(57)【要約】  一括積層プロセスにより製造される多層回路基板は、前記多層回路基板の最外層に配置されガラス繊維を含むコンポジット材料で形成される最外絶縁層と、前記最外絶縁層に隣接する層として配置され、ガラス繊維を含まない絶縁樹脂層に内蔵される配線と、前記配線に電気的に接続される有底ビアとを有する多層配線板と、を有する。
2015141004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一括積層プロセスにより製造される多層回路基板であって、
前記多層回路基板の最外層に配置され、ガラス繊維を含むコンポジット材料で形成される最外絶縁層と、
前記最外絶縁層に隣接する層として配置され、ガラス繊維を含まない絶縁樹脂層に内蔵される配線と、前記配線に電気的に接続される有底ビアとを有する多層配線板と、
を有することを特徴とする多層回路基板。
【請求項２】
前記最外絶縁層の表面に形成される第１表面電極と、
前記最外絶縁層に形成されるビアプラグと、
をさらに有し、
前記第第１表面電極は、前記ビアプラグと前記有底ビアを介して前記配線に電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の多層回路基板。
【請求項３】
前記絶縁樹脂層に内蔵される前記配線は、一対の差動配線であることを特徴とする請求項１に記載の多層回路基板。
【請求項４】
前記絶縁樹脂層は、前記配線と同等の熱膨張率を有することを特徴とする請求項１に記載の多層回路基板。
【請求項５】
前記絶縁樹脂層はポリイミド層であり、前記配線は銅配線であることを特徴とする請求項１に記載の多層回路基板。
【請求項６】
前記多層回路基板を貫通する貫通ビアと、
前記最外絶縁層の表面に形成され、前記貫通ビアと電気的に接続される第２表面電極と、
をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の多層回路基板。
【請求項７】
請求項１に記載の多層回路基板と、
前記多層回路基板の前記最外絶縁層に形成された表面電極に実装される半導体素子と、を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
前記多層回路基板は、前記最外絶縁層に形成されて前記表面電極に接続されるビアプラグをさらに有し、
前記半導体素子は、前記表面電極、前記ビアプラグ、及び前記有底ビアを介して前記配線と電気的に接続されることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記多層回路基板の前記半導体素子の実装面と反対側の第２面の近傍に配置されるガラス繊維を含まない第２の絶縁樹脂層と、
前記第２の絶縁樹脂層に形成される高速信号配線と、
前記多層回路基板を貫通する貫通ビアと、
前記多層回路基板の前記第２面に配置されて、前記貫通ビアと前記高速信号配線とを結合する受動素子と、
をさらに有することを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項１０】
ガラス繊維を含まない絶縁樹脂層に内蔵される第１配線と、前記絶縁樹脂層の少なくとも一方の面に形成される第２配線とを有する多層配線板を、第１の圧力の真空プレスで作製し、
前記多層配線板と、ガラス繊維を含むコンポジット材料の絶縁層とを、前記第１の圧力より小さい第２の圧力での一括積層プロセスにより一体化する、
ことを特徴とする多層回路基板の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の圧力は、前記第２の圧力の２倍以上、２．３倍以下であることを特徴とする請求項１０に記載の多層回路基板の製造方法。
【請求項１２】
前記一括積層プロセスの前に、
前記多層配線板に、前記第１配線と前記第２配線とを接続する有底ビアをあらかじめ形成することを特徴とする請求項１０に記載の多層回路基板の製造方法。
【請求項１３】
前記一括積層プロセスの後に、
