JP3832406B2

JP3832406B2 - Multilayer wiring board, semiconductor device, and wireless electronic device

Info

Publication number: JP3832406B2
Application number: JP2002259284A
Authority: JP
Inventors: 靖島田; 善毅平田; 弘之栗谷; 和久大塚; 正憲山口; 裕一島山; 健斑目; 悦男渡辺; 裕介近藤; 和徳山本
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2002-07-18
Filing date: 2002-09-04
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2022-09-04
Also published as: JP2004103615A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、コンデンサを有する多層配線板、該多層配線板に半導体チップを搭載した半導体装置、および該半導体装置を搭載した無線電子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の発達にともない、電子部品の高性能化に加えて、小型化と軽量化の要求がますます厳しくなっている。特に携帯電話に代表される携帯無線電子機器においてはその利便性の追求からその要求が顕著である。このような背景から、半導体チップや受動素子を効率良く搭載するために、多層配線板が用いられてきた。これまでは、配線ライン幅の細線化等の高密度配線化が主流であったが、実装する部品点数を低減するためにコンデンサに代表される受動部品内蔵が求められてきている。
【０００３】
多層配線板にコンデンサを内蔵化する技術としては、高誘電率無機材料を焼成して誘電体層を形成する技術、高誘電率無機材料と樹脂材料を複合化させて誘電体層を形成する技術、スパッタなどのプロセスを用いて薄膜の誘電体層を形成する技術などが公知となっている。
【０００４】
高誘電率無機材料を焼成して誘電体層を形成する技術としては、基板絶縁材料と同時焼成するのに適した高誘電率材料を用いる例（特許文献１、非特許文献１参照）があり、また、薄膜の誘電体層を形成する技術としては、半導体スパッタ技術を応用して樹脂基板中にコンデンサを内蔵化した例（非特許文献２参照）がある。
【０００５】
高誘電率無機材料と樹脂材料を複合化させて誘電体層を形成する技術を用いた多層配線板は、高温焼結工程やスパッタ工程がなく、経済的に優れている。樹脂を用いた多層配線板用途に数多くの高誘電率無機材料と樹脂との複合材料が提案されている（例えば、非特許文献３参照）。また、コンデンサを多層配線板内に製造する方法は、使用する材料の形態によって異なるが、例えば、従来の多層配線板の製造法（非特許文献４参照）や感光性を有する高誘電率材料を用いた多層配線板の製造法（非特許文献５参照）が挙げられる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−５５０７９号公報
【非特許文献１】
エレクトロニクス実装学会誌第４巻第２号１４５〜１４９頁
【非特許文献２】
エレクトロニクス実装学会誌第４巻第７号５９０〜５９６頁
【非特許文献３】
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ：ＭａｔｅｒｉａｌｓｉｎＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ第１１巻２５３〜２６８頁
【非特許文献４】
ＥｍｂｅｄｄｅｄＤｅｃｏｕｐｌｉｎｇＣａｐａｃｉｔａｎｃｅＰｒｏｊｅｃｔＦｉｎａｌＲｅｐｏｒｔ３−１〜６（ＮａｔｉｏｎａｌＣｅｎｔｅｒｆｏｒＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅｓ）
【非特許文献５】
“ＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆＴｈｉｎＦｉｌｍＰａｓｓｉｖｅＣｉｒｃｕｉｔｓＵｓｉｎｇＨｉｇｈ／ＬｏｗＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃＣｏｎｓｔａｎｔＭａｔｅｒｉａｌｓ”，ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（１９９７）７３９〜７４４頁
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
高誘電率材料として高誘電率フィラーを高充填した樹脂コンポジット材を用いたコンデンサを内蔵してなる多層配線板において、コンデンサをコア層として積層し、その層構成を対称とした場合、コア層の両面をパターニングしなければならないが、上記樹脂コンポジット材を用いたコンデンサは破断強度および加工性に問題が生じ易いため、コア層の片側ずつパターニングして積層しなければならず、通常の多層配線板の製造よりもコスト高となっていた。また、上記多層配線板において、絶縁層をコア層とした場合、コア層に対して対称に高誘電率材料を積層した場合にはその反りが小さいが、非対称に積層した場合には反りが大きくなってしまうという問題があった。すなわち、コア層を除く任意の層にコンデンサを配置して、反り量の小さな多層配線板を得ることは極めて困難なことであり、したがって、従来、この問題に対してはコンデンサをコア層に対して対称となるように設け、その反りを小さくせざるを得なかった。
【０００８】
しかしながら、高価な材料であるコンデンサを対称に配置、積層して反りを小さくする方法では、余分にコンデンサが必要となり、経済的に好ましくない上、多層配線板の設計自由度が制限される。
【０００９】
上記を鑑みて、本発明は、コア層を除く任意の層にコンデンサを有する非対称の層構成を有し、かつ反り量の小さい多層配線板、該多層配線板に半導体チップを搭載した半導体装置、および該半導体装置を搭載した無線電子装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の絶縁層と、複数の導体層と、複数の導体層を電気的に接続する導体化された非貫通穴と、高誘電率材料からなる少なくとも１つの絶縁層の上下面に電極を形成してなるコンデンサと、を有する多層配線板であって、高誘電率材料硬化物の、２５℃、１ＭＨｚにおける比誘電率が２０〜１００、厚みが０．１〜３０μｍであることを特徴とする多層配線板を提供する。
【００１１】
また、本発明は上記特徴を有する多層配線板に半導体チップが搭載されたことを特徴とする半導体装置を提供する。
【００１２】
また、本発明は、上記半導体装置が搭載されたことを特徴とする無線電子装置を提供する。
【００１３】
上記本発明によれば、コンデンサの誘電体となる高誘電率材料層を薄くすることによって、層構成の対称、非対称にかかわらず、多層配線板の反りを低減することが可能であり、さらには、コア層を除く任意の層にコンデンサを内蔵させることができるため設計自由度の大きな改善を図ることができる。また、必要最低限のコンデンサのみで済むため、コストを低減させることができる。また、高誘電率材料の厚みを薄くしたため、誘電体厚みに反比例するコンデンサ容量を大きくすることができる。
【００１４】
以下、本発明を実施の形態により詳細に説明する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の多層配線板は、複数の絶縁層と、複数の導体層と、複数の導体層を電気的に接続する導体化された非貫通穴と、高誘電率材料からなる少なくとも１つの絶縁層の上下面に電極を形成してなるコンデンサと、を有する多層配線板であって、高誘電率材料硬化物の、２５℃、１ＭＨｚにおける比誘電率が２０〜１００、厚みが０．１〜３０μｍであることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の多層配線板のコンデンサに用いる高誘電率材料は、少なくとも絶縁樹脂および高誘電率充填材を含む樹脂組成物である。該絶縁樹脂としては、特に限定されないが、半硬化状態で用いることが可能であり、かつ硬化後には絶縁性の優れた高誘電率材料を提供することができるエポキシ樹脂を用いることが好ましい。
【００１７】
エポキシ樹脂としては、硬化して接着作用を呈するものであればよいが、好ましくは二官能以上で、分子量が５０００未満、より好ましくは３０００未満のエポキシ樹脂を使用する。二官能エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型またはビスフェノールＦ型樹脂等が例示される。ビスフェノールＡ型またはビスフェノールＦ型液状樹脂は、油化シェルエポキシ株式会社から、エピコート８０７、エピコート８２７、エピコート８２８という商品名で市販されている。また、ダウケミカル日本株式会社からは、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３０、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３１、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３６１という商品名で市販されている。さらに、東都化成株式会社から、ＹＤ８１２５、ＹＤＦ８１７０という商品名で市販されている。
【００１８】
また、高Ｔｇ化を目的に多官能エポキシ樹脂を加えてもよく、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等が例示される。フェノールノボラック型エポキシ樹脂は、日本化薬株式会社から、ＥＰＰＮ−２０１という商品名で市販されている。クレゾールノボラック型エポキシ樹脂は、住友化学工業株式会社から、ＥＳＣＮ−１９０、ＥＳＣＮ−１９５という商品名で市販されている。また、前記日本化薬株式会社から、ＥＯＣＮ１０１２、ＥＯＣＮ１０２５、ＥＯＣＮ１０２７という商品名で市販されている。さらに、前記東都化成株式会社から、ＹＤＣＮ７０１、ＹＤＣＮ７０２、ＹＤＣＮ７０３、ＹＤＣＮ７０４という商品名で市販されている。
【００１９】
また、上記エポキシ樹脂を硬化させるための硬化剤としては、通常用いられているものを使用することでき、特に限定されないが、例えば、アミン、ポリアミド、酸無水物、ポリスルフィッド、三弗化硼素及びフェノール性水酸基を１分子中に２個以上有する化合物であるビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ等が挙げられる。特に吸湿時の耐電食性に優れるためフェノール樹脂であるフェノールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック樹脂またはクレゾールノボラック樹脂等を用いるのが好ましい。好ましいとした硬化剤は、大日本インキ化学工業株式会社から、プライオーフェンＬＦ２８８２、フェノライトＴＤ−２０９０、フェノライトＴＤ−２１４９、フェノライトＶＨ４１５０、フェノライトＶＨ４１７０という商品名で市販されている。
【００２０】
さらに、硬化剤とともに従来公知の硬化促進剤を用いることができ、該硬化促進剤としては、各種イミダゾール類を用いることが好ましい。イミダゾールとしては、例えば、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテート等が挙げられる。このようなイミダゾール類は、四国化成工業株式会社から、２Ｅ４ＭＺ、２ＰＺ−ＣＮ、２ＰＺ−ＣＮＳという商品名で市販されている。
【００２１】
高誘電率充填材としては、例えば、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸鉛、二酸化チタン、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、ジルコン酸鉛等を挙げることができ、これらは単独でも二種以上同時に用いてもよい。特に比誘電率が５０以上のものを用いることが好ましい。また、上記のような高誘電率充填材の一種以上を重量比で絶縁樹脂１００に対して３００〜３０００配合することが好ましい。
【００２２】
また、本発明で用いる高誘電率材料の取り扱い性を向上させるために、エポキシ基、アミド基、カルボキシル基、シアネート基、ヒドロキシ基等の少なくとも一種類の官能基を有する重量平均分子量が１万〜８０万である高分子量樹脂を配合することが好ましい。重量平均分子量が１万以上であるとＢステージにおける高誘電率材料のタック性の低減や硬化時の可撓性を向上させることができる。また、重量平均分子量が８０万を超えると高誘電率充填材を均一に分散することが困難となる。このような高分子量樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、高分子量エポキシ樹脂、超高分子量エポキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂、官能基含有反応性ゴムなどが挙げられる。上記フェノキシ樹脂は、東都化成株式会社から、フェノトートＹＰ−４０、フェノトートＹＰ−５０という商品名で市販されている。また、フェノキシアソシエート社から、ＰＫＨＣ、ＰＫＨＨ、ＰＫＨＪいう商品名で市販されている。上記高分子量エポキシ樹脂は、重量平均分子量が３万〜８万の高分子量エポキシ樹脂、さらには、重量平均分子量が８万を超える超高分子量エポキシ樹脂（特公平７−５９６１７号、特公平７−５９６１８号、特公平７−５９６１９号、特公平７−５９６２０号、特公平７−６４９１１号、特公平７−６８３２７号公報参照）があり、何れも日立化成工業株式会社で製造している。上記ポリアミドイミド樹脂は、日立化成工業株式会社からＫＳ９０００シリーズという商品名で市販されている。上記官能基含有反応性ゴムとしては、カルボキシル基含有アクリルゴムが帝国化学産業株式会社から、ＨＴＲ−８６０Ｐという商品名で、エポキシ基含有アクリルゴムがＨＴＲ−８６０Ｐ−３という商品名で市販されている。
【００２３】
さらに、本発明で用いる高誘電率材料に分散剤を加えても良い。用いることのできる分散剤としては、市販されている非シリコーン系の分散剤など従来公知のものであればよく、特に限定されない。また、その配合量は、実験により適宜決定すればよい。
【００２４】
上記のような組成よりなる高誘電率材料は、メチルエチルケトン等の有機溶剤と混合してワニス状とし、これを金属箔に塗布、乾燥し、Ｂステージ状態のシート状にして使用に供することが好ましい。ここで用いる金属箔としては、例えば、銅、アルミなどが挙げられ、その厚さは１〜３５μｍであることが好ましく、１〜１２μｍであることがより好ましい。また、該金属箔に金属めっきを施さないことにより、金属箔厚みの増加を抑制することが可能となる。
【００２５】
また、上記高誘電率材料のＢステージ状態の１２０℃における溶融粘度は１００〜２００Ｐａ・Ｓであることが好ましい。最低溶融粘度が１００Ｐａ・Ｓよりも低い場合にはフローが大きいため厚みのばらつきが大きくなり、２００Ｐａ・Ｓよりも高い場合には接着性が低下する。
【００２６】
本発明において、上記高誘電率材料からなる絶縁層以外の箇所の絶縁層に用いる絶縁樹脂としては、特に制限されないが、高誘電率材料と異なる絶縁樹脂を用いることが好ましく、さらにはガラス基材で補強され、かつ樹脂中に無機フィラーが添加されているものが好ましい。ガラス基材で補強されることにより、絶縁層の厚みが１５０μｍ以上であっても、ガラス基材がない場合に比べて、その厚み制御が容易である。また、無機フィラーが添加されることにより、ガラス基材の影響による表面のうねりが低減され、高周波特性に優れた平滑な表面を有する多層配線板を得ることができる。ガラス基材で補強され、かつ無機フィラーが添加された樹脂としては、市販のものとして、ＭＣＬ−Ｅ−６７９Ｆ、ＭＣＬ−ＢＥ−６７Ｇ（Ｈ）（以上、日立化成工業株式会社製、商品名）やＣＳ−３３５５Ｓ、ＣＳ−３３５７Ｓ（以上、利昌工業株式会社製、商品名）などの銅張積層板やＧＥＡ−６７９Ｆ、ＧＥＡ−６７ＢＥ（Ｈ）（以上、日立化成工業株式会社製、商品名）、ＥＳ−３３０５Ｓ（利昌工業株式会社製、商品名）などの層間接着絶縁材料を使用できる。
【００２７】
また、多層配線板の導体パターン間の凹部を絶縁樹脂で充填し、あらかじめ高誘電率材料層が形成される基板表面を平坦にしておくことが好ましい。このように平坦化しておくことで、厚みの薄い高誘電材料を厚み精度よく配置することが可能となる。
【００２８】
また、本発明の多層配線板は、コンデンサと併せてインダクタをも有しうる。インダクタは導体層をエッチング処理して形成され、好ましくはコンデンサの電極を含む導体パターンに形成される。また、該インダクタは導体パターンのライン幅が細い方がインダクタンス密度が高くなるため、他の導体層よりも厚みが薄く、かつその厚みが１〜１２μｍであることが好ましい。
【００２９】
また、本発明の多層配線板は、コア層を除く任意の層にコンデンサを有する非対称の層構成を有しうるが、この場合においても多層配線板の反りは室温において曲率４．０×１０^−４ｍｍ^−１以下であることが好ましく、２．４×１０^−４ｍｍ^−１以下であることがより好ましく、１．４×１０^−４ｍｍ^−１以下であることが特に好ましい。
【００３０】
ここで、曲率κは、図３に示すような配線板を円弧の一部とみなした場合の半径の逆数であり、配線板の最長の長さＬおよび反り量ｈから、下記式１で表される関係式（金沢工業大学材料システム研究所編「材料システム」第２０巻（２００２）、ｐ１３１−ｐ１３６）を用いて求めた値である。
【００３１】
【数１】

