JPH0832240A - 多層配線基板とそれを用いた半導体装置および多層配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】貫通めっきスルーホールの穴を形成した多層配
線基板において、その外側に形成する絶縁膜と銅の逐次
積層形薄膜層において高密度に配線を可能にする。ま
た、低コストで、放熱性および高周波特性に優れた構造
の多層配線基板を製造可能にする。 【構成】両面プリント板の穴埋めされた貫通めっきスル
ーホールのランドを一部拡張した部分に、その外側の配
線層との接続をとるためのビアを形成し、その上に逐次
積層形薄膜層を形成する。また、スルーホール上に柱状
の銅体を形成して、熱伝導率の良い導体で他の半導体等
と接続する。さらに、基板の配線領域を絶縁体とグラン
ド層で遮蔽する。また、これらの製造方法において、フ
ィラー含有無溶剤形流動性高分子前駆体を加熱溶融させ
て、精密定量吐き出し装置にて、基板上に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多層配線基板とそれを
用いた半導体装置および多層配線基板の製造方法に係
り、コンピュータ、デジタル交換機、無線情報端末等に
使用される高密度な多層配線基板やマルチチップモジュ
ールおよびその基板また半導体パッケージおよびその基
板等に利用され、特に、熱放射特性および高周波特性に
優れた多層配線基板とそれを用いた半導体装置および低
コストで信頼性の高い多層配線基板を製造しうる多層配
線基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の多層プリント配線基板製造法で
は、貫通めっきスルーホールによりプリント基板両面の
接続をとる技術が知られている。

【０００３】また、高密度な多層プリント配線基板の製
造方法として、例えば、特開平４−１４８５９０号公報
や特開平１−５３４９７号公報に記載があるように、両
面プリント配線基板の外側に絶縁膜と銅を逐次積層し、
ビアホールで薄膜層間の接続をとるビルドアップ法があ
る。

【０００４】一方、ＬＳＩからの発熱は、ＬＳＩパッケ
ージやベアチップから電気接続用のハンダを通して基板
に逃がすのが一般的であるが、近年、その発熱量の増大
に伴い、ＬＳＩパッケージやチップそのものに放熱フィ
ンを取り付けるようになって来た。しかし、この放熱フ
ィンの外形は大きく、高密度実装の観点からは、その大
きさを小さくする必要があり、放熱フィンの高効率化と
ともに基板に効率良く熱を逃がす新たな経路が望まれる
ようになって来た。このような技術に関しては、例え
ば、特開平４−２７９０９７号公報、特開平５−３４３
８２１号公報、特開平５−３０４２２３号公報に記載が
あるようないわゆるサーマルビアを有する多層プリント
配線基板がある。

【０００５】さらに、多層配線基板のパターン設計にお
いては、インピーダンスやクロストーク等の電気的性能
を考慮することが非常に重要となり、高速化、高密度化
が望まれるなかで、特に、高周波回路では、電磁記的な
副作用を抑止することがますます課題になって来てい
る。そこで、信号配線をグランド層に近接させるマイク
ロストリップ線路やストリップ線路による配線設計が行
なわれている。また、特開平２−１１６１９０号公報で
は、基板表面に形成した配線の周囲をグランドで被う方
法が開示されている さらに、特開平４−１４２７９５号公報では、基板の中
に形成された配線の両側に沿ってグランド導体を設ける
方法が示されている。

【０００６】また、従来の高密度な多層プリント配線基
板の製造方法として挙げた特開平４−１４８５９０号公
報や特開平１−５３４９７号公報では有機絶縁膜上に無
電解めっきにて、導体形成用の下地導電膜を形成してい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の多層プリン
ト配線基板の製造方法では、その貫通めっきスルーホー
ルは、多層プリント配線基板製造工程の最終段階で形成
するために、コアとなる両面プリント配線基板のスルー
ホール格子とその外側の配線層間の接続をとるスルーホ
ール格子は、結局、同じ位置で同じ格子ピッチとなる。

【０００８】したがって、コアとなる両面プリント配線
基板の表面に配線を形成できない程密にスルーホールを
形成したならば、その外側の導体層にも配線を形成でき
ないことになるという問題点があった逆に、外側の導体
層に配線を形成できるようにスルーホールピッチを決め
ると、それ以上スルーホールピッチは小さくできないと
いう問題点が生ずる。

【０００９】また、高密度な多層プリント配線基板の製
造方法である上記の特開平４−１４８５９０号公報や特
開平１−５３４９７号公報に記載の技術においては、こ
の方法で薄膜層において高密度な配線およびビアホール
を形成できるというメリットがある。

【００１０】しかしながら、コアとなる両面プリント配
線基板の両面を接続するために、スルーホールを最終段
階で形成するならば、スルーホールの影響で高密度配線
をおこないにくくなることは、上述と同様になり、高密
度配線が形成可能な薄膜層の構成による多層配線基板と
したメリットが激減する。

【００１１】また、逐次積層法でスルーホールランド上
にビアを形成するとスルーホールランドの幅が大きくな
り、その分スルーホールピッチが大きくなる。そして、
ビアが形成する最小格子ピッチはスルーホールピッチと
同じであり、高密度化に限界があるという問題点があっ
た。

【００１２】さらに、スルーホールが穴埋めされていな
いために逐次積層層の形成が困難であり、基板の信頼性
も欠けるという問題点もある。

【００１３】このように両面を貫通めっきスルーホール
で接続する従来からの多層プリント配線基板は貫通めっ
きスルーホールのために高密度化に限界がある。

【００１４】この悪影響は、多ピン狭ピッチＬＳＩパッ
ケージやＬＳＩベアチップを多層プリント配線基板に実
装する場合に顕著に現れ、ＬＳＩを基板に接続できても
配線が引き回せない現象が起きる場合があった。

【００１５】逆に、配線を引き回せる基板にした場合に
は、ＬＳＩの端子ピッチと基板のパッドピッチを合わせ
られないという不整合が生じたり、配線のため基板が極
端に多層化しなければならないという不都合が生じるこ
とがあった。

【００１６】ところが逆に、基板上の貫通めっきスルー
ホールを穴埋めされていないものにすると、基板に実装
されたＬＳＩベアチップは極薄い封止材料で外界から遮
断されるだけになり、信頼性に欠けるものになるという
問題点が生ずる。

【００１７】次に、放熱のための特開平４−２７９０９
７号公報、特開平５−３４３８２１号公報、特開平５−
３０４２２３号公報に記載の多層プリント配線基板の技
術についていえば、これらの基板はいずれも基板の両側
を貫通するめっきスルーホールを利用したものであり、
サーマルビアのためのみに基板製造の最終段階で貫通め
っきスルーホールを形成することはコスト高になるとい
う問題点があった。

【００１８】次に、高周波回路を意識した特開平２−１
１６１９０号公報に記載の基板表面に形成した配線の周
囲をグランドで被う方法では、配線をグランドで囲うた
めのみに基板製造の最終段階でその構造を製造しなくて
はならず、製造コストがコスト高になるという問題点が
あった。

【００１９】さらに、特開平４−１４２７９５号公報に
記載の基板の中に形成された配線の両側に沿ってグラン
ド導体を設ける方法では、そのグランド導体はスルーホ
ール導体であり、遮蔽効果は小さいという問題点があっ
た。

【００２０】次に、特開平４−１４８５９０号公報や特
開平１−５３４９７号公報に記載の技術についていえ
ば、この方法では、有機絶縁膜表面をクロム硫酸や過マ
ンガン塩で粗化し、そのアンカー効果で下地導電膜を接
着している。しかし、この方法では、充分な接着強度を
確保することが困難であるという問題点があった。

【００２１】また、有機絶縁材料よりも酸化剤に対して
溶解性の高い樹脂フィラーを含有させ、絶縁膜表面のフ
ィラーを酸化剤で除去して、そのアンカー効果で下地導
電膜を接着させる方法では、大きな接着強度は取れる
が、有機絶縁膜よりも酸化され易い有機フィラーはおの
ずと有機絶縁膜材料よりも耐熱性等の物性が劣り、全体
としての絶縁膜物性を落すことになるという問題点が生
ずる。

