JP2004193169A - 多層配線基板 - Google Patents
多層配線基板 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004193169A JP2004193169A JP2002355855A JP2002355855A JP2004193169A JP 2004193169 A JP2004193169 A JP 2004193169A JP 2002355855 A JP2002355855 A JP 2002355855A JP 2002355855 A JP2002355855 A JP 2002355855A JP 2004193169 A JP2004193169 A JP 2004193169A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- conductor layer
- frequency
- high frequency
- wiring conductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Waveguides (AREA)
Abstract
【課題】絶縁層を間に介在させて互いに上下に対向して配置された配線導体層により高周波信号を伝送する高周波伝送部を有する多層配線基板において、高周波信号が減衰することを防止する。
【解決手段】絶縁層３を間に介在させて互いに上下に対向して配置された、高周波用導体層５とその少なくとも下面に配置された密着金属層４とから成る配線導体層２により高周波信号を伝送する高周波伝送部を有し、高周波伝送部における配線導体層２の互いに対向した表面について、高周波用導体層５の高周波信号に対する表皮効果による表面抵抗に対して、この表面抵抗に互いに対向した表面側に配置された密着金属層４の影響を含んだ表面部抵抗を１．５倍以下の大きさとした多層配線基板である。伝送損失αに大きく影響する導体損失が低減することとなるので、高速伝送特性に優れた多層配線基板を提供することができる。
【選択図】 図１
【解決手段】絶縁層３を間に介在させて互いに上下に対向して配置された、高周波用導体層５とその少なくとも下面に配置された密着金属層４とから成る配線導体層２により高周波信号を伝送する高周波伝送部を有し、高周波伝送部における配線導体層２の互いに対向した表面について、高周波用導体層５の高周波信号に対する表皮効果による表面抵抗に対して、この表面抵抗に互いに対向した表面側に配置された密着金属層４の影響を含んだ表面部抵抗を１．５倍以下の大きさとした多層配線基板である。伝送損失αに大きく影響する導体損失が低減することとなるので、高速伝送特性に優れた多層配線基板を提供することができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波デジタル信号を伝送するために適した信号配線用の配線導体層を有する多層配線基板に関し、特に、高周波デジタル信号の伝送を高速化することを可能にした優れた導体配線特性を有する多層配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタルシステムに対する高密度化・高速化に伴い、これに使用される半導体部品に対して高密度化・高速化の要求がなされるばかりでなく、半導体部品が搭載される配線基板に対しても高密度化・高速化の要求がなされている。このため、きわめて細線な配線パターンを有し、ＧＨｚ帯域の高周波信号の伝送に対応できる多層配線基板が求められている。
【０００３】
このような多層配線基板に対する高集積化の要求から、従来多用されていた多層プリント配線基板やセラミック多層配線基板に代わり、ビルドアップ方式の多層配線基板が注目されている。
【０００４】
このビルドアップ方式の多層配線基板における配線導体層の形成方法は、以下に述べるような方法を用いている。
【０００５】
まず、有機樹脂から成る絶縁層の上面に対し酸化剤等によって粗化処理を行なう。次に、下地導体層の銅層を無電解めっき法によって形成した後、フォトレジストを塗布するとともにこれに露光・現像を施すことによって下地導体層のうち上層の主導体層を形成する部分に所定形状の窓部を形成し、次に、露出させた下地導体層を電極として主導体層となる電解銅めっき皮膜を所望の厚みに形成する。これによって上層の主導体層の部分に相当する露出した下地導体層上に電解銅めっき皮膜から成る主導体層が形成され、その他の部分はフォトレジストに覆われているために電解銅めっき皮膜が形成されず、上層の主導体層に相当する部分にのみ配線導体層が形成される。このようにして所定の厚さの配線導体層を形成した後、フォトレジストを剥離除去し、次に、主導体層の電解銅めっき皮膜をエッチングレジストとして先に電解銅めっき用電極として使用した下地導体層を主導体層のパターンにエッチングすることによって、略矩形形状の断面を持った配線導体層が形成されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２４７７８４号公報
【特許文献２】
特開２００１−２１０９５９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにして配線導体層が形成される多層配線基板において、配線導体層に高周波デジタル信号を通そうとすると、以下のような問題が発生する。
【０００８】
配線導体層に高周波信号が供給されている状態では、配線導体層の表面にしか電流が流れず、電流が流れる有効断面積が少なくなって抵抗が大きくなり信号が減衰する。これは表皮効果（Ｓｋｉｎ ｅｆｆｅｃｔ）と呼ばれている。
【０００９】
先に述べたビルドアップ方式の多層配線基板の配線導体層の形成においては、絶縁層と配線導体層とを接着するために、酸化剤等によって粗化処理を行なった絶縁層の上面に配線導体層を形成しており、表皮効果によって高周波信号が集中する配線導体層の表面に凹凸が発生することにより電流経路が長くなって、高周波信号が供給された状態で発生する配線導体層の導電率が見かけ上低下するという問題点がある。これは、高周波信号の減衰を大きくし、信号伝送を高速に行なうことができない原因となっている。
【００１０】
また、粗化処理を行なった絶縁層と配線導体層との表面の凹凸を利用したアンカー効果による接着は、物理的接着であるため化学結合による接着に比べ接着強度の耐環境信頼性が劣っているという問題点がある。
【００１１】
このような配線導体層と絶縁層との接着に起因する高周波信号の減衰を防止し接着強度の耐環境信頼性を向上するためには、表面の凹凸を利用することなく平滑な表面状態で絶縁層との接着を良好とし、かつ耐環境信頼性に優れる化学的結合により絶縁層との接着を良好とするために、密着金属層と言われる導体層を、高周波信号の伝送に主として寄与する高周波用導体層と絶縁層との間に配置した配線導体層の構造とすることが適切である。
【００１２】
先に述べた表皮効果により配線導体層の表面に発生する抵抗を表面抵抗（Ｓｕｒｆａｃｅ ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）と言い、Ｒｓで表すとすると次式のように示される。Ｒｓ＝√（π×ｆ×μ／σ）
