JP2003273516A - 逐次多層配線基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 逐次多層配線基板及びその製造方法に関し、
高速信号処理回路を高密度で組み込むのに好適な逐次多
層配線基板を安価に実現することができる手段を提供し
ようとする。 【解決手段】 配線基板１上に形成されてグランド層或
いは電源層である金属層２を含む逐次多層配線層１０
と、前記逐次多層配線層１０中に布線されて外側導体７
Ａが金属層２と接続されると共に中心導体７Ｃがビア電
極８Ａ、配線８Ｂと接続されてなる同軸ケーブル７とを
備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速信号処理回路
を組み込むのに好適な逐次多層配線基板及び該逐次多層
配線基板を製造するのに有用な方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】同軸ケーブルを配線基板に組み込むこと
で、クロス・トーク雑音及び特性インピーダンスの変動
などに起因する信号波形の乱れがなく、高速信号処理回
路を構成するのに適しているとされている配線基板に関
する発明が例えば「特公昭４５−２１４３８号公報」に
開示されている。

【０００３】また、前記発明に関連する様々な改良発明
について、例えば「特開平４−２９４５９５号公報」、
「特開平４−３０２４９７号公報」、「特開平４−３４
２１９１号公報」、「特開平６−２７５９５８号公
報」、「特開平７−１１５２７６号公報」、「特開平７
−２２１４５５号公報」として開示されている。

【０００４】前記各発明で開示された配線基板の基本的
な構造や製造方法は同じであり、何れも製造工程数が多
く、そして、精密且つ高度の技術が必要な筈である。

【０００５】例えば前記特開平４−３４２１９１号公報
に開示された発明では、表面に配線パターンを形成した
プリント基板にめっきを施したスルーホールが形成さ
れ、そのスルーホールには、プリント基板内部に組み込
んだ同軸ケーブルの中心導体が接続され、また、同軸ケ
ーブルの外部導体はプリント基板内部に積層されている
グランド層に接続した構造になっている。

【０００６】この構造を実現するには、同軸ケーブルを
所望の形状に布線する工程、同軸ケーブルの外部導体を
一部エッチングする工程、外部導体をグランド層に接続
する工程など、当該公報に開示されたところを見ただけ
でも、多くの精密な工程、及び、作業者が高度の熟練を
要するであろうことは想像に難くないし、事実、当該公
報に開示された技術に基づく製品と思われる商品名「マ
ルチワイヤ基板」は非常に高価である。

【０００７】加えて、このマルチワイヤ基板は、プリン
ト板の配線ルールで製造されている為、微細化には限界
がある。

【０００８】現在、高速伝送などギガモジュール用のＭ
ＭＩＣ（ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ
ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）は高密度化が
著しく進展し、プリント板とでは配線幅やピッチなど配
線ルールに大きな差があり、そのようなＭＭＩＣはプリ
ント板に搭載できない旨の問題がある。

【０００９】また、高周波信号を伝送する場合、隣接す
る信号線間のクロス・トーク雑音が非常に大きい問題と
なるので、高密度配線にする為には、信号線をシールド
することが必要である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明では、高速信号
処理回路を高密度で組み込むのに好適な逐次多層配線基
板を安価に実現することができる手段を提供しようとす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に於ける逐次多層
配線基板及びその製造方法に依れば、セラミック基板や
プリント基板などの基板上に形成された逐次多層配線層
中に予め外部導体に於ける所望の箇所で所望の長さ分が
欠如した微細径の同軸ケーブルが布線され、且つ、該同
軸ケーブルに於ける外部導体はグランド層と接続される
と共に中心導体は配線層と接続された構造の逐次多層配
線基板を実現することが基本になっている。

【００１２】前記手段を採ることに依り、クロス・トー
ク雑音や特性インピーダンスの変動に起因する信号波形
の乱れがなく、高速伝送対応の高密度ＭＭＩＣなどの高
速信号処理回路を組み込むのに好適な逐次多層配線基板
を安価に実現することが可能である。