【００２２】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたもので、その第一の目的は、コアとな
る両面プリント配線基板の両面の接続をとるための貫通
めっきスルーホールの穴を形成した場合であっても、そ
の外側に形成する絶縁膜と銅の逐次積層形薄膜層におい
て高密度に配線を形成する能力を最大限に引き出す構造
の多層配線基板およびこれを用いた半導体装置を提供す
ることにある。特に、コアとなる両面プリント配線基板
の表面に配線を形成できない程、密にスルーホールを形
成しても、その外側に形成する逐次積層形薄膜層の導体
層に配線を形成できる構造の多層配線基板およびこれを
用いた半導体装置を提供することにある。

【００２３】また、その第二の目的は、放熱性に優れた
構造の多層配線基板およびこれを用いた半導体装置を提
供することにある。

【００２４】また、第三の目的は、高周波特性に優れた
多層配線基板およびこれを用いた半導体装置を提供する
ことにある。

【００２５】さらに、第四の目的は、上記基板を信頼性
良く低コストで製造する方法を提供することにあり、特
に、絶縁膜と下地導電膜の接着強度の優れた多層配線基
板の製造方法を提供することにある。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の多層配線基板に係る発明の構成は、コアと
なる両面プリント板と、その上または下に形成される配
線層とを有する多層配線基板において、前記コアとなる
両面プリント板は、穴埋めされた貫通めっきスルーホー
ルを備え、その穴埋めされた貫通めっきスルーホールの
周縁に存在するランドを拡張して、拡張ランド部を形成
して、その拡張ランド部の表面に、前記上または下に形
成される配線層との接続をとるためのビアを形成して成
るようにしたものである。

【００２７】より詳しくは、上記多層配線基板におい
て、前記コアとなる両面プリント板が、少なくとも４つ
の穴埋めされた貫通めっきスルーホールを有し、それら
４つの穴埋めされた貫通めっきスルーホールの中央位置
の形成する格子の中央位置にまで、前記拡張ランド部を
拡張するようにしたものである。

【００２８】さらに詳しくは、前記コアとなる両面プリ
ント板の上または下に形成される前記配線層において、
そのビアパッド位置が４つの穴埋めされた貫通めっきス
ルーホールの中心位置、それら中心位置の形成する格子
の中央位置のいずれか一方、または、両者であるように
したものである。

【００２９】次に、上記目的を達成するために、本発明
の半導体装置に係る発明の構成は、上記の多層配線基板
の両面の格子上にパッドを設け、前記多層配線基板の片
面のパッド上に１個以上の半導体または半導体パッケー
ジを接続し、前記多層配線基板のもう一方の片面のパッ
ド上に、別の多層配線基板と接続するための導電体を形
成するか、あるいは、前記多層配線基板両面のパッド上
に、各々の片面に１個以上の半導体または半導体パッケ
ージを接続し、前記多層配線基板のいずれかの片面のパ
ッド上に、別の多層配線基板と接続するための導電体を
形成したようにしたものである。

【００３０】また、本発明の多層配線基板に係る発明の
他の構成は、両面プリント板の穴埋めされた貫通めっき
スルーホールのランドおよび穴埋め部上に柱状の銅体を
形成して成るようにしたものである。

【００３１】別に詳しくは、両面プリント板の穴埋めさ
れた貫通めっきスルーホールの複数個を含む領域の表層
銅および穴埋め部上に柱状の銅体を形成して成るように
したものである。

【００３２】また、上記目的を達成するために、本発明
の半導体装置に係る発明の他の構成は、上記のいずれか
の多層配線基板において、前記柱状の銅体と半導体また
は半導体パッケージを熱伝導率の良い熱伝導体で接続
し、かつ、穴埋めされた貫通めっきスルーホールを電源
層もしくはグランド層と接続するか、または、前記半導
体もしくは半導体パッケージに接続された銅体と反対側
の柱状の銅体に、別の多層配線基板と接続するための熱
伝導率の良い熱伝導体を形成することのいずれか一方、
または、両者をおこなうようにしたものである。

【００３３】また、上記目的を達成するために、本発明
の多層配線基板に係る発明の他の構成は、上記半導体装
置において、基板中に含まれる少なくとも１本以上の配
線を有する領域の配線周囲を絶縁層で被い、かつ、その
領域の上下、左右、前後の３方向の内、少なくとも２方
向をグランド層で囲うようにしたものである。

【００３４】さらに、上記目的を達成するために、本発
明の半導体装置に係る発明の他の構成は、上記の多層配
線基板を用いて、複数の電気回路系を構成し、それらを
前記グランド層で相互に分離したようにしたものであ
る。

【００３５】次に、上記目的を達成するために、本発明
の多層配線基板の製造方法に係る発明の構成は、（１）
両面銅張りプリント板を穴明けし、全面に銅めっきをす
る工程、（２）所望の形状にレジストの抜きパターンを
形成した後、ビア用の銅をめっきし、レジストを剥離す
る工程、（３）所望の形状にレジストの残しパターンを
形成した後、表層銅をパターニングし、レジストを剥離
する工程、（４）前記基板の両面に表面の平坦な金型を
設置し、この基板と金型との間にフィラー含有無溶剤形
流動性高分子前駆体を供給する工程、（５）前記金型と
前記基板との間を排気する工程、（６）前記金型を前記
基板方向へ移動させてフィラー含有無溶剤形流動性高分
子前駆体を前記基板上の銅導体間隙に充填する工程、
（７）前記前駆体に所定の静水圧をかける工程、（８）
静水圧下において前記前駆体を硬化する工程、（９）ビ
ア銅導体表面を露出させる工程、（１０）前記ビア銅導
体と接続する下地導電膜を形成する工程、（１１）所望
の形状にレジストの抜きパターンを形成した後、配線銅
導体をめっきにより形成する工程、（１２）所望の形状
にレジストの抜きパターンを形成した後、ビア銅導体を
めっきにより形成する工程、（１３）２層のレジストを
剥離する工程、（１４）不要の下地導電膜をエッチング
する工程、を含み、前記（１）ないし（３）の工程をこ
の順におこない、その後に、前記（４）ないし（１４）
の工程をこの順に繰り返すことで多層化する多層配線基
板の製造方法（Ａ法）、または、（１）両面銅張りプリ
ント板を穴あけし、全面に銅めっきする工程、（２）所
望の形状にレジストの残しパターンを形成した後、表層
銅をエッチングし、レジストを剥離する工程、（３）前
記基板の両面に表面の平坦な金型を設置し、この基板と
金型との間にフィラー含有無溶剤形流動性高分子前駆体
を供給する工程、（４）前記金型と前記基板との間を排
気する工程、（５）前記金型を前記基板方向へ移動させ
てフィラー含有無溶剤形流動性高分子前駆体を前記基板
上の銅導体間隙に充填する工程、（６）前記前駆体に所
定の静水圧をかける工程、（７）静水圧下において前記
前駆体を硬化する工程、（８）表層銅導体表面を露出さ
せる工程、（９）絶縁膜を成膜した後、絶縁膜の所望の
位置にビアホールを形成する工程、（１０）ビア銅導体
と配線銅導体をめっきにより形成する工程、を含み、前
記（１）ないし（８）の工程をこの順におこない、その
後に、前記（９）ないし（１０）の工程をこの順に繰り
返すことで多層化する多層配線基板の製造方法（Ｂ法）
において、前記フィラー含有無溶剤形流動性高分子前駆
体を加熱溶融させて、精密定量吐出装置にて基板上に供
給するようにしたものである。

【００３６】より詳しくは、上記多層配線基板の製造方
法において、前記Ａ法またはＢ法の銅導体表面を露出さ
せる工程である前記Ａ法−（９）およびＢ法−（８）に
おいて、フィラーを薬液により分解あるいは溶解し、前
記絶縁膜表面を粗面化するようにしたものである。

【００３７】さらに詳しくは、前記フィラーがポリイミ
ドで、前記無溶剤形流動性高分子前駆体が、多官能エポ
キシ樹脂とノボラック樹脂の組成物であり、前記薬液
が、（ａ）アルカリ性水溶液、（ｂ）エチレンジアミン
とヒドラジンヒドラートの混合液、（ｃ）Ｎ−メチル−
２−ピロリドンまたはハロゲン化フェノールのいずれか
一方、または、両者のうちで、前記（ａ）ないし（ｃ）
のうちから選ばれた１種であるようにしたものである。
請求項１１記載の多層配線基板の製造方法。

