JP3284969B2 - 多層配線基板 - Google Patents
多層配線基板Info
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
される高発熱半導体素子が搭載される多層配線基板に関
する。
基板の表面から裏面までを貫通する放熱用のビアホール
を設け、上記配線基板の表面に搭載された半導体素子の
熱を上記放熱用のビアホールを介して配線基板の裏面へ
逃がす多層配線基板が開示されている。また、特開平4
−334096号公報には、配線基板の表面および裏面
に大面積の電源層および接地層を形成し、配線基板の表
面に搭載された半導体素子の熱を該電源層および接地層
から放熱させる多層配線基板が開示されている。さら
に、特開平1−199460号公報には、熱伝導率が高
い材料(窒化アルミニウム等)で形成されてなる配線基
板を用いて、該配線基板の表面に搭載された半導体素子
の放熱を向上させる多層配線基板が開示されている。ま
た、この多層配線基板の上層には、半導体素子の高速動
作に適するように低誘電率樹脂が積層されている。
多層配線基板(特開平9−55459号公報)において
は、ビアホールおよびその近傍に他の配線を通すことが
できないため配線密度が低下せざるを得ず、ひいては小
型化、高密度化することができないという欠点があっ
た。また、従来の多層配線基板(特開平4−33409
6号公報)においては、配線基板の表面および裏面にお
ける配線領域が電源層および接地層として使用されるた
め、配線領域として内層を使用せざるを得ない。従っ
て、上記多層配線基板においては、高密度化を図るべ
く、信号線を配するための内層の層数が必然的に増えて
しまうため、高価であるという欠点があった。さらに、
従来の多層配線基板(特開平1−199460号公報)
においては、上層に高価な低誘電率樹脂が用いられてい
るため、必然的に高価であるという欠点があった。本発
明はこのような背景の下になされたもので、高冷却特性
を維持しつつ、高密度化、層数の低減を図ることがで
き、さらに安価にすることができる多層配線基板を提供
することを目的とする。
は、積層形成された絶縁体と、前記絶縁体の表面に露出
する第1の層に形成され、半導体素子が搭載される半導
体素子搭載パターンおよび冷却手段が搭載される第1の
冷却パターンと、前記絶縁体における複数の層のうち、
表面に露出しない第2の層に形成され、熱伝導を行う第
2の冷却パターンと、前記半導体素子搭載パターンに接
続されて前記第1の層の厚さ方向へ熱を伝導する第1の
ビアホールと、前記第2の層に接続されて該第2の層の
厚さ方向へ熱を伝導する第2のビアホールと、前記第1
の冷却パターンと第2の冷却パターンとを接続する第3
のビアホールとを有し、前記第1および第2のビアホー
ルは、前記第1および第2の層の表面から裏面までを貫
通しておらず、かつ絶縁体の面方向へ位置をずらして配
置され、これら第1および第2のビアホールの間には、
これらの間で熱を伝導する第3の冷却パターンが設けら
れたことを特徴とする。また、請求項2に記載の発明
は、請求項1に記載の多層配線基板において、前記絶縁
体は、エポキシ樹脂からなり、前記冷却パターンならび
に前記第1のビアホールに配された第1の熱伝導性材料
および前記第2のビアホールに配された第2の熱伝導性
材料は、銅からなることを特徴とする。また、請求項3
に記載の発明は、請求項1に記載の多層配線基板におい
て、前記絶縁体は、複数のガラスエポキシ基板が積層さ
れてなり、前記冷却パターンならびに前記第1のビアホ
ールに配された第1の熱伝導性材料および前記第2のビ
アホールに配された第2の熱伝導性材料は、銅からなる
ことを特徴とする。
施形態について説明する。図1は本発明の一実施形態に
よる多層配線基板の構成を示す断面図である。この図に
おいて、100は、板状の基材であり、例えば、ガラス
エポキシ基板である。1〜4は、基板100の表面に順
次積層形成された第1〜第4の絶縁層であり、感光性の
エポキシ樹脂からなる。ここで、第1の絶縁層1の表面
層を、銅メッキ等が施される第1の導体層1aと称す
る。これと同様にして、第2の絶縁層2、第3の絶縁層
3および第4の絶縁層4の各表面層を、第2の導体層2
a、第3の絶縁層3aおよび第4の導体層4aと称す
る。
成されてなる第1の信号パターンであり、各種信号の伝
送路として用いられる。6は、第1の信号パターン5の
表面から第2の絶縁層2の表面までを貫通してなる第1
のビアホールであり、この第1のビアホール6には、無
電解メッキ手法により銅メッキが施されている。7は、
第1のビアホール6の直上であって、かつ第2の絶縁層
2の表面に銅が薄膜形成されてなる第2の信号パターン
である。この第2の信号パターン7は、第1のビアホー
ル6を介して第1の信号パターン5に電気的に接続され
ている。
4の絶縁層4の表面までを貫通してなる第2のビアホー
ルであり、この第2のビアホール8には、無電解メッキ
手法により銅メッキが施されている。9は、第4の絶縁
層4の第2のビアホール8の直上であって、かつ第4の
