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【発明の名称】 多層配線板およびその製造方法
【発明者】 【氏名】中村 謙介

【氏名】八月朔日 猛

【氏名】高橋 豊誠

【氏名】岡田 亮一
【要約】 【課題】確実に層間接続でき、且つ信頼性の高い多層配線板およびその製造方法を提供する。

【解決手段】層間接続用の導体ポスト１０４と、導体ポスト１０４と接続するためのパッドを有する配線パターン１０７と、導体ポストとパッド１０６とを接合するための接合用金属材料１０５と、層間に存在する絶縁層１０９を具備した多層配線板であって、絶縁層１０９の少なくとも一部を金属接合接着剤１０８にする。
【特許請求の範囲】
【請求項1】 層間接続用の導体ポストと、該導体ポストと接続するためのパッドを有する配線パターンと、該導体ポストと該パッドとを接合するための接合用金属材料層と、層間に存在する絶縁層を具備した多層配線板であって、該絶縁層の少なくとも一部が金属接合接着剤からなり、層間接続が金属接合であることを特徴とする多層配線板。
【請求項２】 接合用金属材料層が、半田からなることを特徴とする請求項１記載の多層配線板。
【請求項３】 導体ポストが、銅からなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の多層配線板。
【請求項４】 金属接合接着剤が、少なくとも１つ以上のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）と、その硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）とを必須成分とすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の多層配線板。
【請求項５】 フェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）が、フェノールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、レゾール樹脂、クレゾールノボラック樹脂及び、ポリビニルフェノール樹脂から選ばれる、少なくとも１種であることを特徴とする、請求項４記載の多層配線板。
【請求項６】 フェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）が、金属接合接着剤中に、２０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下で含むことを特徴とする、請求項４または請求項５記載の多層配線板。
【請求項７】 金属接合接着剤が、エポキシ樹脂（Ｃ）と、イミダゾール環を有し且つエポキシ樹脂（Ｃ）の硬化剤として作用する化合物（Ｄ）とを、必須成分とすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の多層配線板。
【請求項８】 硬化剤として作用する化合物（Ｄ）が、金属接合接着剤中に、１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下で含むことを特徴とする、請求項７記載の多層配線板。
【請求項９】 導体ポストを形成する工程と、前記導体ポストと接続するためのパッドを有する配線パターンを形成する工程と、前記導体ポストと前記パッドの少なくとも一方に接合用金属材料層を形成する工程と、絶縁層を形成する工程と、前記導体ポストが、前記絶縁層の少なくとも金属接合接着剤層部分を介して、前記接合用金属材料層により前記パッドと接合する工程、加熱により前記金属接合接着剤層を硬化させる工程、とを含んでなることを特徴とする多層配線板の製造方法。
【請求項１０】 請求項９記載の製造方法により得られたことを特徴とする多層配線板。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップを搭載する多層配線板に関し、層間の電気的接続と接着を同時に行う多層配線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】近年の電子機器の高機能化並びに軽薄短小化の要求に伴い、電子部品の高密度集積化、さらには高密度実装化が進んできており、これらの電子機器に使用される半導体パッケージは、従来にも増して、益々、小型化かつ多ピン化が進んできている。
【０００３】従来の回路基板はプリント配線板と呼ばれ、ガラス繊維の織布にエポキシ樹脂を含浸させた積層板からなるガラスエポキシ板に貼り付けられた銅箔をパターニング後、複数枚重ねて積層接着し、ドリルで貫通穴を開けて、この穴の壁面に銅メッキを行ってビアを形成し層間の電気接続を行った配線基板の使用が主流であった。しかし、搭載部品の小型化、高密度化が進み、上記の配線基板では配線密度が不足して部品の搭載に問題が生じるようになってきている。
