JPH09246429A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度な配線が形成され、かつ硬化ポリフェ
ニレン樹脂絶縁材料の良好な電気特性により、信号速度
及び信号品質の向上した半導体装置を提供する。 【解決手段】 絶縁材としてポリフェニレンエーテル樹
脂を用いたことを特徴とする半導体装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、誘電率が３．５以
下である樹脂、特に硬化ポリフェニレンエーテル樹脂か
らなる絶縁材を有することを特徴とする半導体装置と、
熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂の膜と導体回路を
交互に逐次形成する半導体装置の製造方法、特に熱硬化
性ポリフェニレンエーテル樹脂の膜を片面に有する樹脂
付金属箔を用いて逐次積層板を製造する方法に関する。

【０００２】本発明の半導体装置は電気的特性及び絶縁
信頼性に優れ、ＣＰＵ（中央演算装置）やＭＩＣ（高周
波用集積回路装置）として有用である。

【０００３】

【従来の技術】従来、論理ＬＳＩ、ＭＩＣなどの半導体
装置の、半導体チップを搭載する基板にはセラミックま
たは有機絶縁材料が使用されている。有機絶縁材料とし
ては従来エポキシ樹脂またはビスマレイミド−トリアジ
ン樹脂が主として用いられてきた。セラミック材料に比
べ、これらの有機材料は誘電率が低く、軽量でかつ強靱
であるという利点を有しており、半導体装置の絶縁材料
としてセラミックと用途を分け合ってきた。

【０００４】しかし、論理ＬＳＩの動作速度が向上し、
ＭＩＣの扱う周波数が高くなるにつれ、エポキシ樹脂や
ビスマレイミド−トリアジン樹脂の誘電特性では必要な
信号伝達特性を得ることが難しくなってきた。材料の電
気特性として、より低い誘電率が求められるようになっ
ている。また、半導体装置はますます小型化、高集積化
が要求されつつあるため、半導体チップから引き出され
る配線の数が増加の一途をたどっている。そのため半導
体チップを搭載する基板上の配線密度が高くなり、配線
の形成自体が難しくなる一方、絶縁材料の信頼性も従来
以上のものが求められ始めている。この要求に対して、
従来のエポキシ樹脂やビスマレイミド−トリアジン樹脂
をガラスクロスなどの基材に含浸したプリプレグを積み
重ねる方式の基板では必然的にめっきスルーホール方式
による多層配線形成技術によらざるを得ず、スルーホー
ルが配線密度向上の妨げになるために高密度化の限界を
迎えている。また、高密度にスルーホールを形成すると
ガラスクロスと絶縁樹脂の密着性が問題になるため、絶
縁信頼性確保の面からも限界に達しつつある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来より高
密度な配線が形成され、かつ硬化ポリフェニレンエーテ
ル樹脂絶縁材料の良好な電気特性により信号速度および
信号品質の向上した半導体装置を提供しようとするもの
である。また、本発明はこの半導体装置を製造する方法
をも提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討の
結果、従来にない高性能かつ高信頼性の半導体装置およ
びその製造方法の発明に到った。本発明は次に述べる４
つの発明より構成される。すなわち、本発明の第１は、
誘電率が３．５以下である樹脂からなる絶縁材を有する
ことを特徴とする半導体装置を提供する。

【０００７】本発明の第２は、誘電率が３．５以下であ
る樹脂が硬化ポリフェニレンエーテル樹脂であることを
特徴とする上記の半導体装置を提供する。本発明の第３
は、硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂の膜の形成と、
導体による配線の形成を逐次繰り返された多層配線板に
半導体を搭載することを特徴とする上記の半導体装置の
製造方法を提供する。