【００１３】

【発明の実施の形態】実施の形態１ 図１は本発明の実施の形態１である逐次多層配線基板の
基本的部分を説明する為の要部切断説明図であり、
（Ａ）は横断面を、（Ｂ）は（Ａ）に見られる線Ｙ−Ｙ
に沿った縦断面をそれぞれ示し、図に於いて、１はセラ
ミック板やプリント板などの配線基板、２はグランド層
又は電源層となる金属層、３は感光性ポリイミド層、４
Ａはビア電極、４Ｂは配線、５は感光性ポリイミド層、
６は導電性部材、７は同軸ケーブル、７Ａは同軸ケーブ
ルの外部導体、７Ｂは同軸ケーブルの絶縁体、７Ｃは同
軸ケーブルの中心導体、７Ｄは外部導体の欠如部分、８
Ａはビア電極、８Ｂは配線、１０は逐次多層配線層をそ
れぞれ示している。

【００１４】図２乃至図４は本発明の実施の形態１であ
る逐次多層配線基板の基本的部分を作製する工程を説明
する為の工程要所に於ける該基本的部分の要部切断説明
図であり、各図の向かって左側は横断面を、右側は縦断
面をそれぞれ示し、以下、これ等の図を参照しつつ説明
する。

【００１５】図２（Ａ）参照 （１）スパッタリング法を適用することに依り、セラミ
ックからなる基板１にグランド層となる金属層２を形成
する。

【００１６】（２）スピン・コート法を適用することに
依り、金属層２上に感光性ポリイミド層３を形成する。
尚、感光性ポリイミドとして、東レ製のＵＲ５１００を
使用した。

【００１７】図２（Ｂ）参照 （３）リソグラフィ技術を適用することに依り、感光性
ポリイミド層３の露光及び現像を行って直径８０〔μ
ｍ〕φのビア孔３Ａを形成する。尚、ビア孔３Ａの底に
は金属層２の一部が表出される。

【００１８】（４）加熱して感光性ポリイミド層３を硬
化させる。加熱硬化後に於ける感光性ポリイミド層３の
層厚は６０〔μｍ〕であった。

【００１９】（５）スパッタリング法を適用することに
依り、厚さ５００〔ｎｍ〕のＣｕからなるシード層（図
示せず）を形成する。

【００２０】（６）レジスト・プロセスを適用すること
に依り、ビア電極及び配線パターンの開口をもつレジス
ト層を形成する。

【００２１】（７）電気めっき法を適用することに依
り、表出されているＣｕからなるシード層上に厚さ７
〔μｍ〕のＣｕめっきを行って配線層を形成してからレ
ジスト層の剥離を行い、Ｃｕ配線層のリフト・オフに依
るパターニングを行い、次いで、シードのエッチングを
行ってビア電極４Ａ及び配線４Ｂを形成する。尚、この
ビア電極４Ａは、ビア孔３Ａ内で金属層２とコンタクト
していることは云うまでもない。

【００２２】図２（Ｃ）参照 （８）スピン・コート法を適用することに依り、全面に
感光性ポリイミド層３と同じ感光性ポリイミド層５を形
成し、露光及び現像を行って同軸ケーブル布線用の溝５
Ａを形成する。尚、溝５Ａに於ける底の一部には、配線
４Ｂの一部が表出される。

【００２３】図３（Ａ）参照 （９）溝５Ａ内に同軸ケーブル７を布線するが、この
際、外部導体７Ａと配線４Ｂとの導通を確保し、且つ、
同軸ケーブル７を固着する目的を以て、配線４Ｂと外部
導体７Ａとの間にはんだ或いは導電性ペーストなどの導
電性部材６を介在させる。

【００２４】図の縦断面から明らかなように、同軸ケー
ブル７に於ける外部導体７Ａの所要箇所には予め欠如部
分７Ｄが形成されているので、そこには、絶縁体７Ｂが
表出されている。

