JPH03184396A - 多層配線基板におけるポリイミド層の膨らみ防止構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 高集積化ハイブリッドＩＣ等に使用され、層間絶縁層に
ポリイミドを使用した多層配線基板に関し、 該ポリイミド層が製造過程で膨らむことがないようにす
ることを目的とし、 透孔内に導体が埋設されたバイアホールを有する絶縁基
板と、 該絶縁基板上に該導体と同時に形威された第１の導体パ
ターンと、 該第１の導体パターンを被覆し少なくとも該導体の真上
で該第１の導体パターンのそれぞれに直通する透孔を有
するポリイミド層を具え、該ポリイミド層の上に形成し
該透孔の側面を通って該第１の導体パターンに接続され
る第２の導体パターンには、該透孔内に該第１の導体パ
ターンの一部を表呈させる開口部を設けてなることを特
徴とするまたは、 透孔内に導体が埋設されたバイアホールを有する絶縁基
板、該絶縁基板の表面には少なくとも第１の導体パター
ン、該第１の導体パターンの所要部に連通ずる透孔を有
する第１のポリイミド層。

該第１のポリイミド層の透孔にて該第１の導体パターン
に連通ずる第２の導体パターン、該第２の導体パターン
の所要部を表呈せしめる第２のポリイミド層が設けられ
、該絶縁基板の裏面には少なくとも第３の導体パターン
、該第３の導体パターンの所要部に連通ずる透孔を有す
る第３のポリイミド層、該第３のポリイミド層の透孔に
て該第３の導体パターンに連通ずる第４の導体パターン
が設けられ、 該第３のポリイミド層形成後に形威された該第４の導体
パターンが、該第３の導体パターンと対向しない箇所に
透孔のあけられた導体薄膜から形威されてなることを特
徴とし構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、高集積化ハイブリッドＩＣ等に使用される多
層配線基板、特に眉間絶縁層として形威されたポリイミ
ド層の膨らみ防止構造に関する。

〔従来の技術〕

第６図は従来技術による多層配線基板の要部の断面図で
ある。

第６図において多層配線基板１は、透孔３に導体４を埋
設してなるバイアホールが形成された絶縁基板（セラミ
ック基板）２の表面に第１の導体パターン５．所要部に
おいて第１の導体パターン５が表呈する透孔７を有する
ポリイミド層６．透孔７内で第１の導体パターン５に接
続された第２の導体パターン８が形成され、絶縁基板２
の裏面に第３の導体パターン９．所要部において第３の
導体パターン９が表呈する透孔１０を有するポリイミド
層１１．透孔１０内で第３の導体パターン９に接続され
た第４の導体パターン１２が形威されてなる。

かかる多層配線基板１において、導体パターン５．９が
印刷にて形威されるとき、導体４と導体パターン５．９
は導体ペースト（例えばＡｇ　Ｐｄペースト）を使用し
同時に形威されるが、導体パターン５．９が導体薄膜よ
り形威されるとき導体ペースト（例えばＣｕペースト）
を使用する導体４は、クリーンシート時の透孔４に導体
ペーストを充填せしめ、基板１と同時に焼成される。

一般に２層構成することで厚さ２０μｍ程度であるポリ
イミド層６，１１は、３００’Ｃ程度乃至それ以上の温
度で焼成されることになる。

かかる多層配線基板１の製造過程において、第６図に一
点鎖線で示す如きポリイミド層１３を形威し、導体パタ
ーン５を介して導体４の導通テストを能率的に行うには
、図中に破線で示す如く導体パターンを形成する前の導
体膜１４を利用することが行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

第７図は従来の多層配線基板におけるポリイミド層の膨
らみの説明図である。

第７図（イ）は導体パターン５，９が印刷にて形成され
た場合であり、基板２の表面と裏面に形成した導体パタ
ーン５，９の印刷時に、透孔３に充填された導体４には
図示する如き空洞１５ができ易く、ポリイくド層６の形
成に先立つ洗浄の残滓が空洞１５に取り込まれると、該
残滓がポリイミド層６の焼成時にガス化し、ポリイミド
層６の一部に膨らみ１６ができ易いという欠点があった
。

第７図（ＩＩ＋）は導体パターン５，９が薄膜より形成
された場合であり、導体パターン１２の形成に先立って
、導体パターン１２を形成させる導体膜１６と導体パタ
ーン８との導通（バイアホール）チエツクを使用とする
と、ポリイミド層１３の焼成時にポリイミド層１１より
発生したガスおよび水蒸気によって、ポリイミド１１１
に膨らみ１７ができ易いという欠点があった。

