JPH0629355A - Large-scale wiring board and manufacture thereof - Google Patents

Large-scale wiring board and manufacture thereof

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JPH0629355A
JPH0629355A JP4180661A JP18066192A JPH0629355A JP H0629355 A JPH0629355 A JP H0629355A JP 4180661 A JP4180661 A JP 4180661A JP 18066192 A JP18066192 A JP 18066192A JP H0629355 A JPH0629355 A JP H0629355A
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wiring board
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board
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康則 成塚
Hideo Yamamura
英穂 山村
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健二 武田
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  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】LSIチップを高密度に隙間なく多層配線基板
に実装し、小型且つ高速の電気信号処理が可能な大規模
配線基板を得る。 【構成】複数のLSIチップ1を平滑な支持基板2上に
隙間なく隣接させて固着し、このLSIチップ集団の表
面に絶縁層4及び配線層5を形成して第1の基板30を
設けておき、この上にスルーホール7aと配線パターン
8の形成された配線基板40を搭載して接着固定し、め
っき処理してスルーホール7a内を埋込み、このめっき
層9を介して上下の配線層5及び8間を電気的に接続す
る。この配線基板40の搭載、接着固定とめっき処理に
よる電気的接続を繰り返して、所望の積層数の多層配線
を形成する。支持基板2の背面に冷却機構筐体18を設
ければ、LSIチップの冷却を効果的に行なうことがで
きる。
(57) [Abstract] [Purpose] To obtain a large-scale wiring board capable of compact and high-speed electrical signal processing by mounting LSI chips on a multilayer wiring board at high density without gaps. [Structure] A plurality of LSI chips 1 are fixed on a smooth support substrate 2 so as to be adjacent to each other with no space therebetween, and an insulating layer 4 and a wiring layer 5 are formed on the surface of this LSI chip group to provide a first substrate 30. Then, the wiring board 40 having the through holes 7a and the wiring patterns 8 formed thereon is mounted and fixed by adhesion, and the inside of the through holes 7a is filled by plating, and the upper and lower wiring layers 5 are formed through the plating layer 9. And 8 are electrically connected. The mounting of the wiring board 40, the adhesion fixing, and the electrical connection by the plating process are repeated to form a multilayer wiring of a desired number of layers. If the cooling mechanism housing 18 is provided on the back surface of the support substrate 2, the LSI chip can be effectively cooled.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子計算機や電
子交換器等のように高速で電気的信号を処理する必要の
ある電子機器のように大規模な回路を高密度に組み込む
必要のある電子機器に好適な大規模配線基板とその製造
方法及びこれを用いた電子機器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention requires high-density integration of a large-scale circuit such as an electronic device such as an electronic computer or an electronic exchange that needs to process an electrical signal at high speed. The present invention relates to a large-scale wiring board suitable for an electronic device, a method for manufacturing the same, and an electronic device using the same.

【0002】[0002]

【従来技術】近年、電子機器の性能は大規模集積回路
(LSI)を限られた空間に多く組み込むための実装技
術に大きく左右されるようになって来た。既に、LSI
の外部の回路及びLSIとの接続部分は、従来最も用い
られてきたプリント基板における配線ピッチでは形成で
きないほど細かい配線パタ−ンが必要となってきてお
り、セラミック厚膜印刷技術によって形成された多層配
線基板上に更に細かい回路パタ−ン形成が可能な薄膜技
術によって接続部分を形成した基板や、同様の薄膜技術
によって接続部分を形成した高耐熱樹脂テ−プをLSI
と基板との間に入れるテ−プオ−トメ−テッドボンディ
ング(TAB)と呼ばれる技術が適用され始めている。
一般に、薄膜技術によって作られた配線とLSIとの接
続には、Au等の細いワイヤを用いるワイヤボンディン
グと呼ばれる接続法または半田を用いる接続法が用いら
れる。特に、半田を用いる接続法の中でもコントロ−ル
ド・コラプス・ボンディング(CCB)法は、LSIチ
ップの表面全面から端子を引き出すことができるために
端子数が多いVLSIに好適なため、一部の実装基板に
用いられるようになってきた。
2. Description of the Related Art In recent years, the performance of electronic equipment has come to be greatly influenced by a mounting technique for incorporating a large number of large-scale integrated circuits (LSIs) in a limited space. Already LSI
The external circuit and the connection part with the LSI are required to have a fine wiring pattern that cannot be formed with the wiring pitch in the printed circuit board which has been most used in the past, and the multilayer formed by the ceramic thick film printing technology. LSIs that use a thin film technology that enables the formation of finer circuit patterns on a wiring board, and a high heat resistant resin tape that uses a similar thin film technology to form the connection area
A technique called Tape-Automated Bonding (TAB), which is provided between a substrate and a substrate, has begun to be applied.
Generally, a connection method called wire bonding using a thin wire such as Au or a connection method using solder is used for connecting the wiring formed by the thin film technique and the LSI. In particular, among the connection methods using solder, the control-collapse-bonding (CCB) method is suitable for VLSI having a large number of terminals because the terminals can be drawn from the entire surface of the LSI chip. It has come to be used for substrates.

【0003】しかしながら、上記のような接続法は接続
部分の必要面積が数十μm径は必要であるため、配線を
より高密度に接続することが次第に困難になりつつある
上に、接続のための特別な配線層構成を必要とするため
工程が増える欠点もある。これに対して、接着剤により
上下の電極を機械的に押しつけて電気的接続を行う技術
が実用化されつつある。この場合、基本的には20μm
以下の配線ピッチにおける接続も可能であることが示さ
れている。この接続法の問題点は上下の電極間に接着剤
が残るため、接続部の電気抵抗が比較的高いことが挙げ
られる。また、接着剤による接続のため、実使用条件下
での接続信頼性が基本的には高くないことから、通信機
及び計算機のように高信頼性を求められる製品には適用
が困難であることも大きな問題として挙げられる。
However, in the above-mentioned connection method, since the required area of the connection portion is several tens of μm in diameter, it is becoming more difficult to connect the wiring at a higher density, and moreover, the connection is required. However, there is also a drawback that the number of processes is increased because the special wiring layer structure is required. On the other hand, a technique of mechanically pressing the upper and lower electrodes with an adhesive to make electrical connection is being put to practical use. In this case, basically 20 μm
It is shown that the connection at the following wiring pitch is also possible. The problem with this connection method is that the adhesive remains between the upper and lower electrodes, so the electrical resistance of the connection is relatively high. Also, because the connection is made with an adhesive, the connection reliability under actual use conditions is basically not high, so it is difficult to apply to products that require high reliability such as communication devices and calculators. Is also a big problem.

【0004】これらに対して、LSIチップと配線基板
との電気的接続をいわゆるボンディング技術を用いずに
接続するボンディングレスインタ−コネクション法も提
案され検討が進められている。典型的な例としてICカ
ードに見られるように、熱可塑性樹脂へLSIチップを
埋め込むことでLSI表面及び樹脂部表面を平坦化し、
これによりLSIの接続パッドが基板表面に位置する基
板を形成し、接続パッド間の配線を容易に形成する技術
が報告されている。
In response to these problems, a bondingless interconnection method for electrically connecting an LSI chip and a wiring board without using a so-called bonding technique has been proposed and studied. As is typical in IC cards, by embedding an LSI chip in a thermoplastic resin, the surface of the LSI and the surface of the resin portion are flattened,
As a result, a technique has been reported in which a substrate in which the connection pads of the LSI are located on the surface of the substrate is formed and wiring between the connection pads is easily formed.