【０００４】このような背景により、近年、ビルドアップ多層配線板が採用されている。ビルドアップ多層配線板は、樹脂のみで構成される絶縁層と導体とを積み重ねながら成形される。層間接続方法としては、従来のドリル加工に代わって、レーザ法、プラズマ法やフォト法等、多岐にわたり、小径のビアホールを自由に配置することで高密度化を達成するものである。ビルドアップ多層配線板の製法は、絶縁層にビアを形成してから層間接続する方法と、層間接続部を形成してから絶縁層を積層する方法とに大別される。また、層間接続部は、ビアホールをメッキで形成する場合と、導電性ペースト等で形成する場合とに分けられ、使用される絶縁材料やビア形成方法により、さらに細分化される。その中でも、プリプレグに層間接続用の微細ビアをレーザーで形成し、ビア内を銅ペーストなどの導電性接着剤で穴埋めし、この導電性接着剤により電気的接続を得る方法では、ビアの上にビアを形成するスタックドビアが可能なため、高密度化はもちろんのこと配線設計も非常に簡易化することができる。しかしながら、この方法では、層間の電気的接続を導電性接着剤で行っているため、信頼性が十分ではない。また、微細なビアに導電性接着剤を埋め込む高度な技術も必要となり、さらなる微細化に対応することが困難である。
【０００５】特開平８−１９５５６０号公報では、「両面又は片面に導電体回路層を有する絶縁体層と導電体回路層を有しない絶縁体層とを所定数積み重ねた積層体とを、加圧・成形し、同時に所定の少なくとも上下二つの導電体回路層を電気的に接続させるプリント回路基板の製造方法において、絶縁体層をいずれもガラス繊維を含まないシート状の絶縁体樹脂層で形成し、導電体回路層の所定場所上に導電体回路層間の電気的接続用の導電体からなる突起（金属塊）を設けておき、積層体をプレス治具板を用いて、プレスを行うものであり、プレス圧力によって絶縁体樹脂層を突起が突き破り、対向する導電体回路層に当接・圧着させる製造方法」が記載されている。また、「さらに突起の先端部に、絶縁体樹脂層の樹脂硬化温度より高い溶融温度を有する半田層を設けておき熱及び圧力で絶縁体樹脂層を突起で突き破り半田層を導電体回路層に接続させた後、この状態で温度を半田の溶融温度まで上昇し半田層を溶融させて突起を導電体回路層に接続させた後、冷却して半田層を固化させる製造方法」が記載されている。しかしながら、上記の前者の方法では、電気的接続が物理的接触だけであり、信頼性が低いことが予想される。後者の方法では、突起先端の半田層と導電体回路層の表面が十分に清浄化、すなわち、表面酸化膜の除去や還元がされていないと、半田が濡れ拡がることができないため、半田接合することは不可能である。
【０００６】特開平１１−２５１７０３号公報では、「導電性組成物によって充填された貫通孔を有する絶縁体層と、導電組成物の一方または両方の面の上に形成された導電性のバッファー層と、導電性のバッファー層上に形成された配線パターンとを備え、導電性のバッファー層は、導電性組成物、配線パターンのいずれか一方または、両方と合金または金属間化合物を形成している回路基板」が記載されいる。この方法においても、金属間化合物を形成する導電性バッファー層、導電性組成物、配線パターンの表面が、十分に清浄化されていないと、導電性バッファー層が濡れ拡がることができず、金属接合が不十分になり、信頼性の高い電気的接続が得られない。
【０００７】特開平１１−２０４９３９号公報では、「絶縁シートの少なくとも片面に配線パターンを有し、絶縁シートの表裏面を貫通して導電性のビアホールを有し、そのビアホールと電気的に接続された表裏面の任意の場所に接続用電極を設けた回路基板どうしを絶縁層を介して複数枚積層した構造の多層回路基板であって、前記複数の互いに隣接する回路基板どうしを結合する絶縁層を、１００〜３００℃の温度に加熱すると粘度が１０００ポアズ以下に低下し、前記温度域に１０分放置すると少なくとも７０〜８０％が硬化する熱硬化性接着剤の硬化層で構成してなる多層回路基板」が記載されている。この方法においても、接続用電極として導電性接着剤を用いたり、接続用電極表面にＡｕやＳｎ等を形成しＡｕ−Ｓｎ合金などで接続を試みたりしているが、導電性接着剤では前述したように信頼性が低く、Ａｕ−Ｓｎ合金での接続では、Ｓｎ表面を清浄化していないため金属間の濡れ性が悪く、接合が十分に形成されない。実際に、「テープ状フィルムの一括積層方式による多層配線板の開発」（エレクトロニクス実装学会誌、ｖｏｌ．１、Ｎｏ．２（１９９８））の文献で示されているように、Ａｕ−Ｓｎ合金が全面に濡れ拡がらないため、Ａｕ−Ｓｎの間に熱硬化性接着剤を挟んだ部分的な接合となり、接続信頼性が十分ではない。ここで、熱硬化性接着剤の硬化層をエポキシ系接着剤で設けられているが、具体的にはエポキシ樹脂としてビスフェノールＡ型もしくはクレゾールノボラック型であり、硬化剤として、フェノールノボラック樹脂とあるが、その機能は層間接着のみであり、金属表面の酸化膜の除去や、還元といった金属表面の清浄化機能に関する記載はない。また、特開平１１−２０４９３９号公報では、「接続用電極として、Ｓｎ−Ｐｂはんだ等、Ｓｎを主成分とする合金を用いて３００℃以下の温度で、電気的な接続を行う方法」が記載されているが、接合表面を清浄化しないと、半田接合することは不可能である。