ここで、ｆは周波数（正弦波としての周波数、以下同様）、μは配線導体層の透磁率、σは配線導体層の導電率である。密着金属層を高周波用導体層と絶縁層との間に配置した先述の配線導体層の構造においては、ここでの配線導体層には高周波用導体層が該当する。
【００１３】
以下、このＲｓを、高周波用導体層の表皮効果による表面抵抗と呼ぶこととする。なお、高周波信号の周波数ｆが１０ＧＨｚでは、導体が銅の場合にはこのＲｓは２６ｍΩとなる。
【００１４】
さらに、表皮効果による表面抵抗に密着金属層の影響を含んだ表面部抵抗Ｒｓｅｆｆは、密着金属層の影響を含んだ実効的な導電率をσｅｆｆで表すとすると、次式のように表される。
Ｒｓｅｆｆ＝√（π×ｆ×μ／σｅｆｆ）＝Ｋ×Ｒｓ
ただしＫは、高周波用導体層の表皮効果による表面抵抗に対する、表皮効果による表面抵抗に絶縁層との接着を良好となすための密着金属層の影響を含んだ表面部抵抗の比率を示す係数である。
【００１５】
また、配線導体層の幅が２０μｍ位の特性インピーダンスが５０Ωのストリップ線路においては、この高周波信号の減衰は伝送損失α（単位はｄＢ／ｃｍ）で示され、次式のように表すことができる。
α＝Ａ×Ｋ×Ｒｓ＋０．２７３×√εｒ／ｃ０×ｔａｎδ×ｆ
ただし、Ａは絶縁層の比誘電率・絶縁層の厚み・配線導体層の幅・配線導体層の厚み等に依存し、およそ３０から４０位となる係数であり、εｒは絶縁層の比誘電率、ｃ０は光速度、ｔａｎδは絶縁層の誘電正接である。
【００１６】
なお、上式において第１項は導体損失を、また第２項は誘電体損失を示しており、一般に導体損失の方が誘電体損失より大きいことより、先述の係数Ｋの増加は伝送損失αに大きく影響することが分かる。
【００１７】
先に述べたように、近年のデジタルシステムの高速化に対応するためにＧＨｚ帯のデジタル信号を伝送できる多層配線基板が要求されており、周波数においては、ＧＨｚデジタル信号の５倍高調波まで考えると、正弦波として少なくとも５ＧＨｚにおいて、伝送損失αは１ｄＢ／ｃｍ以下を満たす必要がある。
【００１８】
本発明の目的は、配線導体層と絶縁層との接着を良好となすための密着金属層に起因する高周波信号の減衰を防止するとともに、接着強度の耐環境信頼性の向上を図り、高速伝送特性に優れる高周波伝送部を有した、耐環境信頼性に優れた多層配線基板を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の多層配線基板は、絶縁層を間に介在させて互いに上下に対向して配置された、高周波用導体層とこの高周波用導体層の少なくとも下面に配置された密着金属層とから成る配線導体層により高周波信号を伝送する高周波伝送部を有し、この高周波伝送部における前記配線導体層の互いに対向した表面について、前記高周波用導体層の前記高周波信号に対する表皮効果による表面抵抗に対して、この表面抵抗に前記互いに対向した表面側に配置された前記密着金属層の影響を含んだ表面部抵抗を１．５倍以下の大きさとしたことを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の多層配線基板によれば、絶縁層を間に介在させて互いに上下に対向して配置された、高周波用導体層とこの高周波用導体層の少なくとも下面に配置された密着金属層とから成る配線導体層により高周波信号を伝送する高周波伝送部を有し、この高周波伝送部における配線導体層の互いに対向した表面について、高周波用導体層の高周波信号に対する表皮効果による表面抵抗に対して、この表面抵抗に互いに対向した表面側に配置された密着金属層の影響を含んだ表面部抵抗を１．５倍以下の大きさとしたことから、伝送損失αに大きく影響する導体損失が低減することとなるので、正弦波５ＧＨｚの高周波信号において伝送損失αを１ｄＢ／ｃｍ以下とすることができ、ＧＨｚ帯域のデジタル信号の伝送に良好に対応できる高速伝送特性に優れた多層配線基板を提供することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の多層配線基板を詳細に説明する。
【００２２】
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２はその多層配線基板における高周波伝送部について、密着金属層の影響を含んだ配線導体層の表面部抵抗を測定するための領域を示す要部拡大断面図である。
【００２３】
これらの図において、１は基板、２は配線導体層、３は絶縁層、４は配線導体層２の一部としての密着金属層、５は配線導体層２の一部としての高周波用導体層、６は絶縁層３の一部としての絶縁性接着剤層、７は絶縁層３の一部としての絶縁フィルム層、１０は多層配線部、１１は高周波信号が供給された状態で発生する抵抗を測定するための領域、１２は貫通孔、１３は貫通導体である。
【００２４】
基板１は、その上面に配線導体層２と絶縁層３とを多層に積層した多層配線部１０が配設されており、この多層配線部１０を支持する支持部材として機能する。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。
【００２５】
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、これに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。
【００２６】
また、基板１には、その上面に、複数の配線導体層２と絶縁層３とが多層に積層され、高周波信号を伝送する高周波伝送部として機能する多層配線部１０が配設されている。
【００２７】
多層配線部１０の絶縁層３は絶縁フィルム層７と絶縁性接着剤層６とから構成され、絶縁フィルム層７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６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。
【００２８】
絶縁層３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３の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って形成される。
【００２９】
絶縁層３には所定位置に絶縁フィルム層７および絶縁性接着剤層６を貫通する貫通孔１２が形成されており、この貫通孔１２内には貫通導体１３が被着形成されることにより絶縁層３を挟んで上下に位置する配線導体層２の各々を電気的に接続する接続路が形成される。
【００３０】
貫通孔１２は、例えばレーザを使い絶縁フィルム層７および絶縁性接着剤層６の一部を除去することにより形成される。特に、貫通孔１２の開口径が小さな場合は、貫通孔１２の内壁面の角度をコントロールすることが容易で貫通孔１２の内壁面が滑らかに加工される紫外線レーザで形成することが望ましい。
【００３１】
各絶縁層３の上面および貫通孔１２内に配設される配線導体層２は、クロム，モリブデン，チタン等の密着金属層４としての金属材料および高周波伝送部において主として高周波信号の伝送に寄与する部分となる高周波信号伝送用の導体層としての銅等から成る高周波用導体層５とで構成される。
【００３２】
