JP4248827B2

JP4248827B2 - Multilayer wiring board and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP4248827B2
Application number: JP2002259291A
Authority: JP
Inventors: 靖島田; 善毅平田; 弘之栗谷; 和久大塚; 正憲山口; 裕一島山; 健斑目; 悦男渡辺; 裕介近藤; 和徳山本
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd; Resonac Corp
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2002-07-18
Filing date: 2002-09-04
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2022-09-04
Also published as: JP2004103617A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、コンデンサを有する多層配線板およびその製造方法、ならびに半導体装置および無線電子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の発達にともない、電子部品の高性能化に加えて、小型化と軽量化の要求がますます厳しくなっている。特に携帯電話に代表される携帯無線電子機器においてはその利便性の追求からその要求が顕著である。このような背景から、半導体チップや受動素子を効率良く搭載するために、多層配線板が用いられてきた。これまでは、配線ライン幅の細線化等の高密度配線化が主流であったが、実装する部品点数を低減するためにコンデンサに代表される受動部品内蔵が求められてきている。
【０００３】
多層配線板にコンデンサを内蔵化する技術としては、高誘電率無機材料を焼成して誘電体層を形成する技術、高誘電率無機材料と樹脂材料を複合化させて誘電体層を形成する技術、スパッタなどのプロセスを用いて薄膜の誘電体層を形成する技術などが公知となっている。
【０００４】
高誘電率無機材料を焼成して誘電体層を形成する技術としては、基板絶縁材料と同時焼成するのに適した高誘電率材料を用いる例（特許文献１、非特許文献１参照）があり、また、薄膜の誘電体層を形成する技術としては、半導体スパッタ技術を応用して樹脂基板中にコンデンサを内蔵化した例（非特許文献２参照）がある。
【０００５】
高誘電率無機材料と樹脂材料を複合化させて誘電体層を形成する技術を用いた多層配線板は、高温焼結工程やスパッタ工程がなく、経済的に優れている。樹脂を用いた多層配線板用途に数多くの高誘電率無機材料と樹脂との複合材料が提案されている（例えば、非特許文献３参照）。また、コンデンサを多層配線板内に製造する方法は、使用する材料の形態によって異なるが、例えば、従来の多層配線板の製造法（非特許文献４参照）や感光性を有する高誘電率材料を用いた多層配線板の製造法（非特許文献５参照）が挙げられる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−５５０７９号公報
【非特許文献１】
エレクトロニクス実装学会誌第４巻第２号１４５〜１４９頁
【非特許文献２】
エレクトロニクス実装学会誌第４巻第７号５９０〜５９６頁
【非特許文献３】
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ：ＭａｔｅｒｉａｌｓｉｎＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ第１１巻２５３〜２６８頁
【非特許文献４】
ＥｍｂｅｄｄｅｄＤｅｃｏｕｐｌｉｎｇＣａｐａｃｉｔａｎｃｅＰｒｏｊｅｃｔＦｉｎａｌＲｅｐｏｒｔ３−１〜６（ＮａｔｉｏｎａｌＣｅｎｔｅｒｆｏｒＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅｓ）
【非特許文献５】
“ＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆＴｈｉｎＦｉｌｍＰａｓｓｉｖｅＣｉｒｃｕｉｔｓＵｓｉｎｇＨｉｇｈ／ＬｏｗＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃＣｏｎｓｔａｎｔＭａｔｅｒｉａｌｓ”，ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（１９９７）７３９〜７４４頁
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
コンデンサの重要な特性である容量はコンデンサの誘電体の比誘電率に比例し、誘電体厚みに反比例する。すなわち、同じ材料でコンデンサの容量を大きくするためには、高誘電率材料の厚みを薄くする必要性が生じる。非特許文献４で示されたような従来の方法では、高誘電率材料を薄くすると取り扱い性が低下し、製造歩留まりが悪かった。また、ビルドアップ基板材料である接着剤付き銅箔のように、高誘電率材料を銅箔にキャスティングして用いる方法もあるが、内層回路基板と積層一体化する際の内層回路パターンの充填性と厚み制御が大きな問題であった。
【０００８】
また、受動素子を多用する高周波回路向け多層配線板においては、コンデンサ以外の受動素子としてインダクタを基板に効率良く内蔵する技術も求められている。さらに、高周波回路向け多層配線板では、伝送損失の低減も併せて求められている。
【０００９】
上記を鑑みて、本発明は、高誘電率材料の厚みが薄く、容量ばらつきが小さなコンデンサを有し、かつ成型性の優れた多層配線板、およびその製造方法、ならびに該多層配線板に半導体チップを搭載した半導体装置および該半導体装置を搭載した無線電子装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、複数の絶縁層と、複数の導体層と、複数の導体層を電気的に接続する導体化された非貫通穴と、高誘電率材料からなる少なくとも１つの絶縁層の上下面に電極を形成してなるコンデンサと、を有する多層配線板であって、電極を含む導体パターン間の凹部に高誘電率材料と異なる絶縁材料が充填され、該導体パターン表面と充填された絶縁材料表面とが平坦化されていることを特徴とする多層配線板を提供する。
【００１１】
また、本発明は、複数の絶縁層と、複数の導体層と、複数の導体層を電気的に接続する導体化された非貫通穴と、高誘電率材料からなる少なくとも１つの絶縁層の上下面に電極を形成してなるコンデンサとを有する多層配線板の製造方法であって、電極の一方を含む導体パターンを形成する工程と、導体パターン間の凹部に高誘電率材料と異なる絶縁材料を充填、硬化する工程と、研磨により導体パターンの表面と該導体パターン間の凹部に充填、硬化された絶縁材料表面とを平坦にする工程と、半硬化状態の高誘電率材料を備えた金属箔を加熱積層する工程と、を少なくとも含むことを特徴とする多層配線板の製造方法を提供する。
【００１２】
また、本発明は上記特徴を有する多層配線板に半導体チップが搭載されていることを特徴とする半導体装置を提供する。
【００１３】
また、本発明は、上記半導体装置が搭載されたことを特徴とする無線電子装置を提供する。
【００１４】
以上のような本発明によれば、高誘電率材料の厚みが薄く、容量ばらつきが小さなコンデンサを有し、かつ成型性の優れた多層配線板、およびその製造方法、ならびに半導体装置および無線電子装置を提供することが可能となる。
【００１５】
以下、本発明を実施の形態により詳細に説明する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の多層配線板は、複数の絶縁層と、複数の導体層と、複数の導体層を電気的に接続する導体化された非貫通穴と、高誘電率材料からなる少なくとも１つの絶縁層の上下面に電極を形成してなるコンデンサと、を有する多層配線板であって、電極を含む導体パターン間の凹部に高誘電率材料と異なる絶縁材料が充填され、該導体パターン表面と充填された絶縁材料表面とが平坦化されていることを特徴とする多層配線板を提供する。
【００１７】
従来のコンデンサ内蔵多層配線板においては、導体パターン間の凹部に絶縁樹脂を充填していないため、高弾性である高誘電材料層の厚みが厚くなり、その結果、コンデンサの容量ばらつきが大きくなる傾向であったのに対して、本発明では、上述のように導体パターン間の凹部をあらかじめ絶縁樹脂で充填し、高誘電材料層が形成される基板表面を平坦化するため、高誘電材料層を薄く、かつ厚み精度良く設けることができ、さらには、コンデンサの容量ばらつきを小さくすることが可能となった。
【００１８】
さらに、導体パターン間に充填する絶縁材料として、基板の絶縁層および高誘電率材料に用いる絶縁樹脂と異なる第３の絶縁材料を用いることで、より優れたコンデンサを得ることができる。
【００１９】
本発明の多層配線板のコンデンサに用いる高誘電率材料は、少なくとも絶縁樹脂および高誘電率充填材を含む樹脂組成物である。該絶縁樹脂としては、特に制限されないが、半硬化状態で用いることが可能であり、かつ硬化後には絶縁性の優れた高誘電率材料を提供することができるエポキシ樹脂およびその硬化剤を用いることが好ましい。
【００２０】
エポキシ樹脂としては、硬化して接着作用を呈するものであればよいが、好ましくは二官能以上で、分子量が５０００未満、より好ましくは３０００未満のエポキシ樹脂を使用する。二官能エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型またはビスフェノールＦ型樹脂等が例示される。ビスフェノールＡ型またはビスフェノールＦ型液状樹脂は、油化シェルエポキシ株式会社から、エピコート８０７、エピコート８２７、エピコート８２８という商品名で市販されている。また、ダウケミカル日本株式会社からは、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３０、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３１、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３６１という商品名で市販されている。さらに、東都化成株式会社から、ＹＤ８１２５、ＹＤＦ８１７０という商品名で市販されている。
【００２１】
また、高Ｔｇ化を目的に多官能エポキシ樹脂を加えてもよく、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等が例示される。フェノールノボラック型エポキシ樹脂は、日本化薬株式会社から、ＥＰＰＮ−２０１という商品名で市販されている。クレゾールノボラック型エポキシ樹脂は、住友化学工業株式会社から、ＥＳＣＮ−１９０、ＥＳＣＮ−１９５という商品名で市販されている。また、前記日本化薬株式会社から、ＥＯＣＮ１０１２、ＥＯＣＮ１０２５、ＥＯＣＮ１０２７という商品名で市販されている。さらに、前記東都化成株式会社から、ＹＤＣＮ７０１、ＹＤＣＮ７０２、ＹＤＣＮ７０３、ＹＤＣＮ７０４という商品名で市販されている。
【００２２】
エポキシ樹脂の硬化剤としては、通常用いられているものを使用することでき、特に限定されないが、例えば、アミン、ポリアミド、酸無水物、ポリスルフィッド、三弗化硼素及びフェノール性水酸基を１分子中に２個以上有する化合物であるビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ等が挙げられる。特に吸湿時の耐電食性に優れるためフェノール樹脂であるフェノールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック樹脂またはクレゾールノボラック樹脂等を用いるのが好ましい。好ましいとした硬化剤は、大日本インキ化学工業株式会社から、プライオーフェンＬＦ２８８２、フェノライトＴＤ−２０９０、フェノライトＴＤ−２１４９、フェノライトＶＨ４１５０、フェノライトＶＨ４１７０という商品名で市販されている。
【００２３】