【０００８】一般に、半田接合のためには、半田表面と相対する電極の、金属表面の酸化物などの汚れを除去すると共に、半田接合時の金属表面の再酸化を防止して、半田の表面張力を低下させ、金属表面に溶融半田が濡れ易くする、半田付け用フラックスが使用される。このフラックスとしては、ロジンなどの熱可塑性樹脂系フラックスに、酸化膜を除去、還元する活性剤等を加えたフラックスが用いられている。しかしながら、このフラックスが残存していると、高温、多湿時に熱可塑性樹脂が溶融し、活性剤中の活性イオンも遊離するなど、電気絶縁性の低下やプリント配線の腐食などの問題が生じる。そのため現在は、半田接合後の残存フラックスを洗浄除去しなければならない。よって、前述の特開平８−１９５５６０号公報、特開平１１−２５１７０３号公報、特開平１１−２０４９３９号公報で記載された多層プリント基板、回路基板、多層回路基板の金属接合のために、この様な半田付け用のフラックスを用いても、確実に金属接合はできるが、絶縁信頼性を得ることができない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、半導体チップを搭載する多層配線板における、層間接続のこのような現状の問題点に鑑み、確実に層間接続でき、且つ信頼性の高い多層配線板を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、層間接続用の導体ポストと、該導体ポストと接続するためのパッドを有する配線パターンと、該導体ポストと該パッドとを接合するための接合用金属材料層と、層間に存在する絶縁層を具備した多層配線板であって、該絶縁層の少なくとも一部が金属接合接着剤からなり、層間接続が金属接合であることを特徴とする多層配線板である。
【００１１】本発明の多層配線板の接合用金属材料層は、好ましくは、半田からなり、さらには、導体ポストは、銅からなることが好ましい。
【００１２】本発明の多層配線板の金属接合接着剤は、好ましくは、少なくとも１つ以上のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）と、その硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）とを必須成分としてなり、さらには、前記フェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）が、フェノールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、レゾール樹脂、クレゾールノボラック樹脂及び、ポリビニルフェノール樹脂から選ばれた、少なくとも１種であることが好ましく、また、前記フェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）が、金属接合接着剤中に、２０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下で含まれることが好ましい。
【００１３】また、本発明の多層配線板の金属接合接着剤は、好ましくは、エポキシ樹脂（Ｃ）と、イミダゾール環を有し且つエポキシ樹脂（Ｃ）の硬化剤として作用する化合物（Ｄ）とを、必須成分としてなり、さらには、前記硬化剤として作用する化合物（Ｄ）が、金属接合接着剤中に１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下で含まれることが好ましい。
【００１４】また、本発明は、導体ポストを形成する工程と、前記導体ポストと接続するためのパッドを有する配線パターンを形成する工程と、前記導体ポストと前記パッドの少なくとも一方に接合用金属材料層を形成する工程と、絶縁層を形成する工程と、前記導体ポストが、前記絶縁層の少なくとも金属接合接着剤層部分を介して、前記接合用金属材料層により前記パッドと接合する工程、加熱により前記金属接合接着剤層を硬化させる工程、とを含んでなることを特徴とする多層配線板の製造方法である。
【００１５】更に、本発明は、前記製造方法により得られることを特徴とする多層配線板である。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。
【００１７】図１は、本発明の実施形態である多層配線板およびその製造方法の例を説明するための図で、図１（ｇ）は本発明で得られる多層配線板の構造を示す断面図である。本発明の多層配線板は、層間接続用の導体ポスト１０４が、層間に存在する絶縁層１０９の少なくとも一部を形成する金属接合接着剤層１０８を介して、導体ポスト１０４の先端に設けられた接合用金属材料層１０５により、被接続配線板１１１のパッド１０６ａと接合し、接続配線板１１０の非接合面上には、配線パターン１０７とパッド１０６が形成された構造となっている。絶縁層は、金属接合接着剤層の一層構造であっても、絶縁膜層と金属接合接着剤層の二層構造等であっても良い。
