JPH0239878B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野 本発明はコンピユータなどに用いられる高速高
密度多層配線基板に関する。

従来技術 この種の従来の基板は、電源配線のため印刷さ
れた厚膜導体ペーストおよびスルーホールを有す
るアルミナグリーンシートが積層・焼結された多
層セラミツク基板である。この基板の表面には、
薄膜技術により信号配線層が形成される。

この種の基板の詳細は刊行物「プロシーデイン
グス・1982・32 エレクトロニク コンポーネン
ツ・コンフアレンス（Proceedings 1982 32nd
Electronic Components Conference）」の第１
−６頁所載の論文「高速スイツチングVLSIチツ
プのためのセラミツク・キヤパシタ基板（“Ａ
Ceramic Capacitor Substrate for High Speed
Switching VLSI Chips”）」を参照できる。

薄膜技術は、厚膜印刷技術と比較して薄膜技術
による場合が微細な配線を容易に形成することが
でき、従つて同一密度の配線を形成する場合には
薄膜技術の方が信号配線層数を少なくできる。

一方、微細な配線を形成するためにはその母体
となるセラミツク基板の表面は極めて高い平滑性
が要求される。これは、主に薄膜配線のパターン
焼付がフオトリソグラフイを用いて行なわれるた
め基板の表面に凹凸が存在すると解像度が劣化し
微細パターンの焼きつけが不可能となるからであ
る。しかし、一般に内部にスルーホール配線を有
するセラミツク基板においてはスルーホール配線
の形成時に導体ペーストをつめ込み印刷する工程
が加えられるため、焼結後の基板表面は特にスル
ーホール配線部分に凹凸が発生しており、従つて
上に述べた理由によりその表面に微細配線を形成
しにくいという欠点がある。

発明の目的 本発明の目的は上述の欠点を除去し、より少な
い信号配線層数で高密度多層配線基板を提供する
ことにある。

発明の構成 本発明の基板は、内部に電源配線層と表裏を貫
通接続するスルーホール配線とを含み、かつ、裏
面に複数の端子を有し、表面に研削により露出さ
せ保護導体膜をメツキした前記スルーホール配線
の露出部を有するセラミツク基板と、 前記基板の表面上に形成されたスルーホール配
線露出部以外を覆うように形成された第１の絶縁
層、この第１の絶縁層上において前記スルーホー
ル配線露出部に接続するように形成された第１の
導体層、前記第１の導体層の上にさらに重ね合わ
せ形成された複数の絶縁層および導体層よりなる
多層配線層とを含む。

発明の実施例 次に本発明について図面を参照して詳細に説明
する。

本発明に係る多層配線基板を構成するセラミツ
ク基板を示す第１図を参照すると、セラミツク基
板１は、第１の電源配線層１０１、第２の電源配
線層１０２、表面１０３、端子１０４、第１のス
ルーホール配線１０５、第２のスルーホール配線
１０６、第３のスルーホール配線１０７、保護金
属膜でおおわれたスルーホール配線の表面露出部
１０８、およびそれぞれセラミツク基板１を製造
する過程で積層されるグリーンシート１０９−１
１１から構成されている。

