JP2001313351A - 多層配線基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各区分領域に形成された平行配線群を有する
絶縁層を積層して成る多層配線基板において、区分領域
の境界部で接続された配線の熱応力により切断の発生を
低減して信頼性を向上させる。 【解決手段】 第１の絶縁層Ｉ１に形成され、所定の各
区分領域でそれぞれ中央部側に向かう平行配線群から成
る第１の配線層Ｌ１と、これに積層された第２の絶縁層
Ｉ２に形成され、各区分領域においてそれぞれ第１の配
線層Ｌ１と直交する平行配線群から成る第２の配線層Ｌ
２とを貫通導体群Ｔで電気的に接続して成る積層配線体
を具備して成り、第１および第２の配線層Ｌ１・Ｌ２の
平行配線群は、隣接する区分領域の境界部で配線幅を広
くして接続された配線を有する多層配線基板である。境
界部での配線の切断の発生をほとんどなくすことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子回路基板等に使
用される多層配線基板に関し、より詳細には高速で作動
する半導体素子を搭載する多層配線基板における配線構
造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体集積回路素子等の半導体素
子をはじめとする電子部品が搭載され、電子回路基板等
に使用される多層配線基板においては、内部配線用の配
線導体の形成にあたって、アルミナ等のセラミックスか
らなる絶縁層とタングステン等の高融点金属からなる配
線導体とを交互に積層して多層配線基板を形成してい
た。

【０００３】また、内部配線用配線導体のうち信号配線
は通常ストリップ配線構造とされており、信号配線とし
て形成された配線導体の上下に絶縁層を介していわゆる
べタパターン形状の広面積の接地（グランド）層または
電源層が形成されていた。

【０００４】しかしながら、更なる半導体素子の高速化
と接続端子数の増大に対応するため、多層配線基板の内
部配線の配線構造として、配線のインピーダンスの低減
や信号配線間のクロストークノイズの低減等を図り、し
かも高密度配線を実現するために、各絶縁層の上面に平
行配線群を形成し、これを多層化して各層の配線群のう
ち所定の配線同士をビア導体やスルーホール導体等の貫
通導体を介して電気的に接続する構造が提案されてい
る。

【０００５】一方、多層配線基板が取り扱う電気信号の
高速化に伴い、絶縁層を比誘電率が10程度であるアルミ
ナセラミックスに代えて比誘電率が3.5〜５と比較的小
さいガラスエポキシ基材やポリイミド樹脂・エポキシ樹
脂等の有機系材料を用いて形成し、この絶縁層上にメッ
キ法や蒸着法・スパッタリング法等による薄膜導体形成
技術を用いて銅からなる内部配線用導体層を形成し、フ
ォトリソグラフィ法やエッチング法により微細なパター
ンの配線導体を形成して、この絶縁層と配線導体層とを
多層化することによって、高密度・高機能でかつ半導体
素子の高速作動が可能な多層配線基板を作製することも
行なわれている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来から多層配線基板
においては、絶縁層を構成する材料自身の熱膨張率が配
線導体の熱膨張率よりも大きいことから、多層配線基板
の内部配線導体に熱応力が発生し、その応力によって絶
縁層や配線導体が切断され易いという問題があることが
知られている。中でも、矩形状の多層配線基板の対角線
上や基板外周部に位置する内部配線導体、ならびに内部
配線導体が例えばほぼ直角に引き回されたような場合の
コーナー部分には応力集中が起こり易く、このような位
置は絶縁層や配線導体の切断が特に発生し易い箇所とな
っている。

【０００７】とりわけ、各絶縁層の上面にいくつかの区
分領域を設定してそれぞれの領域で平行配線群を形成
し、これを多層化して各層の配線群のうち所定の配線同
士を貫通導体を介して電気的に接続し、さらに同一面上
の隣接する区分領域間で所定の平行配線群を接続して、
配線中に例えばほぼ直角の屈曲部を設けて引き回した
り、あるいは全ての区分領域で所定の配線を連続させて
接続して環状配線構造を構成した多層配線基板において
は、矩形状の多層配線基板の対角線上に内部の環状配線
のコーナー部分が位置することとなり、この内部配線の
コーナー部分に特に応力が集中し易くなって、絶縁層や
内部配線がより一層切断され易くなるという問題を生じ
ていた。この問題は、特に絶縁層に有機系材料を用いた
場合において発生し易いものであった。

