JPS63246899A - 半導体素子搭載用多層配線板 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属板上に多層回路が形成された多層配線層
を有する半導体素子搭載用多層配線板に関する。

〔従来の技術〕

近年の高密度実装化の傾向に伴い、ＬＳＩの大型化、配
線板上の搭載部品点数の増加が著しくなってきている。

従来、セラミックスチップキャリア型の半導体素子や、
フリップチップ型の半導体素子は、アルミナ等のセラミ
ックス配線板上に搭載されてきたが、大型のセラミック
ス配線板を製造することが困難なことから、半導体素子
搭載可能な大型配線板が望まれている。高密度部品搭載
に伴い、素子からの発熱量も無視できないことから、熱
伝導性のすぐれた金属板を用いた配線板が半導体素子搭
載用多層配線板としてのポテンシャルも高い。セラミッ
クスチップキャリア型やフリップチップ型半導体素子の
場合、熱膨張係数が小さいので、アルミ板や鉄板等の金
属板を用いた場合素子との熱膨張係数との差が大きすぎ
、端子部の接続信頼性に問題がある。そこで、金属板に
銅／インバー／銅のような低熱膨張材料を用いる方法が
、提案されている。（プリンテッド　サーキット　フア
プリケーション（Ｐｒｉｎｔｅｄ　　Ｃ１ｒｃｕｉｔ　
　Ｆａｂｌｉｃａｔｉｏｎ）Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　　２６
−３１．１９８５．、エレクトロニック　パッケージン
グ　アンド　プロダクション（Ｅｌｅｃｔｏｒｏｎｉｃ
　　Ｐａｃｋａｇｉｎｇ　＆　　Ｐｒｏｄｕｃｔ　１ｏ
ｎ）Ｆｅｂｒｕａｒｙ　　１１０−１１３．１９８４．
）〔発明が解決しようとする問題点〕 金属板に！ＰＩ／インバー／銅のような低熱膨張材料を
使う場合、片面にのみ絶縁層を形成すると樹脂層と金属
板との熱膨張係数の差が太き（、絶縁層形成時の温度と
室温との差のためにそりが発生する問題がある。また、
金属板の両面に絶縁層を形成すると、搭載部品からの発
熱を外部へ放出することが困難となり、結果的に配線板
の温度が上昇する問題がある。また、低熱膨張金属板は
銅／インバー／銅のようなりラッド材の他、モリブデン
や特定組成の鉄、ニッケル合金等の金属板に限定され、
いずれも比較的高価である。

本発明は、絶縁層にて半辱体素子と金属板との熱膨張の
差を吸収することにより安価な半立体素子高密度搭載用
配線板を提供するものである。

［問題点を解決するための手段］ 従来、半導体素子搭載用多層配線板として提唱されてい
る金属ベース配線板の絶縁層および接着剤層には、熱硬
化性樹脂であるエポキシ樹脂やポリイミド樹脂が用いら
れている。これらの樹脂を用いて金属ベース配線板を作
成した時、樹脂内で、セラミックチップキャリア等の搭
載素子と金属板との熱膨張差による応力吸収を行うには
弾性率が大きすぎる。このため、必然的に搭載素子と同
程度の熱膨張係数の金属板を用いる必要があった。

本発明者らは逆に絶縁層で応力吸収する方法を種々検討
したところ多層配′ｂＡ層と金属板との間にゴム弾性体
層を設けることが極めて存効であることを見出し本発明
を完成するに至った。

すなわち、本発明は金属板上に多層回路が形成された多
層配線層を有する半導体素子搭載用多層、配線板におい
て、１０μｍ以上の１￥さのゴム引１性体層が多層配線
層と金属板との間に介在し、しかも多層配線層とゴム弾
性体層との厚さの和が０．５龍以下であることを特徴と
する。

ここで、ゴム弾性体とは室温で一般的にヤング率１〜５
Ｘ１０−’パスカル程度のものをさす。ゴム弾性体は、
電気特性の他、長期にわたり変質しないことが望まれ、
シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、フッ素ゴム等
が特に適している。また、必要に応じて無機物のフィラ
ー、ＡｌｚＯｉ、ΔＩ　Ｎ、Ｓ　ｉＯｚ等を含んでもよ
い。

ゴム弾性体の厚さは、熱膨張差を吸収するために少なく
とも１０μｍ必要である。好ましくは、５０〜１５０μ
ｍある。搭載素子から発生した熱を金属板へ伝えて放熱
する必要から多層配線層とゴム弾性体層との厚さの和は
０．５　ａｍ以下とする。

