JPH0256996A

JPH0256996A - 多層配線板

Info

Publication number: JPH0256996A
Application number: JP20647488A
Authority: JP
Inventors: Toyoji Yasuda; 豊司安田; Taichi Kon; 昆　太一; Yukiharu Ono; 大野　幸春
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1988-08-22
Filing date: 1988-08-22
Publication date: 1990-02-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ＬＳＩチップおよび微小電子回路部品を高密
度に実装する電子回路モジュール用多層配線板、特に、
高分子樹脂を層間絶縁膜とする多層配線板において、層
間の配線間を接続するための層間接続用ヴィアホールを
有する多層配線板に関する。

〔従来の技術〕

電子装置の高機能化に向け、高分子樹脂、特に、誘電率
が小さく、耐熱性に優れたポリイミド樹脂を層間絶縁膜
とする多層配線板が注目されている。

この配線板は、配線および眉間絶縁膜を１層ごとに積み
重ね、層間の配線の接続は層間接続用ヴィアホールで行
っている０層間接続用ヴィアホールは、層間絶縁膜に設
けた貫通孔およびその孔の側壁に設けられた導体層から
なる。このヴィアホールを形成する際は、まず層間絶縁
膜に孔を開ける。

絶縁膜材料としては、この孔が樹脂の露光・現像のみで
形成できる感光性ポリイミド樹脂が工程簡略化の観点か
らよく検討されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、最下層からその上の層、さらにその上の層へと
ヴィアホールを連結して配線を多層化する場合、下側の
層のヴィアホールと同じ位置に重ねて連続したヴィアホ
ールを上側の層に形成するのは困難であり、従って多層
化が実現できない。

これを第５図を用いて説明する。第５図において、５１
はセラミック基板、５２はセラミック基板５１に設けら
れたランドである。５３は樹脂層間絶縁膜のうちの最下
層のポリイミド膜、５４はポリイミド膜５３に形成され
た層間接続用ヴィアホールである。５５はポリイミド膜
５３の上に積層したポリイミド膜で、５６はポリイミド
膜５５に形成した層間接続用ヴィアホールである６図に
示すように、ポリイミド膜５５に、露光・現像により孔
開けを行う際のマスク合わせずれによって、孔の中心位
置がδだけずれ、従って第５図の７に示すように、ヴィ
アホール５４とヴィアホール５６とが電気的に接続され
ない状態になり、第５図の８に示すようにヴィアホール
５４の周辺の一部でしか導体層の接触が得られない、従
って、接続安定性のある多層化されたヴィアホールを得
るのは困難となる。さらに、これを３回、４回と重ねて
下層から上層へと順次連結したヴィアホールを形成する
のはきわめて困難である。

他方、複雑な回路においては、配線パターン設計を容易
にするために、格子体系を採用し、格子交点にヴィアホ
ールを設け、格子間に配線を通すことが一般に行われる
。この場合、上で説明したように、１つの格子交点にお
いて下側の層から上側の層へと連結したヴィアホールを
得るのが困難なため、従来、下層の配線から上層の配線
への接続には、第６図（、）、（ｂ）に示す構成が取ら
れていた。第６図（ａ）は配線板の一部を表面からみた
図、（ｂ）はＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ断面で、図の（ｉ）、（ｉ
ｔ）、（ｉｉｉ）、（ｔｖ）、（ｖ）、（ｖｉ）はそれ
ぞれポリイミド層間絶縁膜である。また、６２は配線板
側のポンディングパッド、６３は搭載チップ、６５は搭
載チップ６３側のポンディングパッド、６１はセラミッ
ク基板、６４は層間接続用ヴィアホールである。図から
明らかなように、格子交点０１（ヴィアホールの中心点
）をＩＭごとに１個ずつ使ってヴィアホール６４を形成
し、あたかも配線６６が通っていると同様に眉間接続さ
れていくため、１層で１個の格子交点０、を費やしてい
る。このため、格子交点の使用数が多くなり、格子間に
２本、３本と多くの配線を形成するような場合はヴィア
ホールを形成する格子交点の不足を生じる。特に、搭載
チップ６３の周辺接続部では、かなりの格子交点が必要
なため、ヴィアホールを形成する格子交点の不足が顕著
となる。また、下層から多くの層を経て上層に達するま
での接続長が長くなって電気特性が劣化する等の欠点が
あった。