さらに、硬化剤とともに従来公知の硬化促進剤を用いることができ、該硬化促進剤としては、各種イミダゾール類を用いることが好ましい。イミダゾールとしては、例えば、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテート等が挙げられる。このようなイミダゾール類は、四国化成工業株式会社から、２Ｅ４ＭＺ、２ＰＺ−ＣＮ、２ＰＺ−ＣＮＳという商品名で市販されている。
【００２４】
高誘電率充填材としては、例えば、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸鉛、二酸化チタン、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、ジルコン酸鉛等を挙げることができ、これらは単独でも二種以上同時に用いてもよい。特に比誘電率が５０以上のものを用いることが好ましい。また、上記のような高誘電率充填材の一種以上を重量比で絶縁樹脂１００に対して３００〜３０００配合することが好ましい。
【００２５】
また、本発明で用いる高誘電率材料の取り扱い性を向上させるために、エポキシ基、アミド基、カルボキシル基、シアネート基、ヒドロキシ基等の少なくとも一種類の官能基を有する重量平均分子量が１万〜８０万である高分子量樹脂を配合することが好ましい。重量平均分子量が１万以上であるとＢステージにおける高誘電率材料のタック性の低減や硬化時の可撓性を向上させることができる。また、重量平均分子量が８０万を超えると高誘電率充填材を均一に分散することが困難となる。このような高分子量樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、高分子量エポキシ樹脂、超高分子量エポキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂、官能基含有反応性ゴムなどが挙げられる。上記フェノキシ樹脂は、東都化成株式会社から、フェノトートＹＰ−４０、フェノトートＹＰ−５０という商品名で市販されている。また、フェノキシアソシエート社から、ＰＫＨＣ、ＰＫＨＨ、ＰＫＨＪいう商品名で市販されている。上記高分子量エポキシ樹脂は、重量平均分子量が３万〜８万の高分子量エポキシ樹脂、さらには、重量平均分子量が８万を超える超高分子量エポキシ樹脂（特公平７−５９６１７号、特公平７−５９６１８号、特公平７−５９６１９号、特公平７−５９６２０号、特公平７−６４９１１号、特公平７−６８３２７号公報参照）があり、何れも日立化成工業株式会社で製造している。上記ポリアミドイミド樹脂は、日立化成工業株式会社からＫＳ９０００シリーズという商品名で市販されている。上記官能基含有反応性ゴムとしては、カルボキシル基含有アクリルゴムが帝国化学産業株式会社から、ＨＴＲ−８６０Ｐという商品名で、エポキシ基含有アクリルゴムがＨＴＲ−８６０Ｐ−３という商品名で市販されている。
【００２６】
さらに、本発明で用いる高誘電率材料に分散剤を加えても良い。用いることのできる分散剤としては、市販されている非シリコーン系の分散剤など従来公知のものであればよく、特に限定されない。また、その配合量は、実験により適宜決定すればよい。
【００２７】
上記のような組成よりなる高誘電率材料は、メチルエチルケトン等の有機溶剤と混合してワニス状とし、これを金属箔に塗布、乾燥し、Ｂステージ状態のシート状にして使用に供することが好ましい。ここで用いられる金属箔としては、例えば、銅、アルミなどが挙げられ、その厚さは１〜３５μｍであることが好ましく、１〜１２μｍであることがより好ましい。また、該金属箔に金属めっきを施さないことにより、金属箔厚みの増加を抑制することが可能となる。また、上記高誘電率材料硬化物の２５℃、１ＭＨｚにおける比誘電率は２０〜１００であることが好ましく、さらに、高誘電率材料からなる絶縁層の厚みとしては、０．１μｍ〜３０μｍであることが好ましい。
【００２８】
また、上記高誘電率材料のＢステージ状態の１２０℃における溶融粘度は１００〜２００Ｐａ・Ｓであることが好ましい。最低溶融粘度が１００Ｐａ・Ｓよりも低い場合にはフローが大きいため厚みのばらつきが大きくなり、２００Ｐａ・Ｓよりも高い場合には接着性が低下する。
【００２９】
また、本発明において、上記高誘電率材料からなる絶縁層以外の箇所の絶縁層に用いる絶縁樹脂としては、特に制限されないが、高誘電率材料と異なる絶縁樹脂を用いることが好ましく、さらにはガラス基材で補強され、かつ樹脂中に無機フィラーが添加されているものが好ましい。ガラス基材で補強されることにより、絶縁層の厚みが１５０μｍ以上であっても、ガラス基材がない場合に比べて、その厚み制御が容易である。また、無機フィラーが添加されることにより、ガラス基材の影響による表面のうねりが低減され、高周波特性に優れた平滑な表面を有する多層配線板を得ることができる。ガラス基材で補強され、かつ無機フィラーが添加された樹脂としては、市販のものとして、ＭＣＬ−Ｅ−６７９Ｆ、ＭＣＬ−ＢＥ−６７Ｇ（Ｈ）（以上、日立化成工業株式会社製、商品名）やＣＳ−３３５５Ｓ、ＣＳ−３３５７Ｓ（以上、利昌工業株式会社製、商品名）などの銅張積層板やＧＥＡ−６７９Ｆ、ＧＥＡ−６７ＢＥ（Ｈ）（以上、日立化成工業株式会社製、商品名）、ＥＳ−３３０５Ｓ（利昌工業株式会社製、商品名）などの層間接着絶縁材料を使用できる。
【００３０】
また、本発明の多層配線板は、コンデンサと併せてインダクタをも有しうる。インダクタは導体層をエッチング処理して形成され、好ましくはコンデンサの電極を含む導体パターンに形成される。また、該インダクタは導体パターンのライン幅が細い方がインダクタンス密度が高くなるため、他の導体層よりも厚みが薄く、かつその厚みが１〜１２μｍであることが好ましい。
【００３１】
また、本発明の多層配線板は、その中心部の絶縁層であるコア層を除く任意の層にコンデンサを有し、かつコンデンサの容量ばらつきが±５％未満であることが好ましい。
【００３２】
また、これまでは、コアとなる基板に対し、対称に基板材料を積層した場合には反りが小さいが、非対称に積層した場合には反りが大きいという問題があったが、本発明では、高誘電率材料を薄く、かつ厚み精度良く設けることが可能となったため、多層配線板の層構成の対称、非対称に関わらず反りが低減され、コンデンサの設計自由度の大きな改善を図ることが可能となる。したがって、本発明の多層配線板において、その反りは１ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３３】
また、本発明の多層配線板は、上記高誘電率材料からなる少なくとも１つの絶縁層とこれに隣接する絶縁層とを同時に貫く非貫通穴を有していてもよい。
【００３４】
また、本発明の多層配線板は、３００μｍ以上のライン幅を有する導体パターンを最外層導体層に備え、さらに該最外導体層に隣接する絶縁層の厚みが１５０μｍ以上であることが好ましい。ライン幅を３００μｍ以上にすることにより高周波回路において信号減衰を抑制することができ、かつ絶縁層の厚みを１５０μｍ以上にすることにより特性インピーダンス低下を抑制することができる。
【００３５】
本発明の多層配線板の製造方法としては、コンデンサの電極の一方を含む導体パターンを形成する工程と、該導体パターン間の凹部に高誘電率材料と異なる絶縁材料を充填、硬化する工程と、研磨により導体パターンの表面および該導体パターン間に充填、硬化された絶縁材料の表面を平坦にする工程と、半硬化状態の高誘電率材料を備えた金属箔を加熱積層する工程と、を少なくとも含むことを特徴としている。
【００３６】
また、上記金属箔をエッチングして、コンデンサの電極の他方を含む導体パターンを形成する工程、さらに、少なくとも１つの導体層にインダクタを形成する工程を含みうる。
【００３７】
上記本発明の製造方法によれば、導体パターン間の凹部に絶縁材料を充填して基板平面を平坦化することにより、積層時に高誘電率材料が平坦な面で挟まれて成型されるので、厚みのばらつきの小さな高誘電率材料層が得られ、容量ばらつきの小さなコンデンサを設けることができる。さらには、インダクタンス密度の高い微細なインダクタパターンを得ることができる。
【００３８】
本発明は、これまで述べてきた多層配線板に半導体チップを搭載した半導体装置をさらに提供する。容量ばらつきの小さなコンデンサ、または容量ばらつきの小さなコンデンサとインダクタンス密度の高いインダクタを基板内に有する多層配線板を用いることにより、小型化と軽量化を同時に達成した半導体装置を得ることができる。また、３００μｍ以上のライン幅を有する導体パターンを最外層導体層に備え、さらに該最外導体層に隣接する絶縁層の厚みが１５０μｍ以上である多層配線板を用いることにより、高周波減衰が小さく、特性インピーダンス不整合による反射ノイズも小さい半導体装置を得られる。
【００３９】
本発明は、前述の半導体装置を搭載した無線電子装置をさらに提供する。小型軽量な半導体装置を用いることにより、無線電子装置の小型軽量化が図られる。また、高周波特性に優れた無線電子装置を得ることも可能となる。
【００４０】
以下、本発明の多層配線板およびその製造方法について、実施例を用いてより詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４１】
【実施例】
高誘電率材料シート１
エポキシ樹脂としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製のＹＤ−８１２５を使用）６６重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製のＹＤＣＮ−７０３を使用）３４重量部、エポキシ樹脂の硬化剤としてフェノールノボラック樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製のプライオーフェンＬＦ２８８２を使用）６３重量部、高分子量樹脂としてフェノキシ樹脂（重量平均分子量５万、東都化成株式会社製のフェノトートＹＰ−５０を使用）２４重量部、硬化促進剤として硬化促進剤１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール（キュアゾール２ＰＺ−ＣＮを使用）０．６重量部、高誘電率充填材として平均粒径１．５μｍのチタン酸バリウムフィラー（富士チタン工業株式会社製のＢＴ−１００ＰＲを使用）８６０重量部、分散剤として非シリコーン系分散剤（ビックケミー・ジャパン株式会社製のＢＹＫ−Ｗ９０１０を使用）５．４重量部からなる組成物に、メチルエチルケトンを加えてビーズミルを用いて１０００回転／分で１時間撹拌混合し、２００メッシュのナイロン布でろ過した後に真空脱気した。この樹脂ワニスを、厚さ１２μｍの電解銅箔（古河サーキットフォイル株式会社製のＧＴＳ−１２を使用）上に塗布し、１４０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が５μｍのＢステージ状態の塗膜を形成し、銅箔を備えた高誘電率材料シート１を作製した。
【００４２】
このＢステージ状態の高誘電率材料シート１の１２０℃の溶融粘度を島津フローテスターＣＦТ−１００型（株式会社島津製作所、商品名）を用い、２ｍｍφのノズル径の治具で測定したところ、１００Ｐａ・Ｓであった。また、１７０℃で１時間硬化させた硬化物について、ＬＣＲメータＹＨＰ４２７５Ａ（横河ヒューレットパッカード株式会社、商品名）を用い、２５℃、１ＭＨｚにおけるインピーダンス特性から誘電率を算出した結果、２０であった。
【００４３】
高誘電率材料シート２
エポキシ樹脂としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製のＹＤ−８１２５を使用）６６重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製のＹＤＣＮ−７０３を使用）３４重量部、エポキシ樹脂の硬化剤としてフェノールノボラック樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製のプライオーフェンＬＦ２８８２を使用）６３重量部、高分子量樹脂として下記一般式に示されるポリアミドイミド樹脂（重量平均分子量７万）２４重量部、
【化１】

