JPH06268376A

JPH06268376A - 多層回路基板の製造方法

Info

Publication number: JPH06268376A
Application number: JP5351793A
Authority: JP
Inventors: Kishio Yokouchi; 貴志男横内
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-03-15
Filing date: 1993-03-15
Publication date: 1994-09-22

Abstract

(57)【要約】【目的】ＬＳＩ等を高密度に実装する多層回路基板の
製造方法に関し、信頼性の高い多層回路基板を提供する
ことを目的とする。【構成】導体ビア３形成後の多層回路基板10の面を選
択的にエッチングすることで該導体ビア３を表面絶縁層
21の面から切株状に突出させる工程と、表面絶縁層21の
面から切株状に突出した導体ビア３を含む形で表面絶縁
層21上に絶縁膜５を形成する工程と、絶縁膜５で覆われ
た表面絶縁層21の面を平面研削して前記導体ビア３の頂
部を覆っている絶縁膜５のみを選択的に除去する工程
と、絶縁膜５が除去されたことによって頂部が露出した
導体ビア３の上に配線パターン50を形成する工程と、を
含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＬＳＩ等を高密度に実
装する多層回路基板の製造方法に関する。近年，大型汎
用コンピュータおよびスーパーコンピュータ等に使用さ
れる半導体素子の高速化は著しく、ゲートあたりの遅延
時間が100ps を下回るようになり、相対的に基板の配線
部分における伝送遅延がコンピュータの演算速度を左右
するに到っている。

【０００２】この結果、コンピュータに実装される回路
基板は、高密度実装が可能で且つ微細な多層配線にも適
しているセラミックス材を絶縁材料とし、これと導体
（導体ビアおよび配線パターンを含む）を一体的に焼成
して製作される多層セラミックス回路基板（以下多層回
路基板と呼ぶ）が注目されている。

【０００３】

【従来の技術】図２(a) と(b) と(c) と(d) は従来の多
層回路基板の製造工程とその問題点を説明するための模
式的要部側断面図である。

【０００４】セラミックス材をベースとし、それに図示
しないビア部と導体配線層を設けた回路基板を積層して
製作されるこの多層回路基板20の表面絶縁層21内には導
体ビア３が形成され、その表面部分にはこの導体ビア３
に接続される配線パターン50が形成される。以下、この
多層回路基板20の製造工程を図２(a) と(b) と(c) と
(d) に基づいて説明する。

【０００５】１．第１工程〔図２(a) 参照〕複数枚の回路基板を積層して形成された多層回路基板20
の表面部分に表面絶縁層21を形成した後、この表面絶縁
層21の所定位置に直径約 100μｍのビア孔15を穿孔す
る。そして、このビア孔15の中に例えば銅等の導電性金
属をペースト化した導体金属８を充填する。

【０００６】２．第２工程〔図２(b) 参照〕ビア孔15の中に導体金属８を充填する工程が終了する
と、これを例えば窒素雰囲気炉等に収容して1000℃以下
の温度で焼成する。この焼成工程によってビア孔15内に
充填されている導体金属８は固形化する。但し、この焼
成工程によって導体金属８の外周面とビア孔15の内周面
間には微小間隙Δが生じる。この微小間隙Δはセラミッ
クス材と導体金属８の焼成挙動（焼成によってそれぞれ
の組織が変化する現象をいう）の違いと熱膨張率の差に
よって生じるものである。

【０００７】３．第３工程〔図２(c) 参照〕焼成工程が終了すると、次はこの多層回路基板20の面を
平面研削する。この平面研削は焼成工程によって粗面化
（焼成工程後の表面粗さは通常約10μｍ程度）した多層
回路基板20の表面粗さを１μｍ以下に制御すると共に、
表面絶縁層21の面から“はみ出している”導体金属８を
削り取って多層回路基板20の面を平坦化するために行わ
れる。この導体金属８の“はみ出し部分”を研削するこ
とによってビア孔15の中に導体ビア３が形成される。

