JPH07288385A - 多層配線板及びその製造法 - Google Patents

多層配線板及びその製造法

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JPH07288385A
JPH07288385A JP6080315A JP8031594A JPH07288385A JP H07288385 A JPH07288385 A JP H07288385A JP 6080315 A JP6080315 A JP 6080315A JP 8031594 A JP8031594 A JP 8031594A JP H07288385 A JPH07288385 A JP H07288385A
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義之 ▲つる▼
Yoshiyuki Tsuru
Shigeharu Ariga
茂晴 有家
Takashi Sugiyama
孝 杉山
Jiro Miyashita
二郎 宮下
Takayuki Suzuki
隆之 鈴木
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Hitachi Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】多層配線板に加わる熱履歴に対して剥離が起こ
らず、絶縁化信頼性やスルーホール接続信頼性の高い多
層配線板と、そのような多層配線板を製造する方法を提
供すること。 【構成】複数の絶縁層1と、絶縁層21に形成された複
数の回路22を有する絶縁回路板2と、2層以上の回路
間の電気的接続を行うバイアホール3を有する多層配線
板において、隣接する絶縁層のガラス転移点の差が60
℃以内の範囲にあること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多層配線板、融くに半
導体チップ用パッケージに用いる多層配線板とその製造
法に関する。
【0002】
【従来の技術】多層配線板は、通常、絶縁基材と、電源
層と、グランド層と、その表面に形成された回路導体
と、内部に形成された内層回路と、各層の回路の電気的
接続を行うバイアホールあるいはスルーホールと、表面
の回路の絶縁化を行うソルダーレジストから鳴るもので
ある。
【0003】このような多層配線板の製造法は多数あ
り、例えば、内部の回路や電源層及びグランド層となる
内層回路板を、銅張り積層板の銅箔の不要な箇所をエッ
チング除去して作成し、その上に、プリプレグと銅箔を
重ねて加熱・加圧して積層一体化した後、接続の必要な
箇所に孔をあけて、無電解めっき等でその内壁を金属化
し、表面の銅箔の不要な箇所をエッチング除去して、ソ
ルダーレジストを塗布・乾燥して作成する方法が、一般
的に知られている。また、各層の内層回路を別々に作成
しておき、ガイドピンを用いて位置合わせし、一括して
積層一体化した後、スルーホールの形成、外層回路の形
成、ソルダーレジストの形成を行う方法も一般的に知ら
れている。
【0004】半導体チップ用パッケージに関するものと
しては、パッケージの外側の一部に半導体チップと接続
された端子部を内部から延長して形成するリードレスチ
ップキャリアとすることが、特開昭59−158579
号公報に記載されている。パッケージを搭載する他の配
線板のスルーホールに接続するための端子ピンを複数有
するピングリッドアレイとその製造法に関しては、特公
昭58−11100号公報に開示されている。ピングリ
ッドアレイのピンに代えて、ランド部にはんだボールを
融着し、はんだ付けによって電気的接続を行うボールグ
リッドアレイとすることも、特公昭58−11100号
公報に開示されている。また、端子部を先に形成し、テ
ープ状絶縁フィルムで絶縁化したテープ自動化キャリア
とする方法が、特公昭58−26828号公報に開示さ
れている。
【0005】このような半導体チップ用パッケージ(以
下、チップキャリアという。)は、絶縁材料にセラミッ
クスを使用するものが多く、これらのチップキャリアに
半導体チップの端子とワイヤボンディングによって電気
的接続を行うものであり、有機絶縁材料は、これらのチ
ップキャリアに半導体チップを搭載した後に、環境から
半導体チップや接続部を保護するための封止材料として
用いられていた。
【0006】さらに、近年では、セラミックスのチップ
キャリアが、焼成を行うための工程が多くなり経済的で
ないことから、有機絶縁材料を用いた、いわゆる通常の
多層配線板を技術によって、チップキャリアを製造する
方法が開発されている。例えば、ピングリッドアレイの
パッケージを有機絶縁材料を用いて製造する方法が、特
公平3−25023号公報に開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、多層配線板
においても、近年では、電子機器に小形化・多機能化を
求められ、配線の高密度化、薄型化が必要となってきて
いる。そこで、内層回路間の層間絶縁に使用する絶縁材
料にも、薄くすることが求められてきており、従来のガ
ラス織布や不織布を使用したプリプレグでは、ガラス織
布や不織布の厚さを薄くする対応ができなくなってきて
いる。したがって、絶縁樹脂を塗布したり、絶縁樹脂の
フィルム化が行われている。
【0008】しかし、このような層間絶縁に、ガラス織
布や不織布等の強化材を含まないものを使用すると、隣
接する絶縁層間の熱履歴による剥離現象やボイドが多く
見られるようになってきた。この現象は、特に、多層配
