JPS6053099A - 配線基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、配線技術、特に、多層配線技術に関し、たと
えば、半導体装置において集積回路等に対し入出力する
ための配線技術に利用して有効な技術に関する。

［背景技術］ 半導体装置の高簗積化に伴い、集積回路に入出力させる
ための配線を多層構造化する配線技術が考えられる。

かかる多層配線技術として、絶縁基板上に第１層配線を
形成した後、第１層配線上に第１絶縁模層を生成し、こ
の第１絶縁膜層上に第２Ｎ配線を形成するとともに、ス
ルーボールを形成して両層配線相互を接続し、以後、第
２絶縁膜層、第３Ｎ配線を順次積層して行く技術が考え
られる。

しかし、かかる技術にあっては、絶縁膜各層および配線
各層を順次頂層形成して行くため、たとえば、第２絶縁
’ＩｒＡＮ上に形成された第３層配線は既に第２層配線
および第１Ｎ配線に接続されているので、第３層配線単
独での不良選別検査が実施できない。したがって、各層
の配線不良の発生が層数に応じて相乗的に増加すること
になり、生産性が低下するという問題点があることが、
本発明者によって明らかにされた。

［発明の目的］ 本発明の目的は、生産性が良好な多層配線技術を１１供
することにある 本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

［発明の概要］ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を節単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、複数枚の絶縁シートの表裏面に第１配線と第
２配線とを形成し、重合するシートを第１配線と第２配
線とが接続するように重畳して一体化することにより、
各絶縁シートごとに配線の不良選別が実施できるように
したものである。

［実施例コ 第１図は本発明の一実施例である配線基板を示す縦断面
図、第２図はこれを用いた半導体装置の一実施例を示す
縦断面図、第３図〜第６図は本発明の一実施例である配
線基板製遣方・法を示す各縦断面図である。

本実施例において、この配線基板１は複数枚の絶縁シー
トとじて、第１、第２、第３シート１ｏ、２０．３０を
備えており、各シートは絶縁性、可撓性を有するポリイ
ミドフィルムにより成形されている。第１、第２、第３
シート１ｏ、２ｏ１３０の表裏面上には、第１配線１１
．２１．３１と第２配線１２．２２．３２とがそれぞれ
形成されており、各シートにおいて第１配線と第２配線
とは各スルーボール導体１３．２３．３３によりそれぞ
れ電気的に接続されている。図示は省略されているが、
第１配線１１．２１．３１は、導体としての銅（Ｃｕ）
が蒸着されてなる薄膜配線もしくは銅箔配線上に金（Ａ
ｕ）をメッキされて形成されており、第２配線１２．２
２．３２は、Ｃｕ蒸着膜あるいはＣｕ箔膜上にずず（Ｓ
ｎ）をメッキされて形成されている。スルーホール導体
１３．２３．３３はシートの表裏面方向に穿設されたス
ルーホールにＣｕまたはＣｕ上にＡｕもしくはＳｎのメ
ッキを形成した複合層から形成されている。

第１、第２、第３シート１０．２０．３０は、互いに密
着状態に順次重畳され、熱圧着等の手段により一体化さ
れた状態になっている。この状態において、第１シート
１０の第２配線１２の一部と第２シー）２０上の第１配
線２１、および、第２シート２０の第２配線２２の一部
と第３シート３０の第１配線３１とは、電気的かつ機械
的に接続状態になっている。

すなわち、第２配線１２．２２表面のＳｎメッキ層と第
１配線２１．３１表面のＡｕメッキ層とが溶着状態にな
っている。

なお、後記するように、シートにおける第１配線、第２
配線、スルーホール導体の不良選別検査は、各シー１−
が重畳一体化される以前に、各シートごとに実施されて
いる。したがって、各シートの重畳一体化における不良
選別検査は、実質的に前記各シート相互の第１配線と第
２配線との接続状態における不良について意義を有する
ことになる。

第２図に示された半導体装置２において、前記構成にか
かる配線基板１ば、この半導体装置２のパッケージ３に
おけるベース４上に敷設されている。ベース４は断面凹
字形状に形成されたセラミック基板からなり、その底部
には外部引き出し用ノヒン５が多数本配設されている。

ベース５の底面に敷設された配線基板１の下面における
第１シー１〜１０の第１配線１１は各ピン５に電気的か
つ機械的に接続されている。すなわち、第１配線１１表
面のＳｎメッキ層とピン５端面のＡｕメノキ層とが溶着
状態になっている。

配線基板１上には、集積回路等を形成されたベレット６
が電極パッド上の各バンプ７を第２シート３０の第２配
線３２にそれぞれ溶着されることによって電気的かつ機
械的に接続されてし）る。