本発明の目的は、膨らみ１６および１７ができないよう
にすることである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の第１の手段はその実施例を示す第１図によれば
、透孔２３内に導体２４が埋設されたバイアホールを有
する絶縁基板２２と、 絶縁基板２２上に導体２４と同時に形成された第１の導
体パターン２５と、 第１の導体パターン２５を被覆し少なくとも導体２４の
真上で第１の導体パターン２５のそれぞれに直通する透
孔２７を有するポリイミド層２６を具え、ポリイミド層
２６の上に形成し透孔２７の側面を通って第１の導体パ
ターン２５に接続される第２の導体パターン２９には、
透孔２７内に第１の導体パターン２５の一部を表呈させ
る開口部を設けてなることを特徴とする多層配線基板２
１である。

本発明の第２の手段はその実施例を示す第２図によれば
、透孔４３内に導体４４が埋設されたバイアホールを有
する絶縁基板４２、絶縁基板４２の表面には少なくとも
第１の導体パターン４５．第１の導体パターン４５の所
要部に連通ずる透孔４７を有する第１のポリイミド層４
６．第１のポリイミド層４６の透孔４７にて第１の導体
パターン４５に連通ずる第２の導体パターン４８．第２
の導体パターン４８の所要部を表呈せしめる第２のポリ
イミド層４９が設けられ、絶縁基板４２の裏面には少な
くとも第３の導体パターン５０．第３の導体パターン５
０の所要部に連通ずる透孔５２を有する第３のポリイミ
ド層５１．第３のポリイミド層５１の透孔５２にて第３
の導体パターン５０に連通ずる第４の導体パターン５３
が設けられ、第３のポリイミド層５１形戒後に形成され
た第４の導体パターン５３が、第３の導体パターン５０
と対向しない箇所に透孔５５のあけられた導体薄膜５４
から形成されてなることを特徴とする多層配線基板４１
である。

〔作用〕

上記第１の手段によれば、絶縁基板のバイアホール導体
に空洞ができ、該空洞内に洗浄液残滓等が取り残されけ
も、該残滓等のガス、水蒸気は該導体に直通するポリイ
くド層の透孔、第２の導体パターンに設けた開口部より
排除されるため、ポリイミド層に膨らみができないよう
になる。

また、上記第２の手段によれば、第３のポリイミド層の
焼成に際して第２のポリイミド層より発生するガス、水
蒸気は、導体薄膜に設けられた透孔より排除され、第２
のポリイミド層に膨らみができないようになる。

〔実施例〕

以下に、図面を用いて本発明によるポリイミド層の膨ら
み防止構造を有する多層配線基板について説明する。

第１図は本発明の第１の実施例による多層配線基板の要
部を示す断面図、第２図は本発明の第２の実施例による
多層配線基板の要部を示す断面図、第３図は第１図に示
す多層配線基板の主要工程図、第４図は第２図に示す多
層配線基板の主要工程図、第５図は第４図に示す第５の
導体薄膜の平面図である。

第１図において多層配線基板２１は、透孔２３に導体２
４を埋設してなるバイアホールが形成された絶縁基板（
セラ稟ツタ基板）２２の表面に、印刷による第１の導体
パターン２５．少なくとも各導体２４の真上で第１の導
体パターン２５に直通する透孔２７を有するポリイミド
層２６．所要部において透孔２７の側面を通り第１の導
体パターン２５に接続されるように薄膜より形成された
第２の導体パターン２９が形成されてなる。

導体ペーストを透孔２３に充填し形成される導体２４は
、第１の導体パターン２５と同一工程で印刷・焼威し形
成される。

第２の導体パターン２つには、透孔２７の側面を通り第
１の導体パターン２５に接続された部分で、透孔２７内
に第１の導体パターン２５の一部を表呈させる開口部３
７が形成される。

そして絶縁基板２２の裏面には、印刷による第３の導体
パターン３０．少なくとも各導体２４に直通する透孔３
１を有するポリイミド層３２．所要部において透孔３１
の側面を通り第３の導体パターン３０に接続された第４
の導体パターン３３が形成されてなる。

第４の導体パターン３３には、透孔３１の側面を通り第
３の導体パターン３０に接続された部分で、透孔３１内
に第３の導体パターン３０の一部を表呈させる開口部３
８が形成される。

このように構成された多層配線基板２１は、導体２４内
に第７図に示す如き空洞１５ができることがあっても、
空洞１５より発生するガスおよび水蒸気は、透孔２７．
３１または開口部３７．３８を通って排出されるため、
ポリイミド層２６．３２に、第７図に示す如き膨らみ１
６ができないようになる。