これを解決するには、格子交点１か所で最下層から最上
層まで直接接続できるヴィアホールが必要である。

本発明の目的は、樹脂絶縁層と配線を交互に順次積み重
ねて多層配線を形成する高速・高密度樹脂多層配線板に
おいて、層間接続用ヴィアホールの位置をそのヴィアホ
ールを設ける層ごとに規則的にずらすことにより、最下
層から最上層まで１つの格子交点あるいは所定の点を中
心に連結して接続できる新規なヴィアホールを有する多
層配線板を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、格子交点において所定の形状および所定の面
積のランドを各層に設け、ヴィアホールの中心点がラン
ドの所定面積の一部に含まれるように、ヴィアホールの
中心点を該格子交点から偏在させ、さらに、格子交点に
対するヴィアホールの中心点とを結ぶ方向を層が変わる
毎に変化させて、下層のヴィアホールの孔による窪みが
生じていない平坦なランド上にヴィアホールを設けるこ
とが主な特徴であり、等測的に１つの格子交点に複数の
層間接続用ヴィアホールが形成され、格子交点に１つの
ヴィアホールしか設けることができない従来の多層配線
板とは全く異なる。

すなわち、本発明の多層配線板は、基板上に順久方いに
積み上げられた少なくとも２層の配線層およびそれらを
絶縁する層間絶縁膜と、該層間絶縁膜に設けられた貫通
孔および該孔の側壁に設けられた導体層からなり上記配
線層どうしを接続するヴィアホールとを含んでなる多層
配線板において、基準格子系に従う格子交点または上記
基板面に対して垂直な線上にある上記各配線層上の所定
の点を基準として各配線層に設けられたランドと、少な
くとも一部が上記ランドに含まれるように設けられた上
記ヴィアホールとを有し、該ヴィアホールの中心点と上
記格子交点または上記所定の点とがずれており、かつ、
該ヴィアホールの中心点と上記格子交点または上記所定
の点とを結ぶ方向が少なくとも上下方向に隣接する配線
層どうしで異なることを特徴とする。

〔作用〕

本発明では、格子交点あるいは所定の点からある距離だ
け離し、層が変わるごとに順次、その格子交点（または
所定の点）を中心として方向を変えた点に中心点を持つ
ヴィアホールを設けであるので、１つの層の層間接続ヴ
ィアホールと間近の層のヴィアホールとは重ならないの
で、段差の影響が無くなり、ＩＭごと絶縁層と配線層と
を形成することが可能となる。

〔実施例〕

実施例　１本発明の第１の実施例を第１図（ａ）〜（ｄ）に示す。

（ａ）は、本実施例の多層配線板の一部を表面から見て
、格子交点０工を中心としたヴィアホールの配置構成を
示す。（ｂ）は、層間絶縁膜を図示省略したヴィアホー
ル接続構成の例で。

下から５番目の層である最上層から最下層まで格子交点
０１を中心にして見た斜視図である。（ｂ）において、
■、■、・・・・・・■は最下層からの導体層の番号で
ある。−辺の長さａの正方形の導体ランドは下から上ま
で同じ大きさとし、第１層は、配線１４とランド１５と
を連続した形で同一平面に形成する。この上に絶縁層を
形成した後のＩ−ＩＩ層間のヴィアホール１６は、第１
図（ａ）において、格子交点０工を中心にして第１象限
に、Ｘ、Ｙ軸から〔（ヴィアホール径ｂ）Ｘｉ／２＋Δ
〕だけ偏在させて、径すの孔を開ける。　ｎ−ｍ層間の
ヴィアホール１７は第４象限、ＩＩＩ−ＴＶｍ層間ヴィ
アホール１８は第３象限、ｒｖ−ｖ層間のヴィアホール
１９は第２象限というように層が上がる順に、右回りに
同じ中心距離で螺旋階段状にヴィアホールを設け、最上
層に至る。従って、ある層のヴィアホールとその下のヴ
ィアホールとは同一個所に重ならない。

