配線基板およびその製造方法
【課題】 隣り合う内部導体同士の電気的な絶縁性を高く維持することが可能な配線基板、およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 複数の繊維糸４と、該繊維糸４を覆う樹脂板５と、該樹脂板５を厚み方向に貫通する複数のビアホール１０と、を有する絶縁基板２と、前記ビアホール１０の内面９から露出し、前記繊維糸４と前記樹脂板５との間に形成された空隙７に設けられる封止体８と、前記封止体８を被覆し、前記ビアホール１０の内部に形成されるビアホール導体６と、を備え、前記封止体８は、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂と、脂環式エポキシ樹脂と、アルコールエーテル型エポキシ樹脂と、イミダゾール類と、を有することを特徴とする配線基板１である。
【解決手段】 複数の繊維糸４と、該繊維糸４を覆う樹脂板５と、該樹脂板５を厚み方向に貫通する複数のビアホール１０と、を有する絶縁基板２と、前記ビアホール１０の内面９から露出し、前記繊維糸４と前記樹脂板５との間に形成された空隙７に設けられる封止体８と、前記封止体８を被覆し、前記ビアホール１０の内部に形成されるビアホール導体６と、を備え、前記封止体８は、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂と、脂環式エポキシ樹脂と、アルコールエーテル型エポキシ樹脂と、イミダゾール類と、を有することを特徴とする配線基板１である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に樹脂材料により形成された配線基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多層配線基板は、複数の配線基板が積層された構造を有している。また、多層配線基板を構成する各配線基板は、絶縁基板と、絶縁基板の両面に設けられる銅箔と、絶縁基板に形成されるビアホール導体とを含んで構成されている。絶縁基板は、ガラス織布と熱硬化性樹脂との複合材料から成る。ビアホール導体は、絶縁基板の厚み方向に貫通するビアホールに銅めっきを被着させた構造を有している。そして、隣接する配線基板同士は、ビアホール導体や銅箔を介して電気的に接続される。このような多層配線基板は、たとえば半導体素子を収納するパッケージの一部として使用される。
【０００３】
半導体素子の処理速度の高速化に伴って、半導体素子を構成する絶縁材料を、電気信号の伝播速度が速い低誘電率の材料とすることが求められている。通常使用される樹脂ではその分子構造に起因して低誘電率化が難しいため、絶縁材料中に気泡を含有させて低誘電率化を図る技術が試みられている。ところが、気泡を含有させると、絶縁材料から成る配線基板の強度が低下し、配線基板と半導体素子との間に生じる熱応力によって配線基板または半導体素子が損傷するおそれがあることから、絶縁材料中に気泡を含有させて低誘電率化を図る場合、配線基板と半導体素子との熱膨張率の差を小さくすることが求められる。
【０００４】
また、半導体素子のＩ／Ｏ（input/output）数が増加する一方で、半導体素子の高密度化で半導体素子自身は小形化が進み、半導体素子の小形化に伴って、半導体素子と配線基板とを接続するバンプの小形化が進んでいる。バンプの小形化が進むとバンプによる電極の接続強度が低下することから、同様に、半導体素子と配線基板との熱応力を小さくするために両者間の熱膨張率の差を小さくすることが求められている。
【０００５】
以上の例からわかるように、種々の状況によって半導体素子と配線基板との熱膨張率の差を小さくすることが重要となってきている。
【０００６】
そこで、０以下の熱膨張率を有し、かつ、ヤング率の高い樹脂繊維と熱硬化性樹脂とを用いて配線基板を構成することによって、半導体素子に近い熱膨張率を実現する試みが提案されている（たとえば特許文献１および特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特公平２−５９６３７号公報
【特許文献２】特開平５−２５４０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の配線基板においては、樹脂繊維と樹脂繊維を覆う絶縁樹脂との界面に、樹脂繊維と絶縁樹脂との熱膨張率の差に起因する残留応力が発生する。樹脂繊維は、ガラス繊維のような細い繊維とすることが困難であるので、絶縁樹脂と樹脂繊維との接触面積が小さくなる。したがって前記残留応力は、さらに大きくなる。
【０００９】
このような樹脂繊維と絶縁樹脂とを用いた配線基板において、ドリルあるいはレーザー等で貫通孔を形成すると、貫通孔の形成時に印加される応力等によって樹脂繊維と絶縁樹脂との間に隙間が形成されることがある。かかる貫通孔の内部にめっき等により銅等から成るビアホール導体を形成すると、上記隙間に銅が析出し、隣り合うビアホール導体間の絶縁性が著しく低下するという問題がある。
【００１０】
したがって本発明の目的は、隣り合う内部導体同士の電気的な絶縁性を高く維持することが可能な配線基板、およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、複数の繊維糸と、該繊維糸を覆う樹脂板と、該樹脂板を厚み方向に貫通する複数の貫通孔と、を有する基板と、
前記貫通孔の内面から露出し、前記繊維糸と前記樹脂板との間に形成された空隙に設けられる封止体と、
前記封止体を被覆し、前記貫通孔の内部に形成される内部導体と、を備え、
前記封止体は、
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂と、
脂環式エポキシ樹脂と、
アルコールエーテル型エポキシ樹脂と、
イミダゾール類と、を有することを特徴とする配線基板である。
【００１２】
また本発明は、前記配線基板において、
前記ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂の分子量は、３００以上６００以下であり、全成分中の含有量が３０重量％以上６０重量％以下であることを特徴とする配線基板である。
【００１３】
また本発明は、前記配線基板において、
前記脂環式エポキシ樹脂と前記アルコールエーテル型エポキシ樹脂の比率は、
脂環式エポキシ樹脂：アルコールエーテル型エポキシ樹脂＝４０：６０以上７５：２５以下であることを特徴とする配線基板である。
【００１４】
また本発明は、前記配線基板において、
前記封止体は、前記貫通孔の内面全体を被覆するように設けられることを特徴とする配線基板である。
【００１５】
また本発明は、前記配線基板において、
前記内部導体は、前記基板の前記貫通孔に充填されて形成されることを特徴とする配線基板である。
【００１６】
また本発明は、複数の繊維糸と、該繊維糸を覆う樹脂板と、該樹脂板を厚み方向に貫通する貫通孔と、を有する基板を準備する工程と、
前記貫通孔の内面に液状樹脂を塗布して、前記樹脂板と前記繊維糸との間に形成された空隙に前記液状樹脂を充填する工程と、
前記液状樹脂を硬化させて封止体を形成する工程と、
前記封止体を覆うように前記貫通孔の内部に内部導体を形成する工程と、を備え、
前記液状樹脂は、
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体と、
脂環式エポキシ樹脂前駆体と、
アルコールエーテル型エポキシ樹脂前駆体と、
イミダゾール類と、を含むことを特徴とする配線基板の製造方法である。
【００１７】
また本発明は、前記配線基板の製造方法において、
イミダゾール類は、液状であることを特徴とする配線基板の製造方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、貫通孔を形成する際に、繊維糸と樹脂板と間に空隙が形成されていても、空隙を封止体によって覆うことができる。これによって、貫通孔内に被着される内部導体が複数形成される場合、隣り合う内部導体同士が空隙を介して短絡することを防ぐことができる。
【００１９】
また封止体は、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂と、脂環式エポキシ樹脂と、アルコールエーテル型エポキシ樹脂と、イミダゾール類と、を備えた組成を有することから、封止体と該封止体上に形成される内部導体との接続強度を大きくすることができ、内部導体が封止体から不所望に剥離することを防止することが可能となる。
