JP2004048061A - Semiconductor device - Google Patents
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Landscapes
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Abstract
Description
本発明は、多層配線基板とそれを用いた半導体装置および多層配線基板の製造方法に係り、コンピュータ、デジタル交換機、無線情報端末等に使用される高密度な多層配線基板やマルチチップモジュールおよびその基板また半導体パッケージおよびその基板等に利用され、特に、熱放射特性および高周波特性に優れた多層配線基板とそれを用いた半導体装置および低コストで信頼性の高い多層配線基板を製造しうる多層配線基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a multilayer wiring board, a semiconductor device using the same, and a method for manufacturing the multilayer wiring board. The present invention relates to a high-density multilayer wiring board and a multi-chip module used for a computer, a digital exchange, a wireless information terminal, and the like, and its substrate. In addition, a multilayer wiring board which is used for a semiconductor package and its substrate, etc., and is particularly excellent in heat radiation characteristics and high frequency characteristics, a semiconductor device using the same, and a multilayer wiring board capable of manufacturing a low-cost and highly reliable multilayer wiring board And a method for producing the same.
従来の多層プリント配線基板製造法では、貫通めっきスルーホールによりプリント基板両面の接続をとる技術が知られている。 で は In a conventional method of manufacturing a multilayer printed wiring board, a technique is known in which both sides of the printed circuit board are connected by through-plated through holes.
また、高密度な多層プリント配線基板の製造方法として、例えば、特許文献1や特許文献2に記載があるように、両面プリント配線基板の外側に絶縁膜と銅を逐次積層し、ビアホールで薄膜層間の接続をとるビルドアップ法がある。
As a method for manufacturing a high-density multilayer printed wiring board, for example, as described in
一方、LSIからの発熱は、LSIパッケージやベアチップから電気接続用のハンダを通して基板に逃がすのが一般的であるが、近年、その発熱量の増大に伴い、LSIパッケージやチップそのものに放熱フィンを取り付けるようになって来た。しかし、この放熱フィンの外形は大きく、高密度実装の観点からは、その大きさを小さくする必要があり、放熱フィンの高効率化とともに基板に効率良く熱を逃がす新たな経路が望まれるようになって来た。このような技術に関しては、例えば、特許文献3、特許文献4、特許文献5に記載があるようないわゆるサーマルビアを有する多層プリント配線基板がある。
On the other hand, heat generated from the LSI is generally released from the LSI package or bare chip to the substrate through solder for electrical connection. In recent years, with the increase in the amount of heat generated, heat radiation fins are attached to the LSI package or the chip itself. It has become like. However, the outer shape of the radiating fins is large, and from the viewpoint of high-density mounting, it is necessary to reduce the size of the fins. It has become. As such a technique, for example, there is a multilayer printed wiring board having a so-called thermal via as described in
さらに、多層配線基板のパターン設計においては、インピーダンスやクロストーク等の電気的性能を考慮することが非常に重要となり、高速化、高密度化が望まれるなかで、特に、高周波回路では、電磁記的な副作用を抑止することがますます課題になって来ている。そこで、信号配線をグランド層に近接させるマイクロストリップ線路やストリップ線路による配線設計が行なわれている。また、特許文献6では、基板表面に形成した配線の周囲をグランドで被う方法が開示されている
さらに、特許文献7では、基板の中に形成された配線の両側に沿ってグランド導体を設ける方法が示されている。
Furthermore, in the pattern design of a multilayer wiring board, it is very important to consider electrical performance such as impedance and crosstalk. Deterring adverse side effects is becoming an increasingly important issue. Therefore, a wiring design using a microstrip line or a strip line in which a signal wiring is brought close to a ground layer has been performed. Patent Literature 6 discloses a method of covering the periphery of a wiring formed on a substrate surface with a ground.
また、従来の高密度な多層プリント配線基板の製造方法として挙げた特許文献8や特許文献9では有機絶縁膜上に無電解めっきにて、導体形成用の下地導電膜を形成している。 In Patent Documents 8 and 9 cited as conventional methods for manufacturing a high-density multilayer printed wiring board, a base conductive film for forming a conductor is formed on an organic insulating film by electroless plating.
上記従来の多層プリント配線基板の製造方法では、その貫通めっきスルーホールは、多層プリント配線基板製造工程の最終段階で形成するために、コアとなる両面プリント配線基板のスルーホール格子とその外側の配線層間の接続をとるスルーホール格子は、結局、同じ位置で同じ格子ピッチとなる。 In the above-described conventional method for manufacturing a multilayer printed wiring board, the through-plated through holes are formed in the final stage of the multilayer printed wiring board manufacturing process. In the end, the through-hole grids connecting the layers have the same grid pitch at the same position.
したがって、コアとなる両面プリント配線基板の表面に配線を形成できない程密にスルーホールを形成したならば、その外側の導体層にも配線を形成できないことになるという問題点があった。 (4) Therefore, if the through holes are formed so densely that the wiring cannot be formed on the surface of the double-sided printed wiring board serving as the core, there is a problem that the wiring cannot be formed on the conductor layer outside the through hole.
逆に、外側の導体層に配線を形成できるようにスルーホールピッチを決めると、それ以上スルーホールピッチは小さくできないという問題点が生ずる。 Conversely, if the through hole pitch is determined so that wiring can be formed on the outer conductor layer, there arises a problem that the through hole pitch cannot be further reduced.
また、高密度な多層プリント配線基板の製造方法である上記の特許文献1や特許文献2に記載の技術においては、この方法で薄膜層において高密度な配線およびビアホールを形成できるというメリットがある。
In addition, the techniques described in
しかしながら、コアとなる両面プリント配線基板の両面を接続するために、スルーホールを最終段階で形成するならば、スルーホールの影響で高密度配線をおこないにくくなることは、上述と同様になり、高密度配線が形成可能な薄膜層の構成による多層配線基板としたメリットが激減する。 However, if through-holes are formed at the final stage to connect both sides of the double-sided printed wiring board as a core, it is difficult to perform high-density wiring due to the effects of the through-holes. The merit of a multilayer wiring board having a configuration of a thin film layer on which a density wiring can be formed is drastically reduced.
また、逐次積層法でスルーホールランド上にビアを形成するとスルーホールランドの幅が大きくなり、その分スルーホールピッチが大きくなる。そして、ビアが形成する最小格子ピッチはスルーホールピッチと同じであり、高密度化に限界があるという問題点があった。 す る と Also, when vias are formed on the through-hole lands by the sequential lamination method, the width of the through-hole lands increases, and the through-hole pitch increases accordingly. The minimum lattice pitch formed by the vias is the same as the through-hole pitch, and there is a problem that there is a limit in increasing the density.
さらに、スルーホールが穴埋めされていないために逐次積層層の形成が困難であり、基板の信頼性も欠けるという問題点もある。 Furthermore, since the through-holes are not filled, it is difficult to form successively laminated layers, and the reliability of the substrate is also lacking.
このように両面を貫通めっきスルーホールで接続する従来からの多層プリント配線基板は貫通めっきスルーホールのために高密度化に限界がある。 従 来 In this way, the conventional multilayer printed wiring board in which both sides are connected by through-plated through holes has a limit in increasing the density due to the through-plated through holes.
この悪影響は、多ピン狭ピッチLSIパッケージやLSIベアチップを多層プリント配線基板に実装する場合に顕著に現れ、LSIを基板に接続できても配線が引き回せない現象が起きる場合があった。 (4) This adverse effect is remarkable when a multi-pin narrow-pitch LSI package or an LSI bare chip is mounted on a multilayer printed wiring board. In some cases, even if the LSI can be connected to the board, the wiring cannot be routed.
逆に、配線を引き回せる基板にした場合には、LSIの端子ピッチと基板のパッドピッチを合わせられないという不整合が生じたり、配線のため基板が極端に多層化しなければならないという不都合が生じることがあった。 On the other hand, if the wiring board is designed to allow the wiring to be routed, mismatching occurs in that the terminal pitch of the LSI cannot be matched with the pad pitch of the board, or the wiring board has to be extremely multi-layered for wiring. There was something.
ところが逆に、基板上の貫通めっきスルーホールを穴埋めされていないものにすると、基板に実装されたLSIベアチップは極薄い封止材料で外界から遮断されるだけになり、信頼性に欠けるものになるという問題点が生ずる。 On the other hand, if the through-plated through-holes on the board are not filled, the LSI bare chip mounted on the board will only be cut off from the outside world by an extremely thin sealing material, resulting in lack of reliability. The problem arises.
次に、放熱のための特許文献3、特許文献4、特許文献5に記載の多層プリント配線基板の技術についていえば、これらの基板はいずれも基板の両側を貫通するめっきスルーホールを利用したものであり、サーマルビアのためのみに基板製造の最終段階で貫通めっきスルーホールを形成することはコスト高になるという問題点があった。
Next, regarding the technology of the multilayer printed wiring board described in
次に、高周波回路を意識した特許文献6に記載の基板表面に形成した配線の周囲をグランドで被う方法では、配線をグランドで囲うためのみに基板製造の最終段階でその構造を製造しなくてはならず、製造コストがコスト高になるという問題点があった。 Next, in the method of covering the periphery of the wiring formed on the substrate surface with the ground described in Patent Document 6, which is conscious of a high-frequency circuit, the structure is not manufactured at the final stage of the substrate manufacturing only to surround the wiring with the ground. However, there is a problem that the manufacturing cost is increased.
さらに、特許文献7に記載の基板の中に形成された配線の両側に沿ってグランド導体を設ける方法では、そのグランド導体はスルーホール導体であり、遮蔽効果は小さいという問題点があった。
(4) In the method described in
次に、特許文献8や特許文献9に記載の技術についていえば、この方法では、有機絶縁膜表面をクロム硫酸や過マンガン塩で粗化し、そのアンカー効果で下地導電膜を接着している。しかし、この方法では、充分な接着強度を確保することが困難であるという問題点があった。 Next, regarding the techniques described in Patent Documents 8 and 9, in this method, the surface of the organic insulating film is roughened with chromic sulfuric acid or a permanganate salt, and the underlying conductive film is bonded by the anchor effect. However, this method has a problem that it is difficult to secure sufficient adhesive strength.
また、有機絶縁材料よりも酸化剤に対して溶解性の高い樹脂フィラーを含有させ、絶縁膜表面のフィラーを酸化剤で除去して、そのアンカー効果で下地導電膜を接着させる方法では、大きな接着強度は取れるが、有機絶縁膜よりも酸化され易い有機フィラーはおのずと有機絶縁膜材料よりも耐熱性等の物性が劣り、全体としての絶縁膜物性を落すことになるという問題点が生ずる。 In addition, a method in which a resin filler that is more soluble in an oxidizing agent than an organic insulating material is included, and the filler on the surface of the insulating film is removed with the oxidizing agent, and the underlying conductive film is adhered by the anchor effect, has a large adhesion. Although the organic filler has high strength, the organic filler, which is more easily oxidized than the organic insulating film, naturally has lower physical properties such as heat resistance than the organic insulating film material, resulting in a problem that the physical properties of the entire insulating film deteriorate.