なお、配線板は一定の曲率で反り、その両側の曲率が同一であるものと仮定する。また、配線板の最長の長さＬは、例えば、四角形の配線板であればその対角線の長さを表し、式１においては、直線距離ｌをその近似値として用いる。さらに、反り量ｈは、多層配線板を水平な台表面に凹面が上になるように置いたときの台表面と多層配線板端部底面との距離を表し、その値は１ｍｍ以下であることが好ましく、０．６ｍｍ以下であることがより好ましく、０．３５ｍｍ以下であることが特に好ましい。
【００３２】
また、本発明の多層配線板は、上記高誘電率材料からなる少なくとも１つの絶縁層とこれに隣接する絶縁層とを同時に貫く非貫通穴を有していてもよい。
【００３３】
また、本発明の多層配線板は、３００μｍ以上のライン幅を有する導体パターンを最外層導体層に備え、さらに該最外導体層に隣接する絶縁層の厚みが１５０μｍ以上であることが好ましい。ライン幅を３００μｍ以上にすることにより高周波回路において信号減衰を抑制することができ、かつ絶縁層の厚みを１５０μｍ以上にすることにより特性インピーダンス低下を抑制することができる。
【００３４】
本発明は、これまで述べてきた多層配線板に半導体チップを搭載した半導体装置をさらに提供する。容量ばらつきの小さなコンデンサ、または容量ばらつきの小さなコンデンサとインダクタンス密度の高いインダクタを基板内に有する多層配線板を用いることにより、小型化と軽量化を同時に達成した半導体装置を得ることができる。また、３００μｍ以上のライン幅を有する導体パターンを最外層導体層に備え、さらに該最外導体層に隣接する絶縁層の厚みが１５０μｍ以上である多層配線板を用いることにより、高周波減衰が小さく、特性インピーダンス不整合による反射ノイズも小さい半導体装置を得られる。
【００３５】
本発明は、前述の半導体装置を搭載した無線電子装置をさらに提供する。小型軽量な半導体装置を用いることにより、無線電子装置の小型軽量化が図られる。また、高周波特性に優れた無線電子装置を得ることも可能となる。なお、本発明の多層配線板は、非対称な層構成を中心に説明しているが、従来から製造されている対称な層構成の場合に適用しても反りの小さな配線板が得られることは勿論のことである。
【００３６】
以下、本発明の多層配線板およびその製造方法について、実施例を用いてより詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３７】
【実施例】
高誘電率材料シート１
エポキシ樹脂としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製のＹＤ−８１２５を使用）６６重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製のＹＤＣＮ−７０３を使用）３４重量部、エポキシ樹脂の硬化剤としてフェノールノボラック樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製のプライオーフェンＬＦ２８８２を使用）６３重量部、高分子量樹脂としてフェノキシ樹脂（重量平均分子量５万、東都化成株式会社製のフェノトートＹＰ−５０を使用）２４重量部、硬化促進剤として硬化促進剤１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール（キュアゾール２ＰＺ−ＣＮを使用）０．６重量部、高誘電率充填材として平均粒径１．５μｍのチタン酸バリウムフィラー（富士チタン工業株式会社製のＢＴ−１００ＰＲを使用）８６０重量部、分散剤として非シリコーン系分散剤（ビックケミー・ジャパン株式会社製のＢＹＫ−Ｗ９０１０を使用）５．４重量部からなる組成物に、メチルエチルケトンを加えてビーズミルを用いて１０００回転／分で１時間撹拌混合し、２００メッシュのナイロン布でろ過した後に真空脱気した。この樹脂ワニスを、厚さ１２μｍの電解銅箔（古河サーキットフォイル株式会社製のＧＴＳ−１２を使用）上に塗布し、１４０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が５μｍのＢステージ状態の塗膜を形成し、銅箔を備えた高誘電率材料シート１を作製した。
【００３８】
このＢステージ状態の高誘電率材料シート１の１２０℃の溶融粘度を島津フローテスターＣＦТ−１００型（株式会社島津製作所、商品名）を用い、２ｍｍφのノズル径の治具で測定したところ、１００Ｐａ・Ｓであった。また、１７０℃で１時間硬化させた硬化物について、ＬＣＲメータＹＨＰ４２７５Ａ（横河ヒューレットパッカード株式会社、商品名）を用い、２５℃、１ＭＨｚにおけるインピーダンス特性から誘電率を算出した結果、２０であった。
【００３９】
高誘電率材料シート２
エポキシ樹脂としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製のＹＤ−８１２５を使用）６６重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製のＹＤＣＮ−７０３を使用）３４重量部、エポキシ樹脂の硬化剤としてフェノールノボラック樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製のプライオーフェンＬＦ２８８２を使用）６３重量部、高分子量樹脂として、下記の一般式に示されるポリアミドイミド樹脂（重量平均分子量７万）２４重量部、
【化１】