硬化促進剤として硬化促進剤１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール（キュアゾール２ＰＺ−ＣＮを使用）０．６重量部、高誘電率充填材として平均粒径１．５μｍのチタン酸バリウムフィラー（富士チタン工業株式会社製のＢＴ−１００ＰＲを使用）１３００重量部および平均粒径０．６μｍのチタン酸バリウムフィラー（富士チタン工業株式会社製のＨＰＢＴ−１を使用）４００重量部、分散剤として非シリコーン系分散剤（ビックケミー・ジャパン株式会社製のＢＹＫ−Ｗ９０１０を使用）１１．２重量部からなる組成物に、メチルエチルケトンを加えて小型攪拌脱泡装置を用いて１０分攪拌脱泡した後に２００メッシュのナイロン布でろ過した。この樹脂ワニスを、厚さ１２μｍの電解銅箔（古河サーキットフォイル株式会社製のＧＴＳ−１２を使用）上に塗布し、１４０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が１０μｍのＢステージ状態の塗膜を形成し、銅箔を備えた高誘電率材料シート２を作製した。
【００４４】
このＢステージ状態の高誘電率材料シート２の１２０℃の溶融粘度を島津フローテスターＣＦТ−１００型（株式会社島津製作所、商品名）を用い、２ｍｍφのノズル径の治具で測定したところ、２００Ｐａ・Ｓであった。また、１７０℃で１時間硬化させた硬化物について、ＬＣＲメータＹＨＰ４２７５Ａ（横河ヒューレットパッカード株式会社、商品名）を用い、２５℃、１ＭＨｚにおけるインピーダンス特性から誘電率を算出した結果、４５であった。
【００４５】
高誘電率材料シート３
エポキシ樹脂としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製のＹＤ−８１２５を使用）６６重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製のＹＤＣＮ−７０３を使用）３４重量部、エポキシ樹脂の硬化剤としてフェノールノボラック樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製のプライオーフェンＬＦ２８８２を使用）６３重量部、高分子量樹脂としてフェノキシ樹脂（重量平均分子量５万、東都化成株式会社製のフェノトートＹＰ−５０を使用）２４重量部、硬化促進剤として硬化促進剤１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール（キュアゾール２ＰＺ−ＣＮを使用）０．６重量部、高誘電率充填材として平均粒径１．５μｍのチタン酸バリウムフィラー（富士チタン工業株式会社製のＢＴ−１００ＰＲを使用）１３００重量部および平均粒径０．６μｍのチタン酸バリウムフィラー（富士チタン工業株式会社製のＨＰＢＴ−１を使用）４００重量部、分散剤として非シリコーン系分散剤（ビックケミー・ジャパン株式会社製のＢＹＫ−Ｗ９０１０を使用）１１．２重量部からなる組成物に、メチルエチルケトンを加えてビーズミルを用いて１０００回転／分で１時間撹拌混合し、２００メッシュのナイロン布でろ過した後に真空脱気した。この樹脂ワニスを、厚さ１２μｍの電解銅箔（古河サーキットフォイル株式会社製のＧＴＳ−１２を使用）上に塗布し、１４０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が１０μｍのＢステージ状態の塗膜を形成し、銅箔を備えた高誘電率材料シート３を作製した。
【００４６】
このＢステージ状態の高誘電率材料シート３の１２０℃の溶融粘度を島津フローテスターＣＦТ−１００型（株式会社島津製作所、商品名）を用い、２ｍｍφのノズル径の治具で測定したところ、１５０Ｐａ・Ｓであった。また、１７０℃で１時間硬化させた硬化物について、ＬＣＲメータＹＨＰ４２７５Ａ（横河ヒューレットパッカード株式会社、商品名）を用い、２５℃、１ＭＨｚにおけるインピーダンス特性から誘電率を算出した結果、４５であった。
【００４７】
高誘電率材料シート４
エポキシ樹脂としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製のＹＤ−８１２５を使用）６６重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製のＹＤＣＮ−７０３を使用）３４重量部、エポキシ樹脂の硬化剤としてフェノールノボラック樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製のプライオーフェンＬＦ２８８２を使用）６３重量部、高分子量樹脂としてフェノキシ樹脂（重量平均分子量５万、東都化成株式会社製のフェノトートＹＰ−５０を使用）２４重量部、硬化促進剤として硬化促進剤１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール（キュアゾール２ＰＺ−ＣＮを使用）０．６重量部、高誘電率充填材として平均粒径１．５μｍのチタン酸バリウムフィラー（富士チタン工業株式会社製のＢＴ−１００ＰＲを使用）１９００重量部および平均粒径０．６μｍのチタン酸バリウムフィラー（富士チタン工業株式会社製のＨＰＢＴ−１を使用）５５０重量部、分散剤として非シリコーン系分散剤（ビックケミー・ジャパン株式会社製のＢＹＫ−Ｗ９０１０を使用）１５．９重量部からなる組成物に、メチルエチルケトンを加えてビーズミルを用いて１０００回転／分で１時間撹拌混合し、２００メッシュのナイロン布でろ過した後に真空脱気した。この樹脂ワニスを、厚さ１２μｍの電解銅箔（古河サーキットフォイル株式会社製のＧＴＳ−１２を使用）上に塗布し、１４０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が２５μｍのＢステージ状態の塗膜を形成し、銅箔を備えた高誘電率材料シート４を作製した。
【００４８】
このＢステージ状態の高誘電率材料シート４の１２０℃の溶融粘度を島津フローテスターＣＦТ−１００型（株式会社島津製作所、商品名）を用い、２ｍｍφのノズル径の治具で測定したところ、２００Ｐａ・Ｓであった。また、１７０℃で１時間硬化させた硬化物について、ＬＣＲメータＹＨＰ４２７５Ａ（横河ヒューレットパッカード株式会社、商品名）を用い、２５℃、１ＭＨｚにおけるインピーダンス特性から誘電率を算出した結果、７０であった。
【００４９】
高誘電率材料シート５
エポキシ樹脂としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製のＹＤ−８１２５を使用）６６重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製のＹＤＣＮ−７０３を使用）３４重量部、エポキシ樹脂の硬化剤としてフェノールノボラック樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製のプライオーフェンＬＦ２８８２を使用）６３重量部、高分子量樹脂としてフェノキシ樹脂（重量平均分子量５万、東都化成株式会社製のフェノトートＹＰ−５０を使用）２４重量部、硬化促進剤として硬化促進剤１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール（キュアゾール２ＰＺ−ＣＮを使用）０．６重量部、高誘電率充填材として平均粒径１．５μｍのチタン酸バリウムフィラー（富士チタン工業株式会社製のＢＴ−１００ＰＲを使用）８６０重量部、分散剤として非シリコーン系分散剤（ビックケミー・ジャパン株式会社製のＢＹＫ−Ｗ９０１０を使用）５．４重量部からなる組成物に、メチルエチルケトンを加えてビーズミルを用いて１０００回転／分で１時間撹拌混合し、２００メッシュのナイロン布でろ過した後に真空脱気した。この樹脂ワニスを、厚さ１２μｍの電解銅箔（古河サーキットフォイル株式会社製のＧＴＳ−１２を使用）上に塗布し、１４０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が３０μｍのＢステージ状態の塗膜を形成し、銅箔を備えた高誘電率材料シート５を作製した。