【００２０】
また本発明によれば、前記ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂の分子量は、３００以上６００以下であり、全成分中の含有量が３０重量％以上６０重量％以下である。このように分子量および含有量を設定することによって、封止体を空隙に設ける場合に、封止体が硬化する前における液状樹脂の粘度を好適な値に設定することができる。これによって封止体を上記空隙に良好に充填することができる。
【００２１】
さらに本発明によれば、前記脂環式エポキシ樹脂と前記アルコールエーテル型エポキシ樹脂の比率は、脂環式エポキシ樹脂：アルコールエーテル型エポキシ樹脂＝４０：６０以上７５：２５以下である。このように比率を設定することによって、耐候性（初期の材料特性を維持する性質）が優れ、前述の好適な粘度を有する封止体を実現することができる。
【００２２】
さらに本発明によれば、封止体は前記貫通孔の内面全体を被覆するように設けられる。これによって貫通孔の内面より露出する繊維糸を封止体によって確実に被覆することができるので、隣接する内部導体同士の短絡をより確実に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明の実施の一形態の多層配線基板を構成する配線基板１を簡略化して示す断面図であって、一部を拡大して示す。図１では、理解を容易にするため１層の配線基板１を示すが、本実施形態においては、多層配線基板は、複数の配線基板１を、配線基板１の厚み方向に積層して構成されているものとする。
【００２４】
＜多層配線基板の概略構造＞
多層配線基板を構成する配線基板１は、絶縁基板２と、銅等の導電材料から成る導電層３とを含んで構成されていることから、各絶縁基板２間には導電層３が介在された形となっている。また、絶縁基板２は、厚み方向に貫通するビアホール導体６（内部導体）を有しており、かかるビアホール導体６によって、多層配線基板内において異なる平面上に配置された複数の導電層３同士が電気的に接続されている。
【００２５】
＜絶縁基板２の概略構造＞
絶縁基板２は、複数の繊維糸４と、該繊維糸４を覆う樹脂板５と、該樹脂板５厚み方向に貫通する複数のビアホール１０（貫通孔）が形成される。ビアホール１０の内面９には、絶縁性を有する封止体８が設けられる。またビアホール１０の内面９には、封止体８を被覆するように前述のビアホール導体６が設けられる。
【００２６】
＜繊維糸４および樹脂板５の材料＞
繊維糸４は、たとえばポリベンズオキサゾール、全芳香族ポリアミドまたは全芳香族ポリエステル等の樹脂材料からなる繊維、ポリベンズオキサゾール繊維、もしくは、ガラス繊維（たとえば、特にＳガラス、Ｔガラス等の低熱膨張率を有するガラス繊維）によって形成しても良い。
【００２７】
また、樹脂板５を構成する熱硬化性樹脂としては、たとえば、エポキシ系樹脂、トリアジン系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、フェノール樹脂、フッ素系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、ポリイミド系樹脂の群から選ばれる少なくとも１種など一般に配線基板１に使用される樹脂であればなんでもよい。
【００２８】
＜空隙７の説明＞
絶縁基板２は、繊維糸４と樹脂板５との間には、空隙７が形成される。この空隙７は、繊維糸４を液状の熱硬化性樹脂に含浸し硬化させて樹脂板５を形成するときに、繊維糸４と液状の熱硬化樹脂との熱膨張率の差に起因して発生する。また空隙７は、絶縁基板２にドリルやレーザー等でビアホール１０を形成するときに、繊維糸４や樹脂板５に作用する応力によって、生じることがある。図１では、理解を容易にするため、空隙７を誇張して示しているが、実際には図１に示すような大きな空隙７が形成されることはまれであり、通常は、単に繊維糸４と樹脂板５とが剥がれている状態である。
【００２９】
空隙７は、繊維糸４の熱膨張率とそれに含浸された熱硬化性樹脂から成る樹脂板５との熱膨張率の差が大きいほど発生しやすい。繊維糸４を構成するガラスの熱膨張率は、たとえばＥガラスでは１２ｐｐｍ／℃程度であり、Ｓガラスでは３ｐｐｍ／℃程度、Ｔガラスでは５ｐｐｍ／℃程度であり、また、樹脂板５を構成する樹脂材料の熱膨張率は、−５〜０ｐｐｍ／℃程度であるため、両社の熱膨張係数の差は比較的大きく、繊維糸４と樹脂板５との間に空隙７が発生しやすい。
【００３０】
＜封止体８の概略構造＞
封止体８は、絶縁性を有し、隣接するビアホール１０に形成されるビアホール導体６と絶縁するために設けられる。封止体８は、少なくとも空隙７の内部に設けられており、本実施形態においては、封止体８は空隙７の内部に充填された形となっている。したがって、ビアホール１０を形成する際に、繊維糸４と樹脂板５と間に空隙が形成されていても、空隙７を封止体８によって覆うことができる。これによって、ビアホール１９内に被着されるビアホール導体６が複数形成される場合、隣り合うビアホール導体６同士が空隙７を介して短絡することを防ぐことができる。なお、封止体８は、後に詳述するように、ビアホール１０の内面９に液状樹脂を含浸させるとともに、この液状樹脂を硬化して形成される。
【００３１】
＜ビアホール導体６の概略構造＞
ビアホール導体６は、ビアホール１０の内部に形成されており、端部が絶縁基板２の主面に被着された導電層３と電気的に接続されている。このようなビアホール導体６は、めっき法によってビアホール１０に充填されて形成される。なお、ビアホール導体６は、必ずしもビアホール１０に充填される必要はなく、ビアホール１０の内面９に被着されているだけでも良い。絶縁基板２には、複数のビアホール１０が形成され、隣接するビアホール１０の間隔であるビアホールピッチが５００μｍ以下であり、本実施の形態では、ビアホールピッチが２５０μｍ以下、特に１７５μｍ以下の近接したビアホール１０が形成される。
【００３２】
＜配線基板１の製造方法＞
次に、配線基板１の製造方法について説明する。図２は、配線基板１の製造工程の一部を段階的に示す断面図である。図２では、理解を容易にするため１層の配線基板１を示す。図３は、配線基板１の製造方法を示すフローチャートである。
【００３３】
（１）ステップａ１にて、図２（ａ）に示すように、繊維糸４から成る織布に熱硬化性樹脂を含浸した絶縁基板２を準備し、ステップａ２に移る。
【００３４】
絶縁基板２中の織布は、レーザーによるビアホール１０の加工の精度を高めるために、偏平処理を施すことが望ましい。この偏平処理によって、繊維糸の密度の相違によるビアホール径のばらつきの発生が抑制され、均一なホール径のビアホール１０を形成することができる。
【００３５】
（２）ステップａ２は、図２（ｂ）に示すように、この絶縁基板２に対して複数のビアホール１０を形成し、ステップａ３に移る。
【００３６】
ビアホール１０は、たとえばレーザー加工、ドリル加工およびルーター加工の少なくともいずれかの方法によって形成される。ビアホール１０の形成は、レーザー加工では、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザー、およびエキシマレーザーなどの照射による加工など公知の方法が採用される。ビアホール加工を行なう際には、絶縁基板２の表裏に表面部を保護するための保護フィルムを密着させて加工することができる。
【００３７】
（３）ステップａ３では、ビアホール１０が形成された絶縁基板２のクリーニングを行い、ステップａ４に移る。
【００３８】
（４）ステップａ４では、ビアホール１０の内面９に、液状樹脂を塗布して、ステップａ５に移る。
【００３９】
液状樹脂の塗布は、絶縁基板２の全体を、前記液状樹脂が収容された容器に所定の時間、含浸させることによって行われる。絶縁基板２を液状樹脂に対して含浸させると、液状樹脂が毛細管現象によってビアホール１０の内面に入り込み、空隙７が液状樹脂によって充填される。その結果、ビアホール１０のピッチが２５０μｍ以下の非常に近接している場合に、ビアホール１０内にビアホール導体６を形成しても、ビアホール導体６間における絶縁不良の発生を抑制し、回路の信頼性を高めることができる。また、この液状樹脂の含浸によって、外部から水分が侵入してマイグレーションが発生することが抑制され、また、基板温度が上昇した場合に空隙の膨張によって基板が破損することも良好に防止される。
