JPH09283931A

JPH09283931A - 多層配線基板

Info

Publication number: JPH09283931A
Application number: JP9512396A
Authority: JP
Inventors: Michio Horiuchi; 道夫堀内; Yukiharu Takeuchi; 之治竹内
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 1996-04-17
Filing date: 1996-04-17
Publication date: 1997-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】多層形成が容易にでき、製造歩留りを向上さ
せて信頼性の高い多層配線基板を提供する。【解決手段】コア基板１０ａ、１０ｂの少なくとも一
方の表面に配線パターン１８ｂが形成された複数枚の配
線基板１４ａ、１４ｂが、該配線基板１４ａ、１４ｂ間
に配線基板間を接合するとともに配線基板１４ａ、１４
ｂ相互の配線パターン１８ｂ間を電気的に接続する基板
接合層１６を介して一体に積層されて成ることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置等の製造
に使用する多層配線基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】多層配線基板は絶縁層と導体層を交互に
積層して導体層を多層に形成したもので、高密度配線を
可能にする基板として半導体装置等に使用されている。
多層配線基板を形成する方法としては、スパッタリング
法等によって導体層を形成し、いわゆるフォトリソグラ
フィ法によって多層形成する薄膜法や、感光性樹脂を絶
縁層に使用し、めっきと組み合わせて多層形成するいわ
ゆるビルドアップ法が知られている。

【０００３】薄膜法あるいはビルドアップ法は所定の操
作を繰り返すことにより、任意の積層数で導体層を多層
に形成することが可能である。しかしながら、薄膜法あ
るいはビルドアップ法といった多層形成方法は、かなり
高度の技術を要するものであり、現行の技術では導体層
を多層に形成した場合の信頼性は必ずしも十分とはいえ
ない。

【０００４】このように多層配線基板は技術面での困難
性があることから、製品の不良率を下げて製造歩留りを
上げる方法として、金属板あるいはセラミック板等の基
板上に複数層で配線パターンを形成したものを用意し、
層形成した部分を位置合わせして一体に接合し、次いで
基板を剥離して配線パターンを多層に形成していく方法
がある（特開平5-144973号) 。この製造方法は配線パタ
ーンを数層形成したものを組み合わせて多層形成するか
ら、下地から順に多層形成していく方法にくらべて確実
性の高い製造方法となる。下地から積層する方法の場合
は、中間の一つの層のみに不良がある場合でも配線基板
全体が不良品になるからである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにビルドア
ップ法等で作成する従来の多層配線基板では、不良品が
発生しやすいことが問題になっており、製造歩留りを改
善することが求められている。また、下地から積層して
多層形成する方法は層数に比例して製造時間がかかり、
製造コストがかかることから、より容易に多層形成する
方法が求められている。たとえば、上記例のように基板
上に配線パターンを層形成して多層に形成する場合で
も、配線パターンを接合した後に基板を積層体から剥離
して除去しなければならず、最終的に多層形成するまで
の工数がかかり、工程が煩雑になって製造コストがかさ
むといった問題がある。

【０００６】本発明はこれらの問題を解消すべくなされ
たものであり、その目的とするところは、導体層の多層
形成を容易にして製造歩留りの向上を図ることができ、
かつ信頼性の高い多層配線基板を容易に得ることがで
き、製造コストを引き下げることを可能にする多層配線
基板を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、配線パターンが
形成されたコア基板の少なくとも一方の外面上に複数層
で配線パターンが形成された複数枚の配線基板が相互に
位置合わせして積層され、前記配線基板の接合面で、基
板接合層を介して前記配線基板の外面に形成された配線
パターン間を電気的に接続して一体に接合されて成るこ
とを特徴とする。また、前記基板接合層が、前記配線パ
ターンを電気的に接続する低融点金属を配線基板を接合
する樹脂によって支持した接合用シート体によって構成
されたことを特徴とする。また、前記配線基板が、前記
コア基板の両面に配線パターンが形成されたものである
ことを特徴とする。また、前記コア基板が、層間で電気
的に接続された配線パターンが複数層形成されたプリン
ト基板であることを特徴とする。また、前記コア基板
が、層間で電気的に接続された配線パターンが複数層形
成されたセラミック基板であることを特徴とする。ま
た、前記配線基板が、前記コア基板の表面にビルドアッ
プ法により配線パターンが複数層形成されたものである
ことを特徴とする。また、前記配線基板が、前記コア基
板の表面に薄膜法により配線パターンが複数層形成され
たものであることを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて説明する。図１は本発明に係る多層配線基板の一
実施形態を示す断面図である。本実施形態の多層配線基
板はプリント基板をコア基板１０ａ、１０ｂとし、この
コア基板１０ａ、１０ｂの両面に配線パターン１２を数
層形成した配線基板１４ａ、１４ｂを、基板接合層１６
により一体に接合するとともに、基板間の配線パターン
１２を電気的に接続して成るものである。