【０００８】本発明の第４は、金属箔の片面に熱硬化性
ポリフェニレンエーテル樹脂の膜を有する樹脂付き金属
箔の積層が逐次繰り返された多層配線板に半導体を搭載
することを特徴とする上記の半導体装置の製造方法を提
供する。以下、本発明を詳細に説明する。半導体装置に
は様々な構造のものが存在するが、必ずシリコンやガリ
ウムヒ素などの半導体ウェハから切り出された半導体チ
ップ、それを搭載する配線板、封止材からなる。本発明
の半導体装置は配線板が誘電率３．５以下の樹脂、好ま
しくは硬化ポリフェニレンエーテル樹脂を用いていれば
よく、半導体チップと配線板の接続方法や封止材の種
類、封止方法は既存の任意の材料、方法を組み合わせる
ことができる。樹脂の誘電率が３．５を超えると電気信
号の伝搬遅延や損失が大きくなるため、好ましくない。
硬化ポリフェニレンエーテル樹脂としては、熱硬化され
たものも電磁波や粒子線の照射により硬化されたものも
任意に、必要に応じて組み合わせて使用できる。

【０００９】本発明の半導体装置の構造の一例を図１に
示す。本発明中の熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂
の種類は特に限定されず、ポリフェニレンエーテル樹脂
を成分として含む熱硬化性樹脂であれば使用できる。本
発明に用いられるポリフェニレンエーテル樹脂は、変性
物をも含むものである。以下に詳しく説明する。

【００１０】本発明において使用されるポリフェニレン
エーテルは下記化１中の一般式（１）で表される。

【００１１】

【化１】

【００１２】一般式（Ａ）におけるＲ１ 〜Ｒ４ の低
級アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−
プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチ
ル基等が挙げられる。アリール基の例としては、フェニ
ル基等が挙げられる。ハロアルキル基の例としては、ブ
ロモメチル基、クロロメチル基等が挙げられる。ハロゲ
ン原子の例としては臭素、塩素等が挙げられる。

【００１３】上記一般式（１）中のＱの代表的な例とし
ては、下記化２における４種の一般式で表される化合物
群が挙げられる。

【００１４】

【化２】

【００１５】具体例として、下記化３及び化４に示され
る一般式等が挙げられる。

【００１６】

【化３】

【００１７】

【化４】

【００１８】上記一般式（１）中のＪで表されるポリフ
ェニレンエーテル鎖中には、一般式（Ａ）で表される単
位の他、下記化５で表される単位が含まれていてもよ
い。

【００１９】

【化５】

【００２０】本発明に用いられる一般式（１）のポリフ
ェニレンエーテル樹脂の好ましい例としては、２，６−
ジメチルフェノールの単独重合で得られるポリ（２，６
−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ
（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）の
スチレングラフト重合体、２，６−ジメチルフェノール
と２，３，６−トリメチルフェノールの共重合体、２，
６−ジメチルフェノールと２−メチル−６−フェニルフ
ェノールの共重合体、２，６−ジメチルフェノールと下
記化６の一般式で表される多官能フェノール化合物の存
在下で重合して得られた多官能性ポリフェニレンエーテ
ル樹脂、例えば特開昭６３−３０１２２２号公報、特開
平１−２９７４２８号公報に開示されているような一般
式（Ａ）および（Ｂ）の単位を含む共重合体等が挙げら
れる。

【００２１】

【化６】

【００２２】（式中、ｍは２〜６の整数を表す。Ｑは前
記と同様に多官能フェノール化合物の残基を表す。） 以上述べたポリフェニレンエーテル樹脂の分子量につい
ては、３０℃、０．５ｇ／ｄｌのクロロホルム溶液で測
定した粘度数ηｓｐ／Ｃが０．１〜１．０の範囲にある
ものが良好に使用できる。

【００２３】また本発明に用いられるポリフェニレンエ
ーテルは、変性物をも含むものである。具体的には、特
開昭６４−６９６２８号公報、特開平１−１１３４２５
号公報、特開平１−１１３４２６号公報に開示されてい
る不飽和基を含むポリフェニレンエーテル樹脂、並びに
ポリフェニレンエーテル樹脂と不飽和カルボン酸および
／または酸無水物との反応生成物等が挙げられる。