ベース４にはキャップ８がノー−メチ・ツクシール層９
を介して被せられており、これによりペレ・ノド６およ
び配線基板１は気密封止されてＧ）る。

前記構成にかかる半導体装置において、ベレ・ノド６の
集積回路等に対する電気信号は、ビン５、第１ソート１
０の第１配線１１、同スルーホール導体１３、同第２配
線１２、第２シート２０の第１配緯２１、同スルーホー
ル導体２３、同第２配線２２、第３シート３０の第１配
線３１、同スルーホール導体３３、同第２配綿３２およ
び）＜ンフ゛７を介して入出力される。

次に、前記構成にかかる配線基板の製造方法を説明する
。

第３図に代表的に示されるように、第１シート１０の素
材となるポリイミドフィルム１４の表裏面上には、第１
配線１１と第２配線１２とにそれぞれ対応するように第
１配線パターン１５と第２配線パターン１６（いずれも
一部のみが図示されている。）が、導体としてのＣＬＩ
薄膜をリソグラフィー処理等を用いて部分的に被着する
等の適当な手段により形成されている。ポリイミドフィ
ルム１４の周辺部には、各配線間の整合をとるための位
置決めとしての貫通孔１７が適数穿設されている。

第４図に示されるように、パターンを形成されたポリゴ
ミ１−フィルム１４にはスルーホール１８が第１および
第２配線パターン１５、１６を貫通ずるようにパンチさ
れ、このスルーホール１日の内周面または中空部全体に
導体１９が第１と第２配線パターンＩ５と１６とを電気
的に接続するように形成される。

第５図に示されるように、ポリイミドフィルム１４にお
ける第１配線パターン１５の表面にはＡＵメッキ層１５
ａが、第２配線パターン１６の表面にはＳｎメッキＮ　
１　６　ａがそれぞれ適当な手段により形成される。

メ・７キ層形成前または後に、ポリイミドフィルムは、
第１、第２配線１５、１６およびスルーホール導体１９
についての導通テスト、外観検査等を含む不良選別検査
を実施され、良品のみが選択される。

同様にして、第２ポリイミドフイルム２４（第６図参照
。以下同じ。）および第３ポリイミドフイルム３４には
、第１配線パターン２５、３５、ＡＩＪメッキ層２５ａ
、３５ａ、第２配線パターン２６、３６、３ｎメソギＮ
２６ａ，３Ｇａ、位置決め用貫通孔２７、３７、スルー
ホール２８、３８、スルーホール導体２９、３９がそれ
ぞれ形成される。そして、各フィルム２４、３４ごとに
不良選別検査をそれぞれ実施され、良品のみが選択され
る。

良品のみが選択された第１、第２、第３ポリイミドフイ
ルム１４、２４、３４は、第６図に示されるように順次
重畳される。このとき、各貫通孔１７、２７、３７に位
置決めビン４０が同軸的に挿通されることにより各フィ
ルム相互の整合がとられ、第１フイルム１４の第２配線
パターン１Ｇと第２フイルム２４の第１配線バクーン２
５、および、第２フイルム２４の第２配線パターン２６
と第３フイルム３４の第１配線パターン３５とが、所定
の位置においてそれぞれ正対することになる。

また、第１と第２フイルム１４と２４との間、および第
２と第３フイルム２４と３４との間には、密着性をよく
するための界面活性剤４１が塗布、吹き込み等の適当な
手段により介設される。

重畳された第１、第２、第３ポリイミドフイルム１４、
２４、３４は、低圧、高温（３００〜４３０°Ｃ〉の下
で、厚さ方向にプレスされる。これにより、互いに重合
するポリイミドフィルム１４と２４、および２４と３４
間は熱圧着され、重畳する３枚のポリイミドフィルム１
４、２４、３５は一体化される。このとき、熱圧着は低
圧下で行われて重合するフィルム間が真空吸引されるた
め、熱圧着面間に気泡等の空隙が発生することは防止さ
れる。また、フィルム間には界面活性剤４１が介設され
ているため、高い密着性が確保される。

したがって、熱圧着状態はきわめて良好になり、強固に
一体化した多重基板が作り出される。

この加熱および加圧により、第１フイルム１４の第２配
線パターン１６の表面のＡｕメッキ層１６ａと第２フイ
ルム２４の第１配線パターン２５表面のＳｎメッキ層２
５ａ、および、第２フイルム２４の第２配線パターン２
６表面のＡｕメッキ層２６ａと第３フイルム３４の第１
配線パターン３５表面のＳｎメッキＪ！ｉ　３５　ａは
溶着される。これによりへ第１フイルム１４の第１配線
パターン１５と第３フイルム３４の第２配線パターン３
６とは電気的に接続されたことになる・ 重畳一体化された状態において周辺部が切り落とされる
ことにより、前記構成にかかる配線基板１が作り出され
る。

この周辺部の切り落とし前または後に、配線基板１は、
第１フイルム１４の第１配線パターン１５と第３フイル
ム３４の第２配線パターン３６との間の導通テストや、
一体化状態の外観検査等を含む不良選別検査を実施され
る。