【００１８】本発明の多層配線板の製造方法のとしては、まず、絶縁膜１０１付き導体１０２を、絶縁膜１０１シート上に導体箔を加熱加圧しラミネートするか、導体箔上に絶縁膜用樹脂ワニスを均一に塗工し乾燥するなどして用意し、この絶縁膜１０１にビア１０３を形成する（図１（ａ））。ビア１０３の形成方法としては、レーザーによる方法、感光性絶縁膜のイメージングによる方法等がある。
【００１９】次いで、ビア１０３に層間接続用の導体ポスト１０４を形成する（図１（ｂ））。導体ポスト１０４の形成方法としては、無電解メッキ及び／または電解メッキ等の方法が挙げられる。あるいは、導体をエッチングにより形成しても良い。導体をエッチングして形成する例としては、予め導体の片側をエッチングして導体ポストを形成後、形成した導体ポストを被覆するように絶縁膜を形成し、その絶縁膜を研磨して導体ポスト先端を露出させる方法等がある。
【００２０】次に、導体ポスト１０４上に接合用金属材料を施し、接合用金属材料層１０５を形成する（図１（ｃ））。接合用金属材料層１０５を形成する方法としては、電解メッキ、無電解メッキ、接合用金属材料ペーストを印刷する方法等が挙げられる。接合用金属材料層は、導体ポスト１０４上、もしくは、導体ポストと接続される図１（ｆ）に示す被接続配線板１１１のパッド１０６ａ上のいずれに形成しても良い。
【００２１】次に、導体１０２をエッチングすることにより、層間接続用のパッド１０６を有する配線パターン１０７を形成する（図１（ｄ））。配線パターン１０７を形成する方法は、導体をエッチングして形成する方法の他に、無電解銅メッキまたは／および電解銅メッキ等のアディテブ工法が挙げられる。なお、図１（ｆ）に示す被接続配線板１１１は、図１（ａ）〜（ｄ）に示す工程と同様な工程により得ることができる。
【００２２】さらに、接合用金属材料層１０５が形成された面に金属接合接着剤層１０８を形成して、接続配線板１１０を得る（図１（ｅ））。この実施の形態の例では、絶縁膜１０１および金属接合接着剤層１０８の二層が、絶縁層１０９を形成している。金属接合接着剤層１０８は、例えば、金属接合接着剤を、溶剤を用いてワニスとした後、接合用金属材料層１０５が形成された面に、印刷、カーテンコート、バーコート等の方法で直接塗布する方法、ドライフィルムタイプの金属接合接着剤をロールラミネートでラミネートする方法等で形成される。金属接合接着剤層を形成する面は、図１（ｆ）に示す被接続配線板１１１のパッド１０６ａ側でも構わない。
【００２３】上記で得た、接続配線板１１０の導体ポスト１０４の接続用金属材料層１０５と被接続配線板１１１のパッド１０６ａとを位置合わせをする（図１（ｆ））。位置合わせは、各層の配線パターンに、予め形成されている位置決めマークを、画像認識装置により読み取り位置合わせする方法、位置合わせ用のピン等で位置合わせする方法等を用いることができる。被接続配線板１１１は、図１（ａ）〜（ｄ）に示す工程と同様な工程により得られるものであっても、ビルドアップ多層配線板のコア基板として一般的に用いられるガラスエポキシ銅張積層板であっても良い。
【００２４】位置合わせ後、金属接合が可能な温度に加熱して、導体ポスト１０４が、金属接合接着剤層１０８を介して、接合用金属材料１０５により被接続配線板１１１のパッド１０６ａと接合するまで加圧し、更に加熱して金属接合接着剤層１０８を硬化させて層間を接着することにより、接続配線板１１０および被接続配線板１１１を積層する（図１（ｇ））。各層を積層する方法は、真空プレス等の方法を用いることができる。
【００２５】以上の工程により、各層の配線パターンと導体ポストとを接合用金属材料にて金属接合し、各層間を金属接合接着剤にて接着した多層配線板を製造することができる。
【００２６】本発明に用いる接合用金属材料層は、半田からなることが好ましい。半田接合を用いることで、Ａｕ−Ａｕ接合等の超音波を用いたシングルポイントボンディング法と比較し、一括して金属接合可能であるため、生産性が高く、低コスト化が可能である。また、半田接合は、銅ペーストや銀ペーストを用いた接続方法、導体ポストとパッドの物理的接触による接続方法と比較しても信頼性が高い。使用する半田の例として、ＳｎやＩｎ、もしくはＳｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｐｄ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ａｕの少なくとも二種からなる半田を用いることができる。より好ましくは、環境に優しいＰｂフリー半田である。
【００２７】本発明に用いる導体ポストは、銅、アルミニウム、銀、ニッケル、錫等の金属であれば種類を問わない。より好ましくは、導体ポストは銅からなる。銅を用いることで、低電気抵抗で安定した電気的接続が得られる。導体ポストの形成方法として、銅箔をエッチングして形成、または無電解メッキもしくは電解メッキにより形成する方法等がある。エッチングで導体ポストを形成する利点としては、導体ポスト間の高さが均一に揃うことである。一方、メッキにより導体ポストを形成する利点は、形成した導体ポストの先端の形状を自由に制御できる点にある。