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その第一の目的は、コアとなる両面プリント配線基板の両面の接続をとるための貫通めっきスルーホールの穴を形成した場合であっても、その外側に形成する絶縁膜と銅の逐次積層形薄膜層において高密度に配線を形成する能力を最大限に引き出す構造の多層配線基板およびこれを用いた半導体装置を提供することにある。特に、コアとなる両面プリント配線基板の表面に配線を形成できない程、密にスルーホールを形成しても、その外側に形成する逐次積層形薄膜層の導体層に配線を形成できる構造の多層配線基板およびこれを用いた半導体装置を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and a first object of the present invention is to form a through-plated through-hole for connecting both sides of a double-sided printed wiring board serving as a core. Provided is a multilayer wiring board having a structure for maximizing the ability to form wiring at high density in an insulating film and a successively laminated thin film layer of copper formed outside thereof, and a semiconductor device using the same. Is to do. In particular, even if through holes are formed so densely that wiring cannot be formed on the surface of the double-sided printed wiring board serving as a core, multilayer wiring having a structure in which wiring can be formed on a conductor layer of a sequentially laminated thin film layer formed outside the through hole It is to provide a substrate and a semiconductor device using the same.
また、その第二の目的は、放熱性に優れた構造の多層配線基板およびこれを用いた半導体装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a multilayer wiring board having a structure excellent in heat dissipation and a semiconductor device using the same.
また、第三の目的は、高周波特性に優れた多層配線基板およびこれを用いた半導体装置を提供することにある。 A third object is to provide a multilayer wiring board having excellent high-frequency characteristics and a semiconductor device using the same.
さらに、第四の目的は、上記基板を信頼性良く低コストで製造する方法を提供することにあり、特に、絶縁膜と下地導電膜の接着強度の優れた多層配線基板の製造方法を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a method for manufacturing the above-mentioned substrate at a low cost with high reliability, and in particular, to provide a method for manufacturing a multilayer wiring board having excellent adhesion strength between an insulating film and a base conductive film. It is in.
上記目的を達成するために、本発明の多層配線基板に係る発明の構成は、コアとなる両面プリント板と、その上または下に形成される配線層とを有する多層配線基板において、前記コアとなる両面プリント板は、穴埋めされた貫通めっきスルーホールを備え、その穴埋めされた貫通めっきスルーホールの周縁に存在するランドを拡張して、拡張ランド部を形成して、その拡張ランド部の表面に、前記上または下に形成される配線層との接続をとるためのビアを形成して成るようにしたものである。 In order to achieve the above object, a multilayer wiring board according to the present invention has a double-sided printed board serving as a core, and a multilayer wiring board having a wiring layer formed thereon or below. The double-sided printed circuit board is provided with a through-plated through-hole filled in, the land existing on the periphery of the filled-through plated-through hole is expanded to form an extended land portion, and the surface of the extended land portion is formed. And vias for making connections with the wiring layers formed above or below.
より詳しくは、上記多層配線基板において、前記コアとなる両面プリント板が、少なくとも4つの穴埋めされた貫通めっきスルーホールを有し、それら4つの穴埋めされた貫通めっきスルーホールの中央位置の形成する格子の中央位置にまで、前記拡張ランド部を拡張するようにしたものである。 More specifically, in the multilayer wiring board, the double-sided printed board serving as the core has at least four filled through plated through holes, and a lattice formed at the center of the four filled through plated through holes. The extended land portion is extended up to the center position of.
さらに詳しくは、前記コアとなる両面プリント板の上または下に形成される前記配線層において、そのビアパッド位置が4つの穴埋めされた貫通めっきスルーホールの中心位置、それら中心位置の形成する格子の中央位置のいずれか一方、または、両者であるようにしたものである。 More specifically, in the wiring layer formed on or below the double-sided printed board serving as the core, the via pad position is the center position of the through-plated through-hole filled with four holes, and the center of the grid formed by the center position. Either one of the positions or both of them.
次に、上記目的を達成するために、本発明の半導体装置に係る発明の構成は、上記の多層配線基板の両面の格子上にパッドを設け、前記多層配線基板の片面のパッド上に1個以上の半導体または半導体パッケージを接続し、前記多層配線基板のもう一方の片面のパッド上に、別の多層配線基板と接続するための導電体を形成するか、あるいは、前記多層配線基板両面のパッド上に、各々の片面に1個以上の半導体または半導体パッケージを接続し、前記多層配線基板のいずれかの片面のパッド上に、別の多層配線基板と接続するための導電体を形成したようにしたものである。 Next, in order to achieve the above object, according to a configuration of the invention relating to a semiconductor device of the present invention, a pad is provided on a lattice on both sides of the multilayer wiring board, and one pad is provided on a pad on one side of the multilayer wiring board. The above semiconductor or semiconductor package is connected, and a conductor for connecting to another multilayer wiring board is formed on a pad on the other side of the multilayer wiring board, or pads on both sides of the multilayer wiring board are formed. As described above, one or more semiconductors or semiconductor packages are connected to each one side, and a conductor for connecting to another multilayer wiring board is formed on a pad on one side of the multilayer wiring board. It was done.
また、本発明の多層配線基板に係る発明の他の構成は、両面プリント板の穴埋めされた貫通めっきスルーホールのランドおよび穴埋め部上に柱状の銅体を形成して成るようにしたものである。 Further, another configuration of the invention relating to the multilayer wiring board of the present invention is such that a pillar-shaped copper body is formed on the land of the through-hole plated through hole filled in the double-sided printed board and on the filled portion. .
別に詳しくは、両面プリント板の穴埋めされた貫通めっきスルーホールの複数個を含む領域の表層銅および穴埋め部上に柱状の銅体を形成して成るようにしたものである。 More specifically, a column-shaped copper body is formed on the surface copper in a region including a plurality of through-hole plated through holes filled in the hole of the double-sided printed board and on the hole filling portion.
また、上記目的を達成するために、本発明の半導体装置に係る発明の他の構成は、上記のいずれかの多層配線基板において、前記柱状の銅体と半導体または半導体パッケージを熱伝導率の良い熱伝導体で接続し、かつ、穴埋めされた貫通めっきスルーホールを電源層もしくはグランド層と接続するか、または、前記半導体もしくは半導体パッケージに接続された銅体と反対側の柱状の銅体に、別の多層配線基板と接続するための熱伝導率の良い熱伝導体を形成することのいずれか一方、または、両者をおこなうようにしたものである。 Further, in order to achieve the above object, another configuration of the invention according to the semiconductor device of the present invention is that, in any one of the above multilayer wiring boards, the columnar copper body and the semiconductor or the semiconductor package have good thermal conductivity. Connected with a heat conductor, and the filled through-plated through hole is connected to a power supply layer or a ground layer, or to the columnar copper body opposite to the copper body connected to the semiconductor or semiconductor package, Either one or both of forming a heat conductor having good heat conductivity for connecting to another multilayer wiring board is performed.
また、上記目的を達成するために、本発明の多層配線基板に係る発明の他の構成は、上記半導体装置において、基板中に含まれる少なくとも1本以上の配線を有する領域の配線周囲を絶縁層で被い、かつ、その領域の上下、左右、前後の3方向の内、少なくとも2方向をグランド層で囲うようにしたものである。 According to another embodiment of the present invention, there is provided a multi-layer wiring board according to the present invention, wherein in the semiconductor device, an insulating layer is formed around a wiring in a region having at least one wiring included in the substrate. , And at least two of the three directions of up, down, left, right, front and back of the area are surrounded by the ground layer.
さらに、上記目的を達成するために、本発明の半導体装置に係る発明の他の構成は、上記の多層配線基板を用いて、複数の電気回路系を構成し、それらを前記グランド層で相互に分離したようにしたものである。 Furthermore, in order to achieve the above object, another configuration of the invention according to the semiconductor device of the present invention is to form a plurality of electric circuit systems by using the above-mentioned multilayer wiring board, and mutually connect them by the ground layer. It is as if separated.
次に、上記目的を達成するために、本発明の多層配線基板の製造方法に係る発明の構成は、
(1)両面銅張りプリント板を穴明けし、全面に銅めっきをする工程、
(2)所望の形状にレジストの抜きパターンを形成した後、ビア用の銅をめっきし、レジストを剥離する工程、
(3)所望の形状にレジストの残しパターンを形成した後、表層銅をパターニングし、レジストを剥離する工程、
(4)前記基板の両面に表面の平坦な金型を設置し、この基板と金型との間にフィラー含有無溶剤形流動性高分子前駆体を供給する工程、
(5)前記金型と前記基板との間を排気する工程、
(6)前記金型を前記基板方向へ移動させてフィラー含有無溶剤形流動性高分子前駆体を前記基板上の銅導体間隙に充填する工程、
(7)前記前駆体に所定の静水圧をかける工程、
(8)静水圧下において前記前駆体を硬化する工程、
(9)ビア銅導体表面を露出させる工程、
(10)前記ビア銅導体と接続する下地導電膜を形成する工程、
(11)所望の形状にレジストの抜きパターンを形成した後、配線銅導体をめっきにより形成する工程、
(12)所望の形状にレジストの抜きパターンを形成した後、ビア銅導体をめっきにより形成する工程、
(13)2層のレジストを剥離する工程、
(14)不要の下地導電膜をエッチングする工程、
を含み、前記(1)ないし(3)の工程をこの順におこない、その後に、前記(4)ないし(14)の工程をこの順に繰り返すことで多層化する多層配線基板の製造方法(A法)、または、
(1)両面銅張りプリント板を穴あけし、全面に銅めっきする工程、
(2)所望の形状にレジストの残しパターンを形成した後、表層銅をエッチングし、レジストを剥離する工程、
(3)前記基板の両面に表面の平坦な金型を設置し、この基板と金型との間にフィラー含有無溶剤形流動性高分子前駆体を供給する工程、
(4)前記金型と前記基板との間を排気する工程、
(5)前記金型を前記基板方向へ移動させてフィラー含有無溶剤形流動性高分子前駆体を前記基板上の銅導体間隙に充填する工程、
(6)前記前駆体に所定の静水圧をかける工程、
(7)静水圧下において前記前駆体を硬化する工程、
(8)表層銅導体表面を露出させる工程、
(9)絶縁膜を成膜した後、絶縁膜の所望の位置にビアホールを形成する工程、
(10)ビア銅導体と配線銅導体をめっきにより形成する工程、
を含み、前記(1)ないし(8)の工程をこの順におこない、その後に、前記(9)ないし(10)の工程をこの順に繰り返すことで多層化する多層配線基板の製造方法(B法)において、前記フィラー含有無溶剤形流動性高分子前駆体を加熱溶融させて、精密定量吐出装置にて基板上に供給するようにしたものである。
Next, in order to achieve the above object, the configuration of the invention according to the method for manufacturing a multilayer wiring board of the present invention,
(1) Drilling a double-sided copper-clad printed board and plating the entire surface with copper;
(2) a step of forming a resist removal pattern in a desired shape, plating copper for vias, and removing the resist;
(3) a step of patterning a surface copper layer after forming a resist remaining pattern in a desired shape, and stripping the resist;
(4) placing a mold having a flat surface on both surfaces of the substrate, and supplying a filler-containing solventless fluid polymer precursor between the substrate and the mold;
(5) exhausting the space between the mold and the substrate;
(6) a step of moving the mold in the direction of the substrate to fill a gap between the copper conductors on the substrate with the filler-containing solventless fluid polymer precursor;
(7) applying a predetermined hydrostatic pressure to the precursor;
(8) curing the precursor under hydrostatic pressure;
(9) exposing the via copper conductor surface;
(10) forming a base conductive film connected to the via copper conductor;
(11) forming a resist removal pattern in a desired shape, and then forming a wiring copper conductor by plating;
(12) a step of forming a via copper conductor by plating after forming a resist removal pattern in a desired shape;
(13) removing two layers of resist,
(14) a step of etching an unnecessary underlying conductive film,
The method (A) wherein the steps (1) to (3) are performed in this order, and then the steps (4) to (14) are repeated in this order to form a multilayer wiring board Or
(1) Drilling a double-sided copper-clad printed board and copper plating the entire surface;
(2) a step of etching a surface layer copper and removing the resist after forming a resist remaining pattern in a desired shape;
(3) placing a mold having a flat surface on both surfaces of the substrate, and supplying a filler-containing solventless fluid polymer precursor between the substrate and the mold;
(4) exhausting the space between the mold and the substrate;
(5) a step of moving the mold in the direction of the substrate to fill the space between the copper conductors on the substrate with the filler-containing solventless fluid polymer precursor;
(6) applying a predetermined hydrostatic pressure to the precursor;
(7) curing the precursor under hydrostatic pressure;
(8) a step of exposing a surface copper conductor surface;
(9) forming a via hole at a desired position on the insulating film after forming the insulating film;
(10) forming a via copper conductor and a wiring copper conductor by plating;
And the steps (1) to (8) are performed in this order, and thereafter, the steps (9) to (10) are repeated in this order to form a multilayer wiring board (method B). Wherein the filler-containing solvent-free fluid polymer precursor is melted by heating and supplied onto a substrate by a precise quantitative discharge device.