以下、第３図を用いて多層配線基板２１の主要製造工程
を説明する。

第３図（イ）において、所定部に透孔２３のあいた絶縁
基板２２を作成する。

第３図（ＩＩ＋）において、印刷手段によって導体ペー
ストを印刷焼成し導体２４．第１の導体パターン２５、
第３の導体パターン３０を形成させる。

第３図（ハ）において、スピンコード等によって感光性
ポリイミド液を被着せしめ、そのポリイミド液を例えば
１３０’Ｃで３０分プリベーク処理してポリイミド膜３
３．３４を形成させる。

次いで第３図（ニ）に示す如く、透孔２７．３１を設け
てからキュア処理し、ポリイミド層２６，３２を形成さ
せる。

しかるのち、第３図０）に示す如く表面と裏面に導体薄
膜３５．３６を被着し、導体薄膜３５．３６の不要部を
除去して、第３図（へ）に示す如く開口部３７を有する
第２の導体パターン２９と、開口部３８を有する第４の
導体パターン３３が形成される。

次頁の表は、多層配線基板２１について調査した不良発
生率と、従来技術による不良発生率とを比較させたもの
である。ただし、本発明および従来技術による試料にお
いて、印刷用導体ペーストにはＡｇ　Ｐｄペーストを使
用し、ポリイミド層は１３０度で３０分プリベーク処理
したのち３００度３０分。

４００度３０分のキュア処理を施し、ポリイミド層の上
に被着した導体パターン形成用薄膜はクロームと銅の２
層構成とし、さらに多層配線基板２１のポリイミド層に
形成させた透孔２７は直径０．２ｍｎ＋である。

上記表において、ポリイミドキュア後、熱衝撃試験後は
前工程の良品を対象として実施し、熱衝撃試験は一５５
度〜１２５度の温度サイクルを１０００回行ったもので
ある。

そして、本発明構成の試料については、さらに、−５５
度〜１２５度の温度サイクルを１０００回追加したが、
その後の不良率も０％であった。

第２図において多層配線基板４１は、透孔４３に導体４
４を埋設してなるバイアホールが形成された絶縁基板（
セラ壽フク基板）４２の表面に、薄膜にてなる第１の導
体パターン４５．第１の導体パターン４５の所定部を表
呈せしめる透孔４７を有する第１のポリイミド層４６．
透孔４７内で第１の導体パターン４５に接続されるよう
に薄膜よりなる第２の導体パターン４８．第２の導体パ
ターン４８の所定部を表呈せしめる第２のポリイミド層
４９が形成されてなる。

導体４４は焼成前の絶縁基板４２にあけられた透孔４３
に導体ペーストを充填し、絶縁基板４２と共に焼威し形
成される。

そして絶縁基板４２の裏面には、薄膜にてなる第３の導
体パターン５０．第３の導体パターン５０の所定部を表
呈せしめる透孔５２を有する第３のボリイごド層５１．
透孔５２内で第３の導体パターン５０に接続された第４
の導体パターン５３が形成されてなる。

第４の導体パターン５３を形成する前の導体薄膜（図中
に破線で示す薄膜）５４には、第５図に示す如く多数の
例えば直径２００μｍ程度の透孔５５が、第４の導体パ
ターン５３の形成を損なうことなく、かつ、第３の導体
パターン５０と対向しない箇所に設けられる。

第４の導体パターン５３は、ポリイミド層４９を形成し
、導体薄膜５４と各第２の導体パターン４８との導通テ
ストが終了したのち、導体薄膜５４の不要部を除去して
形成されるようになる。

このように構成された多層配線基板４１は、ポリイミド
Ｎ４９の焼成に際し、導体薄膜５４の被着されたポリイ
ミド層５１からガスおよび水蒸気が発生してもそれらは
透孔５５より排除され、ポリイミド層５１には第７図に
示す如き膨らみ１７ができないようになる。

以下、第４図を用いて多層配線基板４１の主要製造工程
を説明する。

第４図（イ）において、透孔４３に導体４４が同時焼成
された絶縁基板４１を製造する。

第４図（Ｅｌ）において、絶縁基板４１の表面と裏面に
導体薄膜５６を被着したのち、第４図（ハ）に示す如く
導体薄膜５６の不要部を除去して導体パターン４５と５
０を形成させる。

第４図（＝）において、焼成の完了したポリイミド層４
６と５１を形成させる。

第４図０）において、ポリイミド層４６と５１をそれぞ
れに覆う導体薄膜５７を被着させる。

次いで第４図（へ）に示す如く、ポリイミド層４６に被
着された導体薄膜５７の不要部を除去して導体パターン
４８を形成し、ポリイミド層５１に被着された導体薄膜
５７の不要部を除去して、多数の透孔５５のあいた導体
薄膜５４を形成させる。