このとき、各フィルム１４．２４．３４ごとの第１およ
び第２配線１５．１６．２５．２６．３５．３６のそれ
ぞれについては不良選別が既に実施済であるので、それ
らの不良選別検査作業以後の処理工程において発生した
不良のみが選別検査対象とされることになる。したがっ
て、各フィルム１４．２４．３４ごとの不良が相乗的に
現れることはなく、この不良選別検査における不良発生
率は減少され、歩留りが向上される。

［効果］ （１）、スルーポール導体により互いに接続された第１
配線と第２配線とが形成された絶縁シートを複数枚重畳
させて一体化することにより、多層構造を有する配線基
板を得ることができ、したがって高密度配線が可能にな
る。

（２）１重ね合わせ以前の絶縁シートの段階において不
良選別検査が実施可能であるため、各層の配線ごとの不
良選別検査が実現でき、多層化後における不良発生率が
小さくなって高い歩留りが得られ（３）、絶縁シートと
してポリイミドフィルムを４史用することにより、絶縁
性、可撓性等を得ること力（できるとともに、熱圧着に
よりきわめて容易に力旭つ強固に重畳一体化することが
できる。また、経済的にも安価である。

（４）４重畳した絶縁シートを真空吸引しなカベら”圧
着することにより、きわめて容易に力１つ確実に重畳一
体化することができる。

（５）、絶縁シートに設定した位置決めを整合させるこ
とにより、各シート間の第１、第２配線十目互におｃす
る整合を容易かつ正確に整合させることカベできる。

以上本発明者によってなされた発明を実１％　％］　＆
こ基づき具体的に説明したが、本発明４ｉ作ｉ記実＄％
　（＋１１に限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲で種々変更可能であることはｂ）うまでもな
い。

たとえば、絶縁シートはポリイミドフィルムに限らず、
エポキシ系等の樹脂ソイｌレム、力゛ラスシート等が使
用できる。

第１、第２配線ばＣｕに限らず、銀、タングステン等の
良導体によって形成できる。重合する絶縁シートの第１
配線、第２配線相互間における電気的接続状態はＡ　ｕ
　−Ｓ　ｎの溶着に限らず、鉛−すず、Δｇ−Ｃｕの溶
着、さらには、第１、第２配線相互の面接触等によって
確保するようにしてもよい。

ｆｆ１Ｌ　ｆｆ１２配線、スルーホール導体における配
置（パターン）、形成方法、構造等については特に限定
はない。

［利用分野］ 以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体装置において
集積回路等に対し信号を入出力させるための配線基板に
通用した場合について説明したが、それに限定されるも
のではなく、たとえば、電子機器において、半導体装置
等のような電子部品を搭載してこれら部品に対し信号を
入出力させるためのプリント配線基板等にも通用できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である配線基板を示す縦断面
図、 第２図はそれを用いた半導体装置の一実施例を示ず輯断
面図、 第３図、第４図、第５図、第６図は本発明の一実施例で
ある配線基板製造方法を示す各縦断面図である。 １・・・配線基板、２・・・半導体装置、３・・・パッ
ケージ、４・・・ベース、５・・・ピン、６・・・ペレ
ット、７・・・ハンプ、８・・・キャップ、９・・・ハ
ーメチックシール層、１０゜２０．３０・・・絶縁シー
ト、１１，２１．３１・・・第１配線、１２．２２．３
２・・・第２配線、１３，２３．３３・・・スルーホー
ル導体、１４．２４．．３４・・・ポリイミドフィルム
、■５．２５．３５・・・第１配線パターン、１５ａ。 ２５ａ、３５ａ　・・・Ａｕメッキ層、１６，２６゜３
６・・・第２配線パターン、１６ａ、２６ａ。 ３６ａ・・−５ｎメッキ層、１７，２７．３７−・・位
置決め孔、１８，２８．３８・・・スルーホール、４０
・・・位置決めピン、４１・・・界面活性剤。 第　１　図 第　３　図 第　６　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、互いに密着状態に重畳一体化された複数枚の絶縁シ
   ートを備え、各絶縁シートがその表裏面に各々スルーホ
   ールにより接続された第１配線と第２配線とを備え、重
   合する絶縁シート同士の第１配線と第２配線とが電気的
   に接続されてなる配線基板。 ２、絶縁シートが、ポリイミドフィルムであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の配線基板。 ３、複数枚の絶縁シートの表裏面に互いにスルーボール
   により接続する第１配線と第２配線とを形成した後、こ
   れら絶縁シートを互いに重合するもの同士の第１配線と
   第２配線との一部が整合するように重畳し、さらに、重
   畳した複数枚の絶縁シートを密着状態に一体化する配線
   基板製造方法。 ４、重合する絶縁シー１−同士の第１配線と第２配線と
   の一部の整合が、各絶縁シートに設定された各位置決め
   の整合によって行われることを特徴とする特許請求の範
   囲第３項記載の配線基板製造方法。 ５、重畳した絶縁シートを密着状態に一体化する手段と
   して、真空吸引しながら熱圧着する手段を用いることを
   特徴とする特許請求の範囲第３項記載の配線基板製造方
   法。