JPS6180896A - 多層配線基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、少なくとも２個以上のＬＳＩテップあるいは
チップキャリアを直接搭載することが可能な有機材料系
の高密度多層配線基板に関する。

〔発明の背景〕

従来の多層配線基板について、以下図面に基づい℃説明
する。

第２図及び第６図は、それぞれ従来の多層配線基板の断
面概略図である。　　　、 第２図において、符号１及び４は積層セラミック基板、
２は配線導体、３はスルーホールを意味する。また第３
図において、符号５は絶縁樹脂層、６はセラミック基板
、７及び９は配線導体、８はスルーホール、１０は導通
穴を意味する。

第２図に示す従来の多層配線板はセラミック板を多層に
積層し、その間隙に高融点金属系の導体配線層を形成し
たものである。

第３図に示す構造はセラミック基板上に焼成等の方法に
よって固化可能な絶縁ペースト等を絶縁層として用いる
ことにより、導体配線層と上記絶縁層とｔ積上げて多層
化したものである。

前者の構造では、セラミック板が焼成前の生シート、い
わゆるグリーンシートの状態の時に、その表面にモリブ
デンやタングステンなどの高融点金屑系の導体ペースト
を配線パターン状に印刷し、各層を位置合せして積ｊ脅
し、同時に焼成することにより固化させるという製法が
用いられている。しかし、グリーン７−トの状態で、導
体パターンの印刷、位置合せ等の高ｆｌＫを要求される
作業が行われるため、焼成固化後に現われる寸法誤差が
大きく、導体パターンの実現可能な最小寸法はたかだか
１００μｍ１格子間隔５００μｍ程度である。更に、導
体層とセラミック板が同時に焼成によつ℃形成されるた
め、導体ｍの材料としては、高温においても反応性の低
い高融点全屈系を用いる必要があり、これらの金属はい
ずれも導電性の面で銅や銀に劣るという欠点があった。

後者では、絶縁層としてセラミック系のものｔ用いるこ
とも、有機高分子材料を用いることも可能なため、導体
層の材料としては特に制約が無く線幅３０μｍ１格子間
隔２００〜３００μ気程度のものも実現可能である。

しかし、後者の場合、セラミック基板上に、絶縁層を積
上げた場合、セラミック基板と絶縁層の熱膨張収縮差が
生じ、全体に反りが生じたり、層間はく離を生じるため
、高多層化を進める上では大きなネックとなっている。

そのため、セラミック基板と絶縁層の厚み比や材料等に
制約がでてくる。

〔発明の目的〕

本祐明の目的は、前述した問題点χ解決した高密度多層
配線基板を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明を概説すれば、本発明は多層配線基板に関する発
明であって、導体パターンと絶縁層とを交互に有した多
層配線層における絶縁層が有機系ポリマーを必須成分と
する層であり、かつ該多層配線層化、耐熱性及び熱放散
性が優れかつ熱膨張率の小さい基板の両面に有する構造
であることを特徴とする。

本発明の構造により、多層配線層の低熱膨張化と反り発
生の問題が解決された。

また、上記絶縁層として無機あるいは有機繊維で補強さ
れた有機系ポリマーを用いれば、更に多層配線層の低熱
膨張化が図れることを見出した。

本発明における耐熱性及び熱放散性が優れかつ熱膨張率
の小さい基板としては各種の公知のもの、例えば、セラ
ミック、導電材料があるが、中でも特にセラミック基板
を用いると、低熱膨張化を達成し、かつ反りを低減する
のに大きな効果が奏せられると共に、作成工程も簡便で
あることを確認した。

本発明の多層配線基板を製造するには、例えば無機繊維
で補強された樹脂板の上下に導体配線を形成させた両面
配線板な、無機繊維に半硬化の樹脂ヲ塗布したプリプレ
グシートで多数枚同時に加熱加圧下で接着させて多層化
させる。

このとき、接着層の樹脂は加熱により重合して硬化する
。

次に、各層導体間の導通化のため、マイクロドリル又は
レーザ等により穴あｌ’に行い、金属めっき又は金属蒸
着等によりスルーホール導体を形成させる。更に上記多
層配線層化セラミック基板の上下に上記プリプレグシー
トを介して一体化接着させる。このとき、セラミック基
板の上下の多層配線層は独立に機能しても良いし、上下
の接続を必要とする場合は、セラミック基板にあらかじ
め接続部に穴あけｔ行い穴内部を導電化処理しておいて
上下の配線層’に７１１気的に、接続しても良いし、一
体化した後、接続部に穴あけを行い導電化しても良い。