【００３８】別に詳しくは、前記両面銅張りプリント板
の替わりに、絶縁基板を使うようにしたものである。

【００３９】さらに詳しくは、上記の多層配線基板の製
造方法において、前記絶縁基板が、プリプレグ材を硬化
した基板であるようにしたものである。

【００４０】

【作用】本発明に係る多層配線基板は、両面プリント配
線基板の穴埋めされた貫通めっきスルーホールのランド
を一部拡張した部分に、ビアを形成して、その外側の逐
次積層形薄膜層の配線層との接続をとるようにする。し
たがって、両面プリント配線基板の表面に配線が形成で
きない程、密にスルーホールを形成したとしても、その
外側に形成する逐次積層形薄膜層の導体層に配線を形成
することができる程、高密度な配線が可能になるという
作用がある。

【００４１】また、４つの穴埋めされた貫通めっきスル
ーホールの中心位置とこれらの穴埋めされた貫通めっき
スルーホールの中心位置が形成する格子の中央位置との
両者に、配線位置を設ければ、配線位置の形成する格子
のピッチをスルーホールの中心位置が形成する格子のピ
ッチに比べて、より小さくできるので、さらに高密度な
配線が可能になる。

【００４２】このような多層配線基板の構造は、コアと
なる両面プリント配線基板の貫通めっきスルーホールを
穴埋めし、その上に逐次積層形の薄膜層を形成すること
で製造が可能になった。

【００４３】さらに、本発明に係る半導体装置では、こ
のような超高密度な多層配線基板の両面の格子上にパッ
ドを設け、前記基板片面のパッド上に１個以上の半導体
または半導体パッケージを接続し、前記基板のもう一方
の片面のパッド上に、別の多層配線基板と接続するため
の導電体を形成するか、あるいは、前記基板両面のパッ
ド上に、各々の片面に１個以上の半導体または半導体パ
ッケージを接続し、前記基板の片面のパッド上に別の多
層配線基板と接続するための導電体を形成している。

【００４４】したがって、従来のプリント配線基板では
困難であったような多ピン狭ピッチＬＳＩパッケージや
ＬＳＩベアチップであっても、これを基板に接続し、配
線を引き回すことが可能になり、基板の配線層数も低減
することができるようになった。また、貫通スルーホー
ルが穴埋めされているために、パッケージ内のＬＳＩベ
アチップは外界と絶縁樹脂で遮断されることになり、信
頼性も向上することになった。

【００４５】また、本発明に係る半導体装置では、両面
プリント板の穴埋めされた貫通めっきスルーホールのラ
ンドおよび穴埋め部上、または、両面プリント板の穴埋
めされた貫通めっきスルーホールの複数個を含む領域の
表層銅および穴埋め部上に柱状の銅を形成し、その柱状
の銅と半導体または半導体パッケージを熱伝導率の良い
熱伝導体で接続し、かつ、穴埋めされた貫通めっきスル
ーホールを電源層またはグランド層と接続するか、また
は、半導体または半導体パッケージと反対側の柱状の銅
に別の多層配線基板と接続するための熱伝導率の良い熱
伝導体を形成しするかのいずれか一方、または、両者を
おこなっている。

【００４６】そのため、ＬＳＩでの発熱が容易に外部に
伝わることができるため、放熱性に優れているという作
用がある。さらに、前記サーマルビアは後述する基板製
造の過程において製造可能であり、基板製造の最終段階
で形成するものではないので、このような構造にして
も、さほどコストを上げることはないという作用も見込
むことができる。

【００４７】また、本発明に係る多層配線基板では、基
板中に含まれる少なくとも１本以上の配線を有する領域
の配線周囲を絶縁層で被い、かつ、その領域の上下、左
右、前後の３方向の内、少なくとも２方向をグランド層
で囲うことにする。また、本発明に係る半導体装置で
は、その多層配線基板を用いて複数の電気回路系を相互
に分離する。

【００４８】このようにすることで、、絶縁層とグラン
ド層で、電磁波の発生源を被い込むことができるので、
電気信号の干渉やノイズ発生を抑え、高周波特性に優れ
るという作用を得ることができる。さらに、前記ウォー
ルビアは後述する基板製造の過程において製造可能であ
り、基板製造の最終段階で形成するものではないので、
このような構造にしても、さほどコストを上げることは
ないという作用も見込むことができる。

【００４９】また、本発明に係る多層配線基板の製造方
法としては、先に記述したＡ法およびＢ法において、フ
ィラー含有無溶剤形流動性高分子前駆体を加熱溶融させ
て精密定量吐出装置にて基板上に供給し、硬化した絶縁
膜からフィラーを薬液により分解あるいは溶解し、絶縁
膜表面を粗面化した後、無電解めっきを施す。

【００５０】このようにすることにより、簡単なプロセ
スを用いて接着性に優れた下地導電膜を形成することが
可能になった。ここで、フィラーとしてポリイミドを、
無溶剤形流動性高分子前駆体として多官能エポキシ樹脂
とノボラック樹脂の組成物を使えば、フィラーにより絶
縁膜の物性を劣化させることはなく、逆に、絶縁膜の物
性を向上させることができる。

【００５１】なお、コアとなる両面プリント配線基板を
製造する際に、両面銅張りプリント板の変わりに、プリ
プレグを熱硬化した絶縁材料を用いれば、さらに、製造
工程における低コスト化を図ることができる。

【００５２】

【実施例】以下、本発明に係る各実施例を、図１ないし
図１５を用いて説明する。 〔高密度配線が可能な本発明に係る多層配線基板の構造
とそれを用いた半導体装置〕本発明の多層配線基板の構
造は、両面プリント配線基板の穴埋めされた貫通めっき
スルーホールのランドを一部拡張した部分に、その外側
の逐次積層形薄膜層の配線層との接続をとるためのビア
を形成して成る多層配線基板としたものである。これを
用いた半導体装置の構造は、この多層配線基板にできる
ビアの格子上にパッドを設け、半導体または半導体パッ
ケージを接続するものである。そして、この多層配線基
板とこれを用いた半導体装置によって、本発明の第１の
課題である高密度化が達成されるのである。

【００５３】以下、これを図１ないし図６を用いて詳細
に説明していこう。先ず、図１を用いて本発明に係る多
層配線基板のランドとビアの基本的な構造を説明する。

【００５４】図１は、本発明に係る多層配線基板のラン
ドとビアの構造を示す図で、図１（ａ）がランドとビア
の斜視図、図１（ｂ）が（ａ）のＡＡ´断面図である。

【００５５】図１（ａ）に示すように、両面プリント配
線基板の穴埋めされた貫通めっきスルーホールの周縁に
形成されるランド１０１を一部拡張した拡張ランド部１
０２の先端部分に、その外側の逐次積層形薄膜層の配線
層との接続をとるためのビア１０３を形成する。

【００５６】ビアの形状としては、図１（ｂ）のＡＡ´
断面図に示すようなスタッドビア１０４と図１（ｃ）の
ＡＡ´断面図に示すようなコンフォーマルビア１０５の
２つを用いることができるが、より微細なビアを形成で
きること、さらに、すり鉢形でなく柱状であること等か
ら図１（ｂ）のスタッドビア１０４の方が望ましい。

【００５７】次に、図２を用いて本発明に係るプリント
配線基板の構造について説明する。図２は、コアとなる
両面プリント配線基板の表面層の上面図を模式的に示し
たものである。

【００５８】本発明に係るプリント配線基板の構造は、
上述のスルーホールとランドを有効に配列したものであ
る。すなわち、配線のコアとなる両面プリント配線基板
の４つの穴埋めされた貫通めっきスルーホール２０１，
２０２，２０３，２０４が形成する格子の中央の位置
に、その貫通めっきスルーホール２０１の一つの拡張ラ
ンド２０６を占有するように取り、その格子の中央の位
置にこのプリント配線基板の外側の逐次積層形薄膜層の
配線層との接続をとるためのビア２０６を形成した構造
である。

【００５９】このような構造とすることで、たとえ両面
プリント配線基板の表面に配線が形成できない程、密に
スルーホールを形成したとしても、その外側に形成する
逐次積層形薄膜層の導体層に配線を形成することができ
る。

【００６０】次に、図３および図４を用いて本発明に係
るプリント配線基板の上下に形成される配線層における
配線について詳細に説明する。図３は、コアとなる両面
プリント配線基板の表面層の上下に形成される配線層の
配線パターンの一つの例の上面図を模式的に示したもの
である。図４は、コアとなる両面プリント配線基板の表
面層の上下に形成される配線層の配線パターンの一つの
例の上面図を模式的に示したものである。