絶縁層4の表面に銅が薄膜形成されてなる第3の信号パ
ターンであり、第2のビアホール8を介して第1の信号
パターン5と電気的に接続されている。
4の表面に銅が薄膜形成されてなる半導体素子搭載パタ
ーン13上に搭載されている。この半導体素子10の半
導体チップは、リード線12、12を介して、第4の絶
縁層4の表面に形成された端子11、11に電気的に接
続されている。
形成されてなる第1の冷却パターンであり、半導体素子
10の熱を後述するヒートシンク20へ導く。ここで、
第1の冷却パターン14と第2のビアホール8とは、立
体的に交差しており、物理的に接触していない。15
は、第1の冷却パターン14の表面から第3の絶縁層3
の表面までを貫通してなる第3のビアホールであり、こ
の第3のビアホール15には、無電解メッキ手法により
銅メッキが施されている。16は、第3のビアホール1
5の直上であって、かつ第3の絶縁層3の表面に銅が薄
膜形成されてなる第2の冷却パターンであり、第3のビ
アホール15を介して第1の冷却パターン14に熱的に
接続されている。
ら第4の絶縁層4の表面までを貫通してなる第4のビア
ホールであり、この第4のビアホール17には、無電解
メッキ手法により、銅メッキが施されている。この第4
のビアホール17は、半導体素子搭載パターン13と第
2の冷却パターン16とを熱的に接続している。18
は、第1の冷却パターン14の表面から第4の絶縁層4
の表面までを貫通してなる第5のビヤホールであり、こ
の第5のビヤホール18には、無電解メッキ手法によ
り、銅メッキが施されている。
って、かつ第4の絶縁層4の表面に銅が薄膜形成されて
なるヒートシンク搭載パターンである。このヒートシン
ク搭載パターン19は、第5のビヤホール18を介して
第1の冷却パターン14と熱的に接続されている。ヒー
トシンク20は、高い放熱作用を有しており、熱伝導性
のシリコーン接着剤を介してヒートシンク搭載パターン
19に接着されている。
基板の製造方法について説明する。図1において、第1
の過程では、基板100の表面に第1の絶縁層1を形成
すべく、該表面全体に感光性のエポキシ樹脂が塗布され
る。次に、第2の過程では、エポキシ樹脂が塗布された
全面に対して紫外光が照射される。これにより、エポキ
シ樹脂の重合反応が進む。そして、第3の過程では、基
板100全体が現像液に浸される。今の場合には、エポ
キシ樹脂の表面の全体に紫外光が照射されているので、
該表面全体が第1の絶縁層1として残る。
ーン5を薄膜形成すべく、第1の絶縁層1の表面全体に
フォトレジストが塗布された後、第1の信号パターン5
を形成する領域にマスキングが施される。次いで、第5
の過程では、フォトレジストが塗布された第1の絶縁層
1の表面全体に紫外光が照射される。これにより、マス
キングが施された領域が露光されない一方、その他の領
域が露光される。そして、第6の過程では、基板100
全体が現像液に浸される。これにより、マスキングが施
された未露光の部分が除去される。
ン5に対応する部分に銅メッキが施されることにより、
第1の信号パターン5が第1の絶縁層1の表面に形成さ
れる。次に、第8の過程では、第1の過程と同様にし
て、第1の絶縁層1の表面に第2の絶縁層2を形成すべ
く、該表面全体に感光性のエポキシ樹脂が塗布される。
次に、第9の過程では、第1のビアホール6を形成すべ
き領域にマスキングが施された後、エポキシ樹脂が塗布
された全面に対して紫外光が照射される。これにより、
マスキングが施された領域では、エポキシ樹脂の重合反
応が進まない一方、該領域以外の領域では、重合反応が
進む。
体が現像液に浸される。今の場合には、マスキングが施
された領域(未重合反応領域)のエポキシ樹脂のみが除
去される。これにより、第1のビアホール6が形成され
る。次に、第11の過程では、第1のビアホール6に無
電解メッキ手法により銅メッキが施される。以下、上述
した過程が繰り返されることにより、第3の絶縁層3、
第4の絶縁層4、その他第2の信号パターン7等が順次
形成される。
されると、該半導体素子10からは、熱が放出される。
この熱は、半導体素子搭載パターン13→第4のビアホ
ール17→第2の冷却パターン16→第3のビアホール
15→第1の冷却パターン14→第5のビヤホール18
→ヒートシンク搭載パターン19という経路を経てヒー
トシンク20へ伝導された後、ヒートシンク20から放
熱される。
による多層配線基板によれば、従来の多層配線基板(特
開平9−55459号公報)のように、表面から裏面ま
でを貫通してなるビアホールを用いていないため、放熱
用の第3のビアホール15等の直下、直上に信号パター
ンを配することができ、ひいては高冷却特性を維持しつ
つ高密度化を図ることができる。また、上述した一実施
形態による多層配線基板によれば、従来の多層配線基板
(特開平4−334096号公報)のように冷却パター
ンが表面層および裏面層を占有することがないので、全
層を使用して効率的な信号パターンの形成が可能であ
り、結果的に層数の低減を図ることができる。さらに、
上述した一実施形態による多層配線基板によれば、材料
