特許 6129115 垂直導電ユニット及びその作製方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6129115

(24)【登録日】2017年4月21日

(45)【発行日】2017年5月17日

(54)【発明の名称】垂直導電ユニット及びその作製方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/46 20060101AFI20170508BHJP

   C08G 73/10 20060101ALI20170508BHJP

   H05K 1/03 20060101ALI20170508BHJP

【ＦＩ】

   H05K3/46 T

   H05K3/46 B

   H05K3/46 N

   C08G73/10

   H05K1/03 610P

【請求項の数】13

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2014-102119(P2014-102119)

(22)【出願日】2014年5月16日

(65)【公開番号】特開2014-229903(P2014-229903A)

(43)【公開日】2014年12月8日

【審査請求日】2014年5月16日

【審判番号】不服2016-4401(P2016-4401/J1)

【審判請求日】2016年3月24日

(31)【優先権主張番号】102117629

(32)【優先日】2013年5月17日

(33)【優先権主張国】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】514123473

【氏名又は名称】マイクロコズム テクノロジー カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＭＩＣＲＯＣＯＳＭ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．， ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】100073184

【弁理士】

【氏名又は名称】柳田 征史

(74)【代理人】

【識別番号】100090468

【弁理士】

【氏名又は名称】佐久間 剛

(72)【発明者】

【氏名】ホアン タン−チーオ

【合議体】

【審判長】 阿部 利英

【審判官】 中川 隆司

【審判官】 内田 博之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−３８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２０９３３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５２１２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０１０９１１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H05K3/46,C08G73/10,H05K1/03

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

垂直導電ユニットであって、
上面及び下面を含むとともに、自身を貫通する接続ビアを含む絶縁層、
前記絶縁層の下面に接触する第１導体、
前記絶縁層の上面に接触する第２導体、及び
前記接続ビア内に位置し、前記第１導体と前記第２導体に接触する第３導体、
を含み、
前記絶縁層は感光性ポリイミドを含有し、且つ当該感光性ポリイミドのガラス転移温度は２００℃より低く、
前記感光性ポリイミドは、下記式（１）で示されるユニット及び下記式（２）で示されるユニットが共重合してなり、

【化1】

【化2】

Ｒ_１は下記式（３）〜（８）からなる群より選択され、

【化3】

【化4】

【化5】

【化6】

【化7】

【化8】

Ｒ_２は下記式（９）〜（１４）からなる群より選択され、

【化9】

【化10】

【化11】

【化12】

【化13】

【化14】

Ｒ*は下記式で表され、

Ｒ_３は下記式で表され、

ｘは１〜２０の整数を示す、垂直導電ユニット。

【請求項2】

上面及び下面を含むとともに、自身を貫通する第２接続ビアを含み、且つ下面が前記第２導体に接触する第２絶縁層、
前記第２絶縁層の上面に接触する第４導体、及び
前記第２接続ビア内に位置し、前記第２導体と前記第４導体に接触する第５導体、
を更に含む請求項１に記載の垂直導電ユニット。

【請求項3】

前記感光性ポリイミドは、更に光開始剤と光架橋剤を含有する請求項１に記載の垂直導電ユニット。

【請求項4】

垂直導電ユニットであって、
上面及び下面を含むとともに、自身を貫通する接続ビアを含む絶縁層、
前記絶縁層の下面に接触する第１導体、
前記絶縁層の上面に接触する第２導体、及び
前記接続ビア内に位置し、前記第１導体と前記第２導体に接触する第３導体、
を含み、
前記絶縁層は感光性ポリイミドを含有し、且つ当該感光性ポリイミドのガラス転移温度は２００℃より低く、
前記感光性ポリイミドは下記式（１５）で示されるユニットを含有し、

【化15】

Ｒ_４は下記式で表され、

Ｒ_５は、下記式（１６）〜（２２）

【化16】

【化17】

【化18】

【化19】

【化20】

【化21】

【化22】

からなる群より選択される、垂直導電ユニット。

【請求項5】

上面及び下面を含むとともに、自身を貫通する第２接続ビアを含み、且つ下面が前記第２導体に接触する第２絶縁層、
前記第２絶縁層の上面に接触する第４導体、及び
前記第２接続ビア内に位置し、前記第２導体と前記第４導体に接触する第５導体、
を更に含む請求項４に記載の垂直導電ユニット。

【請求項6】

前記感光性ポリイミドは、更に光酸発生剤と光架橋剤を含有する請求項４に記載の垂直導電ユニット。

【請求項7】

前記第１導体、第２導体又は第３導体は、導電性ブロック、導電線、導電性シート、導電機能を備える素子及び導電機能を備える回路モジュールからなる群より選択される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の垂直導電ユニット。

【請求項8】

前記絶縁層は、当該絶縁層を貫通する中空孔を更に含む請求項１〜６のいずれか１項に記載の垂直導電ユニット。

【請求項9】

請求項１〜８のいずれか１項に記載の垂直導電ユニットを作製する方法であって、
（ａ１）前記第１導体を提供する工程、
（ｂ１）前記第１導体上に前記絶縁層を形成し、当該第１導体と当該絶縁層の前記下面を接触させる工程、
（ｃ１）前記接続ビアの所定位置において、前記絶縁層を感光結像させて前記接続ビアを形成する工程、
（ｄ１）前記接続ビア内に前記第３導体を形成し、当該第３導体と前記第１導体を接触させる工程、および
（ｅ１）前記第２導体を形成し、前記絶縁層の前記上面を当該第２導体に接触させ、且つ前記第３導体と当該第２導体を接触させる工程、
を含む方法。