線板を貫通するスルーホールや、ガラス織布や不織布等
の強化材を含まない層に多くのバイアホールを形成した
ときに発生することが多い。
【0009】本発明は、多層配線板に加わる熱履歴に対
して剥離が起こらず、絶縁化信頼性やスルーホール接続
信頼性の高い多層配線板と、そのような多層配線板を製
造する方法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】本発明の多層配線板は、
複数の絶縁層1と、絶縁層21に形成された複数の回路
22を有する絶縁回路板2と、2層以上の回路間の電気
的接続を行うバイアホール3を有する多層配線板におい
て、隣接する絶縁層のガラス転移点の差が60℃以内の
範囲にあることを特徴とする。
【0011】本発明の、隣接する絶縁層のガラス転移点
の差が60℃以内の範囲である材料を用いることについ
ては、これらの材料のガラス転移点を調査し、その差が
60℃以内のものを隣接させて用いることである。ま
た、このガラス転移点の差は、40℃以内であることが
好ましい。さらには、複数の絶縁層1あるいは絶縁層2
1のうち、最もガラス転移点の高いものと、最もガラス
転移点の低いものの、ガラス転移点の差が30℃以内で
あることが好ましい。
【0012】例えば、1層にエポキシ樹脂含浸のガラス
布銅張り積層板であるMCL−E−679(日立化成工
業株式会社製、商品名)を用いたときは、この積層板の
ガラス転移点が155℃〜160℃であることから、隣
接する絶縁層として使用できるものとしては、ガラス転
移点が100℃〜215℃のものであり、例えば、エポ
キシ樹脂含浸プリプレグであるGEA−679(日立化
成工業株式会社製、商品名)、GEA−67(日立化成
工業株式会社製、商品名)、BTレジン系プリプレグで
あるGHPL−810(三菱瓦斯化学株式会社製、商品
名)、ポリイミド系接着フィルムであるAS−225
0,2210(日立化成工業株式会社製、商品名)等が
ある。特に好ましいのは、ガラス転移点が120℃〜1
95℃のものであり、エポキシ樹脂含浸プリプレグであ
るGEA−679(日立化成工業株式会社製、商品
名)、ポリイミド系接着フィルムであるAS−225
0,2210(日立化成工業株式会社製、商品名)、ガ
ラス転移点の低いBTレジン系プリプレグであるGHP
L−810(三菱瓦斯化学株式会社製、商品名)を用い
ることができる。
【0013】さらに、本発明における絶縁層の組合せ
は、上記例示に限定されることなく選択することができ
る。1層に、ポリイミド樹脂含浸のガラス布銅張り積層
板であるMCL−I−671(日立化成工業株式会社
製、商品名)を用いたときは、この積層板のガラス転移
点が210℃〜230℃であることから、隣接する絶縁
層として使用できるものとしては、ガラス転移点が17
0℃〜270℃のものであり、例えば、ポリイミド系プ
リプレグであるGIA−671(日立化成工業株式会社
製、商品名、)、エポキシ樹脂含浸プリプレグであるG
EA−679(日立化成工業株式会社製、商品名)、G
EA−67(日立化成工業株式会社製、商品名)、BT
レジン系プリプレグであるGHPL−810(三菱瓦斯
化学株式会社製、商品名)、ポリイミド系接着フィルム
であるAS−2250,2210(日立化成工業株式会
社製、商品名)等がある。
【0014】1層に、高分子ポリイミド系接着フィルム
であるAS−3000(日立化成工業株式会社製、商品
名)を用いたときには、この絶縁剤のガラス転移点が、
105℃〜130℃であることから、隣接する絶縁層と
して使用できるものとしては、ガラス転移点が70℃〜
165℃のものであり、例えば、高分子ポリイミド系接
着フィルムであるAS−3000(日立化成工業株式会
社製、商品名)、エポキシ樹脂含浸プリプレグであるG
EA−67(日立化成工業株式会社製、商品名)、エポ
キシソルダーレジストであるCCR−506(株式会社
アサヒ化学研究所製、商品名)等がある。
【0015】1層に、ポリイミド系接着フィルムである
AS−2250、2210(日立化成工業株式会社製、
商品名)を用いたときは、この絶縁剤のガラス転移点が
165℃〜170℃であることから、隣接する絶縁層と
して使用できるものとしては、ガラス転移点が110℃
〜225℃のものであり、例えば、ポリイミド系接着フ
ィルムであるAS−2250、2210(日立化成工業
株式会社製、商品名)、エポキシ樹脂含浸プリプレグで
あるGEA−679(日立化成工業株式会社製、商品
名)、ポリイミド樹脂含浸プリプレグであるGIA−6
71(日立化成工業株式会社製、商品名)、BTレジン
系プリプレグであるGHPL−830(三菱瓦斯化学株
式会社製、商品名)等がある。
【0016】1層に、エポキシソルダーレジストである
CCR−506(株式会社アサヒ化学研究所製、商品
名)を用いたときは、こお絶縁剤のガラス転移点が10
0℃〜115℃であることから、隣接する絶縁層として
使用できるものとしては、ガラス転移点が55℃〜16
0℃のものであり、例えば、エポキシソルダーレジスト
であるCCR−506(株式会社アサヒ化学研究所製、
商品名)、高分子ポリイミド系接着フィルムであるAS
−3000(日立化成工業株式会社製、商品名)、エポ
キシ樹脂含浸プリプレグであるGEA−67(日立化成
工業株式会社製、商品名)等がある。
【0017】上記に述べたように、絶縁剤の剥離やボイ
ドを避けるためには、基本的には、絶縁回路板2に用い
る絶縁材料と同じ系統の材料を用いることが好ましいも
のであるが、多層配線板の全体の厚さを薄くするために