【0005】また、図7に示したように支持板2上にL
SIチップ1を所定間隔で配列し、隣接するチップ間に
樹脂23を埋込みチップを支持板2に固定すると共に樹
脂表面を平坦化する。この時、チップ1の電極パッド3
上に樹脂が残らないように除去してからその上全面に絶
縁層4を形成し、所定のスルーホールを設ける。次いで
配線金属を全面に形成してから選択エッチングによりパ
ターニングして配線5を形成するものである。この絶縁
層4と配線5との形成工程を繰返し、この例では2層の
配線5を形成している。
Further, as shown in FIG.
The SI chips 1 are arranged at a predetermined interval, a resin 23 is embedded between adjacent chips to fix the chips to the support plate 2, and the resin surface is flattened. At this time, the electrode pad 3 of the chip 1
The resin is removed so as not to remain on the upper surface, and then the insulating layer 4 is formed on the entire surface of the resin to provide a predetermined through hole. Next, a wiring metal is formed on the entire surface and then patterned by selective etching to form the wiring 5. The steps of forming the insulating layer 4 and the wiring 5 are repeated to form the wiring 5 of two layers in this example.

【0006】なお、この種の技術に関連するものとして
は、例えばアイ・イ−・イ−・イ−・トランザクション
・シイエイチエムティー第10巻第3号(1987年)
310〜313ページ〔IEEE Transactions on C
onponents,Hybrids,andManufacturing Tecnolog
y,Vol.CHMT−10,No.3 Sept.198
7,pp.310〜313〕及び特開昭62−8174
5号公報が挙げられる。
As a technique related to this kind of technique, for example, I-Y-I-Transaction CHM Vol. 10, No. 3 (1987).
Pages 310-313 [IEEE Transactions on C
onponents, Hybrids, and Manufacturing Tecnolog
y, Vol. CHMT-10, No. 3 Sept. 198
7, pp. 310-313] and JP-A-62-8174.
No. 5 publication is mentioned.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】高密度配線基板に関し
て本来の目的を考えてみると、電気的素子を高密度に配
設し、これを最短の配線で接続することであり、これの
1つの方向がLSIそのものである。従って、複数のL
SIを配線基板上に接続する場合はLSIチップそのも
のを高密度に配設する必要がある。しかしながら、上記
技術は何れも1つのLSI上の接続パッドの大きさ及び
パッド間の間隔が小さい場合の配線基板の接続法であ
り、複数のLSIチップを高密度に配線基板と接続する
ことまでは考慮されていなかった。従って、何れの例に
おいてもLSIチップ間の間隔を小さくする上で何らか
の困難を伴っていた。
Considering the original purpose of the high-density wiring board, it is to arrange electrical elements in a high density and connect them with the shortest wiring. The direction is the LSI itself. Therefore, multiple L
When connecting SI on a wiring board, it is necessary to arrange LSI chips themselves in high density. However, each of the above techniques is a wiring board connection method in the case where the size of the connection pad on one LSI and the distance between the pads are small, and until a plurality of LSI chips are densely connected to the wiring board. Was not considered. Therefore, in any of the examples, there was some difficulty in reducing the distance between the LSI chips.

【0008】したがって本発明の目的は、上記従来の問
題点を解消することにあり、その第1の目的は複数のL
SIチップを支持基板に隙間なく高密度に搭載固定する
と共にその表面に多層配線構造体を配設して成る大規模
配線基板を提供することにあり、第2の目的はその製造
方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and the first object thereof is to provide a plurality of L's.
A second object is to provide a large-scale wiring board in which SI chips are mounted and fixed on a support substrate at high density with no gaps and a multilayer wiring structure is provided on the surface thereof. Especially.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題に対して、最も
LSIチップを高密度に配設するために支持基板上に厚
さの揃ったLSIチップを隙間なく隣接させ、LSIチ
ップの集団そのものがあたかも1枚の基板のごとくなる
よう固定することである。そしてこの基板上へのLSI
チップの固定に際しては、チップの形成された電極パッ
ドを上向きとして、その背面を支持基板に固定し、さら
に基板の電極パッド側には絶縁層に設けたスルーホール
を介して隣接するチップ間もしくは同一チップ内の電極
パッドに接続する配線を形成しておく。本発明の大規模
配線基板は、このLSIチップを固定した基板上に、さ
らに別途準備した配線基板を多層に積層した構成とした
ものである。
In order to solve the above-mentioned problems, in order to arrange the LSI chips at the highest density, the LSI chips of uniform thickness are adjacent to each other on the supporting substrate without any space, and the LSI chip group itself is formed. It should be fixed as if it were a single board. And the LSI on this board
When fixing chips, the electrode pads on which the chips are formed face up, the back surface is fixed to a supporting substrate, and the electrode pads on the substrate are placed between adjacent chips or through the same through through holes provided in the insulating layer. Wirings connected to the electrode pads in the chip are formed. The large-scale wiring board of the present invention has a structure in which wiring boards prepared separately are laminated in multiple layers on the board on which the LSI chip is fixed.

【0010】すなわち、LSIチップの集団を固定した
基板上に配線基板を多層に積層するにあたっては、LS
Iチップ内配線または隣接するLSIチップ間の配線等
の多層配線の一部の配線を形成したスルーホールを有す
る配線基板(例えば絶縁フィルム上に形成したもの)を
予め個別に製作しておき、この配線基板を上記LSIチ
ップの集団を固定した基板上に接着剤を用いて積層固定
し、1層積層する毎にめっきによりスルーホールを介し
てLSIチップ側の下層配線との間を電気的に接続す
る。この配線基板の積層回数を所望の回数繰返すことに
より、目的とする大規模配線基板を実現することができ
る。
That is, when stacking wiring boards in multiple layers on a board on which a group of LSI chips is fixed, LS
A wiring board (for example, one formed on an insulating film) having a through hole in which a part of the wiring of the multilayer wiring such as the wiring in the I-chip or the wiring between the adjacent LSI chips is formed individually in advance, A wiring board is laminated and fixed on a board on which a group of the above LSI chips is fixed using an adhesive, and every time one layer is laminated, it is electrically connected to the lower layer wiring on the LSI chip side through a through hole by plating. To do. A desired large-scale wiring board can be realized by repeating the number of times of laminating the wiring board a desired number of times.

【0011】以下に本発明の具体的な目的達成手段につ
いて説明する。先ず、上記第1の目的は、電極パッド
の形成された面を上向きにして複数のLSIチップを支
持基板上に隙間無く配列すると共に、その背面を支持基
板に固着したLSIチップ集団の表面に、絶縁層に配設
されたスルーホールを介して前記電極パッドに接続され
た配線層を形成して成る第1の基板と、予めスルーホ
ールの形成された絶縁シートに配線パターンが形成され
た配線基板と、前記第1の基板に前記配線基板を接着
剤で固着、積層し、前記配線基板のスルーホールを介し
て前記第1の基板の配線層と前記配線基板上の配線パタ
ーンとを電気的に接続するめっき金属層とを有して成る
大規模配線基板により、達成される。
Specific means for achieving the object of the present invention will be described below. First, the first purpose is to arrange a plurality of LSI chips on a support substrate with the surface on which the electrode pads are formed facing upward without any gap, and to arrange the back surface on the surface of the LSI chip group fixed to the support substrate. A first substrate formed by forming a wiring layer connected to the electrode pad through a through hole arranged in an insulating layer, and a wiring substrate in which a wiring pattern is formed on an insulating sheet in which a through hole is formed in advance. The wiring board is fixed and laminated on the first board with an adhesive, and the wiring layer of the first board and the wiring pattern on the wiring board are electrically connected through the through holes of the wiring board. This is achieved by a large-scale wiring board having a plated metal layer for connection.