【００２８】本発明に用いる金属接合接着剤は、表面清浄化機能を有し、且つ絶縁信頼性の高い接着剤であることが好ましい。表面清浄化機能としては、例えば、接合用金属材料層表面や被接続金属表面に存在する酸化膜の除去機能や、酸化膜の還元機能である。この金属接合接着剤の表面清浄化機能により、接合用金属材料層と接続するための表面との濡れ性が十分に高まる。そのため、金属接合接着剤は、金属表面を清浄化するために、接合用金属材料層と接続するための表面とに、必ず、接触している必要がある。両表面を清浄化することで、接合用金属材料層が、被接合表面に対して濡れ拡がろうとする力が働き、その接合用金属材料層の濡れ拡がりの力により、金属接合部における金属接合接着剤が排除される。これより、金属接合接着剤を用いた金属接合には、樹脂残りが発生しにくく、且つその電気的接続信頼性は高いものとなる。
【００２９】本発明に用いる第１の好ましい金属接合接着剤は、少なくとも１つ以上のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）と、その硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）とを必須成分としており、フェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）の、フェノール性水酸基は、その表面清浄化機能により、接合用金属材料層および金属表面の酸化物などの汚れの除去あるいは、酸化物を還元し、金属接合のフラックスとして作用する。更に、その硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）により、良好な硬化物を得ることができるため、金属接合後の洗浄除去が必要なく、高温、多湿雰囲気でも電気絶縁性を保持し、接合強度、信頼性の高い金属接合を可能とする。
【００３０】本発明において第１の好ましい金属接合接着剤に用いる、少なくとも１つ以上のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）としては、フェノールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、レゾール樹脂、クレゾールノボラック樹脂及び、ポリビニルフェノール樹脂から選ばれるのが好ましく、これらの１種以上を用いることができる。
【００３１】本発明において第１の好ましい金属接着剤に用いる、フェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）の、硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）としては、エポキシ樹脂やイソシアネート樹脂などが用いられる。具体的にはいずれも、ビスフェノール系、フェノールノボラック系、アルキルフェノールノボラック系、ビフェノール系、ナフトール系やレソルシノール系などのフェノールベースのものや、脂肪族、環状脂肪族や不飽和脂肪族などの骨格をベースとして変性されたエポキシ化合物やイソシアネート化合物が挙げられる。
【００３２】本発明において第１の好ましい金属接合接着剤に用いる、フェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）は、接着剤中に、２０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下で含まれることが好ましい。更に好ましい上限値は、６０ｗｔ％である。２０ｗｔ％未満であると、金属表面を清浄化する作用が低下し、金属接合できなくなる恐れがある。また、８０ｗｔ％より多いと、十分な硬化物が得られなくなる恐れがあり、その場合、接合強度と信頼性が低下する。一方、硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）は、接着剤中に、２０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下で含まれることが好ましい。また、金属接合接着剤に用いる樹脂に、着色料や、硬化触媒、無機充填材、各種のカップリング剤、溶媒などを添加しても良い。
【００３３】本発明に用いる第２の好ましい金属接合接着剤は、エポキシ樹脂（Ｃ）と、イミダゾール環を有し且つエポキシ樹脂（Ｃ）の硬化剤として作用する化合物（Ｄ）とを、必須成分としており、化合物（Ｄ）のイミダゾール環は、三級アミンの不対電子に起因する表面清浄化機能により、接合用金属材料層および金属表面の酸化物などの汚れの除去あるいは、酸化膜を還元し、金属接合のフラックスとして作用する。更に、イミダゾール環は、エポキシ樹脂（Ｃ）をアニオン重合する際の硬化剤としても作用するため、良好な硬化物を得ることができ、半田接合後の洗浄除去が必要なく、高温、多湿雰囲気でも電気絶縁性を保持し、接合強度、信頼性の高い金属接合を可能とする。
