JPH0740629B2 - Manufacturing method of multilayer wiring board for electronic devices - Google Patents

Manufacturing method of multilayer wiring board for electronic devices

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JPH0740629B2
JPH0740629B2 JP59180549A JP18054984A JPH0740629B2 JP H0740629 B2 JPH0740629 B2 JP H0740629B2 JP 59180549 A JP59180549 A JP 59180549A JP 18054984 A JP18054984 A JP 18054984A JP H0740629 B2 JPH0740629 B2 JP H0740629B2
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polyimide
thermal expansion
multilayer wiring
wiring board
insulating layer
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俊一 沼田
康二 藤崎
徳幸 金城
純一 今泉
喜勝 三上
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Hitachi Ltd
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    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
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    • H01L2224/48465Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
    • HELECTRICITY
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    • H05K1/0313Organic insulating material
    • H05K1/032Organic insulating material consisting of one material
    • H05K1/0346Organic insulating material consisting of one material containing N

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、特定の化学構造を有するポリイミド系の低熱
膨張樹脂からなる絶縁層と、導電層とを有する電子装置
用多層配線基板の製法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a multilayer wiring board for an electronic device, which has an insulating layer made of a polyimide-based low thermal expansion resin having a specific chemical structure and a conductive layer.

〔発明の背景〕[Background of the Invention]

有機ポリマーの熱膨張係数(線膨張係数)は、ガラス転
移温度以下の温度領域においても、ほとんどのものが4
×10-3K-1以上と、金属や無機物のそれに比べてはるか
に大きな値を有する。有機物の線膨張係数が大きいこと
に起因する問題は極めて多く、有機ポリマーの用途展開
が思うように進行しない理由がすべてここにあると言っ
ても過言ではない。
Almost all organic polymers have a thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient) of 4 even in the temperature range below the glass transition temperature.
It has a value of × 10 -3 K -1 or more, which is much larger than those of metals and inorganic substances. It is no exaggeration to say that there are many problems due to the large linear expansion coefficient of organic substances, and all of the reasons why application development of organic polymers does not proceed as expected are here.

セラミック基板上にポリイミド絶縁層と金属薄膜の導電
層とで薄膜多層配線を形成する場合、該薄膜層の厚さが
150μm以上になると、熱膨張係数の差に起因する熱応
力のためのポリイミドとセラミックあるいは導電層とポ
リイミド等の界面やその近傍でクラック、はくり、基板
の破壊などが起こる。
When a thin film multilayer wiring is formed on a ceramic substrate with a polyimide insulating layer and a conductive layer of a metal thin film, the thickness of the thin film layer is
When the thickness is 150 μm or more, cracks, peeling, and substrate breakage occur at and near the interface between polyimide and ceramic or the conductive layer and polyimide due to thermal stress due to the difference in thermal expansion coefficient.

例えば、LSIなどのシリコンウエハの保護に形成する保
護膜の表面を如何に平坦に形成するかが課題となってい
る。即ち、微細配線の形成時のリソグラフィ工程で、段
差があればその焦点深度が異なり微細配線の精度が低下
する。ポリイミドはこうした平坦性には優れているが、
シリコンウエハとの熱膨張係数の差に起因する熱応力に
よりウエハが反って、パターニングのためのフォトリソ
グラフイができなかったり、シリコンウエハをへき開破
壊することがある。
For example, how to make the surface of a protective film formed to protect a silicon wafer such as an LSI flat is a problem. That is, in the lithography process at the time of forming the fine wiring, if there is a step, the depth of focus is different and the precision of the fine wiring is lowered. Polyimide is excellent in such flatness,
The wafer may be warped due to thermal stress caused by the difference in thermal expansion coefficient from the silicon wafer, and photolithography for patterning may not be performed, or the silicon wafer may be cleaved and broken.

しかし、有機材料の熱膨張係数が大きいことは従来の常
識であり、従って、低熱膨張性の有機材料の開発はこう
した材料研究者の夢で、その解決は当業界に大きなイン
パクトを与えるものである。
However, it is common knowledge that organic materials have a large coefficient of thermal expansion. Therefore, the development of low thermal expansion organic materials is the dream of these materials researchers, and their solution will have a great impact on the industry. .

本発明者らはこのような事情に鑑み、先ず、耐熱樹脂材
料、特にポリイミドについて多くの合成実験を試み、原
料成分と熱膨張係数との関係について詳細に検討した。
ポリイミドとしてはこれまで、米国特許第3179614号
明細書(duPont)、C.E.Sroog,“Polyimides",J.Poly
m.Sci.:Macromol.Rev.,11,161−208(1976)、N.A.Ad
rova and M.M.Koton,Dokl.Akad.Nauk.SSSR,165,1069(1
965)、M.M.Koton and Yu.N.Sazonov,J.Therm.Analy
s,7(1975),165、M.M.Koton、Polym.Sci.U.S.S.R.2
1,2756(1979)等に示されているように多種多様のもの
が提供されている。
In view of such circumstances, the present inventors first tried many synthetic experiments for heat-resistant resin materials, particularly polyimide, and examined the relationship between raw material components and the coefficient of thermal expansion in detail.
So far, polyimide has been used as U.S. Pat. No. 3,179,614 (duPont), CESroog, "Polyimides", J. Poly.
m.Sci .: Macromol. Rev., 11, 161-208 (1976), NAAd
rova and MMKoton, Dokl.Akad.Nauk.SSSR, 165,1069 (1
965), MMKoton and Yu.N.Sazonov, J.Therm.Analy
s, 7 (1975), 165, MMKoton, Polym.Sci.USSR2
A wide variety is provided as shown in 1,2756 (1979).

しかし、実際に合成され、あるいは実用に供されている
ものは極めて少ない。これまで、実際に合成が試みら
れ、報告あるいは市販されているものとしてはジアミノ
ジフェニルエーテル、ジアミノジフェニルメタン、パラ
フェニレンジアミンあるいはジアミノフェニルサルファ
イドのような芳香族ジアミンと、ピロメリット酸二無水
物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、テトラ
カルボキシジフェニルエーテル二無水物あるいはブタン
テトラカルボン酸二無水物のようなテトラカルボン酸二
無水物を原料としたポリイミドがあるに過ぎない。しか
し、これらのポリイミドの線膨張係数は4〜6×10-5K
-1と極めて大きい。
However, very few are actually synthesized or put to practical use. So far, the synthesis has been attempted, and as reported or commercially available, aromatic diamines such as diaminodiphenyl ether, diaminodiphenylmethane, paraphenylenediamine or diaminophenylsulfide, pyromellitic dianhydride, and benzophenonetetracarboxylic acid have been reported. There are only polyimides prepared from tetracarboxylic dianhydrides such as acid dianhydride, tetracarboxydiphenyl ether dianhydride or butanetetracarboxylic dianhydride. However, the linear expansion coefficient of these polyimides is 4-6 × 10 -5 K
-1 is extremely large.