また、密着金属層４は、絶縁層３上に配線導体層２を形成する際にその絶縁層３との接着を良好なものとなすために、少なくとも高周波用導体層５の下面に配置されるが、その配線導体層２の上にさらに絶縁層３を積層する際にこの絶縁層３との接着も良好なものとなす目的で、高周波用導体層５の上面にも配置しておいてもよい。この場合は、後述する高周波伝送部においては、互いに上下に対向して配置された配線導体層２の互いに対向した表面において、両方の表面に、すなわち下側の配線導体層２の高周波用導体層５の上面および上側の配線導体層２の高周波用導体層５の下面に密着金属層４が配置されることとなる。
【００３３】
ここで、絶縁層３の表面については、先に述べた表面の凹凸による高周波信号の減衰を抑制するために、算術平均粗さ（Ｒａ）は０．２μｍ以下、表面積は垂直投影面積の１．３倍以下とするのがよい。このような平滑な絶縁層３の上面であっても、配線導体層２は絶縁層３との接着をなす密着金属層４によって絶縁層３に化学的に結合し安定な接着が得られる。
【００３４】
さらに、配線導体層２は、配線導体の集積度を向上させるためライン＆スペースを３０μｍ以下、好ましくは１０μｍ程度とするのがよく、高導電率を有する銅を高周波用導体層５として用いて、その銅層を微細配線パターンの加工が可能な電解めっきによるセミアディティブ法を用いて形成するのがよい。
【００３５】
これには例えば、以下のようにすればよい。まず広面積に絶縁層２との良好な接着を得るための密着金属層４としてのクロム，モリブデン，チタン等の金属材料と高周波用導体層５の下部層としての銅とを順にスパッタリング法等により被着することによって下地となる導体層を形成する。次に、この上に配線導体のパターンの開口を有する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電解硫酸銅めっきにて選択銅めっきを行ない、フォトレジストの開口部に高周波用導体層５の上部層を形成する。そして、フォトレジストを剥離後、前記下地と成る導体層の不要部分を高周波用導体層５の上部層をマスクとして順次ウェットエッチングによって除去する。この手法によれば、１０μｍ以下のライン＆スペースを有する微細な配線パターンの加工も可能である。
【００３６】
このとき、高周波用導体層５の高周波信号に対する表皮効果による表面抵抗に対して、この表面抵抗に密着金属層４の影響を含んだ表面部抵抗を、１．５倍以下の大きさにすることが重要である。
【００３７】
これには、絶縁層３との接着を良好となす密着金属層４について、その厚みおよび導電率をそれぞれ、ｔ（単位：μｍ）およびσ（単位：Ｓ／ｍ）、高周波信号の周波数をｆ（単位：ＧＨｚ）とすると、高周波用導体層５として銅を用いる場合には、これらの間に次の関係式を満たすように形成すればよい。
σ≧−１．５４×１０８×ｆ１．２８×ｔ４＋１．３６×１０８×ｆ１．１５×ｔ３−７．６４×１０７×ｆ０．９０×ｔ２＋４．５８×１０７×ｆ０．４９×ｔ
例えば、ｆ＝５ＧＨｚ、ｔ＝０．１μｍのときには、σ≧７．５×１０６Ｓ／ｍ、ｆ＝１０．７ＧＨｚ、ｔ＝０．０７μｍのときには、σ≧７．７×１０６Ｓ／ｍとなる。
【００３８】
密着金属層４としては、与えられた周波数ｆにおいてこの関係式を満たし、所望の厚みｔに対しては導電率σができるだけ大きい方がよく、与えられた導電率σに対しては厚みｔはできるだけ薄い方がよい。
【００３９】
また、好ましくは、高周波用導体層５としての銅よりも仕事関数が小さく、マイグレーション等の電気化学的反応のギブス自由エネルギー変化を小さくできる金属材料が良い。
【００４０】
特に、クロムは、チタンに比べると導電率が小さく、またモリブデンに比べると仕事関数が小さくて、絶縁層３との接着を良好となす密着金属層４として最適である。
【００４１】
密着金属層４の厚みについては、高周波用導体層５として銅を用いる場合には、できるだけ薄い方が導体損失を低減することとなるので高周波伝送特性は良好になるものの、薄過ぎると被着工程や被着面の段差に起因する厚みの不均一性から接着の機能を良好に果たさず、膜剥がれを招いたり、後の加熱工程において高周波用導体層５が密着金属層４に拡散して接着を阻害したりするため、おおむね０．０２５μｍ以上とすることが好ましい。
【００４２】
また、密着金属層４としてクロムを用いる場合は、その厚みを厚くし過ぎるとクロムから成る密着金属層４に残留する内部応力により絶縁層３にクラックが発生する場合があることから、おおむね０．２０μｍ以下とすることが好ましい。
【００４３】
配線導体層２の厚みは、配線導体層２を覆って絶縁層３を形成した際の絶縁層３の平坦性を良好なものとするために、１０μｍ以下とするのがよい。微細配線加工の容易さからはできるだけ薄い方がよいが、ＧＨｚ帯域の伝送損失を考えると、高周波信号の周波数が５ＧＨｚでは３μｍ、８ＧＨｚでは６μｍの厚みがあればよい。
【００４４】
配線導体層２上にさらに絶縁層３を形成する際は、前述のように絶縁フィルムを下層の絶縁層３の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ればよい。なお、配線導体層２の上面が平滑な状態でも配線導体層２と絶縁性接着剤層６との接着性を高めるためには、配線導体層２の上面に対してカップリング剤等により化学処理を施しておくことが好適であり、なかでも、チタネート系カップリング剤が最適である。また、この配線導体層２の上面に下面側と同様に密着金属層４を形成し配置してもよい。
【００４５】
以下に、表面抵抗に密着金属層４の影響を含んだ表面部抵抗の測定に関する配線導体層２の作製方法の一例を説明する。
【００４６】
基板１の所望の領域１１に、下層に配線導体層２を有さない、概ね５ｃｍ角の領域を確保し、絶縁フィルム層７と絶縁性接着剤層６とから構成された絶縁層３を前述の方法で形成する。
【００４７】
この上に、広面積に密着金属層４としてのクロム，モリブデン，チタン等の金属材料と高周波用導体層５の下部層としての銅を順にスパッタリング法等により被着することによって形成した後、その上に電解硫酸銅めっきにて高周波用導体層５の上部層を形成する。これを、前述の手順と同時に行なう際は、フォトレジストのパターンの開口を所望の形状に形成しておけばよい。
【００４８】
配線導体層２上にさらに絶縁層３を形成する際は、前述のように絶縁フィルムを下層の絶縁層３の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。
【００４９】
かくして、表面抵抗に密着金属層４の影響を含んだ表面部抵抗を測定するための領域１１を備えた多層配線基板を得ることができる。
【００５０】
この領域１１を備えた多層配線部１０を有する多層配線基板の、高周波信号が供給された状態で発生する、表面抵抗に密着金属層４の影響を含んだ表面部抵抗を測定する方法を以下に示す。
【００５１】
領域１１を備えた多層配線部１０を有する多層配線基板を２枚準備し、絶縁層３との接着を良好となす密着金属層４が互いに向かい合うようにしてサファイアから成る誘電体円柱と基板１の領域１１とが短絡するように挟み込み、共振器を構成する。
【００５２】
