JP3164751B2 - 多層薄膜配線基板 - Google Patents

多層薄膜配線基板

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    • H01L2924/19105Disposition of discrete passive components in a side-by-side arrangement on a common die mounting substrate
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • 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

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

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は混成集積回路装置や半導
体素子収納用パッケージ等に用いられる多層薄膜配線基
板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、混成集積回路装置や半導体素子収
納用パッケージ等に使用される配線基板はその回路配線
がMoーMn法等の厚膜形成技術によって形成されてい
る。
【0003】このMoーMn法は、タングステン、モリ
ブデン、マンガン等の高融点金属から成る金属粉末に有
機溶剤、溶媒を添加し、ペースト状となした金属ペース
トを生もしくは焼結セラミック体の外表面にスクリーン
印刷法により回路配線としての所定パターンに印刷塗布
し、次にこれを還元雰囲気中で焼成し、高融点金属粉末
とセラミック体とを焼結一体化させる方法である。
【0004】しかしながら、このMoーMn法を用いて
回路配線を形成した場合、回路配線は金属ペーストをス
クリーン印刷することにより形成されることから回路配
線の微細化が困難であり、回路配線の高密度化ができな
いという欠点を有していた。
【0005】そこで上記欠点を解消するために回路配線
を従来の厚膜形成技術により形成するのに替えて微細化
が可能な薄膜形成技術を用いて形成した多層薄膜配線基
板が使用されるようになってきた。
【0006】この回路配線を薄膜形成技術により形成し
た多層薄膜配線基板は、通常、酸化アルミニウム質焼結
体やムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミ
ニウム質焼結体、ガラスセラミックス焼結体等から成る
絶縁基板上にアルミニウム、銅、クロム、ニッケル等か
ら成る回路配線膜とポリイミド等の有機高分子材料から
成る絶縁膜とを交互に多層に被着させた構造を有してお
り、回路配線膜に半導体素子やコンデンサ等の電極を半
田を介し接続させれば、半導体素子やコンデンサ等の各
電子部品はその各々が回路配線膜を介して互いに電気的
に接続されるようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記多
層薄膜配線基板は回路配線膜に外部リード端子を従来一
般に使用されている金ー錫合金等から成るロウ材を用い
て取着し、回路配線膜を外部リード端子を介して他の外
部電気回路に電気的接続するようになした場合、金ー錫
合金等から成るロウ材の熱膨張係数が18×10-6/℃
であるのに対し回路配線膜の被着されているポリイミド
等の有機高分子から成る絶縁膜の熱膨張係数が40×1
-6/℃乃至50×10-6/℃であり、大きく相違する
ことから外部リード端子を取着するロウ材と絶縁膜に被
着されている回路配線膜との間にロウ材と絶縁膜の熱膨
張係数の相違に伴う大きな応力が発生し、この応力に起
因して外部リード端子の回路配線膜への取着の信頼性が
大きく低下するという欠点が誘発される。
【0008】
【発明の目的】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は回路配線膜に外部リード端子を強固に取
着し、回路配線膜に接続される電子部品を他の外部電気
回路に確実に電気的接続することができる多層薄膜配線
基板を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は絶縁基板上に薄
膜形成技術により有機高分子材料から成る絶縁膜と金属
材料から成る回路配線膜とを交互に多層に積層するとと
もに、前記回路配線膜に外部リード端子をロウ材を介し
て取着してなる多層薄膜配線基板であって、前記外部リ
ード端子がロウ材を介して取着される回路配線膜と接す
る絶縁膜の熱膨張係数が10×10-6/℃乃至30×1
-6/℃であるとともに前記外部リード端子のロウ付け
される回路配線膜と接する絶縁膜が、P−フェニレンジ
アミンとピロメリット酸無水物より得られるポリイミド
を20重量%含んだ4,4’−ジアミノジフェニルエー
テルと、ピロメリット酸無水物より得られるポリイミド
との共重合体で形成されていることを特徴とするもので
ある。
【0010】
【0011】
【作用】本発明の多層薄膜配線基板によれば、外部リー
ド端子がロウ付けされる回路配線膜と接する絶縁膜の熱
膨張係数を10×10-6/℃乃至30×10-6/℃とす
るとともに外部リード端子のロウ付けされる回路配線膜
と接する絶縁膜をP−フェニレンジアミンとピロメリッ
