JPH0629665A - 多層回路基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 配線パターン間を接続する導通部の電気的導
通の信頼性を向上させ、多層回路基板の製造を効率的に
行うことを目的とする。 【構成】 層間に電気的絶縁層を介在させて配線パター
ンを多層に形成するとともに、層間に配線パターンを電
気的に接続する導通部を設けた多層回路基板において、
前記導通部が絶縁層１６上に柱状に立設した絶縁体の表
面に導体金属膜２２が被覆されて形成され、該導通部の
柱状体２０の頂部の導体金属膜２２が一方の配線パター
ン２８に接続され、柱状体の外壁基部の前記導体金属膜
２２が他方の配線パターン２４に接続されたことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多層回路基板及びその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子を搭載する回路基板にはポリ
イミド等の電気的絶縁性を有する絶縁層を層間に介在さ
せて複数の配線パターンを層状に形成した、いわゆる薄
膜多層回路基板がある。この回路基板は微細な配線パタ
ーンを多層に形成することによって高速信号の伝播等を
可能にすること等を目的とするものである。図４は薄膜
形成によって多層に配線パターンを形成した状態を示
す。図で２は支持基板、３は絶縁層、４は配線パターン
である。絶縁層３をはさんだ配線パターン４間の電気的
接続は導通部５によってとられる。このような薄膜多層
回路基板を製造するには、支持基板２に所定パターンで
配線パターン４を形成し、その上にポリイミド等の電気
的絶縁体を薄膜状に形成して絶縁層を形成し、その絶縁
層上に導体薄膜を設けて配線パターンを形成するという
方法を順次続けていくことによって形成することができ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、配線パター
ン４間は上記のように導通部５によって接続している
が、この導通部５を形成する場合、従来は絶縁層３に導
通孔をあけ、この導通孔内にアディティブ法によってめ
っきを盛り上げる方法や、導通孔内壁にスパッタ法によ
って導体金属膜を形成する方法が知られている。しかし
ながら、導通孔のアスペクト比が大きくなると、上記の
方法では配線パターンと導通部との接続の点で信頼性に
欠けるという問題点があった。これは、アスペクト比が
大きくなると絶縁層３をエッチングして導通孔を形成す
る際に絶縁体が導通孔内底面の配線パターン上面に残留
したり、後の加熱処理で下地金属が酸化すること等によ
ってめっきがつきにくくなることによる。また、スパッ
タ法では導通孔内壁あるいは導通孔の開口部近傍で断線
したり部分的に亀裂を生じることによる。

【０００４】また、めっきによって導通部を形成する場
合には、めっき部分をめっき電極に導通させる必要があ
るが、従来は実装用のリードピンを介して導通をとって
いるため、この導通をとる作業が煩雑で製造工程が非効
率になるという問題点があった。そこで、本発明は上記
問題点を解消すべくなされたものであり、その目的とす
るところは、配線パターン間の電気的接続を確実にとる
ことができ、製造も容易な多層回路基板及びその製造方
法を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、層間に電気的絶
縁層を介在させて配線パターンを多層に形成するととも
に、層間に配線パターンを電気的に接続する導通部を設
けた多層回路基板において、前記導通部が絶縁層上に柱
状に立設した絶縁体の表面に導体金属の膜が被覆されて
形成され、該導通部の柱状体の頂部の導体金属膜が一方
の配線パターンに接続され、柱状体の外壁基部の前記導
体金属膜が他方の配線パターンに接続されたことを特徴
とする。また、前記導通部が対向する配線パターンの層
間に介在する絶縁層を厚み方向に連絡する導通孔に形成
されるとともに、該導通孔の一方の配線パターンに面す
る内底面と該導通孔の内壁に導体金属膜が被覆されて形
成され、前記一方の配線パターンには前記内底面の導体
金属膜が接続され、他方の配線パターンには前記内壁に
設けた導体金属膜が接続され、前記導通孔内部が前記絶
縁層によって充填されたことを特徴とする。また、層間
に電気的絶縁層を介在させて配線パターンを多層に形成
するとともに、層間に配線パターンを電気的に接続する
導通部を設ける多層回路基板の製造方法において、第一
の配線パターン上に絶縁層を形成し、該絶縁層をエッチ
ングして前記配線パターンまで通じる導通孔を形成する
とともに、絶縁層上に絶縁体による柱状体を立設し、前
記絶縁層と柱状体の表面及び導通孔の内底面と内壁に導
体金属を形成して前記内底面、内壁および柱状体の頂
部、外壁に導体金属膜を形成するとともに前記絶縁層上
に第二の配線パターンを形成し、次いで、前記絶縁層上
にさらに絶縁層を形成し、該絶縁層上に導体金属で第三
の配線パターンを形成することによって、前記導通孔お
よび柱状体部分を導通部として配線パターンを多層に形
成することを特徴とする。