より詳しくは、上記多層配線基板の製造方法において、前記A法またはB法の銅導体表面を露出させる工程である前記A法−(9)およびB法−(8)において、フィラーを薬液により分解あるいは溶解し、前記絶縁膜表面を粗面化するようにしたものである。 More specifically, in the method of manufacturing a multilayer wiring board, in the method A- (9) and the method B- (8), which is a step of exposing the copper conductor surface of the method A or the method B, the filler is decomposed by a chemical solution. Alternatively, the insulating film is dissolved to roughen the surface of the insulating film.
さらに詳しくは、前記フィラーがポリイミドで、前記無溶剤形流動性高分子前駆体が、多官能エポキシ樹脂とノボラック樹脂の組成物であり、前記薬液が、 (a)アルカリ性水溶液、
(b)エチレンジアミンとヒドラジンヒドラートの混合液、
(c)N−メチル−2−ピロリドンまたはハロゲン化フェノールのいずれか一方、または、両者
のうちで、前記(a)ないし(c)のうちから選ばれた1種であるようにしたものである。請求項11記載の多層配線基板の製造方法。
More specifically, the filler is a polyimide, the solvent-free fluid polymer precursor is a composition of a polyfunctional epoxy resin and a novolak resin, and the chemical solution comprises: (a) an alkaline aqueous solution,
(B) a mixed solution of ethylenediamine and hydrazine hydrate,
(C) one of N-methyl-2-pyrrolidone and a halogenated phenol, or both of them, which is one selected from the above (a) to (c). . A method for manufacturing a multilayer wiring board according to claim 11.
別に詳しくは、前記両面銅張りプリント板の替わりに、絶縁基板を使うようにしたものである。 Specifically, an insulating substrate is used in place of the double-sided copper-clad printed board.
さらに詳しくは、上記の多層配線基板の製造方法において、前記絶縁基板が、プリプレグ材を硬化した基板であるようにしたものである。 More specifically, in the above-described method for manufacturing a multilayer wiring board, the insulating substrate is a substrate obtained by curing a prepreg material.
本発明に係る多層配線基板は、両面プリント配線基板の穴埋めされた貫通めっきスルーホールのランドを一部拡張した部分に、ビアを形成して、その外側の逐次積層形薄膜層の配線層との接続をとるようにする。したがって、両面プリント配線基板の表面に配線が形成できない程、密にスルーホールを形成したとしても、その外側に形成する逐次積層形薄膜層の導体層に配線を形成することができる程、高密度な配線が可能になるという作用がある。 The multilayer wiring board according to the present invention is characterized in that a via is formed in a part of a double-sided printed wiring board in which a land of a through-hole plated through hole is partially extended, and a via is formed between the land and the wiring layer of the sequentially laminated thin film layer outside the via. Make a connection. Therefore, even if through holes are formed densely so that no wiring can be formed on the surface of the double-sided printed wiring board, the density is high enough that the wiring can be formed on the conductor layer of the sequentially laminated thin film layer formed outside the through hole. There is an effect that a simple wiring becomes possible.
また、4つの穴埋めされた貫通めっきスルーホールの中心位置とこれらの穴埋めされた貫通めっきスルーホールの中心位置が形成する格子の中央位置との両者に、配線位置を設ければ、配線位置の形成する格子のピッチをスルーホールの中心位置が形成する格子のピッチに比べて、より小さくできるので、さらに高密度な配線が可能になる。 Further, if wiring positions are provided at both the center position of the four filled through-plated through holes and the center position of the grid formed by the center positions of these filled through plated through holes, the wiring position is formed. Since the pitch of the grid to be formed can be made smaller than the pitch of the grid formed by the center position of the through hole, higher-density wiring becomes possible.
このような多層配線基板の構造は、コアとなる両面プリント配線基板の貫通めっきスルーホールを穴埋めし、その上に逐次積層形の薄膜層を形成することで製造が可能になった。 構造 The structure of such a multilayer wiring board can be manufactured by filling the through-plated through-holes of the double-sided printed wiring board serving as a core and forming a sequentially laminated thin film layer thereon.
さらに、本発明に係る半導体装置では、このような超高密度な多層配線基板の両面の格子上にパッドを設け、前記基板片面のパッド上に1個以上の半導体または半導体パッケージを接続し、前記基板のもう一方の片面のパッド上に、別の多層配線基板と接続するための導電体を形成するか、あるいは、前記基板両面のパッド上に、各々の片面に1個以上の半導体または半導体パッケージを接続し、前記基板の片面のパッド上に別の多層配線基板と接続するための導電体を形成している。 Further, in the semiconductor device according to the present invention, pads are provided on lattices on both surfaces of such an ultra-high-density multilayer wiring substrate, and one or more semiconductors or semiconductor packages are connected to the pads on one surface of the substrate. A conductor for connecting to another multi-layer wiring board is formed on a pad on the other side of the board, or one or more semiconductors or semiconductor packages are provided on each side of the board on pads on both sides of the board. And a conductor for connection to another multilayer wiring board is formed on the pad on one side of the board.
したがって、従来のプリント配線基板では困難であったような多ピン狭ピッチLSIパッケージやLSIベアチップであっても、これを基板に接続し、配線を引き回すことが可能になり、基板の配線層数も低減することができるようになった。また、貫通スルーホールが穴埋めされているために、パッケージ内のLSIベアチップは外界と絶縁樹脂で遮断されることになり、信頼性も向上することになった。 Therefore, even a multi-pin narrow-pitch LSI package or LSI bare chip, which is difficult with a conventional printed wiring board, can be connected to the board and the wiring can be routed, and the number of wiring layers on the board can be reduced. Can be reduced. Further, since the through-holes are filled, the LSI bare chip in the package is cut off from the outside by the insulating resin, and the reliability is improved.
また、本発明に係る半導体装置では、両面プリント板の穴埋めされた貫通めっきスルーホールのランドおよび穴埋め部上、または、両面プリント板の穴埋めされた貫通めっきスルーホールの複数個を含む領域の表層銅および穴埋め部上に柱状の銅を形成し、その柱状の銅と半導体または半導体パッケージを熱伝導率の良い熱伝導体で接続し、かつ、穴埋めされた貫通めっきスルーホールを電源層またはグランド層と接続するか、または、半導体または半導体パッケージと反対側の柱状の銅に別の多層配線基板と接続するための熱伝導率の良い熱伝導体を形成しするかのいずれか一方、または、両者をおこなっている。 Further, in the semiconductor device according to the present invention, the surface copper on the land and the filled portion of the filled through-plated through-hole of the double-sided printed board, or in the region including a plurality of filled through-plated through-holes of the double-sided printed board. And form a columnar copper on the filled portion, connect the columnar copper and the semiconductor or semiconductor package with a heat conductor having good thermal conductivity, and connect the filled through plated through hole with the power supply layer or the ground layer. Either connect, or form a thermal conductor with good thermal conductivity for connecting to another multilayer wiring board on the columnar copper on the opposite side of the semiconductor or semiconductor package, or both. I am doing it.
そのため、LSIでの発熱が容易に外部に伝わることができるため、放熱性に優れているという作用がある。さらに、前記サーマルビアは後述する基板製造の過程において製造可能であり、基板製造の最終段階で形成するものではないので、このような構造にしても、さほどコストを上げることはないという作用も見込むことができる。 (4) Since the heat generated in the LSI can be easily transmitted to the outside, there is an effect that the heat dissipation is excellent. Further, since the thermal via can be manufactured in the process of manufacturing a substrate, which will be described later, and is not formed in the final stage of manufacturing the substrate, it is expected that such a structure does not significantly increase the cost. be able to.
また、本発明に係る多層配線基板では、基板中に含まれる少なくとも1本以上の配線を有する領域の配線周囲を絶縁層で被い、かつ、その領域の上下、左右、前後の3方向の内、少なくとも2方向をグランド層で囲うことにする。また、本発明に係る半導体装置では、その多層配線基板を用いて複数の電気回路系を相互に分離する。 Further, in the multilayer wiring board according to the present invention, the periphery of the region having at least one or more wirings included in the substrate is covered with an insulating layer, and the region is formed in three directions of up, down, left, right, front and back. , At least two directions are surrounded by the ground layer. Further, in the semiconductor device according to the present invention, a plurality of electric circuit systems are separated from each other by using the multilayer wiring board.
このようにすることで、、絶縁層とグランド層で、電磁波の発生源を被い込むことができるので、電気信号の干渉やノイズ発生を抑え、高周波特性に優れるという作用を得ることができる。さらに、前記ウォールビアは後述する基板製造の過程において製造可能であり、基板製造の最終段階で形成するものではないので、このような構造にしても、さほどコストを上げることはないという作用も見込むことができる。 By doing so, the source of electromagnetic waves can be covered by the insulating layer and the ground layer, so that interference of electric signals and generation of noise can be suppressed, and an effect of excellent high-frequency characteristics can be obtained. Further, since the wall via can be manufactured in the process of manufacturing a substrate, which will be described later, and is not formed in the final stage of manufacturing the substrate, it is expected that such a structure does not significantly increase the cost. be able to.
また、本発明に係る多層配線基板の製造方法としては、先に記述したA法およびB法において、フィラー含有無溶剤形流動性高分子前駆体を加熱溶融させて精密定量吐出装置にて基板上に供給し、硬化した絶縁膜からフィラーを薬液により分解あるいは溶解し、絶縁膜表面を粗面化した後、無電解めっきを施す。 Further, as a method for manufacturing a multilayer wiring board according to the present invention, in the above-described methods A and B, a filler-containing solvent-free fluid polymer precursor is heated and melted, and is precision-discharged on a substrate by a precise quantitative discharge device. After the filler is decomposed or dissolved by a chemical solution from the cured insulating film to roughen the insulating film surface, electroless plating is performed.
