JPH0730254A

JPH0730254A - 多層プリント配線板及び半導体装置

Info

Publication number: JPH0730254A
Application number: JP5195375A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Mochizuki; 哲郎望月; Atsushi Mizuno; 敦水野
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1993-07-13
Filing date: 1993-07-13
Publication date: 1995-01-31

Abstract

(57)【要約】【目的】製造時及び使用時に熱等による反りなどの不
都合が生じることがなく、且つ、高密度配線・高密度実
装が可能な多層プリント配線板及び半導体装置を提供す
る。【構成】基板１の両面側にそれぞれ複数の配線層２，
１０，１２，１４，１６，１８を有する多層プリント配
線板２０。上記多層プリント配線板２０の両面にそれぞ
れ半導体チップを実装してなる半導体装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高密度配線用の多層プリ
ント配線板及び該多層プリント配線板に半導体チップを
実装してなる半導体装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近の電子機器の急速な高機能化・多機
能化・小型化等に対応してプリント配線板の高密度配
線、高密度実装技術が求められている。

【０００３】従来からプリント配線板の高密度配線、高
密度実装技術に関しては、種々の改良、発展が続けられ
てきたが、最近、高密度・低コスト化実現を目的とした
表面配線プリント回路基板（ＳＬＣ）が提案されている
（電子材料、１９９１年４月、１０３〜１０８頁）。こ
のＳＬＣは基板の片面側に多層からなる表層配線層（Ｓ
ＬＣ層）を形成した表層配線構造をとり、層間接続には
メカニカルドリルによるスルホールではなくフォトバイ
アホールを使用するものである。ここに提案されている
ＳＬＣは、両面の銅張ガラスエポキシ基板をサブストレ
ートとして用いている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ｓ
ＬＣは次のような問題点がある。

【０００５】（１）基板と熱膨張率が異なるＳＬＣ層が
基板の片面側のみにあるため、製造時あるいは使用時に
熱が加わると基板に反りが生じる。

【０００６】（２）製造時、通常のプリント配線板のめ
っき工程では、両面のパターンを同時にめっきする。し
かし、ＳＬＣ層が基板の片面のみであると、例えば、４
層のパターン層を形成するために４回のめっき工程を行
なわなければならない。同様に、絶縁層にフォトバイア
ホールを形成するという工程でも、両面を同時に露光す
るという工程をとることができず、絶縁層を１層形成す
るごとに１回露光する、というように工程が増える。

【０００７】（３）前記の表面配線プリント回路（電子
材料、１９９１．４１０３〜１０８頁）に提案されて
いるように、両面の銅張りガラスエポキシ基板をサブス
トレートとして使用し、ＳＬＣ層の設けられている層と
は反対の面に電源層を形成する、というものは従来技術
として存在するが、このようなものを、製造する場合、
ＳＬＣ層を設ける面と反対の面には、めっきが２回以上
つかないように保護しておく必要があり、工程が増え
る。保護しておかないとＳＬＣ層のパターンめっきをす
るごとに厚いめっきが形成され、電源層に熱逃げランド
等を形成する際にエッチング精度が悪くなる。また、厚
いめっきが片面にのみ形成されると熱が加わった際に反
りが生じる。

【０００８】（４）ＳＬＣ層では下層に設けられたパタ
ーンの有無で凹凸が生じ表面の平滑性を保つことが困難
となる。つまり、パターン層上に絶縁層を設けた場合、
パターンが存在する部位上の絶縁層は凸部となる。この
現象は層数が増すにつれ凹凸が蓄積され顕著になる。表
面が平滑でないと均一にめっきが付きにくくなる。絶縁
層を厚めに形成しておいてこれを研磨するという方法で
平滑性を得ることも可能ではあるが、毎回十分に研磨を
行わなければならないので、作業が煩雑である。

【０００９】（５）ＳＬＣ層が片面にしかなく、配線が
片面に集中しているため、接地層に接続する配線パター
ンが長くなり、また接続も困難となり、さらに他の信号
パターン等からのノイズの影響も大きくなる。このこと
は次のような技術的背景、原因によるものである。近
年、通信機器における通信速度の高速化に代表されるよ
うに電子機器において高速化が進んでいる。それに伴い
電子部品にも高速化が要求されている。そのため高集積
化し、配線の長さを短くし、伝搬効率を上げている。高
速化した回路においては、ノイズが該動作の原因となる
ことが多く、ノイズを低減させることが重要な技術課題
となっている。ノイズ対策の１つとして接地電位を安定
させる、ということが行なわれている。また、信号ライ
ンの上、下または周囲に接地パターンを設け、シールド
効果を上げるということも行なわれている。接地電位を
安定させるということはＩＣチップ内でも行なわれてい
ることであり、そのため近年のＩＣチップは、多ピン化
と共に接地端子も増えている。