【０００８】本発明は上記問題を解決すべく案出された
ものであり、その目的は、平行配線群を直交させて多層
化して構成した配線構造を有する多層配線基板におい
て、その優れた電気特性を劣化させることなく、熱膨張
による絶縁層または内部配線導体の切断の発生を低減し
た、信頼性を向上させた多層配線基板を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の多層配線基板
は、第１の絶縁層に形成され、該第１の絶縁層の中央部
に交点を有する２〜４本の直線で中心角が略等しくなる
ように区分された各区分領域においてそれぞれ前記交点
側に向かう平行配線群から成る第１の配線層と、前記第
１の絶縁層に積層された第２の絶縁層に形成され、前記
各区分領域においてそれぞれ前記第１の配線層と直交す
る平行配線群から成る第２の配線層とを貫通導体群で電
気的に接続して成る積層配線体を具備して成り、前記第
１および第２の配線層の平行配線群は、隣接する前記区
分領域の境界部で配線幅を広くして接続された配線を有
することを特徴とするものである。

【００１０】また、本発明の多層配線基板は、上記構成
において、前記境界部における配線幅を、前記交点側で
平行配線の配線幅よりも20μｍ以上広くしたことを特徴
とするものである。

【００１１】さらに、本発明の多層配線基板は、上記各
構成において、前記第１および第２の配線層の平行配線
群は、それぞれ複数の信号配線と、各信号配線に隣接す
る電源配線または接地配線とを有することを特徴とする
ものである。

【００１２】本発明の多層回路基板によれば、平行配線
群を直交させて積層して成る多層配線構造として、絶縁
層の中央部に交点を有する２〜４本の直線で中心角が略
等間隔となるように区分された各区分領域を設定し、第
１の配線層をその区分領域のそれぞれにおいて交点側す
なわち絶縁層の中央部側に向かう方向に略平行に配設さ
れた平行配線群で構成するとともに、第２の配線層を各
区分領域においてそれぞれ第１の配線層の平行配線群と
直交する方向に略平行に配設された平行配線群で構成
し、これら第１および第２の配線層を貫通導体群で電気
的に接続した積層配線体を具備する構造としたことか
ら、第２の配線層を構成する平行配線群の配線は絶縁層
の中央部を取り囲むようにほぼ環状の配線構造をとるこ
ととなり、これにより、外部からのＥＭＩ（Electro-Ma
gnetic Interference：電磁波妨害）ノイズの侵入や外
部への不要な電磁波ノイズの放射をシールドする効果を
有するものとなり、配線間のクロストークノイズを低減
させることができるとともに、ＥＭＩ対策としても効果
を有するものとなる。

【００１３】また、各区分領域を第１の絶縁層の中央部
に交点を有する２〜４本の直線でその中心角略等しくな
るように区分していることから、配線の自由度を高め、
配線長を短くすることができ、抵抗やインダクタンス・
キャパシタンスを減少させることができる。

【００１４】また、本発明の多層配線基板によれば、絶
縁層に形成された第１および第２の配線層の平行配線群
が、隣接する区分領域の境界部で平行配線部の配線導体
よりも配線幅を広くして接続された配線を有するものと
しているため、絶縁層の熱膨張によりこの区分領域の境
界部で屈曲させて接続されている配線のコーナー部分へ
の応力集中が起こっても、この配線幅の広い部分で効果
的に応力吸収を行なわせることができ、その結果、絶縁
層や内部配線が切断されるという不具合の発生を低減さ
せてほとんどなくすことができる。

【００１５】このように区分領域の境界部で配線幅を広
くする場合、その大きさを、区分領域を規定する直線の
交点側、すなわち絶縁層の中心側で平行配線の配線幅よ
りも20μｍ以上広くしたものとすることによって、上記
の作用効果が効果的に発揮されるものとなる。

【００１６】さらに、第１および第２の配線層の各平行
配線群において、それぞれ複数の信号配線に隣接する配
線を電源配線または接地配線とすることで、同じ配線層
内における信号配線間の電気的な結合（キャパシタンス
およびインダクタンス）を十分に低減することができ、
その結果、信号配線間のクロストークノイズをほとんど
問題ないレベルに低減させることができ、また、ＥＭＩ
ノイズに対してもノイズ低減効果が得られるものとな
る。

【００１７】これにより、本発明の多層配線基板によれ
ば、平行配線群を直交させて多層化して構成した配線構
造を有する多層配線基板において、その優れた電気特性
を劣化させることなく、熱膨張による絶縁層または内部
配線導体の切断の発生を低減して、信頼性を向上させる
ことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の多層配線基板につ
いて添付図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。

