JPH11260148A - 薄膜誘電体とそれを用いた多層配線板とその製造方法 - Google Patents
薄膜誘電体とそれを用いた多層配線板とその製造方法Info
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- JPH11260148A JPH11260148A JP10062509A JP6250998A JPH11260148A JP H11260148 A JPH11260148 A JP H11260148A JP 10062509 A JP10062509 A JP 10062509A JP 6250998 A JP6250998 A JP 6250998A JP H11260148 A JPH11260148 A JP H11260148A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】誘電率が25以上で膜厚が1.5μm 以下であ
ることを特徴とする、有機樹脂に無機充填剤が分散して
なることを特徴とする薄膜誘電体、それを用いた多層配
線板とその製造方法に関する。 【解決手段】高誘電率の薄膜層を低温で形成することが
でき、受動素子であるキャパシタを有機基板内に形成で
き、配線板の小型化、高密度化を図ることができる。
ることを特徴とする、有機樹脂に無機充填剤が分散して
なることを特徴とする薄膜誘電体、それを用いた多層配
線板とその製造方法に関する。 【解決手段】高誘電率の薄膜層を低温で形成することが
でき、受動素子であるキャパシタを有機基板内に形成で
き、配線板の小型化、高密度化を図ることができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】夲発明は、高密度実装を可能
とするため受動素子であるキャパシタを多層配線板内に
形成するのを容易とする薄膜誘電体、それを用いた多層
配線板およびモジュール基板、並びにその製造方法に関
する。
とするため受動素子であるキャパシタを多層配線板内に
形成するのを容易とする薄膜誘電体、それを用いた多層
配線板およびモジュール基板、並びにその製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】高密度表面実装を実現させるため、基板
においては、バイアホールの微細化,配線ピッチの狭隘
化,ビルドアップ方式の採用等の検討が行われている。
さらにICパッケージの小型化,多ピン化、およびコン
デンサや抵抗等の受動部品の小型化,表面実装化も行わ
れている。一方、受動素子の小型化の進展とともに製造
や実装時の取り扱いがより困難となりつつあり、従来の
やり方ではその限界が明らかになってきた。その解決方
法として、受動素子を直接、プリント配線板の表面ある
いは内部に形成することが提案されている。これによっ
て、受動素子のチップ部品をプリント配線板上に搭載す
る必要がなくなり、高密度化とともに信頼性の向上も図
ることができる。セラミック基板で行われているよう
な、金属や絶縁体のペーストを用い塗布焼結するする方
法は、特に耐熱的に劣る有機基板上にはそのまま適用で
きない。
においては、バイアホールの微細化,配線ピッチの狭隘
化,ビルドアップ方式の採用等の検討が行われている。
さらにICパッケージの小型化,多ピン化、およびコン
デンサや抵抗等の受動部品の小型化,表面実装化も行わ
れている。一方、受動素子の小型化の進展とともに製造
や実装時の取り扱いがより困難となりつつあり、従来の
やり方ではその限界が明らかになってきた。その解決方
法として、受動素子を直接、プリント配線板の表面ある
いは内部に形成することが提案されている。これによっ
て、受動素子のチップ部品をプリント配線板上に搭載す
る必要がなくなり、高密度化とともに信頼性の向上も図
ることができる。セラミック基板で行われているよう
な、金属や絶縁体のペーストを用い塗布焼結するする方
法は、特に耐熱的に劣る有機基板上にはそのまま適用で
きない。
【0003】上記のような受動素子を有機基板上に形成
する方法としては、すでに有機高分子と高誘電率フィラ
との混合物を塗布する方法(P.Chanelほか、第46回El
ectric Componets and Technology Conference,第12
5−132頁,1996年)や、低温で製膜できる電子サイ
クロトロン共鳴化学気相生長法(ECR−CVD)を用い
る方法(松井輝仁ほか、サーキットテクノロジ,第9
巻,第497−502頁,1994年)等が提案されてい
る。
する方法としては、すでに有機高分子と高誘電率フィラ
との混合物を塗布する方法(P.Chanelほか、第46回El
ectric Componets and Technology Conference,第12
5−132頁,1996年)や、低温で製膜できる電子サイ
クロトロン共鳴化学気相生長法(ECR−CVD)を用い
る方法(松井輝仁ほか、サーキットテクノロジ,第9
巻,第497−502頁,1994年)等が提案されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の有機高分子と高
誘電率フィラとの混合物を用いる方法では、薄膜コンデ
ンサの厚みはフィラの直径に依存するため、高容量化の
ため薄膜化するには限界がある。また、より誘電率を高
めるにはフィラを高充填しなくてはならない。比表面積
の大きいフィラを加えることは樹脂の粘度を増大させ薄
膜化を妨げるとともに誘電体中の欠陥の原因となり問題
があった。一方、ECR−CVDを用いる方法は、特殊
な装置が必要であること、バッチ処理で安価に誘電体薄
膜を形成できないこと、形状の複雑な誘電体薄膜の形成
が困難であることなどに問題があった。本発明の目的
は、形状の複雑な薄膜誘電体を提供し、該薄膜誘電体を
有機配線基板中あるいは基板上に形成してなる多層配線
板およびその製造方法を提供することにある。
誘電率フィラとの混合物を用いる方法では、薄膜コンデ
ンサの厚みはフィラの直径に依存するため、高容量化の
ため薄膜化するには限界がある。また、より誘電率を高
めるにはフィラを高充填しなくてはならない。比表面積
の大きいフィラを加えることは樹脂の粘度を増大させ薄
膜化を妨げるとともに誘電体中の欠陥の原因となり問題
があった。一方、ECR−CVDを用いる方法は、特殊
な装置が必要であること、バッチ処理で安価に誘電体薄
膜を形成できないこと、形状の複雑な誘電体薄膜の形成
が困難であることなどに問題があった。本発明の目的
は、形状の複雑な薄膜誘電体を提供し、該薄膜誘電体を
有機配線基板中あるいは基板上に形成してなる多層配線
板およびその製造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨を以下に説
明する。
明する。
【0006】先ず第1の発明は有機樹脂に無機充填剤が
分散してなる誘電率が25以上で膜厚が1.5μm 以下
であることを特徴とする薄膜誘電体。
分散してなる誘電率が25以上で膜厚が1.5μm 以下
であることを特徴とする薄膜誘電体。
【0007】第2の発明は、無機充填剤が、有機樹脂中
で金属アルコキシド,アルキル化金属アルコキシド,金
属アセチルアセトネート,金属有機酸塩,無機塩化物,
無機オキシ酸塩の化合物およびその部分縮合物の中の少
なくとも一種の混合物を縮合してなる0.8μm 以下の
粒径を有する無機充填剤であることを特徴とする請求項
1に記載の薄膜誘電体。
で金属アルコキシド,アルキル化金属アルコキシド,金
属アセチルアセトネート,金属有機酸塩,無機塩化物,
無機オキシ酸塩の化合物およびその部分縮合物の中の少
なくとも一種の混合物を縮合してなる0.8μm 以下の
粒径を有する無機充填剤であることを特徴とする請求項
1に記載の薄膜誘電体。
【0008】第3の発明は、電極間に薄膜誘電体層が介
在してなるキャパシタを回路中に形成した多層配線板に
おいて、前記薄膜誘電体層が誘電率が25以上で膜厚が
1.5μm以下であることを特徴とする多層配線板。
在してなるキャパシタを回路中に形成した多層配線板に
おいて、前記薄膜誘電体層が誘電率が25以上で膜厚が
1.5μm以下であることを特徴とする多層配線板。
【0009】第4の発明は、少なくともキャパシタと半
導体チップを搭載してなるモジュール基板において、前
記キャパシタが誘電率25以上で膜厚1.5μm 以下の
薄膜誘電体を電極間に介在させてなることを特徴とする
モジュール基板。
導体チップを搭載してなるモジュール基板において、前
記キャパシタが誘電率25以上で膜厚1.5μm 以下の
薄膜誘電体を電極間に介在させてなることを特徴とする
モジュール基板。
【0010】第5の発明は、少なくともキャパシタと半
導体チップを搭載してなるモジュール基板において、前
記キャパシタが、有機樹脂中で金属アルコキシド,アル
キル化金属アルコキシド,金属アセチルアセトネート,