【００２５】同軸ケーブル７は市販のものを用いて良い
のであるが、特願２００１−３２４４３４に開示されて
いるものを用いることが好ましく、その理由は、外部導
体の必要箇所が未被覆になっていて、径が１００〔μ
ｍ〕以下の細径であることに依る。市販のものを用いる
のであれば、予め必要部分の外部導体をエッチングなど
で除去しておかなければならない。

【００２６】図３（Ｂ）参照 （１０）スピン・コート法を適用することに依り、全面
にポリイミドを塗布して溝５Ａ及び同軸ケーブル７を埋
め込むポリイミド層を形成する。このポリイミド層につ
いては、さきに形成した感光性ポリイミド層５と一体の
ものとして扱い、同記号、即ち、５で指示する。尚、こ
の場合のポリイミドの粘度は、さきに工程（２）及び
（８）で用いた感光性ポリイミドに比較して低くなるよ
うに調整する。

【００２７】図４（Ａ）参照 （１１）ＵＶ−ＹＡＧ、若しくは、エキシマ・レーザを
用い、同軸ケーブル７に於ける外部導体７Ａの欠如部分
７Ｄに対応する箇所のポリイミド層５及び絶縁体７Ｂに
穿孔加工を行い、中心導体７Ｃの一部を表出するビア孔
７Ｅを形成する。

【００２８】この場合のビア孔７Ｅの径は５０〔μｍ〕
であり、また、同軸ケーブル７の外部導体７Ａに於ける
欠如部分７Ｄの長さは１５０〔μｍ〕にしてあるので、
欠如部分７Ｄとビア孔７Ｅとを整合させるのは容易であ
り、ビア孔７Ｅが外部導体７Ａと重なるおそれはない。

【００２９】図４（Ｂ）参照 （１２）スパッタリング法を適用することに依り、厚さ
５００〔ｎｍ〕のＣｕからなるシード層（図示せず）を
形成する。

【００３０】（１３）レジスト・プロセスを適用するこ
とに依り、配線パターンの開口をもつレジスト層を形成
する。

【００３１】（１４）電気めっき法を適用することに依
り、表出されているＣｕからなるシード層上に厚さ７
〔μｍ〕のＣｕめっきを行ってＣｕ層を形成してからレ
ジスト層の剥離を行い、Ｃｕ層のリフト・オフに依るパ
ターニングを行い、次いで、シード層のエッチングを行
ってビア電極８Ａ、配線８Ｂ等を形成して完成する。

【００３２】実施の形態２ 図５乃至図７は本発明の実施の形態２である逐次多層配
線基板を作製する工程を説明する為の工程要所に於ける
該逐次多層配線基板の要部切断説明図であり、各図の左
側は横断面を、右側は縦断面をそれぞれ示し、以下、こ
れ等の図を参照しつつ説明する。

【００３３】図５（Ａ）参照 （１）実施の形態１に於ける工程の一部、即ち、図２
（Ａ）及び図２（Ｂ）について説明した基板１から始ま
って配線４を形成するまでの工程は、実施の形態２に於
いても同じであるので、ここでの説明は省略し、次の工
程から説明する。

【００３４】スピン・コート法を適用することに依り、
全面に感光性ポリイミド層１５を形成する。尚、ここで
も感光性ポリイミドとして、東レ製のＵＲ５１００を使
用した。

【００３５】（２）リソグラフィ技術を適用することに
依り、感光性ポリイミド層１５の露光及び現像を行って
配線４Ｂの一部を表出させる直径８０〔μｍ〕φのビア
孔を形成する。