硬化促進剤として硬化促進剤１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール（キュアゾール２ＰＺ−ＣＮを使用）０．６重量部、高誘電率充填材として平均粒径１．５μｍのチタン酸バリウムフィラー（富士チタン工業株式会社製のＢＴ−１００ＰＲを使用）１３００重量部および平均粒径０．６μｍのチタン酸バリウムフィラー（富士チタン工業株式会社製のＨＰＢＴ−１を使用）４００重量部、分散剤として非シリコーン系分散剤（ビックケミー・ジャパン株式会社製のＢＹＫ−Ｗ９０１０を使用）１１．２重量部からなる組成物に、メチルエチルケトンを加えて小型攪拌脱泡装置を用いて１０分攪拌脱泡した後に２００メッシュのナイロン布でろ過した。この樹脂ワニスを、厚さ１２μｍの電解銅箔（古河サーキットフォイル株式会社製のＧＴＳ−１２を使用）上に塗布し、１４０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が１０μｍのＢステージ状態の塗膜を形成し、銅箔を備えた高誘電率材料シート２を作製した。
【００４０】
このＢステージ状態の高誘電率材料シート２の１２０℃の溶融粘度を島津フローテスターＣＦТ−１００型（株式会社島津製作所、商品名）を用い、２ｍｍφのノズル径の治具で測定したところ、２００Ｐａ・Ｓであった。また、１７０℃で１時間硬化させた硬化物について、ＬＣＲメータＹＨＰ４２７５Ａ（横河ヒューレットパッカード株式会社、商品名）を用い、２５℃、１ＭＨｚにおけるインピーダンス特性から誘電率を算出した結果、４５であった。
【００４１】
高誘電率材料シート３
エポキシ樹脂としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製のＹＤ−８１２５を使用）６６重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製のＹＤＣＮ−７０３を使用）３４重量部、エポキシ樹脂の硬化剤としてフェノールノボラック樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製のプライオーフェンＬＦ２８８２を使用）６３重量部、高分子量樹脂としてフェノキシ樹脂（重量平均分子量５万、東都化成株式会社製のフェノトートＹＰ−５０を使用）２４重量部、硬化促進剤として硬化促進剤１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール（キュアゾール２ＰＺ−ＣＮを使用）０．６重量部、高誘電率充填材として平均粒径１．５μｍのチタン酸バリウムフィラー（富士チタン工業株式会社製のＢＴ−１００ＰＲを使用）１３００重量部および平均粒径０．６μｍのチタン酸バリウムフィラー（富士チタン工業株式会社製のＨＰＢＴ−１を使用）４００重量部、分散剤として非シリコーン系分散剤（ビックケミー・ジャパン株式会社製のＢＹＫ−Ｗ９０１０を使用）１１．２重量部からなる組成物に、メチルエチルケトンを加えてビーズミルを用いて１０００回転／分で１時間撹拌混合し、２００メッシュのナイロン布でろ過した後に真空脱気した。この樹脂ワニスを、厚さ１２μｍの電解銅箔（古河サーキットフォイル株式会社製のＧＴＳ−１２を使用）上に塗布し、１４０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が１０μｍのＢステージ状態の塗膜を形成し、銅箔を備えた高誘電率材料シート３を作製した。
【００４２】
このＢステージ状態の高誘電率材料シート３の１２０℃の溶融粘度を島津フローテスターＣＦТ−１００型（株式会社島津製作所、商品名）を用い、２ｍｍφのノズル径の治具で測定したところ、１５０Ｐａ・Ｓであった。また、１７０℃で１時間硬化させた硬化物について、ＬＣＲメータＹＨＰ４２７５Ａ（横河ヒューレットパッカード株式会社、商品名）を用い、２５℃、１ＭＨｚにおけるインピーダンス特性から誘電率を算出した結果、４５であった。
【００４３】
高誘電率材料シート４
エポキシ樹脂としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製のＹＤ−８１２５を使用）６６重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製のＹＤＣＮ−７０３を使用）３４重量部、エポキシ樹脂の硬化剤としてフェノールノボラック樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製のプライオーフェンＬＦ２８８２を使用）６３重量部、高分子量樹脂としてフェノキシ樹脂（重量平均分子量５万、東都化成株式会社製のフェノトートＹＰ−５０を使用）２４重量部、硬化促進剤として硬化促進剤１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール（キュアゾール２ＰＺ−ＣＮを使用）０．６重量部、高誘電率充填材として平均粒径１．５μｍのチタン酸バリウムフィラー（富士チタン工業株式会社製のＢＴ−１００ＰＲを使用）１９００重量部および平均粒径０．６μｍのチタン酸バリウムフィラー（富士チタン工業株式会社製のＨＰＢＴ−１を使用）５５０重量部、分散剤として非シリコーン系分散剤（ビックケミー・ジャパン株式会社製のＢＹＫ−Ｗ９０１０を使用）１５．９重量部からなる組成物に、メチルエチルケトンを加えてビーズミルを用いて１０００回転／分で１時間撹拌混合し、２００メッシュのナイロン布でろ過した後に真空脱気した。この樹脂ワニスを、厚さ１２μｍの電解銅箔（古河サーキットフォイル株式会社製のＧＴＳ−１２を使用）上に塗布し、１４０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が２５μｍのＢステージ状態の塗膜を形成し、銅箔を備えた高誘電率材料シート４を作製した。
【００４４】
このＢステージ状態の高誘電率材料シート４の１２０℃の溶融粘度を島津フローテスターＣＦТ−１００型（株式会社島津製作所、商品名）を用い、２ｍｍφのノズル径の治具で測定したところ、２００Ｐａ・Ｓであった。また、１７０℃で１時間硬化させた硬化物について、ＬＣＲメータＹＨＰ４２７５Ａ（横河ヒューレットパッカード株式会社、商品名）を用い、２５℃、１ＭＨｚにおけるインピーダンス特性から誘電率を算出した結果、７０であった。
【００４５】
高誘電率材料シート５
エポキシ樹脂としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製のＹＤ−８１２５を使用）６６重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製のＹＤＣＮ−７０３を使用）３４重量部、エポキシ樹脂の硬化剤としてフェノールノボラック樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製のプライオーフェンＬＦ２８８２を使用）６３重量部、高分子量樹脂としてフェノキシ樹脂（重量平均分子量５万、東都化成株式会社製のフェノトートＹＰ−５０を使用）２４重量部、硬化促進剤として硬化促進剤１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール（キュアゾール２ＰＺ−ＣＮを使用）０．６重量部、高誘電率充填材として平均粒径１．５μｍのチタン酸バリウムフィラー（富士チタン工業株式会社製のＢＴ−１００ＰＲを使用）８６０重量部、分散剤として非シリコーン系分散剤（ビックケミー・ジャパン株式会社製のＢＹＫ−Ｗ９０１０を使用）５．４重量部からなる組成物に、メチルエチルケトンを加えてビーズミルを用いて１０００回転／分で１時間撹拌混合し、２００メッシュのナイロン布でろ過した後に真空脱気した。この樹脂ワニスを、厚さ１２μｍの電解銅箔（古河サーキットフォイル株式会社製のＧＴＳ−１２を使用）上に塗布し、１４０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が３０μｍのＢステージ状態の塗膜を形成し、銅箔を備えた高誘電率材料シート５を作製した。
【００４６】
このＢステージ状態の高誘電率材料シート５の１２０℃の溶融粘度を島津フローテスターＣＦТ−１００型（株式会社島津製作所、商品名）を用い、２ｍｍφのノズル径の治具で測定したところ、１００Ｐａ・Ｓであった。また、１７０℃で１時間硬化させた硬化物について、ＬＣＲメータＹＨＰ４２７５Ａ（横河ヒューレットパッカード株式会社、商品名）を用い、２５℃、１ＭＨｚにおけるインピーダンス特性から誘電率を算出した結果、２０であった。
【００４７】
実施例１
図２（ａ）に示すような銅箔厚３μｍ、板厚０．２ｍｍの両面銅箔張ガラスエポキシ積層板ＭＣＬ−Ｅ−６７９Ｆ（日立化成工業株式会社製、商品名）に所望のドリル穴明けを行った（図２（ｂ））。超音波洗浄とアルカリ過マンガン酸液で炭化した樹脂カスを除去後、この基板に触媒を付与して、密着促進化後無電解銅めっきを行い、ドリル穴内壁と銅箔表面に約１５μｍの無電解銅めっき層を形成した（図２（ｃ））。この基板表面に次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする黒化処理と、ジメチルアミノボランを主成分とする還元処理によって、粗化処理を行った。この基板のドリル穴内にスクリーン印刷によりペーストタイプの熱硬化型絶縁材料ＨＲＰ−７００ＢＡ（太陽インキ製造株式会社、商品名）を充填し、１７０℃で６０分間の熱処理により硬化させた（図２（ｄ））。基板表面をバフブラシにより研磨し、余分な絶縁材料を除去した後、この基板に触媒付与、密着促進化後無電解銅めっきを行い、基板表面に約１５μｍの無電解銅めっき層を形成した（図２（ｅ））。ついで、この基板表面に所望のエッチングレジストを形成し、不要な銅を塩化第２鉄水溶液を用いてエッチング除去して、コンデンサの電極の一方を含む導体パターンを有する内層回路板を作製した（図２（ｆ））。
【００４８】
次に、この内層回路板表面にロールコータを用いてペーストタイプの熱硬化型絶縁材料ＨＲＰ−７００ＢＡ（太陽インキ製造株式会社、商品名）を基板絶縁層表面から約４０μｍ、導体パターン表面から約５μｍ塗布し、１７０℃で６０分間の熱処理により硬化させた。この基板をバフブラシにより導体パターン表面が現れるまで研磨し、余分な絶縁材料を除去して内層回路板の平坦化を行った（図２（ｇ））。内層回路板表面の凹凸は３μｍ以下であった。その後、この回路板の回路表面に次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする黒化処理と、ジメチルアミノボランを主成分とする還元処理によって、粗化処理を行った。
【００４９】
次に、この回路板の片面に前述の高誘電率材料シート１を温度１７０℃、圧力１．５ＭＰａ、加熱加圧時間６０分のプレス条件で積層一体化した（図２（ｈ））。ついで、高誘電率材料シート１の銅箔上に所望のエッチングレジストを形成し、不要な銅箔を塩化第２鉄水溶液を用いてエッチング除去して、コンデンサの電極の他方を含む導体パターンを形成した（図２（ｉ））。
【００５０】
次に、この回路板の回路表面に、次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする黒化処理と、ジメチルアミノボランを主成分とする還元処理によって、粗化処理を行い、（１）３５μｍキャリア銅箔付き厚み３μｍの銅箔ＭＴ３５Ｓ３（三井金属鉱業株式会社製、商品名）、（２）厚み８０μｍのフィラー入りガラスエポキシプリプレグＧＥＡ−６７９Ｆ（日立化成工業株式会社製、商品名）を２枚、（３）図２（ｉ）の回路板、（４）厚み８０μｍのフィラー入りガラスエポキシプリプレグＧＥＡ−６７９Ｆを２枚、（５）３５μｍキャリア銅箔付き厚み３μｍの銅箔ＭＴ３５Ｓ３（三井金属鉱業株式会社製、商品名）の順に重ね、温度１７０℃、圧力１．５ＭＰａ、加熱加圧時間６０分のプレス条件で積層一体化した（図２（ｊ））。キャリア銅箔を剥がし、不要な基板端部を切断後、この基板の表面に所望のエッチングレジストを形成し、不要な銅箔を塩化第２鉄水溶液を用いてエッチング除去して、所望の箇所にφ０．１５ｍｍの窓穴を形成した。
【００５１】
この基板表面に設けた窓穴の箇所に三菱電機株式会社製ＭＬ５０５ＧＴ型炭酸ガスレーザを用いて、出力パワー２６ｍＪ、パルス幅１００μｓ、ショット数６回の条件でレーザ穴あけを行った（図２（ｋ））。超音波洗浄とアルカリ過マンガン酸液で炭化した樹脂カスを除去後、洗浄、触媒付与、密着促進化後、ＣＵＳＴ−３０００（日立化成工業（株）製、商品名）を用いて無電解銅めっきを行い、レーザ穴内壁と銅箔表面に約２０μｍの無電解銅めっき層を形成した（図２（ｌ））。この基板表面のパッドや回路パターンなど必要な箇所にエッチングレジストを形成し、不要な銅を塩化第２鉄水溶液を用いてエッチング除去して、外層回路を形成した（図２（ｍ））。
【００５２】
この基板表面にソルダーレジストＰＳＲ−４０００ＡＵＳ５（太陽インキ製造株式会社、商品名）をロールコータで３０μｍ塗布、乾燥後に露光・現像して所望の箇所にソルダーレジストを形成した。その後、ＮＩＰＳ１００（日立化成工業（株）製、商品名）を用いて３μｍの無電解ニッケルめっき層とＨＧＳ２０００（日立化成工業（株）製、商品名）を用いて０．１μｍの無電解金めっき層を外層回路パターン露出部表面層に形成して、図１に示すような５層構造の多層配線板を得た。
【００５３】
実施例２
高誘電率材料シート１に替えて高誘電率材料シート２を用いた以外は実施例１と同様な工程により多層配線板を得た。
【００５４】
実施例３
高誘電率材料シート１に替えて高誘電率材料シート３を用いた以外は実施例１と同様な工程により多層配線板を得た。
【００５５】
実施例４
高誘電率材料シート１に替えて高誘電率材料シート４を用いた以外は実施例１と同様な工程により多層配線板を得た。
【００５６】
実施例５
図２（ｇ）に示されるような樹脂充填による内層回路板の平坦化を行わず、また、高誘電率材料シート１に替えて高誘電率材料シート５を用いた以外は、実施例１と同様な工程により多層配線板を得た。
【００５７】
比較例１
高誘電材料シートとして、誘電材層の厚みが８０μｍのエポキシ系樹脂付き銅箔ＭＣＦ−６００Ｅ（日立化成工業製、商品名）を用いた以外は、実施例５と同様な工程により多層配線板を得た。
【００５８】
上記実施例１〜５および比較例１で得られた多層配線板を１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさに切断して試験サンプルを作成し、その反り量を測定した。さらに、前述の式１を用いて曲率を求めた。結果を表１に示す。
【００５９】
【表１】