【００１０】以上のようにＩＣの接地端子、接地パター
ンの増加により、接地層に接続するパターンは飛躍的に
増加し、そのため、信号パターンの配線の障害となる機
会が増えてきた。また、接地層に接続するまでのパター
ン長が長くなることも多く、安定した接地電位が得られ
にくくなっていた。

【００１１】（６）ＳＬＣ層が片面にしかなく、半導体
チップが基板の片面にしか実装できないため、実装位置
の制約が大きい。

【００１２】（７）外部接続用端子が基板の片面にしか
ないため、外部接続用端子位置、外部接続パターンの制
約が大きい。また、外部接続用端子に接続するためだけ
のバイアホールを設ける必要があるため、バイアホール
の数が多くなり他のパターンを配線する際の障害とな
る。

【００１３】本発明は上記従来の問題点に鑑みなされた
もので、その目的は、上記従来の問題点を解消し、且
つ、高密度配線・高密度実装を可能とする多層プリント
配線板及び半導体装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の多層プリント配線板は、リジッドな材料か
らなる基板の両面側にそれぞれ複数のビルドアップ法に
より形成された配線層を有し、該配線層間の絶縁層は同
材質からなっていることを特徴とする。

【００１５】また、本発明の半導体装置は、リジッドな
材料からなる基板の両面側にそれぞれ複数のビルドアッ
プ法により形成された配線層を有し、該配線層間の絶縁
層は同材質からなっている多層プリント配線板の両面に
半導体チップを実装してなることを特徴とする。

【００１６】また、上記基板の両面側にそれぞれ接地層
を有することを特徴とする。この場合、リジッド基板の
外層にあたるパターンを接地層としておくことは、イン
ピーダンスを制御する上で好ましい。また、リジッド基
板の両面側に接地層を複数枚設けてもよく、またビルド
アップ層の外層に設けてもよい。

【００１７】また、上記基板は多層の配線板であること
を特徴とする。

【００１８】また、多層プリント配線板の両面に外部接
続用端子が設けられていることを特徴とする。

【００１９】また、多層プリント配線板の端部の絶縁層
の少なくとも一部が切り欠かれており、該切り欠き部か
ら下層に設けられた外部接続用端子が露出していること
を特徴とする。

【００２０】

【作用】本発明は、リジッドな材料からなる基板の両面
側にそれぞれ複数のビルドアップ法により形成された配
線層を有し、該配線層間の絶縁層は同材質からなってい
るため、該基板の両面の熱、湿気による膨張係数がほぼ
等しく熱、湿気等による反りが生じにくい。また、基板
の両面側にそれぞれ配線層を形成するため、片面のみに
形成する場合と比べ片面あたりの層数は半分で済み、そ
のため表面の平滑性を保つ工程が簡略化でき、しかも両
面のめっき、絶縁層の露光工程が一度で済むため、全体
の製造工程の大巾な短縮化が可能となる。

【００２１】また、本発明は、プリント配線板の両面に
半導体チップが実装されるため、片面に実装される場合
に比べ実装位置、パターン配線の自由度が大きくなり、
配線を考慮して半導体チップの実装位置を決定でき、高
密度配線・高密度実装が可能となる。

【００２２】また、本発明は、リジッドな材料からなる
基板の両面側に接地層を有することにより、リジッドな
材料からなる基板をまたぐことなく接地層に接続でき、
しかもビルドアップ層の外層に近い方又は外層に接地層
を設けることで外部機器からのノイズに対するシールド
効果を高められる。

【００２３】また、本発明は、リジッドな材料からなる
基板を多層配線板とすることにより、重要な信号パター
ンをリジッド基板の内層に配線して高いシールド効果が
得られる。さらに、リジッド基板の内層に接地層を設け
ることで接地電位をより安定化できる。

【００２４】またさらに、本発明は、多層プリント配線
板の両面に外部接続用端子を設けることにより、リード
フレーム等との外部接続を行なう際に、リジッド基板を
またぐように配線を引き出す必要性は小さくなる。即
ち、リジッドな基板の両面にパターンがあり、かつ両面
に外部接続用端子があることによって外部接続を行なう
際に、配線の自由度が向上する。