【００１９】図１は本発明の多層配線基板の実施の形態
の一例を示す平面図であり、同図（ａ）は第１の絶縁層
の、（ｂ）は第２の絶縁層の平面図をそれぞれ示してい
る。

【００２０】これらの図において、Ｉ１およびＩ２はそ
れぞれ第１および第２の絶縁層であり、Ｌ１およびＬ２
はそれぞれ第１および第２の絶縁層Ｉ１・Ｉ２の上面に
形成された第１および第２の配線層である。また、Ｐ１
およびＰ２はそれぞれ第１および第２の配線層Ｌ１・Ｌ
２中の電源配線、Ｇ１およびＧ２はそれぞれ第１および
第２配線層Ｌ１・Ｌ２中の接地配線、Ｓ１およびＳ２は
それぞれ第１および第２の配線層Ｌ１・Ｌ２中の信号配
線を示している。

【００２１】なお、同じ平面に配設された複数の信号配
線Ｓ１・Ｓ２はそれぞれ異なる信号を伝送するものとし
てもよく、同じ平面に配設された複数の電源配線Ｐ１・
Ｐ２はそれぞれ異なる電源を供給するものとしてもよ
い。また、外部電気回路との接続部ならびに基板の中央
部に搭載される半導体素子等の電子部品との接続部の図
示は省略している。

【００２２】第１の絶縁層Ｉ１上に形成された第１の配
線層Ｌ１は、第１の絶縁層Ｉ１の中央部に交点を有す
る、図１中に破線で示した２本の直線で中心角が略等し
くなるように区分された各区分領域において、それぞれ
交点側すなわち第１の絶縁層Ｉ１の中央部に向かう平行
配線群で構成されている。ここでは、略正方形状の第１
の絶縁層Ｉ１の対角線に沿った２本の直線で中心角が約
90度になるように区分された４つの区分領域を設定した
場合の例を示している。

【００２３】また、第２の絶縁層Ｉ２上の第２の配線層
Ｌ２は、この各区分領域においてそれぞれ第１の配線層
Ｌ１の平行配線群と直交する平行配線群で構成されてい
る。ここでは、第１の配線層Ｌ１の平行配線群の配線の
うち電源配線Ｐ１・接地配線Ｇ１および信号配線Ｓ１の
いくつかが隣接する区分領域にわたるようにほぼ90度の
角度で接続されており、また、第２の配線層Ｌ２の平行
配線群の配線のうち電源配線Ｐ２および接地配線Ｇ２が
隣接する各区分領域間でそれぞれ接続されて略正方形状
の第２の絶縁層Ｉ２の各辺に平行な配線を有する略正方
形状の環状配線を形成し、信号配線Ｓ２のうちのいくつ
かが隣接する区分領域にわたるようにほぼ90度の角度で
接続されている場合の例を示している。すなわち、この
例では、第１の配線層Ｌ１および第２の配線層Ｌ２にお
いては、図中に破線で示した基板の対角線上すなわち区
分領域の境界部には、ほぼ90度の角度をもって隣接する
区分領域間の配線導体が電気的に接続された、配線のコ
ーナー部が位置することになる。

【００２４】このような第１の絶縁層Ｉ１と第２の絶縁
層Ｉ２とが積層され、これら第１の配線層Ｌ１の平行配
線群と第２の配線層Ｌ２の平行配線群とは、信号・電源
・接地の各配線導体がそれぞれファンクション毎に直交
する部分において、例えば第１の絶縁層Ｉ１に形成され
たビア導体やスルーホール導体等の貫通導体群Ｔ（ここ
では信号配線Ｓ１・Ｓ２に対応するもののみを示す）に
よって対応する配線同士が適当な箇所において電気的に
接続されて、これにより各区分領域毎に直交する平行配
線群が形成された積層配線体を構成している。

【００２５】なお、図１に示した例では、絶縁層Ｉ１の
中央部に、多層配線基板の表面の中央部に設けた半導体
素子等を第１の配線層Ｌ１の信号配線Ｓ１に電気的に接
続するための例えばストリップ線路構造の多数の配線導
体が配線された信号配線展開部を設けており、これら配
線導体はそれぞれ一端が貫通導体Ｔ’を介して半導体素
子等の電極に電気的に接続されるとともに、他端が平行
配線部に適した広ピッチの配線に展開され第１の配線層
Ｌ１の信号配線Ｓ１に接続されることにより、この多層
配線基板に搭載される半導体素子等を第１の配線層Ｌ１
の信号配線Ｓ１に効率よく電気的に接続するための再配
列を可能にしている。

