(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層と厚膜配線導体とを交互に積層して成り、前記厚膜配線導体の一部が絶縁層に設けたスルーホールを介して少なくとも一方の主面に導出する絶縁基体と、前記絶縁基体の少なくとも一主面に形成され、有機絶縁膜と薄膜配線導体とを交互に積層して成る多層配線部と、から成る配線基板であって、前記絶縁基体は、無機絶縁物粉末を熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂から成る熱硬化性樹脂により結合することによって形成されており、前記厚膜配線導体は、金属粉末を熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂から成る熱硬化性樹脂により結合することによって形成されていることを特徴とする配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本技術は、配線基板に関し、より詳細には内部から表面にかけて導出する厚膜配線導体を有する絶縁基板の主面に有機絶縁膜と薄膜配線導体とを積層して成る薄膜配線部が形成されて成る配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近時、電子装置の小型高密度化に伴い、該電子装置に使用される配線基板もその小型高密度化が要求されるようになってきている。このような小型高密度化を実現するための配線基板として例えば、酸化アルミニウム質焼結体、窒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、ガラスセラミック焼結体等のセラミックスから成る絶縁層とタングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀等の金属から成る厚膜配線導体とを交互に積層して成り、前記厚膜配線導体の一部が絶縁層に設けたスルーホールを介して上下両主面に導出する絶縁基板の上下両主面にエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ふっ素樹脂等の樹脂材料から成る有機絶縁膜と銅等の金属から成る薄膜配線導体とを交互に多層に積層して成る多層配線部が被着形成されて成る両面多層配線基板が多用されるようになってきた。
【０００３】
この配線基板に用いられるセラミックスから成る絶縁基体は、各絶縁層となる複数のセラミックグリーンシートを準備するとともにこれらのセラミックグリーンシートの各々にスルーホールを穿孔し、次に前記セラミックグリーンシートの上下面及びスルーホール内に厚膜配線導体となる金属ペーストを印刷及び充填するとともにこれらのセラミックグリーンシートを積層し、最後に前記積層されたセラミックグリーンシート及び金属ペーストを高温で焼成一体化することにより製作されており、一般に複数枚のガラス−エポキシプリント基板を積層した後、これにスルーホールを穿孔し、該スルーホール内部にめっきを施すことにより内部の配線を表面に導出させることにより製作されるガラス−エポキシプリント多層基板から成る絶縁基体より高密度な内部配線が可能であり、配線基板の小型高密度化にはより好適である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の配線基板によると、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックスから成る絶縁基体の熱膨張係数が約５〜１０×１０−６／℃であるのに対して、有機絶縁膜及び銅等の薄膜配線導体から成る多層配線部の熱膨張係数が約２０〜３０×１０−６／℃であり、両者の熱膨張係数が大きく異なることから、配線基板に電子装置を構成するための各種電子部品を実装する際の熱や該電子部品が作動する際に発生する熱が絶縁基体と薄膜配線部とに印加されると両者の熱膨張係数の相違に起因して両者間に大きな熱応力が発生し、該大きな熱応力によって絶縁基体と薄膜配線部との間に剥離が起きやすく、絶縁基体と薄膜配線部との間に剥離が起こると、それに伴い絶縁基体の配線導体と薄膜配線部の薄膜配線導体とが断線して配線基板としての機能を喪失してしまうという欠点があった。
【０００５】
更に、上述の配線基板によると、絶縁基体を構成するセラミックスが固くて脆弱な性質を有するために配線基板に外部から衝撃力等が印加されると、該衝撃力により絶縁基体に割れやクラックが発生しやすく、絶液体に割れやクラックが発生すると、絶縁基体の厚膜配線導体が断線して配線基板としての機能を喪失してしまうという欠点があった。
【０００６】
また、上述の配線基板によると、絶縁基体がセラミックスから成り、該絶縁基体を構成するセラミックスは一般に焼成時に不均一な焼成収縮を引き起こして絶縁基体に反りや寸法のばらつきが発生しやすく、そのため絶縁基体の両主面に薄膜配線部を正確に形成することが困難であった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板は、絶縁層と厚膜配線導体とを交互に積層して成り、前記厚膜配線導体の一部が絶縁層に設けたスルーホールを介して少なくとも一方の主面に導出する絶縁基体と、前記絶縁基体の少なくとも一主面に形成され、有機絶縁膜と薄膜配線導体とを交互に積層して成る多層配線部と、から成る配線基板であって、前記絶縁基体は、無機絶縁物粉末を熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂から成る熱硬化性樹脂により結合することによって形成されており、前記厚膜配線導体は、金属粉末を熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂から成る熱硬化性樹脂により結合することによって形成されており、前記厚膜配線導体は、金属粉末を熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂から成る熱硬化性樹脂により結合することによって形成されていることを特徴とするものであり、絶縁基体が無機絶縁物粉末を熱硬化性樹脂により結合して成ることから絶縁基体の熱膨張係数が薄膜配線部の熱膨張係数と略近似するものとなるとともに絶縁基体に割れやクラックが発生しにくく、更に絶縁基体の反りや寸法のばらつきが極めて小さいものとなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の配線基板の一実施形態を示す断面図であり、図中、１は絶縁基板、２は厚膜配線導体、３は薄膜配線部である。
【０００９】
前記絶縁基板１は、例えば酸化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化珪素、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、酸化チタン、ゼオライト等の無機絶縁物粉末を熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂から成る熱硬化性樹脂により結合してなる絶縁層１ａ、１ｂ、１ｃが積層されて成り、その上下主面に多層配線部３を支持する支持部材として作用する。
【００１０】
前記絶縁基体１を構成する絶縁層１ａ、１ｂ、１ｃは、酸化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化珪素、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、ゼオライト等の無機絶縁物粉末を熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂から成る熱硬化性樹脂により結合することによって形成されており、その各々が無機絶縁物粉末を靭性に優れる熱硬化性樹脂で結合することによって形成されていることから絶縁基体１に外力が印加されても該外力によって絶縁基体１に欠けや割れ、クラック等が発生することはない。
【００１１】
また前記酸化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化珪素、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、ゼオライト等の無機絶縁物粉末を熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂から成る熱硬化性樹脂により結合することによって形成された絶縁基体１は、その熱膨張係数が約２０〜３０×１０−６／℃であり、後述する薄膜配線部３の熱膨張係数と略近似することから、配線基板に電子装置を構成するための各種電子部品を実装する際の熱や該電子部品が作動する際に発生する熱が絶縁基体１と薄膜配線部３とに印加されても絶縁基体１と薄膜配線部３との間に両者の熱膨張係数の相違によって大きな熱応力が発生することは殆どなく、従って、絶縁基体１と薄膜配線部３との間の剥離により絶縁基体１の厚膜配線導体２と薄膜配線部３の薄膜配線導体５とが断線して配線基板としての機能が喪失することはない。
【００１２】
尚、前記絶縁基体１を構成する絶縁層１ａ、１ｂ、１ｃに含有される酸化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化珪素、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、ゼオライト等の無機絶縁物粉末は、絶縁基体１に所定の誘電率、熱伝導率、耐水性等の諸特性を付与する作用を為し、絶縁層１ａ、１ｂ、１ｃに含有される含有量が６０重量％未満であると絶縁基体１に前記諸特性を十分に付与することが困難であり、また９５重量％を越えると絶縁粉末を熱硬化性樹脂で強固に結合して所定形状の絶縁基体１を形成することが困難となってしまう。従って、前記絶縁基体１を構成する絶縁層１ａ、１ｂ、１ｃに含有される無機絶縁物粉末は、絶縁層１ａ、１ｂ、１ｃにおける含有量が６０乃至９５重量％の範囲が好ましい。
【００１４】
前記絶縁基体１は、また無機絶縁物粉末に熱硬化性樹脂を添加混合して得たペーストを半硬化させて半硬化絶縁シートなすとともに該半硬化絶縁シートを熱硬化させることにより製作されており、焼成工程を伴わないことから、焼成に伴う不均一な焼成収縮が発生することはなく、反り等の変形や寸法のばらつきが大きく発生することはない。従って、絶縁基体１の上下両面に後述する薄膜配線部３を正確に成形することができる。
【００１５】
更に、前記絶縁基板１は、各絶縁層１ａ、１ｂ、１ｃにスルーホールＴが形成されており、該スルーホールＴ内部及び各絶縁層１ａ、１ｂ、１ｃ間には、絶縁基体１内部から該スルーホールＴを介して絶縁基体１両主面に導出する例えば銅、銀等の金属粉末を熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂から成る熱硬化性樹脂により結合して成る厚膜配線導体２が形成されている。
【００１６】
前記厚膜配線導体２は、後述する多層配線部３の薄膜配線導体４とともに配線基板中で所定の回路配線を形成する作用を為す。
【００１７】
前記厚膜配線導体２に含有される金属粉末は、厚膜配線導体２に導電性を付与する作用を為し、厚膜配線導体２における含有量が７０重量％未満では厚膜配線導体２の導電性が悪くなる傾向にあり、また厚膜配線導体２における含有量が９５重量％を越えると金属粉末を熱硬化性樹脂で強固に結合することが困難となる傾向にある。従って、前記厚膜配線導体２に含有される金属粉末は、厚膜配線導体２における含有量が７０乃至９５重量％の範囲が好ましい。
