JPH09312473A - 多層配線基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】有機樹脂絶縁層と薄膜配線導体との間に剥離が
発生する。 【解決手段】絶縁基板１上に、有機樹脂絶縁層２と薄膜
配線導体３とを交互に積層するとともに上下に位置する
薄膜配線導体３を各有機樹脂絶縁層２に設けたスルーホ
ール５の内壁に被着させたスルーホール導体６を介して
接続して成る多層配線基板であって、前記薄膜配線導体
３の下面と接触する各有機樹脂絶縁層２の表面粗さがＪ
ＩＳ−Ｂ−０６０１に規定の中心線平均粗さ（Ｒａ）で
０．０５μｍ≦Ｒａ≦５μｍであり、且つ各薄膜配線導
体３の上面にニッケル、コバルト、白金の少なくとも１
種から成る接着層７が被着されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多層配線基板に関
し、より詳細には混成集積回路装置や半導体素子を収容
する半導体素子収納用パッケージ等に使用される多層配
線基板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、混成集積回路装置や半導体素子収
納用パッケージ等に使用される多層配線基板はその配線
導体がＭｏーＭｎ法等の厚膜形成技術によって形成され
ている。

【０００３】このＭｏーＭｎ法は通常、タングステン、
モリブデン、マンガン等の高融点金属粉末に有機溶剤、
溶媒を添加混合し、ペースト状となした金属ペーストを
生セラミック体の外表面にスクリーン印刷法により所定
パターンに印刷塗布し、次ぎにこれを複数枚積層すると
ともに還元雰囲気中で焼成し、高融点金属粉末と生セラ
ミック体とを焼結一体化させる方法である。

【０００４】尚、前記配線導体が形成されるセラミック
体としては通常、酸化アルミニウム質焼結体やムライト
質焼結体等の酸化物系セラミックス、或いは表面に酸化
物膜を被着させた窒化アルミニウム質焼結体や炭化珪素
質焼結体等の非酸化物系セラミックスが使用される。

【０００５】しかしながら、このＭｏーＭｎ法を用いて
配線導体を形成した場合、配線導体は金属ペーストをス
クリーン印刷することにより形成されることから微細化
が困難で配線導体を高密度に形成することができないと
いう欠点を有していた。

【０００６】そこで上記欠点を解消するために配線導体
を従来の厚膜形成技術で形成するのに変えて微細化が可
能な薄膜形成技術を用いて高密度に形成した多層配線基
板が使用されるようになってきた。

【０００７】かかる多層配線基板は、酸化アルミニウム
質焼結体等から成るセラミックスやガラス繊維を織り込
んだガラス布にエポキシ樹脂を含浸させて形成されるガ
ラスエポキシ樹脂等から成る絶縁基板の上面にスピンコ
ート法及び熱硬化処理等によって形成されるエポキシ樹
脂から成る有機樹脂絶縁層と、銅やアルミニウム等の金
属を無電解めっき法や蒸着法等の薄膜形成技術及びフォ
トリソグラフィー技術を採用することによって形成され
る薄膜配線導体とを交互に積層させるとともに上下に位
置する薄膜配線導体を有機樹脂絶縁層に設けたスルーホ
ールの内壁に被着させたスルーホール導体を介して電気
的に接続させた構造を有している。

【０００８】またこの多層配線基板においては、各有機
樹脂絶縁層に形成されているスルーホールがフォトリソ
グラフィー技術を採用することによって、具体的にはま
ず有機樹脂絶縁層上にレジスト材を塗布するとともにこ
れに露光、現像を施すことによって所定位置に所定形状
の窓部を形成し、次に前記レジスト材の窓部にエッチン
グ液を配し、レジスト材の窓部に位置する有機樹脂絶縁
層を除去して、有機樹脂絶縁層に穴（スルーホール）を
形成し、最後に前記レジスト材を有機樹脂絶縁層上より
剥離させ除去することによって形成されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この多
層配線基板は、有機樹脂絶縁層を形成するエポキシ樹脂
と薄膜配線導体を形成する銅やアルミニウム等の金属と
の密着性が悪く、有機樹脂絶縁層や薄膜配線導体に外力
が印加されると該外力によって有機樹脂絶縁層と薄膜配
線導体間に剥離が容易に発生してしまうという欠点を誘
発した。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の欠点に鑑
み案出されたもので、その目的は有機樹脂絶縁層と薄膜
配線導体とを強固に接合させた多層配線基板を提供する
ことにある。