【００３６】（３）加熱して感光性ポリイミド層１５を
硬化させる。加熱硬化後に於ける感光性ポリイミド層１
５の層厚は１０〔μｍ〕であった。

【００３７】（４）スパッタリング法を適用することに
依り、厚さ５００〔ｎｍ〕のＣｕからなるシード層（図
示せず）を形成する。

【００３８】（５）レジスト・プロセスを適用すること
に依り、配線パターンの開口をもつレジスト層を形成す
る。

【００３９】（６）電気めっき法を適用することに依
り、表出されているＣｕからなるシード層上に厚さ７
〔μｍ〕のＣｕめっきを行ってＣｕ層を形成してからレ
ジスト層の剥離を行い、Ｃｕ層のリフト・オフに依るパ
ターニングを行い、次いで、シード層のエッチングを行
ってビア電極１６Ａ及び配線１６Ｂを形成する。尚、ビ
ア電極１６Ａはビア孔内で配線４Ｂとコンタクトしてい
る。

【００４０】図５（Ｂ）参照 （７）スピン・コート法を適用することに依り、全面に
感光性ポリイミド層３及び感光性ポリイミド層１５と同
じ感光性ポリイミド層５を形成し、露光及び現像を行っ
て同軸ケーブル布線用の溝５Ａを形成する。尚、溝５Ａ
の底には、配線１６Ｂの一部が表出される。

【００４１】図６（Ａ）参照 （８）溝５Ａ内に同軸ケーブル７を布線する。この場合
も外部導体７Ａと配線１６Ｂとの導通を確保し、且つ、
同軸ケーブル７を固着する目的で、配線１６Ｂと外部導
体７Ａとの間にはんだ或いは導電性ペーストなどの導電
性部材６を介在させる。

【００４２】この場合も同軸ケーブル７は市販のものを
用いて良いが、特願２００１−３２４４３４に開示され
ているものを用いることが好ましい。その理由は、実施
の形態１と同じである。

【００４３】図６（Ｂ）参照 （９）スピン・コート法を適用することに依り、全面に
ポリイミドを塗布して溝５Ａ及び同軸ケーブル７を埋め
込むポリイミド層を形成する。このポリイミド層も記号
５で指示する。尚、この場合のポリイミドの粘度も低く
なるように調整してある。

【００４４】（１０）レーザ・アブレーション法、或い
は、レーザ・アブレーション法＋Ｃｕエッチング法を適
用することに依り、同軸ケーブル７に於ける外部導体７
Ａの欠如部分７Ｄに対応する箇所のポリイミド層５、絶
縁体７Ｂ、中心導体７Ｃ、絶縁体７Ｂ、ポリイミド層５
に穿孔加工を行い、配線１６Ｂの一部を表出するビア孔
７Ｆを形成する。

【００４５】図７参照 （１１）スパッタリング法を適用することに依り、厚さ
５００〔ｎｍ〕のＣｕからなるシード層（図示せず）を
形成する。

【００４６】（１２）レジスト・プロセスを適用するこ
とに依り、配線パターンの開口をもつレジスト層を形成
する。

【００４７】（１３）電気めっき法を適用することに依
り、表出されているＣｕからなるシード層上に厚さ７
〔μｍ〕のＣｕめっきを行ってＣｕ層を形成してからレ
ジスト層の剥離を行い、Ｃｕ層のリフト・オフに依るパ
ターニングを行い、次いで、シード層のエッチングを行
ってビア電極８Ａ、配線８Ｂを形成して完成する。

【００４８】実施の形態３ 実施の形態２の工程（１０）に於いて、ビア孔７Ｆを形
成する際、エキシマ・レーザ若しくはＵＶ−ＹＡＧレー
ザを用いて絶縁体７Ｂの表面から中心導体７Ｃが完全に
露出するまでエッチングを行い、次いで、Ｃｕエッチン
グ液で中心導体７Ｃをエッチングし、再び、レーザを用
いて下地の配線１５Ｂが表出するまで絶縁体７Ｂのエッ
チングを行う。