【請求項10】

前記工程（ｄ１）は、充填、スパッタリング、化学めっき又は電気めっき方式で前記接続ビアに前記第３導体を形成する請求項９に記載の方法。

【請求項11】

（ｇ１）前記第２導体上に第２絶縁層を形成し、当該第２導体と当該第２絶縁層の前記下面を接触させる工程、
（ｈ１）第２接続ビアの所定位置において、前記第２絶縁層を感光結像させて前記第２接続ビアを形成する工程、
（ｉ１）前記第２接続ビア内に前記第５導体を形成し、当該第５導体と前記第２導体を接触させる工程、および
（ｊ１）前記第４導体を形成し、前記第２絶縁層の上面を当該第４導体に接触させ、且つ前記第５導体を当該第４導体に接触させる工程、
を更に含む請求項９に記載の方法。

【請求項12】

請求項１〜８のいずれか１項に記載の垂直導電ユニットを作製する方法であって、
（ａ２）前記第１導体を提供する工程、
（ｂ２）前記第３導体を形成し、前記第１導体と当該第３導体を接触させる工程、
（ｃ２）前記絶縁層を前記第１導体と前記第３導体上に塗布する工程、
（ｄ２）感光結像により、前記第３導体を覆う前記絶縁層部分を除去する工程、および
（ｅ２）前記第２導体を形成し、前記絶縁層の前記上面を当該第２導体に接触させ、且つ前記第３導体と当該第２導体を接触させる工程、
を含む方法。

【請求項13】

（ｆ２）前記第５導体を形成し、前記第２導体と当該第５導体を接触させる工程、
（ｇ２）第２絶縁層を前記第２導体と前記第５導体上に塗布する工程、
（ｈ２）感光結像により、前記第５導体を覆う前記第２絶縁層部分を除去する工程、および
（ｊ２）前記第４導体を形成し、前記第２絶縁層の前記上面を当該第４導体に接触させ、且つ前記第５導体と当該第４導体を接触させる工程、
を更に含む請求項１２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は積層プリント回路板技術に関し、特に垂直導電ユニット及びその作製方法に関する。

【背景技術】

【0002】

プリント回路板は各種電気製品における重要な電子部品であり、配線密度が高く、重量が軽く、体積が小さいことから、ノート型パソコン、携帯電話、デジタルカメラ及び液晶ディスプレイ等の製品に広く応用されている。

【0003】

電気製品の軽量・薄型化と多機能化が進むに伴い、プリント回路板は非機械的穿孔方式による積層方法を使用するに至っており、孔径約５ｍｍ未満のマイクロビア（Ｍｉｃｒｏ‐Ｖｉａ）を形成し、配線の細さと緊密さを組み合わせることで「高密度相互接続」（Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ，ＨＤＩ）を実現している。こうした方法で作製された中空のマイクロビアは、続いて各種金属化及び銅めっき工程を実施して、一部層間を相互接続するブラインド・ビア・ホールとベリッド・ホールを完成させてもよいし、金属化や銅めっきといった難易度の高い工程の代わりに、銀ペースト又は銅ペーストを充填して電気接続を実現してもよい。なお、層間には絶縁層をコーティングする必要がある。

【0004】

しかしながら、上述のプリント回路板は小型化に伴って様々な課題に直面しており、デジタル信号（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ）かアナログ信号（Ａｎａｌｏｇ Ｓｉｇｎａｌ）かに拘わらず、高速又は高周波数（ＲＦ又はＭｉｃｒｏｗａｖｅ）領域に入る際の電磁干渉（ＥＭＩ）、無線周波数干渉（ＲＦＩ）及びその他の各種ノイズ（Ｎｏｉｓｅ）がますます深刻な問題となっている。プリント回路板の配線網における２本の平行配線に、近接端のクロストーク（Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）或いはカップリング（Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）現象が発生する場合、業界では次のような方法を採用している。（１）デカップリング用のコンデンサ（Ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）を追加する、或いは間隙を広げる。しかし、配線の密集が求められる場合、平行となる長さを短縮させることで磁場の相互誘導と電界の相互キャパシタンスを低減させることしかできない。或いは、（２）絶縁層の厚さを薄くし、クロストークのエネルギーを接地により解決可能としている。

【0005】

マイクロビアを作製するために、業界では様々な非機械的穿孔方式によるマイクロビア作製方法を開発している。最も初期のものは、１９８９年にＩＢＭが日本の野洲工場で開発したＳＬＣ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｌａｍｉｎａｒ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）フォト・ビア（Ｐｈｏｔｏ‐Ｖｉａ）技術である。その後、レーザーアブレーション（Ｌａｓｅｒ Ａｌｂｌａｔｉｏｎ）、プラズマ（Ｐｌａｓｍａ）エッチング、ドライエッチング、ウェット化学エッチング等の穿孔技術が出現している。上記のフォト・ビア技術では、感光結像工程を経て、露光、現像等の手順を踏んで感光性樹脂にマイクロビアを形成する。この感光性樹脂の選択にあたっては、感光特性のほか、例えば良好な電気特性、良好な機械特性、感光工程における化学的耐性、積層工程における耐高熱性のような多くの特性について考慮せねばならない。