前記最外絶縁層に、前記第１配線と電気的に接続されるビアプラグをレーザ加工により形成することを特徴とする請求項１０に記載の多層回路基板の製造方法。
【請求項１４】
前記一括積層プロセスの前に、前記多層配線板に、前記第１配線と前記第２配線とを接続する有底ビアをあらかじめ形成し、
前記一括積層プロセスの後に、前記最外絶縁層に、前記第２配線に到達するビアプラグと、前記ビアプラグに接続する表面電極とを形成して、前記表面電極を前記有底ビアを介して前記第１配線に電気的に接続する
ことを特徴とする請求項１０に記載の多層回路基板の製造方法。
【請求項１５】
前記一括積層プロセスの後に、
前記多層回路基板を貫通する貫通ビアをレーザ加工により形成することを特徴とする請求項１０に記載の多層回路基板の製造方法。
【請求項１６】
前記多層配線板は、同等の熱膨張率を有する絶縁樹脂材料と配線材料と用いて作製されることを特徴とする請求項１０に記載の多層回路基板の製造方法。
【請求項１７】
前記多層配線板は、前記絶縁樹脂層にポリイミドを用い、前記配線に銅を用いて作製されることを特徴とする請求項１０に記載の多層回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層回路基板、半導体装置、及び多層回路基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体装置の実装構造では、複数の半導体素子や半導体パッケージ基板を、表面または内部に電気的な配線構造を有する多層回路基板に実装することで、半導体素子間の電気的な接続をとっている。
多層回路基板は、あらかじめ配線パターンが形成された両面銅張板と、未硬化あるいは半硬化の絶縁層を交互に積層し、真空プレスによって一括積層した後、貫通穴を形成してめっきによるビアコンタクトを形成する製造プロセスにより工業的に製造される。【０００３】
このような多層回路基板の最外層（表面と裏面）に、グランドパターンまたは電源パターンが形成されたポリイミドフィルムを貼り合わせて高周波ノイズを低減する構成が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。また、リジッドなガラスエポキシ両面銅張積層板の表面と裏面に、接着シートを介して片面銅張ポリイミドフィルムを接着する構成が知られている（たとえば、特許文献２参照）。
しかし、コンポジット材料を用いた積層基板と、ガラス繊維織物を含有しないポリイミド等のフレキシブル配線層を接着剤等で張り合わせると、熱膨張率の違いや、弾性率の温度依存性の違いにより、接着部で剥離が生じやすい。【０００４】
他方、銅（Ｃｕ）の差動配線パターンが内蔵されたポリイミドのフレキシブル配線板にあらかじめ貫通孔を形成し、一括積層プロセス時に貫通孔をコンポジット材料の絶縁樹脂で充填して密着性を高める構成が提案されている（特許文献３参照）。しかし、一括積層に用いるフレキシブル配線板への貫通孔の形成は、配線設計の自由度を妨げる。また、一括積層時に貫通孔内にコンポジット材料を充填する余分な工程が発生し、多層回路基板の層構成の自由度も阻害される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１７４２６５号公報
【特許文献２】特開平５−４１５８０号公報
【特許文献３】特開２０１３−１３１５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
多層回路基板に用いられる絶縁材料（両面銅張板の絶縁基材やプリプレグなど）は、ガラス繊維織物に熱硬化性樹脂を含浸させたコンポジット材料で形成されている。伝送周波数が高周波になってくると、配線を２本一組で用いる差動伝送では、ガラス繊維織物の粗密により生じる伝搬遅延時間の差が回路的に許容できなくなる。差動配線以外にも、高周波信号を伝送する配線では、誘電率の相違により同一製品内での伝送速度のばらつきが問題となる。【０００７】