これに対して、同軸ケーブルの先端に形成されたループアンテナにより励振と検波とを行ない、共振器の共振周波数と無負荷Ｑとを測定し、これを用いて配線導体層２の実効的な導電率σｅｆｆを算出して、配線導体層２の抵抗Ｒｓｅｆｆを求める。
【００５３】
このようにして、特に、密着金属層４としてクロムを、高周波用導体層５として銅を用いた場合について、表面抵抗に密着金属層４の影響を含んだ表面部抵抗と伝送損失、さらに接着強度の耐環境信頼性を確認した。
【００５４】
クロムの厚みを０．０７μｍとしたときに、高周波信号の周波数１０．７ＧＨｚにおいて導電率は２．７×１０７Ｓ／ｍとなり、表面抵抗に絶縁層との接着をなす導体の影響を含んだ表面部抵抗Ｒｓｅｆｆは１０．７ＧＨｚで２９．７ｍΩとなって、先述の係数Ｋの値として１．１を得た。また、このとき、導体損失エネルギーのおよそ３割が密着金属層４において発生していることになり、配線導体層２のうち主として銅から成る高周波用導体層５が高周波信号の伝送に寄与していることが分かる。ここで得られた密着金属層４としてのクロムの導電率は、バルク導体が示すクロムの導電率に比べ大きな値となっており、これは詳細なメカニズムは分かっていないが、密着金属層４としてのクロムの厚みが高周波信号が供給された状態で発生する表皮の深さ（Ｓｋｉｎ ｄｅｐｔｈ）（周波数１０．７ＧＨｚにおいては、クロムの場合１．８μｍ）以下になったときに現れる実効的な値と考えられる。
【００５５】
伝送損失αは、配線導体層２の幅が２１μｍの特性インピーダンス５０Ωのストリップ線路構造で、高周波信号の周波数５ＧＨｚにおいて０．７ｄＢ／ｃｍ、１０ＧＨｚにおいて１．１ｄＢ／ｃｍの極めて良好な結果を得た。
【００５６】
さらに、接着強度の耐環境信頼性については、１ｍｍ角パターンの垂直引っ張り試験で、高温放置試験（１５０℃，１０００ｈ）、高温高湿試験（８５℃８５％，１０００ｈ）、温度サイクル試験（−５５℃⇔１２５℃，１０００サイクル）、ＰＣＴ（１１０℃８５％，１．１ａｔｍ，３００ｈ）の各試験後でいずれも３ｍＮ／ｃｍ２となり、良好な接着強度が得られた。
【００５７】
このように、絶縁層を間に介在させて互いに上下に対向して配置された、高周波用導体層と該高周波用導体層の少なくとも下面に配置された密着金属層とから成る配線導体層により高周波信号を伝送する高周波伝送部を有し、この高周波伝送部における配線導体層の互いに対向した表面について、高周波用導体層の高周波信号に対する表皮効果による表面抵抗に対して、この表面抵抗に互いに対向した表面側に配置された密着金属層の影響を含んだ表面部抵抗を１．５倍以下の大きさにすることは、伝送損失αに大きく影響する導体損失を低減し、正弦波５ＧＨｚの高周波信号において伝送損失αを１ｄＢ／ｃｍ以下とするＧＨｚ帯域のデジタル信号の伝送特性を得るうえで必要であり、高周波用導体層の表皮効果による表面抵抗に対して、密着金属層の影響を含んだ表面部抵抗が１．５倍以下（Ｋ＝１．１）とすることによって、ＧＨｚ帯域のデジタル信号の伝送に対応できる優れた伝送特性を有する多層配線基板を提供できることが確認できた。
【００５８】
なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更・改良を施すことは何ら差し支えない。
【００５９】
例えば、絶縁層３の最上層の上面に形成される配線導体層２には、銅から成る高周波用導体層５の上に、めっき法によりニッケル層，金層を形成してもよい。また、絶縁層３としてセラミックス等を用いてもよい。
【００６０】
【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、絶縁層を間に介在させて互いに上下に対向して配置された、高周波用導体層とこの高周波用導体層の少なくとも下面に配置された密着金属層とから成る配線導体層により高周波信号を伝送する高周波伝送部を有し、この高周波伝送部における配線導体層の互いに対向した表面について、高周波用導体層の高周波信号に対する表皮効果による表面抵抗に対して、この表面抵抗に互いに対向した表面側に配置された密着金属層の影響を含んだ表面部抵抗を１．５倍以下の大きさとしたことから、伝送損失αに大きく影響する導体損失が低減することとなるので、正弦波５ＧＨｚの高周波信号において伝送損失αを１ｄＢ／ｃｍ以下とすることができ、ＧＨｚ帯域のデジタル信号の伝送に良好に対応できる高速伝送特性に優れた多層配線基板を提供することができた。
【００６１】
以上により、本発明によれば、配線導体層と絶縁層との接着を良好となすための密着金属層に起因する高周波信号の減衰を防止するとともに、接着強度の耐環境信頼性の向上を図り、高速伝送特性に優れる高周波伝送部を有した、耐環境信頼性に優れた多層配線基板を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【図２】図１に示す多層配線基板における高周波伝送部について、密着金属層の影響を含んだ配線導体層の表面部抵抗を測定するための領域を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１・・・・基板
２・・・・配線導体層
３・・・・絶縁層
４・・・・密着金属層
５・・・・高周波用導体層
６・・・・絶縁性接着剤層
７・・・・絶縁フィルム層
１０・・・・多層配線部
１１・・・・高周波信号が供給された状態で発生する抵抗を測定するための領域
１２・・・・貫通孔
１３・・・・貫通導体
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波デジタル信号を伝送するために適した信号配線用の配線導体層を有する多層配線基板に関し、特に、高周波デジタル信号の伝送を高速化することを可能にした優れた導体配線特性を有する多層配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタルシステムに対する高密度化・高速化に伴い、これに使用される半導体部品に対して高密度化・高速化の要求がなされるばかりでなく、半導体部品が搭載される配線基板に対しても高密度化・高速化の要求がなされている。このため、きわめて細線な配線パターンを有し、ＧＨｚ帯域の高周波信号の伝送に対応できる多層配線基板が求められている。
【０００３】
このような多層配線基板に対する高集積化の要求から、従来多用されていた多層プリント配線基板やセラミック多層配線基板に代わり、ビルドアップ方式の多層配線基板が注目されている。
【０００４】
このビルドアップ方式の多層配線基板における配線導体層の形成方法は、以下に述べるような方法を用いている。
【０００５】
まず、有機樹脂から成る絶縁層の上面に対し酸化剤等によって粗化処理を行なう。次に、下地導体層の銅層を無電解めっき法によって形成した後、フォトレジストを塗布するとともにこれに露光・現像を施すことによって下地導体層のうち上層の主導体層を形成する部分に所定形状の窓部を形成し、次に、露出させた下地導体層を電極として主導体層となる電解銅めっき皮膜を所望の厚みに形成する。これによって上層の主導体層の部分に相当する露出した下地導体層上に電解銅めっき皮膜から成る主導体層が形成され、その他の部分はフォトレジストに覆われているために電解銅めっき皮膜が形成されず、上層の主導体層に相当する部分にのみ配線導体層が形成される。このようにして所定の厚さの配線導体層を形成した後、フォトレジストを剥離除去し、次に、主導体層の電解銅めっき皮膜をエッチングレジストとして先に電解銅めっき用電極として使用した下地導体層を主導体層のパターンにエッチングすることによって、略矩形形状の断面を持った配線導体層が形成されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２４７７８４号公報
