JPH04323895A - 薄膜多層回路基板とその製造方法 - Google Patents

薄膜多層回路基板とその製造方法

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JPH04323895A
JPH04323895A JP9249691A JP9249691A JPH04323895A JP H04323895 A JPH04323895 A JP H04323895A JP 9249691 A JP9249691 A JP 9249691A JP 9249691 A JP9249691 A JP 9249691A JP H04323895 A JPH04323895 A JP H04323895A
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JP
Japan
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polyimide resin
layer
layers
thin film
circuit board
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Withdrawn
Application number
JP9249691A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Ozawa
隆史 小澤
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜多層回路基板とその
製造方法に関する。詳しくは、ポリイミド樹脂を層間絶
縁層として多層化する際に、層数が増加するにしたがっ
て発生し易い絶縁層のクラックや剥離を防止するポリイ
ミド樹脂絶縁層の構造の改良とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体集積回路や混成集積回路の
集積度が増加し、大規模化する傾向がますます強くなっ
てきた。
【0003】これに伴い、これらの集積回路を搭載する
回路基板も、絶縁層を介して多層に導体回路パターンを
積層した多層回路基板や、両面実装回路基板が多く使用
されるようになっている。
【0004】とくに、集積度が高く微細パターンを必要
とする場合には、セラミック基板に、層間絶縁膜として
ポリイミド樹脂を使用し、薄膜導体回路パターンや薄膜
抵抗素子を配設した薄膜多層回路基板が優れており、大
型電子計算機や高速信号伝送モジュールなどに使用され
始めている。
【0005】図2は従来の薄膜多層回路基板の例を示す
断面図である。たとえば、セラミック基板などの基板1
の上に、たとえば,Cr/Cu/Crの3層からなる導
体配線層2を公知の膜生成技術とホトリソグラフィ技術
を用いて形成する。その上に10〜20μmといった厚
いポリイミド樹脂絶縁層3’,たとえば、通常よく使用
される密着性のよい感光性ポリイミド樹脂をスピンコー
ティングしたあと400℃,30分程度加熱して,いわ
ゆる、フルキュアする。
【0006】この際、導体配線層2の層間接続を行うた
めに所要の位置にコンタクトホール用の孔を形成してお
く。次いで、第2層目の導体配線層2,たとえば、Cr
/Cu/Crからなる3層膜を同様に図示したごとく形
成する。この時、前記ポリイミド樹脂絶縁層3’の孔を
通して第1層目と第2層目の導体配線層2が層間接続さ
れる,いわゆる、コンタクトホール20が形成される。
【0007】以下、必要に応じた層数のポリイミド樹脂
絶縁層3’と導体配線層2とを積層して薄膜多層回路基
板が形成され、さらに,その上に半導体ICやチッブ部
品などが実装されて所要の製品が作製されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の薄
膜多層回路基板のポリイミド樹脂絶縁層3’に使用され
る通常の感光性ポリイミド樹脂は密着性はよいが、内部
応力が40MPaと大きく、たとえば,150mm程度
の大きさの基板に塗布した場合に中心部で0.4 mm
もの反りが生じて露光時の障害になることがあり、ひど
い時には図2に示した基板1のエッジのH部分で膜剥離
が発生することすらある。
【0009】さらに、引っ張り強度が10〜15kg/
mm2 ,伸び率10〜20%と機械的に弱いので、前
記大きな内部応力のためにポリイミド樹脂絶縁層3’自
体にマイクロクラックが生じ易い。
【0010】そのために、導体配線層2として4〜5層
,ポリイミド樹脂絶縁層3’として3〜4層といった構
成の薄膜回路多層基板が実用的な限界になっているとい
