JP2001352177A - 多層配線基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多層配線基板の絶縁層において絶縁層や配線
導体層の密着強度の低下や絶縁層の位置ズレの発生をな
くす。 【解決手段】 基板１上に、有機樹脂から成る複数の絶
縁フィルム層４を間に絶縁性接着剤層５を介して積層し
て成る絶縁層２と配線導体層３とを形成した多層配線基
板において、絶縁性接着剤層５のガラス転移温度を基板
１側の最下層に対し最上層を低くした多層配線基板であ
る。複数の絶縁フィルム層４を順次積層して加熱加圧し
接着していく際に、加熱温度を調整することにより先に
接着した下層の絶縁性接着剤層５中の硬化重合未反応残
留成分や分解成分の発生を抑制でき、絶縁層２や配線導
体層３の膨れの発生をなくし、絶縁層２や配線導体層３
の密着強度の低下や絶縁層２の位置ズレの発生をなくす
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】本発明は多層配線基板に関
し、より詳細には混成集積回路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としては、
配線導体を高密度に形成することを目的として、基板上
に薄膜の絶縁層と配線導体層とから成る多層配線部を形
成した多層配線基板が採用されていた。

【０００３】かかる多層配線基板は、酸化アルミニウム
質焼結体等から成る基板の上面に、スピンコート法等に
よって形成されるポリイミド樹脂等から成る薄膜の絶縁
層と、銅やアルミニウム等の金属から成り、めっき法や
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配線導体層とを交互
に多層に積層させた構造を有している。

【０００４】しかしながら、スピンコート法によってポ
リイミド樹脂から成る絶縁層を形成した場合、ポリイミ
ド前駆体をキュア工程によりポリイミド化させる必要が
あり、製造工程が長くなるという問題点があった。

【０００５】そこでポリイミド樹脂等から成る複数の絶
縁フィルム層を間にビスマレイミドトリアジン樹脂等か
ら成る絶縁性接着剤層を介して積層して成る絶縁層を用
いる多層配線基板が採用されてきている。

【０００６】かかる多層配線基板の絶縁層の形成は、ま
ず絶縁フィルムに絶縁性接着剤をドクターブレード法等
を用いて塗布し乾燥させたものを準備し、この絶縁フィ
ルムを基板や下層の絶縁フィルム層上面に間に絶縁性接
着剤が配されるように積み重ね、これを加熱プレス装置
を用いて加熱加圧し接着することにより行なわれる。こ
れを繰り返すことにより複数の絶縁フィルム層を間に絶
縁性接着剤層を介して積層した絶縁層が形成されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような多層配線基板の絶縁層の形成は、複数の絶縁フィ
ルム層を同一加熱加圧条件で接着積層しているため、絶
縁フィルム層を多層に積層していく際に下層の絶縁フィ
ルム層を接着している絶縁性接着剤層中の硬化重合未反
応残留成分や分解成分の揮発成分が発生することがあっ
た。

【０００８】この揮発成分は、上層の絶縁フィルム層や
配線導体層に発散を阻害されるため、絶縁フィルム層や
配線導体層の下で貯留膨張して絶縁層や配線導体層の膨
れを生じ、絶縁層や配線導体層の密着強度の低下を引き
起こすことがあるという問題点があった。

【０００９】さらに、複数の絶縁フィルム層を同一加熱
加圧条件で接着積層しているため、下層の絶縁性接着剤
層が加熱加圧により溶融流動し、これにより接着積層さ
れていた下層の絶縁層が位置ズレを生じることがあると
いう問題点もあった。

【００１０】本発明は上記従来技術における問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、絶縁層の位置ズ
レが発生せず、接着積層性が強固な、高精度で高信頼性
の多層配線基板を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の多層配線基板
は、基板上に、有機樹脂から成る複数の絶縁フィルム層
と配線導体層とを多層に積層するとともに上下の前記絶
縁フィルム層同士を絶縁性接着剤層で接着した多層配線
基板であって、前記絶縁性接着剤層は、前記基板側の最
下層に対し最上層のガラス転移温度が低いことを特徴と
するものである。

【００１２】また、本発明の多層配線基板は、上記構成
において、前記絶縁性接着剤層は、前記基板側の最下層
から最上層に向かってガラス転移温度を順次低くしてあ
ることを特徴とするものである。