金属有機酸塩,無機塩化物,無機オキシ酸塩の化合物お
よびその部分縮合物の中の少なくとも一種の混合物を縮
合してなる無機充填剤を含む薄膜誘電体からなることを
特徴とするモジュール基板。
導体チップを搭載してなるモジュール基板において、前
記キャパシタが、有機樹脂中で金属アルコキシド,アル
キル化金属アルコキシド,金属アセチルアセトネート,
金属有機酸塩,無機塩化物,無機オキシ酸塩の化合物お
よびその部分縮合物の中の少なくとも一種の混合物を縮
合してなる無機充填剤を含む薄膜誘電体からなることを
特徴とするモジュール基板。
【0011】第6の発明は、上下の導体層を接続するブ
ラインドビアホールを有し且つ少なくとも一つの導体層
上に薄膜誘電体と電極からなるキャパシタを有する多層
配線板において、前記薄膜誘電体が請求項1あるいは請
求項2の薄膜誘電体からなることを特徴とする多層配線
板。
ラインドビアホールを有し且つ少なくとも一つの導体層
上に薄膜誘電体と電極からなるキャパシタを有する多層
配線板において、前記薄膜誘電体が請求項1あるいは請
求項2の薄膜誘電体からなることを特徴とする多層配線
板。
【0012】第7の発明は、(a)構造中に少なくとも
一つ以上のエポキシ基あるいは不飽和二重結合を有する
有機化合物、(b)金属アルコキシド,アルキル化金属
アルコキシド,金属アセチルアセトネート,金属有機酸
塩,無機塩化物,無機オキシ酸塩の中の少なくとも一種
の化合物およびその部分縮合物、(c)光酸発生剤ある
いは光塩基発生剤、とを含有してなることを特徴とする
薄膜誘電体。
一つ以上のエポキシ基あるいは不飽和二重結合を有する
有機化合物、(b)金属アルコキシド,アルキル化金属
アルコキシド,金属アセチルアセトネート,金属有機酸
塩,無機塩化物,無機オキシ酸塩の中の少なくとも一種
の化合物およびその部分縮合物、(c)光酸発生剤ある
いは光塩基発生剤、とを含有してなることを特徴とする
薄膜誘電体。
【0013】第8の発明は、回路にキャパシタを有する
多層配線板の製造方法において、(i)電極および回路
を形成する工程、(ii)電極間に有機樹脂中に無機充填
剤を分散させてなる薄膜誘電体層を形成させる工程、(i
ii)活性化光による露光、および現像を用いて前記薄膜
誘電体層を任意の形状に形成する工程、を少なくとも含
む多層配線板の製造方法。
多層配線板の製造方法において、(i)電極および回路
を形成する工程、(ii)電極間に有機樹脂中に無機充填
剤を分散させてなる薄膜誘電体層を形成させる工程、(i
ii)活性化光による露光、および現像を用いて前記薄膜
誘電体層を任意の形状に形成する工程、を少なくとも含
む多層配線板の製造方法。
【0014】第9の発明は、回路にキャパシタを有する
モジュール基板の製造方法において、(i)電極および
回路を形成する工程、(ii)電極間に有機樹脂中に無機
充填剤を分散させてなる薄膜誘電体層を形成させる工
程、(iii)活性化光による露光、および現像を用いて前
記薄膜誘電体層を任意の形状に形成する工程、を少なく
とも含むモジュール基板の製造方法。
モジュール基板の製造方法において、(i)電極および
回路を形成する工程、(ii)電極間に有機樹脂中に無機
充填剤を分散させてなる薄膜誘電体層を形成させる工
程、(iii)活性化光による露光、および現像を用いて前
記薄膜誘電体層を任意の形状に形成する工程、を少なく
とも含むモジュール基板の製造方法。
【0015】また、本発明は、(a)構造中に少なくと
も一つ以上のエポキシ基あるいは不飽和二重結合を有す
る有機化合物、およびそれらの混合物、(b)金属アル
コキシド,アルキル化金属アルコキシド,金属アセチル
アセトネート,金属有機酸塩,無機塩化物,無機オキシ
酸塩の中のすくなくとも一種の化合物あるいはその部分
加水分解縮合物、(c)光酸発生剤あるいは光塩基発生
剤、を含有してなることを特徴とする感光性樹脂。
も一つ以上のエポキシ基あるいは不飽和二重結合を有す
る有機化合物、およびそれらの混合物、(b)金属アル
コキシド,アルキル化金属アルコキシド,金属アセチル
アセトネート,金属有機酸塩,無機塩化物,無機オキシ
酸塩の中のすくなくとも一種の化合物あるいはその部分
加水分解縮合物、(c)光酸発生剤あるいは光塩基発生
剤、を含有してなることを特徴とする感光性樹脂。
【0016】また、夲発明の感光性樹脂組成物による薄
膜誘電体を用いた多層配線板に関する。
膜誘電体を用いた多層配線板に関する。
【0017】本発明を図1,図2、および図3の模式断
面図で詳しく説明する。
面図で詳しく説明する。
【0018】図1において、1は(a)構造中に少なく
とも一つ以上のエポキシ基あるいは不飽和二重結合を有
する有機化合物、およびそれらの混合物、(b)金属ア
ルコキシド,アルキル化金属アルコキシド,金属アセチ
ルアセトネート,金属有機酸塩,無機塩化物,無機オキ
シ酸塩の中のすくなくとも一種の化合物あるいはその部
分加水分解縮合物、(c)光酸発生剤あるいは光塩基発
生剤、とを必須成分とする薄膜誘電体であり、(a)
(b)(c)からなる溶液を下側電極2上に塗布,スプ
レーなどを行い乾燥して溶剤を除去し薄膜層を形成した
後、任意の形状のマスクを介して高圧水銀灯などの活性
光源を用いることにより硬化,現像し未露光部分を取り
除くことで複雑な形状を形成することができる。また、
ここで任意の形状を得るためレーザ穴明けを併用しても
良い。
とも一つ以上のエポキシ基あるいは不飽和二重結合を有
する有機化合物、およびそれらの混合物、(b)金属ア
ルコキシド,アルキル化金属アルコキシド,金属アセチ
ルアセトネート,金属有機酸塩,無機塩化物,無機オキ
シ酸塩の中のすくなくとも一種の化合物あるいはその部
分加水分解縮合物、(c)光酸発生剤あるいは光塩基発
生剤、とを必須成分とする薄膜誘電体であり、(a)
(b)(c)からなる溶液を下側電極2上に塗布,スプ
レーなどを行い乾燥して溶剤を除去し薄膜層を形成した
後、任意の形状のマスクを介して高圧水銀灯などの活性
光源を用いることにより硬化,現像し未露光部分を取り
除くことで複雑な形状を形成することができる。また、
ここで任意の形状を得るためレーザ穴明けを併用しても
良い。
【0019】図2は、1の薄膜誘電体部分を上から見た
図である。ここで活性化光源を用いるのは(c)が酸あ
るいは塩基を発生し、(a)が架橋を起こすとともに、
(b)が脱水縮合を起こして無機微粒子を形成し、図示し
た高誘電率の薄膜層とするためである。更にこの誘電体
薄膜上に電極2を形成し、配線3で半導体チップ6やそ
の他の素子と結ぶことができる。上下の電極のどちらか
一方あるいは両方は、金属を蒸着しても良いしめっきを
用いても良い。
図である。ここで活性化光源を用いるのは(c)が酸あ
るいは塩基を発生し、(a)が架橋を起こすとともに、
(b)が脱水縮合を起こして無機微粒子を形成し、図示し
た高誘電率の薄膜層とするためである。更にこの誘電体
薄膜上に電極2を形成し、配線3で半導体チップ6やそ
の他の素子と結ぶことができる。上下の電極のどちらか
一方あるいは両方は、金属を蒸着しても良いしめっきを
用いても良い。
【0020】この多層配線板の出発材は、7で示される
有機配線基板で、銅貼積層板をエッチング加工したも
の、あるいは積層板にアディティブ法で配線を形成した
ものが使用できる。導体配線が銅の場合は、公知の銅表
面粗化,酸化膜形成,酸化膜還元、またはニッケルめっ
き等を施すことによって導体配線と感光層との接着力を
増すことができる。絶縁層4はビルドアップ方式プリン
ト配線板に使用される有機絶縁体が適用できる。例え
ば、ポリイミド,感光性エポキシ樹脂,ベンゾシクロブ
テン、といった材料である。絶縁層4の形成方法として
は、逐次絶縁層を形成した後、上下層の配線を結合する
ビアホールをレーザ等で穴明けしてもよいし、感光性樹
脂を用いてビアホールを形成しても良い。また、配線を
形成したあるいは配線のないフィルムを接着した後ビア
ホールを形成する方法をとることもできる。表裏の配
線、および内層の配線はスルーホール5で導通させるこ
とができる。ビアホール内は、アルカリ性溶液,クロム
酸混液,過マンガン酸水溶液等での粗化した後、中和,
粗化残渣の除去,めっき触媒の付与,活性化を行い化学
めっき、または、化学めっきと電気めっきを併用するこ
とで行うことができる。
有機配線基板で、銅貼積層板をエッチング加工したも
の、あるいは積層板にアディティブ法で配線を形成した
ものが使用できる。導体配線が銅の場合は、公知の銅表
面粗化,酸化膜形成,酸化膜還元、またはニッケルめっ
き等を施すことによって導体配線と感光層との接着力を
増すことができる。絶縁層4はビルドアップ方式プリン
ト配線板に使用される有機絶縁体が適用できる。例え
ば、ポリイミド,感光性エポキシ樹脂,ベンゾシクロブ
テン、といった材料である。絶縁層4の形成方法として
は、逐次絶縁層を形成した後、上下層の配線を結合する
ビアホールをレーザ等で穴明けしてもよいし、感光性樹