ところが、本発明者らはさらに合成実験を行った結果、
下記のような特定の芳香族ジアミンとテトラカルボン酸
二無水物とから得られるポリイミドが前述のポリイミド
よりも非常に小さな線膨張係数と極めてすぐれた引張り
強度とを有する事実を発見した。本発明はこのような発
見に基づいてなされたものである。
However, as a result of further synthetic experiments by the present inventors,
It has been discovered that a polyimide obtained from a specific aromatic diamine and tetracarboxylic dianhydride has a linear expansion coefficient much smaller than that of the above-mentioned polyimide and an extremely excellent tensile strength as described below. The present invention has been made based on these findings.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明の目的は、シリコンウエハ、セラミックスあるい
はガラス等の無機質(但し、金属は除く)基板上に、該
基板に近い熱膨張係数を有し、かつ、優れた機械的性質
を有する低熱膨張性樹脂の絶縁層と金属薄膜等の導電層
を有する熱応力の殆どない電子装置用多層配線基板の製
法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a low thermal expansion resin having a thermal expansion coefficient close to that of an inorganic (excluding metal) substrate such as a silicon wafer, ceramics or glass, and having excellent mechanical properties. Another object of the present invention is to provide a method for producing a multilayer wiring board for an electronic device, which has an insulating layer and a conductive layer such as a metal thin film and has almost no thermal stress.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

前記目的を達成する本発明の要旨は下記のとおりであ
る。
The gist of the present invention for achieving the above object is as follows.

(1)無機質(但し、金属を除く)の基板上に導体と絶
縁層とを有する電子装置用多層配線基板の製法におい
て、前記絶縁層として、一般式 H2N−Ar1−NH2 …(1)と、 または/および とを反応させて得られるポリアミック酸〔式(1)
(2)(3)中、Ar1 を示し、Rは低級アルキル基、低級アルコキシ基、フッ
素化アルコキシ基、アシル基またはハロゲンを示し、n
は1〜4の整数、mは0または1〜3の整数を示し、X,
Yはハロゲン、−OR′または−OHを示し、R′は低級ア
ルキル基、フツ素化アルコキシ基を示し、これらは互い
に異なっていてもよい。但しテトラカルボン酸成分とし
てピロメリット酸成分を含む場合は、該ピロメリット酸
成分の割合は50モル%未満である。〕を直接塗布した後
イミド化するか、または、該ポリアミック酸をイミド化
したポリイミドフィルムを接着して、厚さ2μm以上で
線膨張係数が0.2〜3.2×10-5K-の絶縁層を形成すること
を特徴とする電子装置用多層配線基板の製法。
(1) In the method of manufacturing a multilayer wiring board for an electronic device, which has a conductor and an insulating layer on an inorganic (excluding metal) substrate, the insulating layer is represented by the general formula H 2 N-Ar 1 -NH 2 ... ( 1) and Or / and Polyamic acid obtained by reacting with [formula (1)
In (2) and (3), Ar 1 is R represents a lower alkyl group, a lower alkoxy group, a fluorinated alkoxy group, an acyl group or halogen, and n
Is an integer of 1 to 4, m is 0 or an integer of 1 to 3, X,
Y represents halogen, -OR 'or -OH, R'represents a lower alkyl group or a fluorinated alkoxy group, which may be different from each other. However, when a pyromellitic acid component is included as the tetracarboxylic acid component, the proportion of the pyromellitic acid component is less than 50 mol%. ] Is directly applied and then imidized, or a polyimide film imidized with the polyamic acid is adhered to form an insulating layer having a thickness of 2 μm or more and a linear expansion coefficient of 0.2 to 3.2 × 10 −5 K −. A method of manufacturing a multilayer wiring board for an electronic device, comprising:

(2)無機質(但し、金属を除く)の基板上に導体と絶
縁層とを有する電子装置用多層配線基板の製法におい
て、前記絶縁層として、 前記一般式(1)と、 前記一般式(2)または/および前記一般式(3)とを
反応させて得られるポリアミック酸〔上記各一般式の記
号の説明は前項(1)と同じ〕と、 該ポリアミック酸以外のポリイミド前駆体を35重量%以
内で共重合あるいはブレンドしたものを直接塗布した後
イミド化するか、または、上記共重合あるいはブレンド
したポリアミック酸をイミド化したポリイミドフィルム
を接着して、厚さが2μm以上で線膨張係数が0.2〜3.2
×10-5K-の絶縁層を形成することを特徴とする電子装置
用多層配線基板の製法。
(2) In the method for manufacturing a multilayer wiring substrate for an electronic device, which has a conductor and an insulating layer on an inorganic (excluding metal) substrate, the insulating layer may be the general formula (1) and the general formula (2). ) Or / and a polyamic acid obtained by reacting with the general formula (3) [Explanation of symbols in the above general formulas is the same as in the above item (1)] and 35% by weight of a polyimide precursor other than the polyamic acid. Immediately after coating the copolymerized or blended product, or by imidizing the copolymerized or blended polyamic acid imidized polyimide film, the thickness is 2 μm or more and the linear expansion coefficient is 0.2 ~ 3.2
× 10 -5 K - the preparation of a multilayer wiring substrate for an electronic device, which comprises forming the insulating layer.

前記の低熱膨張性ポリイミドは、分子骨格がほぼ直線で
棒状の分子鎖を有するため、ものによっては機械的に脆
かったりあるいは接着性に乏しい場合がある。これを改
善するためには、低熱膨張性が損なわれない程度に、他
のフレキシブルなポリイミドを共重合、または、ブレン
ドして用いることができる。但し、その配合量は35重量
%以内が望ましい。
The low thermal expansion polyimide has a substantially linear molecular skeleton and has a rod-shaped molecular chain, so that it may be mechanically brittle or poor in adhesiveness depending on the polyimide. In order to improve this, another flexible polyimide can be copolymerized or blended to the extent that low thermal expansion is not impaired. However, the blending amount is preferably within 35% by weight.

ポリフェニレンなどの芳香族ポリマーは、一般に剛直で
あるが脆いという欠点があり、芳香環と芳香環の間に−
O−,−S−,−(CH2)P−, などのフレキシブルな結合を導入して、ポリマー全体を
可撓化されている。また、芳香環の結合位置も、オルト
位やメタ位にすると可撓化される。ポリイミドも同様で
あり、現在工業化されているポリイミドは全てが、これ
らの中から選ばれた結合を有している。それ故に、本発
明の低熱膨張性ポリマーはこれまで見出されていなかっ
た。
Aromatic polymers such as polyphenylene generally have the drawback of being rigid but brittle, and between aromatic rings
O -, - S -, - (CH 2) P -, Introducing flexible bonds such as, the entire polymer is flexible. Further, the bonding position of the aromatic ring is also made flexible when it is in the ortho position or the meta position. The same applies to polyimide, and all of the polyimides currently industrialized have a bond selected from these. Therefore, the low thermal expansion polymer of the present invention has not been found so far.