【０００６】

【作用】配線パターン間で導通をとる場合に、絶縁層上
に絶縁体の柱状体を設け、絶縁層と柱状体を導体金属膜
で被覆することによって、柱状体に設けた導体金属膜が
導通部となって配線パターン間が接続される。導通孔を
設けたものでは導通孔の内底面および内壁に設けた導体
金属膜によって配線パターンが接続される。絶縁層に導
通孔を形成するとともに絶縁層上に柱状体を形成して導
体金属膜を形成することにより、当該絶縁層に配線パタ
ーンが形成されるとともに、この配線パターンの両側に
絶縁層を挟んで隣接する下層の配線パターンと上層の配
線パターンとを電気的に接続する導通部が容易に形成さ
れ、多層回路基板の効率的な製造が可能になる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。まず、図１に従って本発明に係
る多層回路基板の製造方法について説明する。図１で１
０は多層回路基板の支持基体で、はじめに、この支持基
体１０上に第１層の配線パターン１２を形成する。実施
例では支持基体１０としてセラミック基板を用いている
が、配線パターン１２は支持基体１０にあらかじめメタ
ライズを施してめっきする方法、あるいは支持基体１０
に導体金属を薄膜形成し、エッチングしてパターン形成
する方法等によって形成する。

【０００８】配線パターン１２を形成することによって
その厚み分の段差が生じるから、配線パターン１２と同
厚にポリイミド等の耐熱高分子からなる絶縁体パターン
１４を施して配線パターン１２による段差を解消する。
絶縁体パターン１４を施した後、上層にポリイミドをコ
ーティングして絶縁層１６を形成する。厚膜形成によっ
て配線パターンを何層にも形成していく場合には、各層
の表面にうねりが生じやすくなる。上記の絶縁体パター
ン１４は絶縁層１６の表面を平坦面に形成するために行
うものである。図１(a) は配線パターン１２を形成し絶
縁体パターン１４を施して絶縁層１６を形成した状態で
ある。

【０００９】次に、上記絶縁層１６をエッチングして第
１層の配線パターンの導通をとるための導通孔１８を形
成する（図１(b) ）。この導通孔１８は従来の導通部形
成の場合と同様に、絶縁層１６の下層の配線パターン１
２を露出させるまで絶縁層１６をエッチングして形成す
る。導通孔１８を形成した後、絶縁層１６をキュアして
完全な絶縁層１６を形成する。次に、絶縁層１６上にポ
リイミドの柱状体２０を形成する（図１(c) ）。柱状体
２０は絶縁層１６にポリイミドを塗布すると共にエッチ
ングでパターン形成し、柱状体２０を残すことによって
形成する。柱状体２０は絶縁層１６に形成する第２層の
配線パターン２４と上層の第３層の配線パターン２８と
を接続するためのものである。実施例では層間距離を大
きくとるため柱状体２０は比較的厚く形成している。導
通孔１８および柱状体２０は配線パターンのパターニン
グに合わせて平面内の適宜位置に設けるもので、もちろ
ん複数個所に設けてよい。

【００１０】柱状体２０を形成した後、導体金属をスパ
ッタリングして絶縁層１６の上面と導通孔１８、柱状体
２０の全面に導体金属膜２２を形成する。図１(d) は導
体金属膜２２を形成した後、導体金属膜２２をパターニ
ングして第２層の配線パターン２４を形成した状態であ
る。導通孔１８部分では導体金属膜２２は導通孔１８の
内底面および内壁を被覆し、下層の配線パターン１２と
絶縁層１６を挟んだ上層の配線パターン２４とを電気的
に接続している。導体金属膜２２によって配線パターン
間を接続する導通部が形成される。柱状体２０部分では
その頂部および外壁が導体金属膜２２によって被覆され
る。この導体金属膜２２も第２層の配線パターン２４と
上層の第３層の配線パターン間とを接続する導通部とな
る。なお、ポリイミドの絶縁層１６、柱状体２０に導体
金属膜２２を形成する場合は、はじめにＣｒ等のポリイ
ミドとの密着性の良い金属をスパッタし、後に導電性に
優れるＣｕ等をスパッタするのがよい。