脂を用いてビアホールを形成しても良い。また、配線を
形成したあるいは配線のないフィルムを接着した後ビア
ホールを形成する方法をとることもできる。表裏の配
線、および内層の配線はスルーホール5で導通させるこ
とができる。ビアホール内は、アルカリ性溶液,クロム
酸混液,過マンガン酸水溶液等での粗化した後、中和,
粗化残渣の除去,めっき触媒の付与,活性化を行い化学
めっき、または、化学めっきと電気めっきを併用するこ
とで行うことができる。
【0021】これらを用いて図3に示される上下の導体
層を接続するブラインドビアホールを有し且つ少なくと
も一つの導体層上に薄膜誘電体と電極からなるキャパシ
タを有する多層配線板としてもよい。ここで使用される
薄膜誘電体は、方形である。また、以上示した図1およ
び図3で示される構造が、同一基板上に混在しても良
い。
層を接続するブラインドビアホールを有し且つ少なくと
も一つの導体層上に薄膜誘電体と電極からなるキャパシ
タを有する多層配線板としてもよい。ここで使用される
薄膜誘電体は、方形である。また、以上示した図1およ
び図3で示される構造が、同一基板上に混在しても良
い。
【0022】(a)成分の代表例としては、例えば多官
能エポキシ樹脂がある。現像性等の観点から好ましい例
としては、エポキシ当量130〜500g/eqの二官能
エポキシ樹脂、より好ましくはエポキシ当量130〜3
00g/eqの二官能エポキシ樹脂とエポキシ当量160
〜500g/eqの三官能以上のエポキシ樹脂、およびそ
の混合物が挙げられる。また、難燃化剤としてブロム化
したエポキシ樹脂を併用してもよい。
能エポキシ樹脂がある。現像性等の観点から好ましい例
としては、エポキシ当量130〜500g/eqの二官能
エポキシ樹脂、より好ましくはエポキシ当量130〜3
00g/eqの二官能エポキシ樹脂とエポキシ当量160
〜500g/eqの三官能以上のエポキシ樹脂、およびそ
の混合物が挙げられる。また、難燃化剤としてブロム化
したエポキシ樹脂を併用してもよい。
【0023】その具体的例としては、各種ビスフェノー
ルA型エポキシ樹脂,ビスフェノールF型エポキシ樹
脂,脂肪族型エポキシ樹脂,脂環式エポキシ樹脂の中か
らエポキシ当量130〜300g/eqの二官能エポキシ
樹脂として油化シェルエポキシ(株)製エピコート80
1,802,807,815,819,825,82
7,828,834、ナガセ化成工業(株)製ナデコー
ルEX−201,212,821、旭電化工業(株)製
KRM2110,2410等がある。また、油化シェル
エポキシ(株)製エピコート1001,1004,10
09といったエポキシ当量の300g/eq以上の二官能
エポキシ樹脂に先の低エポキシ当量の二官能エポキシ樹
脂を加え130〜300g/eqに調節してもよい。エポ
キシ当量の300g/eq以上の二官能エポキシ樹脂を単
独で使用するとガラス転移点が下がるので好ましくな
い。また、三官能以上のエポキシ樹脂としては、フェノ
ールノボラック型エポキシ樹脂,オルソクレゾールノボ
ラック型エポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹脂が使用さ
れる。その例としては油化シェルエポキシ(株)製エピ
コート180S65,1031S,住友化学(株)製E
SCN195,220、日本化薬(株)製BREN−10
4,105,E0CN−104S,EPPN−201,
501、旭電化工業(株)製KRMー2650等があ
る。
ルA型エポキシ樹脂,ビスフェノールF型エポキシ樹
脂,脂肪族型エポキシ樹脂,脂環式エポキシ樹脂の中か
らエポキシ当量130〜300g/eqの二官能エポキシ
樹脂として油化シェルエポキシ(株)製エピコート80
1,802,807,815,819,825,82
7,828,834、ナガセ化成工業(株)製ナデコー
ルEX−201,212,821、旭電化工業(株)製
KRM2110,2410等がある。また、油化シェル
エポキシ(株)製エピコート1001,1004,10
09といったエポキシ当量の300g/eq以上の二官能
エポキシ樹脂に先の低エポキシ当量の二官能エポキシ樹
脂を加え130〜300g/eqに調節してもよい。エポ
キシ当量の300g/eq以上の二官能エポキシ樹脂を単
独で使用するとガラス転移点が下がるので好ましくな
い。また、三官能以上のエポキシ樹脂としては、フェノ
ールノボラック型エポキシ樹脂,オルソクレゾールノボ
ラック型エポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹脂が使用さ
れる。その例としては油化シェルエポキシ(株)製エピ
コート180S65,1031S,住友化学(株)製E
SCN195,220、日本化薬(株)製BREN−10
4,105,E0CN−104S,EPPN−201,
501、旭電化工業(株)製KRMー2650等があ
る。
【0024】以上のエポキシ基をもつ化合物に、架橋を
促進するために分子中に少なくとも一つ以上のフェノー
ル性水酸基を有する樹脂を加えても良い。その例として
は、ノボラック樹脂,メタパラフェノールノボラック樹
脂,ポリヒドロキシスチレン,ポリヒドロキシフェニル
マレイミド等があり、特に好ましい例としては同一分子
内にフェノール性水酸基とメチロール基を有する各種レ
ゾール樹脂が挙げられる。レゾール樹脂は酸触媒により
自己縮合反応が生じるため他のフェノール樹脂に比べて
感光層の架橋密度が増し、よりガラス転移点の高い硬化
膜を与えるとともに硬化膜中に残存するフェノール性水
酸基の量を減じ、耐めっき液性が向上する。
促進するために分子中に少なくとも一つ以上のフェノー
ル性水酸基を有する樹脂を加えても良い。その例として
は、ノボラック樹脂,メタパラフェノールノボラック樹
脂,ポリヒドロキシスチレン,ポリヒドロキシフェニル
マレイミド等があり、特に好ましい例としては同一分子
内にフェノール性水酸基とメチロール基を有する各種レ
ゾール樹脂が挙げられる。レゾール樹脂は酸触媒により
自己縮合反応が生じるため他のフェノール樹脂に比べて
感光層の架橋密度が増し、よりガラス転移点の高い硬化
膜を与えるとともに硬化膜中に残存するフェノール性水
酸基の量を減じ、耐めっき液性が向上する。
【0025】不飽和二重結合基を有する樹脂の代表例と
しては、たとえばアクリル酸やメタクリル酸などのモノ
マー、あるいはオリゴマー、及びビニル基を有するビニ
ルエステル樹脂がある。ここでいうビニルエステル樹脂
とは、柴田(日本接着学会誌,vol.31,No.8,第
334頁(1995))が開示する樹脂である。より一
般的には、主鎖化合物として多官能エポキシにアクリル
酸あるいはメタクリル酸を付加させたものがある。主鎖
化合物の多官能エポキシとしては、各種ビスフェノール
A型エポキシ樹脂,ビスフェノールF型エポキシ樹脂,
脂肪族型エポキシ樹脂,脂環式エポキシ樹脂,フェノー
ルノボラック型エポキシ樹脂,オルソクレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂等があり、さらにそれらの臭素化物
を用いてもよい。また、これらのラジカル重合性の基を
有する樹脂を二種以上を混合して用いても良い。これら
はエポキシ基を有する化合物と併用するとガラス転移点
の高い硬化膜を得ることができるが、単独でも用いるこ
とができる。(a)が不飽和二重結合基を有する樹脂の
みである場合、光ラジカル発生剤を加える必要があり、
その例としては紫外光を吸収して開裂しラジカルを生じ
るや、あるいは水素引き抜き型のベンゾフェノン,ミヒ
ラーケトン,イソブチルキサントン等と水素供与体とし
て働くアルコール,チオール,アミンなどの組み合わせ
がある。これらは、二種以上を組み合わせて使用しても
良い。
しては、たとえばアクリル酸やメタクリル酸などのモノ
マー、あるいはオリゴマー、及びビニル基を有するビニ
ルエステル樹脂がある。ここでいうビニルエステル樹脂
とは、柴田(日本接着学会誌,vol.31,No.8,第
334頁(1995))が開示する樹脂である。より一
般的には、主鎖化合物として多官能エポキシにアクリル
酸あるいはメタクリル酸を付加させたものがある。主鎖
化合物の多官能エポキシとしては、各種ビスフェノール
A型エポキシ樹脂,ビスフェノールF型エポキシ樹脂,
脂肪族型エポキシ樹脂,脂環式エポキシ樹脂,フェノー
ルノボラック型エポキシ樹脂,オルソクレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂等があり、さらにそれらの臭素化物
を用いてもよい。また、これらのラジカル重合性の基を
有する樹脂を二種以上を混合して用いても良い。これら
はエポキシ基を有する化合物と併用するとガラス転移点
の高い硬化膜を得ることができるが、単独でも用いるこ
とができる。(a)が不飽和二重結合基を有する樹脂の
みである場合、光ラジカル発生剤を加える必要があり、