【００１３】本発明の多層配線基板によれば、絶縁性接
着剤層は基板側の最下層に対して最上層のガラス転移温
度を低くしてあるため、複数の絶縁フィルム層を順次積
層して加熱加圧し接着していく際に、加熱温度を先に接
着した最下層の絶縁性接着剤層のガラス転移温度よりも
低い温度に調整することにより、先に接着した最下層の
絶縁性接着剤層中の硬化重合未反応残留成分や分解成分
の揮発をなくすことができる。これにより絶縁層や配線
導体層の膨れが生じなくなり接着積層性が強固となる。
また、複数の絶縁フィルム層を順次積層して加熱加圧し
接着していく際に、加熱温度を上記と同様に調整するこ
とにより、先に接着した最下層の絶縁性接着剤層の溶融
流動も小さくなり絶縁層の位置ズレが生じなくなる。そ
の結果、絶縁層の位置ズレが発生せず、接着積層性の強
固な、高精度で高信頼性の多層配線基板を得ることがで
きる。

【００１４】さらに、本発明の多層配線基板によれば、
絶縁性接着剤層のガラス転移温度を基板側の最下層から
最上層に向かって順次低くした場合には、複数の絶縁フ
ィルム層を順次積層して加熱加圧し接着していく際に、
加熱温度を先に接着した下層の絶縁性接着剤層のガラス
転移温度よりも低い温度に調整することにより、先に接
着した下層の絶縁性接着剤層に対して、それぞれ上記と
同様に絶縁性接着剤層中の硬化重合未反応残留成分や分
解成分の揮発をなくして絶縁層や配線導体層の膨れの発
生をなくし、接着積層性を強固にできるとともに、先に
接着した下層の絶縁性接着剤層の溶融流動を小さくして
絶縁層の位置ズレもなくすことができ、より高精度で高
信頼性の多層配線基板を得ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明を詳
細に説明する。

【００１６】図１は本発明の多層配線基板の実施の形態
の一例を示す断面図であり、図１において、１は基板、
２は絶縁層、３は配線導体層、４は絶縁フィルム層、５
は絶縁性接着剤層、６は配線導体層３の一部としてのビ
アホールである。

【００１７】基板１は、その上面に複数の絶縁フィルム
層４を間に絶縁性接着剤層５を介して積層した絶縁層２
と配線導体層３を多層に積層した多層配線部が配設され
ており、この多層配線部を支持する支持部材として機能
する。

【００１８】基板１は、酸化アルミニウム質焼結体、ム
ライト質焼結体等の酸化物系セラミックス、あるいは表
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、さらにはガ
ラス繊維から成る基材にエポキシ樹脂を含浸させたガラ
スエポキシ樹脂やガラス繊維から成る基材にビスマレイ
ミドトリアジン樹脂を含浸させたもの等の電気絶縁材料
で形成されている。

【００１９】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、こ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、あるいはアルミ
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この原料粉末をプレス成形
機によって所定形状に成形し、最後にこの成形体を高温
（約1600℃）で焼成することによって製作される。ま
た、ガラスエポキシ樹脂から成る場合は、例えばガラス
繊維から成る基材にエポキシ樹脂の前駆体を含浸させ、
この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。

【００２０】また、基板１には、その上面に複数の絶縁
フィルム層４を間に絶縁性接着剤層５を介して積層した
絶縁層２と配線導体層３を多層に積層した多層配線部が
配設されている。この多層配線部を構成する絶縁フィル
ム層４は上下に位置する配線導体層３を電気的に絶縁
し、配線導体層３は電気信号を伝達するための伝達路と
して機能する。

【００２１】多層配線部の絶縁層２は、絶縁フィルム層
４と絶縁性接着剤層５とから構成され、絶縁フィルム層
４はポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹
脂、全芳香族ポリエステル樹脂、フッ素樹脂等から成
る。また、絶縁性接着剤層５はポリアミドイミド樹脂、
ポリイミドシロキサン樹脂、ビスマレイミドトリアジン
樹脂、エポキシ樹脂等から成る。中でも、絶縁フィルム
層４をポリイミド樹脂とし、絶縁性接着剤層５をポリイ
ミドシロキサン樹脂とする組み合わせにおいては、ポリ
イミドシロキサン樹脂がシロキサン成分の添加量により
ガラス転移温度を所望の値に調節することが容易であ
り、絶縁フィルム層４との接着性も良好であるので本発
明に好適である。