【０００９】このように本実施形態の多層配線基板はコ
ア基板１０ａ、１０ｂの両面に配線パターン１２を複数
層に形成した配線基板１４ａ、１４ｂを接合して成るも
のである。図２〜６はこの多層配線基板の製造に用いる
配線基板１４の製造方法を示す。図２はプリント基板に
よって形成したコア基板１０の断面図である。このコア
基板１０は内層の配線パターン１８ａと基板の外面の配
線パターン１８ｂを合わせて４層の配線パターンから成
る多層基板である。

【００１０】層間の配線パターン１８ａ、１８ｂは基板
に貫通して設けたスルーホール２０にスルーホールめっ
きを施すことにより電気的に接続される。スルーホール
２０内には樹脂を封入する。なお、コア基板１０を形成
する基材としては、たとえばＢＴ（ビスマレイミドト
リアジン）レジン、エポキシ樹脂等が使用できる。

【００１１】コア基板１０の外面に配線パターン１２を
多層形成する方法は、薄膜法あるいはビルドアップ法等
による。以下ではビルドアップ法で形成する方法を示
す。まず、上記の配線パターンを多層形成した多層基板
１０の外面に電気的絶縁層２２となる感光性樹脂を塗布
する。次いで、この感光性樹脂を露光・現像することに
より、電気的絶縁層２２の表面から基板に設けた配線パ
ターン１８ｂに通じるビア孔２４を設ける（図３）。こ
れによりビア孔２４部分で配線パターン１８ｂが露出す
る。

【００１２】次に、無電解めっきを施しさらに電解めっ
きを施してビア孔２４の内面に層間の配線パターンを電
気的に接続する導通部２６を設ける。なお、この無電解
めっきおよび電解めっきによって先に形成した電気的絶
縁層２２の表面全体にめっき金属による導体層が形成さ
れる。図４はこの導体層をエッチングして所定の配線パ
ターン１２を形成した状態である。導体層をエッチング
して配線パターン１２を形成する方法は、導体層の表面
に感光性レジストを塗布し、感光性レジストを露光・現
像して、レジストパターンを形成し、レジストパターン
をマスクとしてエッチングする方法による。

【００１３】電気的絶縁層を介してこの配線パターン１
２と電気的に接続して次の配線パターンを層形成するに
は、上記操作を繰り返して行えばよい。すなわち、先に
形成した配線パターン１２および電気的絶縁層２２の表
面に再度感光性樹脂を塗布して、電気的絶縁層２２とす
るとともに、感光性樹脂を露光現像して、ビア孔２４を
設ける（図５）。

【００１４】次いで、無電解めっきおよび電解めっきを
施し、ビア孔２４に層間で配線パターン１２を電気的に
接続する導通部２６を設け、さらに、電気的絶縁層２２
の表面に形成された導体層をエッチングして電気的絶縁
層２２の表面に配線パターン１２を形成する。図６はこ
うして得られた配線基板１４を示す。配線基板１４はコ
ア基板１０の両面に上記操作を各々施したものであり、
電気的絶縁層２２を介して配線パターン１２が各々２層
形成されている。配線基板１４全体でみるとコア基板１
０は４層の配線パターン１８ａ、１８ｂを有し、コア基
板１０の外面の配線パターン１２は４層あるから、合わ
せて８層の配線パターンから構成されたものとなる。