【００２６】また、この例では第１および第２の配線層
Ｌ１・Ｌ２は、信号配線Ｓ１・Ｓ２に電源配線Ｐ１・Ｐ
２または接地配線Ｇ１・Ｇ２がそれぞれ隣接するように
配設されている。これにより、同じ絶縁層Ｉ１・Ｉ２上
の信号配線Ｓ１・Ｓ２間を電磁的に遮断して、同じ平面
上の左右の信号配線Ｓ１・Ｓ２間のクロストークノイズ
を良好に低減することができる。さらに、信号配線Ｓ１
・Ｓ２に必ず電源配線Ｐ１・Ｐ２または接地配線Ｇ１・
Ｇ２を隣接させることで、同じ平面上の電源配線Ｐ１・
Ｐ２と信号配線Ｓ１・Ｓ２および接地配線Ｇ１・Ｇ２と
信号配線Ｓ１・Ｓ２との相互作用が最大となり、電源配
線Ｐ１・Ｐ２および接地配線Ｇ１・Ｇ２のインダクタン
スを減少させることができる。このインダクタンスの減
少により、電源ノイズおよび接地ノイズを効果的に低減
することができる。

【００２７】本発明の多層配線基板によれば、このよう
に区分領域を設定し、各区分領域においてそれぞれ互い
に直交する平行配線群が形成された積層配線体を具備し
たことにより、第２の配線層Ｌ２を構成する平行配線群
の配線は第２の絶縁層Ｉ２の中央部を取り囲むようにほ
ぼ環状の配線構造をとることとなり、これにより、外部
からのＥＭＩノイズの侵入や外部への不要な電磁波ノイ
ズの放射をシールドする効果を有するものとなり、配線
間のクロストークノイズを低減させることができるとと
もに、ＥＭＩ対策としても効果を有するものとなる。

【００２８】また、この第２の配線層Ｌ２は、各区分領
域の平行配線群の配線を接続して形成した環状配線を有
するものであることから、その環状配線によってＥＭＩ
対策の効果を高めることができ、より有効なＥＭＩ対策
を施すことができる。

【００２９】さらに、この第２の配線層Ｌ２は、その配
線層中の最外周側の環状配線を接地配線Ｇ２としたとき
には、この環状の接地配線Ｇ２により非常に効果的にＥ
ＭＩノイズに対してシールド効果を有するものとなり、
さらに有効なＥＭＩ対策を施すことができる。

【００３０】これにより、本発明の多層配線基板によれ
ば、直交させて積層した平行配線群で構成され、配線間
のクロストークノイズを低減させることができる配線構
造を有し、しかもその電気特性を劣化させることなく第
２の配線層によりＥＭＩノイズに対してシールド効果を
持たせてＥＭＩ対策を施すことができ、高速で作動する
半導体素子等の電子部品を誤動作させることなく正確か
つ安定に動作させることができる。

【００３１】そして、図１に示す実施例では、隣接する
区分領域間で接続された信号配線Ｓ１・Ｓ２に対して、
区分領域を規定する各直線の交点側すなわちコーナー部
の基板中央側に配線導体の幅を三角形状に広くなるよう
にした部分を設けることにより、隣接する区分領域の境
界部で平行配線の配線幅よりも配線幅を広くして接続さ
れた信号配線Ｓ１・Ｓ２を有するものとしている。これ
らは、区分領域の境界部の配線導体のコーナー部にいわ
ゆるテーパーを付けたものである。

【００３２】このような構成の本発明の多層配線基板に
よれば、その優れた電気特性を劣化させることなく、熱
膨張による信号配線Ｓ１・Ｓ２またはこれらに対応する
絶縁層Ｉ１・Ｉ２の切断の発生を効果的に低減すること
ができるものとなる。

【００３３】なお、図１に示した例では信号配線Ｓ１・
Ｓ２のみについて区分領域の境界部で配線幅を広くした
ものとしたが、これは、電源配線Ｐ１・Ｐ２および接地
配線Ｇ１・Ｇ２については、それぞれ複数の電流経路が
存在するため、隣接する区分領域の境界部で接続された
配線導体のうちいくつかに断線が発生しても、それによ
る電気的な特性の低下は実用上問題ないものである場合
が多いので、特に重大な問題が発生することは少ないか
らである。

【００３４】これに対し、隣接する区分領域間で接続さ
れた電源配線Ｐ１・Ｐ２、接地配線Ｇ１・Ｇ２および信
号配線Ｓ１・Ｓ２の全てについて境界部の配線幅を広く
して接続してもよい。そのような本発明の多層配線基板
の実施の形態の他の例を、図２に図１と同様の斜視図で
示す。