第１図に示すセラミツク基板１は次のようにし
て製造される。すなわち、アルミナグリーンシー
ト１０９，１１０および１１１のそれぞれにスル
ーホール１０５，１０６および１０７のための穴
がパンチされる。次にそれぞれのシートのパンチ
されたスルーホールにタングステンを主成分とす
る厚膜導体ペーストが印刷によりつめ込まれる。
さらに、グリーンシート１０９の表面には、第１
の電源配線層１０１が印刷され、かつ裏面には端
子１０４を形成するためのパツドが印刷され、グ
リーンシート１１０には表面に第２の電源配線層
１０２が印刷される。次に、グリンシート１０９
〜１１１のそれぞれが位置を合わせて積層され、
プレスにより各層がはりあわされ、しかる後にこ
のグリーンシート積層体が1500℃〜1600℃の還元
雰囲気の焼成炉内で24〜40時間焼成される。この
工程によつて各グリーンシート１０９〜１１１は
一体化されてセラミツク基板１となり、各導体ペ
ーストは電源配線層１０１および１０２およびス
ルーホール配線１０５，１０６および１０７とな
り、端子１０４のうちの電源端子のそれぞれと各
電源配線層との相互電気的接続および端子１０４
のそれぞれとスルーホール配線の表面露出部との
電気的導通接続が行なわれる。このようにして得
られたセラミツク基板１の表面にはスルーホール
配線１０７の表面露出部１０８が形成されてい
る。スルーホール配線１０７は前述のように導体
ペーストをつめ込み印刷した後に焼成しただけの
状態であるから、表面の凹凸がはげしい。従つ
て、焼成後セラミツク基板１の表面が研磨され
る。これによつてスルーホール配線を含めた基板
表面の凹凸は滑らかとなり、次に述べる基板表面
上での信号配線の形成が容易となる。

第２図は、本発明に係る多層配線基板の断面を
示す図である。第２図においてセラミツク基板１
上に形成されたポリイミド多層配線層２は、第１
ポリイミド絶縁層２０１、第２ポリイミド絶縁層
２０２、第１ヴイアホール配線２０３、第１薄膜
配線層２０４、第２ヴイアホール配線２０５、お
よび第２薄膜配線層２０６から構成されている。
ポリイミド多層配線層２はその表面に搭載される
複数個のICチツプ相互を接続するための信号配
線、前記複数個のICチツプの信号線および電源
端子と多層配線基板の端子１０４とを接続するた
めに前記セラミツク基板１の表面に形成されてい
る。第１ヴイアホール配線２０３は前記セラミツ
ク基板１のスルーホール配線の表面露出部１０８
のそれぞれと第１薄膜配線層２０４内の配線のそ
れぞれとの接続を行なうために設けられている。
第２ヴイアホール配線２０５のそれぞれは第１薄
膜配線層２０４内の配線のそれぞれと第２薄膜配
線２０６の配線のそれぞれとを接続するために設
けられている。ポリイミド多層配線層２において
絶縁層材料にポリイミドが用いられている主な理
由は２つある。第１の理由は次のようである。す
なわち、セラミツク基板１が上述のように配線材
料にタングステンを用いたものである。したがつ
て、基板１の表面に絶縁層を形成するとき、高い
温度を印加するとスルーホール配線の表面露出部
１０８の保護膜自身の配化あるいはスルーホール
導体であるタングステン中への保護膜金属の拡散
によりコンタクト抵抗が増大する。このため、第
１ヴイアホール配線２０３を形成したときの電気
的接触が困難になる。ポリイミド材料ならば形成
のための温度が300℃〜400℃と低く、上記の問題
を回避できる。第２の理由は次のようである。本
発明に係る多層配線基板は主としてコンピユータ
のような高速度が要求される装置に用いられる。
この場合、多層配線基板上に搭載されるICチツ
プの高速化と相俟つて接続信号配線にも高速性が
要求される。従つて、無機材料と比べて比誘電率
の低いポリイミドなどのような有機高分子材料を
用いることが有効である。信号配線の単位長あた
りの信号伝搬速度tdはtd＝√／Ｃ（εr：絶縁材
料の比誘電率、Ｃ：光速≒３×10¹⁰cm／ｓ）で表
わされるが、例えばアルミナのような無機材料を
絶縁層として用いた場合には、信号伝搬速度はεt
≒9.5であるからtd＝√9.5／３×10¹⁰＝0.1ns／cm
である。しかし、ポリイミドのような有機材料を
用いた場合はεr＝3.5であるからtd＝√3.5／３×
10¹⁰＝0.06ns／cmとなり伝搬速度を40％改善する
ことができる。ポリイミド多層配線層２において
配線層２０４および２０６の配線およびヴイアホ
ール配線２０３および２０５は全て薄膜配線を用
いて形成されている。薄膜配線の第１の特徴はフ
オトリングラフイーによるパターン形成が可能な
ため極めて微細な配線を形成できることである。
第２の特徴は配線形成工程が下地金属のスパツ
タ、導体のメツキ・エツチングといつたような高
温処理を一切必要としないためセラミツク基板１
内部および表面の導体に影響を与えずかつポリイ
ミド絶縁層にも高温による劣化を及ぼすことがな
い。このため、容易に有機絶縁膜上に導体パター
ンを形成できる。