実施例１〜５は、いずれも、高誘電率材料硬化物の比誘電率が２５℃、１ＭＨｚにおいて２０〜１００であり、かつその厚みが０．１〜３０μｍであるコンデンサ内蔵型の多層配線板であり、すべてその曲率が４．０×１０^−４ｍｍ^−１以下であり、その反り量も１ｍｍ以下と小さい。一方、比較例１では、高誘電率材料の厚みが８０μｍであるためその曲率が４．０×１０^−４ｍｍ^−１を超えてしまい、反り量も１ｍｍを超えてしまった。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、上記本発明の多層配線板によれば、コンデンサの誘電体部となる高誘電率材料層を薄くすることによって、層構成の対称、非対称にかかわらず、多層配線板の反りを低減することが可能であり、さらには、コア層を除く任意の層にコンデンサを内蔵させることができるため設計自由度の大きな改善を図ることができる。また、必要最小限のコンデンサのみで済むため、コストを低減させることができる。また、高誘電率材料の厚みを薄くしたため、誘電体厚みに反比例するコンデンサ容量を大きくすることができる。
【００６１】
さらに、上記のような特徴を有する多層配線板に半導体チップを搭載した半導体装置、および該半導体装置を搭載した無線電子装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多層配線板の一形態を示す断面図。
【図２】本発明の多層配線板の製造方法の一例を示す断面図。
【図３】曲率κを求めるために必要なＬ、ｌ、ｈを示す配線板の断面図。
【符号の説明】
１基材
２銅箔
３めっき銅
４穴埋め用絶縁樹脂
５めっき銅
６平坦化用絶縁樹脂
７銅箔
８高誘電率材料
９銅箔
１０基材（プリプレグ）
１１めっき銅
１２コンデンサ
１３ニッケルめっき層
１４金めっき層
１５レジスト
１６配線板[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a multilayer wiring board having a capacitor, a semiconductor device in which a semiconductor chip is mounted on the multilayer wiring board, and a wireless electronic device in which the semiconductor device is mounted.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the development of electronic devices, demands for miniaturization and weight reduction in addition to high performance of electronic components have become increasingly severe. In particular, in portable wireless electronic devices typified by mobile phones, the demand is remarkable from the pursuit of convenience. Against this background, multilayer wiring boards have been used to efficiently mount semiconductor chips and passive elements. Up to now, high-density wiring such as thinning of the wiring line width has been the mainstream, but in order to reduce the number of components to be mounted, built-in passive components represented by capacitors have been demanded.
[0003]
Technologies for embedding capacitors in multilayer wiring boards include the technology to form dielectric layers by firing high dielectric constant inorganic materials, and the technology to form dielectric layers by combining high dielectric constant inorganic materials and resin materials. A technique of forming a thin dielectric layer using a process such as sputtering is known.
[0004]
As a technique for forming a dielectric layer by firing a high dielectric constant inorganic material, there is an example using a high dielectric constant material suitable for simultaneous firing with a substrate insulating material (see Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). In addition, as a technique for forming a thin dielectric layer, there is an example in which a capacitor is built in a resin substrate by applying a semiconductor sputtering technique (see Non-Patent Document 2).
[0005]
A multilayer wiring board using a technique for forming a dielectric layer by combining a high dielectric constant inorganic material and a resin material is economically superior because it does not have a high-temperature sintering process or a sputtering process. Many composite materials of a high dielectric constant inorganic material and a resin have been proposed for use in a multilayer wiring board using a resin (see, for example, Non-Patent Document 3). The method of manufacturing the capacitor in the multilayer wiring board varies depending on the form of the material used. For example, a conventional multilayer wiring board manufacturing method (see Non-Patent Document 4) or a photosensitive high dielectric constant material is used. The manufacturing method of the used multilayer wiring board (refer nonpatent literature 5) is mentioned.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-5-55079
[Non-Patent Document 1]
Journal of Japan Institute of Electronics Packaging Vol.4, No.2, pp.145-149
[Non-Patent Document 2]
Journal of Japan Institute of Electronics Packaging Vol.4, No.7, 590-596
[Non-Patent Document 3]
Journal of Materials Science: Materials in Electronics Vol. 11, pp. 253-268
[Non-Patent Document 4]
Embedded Decoupling Capacitance Project Final Report 3-1-6 (National Center for Manufacturing Sciences)
[Non-Patent Document 5]
“Integration of Thin Film Passive Circuits Using High / Low Dielectric Constant Materials”, Electronic Components and Technology Conference, 1997, p. 7944
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In a multilayer wiring board with a built-in capacitor using a resin composite material filled with a high dielectric constant filler as a high dielectric constant material, if the capacitor is laminated as a core layer and the layer configuration is symmetric, the core layer Both sides must be patterned, but capacitors using the above resin composite material are prone to problems in breaking strength and workability, so it is necessary to pattern and laminate one side of the core layer. The cost was higher than the manufacture of In the multilayer wiring board, when the insulating layer is a core layer, the warp is small when a high dielectric constant material is laminated symmetrically with respect to the core layer, but the warp is large when laminated asymmetrically. There was a problem of becoming. In other words, it is extremely difficult to obtain a multilayer wiring board with a small amount of warpage by arranging a capacitor in an arbitrary layer other than the core layer. Therefore, it was necessary to reduce the warpage.
[0008]
However, the method in which capacitors, which are expensive materials, are arranged symmetrically and stacked to reduce warpage requires an extra capacitor, which is not economically preferable and limits the degree of freedom in designing a multilayer wiring board.
[0009]
In view of the above, the present invention provides a multilayer wiring board having an asymmetric layer structure having a capacitor in any layer other than the core layer and having a small amount of warpage, a semiconductor device having a semiconductor chip mounted on the multilayer wiring board, It is another object of the present invention to provide a wireless electronic device including the semiconductor device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a plurality of insulating layers, a plurality of conductor layers, conductive non-through holes that electrically connect the plurality of conductor layers, and upper and lower surfaces of at least one insulating layer made of a high dielectric constant material. A multilayer wiring board having a capacitor formed with electrodes, and having a relative permittivity of 20 to 100 and a thickness of 0.1 to 30 μm at 25 ° C. and 1 MHz of a high dielectric constant material cured product. A multilayer wiring board is provided.
[0011]
The present invention also provides a semiconductor device characterized in that a semiconductor chip is mounted on a multilayer wiring board having the above characteristics.
[0012]
In addition, the present invention provides a wireless electronic device in which the semiconductor device is mounted.
[0013]
According to the present invention, it is possible to reduce the warp of the multilayer wiring board by thinning the high dielectric constant material layer that becomes the dielectric of the capacitor, regardless of the symmetry or asymmetry of the layer configuration. Since the capacitor can be built in any layer except the core layer, the design flexibility can be greatly improved. Further, since only a minimum necessary capacitor is required, the cost can be reduced. Further, since the thickness of the high dielectric constant material is reduced, the capacitor capacity inversely proportional to the dielectric thickness can be increased.
[0014]
Hereinafter, the present invention will be described in detail by embodiments.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The multilayer wiring board of the present invention includes a plurality of insulating layers, a plurality of conductor layers, a non-through hole formed as a conductor that electrically connects the plurality of conductor layers, and at least one insulating layer made of a high dielectric constant material. And a capacitor formed by forming electrodes on the upper and lower surfaces of a high-permittivity material cured product having a relative dielectric constant of 20 to 100 and a thickness of 0.1 to 30 μm at 25 ° C. and 1 MHz. It is characterized by being.
[0016]
The high dielectric constant material used for the capacitor of the multilayer wiring board of the present invention is a resin composition containing at least an insulating resin and a high dielectric constant filler. Although it does not specifically limit as this insulating resin, It is preferable to use the epoxy resin which can be used in a semi-hardened state and can provide the high dielectric constant material excellent in insulation after hardening.
[0017]
Any epoxy resin that cures and exhibits an adhesive action may be used, but an epoxy resin that is preferably bifunctional or higher and has a molecular weight of less than 5000, more preferably less than 3000 is used. Examples of the bifunctional epoxy resin include bisphenol A type or bisphenol F type resin. The bisphenol A type or bisphenol F type liquid resin is commercially available from Yuka Shell Epoxy Co., Ltd. under the trade names of Epicoat 807, Epicoat 827, and Epicoat 828. In addition, from Dow Chemical Japan, D.C. E. R. 330, D.E. E. R. 331, D.D. E. R. It is marketed under the trade name 361. Further, they are commercially available from Toto Kasei Co., Ltd. under the trade names YD8125 and YDF8170.
[0018]
Moreover, you may add a polyfunctional epoxy resin for the purpose of high Tg, for example, a phenol novolak-type epoxy resin, a cresol novolak-type epoxy resin, etc. are illustrated. The phenol novolac type epoxy resin is commercially available from Nippon Kayaku Co., Ltd. under the trade name EPPN-201. Cresol novolac type epoxy resins are commercially available from Sumitomo Chemical Co., Ltd. under the trade names ESCN-190 and ESCN-195. The products are commercially available from Nippon Kayaku Co., Ltd. under the trade names EOCN1012, EOCN1025, and EOCN1027. Furthermore, it is commercially available from Toto Kasei Co., Ltd. under the trade names YDCN701, YDCN702, YDCN703, and YDCN704.
[0019]
In addition, as a curing agent for curing the epoxy resin, a commonly used curing agent can be used, and is not particularly limited. For example, amine, polyamide, acid anhydride, polysulfide, boron trifluoride and phenol Bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, etc., which are compounds having two or more functional hydroxyl groups in one molecule. In particular, it is preferable to use phenol novolak resin, bisphenol novolak resin, cresol novolak resin, or the like, which is a phenol resin, because of its excellent electric corrosion resistance during moisture absorption. Preferred curing agents are commercially available from Dainippon Ink & Chemicals, Inc. under the trade names of Priofen LF2882, Phenolite TD-2090, Phenolite TD-2149, Phenolite VH4150, Phenolite VH4170.
[0020]
Furthermore, a conventionally well-known hardening accelerator can be used with a hardening | curing agent, It is preferable to use various imidazoles as this hardening accelerator. Examples of imidazole include 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate, and the like. Such imidazoles are commercially available from Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd. under the trade names 2E4MZ, 2PZ-CN, and 2PZ-CNS.
[0021]
Examples of the high dielectric constant filler include barium titanate, strontium titanate, calcium titanate, magnesium titanate, lead titanate, titanium dioxide, barium zirconate, calcium zirconate, lead zirconate and the like. These may be used alone or in combination of two or more. In particular, it is preferable to use a material having a relative dielectric constant of 50 or more. Moreover, it is preferable to mix | blend 300-3000 with 1 or more types of the above high dielectric constant fillers with respect to the insulating resin 100 by weight ratio.
[0022]
Moreover, in order to improve the handleability of the high dielectric constant material used in the present invention, the weight average molecular weight having at least one functional group such as an epoxy group, an amide group, a carboxyl group, a cyanate group, and a hydroxy group is 10,000 to It is preferable to blend a high molecular weight resin that is 800,000. When the weight average molecular weight is 10,000 or more, the tackiness of the high dielectric constant material in the B stage can be reduced and the flexibility at the time of curing can be improved. Further, when the weight average molecular weight exceeds 800,000, it becomes difficult to uniformly disperse the high dielectric constant filler. Examples of such a high molecular weight resin include phenoxy resin, high molecular weight epoxy resin, ultrahigh molecular weight epoxy resin, polyamideimide resin, and functional group-containing reactive rubber. The phenoxy resin is commercially available from Toto Kasei Co., Ltd. under the trade names of Phenototo YP-40 and Phenototo YP-50. Further, they are commercially available from Phenoxy Associates under the trade names PKHC, PKHH, and PKHJ. The high molecular weight epoxy resin includes a high molecular weight epoxy resin having a weight average molecular weight of 30,000 to 80,000, and an ultra high molecular weight epoxy resin having a weight average molecular weight exceeding 80,000 (Japanese Patent Publication No. 7-59617, Japanese Patent Publication No. 7- No. 59618, Japanese Patent Publication No. 7-59619, Japanese Patent Publication No. 7-59620, Japanese Patent Publication No. 7-64911, and Japanese Patent Publication No. 7-68327), all of which are manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. The polyamideimide resin is commercially available from Hitachi Chemical Co., Ltd. under the trade name KS9000 series. As the functional group-containing reactive rubber, carboxyl group-containing acrylic rubber is commercially available from Teikoku Chemical Industry Co., Ltd. under the trade name HTR-860P, and epoxy group-containing acrylic rubber is marketed under the trade name HTR-860P-3. .
[0023]
Further, a dispersant may be added to the high dielectric constant material used in the present invention. The dispersant that can be used may be any conventionally known one such as a commercially available non-silicone dispersant, and is not particularly limited. Moreover, what is necessary is just to determine the compounding quantity suitably by experiment.
[0024]
The high dielectric constant material having the above composition is preferably mixed with an organic solvent such as methyl ethyl ketone to form a varnish, which is applied to a metal foil, dried, and formed into a B-stage sheet for use. . As metal foil used here, copper, aluminum, etc. are mentioned, for example, It is preferable that the thickness is 1-35 micrometers, and it is more preferable that it is 1-12 micrometers. Moreover, it becomes possible to suppress the increase in metal foil thickness by not performing metal plating to this metal foil.
[0025]
The melt viscosity at 120 ° C. in the B-stage state of the high dielectric constant material is preferably 100 to 200 Pa · S. When the minimum melt viscosity is lower than 100 Pa · S, the flow is large, resulting in a large thickness variation, and when it is higher than 200 Pa · S, the adhesiveness is lowered.
[0026]
In the present invention, the insulating resin used for the insulating layer other than the insulating layer made of the high dielectric constant material is not particularly limited, but an insulating resin different from the high dielectric constant material is preferably used. It is preferable that the resin is reinforced with an inorganic filler added to the resin. By reinforcing with a glass substrate, even if the thickness of the insulating layer is 150 μm or more, the thickness can be easily controlled as compared with the case where there is no glass substrate. Further, by adding the inorganic filler, the surface waviness due to the influence of the glass substrate is reduced, and a multilayer wiring board having a smooth surface excellent in high frequency characteristics can be obtained. As a resin reinforced with a glass substrate and added with an inorganic filler, commercially available MCL-E-679F, MCL-BE-67G (H) (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) And copper-clad laminates such as CS-3355S, CS-3357S (trade name, manufactured by Risho Kogyo Co., Ltd.) and GEA-679F, GEA-67BE (H) (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) , ES-3305S (trade name, manufactured by Risho Kogyo Co., Ltd.) can be used.
[0027]
Further, it is preferable that the concave portions between the conductor patterns of the multilayer wiring board are filled with an insulating resin, and the substrate surface on which the high dielectric constant material layer is formed in advance is flattened. By flattening in this way, a thin high dielectric material can be arranged with high thickness accuracy.
[0028]
In addition, the multilayer wiring board of the present invention can have an inductor in addition to a capacitor. The inductor is formed by etching a conductor layer, and is preferably formed in a conductor pattern including capacitor electrodes. In addition, since the inductor has a higher inductance density when the line width of the conductor pattern is narrower, the inductor is preferably thinner than the other conductor layers and has a thickness of 1 to 12 μm.
[0029]
In addition, the multilayer wiring board of the present invention may have an asymmetric layer structure having a capacitor in any layer other than the core layer. Even in this case, the warpage of the multilayer wiring board has a curvature of 4.0 × 10 at room temperature. ^-4 mm ^-1 It is preferable that it is below 2.4 × 10 ^-4 mm ^-1 More preferably, it is 1.4 × 10 ^-4 mm ^-1 It is particularly preferred that
[0030]
Here, the curvature κ is the reciprocal of the radius when the wiring board as shown in FIG. 3 is regarded as a part of the arc, and is expressed by the following formula 1 from the longest length L and the warpage amount h of the wiring board. It is the value calculated | required using the relational formula (Kanazawa Institute of Technology Material system research institute "Material system" 20th volume (2002), p131-p136).
[0031]
[Expression 1]