より望ましくはＱ、　４　酊以下とする。第１図に一例
として、本発明の構造の半導体素子搭載用多層配線板の
断面図を示した。ここで多層配線層の形成法は特に限定
はしない。例えばゴム弾性体層を形成し、その上に回路
と絶縁樹脂層とを順次積み上げながら形成していく方法
や、先に多層配線層を形成しておき、金属板にゴム弾性
体層を接着剤として用いて接着する方法等がある。接着
剤としてゴム弾性体層を使用する方法においては、接着
剤層の絶縁性向上のため等の目的で、接着剤層を１０μ
ｍ以上のゴム弾性体層とエポキシ樹脂やポリイミド樹脂
等の２層構造としてもよい。

第１図においてｌは多層配線層で２はゴム弾性体層、３
は金属板を示す。１１．１２．１３はそれぞれ多層配線
層の絶縁樹脂部、回路部、層間接続部を示す。第２図は
本発明の多層配線板にセラミックスチップキャリア４を
搭載したときの斜視図である。

〔作用］ 本発明の半導体素子搭載用多層配線板には１゜μｍ以上
のゴム弾性体層が多層配線層と金属板との間に存在する
ことにより、この部分が金属板の熱膨張による歪みを吸
収し、応力的に半導体素子が搭載された多層配線層と金
属板とが切り離される。多層配ｖＡ層の絶縁部はポリイ
ミド樹脂やエポキシ樹脂等が一般的であり、本発明の場
合、その厚さが０．５龍以下であるため、比較的小さな
応力で伸縮が可能である。よって、半λ１体素子と多層
配線板との間にかかる応力が小さく、半導体素子と配線
板との接続部の接続信頼性が高（なる。

一方、ゴム弾性体層がない場合には、樹脂のヤング率が
ゴム弾性体より約３桁大きいため、金属板の熱膨張によ
り半導体素子との間に発生する歪みを絶縁樹脂層で充分
に吸収できないため、ゴム弾性体層のある場合に較べて
接続部の寿命が短くなる。又、多層配線層とゴム弾性体
層との厚さの和が０．５鶴以下としたことにより、半導
体素子からの発熱も充分に金属板へ伝導することができ
る。

〔実施例〕

公知の多層配線板の製造法を用いて厚さＱ、　２ａｍの
４層配線層を作製した。このものの絶縁層はガラス布／
ポリイミド樹脂タイプである。一方、アルミ板上にシリ
コーンゴムを約１００μｍ■布し、１００°Ｃ１１０分
間乾燥機に入れてシリコーンゴムを半硬化状態にした。

半硬化状態のシリコーンゴム面上に先に作成した４層配
線層を配置し、プレスを行い、半導体素子搭載用多層配
線板を得た。このものの上に１辺の長さ約２０−重のセ
ラミックスチップキャリア型の半導体素子を搭載し、−
１２５°Ｃ１３０分、６５°Ｃ１３０分の熱街窄試験を
行ったところ、１０００サイクルを経過しても全くはん
だ接続部に異常はなかった。

〔発明の効果〕

本発明の半導体素子搭載用多層配線板は金属板と半導体
素子との熱膨張収縮差が、ゴｌ、弾性体層で吸収される
構造としたため金属板の熱膨張係数を必ずしも搭載素子
の熱膨張係数と一致させる必要がなくなり、金属板に制
約されることなく、素子との接続信頼性の高い半導体素
子搭載用多層配線板を安価に作製できるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の半導体素子搭載用多層配線板の断面
図であり、第２図はこの多層配線板にセラミックスチッ
プキャリアを搭載したときの斜視図である。 符号の説明 １、多層配線層　　　２．　ゴム弾性体層３、　金属板
　　　　　４．　セラミックスチ・ノブキャリア１１、
　　多層配線層絶縁樹脂部 １２、多層配線層回路部 １３、多層配線層層間接続部 １４、多層配線層ゴム弾性体部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属板上に多層回路が形成された多層配線層を有す
   る半導体素子搭載用多層配線板において、１０μｍ以上
   の厚さのゴム弾性体層が多層配線層と金属板との間に介
   在し、しかも多層配線層とゴム弾性体層の厚さの和が０
   ．５ｍｍ以下であることを特徴とする半導体素子搭載用
   多層配線板。 ２、ゴム弾性体層がシリコーンゴム、フロロシリコーン
   ゴム、またはフッ素ゴムからなる層である特許請求の範
   囲第１項記載の半導体素子搭載用多層配線板。