JPH1092879A - 多層配線基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】配線導体を高密度に形成することができ、かつ
配線導体に半導体素子等を確実、強固に電気的接続する
ことができる。 【解決手段】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を有機樹脂絶縁層２に設けたスルーホール導
体６を介して電気的に接続してなり、最上層の有機樹脂
絶縁層２ａ上面に、前記薄膜配線導体３と電気的に接続
し、外部の電子部品が接続されるボンデングパッド７を
設けて成る多層配線基板であって、前記最上層の有機樹
脂絶縁層２ａ下面で前記ポンディングパッド７と対向す
る位置にダミーパッド８を配設した。

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−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−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−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
を従来周知の厚膜形成技術により形成するのに代えて微
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】かかる配線導体を薄膜形成技術により形成
した多層配線基板は、酸化アルミニウム質焼結体から成
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
等から成る基板の上面にスピンコート法及び熱硬化処理
によって形成されるエポキシ樹脂等の有機樹脂から成る
絶縁層と、銅やアルミニウム等の金属を無電解メッキ法
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導体を介して
電気的に接続させた構造を有しており、最上層の有機樹
脂絶縁層上面に前記薄膜配線導体と電気的に接続するボ
ンディングパッドを形成しておき、該ボンディングパッ
ドに半導体素子等の能動部品や容量素子、抵抗器等の受
動部品の電極を熱圧着等により接続させるようになって
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この有
機樹脂絶縁層と薄膜配線導体を交互に積層して成る多層
配線基板は、最上層の有機樹脂絶縁層上面に形成したボ
ンディングパッドに半導体素子等の能動部品や容量素
子、抵抗器等の受動部品の電極を熱圧着等により接続さ
せる際、最上層の有機樹脂絶縁層にへこみが発生して、
ボンディングパッドに半導体素子等の能動部品や容量素
子、抵抗器等の受動部品の電極を確実、強固に接続させ
ることができないという欠点を誘発した。

【０００９】本発明は上述の欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は配線導体を薄膜形成技術により形成し、
配線導体を高密度に形成するのを可能とするととも配線
導体に半導体素子や容量素子等の電極を確実、強固に電
気的接続させることができる多層配線基板を提供するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、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有機樹脂絶縁層に設け
たスルーホール導体を介して電気的に接続してなり、最
上層の有機樹脂絶縁層上面に、前記薄膜配線導体と電気
的に接続し、外部の電子部品が接続されるボンデングパ
ッドを設けて成る多層配線基板であって、前記最上層の
有機樹脂絶縁層下面で前記ボンディングパッドと対向す
る位置にダミーパッドを配設したことを特徴とするもの
である。

【００１１】本発明の多層配線基板によれば、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。

【００１２】また本発明の多層配線基板によれば、最上
層の有機樹脂絶縁層下面で半導体素子や容量素子等が接
続されるボンディングパッドと対向する位置にダミーパ
ッドを配設したことから、ボンディングパッドに半導体
素子等の能動部品や容量素子、抵抗器等の受動部品の電
極を熱圧着等により接続させる際、最上層の有機樹脂絶
縁層にへこみが形成されるのが前記ダミーパッドの配設
によって有効に阻止され、その結果、ボンディングパッ
ドに半導体素子等の能動部品や容量素子、抵抗器等の受
動部品の電極を確実、強固に電気的接続させることが可
能となる。

【００１３】

【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は基板、２は有機樹脂絶縁層、３は薄膜
配線導体である。

【００１４】前記基板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部４が配設されて
おり、該多層配線部４を支持する支持部材として作用す
る。

【００１５】前記基板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１６００
℃）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。

【００１６】また前記基板１はその上面に有機樹脂絶縁
層３と薄膜配線導体３とが交互に多層に配設されて形成
される多層配線部４が被着されており、該多層配線部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の電気的絶縁をはかる作用をなし、また薄膜配線
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。

【００１７】前記多層配線部４の有機樹脂絶縁層２は、
エポキシ樹脂、ビスマレイミドポリアジド樹脂、ポリフ
ェニレンエーテル樹脂、ふっ素樹脂等の有機樹脂から成
り、例えば、エポキシ樹脂からなる場合、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８０℃〜２００
℃の熱で０．５〜３時間熱処理し、熱硬化させることに
よって形成される。

【００１８】更に前記多層配線部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。

【００１９】前記有機樹脂絶縁層２に設けるスルーホー
ル５は有機樹脂絶縁層２に従来周知のフォトリソグラフ
ィー技術を採用することによって所定の径に形成され
る。

【００２０】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。

【００２１】前記各有機樹脂絶縁層の上面及びスルーホ
ール５の内壁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
材料を無電解メッキ法や蒸着法、スパッタリング法等の
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、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、前記銅層をフ
ォトリソグラフィー技術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及びス
ルーホール導体６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。

【００２２】尚、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部４は
各有機樹脂絶縁層２の上面を中心線平均粗さ（Ｒａ）で
０．０５μｍ≦Ｒａ≦５μｍの粗面としておくと有機樹
脂絶縁層２と薄膜配線導体３との接合及び上下に位置す
る有機樹脂絶縁層２同士の接合を強固となすことができ
る。従って、前記多層配線部４の各有機樹脂絶縁層２は
その上面をエッチング加工法等よって粗し、中心線平均
粗さ（Ｒａ）で０．０５μｍ≦Ｒａ≦５μｍの粗面とし
ておくことが好ましい。