高速信号配線を含む層に、高周波伝送特性に優れた高価な絶縁材料を用いることも考えられるが、一括積層プロセスでは、基板の製造性と信頼性の観点から、積層全体に同じ絶縁材料が用いられることが望ましい。特定配線を含む一部の層のために積層全体を高価な絶縁材料で形成すると、製造コストが増大する。【０００８】
そこで、一括積層プロセスで作製される多層回路基板において、誘電率のばらつきによる信号伝送遅延時間の相違を防止することのできる構成と製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一つの観点では、一括積層プロセスにより製造される多層回路基板を提供する。多層回路基板は、
前記多層回路基板の最外層に配置され、ガラス繊維を含むコンポジット材料で形成される最外絶縁層と、
前記最外絶縁層に隣接する層として配置され、ガラス繊維を含まない絶縁樹脂層に内蔵される配線と、前記配線に電気的に接続される有底ビアとを有する多層配線板と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
一括積層プロセスで、誘電率のばらつきによる信号伝送遅延時間の相違を抑制した多層回路基板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の多層回路基板で用いられる三層配線板の作製工程図である。
【図２】実施形態の多層回路基板で用いられる三層配線板の作製工程図である。
【図３】実施形態の多層回路基板で用いられる三層配線板の作製工程図である。
【図４】実施形態の一括積層による多層回路基板を、従来の一括積層による仮想回路基板と比較して示す図である。
【図５】三層配線板作製時のポリイミドに対する積層圧力と、多層回路基板の一括積層圧力との関係を示す表である。
【図６】三層配線板を用いた多層回路基板の製造工程図である。
【図７】三層配線板を用いた多層回路基板の製造工程図であり、図６（Ｃ）に引き続く工程を示す図である。
【図８】実施形態の多層回路基板の例を示す図である。
【図９】実施形態の多層回路基板の別の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施形態では、高周波信号配線や高速差動配線など、誘電率差の影響が問題となる特定配線を含む層を、ガラス繊維織物を含まない絶縁樹脂フィルムを用いた多層配線板（たとえば三層配線板）で形成し、この多層配線板（適宜、「フレキシブル多層配線板」と称する）をコンポジット材料を用いた他の層と一括積層して、多層回路基板を作製する。特定配線を有するフレキシブル多層配線板はガラス繊維織物を含まないため、ガラス繊維織物の粗密、すなわち誘電率差による伝送遅延時間のばらつきを防止することができる。
【００１３】
ガラス繊維織物を含まない絶縁樹脂フィルムとして、ポリイミドフィルムを用いるのが望ましい。ポリイミドは銅（Ｃｕ）配線と熱膨張率が同等であり、多層回路基板使用時の温度領域でガラス転移点を有しないため、多層回路基板の熱耐性が向上する。
【００１４】
良好な態様として、フレキシブル多層配線板の作製時の圧着圧力を、多層回路基板の一括積層プロセスで印加される圧力の１．５倍〜３倍、好ましくは２倍〜２．３倍に設定する。これにより、一括積層の対象となるフレキシブル多層配線板の反りを抑制し、一括積層された多層回路基板の寸法精度を保証することができる。
【００１５】
良好な態様として、フレキシブル多層配線板にあらかじめ有底ビアを形成しておき、一括積層後に、フレキシブル多層配線板に含まれる特定配線と、多層回路基板の表面電極を有底ビアで接続する。これにより、多層回路基板の特定の配線と、基板表面の電極との電気的な接続が簡便になる。
【００１６】
まず、実施形態の構成に至る前に、ガラスクロス等のガラス繊維織物の影響を排除するために、ガラス繊維織物を用いないことが考えられる。しかし、ガラス繊維織物を用いない回路基板では、電子部品支持体としての機械的強度が不十分であり、たとえば一辺が数十ｃｍ、積層数が２０層を超える大型の多層回路基板に適用することが困難である。ガラス繊維織物は回路基板の寸法安定性の向上に貢献するため、微細な電子部品を高密度で実装する場合の基板材料として適している。製造効率の観点からも、ガラス繊維織物を含むコンポジット材料を用いた従来の一括積層プロセスをそのまま適用できるのが望ましい。