【0006】

例を挙げると、良好な電気特性については、絶縁耐力（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）がほぼ２ＫＶの電圧に耐え得る必要がある。この絶縁耐力は絶縁層の厚さに関係する。現在使用されている感光絶縁層はエポキシ樹脂であるが、エポキシ樹脂が絶縁耐力の要求を満たすためには、厚さを少なくとも５０μｍ以上とせねばならない。また、電気特性が良好な重合体の多くは、ガラス転移温度（ｇｌａｓｓ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，Ｔｇ）が過度に高いことがあり、高温下でのみ積層工程の圧着が可能となることから、加工において使用しにくい。

【0007】

一方、レーザーアブレーション又はプラズマエッチングによる作製方法では、層を追加する際、一般的にエポキシ樹脂とされる接着層を別途必要とするため、絶縁層の厚さが少なくとも３２μｍ以上となってしまう。

【0008】

また、図１を参照して、周知の積層プリント回路板１を作製する場合、まずは第１配線層１１を提供し、その上に第１回路１２を形成し、当該第１回路１２上を絶縁且つ機械プレスされた第１カバー膜１３で覆う必要がある。そして、更に積層作製を可能とするためには、接着層１４を別途提供する必要があり、続いて当該接着層１４上に第２配線層１５を載置することで、引き続き第２回路１６を形成することができ、当該第２回路１６上を更に第２カバー膜１７で覆う。前記第１回路１２及び前記第２回路１６を電気接続するためには、別途レーザーアブレーションで前記第１カバー膜１３、接着層１４、第２配線層１５にビアを形成し、その後、充填、化学めっき又は電気めっきで前記ビア内に接続導体１８を形成することで、前記第１回路１２と前記第２回路１６を接続する。そして、前記第２回路を他の第１回路とし、前記第２カバー膜を他の第１カバー膜とし、上述した配線層の提供、回路の形成、カバー膜の被覆、接着層の接着、孔形成、接続導体の形成等の手順を繰り返せば、周知の積層プリント回路板１を得ることができる。しかし、この作製方法では積層プリント回路板全体の厚さを削減できないだけでなく、前記のような煩雑な作製過程によって作製の難易度が増し、且つ多層間の位置合わせも難しく、短絡現象が発生しやすい。また、前記第１カバー膜１３及び前記第２カバー膜１７で前記第１回路１２及び当第２回路１６を覆う際、或いは前記接着層１４を接着する際に高温圧着を必要とすることからも、工程の難易度が増してしまう。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

よって、本分野では電気製品の進歩要求に適応するために、新たな積層プリント回路板とその作製方法の早急な提案が求められている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、積層プリント回路板全体の厚さ、特に絶縁層の厚さを大幅に削減し、モジュール化生産によって積層プリント回路板の作製工程を減少させるとともに、製品の歩留りを上げ、短絡を減らし、作製コストを削減可能な、新たな積層プリント回路板とその作製方法を開発した。

【0011】

そこで、本発明は、上面及び下面を含むとともに、自身を貫通する接続ビアを含む絶縁層、前記絶縁層の下面に接触する第１導体、前記絶縁層の上面に接触する第２導体、及び、前記接続ビア内に位置して前記第１導体と前記第２導体に接触する第３導体を含み、前記絶縁層が感光性ポリイミドを含有し、且つ、当該感光性ポリイミドのガラス転移温度が約２００℃より低い垂直導電ユニットを提供する。

【0012】

本発明は、更に、（ａ１）前記第１導体を提供し、（ｂ１）当該第１導体上に前記絶縁層を形成し、当該第１導体と当該絶縁層の前記下面を接触させ、（ｃ１）前記接続ビアの所定位置において、前記絶縁層を感光結像させて前記接続ビアを形成し、（ｄ１）前記接続ビア内に前記第３導体を形成し、当該第３導体と前記第１導体を接触させ、（ｅ１）前記第２導体を形成し、前記絶縁層の前記上面を当該第２導体に接触させ、且つ前記第３導体と当該第２導体を接触させることを含む、上述の垂直導電ユニットを作製する方法を提供する。

【0013】

本発明は、更に、（ａ２）前記第１導体を提供し、（ｂ２）前記第３導体を形成し、前記第１導体と当該第３導体を接触させ、（ｃ２）前記絶縁層を前記第１導体と前記第３導体上に塗布し、（ｄ２）感光結像により、前記第３導体を覆う前記絶縁層部分を除去し、（ｅ２）前記第２導体を形成し、前記絶縁層の前記上面を当該第２導体に接触させ、且つ前記第３導体と当該第２導体を接触させる、上述の垂直導電ユニットを作製する方法を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、周知の積層プリント回路板の断面図を示す。