【0012】上記第1の基板上に積層する配線基板とし
ては、単層(1枚)に限らず回路規模に応じて複数枚固
着、積層して多層配線構造体とする。また、この大規模
配線基板を外部回路に接続するために、最表面の配線パ
ターン上に、ピン付きコネクタを導体で接続してコネク
タ付き配線基板とすることが実用的で好ましい。コネク
タはセラミックス等の厚膜配線基板で構成し、一方の面
に接続ピンを植設し、他方の面に配線パターンに接続す
る電極を形成しておく。これをはんだ接続で配線基板に
接続、固定してコネクタ付きの大規模配線基板とする。
The wiring substrate to be laminated on the first substrate is not limited to a single layer (one), but a plurality of layers are fixed and laminated according to the circuit scale to form a multilayer wiring structure. In order to connect this large-scale wiring board to an external circuit, it is practical and preferable to connect a connector with a pin with a conductor on the wiring pattern on the outermost surface to form a wiring board with a connector. The connector is composed of a thick-film wiring board made of ceramics or the like, the connection pins are implanted on one surface, and the electrodes connected to the wiring pattern are formed on the other surface. This is connected to a wiring board by soldering and fixed to form a large-scale wiring board with a connector.

【0013】また、支持基板の背面に、例えば水冷によ
る冷却機構筐体を配設することが望ましく、LSIチッ
プの放熱を良好にするため支持基板は、熱伝導良好でL
SIチップの熱膨張係数に近似した無機絶縁基板で構成
することが望ましい。支持基板の背面に凹凸を設けてこ
れを冷却機構筐体の一部として兼用し、支持基板を直接
冷却する構成とすることができる。
Further, it is desirable to dispose a cooling mechanism casing, for example, by water cooling, on the back surface of the support substrate, and the support substrate is good in heat conduction and L in order to improve heat dissipation of the LSI chip.
It is desirable to use an inorganic insulating substrate having a thermal expansion coefficient close to that of the SI chip. An unevenness may be provided on the back surface of the support substrate so that the support substrate is also used as a part of the cooling mechanism casing to directly cool the support substrate.

【0014】上記第1の基板の絶縁層は、表面の平坦化
が容易なように例えばポリイミドの如き有機絶縁層を塗
布膜で構成することが望ましい。また、配線基板の絶縁
シートとしては、例えばポリイミドの如き有機絶縁フィ
ルムで構成すると共に、スルーホールの形状は、めっき
による電気的接続を容易とするため、ロート状にテーパ
ーを設けることが望ましい。
It is desirable that the insulating layer of the first substrate is formed of a coating film of an organic insulating layer such as polyimide so that the surface can be easily flattened. In addition, it is desirable that the insulating sheet of the wiring board be made of an organic insulating film such as polyimide, and that the shape of the through hole be tapered in a funnel shape in order to facilitate electrical connection by plating.

【0015】また、上記第2の目的は、電極パッドの
形成された面を上向きにして複数のLSIチップを支持
基板上に隙間無く配列すると共に、その背面を支持基板
に固着するに際し、各チップ上面を同一平面となるよう
配設して、LSIチップ集団を固着する工程と、前記
LSIチップ集団の表面に、絶縁層を形成した後、前記
電極パッド上の位置に対応する絶縁層にスルーホールを
形成し、このスルーホールを介して同一チップ内もしく
は隣接するチップ間の電極パッド間を電気的に接続する
配線層を形成して第1の基板を準備する工程と、絶縁
シートを準備し、前記第1の基板上の配線層に対応させ
た位置にスルーホールを形成すると共に、このスルーホ
ールを配線回路の一つとして含む配線パターンを絶縁シ
ート上に形成して配線基板を形成する工程と、前記第
1の基板に前記配線基板を接着剤で固着、積層する工程
と、前記積層された配線基板にめっき処理を施し、ス
ルーホールを介して前記第1の基板の配線層と前記配線
基板上の配線パターンとを電気的に接続する工程とを有
して成る大規模配線基板の製造方法により、達成され
る。
The second object is to arrange a plurality of LSI chips on a supporting substrate with the surface on which the electrode pads are formed facing upward without any gaps, and to fix the back surface to the supporting substrate at the time of each chip. A step of arranging the upper surfaces to be flush with each other and fixing the LSI chip group, and forming an insulating layer on the surface of the LSI chip group, and then forming a through hole in the insulating layer corresponding to the position on the electrode pad. Forming a wiring layer for electrically connecting electrode pads in the same chip or between adjacent chips through the through hole to prepare a first substrate, and an insulating sheet, A through hole is formed at a position corresponding to the wiring layer on the first substrate, and a wiring pattern including the through hole as one of wiring circuits is formed on an insulating sheet to form a wiring board. Forming the wiring board, fixing the wiring board to the first board with an adhesive, and stacking the wiring board, plating the stacked wiring board, and wiring the first board through the through holes. It is achieved by a method for manufacturing a large-scale wiring board, which comprises a step of electrically connecting a layer and a wiring pattern on the wiring board.

【0016】大規模配線基板の回路規模に応じて上記
の工程からの工程迄を複数回繰返し、第1の基板上に
複数の配線基板を積層して多層回路基板を形成する工程
とすることが望ましい。さらに好ましい工程として、上
記の積層工程の後に、スルーホール底部の配線層上に
残留した不要な接着剤を除去する工程を付加することで
あり、これにより電気的接続の信頼性を確実なものとす
ることができる。
Depending on the circuit scale of the large-scale wiring board, the above steps to the steps are repeated a plurality of times to form a multilayer circuit board by laminating a plurality of wiring boards on the first board. desirable. A further preferable step is to add a step of removing unnecessary adhesive remaining on the wiring layer at the bottom of the through hole after the above-mentioned stacking step, thereby ensuring the reliability of electrical connection. can do.

【0017】また、上記の第1の基板を準備する工程
における配線層の好ましい形成例としては、成膜工程に
より順次Cr/Cu/Crを成膜して3層膜とするか、
もしくはTi/Cu/Crの3層膜とし、上記の積層
工程の後に、スルーホール底部に表れた配線層の最表層
のCrをエッチング処理により除去して下地のCu層を
露出させる工程を付加し、のめっき処理をCuもしく
はNiめっき処理工程とすることが好ましい。第1層目
のCrはCuの下地層として形成するものであり、第3
層目のCrはCuの酸化防止膜として形成する。
As a preferable example of forming the wiring layer in the step of preparing the first substrate, Cr / Cu / Cr are sequentially formed into a three-layer film in the film forming step, or
Alternatively, a three-layer film of Ti / Cu / Cr is formed, and after the above-mentioned lamination step, a step of removing Cr of the outermost layer of the wiring layer appearing at the bottom of the through hole by etching to expose the underlying Cu layer is added. It is preferable that the plating treatment of No. 2 is a Cu or Ni plating treatment step. The first layer of Cr is formed as an underlayer of Cu,
The Cr of the layer is formed as an anti-oxidation film of Cu.

【0018】また、好ましい例として、上記のように
の絶縁層の形成を、ポリイミド前駆体を塗布・キュアし
て表面の平坦化された絶縁層として形成すると共に、
の絶縁シートをポリイミドフィルムで形成することが望
ましい。
As a preferable example, the insulating layer as described above is formed by applying and curing a polyimide precursor to form an insulating layer having a flat surface,
It is desirable to form the insulating sheet of polyimide with a polyimide film.