【００１７】
そこで、実施形態では、特定の配線を内蔵するフレキシブル多層配線板を、一括積層プロセスにより多層回路基板内に組み込む。
【００１８】
図１〜図３は、は、実施形態の多層回路基板で用いられる多層配線板の作製工程図である。この例では、多層配線板として三層配線板を作製する。三層配線板は、配線層を３つ有する。
【００１９】
まず、図１（Ａ）で、絶縁層１１の両面に銅箔２、３が一枚ずつ張り付けられた両面銅張板１２を準備し、銅箔２、３の上にそれぞれフォトレジスト６を配置する。絶縁層１１は、ガラス繊維織物を含まない樹脂層である。実施形態では、絶縁層１１としてポリイミドフィルムの一種である宇部興産株式会社製の「ユーピレックス（登録商標）」を使用する。絶縁層１１の厚さは特に限定されないが、実施形態では５０μｍの厚さのフィルムを用いる。
図１（Ｂ）で、片面側のフォトレジスト６に露光、現像を行って、所定の配線パターンに対応する形状のフォトレジストマスク６ｐを形成する。
図１（Ｃ）で、フォトレジストマスク６ｐを用いて不要な部分の銅箔３をエッチング除去する。その後、不要なフォトレジスト６及びフォトレジストマスク６ｐを除去する。これにより、絶縁層１１の片側のみに配線パターン４が形成されたコア材１３Ａが得られる。配線パターン４は、たとえば対になって動作する差動配線、あるいは高周波信号線である。
図１のコア材１３Ａの作製と並行して、あるいは前後して、もうひとつのコア材１３Ｂを準備する。図２（Ａ）で、図１（Ａ）と同様に、絶縁層１１の両面に銅箔２、３が一枚ずつ張り付けられた両面銅張板１２を準備し、銅箔２、３のいずれか一方の上（この例では、銅箔３上）にフォトレジスト７を配置する。
【００２０】
図２（Ｂ）で、フォトレジスト７をマスクとして、他方の面の銅箔２をエッチング除去し、その後、フォトレジスト７を除去する。これにより、絶縁層１１の片面のみに銅箔３が形成された片面銅張りコア材１３Ｂが得られる。片面銅張りコア材１３Ｂとして、あらかじめ片面だけに銅箔３が張り付けられた片面銅張りコア材を使用してもよい。
【００２１】
図３で、コア材１３Ａとコア材１３Ｂを一体化して三層配線板を作製する。まず、図３（Ａ）で、コア材１３Ａとコア材１３Ｂを接着層１４を介して向い合せに配置する。このとき、片面銅張りコア材１３Ｂの絶縁層１１と、コア材１３Ａの配線パターン４と絶縁層１１とを向かい合わせにする。接着層１４は、たとえばポリイミドの絶縁層１１の１／５未満の弾性率を有する接着シートである。弾性率が小さいと、外部応力に追従して変形しやすく、内部応力を吸収しやすい。
【００２２】
図３（Ｂ）で、コア材１３Ａ、接着層１４、およびコア材１３Ｂに対して、圧力６ＭＰａ、温度１８０℃、時間３０分の真空プレスを行って、一体化された三層配線板１５を得る。三層配線板１５は、銅箔３、銅箔２、及び内部配線層１９の３つの金属層を有する。内部配線層１９は、接着層１４で張り合わせられた絶縁層１１に内蔵された配線パターン４を有する。絶縁層１１として用いられるポリイミド樹脂は、後の一括積層プロセスの温度領域でガラス転移を起こさない材料である。また、配線パターン４を形成する銅と同じまたは近接した熱膨張率を有する。
【００２３】
図３（Ｃ）で、必要に応じて三層配線板１５の銅箔３及び／又は銅箔２を所望の配線形状に加工する。この例では、内部配線層１９の一方の面に配線パターン３７が形成され、他方の面に配線パターン３８が形成された配線内蔵の三層配線板１６が作製される。
【００２４】
三層配線板１６（あるいは１５）は、絶縁層１１にガラス繊維織物を含んでいない。ポリイミドの絶縁層１１は配線パターン４と同等の熱膨張率を有することから、三層配線板１６（あるいは１５）を、熱的にひとつの金属層とみなすことができる。