It is assumed that the wiring board is warped with a constant curvature, and the curvatures on both sides are the same. Further, the longest length L of the wiring board represents, for example, the length of the diagonal line in the case of a rectangular wiring board, and the linear distance l is used as an approximate value in Equation 1. Further, the amount of warpage h represents the distance between the surface of the base and the bottom of the end of the multilayer wiring board when the multilayer wiring board is placed on the horizontal base surface with the concave surface facing upward, and the value is 1 mm or less. Is more preferable, 0.6 mm or less is more preferable, and 0.35 mm or less is particularly preferable.
[0032]
The multilayer wiring board of the present invention may have a non-through hole that penetrates at least one insulating layer made of the high dielectric constant material and an insulating layer adjacent thereto simultaneously.
[0033]
The multilayer wiring board of the present invention is preferably provided with a conductor pattern having a line width of 300 μm or more in the outermost conductor layer, and the insulating layer adjacent to the outermost conductor layer has a thickness of 150 μm or more. When the line width is 300 μm or more, signal attenuation can be suppressed in the high-frequency circuit, and when the thickness of the insulating layer is 150 μm or more, characteristic impedance reduction can be suppressed.
[0034]
The present invention further provides a semiconductor device in which a semiconductor chip is mounted on the multilayer wiring board described so far. By using a capacitor having a small capacitance variation or a multilayer wiring board having a capacitor having a small capacitance variation and an inductor having a high inductance density in the substrate, a semiconductor device that achieves both miniaturization and weight reduction can be obtained. Further, by providing a conductor pattern having a line width of 300 μm or more in the outermost conductor layer, and using a multilayer wiring board in which the thickness of the insulating layer adjacent to the outermost conductor layer is 150 μm or more, high-frequency attenuation is small, A semiconductor device with low reflection noise due to characteristic impedance mismatch can be obtained.
[0035]
The present invention further provides a wireless electronic device equipped with the above-described semiconductor device. By using a small and light semiconductor device, the wireless electronic device can be reduced in size and weight. In addition, it is possible to obtain a wireless electronic device having excellent high frequency characteristics. Although the multilayer wiring board of the present invention has been described mainly with an asymmetric layer structure, it is possible to obtain a wiring board with a small warp even when applied to a symmetric layer structure manufactured conventionally. Of course.
[0036]
Hereinafter, although the multilayer wiring board of this invention and its manufacturing method are demonstrated in detail using an Example, this invention is not limited to this.
[0037]
【Example】
High dielectric constant material sheet 1
As epoxy resin, 66 parts by weight of bisphenol A type epoxy resin (using YD-8125 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), 34 parts by weight of cresol novolac type epoxy resin (using YDCN-703 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), 63 parts by weight of a phenol novolak resin (Pryofen LF2882 manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) as a curing agent, and phenoxy resin (weight average molecular weight 50,000, Phenotote YP-50 manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.) as a high molecular weight resin 24 parts by weight, titanium accelerator with an average particle size of 1.5 μm as a high dielectric constant filler, a curing accelerator 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole (using Curezole 2PZ-CN) as a curing accelerator Barium acid filler (BT-100P manufactured by Fuji Titanium Industry Co., Ltd. 860 parts by weight, non-silicone dispersant (using BYK-W9010 manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.) as a dispersant, 5.4 parts by weight, methyl ethyl ketone was added to the composition consisting of 5.4 parts by weight and 1000 revolutions using a bead mill The mixture was stirred and mixed at 1 minute for 1 hour, filtered through a 200 mesh nylon cloth, and then vacuum degassed. This resin varnish was applied onto an electrolytic copper foil having a thickness of 12 μm (using GTS-12 manufactured by Furukawa Circuit Foil Co., Ltd.), and dried by heating at 140 ° C. for 5 minutes to form a B stage state having a thickness of 5 μm. A coating film was formed, and a high dielectric constant material sheet 1 provided with a copper foil was produced.
[0038]
When the melt viscosity at 120 ° C. of this B-stage high dielectric constant material sheet 1 was measured using a Shimadzu flow tester CFТ-100 type (Shimadzu Corporation, trade name) with a jig having a nozzle diameter of 2 mmφ, 100 Pa・ It was S. Moreover, about the hardened | cured material hardened | cured at 170 degreeC for 1 hour, as a result of calculating a dielectric constant from the impedance characteristic in 25 degreeC and 1 MHz using LCR meter YHP4275A (Yokogawa Hewlett-Packard Co., Ltd., brand name), it was 20. .
[0039]
High dielectric constant material sheet 2
As epoxy resin, 66 parts by weight of bisphenol A type epoxy resin (using YD-8125 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), 34 parts by weight of cresol novolac type epoxy resin (using YDCN-703 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), 63 parts by weight of a phenol novolac resin (Pryofen LF2882 manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) as a curing agent, and 24 wt. Of polyamideimide resin (weight average molecular weight 70,000) represented by the following general formula as a high molecular weight resin Part,
[Chemical 1]