【0019】[0019]

【作用】厚さの揃ったLSIチップを隙間無く隣接させ
て支持基板に固定することでLSIチップの集団の表面
において、チップ間に生じる段差を20μm以下とする
ことが可能となる。この段差は塗布・キュア工程により
形成する有機絶縁層、または無機絶縁膜をLSIチップ
の集団上に形成することによって低減でき、完全に平坦
化できなくともチップ間に跨る配線を形成した場合にも
断線等の不良を発生することがない程度の大きさの段差
にすることができる。
By adhering LSI chips of uniform thickness to each other with no gaps and fixing them to a support substrate, it is possible to reduce the step difference between chips on the surface of a group of LSI chips to 20 μm or less. This step difference can be reduced by forming an organic insulating layer or an inorganic insulating film formed by a coating / curing process on a group of LSI chips, and even when wiring cannot be completely flattened, wiring can be formed between chips. It is possible to form a step having a size that does not cause a defect such as disconnection.

【0020】また、チップ集団を固定するために用いる
支持基板として熱伝導率の高い材質を用いると、多層配
線基板完成後にはそのままLSIチップから発生する熱
を放散するための冷却板または冷却機構の一部として用
いることができる。支持基板は、単体金属、合金、セラ
ミックス等で構成されるがLSIチップの熱膨張率に近
いものが望ましく、例えばZr、W等の単体金属もしく
はインバー合金として知られる熱膨張係数の小さな合金
等が用いられる。
When a material having a high thermal conductivity is used as the supporting substrate used for fixing the chip group, a cooling plate or a cooling mechanism for dissipating the heat generated from the LSI chip as it is after the multilayer wiring board is completed is used. It can be used as a part. The supporting substrate is made of a single metal, alloy, ceramics or the like, but one having a thermal expansion coefficient close to that of the LSI chip is preferable. For example, a single metal such as Zr or W or an alloy having a small thermal expansion coefficient known as an Invar alloy is used. Used.

【0021】更に、LSIチップ集団上の電極パッドに
予め絶縁層を介して接続された配線を有する基板上に、
スルーホールの設けられた配線基板を多層に積層するに
あたっては、別途予めLSIチップ内配線または隣接す
るLSIチップ間の配線等多層配線の一部の配線を形成
済みのスルーホールを有するフィルム基板を製作してお
き、上記基板上の配線と配線基板のスルーホールとの位
置合わせを行ない、両基板を接着剤で張り合わせて固定
し、配線基板を1層積層する毎にめっきによりスルーホ
ール内を埋めて下層配線との間を電気的に接続する。こ
の工程を積層数に見合って複数回繰返す。これにより、
積層する個々の配線基板の配線不良を予め検査してお
き、良好な配線層のみを選択し積層することが可能とな
り、配線基板の製造歩留まりの低下を防ぐことができ
る。また、めっきにより電気的接続を形成することで、
比較的低温で基板上に積層することができるため、配線
層を多層に積層する場合の熱応力による種々の問題発生
を防ぐことができる。
Further, on a substrate having wirings connected in advance to the electrode pads on the LSI chip group via an insulating layer,
When stacking wiring boards with through holes in multiple layers, a film substrate having a through hole in which a part of the multilayer wiring such as the wiring inside the LSI chip or the wiring between adjacent LSI chips is already formed separately is manufactured. Then, the wiring on the board and the through hole of the wiring board are aligned with each other, and the both boards are bonded and fixed with an adhesive, and the through hole is filled by plating each time one layer of the wiring board is laminated. The lower layer wiring is electrically connected. This process is repeated multiple times according to the number of layers. This allows
It is possible to inspect the wiring defects of the individual wiring boards to be stacked in advance, select only the good wiring layers and stack them, and it is possible to prevent a reduction in the manufacturing yield of the wiring boards. Also, by forming an electrical connection by plating,
Since it can be laminated on the substrate at a relatively low temperature, various problems due to thermal stress can be prevented when the wiring layers are laminated in multiple layers.

【0022】[0022]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面にしたがって
説明する。 〈実施例1〉図1、図2は、本発明の大規模配線基板を
製造する基本的な製造方法の一例を示す工程図である。
先ず、図1(a)に示すように、熱膨張率がLSIチッ
プ1の値に近いZr、W等の単体金属またはインバ−合
金として知られる熱膨張係数の小さな合金等を支持板2
としてこの片側の面上に、LSIチップ1の電極パッド
3のある面側を上方に向けて多数個隙間無く並べ、接着
剤またははんだのような金属の接合材を用いてその背面
側を支持板2に固着する。固着に際しては個々のLSI
チップ1の表面が極力平坦になるように平滑な板をLS
Iチップ1の表面に押しつける等の手段を講ずると良
い。また、LSIチップ相互間の隙間を極力無くすこと
を目的に、LSIチップの表面側をこの平滑な板に予め
仮留めした後、LSIチップ裏面を支持板に押しつけ固
着してもよい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. <Embodiment 1> FIGS. 1 and 2 are process drawings showing an example of a basic manufacturing method for manufacturing a large-scale wiring board of the present invention.
First, as shown in FIG. 1A, a single metal such as Zr or W having a thermal expansion coefficient close to that of the LSI chip 1 or an alloy having a small thermal expansion coefficient known as an inver alloy is used as the support plate 2
As one side, a large number of the side with the electrode pads 3 of the LSI chip 1 are arranged without any gaps on this one side, and the back side is supported by a metal bonding material such as an adhesive or solder. Stick to 2. When fixing, individual LSI
LS a smooth plate so that the surface of chip 1 is as flat as possible.
It is advisable to take measures such as pressing against the surface of the I-chip 1. Further, for the purpose of eliminating the gaps between the LSI chips as much as possible, the front surface side of the LSI chips may be temporarily fixed to this smooth plate in advance and then the back surface of the LSI chip may be pressed and fixed to the support plate.

【0023】次に図1(b)に示すように、LSIチッ
プ1の表面全面に絶縁層4としてポリイミド前駆体を塗
布・キュアし表面の平坦化を行う。LSIチップ相互間
の段差が20μm以下であれば、塗布・キュア工程を複
数回繰り返すことで配線形成に支障が無い程度にまで段
差を軽減できる。形成したポリイミド絶縁層4の所定の
部分にフォトエッチング技術により電極パッド3を取り
出すためのスル−ホ−ル4aを形成する。
Next, as shown in FIG. 1B, a polyimide precursor is applied and cured as an insulating layer 4 on the entire surface of the LSI chip 1 to flatten the surface. If the level difference between the LSI chips is 20 μm or less, the level difference can be reduced to such an extent that the wiring formation is not hindered by repeating the coating / curing process a plurality of times. A through hole 4a for taking out the electrode pad 3 is formed on a predetermined portion of the formed polyimide insulating layer 4 by a photo etching technique.

【0024】図1(c)に示すように、この絶縁層4上
にスパッタリングまたは蒸着のような成膜手法を用いて
Cr/Cu/CrまたはTi/Cu/Crの順序で3層
膜から成る配線層5を連続的に形成する。この後、配線
層5を予め予定された所定のマスクパターンを用い、フ
ォトエッチング技術により各層を順次加工し、配線パタ
−ン5を形成する。この工程により、LSIチップ1の
表面の接続パッド3と絶縁層4表面の配線5との電気的
接続がスルーホール4aを介して形成される。ここで形
成される絶縁層4としてのポリイミド層は、熱膨張率が
LSIチップの値と同等であることが配線基板の信頼性
および製造上の点から望ましい。このようにして形成し
た基板を第1の基板と称し、符号30で示す。
As shown in FIG. 1C, a three-layer film is formed on the insulating layer 4 in the order of Cr / Cu / Cr or Ti / Cu / Cr by using a film forming method such as sputtering or vapor deposition. The wiring layer 5 is continuously formed. Thereafter, the wiring layer 5 is sequentially processed by a photoetching technique using a predetermined mask pattern to form the wiring pattern 5. By this step, electrical connection between the connection pad 3 on the surface of the LSI chip 1 and the wiring 5 on the surface of the insulating layer 4 is formed through the through hole 4a. It is desirable that the polyimide layer as the insulating layer 4 formed here has a coefficient of thermal expansion equal to that of the LSI chip in terms of reliability of the wiring board and manufacturing. The substrate formed in this manner is referred to as a first substrate and is indicated by reference numeral 30.