【００１５】本実施形態の多層配線基板は、上記のよう
にして得た配線基板１４を図１に示すように基板接合層
１６で接合して一体の多層基板としたものである。基板
接合層１６の作用は、配線基板１４ａ、１４ｂを一体に
接着すると同時に、配線基板１４ａ、１４ｂの表面に形
成されている配線パターン１２を電気的に接続して多層
配線基板全体として電気的接続をとることにある。

【００１６】配線基板１４ａ、１４ｂを接合するには、
たとえば、一体に接合しようとする２枚の配線基板１４
ａ、１４ｂのうちの一方の積層面に、接続部としての銅
粉入り鉛錫共晶はんだ等のはんだぺーストと接合部とし
てのエポキシ系ワニスを印刷し、配線基板１４ａ、１４
ｂを相互に位置合わせし、加圧および加熱して一体に接
合することができる。図１で３０が配線基板１４ａ、１
４ｂの積層面で配線パターン１２間を電気的に接続する
接続部である。接続部３０はスクリーン印刷により配線
パターン１２の配置位置に合わせてはんだペーストを塗
布することによって正確に配置することができる。

【００１７】図１はこうして、２枚の配線基板１４ａ、
１４ｂを基板接合層１６で一体に接合して得られた多層
配線基板である。得られた多層配線基板は全体として配
線パターン層を１６層有するものとなっている。この多
層配線基板は基板の外面に配線パターン１２を数層形成
したコア基板１０をそのまま多層配線基板の構成部分に
使用し、コア基板１０の配線パターン１８ａ、１８ｂと
配線パターン１２を電気的に導通させて配線パターンを
多層形成したことを特徴とする。

【００１８】上記実施形態では、一体に接合する配線基
板１４としてコア基板１０の外面に配線パターン１２を
２層形成したものを使用した。このように本実施形態の
多層配線基板を製造する際はコア基板１０に形成する配
線パターン１２は２〜３層程度とするのがよい。これ
は、コア基板１０の外面にビルドアップ法等で配線パタ
ーン１２を形成する場合、２〜３層程度形成するのであ
れば十分に精度よく、かつ確実に層形成することがで
き、配線基板１４の製造時の信頼性を高めることができ
るからである。また、配線基板１４を接合して多層配線
基板を形成する際には、あらかじめ配線基板１４の良否
を検査し、良品のみ接合するようにする。これによっ
て、多層配線基板の不良率を下げることができ、製造歩
留りを向上させることができる。このように、配線基板
１４を作製する工程と配線基板１４を接合する工程を別
工程とすれば、配線基板１４の製造が容易であるし、並
列的に作業できることから効率的に多層配線基板を生産
できるという利点もある。

【００１９】上記実施形態は配線基板１４の基材として
プラスチック基板を使用し、基板の外面に形成する配線
パターン１２をビルドアップ法で形成した例であるが、
配線基板１４の材質はとくに限定されるものではなく、
セラミック基板を使用することも可能である。セラミッ
ク基板を使用する場合は、薄膜法等によりセラミック基
板の外面に配線パターンを複数層で形成した配線基板を
使用し、上記実施形態と同様に基板接合層１６を介して
セラミック基板からなる配線基板を一体に接合して得ら
れる。

【００２０】上記実施形態の多層配線基板では一体に接
合する配線基板１４として両面に配線パターン１２を数
層ずつ設けたものを使用したが、配線パターン１２を配
線基板１４の積層面のみに設ける場合もあり得る。たと
えば、コア基板１０の外面に設けた配線パターン１８ｂ
に外部接続端子を取り付けて実装基板への実装面とする
ような場合である。この場合、ビルドアップ法等により
形成された配線パターン１２よりコア基板１０の配線パ
ターン１８ｂの方が剥離強度が高いので、外部接続端子
の接合強度を高くすることができる。

【００２１】また、配線基板１４は上記例のように２枚
接合する場合に限らず、３枚以上接合することももちろ
ん可能である。また、配線基板１４に使用するコア基板
１０は内層に配線パターン１８ａを設けたものが機能的
に有用であるが、内層の配線パターン１８ａを設けない
ものでももちろん使用できる。ただし、コア基板１０は
両外面の配線パターン１８ｂをビア等で電気的に接続し
ている必要がある。