【００３５】図２において図１と同様の個所には同じ符
号を付してある。図２に示す実施例では、隣接する区分
領域間で接続された電源配線Ｐ１・Ｐ２、接地配線Ｇ１
・Ｇ２および信号配線Ｓ１・Ｓ２のそれぞれに対して、
区分領域を規定する各直線の交点側に配線導体の幅を三
角形状に広くなるようにした部分を設けることにより、
隣接する区分領域の境界部で配線幅を広くして接続され
た配線を有するものとしている。また、多層配線基板の
中央部には図１の例と同様に信号配線展開部を設けてい
る。

【００３６】このような構成の本発明の多層配線基板に
よれば、その優れた電気特性を劣化させることなく、熱
膨張による各配線またはこれらに対応する絶縁層Ｉ１・
Ｉ２の切断の発生をより効果的に低減することができる
ものとなる。

【００３７】次に、本発明の多層配線基板の実施の形態
のさらに他の例を、図３および図４にそれぞれ図２
（ｂ）と同様の斜視図で示す。図３および図４において
図２と同様の個所には同じ符号を付してある。

【００３８】図３に示す実施例では、図２（ｂ）に示す
例では第２の配線層Ｌ２において電源配線Ｐ２、接地配
線Ｇ２および信号配線Ｓ２のそれぞれについて区分領域
を規定する各直線の交点側に配線導体の幅を三角形状に
広くなるようにした部分を設けていたのに対して、交点
側に配線導体の幅を三角形状に広くするとともに、コー
ナー部の交点と反対側すなわち基板の外周側の角を落と
すことによって、隣接する区分領域の境界部で配線幅を
広くして接続された配線を有するものとしている。これ
らは、区分領域の境界部で配線導体のコーナー部の内側
と外側とにいわゆるテーパーを付けたものである。

【００３９】このような構成の本発明の多層配線基板に
よれば、配線導体の接続部において基板外周側の鋭角部
もいわゆるテーパー形状となるために応力集中が低減で
き、基板中央側のみでなく基板外周側についても応力緩
和を行なうことができ、その優れた電気特性を劣化させ
ることなく、熱膨張による各配線またはこれらに対応す
る絶縁層Ｉ１・Ｉ２の切断の発生をより効果的に低減す
ることができるものとなる。

【００４０】一方、図４に示した例では、図２（ｂ）に
示す例では第２の配線層Ｌ２において電源配線Ｐ２、接
地配線Ｇ２および信号配線Ｓ２のそれぞれについて区分
領域を規定する各直線の交点側に配線導体の幅を三角形
状に広くなるようにした部分を設けていたのに対して、
交点側に配線導体の幅を階段状に広くすることによっ
て、隣接する区分領域の境界部で配線幅を広くして接続
された配線を有するものとしている。

【００４１】このような構成の本発明の多層配線基板に
よれば、配線導体のコーナー部に付けたテーパー部(幅
広部)の配線導体と絶縁層との接地面積が大きくなるた
め応力集中の分散を有効に行なうことができ、その優れ
た電気特性を劣化させることなく、熱膨張による各配線
またはこれらに対応する絶縁層Ｉ１・Ｉ２の切断の発生
をより効果的に低減することができるものとなる。

【００４２】なお、以上の各例においては、区分領域の
境界部における配線幅を、交点側すなわち基板の中央部
側で平行配線の配線幅よりも20μｍ以上広くしておくこ
とが好ましく、これにより、隣接する区分領域間で接続
された各配線のコーナー部に集中する応力を効果的に吸
収して、熱膨張による絶縁層または内部配線導体の切断
の発生をほとんどなくすことができる。

【００４３】また、区分領域の境界部で接続された各配
線のコーナー部の配線幅を広くする形状としては、以上
のようなほぼ直線的な形状に限られるものではなく、円
弧状など種々の形状とすることができる。

【００４４】さらにまた、本発明の多層配線基板におい
ては、平行配線部を構成する各区分領域の設定として、
上述の例の他にも、第１の絶縁層Ｉ１の中央部に交点を
有する、略正方形状の第１の絶縁層Ｉ１の辺のほぼ中央
を通る辺に平行な直線に沿った２本の直線で中心角が約
90度になるように区分された４つの区分領域を設定して
もよく、３本の直線で中心角が約60度と略等しくなるよ
うに区分された６つの区分領域を設定してもよく、さら
に、４本の直線で中心角が約45度と略等しくなるように
区分された８つの区分領域を設定してもよい。

【００４５】これらいずれの場合であっても、上述の例
と同様に、同じ平面上の左右の信号配線Ｓ１・Ｓ２間の
クロストークノイズを良好に低減することができ、電源
配線Ｐ１・Ｐ２および接地配線Ｇ１・Ｇ２のインダクタ
ンスを減少させることができて、電源ノイズおよび接地
ノイズを効果的に低減することができるとともに、隣接
する区分領域の境界部で、接続された配線の配線幅を広
くすることにより、絶縁層Ｉ１・Ｉ２や各配線Ｐ１・Ｐ
２・Ｇ１・Ｇ２・Ｓ１・Ｓ２の切断の発生を低減して信
頼性を向上させることができる。