【００１１】本発明は、絶縁基板上に、有機樹脂絶縁層
と薄膜配線導体とを交互に積層するとともに上下に位置
する薄膜配線導体を各有機樹脂絶縁層に設けたスルーホ
ールの内壁に被着させたスルーホール導体を介して接続
して成る多層配線基板であって、前記薄膜配線導体の下
面と接触する各有機樹脂絶縁層の表面粗さがＪＩＳ−Ｂ
−０６０１に規定の中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．０５
μｍ≦Ｒａ≦５μｍであり、且つ各薄膜配線導体の上面
にニッケル、コバルト、白金の少なくとも１種から成る
接着層が被着されていることを特徴とするものである。

【００１２】また本発明は、前記接着層の層厚が０．２
μｍ乃至５μｍであることを特徴とするものである。

【００１３】本発明の多層配線基板よれば、薄膜配線導
体の下面と接触する各有機樹脂絶縁層の表面粗さをＪＩ
Ｓ−Ｂ−０６０１に規定の中心線平均粗さ（Ｒａ）で
０．０５μｍ≦Ｒａ≦５μｍに、各薄膜配線導体の上面
に有機樹脂絶縁層と密着性の良いニッケル、コバルト、
白金の少なくとも１種から成る接着層を被着させたこと
から各有機樹脂絶縁層と各薄膜配線導体とは強固に接合
し、有機樹脂絶縁層や薄膜配線導体に外力が印加されて
も該外力によって有機樹脂絶縁層と薄膜配線導体との間
に剥離が発生することはない。

【００１４】また本発明の多層配線基板よれば、絶縁基
板上に薄膜形成技術によって配線を形成したことから配
線の微細化が可能となり、配線を極めて高密度に形成す
ることが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明を添付図面に基づき
詳細に説明する。図１は、本発明の多層配線基板の一実
施例を示し、１は絶縁基板、２は有機樹脂絶縁層、３は
薄膜配線導体である。

【００１６】前記絶縁基板１はその上面に有機樹脂絶縁
層２と薄膜配線導体３とから成る多層配線４が配設され
ており、該多層配線４を支持する支持部材として作用す
る。

【００１７】前記絶縁基板１は酸化アルミニウム質焼結
体やムライト質焼結体等の酸化物系セラミックス、或い
は表面に酸化物膜を有する窒化アルミニウム質焼結体、
炭化珪素質焼結体等の非酸化物系セラミックス、更には
ガラス繊維を織る込んだ布にエポキシ樹脂を含浸させた
ガラスエポキシ樹脂等の電気絶縁材料で形成されてお
り、例えば、酸化アルミニウム質焼結体で形成されてい
る場合には、アルミナ、シリカ、カルシア、マグネシア
等の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥
漿状となすとともにこれを従来周知のドクターブレード
法やカレンダーロール法を採用することによってセラミ
ックグリーンシート（セラミック生シート）を形成し、
しかる後、前記セラミックグリーンシートに適当な打ち
抜き加工を施し、所定形状となすとともに高温（約１６
００℃）で焼成することによって、或いはアルミナ等の
原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して原料粉
末を調整するとともに該原料粉末をプレス成形機によっ
て所定形状に成形し、最後に前記成形体を約１６００℃
の温度で焼成することによって製作され、またガラスエ
ポキシ樹脂から成る場合は、例えばガラス繊維を織り込
んだ布にエポキシ樹脂の前駆体を含浸させるとともに該
エポキシ樹脂前駆体を所定の温度で熱硬化させることに
よって製作される。

【００１８】また前記絶縁基板１はその上面に有機樹脂
絶縁層２と薄膜配線導体３とが交互に多層に配設されて
多層配線４が被着されており、該多層配線４を構成する
有機樹脂絶縁層２は上下に位置する薄膜配線導体３の電
気的絶縁を図る作用を為すとともに薄膜配線導体３は電
気信号を伝達するための伝達路として作用する。

【００１９】前記多層配線４の有機樹脂絶縁層２はエポ
キシ樹脂から成り、例えば、エポキシ樹脂から成る場
合、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ノボラック型エ
ポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂等にア
ミン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、酸無水物系硬化
剤等の硬化剤を添加混合してペースト状のエポキシ樹脂
前駆体を得るとともに該エポキシ樹脂前駆体を絶縁基板
１の上部にスピンコート法により被着させ、しかる後、
これを約８０℃〜２００℃の熱で０．５乃至３時間熱処
理し、熱硬化させることによって形成される。

【００２０】前記多層配線４の有機樹脂絶縁層２はその
各々の所定位置に最小径が有機樹脂絶縁層２の厚みに対
して約１．５倍程度のスルーホール５が形成されてお
り、該スルーホール５は後述する有機樹脂絶縁層２を介
して上下に位置する薄膜配線導体３の各々を電気的に接
続するスルーホール導体６を形成するための形成孔とし
て作用する。