【００１１】第２層の配線パターン２４を形成した後、
絶縁層１６に重ねて絶縁層２６を形成し、さらに絶縁層
２６上面に導体金属をスパッタリングし、導体金属膜を
所定パターンでエッチングして第３層の配線パターン２
８を形成する（図１(e))。なお、絶縁層２６は絶縁層１
６上面にポリイミドをスピンコーティングして形成す
る。このとき、絶縁層２６の表面位置と柱状体２０の高
さとを一致させるようにする。導体金属をスパッタリン
グすることによって柱状体２０の上面の導体金属膜２２
と第３層の配線パターン２８とが接続され、第２層の配
線パターン２４と第３層の配線パターン２８とが電気的
に接続される。こうして、第１層の配線パターン１２と
第２層の配線パターン２４、第３層の配線パターン２８
が、導通孔１８部分および柱状体２０部分を介して相互
に電気的に接続される。

【００１２】上記実施例は配線パターンを３層設けた例
について説明しているが、第３層の配線パターン２８の
上にも同様な方法によって続けて配線パターンを形成す
ることができる。こうして多層の配線パターンを有する
多層回路基板を得ることができる。なお、本実施例では
上述したように、第２層の配線パターン２４を形成する
際に、下層の配線パターン１２に接続する導通部と上層
の配線パターン２８に接続する導通部を同時に形成する
から、下層から順に積み上げて形成していく方法にくら
べて効率的な製造が可能である。とくに、柱状体を利用
することによって柱状体の厚みが利用でき、層間距離を
大きくとる場合にも容易に導通をとることができるとい
う特徴がある

【００１３】なお、上記例のように導通孔と柱状体を組
み合わせるようにして形成して配線パターンを積み重ね
ていってもよいが、単に柱状体を形成して順次配線パタ
ーンを積み重ねる方法ももちろん利用することができ
る。図２は柱状体を利用して配線パターンを多層に形成
する方法を示す。図２(a)は上記例と同様にして支持基
板１０に柱状体３０を形成したところで、これに対し導
体金属をスパッタリングして導体金属膜３２を形成する
と共にパターン形成して、第１層の配線パターン３４を
形成する（図２(b) ）。次に、柱状体３０と同厚に絶縁
層３６を形成し（図２(c) ）、絶縁層３６上にさらに柱
状体３０を形成する（図２(d) ）。そして、絶縁層３６
および柱状体３０に導体金属をスパッタリングすること
によって第２層の配線パターン３８を形成する。

【００１４】第１層の配線パターン３４と第２層の配線
パターン３８は柱状体３０に設けた導体金属膜３２によ
って導通がとられ、配線パターン間の電気的接続がとら
れる。こうして、絶縁層および柱状体を設けて導体金属
をスパッタリングする方法を続けることによって多層回
路基板を形成することができる。この方法の場合は、柱
状体３０を介して配線パターン間の電気的接続をとるこ
とから、前述したようにかなり層間距離が離れている場
合にも確実な電気的接続をとることが可能になる。ま
た、柱状体３０と同厚に絶縁層を形成して積み重ねてい
くことによって各層の膜厚が均一となり配線パターンの
平坦度が良好となって電気的特性等に優れた多層回路基
板を得ることができるという特徴がある。

【００１５】図３は絶縁層に導通孔をエッチング形成し
て配線パターンを多層に形成する方法を示す。図３(a)
は支持基体１０に第１層の配線パターン４０を形成し、
絶縁層４２を形成した状態である。ここで、配線パター
ン間の導通部を形成するため絶縁層４２をエッチングし
て導通孔４４を形成し（図３(b) ）、さらに導体金属を
スパッタリングすると共に第２層の配線パターン４６を
形成し、導通孔４４に導体金属膜４８を形成する（図３
(c) ）。導通孔４４部分の導体金属膜４８によって第１
層の配線パターン４０と第２層の配線パターン４６とが
電気的に接続される。次いで、図３(d) に示すように第
２層の配線パターン４６上に絶縁層５０を形成する。そ
して、第２層の配線パターン４６と絶縁層５０表面に形
成される配線パターンとを接続するため絶縁層５０に導
通孔５２を形成し、上層との導通部の形成に進む（図３
(e))。

【００１６】こうして、絶縁層に導通孔を形成し、導体
金属をスパッタリングする方法を続けていくことによっ
て多層に配線パターンを形成して、かつ配線パターン間
の電気的接続をとった多層回路基板が得られる。なお、
この方法の場合は、導通孔をエッチング形成する必要が
あることとスパッタリングによって導通孔の内底面およ
び内壁に導体金属膜を形成する必要があることから、絶
縁層４２、５０の厚さは薄いほうがよく、配線パターン
を接近させて多層に形成する場合に好適である。