【００４０】
なお、液状樹脂をビアホール１０内に充填させる際に、絶縁基板２の配設空間を１０ｔｏｒｒ〜大気圧の間で減圧と加圧を繰り返すことによって行われる。かかる圧力調整によって、液状樹脂の毛細管現象を促進させ、液状樹脂を空隙７に良好に充填することが可能となる。
【００４１】
（５）ステップａ５では、絶縁基板２を液状樹脂が収容された容器から取り出し、余分な液状樹脂を除去した後、ステップａ６に移る。
液状樹脂の除去は、絞りロールによる方法、圧縮空気の吹き付けによる方法がある。
【００４２】
（６）ステップａ６では、図２（ｃ）に示すように、液状樹脂を硬化させて封止体８を形成し、ステップａ７に移る。
【００４３】
液状樹脂の硬化は、絶縁基板２を１２０〜２５０℃の環境下で１０分〜１２０分保持することによって行われる。
【００４４】
（７）ステップａ７では、絶縁基板２を過マンガン酸溶液に浸漬し、ビアホール１０の内面９および絶縁基板２に厚み方向の表面部を膨潤させ、表面にパラジウム触媒を付着させ、ステップａ８に移る。
【００４５】
（８）ステップａ８では、ビアホール１０の内面９および絶縁基板２の前記表面部を無電解めっきによって、たとえば１μｍの厚さで銅をめっきし、ステップａ９に移る。
【００４６】
（９）ステップａ９では、ビアホール１０の内面９および絶縁基板２に前記表面部に銅の電気めっきを行い、無電解めっきと合計でたとえば１８μｍの銅をめっきして、ビアホール１０にビアホール導体６を形成し、絶縁基板２の前記表面部にめっき層（図示せず）を形成し、ステップａ１０に移る。このように無電解めっきおよび電解めっきによって、図２（ｄ）に示すように、ビアホール１０に銅を充填してビアホール導体６を形成する。
【００４７】
（１０）ステップａ１０では、めっき層の表面部に感光性のレジストを貼り、ステップａ１１に移る。
【００４８】
（１１）ステップａ１１では、レジストに所定のパターンを露光して、現像を行い、めっき層をエッチングすることによって所定の回路を形成した後、レジストを剥離し、ステップａ１２に移る。このようにビアホール導体６を形成した前記絶縁基板２の表面に、図２（ｄ）に示すように、導電層３を形成する。これによって配線基板１が製造される。導電層３を形成する方法としては、前述のようにたとえばパターンめっき法などが採用される。したがってビアホール導体６によって、絶縁基板２の厚み方向両端面部に対向して配置される導電層３を導通させることができる。
【００４９】
（１２）ステップａ１２では、配線基板１を洗浄および乾燥して、ステップａ１３に移る。
【００５０】
（１３）ステップａ１３では、ステップａ１２にて製造された配線基板１を所望の枚数積層して、多層配線基板を形成し、ステップａ１４に移る。
【００５１】
（１４）ステップａ１４では、仕上げ工程が行われ、本フローを終了し、多層配線基板が完成する。
【００５２】
＜液状樹脂（封止体）の材料＞
図４は、液状樹脂の製造方法を示すフローチャートである。液状樹脂は、前記樹脂板５の樹脂材料と同系の樹脂が好適に用いられる。ステップｂ１にて、液状樹脂を構成する複数種のエポキシ樹脂前駆体と、該エポキシ樹脂前駆体を熱により硬化ならしめる硬化剤と、が調合され、ステップｂ２に移る。ステップｂ２では、これら材料が混合されて液状樹脂が生成され、ステップｂ３に移る。ステップｂ３では、ステップｂ２にて混合された液状樹脂の粘度を測定し、本フローを終了する。
【００５３】
図４に示すフローチャートでは、ステップｂ１にて、複数種のエポキシ樹脂前駆体と硬化剤とを調合して、ステップｂ２にて混合し、ステップｂ３に移っているが、これに限ることはない。たとえばステップｂ１にて複数種のエポキシ樹脂前駆体を調合し、ステップｂ２にて加熱した状態で混合し、さらにステップｂ１に戻り、ステップｂ２にて混合した液状の混合物に硬化剤を調合し、再びステップｂ２にて混合して、液状樹脂を生成してもよい。このように加熱した状態で複数種のエポキシ樹脂前駆体だけを混合することによって、より確実に複数種のエポキシ樹脂前駆体を溶解および混合することができ、また硬化剤を調合していない混合物を加熱した状態で混合するので、混合物が硬化剤によって不所望に硬化することを防ぐことができる。
【００５４】
液状樹脂の粘度は、ビアホール１０が埋まらず、かつビアホール１０の内面９の微細な空隙７に浸透できる粘度が好ましく、たとえば２０℃〜１５０℃の範囲内において２００ｍＰａ・ｓ以上４００ｍＰａ・ｓ以下が望ましい。ここで粘度は、ブルックフィールド社製ＨＢＤＶＩＩＩによって、角度０．８度、半径２４ｍｍのコーン・スピンドルを用いて、ずり速度１８７．５ｓｅｃ−１の条件で測定した２５℃のときの粘度である。粘度が２００ｍＰａ・ｓ未満であると、ビアホール１０の内面９からのダレが起り空隙７を覆うことができず、４００ｍＰａ・ｓを超えると、ビアホール１０の内面９の空隙７に浸透しにくくなり、またビアホール１０が液状樹脂によって埋まりやすくので望ましくない。
【００５５】
液状樹脂を構成するエポキシ樹脂前駆体としては、たとえば、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなどのノボラック樹脂前駆体、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、レゾルシン、ビスヒドロキシジフェニルエーテル等の多価フェノール類、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等の多価アルコール類、エチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、アニリン等のポリアミノ化合物、アジピン酸、フタル酸イソフタル酸等の多価カルボキシ化合物等とエピクロルヒドリンまたは２−メチルエピクロルヒドリンを反応させて得られるグリシジル型のエポキシ樹脂前駆体、ジシクロペンタジエンエポキサイド、ブタジエンダイマージエポキサイド等の脂肪族および脂環式エポキシ樹脂前駆体が用いられる。硬化剤としては、たとえば、アミン類、酸無水物類、イミダゾール類、フェノール類、ジシアンジアミド等が好適に用いられ、これらは単独または組み合わせて使用することができる。また、封止体８には、上記のような一分子中にエポキシ基を２個以上有する化合物とともに、一分子中にエポキシ基を１個のみ有する化合物を適宜加えることもできる。
【００５６】
液状樹脂は、好適には、一分子中にエポキシ基を２個有するビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体と、一分子中にエポキシ基を２個有する脂環式エポキシ樹脂前駆体と、一分子中にエポキシ基を１個〜３個有するアルコールエーテル型エポキシ樹脂前駆体と、液状のイミダゾール類と、を有する。
【００５７】
前記ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体の分子量は、好適には、３００以上６００以下である。ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体の分子量が６００を超えると、液状樹脂の状態での粘度が高くなりビアホール１０の内面９の微細な空隙７に浸透しにくくなり、またビアホール１０がビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体によって埋まりやすくなるため望ましくない。またビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体の分子量が３００未満の状態は、その構造上存在しないので、用いることができない。
【００５８】
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体は、液状樹脂の全成分中の含有量が３０重量％以上６０重量％以下である。ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体が封止体８の全成分中の３０％未満であると耐熱性が劣るため望ましくなく、６０％を超えると封止体８の内面９に設けられるビアホール導体６のピール強度が低下し、さらに８０％を超えると、液状樹脂の状態における粘度が高くなり前記空隙７に浸透しにくくなり、またビアホール１０がビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体によって埋まりやすくなるため望ましくない。