次いで第４図（ト）に示す如く、焼成の完了したポリイ
ミド層４９を形成し、各導体パターン４８と導体膜５４
との導通テストを終了したのち、第４図（チ）に示す如
く導体薄膜５４の不要部を除去し導体パターン５３を形
成させる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、第１図、第３図を用いて説明した
如く本発明の第１の手段によれば、絶縁基板のバイアホ
ール導体に空洞ができ、該空洞内に洗浄液残滓等が取り
残されけも、該残滓等のガス、水蒸気は該導体に直通す
るポリイミド層の透孔、第２の導体層の開口部より排除
されるため、ポリイミド層に膨らみができないようにな
る。

また、第２図、第４図を用いて説明した如く本発明の第
２の手段によれば、第３のポリイミド層の焼成に際して
第２のポリイミド層より発生するガス、水蒸気は、導体
薄膜に設けられた透孔より排除され、第２のボリイくド
層に膨らみができないようになる。

その結果、ポリイミド層を眉間絶縁層とした多層配線基
板の製造歩留まりおよび、信頼性が向上されるようにな
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例による多層配線基板の要
部、 第２図は本発明の第２の実施例による多層配線基板の要
部、 第３図は第１図に示す多層配線基板の主要工程図、 第４図は第２図に示す多層配線基板の主要工程図、 第５図は第４図に示す第５の導体薄膜の平面図、第６図
は従゛来の多層配線基板の要部、第７図は従来の多層配
線基板におけるボリイミド層の膨らみの説明図、 である。 図中において、 ２１．４１は多層配線基板、 ２２．４２は絶縁基板、 ２３、４３はバイアホールの透孔、 ２４．４４はバイアホールの導体、 ２５．４５は第１の導体パターン、 ２６はポリイミド層、 ２７はポリイミド層の透孔、 ２９．４８は第２の導体パターン、 ３７．３８は開口部、 ４６は第１のポリイミド層、 ４７は第１のポリイミド層の透孔、 ４９は第２のポリイミド層、 ５０は第３の導体パターン、 ５１は第３のポリイミド層、 ５２は第３のポリイミド層の透孔、 ５３は第４の導体パターン、 ５４は導体薄膜、 ５５は導体薄膜にあけられた透孔、 を示す。 第１図にホす多Ｉ配縫蟇抜の主嘗工程図宴　３　図 （−５ｒ） 冥２図ｔこ示、イ多唇Ｏ己篠基本反の主、１と工ｊｊＬ
ロ嵩　４　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）透孔（２３）内に導体（２４）が埋設されたバイ
   アホールを有する絶縁基板（２２）と、 該絶縁基板（２２）上に該導体（２４）と同時に形成さ
   れた第１の導体パターン（２５）と、 該第１の導体パターン（２５）を被覆し少なくとも該導
   体（２４）の真上で該第１の導体パターン（２５）のそ
   れぞれに直通する透孔（２７）を有するポリイミド層（
   ２６）を具え、 該ポリイミド層（２６）の上に形成し該透孔（２７）の
   側面を通って該第１の導体パターン（２５）に接続され
   る第２の導体パターン（２９）には、該透孔（２７）内
   に該第１の導体パターン（２５）の一部を表呈させる開
   口部（３７，３８）を設けてなることを特徴とする多層
   配線基板におけるポリイミド層の膨らみ防止構造。
2. （２）透孔（４３）内に導体（４４）が埋設されたバイ
   アホールを有する絶縁基板（４２）、該絶縁基板（４２
   ）の表面には少なくとも第１の導体パターン（４５），
   該第１の導体パターン（４５）の所要部に連通する透孔
   （４７）を有する第１のポリイミド層（４６），該第１
   のポリイミド層（４６）の透孔（４７）にて該第１の導
   体パターン（４５）に連通する第２の導体パターン（４
   ８），該第２の導体パターン（４８）の所要部を表呈せ
   しめる第２のポリイミド層（４９）が設けられ、該絶縁
   基板（４２）の裏面には少なくとも第３の導体パターン
   （５０），該第３の導体パターン（５０）の所要部に連
   通する透孔（５２）を有する第３のポリイミド層（５１
   ），該第３のポリイミド層（５１）の透孔（５２）にて
   該第３の導体パターン（５０）に連通する第４の導体パ
   ターン（５３）が設けられ、 該第３のポリイミド層（５１）形成後に形成された該第
   ４の導体パターン（５３）が、該第３の導体パターン（
   ５０）と対向しない箇所に透孔（５５）のあけられた導
   体薄膜（５４）から形成されてなることを特徴とする多
   層配線基板におけるポリイミド層の膨らみ防止構造。