第1図は、種々の材料の熱膨張係数を示したものであ
る。この図から一般的な有機ポリマーの熱膨張係数が金
属やセラミックスなどに比べて大きいが、本発明が用い
たポリイミドの熱膨張係数がいかに小さいかが一目瞭然
である。熱膨張係数が金属やセラミックスなどの無機材
料と同程度に小さいと、無機材料に有機材料を組合せた
場合、温度変化に対しても無機材料と同様に寸法変化す
るため熱応力や反りが起こらず、工業的には非常に有用
である。これまでのこうした有機材料の最大の欠点は、
熱膨張係数が無機材料に比べてはるかに大きい点にある
と言っても決して過言ではない。
FIG. 1 shows the coefficients of thermal expansion of various materials. From this figure, the coefficient of thermal expansion of a general organic polymer is larger than that of metals and ceramics, but it is obvious how small the coefficient of thermal expansion of the polyimide used in the present invention is. When the coefficient of thermal expansion is as small as an inorganic material such as metal or ceramics, when an inorganic material is combined with an organic material, thermal stress and warpage do not occur because the dimensions change as well as the inorganic material even when the temperature changes. , Industrially very useful. The biggest drawback of these organic materials to date is
It is no exaggeration to say that the coefficient of thermal expansion is much higher than that of inorganic materials.

本発明の低熱膨張性ポリイミドは、芳香族ジアミンある
いは芳香族ジイソシアナートと、芳香族テトラカルボン
酸誘導体の反応によって得ることができる。
The low thermal expansion polyimide of the present invention can be obtained by reacting an aromatic diamine or aromatic diisocyanate with an aromatic tetracarboxylic acid derivative.

テトラカルボン酸誘導体としてはエステル、酸無水物、
酸塩化物があるが、酸無水物は合成上好ましい。合成反
応は、一般的にはN−メチルピロリドン(NMP)、ジメ
チルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMA
C)、ジメチルスルホキサイド(DMSO)、硫酸ジメチ
ル、スルホラン、ブチロラクトン、クレゾール、フェノ
ール、ハロゲン化フェノール、シクロヘキサノン、ジオ
キサンなどの溶液中で、0〜200℃で行なわれる。
As the tetracarboxylic acid derivative, an ester, an acid anhydride,
Although there are acid chlorides, acid anhydrides are preferred for synthesis. Synthetic reactions are generally N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMA
C), dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethyl sulfate, sulfolane, butyrolactone, cresol, phenol, halogenated phenol, cyclohexanone, dioxane and the like at 0 to 200 ° C.

本発明に用いられる芳香族ジアミンとしては、次のもの
が挙げられる。
The following are mentioned as aromatic diamine used for this invention.

o−トリジン、m−トリジン、3,3′,5,5′−テトラメ
チルベンジジン、3,3′−ジメトキシベンジジン、3,3′
−ジアセチルベンジジン、3,3′−ジフルオロベンジジ
ン、オクタフルオロベンジジン、3,3′−ジクロルベン
ジジン、4,4″−ジアミノ−3,3′−ジメチルターフェニ
ル、2,5−ジアミノジフェニル、これらのジイソシアナ
ート化合物も同様に使用できる。
o-tolidine, m-tolidine, 3,3 ', 5,5'-tetramethylbenzidine, 3,3'-dimethoxybenzidine, 3,3'
-Diacetylbenzidine, 3,3'-difluorobenzidine, octafluorobenzidine, 3,3'-dichlorobenzidine, 4,4 "-diamino-3,3'-dimethylterphenyl, 2,5-diaminodiphenyl, these Diisocyanate compounds can be used as well.

本発明に用いるテトラカルボン酸誘導体としては、3,
3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸、5,5′−ジメ
チル−3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸、ピ
ロメリット酸、メチルピロメリット酸、ジメチルピロメ
リット酸またはこれらの酸無水物、酸塩化物、エステル
などが挙げられる。
The tetracarboxylic acid derivative used in the present invention includes 3,
3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid, 5,5'-dimethyl-3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid, pyromellitic acid, methylpyromellitic acid, dimethylpyromellitic acid or these Acid anhydrides, acid chlorides, esters and the like.

上記の誘導体の中でも、副生成物がなく反応性も高い酸
無水物が最も使い易い。また、反応性の点では酸塩化物
が最も強くて好ましい。
Among the above derivatives, the acid anhydride having no by-product and high reactivity is the easiest to use. In terms of reactivity, acid chlorides are the strongest and preferred.

前記ポリイミド原料中で、Ar1,Ar2成分ともベンゼン環
が1個のものは、特に、ポリイミドフィルムにした場合
に機械的に脆いので好ましくない。
Of the above polyimide raw materials, those in which both Ar 1 and Ar 2 components have one benzene ring are not preferable because they are mechanically brittle, especially when formed into a polyimide film.

また、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル結
合、スルフォン結合、イソプロピリデン結合、6フッ化
イソプロピリデン結合等を骨格中に有するジアミンやテ
トラカルボン酸で変性することにより、フレキシブルな
特性を向上することができる。また、接着性を向上させ
るにはシロキサンを骨格中に有するジアミンやテトラカ
ルボン酸の添加が効果がある。これらのフレキシブルな
ポリイミドは熱膨張係数が大きいため、添加量は35重量
%が限度で、好ましくは25重量%以下である。
Further, by modifying with an amine bond such as an ether bond, a thioether bond, a carbonyl bond, a sulfone bond, an isopropylidene bond, or a hexafluoroisopropylidene bond in the skeleton or a tetracarboxylic acid, flexible properties can be improved. . Further, addition of diamine or tetracarboxylic acid having siloxane in the skeleton is effective for improving the adhesiveness. Since these flexible polyimides have a large coefficient of thermal expansion, the amount added is limited to 35% by weight, preferably 25% by weight or less.

また、ヒドラジンなどのアルカリでエッチングする場合
は、テトラカルボン酸成分としてピロメリット酸誘導体
を50モル%未満で使用すると、エッチングが可能な組成
となる。それ以上では脆くなる。
Further, in the case of etching with an alkali such as hydrazine, if a pyromellitic acid derivative is used in an amount of less than 50 mol% as a tetracarboxylic acid component, a composition capable of etching is obtained. Beyond that, it becomes brittle.

本発明の低熱膨張性ポリイミドは、低熱膨張性でないポ
リマーをかなりの量ブレンドまたは共重合させても、そ
の性質をあまり失わない。本発明のポリイミドの中には
多少機械的に脆いものも含まれるが、そのようなものに
対して、フレキシブルなポリマーをブレンドあるいは共
重合させることは好ましい場合もある。ブレンドあるい
は共重合し得るポリマーとしては、例えば次のようなジ
アミンとテトラカルボン酸誘導体から得られるポリイミ
ドがある。
The low thermal expansion polyimides of the present invention do not lose much of their properties when blended or copolymerized with non-low thermal expansion polymers in significant amounts. Although some polyimides of the present invention are mechanically brittle, it is sometimes preferable to blend or copolymerize a flexible polymer with such a polyimide. Polymers that can be blended or copolymerized include, for example, polyimides obtained from the following diamines and tetracarboxylic acid derivatives.

