JPH04223395A - 薄膜形成用基板 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は基板上にビアと接続して
形成されている薄膜の該基板からの剥離を抑制して生産
性の向上を図った薄膜形成用基板の構成に関する。

【０００２】電子機器分野では特性向上や小型化，　低
価格化等の要求に伴って高密度実装技術が進展しており
、薄膜回路を形成する基板にも層間接続用の導体が充填
されている断面が円形のビアホール（以下単にビアとす
る）を多数具えた両面基板や多層基板が広く使用される
ようになってきている。

【０００３】そしてこの場合の基板材質や薄膜構成材料
，ビア充填材は回路構成や使用目的等を考慮して種々使
い分けている現状にある。

【０００４】

【従来の技術】図２は従来の薄膜形成用多層基板の構成
例を示す図であり、（２−１）　は完成した基板を一部
断面で表わし，　また（２−２）　は主要部を拡大した
断面図である。

【０００５】また図３は問題点を説明する図である。図
２で多層基板１は、所要の位置に断面が円形のビア１ａ
が，　また表面の所要領域にパターニングされた導体１
ｂが予め形成されている複数（図では５枚）のセラミッ
ク・グリーンシート　１−１〜　１−５を互に位置決め
して積層した後例えば　１０００　℃位の温度で焼成し
て構成したものであり、該多層基板１の露出する両面の
所定位置に導体領域２ａ〜２ｇや３ａ〜３ｃ等をパター
ニング形成することで所要の回路を構成すると共に例え
ば同一面内で離れた位置に存在する導体領域２ａと２ｄ
間を導体１ｂを介して接続したり両面に位置する導体領
域２ｂと３ｂ間をビア１ａ′を介して接続する等予め設
定した導体間接続が実現できるようになっている。

【０００６】なお破線で示す小円２ｅ′，　２ｆ′，　
２ｇ′は導体領域２ｅ，２ｆ，２ｇに接続する図示され
ないビア位置を例示したものである。そして一般にかか
る多層基板１の層間接続用のビア１ａには充填材として
タングステン（Ｗ）や銅（Ｃｕ），金（Ａｕ）　等が用
いられるが、該基板１にパターン形成する導体領域２ａ
〜２ｇや３ａ〜３ｃがタンタル（Ｔａ）　で形成される
抵抗膜のときには該タンタルに対して接着性のよいタン
グステンをビア１ａの充填材として使用し、また該導体
領域が銅で形成される電極膜等のときには銅または金を
ビア１ａの充填材として選択するようにしている。

【０００７】そこでここでは上記導体領域が銅で形成さ
れる電極膜のときを例としているのでビア１ａの充填材
が銅である場合について説明する。この場合該多層基板
１のセラミックからなる表面に直接銅の導体領域（例え
ば２ｃ，３ｃ）を形成すると該セラミック面との密着性
が悪い。

【０００８】従って該密着性を向上させるため、基板１
表面の導体２ｃおよび３ｃ形成部に通常のスパッタリン
グ技術で　１０００　〜２０００Åのクロム（Ｃｒ）層
４ａを設けた後所要の銅パターン２ｃ，３ｃ　を形成す
るようにしている。なおこの場合の導体領域２ｃ，３ｃ
　は更にその表面をクロム層４ｂでカバーして大気によ
る酸化を防ぐようにしている。

【０００９】（２−２）　はこの状態を示したものであ
る。かかる多層基板１では、共に銅からなる導体領域２
ａ〜２ｇや３ａ〜３ｃと各ビア１ａとが銅に対して濡れ
性のよいクロム層４ａを介して接続されることになるた
め両者間は確実な接続を保った状態でパターンを形成す
ることができる。

【００１０】この場合、該多層基板１のセラミック表面
とクロム薄膜４ａ間の密着性とビア１ａとクロム薄膜４
ａひいては導体領域間の密着性を比較すると、後者の密
着性が前者に比して１０〜１００　倍程度大きい。

【００１１】一方、約　２５０℃程度を必要とするスパ
ッタリング技術で基板１上に被着形成される上記クロム
層４ａは該基板１が常温に戻った時点でその膜内に応力
が発生すると共に、爾後の工程で例えば室温〜＋２００
　℃程度の温度サイクル試験が基板１に加えられたとき
に該クロム層４ａがその上層に位置する銅の導体領域の
引張応力を受けることになり、結果的に該クロム層４ａ
が基板１から剥離し易くなる。