は、層間の絶縁層として、ガラス織布あるいは不織布等
の強化材を含まない絶縁層であることが好ましい。その
場合に、前記絶縁回路板と同じ系統の絶縁材料を用いる
ことは、ワニスの状態で、絶縁回路板表面に塗布するし
かなく、塗布の厚さを制御すること、そして、その厚さ
を薄くすることの両方を同時に満足しなければならず、
技術的な困難さと、製造工程の複雑さを伴うものであ
る。そこで、このような塗布の厚さの制御やその厚さを
薄くすることについては、従来配線板に用いていたソル
ダーレジストインクを用いることができ、その種類につ
いては、上記ガラス転移点の範囲に留意して選択するこ
とができる。また、支持フィルム上に、ワニスを塗布、
乾燥し、Bステージの状態で使用できるように、接着フ
ィルム化したものを使用することが、より好ましい。し
たがって、本発明では、複数の絶縁層1と、絶縁回路板
2に用いる絶縁層21とに異なる性質の絶縁材料を使用
するときに、少なくともバイアホール3の貫通する1層
が、ガラス織布あるいは不織布等の強化材を含まない絶
縁層とすることが好ましい。
【0018】このような複数の絶縁層1あるいは絶縁層
21としては、少なくともバイアホール3の貫通する1
層が、ガラス織布あるいは不織布等の強化材を含まない
絶縁層としての性質は、そのBステージでの樹脂フロー
が1%未満であり、そのBステージでの粘弾性が、30
℃において、2000MPa〜5000MPaの範囲に
あり、かつ成形温度において、10MPa以下の範囲に
あるものであることが好ましい。
【0019】このようなガラス織布あるいは不織布等の
強化材を含まない絶縁層に用いる材料としては、高分子
エポキシフィルムや、ポリイミドフィルム、エポキシソ
ルダーレジストインク等があり、Bステージ状のフィル
ムとしては、市販のもので、高分子エポキシ接着フィル
ムであるAS−3000(日立化成工業株式会社製、商
品名)や、ポリイミド接着フィルムであるAS−225
0、2210(日立化成工業株式会社製、商品名)等が
ある。
【0020】ポリイミド接着フィルムとしては、式1で
示される構成を含むポリイミドを40〜70重量%、ビ
スマレイミドとジアミンとの反応物を15〜45重量
%、エポキシ樹脂を15〜45重量%含む熱硬化性樹脂
を用いることができる。
【0021】
【化4】 (ただし、式1中のArは、以下の式1または2に示す
基であり、式2で示す基が10〜98モル%、式2で示
す基が90〜5モル%含まれるものとする。)
【0022】
【化5】 (ただし、式2中のZは、−C(=O)=,−SO
2−,−O−,−S−,−(CH2m−,−NH−C
(=O)−,−C(CH32−,−C(CF32−−C
(=O)−O−または結合を示し、n及びmは1以上の
整数を示し、複数のZはそれぞれ同一であっても、また
異なるものでもよく、各ベンゼン環の水素は置換基で適
宜置換されていてもよいものとする。)
【0023】
【化6】 (ただし、式3中でR1,R2,R3およびR4は、それぞ
れ独立に水素または炭素数1〜4のアルキル基、もしく
はアルコキシ基を示し、これらのうち少なくとも2個以
上はアルキル基、もしくはアルコキシ基であり、Xは、
−CH2−,−C(CH32−,−O−,−SO2−,−
C(=O)−,−NH−C(=O)−を示すものとす
る)。
【0024】このような多層配線板の製造法としては、
図1に示すように、隣接する絶縁層のガラス転移点の差
が60℃以内の範囲となるように、複数のBステージの
絶縁層1と、絶縁層21とを選択し、複数のBステージ
の絶縁層1と、絶縁層21に形成された複数の回路22
を有する絶縁回路板2とを重ねて、加熱・加圧して積層
一体化し、2層以上の回路間の電気的接続を行うバイア
ホール3を形成することによる方法が好ましい。
【0025】このような多層配線板を用いて、図2
(a)に示すように、複数の絶縁層1あるいは絶縁層2
1のうち、少なくとも1層以上に、後に搭載する半導体
チップを納めるためのキャビティ4を形成することによ
って、チップキャリア用多層配線板とすることができ
る。このときのキャビティの形成方法については、従来
行われていた方法を用いることができ、特に限定するも
のではない。
【0026】例えば、キャビティ4が、図2(b)に示
すように、後に搭載する半導体チップを納める箇所に近
い絶縁層から、順に、その大きさを大きくし、それぞれ
のキャビティ4によって露出した絶縁層の表面に形成し
た回路22に、後に搭載する半導体チップと電気的接続
を行うための端子部221を設ければ、多数の接続部分
を有するチップキャリアとすることができ、好ましい。
【0027】また、図2(c)に示すように、キャビテ
ィ4を貫通孔41とし、その貫通孔41の一方の開口部
42に、その化一項部42を塞ぐようにヒートシンク5
を設けることによって、放熱性の高いチップキャリアと
することもできる。
【0028】このヒートシンク5に、図3に示すよう
に、半導体チップを搭載する支持部51と、支持部51
の周囲に支持部51より薄い鍔部52を設けたものを用
い、複数の絶縁層のうち最外層のものに支持部51とほ
ぼ同じ大きさの孔を設け、その孔にヒートシンク5の支
持部51を嵌合し、さらに、複数のBステージの絶縁層
1と、絶縁層21に形成された複数の回路22を有する
絶縁回路板2とを重ねて、加熱・加圧して積層一体化
し、2層以上の回路間の電気的接続を行うバイアホール
3を形成することによって、ヒートシンク5の接着とチ
ップキャリアの積層成形を同時に行うことができる。
【0029】このヒートシンク5の、少なくとも、絶縁