【００２４】硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂とは、
前述したポリフェニレンエーテル（変性物も含む）を含
む樹脂組成物であり、ポリフェニレンエーテル以外に配
合する樹脂については本発明の目的である半導体装置用
絶縁材料として物性を損なわないものであればどのよう
なものでもよい。具体的には、フェノール樹脂、エポキ
シ樹脂、ジアリルフタレート、ジビニルベンゼン、多官
能性アクリロイル化合物、多官能性メタクリロイル化合
物、多官能性マレイミド、多官能性シアン酸エステル、
多官能性イソシアネート、不飽和ポリエステル、トリア
リルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、ポリ
ブタジエン、スチレン−ブタジエン・スチレン−ブタジ
エン−スチレン等の架橋性ポリマーなどのような熱硬化
性樹脂や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテ
ン、エチレン・プロピレン共重合体、ポリ（４−メチル
−ペンテン）等のポリオレフィン類およびその誘導体、
ナイロン４、ナイロン６、ナイロン６・６、ナイロン６
・１０、ナイロン１２などのポリアミド類及びその誘導
体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ
タレート、ポチエチレンナフタレート、ポリエチレンテ
レフタレート・ポリエチレングリコールブロック共重合
体などのポリエステル類およびその誘導体、ポリフェニ
レンエーテル、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポ
リスルフォン、ポリ塩化ビニルおよびその共重合体、ポ
リ塩化ビニリデンおよびその共重合体、ポリメチルメタ
クリレート類、アクリル酸（またはメタクリル酸）エス
テル共重合体類、ポリスチレン類、アクリロニトリルス
チレン共重合体、アクリロニトリルスチレンブタジエン
系共重合体等のポリスチレン類およびその共重合体類、
ポリ酢酸ビニル類、ポリビニルホルマール、ポリビニル
アセタール、ポリビニルブチラール類、エチレン酢酸ビ
ニル共重合体およびその加水分解物類、ポリビニルアル
コール類、スチレンブタジエンブロック共重合体類、ポ
リブタジエン、ポリイソプレン類のゴム類、ポリメトキ
シエチレン、ポリエトキシエチレン等のポリビニルエー
テル類、ポリアクリルアマイド、ポリホスファーゼン
類、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリ
エーテルイミド、ポリフェニレンサルファイト、ポリア
ミドイミド、熱可塑性ポリイミド、芳香族ポリエステル
等の液晶ポリマー、側鎖に液晶成分を含有する側鎖型液
晶ポリマーなどのような熱可塑性樹脂等が挙げられる。
これらのものは一般に積層成形して作製された配線板の
物性を向上させる目的で配合されるもので、そのために
２種以上を併用してもよい。

【００２５】熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂の配
合に当たっては、ポリフェニレンエーテル樹脂と少なく
とも１種類の硬化性を有する成分が含まれればよい。ポ
リフェニレンエーテル樹脂自身が硬化性を有する場合は
他に硬化性の成分を添加してもしなくても構わない。特
に限定されないが、好ましい樹脂組成物の例としては、
ポリフェニレンエーテル並びにトリアリルイソシアヌレ
ートおよび／またはトリアリルシアヌレート；ポリフェ
ニレンエーテルおよびエポキシ樹脂；ポリフェニレンエ
ーテル、スチレンブタジエンブロックコポリマー並びに
トリアリルイソシアヌレートおよび／またはトリアリル
シアヌレート；不飽和基を含むポリフェニレンエーテル
並びにトリアリルイソシアヌレートおよび／またはトリ
アリルシアヌレート；不飽和基を含むポリフェニレンエ
ーテル、トリアリルイソシアヌレートおよび／またはト
リアリルシアヌレート並びにエポキシ樹脂；ポリフェニ
レンエーテル樹脂と不飽和カルボン酸および／または酸
無水物との反応生成物並びにトリアリルイソシアヌレー
トおよび／またはトリアリルシアヌレート；ポリフェニ
レンエーテル樹脂と不飽和カルボン酸および／または酸
無水物との反応生成物およびエポキシ樹脂；ポリフェニ
レンエーテル樹脂と不飽和カルボン酸および／または酸
無水物との反応生成物、トリアリルイソシアヌレートお
よび／またはトリアリルシアヌレート並びにエポキシ樹
脂；ポリフェニレンエーテル樹脂と不飽和カルボン酸お
よび／または酸無水物との反応生成物並びに多官能メタ
クリロイル化合物および／または多官能アクリロイル化
合物等が挙げられる。また配合量は、目的に応じて決定
される。