【００４９】実施の形態４ ここでは、さきに説明した逐次多層配線基板をフレキシ
ブル化する場合の実施の形態を説明する。

【００５０】図８及び図９は本発明の実施の形態４であ
るフレキシブル逐次多層配線基板を作製する工程を説明
する為の工程要所に於ける該フレキシブル逐次多層配線
基板の要部説明図（図８）及び要部切断側面図（図９）
であり、図８に於ける左側は平面を、同じく右側は切断
側面をそれぞれ示し、以下、これ等の図を参照しつつ説
明する。

【００５１】図８（Ａ）参照 （１）スパッタリング法を適用することに依り、ガラス
支持基体２１上に厚さ５００〔ｎｍ〕のＣｕ層２２を形
成する。

【００５２】図８（Ｂ）参照 （２）リソグラフィ技術を適用することに依り、Ｃｕ層
２２の周辺を帯状に除去しすることで、配線パターン領
域２２Ａの周囲にガラス支持基体２１の表出領域２１Ａ
を生成させる。

【００５３】図９（Ａ）参照 （３）全面にポリイミド密着改良材を塗布して乾燥し、
ポリイミド密着改良材薄膜２３を形成する。ポリイミド
密着改良材薄膜２３は図８（Ｂ）に見られる表出領域２
１Ａの部分でのみガラス支持基体２１と接している。

【００５４】図９（Ｂ）参照 （４）全面に感光性ポリイミドを塗布して感光性ポリイ
ミド層２４を形成する。

【００５５】図９（Ｃ）参照 （５）感光性ポリイミド層２４上に例えば実施の形態１
で説明した逐次多層配線基板に於ける逐次多層配線層２
５を形成する。尚、図では、感光性ポリイミド層２４と
逐次多層配線層２５とを一体に表してあり、また、逐次
多層配線層２５に於ける多層配線は図８について説明し
た配線パターン領域２２Ａ内にのみ存在するものとす
る。

【００５６】図９（Ｄ）参照 （６）レーザ若しくはカッターを用い、配線パターン領
域２２Ａの周縁に対応する逐次多層配線層２５に切り込
み２５Ａを入れる。

【００５７】図９（Ｅ）参照 （７）逐次多層配線層２５をＣｕからなる配線パターン
領域２２Ａと共にガラス支持基体２１から剥離する。
尚、ガラスとＣｕ膜（逆スパッタなしのスパッタＣｕ
膜）との密着性は悪く、そして、密着改良剤を施したガ
ラスとポリイミドの密着性は良好であり、且つ、ポリイ
ミドとスパッタＣｕ膜との密着も良好であることから、
ポリイミド−スパッタＣｕ膜−ガラスからなる層は、ス
パッタＣｕ膜とガラスとの間で簡単に剥離する。

【００５８】図９（Ｆ）参照 （８）逐次多層配線層２５の下地であるＣｕからなる配
線パターン領域２２Ａをエッチング除去してフレキシブ
ル逐次多層配線層２５からなる基板を完成する。

【００５９】

【発明の効果】本発明に依る配線基板及びその製造方法
に於いては、基板上にグランド層或いは電源層である金
属層を含む逐次多層配線層が形成され、逐次多層配線層
中に外側導体が前記金属層と接続されると共に中心導体
が配線と接続されてなる同軸ケーブルが布線されること
が基本になっている。

【００６０】前記構成を採ることに依り、クロス・トー
ク雑音や特性インピーダンスの変動に起因する信号波形
の乱れがなく、高速伝送対応の高密度ＭＭＩＣなどの高
速信号処理回路を組み込むのに好適な逐次多層配線基板
を安価に実現することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１である逐次多層配線基板
の基本的部分を説明する為の要部切断説明図である。