【００６１】図３の３０１は、配線を示し、３０２は、
層間接続用のビアが形成されるパッドを表わしている。
このパッド３０２が形成する格子は、内側の４つの穴埋
めされた貫通めっきスルーホール３０３，３０４，３０
５，３０６の中央位置すなわちパッド３０２の位置を含
む。

【００６２】このような構造とすることで逐次積層形薄
膜層の格子βは、コアとなる両面プリント配線基板のス
ルーホール格子αをＸＹ方向にそれぞれ１／２格子ずら
した格子となり、その格子ピッチは、スルーホールの格
子ピッチと同じにすることができる。

【００６３】また、図４を用いて本発明に係る多層配線
基板の今一つの配線方法を説明しよう。これは、拡張ラ
ンド部の表面に形成されたビアが形成されるパッドと、
さらに貫通めっきスルーホール中央部にもビアが形成さ
れるパッドを設けて、この両者と配線を取って、配線密
度を向上させたものである。すなわち、配線される位置
は、４つの穴埋めされた貫通めっきスルーホール４０
１，４０２，４０３，４０４のホールの中心位置と、そ
の４つのホールの中心位置が形成する格子の中央とな
る。そして、この際の配線位置の形成する格子γのピッ
チは、コアとなる両面プリント配線基板のスルーホール
格子αのピッチの１／√２とすることができる。

【００６４】このような多層配線基板の構造とすること
で、従来のプリント配線基板では達成できない超高密度
配線が可能なプリント配線基板を提供することができ
る。

【００６５】なお、上述の配線位置の取り方は、基本的
なものを示したが、この発明の要旨に則って、様々な変
則形を取ることも可能である。

【００６６】次に、図５および図６を用いて上記多層配
線基板を用いた半導体装置について説明する。なお、こ
こで言う半導体装置とは、いわゆるシングルチップパッ
ケージ、マルチチップパッケージ、あるいはマルチチッ
プモジュール等に分類される概念で捉えられるところの
半導体装置である。

【００６７】図５は、上面に半導体または半導体パッケ
ージを２個搭載した本発明の多層配線基板を用いた半導
体装置の断面図である。図６は、上面と下面にそれぞれ
１個ずつ半導体または半導体パッケージを搭載した本発
明の多層配線基板を用い、リードフレームを取り付けた
半導体装置の断面図である。

【００６８】すなわち、この半導体装置は、上記多層配
線基板を用いて逐次積層形薄膜層の格子上にパッドを設
け、半導体または半導体パッケージを接続することによ
り、半導体または半導体パッケージのＩ／Ｏ端子が多く
なっても実装しうる半導体装置を製造することができる
というものである。

【００６９】図５に示されるこの半導体装置の構造の例
は、多層配線基板５０１の両面の格子上にパッド５０
２，５０３を設け、基板５０１の片面のパッド５０２上
に２個の半導体または半導体パッケージ５０４，５０５
をハンダボール５０６で接続し、基板５０１のもう一方
の片面のパッド５０３上に別の多層配線基板と接続する
ためのハンダボール５０７を形成したものである。

【００７０】この例では、半導体または半導体パッケー
ジは、片面に２個であるが、１個以上の適当な数の半導
体または半導体パッケージを乗せることができる。ま
た、この例では、半導体または半導体パッケージと多層
配線基板の接続および多層配線基板と別の多層配線基板
との接続用導電体として、ハンダボールを用いている
が、ワイヤ、リードフレーム、導電フィルム等の通常の
導電体を使うこともできる。

【００７１】図６に示されるこの半導体装置の構造の例
は、多層配線基板６０１の両面の格子上にパッド６０
２，６０３を設け、基板６０１の両面のパッド６０２，
６０３上に２個の半導体または半導体パッケージ６０
４，６０５をハンダボール６０６で接続し、基板の片面
のパッド６０３上に別の多層配線基板と接続するリード
フレームを形成したものである。

【００７２】この例では、半導体または半導体パッケー
ジは、各々片面に１個であるが、片面に１個以上の適当
な数の半導体または半導体パッケージを乗せることがで
きる。また、この例では、半導体または半導体パッケー
ジと多層配線基板６０１の接続用導電体のハンダボール
の代わりとして、ワイヤ、リードフレーム、導電フィル
ム等の通常の導電体を使用することができるのは、上で
述べたのと同様である。

【００７３】多層配線基板６０１と別の多層配線基板と
の接続は半導体または半導体パッケージの厚さからリー
ドフレームを使うことが望ましい。上記したシングルチ
ップパッケージあるいはマルチチップパッケージ等の半
導体装置は、通常の封止工程、モールド工程や放熱フィ
ン取付け工程等の組立てをおこない、最終的なパッケー
ジ形態にすることができる。

【００７４】〔放熱特性に優れた本発明に係る多層配線
基板とそれを用いた半導体装置〕また、本発明の多層配
線基板の他の構造は、穴埋めされた貫通めっきスルーホ
ールのランドおよび穴埋め部上に、柱状の銅体を形成し
たものである。さらに、それを用いた半導体装置の構造
は、この柱状の銅体の上に、熱伝導率の良い熱伝導体を
載せて、他の半導体や多層配線基板と接続をとるもので
ある。

【００７５】そして、この多層配線基板とこれを用いた
半導体装置によって、本発明の第２の課題である優れた
放熱特性を得ることが達成されるのである。

【００７６】以下、これを図７ないし図９を用いて詳細
に説明する。先ず、図７および図８を用いて放熱特性に
優れた本発明に係る多層配線基板の基本的な構造を説明
する。図７は、放熱特性に優れた多層配線基板の断面図
で、スルーホール一つに、一つの柱状の銅体を対応せし
めたものである。図８は、放熱特性に優れた多層配線基
板の断面図で、複数のスルーホールに、一つの柱状の銅
体を対応せしめたものである。

【００７７】図７に示される例では、両面プリント板７
０１の穴埋めされた貫通めっきスルーホール７０２のラ
ンド７０３および穴埋め部７０４上に、柱状の銅体７０
５を形成した構造としている。図７（ａ）と図７（ｂ）
では、柱状の銅体７０５の形状に相違があり、図７
（ａ）は、穴が充填された構造であり、図７（ｂ）は、
窪んだ部分が存在するが、この違いは、製造法による構
造の違いである。

【００７８】図８に示される例では、基本的なアイディ
アは、図７に示した例と同様であるが、両面プリント板
８０１の穴埋めされた貫通めっきスルーホール８０２の
複数個を含む領域の表層銅体８０３および穴埋め部８０
４上に柱状の銅体８０５を形成した例である。また、図
８（ａ）と図８（ｂ）の違いも製造法による構造の違い
である。

【００７９】次に、図９を用いて上記多層配線基板を用
いた半導体装置について説明する。図９は、図８（ａ）
の基板を用いて形成した放熱特性に優れた半導体装置の
断面図である。

【００８０】基板の柱状の銅体９０１と半導体または半
導体パッケージ９０２を熱伝導率の良い熱伝導体９０３
で接続し、かつ、穴埋めされた貫通めっきスルーホール
９０４を電源層またはグランド層と接続するか、また
は、半導体または半導体パッケージと反対側の柱状の銅
体９０５に別の多層配線基板と接続するための熱伝導率
の良い熱伝導体９０６を形成するかのいずれか一方、ま
たは、両者をおこなう構造とした。この熱伝導率の良い
熱伝導体の材料としては、ハンダや銀ペースト等を使う
ことができる。

【００８１】基板として図７の構造体を使うときは、１
つ１つ任意の場所に放熱経路を作ることができる。ま
た、図８の構造体を使うときは、特定の場所に集中した
放熱経路となり、このような構造体は、特に、半導体ま
たは半導体パッケージの中央部に形成すると配線領域を
より有効に使うことができる。

【００８２】〔高周波特性に優れた本発明に係る多層配
線基板とそれを用いた半導体装置〕また、本発明の多層
配線基板の他の構造は、多層配線基板の配線領域の周囲
を絶縁層で被い、その領域の少なくとも３方をグランド
層で囲いむようにしたものである。さらに、それを用い
た半導体装置の構造は、このような複数の基板をグラン
ド層で相互に隔離したものである。

【００８３】そして、この多層配線基板とこれを用いた
半導体装置によって、本発明の第３の課題である優れた
高周波特性を得ることが達成されるのである。

【００８４】以下、これを図１０および図１１を用いて
説明しよう。先ず、図１０を用いて高周波特性に優れた
本発明に係る多層配線基板の基本的な構造を説明する。
図１０は、高周波特性に優れた本発明に係る多層配線基
板の斜視図である。