【００３４】本発明において第２の好ましい金属接合接着剤に用いる化合物（Ｄ）の添加量は、１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることが好ましい。より好ましい上限値としては５ｗｔ％である。化合物（Ｄ）の添加量が１ｗｔ％未満では表面清浄化機能が弱く、また、エポキシ樹脂（Ｃ）を充分に硬化させることができなくなる恐れがある。また、化合物（Ｄ）の添加量が１０ｗｔ％より多い場合は、硬化反応が急激に進行し、金属接合時における金属接合接着剤層の流動性が低下し、金属接合を阻害する恐れがある。さらに、得られる硬化物が脆くなり、十分な強度の金属接合部が得られなくなる恐れがある。
【００３５】本発明において第２の好ましい金属接合接着剤で、化合物（Ｄ）と組合わせて用いるエポキシ樹脂（Ｃ）としては、ビスフェノール系、フェノールノボラック系、アルキルフェノールノボラック系、ビフェノール系、ナフトール系やレソルシノール系などの、フェノールベースのエポキシ樹脂や、脂肪族、環状脂肪族や不飽和脂肪族などの骨格をベースとして変性されたエポキシ化合物が挙げられる。
【００３６】本発明において第２の好ましい金属接合接着剤で用いるイミダゾール環を有し且つエポキシ樹脂（Ｃ）の硬化剤として作用する化合物（Ｄ）としては、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、ビス（２−エチル−４−メチル−イミダゾール）、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４、５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、あるいはトリアジン付加型イミダゾール等が挙げられる。また、これらをエポキシアダクト化したものや、マイクロカプセル化したものも使用できる。これらは単独で使用しても２種類以上を併用しても良い。
【００３７】本発明において第２の好ましい金属接合接着剤に用いるエポキシ樹脂（Ｃ）の配合量は、金属接合接着剤全体の３０〜９９ｗｔ％が好ましい。３０ｗｔ％未満であると、十分な硬化物が得られなくなる恐れがある。エポキシ樹脂（Ｃ）とその硬化剤として作用する化合物（Ｄ）以外の成分としては、金属接合接着剤に用いる樹脂に、シアネート樹脂、アクリル酸樹脂、メタクリル酸樹脂、マレイミド樹脂等の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を配合しても良い。また、金属接合接着剤に用いる樹脂に、着色料や、硬化触媒、無機充填材、各種のカップリング剤、溶媒などを添加しても良い。
【００３８】金属接合接着剤の調製方法は、例えば、固形のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）と固形の硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）を溶媒に溶解して調製する方法、固形のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）を液状の硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）に溶解して調製する方法、固形の硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）を液状のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）に溶解して調製する方法、固形のエポキシ樹脂（Ｃ）を溶媒に溶解した溶液に、イミダゾール環を有し且つエポキシ樹脂（Ｃ）の硬化剤として作用する化合物（Ｄ）を分散もしくは溶解する方法、液状のエポキシ樹脂（Ｃ）にイミダゾール環を有し且つエポキシ樹脂（Ｃ）の硬化剤として作用する化合物（Ｄ）を分散もしくは溶解する方法等が挙げられる。使用する溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、トルエン、メシチレン、キシレン、ヘキサン、イソブタノール、ｎ−ブタノール、１−メトキシ，２−プロパノールアセテート、ブチルセルソルブ、エチルセルソルブ、メチルセルソルブ、セルソルブアセテート、乳酸エチル、酢酸エチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、ジエチレングリコール、安息香酸−ｎ−ブチル、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、γ−ブチルラクトン、アニソール等が挙げられる。好ましくは、沸点が２００℃以下の溶媒である。
【００３９】
【実施例】以下、実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。