0.6 wt part of hardening accelerator 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole (using Curezol 2PZ-CN) as hardening accelerator, Barium titanate filler with an average particle size of 1.5 μm as a high dielectric constant filler (Fuji Titanium Industry) BT-100PR manufactured by Co., Ltd.) 1300 parts by weight and 400 parts by weight of barium titanate filler having an average particle size of 0.6 μm (using HPBT-1 manufactured by Fuji Titanium Industry Co., Ltd.), non-silicone dispersion 200 mesh nylon cloth after adding methyl ethyl ketone to a composition consisting of 11.2 parts by weight (using BYK-W9010 manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.) and stirring and defoaming for 10 minutes using a small stirring and defoaming device And filtered. This resin varnish was applied onto an electrolytic copper foil having a thickness of 12 μm (using GTS-12 manufactured by Furukawa Circuit Foil Co., Ltd.) and dried by heating at 140 ° C. for 5 minutes to obtain a B stage state having a thickness of 10 μm. A coating film was formed, and a high dielectric constant material sheet 2 provided with a copper foil was produced.
[0040]
The melt viscosity at 120 ° C. of the B-stage high dielectric constant material sheet 2 was measured using a Shimadzu flow tester CFТ-100 type (Shimadzu Corporation, trade name) with a jig having a nozzle diameter of 2 mmφ.・ It was S. Moreover, about the hardened | cured material hardened at 170 degreeC for 1 hour, it was 45 as a result of calculating a dielectric constant from the impedance characteristic in 25 degreeC and 1 MHz using LCR meter YHP4275A (Yokogawa Hewlett-Packard Co., Ltd., brand name). .
[0041]
High dielectric constant material sheet 3
As epoxy resin, 66 parts by weight of bisphenol A type epoxy resin (using YD-8125 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), 34 parts by weight of cresol novolac type epoxy resin (using YDCN-703 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), 63 parts by weight of a phenol novolak resin (Pryofen LF2882 manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) as a curing agent, and phenoxy resin (weight average molecular weight of 50,000, Phenotote YP-50 manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.) as a high molecular weight resin 24 parts by weight, 0.6 parts by weight of a curing accelerator 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole (using Curezole 2PZ-CN) as a hardening accelerator, titanium having an average particle size of 1.5 μm as a high dielectric constant filler Barium acid filler (BT-100P manufactured by Fuji Titanium Industry Co., Ltd. 1) parts by weight and 400 parts by weight of barium titanate filler having an average particle size of 0.6 μm (using HPBT-1 manufactured by Fuji Titanium Industry Co., Ltd.), non-silicone dispersant (BIC Chemie Japan Co., Ltd.) as a dispersant (By using BYK-W9010 manufactured by KK) Methyl ethyl ketone was added to the composition consisting of 11.2 parts by weight, mixed and stirred for 1 hour at 1000 rpm using a bead mill, filtered through a 200 mesh nylon cloth, and then vacuum degassed did. This resin varnish was applied onto an electrolytic copper foil having a thickness of 12 μm (using GTS-12 manufactured by Furukawa Circuit Foil Co., Ltd.) and dried by heating at 140 ° C. for 5 minutes to form a B stage state having a thickness of 10 μm. A coating film was formed, and a high dielectric constant material sheet 3 provided with a copper foil was produced.
[0042]
When the melt viscosity at 120 ° C. of this B-stage high dielectric constant material sheet 3 was measured using a Shimadzu flow tester CFТ-100 type (Shimadzu Corporation, trade name) with a jig having a nozzle diameter of 2 mmφ, 150 Pa・ It was S. Moreover, about the hardened | cured material hardened at 170 degreeC for 1 hour, it was 45 as a result of calculating a dielectric constant from the impedance characteristic in 25 degreeC and 1 MHz using LCR meter YHP4275A (Yokogawa Hewlett-Packard Co., Ltd., brand name). .
[0043]
High dielectric constant material sheet 4
As epoxy resin, 66 parts by weight of bisphenol A type epoxy resin (using YD-8125 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), 34 parts by weight of cresol novolac type epoxy resin (using YDCN-703 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), 63 parts by weight of a phenol novolak resin (Pryofen LF2882 manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) as a curing agent, and phenoxy resin (weight average molecular weight of 50,000, Phenotote YP-50 manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.) as a high molecular weight resin 24 parts by weight, titanium accelerator with an average particle size of 1.5 μm as a high dielectric constant filler, a curing accelerator 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole (using Curezole 2PZ-CN) as a curing accelerator Barium acid filler (BT-100P manufactured by Fuji Titanium Industry Co., Ltd. 1900 parts by weight and an average particle diameter of 0.6 μm barium titanate filler (using HPBT-1 manufactured by Fuji Titanium Industry Co., Ltd.) 550 parts by weight, non-silicone dispersant (BIC Chemie Japan Co., Ltd.) as a dispersant (By using BYK-W9010 manufactured by the manufacturer) 15.9 parts by weight of methyl ethyl ketone was added to the composition, stirred and mixed for 1 hour at 1000 rpm using a bead mill, filtered through a 200 mesh nylon cloth, and then vacuum degassed did. This resin varnish was applied onto an electrolytic copper foil having a thickness of 12 μm (using GTS-12 manufactured by Furukawa Circuit Foil Co., Ltd.), and dried by heating at 140 ° C. for 5 minutes to obtain a B stage state having a thickness of 25 μm. A coating film was formed, and a high dielectric constant material sheet 4 provided with a copper foil was produced.
[0044]
The melt viscosity at 120 ° C. of this B-stage high dielectric constant material sheet 4 was measured using a Shimadzu flow tester CFТ-100 type (Shimadzu Corporation, trade name) with a jig having a nozzle diameter of 2 mmφ.・ It was S. Moreover, about the hardened | cured material hardened | cured at 170 degreeC for 1 hour, as a result of calculating a dielectric constant from the impedance characteristic in 25 degreeC and 1 MHz using LCR meter YHP4275A (Yokogawa Hewlett-Packard Co., Ltd. brand name), it was 70. .
[0045]
High dielectric constant material sheet 5
As epoxy resin, 66 parts by weight of bisphenol A type epoxy resin (using YD-8125 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), 34 parts by weight of cresol novolac type epoxy resin (using YDCN-703 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), 63 parts by weight of a phenol novolak resin (Pryofen LF2882 manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) as a curing agent, and phenoxy resin (weight average molecular weight 50,000, Phenotote YP-50 manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.) as a high molecular weight resin 24 parts by weight, titanium accelerator with an average particle size of 1.5 μm as a high dielectric constant filler, a curing accelerator 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole (using Curezole 2PZ-CN) as a curing accelerator Barium acid filler (BT-100P manufactured by Fuji Titanium Industry Co., Ltd. 860 parts by weight, non-silicone dispersant (using BYK-W9010 manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.) as a dispersant, 5.4 parts by weight, methyl ethyl ketone was added to the composition consisting of 5.4 parts by weight and 1000 revolutions using a bead mill The mixture was stirred and mixed at 1 minute for 1 hour, filtered through a 200 mesh nylon cloth, and then vacuum degassed. This resin varnish was applied onto an electrolytic copper foil having a thickness of 12 μm (using GTS-12 manufactured by Furukawa Circuit Foil Co., Ltd.) and dried by heating at 140 ° C. for 5 minutes to form a B stage state having a thickness of 30 μm. A coating film was formed, and a high dielectric constant material sheet 5 provided with a copper foil was produced.
[0046]
The melt viscosity at 120 ° C. of this B-stage high dielectric constant material sheet 5 was measured using a Shimadzu flow tester CFТ-100 type (Shimadzu Corporation, trade name) with a 2 mmφ nozzle diameter jig.・ It was S. Moreover, about the hardened | cured material hardened | cured at 170 degreeC for 1 hour, as a result of calculating a dielectric constant from the impedance characteristic in 25 degreeC and 1 MHz using LCR meter YHP4275A (Yokogawa Hewlett-Packard Co., Ltd., brand name), it was 20. .
[0047]
Example 1
As shown in FIG. 2A, a desired drill hole is drilled in a double-sided copper foil-clad glass epoxy laminate MCL-E-679F (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) having a thickness of 3 μm and a thickness of 0.2 mm. (FIG. 2B). After removing the resin residue carbonized by ultrasonic cleaning and alkaline permanganate solution, a catalyst is applied to the substrate, and after the adhesion is promoted, electroless copper plating is performed. An electrolytic copper plating layer was formed (FIG. 2 (c)). The surface of the substrate was roughened by a blackening treatment containing sodium hypochlorite as a main component and a reduction treatment containing dimethylaminoborane as a main component. The paste-type thermosetting insulating material HRP-700BA (Taiyo Ink Manufacturing Co., Ltd., trade name) was filled in the drill hole of this substrate by screen printing and cured by heat treatment at 170 ° C. for 60 minutes (FIG. 2 (d )). After polishing the substrate surface with a buff brush to remove excess insulating material, the substrate was subjected to electroless copper plating after catalyst application and adhesion promotion to form an electroless copper plating layer of about 15 μm on the substrate surface (see FIG. 2 (e)). Next, a desired etching resist was formed on the surface of the substrate, and unnecessary copper was removed by etching using an aqueous ferric chloride solution to produce an inner circuit board having a conductor pattern including one of the electrodes of the capacitor (FIG. 2 (f)).
[0048]
Next, using a roll coater on the inner layer circuit board surface, paste type thermosetting insulating material HRP-700BA (Taiyo Ink Manufacturing Co., Ltd., trade name) is about 40 μm from the substrate insulating layer surface and about 5 μm from the conductor pattern surface. It was applied and cured by heat treatment at 170 ° C. for 60 minutes. This substrate was polished with a buff brush until the surface of the conductor pattern appeared, and the excess insulating material was removed to flatten the inner layer circuit board (FIG. 2 (g)). The unevenness of the inner circuit board surface was 3 μm or less. Thereafter, a roughening process was performed on the circuit surface of the circuit board by a blackening process mainly including sodium hypochlorite and a reduction process mainly including dimethylaminoborane.
[0049]
Next, the above-mentioned high dielectric constant material sheet 1 was laminated and integrated on one side of the circuit board under the press conditions of a temperature of 170 ° C., a pressure of 1.5 MPa, and a heating and pressing time of 60 minutes (FIG. 2 (h)). Next, a desired etching resist is formed on the copper foil of the high dielectric constant material sheet 1, and unnecessary copper foil is etched away using a ferric chloride aqueous solution to form a conductor pattern including the other of the capacitor electrodes. (FIG. 2 (i)).
[0050]
Next, the circuit surface of this circuit board is roughened by a blackening treatment mainly composed of sodium hypochlorite and a reduction treatment mainly composed of dimethylaminoborane. (1) 35 μm carrier copper Copper foil MT35S3 with a thickness of 3 μm with foil (trade name) manufactured by Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd. (2) Glass epoxy prepreg GEA-679F with filler with a thickness of 80 μm GEA-679F (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) 3) The circuit board of FIG. 2 (i), (4) Two pieces of filler-filled glass epoxy prepreg GEA-679F with a thickness of 80 μm, (5) 3 μm thick copper foil MT35S3 with 35 μm carrier copper foil (manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.) , Product name) and stacked and integrated under press conditions of a temperature of 170 ° C., a pressure of 1.5 MPa, and a heating and pressing time of 60 minutes (FIG. 2 (j)). After peeling off the carrier copper foil and cutting off the unnecessary substrate edge, a desired etching resist is formed on the surface of this substrate, and the unnecessary copper foil is etched away using a ferric chloride aqueous solution. A window hole with a diameter of 0.15 mm was formed.
[0051]
Laser drilling was performed at the window hole provided on the surface of the substrate using an ML505GT type carbon dioxide laser manufactured by Mitsubishi Electric Corporation under the conditions of an output power of 26 mJ, a pulse width of 100 μs, and a shot number of 6 (FIG. 2 (k)). ). After removing resin residue carbonized by ultrasonic cleaning and alkaline permanganate solution, after washing, applying catalyst, and promoting adhesion, electroless copper plating using CUST-3000 (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) The electroless copper plating layer of about 20 μm was formed on the inner wall of the laser hole and the copper foil surface (FIG. 2 (l)). Etching resist was formed on necessary portions such as pads and circuit patterns on the surface of the substrate, and unnecessary copper was removed by etching using a ferric chloride aqueous solution to form an outer layer circuit (FIG. 2 (m)).
[0052]
Solder resist PSR-4000AUS5 (Taiyo Ink Manufacturing Co., Ltd., trade name) was applied to the substrate surface with a roll coater at 30 μm, dried, exposed and developed to form a solder resist at a desired location. Thereafter, an electroless nickel plating layer of 3 μm using NIPS100 (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) and an electroless gold plating of 0.1 μm using HGS2000 (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.). A layer was formed on the surface layer of the exposed portion of the outer layer circuit pattern to obtain a multilayer wiring board having a five-layer structure as shown in FIG.
[0053]
Example 2
A multilayer wiring board was obtained by the same process as in Example 1 except that the high dielectric constant material sheet 2 was used instead of the high dielectric constant material sheet 1.
[0054]
Example 3
A multilayer wiring board was obtained by the same process as in Example 1 except that the high dielectric constant material sheet 3 was used instead of the high dielectric constant material sheet 1.
[0055]
Example 4
A multilayer wiring board was obtained by the same process as in Example 1 except that the high dielectric constant material sheet 4 was used instead of the high dielectric constant material sheet 1.
[0056]
Example 5
Example 1 is the same as Example 1 except that the inner layer circuit board is not flattened by resin filling as shown in FIG. 2 (g), and the high dielectric constant material sheet 5 is used instead of the high dielectric constant material sheet 1. A multilayer wiring board was obtained by the same process.
[0057]
Comparative Example 1
A multilayer wiring board was fabricated by the same process as in Example 5 except that a copper foil MCF-600E (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) with an epoxy resin having a dielectric material layer thickness of 80 μm was used as the high dielectric material sheet. Obtained.
[0058]
The multilayer wiring boards obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 were cut into a size of 100 mm × 100 mm to prepare a test sample, and the amount of warpage was measured. Furthermore, the curvature was calculated | required using the above-mentioned Formula 1. The results are shown in Table 1.
[0059]
[Table 1]