以上に述べたように電源配線と多数の端子およ
びこれらの端子に接続された多数のスルーホール
配線を含むセラミツク基板の表面にポリイミド絶
縁層と薄膜配線層よりなる多層配線を施して製造
された多層配線基板は高密度かつ高速度の特徴を
併せ備えており、光速性の要求されるコンピユー
タなどの多層配線基板として最適なものである。

本発明は、このような秀れた多層配線基板を製
造する場合のポイントとなるセラミツク基板のス
ルーホール配線とポリイミド多層配線層内の配線
との組み合わせにおいてセラミツク基板１の表面
を平滑にした構造とする。これによつてセラミツ
ク基板１の表面上での微細薄膜配線の形成を容易
にしている。すなわち、セラミツク基板１の表面
を焼成後研磨し、セラミツク表面を滑らかにする
と同時に第１図に示すようにスルーホール配線１
０７をも表面上で平担になるように露出させ、さ
らにスルーホール配線の露出部１０８を薄い金属
保護膜メツキした構造とする。このような構造と
することにより、セラミツク基板１とポリイミド
多層配線層２との組み合わせにおいて微細配線の
形成を容易ならしめ、かつスルーホール配線１０
７とヴイアホール配線２０３の接続を確実ならし
めることができる。

発明の効果 本発明には、内部にスルーホール配線を含むセ
ラミツク基板の表面を研磨しスルーホール配線の
露出部を平担にし、かつ、金属保護膜で覆つた構
造とすることにより、表面上に高密度の配線の形
成を確実かつ容易にできるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るセラミツク基板を示す
図、および第２図は本発明の一実施例を示す図で
ある。 第１図および第２図において、１……セラミツ
ク基板、１０１……第１の電源配線層、１０２…
…第２の電源配線層、１０４……端子、１０５…
…第１のスルーホール配線、１０６……第２のス
ルーホール配線、１０７……第３のスルーホール
配線、１０８……スルーホール配線表面露出部、
２……ポリイミド多層配線層、２０１……第１ポ
リイミド絶縁層、２０２……第２ポリイミド絶縁
層、２０３……第１ヴイアホール配線、２０４…
…第１薄膜配線層、２０５……第２ヴイアホール
配線、２０６……第２薄膜配線層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 導体配線層と複数個のスルーホール配線と複
   数個の端子とを含み、表面を研削して前記スルー
   ホール配線を露出させかつ前記露出したスルーホ
   ール配線表面を薄い金属保護膜で覆つた構造のセ
   ラミツク基板と、 前記セラミツク基板の表面上において前記スル
   ーホール配線のそれぞれと接続するようにつみ重
   ね形成された有機高分子材料と薄膜導体配線を有
   する配線層とを含むことを特徴とする多層配線基
   板。 ２ 内部にスルーホール導体を含むセラミツク基
   板の表面を研削する第１の工程と、 前記研削後露出したスルーホール導体の表面に
   薄い金属保護膜を形成する第２の工程と、 前記セラミツク基板の表面において前記露出し
   たスルーホール導体の表面以外の部分に有機高分
   子材料よりなる絶縁膜を塗付する第３の工程と、 前記絶縁膜上において前記スルーホール導体と
   接続するように薄膜配線を形成する第４の工程と
   を含むことを特徴とする多層配線基板の製造方
   法。