また、セラミック基板の上下の配線層は必ずしも同じで
ある必要はなく、その機能に応じて選択できる。ただし
、上下の多層配線層の厚さはできるだけ同じにすること
が好ましい。また、厚み比が異なつ℃も本発明の効果は
あるが、６：１〜１：３の範囲で選択するのが良い。

また、多層配線層のトータル厚さとセラミソり基板の厚
さは、要求される熱膨張率により自由に選択できる。

本）６明の多層配線基板を製造するには、前記の基板の
両面に一体化接着させる方式の代りに、セラミック基板
の上下に一層ずつ絶縁層及び配置層を逐次積層していく
方式を用いてもよく、その効果は同様に達成される。

本９６明の高密度配服基板の場合、多層化接着時の寸法
収猫率はせいぜい０．０２〜０．０６チ程肢であり、従
来のセラミックグリーンシート法の１２〜１４チに比べ
て極端に小さいため多層化時の位置精度が大幅に向上し
、例えば格子間隔５００μｍ間に３０μ毒幅の配線を３
〜５本用いろことも可能になる。そして、多層化接着時
の加熱温度が５００℃以下で行えるため、ｉ多体金属に
、１１４のような等電性の良い金属を使用することがで
きる。また、絶縁ノ０の誘電率がセラミンク基板よりは
るかに低いため演算速度の点でも有利になる。

一般に、無機繊維を補強材に用いた多層基板の場合、平
面方向の熱膨張率が９〜１２Ｘ１０−’ｗａ／　＋ｍ　
／　℃と通常のＬＳＩチップの場合の４×１０−６■／
　ｓａ／　ＣＫ比べて犬ぎい。このため、無機繊維を補
強材に用いた多層基板にＬＳＩチップを直接搭載した場
合、ヒートサイクル時の熱膨張差により、ＬＳＩと基板
間の十分な接続信頼性が得られなかった。そこで、本発
明でを工、無機繊維を補強材としたものに限らず、有機
系ポリマーの多層基板な熱膨張率の小さいセラミック基
板の両側に張合せて使用した結果、多層基板の熱壓張率
が小さくなりかつ反りもないため、ＬＳＩチップをその
表面Ｋ例えばＣＣＢＫより直接搭載することが可能にな
り、ＬＳＩチップと多層基板との接続信頼性が大幅に向
上することがわかった。

本発明でいう有機繊維とし１：はポリアラミド系の繊維
があり、無機繊維としてはＳｉＯ２，Ａ／４０ｓ。

等を成分とするＥ−ガラス、Ｃ−ガラス、Ａ−ガラス、
Ｓ−ガラス、Ｄ−ガラス、ＹＭ−５１−Ａ−ガラス及び
石英を使用したＱ−ガラス等の各種ガラス繊維がある。

また、有機繊維と無機繊維の混紡あるいは併用も効果が
ある。

そして、樹脂としては、通常のエポキシ樹脂、フェノー
ル系ｉＡ脂等の熱硬化性樹脂が使用できるが、好ましく
は付加重合型のポリイミド系樹脂、脱水稲合曵のポリイ
ミド系樹脂、シアネート系付加重合型樹脂例えば、イソ
シアネート、シアン敗エステル、芳香族系シアナミド等
を素原料とする耐熱性樹脂がＬＳＩを搭１成する場合、
耐熱性の点で有利である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明乞実施ν１４により更に具体的に説明する
が、本発明は実施例に限定されるものではない。

実施例１ 本発明の１実施ａ１］を添付の第１図に基づいて説明す
る。すなわち第１図は、本発明の多層配録基板の１例の
断面概略図である。第１図において、符号１１は無機繊
維補強樹脂基板、１２は無機趙維補強接后層、１３はセ
ラミック基板、１４及び１５は配線導体、１６はスルー
ホール、１７は導通穴、１８は接着剤を意味する。