【００５９】
脂環式エポキシ樹脂前駆体は、たとえばアリサイクリックジエポキシカルボキシレートレート、およびアリサイクリックジエポキシアジペートなどが使用できる。アルコールエーテル型エポキシ樹脂前駆体は、たとえば１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、およびネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルなどが使用できる。
【００６０】
脂環式エポキシ樹脂前駆体は、封止体８の耐候性を得るために用いられる。アルコールエーテル型エポキシ樹脂前駆体は、液状樹脂の粘度を塗布に適した２００ｍＰａ・ｓ以上４００ｍＰａ・ｓ以下（２０℃〜１５０℃）にするために用いられる。脂環式エポキシ樹脂前駆体とアルコールエーテル型エポキシ樹脂前駆体の比率は、脂環式エポキシ樹脂前駆体：アルコールエーテル型エポキシ樹脂前駆体＝４０：６０以上７５：２５以下が望ましい。脂環式エポキシ樹脂前駆体が４０％未満の場合、封止体８の耐候性が劣るため望ましくない。また脂環式エポキシ樹脂前駆体が７５％を超えると粘度が高くなりビアホール１０の内面９の微細な空隙７に浸透しにくくなるので望ましくない。
【００６１】
イミダゾール類については、２−エチル４−メチルイミダゾール、１−ベンジル２―メチルイミダゾール、ならびに１―ベンジル２−フェニルイミダゾール等、および変性イミダゾールが好適に用いられる。イミダゾール類が粒子として残存するとビアホール１０の内面９の微細な空隙７に浸透しにくくなるため、液状の形で液状樹脂中に存在していることが好ましい。
【００６２】
このような液状樹脂を硬化することによって、前述したように封止体８が空隙７に形成され、封止体８の材料は液状樹脂と基本的に同様である。したがって、上述した樹脂前駆体の材料は、そのまま封止体８の組成となると考えてよい。
【実施例】
【００６３】
本実施の形態の製造方法で製造した液状樹脂に関するデータの一例と比較例とを、表１〜表３に示す。表１では、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体、脂環式エポキシ樹脂前駆体、アルコールエーテル型エポキシ樹脂前駆体、およびイミダゾール類の単位は、重量％である。表２では、各例の脂環式エポキシ樹脂前駆体とアルコールエーテル型エポキシ樹脂前駆体との比率を示す。
【００６４】
【表１】
【００６５】
【表２】
【００６６】
【表３】
【００６７】
表１に示すように、実施例１および実施例２では、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体は、液状樹脂の全成分中の含有量が３０重量％以上６０重量％以下であり、比較例１では、６０％を越えている。また表２に示すように、実施例１および実施例２では、液状樹脂は、脂環式エポキシ樹脂前駆体：アルコールエーテル型エポキシ樹脂前駆体＝４０：６０以上７５：２５以下であり、比較例１では、脂環式エポキシ樹脂前駆体が含まれていないので、０：１００である。
【００６８】
表３に示すように、粘度は、各例共に、２００ｍＰａ・ｓ以上４００ｍＰａ・ｓ以下（２０℃〜１５０℃）であるが、ピール強度が比較例１では２０ｇ／ｃｍ２以下である。したがって、比較例１の材料から成る封止体８では、ビアホール導体６が封止体８から剥離するおそれがあるので、用いることができない。実施例１および実施例２では、ピール強度が５５０ｇ／ｃｍ２以上であるので、封止体８にビアホール導体６を安定して設けることができる。
【００６９】
したがって、樹脂から成る封止体８とビアホール導体６との接続強度を大きくするためには、封止体８を構成する液状樹脂を、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体、脂環式エポキシ樹脂前駆体、アルコールエーテル型エポキシ樹脂前駆体およびイミダゾール類を含む組成とすることが重要であることが判る。
【００７０】
以上説明したように、本発明の配線基板１では、ビアホール内における繊維糸４と樹脂板５との間の空隙７を封止体８によって覆うことができる。これによって隣り合うビアホール導体６同士が、空隙７を介して不所望に導通することを防ぐことができる。
【００７１】
本発明は上述の実施形態に限られず、本発明の範囲内で種々の変更・改良が可能である。
【００７２】
たとえば、上述の実施形態においては、封止体８がビアホール１０の内面９の繊維糸４付近のみを覆うように構成しているが、たとえば図５に示すように、封止体８は、ビアホール１０の内面９の全域を覆うように構成してもよい。これによってビアホール導体６同士の短絡を封止体８によってより確実に防止できる。
【００７３】
また上述の実施形態においては、封止体８を構成する液状樹脂をビアホール１０に充填する際に、配線基板１全体を液状樹脂に浸漬しているが、これに限らず、ビアホール１０の密集部にのみ液状樹脂を滴下しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の一形態の多層配線基板を構成する配線基板１を簡略化して示す断面図であって、一部を拡大して示す。
【図２】配線基板１の製造工程の一部を段階的に示す断面図である。
【図３】配線基板１の製造方法を示すフローチャートである。
【図４】液状樹脂の製造方法を示すフローチャートである。
【図５】配線基板１の他の例を簡略化して示す断面図であって、一部を拡大して示す。
【符号の説明】
【００７５】
１ 配線基板
２ 絶縁基板
３ 導電層
４ 繊維糸
５ 樹脂板
６ ビアホール導体
７ 空隙
８ 封止体
９ 内面
１０ ビアホール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に樹脂材料により形成された配線基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多層配線基板は、複数の配線基板が積層された構造を有している。また、多層配線基板を構成する各配線基板は、絶縁基板と、絶縁基板の両面に設けられる銅箔と、絶縁基板に形成されるビアホール導体とを含んで構成されている。絶縁基板は、ガラス織布と熱硬化性樹脂との複合材料から成る。ビアホール導体は、絶縁基板の厚み方向に貫通するビアホールに銅めっきを被着させた構造を有している。そして、隣接する配線基板同士は、ビアホール導体や銅箔を介して電気的に接続される。このような多層配線基板は、たとえば半導体素子を収納するパッケージの一部として使用される。
【０００３】
半導体素子の処理速度の高速化に伴って、半導体素子を構成する絶縁材料を、電気信号の伝播速度が速い低誘電率の材料とすることが求められている。通常使用される樹脂ではその分子構造に起因して低誘電率化が難しいため、絶縁材料中に気泡を含有させて低誘電率化を図る技術が試みられている。ところが、気泡を含有させると、絶縁材料から成る配線基板の強度が低下し、配線基板と半導体素子との間に生じる熱応力によって配線基板または半導体素子が損傷するおそれがあることから、絶縁材料中に気泡を含有させて低誘電率化を図る場合、配線基板と半導体素子との熱膨張率の差を小さくすることが求められる。
【０００４】
また、半導体素子のＩ／Ｏ（input/output）数が増加する一方で、半導体素子の高密度化で半導体素子自身は小形化が進み、半導体素子の小形化に伴って、半導体素子と配線基板とを接続するバンプの小形化が進んでいる。バンプの小形化が進むとバンプによる電極の接続強度が低下することから、同様に、半導体素子と配線基板との熱応力を小さくするために両者間の熱膨張率の差を小さくすることが求められている。
【０００５】
以上の例からわかるように、種々の状況によって半導体素子と配線基板との熱膨張率の差を小さくすることが重要となってきている。
【０００６】
そこで、０以下の熱膨張率を有し、かつ、ヤング率の高い樹脂繊維と熱硬化性樹脂とを用いて配線基板を構成することによって、半導体素子に近い熱膨張率を実現する試みが提案されている（たとえば特許文献１および特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特公平２−５９６３７号公報