その例としては紫外光を吸収して開裂しラジカルを生じ
るや、あるいは水素引き抜き型のベンゾフェノン,ミヒ
ラーケトン,イソブチルキサントン等と水素供与体とし
て働くアルコール,チオール,アミンなどの組み合わせ
がある。これらは、二種以上を組み合わせて使用しても
良い。
【0026】(b)の例としては、テトラエトキシシラ
ン,テトラメトキシシラン,イソプロポキシシラン,メ
チルトリメトキシシラン,メチルトリエトキシシラン,
ビニルエトキシシラン,アリルエトキシシラン,3−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン,3−アミノプロピル
トリメトキシシラン,3−グリシジルオキシプロピルト
リメトキシシラン,テトラエトキシチタン,テトラエト
キシジルコニウム,テトラメトキシジルコニウム,ジル
コニウムプロポキシド,アルミニウムブトキシド,アル
ミニウムイソプロポキシド,ジルコニウムプロポキシ
ド,テトラエトキシ鉛,バリウムエトキシド,インジウ
ムアセチルアセトネート,亜鉛アセチルアセトネート,
酢酸鉛,ステアリン酸イットリウム,オキシ塩化アルミ
ニウム,オキシ塩化ジルコニウム,四塩化チタン等があ
り、これらに限定されず広くゾルゲル法に用いられる出
発物質が使用できる。これらを二種以上を併用しても良
い。また、これら及びその混合物をあらかじめ部分的に
縮合してなる化合物も使用できる。
ン,テトラメトキシシラン,イソプロポキシシラン,メ
チルトリメトキシシラン,メチルトリエトキシシラン,
ビニルエトキシシラン,アリルエトキシシラン,3−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン,3−アミノプロピル
トリメトキシシラン,3−グリシジルオキシプロピルト
リメトキシシラン,テトラエトキシチタン,テトラエト
キシジルコニウム,テトラメトキシジルコニウム,ジル
コニウムプロポキシド,アルミニウムブトキシド,アル
ミニウムイソプロポキシド,ジルコニウムプロポキシ
ド,テトラエトキシ鉛,バリウムエトキシド,インジウ
ムアセチルアセトネート,亜鉛アセチルアセトネート,
酢酸鉛,ステアリン酸イットリウム,オキシ塩化アルミ
ニウム,オキシ塩化ジルコニウム,四塩化チタン等があ
り、これらに限定されず広くゾルゲル法に用いられる出
発物質が使用できる。これらを二種以上を併用しても良
い。また、これら及びその混合物をあらかじめ部分的に
縮合してなる化合物も使用できる。
【0027】つづいて、(c)の光酸発生剤の例を挙げ
る。これは、(a)及び(b)の重合に使われる。たと
えば、種々のオニウム塩が挙げられ、BF4 -,PF6 -,
AsF6 -,SbF6 -を対アニオンとするスルホニウム
塩,ヨードニウム塩等がある。たとえば、スルホニウム
塩の例としては、トリフェニルスルホニウム塩,ジメチ
ルフェニルスルホニウム塩,ジフェニルベンジルスルホ
ニウム塩,トリトリルスルホニウム塩,4−ブトキシフ
ェニルジフェニルスルホニウム塩,トリス(4−フェノ
キシフェニル)スルホニウム塩,4−アセトキシ−フェ
ニルジフェニルスルホニウム塩,トリス(4−チオメト
キシフェニル)スルホニウム塩,ジ(メトキシナフチ
ル)メチルスルホニウム塩,ジメチルナフチルスルホニ
ウム塩、及びフェニルメチルベンキシルスルホニウム塩
などがある。ヨードニウム塩の例としては、ジフェニル
ヨードニウム塩,フェニル−2−チエニルヨードニウム
塩,ジ(2,4−メトキシフェニル)ヨードニウム塩,
ジ(3−メトキシカルボニルフェニル)ヨードニウム
塩,ジ(4−アセトアミドフェニル)ヨードニウム塩,
(4−オクチルオキシフェニル)フェニルヨードニウム
塩、などがある。また、ルイス酸を発生する鉄−アレン
化合物なども使用できる。これらは、二種以上を組み合
わせて使用しても良い。一方、光塩基発生剤の例として
は、フェニルグリオキシル酸のアンモニウム塩,o−ニ
トロベンゾイルカルバメイト、α,α−ジメチル−3,
5−ジメトキシベンジルオキシカルバメイト,コバルト
(III)アルキルアミン錯体,水酸化亜鉛+ピコリン酸グ
アニジン等が挙げられる。
る。これは、(a)及び(b)の重合に使われる。たと
えば、種々のオニウム塩が挙げられ、BF4 -,PF6 -,
AsF6 -,SbF6 -を対アニオンとするスルホニウム
塩,ヨードニウム塩等がある。たとえば、スルホニウム
塩の例としては、トリフェニルスルホニウム塩,ジメチ
ルフェニルスルホニウム塩,ジフェニルベンジルスルホ
ニウム塩,トリトリルスルホニウム塩,4−ブトキシフ
ェニルジフェニルスルホニウム塩,トリス(4−フェノ
キシフェニル)スルホニウム塩,4−アセトキシ−フェ
ニルジフェニルスルホニウム塩,トリス(4−チオメト
キシフェニル)スルホニウム塩,ジ(メトキシナフチ
ル)メチルスルホニウム塩,ジメチルナフチルスルホニ
ウム塩、及びフェニルメチルベンキシルスルホニウム塩
などがある。ヨードニウム塩の例としては、ジフェニル
ヨードニウム塩,フェニル−2−チエニルヨードニウム
塩,ジ(2,4−メトキシフェニル)ヨードニウム塩,
ジ(3−メトキシカルボニルフェニル)ヨードニウム
塩,ジ(4−アセトアミドフェニル)ヨードニウム塩,
(4−オクチルオキシフェニル)フェニルヨードニウム
塩、などがある。また、ルイス酸を発生する鉄−アレン
化合物なども使用できる。これらは、二種以上を組み合
わせて使用しても良い。一方、光塩基発生剤の例として
は、フェニルグリオキシル酸のアンモニウム塩,o−ニ
トロベンゾイルカルバメイト、α,α−ジメチル−3,
5−ジメトキシベンジルオキシカルバメイト,コバルト
(III)アルキルアミン錯体,水酸化亜鉛+ピコリン酸グ
アニジン等が挙げられる。
【0028】本発明の薄膜誘電体層の形成用感光性樹脂
に、樹脂特性を向上させるため、(a)成分(b)
(c)成分をどう選ぶかとは独立に、各種有機材料を添
加剤として加えることができる。使用できる添加剤とし
ては、例えばゴム成分,熱硬化触媒,光ラジカル発生
剤,難燃剤,硬化性樹脂,光酸あるいは塩基発生剤の増
感剤,熱可塑性樹脂などがある。
に、樹脂特性を向上させるため、(a)成分(b)
(c)成分をどう選ぶかとは独立に、各種有機材料を添
加剤として加えることができる。使用できる添加剤とし
ては、例えばゴム成分,熱硬化触媒,光ラジカル発生
剤,難燃剤,硬化性樹脂,光酸あるいは塩基発生剤の増
感剤,熱可塑性樹脂などがある。
【0029】ゴム成分は、感光層に可撓性を付与し、ク
ラックの発生を抑制するとともに電極との接着力を増す
ものである。その例としては、ポリブタジエン、及びそ
のエポキシ化物,末端にビニルやアミン,カルボキシル
基を有するアクリルニトリルブタジエンの共重合物、お
よび、それらのエポキシ樹脂との共重合物などがある。
これらのうち、二種以上を併用することができる。
ラックの発生を抑制するとともに電極との接着力を増す
ものである。その例としては、ポリブタジエン、及びそ
のエポキシ化物,末端にビニルやアミン,カルボキシル
基を有するアクリルニトリルブタジエンの共重合物、お
よび、それらのエポキシ樹脂との共重合物などがある。
これらのうち、二種以上を併用することができる。
【0030】熱硬化触媒とは、ラジカル重合性樹脂およ
びエポキシ樹脂を加熱により重合させる触媒であり、光
硬化反応で残存した樹脂を加熱により硬化するものであ
る。これにより光硬化剤のみで硬化した場合よりも感光
層の架橋密度が増してガラス転移点が高くなる。例とし
ては、前者としては各種の過酸化物やアジド化合物があ
り、後者の例としてはトリフェニルホスフィン,イミダ
ゾール等の各種のエポキシ樹脂の熱硬化触媒が挙げら
れ、特に好ましい例としては加熱により酸を発生する感
熱性のオニウム塩がある。後者の一例として、旭電化
(株)製、2−ブテニルテトラメチレンスルホニウムヘ
キサフロロアンチモネート(CP−66)などがある。
びエポキシ樹脂を加熱により重合させる触媒であり、光
硬化反応で残存した樹脂を加熱により硬化するものであ
る。これにより光硬化剤のみで硬化した場合よりも感光
層の架橋密度が増してガラス転移点が高くなる。例とし
ては、前者としては各種の過酸化物やアジド化合物があ
り、後者の例としてはトリフェニルホスフィン,イミダ
ゾール等の各種のエポキシ樹脂の熱硬化触媒が挙げら
れ、特に好ましい例としては加熱により酸を発生する感
熱性のオニウム塩がある。後者の一例として、旭電化
(株)製、2−ブテニルテトラメチレンスルホニウムヘ
キサフロロアンチモネート(CP−66)などがある。
【0031】光ラジカル発生剤は、不飽和二重結合を有
する有機化合物を加えた場合、その架橋に使われる。そ
の例としては、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニル
ケトン、α,α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェ
ノン、1,3−ジフェニル−2−プロパノン,ベンゾイ
ンブチルエーテル,2−メチル−1−[4−(メチルチ
オ)フェニル]−2−モンフォリノプロパン−1,2−
ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−
オン,2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−
モルフォリモフェニル)−ブタノン−1,ベンジルジメ
チルケタール,ジエトキシアセトフェノン,アシロキシ
ムエステル,ヒドロキシアセトフェノン,トリクロロア
セトフェノン,p−t−ブチルトリクロロアセトフェノ
ン,ジメトキシアセトフェノン,ジエトキシアセトフェ
ノン,1−フェニル−2−ヒドロキシ−2−メチルプロ
パン−1−オン,2−メチル−1−(4−メチルチオフ
ェニル)−2−モルホリノ−プロパン−1−オン,1−
ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン,チオキサン
ソン,置換チオキサンソン,メチル−o−ベンゾイルベ
ンゾエート,ベンゾイン,ベンゾインメチルエーテル,
ベンゾインエチルエーテル,ベンゾインプロピルエーテ
ル,ベンゾフェノン,ヒドロキシベンゾフェノン、等が
あり、これらに関わらず活性化光を吸収することでラジ
カルを生じる化合物が広く使用できる。また、これらを
複数併用してもよく、これらの開始剤助剤を更に添加す
ることもできる。
する有機化合物を加えた場合、その架橋に使われる。そ
の例としては、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニル
ケトン、α,α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェ
ノン、1,3−ジフェニル−2−プロパノン,ベンゾイ
ンブチルエーテル,2−メチル−1−[4−(メチルチ
オ)フェニル]−2−モンフォリノプロパン−1,2−
ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−
オン,2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−
モルフォリモフェニル)−ブタノン−1,ベンジルジメ
チルケタール,ジエトキシアセトフェノン,アシロキシ
ムエステル,ヒドロキシアセトフェノン,トリクロロア
セトフェノン,p−t−ブチルトリクロロアセトフェノ
ン,ジメトキシアセトフェノン,ジエトキシアセトフェ
ノン,1−フェニル−2−ヒドロキシ−2−メチルプロ
パン−1−オン,2−メチル−1−(4−メチルチオフ
ェニル)−2−モルホリノ−プロパン−1−オン,1−
ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン,チオキサン
ソン,置換チオキサンソン,メチル−o−ベンゾイルベ
ンゾエート,ベンゾイン,ベンゾインメチルエーテル,
ベンゾインエチルエーテル,ベンゾインプロピルエーテ
ル,ベンゾフェノン,ヒドロキシベンゾフェノン、等が
あり、これらに関わらず活性化光を吸収することでラジ
カルを生じる化合物が広く使用できる。また、これらを
複数併用してもよく、これらの開始剤助剤を更に添加す
ることもできる。
【0032】難燃剤は、通常使用される難燃剤あるいは
難燃助剤として知られるものならば広く使うことができ
る。たとえば、エポキシ,芳香族,脂肪族,脂環式系の
ハロゲン化物。赤リンや黄リン,非ハロゲンリン酸エス
テル,含ハロゲンリン酸エステル、ポリフォスフェー
ト,ポリフォスフォネート,含リンポリオール,ポリリ
ン酸といったリン系化合物。三酸化アンチモンなどのア
ンチモン系難燃剤が挙げられる。また、これらの中から
任意に選ばれる2種以上の難燃材を併用し、その相乗効
果を利用することもできる。これらの添加量は、有機成
分の総量を100重量部として2重量部以上あれば十分
である。少なければ十分に難燃性が発現せず、多ければ
解像度,接着力,めっき液汚染性などに悪影響を与える
ので、2〜15重量部の間で使用することが好ましい。
また、3〜10重量部含まれると、他の特性ともバラン
スのとれた材料となり、最も好ましい。
難燃助剤として知られるものならば広く使うことができ
る。たとえば、エポキシ,芳香族,脂肪族,脂環式系の
ハロゲン化物。赤リンや黄リン,非ハロゲンリン酸エス
テル,含ハロゲンリン酸エステル、ポリフォスフェー
ト,ポリフォスフォネート,含リンポリオール,ポリリ
ン酸といったリン系化合物。三酸化アンチモンなどのア
ンチモン系難燃剤が挙げられる。また、これらの中から
任意に選ばれる2種以上の難燃材を併用し、その相乗効
果を利用することもできる。これらの添加量は、有機成
分の総量を100重量部として2重量部以上あれば十分
である。少なければ十分に難燃性が発現せず、多ければ
解像度,接着力,めっき液汚染性などに悪影響を与える
ので、2〜15重量部の間で使用することが好ましい。
また、3〜10重量部含まれると、他の特性ともバラン
スのとれた材料となり、最も好ましい。
【0033】ゴム成分はめっきで形成する導体配線との
接着力を増す成分であり、少なすぎると接着力の増加が
認められず、多すぎると現像性が低下する。これは誘電
体層と下地電極及びめっきで形成される電極との接着力
を増す働きもあり、少なすぎると接着力の増加が認めら
れず、多すぎると現像性および感光層のガラス転移点が
低下する。熱硬化剤としてトリフェニルホスフィン系,
イミダゾール系を使用する場合、その添加量は1重量部
以下の範囲で使用することが望ましく、それ以上では光
硬化反応が阻害される場合がある。また、ラジカル重合
開始剤あるいはオニウム塩系を使用した場合は光硬化反
応が阻害されることはないものの、添加量が10重量部
を超えると硬化後の感光層が脆くなる傾向がある。熱硬
化剤は硬化後の感光層に求められるガラス転移点,弾性
率等の特性によりその種類,添加量を調整することがで
きる。
接着力を増す成分であり、少なすぎると接着力の増加が
認められず、多すぎると現像性が低下する。これは誘電
体層と下地電極及びめっきで形成される電極との接着力
を増す働きもあり、少なすぎると接着力の増加が認めら
れず、多すぎると現像性および感光層のガラス転移点が
低下する。熱硬化剤としてトリフェニルホスフィン系,
イミダゾール系を使用する場合、その添加量は1重量部
以下の範囲で使用することが望ましく、それ以上では光
硬化反応が阻害される場合がある。また、ラジカル重合
開始剤あるいはオニウム塩系を使用した場合は光硬化反
応が阻害されることはないものの、添加量が10重量部
を超えると硬化後の感光層が脆くなる傾向がある。熱硬
化剤は硬化後の感光層に求められるガラス転移点,弾性
率等の特性によりその種類,添加量を調整することがで
きる。
【0034】本感光性樹脂組成物はメチルエチルケト
ン,トルエン,キシレン,メチルセルソルブ,ブチルセ
ルソルブ,カルビトール,ブチルカルビトール,酢酸エ
チル,酢酸ブチル,セルソルブアセテート,テトラヒド
ロフラン等の汎用有機溶剤のワニスとして保存,使用で
きる。好ましい固形分濃度は30〜80重量%であり、
スプレー,印刷等の薄膜形成法により調整する。
ン,トルエン,キシレン,メチルセルソルブ,ブチルセ
ルソルブ,カルビトール,ブチルカルビトール,酢酸エ
チル,酢酸ブチル,セルソルブアセテート,テトラヒド
ロフラン等の汎用有機溶剤のワニスとして保存,使用で
きる。好ましい固形分濃度は30〜80重量%であり、
スプレー,印刷等の薄膜形成法により調整する。
【0035】この感光性樹脂組成物の水性現像液として
は、水溶性の高沸点有機溶剤の水溶液、または高沸点有
機溶剤の水溶液にアルカリ成分を添加したものが使用さ
れる。水性有機溶剤としては2−ブトキシエタノール、
2,2′−ブトキシエトキシエタノール等が好ましく用
いられ、アルカリ成分としては水酸化ナトリウム,水酸
化カリウム,水酸化テトラメチルアンモニウム,ホウ砂
等が使用される。水性有機溶剤の濃度は引火性が生じな
い10〜80重量%程度,アルカリ成分の濃度は1〜2
0重量%程度の範囲で使用することが望ましい。
は、水溶性の高沸点有機溶剤の水溶液、または高沸点有
機溶剤の水溶液にアルカリ成分を添加したものが使用さ
れる。水性有機溶剤としては2−ブトキシエタノール、
2,2′−ブトキシエトキシエタノール等が好ましく用
いられ、アルカリ成分としては水酸化ナトリウム,水酸
化カリウム,水酸化テトラメチルアンモニウム,ホウ砂
等が使用される。水性有機溶剤の濃度は引火性が生じな
い10〜80重量%程度,アルカリ成分の濃度は1〜2
0重量%程度の範囲で使用することが望ましい。
【0036】本発明の感光性樹脂組成物による多層配線
板の作成例を図1および図2の模式図で説明する。
板の作成例を図1および図2の模式図で説明する。