層と接着される鍔部52の面に、接着力を高めるための
凹凸を形成すれば、ヒートシンク5の接着強度を高める
ことができ好ましい。
【0030】チップキャリアの積層成形方法としては、
図4(a)に示すように、複数の絶縁層1あるいは絶縁
層21のうち、少なくとも1層以上に、後に搭載する半
導体チップを納めるためのキャビティ4を構成するよう
に孔をあけ、積層時の構成を、プレス鏡板/製品の表面
を保護するフィルム状物/複数のBステージの絶縁層1
と、絶縁層21に形成された複数の回路22を有する絶
縁回路板2とを重ねたもの/クッション材/キャビティ
の形状に孔をあけた成形品/プレス鏡板、の順に重ね、
加熱・加圧して積層一体化することによって製造するこ
とができる。
【0031】また、ヒートシンクを同時に接着するとき
は、図4(b)に示すように、積層時の構成を、プレス
鏡板/クッション材/融点が低く積層加熱温度でのフロ
ーの大きいプラスチックフィルム(例えば、ポリエチレ
ンフィルム)/製品の表面を保護する融点の高い積層加
熱温度で可撓性を有するフィルム状物/複数のBステー
ジの絶縁層1と、絶縁層21に形成された複数の回路2
2を有する絶縁回路板2とを重ねたもの/クッション材
/キャビティの形状に孔をあけた成形品/プレス鏡板、
の順に重ねることによって製造することができる。
【0032】このようなチップキャリアとして、他の配
線板との電気的接続を行うための端子6が、その一方の
面に設けられ、その面と同一面あるいは反対面に、半導
体チップを搭載するための開口部43が設けらることも
できる。
【0033】このような他の配線板との電気的接続を行
うための端子6として、図5(a)に示すように、複数
のピンを用いれば、ピングリッドアレイとすることがで
き、他の配線板との電気的接続を行うための端子6とし
て、図5(b)に示すように、はんだボールによる電気
的接続を行うためのランド部を形成すれば、ボールグリ
ッドアレイとすることもできる。さらには、これらを組
み合わせて、図5(c)に示すように、チップ−オン−
チップ配線板あるいは、マルチチップモジュールとする
こともできる。
【0034】
【作用】まず、本発明者らは、層間絶縁に、ガラス織布
や不織布等の強化材を含まないものを使用すると、隣接
する絶縁層間の熱履歴による剥離現象やボイドが多く見
られ、この現象が、特に、多層配線板を貫通するスルー
ホールや、ガラス織布や不織布等の強化材を含まない層
に多くのバイアホールを形成したときに発生することが
多いことに気付き、この現象の発生機構について、次の
ような知見を得た。すなわち、隣接する絶縁層のガラス
転移点の差が60℃を越えると、加熱硬化した後に冷却
するときに、温度の低下に伴って、ガラス転移点の高い
材料が完全に固化しているにもかかわらず、ガラス転移
点の低い材料は流動性を失っておらず、収縮しようとす
るので、大きなストレスを生じ、スルーホールやバイア
ホールの密集している箇所等では、そのストレスによっ
て絶縁層が破壊されることがある。さらに詳しくは、上
記の構造の多層配線板は、図11に示すように、 (1)スルーホールやバイアホールによって、基板の板
厚方向の動きが拘束されている(図11(a)に示
す。)。 (2)この拘束により、加熱すると、絶縁層が、スルー
ホールやバイアホールを両端とする太鼓状の形状に膨ら
む(図11(b)に示す。)。 (3)この太鼓状の形状は、冷却されると、ガラス転移
点の高い材料のガラス転移点の温度における形状にまで
しか戻らない(図11(c)に示す。)。 (4)ガラス転移点の低い材料は、ガラス転移点の高い
材料のガラス転移点の温度以下になっても、形状を元に
戻そうとするが、既に、ガラス転移点の高い材料は固化
し、2種の材料間に大きなストレスを生じる。 (5)大きなストレスにより、剥離、ボイドが発生する
(図11(d)に示す。)。 本発明は、この知見を得た結果なしえたものであって、
隣接する絶縁材料のガラス転移点の差が60℃以内であ
れば、剥離やボイドを発生するような大きなストレスを
生じないものである。このガラス転移点の差は小さいほ
ど好ましく、40℃以内の範囲であれば、より好まし
い。また、複数の絶縁層を用いてより多層の配線板とし
たときには、隣接する絶縁層のガラス転移点の差のみで
はなく、1枚の配線板に使用される絶縁層のガラス転移
点の差も小さいほうが好ましく、これも60℃以内の範
囲、さらには40℃以内の範囲であることが好ましい。
【0035】このガラス織布や不織布等の強化材を含ま
ない絶縁層のBステージでの樹脂フローを1%未満とす
ることによって、絶縁層としての厚さを確保でき、ま
た、キャビティを有するチップキャリアに用いたとき
に、キャビティ内部への樹脂の浸み込みを小さくでき、
その30℃にける粘弾性を、2000MPa〜5000
MPaとすることにより、作業工程における取扱性を高
めることができ、かつ、成形温度における粘弾性を10
MPa以下とすることにより、下の回路導体を埋め込む
に充分な積層成形性を確保できる。
【0036】
【実施例】
実施例1 この実施例を図6〜図8を参照して説明する。 (1)図6(a)に示すような、ガラス転移点が約17
0℃、厚さが0.4mmのBTレジン系片面銅張り積層
板であるCCH−HL830(三菱瓦斯化学株式会社
製、商品名)の銅箔が無い面に、0.2mmの深さで座
ぐり加工し、凹所を形成した第1の基板71を準備し、
(2)図6(b)に示すような、ガラス転移点が約17
0℃、厚さが0.05mmのポリイミド接着フィルムで
あるAS−2250(日立化成工業株式会社製、商品