このようにすることにより、簡単なプロセスを用いて接着性に優れた下地導電膜を形成することが可能になった。ここで、フィラーとしてポリイミドを、無溶剤形流動性高分子前駆体として多官能エポキシ樹脂とノボラック樹脂の組成物を使えば、フィラーにより絶縁膜の物性を劣化させることはなく、逆に、絶縁膜の物性を向上させることができる。 に す る By doing so, it became possible to form a base conductive film having excellent adhesiveness using a simple process. Here, if polyimide is used as a filler, and a composition of a polyfunctional epoxy resin and a novolak resin is used as a solvent-free fluid polymer precursor, the filler does not deteriorate the physical properties of the insulating film. Can be improved in physical properties.
なお、コアとなる両面プリント配線基板を製造する際に、両面銅張りプリント板の変わりに、プリプレグを熱硬化した絶縁材料を用いれば、さらに、製造工程における低コスト化を図ることができる。 When manufacturing a double-sided printed wiring board serving as a core, if an insulating material obtained by thermosetting a prepreg is used instead of a double-sided copper-clad printed board, the cost in the manufacturing process can be further reduced.
本発明によれば、コアとなる両面プリント配線基板の両面の接続をとるための貫通めっきスルーホールの穴を形成した場合であっても、その外側に形成する絶縁膜と銅の逐次積層形薄膜層において高密度に配線を形成する能力を最大限に引き出す構造の多層配線基板およびこれを用いた半導体装置を提供することができる。特に、コアとなる両面プリント配線基板の表面に配線を形成できない程、密にスルーホールを形成しても、その外側に形成する逐次積層形薄膜層の導体層に配線を形成できる構造の多層配線基板およびこれを用いた半導体装置を提供することができる。 According to the present invention, even when a through-plated through-hole for forming a connection on both sides of a double-sided printed wiring board serving as a core is formed, an insulating film and a copper successively laminated thin film formed outside thereof are formed. It is possible to provide a multilayer wiring board having a structure that maximizes the ability to form wiring at a high density in layers and a semiconductor device using the same. In particular, even if through holes are formed so densely that wiring cannot be formed on the surface of the double-sided printed wiring board serving as a core, multilayer wiring having a structure in which wiring can be formed on a conductor layer of a sequentially laminated thin film layer formed outside the through hole A substrate and a semiconductor device using the same can be provided.
また、本発明によれば、放熱性に優れた構造の多層配線基板およびこれを用いた半導体装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a multilayer wiring board having a structure excellent in heat dissipation and a semiconductor device using the same.
また、本発明によれば、高周波特性に優れた多層配線基板およびこれを用いた半導体装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a multilayer wiring board having excellent high-frequency characteristics and a semiconductor device using the same.
さらに、本発明によれば、上記基板を信頼性良く低コストで製造する方法を提供することにあり、特に、絶縁膜と下地導電膜の接着強度の優れた多層配線基板の製造方法を提供することができる。 Further, according to the present invention, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing the above-mentioned substrate with good reliability and low cost, and in particular, to provide a method for manufacturing a multilayer wiring board having excellent adhesion strength between an insulating film and a base conductive film. be able to.
以下、本発明に係る各実施例を、図1ないし図15を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
〔高密度配線が可能な本発明に係る多層配線基板の構造とそれを用いた半導体装置〕
本発明の多層配線基板の構造は、両面プリント配線基板の穴埋めされた貫通めっきスルーホールのランドを一部拡張した部分に、その外側の逐次積層形薄膜層の配線層との接続をとるためのビアを形成して成る多層配線基板としたものである。これを用いた半導体装置の構造は、この多層配線基板にできるビアの格子上にパッドを設け、半導体または半導体パッケージを接続するものである。
[Structure of multilayer wiring board according to the present invention capable of high-density wiring and semiconductor device using the same]
The structure of the multilayer wiring board of the present invention is used for connecting the wiring layer of the successively laminated thin film layer outside the land to a part of the land of the through-hole plated through hole filled in the hole of the double-sided printed wiring board. This is a multilayer wiring board formed with vias. In the structure of a semiconductor device using this, pads are provided on a lattice of vias formed in the multilayer wiring board, and semiconductors or semiconductor packages are connected.
そして、この多層配線基板とこれを用いた半導体装置によって、本発明の第1の課題である高密度化が達成されるのである。 {Circle around (1)} With the multilayer wiring board and the semiconductor device using the same, the first object of the present invention, that is, high density, is achieved.
以下、これを図1ないし図6を用いて詳細に説明していこう。 Hereinafter, this will be described in detail with reference to FIGS.
先ず、図1を用いて本発明に係る多層配線基板のランドとビアの基本的な構造を説明する。 First, the basic structure of the lands and vias of the multilayer wiring board according to the present invention will be described with reference to FIG.
図1は、本発明に係る多層配線基板のランドとビアの構造を示す図で、図1(a)がランドとビアの斜視図、図1(b)が(a)のAA´断面図である。 FIGS. 1A and 1B are diagrams showing the structure of lands and vias of a multilayer wiring board according to the present invention. FIG. 1A is a perspective view of the lands and vias, and FIG. is there.
図1(a)に示すように、両面プリント配線基板の穴埋めされた貫通めっきスルーホールの周縁に形成されるランド101を一部拡張した拡張ランド部102の先端部分に、その外側の逐次積層形薄膜層の配線層との接続をとるためのビア103を形成する。
As shown in FIG. 1A, a
ビアの形状としては、図1(b)のAA´断面図に示すようなスタッドビア104と図1(c)のAA´断面図に示すようなコンフォーマルビア105の2つを用いることができるが、より微細なビアを形成できること、さらに、すり鉢形でなく柱状であること等から図1(b)のスタッドビア104の方が望ましい。 As the shape of the via, there can be used two, a stud via 104 as shown in an AA ′ sectional view of FIG. 1B and a conformal via 105 as shown in an AA ′ sectional view of FIG. However, the stud via 104 shown in FIG. 1B is more preferable because a finer via can be formed, and since the via is not a mortar but a pillar.
次に、図2を用いて本発明に係るプリント配線基板の構造について説明する。 図2は、コアとなる両面プリント配線基板の表面層の上面図を模式的に示したものである。 Next, the structure of the printed wiring board according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 schematically shows a top view of a surface layer of a double-sided printed wiring board serving as a core.
本発明に係るプリント配線基板の構造は、上述のスルーホールとランドを有効に配列したものである。すなわち、配線のコアとなる両面プリント配線基板の4つの穴埋めされた貫通めっきスルーホール201,202,203,204が形成する格子の中央の位置に、その貫通めっきスルーホール201の一つの拡張ランド206を占有するように取り、その格子の中央の位置にこのプリント配線基板の外側の逐次積層形薄膜層の配線層との接続をとるためのビア206を形成した構造である。
構造 The structure of the printed wiring board according to the present invention is one in which the above-described through holes and lands are effectively arranged. That is, one
このような構造とすることで、たとえ両面プリント配線基板の表面に配線が形成できない程、密にスルーホールを形成したとしても、その外側に形成する逐次積層形薄膜層の導体層に配線を形成することができる。 With such a structure, even if through holes are formed so densely that wiring cannot be formed on the surface of the double-sided printed wiring board, wiring is formed on the conductor layer of the sequentially laminated thin film layer formed outside the through holes. can do.
次に、図3および図4を用いて本発明に係るプリント配線基板の上下に形成される配線層における配線について詳細に説明する。 Next, the wiring in the wiring layers formed above and below the printed wiring board according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図3は、コアとなる両面プリント配線基板の表面層の上下に形成される配線層の配線パターンの一つの例の上面図を模式的に示したものである。 FIG. 3 schematically shows a top view of one example of a wiring pattern of a wiring layer formed above and below a surface layer of a double-sided printed wiring board serving as a core.
図4は、コアとなる両面プリント配線基板の表面層の上下に形成される配線層の配線パターンの一つの例の上面図を模式的に示したものである。 FIG. 4 schematically shows a top view of one example of a wiring pattern of a wiring layer formed above and below a surface layer of a double-sided printed wiring board serving as a core.
図3の301は、配線を示し、302は、層間接続用のビアが形成されるパッドを表わしている。このパッド302が形成する格子は、内側の4つの穴埋めされた貫通めっきスルーホール303,304,305,306の中央位置すなわちパッド302の位置を含む。
{Circle over (3)} 301 in FIG. 3 denotes a wiring, and 302 denotes a pad on which a via for interlayer connection is formed. The lattice formed by the
このような構造とすることで逐次積層形薄膜層の格子βは、コアとなる両面プリント配線基板のスルーホール格子αをXY方向にそれぞれ1/2格子ずらした格子となり、その格子ピッチは、スルーホールの格子ピッチと同じにすることができる。 With such a structure, the lattice β of the sequentially laminated thin film layer is a lattice obtained by shifting the through-hole lattice α of the double-sided printed wiring board serving as the core by 1 / lattice in the XY directions, and the lattice pitch is It can be the same as the lattice pitch of the holes.
また、図4を用いて本発明に係る多層配線基板の今一つの配線方法を説明しよう。これは、拡張ランド部の表面に形成されたビアが形成されるパッドと、さらに貫通めっきスルーホール中央部にもビアが形成されるパッドを設けて、この両者と配線を取って、配線密度を向上させたものである。すなわち、配線される位置は、4つの穴埋めされた貫通めっきスルーホール401,402,403,404のホールの中心位置と、その4つのホールの中心位置が形成する格子の中央となる。そして、この際の配線位置の形成する格子γのピッチは、コアとなる両面プリント配線基板のスルーホール格子αのピッチの1/√2とすることができる。
(4) Another wiring method of the multilayer wiring board according to the present invention will be described with reference to FIG. This is achieved by providing a pad on the surface of the extension land where a via is formed and a pad on which a via is also formed at the center of the through-plated through-hole, and wiring with both to reduce the wiring density. It has been improved. That is, the wiring positions are the center positions of the four through-hole plated through-
このような多層配線基板の構造とすることで、従来のプリント配線基板では達成できない超高密度配線が可能なプリント配線基板を提供することができる。 と す る With such a multilayer wiring board structure, it is possible to provide a printed wiring board capable of ultra-high-density wiring that cannot be achieved by a conventional printed wiring board.
なお、上述の配線位置の取り方は、基本的なものを示したが、この発明の要旨に則って、様々な変則形を取ることも可能である。 Although the above-described wiring positions have been described in a basic manner, various irregularities can be taken in accordance with the gist of the present invention.
次に、図5および図6を用いて上記多層配線基板を用いた半導体装置について説明する。なお、ここで言う半導体装置とは、いわゆるシングルチップパッケージ、マルチチップパッケージ、あるいはマルチチップモジュール等に分類される概念で捉えられるところの半導体装置である。 Next, a semiconductor device using the multilayer wiring board will be described with reference to FIGS. It is to be noted that the semiconductor device referred to here is a semiconductor device which can be grasped by a concept classified as a so-called single-chip package, a multi-chip package, a multi-chip module, or the like.