【図2】図２は、本発明の積層プリント回路板の断面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図２を参照して、本発明は、上面及び下面を含むとともに、自身を貫通する接続ビア２１１を含む絶縁層２１と、当該絶縁層２１の下面に接触する第１導体２２と、前記絶縁層２１の上面に接触する第２導体２３と、前記接続ビア２１１内に位置して前記第１導体２２と前記第２導体２３に接触する第３導体２４とを含み、前記絶縁層２１が感光性ポリイミドを含有し、且つ、当該感光性ポリイミドのガラス転移温度が約２００℃より低い、垂直導電ユニット２を提供する。

【0016】

本発明の前記垂直導電ユニットは、互いに重畳することで積層プリント回路板を形成可能であり、各前記垂直導電ユニット間は絶縁材料を別途提供して区画してもよいし、或いは、垂直導電ユニットの前記第２導体を別の垂直導電ユニットの前記第１導体として、前記積層プリント回路板の厚さを更に削減してもよい。

【0017】

本発明の好ましい具体例において、図２を参照して、前記垂直導電ユニット２は、更に、上面及び下面を含むとともに、自身を貫通する第２接続ビア２５１を含み、且つ下面が前記第２導体２３に接触する第２絶縁層２５と、当該第２絶縁層２５の上面に接触する第４導体２６と、前記第２接続ビア２５１内に位置して前記第２導体２３と前記第４導体２６に接触する第５導体２７とを含む。

【0018】

また、本発明の絶縁層は、含有する前記感光性ポリイミドのガラス転移温度が約２００℃より小さく、好ましくは約９０℃〜約１８０℃、より好ましくは９０℃〜約１３０℃であるため、低温圧着が可能であるとともに、完全に従来技術の配線層、カバー膜及び接着層に代わって、配線及びカバーの作製を同時に完了させることが可能なため、積層プリント回路板の厚さ及び作製工程をともに削減することができる。本発明の好ましい具体的実施例において、本発明の感光性ポリイミドの絶縁層は低温圧着が可能なため、前記第１導体に塗布し、感光開孔により接続ビアを形成して、当該接続ビア内に第３導体を充填したのち、第２導体を圧着することで垂直導電ユニットを形成することができる。この塗布、開孔、充填、圧着を繰り返すことで、積層プリント回路板が形成される。この作製方法によれば、周知の技術のように各層におけるカバー膜で覆われた回路を接着層で貼り合わせる必要がなくなり、作製工程が削減され、難易度が低下するほか、多層間の貼り合わせや位置合わせが不要となるため、短絡現象が生じにくい。

【0019】

本発明の具体的実施例において、前記垂直導電ユニットは予め作製されたモジュールユニットであり、複数のモジュールユニットを重畳することで積層プリント回路板が形成される。

【0020】

本発明の他の具体的実施例において、前記垂直導電ユニットは積層プリント回路板における構成ユニットであり、一層ずつ形成することで当該積層プリント回路板が得られる。

【0021】

本発明における前記絶縁層の厚さは必要に応じて定めればよい。ポリイミドは周知の技術のエポキシ樹脂と比較して電気特性が良好であり、絶縁耐力の要求を満たす厚さはわずか約１５μｍ〜約２０μｍである。従って、好ましくは前記絶縁層の厚さを約１５μｍ〜約２０μｍとする。このような絶縁層の厚さは従来技術と比較して大幅に削減されており、且つ、積層プリント回路板の電気特性を著しく高めることができる。

【0022】

本発明の好ましい具体的実施例において、前記絶縁層に含有される前記感光性ポリイミドは透明であることから、全透明の積層プリント回路板を作製可能である。

【0023】

本発明における前記垂直導電ユニットを含む積層プリント回路板は、各層の絶縁層材料が同じであるためサイズ変化の差が小さい。且つ、絶縁層用の感光性ポリイミドは樹脂の厚さが薄いため、積層プリント回路板全体をより軽量・薄型化し、マイクロストリップ（Ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ）の配線密度を高めることが可能である。更に、薄型シートのストリップライン（Ｓｔｒｉｐｌｉｎｅ）の場合、近接端のクロストーク（Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）、電磁干渉（ＥＭＩ）、無線干渉（ＲＦＩ）等を含む各種ノイズがいっそう減少する。

【0024】

本発明の好ましい具体的実施例において、前記感光性ポリイミドは光硬化性共重合体であって、好ましくは、当該感光性ポリイミドは、下記式（１）で示されるユニット及び下記式（２）で示されるユニットが共重合してなる：

【0025】

【化1】

【0026】

【化2】

【0027】

Ｒ_１は、下記式（３）〜（８）からなる群より選択され；

【0028】

【化3】

【0029】

【化4】

【0030】

【化5】

【0031】

【化6】

【0032】

【化7】

【0033】

【化8】

【0034】

Ｒ_２は、下記式（９）〜（１４）からなる群より選択され；

【0035】

【化9】

【0036】

【化10】

【0037】

【化11】

【0038】

【化12】

【0039】

【化13】

【0040】

【化14】

【0041】

Ｒ*は下記式で表され；

【0042】

Ｒ_３は下記式で表され；

【0043】

ｘは１〜２０の整数を示す。

【0044】

本発明の式（１）と式（２）のモル組成比は特に限定しないが、式（１）と式（２）のモル組成比は約２：８〜約８：２であることが好ましく、約４：６〜約６：４であることがより好ましい。