名)に、第1の基板71の座ぐり加工部より大きい開口
部723を設けた第1の絶縁層72を準備し、(3)図
6(c)に示すような、厚さが0.4mmの、BTレジ
ン系片面銅張り積層板であるCCH−HL830(三菱
瓦斯化学株式会社製、商品名)に、第1の絶縁層72の
開口部と同じ大きさの開口部733を設け、後の第3の
基板75と重ねたときに露出する部分に、半導体チップ
とワイヤボンディングで接続するための端子部731を
設け、露出しない箇所に内層回路732を設けた第2の
基板73を準備し、(4)図6(d)に示すような、厚
さが0.075mmのポリイミド接着フィルムであるA
S−2250(日立化成工業株式会社製、商品名)に、
第2の基板73の開口部733と同じ大きさの開口部7
43を設けた第2の絶縁層74を準備し、(5)図6
(e)に示すような、厚さが0.4mmの、BTレジン
系片面銅張り積層板であるCCH−HL830(三菱瓦
斯化学株式会社製、商品名)に、第3の基板73の開口
部733より大きい開口部753を設けた第3の基板7
5を準備し、(6)図6(f)に示すような、厚さが
0.1mmのポリイミド接着フィルムであるAS−22
50(日立化成工業株式会社製、商品名)に、第3の基
板75の開口部753と同じ大きさの開口部763を設
けた第3の絶縁層76を準備し、(7)図6(g)に示
すような、厚さが0.2mmの、BTレジン系片面銅張
り積層板であるCCH−HL830(三菱瓦斯化学株式
会社製、商品名)を第4の基板77として準備し、
(8)この順に重ねて、加熱加圧して積層一体化した。
このときの積層条件は、20kgf/cm2、180℃
で180分間であった。積層の構成は、図7に示すよう
に、「プレス鏡板81/製品の表面の保護フィルム82
/上記(1)〜(7)の構成83/クッション材84/
キャビティの形状に孔をあけた成形品85/プレス鏡板
86」の順であった。(9)積層成形後、スルーホール
孔あけ(図8(a)に示す。)、孔内壁及び表面への無
電解めっき(図8(b)に示す。)、外層回路の加工
(図8(c)に示す。)、さらにキャビティを形成する
ために、第3の基板の開口部753と同じ箇所に同じ大
きさの開口部を、第4の基板77の該当する箇所に、ル
ーター加工により開口部783を設け(図8(d)に示
す。)、スルーホールに複数のピンを固定して、キャビ
ティを有するピングリッドアレイを作成した。
【0037】実施例2 (1)ガラス転移点が約120℃、厚さが0.2mmの
エポキシ樹脂含浸ガラス布銅張り積層板であるMCL−
E−67(日立化成工業株式会社製、商品名)を第1の
基板として準備し、(2)ガラス転移点が約120℃、
厚さが0.05mmの高分子エポキシ接着フィルムであ
るAS−3000(日立化成工業株式会社製、商品名)
に、キャビティを形成する開口部を設けた第1の絶縁層
を準備し、(3)厚さが0.4mmの、エポキシ樹脂含
浸ガラス布銅張り積層板であるMCL−E−67(日立
化成工業株式会社製、商品名)に、第1の絶縁層の開口
部と同じ大きさの開口部を設け、後の第3の基板と重ね
たときに露出する部分に、半導体チップとワイヤボンデ
ィングで接続するための端子部を設け、露出しない箇所
に内層回路を設けた第2の基板を準備し、(4)厚さが
0.05mmの高分子エポキシ接着フィルムであるAS
−3000(日立化成工業株式会社製、商品名)に、第
2の基板の開口部より大きい開口部を設けた第2の絶縁
層を準備し、(5)厚さが0.4mmの、エポキシ樹脂
含浸ガラス布銅張り積層板であるMCL−E−67(日
立化成工業株式会社製、商品名)に、第2の絶縁層と同
じ大きさの開口部を設け、後の第4の基板と重ねたとき
に露出する部分に、半導体チップとワイヤボンディング
で接続するための端子部を設け、露出しない箇所に内層
回路を設けた第3の基板を準備し、(6)厚さが0.0
5mmの高分子エポキシ接着フィルムであるAS−30
00(日立化成工業株式会社製、商品名)に、第3の基
板の開口部より大きい開口部を設けた第3の絶縁層を準
備し、(7)厚さが0.4mmの、エポキシ樹脂含浸ガ
ラス布銅張り積層板であるMCL−E−67(日立化成
工業株式会社製、商品名)に、第3の絶縁層と同じ大き
さの開口部を設けた第4の基板を準備し、(8)厚さが
0.05mmの高分子エポキシ接着フィルムであるAS
−3000(日立化成工業株式会社製、商品名)に、第
4の基板の開口部と同じ大きさの開口部を設けた第4の
絶縁層を準備し、(9)厚さが0.4mmの、エポキシ
樹脂含浸ガラス布銅張り積層板であるMCL−E−67
(日立化成工業株式会社製、商品名)を、第5の基板と
して準備し、(10)この順に重ねて、加熱加圧して積
層一体化した。このときの積層条件は、40kgf/c
2、175℃で90分間であった。積層の構成は、図
7に示すように、「プレス鏡板81/製品の表面を保護
するフィルム状物82/上記(1)〜(9)の構成83
/クッション材84/キャビティの形状に孔をあけた成
形品85/プレス鏡板86」の順であった。(9)積層
成形後、スルーホール孔あけ(図9(a)に示す。)、
孔内壁及び表面への無電解めっき(図9(b)に示
す。)、はんだボールを融着するためのランドを含む外
層回路の加工(図9(c)に示す。)、さらにキャビテ
ィを形成するために、第4の基板の開口部と同じ箇所に
同じ大きさの開口部を、第5の基板の該当する箇所に、
ルーター加工により開口部を設け(図9(d)に示
す。)、ソルダーテジストを塗布乾燥して、ボールグリ
ッドアレイを作成した。
【0038】実施例3 実施例1において、第1の基板の座ぐり加工に代えて、