芳香族ジアミンの具体例を挙げると、m−フェニレンジ
アミン、4,4′−ジアミノジフェニルメタン、1,2−ビス
(アニリノ)エタン、4,4′−ジアミノジフェニルエー
テル、ジアミノジフェニルスルホン、2,2−ビス(p−
アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス(p−アミノフ
ェニル)ヘキサフルオロプロパン、3,3′−ジメチル−
4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、3,3′−ジメチル
−4,4′−ジアミノジフェニルメタン、ジアミノトルエ
ン、ジアミノベンゾトリフルオライド、1,4−ビス(p
−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4′−ビス(p−ア
ミノフェノキシ)ビフェニル、2,2−ビス〔4−(p−
アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、ジアミノアン
トラキノン、4,4′−ビス(3−アミノフェノキシフェ
ニル)ジフェニルスルホン、1,3−ビス(アニリノ)ヘ
キサフルオロプロパン、1,4−ビス(アニリノ)オクタ
フルオロブタン、1,5−ビス(アニリノ)デカフルオロ
ペンタン、1,7−ビス(アニリノ)テトラデカフルオロ
ヘプタン、 (R5,R7は2価の有機基、R4,R6は1価の有機基、p,q
は1より大きい整数)で示されるジアミノシロキサン、
2,2−ビス〔4−(p−アミノフェノキシ)フェニル〕
ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス〔4−(3−アミ
ノフェノキシ)フェニル〕ヘキサフルオロプロパン、2,
2−ビス〔4−(2−アミノフェノキシ)フェニル〕ヘ
キサフルオロプロパン、2,2−ビス〔4−(4−アミノ
フェノキシ)−3,5−ジメチルフェニル〕ヘキサフルオ
ロプロパン、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキ
シ)−3,5−ジトリフルオロメチルフェニル〕ヘキサフ
ルオロプロパン、p−ビス(4−アミノ−2−トリフル
オロメチルフェノキシ)ベンゼン、4,4′−ビス(4−
アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)ビフェニ
ル、4,4′−ビス(4−アミノ−3−トリフルオロメチ
ルフェノキシ)ビフェニル、4,4′−ビス(4−アミノ
−2−トリフルオロメチルフェノキシ)ジフェニルスル
ホン、4,4′−ビス(3−アミノ−5−トリフルオロメ
チルフェノキシ)ジフェニルスルホン、2,2−ビス〔4
−(4−アミノ−3−トリフルオロメチルフェノキシ)
フェニル〕ヘキサフルオロプロパンなどのジアミン類、
並びにこれらのジアミンとホスゲンなどの反応によって
得られるジイソシアナート、例えばトリレンジイソシア
ナート、ジフェニルメタンジイソシアナート、ナフタレ
ンジイソシアナート、ジフェニルエーテルジイソシアナ
ート、フェニレン−1,3−ジイソシアナートなどの芳香
族ジイソシアナート類がある。
Specific examples of the aromatic diamine include m-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 1,2-bis (anilino) ethane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, diaminodiphenyl sulfone and 2,2-bis. (P-
Aminophenyl) propane, 2,2-bis (p-aminophenyl) hexafluoropropane, 3,3'-dimethyl-
4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, diaminotoluene, diaminobenzotrifluoride, 1,4-bis (p
-Aminophenoxy) benzene, 4,4'-bis (p-aminophenoxy) biphenyl, 2,2-bis [4- (p-
Aminophenoxy) phenyl] propane, diaminoanthraquinone, 4,4′-bis (3-aminophenoxyphenyl) diphenylsulfone, 1,3-bis (anilino) hexafluoropropane, 1,4-bis (anilino) octafluorobutane, 1,5-bis (anilino) decafluoropentane, 1,7-bis (anilino) tetradecafluoroheptane, (R 5 and R 7 are divalent organic groups, R 4 and R 6 are monovalent organic groups, p and q
Is an integer greater than 1),
2,2-bis [4- (p-aminophenoxy) phenyl]
Hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2,
2-bis [4- (2-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) -3,5-dimethylphenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis [ 4- (4-aminophenoxy) -3,5-ditrifluoromethylphenyl] hexafluoropropane, p-bis (4-amino-2-trifluoromethylphenoxy) benzene, 4,4'-bis (4-
Amino-2-trifluoromethylphenoxy) biphenyl, 4,4'-bis (4-amino-3-trifluoromethylphenoxy) biphenyl, 4,4'-bis (4-amino-2-trifluoromethylphenoxy) diphenyl Sulfone, 4,4'-bis (3-amino-5-trifluoromethylphenoxy) diphenyl sulfone, 2,2-bis [4
-(4-amino-3-trifluoromethylphenoxy)
Phenyl] diamines such as hexafluoropropane,
And diisocyanates obtained by the reaction of these diamines and phosgene, for example, aromatic compounds such as tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, naphthalene diisocyanate, diphenyl ether diisocyanate, phenylene-1,3-diisocyanate, etc. There are diisocyanates.

また、テトラカルボン酸並びにその誘導体としては次の
ようなものが挙げられる。ここではテトラカルボン酸と
して例示するが、これらのエステル化物、酸無水物、酸
塩化物ももちろん使用できる。2,3,3′,4′−テトラカ
ルボキシジフェニル、3,3′,4,4′−テトラカルボキシ
フェニルエーテル、2,3,3′,4′−テトラカルボキシジ
フェニルエーテル、3,3′,4,4′−テトラカルボキシベ
ンゾフェノン、2,3,3′,4′−テトラカルボキシベンゾ
フェノン、2,3,6,7−テトラカルボキシナフタレン、1,
4,5,7−テトラカルボキシナフタレン、1,2,5,6−テトラ
カルボキシナフタレン、3,3′,4,4′−テトラカルボキ
シジフェニルメタン、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフ
ェニル)プロパン、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェ
ニル)ヘキサフルオロプロパン、3,3′,4,4′−テトラ
カルボキシジフェニルスルホン、3,4,9,10−テトラカル
ボキシペリレン、2,2−ビス〔4−(3,4−ジカルボキシ
フェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−
(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕ヘキサフ
ルオロプロパン、ブタンテトラカルボン酸、シクロペン
タンテトラカルボン酸などがある。
Moreover, the following are mentioned as tetracarboxylic acid and its derivative (s). Although illustrated as tetracarboxylic acid here, of course, esterified products, acid anhydrides, and acid chlorides thereof can also be used. 2,3,3 ', 4'-tetracarboxydiphenyl, 3,3', 4,4'-tetracarboxyphenyl ether, 2,3,3 ', 4'-tetracarboxydiphenyl ether, 3,3', 4, 4'-tetracarboxybenzophenone, 2,3,3 ', 4'-tetracarboxybenzophenone, 2,3,6,7-tetracarboxynaphthalene, 1,
4,5,7-Tetracarboxynaphthalene, 1,2,5,6-tetracarboxynaphthalene, 3,3 ', 4,4'-tetracarboxydiphenylmethane, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) Propane, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane, 3,3 ', 4,4'-tetracarboxydiphenyl sulfone, 3,4,9,10-tetracarboxyperylene, 2,2 -Bis [4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4-
(3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] hexafluoropropane, butanetetracarboxylic acid, cyclopentanetetracarboxylic acid and the like.