【００１２】かかる剥離現象を説明する図３で、図２同
様にセラミック・グリーンシート６−１〜６−５を焼成
した多層基板６の表面６ａには帯状の導体領域７ａとＬ
形の導体領域７ｂおよび矩形状の導体領域７ｃが図２同
様にクロム層８ａ，８ｂ　を具えて形成されており、導
体領域７ａは長手方向ほぼ中央部に設けてあるビア９ａ
で下面６ｂに形成されている導体領域７ａ′と接続し、
導体領域７ｂはＬ形の両端部近傍に設けられている２個
のビア９ｂで該基板６の中間層に形成した導体７ｂ′お
よび図示されない導体領域にそれぞれ接続されている。 なお矩形状の導体領域７ｃはほぼ中央部にある１箇所の
ビア９ｃで例えば下面６ｂに形成した図示されない導体
領域に接続されている。

【００１３】そこで該基板６を温度サイクル試験にかけ
たり長期間にわたって使用すると、図２で説明した如く
基板６側のクロム層８ａがその上層の銅の導体領域７ａ
と７ｂの引張応力を受けることになり、導体領域７ａは
その両端部Ａ，Ｂ領域が該基板６から剥離して図示の如
く上側に反った形になり、導体領域７ｂはその中間屈折
部近傍のＣ領域が該基板６から剥離して図示のように上
側に反る形となる。

【００１４】従って上記導体領域７ａ，７ｂ　が長いと
きには剥離する導体領域が大きくなって基板６から完全
に分離して不安定な状態になったり隣接する例えば矩形
状の導体領域７ｃとの間隔が変動したりして所定の特性
が保持できなくなることがある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】従来の構成になる薄膜
形成用基板では、導体領域の長さに比して該導体領域に
接続するビアが少ないときには該導体領域のビアから離
れる領域が基板から剥離し易くなり、所定の特性を保持
することが困難になると言う問題があった。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題は、基板上に該
基板に設けられているビアに接続する薄膜または該薄膜
を介して導体領域を膜形成する薄膜形成用基板であって
、基板上の薄膜形成領域の該領域に接続するビアから離
れた領域の周辺近傍で該基板の回路構成に関係しない余
白位置に、該薄膜と接続する１個または分散配置された
複数個のダミービアが設けられて構成されている薄膜形
成用基板によって達成される。

【００１７】

【作用】導体領域とビアとの間は接続力が大きいため両
者間で剥離することがない。そこで本発明では導体領域
ひいてはクロム層のビアから離れた位置に回路に関係し
ないダミーのビアを形成して薄膜形成用基板を構成して
いる。

【００１８】従ってクロム層の膜内に発生する応力や爾
後の温度サイクル試験工程等による導体領域の引張応力
で発生する応力を上記ダミービアに吸収させることがで
きて長期間の使用に耐えて生産性のよい薄膜形成用基板
を得ることができる。

【００１９】

【実施例】図１は本発明になる薄膜形成用基板を説明す
る構成図であり、図３と同様の構成になる部分を示して
いる。従って図３と同じ対象物には同一の記号を付して
表わしている。

【００２０】なお図では図２同様に基板が多層基板であ
る場合について説明する。図１で、図３同様にセラミッ
ク・グリーンシート１１−１〜１１−５を積層して焼成
した５層からなる多層基板１１の表面１１ａ　には図３
の導体領域７ａと等しい大きさの帯状の導体領域１２ａ
　と図３の導体領域７ｂと等しい大きさのＬ形の導体領
域１２ｂ　および矩形状の導体領域１２ｃ　が図３同様
にクロム層１３ａ，１３ｂ　を具えて形成されており、
導体領域１２ａ　は長手方向ほぼ中央部に設けた図２同
様のビア１４ａ　で下面１１ｂ　に位置する導体領域１
２ａ　′と接続し、導体領域１２ｂ　はＬ形の両端部近
傍に設けられている２個のビア１４ｂ　で該基板１１の
中間層に形成した導体　１２ｂ′に接続されていること
は図３と同様である。なお矩形状の導体領域１２ｃ　は
ほぼ中央部に位置する１箇所のビア１４ｃ　で下面１１
ｂ　上の図示しない導体領域に接続されている。