【００２５】
図４（Ｂ）は、実施形態の三層配線板１５（または１６）を用いた一括積層プロセスを示す。比較例として、図４（Ａ）に従来の一括積層プロセスによる多層回路基板の構成を示す。
【００２６】
図４（Ａ）の従来構成では、配線パターンが形成された銅箔１０３を有するコア材１０５と、プリプレグ１０６とが交互に配置され、最外層に銅箔１０３を配置した状態で一括積層される。コア材１０５の絶縁層１０１も、プリプレグ１０６も、ガラス繊維織物１１２を含むコンポジット材料である。
【００２７】
一括積層プロセスにより、プリプレグ１０６の未硬化（あるいは半硬化）の樹脂１１１が溶融、硬化して硬化樹脂の絶縁層１０７となり、多層回路基板１１０が得られる。一体化されるコア材１０５の絶縁層１０１は、ガラス繊維織物１１２を含む硬化樹脂１１３で形成されているため、多層回路基板１１０の配線パターンは、必ずガラス繊維織物１１２を含む絶縁層１０１及び１０７に挟まれて存在する。ガラス繊維織物１１２の粗密により絶縁層１０１及び１０７の誘電率がばらつくため、信号伝達遅延差を許容しない高速差動配線や、高周波信号線の場合に、動作の信頼性が損なわれる。
【００２８】
これに対し、図４（Ｂ）の実施形態の構成では、ガラス繊維織物を含まない三層配線板１６と、ガラス繊維織物に未硬化樹脂を含浸させたプリプレグ１０６を交互に積層し、最外層に銅箔１０３を配置して真空プレスにより一括積層する。一括積層のプロセスで、プリプレグ１０６の未硬化（または半硬化）樹脂が溶融、硬化して、絶縁層１０７となる。得られた多層回路基板１０は、ガラス繊維織物を含まない三層配線板１６と、ガラス繊維織物を含む絶縁層１０７が交互に配置される。最外層の銅箔１０３の直下の絶縁層（最外絶縁層）１０７は、たとえばガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸したコンポジット材料の層であり、レーザ加工に適したリジッド性を有する。三層配線板１６は、最外絶縁層１０７に隣接する層として位置する。
【００２９】
三層配線板１６は、誘電率が均一なポリイミドの絶縁層１１に形成された配線パターン４を内蔵するので（図３（Ｂ）参照）、配線パターン４が高速差動配線や高周波信号線の場合でも、誘電率のばらつきによる影響を防止することができる。同時に、従来と同じ一括積層プロセスでガラス基材のリジッド性を活用することができるので、多層回路基板１０のサイズが大きくなっても、半導体素子（電子部品）を安定して高密度に実装することができる。
【００３０】
さらに、絶縁層１１に用いられるポリイミドは、銅と同等の熱膨張率を有し、かつ多層回路基板１０の使用によって印加される温度領域でガラス転移点を有しない点で、銅と同じ熱挙動を示す。したがって、一括積層プロセスでの内部応力や、多層回路基板１０の使用時の温度差による内部応力の発生を抑制し、多層配線板（三層配線板）１６の層間剥離を防止することができる。
【００３１】
図５は、ポリイミドの三層配線板１５の作製時の積層圧力と、多層回路基板１０の一括積層圧力との関係を示す図である。多層回路基板１０の一括積層圧力と、三層配線板１０５の積層圧力とを変えて、２６０℃で１分の耐熱性試験（はんだフロート試験）を行った結果を示す。図中の×印は、耐熱性試験で膨れが発生した場合を示し、○印は、膨れが発生しなかった場合を示す。膨れは気泡によるものであり、膨れが発生すると剥離の原因となり好ましくない。また、三層配線板１５の積層（真空プレス）後の表面の銅箔２及び３（図３（Ｂ）参照）の表面凹凸の観察結果を最下段に示す。
【００３２】
三層配線板１５の真空プレス圧力を、２ＭＰａ、３ＭＰａ、４ＭＰａ、５ＭＰａ、６Ｍａ、７ＭＰａと変えて三層配線板１５を作製した。また、多層回路基板の一括積層圧力は一般に２ＭＰａ〜３ＭＰａなので、各真空プレス圧力で作製した三層配線板１５を用いた多層回路基板の一括積層プロセスを、２ＭＰａと３ＭＰａで行った。
耐熱性試験の結果から、三層配線板１５の真空プレス圧力が、多層回路基板１０の一括積層圧力の１．５倍以上、３倍以下であることが望ましい。