本発明において、低熱膨張ポリイミドを前記無機質材料
と一体化する場合、接着性が重要である。無機質材料の
表面を粗化したり、シランカップリング剤、チタネート
カップリング剤、アルミニウムアルコレート、アルミニ
ウムキレート、ジルコニウムキレート、アルミニウムア
セチルアセトンなどにより表面処理することが好まし
い。これらの表面処理剤を前記低熱膨張ポリイミドに添
加してもよい。
In the present invention, the adhesiveness is important when the low thermal expansion polyimide is integrated with the inorganic material. It is preferable to roughen the surface of the inorganic material or to treat the surface with a silane coupling agent, a titanate coupling agent, an aluminum alcoholate, an aluminum chelate, a zirconium chelate, aluminum acetylacetone, or the like. These surface treatment agents may be added to the low thermal expansion polyimide.

本発明において、より熱膨張係数を下げたり、弾性率を
上げたり、流動性をコントロールしたりするために、無
機質、有機質、または金属などの粉末、繊維、チョップ
ドストランドなどを混合することもできる。
In the present invention, in order to further reduce the coefficient of thermal expansion, increase the elastic modulus, and control the fluidity, it is also possible to mix powders of inorganic, organic, or metal, fibers, chopped strands, and the like.

本発明の配線基板の製造例を次に示す。An example of manufacturing the wiring board of the present invention is shown below.

第2図にバイポーラ型LSIの断面図を示す。シリコンウ
エハ3の上に熱酸化膜4を形成し、1層目のアルミニウ
ム(Al)配線5を形成した基板の表面に0.5%アルミニ
ウムキレートトルエン溶液をスピンコートし、大気中で
350℃以上に加熱した。
Figure 2 shows a cross-sectional view of a bipolar LSI. A thermal oxide film 4 is formed on a silicon wafer 3, and a 0.5% aluminum chelate toluene solution is spin-coated on the surface of the substrate on which the first-layer aluminum (Al) wiring 5 is formed, and then in the air.
Heated above 350 ° C.

次に、本発明のポリアミック酸ワニスをスピンコート
し、100℃,30分、200℃,30分、400℃,30分間加熱して膜
厚約2μmのポリイミド膜6を形成した。
Next, the polyamic acid varnish of the present invention was spin-coated and heated at 100 ° C., 30 minutes, 200 ° C., 30 minutes, 400 ° C., 30 minutes to form a polyimide film 6 having a thickness of about 2 μm.

上記ポリイミド膜上にフォトリソグラフィによりマスク
パターンを形成し、酸素イオンによりポリイミドをドラ
イエッチングした。次いでArイオンによりAl配線の露出
部を清浄化した後、2層目のAl配線を蒸着して1層目と
同様に形成し、その上にポリイミド膜を設けた。
A mask pattern was formed on the polyimide film by photolithography, and the polyimide was dry-etched with oxygen ions. Then, the exposed portion of the Al wiring was cleaned with Ar ions, and then the second layer of Al wiring was vapor-deposited to be formed in the same manner as the first layer, and a polyimide film was provided thereon.

低熱膨張性ポリイミドの絶縁薄膜はAl配線の段差を大幅
に緩和して平坦化し、LSI素子への熱応力も非常に小さ
いのでクラック等の発生を防止できる。
The insulating thin film of low thermal expansion polyimide largely reduces the level difference of the Al wiring and flattens it, and the thermal stress to the LSI element is also very small, so that the occurrence of cracks can be prevented.

また、本発明の低熱膨張ポリイミドは、ヒドラジンなど
で容易に加工でき、エッチング速度は従来のポリイミド
の2倍程度速いと言う優れた特性を有している。
Further, the low thermal expansion polyimide of the present invention can be easily processed with hydrazine or the like, and has an excellent property that the etching rate is about twice as fast as the conventional polyimide.

前記シリコンウエハの代りにアルミナセラミック多層配
線基板を用いて、同様にして2層の配線回路を形成し
た。この場合の回路薄膜導体としては、銅を蒸着するこ
とにより形成した。また、絶縁層には約25μmのポリイ
ミド薄膜を形成した。上記で形成した絶縁層と導体層と
の薄膜層は、その膜厚が約100μmのものであったが、
該薄膜層にはクラックや、セラミック多層配線基板面で
の剥離は全く認められなかった。
An alumina ceramic multilayer wiring board was used in place of the silicon wafer to form a two-layer wiring circuit in the same manner. The circuit thin film conductor in this case was formed by depositing copper. Further, a polyimide thin film of about 25 μm was formed on the insulating layer. The thin film layer of the insulating layer and the conductor layer formed above had a thickness of about 100 μm.
No cracks or peeling on the surface of the ceramic multilayer wiring board were observed in the thin film layer.

第3図に、LSI搭載金属板ベースのプリント配線板の断
面図を示す。前記低熱膨張ポリイミド12を用いたキャリ
ヤフィルム方式で、LSIチップ11が金属基板(放熱板)1
0上に搭載されている。低熱膨張ポリイミドをキャリヤ
フィルム12として用いているため高精度のLSI搭載プリ
ント配線板が得られる。また、ボンディング用半田ボー
ル14にかかる応力の大幅な減少により疲労破断が低減し
た。また、金属基板10上に形成した配線部15の絶縁膜16
に、低熱膨張ポリイミドを採用することによって、わん
曲のないプリント配線基板が得られる。なお、13は外部
接続用の端子である。
FIG. 3 shows a sectional view of a printed wiring board based on an LSI-mounted metal plate. In the carrier film method using the low thermal expansion polyimide 12, the LSI chip 11 is a metal substrate (heat sink) 1
It is mounted on 0. Since the low thermal expansion polyimide is used as the carrier film 12, a highly accurate LSI mounted printed wiring board can be obtained. In addition, fatigue rupture was reduced due to a large reduction in stress applied to the bonding solder ball 14. In addition, the insulating film 16 of the wiring portion 15 formed on the metal substrate 10
In addition, by adopting low thermal expansion polyimide, a printed wiring board without bending can be obtained. Reference numeral 13 is a terminal for external connection.