【0037】ここで、1は(a)構造中に少なくとも一
つ以上のエポキシ基あるいは不飽和二重結合を有する有
機化合物、およびそれらの混合物、(b)金属アルコキ
シド,金属アセチルアセトネート,金属有機酸塩,無機
塩化物,無機オキシ酸塩のうちから任意にえらばれるす
くなくとも一種以上の化合物あるいはその部分加水分解
縮合物、(c)光酸発生剤あるいは光塩基発生剤、とを
必須成分とする薄膜誘電体であり、これらからなる溶液
を下側電極2上に塗布,スプレー,スピンコートなどを
行い乾燥して溶剤を除去し薄膜層を形成した後、任意の
形状のマスクを介して高圧水銀灯などの活性光源を用い
ることにより硬化,現像し未露光部分を取り除くことで
複雑な形状を形成することができる。また、ここで任意
の形状を得るためレーザ穴明けを併用しても良い。薄膜
誘電体部分を上部から見た図が、図2である。
つ以上のエポキシ基あるいは不飽和二重結合を有する有
機化合物、およびそれらの混合物、(b)金属アルコキ
シド,金属アセチルアセトネート,金属有機酸塩,無機
塩化物,無機オキシ酸塩のうちから任意にえらばれるす
くなくとも一種以上の化合物あるいはその部分加水分解
縮合物、(c)光酸発生剤あるいは光塩基発生剤、とを
必須成分とする薄膜誘電体であり、これらからなる溶液
を下側電極2上に塗布,スプレー,スピンコートなどを
行い乾燥して溶剤を除去し薄膜層を形成した後、任意の
形状のマスクを介して高圧水銀灯などの活性光源を用い
ることにより硬化,現像し未露光部分を取り除くことで
複雑な形状を形成することができる。また、ここで任意
の形状を得るためレーザ穴明けを併用しても良い。薄膜
誘電体部分を上部から見た図が、図2である。
【0038】ここで活性化光源を用いるのは(c)が酸
あるいは塩基を発生し、(a)が架橋を起こすととも
に、触媒の働きをし(b)が脱水縮合を起こし無機微粒
子を形成し、図示した高誘電率の薄膜層とするためであ
る。更にこの誘電体薄膜上に電極2を低温のスパッタ、
あるいはめっき等の方法で形成し、配線3で半導体チッ
プ6やその他の素子と結ぶことができる。この多層配線
板の出発材は、7で示される有機配線基板で、銅貼積層
板をエッチング加工したもの、あるいは積層板にアディ
ティブ法で配線を形成したものが使用できる。導体配線
が銅の場合は、公知の銅表面粗化,酸化膜形成,酸化膜
還元、またはニッケルめっき等を施すことによって導体
配線と感光層との接着力を増すことができる。絶縁層4
はビルドアップ方式プリント配線板に使用される有機絶
縁体が広く適用できる。例えば、ポリイミド,感光性エ
ポキシ樹脂,ベンゾシクロブテン、といった材料であ
る。絶縁層4の形成方法としては、逐次絶縁層を形成し
た後、上下層の配線を結合するビアホールをレーザ等で
穴明けしてもよいし、感光性樹脂を用いてビアホールを
形成しても良い。また、配線を形成したフィルム、ある
いは配線のないフィルムを接着した後ビアホールを形成
する方法をとることもできる。表裏の配線、および内層
の配線はスルーホール5で導通させることができる。ビ
アホール内は、アルカリ性溶液,クロム酸混液,過マン
ガン酸水溶液等での粗化した後、中和,粗化残渣の除
去,めっき触媒の付与,活性化を行い化学めっき、また
は、化学めっきと電気めっきを併用することで行うこと
ができる。
あるいは塩基を発生し、(a)が架橋を起こすととも
に、触媒の働きをし(b)が脱水縮合を起こし無機微粒
子を形成し、図示した高誘電率の薄膜層とするためであ
る。更にこの誘電体薄膜上に電極2を低温のスパッタ、
あるいはめっき等の方法で形成し、配線3で半導体チッ
プ6やその他の素子と結ぶことができる。この多層配線
板の出発材は、7で示される有機配線基板で、銅貼積層
板をエッチング加工したもの、あるいは積層板にアディ
ティブ法で配線を形成したものが使用できる。導体配線
が銅の場合は、公知の銅表面粗化,酸化膜形成,酸化膜
還元、またはニッケルめっき等を施すことによって導体
配線と感光層との接着力を増すことができる。絶縁層4
はビルドアップ方式プリント配線板に使用される有機絶
縁体が広く適用できる。例えば、ポリイミド,感光性エ
ポキシ樹脂,ベンゾシクロブテン、といった材料であ
る。絶縁層4の形成方法としては、逐次絶縁層を形成し
た後、上下層の配線を結合するビアホールをレーザ等で
穴明けしてもよいし、感光性樹脂を用いてビアホールを
形成しても良い。また、配線を形成したフィルム、ある
いは配線のないフィルムを接着した後ビアホールを形成
する方法をとることもできる。表裏の配線、および内層
の配線はスルーホール5で導通させることができる。ビ
アホール内は、アルカリ性溶液,クロム酸混液,過マン
ガン酸水溶液等での粗化した後、中和,粗化残渣の除
去,めっき触媒の付与,活性化を行い化学めっき、また
は、化学めっきと電気めっきを併用することで行うこと
ができる。
【0039】このような有機配線板に半導体パッケージ
を搭載して作成したマルチチップモジュールの模式図が
図5である。
を搭載して作成したマルチチップモジュールの模式図が
図5である。
【0040】
【発明の実施の形態】〔実施例1〜6〕表1に夲発明の
実施例1〜5と比較例1〜2の感光性樹脂組成物の組成
を記載した。各成分を1−アセトキシ2−エトキシエタ
ンに溶解,分散して固形分濃度30wt%のワニスを作
成した。
実施例1〜5と比較例1〜2の感光性樹脂組成物の組成
を記載した。各成分を1−アセトキシ2−エトキシエタ
ンに溶解,分散して固形分濃度30wt%のワニスを作
成した。
【0041】
【表1】
【0042】Ep−828:油化シェルエポキシ(株)
製、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(189g/eq) Ep−807:油化シェルエポキシ(株)製、ビスフェ
ノールF型エポキシ樹脂(168g/eq) ESCN−195:住友化学(株)製、クレゾールノボ
ラック型エポキシ樹脂(198g/eq) KRM−2650:旭電化(株)製、クレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂(220g/eq) HP−180R:日立化成(株)製、レゾール樹脂 PSF2803:日本化薬(株)製、メタパラフェノー
ルノボラック樹脂 DPCA−60:日本化薬(株)製、アクリレートオリ
ゴマー SP−70:日本化薬(株)製、トリアリルスルホニウ
ムヘキサフロロアンチモネート GTMS:和光純薬(株)製、3−グリシジルオキシプ
ロピルトリメトキシシラン TEOS:和光純薬(株)製、テトラエトキシシラン Ti(i−Pr)4:和光純薬(株)製、テトライソプロ
ポキシチタン DT−8208:大都産業(株)製、エポキシ変性ゴム CP−66:旭電化(株)製、2−ブテニルテトラメチ
レンスルホニウムヘキサフロロアンチモネート ペレノールS43:サンノプコ(株)製、ポリシロキサ
ン共重合体 (1)現像性の評価 アルミと銅の二層構造を有する金属箔(三井金属(株)
製、UTC箔50μm厚)の銅表面に感光性樹脂ワニス
をバーコーターで塗布し、120℃で15分乾燥し、膜
厚約20μmの感光層を有する試料を作製した。
製、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(189g/eq) Ep−807:油化シェルエポキシ(株)製、ビスフェ
ノールF型エポキシ樹脂(168g/eq) ESCN−195:住友化学(株)製、クレゾールノボ
ラック型エポキシ樹脂(198g/eq) KRM−2650:旭電化(株)製、クレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂(220g/eq) HP−180R:日立化成(株)製、レゾール樹脂 PSF2803:日本化薬(株)製、メタパラフェノー
ルノボラック樹脂 DPCA−60:日本化薬(株)製、アクリレートオリ
ゴマー SP−70:日本化薬(株)製、トリアリルスルホニウ
ムヘキサフロロアンチモネート GTMS:和光純薬(株)製、3−グリシジルオキシプ
ロピルトリメトキシシラン TEOS:和光純薬(株)製、テトラエトキシシラン Ti(i−Pr)4:和光純薬(株)製、テトライソプロ
ポキシチタン DT−8208:大都産業(株)製、エポキシ変性ゴム CP−66:旭電化(株)製、2−ブテニルテトラメチ
レンスルホニウムヘキサフロロアンチモネート ペレノールS43:サンノプコ(株)製、ポリシロキサ
ン共重合体 (1)現像性の評価 アルミと銅の二層構造を有する金属箔(三井金属(株)
製、UTC箔50μm厚)の銅表面に感光性樹脂ワニス
をバーコーターで塗布し、120℃で15分乾燥し、膜
厚約20μmの感光層を有する試料を作製した。
【0043】本試料に直径1〜30μm(5μm毎)の
ビアホールマスクを介して超高圧水銀ランプの白色光を
3J/cm2 照射し、次いで120℃で15分間加熱して