一方、三層配線板１５の真空プレス圧力を高くしすぎると、内蔵される配線パターン４に沿った形状が三層配線板１５の表面の銅箔２又は３上に現れて、表面の銅箔２及び３のパターン形成に影響するため、必要以上の圧力で三層配線板１５を真空プレスすることは望ましくない。
上記の結果から、三層配線板１５の真空プレス圧力は、多層回路基板１０の一括積層圧力の２倍〜２．３倍であるのが望ましい。
図６及び図７は、三層配線板１５への有底ビアの形成工程を示す図である。実施形態では、多層回路基板１０の一括積層プロセスに先立って、三層配線板１５にあらかじめ有底ビアを形成しておく。「有底ビア」とは、「貫通ビア」に対する概念であり、三層配線板１５を貫通せずに、ビア底面で三層配線板１５の内部の配線パターン４と電気的に接続するビア構造を指す。
【００３３】
まず、図６（Ａ）で、配線パターン４が形成されたコア材１３Ａと、片面銅張りのコア材１３Ｂを接着層１４を介して向い合せに配置し、図６（Ｂ）で、コア材１３Ａ、接着層１４、およびコア材１３Ｂを真空プレスにて一体化する。
【００３４】
図６（Ａ）と図６（Ｂ）は、それぞれ図３（Ａ）と図３（Ｂ）に対応する工程であり、真空プレスは、図３と同様の条件、たとえば圧力６ＭＰａ、温度１８０℃、時間３０分で行ってもよい。コア材１３Ａとコア材１３Ｂの絶縁層１１はガラス繊維織物を含まないポリイミド樹脂であり、真空プレスにより、配線パターン４を有する内部配線層１９の表面と裏面に銅箔２及び３の層を有する三層配線板１５が得られる。
図６（Ｃ）で、三層配線板１５の片面側の銅箔の所定の箇所に開口２１を形成する。この例では、銅箔３に開口２１を形成する。開口２１は一般的なフォトリソグラフィ法により形成される。
図７（Ａ）で、銅箔３をマスクとして、開口２１に対応する部分のポリイミドの絶縁層１１をエッチング除去して、ビアホール２２を形成する。
図７（Ｂ）で、ビアホール２２内を銅（Ｃｕ）めっき層２３で充填する。Ｃｕめっき層２３は、たとえば、図７（Ａ）のビアホール２２が形成された側の全面に無電解銅めっきによるシード層（付図示）を形成し、シード層を電極として電解銅めっきを行うことで、ビアホール２２内を埋める銅（Ｃｕ）層を形成する。その後、不要なＣｕめっき層を除去して銅箔３側の表面を平坦化する。
図７（Ｃ）で、平坦化された銅箔３側の表面に所望のレジストパターン（不図示）を形成し、レジストパターンをマスクとして銅箔３をエッチング加工して、電極２７及び配線パターン２８を形成する。電極２７は、有底ビア２４を介して内部の配線パターン４と電気的に接続されて、たとえばグランド電極や電源電極として機能する。同様に、銅箔２に所望のレジストパターン（不図示）を形成し、銅箔２をエッチング加工して配線パターン１７を形成する。これにより、有底ビア２４を有する三層配線板１８が得られる。
図８は、図７（Ｃ）の三層配線板１８を用いて一括積層プロセスにより作製された多層回路基板２０の概略構成図である。多層回路基板２０は、有底ビア２４を有する三層配線板１８を最外絶縁層１０７の近傍に有する。最外絶縁層１０７として、ガラス繊維織物を含むコンポジット材料の絶縁層が配置され、最外絶縁層１０７の表面に、表面電極３２ａ及び３２ｂが配置されている。
電極３２ａは、最外絶縁層１０７に形成されたビアプラグ３１、電極２７及び有底ビア２４を介して、三層配線板１８に内蔵される配線パターン４と電気的に接続されている。電極３２ｂは、貫通ビア３５により、反対側の面の電極３２ｂと接続されている。
多層回路基板２０は、以下のようにして製造される。１層以上のコンポジット材料の絶縁層と配線層とを交互に配置した積層体５１上に、有底ビア２４を有する三層配線板１８を配置する。三層配線板１８は、上述のようにガラス繊維を含まない絶縁樹脂層に形成された配線パターン４を有する。三層配線板１８上に最外層となる銅箔付の絶縁層を配置する。こととき、三層配線板１８の有底ビア２４に接続される電極２７が銅箔側を向くように配置する。