【特許文献２】
特開２００１−２１０９５９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにして配線導体層が形成される多層配線基板において、配線導体層に高周波デジタル信号を通そうとすると、以下のような問題が発生する。
【０００８】
配線導体層に高周波信号が供給されている状態では、配線導体層の表面にしか電流が流れず、電流が流れる有効断面積が少なくなって抵抗が大きくなり信号が減衰する。これは表皮効果（Ｓｋｉｎ ｅｆｆｅｃｔ）と呼ばれている。
【０００９】
先に述べたビルドアップ方式の多層配線基板の配線導体層の形成においては、絶縁層と配線導体層とを接着するために、酸化剤等によって粗化処理を行なった絶縁層の上面に配線導体層を形成しており、表皮効果によって高周波信号が集中する配線導体層の表面に凹凸が発生することにより電流経路が長くなって、高周波信号が供給された状態で発生する配線導体層の導電率が見かけ上低下するという問題点がある。これは、高周波信号の減衰を大きくし、信号伝送を高速に行なうことができない原因となっている。
【００１０】
また、粗化処理を行なった絶縁層と配線導体層との表面の凹凸を利用したアンカー効果による接着は、物理的接着であるため化学結合による接着に比べ接着強度の耐環境信頼性が劣っているという問題点がある。
【００１１】
このような配線導体層と絶縁層との接着に起因する高周波信号の減衰を防止し接着強度の耐環境信頼性を向上するためには、表面の凹凸を利用することなく平滑な表面状態で絶縁層との接着を良好とし、かつ耐環境信頼性に優れる化学的結合により絶縁層との接着を良好とするために、密着金属層と言われる導体層を、高周波信号の伝送に主として寄与する高周波用導体層と絶縁層との間に配置した配線導体層の構造とすることが適切である。
【００１２】
先に述べた表皮効果により配線導体層の表面に発生する抵抗を表面抵抗（Ｓｕｒｆａｃｅ ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）と言い、Ｒｓで表すとすると次式のように示される。Ｒｓ＝√（π×ｆ×μ／σ）
ここで、ｆは周波数（正弦波としての周波数、以下同様）、μは配線導体層の透磁率、σは配線導体層の導電率である。密着金属層を高周波用導体層と絶縁層との間に配置した先述の配線導体層の構造においては、ここでの配線導体層には高周波用導体層が該当する。
【００１３】
以下、このＲｓを、高周波用導体層の表皮効果による表面抵抗と呼ぶこととする。なお、高周波信号の周波数ｆが１０ＧＨｚでは、導体が銅の場合にはこのＲｓは２６ｍΩとなる。
【００１４】
さらに、表皮効果による表面抵抗に密着金属層の影響を含んだ表面部抵抗Ｒｓｅｆｆは、密着金属層の影響を含んだ実効的な導電率をσｅｆｆで表すとすると、次式のように表される。
Ｒｓｅｆｆ＝√（π×ｆ×μ／σｅｆｆ）＝Ｋ×Ｒｓ
ただしＫは、高周波用導体層の表皮効果による表面抵抗に対する、表皮効果による表面抵抗に絶縁層との接着を良好となすための密着金属層の影響を含んだ表面部抵抗の比率を示す係数である。
【００１５】
また、配線導体層の幅が２０μｍ位の特性インピーダンスが５０Ωのストリップ線路においては、この高周波信号の減衰は伝送損失α（単位はｄＢ／ｃｍ）で示され、次式のように表すことができる。
α＝Ａ×Ｋ×Ｒｓ＋０．２７３×√εｒ／ｃ０×ｔａｎδ×ｆ
ただし、Ａは絶縁層の比誘電率・絶縁層の厚み・配線導体層の幅・配線導体層の厚み等に依存し、およそ３０から４０位となる係数であり、εｒは絶縁層の比誘電率、ｃ０は光速度、ｔａｎδは絶縁層の誘電正接である。
【００１６】
なお、上式において第１項は導体損失を、また第２項は誘電体損失を示しており、一般に導体損失の方が誘電体損失より大きいことより、先述の係数Ｋの増加は伝送損失αに大きく影響することが分かる。
【００１７】
先に述べたように、近年のデジタルシステムの高速化に対応するためにＧＨｚ帯のデジタル信号を伝送できる多層配線基板が要求されており、周波数においては、ＧＨｚデジタル信号の５倍高調波まで考えると、正弦波として少なくとも５ＧＨｚにおいて、伝送損失αは１ｄＢ／ｃｍ以下を満たす必要がある。
【００１８】
本発明の目的は、配線導体層と絶縁層との接着を良好となすための密着金属層に起因する高周波信号の減衰を防止するとともに、接着強度の耐環境信頼性の向上を図り、高速伝送特性に優れる高周波伝送部を有した、耐環境信頼性に優れた多層配線基板を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の多層配線基板は、絶縁層を間に介在させて互いに上下に対向して配置された、高周波用導体層とこの高周波用導体層の少なくとも下面に配置された密着金属層とから成る配線導体層により高周波信号を伝送する高周波伝送部を有し、この高周波伝送部における前記配線導体層の互いに対向した表面について、前記高周波用導体層の前記高周波信号に対する表皮効果による表面抵抗に対して、この表面抵抗に前記互いに対向した表面側に配置された前記密着金属層の影響を含んだ表面部抵抗を１．５倍以下の大きさとしたことを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の多層配線基板によれば、絶縁層を間に介在させて互いに上下に対向して配置された、高周波用導体層とこの高周波用導体層の少なくとも下面に配置された密着金属層とから成る配線導体層により高周波信号を伝送する高周波伝送部を有し、この高周波伝送部における配線導体層の互いに対向した表面について、高周波用導体層の高周波信号に対する表皮効果による表面抵抗に対して、この表面抵抗に互いに対向した表面側に配置された密着金属層の影響を含んだ表面部抵抗を１．５倍以下の大きさとしたことから、伝送損失αに大きく影響する導体損失が低減することとなるので、正弦波５ＧＨｚの高周波信号において伝送損失αを１ｄＢ／ｃｍ以下とすることができ、ＧＨｚ帯域のデジタル信号の伝送に良好に対応できる高速伝送特性に優れた多層配線基板を提供することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の多層配線基板を詳細に説明する。
【００２２】
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２はその多層配線基板における高周波伝送部について、密着金属層の影響を含んだ配線導体層の表面部抵抗を測定するための領域を示す要部拡大断面図である。
【００２３】
これらの図において、１は基板、２は配線導体層、３は絶縁層、４は配線導体層２の一部としての密着金属層、５は配線導体層２の一部としての高周波用導体層、６は絶縁層３の一部としての絶縁性接着剤層、７は絶縁層３の一部としての絶縁フィルム層、１０は多層配線部、１１は高周波信号が供給された状態で発生する抵抗を測定するための領域、１２は貫通孔、１３は貫通導体である。
