JPH0451587A - 配線基板の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体パッケージ等に使用する配線基板の製造
方法に関し、特に、窒化アルミニウムとポリイミド樹脂
とを絶縁材料として使用する配線基板の製造方法に関す
る。

［従来の技術］ 従来、ピングリッドアレイ等の半導体パッケージを構成
する配線基板用材料としては、一般にアルミナ等のセラ
ミックスが使用されている。そして、このようなセラミ
ックス製グリーンシートの表面にタングステン等の導電
性粒子を含むペーストで導体回路を印刷し、かかるシー
トを積層して一体焼成することにより、幾層もの導体回
路を備えた多層配線基板を製造している。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、例えばハイブリッドＩＣ用の配線基板等
のように小ロツト生産の基板については、既存の製造設
備に大きな改変を加えることなく、簡便かつ迅速、安価
に多品種を量産することの可能な製造方法が望まれてい
た。その要請に応えるべく、本発明者らは、外部引出し
ピンを予めロウ付けした窒化アルミニウム基板上に導体
回路を形成すると共に、その上にポリイミド樹脂による
絶縁層を形成し、更にその絶縁層上に導体回路及び絶縁
層を形成するというビルドアップ形式の多層配線基板の
製造方法の開発に取り組んでいる。

ところが、前述のような従来の方法で形成される導体回
路では、窒化アルミニウム及びポリイミド樹脂の両紙縁
材料に対する密着性が十分でな（、特に、ポリイミド樹
脂との間で導体回路が剥離するという問題を生じた。更
に、導体回路自体、必ずしも十分な通電性を有している
とは言えなかった。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、その目的
は、窒化アルミニウム及びポリイミド樹脂を絶縁材料と
して使用すると共に、これら絶縁材料への密着性に優れ
、かつ通電性に優れた導体回路を有する配線基板の製造
方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段及び作用］上記課題を解決
するために本発明は、窒化アルミニウム基板の表面に、
チタン、クロム、銀、ニオブから選択される何れか少な
くとも一種の金属による付着層と、この付着層上に、銅
、銀、アルミニウムから選択される何れか少なくとも一
種の金属による導電層と、この導電層上に、ニッケル、
クロム、ニオブから選択される何れか少なくとも一種の
金属による保護層とを順次積層形成してなる導体回路を
形成した後、この窒化アルミニウム基板の表面に、ポリ
イミド樹脂からなると共に、前記導体回路の少なくとも
一部を被覆する絶縁層を形成している。

この構成によれば、窒化アルミニウム基板上に形成され
た導体回路は、付着層によって窒化アルミニウム基板表
面との密着性を高められる。また、導電層によって導体
回路としての通電性が確保される。更に、保護層によっ
て該導体回路とその少なくとも一部を被覆する絶縁層と
の密着性が高められ、絶縁層が導体回路表面から剥離す
るという事態が未然に防止される。

前記付着層の金属としては、チタン（Ｔｉ）　、クロム
（Ｃｒ）　、銀（Ａｇ）、ニオブ（Ｎｂ）があげられる
が、これらは熱力学的に窒化アルミニウムとの親和性が
高い金属であり、高温状況下において窒化アルミニウム
と固溶体を形成し易い金属である。

前記導電層の金属としては、銅（Ｃｕ）　、銀（Ａｇ）
、アルミニウム（ＡＩ）があげられるが、これらは極め
て通電性に優れた金属であると共に、前配付着層との密
着性に優れた金属である。

前記保護層の金属としては、ニッケル（Ｎｉ）、ニオブ
（Ｎｂ）、クロム（Ｃｒ）があげられるが、これらは前
記導電層との密着性に優れた金属であると共に、ポリイ
ミド樹脂との密着性にも優れた金属である。

前記各層の形成手段としては、スパッタリング、化学蒸
着、イオンブレーティング、メツキがあげられ、いずれ
の手段をも適用可能である。

尚、窒化アルミニウムは、一般に電気絶縁性、熱伝導性
、耐熱性、寸法安定性、機械的強度に優れ、基板用材料
として優れた適性を有するものである。

ところで、前記付着層の厚さは０．０５〜２゜０μｍの
範囲であることが好ましい。

この膜厚が０．０５μｍ未満では、窒化アルミニウム基
板表面の微細な凹凸の影響を受けて、基板表面全体に連
続した付着層を形成することができなくなり、導電層と
の密着強度が低下する。−方、２．０μｍを超えると、
付着層における残留応力が大きくなりクラックが入り易
くなって好ましくない。

前記導電層の厚さは１．０〜１０．０μｍの範囲である
ことが好ましい。

この膜厚が１．０μｍ未満では、電気抵抗が大きくなっ
て良好な通電性を確保することができない。一方、１０
．０μｍを超えると、後述するエツチング等による除去
が困難となり回路パターンの形成に支障を来す。

前記保護層の厚さは０．０５〜１．　０μｍの範囲であ
ることが好ましい。

この膜厚が０．０５μｍ未満では、前記導電層上に連続
した保護層を形成することができず、電気絶縁性、絶縁
層との密着強度が低下する。一方、１．０μｍを超える
と、保護層における残留応力が大きくなりクラックが入
り易くなって好ましくない。

一般に、前記三層構造の薄膜を窒化アルミニウム基板上
に形成した後、フォトレジスト等によってマスクを形成
し、エツチングを施すことにより、基板上に所望の回路
パターンが形成される。あるいは、窒化アルミニウム基
板表面に、回路を形成しない部位を被覆するマスクを予
め形成しておき、表面が露出された部位に対して前記薄
膜を形成することにより、所望するパターンの導体回路
を形成してもよい。