【００８５】図１０に示される例では、基板中に含まれ
る少なくとも１本以上の配線１００１を有する領域の配
線周囲を絶縁層１００２で被い、かつ、その領域の少な
くとも３方をグランド層１００３で囲う構造としてい
る。そして、このような多層配線基板の構造体とするこ
とにより、電気信号の干渉やノイズ発生を抑制すること
ができる。

【００８６】グランド層１００３の配線に沿ったサイド
部分は、いわば、ウォールビア（Ｗａｌｌ Ｖｉａ）の
形態となる。配線上部のグランド層１００４は、実装部
品として後付けしても良い。

【００８７】次に、図１１を用いて上記多層配線基板を
用いた半導体装置を説明する。図１１は、高周波特性に
優れた半導体装置の上面図である。

【００８８】図１１に示す例は、基板１１０１上の複数
の電気回路系１１０２、例えば、移動無線端末等の受信
系と発信系、論理系と無線系等をグランド１１０３で相
互に隔離した半導体装置としたものである。

【００８９】〔本発明に係る多層配線基板の製造方法〕
本発明に係る多層配線基板の製造方法は、フィラー含有
無溶剤形流動性高分子前駆体を用いることを特徴とする
もので、以下のＡ法とＢ法のいずれかの製造工程を用い
るものである。そして、これにより、本発明の第４の課
題である低コストで高密度高信頼性の多層配線基板の製
造することが達成できるのである。

【００９０】以下、これを図１２および図１３を用いて
詳細に説明する。先ず、図１２を用いてＢ法の製造工程
による製造方法について説明しよう。図１２は、本発明
に係る多層配線基板の製造方法のＢ法の製造工程を工程
別に、その多層配線基板の断面図を示した図である。

【００９１】先ず、両面銅張りプリント板１２０１に穴
１２０２をあけ（図１２（ａ）、図１２（ｂ））、全面
に銅めっきをする（図１２（ｃ））。

【００９２】次いで、所望の形状にレジストの残しパタ
ーンを形成し、表層銅をエッチングによりパターニング
した後、レジストを剥離して図１２（ｄ）の構造とす
る。

【００９３】そして、その基板の両面に表面の平坦な金
型を設置し、その基板とその金型との間にフィラー含有
無溶剤形流動性高分子前駆体を供給する。その後、金型
と基板との間を排気し、金型を基板方向へ移動させて、
供給した前駆体を基板上の銅導体間隙に充填する。

【００９４】次いで、その前駆体に所定の静水圧をか
け、静水圧下において前駆体を硬化して、スルーホール
を含む銅導体間隙を絶縁膜１２０５で充填する。

【００９５】さらに、スルーホールを含む銅導体間隙を
絶縁膜１２０５で充填した後、銅導体表面１２０６を露
出させる（図１２（ｅ））。

【００９６】この後、層間絶縁膜１２０７を成膜し、絶
縁膜の所望の位置にビアホール１２０８を形成する（図
１２（ｆ））。次いで、ビア銅導体と配線銅導体をめっ
きにより形成する（図１２（ｇ））。そして、これらの
図１２（ｆ）、図１２（ｇ）の工程を繰り返して多層化
する。

【００９７】なお、ここで、スルーホールを含む銅導体
間隙を絶縁膜１２０５で充填する方法としてはモールド
による方法が良い。銅導体表面１２０６を露出させる方
法としてはエッチングや研磨がある。また、図１２
（ｂ）あるいは図１２（ｃ）の段階で導電ペーストを穴
内に充填して、その後、表層銅箔をパターニングしても
良い。図１２（ｆ）、図１２（ｇ）の工程は、通常のビ
ルドアッププロセスで、ビアホールは感光性絶縁樹脂の
フォトリソグラフィやレーザアブレーションにより形成
する。

【００９８】次に、図１３を用いて本発明の多層配線基
板を製造する今１つの方法であるＡ法の製造工程による
製造方法について説明しよう。図１３は、本発明に係る
多層配線基板の製造方法のＡ法の製造工程を工程別に、
その多層配線基板の断面図を示した図である。

【００９９】両面銅張りプリント板１３０１に穴１３０
２をあけ（図１３（ａ）、図１３（ｂ））、全面に銅め
っきをする（図１３（ｃ））。

【０１００】次いで、所望の形状にビア用のレジストの
抜きパターンを形成し、ビア用の銅をめっきした後、レ
ジストを剥離して図１３（ｄ）の構造とする。

【０１０１】さらに、所望の形状にレジストの残しパタ
ーンを形成した後、表層銅をエッチングによりパターニ
ングし、レジストを剥離して図１３（ｅ）の構造とす
る。

【０１０２】そして、その基板の両面に表面の平坦な金
型を設置し、その基板とその金型との間にフィラー含有
無溶剤形流動性高分子前駆体を供給する。その後、金型
と基板との間を排気し、金型を基板方向へ移動させて、
供給した前駆体を基板上の銅導体間隙に充填する。

【０１０３】次いで、その前駆体に所定の静水圧をか
け、静水圧下において前駆体を硬化して、スルーホール
を含む銅導体間隙を絶縁膜１３０６で充填する。この
後、ビア銅導体表面１３０７を露出させて図１３（ｆ）
の構造とする。

【０１０４】さらにこの後、ビア銅導体と接続する下地
導電膜（図示せず）を形成し、所望の配線形状にレジス
トの抜きパターンを形成した後、配線銅導体１３０８を
めっきにより形成する。さらに、所望のビア形状にレジ
ストの抜きパターンを形成した後、ビア銅導体１３０９
をめっきにより形成し、２層のレジストを剥離し、不要
な下地導電膜をエッチングして、配線銅導体１３０８と
ビア銅導体１３０９を形成した図１３（ｇ）の構造とす
る。

【０１０５】そして、銅導体間隙を上記と同様に絶縁膜
１３１０で充填した後、ビア銅導体表面１３１１を露出
させて図１３（ｈ）の構造とする。多層化する場合は、
図１３（ｇ）、図１３（ｆ）の工程を繰り返す。

【０１０６】次に、図１４を用いて上で説明したＡ法と
Ｂ法の製造方法のポイントとなるところを説明する。図
１４は、絶縁膜、フィラー、下地導電膜の態様を示す断
面図である。

【０１０７】Ａ法およびＢ法において、フィラー含有無
溶剤形流動性高分子前駆体はシートあるいはフィルム状
にすることが困難であるので、その供給はこの前駆体を
加熱溶融させて、精密定量吐出装置にて供給することが
望ましい。

【０１０８】さらに、Ａ法において、図１４（ｃ）に示
すような絶縁膜上に形成する下地導電膜１４０３を形成
する方法について説明する。

【０１０９】図１４（ａ）に示すような無溶剤形流動性
高分子前駆体を硬化した絶縁膜１４０１中のフィラー１
４０２を薬液により分解あるいは溶解する。そして、図
１４（ｂ）のように絶縁膜表面を粗面化した後、無電解
めっきすることにより、ビア銅導体と接続する図１４
（ｃ）の下地導電膜１４０３を形成する。これにより絶
縁膜との接着強度に優れた下地導電膜を形成することが
できる。

【０１１０】または、Ｂ法においては、表層銅導体表面
を露出させる工程において、同様にして絶縁膜表面を粗
化することにより、上層の銅との接着性、特に、サーマ
ルビア形成時の穴埋めされた貫通めっきスルーホール上
の絶縁膜と銅の接着性を高めることができる。

【０１１１】ここで、フィラーがポリイミドで、無溶剤
形流動性高分子前駆体が多官能エポキシ樹脂とノボラッ
ク樹脂の組成物にすると、薬液としては、アルカリ性水
溶液、エチレンジアミンとヒドラジンヒドラートの混合
液、Ｎ−メチル−２−ピロリドンまたはハロゲン化フェ
ノールのうちから選ばれた１種を用いることができる。
アルカリ性水溶液の場合には、ビア銅導体表面を露出
させる時に使うアルカリ性過マンガン酸塩エッチング液
で代用しても良い。このようにフィラーとしてポリイミ
ドを用いると絶縁膜全体としての耐熱性、電気特性、機
械特性等の物性を損なうことはない。