【００４０】実施例１[金属接合接着剤ワニスの作製]ｍ，ｐ−クレゾールノボラック樹脂（日本化薬(株)製ＰＡＳ−１、ＯＨ当量１２０）１００ｇと、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬(株)製ＲＥ−４０４Ｓ、エポキシ当量１６５）１４０ｇを、シクロヘキサノン６０ｇに溶解し、硬化触媒としてトリフェニルフォスフィン（北興化学工業（株）製）０．２ｇを添加し、金属接合接着剤ワニスを作製した。
【００４１】[多層配線板の作製]１２μｍ厚みの銅箔（導体１０２）上の２５μｍ厚みのポリイミド樹脂膜（絶縁膜１０１）に、５０μｍ径のビア（ビア１０３）をＵＶ−ＹＡＧレーザーにより形成した。電解銅メッキによりビアを銅で充填し、銅ポスト（導体ポスト１０４）を形成した。形成した銅ポスト上にＳｎ−Ｐｂ共晶半田（接合用金属材料１０５）を電解メッキにより形成した。銅箔面側にエッチングマスクを形成し、線幅／線間＝４０μｍ／４０μｍの配線パターン（配線パターン１０７）およびパッド（パッド１０６）を形成した。バーコートにより、上記で得られた金属接合接着剤ワニスを、Ｓｎ−Ｐｂ共晶半田メッキが施された面に塗布後、８０℃で２０分乾燥し、１５μｍ厚みの金属接合接着剤層（金属接合接着剤層１０８）を形成し、接続配線板（接続配線板１１０）を得た。各層の配線パターンに、予め形成されている位置決めマークを、画像認識装置により読み取り、１２μｍ厚みの配線パターンとパッド（パッド２０６）が形成されたＦＲ−５相当のガラスエポキシコア基板（２０１）からなる被接続配線板（被接続配線板２１１）と、金属接合接着剤層が形成された接続配線板の配線パターンとを位置合わせし、１００℃の温度で仮圧着した。この工程によりガラスエポキシコア基板の両面に、接続配線板を貼り合わせた。これを、真空プレスにより、２２０℃の温度で加熱加圧して、銅ポスト（１０４）が、金属接合接着剤層（１０８）を介して、被接続配線板のパッド（１０６ａ）と半田接合し、さらに、これを１８０℃で６０分熱処理して、金属接合接着剤層を硬化し、ガラスエポキシコア基板と接続配線板とを金属接合接着剤により接着させ、温度サイクル試験用の多層配線板を得た。
【００４２】得られた多層配線板は、図２に示すように、温度サイクル試験用に両面に各々６０個の金属接合部が直列につながるように回路設計されている。また、その多層配線板には、絶縁抵抗試験用に線幅／線間＝４０μｍ／４０μｍのくし形配線パターンも形成されている。
【００４３】上記で得られた多層配線板について、温度サイクル試験、金属接合部断面観察および絶縁抵抗試験を行い、評価結果は、まとめて表１に示した。
【００４４】実施例２実施例１において、金属接合接着剤ワニスの作製で用いた、ｍ，ｐ−クレゾールノボラック樹脂１００ｇに代えて、ビスフェノールＡ型ノボラック樹脂(大日本インキ化学工業(株)製ＬＦ４７８１、ＯＨ当量１２０)１００ｇを用いた以外は、実施例１と同様にして、金属接合接着剤ワニス及び多層配線板を作製し、評価した。
【００４５】実施例３実施例１において、金属接合接着剤ワニスの作製に用いた、ｍ，ｐ−クレゾールノボラック樹脂１００ｇに代えて、ポリビニルフェノール樹脂（丸善石油化学(株)製マルカリンカ−Ｍ、ＯＨ当量１２０）１００ｇを用いた以外は、実施例１と同様にして、金属接合接着剤ワニス及び多層配線板を作製し、評価した。
【００４６】実施例４フェノールノボラック樹脂（住友デュレズ(株)製ＰＲ−５１４７０、ＯＨ当量１０５）１００ｇと、ジアリルビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（日本化薬(株)製ＲＥ−８１０ＮＭ、エポキシ当量２２０）２１０ｇを、シクロヘキサノン８０ｇに溶解し、硬化触媒として２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成工業（株）製２ＰＨＺ−ＰＷ）０．３ｇを添加し、金属接合接着剤ワニスを作製し、次いで、実施例１と同様の方法にて、多層配線板を作製し、評価した。
【００４７】実施例５ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬(株)製ＲＥ−４０４Ｓ、エポキシ当量１６５）３０ｇと、クレゾールノボラックエポキシ樹脂（ＥＯＣＮ−１０２０−６５、日本化薬(株)製、エポキシ当量２００）７０ｇを、シクロヘキサノン６０ｇに溶解し、硬化剤として２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成工業（株）製２Ｐ４ＭＨＺ−ＰＷ、融点１９２℃〜１９７℃）１.５ｇ添加し、金属接合接着剤ワニスを作製し、次いで、実施例１と同様の方法にて、多層配線板を作製し、評価した。
【００４８】実施例６実施例５に用いた、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール１.５ｇに代えて、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール３ｇを用いた以外は、実施例５と同様にして、金属接合接着剤ワニスを作製した。