貫通孔を設け、図3に示す、鍔部を有するヒートシンク
を準備し、図4に示すように、積層の構成を、「プレス
鏡板91/クッション材92/ポリエチレンフィルム9
3/ポリイミドフィルム94/(1)〜(7)の構成+
ヒートシンク95/クッション材96/キャビティの形
状に孔をあけた成形品97/プレス鏡板98」の順に重
ねた以外は、同じ条件でピングリッドアレイを作成し
た。
【0039】実施例4 (1)ガラス転移点が約120℃、厚さが0.2mmの
エポキシ樹脂含浸ガラス布銅張り積層板であるMCL−
E−67(日立化成工業株式会社製、商品名)を第1の
基板として準備し、(2)ガラス転移点が約120℃、
厚さが0.05mmの高分子エポキシ接着フィルムであ
るAS−3000(日立化成工業株式会社製、商品名)
に、キャビティを形成する開口部を設けた第1の絶縁層
を準備し、(3)予め、厚さが0.1mmの、エポキシ
樹脂含浸ガラス布銅張り積層板であるMCL−E−67
(日立化成工業株式会社製、商品名)2枚にそれぞれ内
層回路とバイアホールを形成したものを、ガラス転移点
が約120℃、厚さが0.1mmのエポキシ樹脂プリプ
レグであるGEA−679(日立化成工業株式会社製、
商品名)を介して積層接着したものに、第1の絶縁層の
開口部と同じ大きさの開口部を設け、後の第3の基板と
重ねたときに露出する部分に、半導体チップとワイヤボ
ンディングで接続するための端子部を設け、露出しない
箇所に内層回路を設けた第2の基板を準備し、(4)厚
さが0.05mmの高分子エポキシ接着フィルムである
AS−3000(日立化成工業株式会社製、商品名)
に、第2の基板の開口部より大きい開口部を設けた第2
の絶縁層を準備し、(5)予め、厚さが0.1mmの、
エポキシ樹脂含浸ガラス布銅張り積層板であるMCL−
E−67(日立化成工業株式会社製、商品名)2枚にそ
れぞれ内層回路とバイアホールを形成したものを、ガラ
ス転移点が約110℃のエポキシソルダーレジストを塗
布して、積層接着したものに、第2の絶縁層と同じ大き
さの開口部を設け、後の第4の基板と重ねたときに露出
する部分に、半導体チップとワイヤボンディングで接続
するための端子部を設け、露出しない箇所に内層回路を
設けた第3の基板を準備し、(6)厚さが0.05mm
の高分子エポキシ接着フィルムであるAS−3000
(日立化成工業株式会社製、商品名)に、第3の基板の
開口部より大きい開口部を設けた第3の絶縁層を準備
し、(7)厚さが0.4mmの、エポキシ樹脂含浸ガラ
ス布銅張り積層板であるMCL−E−67(日立化成工
業株式会社製、商品名)に、第3の絶縁層と同じ大きさ
の開口部を設けた第4の基板を準備し、(8)厚さが
0.05mmの高分子エポキシ接着フィルムであるAS
−3000(日立化成工業株式会社製、商品名)に、第
4の基板の開口部と同じ大きさの開口部を設けた第4の
絶縁層を準備し、(9)厚さが0.4mmの、エポキシ
樹脂含浸ガラス布銅張り積層板であるMCL−E−67
(日立化成工業株式会社製、商品名)を、第5の基板と
して準備し、(10)この順に重ねて、加熱加圧して積
層一体化した。このときの積層条件は、40kgf/c
2、175℃で90分間であった。積層の構成は、図
7に示すように、「プレス鏡板81/製品の表面を保護
するフィルム状物82/上記(1)〜(9)の構成83
/クッション材84/キャビティの形状に孔をあけた成
形品85/プレス鏡板86」の順であった。(9)積層
成形後、スルーホール孔あけ、孔内壁及び表面への無電
解めっき、及び電解めっきを行い、外層回路の加工、さ
らにキャビティを形成するために、第4の基板の開口部
と同じ箇所に同じ大きさの開口部を、第5の基板の該当
する箇所に、ルーター加工により開口部を設け、図10
に示すような多層チップキャリア用配線板を作成した。
【0040】比較例1 第2の絶縁層に、ガラス転移点が100℃〜115℃の
エポキシソルダーレジストインクであるCCR−506
(株式会社アサヒ化学研究所製、商品名)を用いた以外
は、実施例1と同様にして作成した。
【0041】比較例2 実施例2において、第1の基板、第2の基板、第3の基
板に、ガラス転移点が約220℃のポリイミド樹脂含浸
ガラス布銅張り積層板であるMCL−I−671(日立
化成工業株式会社製、商品名)を用い、第1の絶縁層、
第2の絶縁層、第3の絶縁層に、ガラス転移点が約12
0℃の、高分子エポキシ接着フィルムであるAS−30
00(日立化成工業株式会社製、商品名)を用いた以外
は、実施例2と同様にして作成した。
【0042】このようにして作成した多層配線板は、初
期の状態では、剥離、ボイドともになく、また、せっち
ゃくざいのしみだし量も、0.05mm以下であった
が、260℃、2分間のはんだフロート試験を行うと、
実施例のものでは剥離、ボイドが発生しなかったが、比
較例のものでは、多数の剥離あるいはボイドが発生し
た。
【0043】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によっ
て、多層配線板に加わる熱履歴に対する剥離やボイドの
抑制に優れ、絶縁信頼性やスルーホールあるいはバイア
ホールの接続信頼性に優れた多層配線板とその製造法を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の概要を説明するための断面図である。
【図2】(a)〜(c)は、それぞれ、本発明の一使用
例を説明するための断面図である。
【図3】本発明の一実施態用を示す断面図である。