【００５０】
このＢステージ状態の高誘電率材料シート５の１２０℃の溶融粘度を島津フローテスターＣＦТ−１００型（株式会社島津製作所、商品名）を用い、２ｍｍφのノズル径の治具で測定したところ、１００Ｐａ・Ｓであった。また、１７０℃で１時間硬化させた硬化物について、ＬＣＲメータＹＨＰ４２７５Ａ（横河ヒューレットパッカード株式会社、商品名）を用い、２５℃、１ＭＨｚにおけるインピーダンス特性から誘電率を算出した結果、２０であった。
【００５１】
実施例１
図２（ａ）に示すような銅箔厚３μｍ、板厚０．２ｍｍの両面銅箔張ガラスエポキシ積層板ＭＣＬ−Ｅ−６７９Ｆ（日立化成工業株式会社製、商品名）に所望のドリル穴明けを行った（図２（ｂ））。超音波洗浄とアルカリ過マンガン酸液で炭化した樹脂カスを除去後、この基板に触媒を付与して、密着促進化後無電解銅めっきを行い、ドリル穴内壁と銅箔表面に約１５μｍの無電解銅めっき層を形成した（図２（ｃ））。この基板表面に次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする黒化処理と、ジメチルアミノボランを主成分とする還元処理によって、粗化処理を行った。この基板のドリル穴内にスクリーン印刷によりペーストタイプの熱硬化型絶縁材料ＨＲＰ−７００ＢＡ（太陽インキ製造株式会社、商品名）を充填し、１７０℃で６０分間の熱処理により硬化させた（図２（ｄ））。基板表面をバフブラシにより研磨し、余分な絶縁材料を除去した後、この基板に触媒付与、密着促進化後無電解銅めっきを行い、基板表面に約１５μｍの無電解銅めっき層を形成した（図２（ｅ））。ついで、この基板表面に所望のエッチングレジストを形成し、不要な銅を塩化第２鉄水溶液を用いてエッチング除去して、コンデンサの電極の一方を含む導体パターンを有する内層回路板を作製した（図２（ｆ））。
【００５２】
次に、この内層回路板表面にロールコータを用いてペーストタイプの熱硬化型絶縁材料ＨＲＰ−７００ＢＡ（太陽インキ製造株式会社、商品名）を基板絶縁層表面から約４０μｍ、導体パターン表面から約５μｍ塗布し、１７０℃で６０分間の熱処理により硬化させた。この基板をバフブラシにより導体パターン表面が現れるまで研磨し、余分な絶縁材料を除去して内層回路板の平坦化を行った（図２（ｇ））。内層回路板表面の凹凸は３μｍ以下であった。その後、この回路板の回路表面に次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする黒化処理と、ジメチルアミノボランを主成分とする還元処理によって、粗化処理を行った。
【００５３】
次に、この回路板の片面に前述の高誘電率材料シート１を温度１７０℃、圧力１．５ＭＰａ、加熱加圧時間６０分のプレス条件で積層一体化した（図２（ｈ））。ついで、高誘電率材料シート１の銅箔上に所望のエッチングレジストを形成し、不要な銅箔を塩化第２鉄水溶液を用いてエッチング除去して、コンデンサの電極の他方を含む導体パターンを形成した（図２（ｉ））。
【００５４】
次に、この回路板の回路表面に、次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする黒化処理と、ジメチルアミノボランを主成分とする還元処理によって、粗化処理を行い、（１）３５μｍキャリア銅箔付き厚み３μｍの銅箔ＭＴ３５Ｓ３（三井金属鉱業株式会社製、商品名）、（２）厚み８０μｍのフィラー入りガラスエポキシプリプレグＧＥＡ−６７９Ｆ（日立化成工業株式会社製、商品名）を２枚、（３）図２（ｉ）の回路板、（４）厚み８０μｍのフィラー入りガラスエポキシプリプレグＧＥＡ−６７９Ｆを２枚、（５）３５μｍキャリア銅箔付き厚み３μｍの銅箔ＭＴ３５Ｓ３（三井金属鉱業株式会社製、商品名）の順に重ね、温度１７０℃、圧力１．５ＭＰａ、加熱加圧時間６０分のプレス条件で積層一体化した（図２（ｊ））。キャリア銅箔を剥がし、不要な基板端部を切断後、この基板の表面に所望のエッチングレジストを形成し、不要な銅箔を塩化第２鉄水溶液を用いてエッチング除去して、所望の箇所にφ０．１５ｍｍの窓穴を形成した。
【００５５】
この基板表面に設けた窓穴の箇所に三菱電機株式会社製ＭＬ５０５ＧＴ型炭酸ガスレーザを用いて、出力パワー２６ｍＪ、パルス幅１００μｓ、ショット数６回の条件でレーザ穴あけを行った（図２（ｋ））。超音波洗浄とアルカリ過マンガン酸液で炭化した樹脂カスを除去後、洗浄、触媒付与、密着促進化後、ＣＵＳＴ−３０００（日立化成工業（株）製、商品名）を用いて無電解銅めっきを行い、レーザ穴内壁と銅箔表面に約２０μｍの無電解銅めっき層を形成した（図２（ｌ））。この基板表面のパッドや回路パターンなど必要な箇所にエッチングレジストを形成し、不要な銅を塩化第２鉄水溶液を用いてエッチング除去して、外層回路を形成した（図２（ｍ））。
【００５６】
この基板表面にソルダーレジストＰＳＲ−４０００ＡＵＳ５（太陽インキ製造株式会社、商品名）をロールコータで３０μｍ塗布、乾燥後に露光・現像して所望の箇所にソルダーレジストを形成した。その後、ＮＩＰＳ１００（日立化成工業（株）製、商品名）を用いて３μｍの無電解ニッケルめっき層とＨＧＳ２０００（日立化成工業（株）製、商品名）を用いて０．１μｍの無電解金めっき層を外層回路パターン露出部表面層に形成して、図１に示すような５層構造の多層配線板を得た。
【００５７】
実施例２
高誘電率材料シート１に替えて高誘電率材料シート２を用いた以外は実施例１と同様な工程により多層配線板を得た。
【００５８】
実施例３
高誘電率材料シート１に替えて高誘電率材料シート３を用いた以外は実施例１と同様な工程により多層配線板を得た。
【００５９】
実施例４
高誘電率材料シート１に替えて高誘電率材料シート４を用いた以外は実施例１と同様な工程により多層配線板を得た。
【００６０】
比較例１
図２（ｇ）に示されるような樹脂充填による内層回路板の平坦化を行わず、また、高誘電率材料シート１に替えて高誘電率材料シート３を用いた以外は実施例１と同様な工程により多層配線板を得た。
【００６１】
比較例２
高誘電率材料シート３に替えて高誘電率材料シート５を用いた以外は比較例１と同様な工程により多層配線板を得た。
【００６２】
試験方法は以下の通りである。
【００６３】
（コンデンサ容量）
コンデンサ容量の測定には、インピーダンスアナライザ４２９１Ｂ（アジレントテクノロジー株式会社製、商品名）に５０Ω同軸ケーブルＳＵＣＯＦＬＥＸ１０４／１００（ＳＵＨＮＥＲ社製、商品名）を介して高周波信号測定プローブＭＩＣＲＯＰＲＰＢＥＡＣＰ５０（ＧＳＧ２５０型、Ｃａｓｃａｄｅ社、商品名）に接続した測定システムを用いた。コンデンサの電極サイズは１ｍｍ×１ｍｍとし１ＧＨｚの容量を測定した。測定は基板の四隅と中央部の５カ所に設けたコンデンサの容量を測定した。
【００６４】
（成型性）
成型性は、作製した多層配線板を１０ｍｍ×３０ｍｍに切断後、エポキシ樹脂で注型し、基板断面を研磨して、多層配線板の中にボイド等があるかを評価した。ボイド等がない場合を良好、ボイド等がある場合を不良とした。
【００６５】
【表１】