【0045】

本発明の好ましい具体的実施例において、前記感光性ポリイミドは更に光開始剤と光架橋剤を含有する。

【0046】

前記光開始剤の種類は特に限定しないが、前記感光性ポリイミド又は光架橋剤の種類に応じて前記光開始剤の種類を決定することが好ましい。当該光開始剤は、ビス（２，４，６‐トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド［ｂｉｓ（２，４，６‐ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｏｙｌ）ｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅｏｘｉｄｅ］、ビス［２，６‐ジフルオロ‐３‐（１Ｈ‐ピロール‐１‐イル）フェニル］チタノセン［ｂｉｓ（２，６‐ｄｉｆｌｕｏｒｏ‐３‐（１‐ｈｙｄｒｏｐｙｒｒｏｌ‐１‐ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）ｔｉｔａｎｏｃｅｎｅ］、２，４，６‐トリメチルベンゾイル‐ジフェニルホスフィンオキシド（２，４，６‐ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｏｙｌｄｉｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅｏｘｉｄｅ）等を含有するが、これに限定しない。

【0047】

前記光架橋剤の種類は特に限定しないが、前記感光性ポリイミド又は光開始剤の種類に応じて前記光架橋剤の種類を決定することが好ましい。当該光架橋剤は、トリス（２‐ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート［ｔｒｉｓ（２‐ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌ）ｉｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅ ｔｒｉａｃｒｙｌａｔｅ］、ペンタエリスリトールトリアクリレート（ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ ｔｒｉａｃｒｙｌａｔｅ）、エトキシル化（３０）ビスフェノールＡジアクリレート［ｅｔｈｏｘｙｌａｔｅｄ（３０）ｂｉｓｐｈｅｎｏｌ Ａ ｄｉａｃｒｙｌａｔｅ、景明化工社製］等を含有するが、これに限定しない。

【0048】

前記光硬化性の感光性ポリイミドの調製方法は特に限定されず、通常の重合方法を用いればよい。即ち、窒素下において、反応基を含有するジアミンと二無水物を溶剤に溶融し、重合反応させてポリアミド酸を得る。そして、熱溶液環化法で共沸剤を用い、１８０℃下で脱水・環化して、側鎖を有し反応基を含有する可溶性のポリイミド溶液を得ると、感光性エチレン性不飽和基を含有するエポキシドでこのポリイミド溶液を改質し、前記感光性ポリイミドを得る。そして、光開始剤と光架橋剤を添加して前記光硬化性の感光性ポリイミド組成物を生成する。

【0049】

本発明の効果に影響を及ぼさないことを前提に、前記光硬化性の感光性ポリイミドは、調製過程において、例えば触媒、抑制剤、共沸剤、レベリング剤又はこれらの組み合わせといった他の試薬を選択的に添加することで反応効率を高めてもよい。

【0050】

前記触媒は、臭化テトラ‐ｎ‐ブチルアンモニウム（ｔｅｔｒａ‐ｎ‐ｂｕｔｙｌａｍｍｏｎｉｕｍｂｒｏｍｉｄｅ、本文ではＴＢＡＢと略称する）、トリエチルアミン（ｔｒｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｅ、本文ではＴＥＡと略称する）、イミダゾール（ｉｍｉｄａｚｏｌｅ）等を含有するが、これに限定しない。

【0051】

前記抑制剤は、ハイドロキノン（ｈｙｄｒｏｑｕｉｎｏｎｅ）、４‐メトキシフェノール（４‐ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｏｌ）等を含有するが、これに限定しない。

【0052】

前記共沸剤はキシレン（ｘｙｌｅｎｅ）を含有するが、これに限定しない。

【0053】

前記レベリング剤は、協銓化工社製の製品のうち例えばＢＹＫ‐３７８、ＢＹＫ‐３５４等を含むが、これに限定しない。

【0054】

本発明の好ましい具体的実施例において、前記感光性ポリイミドは光酸発生型共重合体であって、好ましくは、前記感光性ポリイミドは下記式（１５）で示されるユニットを含有する：

【0055】

【化15】

【0056】

Ｒ_４は下記式で表され；

【0057】

Ｒ_５は、下記式（１６）〜（２２）からなる群より選択される。

【0058】

【化16】

【0059】

【化17】

【0060】

【化18】

【0061】

【化19】

【0062】

【化20】

【0063】

【化21】

【0064】

【化22】

【0065】

本発明の好ましい具体的実施例において、前記感光性ポリイミドは、更に光酸発生剤と光架橋剤を含有する。

【0066】

本発明の光酸発生剤は、ニトロベンジル‐９，１０‐ジエトキシアントラセン‐２‐スルホネート（ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｙｌ‐９，１０‐ｄｉｅｔｈｏｘｙａｎｔｈｒａｃｅｎｅ‐２‐ｓｕｌｆｏｎａｔｅ）、ジフェニルヨードニウム‐９，８‐ジメトキシアントラセンスルホネート（ｄｉｐｈｅｎｙｌｉｏｄｏｎｉｕｍ‐９，８‐ｄｉｍｅｔｈｏｘｙａｎｔｈｒａｃｅｎｅ ｓｕｌｆｏｎａｔｅ）を含むが、これに限定しない。感光性ポリイミドの含有量１００重量部に対し、本発明の光酸発生剤の含有量は約１〜約５０重量部であり、好ましくは約３〜約２０重量部である。