として安価なエポキシ樹脂や銅を用いているので、安価
にすることができる。
基板について詳述してきたが、具体的な構成はこの一実
施形態に限られるものではなく本発明の要旨を逸脱しな
い範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。例え
ば、上述した一実施形態による多層配線基板において
は、ガラスエポキシ基板を基板100としかつエポキシ
樹脂を第1の絶縁層1〜第4の絶縁層4とした例につい
て説明したが、全ての第1の絶縁層1〜第4の絶縁層4
をガラスエポキシ基板で構成してもよい。この場合に
は、エポキシ樹脂を用いた場合に比してさらに低価格に
することができる。
基板においては、基板100の材料としてシリコン、セ
ラミック等を用いてもよくその材料の種類は問わない。
ここで、基板100の材料としてシリコンを用いた場合
には、第1の信号パターン5等の導体としてアルミニウ
ム合金を用いればよく、一方、セラミックを用いた場合
には、上記導体として銅、モリブデン等を用いればよ
い。
線基板においては、冷却(放熱)手段としてヒートシン
ク20に代えて、小型ファン、ヒートパイプ、ペルチェ
素子等を用いてもよい。
発明によれば、従来の多層配線基板(特開平9−554
59号公報)のように、表面から裏面までを貫通してな
るビアホールを用いていないため、第1および第2のビ
アホールの直下、直上に信号パターンを配することがで
き、ひいては高冷却特性を維持しつつ高密度化を図るこ
とができるという効果が得られる。また、請求項1に記
載の発明によれば、従来の多層配線基板(特開平4−3
34096号公報)のように冷却パターンが表面層およ
び裏面層を占有することがないので、全層を使用して効
率的な信号パターンの形成が可能であり、結果的に層数
の低減を図ることができるという効果が得られる。さら
に、請求項2に記載の発明によれば、材料として安価な
エポキシ樹脂や銅を用いているので、安価にすることが
できるという効果が得られる。加えて、請求項3に記載
の発明によれば、エポキシ樹脂より安価なガラスエポキ
シ基板を用いているので、さらに安価にすることができ
るという効果が得られる。
成を示す断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 積層形成された絶縁体と、 前記絶縁体の表面に露出する第1の層に形成され、半導
体素子が搭載される半導体素子搭載パターンおよび冷却
手段が搭載される第1の冷却パターンと、 前記絶縁体における複数の層のうち、表面に露出しない
第2の層に形成され、熱伝導を行う第2の冷却パターン
と、 前記半導体素子搭載パターンに接続されて前記第1の層
の厚さ方向へ熱を伝導する第1のビアホールと、 前記第2の層に接続されて該第2の層の厚さ方向へ熱を
伝導する第2のビアホールと、 前記第1の冷却パターンと第2の冷却パターンとを接続
する第3のビアホールとを有し、 前記第1および第2のビアホールは、前記第1および第
2の層の表面から裏面までを貫通しておらず、かつ絶縁
体の面方向へ位置をずらして配置され、 これら第1および第2のビアホールの間には、これらの
間で熱を伝導する第3の冷却パターンが設けられた こと
を特徴とする多層配線基板。 - 【請求項2】 前記絶縁体は、エポキシ樹脂からなり、 前記冷却パターンならびに前記第1のビアホールに配さ
れた第1の熱伝導性材料および前記第2のビアホールに
配された第2の熱伝導性材料は、銅からなることを特徴
とする請求項1に記載の多層配線基板。 - 【請求項3】 前記絶縁体は、複数のガラスエポキシ基
板が積層されてなり、 前記冷却パターンならびに前記第1のビアホールに配さ
れた第1の熱伝導性材料および前記第2のビアホールに
配された第2の熱伝導性材料は、銅からなることを特徴
とする請求項1に記載の多層配線基板。
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JPH11330708A JPH11330708A (ja) | 1999-11-30 |
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Family
ID=14971545
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP12790498A Expired - Lifetime JP3284969B2 (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | 多層配線基板 |
Country Status (1)
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1998
- 1998-05-11 JP JP12790498A patent/JP3284969B2/ja not_active Expired - Lifetime
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