【００４９】実施例７実施例５に用いた、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール１.５ｇに代えて、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール５ｇを用いた以外は、実施例５と同様にして、金属接合接着剤ワニスを作製し、次いで、実施例１と同様の方法にて、多層配線板を作製し、評価した。
【００５０】実施例８ｍ，ｐ−クレゾールノボラック樹脂（日本化薬(株)製ＰＡＳ−１、ＯＨ当量１２０）１００ｇと、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬(株)製ＲＥ−４０４Ｓ、エポキシ当量１６５）１４０ｇを、シクロヘキサノン６０ｇに溶解し、金属接合接着剤ワニスを作製した。次いで、多層配線板の作製については、金属接合接着剤層を硬化条件を１８０℃で６０分、２００℃で６０分熱処理した以外は、実施例１と同様の方法にて行い、評価した。
【００５１】実施例９フェノールノボラック樹脂（住友デュレズ(株)製ＰＲ−ＨＦ−３、ＯＨ当量１０６）１０６ｇと、ジアリルビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（日本化薬(株)製ＲＥ−８１０ＮＭ、エポキシ当量２２０）３５ｇと、ジシクロペンタジエン型ノボラックエポキシ樹脂（日本化薬(株)製ＸＤ−１０００Ｌ、エポキシ当量２５０）２１０ｇを、メチルエチルケトン１００ｇに溶解し、金属接合接着剤ワニスを作製した。次いで、多層配線板の作製については、金属接合接着剤層を硬化条件を１８０℃で６０分、２００℃で６０分熱処理した以外は、実施例１と同様の方法にて行い、評価した。
【００５２】実施例１０フェノールノボラック樹脂（住友デュレズ(株)製ＰＲ−５３６４７、ＯＨ当量１０６）１０６ｇと、ジアリルビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（日本化薬(株)製ＲＥ−８１０ＮＭ、エポキシ当量２２０）３５ｇと、ジシクロペンタジエン型ノボラックエポキシ樹脂（日本化薬(株)製ＸＤ−１０００Ｌ、エポキシ当量２５０）２１０ｇを、メチルエチルケトン１００ｇに溶解し、金属接合接着剤ワニスを作製した。次いで、多層配線板の作製については、金属接合接着剤層を硬化条件を１８０℃で６０分、２００℃で６０分熱処理した以外は、実施例１と同様の方法にて行い、評価した。
【００５３】実施例１１ビスフェノールＡ型ノボラック樹脂（住友デュレズ(株)製ＬＦ４８７１、ＯＨ当量１２０）１２０ｇと、ジアリルビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（日本化薬(株)製ＲＥ−８１０ＮＭ、エポキシ当量２２０）３５ｇと、ジシクロペンタジエン型ノボラックエポキシ樹脂（日本化薬(株)製ＸＤ−１０００Ｌ、エポキシ当量２５０）２１０ｇを、メチルエチルケトン１００ｇに溶解し、金属接合接着剤ワニスを作製した。次いで、多層配線板の作製については、金属接合接着剤層を硬化条件を１８０℃で６０分、２００℃で６０分熱処理した以外は、実施例１と同様の方法にて行い、評価した。
【００５４】[評価方法]１．温度サイクル試験上記で得られた多層配線板の初期導通を確認後、−４０℃で３０分、１２５℃で３０分を１サイクルとする温度サイクル試験を実施した。投入した１０個の多層配線板の、温度サイクル試験１０００サイクル後の断線不良数の結果をまとめて表１に示した。
【００５５】２．金属接合部断面観察上記で得られたの多層配線板の金属接合部の断面を電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察し、金属接合状態を評価した。その結果をまとめて表１に示した。
【００５６】３．絶縁抵抗試験上記で得られた多層配線板の初期絶縁抵抗を測定した後、８５℃／相対湿度８５％の雰囲気中で、直流電圧５．５Ｖを印加し、１０００時間経過後の絶縁抵抗を測定した。測定時の印加電圧は１００Ｖで１分とし、初期絶縁抵抗および処理後絶縁抵抗をまとめて表１にした。
【００５７】
【表１】

【００５８】表１に示した評価結果から分かるように、本発明の多層配線板および本発明の多層配線板の製造方法により製造された多層配線板は、確実に金属接合でき、温度サイクル試験では、断線不良の発生はなく、絶縁抵抗試験でも絶縁抵抗が低下しなかった。
【００５９】
【発明の効果】本発明は、確実に層間接続でき、且つ信頼性の高い多層配線板およびその製造方法を提供することができ、特に、金属表面の清浄化機能を有し、且つ絶縁信頼性の高い金属接合接着剤を用いるので、より一層、層間接続の信頼性の高い多層配線板を得ることができる。
【出願人】 【識別番号】０００００２１４１
【氏名又は名称】住友ベークライト株式会社
【出願日】 平成１３年５月１１日（２００１．５．１１）
【代理人】
【公開番号】 特開２００２−３３５８０（Ｐ２００２−３３５８０Ａ）
【公開日】 平成１４年１月３１日（２００２．１．３１）
【出願番号】 特願２００１−１４２３０８（Ｐ２００１−１４２３０８）