第１図（ａ）におけるＥ断面、Ｆ断面をそれぞれ第１図
（ｃ）、（ｄ）に示す、下側の層に形成されたヴィアホ
ール１６．１７の上に、ポリイミド樹脂を塗布し、配線
層を重ねるにつれて、ヴィアホールの孔内に樹脂が埋ま
り、ヴィアホール部の窪みαガ低減して行く様子を示し
ている。すなわち、樹脂絶縁層が４層も積層されると、
はぼフラットな面に平坦化される。従って、第１図（ａ
）において、さらに１層増し、５層離れた層の場合、す
なわち、Ｖ−Ｖｌ、層間のヴィアホール２０は、ヴィア
ホール１６と同じ位置に重なるが、（Ｃ）のＥ断面に示
すように途中絶縁層が４層積層されているので平坦化さ
れ、ヴィアホール形成には影響しない。従って、層数に
制限なく、多層化が可能である。

さらに、第２図（ａ）のように、ヴィアホール接続に必
要な部分以外の領域Ｃを配線パターン試験用パレドとし
て使用できる利点がある。図において、■、■は、第１
図（ｂ）における導体層の番号である。すなわち、（ａ
）においては、第１象限にヴィアホール１６が形成され
、第４象限が■−■層間のヴィアホール領域として確保
されている。従って、領域Ｃはこの段階では、配線パタ
ーン試験用パッドとして使用できる。（ｂ）においては
、■−■層間のヴィアホール形成領域として第３象限が
確保されているので、領域Ｃは配線の導通試験用パッド
として使用できる。他の層においても同様である。また
、部品搭載層、すなわち、最上層では、領域Ｃがワイヤ
ポンディングパッドとしても使用できる利点もある。

また、上記実施例では、最下層から最下層までの層間接
続の場合について述べたが、ある層のすぐ上の層までの
層間接続用ヴィアホール、あるいは、ある層から２層上
までの層間接続用ヴィアホール等にも、本発明の層間接
続用ヴィアホール構成法が適用できるのは言うまでもな
い。

さらに、上記実施例ではｔ−ｎ層間ヴィアホール位置を
第１象限、ｎ−ｍ層間のそれを第４象限と、層が上がる
順に右回りにとったが、左回りとしても良く、また、■
−■層間ヴィアホールを第３象限、Ｉｎ−ｍＶ層間を第
２または第４象限、■−■層間を第４または第２象限の
ように必ずしも隣合わせなくてもよい、さらに、最初の
Ｉ−ＩＩ層間ヴィアホール位置は必ずしも第１象限に限
定するものではなく、いずれから始めても良い。

実施例　２第３図（ａ）、（ｂ）は、本発明の第２の実施例で、格
子交点ｏ１を中心にして下から５番目の層である最上層
から最下層まで、層間の絶縁膜を図示省略した斜視図で
ある。■、■、・・・・・・■は最下層からの導体層の
番号である。（ｂ）に配線板の一部を表面から見て、格
子交点０、を中心としたヴィアホールの配置構成を示す
０辺長２ｃとＣの矩形状の導体ランドを格子交点０□を
中心に層が変わる毎に９０度回転している点が第１の実
施例と異なっている。ヴィアホールの位置は、第１の実
施例と同様であり、層数に関係なく多層化が可能である
。

第４図（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ第３図（ａ）の導体
層Ｉ、■、ＩＩｌ、　ＩＶの平面図である。１層、■層
をメツシュ状のアース導体層２１．２３とし、■層、■
層に配線２４．２５を配置した例である。

１層のランド２２はメツシュ状のアース導体層２１と電
気的に接続されたランドの例を示している。

■、■層には、それぞれ１層、■層のメツシュ状のアー
ス導体の形状を破線で示している。図かられかるように
、メツシュ状のアース導体層２１における矩形状のラン
ド１５−１を配線２４と同一の方向に、また、メツシュ
状のアース導体層２３における矩形状のランド１５−４
を配線２５と同一の方向に配置しているため、配線２４
が通る下側のメツシュアースの導体幅ＷＸあるいは配線
２５が通る上側のメツシュアースの導体幅Ｗｙを、格子
ピッチが同じとして第１の実施例の場合の導体幅Ｗ、、
Ｗ、より大きくでき、従って、特性インピーダンスが制
御された配線の数を多くできる利点がある。なぜなら、
配線の幅に比較して十分広いアース導体が配置されてい
ない配線の特性インピーダンスを制御するのは廻しいか
らである。特性インピーダンスの制御が重要でない場合
は、■層目の配線２４あるいは■層目の配線２５を、■
層目における矩形状ランドの方向、すなわち第４図（ｂ
）では縦方向に、あるいは、■層目における矩形状ラン
ドの方向、すなわち第４図（ｃ）では横方向にそれぞれ
の層に配置することが可能なことは言うまでもない。な
お、第４図では、１層、■層においてランドをすべての
格子交点に設けた例を示しているが、必要な箇所だけに
設けることもできる。