【図4】(a)及び(b)は、それぞれ、本発明の方法
を説明するための概略断面図である。
【図5】(a)〜(c)は、それぞれ、本発明の他の実
施態用を示す断面図である。
【図6】本発明の構成を説明するための分解断面図であ
る。
【図7】本発明の一実施例に用いた方法を説明するため
の断面図である。
【図8】本発明の一実施例における方法を説明するため
の各工程における断面図である。
【図9】本発明の他の実施例における方法を説明するた
めの各工程における断面図である。
【図10】本発明のさらに他の実施例を示す断面図であ
る。
【図11】従来の課題を説明するための模式図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮下 二郎 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館工場内 (72)発明者 鈴木 隆之 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館工場内

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の絶縁層1と、絶縁層21に形成され
    た複数の回路22を有する絶縁回路板2と、2層以上の
    回路間の電気的接続を行うバイアホール3を有する多層
    配線板において、隣接する絶縁層のガラス転移点の差が
    60℃以内の範囲にあることを特徴とする多層配線板。
  2. 【請求項2】複数の絶縁層1あるいは絶縁層21のう
    ち、少なくともバイアホール3の貫通する1層が、ガラ
    ス織布あるいは不織布等の強化材を含まない絶縁層であ
    ることを特徴とする請求項1に記載の多層配線板。
  3. 【請求項3】複数の絶縁層1あるいは絶縁層21のう
    ち、最もガラス転移点の高いものと、最もガラス転移点
    の低いものの、ガラス転移点の差が30℃以内であるこ
    とを特徴とする請求項1または2に記載の多層配線板。
  4. 【請求項4】複数の絶縁層1あるいは絶縁層21のう
    ち、少なくともバイアホール3の貫通する1層が、ガラ
    ス織布あるいは不織布等の強化材を含まない絶縁層であ
    り、そのBステージでの樹脂フローが1%未満であり、
    そのBステージでの粘弾性が、30℃において、200
    0MPa〜5000MPaの範囲にあり、かつ成形温度
    において、10MPa以下の範囲にあることを特徴とす
    る請求項1〜3のうちいずれかに記載の多層配線板。
  5. 【請求項5】複数の絶縁層1あるいは絶縁層21のう
    ち、少なくとも1層以上に、後に搭載する半導体チップ
    を納めるためのキャビティ4を有することを特徴とする
    請求項1〜4のうちいずれかに記載の多層配線板。
  6. 【請求項6】キャビティ4が、後に搭載する半導体チッ
    プを納める箇所に近い絶縁層から、順に、その大きさを
    大きくし、それぞれのキャビティ4によって露出した絶
    縁層の表面に形成した回路22に、後に搭載する半導体
    チップと電気的接続を行うための端子部221を有する
    ことを特徴とする請求項1〜5のうちいずれかに記載の
    多層配線板。
  7. 【請求項7】キャビティ4が貫通孔41であり、その貫
    通孔41の一方の開口部42に、その化一項部42を塞
    ぐようにヒートシンク5を設けたことを特徴とする請求
    項6に記載の多層配線板。
  8. 【請求項8】他の配線板との電気的接続を行うための端
    子6が、その一方の面に設けられ、その面と同一面ある
    いは反対面に、半導体チップを搭載するための開口部4
    3が設けられたことを特徴とする請求項5〜7のうちい
    ずれかに記載の多層配線板。
  9. 【請求項9】他の配線板との電気的接続を行うための端
    子6が、複数のピンであることを特徴とする請求項8に
    記載の多層配線板。
  10. 【請求項10】他の配線板との電気的接続を行うための
    端子6が、はんだボールによる電気的接続を行うための
    ランド部であることを特徴とする請求項8に記載の多層
    配線板。
  11. 【請求項11】複数のBステージの絶縁層1と、絶縁層
    21に形成された複数の回路22を有する絶縁回路板2
    とを重ねて、加熱・加圧して積層一体化し、2層以上の
    回路間の電気的接続を行うバイアホール3を形成する多
    層配線板の製造法において、隣接する絶縁層のガラス転
    移点の差が60℃以内の範囲にあるものを用いることを
    特徴とする多層配線板の製造法。
  12. 【請求項12】複数のBステージの絶縁層1あるいは絶
    縁層21のうち、少なくともバイアホール3の貫通する
    1層が、ガラス織布あるいは不織布等の強化材を含まな
    い絶縁層であることを特徴とする請求項11に記載の多
    層配線板の製造法。
  13. 【請求項13】複数のBステージの絶縁層1あるいは絶
    縁層21のうち、最もガラス転移点の高いものと、最も
    ガラス転移点の低いものの、ガラス転移点の差が30℃
    以内であることを特徴とする請求項11または12に記
    載の多層配線板。
  14. 【請求項14】複数のBステージの絶縁層1のうち、少
    なくともバイアホール3の貫通する1層が、ガラス織布
    あるいは不織布等の強化材を含まない絶縁層であり、そ