【００４６】本発明の多層配線基板においては、同様の
配線構造をさらに多層に積層して多層配線基板を構成し
てもよいことはもちろんであるが、その平行配線部や信
号配線展開部の上側または下側にさらに種々の配線構造
の多層配線部を積層して、これらを一体として多層配線
基板を構成することもできる。例えば、平行配線群を交
互に直交させて積層した構成の配線構造、あるいはスト
リップ線路構造の配線構造、その他、マイクロストリッ
プ線路構造・コプレーナ線路構造等を、多層配線基板に
要求される仕様等に応じて適宜選択して用いることがで
きる。

【００４７】また、例えば、ポリイミド絶縁層と銅蒸着
による導体層といったものを積層して、電子回路を構成
してもよい。また、チップ抵抗・薄膜抵抗・コイルイン
ダクタ・クロスインダクタ・チップコンデンサ・電解コ
ンデンサといったものを取着して半導体素子収納用パッ
ケージを構成してもよい。

【００４８】また、第１および第２の絶縁層Ｉ１・Ｉ２
を始めとする各絶縁層の形状は、図示したような略正方
形状のものに限られるものではなく、長方形状や菱形状
・六角形状・八角形状等の形状であってもよい。

【００４９】なお、第１および第２の配線層Ｌ１・Ｌ２
は、第１および第２の絶縁層Ｉ１・Ｉ２の表面に形成す
るものに限られず、各絶縁層Ｉ１・Ｉ２の内部に形成し
たものであってもよい。

【００５０】そして、このような本発明の多層配線基板
には、例えばその表面にＭＰＵ・ＡＳＩＣ（Applicatio
n Specific Integrated Circuit）・ＤＳＰ（Digital S
ignal Processor）のような半導体素子Ｄが搭載され
る。そして、半導体素子収納用パッケージ等の電子部品
収納用パッケージや電子部品搭載用基板、多数の半導体
集積回路素子が搭載されるいわゆるマルチチップモジュ
ールやマルチチップパッケージ、あるいはマザーボード
等として使用される。これらの半導体素子Ｄあるいは電
子部品は、例えばいわゆるバンプ電極によりこの多層配
線基板の表面の搭載領域のフリップチップパッドに実装
されて、あるいは接着剤・ろう材等により搭載部に取着
されるとともにボンディングワイヤ等により、貫通導体
等を介して信号配線展開部の配線導体と電気的に接続さ
れる。

【００５１】本発明の多層配線基板において、第１およ
び第２の絶縁層Ｉ１・Ｉ２を始めとする各絶縁層は、例
えばセラミックグリーンシート積層法によって、酸化ア
ルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体・炭化
珪素質焼結体・窒化珪素質焼結体・ムライト質焼結体・
ガラスセラミックス等の無機絶縁材料を使用して、ある
いはポリイミド・エポキシ樹脂・フッ素樹脂・ポリノル
ボルネン・ベンゾシクロブテン等の有機絶縁材料を使用
して、あるいはセラミックス粉末等の無機絶縁物粉末を
エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂で結合して成る複合絶
縁材料などの電気絶縁材料を使用して形成される。

【００５２】これら絶縁層は、例えば酸化アルミニウム
質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム・酸
化珪素・酸化カルシウム・酸化マグネシウム等の原料粉
末に適当な有機バインダ・溶剤等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
を採用してシート状となすことによってセラミックグリ
ーンシートを得て、しかる後、これらのセラミックグリ
ーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに各平行
配線群および各貫通導体群ならびに導体層となる金属ペ
ーストを所定のパターンに印刷塗布して上下に積層し、
最後にこの積層体を還元雰囲気中、約1600℃の温度で焼
成することによって製作される。

【００５３】また、例えばエポキシ樹脂から成る場合で
あれば、一般に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、有機樹脂前駆体をスピンコート法もしく
はカーテンコート法等の塗布技術により被着させ、これ
を熱硬化処理すること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、銅を無電解めっき法や
蒸着法等の薄膜形成技術およびフォトリソグラフィ技術
を採用することによって形成される薄膜配線導体層とを
交互に積層させた構造を有している。