【００２２】また、配線基板１４を接合して多層配線基
板とする場合に、プラスチック基板とセラミック基板の
ように異種材の配線基板を一体に接合することも可能で
ある。また、上記実施形態では配線基板１４を接合する
方法として、はんだぺーストとエポキシ系ワニスを使用
したが、配線基板１４を接合する方法としては、この他
に、異方性導電性接着剤入りフィルム、導電性樹脂と接
着樹脂ペーストまたはプリプレグとの組合わせ、はんだ
ペーストと接着性樹脂ペーストまたはプリプレグとの組
合わせ等が使用できる。また、セラミック基板の配線基
板を接合する場合は低融点合金と低融点ガラスの組合わ
せを使用することも可能である。

【００２３】上記のように配線基板１４を接合する基板
接合層１６としては種々のものが考えられるが、配線基
板１４の接合用のシートとして図７に示すような低融点
金属４２を接着性を有する樹脂４４で支持した接合用シ
ート４０が有用である。この接合用シート４０は低融点
金属４２で配線基板１４の接合面の配線パターン１２を
電気的に接続し、樹脂４４で配線基板１４を一体に接着
するものである。

【００２４】信頼性の高い多層配線基板を得るには、配
線基板１４を接合する際に配線パターン１２が電気的に
確実に接続されることと配線基板１４が安定して確実に
接着されることが重要である。上記接合用シート４０は
このような信頼性の高い配線基板の接合を可能にする。
すなわち、接合用シート４０は図８に示すようなブロッ
ク状に形成した樹脂材４６の内部に一端面から他端面に
かけて軸線と平行に低融点金属で形成した多数本のワイ
ヤを所定間隔で埋設したブロック体４８を、ブロック体
４８の軸線に垂直な面で所定の厚さでスライスして得ら
れる。

【００２５】図９はブロック体４８をスライスして得た
接合用シート体５０を示す。接合用シート体５０はブロ
ック体４８をスライスして得たことにより、図７に示す
ように、シートと同厚に低融点金属４２が形成され樹脂
４４に支持されて低融点金属４２の両端面がシートの両
面で露出する。なお、実施形態の接合用シート体５０の
１枚から接合用シート４０が複数枚得られる。

【００２６】樹脂材４６には熱硬化性樹脂として、たと
えばエポキシ系、ポリイミド系、不飽和ポリエステル
系、ポリフェニレンエーテル系樹脂等が使用でき、熱可
塑性樹脂として、たとえばポリアミド系、飽和ポリエス
テル系、ポリウレタン系樹脂等が使用できる。熱硬化性
樹脂を使用する場合には半硬化状態（Ｂステージ）で使
用し、熱可塑性樹脂を使用する場合は完全硬化させて使
用する。低融点金属４２としては、錫−鉛系のはんだ、
あるいは無鉛系のはんだとしては錫−銀系、錫−アンチ
モン系、錫−ビスマス−銀系等のはんだが使用できる。

【００２７】上記ブロック体４８は上記樹脂材と低融点
金属等の組み合わせによって適宜作製できるが、以下に
樹脂材としてエポキシ系樹脂を使用し、低融点金属とし
て鉛−錫の共晶合金を使用した場合のブロック体４８の
作製方法を説明する。まず、樹脂材４６として使用する
エポキシ系樹脂を約２５０センチポアズに調整し、Ａス
テージ状態でシリコーンラバーで内面を被覆した円筒容
器内に充填する。

【００２８】円筒容器内には鉛−錫共晶合金による０．
５ｍｍ径のワイヤを多数本底面から起立させて容器の開
口部との間で張るようにして支持されている。円筒容器
の開口部には円筒容器の底面との間でワイヤを所定間隔
で平行に支持するための支持枠を設ける。こうして、円
筒容器内にはワイヤが林立するように支持され、前記エ
ポキシ系樹脂はこのようにワイヤが設置された容器内に
充填される。

【００２９】円筒容器内に樹脂材を充填した後、真空脱
泡し、徐々に加熱して、最高温度１７０℃で約５時間、
乾燥窒素雰囲気中で保持する。これによって、樹脂材が
硬化するから、硬化後、円筒容器からブロック体４８を
取り出す。前述したように、ブロック体４８はエポキシ
系樹脂の樹脂材４６中に鉛−錫の共晶合金のワイヤが埋
設されたものとして得られる。得られたブロック体４８
を約２００μｍのシート状に切り出して接合用シート体
５０が得られる。