う問題があり、より多層で信頼性の高い薄膜多層回路基
板の開発が求められている。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、基板1上
に導体配線層2とポリイミド樹脂絶縁層3とが交互に積
層された薄膜多層回路基板において、前記ポリイミド樹
脂絶縁層3が密着性がよく薄い下部ポリイミド樹脂層3
aと低応力高強度で厚い上部ポリイミド樹脂層3bとの
2層から形成されている薄膜多層回路基板によって解決
することができる。
【0012】具体的には、前記下部ポリイミド樹脂層3
aのキュアを正規のキュア温度よりも低い温度でハーフ
キュアしたあと、前記上部ポリイミド樹脂層3bの塗布
と正規のキュア温度によるフルキュアを行う薄膜多層回
路基板の製造方法によって効果的に解決することができ
る。
【0013】
【作用】本発明によれば、ポリイミド樹脂絶縁層3が密
着性がよく薄い下部ポリイミド樹脂層3aと低応力高強
度で厚い上部ポリイミド樹脂層3bとの2層構造で構成
されているので、より多層に形成した場合にも絶縁膜の
剥離やマイクロクラックの発生が抑えられるのである。
【0014】
【実施例】図1は本発明の実施例を示す断面図である。 図中、1は基板で,たとえば、大きさ95mm×114
 mm, 厚さ1mmのセラミック基板、2は第1層目
の導体配線層2として,たとえば、Cr(厚さ200n
m)/Cu(厚さ5μm)/Cr(厚さ200nm)の
3層膜の配線パターンである。
【0015】3はポリイミド樹脂絶縁層で、下部ポリイ
ミド樹脂層3aと上部ポリイミド樹脂層3bの2層構造
により構成されている。下部ポリイミド樹脂層3aは密
着性がよく薄い,たとえば、厚さ1〜2μmの通常よく
用いられる感光性のポリイミド樹脂層(内部応力:40
MPa,引っ張り強度:10〜15kgf/mm2 ,
伸び率:10〜20%)、上部ポリイミド樹脂層3bは
低応力・高強度で厚い,たとえば、厚さ10〜20μm
の感光性のポリイミド樹脂層(内部応力:10MPa,
引っ張り強度:30〜50kgf/mm2,伸び率:3
0〜50%)である。これらのポリイミド樹脂層には必
要に応じてコンタクトホールのための孔を設けておく。
【0016】20はポリイミド樹脂絶縁層3を挟む上下
の導体配線層2の間を接続させるコンタクトホールで、
上層の導体配線層2をスパッタ形成するときにポリイミ
ド樹脂絶縁層3に開けられた,たとえば、20〜30μ
mφの孔を通して同時形成させる。
【0017】導体配線層2として10〜20層の薄膜多
層回路基板を多数作製して目視ならびに顕微鏡検査,さ
らには、温度サイクル試験・振動試験・寿命試験などを
行った結果、基板1からの膜剥がれやポリイミド樹脂絶
縁層3のマイクロクラックの発生が見られず従来例に比
較して品質が安定し信頼性の高い3〜4倍に多層化され
た薄膜多層回路基板が歩留りよく作製された。
【0018】以下に本発明の薄膜多層回路基板を作製す
るための具体的方法の一例を主な工程順に図示説明する
。図3は本発明の実施例方法を示す図である。
【0019】図中、200は導体金属膜である。なお、
前記の図面で説明したものと同等の部分については同一
符号を付し、かつ、同等部分についての説明は省略する
。 工程(1):基板1として,たとえば、大きさ95mm
×114 mm, 厚さ1mmのセラミック基板を用い
、その上に導体金属膜200,たとえば、Cr(厚さ2
00nm)/Cu(厚さ5μm)/Cr(厚さ200n
m)の3層膜を連続スパッタ法で形成する。
【0020】工程(2):上記処理基板に公知のホトレ
ジストワークと露光・エッチング技術を用い、所定の配
線パターンになるように第1層の導体配線層2を形成す
る。 工程(3):上記処理基板の上に下部ポリイミド樹脂層
3aとして、密着性がよく薄い,たとえば、厚さ1〜2
μmの通常よく用いられる感光性のポリイミド樹脂層(
内部応力:40MPa,引っ張り強度:10〜15kg
f/mm2 ,伸び率:10〜20%)をスピンコート
したあと、正規のキュア温度よりも低い温度,たとえば
、250℃で30分間加熱してハーフキュアする。この
時、必要に応じて上記第1層の導体配線層2に接してコ
ンタクトホール20となる孔を公知の露光・現像処理に
より形成しておく。
【0021】工程(4):上記処理基板の上に上部ポリ
イミド樹脂層3bとして、低応力・高強度で厚い,たと
えば、厚さ10〜20μmの感光性のポリイミド樹脂層
(内部応力:10MPa,引っ張り強度:30〜50k
gf/mm2 ,伸び率:30〜50%)をスピンコー
トしたあと、正規のキュア温度,たとえば、400℃で