【００２５】そして、上記のような、両面に配線、外部
接続用端子を有する多層プリント配線板の端部の絶縁層
の少なくとも一部が切り欠かれており、該切り欠き部か
ら下層に設けられた外部接続用端子が露出していること
により、多層プリント配線板の内層からも直接外部に接
続することができ、バイアホールを設け外層に一度引き
出してから外層接続を行なうという必要がなくなる。そ
のため、バイアホールの数、外装配線の本数を減らすこ
とができ、配線密度の向上が図れる。

【００２６】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本発明の実
施例について詳述する。

【００２７】図１は本発明の一実施例の構成を示す断面
図である。

【００２８】図１より明らかなように、本実施例の多層
プリント配線板２０は、リジッド基板１の一方の面側に
第１層目の配線層２、第２層目の配線層１０及び第３層
目の配線層１２が第１絶縁層３及び第２絶縁層１１を介
して順に形成され、表面には保護層１３が形成されてお
り、また基板１の他方の面側にも同様に第１層目の配線
層１４、第２層目の配線層１６及び第３層目の配線層１
８が第１絶縁層１５及び第２絶縁層１７を介して順に形
成され、表面に保護層１９が形成されている。

【００２９】本発明で用いられるリジッド基板１は、リ
ジッドな材料であれば特に限定されるものではない。例
えばガラス繊維にエポキシ樹脂などからなるワニスを含
浸させたものの両面に銅箔を張りあわせた両面銅張積層
板、また、各種の銅張積層板やセラミック基板等でもよ
い。

【００３０】本実施例の多層プリント配線板２０はリジ
ッドな基板１の両面に、配線層がいわゆるビルドアップ
法により製造される。

【００３１】ビルドアップ法による多層プリント配線板
２０の製造方法について図２により説明する。

【００３２】例えばガラス繊維とエポキシ樹脂からなる
厚さ０．２ｍｍ程度の基板１の両面に厚さ１２μｍ程度
の銅箔を貼り合せた両面銅張積層板を用いフォトリソグ
ラフィー法によってパターニングして、第１層目の配線
層２を形成する（同図（ａ）参照）。なお、基材１をま
たぐスルホールを形成する場合には、ドリル穴あけ加工
を行ってから、スルホールめっきを行う。

【００３３】次に、このようにして形成した配線層２と
その上に形成する第１絶線層３との密着力を向上させる
ために黒化処理を行うことが好ましい。黒化処理には例
えば亜塩素酸ナトリウム水溶液、過硫酸カリウム水溶液
等が用いられる。本実施例では、ＮａＯＨ２１ｇ／ｌ、
Ｎａ₃ＰＯ₄・１２Ｈ₂Ｏ１７ｇ／ｌ、ＮａＣｌＯ₂ ４３
ｇ／ｌを含む９０℃の水溶液に２７０秒間浸漬した。

【００３４】次に、第１絶縁層３を形成する（同図
（ｂ）参照）。該絶縁層には高絶縁性、低誘電率の材質
であれば特に限定されずに使用できるが、微細加工が簡
単に行えることから感光性エポキシ又はポリイミド樹脂
等の感光性樹脂を使用することが好ましい。本実施例で
は、プロビマー５２（日本チバガイギー（株）製）をカ
ーテンコートにより形成した。

【００３５】次いで、乾燥を行った後、所望のバイアホ
ールパターンを形成してあるマスク４を重ね、露光５、
現像して、第１層目の配線層に達する凹部６を形成する
（同図（ｃ）、（ｄ）参照）。

【００３６】続いて、マスク４を外して、べーキングを
行い、表面をバフ等を用いて研磨し表面の平滑性をあげ
てから、更に過マンガン酸カリウム溶液等で浸漬処理を
行う。本実施例では過マンガン酸カリウム５５ｇ／ｌの
水溶液に５分間浸透漬した。これは絶縁層の表面を微細
に粗化し、メッキの密着力をあげるためである。

【００３７】続いて、無電解銅めっきにより、凹部６の
内部を含む全面に銅の薄膜７を形成し、さらに電解銅め
っきにより銅めっき膜８を一定の厚さに形成する（同図
（ｅ），（ｆ）参照）。厚さは、配線板の用途により異
なるが、本実施例では２０μｍとした。

【００３８】しかる後、フォトリソグラフィー法による
銅めっき膜８のパターニングを行って、第２層目の配線
層１０およびバイアホール９を形成する（同図（ｇ）参
照）。

【００３９】こうして、二層の配線層を有するプリント
配線板が出来上がるが、以上の工程を繰り返すことによ
り、図１に示すようなさらに多層のプリント配線板を製
造することが出来る。なお、図１では、リジッド基板１
の両面にまたがるパターンを接続するための貫通スルー
ホール２７を設けてある。