実施例１〜４は、いずれもコンデンサ電極間の凹部に基板材料と高誘電率材料とは異なる第３の熱硬化型絶縁材料が充填され、平坦化されていることを特徴としている。これらの多層配線板に設けたコンデンサ容量のばらつきは±５％未満と小さく、成型性も良好であった。
【００６６】
一方、比較例１は、コンデンサ電極の間にボイドがあったため成型性が不良であった。比較例２は、コンデンサの容量のばらつきが１０％を超えていた。断面観察の結果から、その原因は高誘電率材料からなる絶縁層の厚みが３〜６μｍと大きくばらついていたためであることがわかった。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高誘電率材料の厚みが薄く、容量ばらつきの小さなコンデンサを有し、かつ成型性に問題のない多層配線板およびその製造方法、ならびに半導体装置および無線電子装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多層配線板の一形態を示す断面図である。
【図２】本発明の多層配線板の製造方法の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１基材
２銅箔
３めっき銅
４穴埋め用絶縁樹脂
５めっき銅
６平坦化用絶縁樹脂
７銅箔
８高誘電率材料
９銅箔
１０基材（プリプレグ）
１１めっき銅
１２コンデンサ
１３ニッケルめっき層
１４金めっき層
１５レジスト[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a multilayer wiring board having a capacitor, a manufacturing method thereof, a semiconductor device, and a wireless electronic device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the development of electronic devices, demands for miniaturization and weight reduction in addition to high performance of electronic components have become increasingly severe. In particular, in portable wireless electronic devices typified by mobile phones, the demand is remarkable from the pursuit of convenience. Against this background, multilayer wiring boards have been used to efficiently mount semiconductor chips and passive elements. Up to now, high-density wiring such as thinning of the wiring line width has been the mainstream, but in order to reduce the number of components to be mounted, built-in passive components represented by capacitors have been demanded.
[0003]
Technologies for embedding capacitors in multilayer wiring boards include the technology to form dielectric layers by firing high dielectric constant inorganic materials, and the technology to form dielectric layers by combining high dielectric constant inorganic materials and resin materials. A technique of forming a thin dielectric layer using a process such as sputtering is known.
[0004]
As a technique for forming a dielectric layer by firing a high dielectric constant inorganic material, there is an example using a high dielectric constant material suitable for simultaneous firing with a substrate insulating material (see Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). In addition, as a technique for forming a thin dielectric layer, there is an example in which a capacitor is built in a resin substrate by applying a semiconductor sputtering technique (see Non-Patent Document 2).
[0005]
A multilayer wiring board using a technique for forming a dielectric layer by combining a high dielectric constant inorganic material and a resin material is economically superior because it does not have a high-temperature sintering process or a sputtering process. Many composite materials of a high dielectric constant inorganic material and a resin have been proposed for use in a multilayer wiring board using a resin (see, for example, Non-Patent Document 3). The method of manufacturing the capacitor in the multilayer wiring board varies depending on the form of the material used. For example, a conventional multilayer wiring board manufacturing method (see Non-Patent Document 4) or a photosensitive high dielectric constant material is used. The manufacturing method of the used multilayer wiring board (refer nonpatent literature 5) is mentioned.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-5-55079
[Non-Patent Document 1]
Journal of Japan Institute of Electronics Packaging Vol.4, No.2, pp.145-149
[Non-Patent Document 2]
Journal of Japan Institute of Electronics Packaging Vol.4, No.7, 590-596
[Non-Patent Document 3]
Journal of Materials Science: Materials in Electronics Vol. 11, pp. 253-268
[Non-Patent Document 4]
Embedded Decoupling Capacitance Project Final Report 3-1-6 (National Center for Manufacturing Sciences)
[Non-Patent Document 5]
“Integration of Thin Film Passive Circuits Using High / Low Dielectric Constant Materials”, Electronic Components and Technology Conference, 1997, p. 7944
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Capacitance, which is an important characteristic of a capacitor, is proportional to the relative dielectric constant of the capacitor dielectric and inversely proportional to the dielectric thickness. That is, in order to increase the capacitance of the capacitor with the same material, it is necessary to reduce the thickness of the high dielectric constant material. In the conventional method as shown in Non-Patent Document 4, when the high dielectric constant material is thinned, the handleability is lowered and the production yield is poor. In addition, there is a method of casting a high dielectric constant material on the copper foil, such as a copper foil with adhesive, which is a build-up board material, but the inner layer circuit pattern fillability when laminated and integrated with the inner layer circuit board And thickness control was a big problem.
[0008]
Further, in a multilayer wiring board for high-frequency circuits that frequently uses passive elements, a technique for efficiently incorporating an inductor in a substrate as a passive element other than a capacitor is also required. Furthermore, the multilayer wiring board for high-frequency circuits is also required to reduce transmission loss.
[0009]
In view of the above, the present invention provides a multilayer wiring board having a capacitor having a small thickness of a high dielectric constant material and a small capacitance variation and excellent moldability, a manufacturing method thereof, and a semiconductor chip in the multilayer wiring board An object of the present invention is to provide a semiconductor device on which the semiconductor device is mounted and a wireless electronic device on which the semiconductor device is mounted.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides at least a plurality of insulating layers, a plurality of conductor layers, a non-through hole formed as a conductor that electrically connects the plurality of conductor layers, and a high dielectric constant material. And a capacitor formed by forming electrodes on the upper and lower surfaces of one insulating layer, wherein a recess between the conductive patterns including the electrodes is filled with an insulating material different from the high dielectric constant material, and the conductive pattern Provided is a multilayer wiring board characterized in that a surface and a surface of a filled insulating material are flattened.
[0011]
In addition, the present invention provides a plurality of insulating layers, a plurality of conductor layers, a non-through hole formed as a conductor that electrically connects the plurality of conductor layers, and at least one insulating layer made of a high dielectric constant material. A method of manufacturing a multilayer wiring board having a capacitor formed with an electrode on a lower surface, the step of forming a conductor pattern including one of the electrodes, and an insulating material different from a high dielectric constant material in a recess between the conductor patterns A step of filling and curing, a step of flattening the surface of the conductor pattern and the surface of the insulating material filled and cured by polishing, and a metal foil provided with a semi-cured high dielectric constant material And a step of heating and laminating at least a method for producing a multilayer wiring board.
[0012]
The present invention also provides a semiconductor device wherein a semiconductor chip is mounted on a multilayer wiring board having the above characteristics.
[0013]
In addition, the present invention provides a wireless electronic device in which the semiconductor device is mounted.
[0014]
According to the present invention as described above, a multilayer wiring board having a capacitor having a small thickness of a high dielectric constant material and a small capacitance variation and excellent moldability, a manufacturing method thereof, a semiconductor device, and a wireless electronic device Can be provided.
[0015]
Hereinafter, the present invention will be described in detail by embodiments.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The multilayer wiring board of the present invention includes a plurality of insulating layers, a plurality of conductor layers, a non-through hole formed as a conductor that electrically connects the plurality of conductor layers, and at least one insulating layer made of a high dielectric constant material. And a capacitor formed by forming electrodes on the upper and lower surfaces of the wiring board, wherein the recesses between the conductor patterns including the electrodes are filled with an insulating material different from a high dielectric constant material and filled with the surface of the conductor pattern. A multilayer wiring board characterized in that the surface of the insulating material is flattened.
[0017]
In conventional multilayer wiring boards with built-in capacitors, the insulating resin is not filled in the recesses between the conductor patterns, so the thickness of the highly elastic high dielectric material layer increases, and as a result, the capacitance variation of capacitors tends to increase. In contrast, in the present invention, as described above, the recesses between the conductor patterns are filled with an insulating resin in advance, and the substrate surface on which the high dielectric material layer is formed is planarized. The thickness can be reduced and the thickness can be provided with high accuracy, and the capacitance variation of the capacitor can be reduced.
[0018]
Furthermore, a superior capacitor can be obtained by using a third insulating material different from the insulating resin used for the insulating layer of the substrate and the high dielectric constant material as the insulating material filled between the conductor patterns.
[0019]
The high dielectric constant material used for the capacitor of the multilayer wiring board of the present invention is a resin composition containing at least an insulating resin and a high dielectric constant filler. The insulating resin is not particularly limited, but an epoxy resin that can be used in a semi-cured state and can provide a high dielectric constant material having excellent insulating properties after curing and a curing agent thereof are used. Is preferred.
[0020]
Any epoxy resin that cures and exhibits an adhesive action may be used, but an epoxy resin that is preferably bifunctional or higher and has a molecular weight of less than 5000, more preferably less than 3000 is used. Examples of the bifunctional epoxy resin include bisphenol A type or bisphenol F type resin. The bisphenol A type or bisphenol F type liquid resin is commercially available from Yuka Shell Epoxy Co., Ltd. under the trade names of Epicoat 807, Epicoat 827, and Epicoat 828. In addition, from Dow Chemical Japan, D.C. E. R. 330, D.E. E. R. 331, D.D. E. R. It is marketed under the trade name 361. Further, they are commercially available from Toto Kasei Co., Ltd. under the trade names YD8125 and YDF8170.
[0021]
Moreover, you may add a polyfunctional epoxy resin for the purpose of high Tg, for example, a phenol novolak-type epoxy resin, a cresol novolak-type epoxy resin, etc. are illustrated. The phenol novolac type epoxy resin is commercially available from Nippon Kayaku Co., Ltd. under the trade name EPPN-201. Cresol novolac type epoxy resins are commercially available from Sumitomo Chemical Co., Ltd. under the trade names ESCN-190 and ESCN-195. The products are commercially available from Nippon Kayaku Co., Ltd. under the trade names EOCN1012, EOCN1025, and EOCN1027. Furthermore, it is commercially available from Toto Kasei Co., Ltd. under the trade names YDCN701, YDCN702, YDCN703, and YDCN704.
[0022]
As the curing agent for the epoxy resin, those usually used can be used, and are not particularly limited. For example, amine, polyamide, acid anhydride, polysulfide, boron trifluoride, and phenolic hydroxyl group are contained in one molecule. Examples thereof include bisphenol A, bisphenol F, and bisphenol S, which are compounds having two or more compounds. In particular, it is preferable to use phenol novolak resin, bisphenol novolak resin, cresol novolak resin, or the like, which is a phenol resin, because of its excellent electric corrosion resistance during moisture absorption. Preferred curing agents are commercially available from Dainippon Ink & Chemicals, Inc. under the trade names of Priofen LF2882, Phenolite TD-2090, Phenolite TD-2149, Phenolite VH4150, Phenolite VH4170.
[0023]
Furthermore, a conventionally well-known hardening accelerator can be used with a hardening | curing agent, It is preferable to use various imidazoles as this hardening accelerator. Examples of imidazole include 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate, and the like. Such imidazoles are commercially available from Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd. under the trade names 2E4MZ, 2PZ-CN, and 2PZ-CNS.
[0024]