【００２３】また前記有機樹脂絶縁層２はその各々の厚
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〜１００μｍ
の範囲としておくことが好ましい。

【００２４】更に前記多層配線部４の各薄膜配線導体３
はその厚みが１μｍ未満であ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４
０μｍを越えると薄膜配線導体３を有機樹脂絶縁層２に
被着させる際に薄膜配線導体３の内部に大きな応力が内
在し、該大きな内在応力によって薄膜配線導体３が有機
樹脂絶縁層２から剥離し易いものとなる。従って、前記
多層配線部４の各薄膜配線導体３の厚みは１μｍ〜４０
μｍの範囲としておくことが好ましい。

【００２５】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部４は更
に、最上層の有機樹脂絶縁層２ａの上面に薄膜配線導体
３と電気的に接続しているボンディングパッド７が、ま
た最上層の有機樹脂絶縁層２ａの下面で前記ボンディン
グパッド７と対向する位置にダミーパッド８が各々、配
設されている。

【００２６】前記ボンディングパッド７は、半導体素子
等の能動部品や容量素子、抵抗器等の受動部品の電極が
熱圧着等により接続させ、これによって半導体素子等の
能動部品及び容量素子、抵抗器等の受動部品が薄膜配線
導体３に電気的に接続されることとなる。

【００２７】前記ボンディングパッド７は、薄膜配線導
体２と同じ金属材料、具体的には銅、ニッケル、金、ア
ルミニウム等の金属材料からなり、最上層の有機樹脂絶
縁層２ａ上に薄膜配線導体３を形成する際に同時に前記
薄膜配線導体３と電気的接続をもって形成される。

【００２８】また前記最上層の有機樹脂絶縁層２ａの下
面でボンディングパッド７と対向する位置にはダミーパ
ッド８が配設されており、該ダミーパッド８はボンディ
ングパッド７に半導体素子等の能動部品や容量素子、抵
抗器等の受動部品の電極を熱圧着等により接続させる
際、最上層の有機樹脂絶縁層２ａにへこみが形成される
のを有効に阻止する作用をなし、これによってボンディ
ングパッド７に半導体素子等の能動部品や容量素子、抵
抗器等の受動部品の電極が熱圧着等によって確実、強固
に電気的接続されることとなる。

【００２９】前記ダミーパッド８は、例えば、薄膜配線
導体３と同じ金属材料、具体的には銅、ニッケル、金、
アルミニウム等の金属材料により形成され、最上層の有
機樹脂絶縁層２ａの下部に配される有機樹脂絶縁層２ｂ
の上面に薄膜配線導体３を形成すると同時に、予め該薄
膜配線導体３とは電気的に分離した金属層領域を形成し
ておくことによって最上層の有機樹脂絶縁層２ａの下面
でボンディングパッド７と対向する位置に配設される。

【００３０】かくして本発明の多層配線基板によれば、
最上層の有機樹脂絶縁層２表面に設けたボンディングパ
ッド７に半導体素子等の能動部品や容量素子、抵抗器等
の受動部品を接続させることによって半導体装置や混成
集積回路装置となり、薄膜配線導体３の一部を外部電気
回路に接続させれば前記半導体素子や容量素子等が外部
電気回路に電気的に接続されることとなる。

【００３１】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り、例えば、上述の実施例において
は基板１の上面のみに複数の有機樹脂絶縁層２と複数の
薄膜配線導体３とを交互に積層して形成される多層配線
部４を被着させたが、該多層配線部４を基板１の下面側
のみに設けても、上下の両主面に設けてもよい。

【００３２】

【発明の効果】本発明の多層配線基板によれば、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。

【００３３】また本発明の多層配線基板によれば、最上
層の有機樹脂絶縁層下面で半導体素子や容量素子等が接
続されるボンディングパッドと対向する位置にダミーパ
ッドを配設したことから、ボンディングパッドに半導体
素子等の能動部品や容量素子、抵抗器等の受動部品の電
極を熱圧着等により接続させる際、最上層の有機樹脂絶
縁層にへこみが形成されるのが前記ダミーパッドの配設
によって有効に阻止され、その結果、ボンディングパッ
ドに半導体素子等の能動部品や容量素子、抵抗器等の受
動部品の電極を確実、強固に電気的接続させることが可
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。

【符号の説明】

１・・・基板 ２・・・有機樹脂絶縁層 ３・・・薄膜配線導体 ４・・・多層配線部 ６・・・スルーホール導体 ７・・・ボンディングパッド ８・・・ダミーパッド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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
   体を有機樹脂絶縁層に設けたスルーホール導体を介して
   電気的に接続してなり、最上層の有機樹脂絶縁層上面
   に、前記薄膜配線導体と電気的に接続し、外部の電子部
   品が接続されるボンデングパッドを設けて成る多層配線
   基板であって、前記最上層の有機樹脂絶縁層下面で前記
   ボンディングパッドと対向する位置にダミーパッドを配
   設したことを特徴とする多層配線基板。