【００２４】
基板１は、その上面に配線導体層２と絶縁層３とを多層に積層した多層配線部１０が配設されており、この多層配線部１０を支持する支持部材として機能する。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。
【００２５】
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、これに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。
【００２６】
また、基板１には、その上面に、複数の配線導体層２と絶縁層３とが多層に積層され、高周波信号を伝送する高周波伝送部として機能する多層配線部１０が配設されている。
【００２７】
多層配線部１０の絶縁層３は絶縁フィルム層７と絶縁性接着剤層６とから構成され、絶縁フィルム層７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６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。
【００２８】
絶縁層３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３の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って形成される。
【００２９】
絶縁層３には所定位置に絶縁フィルム層７および絶縁性接着剤層６を貫通する貫通孔１２が形成されており、この貫通孔１２内には貫通導体１３が被着形成されることにより絶縁層３を挟んで上下に位置する配線導体層２の各々を電気的に接続する接続路が形成される。
【００３０】
貫通孔１２は、例えばレーザを使い絶縁フィルム層７および絶縁性接着剤層６の一部を除去することにより形成される。特に、貫通孔１２の開口径が小さな場合は、貫通孔１２の内壁面の角度をコントロールすることが容易で貫通孔１２の内壁面が滑らかに加工される紫外線レーザで形成することが望ましい。
【００３１】
各絶縁層３の上面および貫通孔１２内に配設される配線導体層２は、クロム，モリブデン，チタン等の密着金属層４としての金属材料および高周波伝送部において主として高周波信号の伝送に寄与する部分となる高周波信号伝送用の導体層としての銅等から成る高周波用導体層５とで構成される。
【００３２】
また、密着金属層４は、絶縁層３上に配線導体層２を形成する際にその絶縁層３との接着を良好なものとなすために、少なくとも高周波用導体層５の下面に配置されるが、その配線導体層２の上にさらに絶縁層３を積層する際にこの絶縁層３との接着も良好なものとなす目的で、高周波用導体層５の上面にも配置しておいてもよい。この場合は、後述する高周波伝送部においては、互いに上下に対向して配置された配線導体層２の互いに対向した表面において、両方の表面に、すなわち下側の配線導体層２の高周波用導体層５の上面および上側の配線導体層２の高周波用導体層５の下面に密着金属層４が配置されることとなる。
【００３３】
ここで、絶縁層３の表面については、先に述べた表面の凹凸による高周波信号の減衰を抑制するために、算術平均粗さ（Ｒａ）は０．２μｍ以下、表面積は垂直投影面積の１．３倍以下とするのがよい。このような平滑な絶縁層３の上面であっても、配線導体層２は絶縁層３との接着をなす密着金属層４によって絶縁層３に化学的に結合し安定な接着が得られる。
【００３４】
さらに、配線導体層２は、配線導体の集積度を向上させるためライン＆スペースを３０μｍ以下、好ましくは１０μｍ程度とするのがよく、高導電率を有する銅を高周波用導体層５として用いて、その銅層を微細配線パターンの加工が可能な電解めっきによるセミアディティブ法を用いて形成するのがよい。
【００３５】
これには例えば、以下のようにすればよい。まず広面積に絶縁層２との良好な接着を得るための密着金属層４としてのクロム，モリブデン，チタン等の金属材料と高周波用導体層５の下部層としての銅とを順にスパッタリング法等により被着することによって下地となる導体層を形成する。次に、この上に配線導体のパターンの開口を有する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電解硫酸銅めっきにて選択銅めっきを行ない、フォトレジストの開口部に高周波用導体層５の上部層を形成する。そして、フォトレジストを剥離後、前記下地と成る導体層の不要部分を高周波用導体層５の上部層をマスクとして順次ウェットエッチングによって除去する。この手法によれば、１０μｍ以下のライン＆スペースを有する微細な配線パターンの加工も可能である。
【００３６】
このとき、高周波用導体層５の高周波信号に対する表皮効果による表面抵抗に対して、この表面抵抗に密着金属層４の影響を含んだ表面部抵抗を、１．５倍以下の大きさにすることが重要である。
【００３７】
これには、絶縁層３との接着を良好となす密着金属層４について、その厚みおよび導電率をそれぞれ、ｔ（単位：μｍ）およびσ（単位：Ｓ／ｍ）、高周波信号の周波数をｆ（単位：ＧＨｚ）とすると、高周波用導体層５として銅を用いる場合には、これらの間に次の関係式を満たすように形成すればよい。
σ≧−１．５４×１０８×ｆ１．２８×ｔ４＋１．３６×１０８×ｆ１．１５×ｔ３−７．６４×１０７×ｆ０．９０×ｔ２＋４．５８×１０７×ｆ０．４９×ｔ
例えば、ｆ＝５ＧＨｚ、ｔ＝０．１μｍのときには、σ≧７．５×１０６Ｓ／ｍ、ｆ＝１０．７ＧＨｚ、ｔ＝０．０７μｍのときには、σ≧７．７×１０６Ｓ／ｍとなる。
【００３８】
密着金属層４としては、与えられた周波数ｆにおいてこの関係式を満たし、所望の厚みｔに対しては導電率σができるだけ大きい方がよく、与えられた導電率σに対しては厚みｔはできるだけ薄い方がよい。
【００３９】
また、好ましくは、高周波用導体層５としての銅よりも仕事関数が小さく、マイグレーション等の電気化学的反応のギブス自由エネルギー変化を小さくできる金属材料が良い。
【００４０】
特に、クロムは、チタンに比べると導電率が小さく、またモリブデンに比べると仕事関数が小さくて、絶縁層３との接着を良好となす密着金属層４として最適である。
【００４１】
密着金属層４の厚みについては、高周波用導体層５として銅を用いる場合には、できるだけ薄い方が導体損失を低減することとなるので高周波伝送特性は良好になるものの、薄過ぎると被着工程や被着面の段差に起因する厚みの不均一性から接着の機能を良好に果たさず、膜剥がれを招いたり、後の加熱工程において高周波用導体層５が密着金属層４に拡散して接着を阻害したりするため、おおむね０．０２５μｍ以上とすることが好ましい。
【００４２】
また、密着金属層４としてクロムを用いる場合は、その厚みを厚くし過ぎるとクロムから成る密着金属層４に残留する内部応力により絶縁層３にクラックが発生する場合があることから、おおむね０．２０μｍ以下とすることが好ましい。
【００４３】