【特許文献２】特開平５−２５４０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の配線基板においては、樹脂繊維と樹脂繊維を覆う絶縁樹脂との界面に、樹脂繊維と絶縁樹脂との熱膨張率の差に起因する残留応力が発生する。樹脂繊維は、ガラス繊維のような細い繊維とすることが困難であるので、絶縁樹脂と樹脂繊維との接触面積が小さくなる。したがって前記残留応力は、さらに大きくなる。
【０００９】
このような樹脂繊維と絶縁樹脂とを用いた配線基板において、ドリルあるいはレーザー等で貫通孔を形成すると、貫通孔の形成時に印加される応力等によって樹脂繊維と絶縁樹脂との間に隙間が形成されることがある。かかる貫通孔の内部にめっき等により銅等から成るビアホール導体を形成すると、上記隙間に銅が析出し、隣り合うビアホール導体間の絶縁性が著しく低下するという問題がある。
【００１０】
したがって本発明の目的は、隣り合う内部導体同士の電気的な絶縁性を高く維持することが可能な配線基板、およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、複数の繊維糸と、該繊維糸を覆う樹脂板と、該樹脂板を厚み方向に貫通する複数の貫通孔と、を有する基板と、
前記貫通孔の内面から露出し、前記繊維糸と前記樹脂板との間に形成された空隙に設けられる封止体と、
前記封止体を被覆し、前記貫通孔の内部に形成される内部導体と、を備え、
前記封止体は、
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂と、
脂環式エポキシ樹脂と、
アルコールエーテル型エポキシ樹脂と、
イミダゾール類と、を有することを特徴とする配線基板である。
【００１２】
また本発明は、前記配線基板において、
前記ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂の分子量は、３００以上６００以下であり、全成分中の含有量が３０重量％以上６０重量％以下であることを特徴とする配線基板である。
【００１３】
また本発明は、前記配線基板において、
前記脂環式エポキシ樹脂と前記アルコールエーテル型エポキシ樹脂の比率は、
脂環式エポキシ樹脂：アルコールエーテル型エポキシ樹脂＝４０：６０以上７５：２５以下であることを特徴とする配線基板である。
【００１４】
また本発明は、前記配線基板において、
前記封止体は、前記貫通孔の内面全体を被覆するように設けられることを特徴とする配線基板である。
【００１５】
また本発明は、前記配線基板において、
前記内部導体は、前記基板の前記貫通孔に充填されて形成されることを特徴とする配線基板である。
【００１６】
また本発明は、複数の繊維糸と、該繊維糸を覆う樹脂板と、該樹脂板を厚み方向に貫通する貫通孔と、を有する基板を準備する工程と、
前記貫通孔の内面に液状樹脂を塗布して、前記樹脂板と前記繊維糸との間に形成された空隙に前記液状樹脂を充填する工程と、
前記液状樹脂を硬化させて封止体を形成する工程と、
前記封止体を覆うように前記貫通孔の内部に内部導体を形成する工程と、を備え、
前記液状樹脂は、
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体と、
脂環式エポキシ樹脂前駆体と、
アルコールエーテル型エポキシ樹脂前駆体と、
イミダゾール類と、を含むことを特徴とする配線基板の製造方法である。
【００１７】
また本発明は、前記配線基板の製造方法において、
イミダゾール類は、液状であることを特徴とする配線基板の製造方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、貫通孔を形成する際に、繊維糸と樹脂板と間に空隙が形成されていても、空隙を封止体によって覆うことができる。これによって、貫通孔内に被着される内部導体が複数形成される場合、隣り合う内部導体同士が空隙を介して短絡することを防ぐことができる。
【００１９】
また封止体は、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂と、脂環式エポキシ樹脂と、アルコールエーテル型エポキシ樹脂と、イミダゾール類と、を備えた組成を有することから、封止体と該封止体上に形成される内部導体との接続強度を大きくすることができ、内部導体が封止体から不所望に剥離することを防止することが可能となる。
【００２０】
また本発明によれば、前記ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂の分子量は、３００以上６００以下であり、全成分中の含有量が３０重量％以上６０重量％以下である。このように分子量および含有量を設定することによって、封止体を空隙に設ける場合に、封止体が硬化する前における液状樹脂の粘度を好適な値に設定することができる。これによって封止体を上記空隙に良好に充填することができる。
【００２１】
さらに本発明によれば、前記脂環式エポキシ樹脂と前記アルコールエーテル型エポキシ樹脂の比率は、脂環式エポキシ樹脂：アルコールエーテル型エポキシ樹脂＝４０：６０以上７５：２５以下である。このように比率を設定することによって、耐候性（初期の材料特性を維持する性質）が優れ、前述の好適な粘度を有する封止体を実現することができる。
【００２２】
さらに本発明によれば、封止体は前記貫通孔の内面全体を被覆するように設けられる。これによって貫通孔の内面より露出する繊維糸を封止体によって確実に被覆することができるので、隣接する内部導体同士の短絡をより確実に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明の実施の一形態の多層配線基板を構成する配線基板１を簡略化して示す断面図であって、一部を拡大して示す。図１では、理解を容易にするため１層の配線基板１を示すが、本実施形態においては、多層配線基板は、複数の配線基板１を、配線基板１の厚み方向に積層して構成されているものとする。
【００２４】
＜多層配線基板の概略構造＞
多層配線基板を構成する配線基板１は、絶縁基板２と、銅等の導電材料から成る導電層３とを含んで構成されていることから、各絶縁基板２間には導電層３が介在された形となっている。また、絶縁基板２は、厚み方向に貫通するビアホール導体６（内部導体）を有しており、かかるビアホール導体６によって、多層配線基板内において異なる平面上に配置された複数の導電層３同士が電気的に接続されている。
【００２５】
＜絶縁基板２の概略構造＞
絶縁基板２は、複数の繊維糸４と、該繊維糸４を覆う樹脂板５と、該樹脂板５厚み方向に貫通する複数のビアホール１０（貫通孔）が形成される。ビアホール１０の内面９には、絶縁性を有する封止体８が設けられる。またビアホール１０の内面９には、封止体８を被覆するように前述のビアホール導体６が設けられる。
【００２６】
＜繊維糸４および樹脂板５の材料＞
繊維糸４は、たとえばポリベンズオキサゾール、全芳香族ポリアミドまたは全芳香族ポリエステル等の樹脂材料からなる繊維、ポリベンズオキサゾール繊維、もしくは、ガラス繊維（たとえば、特にＳガラス、Ｔガラス等の低熱膨張率を有するガラス繊維）によって形成しても良い。
【００２７】
また、樹脂板５を構成する熱硬化性樹脂としては、たとえば、エポキシ系樹脂、トリアジン系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、フェノール樹脂、フッ素系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、ポリイミド系樹脂の群から選ばれる少なくとも１種など一般に配線基板１に使用される樹脂であればなんでもよい。
【００２８】
＜空隙７の説明＞
絶縁基板２は、繊維糸４と樹脂板５との間には、空隙７が形成される。この空隙７は、繊維糸４を液状の熱硬化性樹脂に含浸し硬化させて樹脂板５を形成するときに、繊維糸４と液状の熱硬化樹脂との熱膨張率の差に起因して発生する。また空隙７は、絶縁基板２にドリルやレーザー等でビアホール１０を形成するときに、繊維糸４や樹脂板５に作用する応力によって、生じることがある。図１では、理解を容易にするため、空隙７を誇張して示しているが、実際には図１に示すような大きな空隙７が形成されることはまれであり、通常は、単に繊維糸４と樹脂板５とが剥がれている状態である。