【0025】なお、LSIチップ1が極めて高密度とな
り、それに伴い電極パッド3が微小となると、絶縁層4
のスルーホール4aも微小となり、スパッタリングや蒸
着による成膜工程だけでは電極パッド3との導通が不完
全となる場合が生じる。したがって、このような場合に
は接続の信頼性を高めるために配線層5の成膜後にめっ
き工程を付加して導通を確実にすることが望ましい。
When the LSI chip 1 becomes extremely high in density and the electrode pad 3 becomes minute accordingly, the insulating layer 4
The through hole 4a also becomes minute and the electrical connection with the electrode pad 3 may be incomplete only by the film forming process by sputtering or vapor deposition. Therefore, in such a case, it is desirable to add a plating step after the formation of the wiring layer 5 to ensure the conduction in order to improve the reliability of the connection.

【0026】次に、図2(a)〜(c)に示すように、
第1の基板30とは別に、第2の基板と成る配線基板4
0を形成する。先ず、同図(a)に示すように、絶縁フ
ィルム7としてポリイミドフィルムを準備し、この所定
の位置にレ−ザ−アブレ−ション技術またはフォトエッ
チング技術によりスル−ホ−ル7aを形成する。ここで
用いるポリイミドフィルムの膨張率もLSIチップ1と
同等であることが望ましい。
Next, as shown in FIGS. 2 (a) to 2 (c),
Separated from the first substrate 30, a wiring substrate 4 serving as a second substrate
Form 0. First, as shown in FIG. 3A, a polyimide film is prepared as the insulating film 7, and the through-hole 7a is formed at this predetermined position by the laser ablation technique or the photo-etching technique. The expansion coefficient of the polyimide film used here is preferably the same as that of the LSI chip 1.

【0027】次に同図(b)に示すように、このフィル
ム7上に配線金属層8をスパッタリングもしくは蒸着に
より形成する。配線金属層8としてはCr/Cu/Cr
またはTi/Cu/Crからなる3層の配線層を順次連
続的に形成する。次いで同図(c)に示すように、配線
金属層8をフォトエッチング技術を用いてパターニング
加工し、スル−ホ−ル7aを有する単層の配線基板40
を形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, a wiring metal layer 8 is formed on the film 7 by sputtering or vapor deposition. Cr / Cu / Cr as the wiring metal layer 8
Alternatively, three wiring layers of Ti / Cu / Cr are sequentially and continuously formed. Next, as shown in FIG. 3C, the wiring metal layer 8 is patterned by using a photoetching technique to form a single-layer wiring board 40 having a through hole 7a.
To form.

【0028】次に同図(d)に示すように、前工程
(c)で形成した配線基板40を、図1(c)で形成し
た第1の基板30の上に搭載し、接着剤6を用いて両者
を接合、固定する。この接合に際しては、配線基板40
の裏面に接着剤6を塗布した後、上記第1の基板30上
の所定配線層5の位置にスル−ホ−ル7aが重なるよう
に位置決めし、配線基板40のポリイミドフィルムと基
板30とを接着する。接着剤6としては室温〜200℃
以下の温度で固まり、反応時に水分及びガスを発生しな
いものが望ましい。また、接着にあたっては基板30と
ポリイミドフィルム40間の余剰の接着剤が少なくなる
ように、接着剤が固化する前にロ−ル等を用いて余分な
接着剤6を追い出すようにした方が電気的接続を形成す
る工程で良好な結果が得られる。
Next, as shown in FIG. 3D, the wiring substrate 40 formed in the previous step (c) is mounted on the first substrate 30 formed in FIG. Both are joined and fixed using. At the time of this bonding, the wiring board 40
After applying the adhesive 6 to the back surface of the wiring board 40, the polyimide film of the wiring board 40 and the board 30 are positioned so that the through holes 7a overlap the predetermined wiring layer 5 on the first board 30. To glue. Room temperature to 200 ° C for the adhesive 6
It is desirable that it solidifies at the following temperatures and does not generate water and gas during the reaction. Further, in bonding, it is better to expel the excess adhesive 6 by using a roll or the like before the adhesive is solidified so that the excess adhesive between the substrate 30 and the polyimide film 40 is reduced. Good results are obtained in the process of forming the physical connection.

【0029】接着が終了したし点でスル−ホ−ル7aの
底部に残る不要な接着剤6を溶剤またはO2アッシング
処理等により除去し、次いで次工程(e)のめっき処理
に備えてスル−ホ−ル7aの底部に露出した配線層5の
最表面のCr層をエッチングにより除去し、下地のCu
層表面を露出させる。なお、このCr層の除去は、図1
(c)工程の最後に行なうこともできる。すなわち、予
め配線基板40のスルーホール7aが当接する基板30
上の配線層5の最上部のCr層を所定のマスクパターン
を用いてフォトエッチングにて除去し、下地のCu層を
露出させる。
The unnecessary adhesive 6 remaining on the bottom of the through-hole 7a at the point where the bonding is completed is removed by a solvent or O 2 ashing treatment, and then the slurry is prepared for the plating treatment in the next step (e). -The Cr layer on the outermost surface of the wiring layer 5 exposed at the bottom of the hole 7a is removed by etching to remove the underlying Cu layer.
Expose the layer surface. Note that the removal of this Cr layer is performed by
It can also be performed at the end of step (c). That is, the substrate 30 with which the through hole 7a of the wiring substrate 40 comes into contact in advance
The uppermost Cr layer of the upper wiring layer 5 is removed by photoetching using a predetermined mask pattern to expose the underlying Cu layer.

【0030】最後に同図(e)に示すように、めっき処
理を行ないNi,Cu等の金属膜9をスル−ホ−ル7a
の底部及び側面に成長させる。このめっき層9によって
第1の基板30の配線5と配線基板40上に形成した配
線8間の電気的導通が形成される。このようにして、本
発明の目的とする大規模配線基板50を製造することが
できる。
Finally, as shown in FIG. 6 (e), a plating process is performed to form a metal film 9 of Ni, Cu or the like on the through hole 7a.
On the bottom and sides. The plating layer 9 establishes electrical continuity between the wiring 5 of the first substrate 30 and the wiring 8 formed on the wiring substrate 40. In this way, the large-scale wiring board 50 that is the object of the present invention can be manufactured.

【0031】なお、この実施例では基本的な製造例を示
しているため、図2(d)では、基板30上に配線基板
40を1層積層しているが、実際には複数層繰返して積
層して多層構造とし、大規模な配線構造体を形成する。
Since a basic manufacturing example is shown in this embodiment, one layer of the wiring substrate 40 is laminated on the substrate 30 in FIG. 2D, but in reality, a plurality of layers are repeated. A large-scale wiring structure is formed by stacking layers to form a multilayer structure.

