JPH08274472A - 配線基板 - Google Patents

配線基板

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JPH08274472A
JPH08274472A JP9792095A JP9792095A JPH08274472A JP H08274472 A JPH08274472 A JP H08274472A JP 9792095 A JP9792095 A JP 9792095A JP 9792095 A JP9792095 A JP 9792095A JP H08274472 A JPH08274472 A JP H08274472A
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Takeshi Ono
大野  猛
Toshikatsu Takada
俊克 高田
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    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4644Manufacturing multilayer circuits by building the multilayer layer by layer, i.e. build-up multilayer circuits
    • H05K3/4673Application methods or materials of intermediate insulating layers not specially adapted to any one of the previous methods of adding a circuit layer
    • H05K3/4676Single layer compositions

Landscapes

  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】有機高分子を絶縁膜とするにもかかわらず、絶
縁膜の劣化しない配線基板を、少なく簡単な工程で安価
に提供することにある。 【構成】基板2と、この基板2の表面に設けられる配線
板3であって、熱硬化性の有機高分子の絶縁膜6、該絶
縁膜6の平面方向に形成された導体膜7及び前記絶縁膜
6を貫通するビア導体8からなる配線層を少なくとも一
層以上積層した配線板3とを備えた配線基板1におい
て、前記絶縁膜6の硬化時に導体膜7が絶縁膜6と反応
しない金属からなり、ビア導体8が貴金属以外の金属か
らなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、配線基板に関する。
この配線基板は、特にLSI等の集積回路実装用の高密
度多層配線基板やサーマルビアを有する多層配線基板に
好適に利用されうる。
【0002】
【従来の技術】誘電率が小さい、例えばポリイミド樹脂
等の有機高分子を絶縁膜とした多層配線板の上に集積回
路を搭載し、信号の高速化を図った集積回路用パッケー
ジなどの多層配線基板が知られている。この種の多層配
線基板は、有機高分子の熱伝導率が一般に悪いことか
ら、絶縁膜上下の導体膜を電気的に接続して層間配線を
形成するビア導体の他に、特に放熱を目的として集積回
路の裏面まで絶縁膜を貫通するサーマルビアと称するビ
ア導体が設けられる場合もある。
【0003】ポリイミド樹脂等を絶縁膜とする従来の配
線基板は、導体膜にしろビア導体にしろ、導体材料とし
て低抵抗の金Au又は銅Cuが用いられていた。例え
ば、特公平1−39236号公報に記載の高密度多層基
板の製造方法においては、パターン部及びビア部の双方
に金メッキなどの貴金属メッキがされている。また、特
開昭57−30356号公報、特開昭63−23989
8号公報又は特開平1−124297号公報に記載の多
層IC基板においては、導体配線として銅が蒸着されて
いる。ところで、ポリイミドの加熱硬化時に、銅表面の
酸化膜がポリイミドの耐熱性、電気的特性、機械的特性
を劣化させる。そこで、これを防止するため、特開昭5
7−30356号公報及び特開昭63−239898号
公報に記載の構成では、銅の上下をポリイミドに対して
不活性なクロムで挟んで導体配線をCr/Cu/Crの
3層としている。また、特開平1−124297号公報
に記載の構成では、銅に微量のアルミニウムを含有させ
ることにより表面酸化膜を安定化させている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特公平1−3
9236号公報のようにパターン部だけでなくビア部に
も貴金属メッキを施していては、高価なメッキ液の消費
量が多くなるばかりか、ビア部のメッキ厚(通常25〜
50μm)がパターン部のメッキ厚(5〜10μm)に
対して厚いので、メッキ槽を占有する時間が長くなっ
て、工数が増す。
【0005】かといって、特開昭57−30356号公
報等のように導体配線を3層にしていては、工程が複雑
になる上、銅を完全に被覆することが困難であるから、
不良品の発生頻度が増す。また、特開平1−12429
7号公報のように銅合金を用いた構成では、添加物の含
有量によって電気抵抗やポリイミド樹脂に対する活性が
変化しやすいので、工程管理が難しい。それゆえ、この
発明の目的は、有機高分子を絶縁膜とするにもかかわら
ず、絶縁膜の劣化しない配線基板を、少なく簡単な工程
で安価に提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の配線基板は、基板と、この基板の表面に
設けられる配線板であって、熱硬化性の有機高分子の絶
縁膜、該絶縁膜の平面方向に形成された導体膜及び前記
絶縁膜を貫通するビア導体からなる配線層を少なくとも
一層以上積層した配線板とを備えた配線基板において、
前記絶縁膜の硬化時に導体膜が絶縁膜と反応しない金属
からなり、ビア導体が貴金属以外の金属からなることを
特徴とする。
【0007】ここで、絶縁膜には、例えばポリイミド樹
脂がある。導体膜として好ましいのは、例えば金Au、
クロムCr、モリブデンMo、ジルコニウムZr、チタ
ニウムTi、パラジウムPd及び白金Ptのうちから選
ばれる1種以上の金属である。ビア導体として好ましい
金属は、例えば銅Cu又はニッケルNiである。
【0008】最も好ましい組み合わせは、導体膜が金A
uからなり、ビア導体が銅Cuからなる場合である。こ
のような配線基板は、例えば次の第1工程後、第2工程
ないし第5工程を順次繰り返すことによって製造され
る。 第1工程:基板の表面に電解メッキの下地となる導電性
の下地膜を形成する。 第2工程:この下地膜の表面に導体膜を電解メッキによ
って選択的に形成する。 第3工程:前記導体膜の表面にビア導体を電解メッキに
よって形成する。 第4工程:不要な下地膜を取り除き、残った下地膜の上