【０００８】４．第４工程〔図２(d) 参照〕導体ビア３の形成工程が終了すると、今度はこの導体ビ
ア３の上に配線パターン50を形成する。この配線パター
ン50は銅ペースト等をスクリーン印刷してこれを焼成す
ることによって形成される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の多層回路基板20
は上記工程を経て製作されるが、この多層回路基板20の
表面絶縁層21上に形成される配線パターン50は、図２
(b) と(c) と(d) に示すように、ビア孔15との間に微小
間隙Δが存在することで位置的に不安定状態にある導体
ビア３の上に形成されることから、その後に実施される
焼成工程等によって該配線パターン50にクラックαを生
じることがある。

【００１０】また、前記微小間隙Δの中には、研磨工程
或いは液相プロセス等，以後の工程で使用される各種の
処理液が染み込むことになるのでこれら処理液が配線パ
ターン50と反応することによって断線障害が発生する等
の問題もあった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による多層回路基
板の製造方法は、図１に示すように、導体ビア３形成後
の多層回路基板10の面を選択的にエッチングすることに
よって該導体ビア３を表面絶縁層21の面から切株状に突
出させる工程と、表面絶縁層21の面から切株状に突出し
た導体ビア３を含む形で表面絶縁層21上に絶縁膜５を形
成する工程と、絶縁膜５で覆われた表面絶縁層21の面を
平面研削して前記導体ビア３の頂部を覆っている絶縁膜
５のみを選択的に除去する工程と、絶縁膜５が除去され
たことによって頂部が露出した導体ビア３の上に配線パ
ターン50を形成する工程、を含むことを特徴とする。

【００１２】

【作用】この多層回路基板の製造方法は、導体ビア３と
ビア孔15間に生じた間隙Δを絶縁膜５によって埋める工
程が付加されていることから、導体ビア３とビア孔15間
に間隙Δが存在することによる諸障害（例えば研磨工程
或いは液相プロセス等で使用する各種処理液の染み込み
と残留，さらにはこれら処理液が配線パターン50と反応
することによって発生する断線障害等）が極めて効率的
に解消される。

【００１３】

【実施例】以下実施例図に基づいて本発明を詳細に説明
する。図１(a) と(b) と(c) と(d) は本発明の一実施例
を工程順に示した模式的要部側断面図であるが、前記図
２と同一部分にはそれぞれ同一符号を付している。

【００１４】本発明による多層回路基板の製造方法は、
図１(a) と(b) と(c) と(d) に示すように、導体ビア３
形成後の多層回路基板10の面を選択的にエッチングする
ことによって導体ビア３を表面絶縁層21の面から切株状
に突出させる工程と、表面絶縁層21の面から切株状に突
出した導体ビア３を含む形でその表面部分に絶縁膜５を
形成する工程と、絶縁膜５で覆われたこの多層回路基板
10を平面研削して前記導体ビア３の頂部を覆っている絶
縁膜５のみを選択的に除去する工程と、絶縁膜５が除去
されたことによって頂部が露出した導体ビア３の上に配
線パターン50を形成する工程、を含むことをその特徴と
する。

【００１５】なお、この多層回路基板10は下記手順によ
ってこれを製作する。 (1)平均粒径が約２μｍのアルミナ50Wt％と硼珪酸ガラ
ス50Wt％をバインダ樹脂およびアセトン，２−ブタノン
（ブタノール）等の溶剤や可塑材と混練してスラリーを
作成する。

【００１６】(2)このスラリーをポリエステルフィルム
上に塗布し、ドクターブレードによってその厚さが300
μｍとなるように加工してグリーンシートを形成する。 (3)このグリーンシートを一辺が約 200ｍｍの正方形に
打ち抜いた後、所定部分を例えば直径約 100μｍのパン
チで打ち抜いて導体ビアを形成するための貫通孔を形成
する。

【００１７】(4)この貫通孔の中に銅ペーストを充填
し、その後この貫通孔を覆う形で配線パターンをスクリ
ーン印刷する。 (5)このようにして製作したグリーンシートを複数層重
ねてプレスを用いて積層する。

【００１８】(6)これを窒素雰囲気炉内に収容して1000
℃以下の温度で焼成する。以下図１(a) と(b) と(c) と(d) に基づいて本発明によ
る多層回路基板の製造方法を具体的に説明する。なお、
以下に示す工程は、従来の第３工程〔図２(c)参照〕終
了後に実施されるもので、それ以前の工程は従来工程
〔図２(a) と(b)と(c) 〕と同じであるから説明を省略
する。