硬化を促進した。下記、現像液でスプレー現像し、解像
度として現像可能なビアホール径と厚さとの比(アスペ
クト比)で評価した。
ビアホールマスクを介して超高圧水銀ランプの白色光を
3J/cm2 照射し、次いで120℃で15分間加熱して
硬化を促進した。下記、現像液でスプレー現像し、解像
度として現像可能なビアホール径と厚さとの比(アスペ
クト比)で評価した。
【0044】〔現像液の組成〕 2,2′−ブトキシエトキシエタノール:10g 15%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液:10g 純水:20g (2)ガラス転移温度の測定 上と同様にして厚膜(約500μm)を作成し、(1)
120℃で15分乾燥、(2)露光3J/cm2 、(3)
120℃で15分間加熱、(4)140℃で30分間加
熱、(5)180℃で120分間加熱、のスケジュール
で硬化を進めた。硬化フィルムを30mm×5mmの大きさ
に切断して試料を作製した。ガラス転移温度はアイティ
ー計測制御(株)製DVA−200を用いて動的粘弾性
を測定してtanδ から求めた。測定条件は支点間距離2
0mm,測定周波数10Hz,昇温速度5℃/分,測定範
囲,室温〜300℃である。
120℃で15分乾燥、(2)露光3J/cm2 、(3)
120℃で15分間加熱、(4)140℃で30分間加
熱、(5)180℃で120分間加熱、のスケジュール
で硬化を進めた。硬化フィルムを30mm×5mmの大きさ
に切断して試料を作製した。ガラス転移温度はアイティ
ー計測制御(株)製DVA−200を用いて動的粘弾性
を測定してtanδ から求めた。測定条件は支点間距離2
0mm,測定周波数10Hz,昇温速度5℃/分,測定範
囲,室温〜300℃である。
【0045】(3)誘電特性の測定 図4に誘電率測定用試験片の例を示す。銅箔付きのガラ
スエポキシ基板の銅箔を全面エッチアウトしたガラスエ
ポキシ基板21上に、ビルドアップ基板作成用感光性樹
脂BL9700(日立化成工業(株)製)20を塗布
し、露光,硬化したうえに、あらかじめ図に示される電
極18を形成した上に表1に示される組成の感光性樹脂
をスピンコートで作成し、(1)90℃で15分乾燥、
(2)露光3J/cm2 、(3)現像、(4)120℃で
15分間加熱、(5)140℃で30分間加熱、(6)
180℃で120分間加熱、のスケジュールで硬化を進
めた。さらにそのうえに電極18をスパッタで形成し
た。
スエポキシ基板の銅箔を全面エッチアウトしたガラスエ
ポキシ基板21上に、ビルドアップ基板作成用感光性樹
脂BL9700(日立化成工業(株)製)20を塗布
し、露光,硬化したうえに、あらかじめ図に示される電
極18を形成した上に表1に示される組成の感光性樹脂
をスピンコートで作成し、(1)90℃で15分乾燥、
(2)露光3J/cm2 、(3)現像、(4)120℃で
15分間加熱、(5)140℃で30分間加熱、(6)
180℃で120分間加熱、のスケジュールで硬化を進
めた。さらにそのうえに電極18をスパッタで形成し
た。
【0046】このコンデンサをLCRメーターで周波数
1MHzにおける容量を評価して、別途測定した膜厚か
ら誘電体の誘電率を求めた。薄膜の厚みはほぼ0.55
μmで、電極の実効面積は3×2mmである。
1MHzにおける容量を評価して、別途測定した膜厚か
ら誘電体の誘電率を求めた。薄膜の厚みはほぼ0.55
μmで、電極の実効面積は3×2mmである。
【0047】表2に得られた感光性樹脂の特性を比較例
の値とともに示す。
の値とともに示す。
【0048】〔比較例1〜3〕比較例1〜3は、実施例
と同様の感光性樹脂に、以下に示す高誘電率セラミック
ス粉体を加えた。組成の詳細は表1に示す。
と同様の感光性樹脂に、以下に示す高誘電率セラミック
ス粉体を加えた。組成の詳細は表1に示す。
【0049】T1:BaTiO3平均粒径0.1μm(誘
電率〜4400) T2:BaTiO3平均粒径1.43μm(誘電率〜35
00) T3:TiO2平均粒径0.05μm(誘電率〜98) (1)現像性の評価 実施例の評価と同様にして行った。
電率〜4400) T2:BaTiO3平均粒径1.43μm(誘電率〜35
00) T3:TiO2平均粒径0.05μm(誘電率〜98) (1)現像性の評価 実施例の評価と同様にして行った。
【0050】(2)ガラス転移温度の測定 実施例の評価と同様にして行った。
【0051】(3)誘電特性の測定 実施例の評価と同様にして行った。ただし、厚みは実施
例の様に薄くできなかったので、ほぼ10μmで調整し
た。
例の様に薄くできなかったので、ほぼ10μmで調整し
た。
【0052】〔比較例4,5〕比較例4は(c)成分で
ある酸発生剤および塩基発生剤を含まない例であり、比
較例5は(b)成分を含まない感光性樹脂の一例であ
る。
ある酸発生剤および塩基発生剤を含まない例であり、比
較例5は(b)成分を含まない感光性樹脂の一例であ
る。
【0053】表2に得られた感光性樹脂の特性を比較例
の値とともに示す。
の値とともに示す。
【0054】
【表2】
【0055】〔実施例7〕黒化還元処理を行った内層配
線3を有する有機配線基板(BTレジン基板)7上に、
感光性樹脂BL9700(日立化成工業(株)製)を用
いて絶縁層4を形成する。上記感光性樹脂層をビアホー
ルマスク(図示省略)を介して2.5J/cm2 露光し
た。ここで露光に使用する光源は、高圧水銀灯を用い
た。120℃で15分間加熱した後、未露光部を現像液
にて溶解除去してビアホール15を形成する。その後、
後硬化として140℃で30分間加熱した。
線3を有する有機配線基板(BTレジン基板)7上に、
感光性樹脂BL9700(日立化成工業(株)製)を用
いて絶縁層4を形成する。上記感光性樹脂層をビアホー
ルマスク(図示省略)を介して2.5J/cm2 露光し
た。ここで露光に使用する光源は、高圧水銀灯を用い
た。120℃で15分間加熱した後、未露光部を現像液
にて溶解除去してビアホール15を形成する。その後、
後硬化として140℃で30分間加熱した。
【0056】次いで、絶縁層4の表面およびビアホール
内を酸化剤で粗化し、めっき触媒の付与,めっきレジス
トの形成並びにパターン作成,触媒の活性化、さらに無
電解めっき等の通常のフルアディティブ法により配線を
形成する。最後に、180℃で120分間加熱し、めっ
きレジストを除去して第1層目とした。以上を繰り返し
多層化を行った。この上に、実施例1の感光性樹脂をス
プレーして乾燥した。パターン上の所定の電極2上に、
誘電体層1が位置するようにマスクを配し、露光,現
像,硬化を上記したように行う。ここで誘電体層10の
厚さを1μmに調節した。この上にめっきレジストを形
成し、電極2′を先と同様に作った。以上を繰り返し多
層化を行い、最終的にスルーホール5を形成、半導体チ
ップ6の搭載を行い最終製品とする。
内を酸化剤で粗化し、めっき触媒の付与,めっきレジス
トの形成並びにパターン作成,触媒の活性化、さらに無
電解めっき等の通常のフルアディティブ法により配線を
形成する。最後に、180℃で120分間加熱し、めっ
きレジストを除去して第1層目とした。以上を繰り返し
多層化を行った。この上に、実施例1の感光性樹脂をス
プレーして乾燥した。パターン上の所定の電極2上に、
誘電体層1が位置するようにマスクを配し、露光,現
像,硬化を上記したように行う。ここで誘電体層10の
厚さを1μmに調節した。この上にめっきレジストを形
成し、電極2′を先と同様に作った。以上を繰り返し多
層化を行い、最終的にスルーホール5を形成、半導体チ
ップ6の搭載を行い最終製品とする。
【0057】〔実施例8〕黒化還元処理を行った内層配
線を有する有機配線基板(FR4ガラスエポキシ基板)
17上に、感光性樹脂BL9700(日立化成工業
(株)製)を用いて有機絶縁体13を形成する。上記感
光性樹脂層をビアホールマスク(図示省略)を介して
2.5J/cm2露光した。ここで露光に使用する光源は、
高圧水銀灯を用いた。120℃で15分間加熱した後、
未露光部を現像液にて溶解除去してビアホール15を形
成する。その後、後硬化として140℃で30分間加熱
した。
線を有する有機配線基板(FR4ガラスエポキシ基板)
17上に、感光性樹脂BL9700(日立化成工業
(株)製)を用いて有機絶縁体13を形成する。上記感
光性樹脂層をビアホールマスク(図示省略)を介して
2.5J/cm2露光した。ここで露光に使用する光源は、
高圧水銀灯を用いた。120℃で15分間加熱した後、
未露光部を現像液にて溶解除去してビアホール15を形
成する。その後、後硬化として140℃で30分間加熱
した。
【0058】次いで、有機絶縁体13の表面およびビア
ホール内を酸化剤で粗化し、めっき触媒の付与,めっき
レジストの形成並びにパターン作成,触媒の活性化、さ
らに無電解めっき等の通常のフルアディティブ法により
配線を形成する。最後に、180℃で120分間加熱