    のBステージでの樹脂フローが1%未満であり、そのB
    ステージでの粘弾性が、30℃において、2000MP
    a〜5000MPaの範囲にあり、かつ成形温度におい
    て、10MPa以下の範囲にあることを特徴とする請求
    項11〜13のうちいずれかに記載の多層配線板の製造
    法。
  15. 【請求項15】複数のBステージの絶縁層1あるいは絶
    縁層21のうち、少なくとも1層以上に、後に搭載する
    半導体チップを納めるためのキャビティ4を設けること
    を特徴とする請求項11〜14のうちいずれかに記載の
    多層配線板の製造法。
  16. 【請求項16】キャビティ4が、後に搭載する半導体チ
    ップを納める箇所に近い絶縁層から、順に、その大きさ
    を大きくし、それぞれのキャビティ4によって露出した
    絶縁層の表面に形成した回路22に、後に搭載する半導
    体チップと電気的接続を行うための端子部221を設け
    ることを特徴とする請求項11〜15のうちいずれかに
    記載の多層配線板の製造法。
  17. 【請求項17】キャビティ4が貫通孔41であり、その
    貫通孔41の一方の開口部42に、その化一項部42を
    塞ぐようにヒートシンク5を設けたことを特徴とする請
    求項16に記載の多層配線板の製造法。
  18. 【請求項18】ヒートシンク5に、半導体チップを搭載
    する支持部51と、支持部51の周囲に支持部51より
    薄い鍔部52を設けたものを用い、複数の絶縁層のうち
    最外層のものに支持部51とほぼ同じ大きさの孔を設
    け、その孔にヒートシンク5の支持部51を嵌合し、さ
    らに、複数のBステージの絶縁層1と、絶縁層21に形
    成された複数の回路22を有する絶縁回路板2とを重ね
    て、加熱・加圧して積層一体化し、2層以上の回路間の
    電気的接続を行うバイアホール3を形成することを特徴
    とする請求項17に記載の多層配線板の製造法。
  19. 【請求項19】ヒートシンク5の、少なくとも、絶縁層
    と接着される鍔部52の面に、接着力を高めるための凹
    凸を形成したことを特徴とする請求項18に記載の多層
    配線板の製造法。
  20. 【請求項20】他の配線板との電気的接続を行うための
    端子6を、その一方の面に設け、その面と同一面あるい
    は反対面に、半導体チップを搭載するための開口部43
    を設けたことを特徴とする請求項15〜19のうちいず
    れかに記載の多層配線板の製造法。
  21. 【請求項21】他の配線板との電気的接続を行うための
    端子6として、複数のピンを用いたことを特徴とする請
    求項20に記載の多層配線板の製造法。
  22. 【請求項22】他の配線板との電気的接続を行うための
    端子6として、はんだボールによる電気的接続を行うた
    めのランド部を設けたことを特徴とする請求項20に記
    載の多層配線板の製造法。
  23. 【請求項23】積層成形時の温度が、165℃〜200
    ℃の範囲であることを特徴とする請求項11〜22のう
    ちいずれかに記載の多層配線板の製造法。
  24. 【請求項24】複数の絶縁層1あるいは絶縁層21のう
    ち、少なくともバイアホール3の貫通する1層が、式1
    で示される構成を含むポリイミドを40〜70重量%、
    ビスマレイミドとジアミンとの反応物を15〜45重量
    %、エポキシ樹脂を15〜45重量%含む熱硬化性樹脂
    であることを特徴とする請求項11〜23のうちいずれ
    かに記載の多層配線板の製造法。 【化1】 (ただし、式1中のArは、以下の式1または2に示す
    基であり、式2で示す基が10〜98モル%、式2で示
    す基が90〜5モル%含まれるものとする。) 【化2】 (ただし、式2中のZは、−C(=O)=,−SO
    2−,−O−,−S−,−(CH2m−,−NH−C
    (=O)−,−C(CH32−,−C(CF32−,−
    C(=O)−O−または結合を示し、n及びmは1以上
    の整数を示し、複数のZはそれぞれ同一であっても、ま
    た異なるものでもよく、各ベンゼン環の水素は置換基で
    適宜置換されていてもよいものとする。) 【化3】 (ただし、式3中でR1,R2,R3およびR4は、それぞ
    れ独立に水素または炭素数1〜4のアルキル基、もしく
    はアルコキシ基を示し、これらのうち少なくとも2個以
    上はアルキル基、もしくはアルコキシ基であり、Xは、
    −CH2−,−C(CH32−,−O−,−SO2−,−
    C(=O)−,−NH−C(=O)−を示すものとす
    る。
  25. 【請求項25】複数の絶縁層1あるいは絶縁層21のう
    ち、少なくとも1層以上に、後に搭載する半導体チップ
    を納めるためのキャビティ4を構成するように孔をあ
    け、積層時の構成を、プレス鏡板/製品の表面を保護す
    るフィルム状物/複数のBステージの絶縁層1と、絶縁
    層21に形成された複数の回路22を有する絶縁回路板
    2とを重ねたもの/クッション材/キャビティの形状に
    孔をあけた成形品/プレス鏡板、の順に重ね、加熱・加
    圧して積層一体化することを特徴とする請求項15〜2
    4に記載の多層配線板の製造法。
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