【0067】

本発明の光架橋剤は、２‐（ヒドロキシメチル）‐４，６‐ジメチルフェノール（２‐ｈｙｄｒｏｘｙｍｅｔｈｙｌ‐４，６‐ｄｉｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｏｌ）、１，３，５‐トリス（ヒドロキシメチル）ベンゼン（１，３，５‐ｔｒｉｈｙｄｒｏｘｙｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅ）、３，５‐ジヒドロキシメチル‐４‐メトキシトルエン［２，６‐ビス（ヒドロキシメチル）‐ｐ‐クレゾール］（３，５‐ｄｉｈｙｄｒｏｘｙｍｅｔｈｙｌ‐４‐ｍｅｔｈｏｘｙｔｏｌｕｅｎｅ［２，６‐ｂｉｓ（ｈｙｄｒｏｘｙｍｅｔｈｙｌ）‐ｐ‐ｃｒｅｓｏｌ］）のようなヒドロキシメチル基を含有する置換フェノール類を含有するが、これに限定されない。感光性ポリイミドの含有量１００重量部に対し、本発明の光架橋剤の含有量は約１〜約５０重量部であり、好ましくは約３〜約１５重量部である。

【0068】

前記光酸発生型の感光性ポリイミドの調製方法は特に限定されず、通常の重合方法を用いればよい。即ち、反応基を含有するジアミンと二無水物を溶剤に溶融し、重合反応させてポリアミド酸を得る。続いて、当該ポリアミド酸を脱水反応させてポリイミド反応を進行し、更に光酸発生剤と光架橋剤を添加して前記光酸発生型の感光性ポリイミド組成物を形成する。

【0069】

本発明の効果に影響を及ぼさないことを前提に、前記光酸発生型の感光性ポリイミドは、調製過程において、例えば共沸剤、レベリング剤又はこれらの組み合わせといった他の試薬を選択的に添加することで反応効率を高めてもよい。

【0070】

前記共沸剤はキシレン（ｘｙｌｅｎｅ）を含有するが、これに限定しない。

【0071】

前記レベリング剤は、協銓化工社製の製品のうち例えばＢＹＫ‐３７８、ＢＹＫ‐３５４等を含むが、これに限定しない。

【0072】

本発明の前記絶縁層は、単層又は多層構造とすることで、当該絶縁層の機械特性及び耐熱性のバランスをとるとともに、絶縁層の使用コストを下げることができる。本発明の好ましい具体的実施例において、前記絶縁層は第１絶縁層と第２絶縁層を含み、前記第１絶縁層は前記感光性ポリイミドを含有し、前記第２絶縁層はアルカリ可溶性ポリイミドを含有する。

【0073】

本発明の好ましい具体的実施例において、前記第２絶縁層は前記第１導体に接触するとともに、前記第１絶縁層は前記第２導体に接触し、前記第１絶縁層は感光性を有するため、露光工程において前記接続ビアを位置決め可能であり、且つ、アルカリ現像液による現像工程において接続ビアを形成可能である。一方、前記第２絶縁層は感光性を備えないが、前記接続ビアに対応する位置はそのアルカリ可溶性によって現像工程で溶解可能であり、接続ビアを備えないその他の位置は前記第１絶縁層によって覆われていることからアルカリ現像剤に接触して溶解することがないため、接続ビアを完成させることができる。

【0074】

本発明の前記アルカリ可溶性ポリイミドは、アルカリ溶液に溶解可能なポリイミド重合体であって、そのモノマーが−ＣＯＯＨ又は−ＯＨ官能基を備えることが好ましい。本発明の好ましい具体例において、前記アルカリ可溶性ポリイミドは下記式（２３）に示されるユニットを含有する：

【0075】

【化23】

【0076】

式中、Ｒ_６は４価の有機基を示し、Ｒ_７は下記式（２４）〜（３０）からなる群より選択される。

【0077】

【化24】

【0078】

【化25】

【0079】

【化26】

【0080】

【化27】

【0081】

【化28】

【0082】

【化29】

【0083】

【化30】

【0084】

本発明の前記第１導体、第２導体又は第３導体は導電性物質であり、その材質として導電性金属又は導電性化合物を含むが、これに限定されない。形態としては、導電性ブロック、導電線、導電性シート、導電機能を備える素子、導電機能を備える回路モジュールが可能である。

【0085】

本発明の好ましい具体的実施例において、前記導電機能を備える素子は、コンデンサ、抵抗、ダイ、インダクタンス、ダイオード、集積回路、トランジスタ、発光ダイオード、カメラの感光素子、小型投影素子を含むが、これに限定されない。