【０１１２】なお、Ａ法およびＢ法において、両面銅張
りプリント板の替わりに絶縁材料を使っても構わない。
絶縁材料としては、例えば、プリプレグ材を硬化した絶
縁材料を使うこともできる。

【０１１３】以上の多層配線基板の製造方法により、前
記課題の信頼性の高い高密度多層配線基板を低コスト
で、製造することができ、さらに、放熱性と高周波特性
に優れた構造を多層配線基板の製造過程で、その多層配
線基板に作り込むことができる。

【０１１４】〔本発明に係る多層配線基板とそれを用い
た半導体装置の材料、構造のスケール、製造方法の具体
例〕以下、本発明の各実施例を、上記構造の説明と製造
方法の説明を踏まえて、図１２、図１３および図１５を
用いて具体的に説明するが、本発明の適用対象は、素よ
りこれらに限定されるものではない。ここで、図１５
は、多層配線基板の各スケールを表示するための上面図
である。

【０１１５】〈実施例１〉ＢＴレジンの両面銅張りプリ
ント板（三菱瓦斯化学製）にドリリングで格子状に貫通
穴をあけ（図１２（ａ）、図１２（ｂ））、全面に化学
銅めっきを施した（図１２（ｃ））。

【０１１６】次いで、フィルムレジストを成膜し、露光
・現像により所望の形状に残しパターンを形成した後、
表層銅をエッチングによりパターニングし、レジストを
剥離した（図１２（ｄ））。

【０１１７】しかる後、スルーホールを含む銅導体間隙
にポリイミドフィラーと４官能性エポキシ樹脂系とノボ
ラック樹脂から成るフィラー含有無溶剤形流動性高分子
前駆体を精密定量吐出装置にて被着し、金型内にて減圧
加熱後、平板で上下から圧力をかけた。

【０１１８】次いで、この前駆体に静水圧をかけながら
加熱硬化して、絶縁膜を形成した後、銅導体表面は僅か
に絶縁膜が残っているのでアルカリ性過マンガン酸系エ
ッチング液で除去し、銅導体表面を露出させるととも
に、この絶縁膜表面を粗化した。

【０１１９】この後、感光性層間絶縁樹脂を成膜し、露
光・現像により所望の位置にビアホールを形成した（図
１２（ｆ））。次いで、後加熱を加え、アルカリ性過マ
ンガン酸系粗化液で層間絶縁膜を粗化し、化学銅めっ
き、電気銅めっきを施し、後加熱硬化をした。その後、
フィルムレジストを成膜し、露光・現像により所望の形
状に残しパターンを形成した後、表層銅をエッチングに
よりパターニングし、レジストを剥離した（図１２
（ｇ））。

【０１２０】そして、再度、感光性層間絶縁樹脂の成膜
からレジスト剥離までの工程を繰り返し、最後にソルダ
ーレジストを形成して、両面銅張りプリント板の両面に
逐次積層形薄膜層を２層づつ、計６層の多層配線基板を
作製した。

【０１２１】コアとなる両面プリント配線基板は、図１
５（ａ）に示すように、最も高密度な部分で、格子ピッ
チｄｐが７００μｍ、貫通めっきスルーホールは、キリ
径ｄｒが３００μｍ、ランド幅ｗｌｄを１００μｍと
し、４つの貫通めっきスルーホールの中央に、３つのラ
ンドから離れた距離ｄｑを１００μｍ程取って、１つの
ランドを拡張した。そして、このランドすなわちパッド
上に底部の径ｄｂ１００μｍのフォトビアホールを形成
し、外側の配線層におけるフォトビアホールのランド幅
ｗｈｌｄは、５０μｍ、フォトビアホールの乗るパッド
径は３００μｍ、パッドピッチｄｌｐは７００μｍ、パ
ッド間にライン幅ｗｌが５７μｍ、スペース幅ｗｓが５
７μｍの配線を３本形成し、層間接続は千鳥構造とし
た。

【０１２２】また、この多層配線基板の製造過程におい
て、図８（ｂ）に示すようなサーマルビアを形成し、片
面上のベアチップと基板は銀ペーストで、さらに、ベア
チップと基板のパッドとはハンダボールで接続し、裏面
のサーマルビア部とパッド部にハンダボールを形成し
て、図５のような構造をマルチチップモジュール及び半
導体パッケージに導入した。

【０１２３】〈実施例２〉ＢＴレジンの両面銅張りプリ
ント板（三菱瓦斯化学製）にドリリングで格子状に貫通
穴をあけ（図１３（ａ）、図１３（ｂ））、全面に化学
銅めっきを施した図１３（ｃ））。

【０１２４】次いで、フィルムレジストを成膜し、露光
・現像により所望の形状にビア用の抜きパターンを形成
した後、電気銅めっきでビアを形成し、レジストを剥離
した（図１３（ｄ））。

【０１２５】そしてさらに、電着レジストを成膜し、露
光・現像により所望の形状にレジストの残しパターンを
形成した後、表層銅をエッチングによりパターニング
し、レジストを剥離した（図１３（ｅ））。

【０１２６】しかる後、スルーホールを含む銅導体間隙
にポリイミドフィラーと４官能性エポキシ樹脂系とノボ
ラック樹脂から成るフィラー含有無溶剤形流動性高分子
前駆体を精密定量吐出装置にて被着し、金型内にて減圧
加熱後、平板で上下から圧力をかけた。

【０１２７】次いで、この前駆体に静水圧をかけながら
加熱硬化して、絶縁膜を形成した後、ビア銅導体表面は
僅かに絶縁膜がのっているのでアルカリ性過マンガン酸
系エッチング液でエッチング除去して銅導体表面を露出
させるとともに、絶縁膜表面を粗化した（図１３
（ｆ））。

【０１２８】この後、フラッシュめっきにて下地銅導電
膜（図示せず）を形成した。そして、フィルムレジスト
を成膜し、露光・現像により所望の形状に配線用の抜き
パターンを形成し、電気銅めっきで銅を形成し、さらに
この上に、フィルムレジストを成膜し、露光・現像によ
り所望の形状にビア用の抜きパターンを形成し、電気銅
めっきで銅を形成、２層のレジストを剥離した後、不要
となった下地導電膜をエッチング除去して、銅の配線と
ビアを形成した（図１３（ｇ））。

【０１２９】そして、再度、フィラー含有無溶剤形流動
性高分子前駆体の被着から下地銅導電膜のエッチング形
成までの工程を繰り返した後、さらに、フィラー含有無
溶剤形流動性高分子前駆体の被着から銅表面の露出まで
の工程を行ない、両面銅張りプリント板の両面に逐次積
層形薄膜層を２層づつ、計６層の多層配線基板を作製し
た。

【０１３０】コアとなる両面プリント配線基板は、図１
５（ｂ）に示すように、最も高密度な部分で、格子ピッ
チｄｐが６３５μｍ、貫通めっきスルーホールは、キリ
径ｄｒが３００μｍ、ランド幅ｗｌｄを１００μｍと
し、４つの貫通めっきスルーホールの中央に、３つのラ
ンドから離れた距離ｄｑを１００μｍ程取って、１つの
ランドを拡張した。そして、このランドすなわちパッド
上に径ｄｐｌｄ５５μｍの柱状ビアを形成し、外側の配
線層におけるビアが乗るパッド径は１４５μｍ、パッド
ピッチｄｌｐは６３５μｍ、このパッド間にライン幅ｗ
ｌが５５μｍ、スペース幅ｗｓが５５μｍの配線を４本
形成し、層間接続は千鳥構造とした。

【０１３１】また、この多層配線基板の製造過程におい
て、図８（ａ）に示すようなサーマルビアを形成し、片
面上のベアチップと基板は銀ペーストで、さらに、ベア
チップと基板のパッドとはハンダボールで接続し、裏面
のサーマルビア部とパッド部にハンダボールを形成し
て、図５のような構造をマルチチップモジュール及び半
導体パッケージに導入した。