ト酸無水物より得られるポリイミドを20重量%含んだ
4,4’−ジアミノジフェニルエーテルと、ピロメリッ
ト酸無水物より得られるポリイミドとの共重合体で形成
し、回路配線膜に外部リード端子を取着するロウ材の熱
膨張係数に近似させたことから回路配線膜に外部リード
端子をロウ材を用いて取着し、回路配線膜を外部リード
端子を介して他の外部電気回路に電気的接続するように
なした際、外部リード端子を取着するロウ材と絶縁膜に
被着されている回路配線膜との間にロウ材と絶縁膜の熱
膨張係数の相違に伴う大きな応力が発生することはな
く、その結果、外部リード端子は回路配線膜に強固に取
着され、回路配線膜に接続される電子部品を外部リード
端子を介して他の外部電気回路に確実に電気的接続する
ことが可能となる。
【0012】
【実施例】次に本発明を添付図面に基づき詳細に説明す
る。図1は本発明の多層薄膜配線基板の一実施例を示し
1は絶縁基板、2は回路配線膜、3は絶縁膜である。
【0013】前記絶縁基板1は酸化アルミニウム質焼結
体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミ
ニウム質焼結体、ガラスセラミックス焼結体等の電気絶
縁材料より成り、その上面に回路配線膜2と絶縁膜3と
から成る多層配線部Aが被着されている。
【0014】前記絶縁基板1は多層配線部Aを支持する
支持部材として作用し、例えば、酸化アルミニウム質焼
結体からなる場合には、アルミナ、シリカ、マグネシ
ア、カルシア等の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添
加混合して泥漿状となすとともにこれをドクターブレー
ド法やカレンダーロール法等を採用することによってセ
ラミックグリーンシート(セラミック生シート)を形成
し、しかる後、前記セラミックグリーンシートに適当な
打ち抜き加工を施し、所定形状となすとともに高温(約
1600℃)で焼成することによって製作される。
【0015】また前記絶縁基板1の上面に被着されてい
る多層配線部Aは回路配線膜2と絶縁膜3とを交互に多
層に積層することによって形成されており、該回路配線
膜2に半導体素子4やコンデンサ5等の電子部品を半田
を介して接続すれば該半導体素子4やコンデンサ5等の
電子部品は回路配線膜2を介して各々が電気的に接続さ
れる。
【0016】前記多層配線部Aの回路配線膜2は、例え
ばアルミニウム、銅、クロム、ニッケル等の金属材料か
ら成り、蒸着法やスパッタリング法等の薄膜形成技術及
びエッチング加工技術を採用することによって絶縁基板
1上で、間に絶縁膜3を挟んで多層に被着形成される。
この場合、回路配線膜2は薄膜形成技術により形成され
ることから回路配線膜2の微細化が可能となり回路配線
膜2を高密度に形成することができる。
【0017】尚、前記回路配線膜2はその厚みが0.5
μm未満であると回路配線膜2の電気抵抗値が大きくな
る傾向にあり、また20μmを越えると回路配線膜2を
薄膜形成技術により形成する際の内部応力によって回路
配線膜2が絶縁膜3より剥離し易くなる傾向にあること
から0.5μm乃至20μmの範囲が良く、好適には1
μm乃至10μmの厚みに、最適には2μm乃至5μm
の厚みにしておくことが良い。
【0018】また前記回路配線膜2のうち最上部に位置
するものには外部リード端子6が金ー錫合金等のロウ材
7を介して取着されており、該外部リード端子6は回路
配線膜2に接続されている半導体素子4やコンデンサ5
等の電子部品を他の外部電気回路に電気的に接続する作
用を為す。
【0019】前記外部リード端子6は鉄ーニッケルーコ
バルト合金や鉄ーニッケル合金、銅等の金属材料で形成
されており、例えば、鉄ーニッケルーコバルト合金等の
インゴット(塊)を圧延加工法や打ち抜き加工法等、従
来周知の金属加工を施すことによって所定の形状に形成
される。
【0020】更に前記回路配線膜2の間には絶縁膜3が
配されており、該絶縁膜3は上下に位置する各回路配線
膜2の電気的絶縁を維持する作用を為す。
【0021】前記絶縁膜3はポリイミド樹脂等の有機高
分子材料から成り、例えば4,4’ージアミノジフェニ
ルエーテル50モル%、ジアミノジフェニルスルホン5
0モル%、3,3’ービフェニルテトラカルボン酸二無
水物から成るポリマ溶液を絶縁基板1上にスピンコーテ
ィング法により塗布し、しかる後、これに約400℃の
熱を加えてポリマ溶液を熱架橋させることによって絶縁
基板1上で回路配線膜2の間に被着形成される。
【0022】尚、前記絶縁膜3はその厚みが0.5μm
未満であると絶縁膜3にピンホールが発生して絶縁膜3
を挟んで上下に形成された回路配線膜2間の電気的絶縁
を図ることが困難となる傾向にあり、また40μmを越
えると絶縁膜3を形成する際の内部応力によって絶縁膜
3が回路配線膜2より剥離し易くなる傾向にあることか
ら0.5μm乃至40μmの範囲が良く、好適には2.
5μm乃至20μmの厚みに、最適には5μm乃至15
μmの厚みにしておくことが良い。
【0023】更に前記絶縁膜3のうち、少なくとも外部
リード端子6がロウ材7を介して取着される回路配線膜
2と接する絶縁膜3aの熱膨張係数が10×10-6/℃
乃至30×10-6/℃となっており、これによって回路
配線膜2に外部リード端子6をロウ材7を用いて取着し
ても外部リード端子6を取着するロウ材7と絶縁膜3a