【0086】

本発明の好ましい具体的実施例において、前記導電機能を備える回路モジュールはプリント回路を含むが、これに限定されない。

【0087】

本発明の好ましい具体的実施例において、前記絶縁層は、当該絶縁層を貫通する中空孔を更に含む。当該中空孔には導体は充填されず、開孔又は構造連結用とされる。

【0088】

本発明は、更に、上述の垂直導電ユニットを作製する方法を提供し、当該方法は、（ａ１）前記第１導体を提供する工程、（ｂ１）当該第１導体上に前記絶縁層を形成し、当該第１導体と当該絶縁層の前記下面を接触させる工程、（ｃ１）前記接続ビアの所定位置において、前記絶縁層を感光結像させて前記接続ビアを形成する工程、（ｄ１）前記接続ビア内に前記第３導体を形成し、当該第３導体と前記第１導体を接触させる工程、および（ｅ１）前記第２導体を形成し、前記絶縁層の前記上面を当該第２導体に接触させ、且つ前記第３導体と当該第２導体を接触させる工程、を含む。

【0089】

本発明の好ましい具体的実施例において、前記工程（ｂ１）で前記絶縁層を形成する方法は塗布であって、例えばスクレーパーを用いて感光性ポリイミドを前記第１導体に塗布する。

【0090】

本発明の好ましい具体的実施例において、前記工程（ｃ１）での感光結像方式は通常の方式とすればよく、例えば、前記感光性ポリイミドを含有する組成物を前記第１導体に塗布し、プリベーク（ｐｒｅｂａｋｅ）によって溶剤を除去してプリベーク膜を形成する。プリベーク条件は、各成分の種類、配合比によって異なるが、通常は８０℃〜９０℃の温度で５〜１５分実施する。プリベーク後に、当該塗膜をフォトマスク下で露光する。露光に用いられる光線としては、ｇ線、ｈ線、ｉ線などの紫外線が好ましく、紫外線照射装置は（超）高圧の水銀ランプ及びメタルハライドランプとすることができる。その後、３０℃〜３５℃の温度で現像液に浸漬し、１〜２分経過すると、不要な部分が取り除かれて所定のパターンが形成される。前記現像液は、具体的には例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、ケイ酸ナトリウム、ナトリウムメチルシリケート［ｓｏｄｉｕｍ ｍｅｔｈｙｌ ｓｉｌｉｃａｔｅ］、水酸化アンモニウム、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルアミノエタノール、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、コリン、ピロール、ピペリジン、及び１，８‐ジアザビシクロ‐［５，４，０］‐７‐ウンデセン等のアルカリ化合物である。上記のアルカリ化合物から構成される現像液を用いる場合、通常は現像後に水洗浄を行い、更に圧縮空気又は圧縮窒素で風乾する。続いて、ホットプレート又はオーブンなどの加熱装置でポストベーク（ｐｏｓｔｂａｋｅ）処理を実施する。当該ポストベーク処理の温度は、通常は２００℃〜２５０℃である。以上の処理工程を経て形成される。

【0091】

本発明の好ましい具体的実施例において、前記工程（ｄ１）は、充填、スパッタリング、化学めっき又は電気めっき方式で前記接続ビアに前記第３導体を形成する。前記充填、スパッタリング、化学めっき又は電気めっきの方式は、本発明の技術分野における当業者が実施可能なものとする。

【0092】

本発明の好ましい具体的実施例において、前記工程（ｅ１）の前に、前記第３導体をエッチングする工程を更に含む。

【0093】

本発明の好ましい具体的実施例において、前記工程（ｅ１）で前記第２導体を形成する方法として、金属シートを提供した後に回路をエッチングして得てもよい。

【0094】

本発明の他の好ましい具体的実施例において、前記工程（ｅ１）で前記第２導体を形成する方法は、工程（ｄ１）の前記第３導体を形成する方法と組み合わせて導体層を提供し、うち、接続ビア内に位置するのが前記第３導体であり、絶縁層の上面と接触するのが前記第２導体である。

【0095】

本発明の好ましい具体的実施例において、前記第２導体をエッチングする工程（ｆ１）を更に含む。

【0096】

本発明の好ましい具体的実施例において、前記方法は、更に、（ｇ１）前記第２導体上に第２絶縁層を形成し、当該第２導体と当該第２絶縁層の前記下面を接触させる工程、（ｈ１）第２接続ビアの所定位置において、前記第２絶縁層を感光結像させて前記第２接続ビアを形成する工程、（ｉ１）前記第２接続ビア内に前記第５導体を形成し、当該第５導体と前記第２導体を接触させる工程、および（ｊ１）前記第４導体を形成し、前記第２絶縁層の上面を当該第４導体に接触させ、且つ前記第５導体と当該第４導体を接触させる工程、を含む。

【0097】

本発明は、更に、上述の垂直導電ユニットを作製する方法を提供し、当該方法は、（ａ２）前記第１導体を提供する工程、（ｂ２）前記第３導体を形成し、前記第１導体と当該第３導体を接触させる工程、（ｃ２）前記絶縁層を前記第１導体と前記第３導体上に塗布する工程、（ｄ２）感光結像により、前記第３導体を覆う前記絶縁層部分を除去する工程、および（ｅ２）前記第２導体を形成し、前記絶縁層の前記上面を当該第２導体に接触させ、且つ前記第３導体と当該第２導体を接触させる工程、を含む。