このように配置された複数の層を、一括積層プレスにより一体化する。一括積層の圧力は、有底ビア２４を有する三層配線板１８の圧着圧力よりも小さく、たとえば、３ＭＰａである。一括積層プレスにより、未硬化または半硬化の樹脂が溶融、硬化して、積層全体が一体化される。一括積層プロセスで多層回路基板２０に組み込まれた三層配線板１８のポリイミドには熱履歴が残り、一括積層後に接着される樹脂層とは明確に区別される。
次に、一体化された積層構造の所定の箇所に、貫通孔（不図示）をレーザ加工で形成する。また、三層配線板１８の電極２７に到達するビアホール（不図示）をレーザ加工で形成する。貫通孔及びビアホール内をＣｕめっきで充填して、貫通ビア３５とビアプラグ３１を形成する。銅箔を所定の形状に加工して、最外絶縁層１０７上に電極３２ａ、３２ｂを形成して多層回路基板２０が完成する。
この方法によると、最外絶縁層１０７を従来のコンポジット材料とし、一括積層後の多層回路基板２０の表面から、最外絶縁層１０７を貫通して三層配線板１０８の電極２７に接続するビアプラグ３１を形成することができる。電極２７は、三層配線板１０８にあらかじめ形成された有底ビア２４を介して内部の配線パターン４に接続されている。したがって、高速伝送配線構造で問題になるビアスタブ（開放終端）を排除することができる。
図９は、図８の変形例としての多層回路基板３０の概略構成図である。多層回路基板３０は、ＡＣ（交流）コンデンサ４１を配置することを除いて、図８の多層回路基板２０と同様の工程で製造される。
紙面の上側の電極３１ａ、３１ｂを有する面を多層回路基板３０の部品実装面とし、紙面の下側を基板裏面とすると、基板裏面の電極３２ｂと電極３２ａを、ＡＣ（交流）結合コンデンサ４１で結合する。基板裏面の電極３２ｂは、貫通ビア３５を介して部品実装面の電極３２ｂと接続されている。また、基板裏面の電極３２ａは、基板裏面側の最外層近傍の配線パターン４（たとえば高速差動配線）と、ビアプラグ３１、電極２７、及び有底ビア２４を介して電気的に接続されている。この構成により、複数の配線層をスタブレス高速伝送配線として用いることが可能である。
図８と図９のいずれの構成においても、有底ビア２４があらかじめ形成された三層配線板１８を他のコンポジット材料の層と一括積層した後に貫通ビア３５と、有底ビア２４に接続するビアプラグ３１が形成される。したがって、三層配線板の配線設計の自由度と、多層回路基板の層構成の自由度が担保される。
有底ビア２４を有する三層配線板１８（図７参照）は、一般的な真空プレスとフォトリソグラフィ技術で簡単に形成することができる。三層配線板１８はガラス繊維あるいはガラス繊維織物を含まないので、高速配線に対するガラス繊維織物の粗密による影響を排除することができる。三層配線板１８を用いた多層回路基板２０及び３０は、高周波領域での安定した動作を実現する。
図８の多層回路基板２０、あるいは図９の多層回路基板３０の実装面に１以上の半導体素子（不図示）を実装することで、動作の信頼性の高い半導体装置を製造することができる。半導体素子は、最外絶縁層１０７の表面に形成された電極３２ａに接続されて、有底ビア２４を介して配線パターン（たとえば差動配線）４と接続されてもよい。
実施形態では配線層を３つ有するポリイミド三層配線板を例にとって説明したが、ガラス繊維やガラス繊維織物を含まない絶縁樹脂層に配線層が内蔵された四層配線板を用いてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
２，３  銅箔
４  配線パターン（特定配線）
１０，２０，３０  多層回路基板
１１  絶縁層（ガラス繊維織物を含まない絶縁樹脂）
１５，１６，１８  三層配線板（多層配線板）
２４  有底ビア
２７  電極（電源電極またはグランド電極）
４１  ＡＣ結合コンデンサ（受動素子）
１０７  最外絶縁層
【図１】
2015141004.tif 000003
【図２】
2015141004.tif 000004
【図３】