【００１７】以上、本発明方法によって薄膜形成による
多層回路基板の製造方法を説明したが、上記導通孔ある
いは柱状体を利用した導通部によって配線パターン間の
導通をとる方法は種々パターンの多層回路基板に適用で
きるものであり、配線パターンの層数等、適宜設定でき
るものである。また、上記例では支持基板１０としてセ
ラミック基板を利用した例について述べたが、支持基板
は配線パターンを多層に形成する際の支持体として利用
するもので種々の利用形態が可能である。たとえば、Ｔ
ＡＢ（Tape Automated Bonding)製品などではポリイミ
ド等の絶縁フィルム面上に配線パターンを形成するが、
絶縁フィルムの表裏面に配線パターンを形成して表裏面
を導通部で接続する場合や、さらに絶縁フィルムの一方
の面に多層に配線パターンを形成する場合等に同様に適
用することが可能である。

【００１８】

【発明の効果】本発明に係る多層回路基板及びその製造
方法によれば、上述したように、配線パターン間を接続
する導通部の電気的導通の信頼性を向上させることがで
きる。また、絶縁層に導通孔と柱状体を形成し、絶縁層
と柱状体及び導通孔の内底面と内壁に導体金属を形成す
ることによって配線パターン間の導通部が容易に形成で
き、効率的な多層回路基板の製造が可能になる等の著効
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】多層回路基板の製造方法の一実施例を示す説明
図である。

【図２】多層回路基板の製造方法の他の実施例を示す説
明図である。

【図３】多層回路基板の製造方法のさらに他の実施例を
示す説明図である。

【図４】多層回路基板の従来の配線パターンの形成例を
示す説明図である。

【符号の説明】

３ 絶縁層 ４ 配線パターン ５ 導通部 １０ 支持基板 １２、３４、４０ 第１層の配線パターン １６、２６、３６、４２、５０ 絶縁層 １８、４４ 導通孔 ２０、３０ 柱状体 ２２、３２、４８ スパッタ膜 ２４、３８、４６ 第２層の配線パターン ２８ 第３層の配線パターン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 層間に電気的絶縁層を介在させて配線パ
   ターンを多層に形成するとともに、層間に配線パターン
   を電気的に接続する導通部を設けた多層回路基板におい
   て、 前記導通部が絶縁層上に柱状に立設した絶縁体の表面に
   導体金属の膜が被覆されて形成され、 該導通部の柱状体の頂部の導体金属膜が一方の配線パタ
   ーンに接続され、柱状体の外壁基部の前記導体金属膜が
   他方の配線パターンに接続されたことを特徴とする多層
   回路基板。
2. 【請求項２】 層間に電気的絶縁層を介在させて配線パ
   ターンを多層に形成するとともに、層間に配線パターン
   を電気的に接続する導通部を設けた多層回路基板におい
   て、 前記導通部が対向する配線パターンの層間に介在する絶
   縁層を厚み方向に連絡する導通孔に形成されるととも
   に、該導通孔の一方の配線パターンに面する内底面と該
   導通孔の内壁に導体金属膜が被覆されて形成され、 前記一方の配線パターンには前記内底面の導体金属膜が
   接続され、他方の配線パターンには前記内壁に設けた導
   体金属膜が接続され、 前記導通孔内部が前記絶縁層によって充填されたことを
   特徴とする多層回路基板。
3. 【請求項３】 層間に電気的絶縁層を介在させて配線パ
   ターンを多層に形成するとともに、層間に配線パターン
   を電気的に接続する導通部を設ける多層回路基板の製造
   方法において、 第一の配線パターン上に絶縁層を形成し、 該絶縁層をエッチングして前記配線パターンまで通じる
   導通孔を形成するとともに、絶縁層上に絶縁体による柱
   状体を立設し、 前記絶縁層と柱状体の表面及び導通孔の内底面と内壁に
   導体金属を形成して前記内底面、内壁および柱状体の頂
   部、外壁に導体金属膜を形成するとともに前記絶縁層上
   に第二の配線パターンを形成し、 次いで、前記絶縁層上にさらに絶縁層を形成し、該絶縁
   層上に導体金属で第三の配線パターンを形成することに
   よって、前記導通孔および柱状体部分を導通部として配
   線パターンを多層に形成することを特徴とする多層回路
   基板の製造方法。