【００４０】なお、上記では、便宜上主としてリジッド
基板１の片面側について説明したが、実際にはリジッド
基板１の両面側を同時に形成し且つ下から順次各層を形
成していくことが全体の製造工程を大幅に短縮化できる
ので望ましい。また、この際、両面の絶縁層は同じ材質
で形成することが、膨張率の差からくるプリント配線板
の反りを生じさせないために好ましい。

【００４１】このように、本実施例の多層プリント配線
板２０はリジッド基板１の両面側にそれぞれ複数の配線
層を有しているが、両面の層数は等しいことが特に望ま
しい。また、複数の配線層のうち信号層が基板１の片面
側に２層以上ある場合にはその片面側の信号層の数が偶
数であることが特に望ましい。配線はＸ・Ｙ方向の組合
せによってなされるため、特に上記の場合に基板１の片
面側の配線密度を高めることが可能となり、基板１をま
たぐ接続用のスルホールを形成することが少なくなる。

【００４２】また、本実施例の多層プリント配線板２０
はリジッド基板１の両面側にそれぞれ接地層を有するこ
とができる。このように基板１の両面側にそれぞれ接地
層を有すると、リジッド基板１をまたぐことなく接地層
に接続することができ、接地層に接続するまでのパター
ン長も短くすることができる。高機能化し、接地層に接
続するパターンが飛躍的に増加した、近年の電子回路に
も十分に対応できる。接地層の位置は特に限定されない
が、好ましくは外層もしくは外層に近い層に接地層を設
けるとシールド効果が高まり、内層の信号層が外部機器
からのノイズに影響されにくくなる。

【００４３】また、すでに述べたように、接地層が安定
した接地電位にあることは重要である。そのためには、
接地層が、信号パターンを層間で接続するために設けら
れたスルーホールによって分断されたり、切り欠かれて
複雑な形状になっている、ということがなく、広い面積
がとられていることが必要である。

【００４４】しかし、高密度配線された近年のプリント
配線板においては、スルーホールが増加することは避け
難く、上記のような状態におくことは難しいのが現状で
ある。そのため、本発明でもリジッド基板１の両面側に
それぞれ接地層を設けることを提案しているが、両面側
にそれぞれ複数の接地層を設けてもよい。そのことによ
り、複雑な形状となった接地層を補いあい、安定した接
地電位を得ることができる。

【００４５】図３は本発明の半導体装置の一実施例の構
成を示す断面図である。

【００４６】図３より明らかなように、本実施例の半導
体装置２３は上述の多層プリント配線板２０の両面にそ
れぞれ半導体チップ２２を実装したものである。多層プ
リント配線板２０の両面にそれぞれ半導体チップ２２が
実装されるため、片面に実装される複合に比べ実装位置
の自由度が大きくなり、配線を考慮して半導体チップ２
２の実装位置を決定でき、高密度実装が可能となる。

【００４７】また、図３に示すように、前述のリジッド
基板１は多層配線板２１の構造とすることができる。こ
のように基板を多層構成とする場合、特に重要なパター
ンを多層配線板２１の内層に配線して高いシールド効果
を得ることができる。また、この多層配線板２１の内層
に接地層を設けることができ、これにより接地電位をよ
り安定化させることができる。

【００４８】図４は本発明の多層プリント配線板もしく
は半導体装置をリードフレームと接続した状態を示す断
面図である。

【００４９】前述の多層プリント配線板２０もしくは半
導体チップ２２を実装してなる半導体装置２３の両面に
それぞれ外部接続用端子２４を設け、該端子２４を介し
てリードフレームのインナーリード２５と接続すること
により外部との接続を行う。このように、多層プリント
配線板２０等の両面にそれぞれ外部接続用端子２４を設
けられることにより、このような外部接続用端子を設け
る位置の制約が小さくなる。また、図４及び図５に示す
ごとく、端部の絶縁層の少なくとも一部を切り欠いて
（切り欠き部２６）、下層に外部接続用端子２４を設け
ることができる。外層に引き出し、外部接続用端子に接
続するためだけのバイアホールを設けることがなくな
り、バイアホールの数を減らして他のパターンを配線す
る際の障害を少なくできる。