2015141004.tif 000005
【図４】
2015141004.tif 000006
【図５】
2015141004.tif 000007
【図６】
2015141004.tif 000008
【図７】
2015141004.tif 000009
【図８】
2015141004.tif 000010
【図９】
2015141004.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月28日(2016.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一括積層プロセスにより製造される多層回路基板であって、
前記多層回路基板の最外層に配置され、ガラス繊維を含むコンポジット材料で形成される最外絶縁層と、
前記最外絶縁層に隣接する層として配置され、ガラス繊維を含まない絶縁樹脂層に内蔵される配線と、前記配線に電気的に接続される有底ビアとを有する多層配線板と、
を有することを特徴とする多層回路基板。
【請求項２】
前記最外絶縁層の表面に形成される第１表面電極と、
前記最外絶縁層に形成されるビアプラグと、
をさらに有し、
前記第１表面電極は、前記ビアプラグと前記有底ビアを介して前記配線に電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の多層回路基板。
【請求項３】
前記絶縁樹脂層に内蔵される前記配線は、一対の差動配線であることを特徴とする請求項１に記載の多層回路基板。
【請求項４】
請求項１に記載の多層回路基板と、
前記多層回路基板の前記最外絶縁層に形成された表面電極に実装される半導体素子と、を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
前記多層回路基板は、前記最外絶縁層に形成されて前記表面電極に接続されるビアプラグをさらに有し、
前記半導体素子は、前記表面電極、前記ビアプラグ、及び前記有底ビアを介して前記配線と電気的に接続されることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記多層回路基板の前記半導体素子の実装面と反対側の第２面の近傍に配置されるガラス繊維を含まない第２の絶縁樹脂層と、
前記第２の絶縁樹脂層に形成される高速信号配線と、
前記多層回路基板を貫通する貫通ビアと、
前記多層回路基板の前記第２面に配置されて、前記貫通ビアと前記高速信号配線とを結合する受動素子と、
をさらに有することを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項７】
ガラス繊維を含まない絶縁樹脂層に内蔵される第１配線と、前記絶縁樹脂層の少なくとも一方の面に形成される第２配線とを有する多層配線板を、第１の圧力の真空プレスで作製し、
前記多層配線板と、ガラス繊維を含むコンポジット材料の絶縁層とを、前記第１の圧力より小さい第２の圧力での一括積層プロセスにより一体化する、
ことを特徴とする多層回路基板の製造方法。
【請求項８】
前記第１の圧力は、前記第２の圧力の２倍以上、２．３倍以下であることを特徴とする請求項７に記載の多層回路基板の製造方法。
【請求項９】
前記一括積層プロセスの前に、
前記多層配線板に、前記第１配線と前記第２配線とを接続する有底ビアをあらかじめ形成することを特徴とする請求項７に記載の多層回路基板の製造方法。
【請求項１０】
前記一括積層プロセスの後に、
前記コンポジット材料の絶縁層に、前記第１配線と電気的に接続されるビアプラグをレーザ加工により形成することを特徴とする請求項７に記載の多層回路基板の製造方法。
【国際調査報告】
2015141004.tif 000012
2015141004.tif 000013
2015141004.tif 000014
2015141004.tif 000015
2015141004.tif 000016
2015141004.tif 000017
2015141004.tif 000018