【0032】〈実施例2〉図3は、上記実施例1の工程
により製造した大規模多層配線基板50(ただし、配線
基板40を繰返し多層構造としたもの)の最上部の配線
層9aと外部回路の配線とをコネクタ接続するための構
成例を示した要部断面図である。60はコネクタ、15
はコネクタ接続用のソケットで、コネクタ60のピン1
4がソケット15の挿入口16に挿入されて大規模多層
配線基板50の回路は、図示されていない外部回路に接
続される。
<Embodiment 2> FIG. 3 shows the uppermost wiring layer 9a of the large-scale multilayer wiring board 50 (however, the wiring board 40 has a repetitive multilayer structure) manufactured by the process of Embodiment 1 and the outside. It is a principal part sectional view which showed the structural example for connector connection with the wiring of a circuit. 60 is a connector, 15
Is a socket for connector connection, pin 1 of connector 60
4 is inserted into the insertion port 16 of the socket 15 and the circuit of the large-scale multilayer wiring board 50 is connected to an external circuit (not shown).

【0033】コネクタ60は、厚膜配線基板(例えばセ
ラミックス多層基板)から成り、図示のごとく絶縁基板
61の所定位置に設けられた貫通スル−ホ−ル62に導
体11を埋め込んで焼成し、裏面にコネクタ接続のため
のピン14がろう材13によりパッド12に固定されて
いる。コネクタ60の表面は、CCB接続技術を用いて
大規模多層配線基板50の最上部の配線層9aとはんだ
10により接続する。これにより、配線密度を大きく低
下させること無く外部回路と電気的接続が可能となる。
このコネクタ60を構成する厚膜配線基板の熱膨張率も
LSIチップと同等であることが望ましい。
The connector 60 is composed of a thick film wiring board (for example, a ceramic multilayer board), and the conductor 11 is embedded in a through-hole 62 provided at a predetermined position of the insulating board 61 as shown in the drawing, followed by firing, and the back surface. A pin 14 for connecting the connector is fixed to the pad 12 by a brazing material 13. The surface of the connector 60 is connected to the uppermost wiring layer 9a of the large-scale multilayer wiring board 50 by the solder 10 using the CCB connection technique. This enables electrical connection with an external circuit without significantly reducing the wiring density.
The coefficient of thermal expansion of the thick film wiring board forming the connector 60 is preferably the same as that of the LSI chip.

【0034】〈実施例3〉図4は、実施例1及び2で形
成した大規模多層配線基板50の支持板2の背面に、冷
却構造筐体18を熱伝導性良好な接着剤21、もしくは
ろう材で接続、配設してLSIチップ集団から発生した
熱を効率良く外部に逃がすことができる構成とした大規
模配線基板の要部概略断面図を示したものである。
<Third Embodiment> FIG. 4 shows that the cooling structure housing 18 is provided on the back surface of the supporting plate 2 of the large-scale multilayer wiring board 50 formed in the first and second embodiments with the adhesive 21 having good thermal conductivity, or FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a main part of a large-scale wiring board that is configured to be able to efficiently dissipate heat generated from a group of LSI chips by connecting and arranging with a brazing material.

【0035】また、図5も同じく大規模多層配線基板5
0の支持板2の背面に、冷却構造筐体18を配設した変
形例を示した要部概略断面図である。この例では支持板
2の背面形状を凹凸の形状に加工し、これを冷却構造筐
体18の一部として兼用するもので、支持板2の突出し
た外周部2aをシール材22を介して残りの冷却構造筐
体18に接続し、支持板2を直接冷却できる構造とした
ものであり、図4の構成よりも冷却効果をより向上させ
ることができる。
Also in FIG. 5, the large-scale multilayer wiring board 5 is also shown.
It is a principal part schematic sectional drawing which showed the modification which provided the cooling structure housing | casing 18 on the back surface of the support plate 2 of 0. In this example, the back surface of the support plate 2 is processed into an uneven shape, and this is also used as a part of the cooling structure housing 18, and the protruding outer peripheral portion 2a of the support plate 2 remains through the sealing material 22. The cooling structure is connected to the casing 18 to directly cool the support plate 2, and the cooling effect can be further improved as compared with the configuration of FIG.

【0036】いずれの冷却構造筐体18においても、冷
媒19は吹き出しノズル20から矢印方向に流れて、図
示されていない放熱部で熱交換され循環する構成となっ
ている。なお、冷媒としては例えば冷却水が実用的であ
るが、これに限らずその他一般に使用されるガス状もし
くは液状の冷媒が用いられる。
In any of the cooling structure casings 18, the refrigerant 19 flows from the blowing nozzle 20 in the direction of the arrow and is circulated by exchanging heat with a heat radiating portion (not shown). As the coolant, for example, cooling water is practical, but is not limited to this, and other commonly used gaseous or liquid coolant is used.

【0037】〈実施例4〉図6は、同一LSIチップ1
内の電極パッド3を、その上に絶縁層4を介して配設し
た配線層5で相互に配線接続できるようにした大規模多
層配線基板50を示したもので、実施例1の図1及び図
2の変形例を示している。製造方法としては、基本的に
は実施例1と同様であり、図1(b)〜(c)の製造工
程において、LSIチップ集団上に絶縁層4としてポリ
イミド層を塗布・キュアによって形成した後、この絶縁
層4上に形成する配線5として1つのLSIチップ1内
の電極パッド3間を相互に結ぶ配線5を形成する。その
後、図2(a)〜(e)を形成する工程を経て基板30
上に配線基板40を形成した。
<Embodiment 4> FIG. 6 shows the same LSI chip 1
FIG. 1 shows the large-scale multilayer wiring board 50 in which the electrode pads 3 therein can be connected to each other by the wiring layer 5 disposed on the insulating layer 4 as shown in FIG. The modification of FIG. 2 is shown. The manufacturing method is basically the same as that of the first embodiment. In the manufacturing process of FIGS. 1B to 1C, after forming a polyimide layer as the insulating layer 4 on the LSI chip group by coating and curing. As the wiring 5 formed on the insulating layer 4, the wiring 5 connecting the electrode pads 3 in one LSI chip 1 to each other is formed. After that, the substrate 30 is processed through the steps of forming FIGS.
The wiring board 40 was formed on the top.

【0038】このような配線パタ−ンにすることで、隣
接するLSIチップ1間に残る段差を跨る配線をこの層
では避けることができるため、上記ポリイミド層4で覆
いきれない段差が有る場合でも配線の形状不良発生を防
ぐことができる。また、LSIチップ1内の配線の一部
を配線層5で受持つことになり、LSIチップ内の長い
配線を配線抵抗の小さな多層配線部分で行うため、電気
信号の伝播遅延が小さくなり、結果としてLSIの高速
動作を可能とする利点もあるため、今後のLSIの高集
積化による配線微細化に伴う電気信号の伝播遅延増大を
補うことができる。
By adopting such a wiring pattern, it is possible to avoid wirings over the step remaining between the adjacent LSI chips 1 in this layer, and therefore even if there is a step that cannot be covered by the polyimide layer 4. It is possible to prevent the defective shape of the wiring. In addition, since a part of the wiring in the LSI chip 1 is taken over by the wiring layer 5 and the long wiring in the LSI chip is performed by the multilayer wiring portion having a small wiring resistance, the propagation delay of the electric signal is reduced, resulting in As a result, since there is an advantage that the LSI can operate at high speed, it is possible to compensate for an increase in the propagation delay of electric signals due to the miniaturization of wiring due to the high integration of LSI in the future.