【００２６】また、熱硬化反応温度を低くしたり不飽和
基の架橋反応を促進する目的でラジカル開始剤を含有さ
せて使用してもよい。ラジカル開始剤の代表的な例を挙
げると、ベンゾイルパーオキサイド、クメンハイドロパ
ーオキサイド、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジ
ハイドロパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−
ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、ジ−ｔ−ブ
チルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイ
ド、α，α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ−ｍ−イソ
プロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ
（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジクミルパーオキ
サイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキシイソフタレート、ｔ
−ブチルパーオキシベンゾエート、２，２−ビス（ｔ−
ブチルパーオキシ）ブタン、２，２−ビス（ｔ−ブチル
パーオキシ）オクタン、２，５−ジメチル−２，５−ジ
（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ジ（トリメチルシ
リル）パーオキサイド、トリメチルシリルトリフェニル
シリルパーオキサイド等の過酸化物があるがこれらに限
定されない。また過酸化物ではないが、２，３−ジメチ
ル−２，３−ジフェニルブタンもラジカル開始剤として
使用できる。しかし、本樹脂組成物の硬化に用いられる
開始剤はこれらの例に限定されない。

【００２７】硬化性組成物は紫外線などの電磁波や電子
線などの粒子線を照射することにより硬化し得るが、照
射により容易にラジカルやイオンを発生する化合物を添
加して電磁波や粒子線に対する感度を高めてもよい。そ
のような化合物としては例えば、ベンジルジメチルケタ
ール、ベンゾフェノン、ベンゾフェノンと４，４’−ビ
ス−（Ｎ，Ｎ’−ジメチル）−ベンゾフェノンの組み合
わせ、ベンゾインイソブチルエーテル等が挙げられる。

【００２８】硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂がエポ
キシ樹脂を成分として含む場合、エポキシ樹脂を反応さ
せる目的で硬化促進剤を用いてもよい。硬化促進剤とし
ては、例えばアミン系化合物、イミダゾール系化合物、
ジアザビシクロウンデセンのような含窒素複素環式化合
物、有機ホスフィン化合物、有機ホスフィン・有機ボロ
ン錯体、第４級アンモニウム化合物、第４級ホスホニウ
ム化合物等公知のものを用いることができる。硬化促進
剤に関する技術の詳細については、例えば垣内弘編著、
「エポキシ樹脂 最近の進歩」昭晃堂（１９９０）第４
章およびその引用文献を参照されたい。

【００２９】この他、多官能性マレイミドの適した硬化
剤としてはポリアミンが、多官能性シアン酸エステルに
適した触媒としては鉱酸、ルイス酸、炭酸ナトリウムあ
るいは塩化リチウム等の塩類、トリブチルホスフィン等
のリン酸エステル類等が、また多官能性イソシアネート
に適した触媒、硬化剤としては、例えば岩田敬治編、
「ポリウレタン樹脂ハンドブック」日刊工業新聞社（１
９８７）Ｐ．１１８−１２３頁中に教示されているよう
なアミン類、有機金属、多価アルコール等がそれぞれ挙
げられる。