【０１３２】〈実施例３〉実施例２と同様にして、コア
となる両面プリント配線基板は、最も高密度な部分で、
格子ピッチｄｐが６００μｍ、貫通めっきスルーホール
は、キリ径ｄｒが３００μｍ、ランド幅Ｗｌｄを１００
μｍとし、４つの貫通めっきスルーホールの中央に、３
つのランドから離れた距離ｄｑを１００μｍ程取って、
１つのランドを拡張した。そして、このランドすなわち
パッド上に５５μｍ径の柱状ビアを形成し、外側の配線
層におけるビアが乗るパッド径は１４５μｍ、パッドピ
ッチが４２４μｍ、すなわち、４つの穴埋めされた貫通
めっきスルーホールの中心位置とそれら中心位置の形成
する格子の中央位置の両者で構成した格子で、パッド間
にライン幅ｗｌが５５μｍ、スペース幅ｗｓが５５μｍ
の配線を２本形成する逐次積層形薄膜層とし、実施例２
と同様のマルチチップモジュール及び半導体パッケージ
を形成した。

【０１３３】〈実施例４〉実施例１と同様の多層配線基
板の製造過程において、図１０（ｂ）に示すようなウォ
ールビアを形成し、図１１に示すような移動無線端末の
受信系と発信系、論理系と無線系を分離した基板を製造
した。

【０１３４】〈実施例５〉実施例２と同様の多層配線基
板の製造過程において、図１０（ａ）に示すようなウォ
ールビアを形成し、図１１に示すような移動無線端末の
受信系と発信系、論理系と無線系を分離した基板を製造
した。

【０１３５】〈実施例６〉ＢＴレジンの両面銅張りプリ
ント板（三菱瓦斯化学製）の替わりに、ＢＴレジンのプ
リプレグを熱硬化した材料をベース基板に用い、実施例
１と同様の多層配線基板を実施例１と同様にして作製し
た。

【０１３６】〈実施例７〉ＢＴレジンの両面銅張りプリ
ント板（三菱瓦斯化学製）の替わりに、ＢＴレジンのプ
リプレグを熱硬化した材料をベース基板に用い、実施例
２と同様の多層配線基板を実施例２と同様にして作製し
た。

【０１３７】〈実施例８〉ＢＴレジンの両面銅張りプリ
ント板（三菱瓦斯化学製）の替わりに、ＢＴレジンのプ
リプレグを熱硬化した材料をベース基板に用い、全面の
化学銅めっきの替わりに、ダイレクトプレーティングを
用いて、実施例１と同様の多層配線基板を実施例１と同
様にして作製した。

【０１３８】〈実施例９〉ＢＴレジンの両面銅張りプリ
ント板（三菱瓦斯化学製）の替わりに、ＢＴレジンのプ
リプレグを熱硬化した材料をベース基板に用い、全面の
化学銅めっきの替わりに、ダイレクトプレーティングを
用いて、実施例２と同様の多層配線基板を実施例２と同
様にして作製した。

【０１３９】〈実施例１０〉実施例１において、銅導体
表面に僅かに残っている絶縁膜をアルカリ性過マンガン
酸系エッチング液で除去し、銅導体表面を露出させた。
その後、エチレンジアミンとヒドラジンヒドラートの混
合液に浸漬し、ポリイミドフィラーを分解して、絶縁膜
表面を粗化した。

【０１４０】〈実施例１１〉実施例２において、ビア銅
導体表面に僅かに残っている絶縁膜をアルカリ性過マン
ガン酸系エッチング液で除去し、銅導体表面を露出させ
た。その後、エチレンジアミンとヒドラジンヒドラート
の混合液に浸漬し、ポリイミドフィラーを分解して、絶
縁膜表面を粗化した。

【０１４１】〈実施例１２〉実施例１において、銅導体
表面に僅かに残っている絶縁膜をアルカリ性過マンガン
酸系エッチング液で除去し、銅導体表面を露出させた。
その後、Ｎ−メチル−２−ピロリドンとハロゲン化フェ
ノールの混合液に浸漬し、ポリイミドフィラーを溶解し
て、絶縁膜表面を粗化した。

【０１４２】〈実施例１３〉実施例２において、ビア銅
導体表面に僅かに残っている絶縁膜をアルカリ性過マン
ガン酸系エッチング液で除去し、銅導体表面を露出させ
た。その後、Ｎ−メチル−２−ピロリドンとハロゲン化
フェノールの混合液に浸漬し、ポリイミドフィラーを溶
解して、絶縁膜表面を粗化した。

【０１４３】

【発明の効果】本発明によれば、コアとなる両面プリン
ト配線基板の両面の接続をとるための貫通めっきスルー
ホールの穴を形成した場合であっても、その外側に形成
する絶縁膜と銅の逐次積層形薄膜層において高密度に配
線を形成する能力を最大限に引き出す構造の多層配線基
板およびこれを用いた半導体装置を提供することができ
る。特に、コアとなる両面プリント配線基板の表面に配
線を形成できない程、密にスルーホールを形成しても、
その外側に形成する逐次積層形薄膜層の導体層に配線を
形成できる構造の多層配線基板およびこれを用いた半導
体装置を提供することができる。

【０１４４】また、本発明によれば、放熱性に優れた構
造の多層配線基板およびこれを用いた半導体装置を提供
することができる。

【０１４５】また、本発明によれば、高周波特性に優れ
た多層配線基板およびこれを用いた半導体装置を提供す
ることができる。

【０１４６】さらに、本発明によれば、上記基板を信頼
性良く低コストで製造する方法を提供することにあり、
特に、絶縁膜と下地導電膜の接着強度の優れた多層配線
基板の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る多層配線基板のランドとビアの構
造を示す図で、図１（ａ）がランドとビアの斜視図、図
１（ｂ）が（ａ）のＡＡ´断面図である。

【図２】コアとなる両面プリント配線基板の表面層の上
面図を模式的に示したものである。

【図３】コアとなる両面プリント配線基板の表面層の上
下に形成される配線層の配線パターンの一つの例の上面
図を模式的に示したものである。

【図４】コアとなる両面プリント配線基板の表面層の上
下に形成される配線層の配線パターンの一つの例の上面
図を模式的に示したものである。

【図５】上面に半導体または半導体パッケージを２個搭
載した本発明の多層配線基板を用いた半導体装置の断面
図である。

【図６】上面と下面にそれぞれ１個ずつ半導体または半
導体パッケージを搭載した本発明の多層配線基板を用
い、リードフレームを取り付けた半導体装置の断面図で
ある。

【図７】放熱特性に優れた多層配線基板の断面図で、ス
ルーホール一つに、一つの柱状の銅体を対応せしめたも
のである。

【図８】放熱特性に優れた多層配線基板の断面図で、複
数のスルーホールに、一つの柱状の銅体を対応せしめた
ものである。

【図９】図８（ａ）の基板を用いて形成した放熱特性に
優れた半導体装置の断面図である。

【図１０】高周波特性に優れた本発明に係る多層配線基
板の斜視図である。

【図１１】高周波特性に優れた半導体装置の上面図であ
る。

【図１２】本発明に係る多層配線基板の製造方法のＢ法
の製造工程を工程別に、その多層配線基板の断面図を示
した図である。

【図１３】本発明に係る多層配線基板の製造方法のＡ法
の製造工程を工程別に、その多層配線基板の断面図を示
した図である。

【図１４】絶縁膜、フィラー、下地導電膜の態様を示す
断面図である。

【図１５】多層配線基板の各スケールを表示するための
上面図である。

【符号の説明】

１０１，７０３…穴埋めされた貫通めっきスルーホール
のランド １０２，２０５…穴埋めされた貫通めっきスルーホール
ランドの拡張部 １０３，２０６…ビア ２０１，２０２，２０３，２０４，３０３，３０４，３
０５，３０６，７０２，８０２，９０４…穴埋めされた
貫通めっきスルーホール ３０１…逐次積層形薄膜層の配線 ３０２，４０１，４０２，４０３，４０４，４０５，５
０２，５０３，６０２，６０３…パッド α…コアとなる両面プリント配線基板のスルーホール格
子 β，γ…逐次積層形薄膜層の格子 ５０１，６０１…多層配線基板 ５０４，５０５，６０４，６０５，９０２…半導体また
は半導体パッケージ ５０６，５０７，６０６…ハンダボール ６０７…リードフレーム ７０１…両面プリント板 ７０４，８０４…穴埋めされた貫通めっきスルーホール
の穴埋め部 ７０５，８０３，８０５，９０１，９０５…銅 ９０３，９０６…良熱導伝体 １００１…配線 １００２…絶縁層 １００３，１００４，１１０３…グランド層 １１０１…基板 １１０２…電気回路 １２０１，１３０１…両面銅張りプリント板 １２０２，１３０２…ドリル穴 １２０３，１２０４，１２０９，１３０３，１３０４，
１３０５，１３０８，１３０９…銅体 １２０５，１３０６，１３１０，１４０１…絶縁膜 １２０６，１３０７，１３１１…銅導体表面 １２０７…層間絶縁膜 １２０８…ビアホール １４０２…フィラー １４０３…下地導電膜 ｄｐ…スルーホール格子ピッチ ｄｒ…キリ径 ｗｌｄ…ランド幅 ｄｑ…３つのランドから離れた距離 ｄｂ…フォトビアホール底部の径 ｄｌｐ…パッドピッチ ｄｐｌｄ…スタッドビア径 ｗｌ…ライン幅 ｗｓ…スペース幅