図5は、上面に半導体または半導体パッケージを2個搭載した本発明の多層配線基板を用いた半導体装置の断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view of a semiconductor device using the multilayer wiring board of the present invention having two semiconductors or semiconductor packages mounted on the upper surface.
図6は、上面と下面にそれぞれ1個ずつ半導体または半導体パッケージを搭載した本発明の多層配線基板を用い、リードフレームを取り付けた半導体装置の断面図である。 FIG. 6 is a cross-sectional view of a semiconductor device in which a lead frame is mounted using the multilayer wiring board of the present invention in which one semiconductor or one semiconductor package is mounted on each of the upper surface and the lower surface.
すなわち、この半導体装置は、上記多層配線基板を用いて逐次積層形薄膜層の格子上にパッドを設け、半導体または半導体パッケージを接続することにより、半導体または半導体パッケージのI/O端子が多くなっても実装しうる半導体装置を製造することができるというものである。 That is, in this semiconductor device, pads are provided on the lattice of the sequentially laminated thin film layers using the multilayer wiring board, and the semiconductor or the semiconductor package is connected, so that the number of I / O terminals of the semiconductor or the semiconductor package increases. It is also possible to manufacture a semiconductor device that can be mounted.
図5に示されるこの半導体装置の構造の例は、多層配線基板501の両面の格子上にパッド502,503を設け、基板501の片面のパッド502上に2個の半導体または半導体パッケージ504,505をハンダボール506で接続し、基板501のもう一方の片面のパッド503上に別の多層配線基板と接続するためのハンダボール507を形成したものである。
In the example of the structure of the semiconductor device shown in FIG. 5,
この例では、半導体または半導体パッケージは、片面に2個であるが、1個以上の適当な数の半導体または半導体パッケージを乗せることができる。また、この例では、半導体または半導体パッケージと多層配線基板の接続および多層配線基板と別の多層配線基板との接続用導電体として、ハンダボールを用いているが、ワイヤ、リードフレーム、導電フィルム等の通常の導電体を使うこともできる。 In this example, there are two semiconductors or semiconductor packages on one side, but one or more suitable numbers of semiconductors or semiconductor packages can be mounted. In this example, solder balls are used as conductors for connecting the semiconductor or the semiconductor package to the multilayer wiring board and for connecting the multilayer wiring board to another multilayer wiring board. However, wires, lead frames, conductive films, etc. Can be used.
図6に示されるこの半導体装置の構造の例は、多層配線基板601の両面の格子上にパッド602,603を設け、基板601の両面のパッド602,603上に2個の半導体または半導体パッケージ604,605をハンダボール606で接続し、基板の片面のパッド603上に別の多層配線基板と接続するリードフレームを形成したものである。
In the example of the structure of the semiconductor device shown in FIG. 6,
この例では、半導体または半導体パッケージは、各々片面に1個であるが、片面に1個以上の適当な数の半導体または半導体パッケージを乗せることができる。また、この例では、半導体または半導体パッケージと多層配線基板601の接続用導電体のハンダボールの代わりとして、ワイヤ、リードフレーム、導電フィルム等の通常の導電体を使用することができるのは、上で述べたのと同様である。
In this example, the number of semiconductors or semiconductor packages is one on each side, but one or more appropriate numbers of semiconductors or semiconductor packages can be placed on one side. In this example, a normal conductor such as a wire, a lead frame, or a conductive film can be used instead of a solder ball as a conductor for connection between a semiconductor or a semiconductor package and the
多層配線基板601と別の多層配線基板との接続は半導体または半導体パッケージの厚さからリードフレームを使うことが望ましい。上記したシングルチップパッケージあるいはマルチチップパッケージ等の半導体装置は、通常の封止工程、モールド工程や放熱フィン取付け工程等の組立てをおこない、最終的なパッケージ形態にすることができる。
It is desirable to use a lead frame for connection between the
〔放熱特性に優れた本発明に係る多層配線基板とそれを用いた半導体装置〕
また、本発明の多層配線基板の他の構造は、穴埋めされた貫通めっきスルーホールのランドおよび穴埋め部上に、柱状の銅体を形成したものである。さらに、それを用いた半導体装置の構造は、この柱状の銅体の上に、熱伝導率の良い熱伝導体を載せて、他の半導体や多層配線基板と接続をとるものである。
[Multilayer wiring board according to the present invention excellent in heat dissipation characteristics and semiconductor device using the same]
In another structure of the multilayer wiring board of the present invention, a pillar-shaped copper body is formed on the land and the filled portion of the filled through plated through hole. Further, in the structure of a semiconductor device using the same, a heat conductor having good heat conductivity is placed on the columnar copper body to connect with another semiconductor or a multilayer wiring board.
そして、この多層配線基板とこれを用いた半導体装置によって、本発明の第2の課題である優れた放熱特性を得ることが達成されるのである。 {Circle around (2)} With the multilayer wiring board and the semiconductor device using the same, it is possible to achieve the second object of the present invention to obtain excellent heat dissipation characteristics.
以下、これを図7ないし図9を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, this will be described in detail with reference to FIGS.
先ず、図7および図8を用いて放熱特性に優れた本発明に係る多層配線基板の基本的な構造を説明する。 First, the basic structure of the multilayer wiring board according to the present invention having excellent heat dissipation characteristics will be described with reference to FIGS.
図7は、放熱特性に優れた多層配線基板の断面図で、スルーホール一つに、一つの柱状の銅体を対応せしめたものである。 (7) FIG. 7 is a cross-sectional view of a multilayer wiring board having excellent heat radiation characteristics, in which one through-hole corresponds to one columnar copper body.
図8は、放熱特性に優れた多層配線基板の断面図で、複数のスルーホールに、一つの柱状の銅体を対応せしめたものである。 FIG. 8 is a cross-sectional view of a multilayer wiring board having excellent heat radiation characteristics, in which one columnar copper body is made to correspond to a plurality of through holes.
図7に示される例では、両面プリント板701の穴埋めされた貫通めっきスルーホール702のランド703および穴埋め部704上に、柱状の銅体705を形成した構造としている。図7(a)と図7(b)では、柱状の銅体705の形状に相違があり、図7(a)は、穴が充填された構造であり、図7(b)は、窪んだ部分が存在するが、この違いは、製造法による構造の違いである。
例 The example shown in FIG. 7 has a structure in which a
図8に示される例では、基本的なアイディアは、図7に示した例と同様であるが、両面プリント板801の穴埋めされた貫通めっきスルーホール802の複数個を含む領域の表層銅体803および穴埋め部804上に柱状の銅体805を形成した例である。また、図8(a)と図8(b)の違いも製造法による構造の違いである。
In the example shown in FIG. 8, the basic idea is the same as the example shown in FIG. 7, but the surface copper body 803 in the region including the plurality of through-plated through-
次に、図9を用いて上記多層配線基板を用いた半導体装置について説明する。 Next, a semiconductor device using the multilayer wiring board will be described with reference to FIG.
図9は、図8(a)の基板を用いて形成した放熱特性に優れた半導体装置の断面図である。 FIG. 9 is a cross-sectional view of a semiconductor device formed by using the substrate of FIG.
基板の柱状の銅体901と半導体または半導体パッケージ902を熱伝導率の良い熱伝導体903で接続し、かつ、穴埋めされた貫通めっきスルーホール904を電源層またはグランド層と接続するか、または、半導体または半導体パッケージと反対側の柱状の銅体905に別の多層配線基板と接続するための熱伝導率の良い熱伝導体906を形成するかのいずれか一方、または、両者をおこなう構造とした。この熱伝導率の良い熱伝導体の材料としては、ハンダや銀ペースト等を使うことができる。
The
基板として図7の構造体を使うときは、1つ1つ任意の場所に放熱経路を作ることができる。また、図8の構造体を使うときは、特定の場所に集中した放熱経路となり、このような構造体は、特に、半導体または半導体パッケージの中央部に形成すると配線領域をより有効に使うことができる。 (7) When the structure shown in FIG. 7 is used as a substrate, a heat radiation path can be formed at any place one by one. In addition, when the structure shown in FIG. 8 is used, a heat radiation path is concentrated at a specific place. Such a structure is particularly effective when it is formed at the center of a semiconductor or a semiconductor package, so that the wiring area can be used more effectively. it can.
〔高周波特性に優れた本発明に係る多層配線基板とそれを用いた半導体装置〕
また、本発明の多層配線基板の他の構造は、多層配線基板の配線領域の周囲を絶縁層で被い、その領域の少なくとも3方をグランド層で囲いむようにしたものである。さらに、それを用いた半導体装置の構造は、このような複数の基板をグランド層で相互に隔離したものである。
[Multilayer wiring board according to the present invention having excellent high-frequency characteristics and semiconductor device using the same]
In another structure of the multilayer wiring board of the present invention, the periphery of the wiring area of the multilayer wiring board is covered with an insulating layer, and at least three of the areas are surrounded by a ground layer. Further, the structure of a semiconductor device using the same is such that a plurality of such substrates are separated from each other by a ground layer.
そして、この多層配線基板とこれを用いた半導体装置によって、本発明の第3の課題である優れた高周波特性を得ることが達成されるのである。 {Circle around (3)} With the multilayer wiring board and the semiconductor device using the same, it is possible to achieve the third object of the present invention, namely, to obtain excellent high-frequency characteristics.
以下、これを図10および図11を用いて説明しよう。 Hereinafter, this will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
先ず、図10を用いて高周波特性に優れた本発明に係る多層配線基板の基本的な構造を説明する。 First, the basic structure of the multilayer wiring board according to the present invention having excellent high-frequency characteristics will be described with reference to FIG.
図10は、高周波特性に優れた本発明に係る多層配線基板の斜視図である。 FIG. 10 is a perspective view of a multilayer wiring board according to the present invention having excellent high-frequency characteristics.
図10に示される例では、基板中に含まれる少なくとも1本以上の配線1001を有する領域の配線周囲を絶縁層1002で被い、かつ、その領域の少なくとも3方をグランド層1003で囲う構造としている。そして、このような多層配線基板の構造体とすることにより、電気信号の干渉やノイズ発生を抑制することができる。
In the example shown in FIG. 10, a structure in which the periphery of a region having at least one or
グランド層1003の配線に沿ったサイド部分は、いわば、ウォールビア(Wall Via)の形態となる。配線上部のグランド層1004は、実装部品として後付けしても良い。
(4) The side portion of the
次に、図11を用いて上記多層配線基板を用いた半導体装置を説明する。 Next, a semiconductor device using the multilayer wiring board will be described with reference to FIG.
図11は、高周波特性に優れた半導体装置の上面図である。 FIG. 11 is a top view of a semiconductor device having excellent high-frequency characteristics.