【００１８】
尚、前記厚膜配線導体２に含有される金属粉末は、その平均粒径が０．５μｍ未満であると金属粉末同士の接触抵抗が増加して厚膜配線導体２の電気抵抗が高いものとなる傾向にあり、また５０μｍを越えると絶縁基体１に所定パターンの厚膜配線導体２を一般に要求される５０乃至２００μｍの線幅に形成するのが困難となる傾向にある。従って、前記厚膜配線導体２に含有される金属粉末は、その平均粒径を０．５乃至５０μｍとしておくことが好ましい。
【００１９】
また、前記厚膜配線導体２は、その露出する表面にニッケル、金等の耐食性に優れ、且つ良導電性の金属をメッキ法により１．０乃至２０．０μｍの厚みに層着させておくと厚膜配線導体２の酸化腐食を有効に防止することができるとともに厚膜配線導体２と後述する薄膜配線部３の薄膜配線導体５との接合を強固となすことができる。従って前記厚膜配線導体２はその露出する表面にニッケルや金等の耐食性に優れ、且つ良導電性の金属をメッキ法により１．０乃至２０．０μｍの厚みに層着しておくことが好ましい。
【００２１】
前記絶縁層１ａ、１ｂ、１ｃと厚膜配線導体２とから成る絶縁基体１には、更にその上下両主面に有機絶縁膜４及び薄膜配線導体５を交互に多層に積層してなる薄膜配線部３が形成されており、該薄膜配線部３の薄膜配線導体５には半導体素子や抵抗素子、容量素子等の電子素子がボンディングワイヤーや半田バンプ等の電気的接続手段を介して電気的に接続される。
【００２２】
前記多層配線部３の有機絶縁膜４は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ふっ素樹脂等の樹脂から成り、薄膜配線導体５を支持する支持体として作用すると同時に配線導体膜２と薄膜配線導体５とを及び薄膜配線導体５同士を電気的に絶縁する作用を為す。
【００２３】
前記有機絶縁膜４は、例えばエポキシ樹脂から成る場合、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂及びアミン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、酸無水物系硬化剤等の硬化剤及びフィラーとしての酸化珪素等の無機絶縁物粉末から成るペーストを従来周知のスピンコート法、カーテンコート法等のコーティング法を採用して所定の厚みに塗布するとともにこれを乾燥後、従来周知のフォトリソグラフィー技術を採用して所定位置に孔あけ加工を施すとともに約１５０℃の温度を印加して熱硬化させることにより形成される。
【００２４】
また、前記絶縁基体１の上下両主面に形成された薄膜配線部３の薄膜配線導体５は、銅等の導電材料から成る導体膜であり、絶縁基体１の上下両主面に直接及び有機絶縁膜４を介して所定パターンに形成されており、配線基板に搭載される電子素子を相互にあるいは外部に電気的に接続する作用を為す。
【００２５】
前記薄膜配線導体５は、絶縁基体１表面や有機絶縁膜４表面に銅から成る薄膜導体を例えば従来周知の無電解めっき法及び電解めっき法を採用して１５〜２０μｍの厚みに被着させるとともに該銅から成る薄膜導体膜を従来周知のフォトリソグラフィー技術を採用して所定パターンにエッチングすることによって形成される。
【００２６】
本発明の配線基板においては、絶縁基体１の上下両主面に有機絶縁膜４及び薄膜配線導体５を交互に積層して成る薄膜配線部３が形成されていることから、配線基板の小型高密度化が実現できる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の配線基板によれば、その主面に薄膜配線部が形成される絶縁基体が無機絶縁物粉末を熱硬化性樹脂により結合して成ることから、絶縁基体の熱膨張係数と薄膜配線部との熱膨張係数が略近似したものとなり、配線基板に電子装置を構成するための各種電子部品を実装する際の熱や該電子部品が作動する際に発生する熱が絶縁基体と薄膜配線部とに印加されても絶縁基体と薄膜配線部との間に両者の熱膨張係数の相違によって大きな熱応力が発生することは殆どなく、従って、絶縁基体と薄膜配線部との間に剥離が発生して絶縁基体の厚膜配線導体と薄膜配線部の薄膜配線導体とが断線して配線基板としての機能が喪失することはない。
【００２８】
また本発明の配線基板によれば、絶縁基体が無機絶縁物粉末を靭性に優れる熱硬化性樹脂で結合することによって形成されていることから絶縁基体に外力が印加されても該外力によって絶縁基体に欠けや割れ、クラック等が発生することはなく、絶縁基体の厚膜配線導体が断線して配線基板としての機能を喪失することもない。
【００２９】
更に本発明の配線基板によれば、無機絶縁物粉末に熱硬化性樹脂を添加混合して得たペーストを半硬化させて半硬化絶縁シートなすとともに該半硬化絶縁シートを熱硬化させることにより製作されており、焼成工程を伴わないことから、焼成に伴う不均一な焼成収縮が発生することはなく、反り等の変形や寸法のばらつきが大きく発生することはない。従って、絶縁基体の両主面に薄膜配線部３が正確に成形される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配線基板の一実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・・・・絶縁基体
１ａ、１ｂ、１ｃ・・・絶縁層
２・・・・・・・・・・厚膜配線導体
３・・・・・・・・・・薄膜配線部
４・・・・・・・・・・有機絶縁膜
５・・・・・・・・・・薄膜配線導体
Ｔ・・・・・・・・・・スルーホール
【図１】
0003659441.tif 000002