【００３０】以上の触媒、開始剤、硬化剤等は、樹脂組
成物の種類に応じて適宜選択して用いられる。本発明で
は樹脂組成物に、その用途に応じて所望の性能を付与さ
せる目的で本来の性質を損なわない範囲の量の充填剤や
添加剤を配合して用いることができる。そのような充填
剤は繊維状であっても粉末状であってもよく、その例と
しては、シリカ、アルミナ、タルク、雲母、ガラスビー
ズ、ガラス中空球等を挙げることができる。添加剤とし
ては、難燃剤、酸化防止剤、熱安定剤、帯電防止剤、可
塑剤、顔料、染料、着色剤等が挙げられる。

【００３１】上記の硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂
は、基板上を膜状物として覆うように成形され、その組
成に応じた硬化処理が施されて絶縁材料として機能す
る。ここに言う基板は、ポリフェニレンエーテル樹脂の
膜を担持する機能を有する板状の物体であればよい。基
板としては、プリント配線板材料として広く用いられて
いる積層板が用いられる。これらの基板には、片面また
は両面に銅箔が張られていても良く、回路が形成されて
いてもよい。また、基板として放熱等の特性を持たせる
ために金属板やメタルコアを有する複合板を用いること
もできる。

【００３２】本発明の第３においては、半導体を搭載す
る配線板はポリフェニレンエーテル樹脂膜の形成とその
上への導体配線の形成が逐次繰り返されることにより、
硬化ポリフェニレンエーテル膜を絶縁材とする多層配線
板が形成され、半導体チップがその上に搭載され、封止
されて半導体装置が得られる。本発明の第４において
は、硬化性もしくは硬化ポリフェニレンエーテル樹脂膜
の形成とその上への導体配線の形成を可能にするための
導体膜の形成が、熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂
付き金属箔の積層により一括して行われ、かつ逐次繰り
返されて多層配線板が形成される。これに半導体チップ
が搭載され、封止されて半導体装置が得られる。

【００３３】本発明の半導体装置における多層配線板の
各層の導体配線は、硬化性もしくは硬化ポリフェニレン
エーテル樹脂膜の上にめっきやスパッタリングなどで導
体被覆を全面に形成した後エッチング等の選択的除去に
よって作成してもよいし、マスク手段を用いて配線の形
状に選択的に導体膜を付着させてもよいし、予めポリフ
ェニレンエーテル樹脂膜の片面に金属箔を付与してなる
樹脂付き金属箔を積層することにより作成してもよい。

【００３４】このような樹脂付き金属箔を用いる方法
は、硬化ポリフェニレンエーテル樹脂と導体回路の接着
力が著しく強くなるという優れた特徴がある。金属箔を
回路の形状に加工するのは、積層の前でも後でもよい
が、積層後の方が回路寸法が安定するため好ましい。加
工の方法は、選択的に金属箔を除去できる方法であれば
よく、好ましい方法としては、例えば、エッチングが挙
げられる。

【００３５】金属箔としてはどのようなものも用いるこ
とができるが、例えば、銅箔、アルミ箔、錫箔、金箔な
どが挙げられる。容易に入手できかつ容易にエッチング
できることから銅箔、アルミ箔が好ましく、銅箔は最も
好ましい。金属箔の厚みは特に限定されないが、扱い易
さの点から５００μｍ以下が好ましく、２００μｍ以下
がより好ましく、１０５μｍ以下が最も好ましい。金属
箔の熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂の膜が形成さ
れる側の面は該樹脂との密着性を強めるため粗面化およ
び／またはカップリング処理されていてもよい。配線板
製造用として製造販売されている粗化処理電解銅箔を用
いることは最も好ましい。

【００３６】硬化ポリフェニレンエーテル樹脂膜で隔て
られた各配線層の間の接続は隣接する２つの層の配線を
結ぶ導電化処理の施されたビアホールによって行われ
る。ビアホールの形成は任意の方法で行える。例えば炭
酸ガスレーザ、エキシマーレーザ、ＹＡＧレーザなどに
よるレーザ穴明け、ドリルなどによる機械的穴明け、ド
ライエッチングもしくはウェットエッチングを用いた選
択的な樹脂の未硬化部分の除去、電磁波もしくは粒子線
の選択的照射による樹脂膜の選択的硬化および未硬化部
分の除去等の手段が挙げられる。