【００５４】さらに、積層された各有機樹脂絶縁層間に
配設されている薄膜配線導体層が、有機樹脂絶縁層に形
成したスルーホールの内壁に被着されているスルーホー
ル導体等の貫通導体を介して電気的に接続されている。
各有機樹脂絶縁層へのスルーホールの形成は、例えばま
ず各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、次にこの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、次いで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行なうフォトリソグラフィ技
術や、レーザ光によって各有機樹脂絶縁層の有機樹脂を
除去することによって所定位置に所定形状の窓部を形成
するレーザ技術によって穴（スルーホール）を形成し、
最後に銅を無電解めっき法等の導体形成技術によって穴
（スルーホール）内壁に被着させ、スルーホール導体を
形成することによって製作される。

【００５５】これら絶縁層の厚みとしては、使用する材
料の特性に応じて、要求される仕様に対応する機械的強
度や電気的特性・貫通導体群の形成の容易さ等の条件を
満たすように適宜設定される。

【００５６】また、第１および第２の配線層Ｌ１・Ｌ２
を構成する平行配線群やその他の配線層ならびに貫通導
体群Ｔは、例えばタングステンやモリブデン・モリブデ
ン−マンガン・銅・銀・銀−パラジウム等の金属粉末メ
タライズ、あるいは銅・銀・ニッケル・クロム・チタン
・金・ニオブやそれらの合金等の金属材料の薄膜等によ
り形成すればよい。

【００５７】例えば、タングステンの金属粉末メタライ
ズから成る場合であれば、タングステン粉末に適当な有
機バインダ・溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを
絶縁層となるセラミックグリーンシートに所定のパター
ンに印刷塗布し、これをセラミックグリーンシートの積
層体とともに焼成することによって、各絶縁層の上面に
配設される。

【００５８】また，金属材料の薄膜から成る場合であれ
ば、例えばスパッタリング法・真空蒸着法またはメッキ
法により金属層を形成した後、フォトリソグラフィ法に
より所定の配線パターンに形成される。

【００５９】第１および第２の配線層Ｌ１・Ｌ２の平行
配線群を構成する各配線の幅および配線間の間隔は、使
用する材料の特性に応じて、要求される仕様に対応する
電気的特性や絶縁層Ｉ１・Ｉ２への配設の容易さ等の条
件を満たすように適宜設定される。

【００６０】なお、各配線層Ｌ１・Ｌ２ならびに信号配
線展開部の配線導体の厚みは１〜20μｍ程度とすること
が好ましい。この厚みが１μｍ未満となると配線の抵抗
が大きくなるため、配線群による半導体素子への良好な
電源供給や安定したグランドの確保・良好な信号の伝搬
が困難となる傾向が見られる。他方、20μｍを超えると
その上に積層される絶縁層による被覆が不十分となって
絶縁不良となる場合がある。

【００６１】貫通導体群Ｔの各貫通導体は、横断面形状
が円形のものの他にも楕円形や正方形・長方形等の矩
形、その他の異形状のものを用いてもよい。その位置や
大きさは、使用する材料の特性に応じて、要求される仕
様に対応する電気的特性や絶縁層への形成・配設の容易
さ等の条件を満たすように適宜設定される。

【００６２】例えば、絶縁層に酸化アルミニウム質焼結
体を用い、平行配線群にタングステンの金属メタライズ
を用いた場合であれば、絶縁層の厚みを200μｍとし、
配線の線幅を100μｍ、配線間の間隔を150μｍ、貫通導
体の大きさを100μｍとすることによって、信号配線の
インピーダンスを50Ωとし、上下の平行配線群間を高周
波信号の反射を抑えつつ電気的に接続することができ
る。

【００６３】また、信号配線展開部を構成する接地導体
層および電源導体層の厚みや形成範囲、ならびに配線導
体の厚みや幅および配線間の間隔は、例えば上記と同様
に、配線導体の線幅を100μｍ、配線導体間ならびに配
線導体−導体層間の間隔を400μｍ、配線導体ならびに
導体層の厚みを20μｍとし、貫通導体Ｔ’の大きさを10
0μｍとすることによって、配線導体による信号配線の
インピーダンスを50Ωとすることができる。

【００６４】なお、本発明は以上の実施の形態の例に限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。例え
ば、絶縁層を、放熱を考慮した窒化アルミニウム質焼結
体・炭化珪素質焼結体や、低誘電率を考慮したガラスセ
ラミックス質焼結体を用いたものとしてもよい。