Examples of the high dielectric constant filler include barium titanate, strontium titanate, calcium titanate, magnesium titanate, lead titanate, titanium dioxide, barium zirconate, calcium zirconate, lead zirconate and the like. These may be used alone or in combination of two or more. In particular, it is preferable to use a material having a relative dielectric constant of 50 or more. Moreover, it is preferable to mix | blend 300-3000 with 1 or more types of the above high dielectric constant fillers with respect to the insulating resin 100 by weight ratio.
[0025]
Moreover, in order to improve the handleability of the high dielectric constant material used in the present invention, the weight average molecular weight having at least one functional group such as an epoxy group, an amide group, a carboxyl group, a cyanate group, and a hydroxy group is 10,000 to It is preferable to blend a high molecular weight resin that is 800,000. When the weight average molecular weight is 10,000 or more, the tackiness of the high dielectric constant material in the B stage can be reduced and the flexibility at the time of curing can be improved. Further, when the weight average molecular weight exceeds 800,000, it becomes difficult to uniformly disperse the high dielectric constant filler. Examples of such a high molecular weight resin include phenoxy resin, high molecular weight epoxy resin, ultrahigh molecular weight epoxy resin, polyamideimide resin, and functional group-containing reactive rubber. The phenoxy resin is commercially available from Toto Kasei Co., Ltd. under the trade names of Phenototo YP-40 and Phenototo YP-50. Further, they are commercially available from Phenoxy Associates under the trade names PKHC, PKHH, and PKHJ. The high molecular weight epoxy resin includes a high molecular weight epoxy resin having a weight average molecular weight of 30,000 to 80,000, and an ultra high molecular weight epoxy resin having a weight average molecular weight exceeding 80,000 (Japanese Patent Publication No. 7-59617, Japanese Patent Publication No. 7- No. 59618, Japanese Patent Publication No. 7-59619, Japanese Patent Publication No. 7-59620, Japanese Patent Publication No. 7-64911, and Japanese Patent Publication No. 7-68327), all of which are manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. The polyamideimide resin is commercially available from Hitachi Chemical Co., Ltd. under the trade name KS9000 series. As the functional group-containing reactive rubber, carboxyl group-containing acrylic rubber is commercially available from Teikoku Chemical Industry Co., Ltd. under the trade name HTR-860P, and epoxy group-containing acrylic rubber is marketed under the trade name HTR-860P-3. .
[0026]
Further, a dispersant may be added to the high dielectric constant material used in the present invention. The dispersant that can be used may be any conventionally known one such as a commercially available non-silicone dispersant, and is not particularly limited. Moreover, what is necessary is just to determine the compounding quantity suitably by experiment.
[0027]
The high dielectric constant material having the above composition is preferably mixed with an organic solvent such as methyl ethyl ketone to form a varnish, which is applied to a metal foil, dried, and formed into a B-stage sheet for use. . As metal foil used here, copper, aluminum, etc. are mentioned, for example, It is preferable that the thickness is 1-35 micrometers, and it is more preferable that it is 1-12 micrometers. Moreover, it becomes possible to suppress the increase in metal foil thickness by not performing metal plating to this metal foil. Moreover, it is preferable that the dielectric constant in 25 degreeC and 1 MHz of the said high dielectric constant material hardened | cured material is 20-100, Furthermore, as thickness of the insulating layer which consists of high dielectric constant materials, it is 0.1 micrometer-30 micrometers. It is preferable.
[0028]
The melt viscosity at 120 ° C. in the B-stage state of the high dielectric constant material is preferably 100 to 200 Pa · S. When the minimum melt viscosity is lower than 100 Pa · S, the flow is large, resulting in a large thickness variation, and when it is higher than 200 Pa · S, the adhesiveness is lowered.
[0029]
In the present invention, the insulating resin used for the insulating layer other than the insulating layer made of the high dielectric constant material is not particularly limited, but an insulating resin different from the high dielectric constant material is preferably used. What is reinforced with a base material and an inorganic filler is added to the resin is preferable. By reinforcing with a glass substrate, even if the thickness of the insulating layer is 150 μm or more, the thickness can be easily controlled as compared with the case where there is no glass substrate. Further, by adding the inorganic filler, the surface waviness due to the influence of the glass substrate is reduced, and a multilayer wiring board having a smooth surface excellent in high frequency characteristics can be obtained. As a resin reinforced with a glass substrate and added with an inorganic filler, commercially available MCL-E-679F, MCL-BE-67G (H) (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) And copper-clad laminates such as CS-3355S, CS-3357S (trade name, manufactured by Risho Kogyo Co., Ltd.) and GEA-679F, GEA-67BE (H) (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) , ES-3305S (trade name, manufactured by Risho Kogyo Co., Ltd.) can be used.
[0030]
In addition, the multilayer wiring board of the present invention can have an inductor in addition to a capacitor. The inductor is formed by etching a conductor layer, and is preferably formed in a conductor pattern including capacitor electrodes. In addition, since the inductor has a higher inductance density when the line width of the conductor pattern is narrower, the inductor is preferably thinner than the other conductor layers and has a thickness of 1 to 12 μm.
[0031]
Further, the multilayer wiring board of the present invention preferably has a capacitor in an arbitrary layer excluding the core layer which is an insulating layer at the center thereof, and the capacitance variation of the capacitor is less than ± 5%.
[0032]
In addition, until now, there has been a problem that warpage is small when the substrate material is laminated symmetrically with respect to the core substrate, but is large when the material is laminated asymmetrically. Since it is possible to provide a thin dielectric constant material with high thickness accuracy, warpage is reduced regardless of symmetry or asymmetry of the layer structure of the multilayer wiring board, and it is possible to greatly improve the degree of freedom in designing the capacitor. Become. Therefore, in the multilayer wiring board of the present invention, the warp is preferably 1 mm or less.
[0033]
The multilayer wiring board of the present invention may have a non-through hole that penetrates at least one insulating layer made of the high dielectric constant material and an insulating layer adjacent thereto simultaneously.
[0034]
The multilayer wiring board of the present invention is preferably provided with a conductor pattern having a line width of 300 μm or more in the outermost conductor layer, and the insulating layer adjacent to the outermost conductor layer has a thickness of 150 μm or more. When the line width is 300 μm or more, signal attenuation can be suppressed in the high-frequency circuit, and when the thickness of the insulating layer is 150 μm or more, characteristic impedance reduction can be suppressed.
[0035]
As a method for producing a multilayer wiring board of the present invention, a step of forming a conductor pattern including one of the electrodes of a capacitor, a step of filling and curing an insulating material different from a high dielectric constant material in a recess between the conductor patterns, At least a step of flattening the surface of the conductor pattern by polishing and the surface of the insulating material filled and cured between the conductor patterns, and a step of heating and laminating a metal foil provided with a semi-cured high dielectric constant material It is characterized by including.
[0036]
The method may further include a step of etching the metal foil to form a conductor pattern including the other of the capacitor electrodes, and a step of forming an inductor in at least one conductor layer.
[0037]
According to the manufacturing method of the present invention, by filling the recesses between the conductor patterns with an insulating material and flattening the substrate plane, the high dielectric constant material is sandwiched between flat surfaces at the time of lamination. A high dielectric constant material layer having a small thickness variation can be obtained, and a capacitor having a small capacitance variation can be provided. Furthermore, a fine inductor pattern with a high inductance density can be obtained.
[0038]
The present invention further provides a semiconductor device in which a semiconductor chip is mounted on the multilayer wiring board described so far. By using a capacitor having a small capacitance variation or a multilayer wiring board having a capacitor having a small capacitance variation and an inductor having a high inductance density in the substrate, a semiconductor device that achieves both miniaturization and weight reduction can be obtained. Further, by providing a conductor pattern having a line width of 300 μm or more in the outermost conductor layer, and using a multilayer wiring board in which the thickness of the insulating layer adjacent to the outermost conductor layer is 150 μm or more, high-frequency attenuation is small, A semiconductor device with low reflection noise due to characteristic impedance mismatch can be obtained.
[0039]
The present invention further provides a wireless electronic device equipped with the above-described semiconductor device. By using a small and light semiconductor device, the wireless electronic device can be reduced in size and weight. In addition, it is possible to obtain a wireless electronic device having excellent high frequency characteristics.
[0040]
Hereinafter, although the multilayer wiring board of this invention and its manufacturing method are demonstrated in detail using an Example, this invention is not limited to this.
[0041]
【Example】
High dielectric constant material sheet 1
As epoxy resin, 66 parts by weight of bisphenol A type epoxy resin (using YD-8125 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), 34 parts by weight of cresol novolac type epoxy resin (using YDCN-703 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), 63 parts by weight of a phenol novolak resin (Pryofen LF2882 manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) as a curing agent, and phenoxy resin (weight average molecular weight of 50,000, Phenotote YP-50 manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.) as a high molecular weight resin 24 parts by weight, titanium accelerator with an average particle size of 1.5 μm as a high dielectric constant filler, a curing accelerator 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole (using Curezole 2PZ-CN) as a curing accelerator Barium acid filler (BT-100P manufactured by Fuji Titanium Industry Co., Ltd. 860 parts by weight, non-silicone dispersant (using BYK-W9010 manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.) as a dispersant, 5.4 parts by weight, methyl ethyl ketone added to the composition consisting of 5.4 parts by weight and 1,000 revolutions using a bead mill The mixture was stirred and mixed at 1 minute for 1 hour, filtered through a 200 mesh nylon cloth, and then vacuum degassed. This resin varnish was applied onto an electrolytic copper foil having a thickness of 12 μm (using GTS-12 manufactured by Furukawa Circuit Foil Co., Ltd.), and dried by heating at 140 ° C. for 5 minutes to form a B stage state having a thickness of 5 μm. A coating film was formed, and a high dielectric constant material sheet 1 provided with a copper foil was produced.
[0042]
When the melt viscosity at 120 ° C. of this B-stage high dielectric constant material sheet 1 was measured using a Shimadzu flow tester CFТ-100 type (Shimadzu Corporation, trade name) with a jig having a nozzle diameter of 2 mmφ, 100 Pa・ It was S. Moreover, about the hardened | cured material hardened | cured at 170 degreeC for 1 hour, as a result of calculating a dielectric constant from the impedance characteristic in 25 degreeC and 1 MHz using LCR meter YHP4275A (Yokogawa Hewlett-Packard Co., Ltd., brand name), it was 20. .
[0043]
High dielectric constant material sheet 2
As epoxy resin, 66 parts by weight of bisphenol A type epoxy resin (using YD-8125 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), 34 parts by weight of cresol novolac type epoxy resin (using YDCN-703 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), 63 parts by weight of a phenol novolak resin (Pryofen LF2882 manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) as a curing agent, 24 parts by weight of a polyamideimide resin (weight average molecular weight 70,000) represented by the following general formula as a high molecular weight resin,
[Chemical 1]