【００２１】前記有機樹脂絶縁層２に設けるスルーホー
ル５は例えば、フォトリソグラフィー技術、具体的には
有機樹脂絶縁層２上にレジスト材を塗布するとともにこ
れに露光、現像を施すことによって所定位置に所定形状
の窓部を形成し、次に前記レジスト材の窓部にエッチン
グ液を配し、レジスト材の窓部に位置する有機樹脂絶縁
層２を除去して、有機樹脂絶縁層２に穴（スルーホー
ル）を形成し、最後に前記レジスト材を有機樹脂絶縁層
２上より剥離させ除去することによって行われる。

【００２２】更に前記有機樹脂絶縁層２は図２に示す如
く、後述の薄膜配線導体３と接触する上面がＪＩＳ−Ｂ
−０６０１に規定の中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．０５
μｍ≦Ｒａ≦５μｍの面粗さにしてあり、これによって
有機樹脂絶縁層２の薄膜配線導体３が接触する上面と薄
膜配線導体３の下面は接合面積が極めて広いものとなっ
て両者強固に接合し、外力が印加されても両者間に剥離
を発生することはない。

【００２３】前記有機樹脂絶縁層２の上面を中心線平均
粗さ（Ｒａ）で０．０５μｍ≦Ｒａ≦５μｍの面粗さに
するには、例えば有機樹脂絶縁層２の上面にＣＨＦ₃ 、
ＣＦ₄ 、Ａｒ等のガスを吹きつけリアクティブイオンエ
ッチング処理を施すことによって行われる。

【００２４】尚、前記有機樹脂絶縁層２はその上面の中
心線平均粗さ（Ｒａ）が０．０５μｍ＞Ｒａとなると有
機樹脂絶縁層２の上面と薄膜配線導体３の下面との接合
が弱いものとなり、またＲａ＞５μｍとなると有機樹脂
絶縁層２の一部が薄膜配線導体３に大きく食い込んで薄
膜配線導体３の電気抵抗を不要に高いものとしてしま
う。従って、前記有機樹脂絶縁層２はその上面の中心線
平均粗さ（Ｒａ）が０．０５μｍ≦Ｒａ≦５μｍに特定
される。

【００２５】また前記各有機樹脂絶縁層２の上面には所
定パターンの薄膜配線導体３が、更に各有機樹脂絶縁層
２に設けたスルーホール５の内壁にはスルーホール導体
６が各々配設されており、スルーホール導体６によって
間に有機樹脂絶縁層２を挟んで上下に位置する各薄膜配
線導体３の各々が電気的に接続されるようになってい
る。

【００２６】前記各有機樹脂絶縁層２の上面及びスルー
ホール５内に配設される薄膜配線導体３及びスルーホー
ル導体６は銅、ニッケル、金、アルミニウム等の金属材
料を無電解めっき法や蒸着法、スパッタリング法等の薄
膜形成技術及びエッチング加工技術を採用することによ
って形成され、例えば銅で形成されている場合には、有
機樹脂絶縁層２の上面及びスルーホール５の内表面に硫
酸銅０．０６モル／リットル、ホルマリン０．３モル／
リットル、水酸化ナトリウム０．３５モル／リットル、
エチレンジアミン四酢酸０．３５モル／リットルからな
る無電解銅メッキ浴を用いて厚さ１μｍ乃至４０μｍの
銅層を被着させ、しかる後、前記銅層をエッチング加工
法により所定パターンに加工することによって各有機樹
脂絶縁層２間及び各有機樹脂絶縁層２のスルーホール５
内壁に配設される。この場合、薄膜配線導体３は薄膜形
成技術により形成されることから配線の微細化が可能で
あり、これによって薄膜配線導体３を極めて高密度に形
成することが可能となる。

【００２７】更に前記薄膜配線導体３は図２に示す如
く、その上面に接着層７が被着されており、該接着層７
は薄膜配線導体３の上面と有機樹脂絶縁層２の下面とを
強固に接合させる作用をなし、前記接着層７によって薄
膜配線導体３の上面と有機樹脂絶縁層２の下面との接合
が外力の印加によっても剥離を発生することのない強固
なものとなる。

【００２８】前記接着層７は有機樹脂絶縁層２と接合性
の良いニッケル、コバルト、白金の少なくとも１種から
成り、薄膜配線導体２の上面にめっき法、蒸着法、スパ
ッタリング法等を採用することによって所定厚みに被着
される。