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/12 Ｈ０５Ｋ 1/02 Ｎ 3/38 Ａ 7511−4Ｅ 3/42 Ａ 7511−4Ｅ (72)発明者 吉澤 千絵 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 京井 正之 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 山村 英穂 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 松本 邦夫 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コアとなる両面プリント板と、 その上または下に形成される配線層とを有する多層配線
   基板において、 前記コアとなる両面プリント板は、穴埋めされた貫通め
   っきスルーホールを備え、 その穴埋めされた貫通めっきスルーホールの周縁に存在
   するランドを拡張して、拡張ランド部を形成して、 その拡張ランド部の表面に、前記上または下に形成され
   る配線層との接続をとるためのビアを形成して成ること
   を特徴とする多層配線基板。
2. 【請求項２】 前記コアとなる両面プリント板が、少な
   くとも４つの穴埋めされた貫通めっきスルーホールを有
   し、 それら４つの穴埋めされた貫通めっきスルーホールの中
   央位置の形成する格子の中央位置にまで、前記拡張ラン
   ド部を拡張することを特徴とする請求項１記載の多層配
   線基板。
3. 【請求項３】 前記コアとなる両面プリント板の上また
   は下に形成される前記配線層において、 そのビアパッド位置が４つの穴埋めされた貫通めっきス
   ルーホールの中心位置、それら中心位置の形成する格子
   の中央位置のいずれか一方、または、両者であることを
   特徴とする請求項１および請求項２記載のいずれかの多
   層配線基板。
4. 【請求項４】 請求項３記載の多層配線基板の両面の格
   子上にパッドを設け、 前記多層配線基板の片面のパッ
   ド上に１個以上の半導体または半導体パッケージを接続
   し、 前記多層配線基板のもう一方の片面のパッド上に、別の
   多層配線基板と接続するための導電体を形成するか、 あるいは、 前記多層配線基板両面のパッド上に、各々の片面に１個
   以上の半導体または半導体パッケージを接続し、 前記多層配線基板のいずれかの片面のパッド上に、別の
   多層配線基板と接続するための導電体を形成したことを
   特徴とする半導体装置。
5. 【請求項５】 両面プリント板の穴埋めされた貫通めっ
   きスルーホールのランドおよび穴埋め部上に柱状の銅体
   を形成して成ることを特徴とする多層配線基板。
6. 【請求項６】 両面プリント板の穴埋めされた貫通めっ
   きスルーホールの複数個を含む領域の表層銅および穴埋
   め部上に柱状の銅体を形成して成ることを特徴とする多
   層配線基板。
7. 【請求項７】 請求項５および請求項６記載のいずれか
   の多層配線基板において、前記柱状の銅体と半導体また
   は半導体パッケージを熱伝導率の良い熱伝導体で接続
   し、 かつ、 穴埋めされた貫通めっきスルーホールを電源層もしくは
   グランド層と接続するか、または、前記半導体もしくは
   半導体パッケージに接続された銅体と反対側の柱状の銅
   体に、別の多層配線基板と接続するための熱伝導率の良
   い熱伝導体を形成することのいずれか一方、または、両
   者をおこなうことを特徴とする半導体装置。
8. 【請求項８】 基板中に含まれる少なくとも１本以上の
   配線を有する領域の配線周囲を絶縁層で被い、かつ、そ
   の領域の上下、左右、前後の３方向の内、少なくとも２
   方向をグランド層で囲うことを特徴とする多層配線基
   板。
9. 【請求項９】 請求項８記載の多層配線基板を用いて、
   複数の電気回路系を構成し、それらを前記グランド層で
   相互に分離したことを特徴とする半導体装置。
10. 【請求項１０】 （１）両面銅張りプリント板を穴明け
    し、全面に銅めっきをする工程、 （２）所望の形状にレジストの抜きパターンを形成した
    後、ビア用の銅をめっきし、レジストを剥離する工程、 （３）所望の形状にレジストの残しパターンを形成した
    後、表層銅をパターニングし、レジストを剥離する工
    程、 （４）前記基板の両面に表面の平坦な金型を設置し、こ
    の基板と金型との間にフィラー含有無溶剤形流動性高分
    子前駆体を供給する工程、 （５）前記金型と前記基板との間を排気する工程、 （６）前記金型を前記基板方向へ移動させてフィラー含
    有無溶剤形流動性高分子前駆体を前記基板上の銅導体間
    隙に充填する工程、 （７）前記前駆体に所定の静水圧をかける工程、 （８）静水圧下において前記前駆体を硬化する工程、 （９）ビア銅導体表面を露出させる工程、 （１０）前記ビア銅導体と接続する下地導電膜を形成す
    る工程、 （１１）所望の形状にレジストの抜きパターンを形成し
    た後、配線銅導体をめっきにより形成する工程、 （１２）所望の形状にレジストの抜きパターンを形成し
    た後、ビア銅導体をめっきにより形成する工程、 （１３）２層のレジストを剥離する工程、 （１４）不要の下地導電膜をエッチングする工程、 を含み、前記（１）ないし（３）の工程をこの順におこ
    ない、その後に、前記（４）ないし（１４）の工程をこ
    の順に繰り返すことで多層化する多層配線基板の製造方
    法（Ａ法）、 または、 （１）両面銅張りプリント板を穴あけし、全面に銅めっ
    きする工程、 （２）所望の形状にレジストの残しパターンを形成した
    後、表層銅をエッチングし、レジストを剥離する工程、 （３）前記基板の両面に表面の平坦な金型を設置し、こ
    の基板と金型との間にフィラー含有無溶剤形流動性高分
    子前駆体を供給する工程、 （４）前記金型と前記基板との間を排気する工程、 （５）前記金型を前記基板方向へ移動させてフィラー含
    有無溶剤形流動性高分子前駆体を前記基板上の銅導体間
    隙に充填する工程、 （６）前記前駆体に所定の静水圧をかける工程、 （７）静水圧下において前記前駆体を硬化する工程、 （８）表層銅導体表面を露出させる工程、 （９）絶縁膜を成膜した後、絶縁膜の所望の位置にビア
    ホールを形成する工程、 （１０）ビア銅導体と配線銅導体をめっきにより形成す
    る工程、 を含み、前記（１）ないし（８）の工程をこの順におこ
    ない、その後に、前記（９）ないし（１０）の工程をこ
    の順に繰り返すことで多層化する多層配線基板の製造方
    法（Ｂ法）において、 前記フィラー含有無溶剤形流動性高分子前駆体を加熱溶
    融させて、精密定量吐出装置にて基板上に供給すること
    を特徴とする多層配線基板の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記Ａ法またはＢ法の銅導体表面を露
    出させる工程である前記Ａ法−（９）およびＢ法−
    （８）において、 フィラーを薬液により分解あるいは溶解し、前記絶縁膜
    表面を粗面化することを特徴とする請求項１０記載の多
    層配線基板の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記フィラーがポリイミドで、 前記無溶剤形流動性高分子前駆体が、多官能エポキシ樹
    脂とノボラック樹脂の組成物であり、 前記薬液が、 （ａ）アルカリ性水溶液、 （ｂ）エチレンジアミンとヒドラジンヒドラートの混合
    液、 （ｃ）Ｎ−メチル−２−ピロリドンまたはハロゲン化フ
    ェノールのいずれか一方、または、両者のうちで、 前記（ａ）ないし（ｃ）のうちから選ばれた１種である
    ことを特徴とする請求項１１記載の多層配線基板の製造
    方法。
13. 【請求項１３】 前記両面銅張りプリント板の替わり
    に、絶縁基板を使うことを特徴とする請求項１０記載の
    多層配線基板の製造方法。
14. 【請求項１４】 前記絶縁基板が、プリプレグ材を硬化
    した基板であることを特徴とする請求項１３記載の多層
    配線基板の製造方法。