【００２２】絶縁層２の形成方法は、まず12.5〜50μｍ
程度の絶縁フィルムに絶縁性接着剤をドクターブレード
法等を用いて乾燥厚みで５〜20μｍ程度に塗布し乾燥さ
せたものを準備し、この絶縁フィルムを基板１や下層の
絶縁層２上面に間に絶縁性接着剤が配されるように積み
重ね、これを加熱プレス装置を用いて加熱加圧し接着す
る。

【００２３】このとき本発明においては絶縁性接着剤層
５は基板１側の最下層から最上層に向かってガラス転移
温度を低くしてあるため、複数の絶縁フィルム層４を順
次積層して加熱加圧していく際に、加熱温度を先に接着
した下層の絶縁性接着剤層５のガラス転移温度よりも低
い温度に調整することにより、先に接着した下層の絶縁
性接着剤層５中の硬化重合未反応残留成分や分解成分の
発生が抑制され、絶縁層２や配線導体層３の膨れの発生
がなくなり接着積層性が強固となる。また複数の絶縁フ
ィルム層４を順次積層して加熱加圧していく際に、加熱
温度を上記と同様に調整することにより、先に接着した
下層の絶縁性接着剤層５の溶融流動も小さくなるため、
絶縁層２の位置ズレが発生しなくなる。特に基板１側の
最下層から最上層に向かって絶縁性接着剤層５のガラス
転移温度を順次低くしておくと、複数の絶縁フィルム層
を順次積層して加熱加圧し接着していく際に、加熱温度
を先に接着した下層の絶縁性接着剤層のガラス転移温度
よりも低い温度に調整することにより、先に接着した下
層の絶縁性接着剤層に対して、それぞれ上記と同様に絶
縁性接着剤層中の硬化重合未反応残留成分や分解成分の
揮発をなくして絶縁層や配線導体層の膨れの発生をなく
し、接着積層性を強固にできるとともに、先に接着した
下層の絶縁性接着剤層の溶融流動を小さくして絶縁層の
位置ズレもなくすことができ、より良好な高精度で高信
頼性の多層配線基板となる。

【００２４】中でも最下層と最上層に位置する絶縁性接
着剤層５のガラス転移温度差は10℃〜100℃の範囲にす
るとよい。この場合、中間に位置する一部の絶縁性接着
剤層５のガラス転移温度は直下の絶縁性接着剤層５と同
じ温度としてもよい。

【００２５】また最下層から最上層に向かって絶縁性接
着剤層５のガラス転移温度を順次低くしておく場合に
も、それぞれ直下の絶縁性接着剤層５のガラス転移温度
より10℃〜100℃の範囲で低くするのがよい。特に20℃
〜30℃の範囲が各絶縁性接着剤層５の接着積層性を均等
化する点から最もよく多層化にも好適となる。

【００２６】絶縁性接着剤層５のガラス転移温度差が10
℃より小さいと、複数の絶縁フィルム層４を順次積層し
て加熱加圧していく際に、加熱温度を調整することによ
り先に接着した下層の絶縁性接着剤層５中の硬化重合未
反応残留成分や分解成分の発生が増加する傾向がある。
またガラス転移温度差が最下層と最上層で100℃より大
きいと絶縁性接着剤が十分に硬化重合反応できず接着力
が低下する傾向があり、多層配線基板としての絶縁層２
を良好に形成できなくなる傾向がある。

【００２７】さらに、絶縁層２にはビアホール６が形成
されており、このビアホール６内にも配線導体層３が形
成されることにより絶縁フィルム層４を挟んで上下に位
置する配線導体層３の各々を電気的に接続する接続路が
形成される。

【００２８】ビアホール６は、例えばレーザーを使い絶
縁フィルム層４および絶縁性接着剤層５の一部を除去す
ることにより形成される。特にビアホール６の開口径が
小さな場合はビアホール形状のコントロールが容易でビ
アホール６の内壁面が滑らかに加工される紫外線レーザ
ーで形成することが望ましい。