の導体膜をビア導体とともに有機高分子で覆い、この有
機高分子の表面を研磨して絶縁膜を形成する。 第5工程:絶縁膜の表面に、前記ビア導体に接続する下
地膜を形成する。
【0009】
【作用】絶縁膜の硬化時に、導体膜が絶縁膜と反応しな
い金属からなるので、導体膜と絶縁膜との反応を遮蔽す
る金属膜や、導体膜の表面酸化膜を安定化させる他成分
が存在しなくても、絶縁膜が熱硬化時等に劣化すること
はない。また、ビア導体が貴金属以外の金属からなるの
で、少なくともビア導体の体積分だけは貴金属の消費量
を節約することができる。なお、ビア導体の金属を絶縁
膜と反応しないものに限定していないので、ビア導体の
外周面が、それと接する絶縁膜を劣化させるおそれはあ
る。しかし、導体膜は、絶縁膜の上面又は下面に接し、
絶縁膜の平面方向に長い距離あるいは広い面積にわたっ
て形成される。従って、この導体膜が絶縁膜と反応した
場合、絶縁膜を長い距離あるいは広い面積にわたって劣
化させる。一方、ビア導体が絶縁膜と反応する場合に
は、ビア導体の絶縁膜と接する外周面積が微小であるの
で、絶縁膜全体に及ぼす影響は小さい。
【0010】
【実施例】この発明の多層配線基板の実施例を図面とと
もに説明する。図1は、実施例の多層配線基板を示す断
面図、図2ないし図11は、その多層配線基板の製造工
程を示す説明図である。
【0011】多層配線基板1は、アルミナ、窒化アルミ
ニウム等のセラミックからなる基板2と、この基板2の
表面に設けられた多数の配線層からなる配線板(以下、
多層配線板という)3とからなり、多層配線板3の表面
には、ICチップ4が搭載され、基板2の裏面には多数
の端子ピン5が接合されている。
【0012】多層配線板3は、厚さ25〜50μm程度
のポリイミド樹脂の絶縁膜6、絶縁膜6の平面方向に形
成された導体膜7及び絶縁膜6を貫通して絶縁膜上下の
導体膜7を接続する高さ25〜50μmのビア導体8か
らなる配線層を多数積層したものである。導体膜7は、
セラミックやポリイミドと密着しやすいTiまたはCr
0.025μm及びPd0.1μmを下地膜(図示省
略)とし、その上にAu5μmが所定の配線パターンに
形成されたものである。ビア導体8は、Cuからなる。
多層配線基板1は、次の第1工程後、第2工程ないし第
5工程を順次繰り返すことによって製造される。
【0013】第1工程:先ず、セラミック粉末を主原料
として作成されたグリーンシートに配線パターンをスク
リーン印刷する。このグリーンシートを複数枚積層し、
加湿雰囲気の水素炉中で高温焼成する。そして、焼結し
て得られた基板2の表面を研磨する。研磨された基板2
の表面に順にTi及びPdの2層の下地膜71をスパッ
タリングにて形成する(図2参照)。
【0014】第2工程:下地膜71の上にフォトレジス
ト72を塗布し、パターン感光を行った後、現像処理に
より、導体膜7が形成される部分のみフォトレジスト7
2を除去する(図3参照)。フォトレジスト72が除去
された部分に電解メッキによってAuの導体膜7を形成
する(図4参照)。残ったフォトレジスト72を除去す
る。
【0015】第3工程:次にフォトレジスト81を塗布
し、露光、現像過程を経て、□50μmのビアホールを
形成する(図5参照)。そして、電解メッキによってC
uのビア導体8をビアホール内に形成する(図6参
照)。残ったフォトレジスト81を除去し、エッチング
によって不要な下地膜71を除去する(図7参照)。
【0016】第4工程:ビア導体8を覆うようにポリイ
ミド前駆体を塗布し、窒素雰囲気中、温度350℃で硬
化させ、ポリイミド樹脂16とする(図8参照)。硬化
したポリイミド樹脂16の表面を研磨して、ビア導体8
の頭部を露出させる(図9参照)。この工程によって、
ポリイミド樹脂16は絶縁膜6となる。
【0017】第5工程:絶縁膜6の表面に、前記ビア導
体8に接続する、順にCr及びPdの2層の下地膜71
をスパッタリングにて形成する(図10)。その後、第
2工程〜第5工程を繰り返すことによって(図10〜図
11参照)、基板2の表面に多層配線板3が設けられ
る。多層配線板3の最上面にICチップ4が搭載され、
ボンディングワイヤ41を介してICチップ4と導体膜
7とが接続される。
【0018】この実施例によれば、導体膜7が絶縁膜6
のポリイミド樹脂と反応しないAuからなるので、ポリ
イミド樹脂16が熱硬化する時に劣化することはない。
従って、導体膜7とポリイミド樹脂との反応を遮蔽する
金属膜を両者の間に介在させる工程は不要であるし、導
体膜7の表面酸化膜を安定化させる他成分を導体膜7に
含有させる必要もない。その結果、工程が簡略になり、
原料費も節約できる。
【0019】また、ビア導体8が貴金属でないCuから
なるので、少なくともビア導体の体積分だけはAu等の
貴金属の消費量を節約することができる。しかもAuメ
ッキで形成されるのは、厚さ5μmの導体膜7だけであ
るので、導体膜7もビア導体8(高さ25〜50μm)
もともにAuメッキで形成される従来技術に比べて、A
uメッキ槽を占有する時間が1/5〜1/10ですむ。
なお、Cuとポリイミド樹脂とは、従来技術の説明の欄
で述べたように反応するので、ビア導体8の外周面が、
それと接する絶縁膜6を劣化させるおそれはあるが、ビ
ア導体8の断面が□50μmであって、その外周面積が
微小であるので、絶縁膜6全体に及ぼす影響は小さい。
【0020】
【発明の効果】以上のように、この発明の多層配線基板
は、少ない工数で、貴金属の消費量を少なくしても、絶
縁膜と導体膜とが反応しないものであるので、絶縁の信
頼性及び信号の伝送特性に優れた配線基板を安価に提供
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の多層配線基板を示す断面図である。
【図2】実施例の多層配線基板の製造工程のうち第1工
程を説明する図である。
【図3】実施例の多層配線基板の製造工程のうち第2工
程を説明する図である。
【図4】実施例の多層配線基板の製造工程のうち第2工
程を説明する図である。
【図5】実施例の多層配線基板の製造工程のうち第3工
程を説明する図である。
【図6】実施例の多層配線基板の製造工程のうち第3工
程を説明する図である。
【図7】実施例の多層配線基板の製造工程のうち第3工
程を説明する図である。
【図8】実施例の多層配線基板の製造工程のうち第4工
程を説明する図である。
【図9】実施例の多層配線基板の製造工程のうち第4工
程を説明する図である。
【図10】実施例の多層配線基板の製造工程のうち第5
工程を説明する図である。
【図11】実施例の多層配線基板の製造工程のうち繰り
返し工程を説明する図である。
【符号の説明】
1 多層配線基板 2 基板 3 多層配線板 4 ICチップ 41 ボンディングワイヤ 5 端子ピン 6 絶縁膜 16 ポリイミド樹脂 7 導体膜 71 下地膜 72 フォトレジスト 8 ビア導体 81 フォトレジスト