図11に示す例は、基板1101上の複数の電気回路系1102、例えば、移動無線端末等の受信系と発信系、論理系と無線系等をグランド1103で相互に隔離した半導体装置としたものである。
The example shown in FIG. 11 is a semiconductor device in which a plurality of
〔本発明に係る多層配線基板の製造方法〕
本発明に係る多層配線基板の製造方法は、フィラー含有無溶剤形流動性高分子前駆体を用いることを特徴とするもので、以下のA法とB法のいずれかの製造工程を用いるものである。そして、これにより、本発明の第4の課題である低コストで高密度高信頼性の多層配線基板の製造することが達成できるのである。
[Production method of multilayer wiring board according to the present invention]
The method for producing a multilayer wiring board according to the present invention is characterized by using a filler-containing solvent-free fluid polymer precursor, and using any one of the following method A and method B is there. As a result, the fourth object of the present invention, that is, the production of a low-cost, high-density, high-reliability multilayer wiring board can be achieved.
以下、これを図12および図13を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, this will be described in detail with reference to FIGS.
先ず、図12を用いてB法の製造工程による製造方法について説明しよう。 First, a manufacturing method based on the manufacturing process of the method B will be described with reference to FIG.
図12は、本発明に係る多層配線基板の製造方法のB法の製造工程を工程別に、その多層配線基板の断面図を示した図である。 FIG. 12 is a diagram showing a cross-sectional view of a multilayer wiring board for each of the manufacturing steps of Method B of the method for manufacturing a multilayer wiring board according to the present invention.
先ず、両面銅張りプリント板1201に穴1202をあけ(図12(a)、図12(b))、全面に銅めっきをする(図12(c))。
First, a
次いで、所望の形状にレジストの残しパターンを形成し、表層銅をエッチングによりパターニングした後、レジストを剥離して図12(d)の構造とする。 Next, a resist remaining pattern is formed in a desired shape, the surface copper is patterned by etching, and the resist is peeled off to obtain a structure shown in FIG.
そして、その基板の両面に表面の平坦な金型を設置し、その基板とその金型との間にフィラー含有無溶剤形流動性高分子前駆体を供給する。その後、金型と基板との間を排気し、金型を基板方向へ移動させて、供給した前駆体を基板上の銅導体間隙に充填する。 金 Then, a mold having a flat surface is placed on both sides of the substrate, and a filler-containing solventless fluid polymer precursor is supplied between the substrate and the mold. Thereafter, the space between the mold and the substrate is evacuated, the mold is moved toward the substrate, and the supplied precursor is filled in the copper conductor gap on the substrate.
次いで、その前駆体に所定の静水圧をかけ、静水圧下において前駆体を硬化して、スルーホールを含む銅導体間隙を絶縁膜1205で充填する。
Next, a predetermined hydrostatic pressure is applied to the precursor, the precursor is cured under the hydrostatic pressure, and the gap between the copper conductors including the through holes is filled with the insulating
さらに、スルーホールを含む銅導体間隙を絶縁膜1205で充填した後、銅導体表面1206を露出させる(図12(e))。
(4) After filling the gap between the copper conductors including the through holes with the insulating
この後、層間絶縁膜1207を成膜し、絶縁膜の所望の位置にビアホール1208を形成する(図12(f))。次いで、ビア銅導体と配線銅導体をめっきにより形成する(図12(g))。そして、これらの図12(f)、図12(g)の工程を繰り返して多層化する。
After that, an
なお、ここで、スルーホールを含む銅導体間隙を絶縁膜1205で充填する方法としてはモールドによる方法が良い。銅導体表面1206を露出させる方法としてはエッチングや研磨がある。また、図12(b)あるいは図12(c)の段階で導電ペーストを穴内に充填して、その後、表層銅箔をパターニングしても良い。図12(f)、図12(g)の工程は、通常のビルドアッププロセスで、ビアホールは感光性絶縁樹脂のフォトリソグラフィやレーザアブレーションにより形成する。
Here, as a method for filling the copper conductor gap including the through hole with the insulating
次に、図13を用いて本発明の多層配線基板を製造する今1つの方法であるA法の製造工程による製造方法について説明しよう。 Next, a method of manufacturing a multilayer wiring board according to the present invention by a method A, which is another method of manufacturing a multilayer wiring board, will be described with reference to FIG.
図13は、本発明に係る多層配線基板の製造方法のA法の製造工程を工程別に、その多層配線基板の断面図を示した図である。 FIG. 13 is a diagram showing a cross-sectional view of a multilayer wiring board for each of the manufacturing steps of the method A of the method for manufacturing a multilayer wiring board according to the present invention.
両面銅張りプリント板1301に穴1302をあけ(図13(a)、図13(b))、全面に銅めっきをする(図13(c))。 穴 Drill holes 1302 in the double-sided copper-clad printed board 1301 (FIGS. 13A and 13B), and perform copper plating on the entire surface (FIG. 13C).
次いで、所望の形状にビア用のレジストの抜きパターンを形成し、ビア用の銅をめっきした後、レジストを剥離して図13(d)の構造とする。 Next, a pattern for removing a resist for a via is formed in a desired shape, copper is plated for the via, and then the resist is peeled off to obtain a structure shown in FIG. 13D.
さらに、所望の形状にレジストの残しパターンを形成した後、表層銅をエッチングによりパターニングし、レジストを剥離して図13(e)の構造とする。 Furthermore, after forming a resist remaining pattern in a desired shape, the surface copper is patterned by etching, and the resist is peeled off to obtain a structure of FIG. 13E.
そして、その基板の両面に表面の平坦な金型を設置し、その基板とその金型との間にフィラー含有無溶剤形流動性高分子前駆体を供給する。その後、金型と基板との間を排気し、金型を基板方向へ移動させて、供給した前駆体を基板上の銅導体間隙に充填する。 金 Then, a mold having a flat surface is placed on both sides of the substrate, and a filler-containing solventless fluid polymer precursor is supplied between the substrate and the mold. Thereafter, the space between the mold and the substrate is evacuated, the mold is moved toward the substrate, and the supplied precursor is filled in the copper conductor gap on the substrate.
次いで、その前駆体に所定の静水圧をかけ、静水圧下において前駆体を硬化して、スルーホールを含む銅導体間隙を絶縁膜1306で充填する。この後、ビア銅導体表面1307を露出させて図13(f)の構造とする。
Next, a predetermined hydrostatic pressure is applied to the precursor, the precursor is cured under the hydrostatic pressure, and the gap between the copper conductors including the through holes is filled with the insulating
さらにこの後、ビア銅導体と接続する下地導電膜(図示せず)を形成し、所望の配線形状にレジストの抜きパターンを形成した後、配線銅導体1308をめっきにより形成する。さらに、所望のビア形状にレジストの抜きパターンを形成した後、ビア銅導体1309をめっきにより形成し、2層のレジストを剥離し、不要な下地導電膜をエッチングして、配線銅導体1308とビア銅導体1309を形成した図13(g)の構造とする。
(4) Thereafter, a base conductive film (not shown) connected to the via copper conductor is formed, a resist removal pattern is formed in a desired wiring shape, and then a
そして、銅導体間隙を上記と同様に絶縁膜1310で充填した後、ビア銅導体表面1311を露出させて図13(h)の構造とする。多層化する場合は、図13(g)、図13(f)の工程を繰り返す。
Then, after filling the copper conductor gap with the insulating
次に、図14を用いて上で説明したA法とB法の製造方法のポイントとなるところを説明する。 Next, the point of the manufacturing method of the above-described method A and method B will be described with reference to FIG.
図14は、絶縁膜、フィラー、下地導電膜の態様を示す断面図である。 FIG. 14 is a cross-sectional view showing an aspect of the insulating film, the filler, and the underlying conductive film.
A法およびB法において、フィラー含有無溶剤形流動性高分子前駆体はシートあるいはフィルム状にすることが困難であるので、その供給はこの前駆体を加熱溶融させて、精密定量吐出装置にて供給することが望ましい。 In the methods A and B, it is difficult to form the filler-containing solvent-free fluid polymer precursor into a sheet or film, so that the precursor is heated and melted, and is supplied by a precision quantitative discharge device. It is desirable to supply.
さらに、A法において、図14(c)に示すような絶縁膜上に形成する下地導電膜1403を形成する方法について説明する。
Further, a method for forming a base
図14(a)に示すような無溶剤形流動性高分子前駆体を硬化した絶縁膜1401中のフィラー1402を薬液により分解あるいは溶解する。そして、図14(b)のように絶縁膜表面を粗面化した後、無電解めっきすることにより、ビア銅導体と接続する図14(c)の下地導電膜1403を形成する。これにより絶縁膜との接着強度に優れた下地導電膜を形成することができる。
(4) The
または、B法においては、表層銅導体表面を露出させる工程において、同様にして絶縁膜表面を粗化することにより、上層の銅との接着性、特に、サーマルビア形成時の穴埋めされた貫通めっきスルーホール上の絶縁膜と銅の接着性を高めることができる。 Alternatively, in the method B, in the step of exposing the surface of the surface copper conductor surface, the surface of the insulating film is roughened in the same manner, so that the adhesiveness to the copper in the upper layer, particularly, the through-hole plating filled in when forming the thermal vias The adhesiveness between the insulating film on the through hole and the copper can be enhanced.
ここで、フィラーがポリイミドで、無溶剤形流動性高分子前駆体が多官能エポキシ樹脂とノボラック樹脂の組成物にすると、薬液としては、アルカリ性水溶液、エチレンジアミンとヒドラジンヒドラートの混合液、N−メチル−2−ピロリドンまたはハロゲン化フェノールのうちから選ばれた1種を用いることができる。 アルカリ性水溶液の場合には、ビア銅導体表面を露出させる時に使うアルカリ性過マンガン酸塩エッチング液で代用しても良い。このようにフィラーとしてポリイミドを用いると絶縁膜全体としての耐熱性、電気特性、機械特性等の物性を損なうことはない。 Here, when the filler is polyimide and the solvent-free fluid polymer precursor is a composition of a polyfunctional epoxy resin and a novolak resin, the chemical solution is an alkaline aqueous solution, a mixed solution of ethylenediamine and hydrazine hydrate, N-methyl One selected from -2-pyrrolidone and a halogenated phenol can be used.に は In the case of an alkaline aqueous solution, an alkaline permanganate etching solution used for exposing the surface of the via copper conductor may be used instead. As described above, when polyimide is used as the filler, physical properties such as heat resistance, electric characteristics, and mechanical characteristics of the entire insulating film are not impaired.
なお、A法およびB法において、両面銅張りプリント板の替わりに絶縁材料を使っても構わない。絶縁材料としては、例えば、プリプレグ材を硬化した絶縁材料を使うこともできる。 In the methods A and B, an insulating material may be used instead of the double-sided copper-clad printed board. As the insulating material, for example, an insulating material obtained by curing a prepreg material can be used.
以上の多層配線基板の製造方法により、前記課題の信頼性の高い高密度多層配線基板を低コストで、製造することができ、さらに、放熱性と高周波特性に優れた構造を多層配線基板の製造過程で、その多層配線基板に作り込むことができる。 According to the method for manufacturing a multilayer wiring board described above, a high-density multilayer wiring board with high reliability, which is the above problem, can be manufactured at low cost, and a structure excellent in heat dissipation and high-frequency characteristics can be manufactured. In the process, it can be built into the multilayer wiring board.