【図２】本発明の実施の形態１である逐次多層配線基板
の基本的部分を作製する工程を説明する為の工程要所に
於ける該基本的部分の要部切断説明図である。

【図３】本発明の実施の形態１である逐次多層配線基板
の基本的部分を作製する工程を説明する為の工程要所に
於ける該基本的部分の要部切断説明図である。

【図４】本発明の実施の形態１である逐次多層配線基板
の基本的部分を作製する工程を説明する為の工程要所に
於ける該基本的部分の要部切断説明図である。

【図５】本発明の実施の形態２である逐次多層配線基板
を作製する工程を説明する為の工程要所に於ける該逐次
多層配線基板の要部切断説明図である。

【図６】本発明の実施の形態２である逐次多層配線基板
を作製する工程を説明する為の工程要所に於ける該逐次
多層配線基板の要部切断説明図である。

【図７】本発明の実施の形態２である逐次多層配線基板
を作製する工程を説明する為の工程要所に於ける該逐次
多層配線基板の要部切断説明図である。

【図８】本発明の実施の形態４であるフレキシブル逐次
多層配線基板を作製する工程を説明する為の工程要所に
於ける該フレキシブル逐次多層配線基板の要部説明図で
ある。

【図９】本発明の実施の形態４であるフレキシブル逐次
多層配線基板を作製する工程を説明する為の工程要所に
於ける該フレキシブル逐次多層配線基板の要部切断側面
図である。

【符号の説明】

１ セラミック板やプリント板などの配線基板 ２ グランド層又は電源層となる金属層 ３ 感光性ポリイミド層 ４Ａ ビア電極 ４Ｂ 配線 ５ 感光性ポリイミド層 ６ 導電性部材 ７ 同軸ケーブル ７Ａ 同軸ケーブルの外部導体 ７Ｂ 同軸ケーブルの絶縁体 ７Ｃ 同軸ケーブルの中心導体 ７Ｄ 外部導体の欠如部分 ８Ａ ビア電極 ８Ｂ 配線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E346 AA12 AA15 AA43 BB06 CC10 CC32 CC54 DD03 DD25 DD28 DD33 DD35 DD44 EE33 FF07 FF15 GG15 GG17 GG18 GG22 GG25 HH04 HH06 HH33

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に形成されてグランド層或いは電源
   層である金属層を含む逐次多層配線層と、 前記逐次多層配線層中に布線されて外側導体が前記金属
   層と接続されると共に中心導体が配線と接続されてなる
   同軸ケーブルとを備えてなることを特徴とする逐次多層
   配線基板。
2. 【請求項２】同軸ケーブルは外部導体が必要箇所に於い
   て必要長さ分だけ欠如したものであることを特徴とする
   請求項１記載の逐次多層配線基板。
3. 【請求項３】剛性をもつ基体から分離されてフレキシブ
   ル化された逐次多層配線層のみからなることを特徴とす
   る請求項１記載の逐次多層配線基板。
4. 【請求項４】基板上にグランド層或いは電源層である金
   属層及び該金属層を覆う絶縁層を積層形成する工程と、 次いで、前記絶縁層に前記金属層の一部を表出するビア
   孔を形成してからビア電極及び配線を形成する工程と、 次いで、前記ビア電極及び配線を覆う絶縁層を形成して
   から底に前記配線の一部を表出して延在する同軸ケーブ
   ル布線用の溝を形成する工程と、 次いで、外部導体の必要箇所に必要長さ分の欠如部分を
   もつ同軸ケーブルを前記溝内に布線して前記外部導体と
   前記溝の底に表出されている配線の一部とを導電接続し
   てから前記溝を絶縁層で埋めて固定する工程と、 次いで、前記外部導体の欠如部分に対応する箇所で前記
   溝を埋めた絶縁層並びに前記同軸ケーブルの絶縁体を貫
   通して中心導体を表出するビア孔を形成してから該中心
   導体と導電接続されたビア電極及び配線を形成する工程
   とが含まれてなることを特徴とする逐次多層配線基板の
   製造方法。
5. 【請求項５】基板が支持基体であって、逐次多層配線層
   を形成する全工程が終了した後、前記支持基体を分離し
   て前記逐次多層配線層をフレキシブル化する工程が含ま
   れてなることを特徴とする請求項４記載の逐次多層配線
   基板の製造方法。