0.6 wt part of hardening accelerator 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole (using Curezol 2PZ-CN) as hardening accelerator, Barium titanate filler with an average particle size of 1.5 μm as a high dielectric constant filler (Fuji Titanium Industry) BT-100PR manufactured by Co., Ltd.) 1300 parts by weight and 400 parts by weight of barium titanate filler having an average particle size of 0.6 μm (using HPBT-1 manufactured by Fuji Titanium Industry Co., Ltd.), non-silicone dispersion 200 mesh nylon cloth after adding methyl ethyl ketone to a composition consisting of 11.2 parts by weight (using BYK-W9010 manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.) and stirring and defoaming for 10 minutes using a small stirring and defoaming device And filtered. This resin varnish was applied onto an electrolytic copper foil having a thickness of 12 μm (using GTS-12 manufactured by Furukawa Circuit Foil Co., Ltd.) and dried by heating at 140 ° C. for 5 minutes to obtain a B stage state having a thickness of 10 μm. A coating film was formed, and a high dielectric constant material sheet 2 provided with a copper foil was produced.
[0044]
The melt viscosity at 120 ° C. of the B-stage high dielectric constant material sheet 2 was measured using a Shimadzu flow tester CFТ-100 type (Shimadzu Corporation, trade name) with a jig having a nozzle diameter of 2 mmφ.・ It was S. Moreover, about the hardened | cured material hardened at 170 degreeC for 1 hour, it was 45 as a result of calculating a dielectric constant from the impedance characteristic in 25 degreeC and 1 MHz using LCR meter YHP4275A (Yokogawa Hewlett-Packard Co., Ltd., brand name). .
[0045]
High dielectric constant material sheet 3
As epoxy resin, 66 parts by weight of bisphenol A type epoxy resin (using YD-8125 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), 34 parts by weight of cresol novolac type epoxy resin (using YDCN-703 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), 63 parts by weight of a phenol novolak resin (Pryofen LF2882 manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) as a curing agent, and phenoxy resin (weight average molecular weight 50,000, Phenotote YP-50 manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.) as a high molecular weight resin 24 parts by weight, titanium accelerator with an average particle size of 1.5 μm as a high dielectric constant filler, a curing accelerator 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole (using Curezole 2PZ-CN) as a curing accelerator Barium acid filler (BT-100P manufactured by Fuji Titanium Industry Co., Ltd. 1) parts by weight and 400 parts by weight of barium titanate filler with an average particle size of 0.6 μm (using HPBT-1 manufactured by Fuji Titanium Industry Co., Ltd.), non-silicone dispersant (BIC Chemie Japan Co., Ltd.) (By using BYK-W9010 manufactured by KK) Methyl ethyl ketone was added to the composition consisting of 11.2 parts by weight, stirred and mixed for 1 hour at 1000 rpm using a bead mill, filtered through a 200 mesh nylon cloth, and then vacuum degassed did. This resin varnish was applied onto an electrolytic copper foil having a thickness of 12 μm (using GTS-12 manufactured by Furukawa Circuit Foil Co., Ltd.) and dried by heating at 140 ° C. for 5 minutes to obtain a B stage state having a thickness of 10 μm. A coating film was formed, and a high dielectric constant material sheet 3 provided with a copper foil was produced.
[0046]
When the melt viscosity at 120 ° C. of this B-stage high dielectric constant material sheet 3 was measured using a Shimadzu flow tester CFТ-100 type (Shimadzu Corporation, trade name) with a jig having a nozzle diameter of 2 mmφ, 150 Pa・ It was S. Moreover, about the hardened | cured material hardened at 170 degreeC for 1 hour, it was 45 as a result of calculating a dielectric constant from the impedance characteristic in 25 degreeC and 1 MHz using LCR meter YHP4275A (Yokogawa Hewlett-Packard Co., Ltd., brand name). .
[0047]
High dielectric constant material sheet 4
As epoxy resin, 66 parts by weight of bisphenol A type epoxy resin (using YD-8125 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), 34 parts by weight of cresol novolac type epoxy resin (using YDCN-703 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), 63 parts by weight of a phenol novolak resin (Pryofen LF2882 manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) as a curing agent, and phenoxy resin (weight average molecular weight 50,000, Phenotote YP-50 manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.) as a high molecular weight resin 24 parts by weight, titanium accelerator with an average particle size of 1.5 μm as a high dielectric constant filler, a curing accelerator 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole (using Curezole 2PZ-CN) as a curing accelerator Barium acid filler (BT-100P manufactured by Fuji Titanium Industry Co., Ltd. 1900 parts by weight and an average particle size of 0.6 μm barium titanate filler (HPBT-1 manufactured by Fuji Titanium Industry Co., Ltd.) 550 parts by weight, non-silicone dispersant (BIC Chemie Japan Co., Ltd.) as a dispersant (By using BYK-W9010 manufactured by the manufacturer) 15.9 parts by weight of methyl ethyl ketone was added to the composition, stirred and mixed for 1 hour at 1000 rpm using a bead mill, filtered through a 200 mesh nylon cloth, and then vacuum degassed did. This resin varnish was applied onto an electrolytic copper foil having a thickness of 12 μm (using GTS-12 manufactured by Furukawa Circuit Foil Co., Ltd.), and dried by heating at 140 ° C. for 5 minutes to obtain a B stage state having a thickness of 25 μm. A coating film was formed, and a high dielectric constant material sheet 4 provided with a copper foil was produced.
[0048]
The melt viscosity at 120 ° C. of this B-stage high dielectric constant material sheet 4 was measured using a Shimadzu flow tester CFТ-100 type (Shimadzu Corporation, trade name) with a jig having a nozzle diameter of 2 mmφ.・ It was S. Moreover, about the hardened | cured material hardened | cured at 170 degreeC for 1 hour, as a result of calculating a dielectric constant from the impedance characteristic in 25 degreeC and 1 MHz using LCR meter YHP4275A (Yokogawa Hewlett-Packard Co., Ltd. brand name), it was 70. .
[0049]
High dielectric constant material sheet 5
As epoxy resin, 66 parts by weight of bisphenol A type epoxy resin (using YD-8125 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), 34 parts by weight of cresol novolac type epoxy resin (using YDCN-703 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), 63 parts by weight of a phenol novolak resin (Pryofen LF2882 manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) as a curing agent, and phenoxy resin (weight average molecular weight 50,000, Phenotote YP-50 manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.) as a high molecular weight resin 24 parts by weight, titanium accelerator with an average particle size of 1.5 μm as a high dielectric constant filler, a curing accelerator 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole (using Curezole 2PZ-CN) as a curing accelerator Barium acid filler (BT-100P manufactured by Fuji Titanium Industry Co., Ltd. 860 parts by weight, non-silicone dispersant (using BYK-W9010 manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.) as a dispersant, 5.4 parts by weight, methyl ethyl ketone was added to the composition consisting of 5.4 parts by weight and 1000 revolutions using a bead mill The mixture was stirred and mixed at 1 minute for 1 hour, filtered through a 200 mesh nylon cloth, and then vacuum degassed. This resin varnish was applied onto an electrolytic copper foil having a thickness of 12 μm (using GTS-12 manufactured by Furukawa Circuit Foil Co., Ltd.) and dried by heating at 140 ° C. for 5 minutes to form a B stage state having a thickness of 30 μm. A coating film was formed, and a high dielectric constant material sheet 5 provided with a copper foil was produced.
[0050]
The melt viscosity at 120 ° C. of this B-stage high dielectric constant material sheet 5 was measured using a Shimadzu flow tester CFТ-100 type (Shimadzu Corporation, trade name) with a 2 mmφ nozzle diameter jig.・ It was S. Moreover, about the hardened | cured material hardened | cured at 170 degreeC for 1 hour, as a result of calculating a dielectric constant from the impedance characteristic in 25 degreeC and 1 MHz using LCR meter YHP4275A (Yokogawa Hewlett-Packard Co., Ltd., brand name), it was 20. .
[0051]
Example 1
As shown in FIG. 2A, a desired drill hole is drilled in a double-sided copper foil-clad glass epoxy laminate MCL-E-679F (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) having a thickness of 3 μm and a thickness of 0.2 mm. (FIG. 2B). After removing the resin residue carbonized by ultrasonic cleaning and alkaline permanganate solution, a catalyst is applied to the substrate, and after the adhesion is promoted, electroless copper plating is performed. An electrolytic copper plating layer was formed (FIG. 2 (c)). The surface of the substrate was roughened by a blackening treatment containing sodium hypochlorite as a main component and a reduction treatment containing dimethylaminoborane as a main component. The paste-type thermosetting insulating material HRP-700BA (Taiyo Ink Manufacturing Co., Ltd., trade name) was filled in the drill hole of this substrate by screen printing and cured by heat treatment at 170 ° C. for 60 minutes (FIG. 2 (d )). After polishing the substrate surface with a buff brush to remove excess insulating material, the substrate was subjected to electroless copper plating after catalyst application and adhesion promotion to form an electroless copper plating layer of about 15 μm on the substrate surface (see FIG. 2 (e)). Next, a desired etching resist was formed on the surface of the substrate, and unnecessary copper was removed by etching using an aqueous ferric chloride solution to produce an inner circuit board having a conductor pattern including one of the electrodes of the capacitor (FIG. 2 (f)).
[0052]
Next, using a roll coater on the inner layer circuit board surface, paste type thermosetting insulating material HRP-700BA (Taiyo Ink Manufacturing Co., Ltd., trade name) is about 40 μm from the substrate insulating layer surface and about 5 μm from the conductor pattern surface. It was applied and cured by heat treatment at 170 ° C. for 60 minutes. This substrate was polished with a buff brush until the surface of the conductor pattern appeared, and the excess insulating material was removed to flatten the inner layer circuit board (FIG. 2 (g)). The unevenness of the inner circuit board surface was 3 μm or less. Thereafter, a roughening process was performed on the circuit surface of the circuit board by a blackening process mainly including sodium hypochlorite and a reduction process mainly including dimethylaminoborane.
[0053]
Next, the above-mentioned high dielectric constant material sheet 1 was laminated and integrated on one side of the circuit board under the press conditions of a temperature of 170 ° C., a pressure of 1.5 MPa, and a heating and pressing time of 60 minutes (FIG. 2 (h)). Next, a desired etching resist is formed on the copper foil of the high dielectric constant material sheet 1, and unnecessary copper foil is etched away using a ferric chloride aqueous solution to form a conductor pattern including the other of the capacitor electrodes. (FIG. 2 (i)).
[0054]
Next, the circuit surface of this circuit board is roughened by a blackening treatment mainly composed of sodium hypochlorite and a reduction treatment mainly composed of dimethylaminoborane. (1) 35 μm carrier copper Copper foil MT35S3 with a thickness of 3 μm with foil (trade name) manufactured by Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd., (2) Two glass epoxy prepregs with a thickness of 80 μm GEA-679F (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), 3) Circuit board of FIG. 2 (i), (4) Two 80 μm thick glass epoxy prepreg GEA-679F containing filler, (5) 3 μm thick copper foil MT35S3 with 35 μm carrier copper foil (manufactured by Mitsui Metal Mining Co., Ltd.) , Product name) and stacked and integrated under press conditions of a temperature of 170 ° C., a pressure of 1.5 MPa, and a heating and pressing time of 60 minutes (FIG. 2 (j)). After peeling off the carrier copper foil and cutting off the unnecessary substrate edge, a desired etching resist is formed on the surface of this substrate, and the unnecessary copper foil is removed by etching using a ferric chloride aqueous solution. A window hole with a diameter of 0.15 mm was formed.
[0055]
Laser drilling was performed at the window hole provided on the surface of the substrate using an ML505GT type carbon dioxide laser manufactured by Mitsubishi Electric Corporation under the conditions of an output power of 26 mJ, a pulse width of 100 μs, and a shot number of 6 (FIG. 2 (k)). ). After removing resin residue carbonized by ultrasonic cleaning and alkaline permanganate solution, after washing, applying catalyst, and promoting adhesion, electroless copper plating using CUST-3000 (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) The electroless copper plating layer of about 20 μm was formed on the inner wall of the laser hole and the surface of the copper foil (FIG. 2 (l)). Etching resist was formed on necessary portions such as pads and circuit patterns on the surface of the substrate, and unnecessary copper was removed by etching using a ferric chloride aqueous solution to form an outer layer circuit (FIG. 2 (m)).
[0056]
Solder resist PSR-4000AUS5 (Taiyo Ink Manufacturing Co., Ltd., trade name) was applied to the substrate surface with a roll coater at 30 μm, dried, exposed and developed to form a solder resist at a desired location. Thereafter, an electroless nickel plating layer of 3 μm using NIPS100 (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) and an electroless gold plating of 0.1 μm using HGS2000 (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.). A layer was formed on the surface layer of the exposed portion of the outer layer circuit pattern to obtain a multilayer wiring board having a five-layer structure as shown in FIG.
[0057]
Example 2
A multilayer wiring board was obtained by the same process as in Example 1 except that the high dielectric constant material sheet 2 was used instead of the high dielectric constant material sheet 1.
[0058]
Example 3
A multilayer wiring board was obtained by the same process as in Example 1 except that the high dielectric constant material sheet 3 was used instead of the high dielectric constant material sheet 1.
[0059]
Example 4
A multilayer wiring board was obtained by the same process as in Example 1 except that the high dielectric constant material sheet 4 was used instead of the high dielectric constant material sheet 1.
[0060]
Comparative Example 1
The inner layer circuit board is not flattened by resin filling as shown in FIG. 2 (g), and the high dielectric constant material sheet 3 is used in place of the high dielectric constant material sheet 1 as in Example 1. A multilayer wiring board was obtained through various processes.
[0061]
Comparative Example 2
A multilayer wiring board was obtained by the same process as in Comparative Example 1 except that the high dielectric constant material sheet 5 was used instead of the high dielectric constant material sheet 3.
[0062]
The test method is as follows.
[0063]
(Capacitor capacity)
For the measurement of the capacitor capacity, a high frequency signal measurement probe MICROPRPBE ACP50 (GSG250 type, Cascade Corporation) is connected to an impedance analyzer 4291B (trade name, manufactured by Agilent Technologies, Inc.) via a 50Ω coaxial cable SUCOFLEX 104/100 (product name, manufactured by SUHNER). The measurement system connected to the product name) was used. The electrode size of the capacitor was 1 mm × 1 mm, and the capacity of 1 GHz was measured. The measurement was performed by measuring the capacitances of capacitors provided at five locations at the four corners and the center of the substrate.
[0064]
(Moldability)
As for moldability, the produced multilayer wiring board was cut into 10 mm × 30 mm, then cast with an epoxy resin, and the cross section of the substrate was polished to evaluate whether there were voids or the like in the multilayer wiring board. The case where there was no void or the like was judged as good, and the case where there was a void or the like was judged as bad.
[0065]
[Table 1]