【００１９】１．第１工程〔図１(a) 参照〕ＣＦ₄等のふっ素系化合物或いはＣＦ₄等のふっ素系化
合物を主成分とする混合ガスを使用したプラズマエッチ
ング法等を適用して導体ビア３形成後〔図２(c)参照〕
の多層回路基板10の表面絶縁層21を選択的にエッチング
（２点鎖線で示す部分がエッチング対象部分）して導体
ビア３を表面絶縁層21の面から切株状に突出させる。

【００２０】２．第２工程〔図１(b) 参照〕表面絶縁層21の面から切株状に突出した導体ビア３を含
む形でこの多層回路基板10の表面部分に窒化珪素膜から
なる絶縁膜５を形成する。これによってビア孔15の内周
面と導体ビア３の外周面間に生じている微小間隙Δの中
に絶縁膜５が浸透して微小間隙Δを埋めるので導体ビア
３は極めて安定的なものになる。

【００２１】３．第３工程〔図１(c) 参照〕導体ビア３の頂部に形成されている絶縁膜５のみが選択
的に除去されるようにこの多層回路基板10を平面研削す
る。これによって導体ビア３の頂部のみが露出すること
なる。なお、導体ビア３の頂部を除く部分に形成された
絶縁膜５はそのまま残って絶縁層を形成する。

【００２２】４．第４工程〔図１(d) 参照〕頂部のみが露出状態になった導体ビア３と、表面絶縁層
21上にそのまま残っている絶縁膜５の上に配線パターン
50を形成する。この配線パターン50は、微小間隙Δ内に
浸透した絶縁膜５によって位置が安定している導体ビア
３の上に形成されることになるので前記図２(c) に示さ
れているようなクラックαを生じることはない。また、
この多層回路基板10は、絶縁膜５が研磨工程或いは液相
プロセス等で使用する各種処理液の染み込みを阻止する
ことから、配線パターン50が断線する等の事故が発生す
る危険性が無いので品質的に極めて安定している。

【００２３】以上述べた実施例は複数枚の回路基板を積
層して構成される多層回路基板10を対象としているが、
この方法は多層回路基板10を構成する個々の回路基板に
適用することも可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による多層回路基板の製造方法は、焼成工程で導体ビア
とビア孔間に生じた間隙を絶縁膜によって埋める工程が
付加されていることから、導体ビアとビア孔間に間隙が
存在することによって発生する諸障害が極めて効果的に
解消されて多層回路基板の信頼性が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を工程順に示した模式的要
部側断面図である。

【図２】従来の多層回路基板の製造工程とその問題点
を説明するための模式的要部側断面図である。

【符号の説明】

３導体ビア５絶縁膜８導体金属 10，20 多層回路基板 15 ビア孔 21 表面絶縁層 50 配線パターン α クラック Δ 微小間隙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面絶縁層(21)内に形成された導体ビア
(3) に接続される配線パターン(50)がその表面部分に形
成されてなる多層回路基板(10)の製造方法であって、導体ビア(3) 形成後の多層回路基板(10)の面を選択的に
エッチングすることによって該導体ビア(3) を表面絶縁
層(21)の面から切株状に突出させる工程と、表面絶縁層(21)の面から切株状に突出した導体ビア(3)
を含む形で表面絶縁層(21)上に絶縁膜(5) を形成する工
程と、絶縁膜(5) で覆われた表面絶縁層(21)の面を平面研削し
て前記導体ビア(3) の頂部を覆っている絶縁膜(5) のみ
を選択的に除去する工程と、絶縁膜(5) が除去されたことによって頂部が露出した導
体ビア(3) の上に配線パターン(50)を形成する工程と、を含むことを特徴とする多層回路基板の製造方法。
【請求項２】ふっ素系化合物或いはふっ素系化合物を
主成分とする混合ガスを使用したプラズマエッチング法
を適用して前記導体ビア(3) 形成後の多層回路基板(10)
の面を選択的にエッチングするようにしたことを特徴と
する請求項１記載の多層回路基板の製造方法。
【請求項３】約50Wt％のガラス材を含むセラミックス
材を溶剤及び可塑剤と混練してなるスラリーを用いて前
記多層回路基板(10)を製作するようにしたことを特徴と
する請求項１記載の多層回路基板の製造方法。