In each of Examples 1 to 5, the high dielectric constant material cured product has a relative dielectric constant of 25 to 100 at 1 MHz and 20 to 100, and has a built-in capacitor type multilayer wiring board having a thickness of 0.1 to 30 μm. And the curvature is 4.0 × 10 ^-4 mm ^-1 The amount of warpage is as small as 1 mm or less. On the other hand, in Comparative Example 1, since the thickness of the high dielectric constant material is 80 μm, the curvature is 4.0 × 10. ^-4 mm ^-1 And the amount of warpage exceeded 1 mm.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the multilayer wiring board of the present invention, the high dielectric constant material layer that becomes the dielectric portion of the capacitor is thinned, so that the warp of the multilayer wiring board is possible regardless of the symmetry or asymmetrical layer configuration. Furthermore, since the capacitor can be incorporated in any layer except the core layer, the design flexibility can be greatly improved. Further, since only the minimum necessary capacitor is required, the cost can be reduced. Further, since the thickness of the high dielectric constant material is reduced, the capacitor capacity inversely proportional to the dielectric thickness can be increased.
[0061]
Furthermore, it is possible to provide a semiconductor device in which a semiconductor chip is mounted on a multilayer wiring board having the above-described characteristics, and a wireless electronic device in which the semiconductor device is mounted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of a multilayer wiring board according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing a multilayer wiring board according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a wiring board showing L, l, and h necessary for obtaining a curvature κ.
[Explanation of symbols]
1 Base material
2 Copper foil
3 plated copper
4 Insulating resin for filling holes
5 plated copper
6 Insulating resin for flattening
7 Copper foil
8 High dielectric constant materials
9 Copper foil
10 Substrate (prepreg)
11 plated copper
12 capacitors
13 Nickel plating layer
14 Gold plating layer
15 resist
16 Wiring board