続いて、前記三層構造の導体回路を形成した窒化アルミ
ニウム基板の表面には、前記導体回路の少なくとも一部
を被覆するポリイミド樹脂からなる絶縁層が形成され、
これによって導体回路の少なくとも一部か外部と絶縁さ
れる。

前記ポリイミド樹脂による絶縁層は、ポリイミド前駆体
からなるワニスを前記基板の表面に塗布した後、３００
〜４００℃で加熱して、前記ポリイミド前駆体を基板上
にて脱水縮合させることにより形成される。

ポリイミド樹脂は一般に、電気絶縁性のみならず耐熱性
にも優れるが、その耐熱限界は４００°Ｃ程度である。

そのため、この方法で製造される配線基板をピングリッ
ドアレイ等に加工して使用する場合には、ピンのロウ付
は時の熱＜ｓｏａ℃以上）による樹脂の分解等を回避す
るため、外部引出しピンを予めロウ付けした窒化アルミ
ニウム基板に対して、前記絶縁層を形成することが好ま
しい。

この後、前記ポリイミド樹脂の絶縁層上に、更に導体回
路及び絶縁層を順次形成してい（ことによって、窒化ア
ルミニウム基板を最下層の基材としたポリイミド樹脂に
よる多層配線基板を製造することができる。

以下に、本発明を具体化した実施例及び比較例について
説明する。

［実施例］ 第１図に示すように、外部引出しピン１が予めロウ付け
され、かつ導体が充填されたスルーホール３を有する窒
化アルミニウム基板２の上面に対し、この基板２を１０
０℃に加熱した状態で、ＩＫＷの出力で１０分間、逆ス
パツタリングを施した後、チタンをターゲットとしてス
パッタリングを施した。そして、窒化アルミニウム基板
２の上面に付着層としてのチタン層４（膜厚０．　１μ
ｍ）を形成した。

以下同様にして、銅、クロムをターゲットとして順次ス
パッタリングを施すことにより、前記チタン層４上に導
電層としての銅層５（膜厚３．０μｍ）、保護層として
のクロム層６（膜厚０゜５μｍ）をそれぞれ形成し、三
層構造の薄膜７を形成した。

続いて、前記薄膜７を形成した窒化アルミニウム基板ｌ
の表面に、ネガ型のフォトレジストを均一に塗布し、回
路形成部分に紫外線を照射して該部位を光硬化させた。

この基板ｌをアルカリ溶液に浸漬して、未硬化のフォト
レジストを溶解除去し、薄膜７の一部を露出させた。そ
して、該基板ｌの表面に、フッ化水素酸（ＨＦ）と硝酸
（ＨＮＯ３）の混合溶液を使用してエツチングを施し、
薄膜７の露出部位を除去した。その後、硬化された前記
フォトレジストを有機溶剤で処理して除去することによ
り、基板１の表面に前記薄膜７を露出させて所望するパ
ターンの導体回路８を形成した。

次に、ポリイミド前駆体（株式会社東し製部品名：フォ
トニースＵＲ３１４０）のワニスを前記基板の表面に塗
布した後、３００〜４００℃の加熱を施すことにより、
前記導体回路８の一部が露出するように、ポリイミド樹
脂による絶縁層９を形成した。

このようにして得られた配線基板においては、導体回路
８が窒化アルミニウム基板２及びポリイミド絶縁層９に
、堅牢に密着した。また、導体回路のシート抵抗は１０
ｍΩという低い値を示した。

［比較例］ 前記実施例と同じ窒化アルミニウム基板２の上面に、下
記配合処方のタングステンペーストを塗布することによ
り、前記実施例と同じパターン形状の導体回路（膜厚ｌ
Ｏμｍ）を形成した。

タングステンペーストの配合処方 タングステン粒子　　　１００．０重量部α−テルピネ
オール　　　４．８重量部エチルセルロース　　　　０
．６重量部ひまし油　　　　　　　　　０．４重量部こ
の窒化アルミニウム基板２上に、前記実施例と同様にし
てポリイミド樹脂による絶縁層９を形成した。

このようにして得られた配線基板では、導体回路とポリ
イミド絶縁層との間で剥離を生じ、導体回路の絶縁が必
要な部分を被覆することができなかった。また、導体回
路のシート抵抗は２０ｍΩという高い値を示した。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、窒化アルミニウム
及びポリイミド樹脂を絶縁材料として使用すると共に、
これら絶縁材料への密着性に優れ、かつ通電性に優れた
導体回路を有する配線基板を製造することができるとい
う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例における配線基板を示す概略断
面図である。 ２・・・窒化アルミニウム基板、４・・・付着層として
のチタン層、５・・・導電層としての銅層、６・・・保
護層としてのクロム層、８・・・導体回路、９・・・絶
縁層。 特許出願人　　イビデン　株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　窒化アルミニウム基板（２）の表面に、チタン、ク
   ロム、銀、ニオブから選択される何れか少なくとも一種
   の金属による付着層（４）と、前記付着層（４）上に、
   銅、銀、アルミニウムから選択される何れか少なくとも
   一種の金属による導電層（５）と、 前記導電層（５）上に、ニッケル、クロム、ニオブから
   選択される何れか少なくとも一種の金属による保護層（
   ６）とを順次積層形成してなる導体回路（８）を形成し
   た後、 この窒化アルミニウム基板（２）の表面に、ポリイミド
   樹脂からなると共に、前記導体回路（８）の少なくとも
   一部を被覆する絶縁層（９）を形成することを特徴とす
   る配線基板の製造方法。 ２　前記付着層（４）の厚さは０．０５〜２．０μｍで
   あり、前記導電層（５）の厚さは１．０〜１０．０μｍ
   であり、前記保護層（６）の厚さは０．０５〜１．０μ
   ｍであることを特徴とする請求項１に記載の配線基板の
   製造方法。