30分間加熱してフルキュアする。
【0022】この時、ハーフキュアされた状態の下部ポ
リイミド樹脂層3aも同時にフルキュアされて完全硬化
する。このようにハーフキュア状態の下部ポリイミド樹
脂層3aの上に上部ポリイミド樹脂層3bをスピンコー
トしフルキュアすることにより両ポリイミド樹脂層間の
密着性が極めて高くなる利点がある。
【0023】なお、下部ポリイミド樹脂層3aにコンタ
クトホール用の孔がある場合には、その孔に合わせて上
部ポリイミド樹脂層3bにも同様の孔を設けることは言
うまでもない。
【0024】工程(5):上記処理基板の上に導体金属
膜200として,たとえば、Cr/Cu/Crの3層膜
を工程(1) に記載したと同様に形成する。 工程(6):上記処理基板に工程(2) に記載したと
同様にホトレジストワークと露光・エッチング技術を用
い、所定の配線パターンになるように第2層の導体配線
層2を形成する。この時、前記ポリイミド樹脂絶縁層3
に設けられたコンタクトホール用の孔を通して第1層と
第2層の導体配線層2が接続され,いわゆる、コンタク
トホール20が形成される。
【0025】なお、本実施例では2層導体配線回路基板
の例を示したが、さらに、以上の処理を繰り返し10〜
20層行えば本発明の薄膜多層回路基板が作製される。 また、ポリイミド樹脂絶縁層の代わりに他の類似の絶縁
層を使用してもよく、導体配線層2の材料も上記実施例
のものに限定されるものではなく、他の類似の導体材料
を使用してもよいことは勿論である。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればポ
リイミド樹脂絶縁層3が密着性がよく薄い下部ポリイミ
ド樹脂層3aと低応力高強度で厚い上部ポリイミド樹脂
層3bとの2層構造で構成されているので、より多層に
形成した場合にも膜の剥離やマイクロクラックの発生が
抑えられ、薄膜多層回路基板の品質ならびに信頼性の向
上に寄与するところが極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す断面図である。
【図2】従来の薄膜多層回路基板の例を示す断面図であ
る。
【図3】本発明の実施例方法を示す図である。
【符号の説明】
1は基板、 2は導体配線層、 3はポリイミド樹脂絶縁層、 3aは下部ポリイミド樹脂層、 3bは上部ポリイミド樹脂層、 20はコンタクトホール、 200は導体金属膜、

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  基板(1)上に導体配線層(2)とポ
    リイミド樹脂絶縁層(3)とが交互に積層された薄膜多
    層回路基板において、前記ポリイミド樹脂絶縁層(3)
    が密着性がよく薄い下部ポリイミド樹脂層(3a)と低
    応力高強度で厚い上部ポリイミド樹脂層(3b)との2
    層から形成されてなることを特徴とした薄膜多層回路基
    板。
  2. 【請求項2】  前記下部ポリイミド樹脂層(3a)の
    キュアを正規のキュア温度よりも低い温度でハーフキュ
    アしたあと、前記上部ポリイミド樹脂層(3b)の塗布
    と正規のキュア温度によるフルキュアを行うことを特徴
    とした請求項1記載の薄膜多層回路基板の製造方法。
JP9249691A 1991-04-24 1991-04-24 薄膜多層回路基板とその製造方法 Withdrawn JPH04323895A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000188482A (ja) * 1998-12-22 2000-07-04 Ibiden Co Ltd 多層プリント配線板
JP2006202980A (ja) * 2005-01-20 2006-08-03 Hitachi Chem Co Ltd 多層配線板およびその製造方法
JP2008288623A (ja) * 2008-09-05 2008-11-27 Ibiden Co Ltd 多層プリント配線板

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2000188482A (ja) * 1998-12-22 2000-07-04 Ibiden Co Ltd 多層プリント配線板
JP2006202980A (ja) * 2005-01-20 2006-08-03 Hitachi Chem Co Ltd 多層配線板およびその製造方法
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19980711