【００２９】
空隙７は、繊維糸４の熱膨張率とそれに含浸された熱硬化性樹脂から成る樹脂板５との熱膨張率の差が大きいほど発生しやすい。繊維糸４を構成するガラスの熱膨張率は、たとえばＥガラスでは１２ｐｐｍ／℃程度であり、Ｓガラスでは３ｐｐｍ／℃程度、Ｔガラスでは５ｐｐｍ／℃程度であり、また、樹脂板５を構成する樹脂材料の熱膨張率は、−５〜０ｐｐｍ／℃程度であるため、両社の熱膨張係数の差は比較的大きく、繊維糸４と樹脂板５との間に空隙７が発生しやすい。
【００３０】
＜封止体８の概略構造＞
封止体８は、絶縁性を有し、隣接するビアホール１０に形成されるビアホール導体６と絶縁するために設けられる。封止体８は、少なくとも空隙７の内部に設けられており、本実施形態においては、封止体８は空隙７の内部に充填された形となっている。したがって、ビアホール１０を形成する際に、繊維糸４と樹脂板５と間に空隙が形成されていても、空隙７を封止体８によって覆うことができる。これによって、ビアホール１９内に被着されるビアホール導体６が複数形成される場合、隣り合うビアホール導体６同士が空隙７を介して短絡することを防ぐことができる。なお、封止体８は、後に詳述するように、ビアホール１０の内面９に液状樹脂を含浸させるとともに、この液状樹脂を硬化して形成される。
【００３１】
＜ビアホール導体６の概略構造＞
ビアホール導体６は、ビアホール１０の内部に形成されており、端部が絶縁基板２の主面に被着された導電層３と電気的に接続されている。このようなビアホール導体６は、めっき法によってビアホール１０に充填されて形成される。なお、ビアホール導体６は、必ずしもビアホール１０に充填される必要はなく、ビアホール１０の内面９に被着されているだけでも良い。絶縁基板２には、複数のビアホール１０が形成され、隣接するビアホール１０の間隔であるビアホールピッチが５００μｍ以下であり、本実施の形態では、ビアホールピッチが２５０μｍ以下、特に１７５μｍ以下の近接したビアホール１０が形成される。
【００３２】
＜配線基板１の製造方法＞
次に、配線基板１の製造方法について説明する。図２は、配線基板１の製造工程の一部を段階的に示す断面図である。図２では、理解を容易にするため１層の配線基板１を示す。図３は、配線基板１の製造方法を示すフローチャートである。
【００３３】
（１）ステップａ１にて、図２（ａ）に示すように、繊維糸４から成る織布に熱硬化性樹脂を含浸した絶縁基板２を準備し、ステップａ２に移る。
【００３４】
絶縁基板２中の織布は、レーザーによるビアホール１０の加工の精度を高めるために、偏平処理を施すことが望ましい。この偏平処理によって、繊維糸の密度の相違によるビアホール径のばらつきの発生が抑制され、均一なホール径のビアホール１０を形成することができる。
【００３５】
（２）ステップａ２は、図２（ｂ）に示すように、この絶縁基板２に対して複数のビアホール１０を形成し、ステップａ３に移る。
【００３６】
ビアホール１０は、たとえばレーザー加工、ドリル加工およびルーター加工の少なくともいずれかの方法によって形成される。ビアホール１０の形成は、レーザー加工では、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザー、およびエキシマレーザーなどの照射による加工など公知の方法が採用される。ビアホール加工を行なう際には、絶縁基板２の表裏に表面部を保護するための保護フィルムを密着させて加工することができる。
【００３７】
（３）ステップａ３では、ビアホール１０が形成された絶縁基板２のクリーニングを行い、ステップａ４に移る。
【００３８】
（４）ステップａ４では、ビアホール１０の内面９に、液状樹脂を塗布して、ステップａ５に移る。
【００３９】
液状樹脂の塗布は、絶縁基板２の全体を、前記液状樹脂が収容された容器に所定の時間、含浸させることによって行われる。絶縁基板２を液状樹脂に対して含浸させると、液状樹脂が毛細管現象によってビアホール１０の内面に入り込み、空隙７が液状樹脂によって充填される。その結果、ビアホール１０のピッチが２５０μｍ以下の非常に近接している場合に、ビアホール１０内にビアホール導体６を形成しても、ビアホール導体６間における絶縁不良の発生を抑制し、回路の信頼性を高めることができる。また、この液状樹脂の含浸によって、外部から水分が侵入してマイグレーションが発生することが抑制され、また、基板温度が上昇した場合に空隙の膨張によって基板が破損することも良好に防止される。
【００４０】
なお、液状樹脂をビアホール１０内に充填させる際に、絶縁基板２の配設空間を１０ｔｏｒｒ〜大気圧の間で減圧と加圧を繰り返すことによって行われる。かかる圧力調整によって、液状樹脂の毛細管現象を促進させ、液状樹脂を空隙７に良好に充填することが可能となる。
【００４１】
（５）ステップａ５では、絶縁基板２を液状樹脂が収容された容器から取り出し、余分な液状樹脂を除去した後、ステップａ６に移る。
液状樹脂の除去は、絞りロールによる方法、圧縮空気の吹き付けによる方法がある。
【００４２】
（６）ステップａ６では、図２（ｃ）に示すように、液状樹脂を硬化させて封止体８を形成し、ステップａ７に移る。
【００４３】
液状樹脂の硬化は、絶縁基板２を１２０〜２５０℃の環境下で１０分〜１２０分保持することによって行われる。
【００４４】
（７）ステップａ７では、絶縁基板２を過マンガン酸溶液に浸漬し、ビアホール１０の内面９および絶縁基板２に厚み方向の表面部を膨潤させ、表面にパラジウム触媒を付着させ、ステップａ８に移る。
【００４５】
（８）ステップａ８では、ビアホール１０の内面９および絶縁基板２の前記表面部を無電解めっきによって、たとえば１μｍの厚さで銅をめっきし、ステップａ９に移る。
【００４６】
（９）ステップａ９では、ビアホール１０の内面９および絶縁基板２に前記表面部に銅の電気めっきを行い、無電解めっきと合計でたとえば１８μｍの銅をめっきして、ビアホール１０にビアホール導体６を形成し、絶縁基板２の前記表面部にめっき層（図示せず）を形成し、ステップａ１０に移る。このように無電解めっきおよび電解めっきによって、図２（ｄ）に示すように、ビアホール１０に銅を充填してビアホール導体６を形成する。
【００４７】
（１０）ステップａ１０では、めっき層の表面部に感光性のレジストを貼り、ステップａ１１に移る。
【００４８】
（１１）ステップａ１１では、レジストに所定のパターンを露光して、現像を行い、めっき層をエッチングすることによって所定の回路を形成した後、レジストを剥離し、ステップａ１２に移る。このようにビアホール導体６を形成した前記絶縁基板２の表面に、図２（ｄ）に示すように、導電層３を形成する。これによって配線基板１が製造される。導電層３を形成する方法としては、前述のようにたとえばパターンめっき法などが採用される。したがってビアホール導体６によって、絶縁基板２の厚み方向両端面部に対向して配置される導電層３を導通させることができる。
【００４９】
（１２）ステップａ１２では、配線基板１を洗浄および乾燥して、ステップａ１３に移る。
【００５０】
（１３）ステップａ１３では、ステップａ１２にて製造された配線基板１を所望の枚数積層して、多層配線基板を形成し、ステップａ１４に移る。
【００５１】
（１４）ステップａ１４では、仕上げ工程が行われ、本フローを終了し、多層配線基板が完成する。
【００５２】
＜液状樹脂（封止体）の材料＞
図４は、液状樹脂の製造方法を示すフローチャートである。液状樹脂は、前記樹脂板５の樹脂材料と同系の樹脂が好適に用いられる。ステップｂ１にて、液状樹脂を構成する複数種のエポキシ樹脂前駆体と、該エポキシ樹脂前駆体を熱により硬化ならしめる硬化剤と、が調合され、ステップｂ２に移る。ステップｂ２では、これら材料が混合されて液状樹脂が生成され、ステップｂ３に移る。ステップｂ３では、ステップｂ２にて混合された液状樹脂の粘度を測定し、本フローを終了する。
【００５３】
図４に示すフローチャートでは、ステップｂ１にて、複数種のエポキシ樹脂前駆体と硬化剤とを調合して、ステップｂ２にて混合し、ステップｂ３に移っているが、これに限ることはない。たとえばステップｂ１にて複数種のエポキシ樹脂前駆体を調合し、ステップｂ２にて加熱した状態で混合し、さらにステップｂ１に戻り、ステップｂ２にて混合した液状の混合物に硬化剤を調合し、再びステップｂ２にて混合して、液状樹脂を生成してもよい。このように加熱した状態で複数種のエポキシ樹脂前駆体だけを混合することによって、より確実に複数種のエポキシ樹脂前駆体を溶解および混合することができ、また硬化剤を調合していない混合物を加熱した状態で混合するので、混合物が硬化剤によって不所望に硬化することを防ぐことができる。