〔実施例1〜16、比較例1〜26〕 温度計、攪拌装置、還流コンデンサ、および窒素吹き込
み口を有する四つ口フラスコに、表1に示す量のジアミ
ンを入れ、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)850gで
溶解した。次いで、0〜50℃の水浴中にフラスコを浸漬
し、発熱を抑制しながらテトラカルボン酸二無水物を投
入した。テトラカルボン酸二無水物が溶解した後、水浴
を外し、室温付近で約5時間反応を続け、表1に示すポ
リアミド酸ワニスを得た。ワニス粘度が非常に高くなっ
た場合、25℃での粘度が50ポアズになるまで80〜85℃に
て加熱攪拌(クッキング)した。
[Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 26] A four-necked flask having a thermometer, a stirrer, a reflux condenser, and a nitrogen blowing port was charged with the amount of diamine shown in Table 1, and N-methyl-2- It was dissolved in 850 g of pyrrolidone (NMP). Then, the flask was immersed in a water bath at 0 to 50 ° C., and tetracarboxylic dianhydride was added while suppressing heat generation. After the tetracarboxylic dianhydride was dissolved, the water bath was removed, and the reaction was continued at room temperature for about 5 hours to obtain the polyamic acid varnish shown in Table 1. When the viscosity of the varnish became very high, the mixture was heated and stirred (cooking) at 80 to 85 ° C until the viscosity at 25 ° C reached 50 poise.

これらのポリアミド酸ワニスを加熱して得られるポリイ
ミド(PI)の熱膨張係数は、次のように測定した。
The coefficient of thermal expansion of the polyimide (PI) obtained by heating these polyamic acid varnishes was measured as follows.

ガラス板上にアプリケータを用いて均一に塗布し、80℃
〜100℃で30〜60分間乾燥してフィルム状とし、ガラス
板から剥がして鉄枠に固定(固定硬化またはバネで吊る
して自由収縮できる自由硬化)し、200℃、300℃、400
℃でそれぞれ60分間保持して、厚さ30〜200μmのポリ
イミドフィルムを得た。これを3mm×80mmに切り出し、
2枚のガラス板に挟んで再び400℃に加熱し、徐冷して
残留歪を除去した後、熱機械試験機で、5℃/分の条件
で寸法変化を測定し、ガラス転移点以下での寸法変化量
から求めた。
Apply evenly on a glass plate using an applicator, 80 ℃
Dry at -100 ° C for 30-60 minutes to form a film, peel it from the glass plate and fix it on an iron frame (fixed hardening or free hardening that can be freely contracted by hanging with a spring), 200 ° C, 300 ° C, 400
The temperature was kept at 60 ° C. for 60 minutes to obtain a polyimide film having a thickness of 30 to 200 μm. Cut this out to 3mm x 80mm,
It is sandwiched between two glass plates, heated again to 400 ° C, slowly cooled to remove residual strain, and then dimensional change is measured with a thermomechanical tester under the condition of 5 ° C / min. It was calculated from the amount of dimensional change.

このようにして、フィルムの吸湿水分あるいは溶剤やイ
ミド化反応による歪を十分に除去(イミド化反応を実質
的に完結)しないと、正確な熱膨張係数は測定できな
い。室温〜150℃の範囲において、吸湿水分の脱湿によ
って見掛け上フィルムの熱膨張係数が小さく観測され
る。また、残留歪またはイミド化反応が完結していない
と、Tg付近での残留歪の除去、または、イミド化反応に
よる脱水による収縮が起り、見掛け上線膨張係数は小さ
く観測される場合が多い。
In this way, an accurate thermal expansion coefficient cannot be measured unless the moisture absorbed by the film, the solvent, or the strain caused by the imidization reaction is sufficiently removed (the imidization reaction is substantially completed). In the range of room temperature to 150 ° C, the coefficient of thermal expansion of the film is apparently small due to dehumidification of moisture absorption. If the residual strain or imidization reaction is not completed, residual strain near Tg is removed or contraction occurs due to dehydration due to the imidization reaction, and the apparent linear expansion coefficient is often observed to be small.

また、鉄枠に固定して硬化しても、硬化途中で破れてし
まった場合、配向処理が不十分で熱膨張係数が多少大き
くなるので注意を要する。シリコンウエハやセラミック
基板上に塗布した膜の熱膨張係数は、固定硬化した場合
とほぼ同じである。なお、ここでは接着処理した基板上
のフィルムの熱膨張係数は直接測定できないため途中で
剥がす方法を採用した。
Further, even if it is fixed on an iron frame and hardened, if it breaks during hardening, the orientation treatment is insufficient and the coefficient of thermal expansion becomes somewhat large, so care must be taken. The coefficient of thermal expansion of a film applied on a silicon wafer or a ceramic substrate is almost the same as that when fixed and cured. Here, the thermal expansion coefficient of the film on the substrate to which the adhesive treatment was applied could not be measured directly, so the method of peeling off was adopted.

次に、表1に前記ポリイミドフィルムの固定硬化と自由
硬化後の熱膨張係数を示す。
Next, Table 1 shows the coefficient of thermal expansion of the polyimide film after fixed curing and free curing.

〔実施例17〕 実施例1のポリアミック酸のNMPワニスを用いて、厚さ
約3mmのムライト多層配線板(熱膨張係数3.5×10
-6K-1)上に銅−ポリイミドの4層配線を形成した。こ
こで、銅−ポリイミド多層配線は前述のセラミック多層
配線基板上に形成したものと同様である。即ち、銅薄膜
を形成後フォトレジストで作製したパターンに銅配線を
めっきし、その上にCrを蒸着し、更に配線以外の金属薄
膜を除去した後ポリイミド膜を形成し研磨により平坦化
する方法である。
Example 17 Using the NMP varnish of the polyamic acid of Example 1, a mullite multilayer wiring board with a thickness of about 3 mm (coefficient of thermal expansion 3.5 × 10 5
Copper-polyimide four-layer wiring was formed on -6 K -1 ). Here, the copper-polyimide multilayer wiring is the same as that formed on the above-mentioned ceramic multilayer wiring board. That is, a copper wiring is plated on a pattern formed with a photoresist after forming a copper thin film, Cr is vapor-deposited on the copper wiring, a metal film other than the wiring is removed, and then a polyimide film is formed and flattened by polishing. is there.

配線の厚さは約10μm、更にスルーホール部が同じく10
μm、ポリイミドは25μm厚に形成して20μmまで研磨
した。従って、総厚さは約30μmである。
The wiring thickness is about 10 μm, and the through hole is also 10
μm and polyimide were formed to a thickness of 25 μm and polished to 20 μm. Therefore, the total thickness is about 30 μm.

本発明による低熱膨張性ポリイミドの場合、ムライト基
板との熱膨張係数がほぼ同じであるため、薄膜配線の形
成後もクラックや剥離は全く見られなかった。
In the case of the low thermal expansion polyimide according to the present invention, the thermal expansion coefficient was almost the same as that of the mullite substrate, so that no crack or peeling was observed even after the thin film wiring was formed.

基板の反りも極めて少なく100mm角の基板の反り量が20
μm以下であった。
Substrate warpage is extremely small and 100 mm square substrate warpage amount is 20
It was less than μm.