【0098】

本発明の好ましい具体的実施例において、前記方法は、更に、（ｆ２）前記第５導体を形成し、前記第２導体と当該第５導体を接触させる工程、（ｇ２）第２絶縁層を前記第２導体と前記第５導体上に塗布する工程、（ｈ２）感光結像により、前記第５導体を覆う前記第２絶縁層部分を除去する工程、および（ｊ２）前記第４導体を形成し、前記第２絶縁層の前記上面を当該第４導体に接触させ、且つ前記第５導体と当該第４導体を接触させる工程、を含む。

【0099】

前記方法における塗布、感光結像、前記第２導体及び第３導体の形成方法については、前述した通りである。

【0100】

本発明の垂直導電ユニットを作製する方法における第１の具体的実施例は、（１１）第１導体を提供する工程、（１２）当該第１導体上に絶縁層を塗布し、当該第１導体と当該絶縁層の前記下面を接触させる工程、（１３）接続ビアの所定位置で露光し、開孔を現像して前記接続ビアを形成する工程、（１４）前記接続ビア内に第３導体を充填し、当該第３導体と前記第１導体を接触させる工程、および（１５）前記第３導体上に金属シートを圧着し、回路をエッチングして第２導体を形成し、前記絶縁層の前記上面を当該第２導体に接触させ、且つ前記第３導体と当該第２導体を接触させる工程、を含む。

【0101】

本発明の垂直導電ユニットを作製する方法における第２の具体的実施例は、（２１）第１導体を提供する工程、（２２）前記第１導体上に絶縁層を塗布し、当該第１導体と当該絶縁層の前記下面を接触させる工程、（２３）接続ビアの所定位置で露光し、開孔を現像して前記接続ビアを形成する工程、（２４）前記絶縁層上に導体層を化学めっき又は電気めっきして、前記接続ビア内に第３導体を形成し、当該第３導体と前記第１導体を接触させる工程、および（２５）工程（２４）の前記導体層のうち絶縁層の上面と接触するものに回路をエッチングして第２導体を形成し、前記絶縁層の前記上面を当該第２導体に接触させ、且つ前記第３導体と当該第２導体を接触させる工程、を含む。

【0102】

本発明の垂直導電ユニットを作製する方法における第３の具体的実施例は、（３１）第１導体を提供する工程、（３２）前記第１導体上に第２絶縁層を塗布し、当該第２絶縁層上に第１絶縁層を塗布し、当該第１導体と当該第２絶縁層の前記下面を接触させる工程、（３３）接続ビアの所定位置で露光し、開孔を現像して前記接続ビアを形成する工程、（３４）前記接続ビア内に第３導体を充填し、当該第３導体と前記第１導体を接触させる工程、および（３５）前記第３導体上に金属シートを圧着し、回路をエッチングして第２導体を形成し、前記第１絶縁層の前記上面を当該第２導体に接触させ、且つ前記第３導体と当該第２導体を接触させる工程、を含む。

【0103】

本発明の垂直導電ユニットを作製する方法における第４の具体的実施例は、（４１）第１導体を提供する工程、（４２）第３導体をプリント形成し、前記第１導体と当該第３導体を接触させる工程、（４３）第１絶縁層を前記第１導体と前記第３導体上に塗布する工程、（４４）前記第３導体を覆う前記絶縁層部分を露光し、開孔を現像して前記接続ビアを形成する工程、および（４５）前記第３導体上に金属シートを圧着し、回路をエッチングして第２導体を形成し、前記第１絶縁層の前記上面を当該第２導体に接触させ、且つ前記第３導体と当該第２導体を接触させる工程、を含む。

【0104】

ここで、以下に挙げる実例で本発明を詳細に説明するが、これら実例が開示する内容に本発明を限定するとの主旨ではない。

【0105】

実例１：
改質されて感光性を有するポリイミド共重合体１００重量部、光開始剤１０重量部、及び光架橋剤３０重量部を均一となるよう撹拌・混合し、光硬化性ポリイミド組成物を得た。この光硬化性ポリイミド組成物を、銅箔を材質とする基材に塗布し、８０℃〜９０℃の温度で５〜１５分間プリベークした。続いて、接続ビアの所定位置を露光し、開孔を現像して前記接続ビアを形成した。そして、現像後に水洗浄し、表面の水分をふき取ると、オーブンに載置して２００℃〜２５０℃で１〜２時間ベーキングした。前記接続ビア内に、銀又は銅を含有する導電性樹脂の孔埋め剤を充填してから、開孔し且つ導電性孔埋め剤を充填されたポリイミド絶縁層に、２００℃〜２５０℃の温度で別の銅箔を圧着して垂直導電ユニットを形成した。ポリイミド絶縁層の両側に介在する第１の銅箔導電層と第２の層は、接続ビア内に充填された銀又は銅含有の導電性樹脂の孔埋め剤により導通した。

【符号の説明】

【0106】

１ 積層プリント回路板
２ 垂直導電ユニット
１１ 第１配線層
１２ 第１回路
１３ 第１カバー膜
１４ 接着層
１５ 第２配線層
１６ 第２回路
１７ 第２カバー膜
１８ 接続導体
２１ 絶縁層
２２ 第１導体
２３ 第２導体
２４ 第３導体
２５ 第２絶縁層
２６ 第４導体
２７ 第５導体
２１１ 接続ビア
２５１ 第２接続ビア

【図1】

【図2】