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板と、この基板の表面に設けられる配
    線板であって、熱硬化性の有機高分子の絶縁膜、該絶縁
    膜の平面方向に形成された導体膜及び前記絶縁膜を貫通
    するビア導体からなる配線層を少なくとも一層以上積層
    した配線板とを備えた配線基板において、前記絶縁膜の
    硬化時に導体膜が絶縁膜と反応しない金属からなり、ビ
    ア導体が貴金属以外の金属からなることを特徴とする配
    線基板。
  2. 【請求項2】 前記絶縁膜が、ポリイミド樹脂からなる
    請求項1に記載の配線基板。
  3. 【請求項3】 前記導体膜が、金Au、クロムCr、モ
    リブデンMo、ジルコニウムZr、チタニウムTi、パ
    ラジウムPd及び白金Ptのうちから選ばれる1種以上
    の金属からなる請求項1又は2に記載の配線基板。
  4. 【請求項4】 前記ビア導体が、銅Cu又はニッケルN
    iからなる請求項1〜3のいずれかに記載の配線基板。
  5. 【請求項5】 前記導体膜が金Auからなり、前記ビア
    導体が銅Cuからなる請求項1又は2に記載の配線基
    板。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003209360A (ja) * 2002-01-15 2003-07-25 Ykc:Kk 多層配線基板の製造方法及び多層配線基板
JP2014078622A (ja) * 2012-10-11 2014-05-01 Hitachi Chemical Co Ltd プリント配線板及びその製造方法並びに熱硬化性樹脂組成物

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JP2014078622A (ja) * 2012-10-11 2014-05-01 Hitachi Chemical Co Ltd プリント配線板及びその製造方法並びに熱硬化性樹脂組成物

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