【００５４】
液状樹脂の粘度は、ビアホール１０が埋まらず、かつビアホール１０の内面９の微細な空隙７に浸透できる粘度が好ましく、たとえば２０℃〜１５０℃の範囲内において２００ｍＰａ・ｓ以上４００ｍＰａ・ｓ以下が望ましい。ここで粘度は、ブルックフィールド社製ＨＢＤＶＩＩＩによって、角度０．８度、半径２４ｍｍのコーン・スピンドルを用いて、ずり速度１８７．５ｓｅｃ−１の条件で測定した２５℃のときの粘度である。粘度が２００ｍＰａ・ｓ未満であると、ビアホール１０の内面９からのダレが起り空隙７を覆うことができず、４００ｍＰａ・ｓを超えると、ビアホール１０の内面９の空隙７に浸透しにくくなり、またビアホール１０が液状樹脂によって埋まりやすくので望ましくない。
【００５５】
液状樹脂を構成するエポキシ樹脂前駆体としては、たとえば、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなどのノボラック樹脂前駆体、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、レゾルシン、ビスヒドロキシジフェニルエーテル等の多価フェノール類、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等の多価アルコール類、エチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、アニリン等のポリアミノ化合物、アジピン酸、フタル酸イソフタル酸等の多価カルボキシ化合物等とエピクロルヒドリンまたは２−メチルエピクロルヒドリンを反応させて得られるグリシジル型のエポキシ樹脂前駆体、ジシクロペンタジエンエポキサイド、ブタジエンダイマージエポキサイド等の脂肪族および脂環式エポキシ樹脂前駆体が用いられる。硬化剤としては、たとえば、アミン類、酸無水物類、イミダゾール類、フェノール類、ジシアンジアミド等が好適に用いられ、これらは単独または組み合わせて使用することができる。また、封止体８には、上記のような一分子中にエポキシ基を２個以上有する化合物とともに、一分子中にエポキシ基を１個のみ有する化合物を適宜加えることもできる。
【００５６】
液状樹脂は、好適には、一分子中にエポキシ基を２個有するビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体と、一分子中にエポキシ基を２個有する脂環式エポキシ樹脂前駆体と、一分子中にエポキシ基を１個〜３個有するアルコールエーテル型エポキシ樹脂前駆体と、液状のイミダゾール類と、を有する。
【００５７】
前記ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体の分子量は、好適には、３００以上６００以下である。ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体の分子量が６００を超えると、液状樹脂の状態での粘度が高くなりビアホール１０の内面９の微細な空隙７に浸透しにくくなり、またビアホール１０がビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体によって埋まりやすくなるため望ましくない。またビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体の分子量が３００未満の状態は、その構造上存在しないので、用いることができない。
【００５８】
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体は、液状樹脂の全成分中の含有量が３０重量％以上６０重量％以下である。ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体が封止体８の全成分中の３０％未満であると耐熱性が劣るため望ましくなく、６０％を超えると封止体８の内面９に設けられるビアホール導体６のピール強度が低下し、さらに８０％を超えると、液状樹脂の状態における粘度が高くなり前記空隙７に浸透しにくくなり、またビアホール１０がビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体によって埋まりやすくなるため望ましくない。
【００５９】
脂環式エポキシ樹脂前駆体は、たとえばアリサイクリックジエポキシカルボキシレートレート、およびアリサイクリックジエポキシアジペートなどが使用できる。アルコールエーテル型エポキシ樹脂前駆体は、たとえば１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、およびネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルなどが使用できる。
【００６０】
脂環式エポキシ樹脂前駆体は、封止体８の耐候性を得るために用いられる。アルコールエーテル型エポキシ樹脂前駆体は、液状樹脂の粘度を塗布に適した２００ｍＰａ・ｓ以上４００ｍＰａ・ｓ以下（２０℃〜１５０℃）にするために用いられる。脂環式エポキシ樹脂前駆体とアルコールエーテル型エポキシ樹脂前駆体の比率は、脂環式エポキシ樹脂前駆体：アルコールエーテル型エポキシ樹脂前駆体＝４０：６０以上７５：２５以下が望ましい。脂環式エポキシ樹脂前駆体が４０％未満の場合、封止体８の耐候性が劣るため望ましくない。また脂環式エポキシ樹脂前駆体が７５％を超えると粘度が高くなりビアホール１０の内面９の微細な空隙７に浸透しにくくなるので望ましくない。
【００６１】
イミダゾール類については、２−エチル４−メチルイミダゾール、１−ベンジル２―メチルイミダゾール、ならびに１―ベンジル２−フェニルイミダゾール等、および変性イミダゾールが好適に用いられる。イミダゾール類が粒子として残存するとビアホール１０の内面９の微細な空隙７に浸透しにくくなるため、液状の形で液状樹脂中に存在していることが好ましい。
【００６２】
このような液状樹脂を硬化することによって、前述したように封止体８が空隙７に形成され、封止体８の材料は液状樹脂と基本的に同様である。したがって、上述した樹脂前駆体の材料は、そのまま封止体８の組成となると考えてよい。
【実施例】
【００６３】
本実施の形態の製造方法で製造した液状樹脂に関するデータの一例と比較例とを、表１〜表３に示す。表１では、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体、脂環式エポキシ樹脂前駆体、アルコールエーテル型エポキシ樹脂前駆体、およびイミダゾール類の単位は、重量％である。表２では、各例の脂環式エポキシ樹脂前駆体とアルコールエーテル型エポキシ樹脂前駆体との比率を示す。
【００６４】
【表１】
【００６５】
【表２】
【００６６】
【表３】
【００６７】
表１に示すように、実施例１および実施例２では、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体は、液状樹脂の全成分中の含有量が３０重量％以上６０重量％以下であり、比較例１では、６０％を越えている。また表２に示すように、実施例１および実施例２では、液状樹脂は、脂環式エポキシ樹脂前駆体：アルコールエーテル型エポキシ樹脂前駆体＝４０：６０以上７５：２５以下であり、比較例１では、脂環式エポキシ樹脂前駆体が含まれていないので、０：１００である。
【００６８】
表３に示すように、粘度は、各例共に、２００ｍＰａ・ｓ以上４００ｍＰａ・ｓ以下（２０℃〜１５０℃）であるが、ピール強度が比較例１では２０ｇ／ｃｍ２以下である。したがって、比較例１の材料から成る封止体８では、ビアホール導体６が封止体８から剥離するおそれがあるので、用いることができない。実施例１および実施例２では、ピール強度が５５０ｇ／ｃｍ２以上であるので、封止体８にビアホール導体６を安定して設けることができる。
【００６９】