【００６５】

【発明の効果】本発明の多層配線基板によれば、平行配
線群を直交させて積層して成る多層配線構造として、絶
縁層の中央部に交点を有する２〜４本の直線で中心角が
略等間隔となるように区分された各区分領域を設定し、
第１の配線層をその区分領域のそれぞれにおいて交点側
すなわち絶縁層の中央部側に向かう方向に略平行に配設
された平行配線群で構成するとともに、第２の配線層を
各区分領域においてそれぞれ第１の配線層の平行配線群
と直交する方向に略平行に配設された平行配線群で構成
し、これら第１および第２の配線層を貫通導体群で電気
的に接続した積層配線体を具備する構造としたことか
ら、第２の配線層を構成する平行配線群の配線は絶縁層
の中央部を取り囲むようにほぼ環状の配線構造をとるこ
ととなり、これにより、外部からのＥＭＩノイズの侵入
や外部への不要な電磁波ノイズの放射をシールドする効
果を有するものとなり、配線間のクロストークノイズを
低減させることができるとともに、ＥＭＩ対策としても
効果を有するものとなる。

【００６６】また、各区分領域を第１の絶縁層の中央部
に交点を有する２〜４本の直線でその中心角略等しくな
るように区分していることから、配線の自由度を高め、
配線長を短くすることができ、抵抗やインダクタンス・
キャパシタンスを減少させることができる。

【００６７】また、絶縁層に形成された第１および第２
の配線層の平行配線群が、隣接する区分領域の境界部で
平行配線部の配線導体よりも配線幅を広くして接続され
た配線を有するものとしているため、絶縁層の熱膨張に
よりこの区分領域の境界部で屈曲させて接続されている
配線のコーナー部分への応力集中が起こっても、この配
線幅の広い部分で効果的に応力吸収を行なわせることが
でき、その結果、熱応力により絶縁層や内部配線が切断
されるという不具合の発生をほとんどなくすことができ
る。

【００６８】また、区分領域の境界部で配線幅を広くす
る場合に、その大きさを区分領域を規定する直線の交点
側で平行配線の配線幅よりも20μｍ以上広くしたものと
することによって、上記の作用効果が効果的に発揮され
るものとなる。

【００６９】さらに、第１および第２の配線層の各平行
配線群において、それぞれ複数の信号配線に隣接する配
線を電源配線または接地配線とすることで、同じ配線層
内における信号配線間の電気的な結合を十分に低減して
信号配線間のクロストークノイズをほとんど問題ないレ
ベルに低減させることができ、ＥＭＩノイズに対しても
ノイズ低減効果が得られるものとなる。

【００７０】以上により、本発明によれば、平行配線群
を直交させて多層化して構成した配線構造を有する多層
配線基板において、その優れた電気特性を劣化させるこ
となく、熱膨張による絶縁層または内部配線導体の切断
の発生を低減した、信頼性を向上させた多層配線基板を
提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の多層
配線基板の実施の形態の一例を示す第１および第２の絶
縁層の平面図である。

【図２】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の多層
配線基板の実施の形態の他の例を示す第１および第２の
絶縁層の平面図である。

【図３】本発明の多層配線基板の実施の形態のさらに他
の例を示す第２の絶縁層の平面図である。

【図４】本発明の多層配線基板の実施の形態のさらに他
の例を示す第２の絶縁層の平面図である。

【符号の説明】

Ｉ１、Ｉ２・・・・第１、第２の絶縁層 Ｌ１、Ｌ２・・・・第１、第２の配線層 Ｐ１、Ｐ２・・・・第１、第２の電源配線 Ｇ１、Ｇ２・・・・第１、第２の接地配線 Ｓ１、Ｓ２・・・・第１、第４の信号配線 Ｔ・・・・・・・・貫通導体群

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の絶縁層に形成され、該第１の絶縁
   層の中央部に交点を有する２〜４本の直線で中心角が略
   等しくなるように区分された各区分領域においてそれぞ
   れ前記交点側に向かう平行配線群から成る第１の配線層
   と、前記第１の絶縁層に積層された第２の絶縁層に形成
   され、前記各区分領域においてそれぞれ前記第１の配線
   層と直交する平行配線群から成る第２の配線層とを貫通
   導体群で電気的に接続して成る積層配線体を具備して成
   り、前記第１および第２の配線層の平行配線群は、隣接
   する前記区分領域の境界部で配線幅を広くして接続され
   た配線を有することを特徴とする多層配線基板。
2. 【請求項２】 前記境界部における配線幅を、前記交点
   側で平行配線の配線幅よりも２０μｍ以上広くしたこと
   を特徴とする請求項１記載の多層配線基板。
3. 【請求項３】 前記第１および第２の配線層の平行配線
   群は、それぞれ複数の信号配線と、各信号配線に隣接す
   る電源配線または接地配線とを有することを特徴とする
   請求項１または請求項２記載の多層配線基板。