〔本発明に係る多層配線基板とそれを用いた半導体装置の材料、構造のスケール、製造方法の具体例〕
以下、本発明の各実施例を、上記構造の説明と製造方法の説明を踏まえて、図12、図13および図15を用いて具体的に説明するが、本発明の適用対象は、素よりこれらに限定されるものではない。
[Material, structure scale, and specific example of manufacturing method of multilayer wiring board and semiconductor device using the same according to the present invention]
Hereinafter, each embodiment of the present invention will be specifically described with reference to FIGS. 12, 13 and 15 based on the description of the above structure and the description of the manufacturing method. It is not limited to these.
ここで、図15は、多層配線基板の各スケールを表示するための上面図である。 Here, FIG. 15 is a top view for displaying each scale of the multilayer wiring board.
〈実施例1〉
BTレジンの両面銅張りプリント板(三菱瓦斯化学製)にドリリングで格子状に貫通穴をあけ(図12(a)、図12(b))、全面に化学銅めっきを施した(図12(c))。
<Example 1>
A double-sided copper-clad printed board (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical) of BT resin was drilled to form through holes in a grid pattern (FIGS. 12 (a) and 12 (b)), and the entire surface was subjected to chemical copper plating (FIG. 12 ( c)).
次いで、フィルムレジストを成膜し、露光・現像により所望の形状に残しパターンを形成した後、表層銅をエッチングによりパターニングし、レジストを剥離した(図12(d))。 (5) Next, a film resist was formed, and after leaving a pattern in a desired shape by exposure and development, the surface layer copper was patterned by etching and the resist was peeled off (FIG. 12 (d)).
しかる後、スルーホールを含む銅導体間隙にポリイミドフィラーと4官能性エポキシ樹脂系とノボラック樹脂から成るフィラー含有無溶剤形流動性高分子前駆体を精密定量吐出装置にて被着し、金型内にて減圧加熱後、平板で上下から圧力をかけた。 Thereafter, a filler-free, solvent-free, flowable polymer precursor composed of a polyimide filler, a tetrafunctional epoxy resin, and a novolak resin is applied to the gap between the copper conductors including the through-holes by using a precise quantitative discharge device, and is then placed in the mold. After heating under reduced pressure, pressure was applied from above and below with a flat plate.
次いで、この前駆体に静水圧をかけながら加熱硬化して、絶縁膜を形成した後、銅導体表面は僅かに絶縁膜が残っているのでアルカリ性過マンガン酸系エッチング液で除去し、銅導体表面を露出させるとともに、この絶縁膜表面を粗化した。 Next, the precursor is heated and cured while applying a hydrostatic pressure to form an insulating film. Then, since the insulating film is slightly left on the copper conductor surface, the precursor is removed with an alkaline permanganate-based etching solution, and the copper conductor surface is removed. And the surface of the insulating film was roughened.
この後、感光性層間絶縁樹脂を成膜し、露光・現像により所望の位置にビアホールを形成した(図12(f))。次いで、後加熱を加え、アルカリ性過マンガン酸系粗化液で層間絶縁膜を粗化し、化学銅めっき、電気銅めっきを施し、後加熱硬化をした。その後、フィルムレジストを成膜し、露光・現像により所望の形状に残しパターンを形成した後、表層銅をエッチングによりパターニングし、レジストを剥離した(図12(g))。 Thereafter, a photosensitive interlayer insulating resin was formed, and via holes were formed at desired positions by exposure and development (FIG. 12 (f)). Next, post-heating was applied to roughen the interlayer insulating film with an alkaline permanganate-based roughening solution, subjected to chemical copper plating and electrolytic copper plating, and post-heat-cured. After that, a film resist was formed, and a pattern was formed by leaving it in a desired shape by exposure and development. Then, the surface copper was patterned by etching, and the resist was peeled off (FIG. 12 (g)).
そして、再度、感光性層間絶縁樹脂の成膜からレジスト剥離までの工程を繰り返し、最後にソルダーレジストを形成して、両面銅張りプリント板の両面に逐次積層形薄膜層を2層づつ、計6層の多層配線基板を作製した。 Then, the steps from the formation of the photosensitive interlayer insulating resin to the removal of the resist are repeated again, and finally, a solder resist is formed, and two laminated thin film layers are sequentially formed on both sides of the double-sided copper-clad printed board, for a total of 6 layers. A multi-layered wiring board having layers was manufactured.
コアとなる両面プリント配線基板は、図15(a)に示すように、最も高密度な部分で、格子ピッチdpが700μm、貫通めっきスルーホールは、キリ径drが300μm、ランド幅wldを100μmとし、4つの貫通めっきスルーホールの中央に、3つのランドから離れた距離dqを100μm程取って、1つのランドを拡張した。そして、このランドすなわちパッド上に底部の径db100μmのフォトビアホールを形成し、外側の配線層におけるフォトビアホールのランド幅whldは、50μm、フォトビアホールの乗るパッド径は300μm、パッドピッチdlpは700μm、パッド間にライン幅wlが57μm、スペース幅wsが57μmの配線を3本形成し、層間接続は千鳥構造とした。 As shown in FIG. 15 (a), the double-sided printed wiring board serving as the core has a lattice pitch dp of 700 μm at the highest density portion, and a through-plated through hole has a drill diameter dr of 300 μm and a land width wld of 100 μm. In the center of the four through-plated through holes, a distance dq apart from the three lands was set to about 100 μm to extend one land. Then, a photo via hole having a bottom diameter db100 μm is formed on the land, that is, the pad, the land width whld of the photo via hole in the outer wiring layer is 50 μm, the pad diameter on which the photo via hole rides is 300 μm, the pad pitch dlp is 700 μm, and the pad is Three wirings having a line width wl of 57 μm and a space width ws of 57 μm were formed therebetween, and the interlayer connection was in a staggered structure.
また、この多層配線基板の製造過程において、図8(b)に示すようなサーマルビアを形成し、片面上のベアチップと基板は銀ペーストで、さらに、ベアチップと基板のパッドとはハンダボールで接続し、裏面のサーマルビア部とパッド部にハンダボールを形成して、図5のような構造をマルチチップモジュール及び半導体パッケージに導入した。 In the process of manufacturing the multilayer wiring board, a thermal via as shown in FIG. 8B is formed, and the bare chip and the board on one side are connected with silver paste, and the bare chip and the pad of the board are connected with solder balls. Then, solder balls were formed on the thermal via portion and the pad portion on the back surface, and the structure as shown in FIG. 5 was introduced into the multi-chip module and the semiconductor package.
〈実施例2〉
BTレジンの両面銅張りプリント板(三菱瓦斯化学製)にドリリングで格子状に貫通穴をあけ(図13(a)、図13(b))、全面に化学銅めっきを施した図13(c))。
<Example 2>
13 (c), a through-hole was drilled in a lattice shape by drilling on a double-sided copper-clad printed board (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical) of BT resin (FIGS. 13 (a) and 13 (b)), and chemical copper plating was applied to the entire surface. )).
次いで、フィルムレジストを成膜し、露光・現像により所望の形状にビア用の抜きパターンを形成した後、電気銅めっきでビアを形成し、レジストを剥離した(図13(d))。 (5) Next, a film resist was formed, and a punched pattern for a via was formed in a desired shape by exposure and development. Then, a via was formed by electrolytic copper plating, and the resist was peeled off (FIG. 13D).
そしてさらに、電着レジストを成膜し、露光・現像により所望の形状にレジストの残しパターンを形成した後、表層銅をエッチングによりパターニングし、レジストを剥離した(図13(e))。 {Circle around (3)} Further, an electrodeposition resist was formed into a film, a resist remaining pattern was formed in a desired shape by exposure and development, and then the surface copper was patterned by etching, and the resist was peeled off (FIG. 13E).
しかる後、スルーホールを含む銅導体間隙にポリイミドフィラーと4官能性エポキシ樹脂系とノボラック樹脂から成るフィラー含有無溶剤形流動性高分子前駆体を精密定量吐出装置にて被着し、金型内にて減圧加熱後、平板で上下から圧力をかけた。 Thereafter, a filler-free, solvent-free, flowable polymer precursor composed of a polyimide filler, a tetrafunctional epoxy resin, and a novolak resin is applied to the gap between the copper conductors including the through-holes by using a precise quantitative discharge device, and is then placed in the mold. After heating under reduced pressure, pressure was applied from above and below with a flat plate.
次いで、この前駆体に静水圧をかけながら加熱硬化して、絶縁膜を形成した後、ビア銅導体表面は僅かに絶縁膜がのっているのでアルカリ性過マンガン酸系エッチング液でエッチング除去して銅導体表面を露出させるとともに、絶縁膜表面を粗化した(図13(f))。 Next, the precursor is heated and cured while applying hydrostatic pressure to form an insulating film.After that, the surface of the via copper conductor is slightly etched with an alkaline permanganate-based etching solution because the insulating film is slightly applied. The surface of the copper conductor was exposed and the surface of the insulating film was roughened (FIG. 13F).
この後、フラッシュめっきにて下地銅導電膜(図示せず)を形成した。そして、フィルムレジストを成膜し、露光・現像により所望の形状に配線用の抜きパターンを形成し、電気銅めっきで銅を形成し、さらにこの上に、フィルムレジストを成膜し、露光・現像により所望の形状にビア用の抜きパターンを形成し、電気銅めっきで銅を形成、2層のレジストを剥離した後、不要となった下地導電膜をエッチング除去して、銅の配線とビアを形成した(図13(g))。 Thereafter, an underlying copper conductive film (not shown) was formed by flash plating. Then, a film resist is formed, a pattern for wiring is formed in a desired shape by exposure and development, copper is formed by electrolytic copper plating, and a film resist is formed thereon, and the film is exposed and developed. A copper pattern is formed in a desired shape, copper is formed by copper electroplating, the two-layer resist is peeled off, the unnecessary underlying conductive film is removed by etching, and the copper wiring and the via are removed. It was formed (FIG. 13 (g)).
そして、再度、フィラー含有無溶剤形流動性高分子前駆体の被着から下地銅導電膜のエッチング形成までの工程を繰り返した後、さらに、フィラー含有無溶剤形流動性高分子前駆体の被着から銅表面の露出までの工程を行ない、両面銅張りプリント板の両面に逐次積層形薄膜層を2層づつ、計6層の多層配線基板を作製した。 Then, after the steps from the deposition of the filler-containing solventless fluid polymer precursor to the etching formation of the underlying copper conductive film are repeated, the deposition of the filler-containing solventless fluid polymer precursor is further performed. Through to the exposure of the copper surface, and a multilayer wiring board having a total of six layers was prepared by sequentially forming two laminated thin film layers on both sides of the double-sided copper-clad printed board.
コアとなる両面プリント配線基板は、図15(b)に示すように、最も高密度な部分で、格子ピッチdpが635μm、貫通めっきスルーホールは、キリ径drが300μm、ランド幅wldを100μmとし、4つの貫通めっきスルーホールの中央に、3つのランドから離れた距離dqを100μm程取って、1つのランドを拡張した。そして、このランドすなわちパッド上に径dpld55μmの柱状ビアを形成し、外側の配線層におけるビアが乗るパッド径は145μm、パッドピッチdlpは635μm、このパッド間にライン幅wlが55μm、スペース幅wsが55μmの配線を4本形成し、層間接続は千鳥構造とした。 As shown in FIG. 15B, the double-sided printed wiring board serving as a core has a lattice pitch dp of 635 μm and a through-plated through hole with a drill diameter dr of 300 μm and a land width wld of 100 μm at the highest density portion. In the center of the four through-plated through holes, a distance dq apart from the three lands was set to about 100 μm to extend one land. Then, a columnar via having a diameter dpld of 55 μm is formed on the land, that is, the pad, the pad diameter on which the via in the outer wiring layer rides is 145 μm, the pad pitch dlp is 635 μm, and the line width wl is 55 μm and the space width ws is between these pads. Four 55 μm wires were formed, and the interlayer connection was in a staggered structure.