【００２１】そして特にこの場合の基板１１は、上記導
体領域１２ａの両端部（図３の領域Ａ，Ｂ）近傍の回路
構成に関係しない２箇所と上記導体領域１２ｂ　の屈折
部（図３の領域Ｃ）近傍の回路構成に関係しない１箇所
に、例えば１１−１と１１−２の２層に跨がる深さを持
つダミービア１５が形成されている。なおこのダミービ
ア１５は必要とする上記ビア１４ａ，１４ｂ　と同様の
手段で該基板１１形成時に設けることができる。

【００２２】この場合、導体領域１２ａ　はその中間部
のビア１４ａと両端部近傍のダミービア１５の３箇所で
クロム層１３ａ　を介して基板面に密着し、また導体領
域１２ｂ　は両端部のビア１４ｂ　と屈折部のダミービ
ア１５の３箇所で基板面に密着するので、図３で説明し
たような剥離が発生することがない。

【００２３】かかる構成になる薄膜形成用多層基板では
、クロム層すなわち導体領域と基板面との間の密着を分
散配置したビアとダミービアとで実現できるので、該ダ
ミービアの配置位置を導体領域の形状に合わせて適当に
設定することで基板１１を温度サイクル試験にかけたり
長期間にわたって使用しても特性的に変動することのな
い生産性に優れた薄膜形成用多層基板を得ることができ
る。

【００２４】なお、上記導体領域１２ａ　や１２ｂ　の
幅が上記ダミービア１５の大きさに比して広いときには
両端部近傍の幅方向に複数のダミービア１５を整列して
配置したりまた該導体領域１２ａ　や１２ｂ　の幅方向
にのびる角形のダミービア１５を設けても確実な効果が
得られると共に、上記矩形状の導体領域１２ｃ　がビア
１４ｃ　に比べて大きい場合には例えば図の×印で示す
四隅に上記ダミービア１５を設けると該導体領域１２ｃ
　を確実に基板１１に密着させることができる。

【００２５】また、基板上に形成する導体領域が回路の
抵抗膜を構成するタンタル（Ｔａ）薄膜の場合には該タ
ンタル薄膜と密着性のよいタングステン（Ｗ）を充填材
とするビアおよびダミービアを設けることで同様の密着
性を得ることができる。

【００２６】

【発明の効果】上述の如く本発明により、基板上に形成
する薄膜の該基板からの剥離を抑制して生産性の向上を
図った薄膜形成用基板を提供することができる。

【００２７】なお本発明の説明では５層の多層基板を例
としているが、如何なる層数の基板でも同等の効果が得
られることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明になる薄膜形成用基板を説明する構
成図である。

【図２】　　従来の薄膜形成用多層基板の構成例を示す
図である。

【図３】　　問題点を説明する図である。

【符号の説明】

１１，　１１−１〜１１−５　　　　多層基板　　　　
　　１１ａ　　　表面１１ｂ　　　下面　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　１２ａ，　１２
ａ′，１２ｂ，１２ｃ　　導体領域 １２ｂ　′導体　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　１３ａ，１３ｂ　　　　　クロム層 １４ａ，１４ｂ，１４ｃ　　　ビア　　　　　　　　　
　　　　　　　　１５　　　　　　　　　　ダミービア

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基板（１１）上に該基板（１１）に設
   けられているビア（１４ａ，１４ｂ…）　に接続する薄
   膜（１３ａ）　または該薄膜（１３ａ）　を介して導体
   領域（１２ａ，１２ｂ…）　を膜形成する薄膜形成用基
   板であって、基板（１１）上の薄膜（１３ａ）　形成領
   域の該領域に接続するビア（１４ａ，１４ｂ…）　から
   離れた領域の周辺近傍で該基板（１１）の回路構成に関
   係しない余白位置に、該薄膜（１３ａ）　と接続する１
   個または分散配置された複数個のダミービア（１５）が
   設けられて構成されていることを特徴とした薄膜形成用
   基板。
2. 【請求項２】　　前記の薄膜（１３ａ）　を形成する基
   板が多層基板であることを特徴とした請求項１記載の薄
   膜形成用基板。