〔比較例27〕 実施例17と同様にジアミノジフェニルエーテル(DDE)
とベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物(BTDA)とか
ら合成した熱膨張係数が4.28×10-5K-1の比較例10のポ
リイミドを用いて作製した結果、4層目を作製する時点
で、基板とポリイミド層の界面で剥離が生じた。
Comparative Example 27 Diaminodiphenyl ether (DDE) as in Example 17
As a result of using the polyimide of Comparative Example 10 having a thermal expansion coefficient of 4.28 × 10 −5 K −1 synthesized from benzophenone tetracarboxylic acid anhydride (BTDA), a substrate was prepared at the time of producing the fourth layer. Peeling occurred at the interface of the polyimide layer.

〔比較例28〕 DDEとPMDAとから合成した熱膨張係数が2.4×10-5K-1
ポリアミック酸(比較例8)を用いて実施例17と同様の
工程で薄膜多層配線板の作製を試みた。
[Comparative Example 28] Using a polyamic acid having a thermal expansion coefficient of 2.4 x 10 -5 K -1 (Comparative Example 8) synthesized from DDE and PMDA (Comparative Example 8), a thin-film multilayer wiring board was prepared in the same process as in Example 17. I tried.

その結果、2層まで配線層を形成したところで1層目の
絶縁膜にクラックが生じた。原因を調べた結果、絶縁膜
がめっき工程で加水分解され、膜厚が減少しただけでな
く、膜強度が極端に低下していることが分かった。この
ようにPMDAを多用すると、加水分解による劣化により実
用性が無くなる。
As a result, cracks were generated in the first insulating film when the wiring layers were formed up to two layers. As a result of investigating the cause, it was found that not only the insulating film was hydrolyzed in the plating process and the film thickness was decreased, but also the film strength was extremely decreased. When PMDA is heavily used in this way, it becomes impractical due to deterioration due to hydrolysis.

〔比較例29〕 o−TOLIDとBPDAとPMDA(モル比、1:0.4:0.6)とから合
成した熱膨張係数が0.35×10-5K-1のポリアミック酸用
いて実施例17と同様の工程で薄膜多層配線板の作製を試
みた。
[Comparative Example 29] The same process as in Example 17 using a polyamic acid having a thermal expansion coefficient of 0.35 x 10 -5 K -1 synthesized from o-TOLID, BPDA and PMDA (molar ratio, 1: 0.4: 0.6) Attempted to make a thin film multilayer wiring board.

その結果、熱膨張係数が小さいにも拘わらず1層目の配
線層を形成する工程で絶縁膜にクラックが生じた。原因
は絶縁膜のめっき工程での加水分解で、膜強度が極端に
低下していることが分かった。別途PMDAの量を変えたワ
ニスで同様の多層配線板を作製した結果、40%以下では
加水分解による劣化はそれほど起きないが、50%以上に
すると劣化が激しく実用性が無くなることが分かった。
As a result, cracks were generated in the insulating film in the process of forming the first wiring layer, although the coefficient of thermal expansion was small. It was found that the cause was hydrolysis in the plating process of the insulating film, and the film strength was extremely reduced. As a result of making a similar multi-layered wiring board with a varnish with a different amount of PMDA, it was found that when it is 40% or less, deterioration due to hydrolysis does not occur so much, but when it is 50% or more, deterioration is severe and practicality is lost.

〔実施例18〕 実施例7の熱膨張係数が1.3×10-5K-1のポリアミック酸
のNMPワニスを用いて、厚さ約20μmのポリイミドフィ
ルムを作製し、上下面を酸素プラズマアッシャで表面処
理した後、CrとCuをそれぞれ約0.1μmの厚さに蒸着
し、更に、Cuめっき膜を約15μm厚さに形成してフォト
リソグラフィにてパターンを形成した。この両面配線シ
ートを3枚、ムライト多層配線板(熱膨張係数3.5×10
-6K-1)上に比較例22のポリアミック酸を接着剤として
積層成形し、所望の銅−ポリイミドの6層多層配線板を
形成した。ここで、上下面の接続はエキシマレーザビー
ムで明けたスルーホールの内面を銅めっきすることで行
った。
Example 18 Using NMP varnish of polyamic acid having a thermal expansion coefficient of 1.3 × 10 −5 K −1 of Example 7, a polyimide film having a thickness of about 20 μm was prepared, and the upper and lower surfaces were surface-treated with oxygen plasma asher. After the treatment, Cr and Cu were vapor-deposited to a thickness of about 0.1 μm, respectively, and a Cu plating film was further formed to a thickness of about 15 μm to form a pattern by photolithography. Three double-sided wiring sheets, mullite multilayer wiring board (coefficient of thermal expansion 3.5 × 10
-6 K -1 ) was laminated and molded using the polyamic acid of Comparative Example 22 as an adhesive to form a desired copper-polyimide 6-layer multilayer wiring board. Here, the upper and lower surfaces were connected by copper-plating the inner surface of the through hole opened by the excimer laser beam.

やはり本発明による低熱膨張性ポリイミドを用いると、
ムライト基板との熱膨張係数がほぼ同じであるため、薄
膜配線の形成後もクラックや剥離は全く見られなかっ
た。基板の反りも極めて少なかった。
Also using the low thermal expansion polyimide according to the present invention,
Since the thermal expansion coefficient is almost the same as that of the mullite substrate, no crack or peeling was observed even after the thin film wiring was formed. The warp of the substrate was also extremely small.

〔実施例19〜24、比較例30〕 実施例1と同様にしてポリイミド共重合体を合成した。
これらのポリイミドフィルムの熱膨張係数は表2のとお
りである。表に示すようにDATP(ジアミノターフェニ
ル)やPMDAのように非常に剛直な骨格のモノマを用いる
と機械的に脆いため、多少フレキシブルな骨格を共重合
によって導入することが望ましい。
[Examples 19 to 24 and Comparative Example 30] A polyimide copolymer was synthesized in the same manner as in Example 1.
Table 2 shows the thermal expansion coefficients of these polyimide films. As shown in the table, when a monomer having an extremely rigid skeleton such as DATP (diaminoterphenyl) or PMDA is used, it is mechanically fragile. Therefore, it is desirable to introduce a somewhat flexible skeleton by copolymerization.

〔実施例25〕 実施例21のポリアミック酸を用いて、実施例18と同様の
工程で配線層が6層の多層配線板を作製した。基板には
アルミナの多層配線板を用いた。該多層配線板は、反り
も少なく良好であった。
[Example 25] Using the polyamic acid of Example 21, a multilayer wiring board having 6 wiring layers was prepared in the same process as in Example 18. A multilayer wiring board made of alumina was used as the substrate. The multilayer wiring board was good with little warpage.