【００３７】ビアホールの導電化処理は、例えばめっ
き、スパッタリング、導電性インクもしくは導電性ペー
ストの充填など、既知の任意の方法で行ってよい。ビア
ホールの導電化処理は、導体配線パタンの形成の前でも
後でもよい。硬化ポリフェニレンエーテル樹脂膜の厚さ
は特に限定されないが、１０μｍ以上が好ましく、２０
μｍ以上がより好ましく、３０μｍ以上が最も好まし
い。膜厚が極端に小さいと配線層間の絶縁抵抗が低くな
り好ましくない。

【００３８】多層配線板製造工程において硬化性ポリフ
ェニレンエーテル樹脂膜を形成する方法としては、例え
ば該樹脂を溶剤に溶解もしくは分散させたワニスを塗
布、乾燥させる方法が挙げられる。溶剤としてはトルエ
ン、キシレン、エチルベンゼンのような芳香族系溶剤、
クロロホルム、トリクロロエチレのようなハロゲン系溶
剤、あるいはテトラヒドロフラン、ジオキサンのような
環状エーテル系溶剤が使用できる。乾燥速度を調節する
などの目的でこれらの溶剤を混合して用いても良い。ま
た、乾燥工程の際に一部樹脂を硬化させてもよい。

【００３９】硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂付き金
属箔を用いる本発明の半導体装置の製造方法の場合、最
初に金属箔と樹脂膜を密着した形態になす方法は一切限
定されない。樹脂膜は直接に金属箔上に形成してもよい
し、あらかじめ別にフィルム上に形成したものを金属箔
に加熱加圧等の手段によって密着させてもよい。膜状に
なされた樹脂の上に蒸着、スパッタリングあるいは化学
めっきなどの公知の手段によって金属皮膜を形成すると
いう手順を取ることもできる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を一層明確にするた
めに実施例を挙げて説明する。

【００４１】

【合成例１】３０℃、０．５ｇ／ｄｌのクロロホルム溶
液で測定した粘度数ηｓｐ／ｃが０．５４のポリ（２，
６ージメチルー１，４ーフェニレンエーテル）１００重
量部と、無水マレイン酸１．５重量部、および２，５ー
ジメチルー２，５ージ（ｔーブチルパーオキシ）ヘキサ
ン（日本油脂（株）製 パーヘキサ２５Ｂ）１．０重量
部を室温でドライブレンドした後、シリンダー温度３０
０℃、スクリュー回転数２３０ｒｐｍの条件で２軸押し
出し機により押出した。この反応生成物をＡとする。

【００４２】

【合成例２】合成例１と同様の方法で測定した粘度数η
ｓｐ／ｃが０．６０のポリ（２，６−ジメチル−１，４
−フェニレンエーテル）１００重量部と、無水マレイン
酸１．５重量部を室温でドライブレンドした後、シリン
ダー温度３００℃、スクリュー回転数２３０ｒｐｍの条
件で２軸押し出し機により押出した。この反応生成物を
Ｂとする。

【００４３】

【合成例３】 不飽和基を含むポリフェニレンエーテル樹脂：平均置換
率１４％、合成例１と同様の方法で測定したηｓｐ／Ｃ
＝０．６２のアリル基置換ポリフェニレンエーテルを特
開昭６４−６９６２９号公報に開示された公知の方法に
従ってηｓｐ／Ｃ＝０．５６のポリ（２，６−ジメチル
−１，４−フェニレンエーテル）より合成した。このア
リル置換ポリフェニレンエーテルをＣとする。