したがって、樹脂から成る封止体８とビアホール導体６との接続強度を大きくするためには、封止体８を構成する液状樹脂を、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体、脂環式エポキシ樹脂前駆体、アルコールエーテル型エポキシ樹脂前駆体およびイミダゾール類を含む組成とすることが重要であることが判る。
【００７０】
以上説明したように、本発明の配線基板１では、ビアホール内における繊維糸４と樹脂板５との間の空隙７を封止体８によって覆うことができる。これによって隣り合うビアホール導体６同士が、空隙７を介して不所望に導通することを防ぐことができる。
【００７１】
本発明は上述の実施形態に限られず、本発明の範囲内で種々の変更・改良が可能である。
【００７２】
たとえば、上述の実施形態においては、封止体８がビアホール１０の内面９の繊維糸４付近のみを覆うように構成しているが、たとえば図５に示すように、封止体８は、ビアホール１０の内面９の全域を覆うように構成してもよい。これによってビアホール導体６同士の短絡を封止体８によってより確実に防止できる。
【００７３】
また上述の実施形態においては、封止体８を構成する液状樹脂をビアホール１０に充填する際に、配線基板１全体を液状樹脂に浸漬しているが、これに限らず、ビアホール１０の密集部にのみ液状樹脂を滴下しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の一形態の多層配線基板を構成する配線基板１を簡略化して示す断面図であって、一部を拡大して示す。
【図２】配線基板１の製造工程の一部を段階的に示す断面図である。
【図３】配線基板１の製造方法を示すフローチャートである。
【図４】液状樹脂の製造方法を示すフローチャートである。
【図５】配線基板１の他の例を簡略化して示す断面図であって、一部を拡大して示す。
【符号の説明】
【００７５】
１ 配線基板
２ 絶縁基板
３ 導電層
４ 繊維糸
５ 樹脂板
６ ビアホール導体
７ 空隙
８ 封止体
９ 内面
１０ ビアホール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の繊維糸と、該繊維糸を覆う樹脂板と、該樹脂板を厚み方向に貫通する複数の貫通孔と、を有する基板と、
前記貫通孔の内面から露出し、前記繊維糸と前記樹脂板との間に形成された空隙に設けられる封止体と、
前記封止体を被覆し、前記貫通孔の内部に形成される内部導体と、を備え、
前記封止体は、
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂と、
脂環式エポキシ樹脂と、
アルコールエーテル型エポキシ樹脂と、
イミダゾール類と、を有することを特徴とする配線基板。
【請求項２】
請求項１に記載の配線基板において、
前記ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂の分子量は、３００以上６００以下であり、全成分中の含有量が３０重量％以上６０重量％以下であることを特徴とする配線基板。
【請求項３】
請求項１または２に記載の配線基板において、
前記脂環式エポキシ樹脂と前記アルコールエーテル型エポキシ樹脂の比率は、
脂環式エポキシ樹脂：アルコールエーテル型エポキシ樹脂＝４０：６０以上７５：２５以下であることを特徴とする配線基板。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の配線基板において、
前記封止体は、前記貫通孔の内面全体を被覆するように設けられることを特徴とする配線基板。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の配線基板において、
前記内部導体は、前記基板の前記貫通孔に充填されて形成されることを特徴とする配線基板。
【請求項６】
複数の繊維糸と、該繊維糸を覆う樹脂板と、該樹脂板を厚み方向に貫通する貫通孔と、を有する基板を準備する工程と、
前記貫通孔の内面に液状樹脂を塗布して、前記樹脂板と前記繊維糸との間に形成された空隙に前記液状樹脂を充填する工程と、
前記液状樹脂を硬化させて封止体を形成する工程と、
前記封止体を覆うように前記貫通孔の内部に内部導体を形成する工程と、を備え、
前記液状樹脂は、
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体と、
脂環式エポキシ樹脂前駆体と、
アルコールエーテル型エポキシ樹脂前駆体と、
イミダゾール類と、を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の配線基板の製造方法において、
イミダゾール類は、液状であることを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項１】
複数の繊維糸と、該繊維糸を覆う樹脂板と、該樹脂板を厚み方向に貫通する複数の貫通孔と、を有する基板と、
前記貫通孔の内面から露出し、前記繊維糸と前記樹脂板との間に形成された空隙に設けられる封止体と、
前記封止体を被覆し、前記貫通孔の内部に形成される内部導体と、を備え、
前記封止体は、
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂と、
脂環式エポキシ樹脂と、
アルコールエーテル型エポキシ樹脂と、
イミダゾール類と、を有することを特徴とする配線基板。
【請求項２】
請求項１に記載の配線基板において、
前記ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂の分子量は、３００以上６００以下であり、全成分中の含有量が３０重量％以上６０重量％以下であることを特徴とする配線基板。
【請求項３】
請求項１または２に記載の配線基板において、
前記脂環式エポキシ樹脂と前記アルコールエーテル型エポキシ樹脂の比率は、
脂環式エポキシ樹脂：アルコールエーテル型エポキシ樹脂＝４０：６０以上７５：２５以下であることを特徴とする配線基板。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の配線基板において、
前記封止体は、前記貫通孔の内面全体を被覆するように設けられることを特徴とする配線基板。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の配線基板において、
前記内部導体は、前記基板の前記貫通孔に充填されて形成されることを特徴とする配線基板。
【請求項６】
複数の繊維糸と、該繊維糸を覆う樹脂板と、該樹脂板を厚み方向に貫通する貫通孔と、を有する基板を準備する工程と、
前記貫通孔の内面に液状樹脂を塗布して、前記樹脂板と前記繊維糸との間に形成された空隙に前記液状樹脂を充填する工程と、
前記液状樹脂を硬化させて封止体を形成する工程と、
前記封止体を覆うように前記貫通孔の内部に内部導体を形成する工程と、を備え、
前記液状樹脂は、
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体と、
脂環式エポキシ樹脂前駆体と、
アルコールエーテル型エポキシ樹脂前駆体と、
イミダゾール類と、を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の配線基板の製造方法において、
イミダゾール類は、液状であることを特徴とする配線基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−２９４６９４（Ｐ２００７−２９４６９４Ａ）
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２１２９１（Ｐ２００６−１２１２９１）
【出願日】平成１８年４月２５日（２００６．４．２５）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【出願人】（３９７０５９５７１）京都エレックス株式会社 (43)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月２５日（２００６．４．２５）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【出願人】（３９７０５９５７１）京都エレックス株式会社 (43)
【Ｆターム（参考）】
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