配線導体層２の厚みは、配線導体層２を覆って絶縁層３を形成した際の絶縁層３の平坦性を良好なものとするために、１０μｍ以下とするのがよい。微細配線加工の容易さからはできるだけ薄い方がよいが、ＧＨｚ帯域の伝送損失を考えると、高周波信号の周波数が５ＧＨｚでは３μｍ、８ＧＨｚでは６μｍの厚みがあればよい。
【００４４】
配線導体層２上にさらに絶縁層３を形成する際は、前述のように絶縁フィルムを下層の絶縁層３の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ればよい。なお、配線導体層２の上面が平滑な状態でも配線導体層２と絶縁性接着剤層６との接着性を高めるためには、配線導体層２の上面に対してカップリング剤等により化学処理を施しておくことが好適であり、なかでも、チタネート系カップリング剤が最適である。また、この配線導体層２の上面に下面側と同様に密着金属層４を形成し配置してもよい。
【００４５】
以下に、表面抵抗に密着金属層４の影響を含んだ表面部抵抗の測定に関する配線導体層２の作製方法の一例を説明する。
【００４６】
基板１の所望の領域１１に、下層に配線導体層２を有さない、概ね５ｃｍ角の領域を確保し、絶縁フィルム層７と絶縁性接着剤層６とから構成された絶縁層３を前述の方法で形成する。
【００４７】
この上に、広面積に密着金属層４としてのクロム，モリブデン，チタン等の金属材料と高周波用導体層５の下部層としての銅を順にスパッタリング法等により被着することによって形成した後、その上に電解硫酸銅めっきにて高周波用導体層５の上部層を形成する。これを、前述の手順と同時に行なう際は、フォトレジストのパターンの開口を所望の形状に形成しておけばよい。
【００４８】
配線導体層２上にさらに絶縁層３を形成する際は、前述のように絶縁フィルムを下層の絶縁層３の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。
【００４９】
かくして、表面抵抗に密着金属層４の影響を含んだ表面部抵抗を測定するための領域１１を備えた多層配線基板を得ることができる。
【００５０】
この領域１１を備えた多層配線部１０を有する多層配線基板の、高周波信号が供給された状態で発生する、表面抵抗に密着金属層４の影響を含んだ表面部抵抗を測定する方法を以下に示す。
【００５１】
領域１１を備えた多層配線部１０を有する多層配線基板を２枚準備し、絶縁層３との接着を良好となす密着金属層４が互いに向かい合うようにしてサファイアから成る誘電体円柱と基板１の領域１１とが短絡するように挟み込み、共振器を構成する。
【００５２】
これに対して、同軸ケーブルの先端に形成されたループアンテナにより励振と検波とを行ない、共振器の共振周波数と無負荷Ｑとを測定し、これを用いて配線導体層２の実効的な導電率σｅｆｆを算出して、配線導体層２の抵抗Ｒｓｅｆｆを求める。
【００５３】
このようにして、特に、密着金属層４としてクロムを、高周波用導体層５として銅を用いた場合について、表面抵抗に密着金属層４の影響を含んだ表面部抵抗と伝送損失、さらに接着強度の耐環境信頼性を確認した。
【００５４】
クロムの厚みを０．０７μｍとしたときに、高周波信号の周波数１０．７ＧＨｚにおいて導電率は２．７×１０７Ｓ／ｍとなり、表面抵抗に絶縁層との接着をなす導体の影響を含んだ表面部抵抗Ｒｓｅｆｆは１０．７ＧＨｚで２９．７ｍΩとなって、先述の係数Ｋの値として１．１を得た。また、このとき、導体損失エネルギーのおよそ３割が密着金属層４において発生していることになり、配線導体層２のうち主として銅から成る高周波用導体層５が高周波信号の伝送に寄与していることが分かる。ここで得られた密着金属層４としてのクロムの導電率は、バルク導体が示すクロムの導電率に比べ大きな値となっており、これは詳細なメカニズムは分かっていないが、密着金属層４としてのクロムの厚みが高周波信号が供給された状態で発生する表皮の深さ（Ｓｋｉｎ ｄｅｐｔｈ）（周波数１０．７ＧＨｚにおいては、クロムの場合１．８μｍ）以下になったときに現れる実効的な値と考えられる。
【００５５】
伝送損失αは、配線導体層２の幅が２１μｍの特性インピーダンス５０Ωのストリップ線路構造で、高周波信号の周波数５ＧＨｚにおいて０．７ｄＢ／ｃｍ、１０ＧＨｚにおいて１．１ｄＢ／ｃｍの極めて良好な結果を得た。
【００５６】
さらに、接着強度の耐環境信頼性については、１ｍｍ角パターンの垂直引っ張り試験で、高温放置試験（１５０℃，１０００ｈ）、高温高湿試験（８５℃８５％，１０００ｈ）、温度サイクル試験（−５５℃⇔１２５℃，１０００サイクル）、ＰＣＴ（１１０℃８５％，１．１ａｔｍ，３００ｈ）の各試験後でいずれも３ｍＮ／ｃｍ２となり、良好な接着強度が得られた。
【００５７】
このように、絶縁層を間に介在させて互いに上下に対向して配置された、高周波用導体層と該高周波用導体層の少なくとも下面に配置された密着金属層とから成る配線導体層により高周波信号を伝送する高周波伝送部を有し、この高周波伝送部における配線導体層の互いに対向した表面について、高周波用導体層の高周波信号に対する表皮効果による表面抵抗に対して、この表面抵抗に互いに対向した表面側に配置された密着金属層の影響を含んだ表面部抵抗を１．５倍以下の大きさにすることは、伝送損失αに大きく影響する導体損失を低減し、正弦波５ＧＨｚの高周波信号において伝送損失αを１ｄＢ／ｃｍ以下とするＧＨｚ帯域のデジタル信号の伝送特性を得るうえで必要であり、高周波用導体層の表皮効果による表面抵抗に対して、密着金属層の影響を含んだ表面部抵抗が１．５倍以下（Ｋ＝１．１）とすることによって、ＧＨｚ帯域のデジタル信号の伝送に対応できる優れた伝送特性を有する多層配線基板を提供できることが確認できた。
【００５８】
なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更・改良を施すことは何ら差し支えない。
【００５９】
例えば、絶縁層３の最上層の上面に形成される配線導体層２には、銅から成る高周波用導体層５の上に、めっき法によりニッケル層，金層を形成してもよい。また、絶縁層３としてセラミックス等を用いてもよい。
【００６０】
【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、絶縁層を間に介在させて互いに上下に対向して配置された、高周波用導体層とこの高周波用導体層の少なくとも下面に配置された密着金属層とから成る配線導体層により高周波信号を伝送する高周波伝送部を有し、この高周波伝送部における配線導体層の互いに対向した表面について、高周波用導体層の高周波信号に対する表皮効果による表面抵抗に対して、この表面抵抗に互いに対向した表面側に配置された密着金属層の影響を含んだ表面部抵抗を１．５倍以下の大きさとしたことから、伝送損失αに大きく影響する導体損失が低減することとなるので、正弦波５ＧＨｚの高周波信号において伝送損失αを１ｄＢ／ｃｍ以下とすることができ、ＧＨｚ帯域のデジタル信号の伝送に良好に対応できる高速伝送特性に優れた多層配線基板を提供することができた。
【００６１】