また、この多層配線基板の製造過程において、図8(a)に示すようなサーマルビアを形成し、片面上のベアチップと基板は銀ペーストで、さらに、ベアチップと基板のパッドとはハンダボールで接続し、裏面のサーマルビア部とパッド部にハンダボールを形成して、図5のような構造をマルチチップモジュール及び半導体パッケージに導入した。 In the process of manufacturing the multilayer wiring board, a thermal via as shown in FIG. 8A is formed, and the bare chip and the board on one side are connected with silver paste, and the bare chip and the pad of the board are connected with solder balls. Then, solder balls were formed on the thermal via portion and the pad portion on the back surface, and the structure as shown in FIG. 5 was introduced into the multi-chip module and the semiconductor package.
〈実施例3〉
実施例2と同様にして、コアとなる両面プリント配線基板は、最も高密度な部分で、格子ピッチdpが600μm、貫通めっきスルーホールは、キリ径drが300μm、ランド幅Wldを100μmとし、4つの貫通めっきスルーホールの中央に、3つのランドから離れた距離dqを100μm程取って、1つのランドを拡張した。そして、このランドすなわちパッド上に55μm径の柱状ビアを形成し、外側の配線層におけるビアが乗るパッド径は145μm、パッドピッチが424μm、すなわち、4つの穴埋めされた貫通めっきスルーホールの中心位置とそれら中心位置の形成する格子の中央位置の両者で構成した格子で、パッド間にライン幅wlが55μm、スペース幅wsが55μmの配線を2本形成する逐次積層形薄膜層とし、実施例2と同様のマルチチップモジュール及び半導体パッケージを形成した。
<Example 3>
In the same manner as in Example 2, the double-sided printed wiring board serving as the core has the highest density, the lattice pitch dp is 600 μm, and the through-plated through-hole has a drill diameter dr of 300 μm and a land width Wld of 100 μm. One land was expanded by taking a distance dq away from the three lands of about 100 μm at the center of the two through plated through holes. Then, a column-shaped via having a diameter of 55 μm is formed on the land, that is, the pad, and the pad diameter on which the via in the outer wiring layer rides is 145 μm, and the pad pitch is 424 μm. A grid formed by both of the center positions of the grids formed by these center positions, and formed as a sequentially laminated thin film layer in which two wirings having a line width wl of 55 μm and a space width ws of 55 μm are formed between the pads. A similar multichip module and semiconductor package were formed.
〈実施例4〉
実施例1と同様の多層配線基板の製造過程において、図10(b)に示すようなウォールビアを形成し、図11に示すような移動無線端末の受信系と発信系、論理系と無線系を分離した基板を製造した。
<Example 4>
In the manufacturing process of the multilayer wiring board similar to the first embodiment, a wall via as shown in FIG. 10B is formed, and a receiving system and a transmitting system, a logical system and a wireless system of a mobile wireless terminal as shown in FIG. Was manufactured.
〈実施例5〉
実施例2と同様の多層配線基板の製造過程において、図10(a)に示すようなウォールビアを形成し、図11に示すような移動無線端末の受信系と発信系、論理系と無線系を分離した基板を製造した。
<Example 5>
In the manufacturing process of the multilayer wiring board similar to the second embodiment, a wall via as shown in FIG. 10A is formed, and a receiving system and a transmitting system, a logical system and a wireless system of a mobile wireless terminal as shown in FIG. Was manufactured.
〈実施例6〉
BTレジンの両面銅張りプリント板(三菱瓦斯化学製)の替わりに、BTレジンのプリプレグを熱硬化した材料をベース基板に用い、実施例1と同様の多層配線基板を実施例1と同様にして作製した。
<Example 6>
Instead of a BT resin double-sided copper-clad printed board (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical), a BT resin prepreg heat-cured material was used as a base substrate, and a multilayer wiring board similar to that of Example 1 was manufactured in the same manner as Example 1. Produced.
〈実施例7〉
BTレジンの両面銅張りプリント板(三菱瓦斯化学製)の替わりに、BTレジンのプリプレグを熱硬化した材料をベース基板に用い、実施例2と同様の多層配線基板を実施例2と同様にして作製した。
<Example 7>
Instead of a BT resin double-sided copper-clad printed board (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical), a BT resin prepreg heat-cured material was used as a base substrate, and a multilayer wiring board similar to that of Example 2 was manufactured in the same manner as Example 2. Produced.
〈実施例8〉
BTレジンの両面銅張りプリント板(三菱瓦斯化学製)の替わりに、BTレジンのプリプレグを熱硬化した材料をベース基板に用い、全面の化学銅めっきの替わりに、ダイレクトプレーティングを用いて、実施例1と同様の多層配線基板を実施例1と同様にして作製した。
<Example 8>
In place of BT resin double-sided copper-clad printed board (Mitsubishi Gas Chemical), a BT resin prepreg thermoset material was used for the base substrate, and direct plating was used instead of chemical copper plating on the entire surface. A multilayer wiring board similar to that of Example 1 was manufactured in the same manner as in Example 1.
〈実施例9〉
BTレジンの両面銅張りプリント板(三菱瓦斯化学製)の替わりに、BTレジンのプリプレグを熱硬化した材料をベース基板に用い、全面の化学銅めっきの替わりに、ダイレクトプレーティングを用いて、実施例2と同様の多層配線基板を実施例2と同様にして作製した。
<Example 9>
In place of BT resin double-sided copper-clad printed board (Mitsubishi Gas Chemical), a BT resin prepreg thermoset material was used for the base substrate, and direct plating was used instead of chemical copper plating on the entire surface. A multilayer wiring board similar to that of Example 2 was manufactured in the same manner as in Example 2.
〈実施例10〉
実施例1において、銅導体表面に僅かに残っている絶縁膜をアルカリ性過マンガン酸系エッチング液で除去し、銅導体表面を露出させた。その後、エチレンジアミンとヒドラジンヒドラートの混合液に浸漬し、ポリイミドフィラーを分解して、絶縁膜表面を粗化した。
<Example 10>
In Example 1, the insulating film slightly remaining on the copper conductor surface was removed with an alkaline permanganate-based etchant, exposing the copper conductor surface. Thereafter, the resultant was immersed in a mixture of ethylenediamine and hydrazine hydrate to decompose the polyimide filler and roughen the surface of the insulating film.
〈実施例11〉
実施例2において、ビア銅導体表面に僅かに残っている絶縁膜をアルカリ性過マンガン酸系エッチング液で除去し、銅導体表面を露出させた。その後、エチレンジアミンとヒドラジンヒドラートの混合液に浸漬し、ポリイミドフィラーを分解して、絶縁膜表面を粗化した。
<Example 11>
In Example 2, the insulating film slightly remaining on the surface of the via copper conductor was removed with an alkaline permanganate-based etchant to expose the copper conductor surface. Thereafter, the resultant was immersed in a mixture of ethylenediamine and hydrazine hydrate to decompose the polyimide filler and roughen the surface of the insulating film.
〈実施例12〉
実施例1において、銅導体表面に僅かに残っている絶縁膜をアルカリ性過マンガン酸系エッチング液で除去し、銅導体表面を露出させた。その後、N−メチル−2−ピロリドンとハロゲン化フェノールの混合液に浸漬し、ポリイミドフィラーを溶解して、絶縁膜表面を粗化した。
<Example 12>
In Example 1, the insulating film slightly remaining on the copper conductor surface was removed with an alkaline permanganate-based etchant, exposing the copper conductor surface. Then, it was immersed in a mixed solution of N-methyl-2-pyrrolidone and halogenated phenol to dissolve the polyimide filler and roughen the surface of the insulating film.
〈実施例13〉
実施例2において、ビア銅導体表面に僅かに残っている絶縁膜をアルカリ性過マンガン酸系エッチング液で除去し、銅導体表面を露出させた。その後、N−メチル−2−ピロリドンとハロゲン化フェノールの混合液に浸漬し、ポリイミドフィラーを溶解して、絶縁膜表面を粗化した。
<Example 13>
In Example 2, the insulating film slightly remaining on the surface of the via copper conductor was removed with an alkaline permanganate-based etchant to expose the copper conductor surface. Then, it was immersed in a mixed solution of N-methyl-2-pyrrolidone and halogenated phenol to dissolve the polyimide filler and roughen the surface of the insulating film.
101,703…穴埋めされた貫通めっきスルーホールのランド
102,205…穴埋めされた貫通めっきスルーホールランドの拡張部
103,206…ビア
201,202,203,204,303,304,305,306,702,
802,904…穴埋めされた貫通めっきスルーホール
301…逐次積層形薄膜層の配線
302,401,402,403,404,405,502,503,602,
603…パッド
α…コアとなる両面プリント配線基板のスルーホール格子
β,γ…逐次積層形薄膜層の格子
501,601…多層配線基板
504,505,604,605,902…半導体または半導体パッケージ
506,507,606…ハンダボール
607…リードフレーム
701…両面プリント板
704,804…穴埋めされた貫通めっきスルーホールの穴埋め部
705,803,805,901,905…銅
903,906…良熱導伝体
1001…配線
1002…絶縁層
1003,1004,1103…グランド層
1101…基板
1102…電気回路
1201,1301…両面銅張りプリント板
1202,1302…ドリル穴
1203,1204,1209,1303,1304,1305,1308,1
309…銅体
1205,1306,1310,1401…絶縁膜
1206,1307,1311…銅導体表面
1207…層間絶縁膜
1208…ビアホール
1402…フィラー
1403…下地導電膜
dp…スルーホール格子ピッチ
dr…キリ径
wld…ランド幅
dq…3つのランドから離れた距離
db…フォトビアホール底部の径
dlp…パッドピッチ
dpld…スタッドビア径
wl…ライン幅
ws…スペース幅
101, 703:
802, 904: Filled through-plated through-holes 301:
603: pad α: through-hole grids β, γ of double-sided printed wiring board to be cores,
309
Claims (1)
その上または下に形成される配線層とを有する多層配線基板において、
前記コアとなる両面プリント板は、穴埋めされた貫通めっきスルーホールを備え、
その穴埋めされた貫通めっきスルーホールの周縁に存在するランドを拡張して、拡張ランド部を形成して、
その拡張ランド部の表面に、前記上または下に形成される配線層との接続をとるためのビアを形成して成ることを特徴とする多層配線基板。
A double-sided printed board that becomes the core,
A multilayer wiring board having a wiring layer formed thereon or below,
The double-sided printed board serving as the core includes a through-plated through-hole filled with holes,
The land existing on the periphery of the filled through-plated through hole is expanded to form an expanded land part,
A multilayer wiring board, wherein a via is formed on a surface of the extended land portion for making connection with the wiring layer formed above or below.
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