【0039】〈実施例5〉この例は、LSIチップ及び
その上部に設けた多層配線層の検査回路に関する例を説
明するものである。実施例1に示した大規模多層配線基
板50は、LSIチップ1上に配線基板40を単層もし
くは複数層積層して、直接回路を形成するため、LSI
チップ1の回路検査はLSIチップ単体が完成した時点
で行うことが最も望ましいが、これが困難である場合を
考慮して図1(a)に示したLSIチップ集団の中に予
備のLSIチップを含ませるか、LSIチップそのもの
の中に予備回路を設け、さらに塗布・キュアによって形
成した絶縁層4の表面、またはフィルム状配線基板40
上に、LSIチップ上の回路および配線基板40上の回
路を検査するための回路を設ける。また、回路の不良部
分を回路から切離し、予備回路を配線基板40上の回路
と接続するためのいわゆる冗長回路を設けることにより
LSIチップ1の不良を救済し、大規模配線基板50が
機能不全となることを防ぐ。
<Embodiment 5> This example describes an example of an inspection circuit for an LSI chip and a multilayer wiring layer provided on the LSI chip. The large-scale multilayer wiring board 50 shown in the first embodiment is an LSI because the wiring board 40 is laminated on the LSI chip 1 in a single layer or a plurality of layers to directly form a circuit.
The circuit inspection of the chip 1 is most preferably performed when the single LSI chip is completed, but in consideration of the case where this is difficult, a spare LSI chip is included in the LSI chip group shown in FIG. Or a preliminary circuit is provided in the LSI chip itself, and the surface of the insulating layer 4 formed by coating and curing, or the film-like wiring board 40.
A circuit for inspecting the circuit on the LSI chip and the circuit on the wiring board 40 is provided on the top. Further, by disconnecting the defective portion of the circuit from the circuit and providing a so-called redundant circuit for connecting the spare circuit to the circuit on the wiring board 40, the defect of the LSI chip 1 is remedied, and the large-scale wiring board 50 fails. Prevent from becoming.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明によれば、LSIチップを隙間無
く配設し、チップ間の配線を形成することが可能となる
ので、多層配線基板における配線長を最短とすることが
できるため、多層配線内での電気信号遅延を最小にでき
る。これにより電子計算機や電子交換器のように高速で
電気信号を伝播させる必要の有る装置の機能を大幅に向
上させることができる上、装置を小さくすることができ
る。
According to the present invention, since it is possible to arrange LSI chips without gaps and to form wiring between chips, it is possible to minimize the wiring length in a multilayer wiring board. The electrical signal delay in the wiring can be minimized. As a result, it is possible to greatly improve the function of a device such as an electronic calculator or an electronic exchanger that needs to propagate an electric signal at high speed, and it is possible to reduce the size of the device.

【0041】また、多層配線板の製造法として、予め配
線を形成した配線基板を別途製造しておき、この配線板
をLSIを隙間無く搭載した第1の基板に接合して、配
線板の配線と下層の配線(第1の基板上の配線)との層
間の電気的接続を、めっき処理にて形成することによ
り、多層配線部の製造工程中において250℃を越える
ような高温の工程が不要になる。これにより熱応力によ
る配線不良の発生を防ぐことができる上、多層配線を形
成する有機材料の選択枝が非常に広くなり、接着剤を使
用することも可能となる。また、この工程を採用するこ
とにより、各層における配線を予め検査して良品のみ多
層配線板に用いることにより多層配線板の製造歩留まり
低下を防ぐことができる。さらに、配線基板内に冗長回
路を内蔵することでも多層配線基板の製造歩留まり低下
を防ぐことができる。
As a method of manufacturing a multilayer wiring board, a wiring board on which wiring is formed in advance is separately manufactured, and this wiring board is bonded to a first board on which an LSI is mounted without a gap, and wiring of the wiring board is performed. By forming the electrical connection between the lower layer and the lower layer wiring (wiring on the first substrate) by the plating process, a high temperature process of more than 250 ° C. is not required during the manufacturing process of the multilayer wiring part. become. This makes it possible to prevent the occurrence of wiring failure due to thermal stress, and also makes the choice of organic materials for forming the multi-layer wiring very wide, and it is possible to use an adhesive. Further, by adopting this step, it is possible to prevent deterioration of the manufacturing yield of the multilayer wiring board by inspecting the wiring in each layer in advance and using only good products for the multilayer wiring board. Further, by incorporating a redundant circuit in the wiring board, it is possible to prevent a decrease in manufacturing yield of the multilayer wiring board.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例と成る大規模配線基板の製造
工程を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a manufacturing process of a large-scale wiring board according to an embodiment of the present invention.

【図2】同じく大規模配線基板の製造工程を示す断面
図。
FIG. 2 is a sectional view showing a manufacturing process of the large-scale wiring board.

【図3】同じく大規模配線基板の外部回路との接続部分
の構造を示す断面図。
FIG. 3 is a sectional view showing a structure of a connection portion of the large-scale wiring board with an external circuit.

【図4】同じく大規模配線基板のLSIチップ集団の冷
却機構を示す断面図。
FIG. 4 is a sectional view showing a cooling mechanism of an LSI chip group of the large-scale wiring board.

【図5】同じく大規模配線基板のLSIチップ集団の異
なる冷却機構を示す断面図。
FIG. 5 is a sectional view showing a different cooling mechanism of the LSI chip group of the large-scale wiring board.

【図6】同じく多層配線板内のLSIチップ内・チップ
間の相互配線を示す断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing interconnection between LSI chips and between chips in the same multilayer wiring board.