また、いずれの実施例においても、上述のように格子交
点を基準にしてヴィアホールが配置しであるので、副格
子に配線を走らせるプリント板ＣＡＤ自動配線の従来方
式を変えることなく実現できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、格子交点あるいは所定の点からあ
る距離だけ離し、層が変わるごとに順次、その格子交点
を中心として方向を変えた点に中心点を持つヴィアホー
ルを設けであるので、１つの層の層間接続ヴィアホール
と間近の層のヴィアホールとは重ならないので１段差の
影響が無くなり、１層ごと絶縁層と配線層とを形成する
ことが可能となり、また、格子交点の中心にヴィアホー
ルを設ける従来のプリント配線板のＣＡＤの基本方式が
そのまま使用できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は１本発明の第１の実施例を示す上面図、
第１図（ｂ）は、第１図（ａ）の層間絶縁膜を図示省略
した場合の接続導体部の構成を示す斜視図、第１図（ｃ
）は、第１図（ａ）のＥ−Ｅ断面図、第１図（ｄ）は、
第１図（ａ）のＦ−Ｆ断面図、第２図は、第１の実施例
におけるヴィアホールの位置とランドの形状を示す図、
第３図（ａ）は、本発明の第２の実施例を示す斜視図、
第３図（ｂ）は、第３図（ａ）の上面図（第４図（ａ）
〜（ｄ）は、第２の実施例における各導体層の構成例を
示す平面図、第５図は、従来のヴィアホールを有する多
層配線板の断面図、第６図（ａ）は、基準格子体系に従
ってヴィアホールを形成した従来の多層配線板の上面図
、第６図（ｂ）は、第６図（ａ）のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ断面
図である。１４．２４．２５・・・配線１５．２２・・・ランド１６．１７．１８．１９．２０・・・ヴィアホール２１
．２３・・・メツシュ状アース導体層■、■、■、■、
■・・・導体層Ｃ・・・配線パターン試験用パッド領域０１・・・格子
交点５１・・・セラミック基板５２・・・ランド５３．５５・・・層間絶縁膜５４．５６・・・ヴィアホール（ｉ）、（…）、　（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、（Ｖ）、（
ｖｉ）・・・層間絶絶縁膜６１・・・セラミック基板６２・・・配線板側のポンディングパッド６３・・・搭
載チップ６４・・・ヴィアホール６５・・・搭載チップ側のポンディングパッド６６・・
・配線特許出願人　日本電信電話株式会社代理人弁理士　　中　村　純之助Ｅ　Ｉｉ斤面Ｆｌ！ｆｒ面第図 ■ 第４図第図 ■′ 第４図゛第６図手続補正書（自発）昭和６３年　９月１４日

Claims

【特許請求の範囲】

１．基板上に順次互いに積み上げられた少なくとも２層
の配線層およびそれらを絶縁する層間絶縁膜と、該層間
絶縁膜に設けられた貫通孔および該孔の側壁に設けられ
た導体層からなり上記配線層どうしを接続するヴィアホ
ールとを含んでなる多層配線板において、基準格子系に
従う格子交点または上記基板面に対して垂直な線上にあ
る上記各配線層上の所定の点を基準として各配線層に設
けられたランドと、少なくとも一部が上記ランドに含ま
れるように設けられた上記ヴィアホールとを有し、該ヴ
ィアホールの中心点と上記格子交点または上記所定の点
とがずれており、かつ、該ヴィアホールの中心点と上記
格子交点または上記所定の点とを結ぶ方向が少なくとも
上下方向に隣接する配線層どうしで異なることを特徴と
するヴィアホール構成方法。