しかし、同様にシリコンウエハ上に接着したところ、反
りが大きくウエハと絶縁膜の界面で一部剥離が生じた。
基板の熱膨張係数や接着性によってフレキシブルなポリ
イミドの共重合可能な範囲は多少違うが、30モル%以内
なら問題は起きない。
However, when it was adhered on a silicon wafer in the same manner, the warpage was large and a part of the wafer was peeled off at the interface between the insulating film and the insulating film.
The copolymerizable range of flexible polyimide is slightly different depending on the thermal expansion coefficient and adhesiveness of the substrate, but no problem occurs if it is within 30 mol%.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、無機物質と同等の極めて小さな熱膨張
係数を有するポリイミドを絶縁層とする多層配線基板を
得ることができ、これを用いた電子装置等の信頼性を向
上することができる。
According to the present invention, it is possible to obtain a multilayer wiring board having an insulating layer made of polyimide having an extremely small thermal expansion coefficient equivalent to that of an inorganic substance, and it is possible to improve the reliability of an electronic device or the like using the same.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は各種材料の熱膨張係数を示すグラフ、第2図は
バイポーラ型LSIの配線部断面図、第3図はLSI搭載金属
板ベースのプリント配線板の断面図である。 3…シリコンウエハ、4…熱酸化膜、5…アルミニウム
配線、6…ポリイミド膜、10…基板、11…LSIチップ、1
2…PIキャリヤフィルム、14…ボンディング用半田ボー
ル、15…配線部、16…絶縁膜。
FIG. 1 is a graph showing the thermal expansion coefficient of various materials, FIG. 2 is a sectional view of a wiring portion of a bipolar LSI, and FIG. 3 is a sectional view of a printed wiring board based on an LSI-mounted metal plate. 3 ... Silicon wafer, 4 ... Thermal oxide film, 5 ... Aluminum wiring, 6 ... Polyimide film, 10 ... Substrate, 11 ... LSI chip, 1
2 ... PI carrier film, 14 ... bonding solder balls, 15 ... wiring part, 16 ... insulating film.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金城 徳幸 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 今泉 純一 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館第二工場内 (72)発明者 三上 喜勝 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館第二工場内 (56)参考文献 特開 昭60−221426(JP,A) 特開 昭59−15921(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tokuyuki Kaneshiro 3-1-1, Saiwaicho, Hitachi City, Ibaraki Hitachi Ltd. Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Junichi Imaizumi 1500 Ogawa Ogawa, Shimodate, Ibaraki Hitachi Kasei Kogyo Co., Ltd. Shimodate No. 2 Factory (72) Inventor Yoshikatsu Mikami 1500 Ogawa, Shimodate City, Ibaraki Prefecture Hitachi Chemical Co., Ltd. Shimodate No. 2 Factory (56) Reference JP-A-60-221426 (JP, A) ) JP-A-59-15921 (JP, A)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】無機質(但し、金属を除く)の基板上に導
体と絶縁層とを有する電子装置用多層配線基板の製法に
おいて、前記絶縁層として、一般式 H2N−Ar1−NH2 …(1)と、 とを反応させて得られるポリアミック酸〔式(1)
(2)(3)中、Ar1 を示し、Rは低級アルキル基、低級アルコキシ基、フッ
素化アルコキシ基、アシル基またはハロゲンを示し、n
は1〜4の整数、mは0または1〜3の整数を示し、X,
Yはハロゲン、−OR′または−OHを示し、R′は低級ア
ルキル基、フッ素化アルコキシ基を示し、これらは互い
に異なっていてもよい。但しテトラカルボン酸成分とし
てピロメリット酸成分を含む場合は、該ピロメリット酸
成分の割合は50モル%未満である。〕を直接塗布した後
イミド化するか、または、該ポリアミック酸をイミド化
したポリイミドフィルムを接着して、厚さ2μm以上で
線膨張係数が0.2〜3.2×10-5K-の絶縁層を形成すること
を特徴とする電子装置用多層配線基板の製法。
1. A method of manufacturing a multilayer wiring board for an electronic device, comprising a conductor and an insulating layer on an inorganic (excluding metal) substrate, wherein the insulating layer has a general formula of H 2 N--Ar 1 --NH 2 … (1), Polyamic acid obtained by reacting with [formula (1)
In (2) and (3), Ar 1 is R represents a lower alkyl group, a lower alkoxy group, a fluorinated alkoxy group, an acyl group or halogen, and n
Is an integer of 1 to 4, m is 0 or an integer of 1 to 3, X,
Y represents halogen, -OR 'or -OH, R'represents a lower alkyl group or a fluorinated alkoxy group, which may be different from each other. However, when a pyromellitic acid component is included as the tetracarboxylic acid component, the proportion of the pyromellitic acid component is less than 50 mol%. ] Is directly applied and then imidized, or a polyimide film imidized with the polyamic acid is adhered to form an insulating layer having a thickness of 2 μm or more and a linear expansion coefficient of 0.2 to 3.2 × 10 −5 K −. A method of manufacturing a multilayer wiring board for an electronic device, comprising:
【請求項2】無機質(但し、金属を除く)の基板上に導
体と絶縁層とを有する電子装置用多層配線基板の製法に
おいて、前記絶縁層として、一般式 H2N−Ar1−NH2 …(1)と、 とを反応させて得られるポリアミック酸〔式(1)
(2)(3)中、Ar1 を示し、Rは低級アルキル基、低級アルコキシ基、フッ
素化アルコキシ基、アシル基またはハロゲンを示し、n
は1〜4の整数、mは0または1〜3の整数を示し、X,
Yはハロゲン、−OR′または−OHを示し、R′は低級ア
ルキル基、フッ素化アルコキシ基を示し、これらは互い
に異なっていてもよい。但しテトラカルボン酸成分とし
てピロメリット酸成分を含む場合は、該ピロメリット酸
成分の割合は50モル%未満である。〕と、 該ポリアミック酸以外のポリイミド前駆体を35重量%以
内で共重合あるいはブレンドしたものを直接塗布した後
イミド化するか、または、上記共重合あるいはブレンド
したポリアミック酸をイミド化したポリイミドフィルム
を接着して、厚さが2μm以上で線膨張係数が0.2〜3.2
×10-5K-の絶縁層を形成することを特徴とする電子装置
用多層配線基板の製法。
2. A method of manufacturing a multilayer wiring board for an electronic device, comprising a conductor and an insulating layer on an inorganic (but excluding metal) substrate, wherein the insulating layer has the general formula H 2 N--Ar 1 --NH 2 … (1), Polyamic acid obtained by reacting with [formula (1)
In (2) and (3), Ar 1 is R represents a lower alkyl group, a lower alkoxy group, a fluorinated alkoxy group, an acyl group or halogen, and n
Is an integer of 1 to 4, m is 0 or an integer of 1 to 3, X,
Y represents halogen, -OR 'or -OH, R'represents a lower alkyl group or a fluorinated alkoxy group, which may be different from each other. However, when a pyromellitic acid component is included as the tetracarboxylic acid component, the proportion of the pyromellitic acid component is less than 50 mol%. ], And the polyimide precursor other than the polyamic acid is copolymerized or blended within 35% by weight and then directly imidized, or a polyimide film obtained by imidizing the copolymerized or blended polyamic acid is prepared. Bonded, thickness is 2μm or more, and linear expansion coefficient is 0.2-3.2
× 10 -5 K - the preparation of a multilayer wiring substrate for an electronic device, which comprises forming the insulating layer.
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