まず、Ｑ−ガラス繊維を補強材にした付加型ポリイミド
系樹脂板の両面に厚さ９μ鴬の銅箔を張合せた両面銅張
り積層板（厚さ１００μ仇）１１０両面に化学銅めっき
及びエンチング法により回路１５ｆｔ形成させて信号帰
、電ｍ、層、整合層等の導体層を有する両面板を４枚ず
つ作成した。次に、各層剤の両面配線板同志を４枚ずつ
付加型ポリイミド系の半硬化街月１’Ｑ−ガラス繊維ク
ロスに合成させて作成した接着層１２を介して１８０℃
、６０分、３０　ｋｇ　ｆ　／ｃｍ２の加熱加圧下、多
層化接着し、２株類の多層板を作成した。なお、多層化
接着はノｊイドピンを用いる方法で位置ずれを防止して
行った。その後、マイクロドリルを用いて穴あけを行い
、全面に化学鋼めっきを行ってスルーホール導体１６を
形成した。欠罠、最外層回路をエツチングにより形成さ
せて２枚の多層配線板を作成した。

次に厚さ３　ｍｍ　ｃｉ）　ＳｉＣ、Ｊｔ！ｍ板１５に
、ｃＯｔガスレーザ装置により所定の位置に穴あけし、
化学銅めっきにより大向を導通化１７する。この導通化
処理した穴の上下以外の部分にスクリーン印刷により付
加型ポリイミド接着剤１８を塗布し、溶剤を除去した後
、導通化処理した穴の上下にハンダボールを乗せる。そ
の後、前記した高密度多層配線板ｆｔＳｉＣ基板の上下
に重ね２２０℃、１２０分、１０ｋｇｆ／の２の加熱加
圧下で接着した。なお、この接着は、スルーホール１６
とＳｉＣ基板のハンダボールを乗せた導通穴１７とが重
ね合うようにガイドピンを用いる方法で行った。

本実施例により作成した多層配線基板の反りは１００＋
ｗ＋角で５０〜４０μ慣であり、上記と全く同じ多層配
線板をＳｉＣの片側に張合せた基板の７０〜９０μ倶に
比べ大幅に低減できた。

また、多層化接着時の寸法変化も０．０２　〜０．０３
％であり、従来のセラミックグリーンシート法の１２〜
１４％に比べ大幅に低減できたため微細パターン同志の
接着が可能となり、一平面当りの配線密度を４倍以上廻
向上させることが可能になった。

次に、上記高密度配線基板に１０頭角のＬＳＩチップｇ
ｃｃＢ法により搭載し、−６５℃〜＋１５０℃の１サイ
クル２時間のヒートサイクル試験１０００サイクルを行
った後、基板とＬＳＩチップの接続信頼性を評価した結
果、全く異常が認められなかった。

また、前記した多層基板の補強繊維としてＱ−ガラス繊
維の代りにポリアラミド繊維を使用した場合、ＳｉＣの
片面に多層配線板を張合せた場合の反り１００簡角当り
１００〜１５０μｍに比べ本発明に従ってＳｉＣの両面
に張合せた場合１００噛角当り３０〜４０μｍと本発明
の反り低減効果が大きいことを確認した。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の多層配線基板　　　１で
は、低熱膨張化が図れることはもちろんのこと、従来の
ものより大幅に反りを低減することができたので、各種
の用途に有用であるという顕著な効果が奏せられた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の多層配線基板の１例の断面概略図、第
２図及び第３図は従来の多層配線基板の断面概略図であ
る。 １及び４二槙層セラミック基板、２．７．９．１４及び
１５：配線６体、６．８及び１６：スルーホール、５：
絶縁樹脂ＪΔ、６及び１６：セラミック基板、１１：無
機繊維補強樹脂基板、１２：無機繊維補強接着層、１０
及び１７：４通穴、１８：接着剤

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、導体パターンと絶縁層とを交互に有した多層配線層
   における絶縁層が有機系ポリマーを必須成分とする層で
   あり、かつ該多層配線層化、耐熱性及び熱放散性が優れ
   かつ熱膨張率の小さい基板の両面に有する構造であるこ
   とを特徴とする多層配線基板。 ２、該絶縁層が、無機あるいは有機繊維で補強された有
   機系ポリマーである特許請求の範囲第１項記載の多層配
   線基板。 ３、該耐熱性及び熱放散性が優れかつ熱膨張率の小さい
   基板が、セラミック基板である特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載の多層配線基板。