以上により、本発明によれば、配線導体層と絶縁層との接着を良好となすための密着金属層に起因する高周波信号の減衰を防止するとともに、接着強度の耐環境信頼性の向上を図り、高速伝送特性に優れる高周波伝送部を有した、耐環境信頼性に優れた多層配線基板を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【図２】図１に示す多層配線基板における高周波伝送部について、密着金属層の影響を含んだ配線導体層の表面部抵抗を測定するための領域を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１・・・・基板
２・・・・配線導体層
３・・・・絶縁層
４・・・・密着金属層
５・・・・高周波用導体層
６・・・・絶縁性接着剤層
７・・・・絶縁フィルム層
１０・・・・多層配線部
１１・・・・高周波信号が供給された状態で発生する抵抗を測定するための領域
１２・・・・貫通孔
１３・・・・貫通導体
Claims (1)
- 絶縁層を間に介在させて互いに上下に対向して配置された、高周波用導体層と該高周波用導体層の少なくとも下面に配置された密着金属層とから成る配線導体層により高周波信号を伝送する高周波伝送部を有し、該高周波伝送部における前記配線導体層の互いに対向した表面について、前記高周波用導体層の前記高周波信号に対する表皮効果による表面抵抗に対して、該表面抵抗に前記互いに対向した表面側に配置された前記密着金属層の影響を含んだ表面部抵抗を１．５倍以下の大きさとしたことを特徴とする多層配線基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002355855A JP2004193169A (ja) | 2002-12-06 | 2002-12-06 | 多層配線基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002355855A JP2004193169A (ja) | 2002-12-06 | 2002-12-06 | 多層配線基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004193169A true JP2004193169A (ja) | 2004-07-08 |
Family
ID=32756423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002355855A Pending JP2004193169A (ja) | 2002-12-06 | 2002-12-06 | 多層配線基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004193169A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107933969A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-04-20 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | Mems微推进器阵列芯片用寻址点火电路及制备方法 |
| CN111327290A (zh) * | 2018-12-14 | 2020-06-23 | 三星电机株式会社 | 声波谐振器及其制造方法 |
-
2002
- 2002-12-06 JP JP2002355855A patent/JP2004193169A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107933969A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-04-20 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | Mems微推进器阵列芯片用寻址点火电路及制备方法 |
| CN107933969B (zh) * | 2017-10-31 | 2022-04-01 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | Mems微推进器阵列芯片用寻址点火电路及制备方法 |
| CN111327290A (zh) * | 2018-12-14 | 2020-06-23 | 三星电机株式会社 | 声波谐振器及其制造方法 |
| CN111327290B (zh) * | 2018-12-14 | 2023-09-12 | 三星电机株式会社 | 声波谐振器及其制造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10172235B1 (en) | Wiring board and method for manufacturing the same | |
| WO2006070807A1 (ja) | 配線基板及び配線基板の製造方法 | |
| US8217270B2 (en) | Multilayer circuit board and electronic device | |
| JP2004193169A (ja) | 多層配線基板 | |
| JPH09312472A (ja) | 多層配線基板及びその製造方法 | |
| JP2004214586A (ja) | 多層配線基板 | |
| JP2004087928A (ja) | 多層配線基板 | |
| JP2005268259A (ja) | 多層配線基板 | |
| JPH05304224A (ja) | 多層配線基板 | |
| JPH10340978A (ja) | 配線基板への電子部品の実装構造 | |
| JP2003069233A (ja) | 多層配線基板 | |
| JP4593808B2 (ja) | 多層配線基板 | |
| JP3872329B2 (ja) | 多層配線基板 | |
| JP2005101377A (ja) | 多層配線基板 | |
| JPH11233909A (ja) | 配線基板 | |
| JP3798965B2 (ja) | 多層配線基板 | |
| JP4570225B2 (ja) | 金属箔付フィルム及びそれを用いた多層配線基板の製造方法 | |
| JPH10322032A (ja) | 多層配線基板 | |
| JP3872339B2 (ja) | 多層配線基板 | |
| JPH10326966A (ja) | 多層配線基板 | |
| JPH10335817A (ja) | 多層配線基板 | |
| JPH10163634A (ja) | 多層配線基板 | |
| JP2014107390A (ja) | 配線基板およびそれを用いた多層配線基板 | |
| JPH1027968A (ja) | 多層配線基板 | |
| JPH10150266A (ja) | 多層配線基板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050413 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070711 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070719 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080311 |