に被着されている回路配線膜2との間にロウ材7と絶縁
膜3aの熱膨張係数の相違に伴う大きな応力が発生する
ことはなく、その結果、外部リード端子6は回路配線膜
2に強固に取着され、回路配線膜2に接続されている半
導体素子4やコンデンサ5等の電子部品を外部リード端
子6を介して他の外部電気回路に確実に電気的接続する
ことが可能となる。
【0024】前記絶縁膜3のうち、少なくとも外部リー
ド端子6がロウ材7を介して取着される回路配線膜2と
接する絶縁膜3aは、例えば、Pーフェニレンジアミン
とピロメリット酸無水物より得られるポリイミドを20
重量%含んだ4,4’ージアミノジフェニルエーテル
と、ピロメリット酸無水物より得られるポリイミドとの
共重合体で形成されており、ポリマ溶液を絶縁基板1上
にスピンコーティング法により塗布し、しかる後、これ
に約400℃の熱を加えてポリマ溶液を熱架橋させるこ
とによって外部リード端子6がロウ材7を介して取着さ
れる回路配線膜2の下部に配される。
【0025】尚、前記外部リード端子6がロウ材7を介
して取着される回路配線膜2と接する絶縁膜3aはその
熱膨張係数が10×10-6/℃未満、あるいは30×1
-6/℃を越えると外部リード端子6を取着するロウ材
7と絶縁膜3aに被着されている回路配線膜2との間に
ロウ材7と絶縁膜3aの熱膨張係数の相違に伴う大きな
熱応力が発生し、外部リード端子6を回路配線膜2に強
固に取着することができなくなる。従って、前記外部リ
ード端子6がロウ材7を介して取着される回路配線膜2
と接する絶縁膜3aはその熱膨張係数が10×10-6
℃乃至30×10-6/℃の範囲に特定される。
【0026】かくして上述の多層薄膜配線基板によれ
ば、絶縁基板1の上面に被着させた多層配線部Aの回路
配線膜2に半導体素子4やコンデンサ5等の電子部品を
半田を介して接続すれば半導体素子4やコンデンサ5等
の電子部品はその各々が回路配線膜2を介して電気的に
接続され、外部リード端子6を他の外部電気回路基板に
接続すれば半導体素子4やコンデンサ5等の電子部品は
外部リード端子6を介して外部電気回路基板に電気的に
接続される。
【0027】尚、本発明は上述の実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種
々の変更は可能であり、例えば、上述の実施例において
外部リード端子6の表面にニッケル、金等の耐蝕性に優
れ、且つロウ材と濡れ性の良い金属をメッキ法により
0.1μm乃至20μmの厚みに被着させておくと外部
リード端子6の酸化腐食を有効に防止することができる
とともに外部リード端子6と外部電気回路基板との接続
を良好となすことができる。従って、前記外部リード端
子6はその表面にニッケル、金等を0.1μm乃至20
μmの厚みに被着させておくことが好ましい。
【0028】
【0029】
【発明の効果】本発明の多層薄膜配線基板によれば、外
部リード端子がロウ付けされる回路配線膜と接する絶縁
膜の熱膨張係数を10×10-6/℃乃至30×10-6
℃とするとともに外部リード端子のロウ付けされる回路
配線膜と接する絶縁膜をP−フェニレンジアミンとピロ
メリット酸無水物より得られるポリイミドを20重量%
含んだ4,4’−ジアミノジフェニルエーテルと、ピロ
メリット酸無水物より得られるポリイミドとの共重合体
で形成し、回路配線膜に外部リード端子を取着するロウ
材の熱膨張係数に近似させたことから回路配線膜に外部
リード端子をロウ材を用いて取着し、回路配線膜を外部
リード端子を介して他の外部電気回路に電気的接続する
ようになした際、外部リード端子を取着するロウ材と絶
縁膜に被着されている回路配線膜との間にロウ材と絶縁
膜の熱膨張係数の相違に伴う大きな応力が発生すること
はなく、その結果、外部リード端子は回路配線膜に強固
に取着され、回路配線膜に接続される電子部品を外部リ
ード端子を介して他の外部電気回路に確実に電気的接続
することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多層薄膜配線基板の一実施例を示す断
面図である。
【符号の説明】
1・・・・・・絶縁基板 2・・・・・・回路配線膜 3・・・・・・絶縁膜 6・・・・・・外部リード端子 7・・・・・・ロウ材 A・・・・・・多層配線部

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁基板上に薄膜形成技術より有機高分
    子材料から成る絶縁膜と金属材料から成る回路配線膜と
    を交互に多層に積層するとともに、前記回路配線膜に外
    部リード端子をロウ材を介して取着してなる多層薄膜配
    線基板であって、前記外部リード端子がロウ材を介して
    取着される回路配線膜と接する絶縁膜の熱膨張係数が1
    0×10-6/℃乃至30×10-6/℃であるとともに前
    記外部リード端子のロウ付けされる回路配線膜と接する
    絶縁膜が、P−フェニレンジアミンとピロメリット酸無
    水物より得られるポリイミドを20重量%含んだ4,
    4’−ジアミノジフェニルエーテルと、ピロメリット酸
    無水物より得られるポリイミドとの共重合体で形成され
    ていることを特徴とする多層薄膜配線基板。
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