【００５０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、リジッドな材料からなる基板の両面側にそれぞれ
複数のビルドアップ法により形成された配線層を有し、
該配線層間の絶縁層は同材質からなっているため、該基
板の両面の熱、湿気による膨張係数がほぼ等しく熱、湿
気等による反りが生じにくく、また、基板の両面側にそ
れぞれ配線層を形成するため、片面のみに形成する場合
と比べ片面あたりの層数は半分で済み、そのため表面の
平滑性を保つ工程が簡略化でき、しかも両面のめっき、
絶縁層の露光工程が一度で済むため、全体の製造工程の
大巾な短縮化が可能となる。

【００５１】また、本発明は、プリント配線板の両面に
半導体チップを実装することにより、実装位置、パター
ン配線の自由度が大きくなり、そのため高密度配線・高
密度実装が可能となる。

【００５２】また、本発明は、リジッドな材料からなる
基板の両面側に接地層を有することにより、接地層への
接続が容易となり、しかもビルドアップ層の外層に近い
方又は外層に接地層を設けることで外部機器からのノイ
ズに対するシールド効果を高めることが出来る。

【００５３】また、本発明は、リジッドな材料からなる
基板を多層配線板とすることにより、重要な信号パター
ンをリジッド基板の内層に配線して高いシールド効果を
得ることが出来る。さらに、リジッド基板の内層に接地
層を設けることで接地電位をより安定化させることも可
能である。

【００５４】またさらに、本発明は、多層プリント配線
板の両面に外部接続用端子を設けることにより、リード
フレーム等との外部接続を行なう際に、リジッド基板を
またぐように配線を引き出す必要性は小さくなる。即
ち、リジッド基板の両面にパターンがあり、かつ両面に
外部接続用端子があることによって外部接続を行なう際
に、配線の自由度が向上する。

【００５５】そして、上記のような、両面に配線し、外
部接続用端子を有する多層プリント配線板の端部の絶縁
層の少なくとも一部が切り欠かれており、該切り欠き部
から下層に設けられた外部接続用端子が露出しているこ
とにより、多層プリント配線板の内層からも直接外部に
接続することができ、バイアホールを設け外層に一度引
き出してから外部接続を行なうという必要がなくなる。
そのため、バイアホールの数、外層配線の本数を減らす
ことができ、配線密度の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多層プリント配線板の一実施例を示す
断面図である。

【図２】本発明の多層プリント配線板の製造方法の一例
を示す要部断面図である。

【図３】本発明の半導体装置の一実施例を示す断面図で
ある。

【図４】本発明の多層プリント配線板をリードフレーム
と接続した状態を示す断面図である。

【図５】本発明の多層プリント配線板で端部の一部が切
り欠かれている状態を示す図である。

【符号の説明】

１基板２、１４第１層目の配線層３、１５第１絶縁層４マスク５露光６凹部７、８銅めっき膜９バイアホール１０、１６第２層目の配線層１１、１７第２絶縁層１２、１８第３層目の配線層１３、１９保護層２０多層プリント配線板２１多層配線基板２２半導体チップ２３半導体装置２４外部接続用端子２５インナーリード２６絶縁層切り欠き部２７貫通スルーホール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リジッドな材料からなる基板の両面側に
それぞれ複数のビルドアップ法により形成された配線層
を有し、該配線層間の絶縁層は同材質からなっているこ
とを特徴とする多層プリント配線板。
【請求項２】前記基板の両面側にそれぞれ接地層を有
することを特徴とする請求項１記載の多層プリント配線
板。
【請求項３】前記基板が多層の配線板であることを特
徴とする請求項１記載の多層プリント配線板。
【請求項４】多層プリント配線板の両面に外部接続用
端子が設けられていることを特徴とする請求項１記載の
多層プリント配線板。
【請求項５】多層プリント配線板の端部の絶縁層の少
なくとも一部が切り欠かれており、該切り欠き部から下
層に設けられた外部接続用端子が露出していることを特
徴とする請求項４記載の多層プリント配線板。
【請求項６】リジッドな材料からなる基板の両面側に
それぞれ複数のビルドアップ法により形成された配線層
を有し、該配線層間の絶縁層は同材質からなっている多
層プリント配線板の両面に半導体チップを実装してなる
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項７】前記基板の両面側にそれぞれ接地層を有
することを特徴とする請求項６記載の半導体装置。
【請求項８】前記基板が多層の配線板であることを特
徴とする請求項６記載の半導体装置。
【請求項９】多層プリント配線板の両面に外部接続用
端子が設けられていることを特徴とする請求項６記載の
半導体装置。
【請求項１０】多層プリント配線板の端部の絶縁層の
少なくとも一部が切り欠かれており、該切り欠き部から
下層に設けられた外部接続用端子が露出していることを
特徴とする請求項９記載の半導体装置。