【００３０】接合用シート４０を用いて多層配線基板を
作成する場合は、配線基板１４の接合面と接合用シート
４０を位置合わせし、配線基板１４で接合用シート４０
を挟んで加圧、加熱して一体化すればよい。接合用シー
ト４０の樹脂４４によって配線基板１４が接着され、低
融点金属４２によって配線パターン１２の電気的接続が
なされる。接合用シート４０は配線パターン１２を電気
的に接続する低融点金属として低融点金属のワイヤを用
いているから、はんだペーストを使用する場合等のよう
に接合部にボイドが生じたり、接合時に接合部の体積変
化が生じたりすることを防止し、確実な電気的接続がな
されるという利点がある。

【００３１】なお、接合用シート４０に低融点金属４２
を配置する場合、接合しようとする配線基板１４の配線
パターン１２の配置にしたがって低融点金属４２を配置
する構成として提供することもできるし、図８、９に示
すように汎用的な使用を想定して低融点金属４２を一定
間隔で配置した構成で提供することもできる。

【００３２】

【発明の効果】本発明に係る多層配線基板は、上述した
ように、配線パターンを複数層形成した配線基板を配線
パターン間での電気的接続をとって一体に接合して成る
から、不良発生率を下げ、製造歩留りを向上させて信頼
性の高い製品として得ることが可能になる。また、コア
基板を有する配線基板を接合して形成されることから十
分な強度を有するとともに、平坦性等にも優れた製品と
して提供することが可能になる。また、配線パターンを
数層形成した配線基板を接合して形成することから、全
体としての製造工程が単純化され製造が容易になり製造
コストを下げることが可能になる等の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る多層配線基板の一実施形態の断面
図である。

【図２】多層配線基板の製造に用いる配線基板の製造方
法を示す断面図である。

【図３】多層配線基板の製造に用いる配線基板の製造方
法を示す断面図である。

【図４】多層配線基板の製造に用いる配線基板の製造方
法を示す断面図である。

【図５】多層配線基板の製造に用いる配線基板の製造方
法を示す断面図である。

【図６】多層配線基板の製造に用いる配線基板の製造方
法を示す断面図である。

【図７】多層配線基板の製造に用いる接合用シートの断
面図である。

【図８】接合用シートを形成するブロック体の斜視図で
ある。

【図９】ブロック体から切り出した接合用シート体の斜
視図である。

【符号の説明】

１０、１０ａ、１０ｂコア基板１２配線パターン１４、１４ａ、１４ｂ配線基板１６基板接合層１８ａ、１８ｂ配線パターン２０スルーホール２２電気的絶縁層２４ビア孔２６導通部３０接続部４０接合用シート４２低融点金属４４樹脂４６樹脂材４８ブロック体５０接合用シート体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コア基板の少なくとも一方の表面に配線
パターンが形成された複数枚の配線基板が、該配線基板
間に配線基板間を接合するとともに配線基板相互の配線
パターン間を電気的に接続する基板接合層を介して一体
に積層されて成ることを特徴とする多層配線基板。
【請求項２】基板接合層が、前記配線パターンを電気
的に接続する低融点金属を配線基板を接合する樹脂によ
って支持した接合用シート体によって構成されたことを
特徴とする請求項１記載の多層配線基板。
【請求項３】配線基板が、前記コア基板の両面に配線
パターンが形成されたものであることを特徴とする請求
項１または２記載の多層配線基板。
【請求項４】コア基板が、層間で電気的に接続された
配線パターンが複数層形成されたプリント基板であるこ
とを特徴とする請求項１、２または３記載の多層配線基
板。
【請求項５】コア基板が、層間で電気的に接続された
配線パターンが複数層形成されたセラミック基板である
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の多層配線
基板。
【請求項６】配線基板が、前記コア基板の表面にビル
ドアップ法により配線パターンが複数層形成されたもの
であることを特徴とする請求項１、２、３または４記載
の多層配線基板。
【請求項７】配線基板が、前記コア基板の表面に薄膜
法により配線パターンが複数層形成されたものであるこ
とを特徴とする請求項１、２、３または５記載の多層配
線基板。