Each of Examples 1 to 4 is characterized in that the concave portion between the capacitor electrodes is filled with a third thermosetting insulating material different from the substrate material and the high dielectric constant material and is flattened. The variation in the capacitance of the capacitors provided on these multilayer wiring boards was as small as less than ± 5%, and the moldability was also good.
[0066]
On the other hand, since Comparative Example 1 had voids between the capacitor electrodes, the moldability was poor. In Comparative Example 2, the variation in the capacitance of the capacitor exceeded 10%. From the results of cross-sectional observation, it was found that the cause was that the thickness of the insulating layer made of a high dielectric constant material varied greatly from 3 to 6 μm.
[0067]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a multilayer wiring board having a capacitor with a small thickness of a high dielectric constant material, a small variation in capacitance, and no problem in moldability, a manufacturing method thereof, a semiconductor device, and a radio An electronic device can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a multilayer wiring board according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a method for producing a multilayer wiring board according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Base material
2 Copper foil
3 plated copper
4 Insulating resin for filling holes
5 plated copper
6 Insulating resin for flattening
7 Copper foil
8 High dielectric constant materials
9 Copper foil
10 Substrate (prepreg)
11 plated copper
12 capacitors
13 Nickel plating layer
14 Gold plating layer
15 resist

Claims

A high dielectric constant which is a resin composition comprising a plurality of insulating layers, a plurality of conductor layers, a non-through hole made into a conductor that electrically connects the plurality of conductor layers, an insulating resin and a high dielectric constant filler A capacitor having electrodes formed on upper and lower surfaces of at least one insulating layer made of a material, and a high dielectric constant material in a recess between conductor patterns including at least one of the electrodes Filled with different insulating materials, the surface of the conductor pattern and the surface of the filled insulating material are flattened, and an insulating layer made of the high dielectric constant material is formed in contact with the flattened surface. The insulating layer is formed by heating and stacking semi-cured high dielectric constant material sheets .

The multilayer wiring board according to claim 1, wherein a conductor pattern including at least one of the electrodes is in contact with three different insulating materials including the high dielectric constant material.

3. The multilayer wiring board according to claim 1, further comprising an inductor formed by patterning at least one conductor layer.

4. The multilayer wiring board according to claim 3, wherein the thickness of the conductor layer on which the inductor is formed is thinner than that of the other conductor layers, and the thickness is 1 to 12 [mu] m.

5. The multilayer wiring board according to claim 3, wherein the inductor is formed on any one of the electrodes formed on the upper and lower surfaces of the insulating layer.

The multilayer wiring board according to any one of claims 1 to 5, wherein the capacitor is provided in an arbitrary layer excluding the core layer, and the capacitance variation of the capacitor is less than ± 5%.

The multilayer wiring board according to claim 1, further comprising a non-through hole penetrating at least one insulating layer made of the high dielectric constant material and an insulating layer adjacent thereto.

The multilayer wiring board according to claim 1, wherein the high dielectric constant material includes an epoxy resin, a curing agent thereof, and a high dielectric constant filler.

The high dielectric constant material includes an epoxy resin, a curing agent thereof, a high dielectric constant filler, and a high molecular weight resin having a weight average molecular weight of 10,000 to 800,000 having at least one functional group. The multilayer wiring board according to claim 1.

The multilayer wiring board according to claim 1, wherein the high dielectric constant material has a B-stage state melt viscosity at 120 ° C. of 100 to 200 Pa · S.

The high dielectric constant filler is one selected from the group consisting of barium titanate, strontium titanate, calcium titanate, magnesium titanate, lead titanate, titanium dioxide, barium zirconate, calcium zirconate and lead zirconate. It is the above, The multilayer wiring board in any one of Claims 1-10 characterized by the above-mentioned.

The high dielectric constant filler, a weight ratio, the multilayer wiring board of claim 8 or claim 9, characterized in that it is 300-3000 blended to the epoxy resin 100.

The outermost conductor layer is formed with at least one conductor pattern having a width of 300 μm or more, and the insulating layer adjacent to the outermost conductor layer has a thickness of 150 μm or more. A multilayer wiring board according to any one of the above.

The multilayer wiring board according to any one of claims 1 to 13, wherein an insulating layer other than the at least one insulating layer made of the high dielectric constant material is reinforced with a glass substrate and contains an inorganic filler. .

The multilayer wiring board according to claim 1, wherein the insulating material filled in the recess is an insulating resin.

A high dielectric constant which is a resin composition comprising a plurality of insulating layers, a plurality of conductor layers, a non-through hole made into a conductor that electrically connects the plurality of conductor layers, an insulating resin and a high dielectric constant filler A method of manufacturing a multilayer wiring board having a capacitor formed with electrodes on the upper and lower surfaces of at least one insulating layer made of a material,
Forming a conductor pattern including one of the electrodes;
Filling and curing the insulating material different from the high dielectric constant material in the recesses between the conductor patterns;
Flattening the surface of the conductive pattern by polishing and the insulating material surface filled and cured in the recesses between the conductive patterns;
Heating and laminating a metal foil provided with the semi-cured high dielectric constant material;
A method for producing a multilayer wiring board, comprising:

Furthermore, the manufacturing method of the multilayer wiring board of Claim 16 including the process of forming the conductor pattern containing the other of the said electrode by etching the said metal foil.

Furthermore, the manufacturing method of the multilayer wiring board of Claim 16 or 17 including the process of forming an inductor in an at least 1 conductor layer.