２】
【０１４１】
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【０１４２】
今回開示された実施の形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明によれば、金属回路の断線が生じにくい多層積層回路基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】本発明の多層積層回路基板の一例を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の多層積層回路基板の使用態様の一例を示す模式的な断面図である。
【図３】導通ビアを形成した後の樹脂フィルムを示す模式的な断面図である。
【図４】下地層を形成した後の樹脂フィルムを示す模式的な断面図である。
【図５】レジストを現像した後の樹脂フィルムを示す模式的な断面図である。
【図６】めっき層を形成した後の樹脂フィルムを示す模式的な断面図である。
【図７】ソフトエッチングをした後の樹脂フィルムを示す模式的な断面図である。
【図８】金属回路を形成した樹脂フィルムの表裏の両面に、さらに樹脂フィルムを積層させた状態を示す模式的な断面図である。
【図９】下地層にめっき層を形成した後の樹脂フィルムを示す模式的な断面図である。
【図１０】樹脂フィルムを３層積層した積層体の上下面に、導通ビアを形成した後の状態を示す模式的な断面図である。
【図１１】樹脂フィルムを３層積層した積層体の上下面に、下地層を形成した後の状態を示す模式的な断面図である。
【図１２】樹脂フィルムを３層積層した積層体の上下面に、めっき層を形成した後の状態を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
【０１４５】
１ 多層積層回路基板、５０ 金属回路、７０ 接着性樹脂、１００ 樹脂フィルム、１２０ 導通ビア、１３０ 下地層、１４０ めっき層、１７０ レジスト、２００ 回路層、３０１ リジッド基板、３０２ Ｓｉ基板、４０１ 接着金属、４０２ 密着金属。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂フィルムと回路層とを交互に積層させた積層構造を有し、
前記回路層は、金属回路を含み、
前記樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの熱膨張係数は、他の少なくとも１層の樹脂フィルムの熱膨張係数と異なり、
前記樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの厚みをＡとし、前記樹脂フィルムに隣接する前記回路層の厚みをＢとすると、０．０１５≦Ｂ／Ａ≦８．７５であり、
前記樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの一の面の面積をＣとし、前記樹脂フィルムの前記面上に形成される前記金属回路が占める面積をＤとすると、０．０２≦Ｄ／Ｃ≦０．８である、多層積層回路基板。
【請求項２】
前記樹脂フィルムのうち、最大の熱膨張係数を有する樹脂フィルムの熱膨張係数をＥとし、最小の熱膨張係数を有する樹脂フィルムの熱膨張係数をＦとすると、０．０１≦Ｆ／Ｅ≦０．５である、請求項１に記載の多層積層回路基板。
【請求項３】
前記樹脂フィルムの熱膨張係数は、１ｐｐｍ／℃以上３００ｐｐｍ／℃以下である、請求項１または２に記載の多層積層回路基板。
【請求項４】
前記回路層は、１つ以上の導通接続部と接し、
前記導通接続部のうち、少なくとも１つの導通接続部の断面の面積は、０．２ｍｍ2以下である、請求項１〜３のいずれかに記載の多層積層回路基板。
【請求項５】
前記樹脂フィルムは、長尺状のものを加工して用いる、請求項１〜４のいずれかに記載の多層積層回路基板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の多層積層回路基板を用いる部品または製品。
【請求項７】
前記製品は、電気製品、電子製品、半導体製品、アンテナ回路基板、ＩＣカード、太陽電池、自動車またはロボットのいずれかである、請求項６に記載の製品。
【請求項１】
樹脂フィルムと回路層とを交互に積層させた積層構造を有し、
前記回路層は、金属回路を含み、
前記樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの熱膨張係数は、他の少なくとも１層の樹脂フィルムの熱膨張係数と異なり、
前記樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの厚みをＡとし、前記樹脂フィルムに隣接する前記回路層の厚みをＢとすると、０．０１５≦Ｂ／Ａ≦８．７５であり、
前記樹脂フィルムのうち、いずれか１層の樹脂フィルムの一の面の面積をＣとし、前記樹脂フィルムの前記面上に形成される前記金属回路が占める面積をＤとすると、０．０２≦Ｄ／Ｃ≦０．８である、多層積層回路基板。
【請求項２】
前記樹脂フィルムのうち、最大の熱膨張係数を有する樹脂フィルムの熱膨張係数をＥとし、最小の熱膨張係数を有する樹脂フィルムの熱膨張係数をＦとすると、０．０１≦Ｆ／Ｅ≦０．５である、請求項１に記載の多層積層回路基板。
【請求項３】
前記樹脂フィルムの熱膨張係数は、１ｐｐｍ／℃以上３００ｐｐｍ／℃以下である、請求項１または２に記載の多層積層回路基板。
【請求項４】
前記回路層は、１つ以上の導通接続部と接し、
前記導通接続部のうち、少なくとも１つの導通接続部の断面の面積は、０．２ｍｍ2以下である、請求項１〜３のいずれかに記載の多層積層回路基板。
【請求項５】
前記樹脂フィルムは、長尺状のものを加工して用いる、請求項１〜４のいずれかに記載の多層積層回路基板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の多層積層回路基板を用いる部品または製品。
【請求項７】
前記製品は、電気製品、電子製品、半導体製品、アンテナ回路基板、ＩＣカード、太陽電池、自動車またはロボットのいずれかである、請求項６に記載の製品。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−５０１１６（Ｐ２０１０−５０１１６Ａ）
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１０３２８（Ｐ２００８−２１０３２８）
【出願日】平成２０年８月１９日（２００８．８．１９）
【出願人】（５００３５６０３８）ＦＣＭ株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月１９日（２００８．８．１９）
【出願人】（５００３５６０３８）ＦＣＭ株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
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