し、めっきレジストを除去して第1層目とした。この上
に、実施例2の感光性樹脂をスプレーして乾燥した。パ
ターン上の所定の電極11上に、誘電体層10が位置す
るようにマスクを配し、露光,現像,硬化を上記したよ
うに行う。ここで誘電体層10の厚さを1μmに調節し
た。この上にめっきレジストを形成し、電極11′を先
と同様に作った。以上を繰り返し多層化を行い、最終的
にスルーホール14を形成、半導体チップ16の搭載を
行い最終製品とする。
ホール内を酸化剤で粗化し、めっき触媒の付与,めっき
レジストの形成並びにパターン作成,触媒の活性化、さ
らに無電解めっき等の通常のフルアディティブ法により
配線を形成する。最後に、180℃で120分間加熱
し、めっきレジストを除去して第1層目とした。この上
に、実施例2の感光性樹脂をスプレーして乾燥した。パ
ターン上の所定の電極11上に、誘電体層10が位置す
るようにマスクを配し、露光,現像,硬化を上記したよ
うに行う。ここで誘電体層10の厚さを1μmに調節し
た。この上にめっきレジストを形成し、電極11′を先
と同様に作った。以上を繰り返し多層化を行い、最終的
にスルーホール14を形成、半導体チップ16の搭載を
行い最終製品とする。
【0059】〔実施例9〕図5は実施例8で作成した有
機配線板に半導体パッケージ23を搭載したマルチチッ
プモジュールである。
機配線板に半導体パッケージ23を搭載したマルチチッ
プモジュールである。
【0060】
【発明の効果】本発明では高誘電率セラミックス粉体を
加える方法と比べ、薄膜化が容易で、表2に示すように
従来法に比べ容量の高いキャパシタを形成できる。ま
た、高誘電率の薄膜層を低温で形成することができるの
で、受動素子であるキャパシタを有機基板内に形成で
き、小型化,高密度化した多層配線板を提供できる。ス
ルーホールを形成することもでき、そのホールのアスペ
クト比も従来法の感光性樹脂と比べ高く、複雑な形状に
対応できる。このような多層配線板を用いることによ
り、より高密度なマルチチップモジュールを提供するこ
とができる。
加える方法と比べ、薄膜化が容易で、表2に示すように
従来法に比べ容量の高いキャパシタを形成できる。ま
た、高誘電率の薄膜層を低温で形成することができるの
で、受動素子であるキャパシタを有機基板内に形成で
き、小型化,高密度化した多層配線板を提供できる。ス
ルーホールを形成することもでき、そのホールのアスペ
クト比も従来法の感光性樹脂と比べ高く、複雑な形状に
対応できる。このような多層配線板を用いることによ
り、より高密度なマルチチップモジュールを提供するこ
とができる。
【図1】本発明の多層配線板を示した模式断面図であ
る。
る。
【図2】図1に示される夲発明のキャパシタにおける薄
膜誘電体の上部より見た模式図である。
膜誘電体の上部より見た模式図である。
【図3】本発明の多層配線板を示した模式断面図であ
る。
る。
【図4】誘電率測定用サンプルの模式図である。
【図5】夲発明の多層配線板を用いたマルチチップモジ
ュールを示した模式図である。
ュールを示した模式図である。
1,8…薄膜誘電体、2,2′,11,11′,18…
電極、3,12,24…配線、4…絶縁層、5,14…
スルーホール、6,16…半導体チップ、7,17,2
6…有機配線基板、9…ビア、10,19…誘電体層、
13…有機絶縁体、15,25…ブラインドビアホー
ル、20…感光性エポキシ樹脂、21…ガラスエポキシ
基板、22…キャパシタ、23…半導体パッケージ。
電極、3,12,24…配線、4…絶縁層、5,14…
スルーホール、6,16…半導体チップ、7,17,2
6…有機配線基板、9…ビア、10,19…誘電体層、
13…有機絶縁体、15,25…ブラインドビアホー
ル、20…感光性エポキシ樹脂、21…ガラスエポキシ
基板、22…キャパシタ、23…半導体パッケージ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H05K 1/16 H05K 1/16 D 3/46 3/46 Q N
Claims (9)
- 【請求項1】有機樹脂に無機充填剤が分散してなる誘電
率が25以上で膜厚が1.5μm 以下であることを特徴
とする薄膜誘電体。 - 【請求項2】無機充填剤が、有機樹脂中で金属アルコキ
シド,アルキル化金属アルコキシド,金属アセチルアセ
トネート,金属有機酸塩,無機塩化物,無機オキシ酸塩
の化合物およびその部分縮合物の中の少なくとも一種の
混合物を縮合してなる0.8μm以下の粒径を有する無
機充填剤であることを特徴とする請求項1に記載の薄膜
誘電体。 - 【請求項3】電極間に薄膜誘電体層が介在してなるキャ
パシタを回路中に形成した多層配線板において、前記薄
膜誘電体層が誘電率が25以上で膜厚が1.5μm 以下
であることを特徴とする多層配線板。 - 【請求項4】少なくともキャパシタと半導体チップを搭
載してなるモジュール基板において、前記キャパシタが
誘電率25以上で膜厚1.5μm 以下の薄膜誘電体を電
極間に介在させてなることを特徴とするモジュール基
板。 - 【請求項5】少なくともキャパシタと半導体チップを搭
載してなるモジュール基板において、前記キャパシタ
が、有機樹脂中で金属アルコキシド,アルキル化金属ア
ルコキシド,金属アセチルアセトネート,金属有機酸
塩,無機塩化物,無機オキシ酸塩の化合物およびその部
分縮合物の中の少なくとも一種の混合物を縮合してなる
無機充填剤を含む薄膜誘電体からなることを特徴とする
モジュール基板。 - 【請求項6】上下の導体層を接続するブラインドビアホ
ールを有し且つ少なくとも一つの導体層上に薄膜誘電体
と電極からなるキャパシタを有する多層配線板におい
て、前記薄膜誘電体が請求項1あるいは請求項2の薄膜
誘電体からなることを特徴とする多層配線板。 - 【請求項7】(a)構造中に少なくとも一つ以上のエポ
キシ基あるいは不飽和二重結合を有する有機化合物、
(b)金属アルコキシド,アルキル化金属アルコキシ
ド,金属アセチルアセトネート,金属有機酸塩,無機塩
化物,無機オキシ酸塩の中の少なくとも一種の化合物お
よびその部分縮合物、(c)光酸発生剤あるいは光塩基
発生剤、とを含有してなることを特徴とする薄膜誘電
体。 - 【請求項8】回路にキャパシタを有する多層配線板の製
造方法において、(i)電極および回路を形成する工
程、(ii)電極間に有機樹脂中に無機充填剤を分散させ
てなる薄膜誘電体層を形成させる工程、(iii)活性化光
による露光、および現像を用いて前記薄膜誘電体層を任
意の形状に形成する工程、を少なくとも含む多層配線板
の製造方法。 - 【請求項9】回路にキャパシタを有するモジュール基板
の製造方法において、(i)電極および回路を形成する
工程、(ii)電極間に有機樹脂中に無機充填剤を分散さ
せてなる薄膜誘電体層を形成させる工程、(iii)活性化
光による露光、および現像を用いて前記薄膜誘電体層を
任意の形状に形成する工程、を少なくとも含むモジュー
ル基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10062509A JPH11260148A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 薄膜誘電体とそれを用いた多層配線板とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10062509A JPH11260148A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 薄膜誘電体とそれを用いた多層配線板とその製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003347729A Division JP2004111400A (ja) | 2003-10-07 | 2003-10-07 | 薄膜誘電体とそれを用いた多層配線板とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11260148A true JPH11260148A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=13202228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10062509A Pending JPH11260148A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 薄膜誘電体とそれを用いた多層配線板とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11260148A (ja) |
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