【００２９】各絶縁フィルム層４の上面およびビアホー
ル６内に配設される配線導体層３は、銅、金、アルミニ
ウム、ニッケル、クロム、モリブデン、チタン等の金属
材料をスパッタリング法、蒸着法、めっき法等の薄膜形
成技術およびエッチング加工技術を採用することによっ
て形成される。

【００３０】例えば、その配線導体層３は、まず広面積
に銅を主体とし銅層の少なくとも一方の主面に拡散防止
層（バリア層）としてのクロム、モリブデン、チタン等
を被着させて導体層を形成する。次にこの上に所望のパ
ターンにフォトレジストを形成し、このフォトレジスト
をマスクにして導体層の不要部分をエッチングによって
除去することで所望のパターンに加工される。絶縁フィ
ルム層４の最上層の配線導体層３は配線導体層用の銅層
上にめっき法によりニッケル層、金層を形成するとよ
い。

【００３１】かくして、本発明の多層配線基板によれ
ば、基板１の上面に被着させた多層配線部上に半導体素
子や容量素子、抵抗器等の電子部品を搭載実装し、電子
部品の各電極を配線導体層３に電気的に接続することに
よって半導体装置や混成集積回路装置等となる。

【００３２】なお、本発明は上記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あれば種々
の変更は可能である。例えば、上述の実施例においては
基板１の上面にのみ絶縁層２と配線導体層３とから成る
多層配線部を設けたが、多層配線部を基板１の下面側の
みに設けても、上下の両面に設けても良い。また、配線
導体層３の形成方法として薄膜形成技術を用いたが金属
ペーストのスクリーン印刷法や銅箔の転写技術等を用い
てもよい。また、絶縁フィルム層４および絶縁性接着剤
層５から成る絶縁層２と配線導体層３とは、図１に示し
たように必ずしも交互に積層せずともよい。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、本発明の多層配線基板に
よれば、絶縁性接着剤層は基板側の最下層に対し最上層
のガラス転移温度が低いことから、複数の絶縁フィルム
層を順次積層して加熱加圧し接着していく際に、後から
積層し接着するときの加熱温度を調整することにより先
に接着した最下層の絶縁性接着剤層中の硬化重合未反応
残留成分や分解成分の揮発を無くすことができる。これ
により絶縁層や配線導体層の膨れが生じなくなり接着積
層性が強固となる。また、複数の絶縁フィルム層を順次
積層して加熱加圧し接着していく際に、加熱温度を調整
することにより先に接着した最下層の絶縁性接着剤層の
溶融流動も小さくなり絶縁層の位置ズレが生じなくな
る。その結果、絶縁層の位置ズレが発生せず、接着積層
性の強固な、高精度で高信頼性の多層配線基板を提供す
ることができる。

【００３４】特に、絶縁性接着剤層のガラス転移温度を
基板側の最下層から最上層に向かって順次低くした場合
には、複数の絶縁フィルム層を順次積層して加熱加圧し
接着していく際に、加熱温度を先に接着した下層の絶縁
性接着剤層のガラス転移温度よりも低い温度に調整する
ことにより、それぞれ先に接着した下層の絶縁性接着剤
層中の硬化重合未反応残留成分や分解成分の揮発をなく
して絶縁層や配線導体層の膨れの発生をなくし、接着積
層性を強固にできるとともに、先に接着した下層の絶縁
性接着剤層の溶融流動を小さくして絶縁層の位置ズレも
なくすことができ、より高精度で高信頼性の多層配線基
板を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多層配線基板の実施の形態の一例を示
す断面図である。

【符号の説明】

１・・・・基板 ２・・・・絶縁層 ３・・・・配線導体層 ４・・・・絶縁フィルム層 ５・・・・絶縁性接着剤層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に、有機樹脂から成る複数の絶縁
   フィルム層と配線導体層とを多層に積層するとともに上
   下の前記絶縁フィルム層同士を絶縁性接着剤層で接着し
   た多層配線基板であって、前記絶縁性接着剤層は、前記
   基板側の最下層に対し最上層のガラス転移温度が低いこ
   とを特徴とする多層配線基板。
2. 【請求項２】 前記絶縁性接着剤層は、前記基板側の最
   下層から最上層に向かってガラス転移温度を順次低くし
   てあることを特徴とする請求項１記載の多層配線基板。