【００４４】

【実施例１〜６】Ａ、Ｂ、Ｃおよび合成例１と同様の方
法で測定したηｓｐ／ｃ＝０．５６のポリ（２，６−ジ
メチル−１，４−フェニレンエーテル）（以後Ｄとす
る）を各種成分と表１に示した組成で配合し、トルエン
に各成分を溶解または分散してワニスを作成した。１８
μｍの銅箔を両面に張った０．３ｍｍ厚の両面銅張積層
板に写真法で配線を形成した両面配線板にワニスをバー
コーターで塗布、乾燥して厚み６０μｍの熱硬化性ポリ
フェニレンエーテル樹脂膜を形成した。このようにして
両面に樹脂膜を形成した後、オーブン中１８０℃で１時
間の硬化を行った。メタルマスクと炭酸ガスレーザによ
りビアホールを形成した後、パネルメッキ法にて硬化樹
脂膜の表面とビアホール内部に同時に銅めっき膜を１５
μｍ付けた。写真法により銅めっき膜を選択的エッチン
グして配線を形成した。この際ビアホール内がエッチン
グされないようにエッチングレジストで保護したので、
配線層間の電気的接続が達成された。さらに熱硬化性ポ
リフェニレンエーテル樹脂膜の形成から銅めっき膜の写
真法選択エッチングによる配線形成までを繰り返すこと
により６層配線板を得ることができた。この６層配線板
の一方の面に半導体チップをフリップチップ実装した後
エポキシ樹脂でトランスファーモールディング封止を行
った。最後にもう一方の面のパッド上にはんだボールを
付け、ボールグリッドアレイ型の半導体装置を得た。こ
の半導体装置を試験用配線板にはんだ付けした後、−６
５℃と１２５℃の間を１００回往復させる冷熱衝撃を施
した。試験後に半導体装置の動作試験を行ったところ、
問題なく動作した。半導体装置を試験用配線板から取り
外し、エポキシ樹脂に包埋して断面試料を作成して光学
顕微鏡にて４００倍で観察したところ、内部に導体の断
線や樹脂の亀裂等の欠陥は発見されなかった。

【００４５】

【実施例７〜１２】Ａ、Ｂ、Ｃおよび合成例１と同様の
方法で測定したηｓｐ／ｃ＝０．５６のポリ（２，６−
ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）（以後Ｄとす
る）を各種成分と表１に示した組成で配合し、トルエン
に各成分を溶解または分散してワニスを作成した。この
ワニスを１８μｍ厚の配線板用粗化電解銅箔にバーコー
タで塗布し、その後エアーオーブン中で乾燥させ樹脂付
銅箔を作製した。塗膜外観は全て光沢のある良好なフィ
ルム状であった。１８μｍの銅箔を両面に張った０．３
ｍｍ厚の両面銅張積層板に写真法で配線を形成した両面
配線板の両面に各樹脂付銅箔の樹脂厚を６０μｍとした
ものを加熱加圧接着し、１８０℃にて１時間の熱硬化を
行った。写真法にてビアホール部分の銅箔をエッチング
除去した後、そのエッチング穴を通して炭酸ガスレーザ
にて硬化樹脂膜に穴明けし、ビアホールを形成した。パ
ネル銅めっきで１５μｍのメッキ膜を付けた後、写真法
にて配線パタンを作成した。この際ビアホール内部のめ
っき膜をエッチングレジストで保護したので、配線層間
の電気的接続が達成された。さらに熱硬化性ポリフェニ
レンエーテル樹脂付き銅箔の積層から銅めっき膜の写真
法選択エッチングによる配線形成までを繰り返すことに
より６層配線板を得ることができた。この６層配線板の
一方の面に半導体チップをワイヤボンディング実装した
後エポキシ樹脂でトランスファーモールディング封止を
行った。最後にもう一方の面のパッド上にはんだボール
を付け、ボールグリッドアレイ型の半導体装置を得た。
この半導体装置を試験用配線板にはんだ付けした後、−
６５℃と１２５℃の間を１００回往復させる冷熱衝撃を
施した。試験後に半導体装置の動作試験を行ったとこ
ろ、問題なく動作した。半導体装置を試験用配線板から
取り外し、エポキシ樹脂に包埋して断面試料を作成して
光学顕微鏡にて４００倍で観察したところ、内部に導体
の断線や樹脂の亀裂等の欠陥は発見されなかった。