【図7】従来例の樹脂埋込み型による配線基板の構造を
示す断面図。
FIG. 7 is a sectional view showing the structure of a conventional resin-embedded wiring board.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…LSIチップ、 2…支持基板、3…
LSIの電極パッド、 4…絶縁層、4a…スル
ーホール、 5…配線層、6…接着剤、
7…絶縁フィルム(有機絶縁物フィル
ム)、7a…スルーホール、 8…配線金属
層、9…めっき層、 9a…配線金属層
+めっき層、10…接続用はんだ、 11…厚
膜導体、12…接続パッド、 13…接続用
ろう材、14…コネクタ接続用ピン、 15…コネク
タ接続用ソケット、16…ピン挿入孔、 1
7…多層配線部、18…冷却機構筐体、 19
…冷却媒体、20…冷媒の吹き出しノズル、 21…冷
却機構の接着剤、22…シ−ル材、 23
…チップ埋込用樹脂、30…第1の基板、
40…配線基板、50…大規模配線基板、 60
…コネクタ、61…絶縁基板、 62…ス
ルーホール。
1 ... LSI chip, 2 ... Support substrate, 3 ...
LSI electrode pad, 4 ... Insulating layer, 4a ... Through hole, 5 ... Wiring layer, 6 ... Adhesive,
7 ... Insulating film (organic insulating film), 7a ... Through hole, 8 ... Wiring metal layer, 9 ... Plating layer, 9a ... Wiring metal layer + plating layer, 10 ... Connection solder, 11 ... Thick film conductor, 12 ... Connection pad, 13 ... Connection brazing material, 14 ... Connector connection pin, 15 ... Connector connection socket, 16 ... Pin insertion hole, 1
7 ... Multilayer wiring part, 18 ... Cooling mechanism housing, 19
... Cooling medium, 20 ... Refrigerant blowing nozzle, 21 ... Cooling mechanism adhesive, 22 ... Seal material, 23
... Chip embedding resin, 30 ... First substrate,
40 ... Wiring board, 50 ... Large-scale wiring board, 60
... Connector, 61 ... Insulating substrate, 62 ... Through hole.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電極パッドの形成された面を上向きにし
て複数のLSIチップを支持基板上に隙間無く配列する
と共に、その背面を支持基板に固着したLSIチップ集
団の表面に、絶縁層に配設されたスルーホールを介して
前記電極パッドに接続された配線層を形成して成る第1
の基板と、予めスルーホールの形成された絶縁シート
に配線パターンが形成された配線基板と、前記第1の
基板に前記配線基板を接着剤で固着、積層し、前記配線
基板のスルーホールを介して前記第1の基板の配線層と
前記配線基板上の配線パターンとを電気的に接続するめ
っき金属層とを有して成る大規模配線基板。
1. A plurality of LSI chips are arranged on a support substrate with the surface on which the electrode pads are formed facing upward, and the back surface of the LSI chip is arranged on an insulating layer on the surface of the LSI chip group fixed to the support substrate. A first layer formed by forming a wiring layer connected to the electrode pad through a through hole provided
Board, a wiring board in which a wiring pattern is formed on an insulating sheet in which through holes are formed in advance, and the wiring board is fixed and laminated on the first board with an adhesive, and the wiring board is inserted through the through holes of the wiring board. And a plated metal layer for electrically connecting the wiring layer of the first substrate and the wiring pattern on the wiring substrate.
【請求項2】上記第1の基板上に、上記配線基板を複数
枚固着、積層して成る請求項1記載の大規模配線基板。
2. The large-scale wiring board according to claim 1, wherein a plurality of the wiring boards are fixed and laminated on the first board.
【請求項3】上記配線基板の最上層の配線層に、ピン付
きコネクタを導体で接続してコネクタ付き配線基板とし
て成る請求項1もしくは2記載の大規模配線基板。
3. The large-scale wiring board according to claim 1, wherein a connector with pins is connected to the uppermost wiring layer of the wiring board by a conductor to form a wiring board with a connector.
【請求項4】上記支持基板の背面に、冷却機構筐体を配
設して成る請求項1乃至3何れか記載の大規模配線基
板。
4. The large-scale wiring board according to claim 1, wherein a cooling mechanism housing is provided on the back surface of the support board.
【請求項5】上記支持基板を、熱伝導良好でLSIチッ
プの熱膨張係数に近似した無機絶縁基板で構成して成る
請求項1乃至4何れか記載の大規模配線基板。
5. The large-scale wiring board according to any one of claims 1 to 4, wherein the support board is composed of an inorganic insulating board having a good thermal conductivity and a thermal expansion coefficient close to that of an LSI chip.
【請求項6】上記第1の基板の絶縁層を、有機絶縁層の
塗膜で構成して成る請求項1乃至5何れか記載の大規模
配線基板。
6. The large-scale wiring board according to claim 1, wherein the insulating layer of the first substrate is composed of a coating film of an organic insulating layer.
【請求項7】上記配線基板の絶縁シートを、有機絶縁フ
ィルムで構成すると共に、スルーホールの形状をロート
状にテーパーを設けて成る請求項1乃至5何れか記載の
大規模配線基板。
7. The large-scale wiring board according to claim 1, wherein the insulating sheet of the wiring board is formed of an organic insulating film, and the through holes are tapered in a funnel shape.
【請求項8】電極パッドの形成された面を上向きにし
て複数のLSIチップを支持基板上に隙間無く配列する
と共に、その背面を支持基板に固着するに際し、各チッ
プ上面を同一平面となるよう配設して、LSIチップ集
団を固着する工程と、前記LSIチップ集団の表面
に、絶縁層を形成した後、前記電極パッド上の位置に対
応する絶縁層にスルーホールを形成し、このスルーホー
ルを介して同一チップ内もしくは隣接するチップ間の電
極パッド間を電気的に接続する配線層を形成して第1の
基板を準備する工程と、絶縁シートを準備し、前記第
1の基板上の配線層に対応させた位置にスルーホールを
形成すると共に、このスルーホールを配線回路の一つと
して含む配線パターンを絶縁シート上に形成して配線基
板を形成する工程と、前記第1の基板に前記配線基板
を接着剤で固着、積層する工程と、前記積層された配
線基板にめっき処理を施し、スルーホールを介して前記
第1の基板の配線層と前記配線基板上の配線パターンと
を電気的に接続する工程とを有して成る大規模配線基板
の製造方法。
8. A plurality of LSI chips are arrayed on a support substrate with the surface having the electrode pads facing upward, without any gaps, and when the back surface is fixed to the support substrate, the upper surfaces of the chips are flush with each other. The step of arranging and fixing the LSI chip group, and forming an insulating layer on the surface of the LSI chip group, and then forming a through hole in the insulating layer corresponding to the position on the electrode pad. A step of forming a wiring layer for electrically connecting electrode pads in the same chip or between adjacent chips through the step of preparing a first substrate, and preparing an insulating sheet; Forming a through hole at a position corresponding to the wiring layer and forming a wiring pattern including the through hole as one of wiring circuits on an insulating sheet to form a wiring board; A step of fixing and laminating the wiring board to the first board with an adhesive; a plating process is applied to the laminated wiring board; and a wiring layer of the first board and wiring on the wiring board through through holes. A method of manufacturing a large-scale wiring board, the method including the step of electrically connecting to a pattern.
【請求項9】上記の配線基板を形成する工程、の積
層工程及びの配線基板にめっき処理を施し、スルーホ
ールを介して第1の基板の配線層と配線基板上の配線パ
ターンとを電気的に接続する工程迄を複数回繰返し、第
1の基板上に複数の配線基板を積層して多層回路基板を
形成する工程を有して成る請求項8記載の大規模配線基
板の製造方法。
9. A wiring layer of the first board and a wiring pattern on the wiring board are electrically connected to each other through a through hole by plating the wiring board of the step of forming the wiring board, the stacking step, and the wiring step. 9. The method for manufacturing a large-scale wiring board according to claim 8, further comprising the step of forming a multi-layer circuit board by stacking a plurality of wiring boards on the first board by repeating a plurality of steps up to the step of connecting to.
【請求項10】上記の積層工程の後に、スルーホール
底部の配線層上に残留した不要な接着剤を除去する工程
を付加して成る請求項8もしくは9記載の大規模配線基
板の製造方法。
10. The method of manufacturing a large-scale wiring board according to claim 8, further comprising a step of removing unnecessary adhesive remaining on the wiring layer at the bottom of the through hole after the stacking step.
【請求項11】上記の第1の基板を準備する工程にお
ける配線層の形成に際しては、成膜工程により順次Cr
/Cu/Crを成膜して3層膜とするか、もしくはTi
/Cu/Crの3層膜とし、上記の積層工程の後に、
スルーホール底部に表れた配線層の最表層のCrをエッ
チング処理により除去して下地のCu層を露出させる工
程を付加し、のめっき処理をCuもしくはNiめっき
処理工程として成る請求項8もしくは9記載の大規模配
線基板の製造方法。
11. When forming a wiring layer in the step of preparing the first substrate, Cr is sequentially formed in a film forming step.
/ Cu / Cr to form a three-layer film, or Ti
/ Cu / Cr three-layer film, after the above-mentioned lamination step,
10. The step of removing the Cr of the outermost layer of the wiring layer appearing at the bottom of the through hole by etching to expose the underlying Cu layer is added, and the plating is performed as a Cu or Ni plating step. Manufacturing method of large-scale wiring board.
【請求項12】上記の絶縁層の形成を、ポリイミド前
駆体を塗布・キュアして表面の平坦化された絶縁層とし
て形成すると共に、の絶縁シートをポリイミドフィル
ムで形成して成る、請求項8もしくは9記載の大規模配
線基板の製造方法。
12. The insulating layer is formed by applying and curing a polyimide precursor to form an insulating layer whose surface is flattened, and forming the insulating sheet with a polyimide film. Alternatively, the method for manufacturing a large-scale wiring board according to Item 9.
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US6591491B2 (en) * 2000-03-22 2003-07-15 Nitto Denko Corporation Method for producing multilayer circuit board

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