【００２９】尚、前記接着層７はその層厚が０．２μｍ
未満であると接着層７と薄膜配線導体３との相互拡散に
より有機樹脂絶縁層２の接する面に脆弱な合金が形成さ
れ、該脆弱な合金によって薄膜配線導体３と有機樹脂絶
縁層２との接合が弱くなる傾向にあり、また５μｍを越
えると接着層７を形成する際に薄膜配線導体３に強い応
力が作用し、薄膜配線導体３と有機樹脂絶縁層２との間
に剥離を発生させる危険性がある。従って、前記接着層
７はその層厚を０．２μｍ乃至５μｍの範囲としておく
ことが好ましい。

【００３０】また前記有機樹脂絶縁層２と薄膜配線導体
３とを交互に多層に配設して形成される多層配線４は各
有機樹脂絶縁層２の厚みが１００μｍを越えると有機樹
脂絶縁層２にフォトリソグラフィー技術を採用すること
によってスルーホール５を形成する際、エッチングの加
工時間が長くなってスルーホール５を所望する鮮明な形
状に形成するのが困難となり、また５μｍ未満となると
有機樹脂絶縁層２の上面に上下に位置する有機樹脂絶縁
層２の接合強度を上げるための粗面加工を施す際、有機
樹脂絶縁層２に不要な穴が形成され上下に位置する薄膜
配線導体３に不要な電気的短絡を招来してしまう危険性
がある。従って、前記有機樹脂絶縁層２はその各々の厚
みを５μｍ乃至１００μｍの範囲としておくことが好ま
しい。更に前記多層配線４の各薄膜配線導体２はその厚
みが１μｍ未満となると各薄膜配線導体３の電気抵抗が
大きなものとなって各薄膜配線導体３に所定の電気信号
を伝達させることが困難なものとなり、また４０μｍを
越えると薄膜配線導体３を有機樹脂絶縁層２に被着させ
る際、薄膜配線導体３内に大きな応力が内在し、該内在
応力によって薄膜配線導体３が有機樹脂絶縁層２より剥
離し易いものとなる。従って、前記多層配線４の各薄膜
配線導体２の厚みを１μｍ乃至４０μｍの範囲としてお
くことが好ましい。

【００３１】かくして本発明の多層配線基板によれば、
多層配線４の薄膜配線導体３に半導体素子等の電極と外
部電気回路とを接続すれば半導体素子等の電極は薄膜配
線導体３を介して外部電気回路に電気的に接続されるこ
ととなり、薄膜配線導体３を介して外部電気回路から半
導体素子に電気信号を伝達供給すれば半導体素子は所定
の駆動を行うこととなる。

【００３２】尚、本発明は上述の実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種
々の変更は可能である。

【００３３】

【発明の効果】本発明の多層配線基板よれば、薄膜配線
導体の下面と接触する各有機樹脂絶縁層の表面粗さをＪ
ＩＳ−Ｂ−０６０１に規定の中心線平均粗さ（Ｒａ）で
０．０５μｍ≦Ｒａ≦５μｍに、各薄膜配線導体の上面
に有機樹脂絶縁層と密着性の良いニッケル、コバルト、
白金の少なくとも１種から成る接着層を被着させたこと
から各有機樹脂絶縁層と各薄膜配線導体とは強固に接合
し、有機樹脂絶縁層や薄膜配線導体に外力が印加されて
も該外力によって有機樹脂絶縁層と薄膜配線導体との間
に剥離が発生することはない。

【００３４】また本発明の多層配線基板よれば、絶縁基
板上に薄膜形成技術によって配線を形成したことから配
線の微細化が可能となり、配線を極めて高密度に形成す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多層配線基板の一実施例を示す断面図
である。

【図２】図１の多層配線基板の一部拡大断面図である。

【符号の説明】

１・・・絶縁基板 ２・・・有機樹脂絶縁層 ３・・・薄膜配線導体 ４・・・多層配線 ５・・・スルーホール ６・・・スルーホール導体 ７・・・接着層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁基板上に、有機樹脂絶縁層と薄膜配線
   導体とを交互に積層するとともに上下に位置する薄膜配
   線導体を各有機樹脂絶縁層に設けたスルーホールの内壁
   に被着させたスルーホール導体を介して接続して成る多
   層配線基板であって、前記薄膜配線導体の下面と接触す
   る各有機樹脂絶縁層の表面粗さがＪＩＳ−Ｂ−０６０１
   に規定の中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．０５μｍ≦Ｒａ
   ≦５μｍであり、且つ各薄膜配線導体の上面にニッケ
   ル、コバルト、白金の少なくとも１種から成る接着層が
   被着されていることを特徴とする多層配線基板。
2. 【請求項２】前記接着層の層厚が０．２μｍ乃至５μｍ
   であることを特徴とする請求項１に記載の多層配線基
   板。