【００４６】

【実施例１３】ポリフェニレンエーテルＡ６０重量部、
トリメチロールプロパントリアクリレート４０重量部、
ベンジルジメチルケタール５重量部をトルエンに溶解
し、感光性ワニスを作成した。１８μｍの銅箔を両面に
張った０．３ｍｍ厚の両面銅張積層板に写真法により回
路を形成した両面配線板にバーコーターでこのワニスを
塗布、オーブンで乾燥して厚み６０μｍの感光性ポリフ
ェニレンエーテル樹脂膜を形成した。樹脂膜の形成は両
面に対して順次行った。フォトマスクを介して高圧水銀
灯で露光した後、トルエンで現像してビアホールを得
た。パネルメッキ法により厚み１５μｍの銅めっき膜を
付けた後、ビアホール内のめっき膜をエッチングレジス
トで保護しながら写真法による選択的エッチングを行っ
て４層配線板を得た。感光性ワニスの塗布から銅めっき
膜のエッチングまでを繰り返して６層配線板を得た。以
下、実施例１と同様に半導体装置となし、冷熱衝撃試験
を行ったところ、異常なく動作し、かつ内部に欠陥が見
いだされなかった。

【００４７】

【実施例１４】実施例７と同じ硬化性ポリフェニレン樹
脂付き銅箔を、１８μｍの銅箔を両面に張った０．３ｍ
ｍ厚の両面銅張積層板に写真法により回路を形成した両
面配線板の両面に積層した。写真法による選択的エッチ
ングでビアホール部の銅箔の除去と配線の形成を行い、
さらに炭酸ガスレーザで穴明けしてビアホールを形成し
た。ビアホール内に銅ペーストを充填して層間の電気的
接続を行った後硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂付き
銅箔の積層から銅ペースト充填までを繰り返して６層配
線板を得た。以下、実施例７と同様に半導体装置とな
し、冷熱衝撃試験を行ったところ、異常なく動作し、か
つ内部に欠陥が見いだされなかった。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【発明の効果】本発明の、誘電率が３．５以下である樹
脂からなる絶縁材を有することを特徴とする新規な半導
体装置は優れた信頼性を有し、特に、ポリフェニレンエ
ーテル樹脂を絶縁材として用いた場合は、ポリフェニレ
ンエーテル樹脂の優れた誘電特性によって配線遅延およ
び伝送損失が低減されるため、高速かつ高周波領域の電
気信号を扱う高速ＣＰＵパッケージおよび高周波ＩＣパ
ッケージに有用である。

【００５０】また、本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、硬化ポリフェニレンエーテル樹脂の優れた電気的
性能と信頼性を兼ね備える半導体装置を容易に製造する
ことが可能となる。

【００５１】

【図面の簡単な説明】

【００５２】

【図１】本発明の半導体装置の構造の一例を示す図であ
る。

【００５３】

【符号の説明】

１ 半導体チップ ２ 多層配線板 ３ 硬化ポリフェニレンエーテル樹脂膜 ４ 基板 ５ バイア接続ホール ６ 封止材モールディング ７ スルーホール ８ はんだボール ９ ワイヤボンディング

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電率が３．５以下である樹脂からなる
   絶縁材を有することを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 誘電率が３．５以下である樹脂が硬化ポ
   リフェニレンエーテル樹脂であることを特徴とする請求
   項１の半導体装置。
3. 【請求項３】 硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂の膜
   の形成と、導体による配線の形成を逐次繰り返された多
   層配線板に半導体を搭載することを特徴とする請求項２
   の半導体装置の製造方法。
4. 【請求項４】 金属箔の片面に熱硬化性ポリフェニレン
   エーテル樹脂の膜を有する樹脂付き金属箔の積層が逐次
   繰り返された多層配線板に半導体を搭載することを特徴
   とする請求項２の半導体装置の製造方法。