Claims

複数の絶縁層と、複数の導体層と、前記複数の導体層を電気的に接続する導体化された非貫通穴と、高誘電率材料からなる少なくとも１つの前記絶縁層の上下面に電極を形成してなるコンデンサと、を有する多層配線板であって、前記高誘電率材料硬化物の、２５℃、１ＭＨｚにおける比誘電率が２０〜１００、厚みが０．１〜３０μｍであり、コア層を除く任意の層に前記コンデンサを有する非対称の層構成を有し、その反りが室温において曲率４．０×１０ ^−４ｍｍ ^−１以下であることを特徴とする多層配線板。A plurality of insulating layers, a plurality of conductor layers, conductive non-through holes that electrically connect the plurality of conductor layers, and electrodes on upper and lower surfaces of at least one insulating layer made of a high dielectric constant material a capacitor obtained by forming, a multilayer wiring board having, of the high dielectric constant material cured, 25 ° C., relative dielectric constant at 1MHz is 20 to 100, Ri thickness 0.1~30μm der core A multilayer wiring board having an asymmetric layer structure having the capacitor in an arbitrary layer excluding a layer, and having a curvature of 4.0 × 10 ⁻⁴ mm ⁻¹ or less at room temperature .

複数の絶縁層と、複数の導体層と、前記複数の導体層を電気的に接続する導体化された非貫通穴と、高誘電率材料からなる少なくとも１つの前記絶縁層の上下面に電極を形成してなるコンデンサと、を有する多層配線板であって、前記高誘電率材料硬化物の、２５℃、１ＭＨｚにおける比誘電率が２０〜１００、厚みが０．１〜３０μｍであり、コア層を除く任意の層に前記コンデンサを有する非対称の層構成を有し、その反り量が１ｍｍ以下であることを特徴とする多層配線板。A plurality of insulating layers, a plurality of conductor layers, conductive non-through holes that electrically connect the plurality of conductor layers, and electrodes on upper and lower surfaces of at least one insulating layer made of a high dielectric constant material A multilayer wiring board having a capacitor, and having a relative dielectric constant of 20 to 100 and a thickness of 0.1 to 30 μm at 25 ° C. and 1 MHz of the cured material having a high dielectric constant, and a core layer A multilayer wiring board characterized by having an asymmetric layer structure having the capacitor in any layer other than 1 and a warpage amount of 1 mm or less.

少なくとも１つの導体層をパターン形成してなるインダクタを有することを特徴とする請求項１または２に記載の多層配線板。3. The multilayer wiring board according to claim 1, further comprising an inductor formed by patterning at least one conductor layer.

前記インダクタを形成した導体層の厚みが他の導体層の厚みよりも薄く、かつその厚みが１〜１２μｍであることを特徴とする請求項３に記載の多層配線板。4. The multilayer wiring board according to claim 3 , wherein the thickness of the conductor layer on which the inductor is formed is thinner than that of the other conductor layers, and the thickness is 1 to 12 [mu] m.

前記インダクタは、前記絶縁層の上下面に形成された前記電極のうち、いずれか一方に形成されることを特徴とする請求項３または４に記載の多層配線板。5. The multilayer wiring board according to claim 3 , wherein the inductor is formed on any one of the electrodes formed on the upper and lower surfaces of the insulating layer.

前記高誘電率材料からなる少なくとも１つの前記絶縁層とこれに隣接する絶縁層とを同時に貫く非貫通穴を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の多層配線板。6. The multilayer wiring board according to claim 1 , further comprising a non-through hole penetrating through at least one insulating layer made of the high dielectric constant material and an insulating layer adjacent to the insulating layer. 7.

前記高誘電率材料が、エポキシ樹脂、その硬化剤、および高誘電率充填材を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の多層配線板。The multilayer wiring board according to claim 1 , wherein the high dielectric constant material includes an epoxy resin, a curing agent thereof, and a high dielectric constant filler.

前記高誘電率材料が、エポキシ樹脂、その硬化剤、高誘電率充填材、および少なくとも一種類の官能基を有する重量平均分子量が１万〜８０万である高分子量樹脂を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の多層配線板。The high dielectric constant material includes an epoxy resin, a curing agent thereof, a high dielectric constant filler, and a high molecular weight resin having a weight average molecular weight of 10,000 to 800,000 having at least one functional group. The multilayer wiring board according to claim 1 .

前記高誘電率材料のＢステージ状態の１２０℃における溶融粘度が１００〜２００Ｐａ・Ｓであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の多層配線板。The multilayer wiring board according to claim 1 , wherein the high dielectric constant material has a B-stage state melt viscosity at 120 ° C. of 100 to 200 Pa · S.

前記高誘電率充填材が、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸鉛、二酸化チタン、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、ジルコン酸鉛からなる群から選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の多層配線板。The high dielectric constant filler is one selected from the group consisting of barium titanate, strontium titanate, calcium titanate, magnesium titanate, lead titanate, titanium dioxide, barium zirconate, calcium zirconate and lead zirconate. It is the above, The multilayer wiring board in any one of Claims 7-9 characterized by the above-mentioned.

前記高誘電率充填材が、重量比として、前記エポキシ樹脂１００に対して３００〜３０００配合されることを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載の多層配線板。11. The multilayer wiring board according to claim 7 , wherein the high dielectric constant filler is blended in a weight ratio of 300 to 3000 with respect to the epoxy resin 100.

最外導体層として、３００μｍ以上の幅を有する導体パターンが少なくとも１本形成され、さらに該最外導体層に隣接する絶縁層の厚みが１５０μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の多層配線板。As outermost conductor layer, conductor pattern having a width of more than 300μm is formed at least one of claims 1 to 11, further thickness of the insulating layer adjacent to the outermost conductor layer is equal to or is 150μm or more The multilayer wiring board in any one.

前記高誘電率材料からなる少なくとも１つの前記絶縁層以外の絶縁層が、ガラス基材で補強され、かつ無機フィラーを含むことを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の多層配線板。The multilayer wiring board according to any one of claims 1 to 12 , wherein an insulating layer other than the at least one insulating layer made of the high dielectric constant material is reinforced with a glass substrate and contains an inorganic filler. .

前記電極を含む導体パターン間の凹部に絶縁材料が充填され、該導体パターン表面と充填された絶縁材料表面とが平坦化されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の多層配線板。The recessed part between the conductor patterns including the electrode is filled with an insulating material, and the surface of the conductor pattern and the filled insulating material surface are flattened. Multilayer wiring board.

請求項１〜１４のいずれかに記載の多層配線板に半導体チップが搭載されたことを特徴とする半導体装置。A semiconductor device comprising a semiconductor chip mounted on the multilayer wiring board according to claim 1 .

請求項１５の半導体装置が搭載されたことを特徴とする無線電子装置。A wireless electronic device comprising the semiconductor device according to claim 15 mounted thereon.