(57)【要約】【課題】  コア基板の表層部にデラミネーションが発生しにくく、信頼性に優れたビルドアップ多層配線基板を提供する。【解決手段】本発明のビルドアップ多層配線基板７は、コア基板である低温焼成セラミック基板１と、ビルドアップ層２と、金属製補強体としてのダミーメタライズ層６１とを備える。低温焼成セラミック基板１は、チップ実装面１８（第１主面）及びボールグリッド接合面１９（第２主面）を有する。ビルドアップ層２は、導体層４１、４２及び樹脂絶縁層２１，２２を交互に積層した構造を有し、チップ実装面１８の表面上に形成されている。ダミーメタライズ層６１は、低温焼成セラミック基板１の外縁部１０に配置されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面及び第２主面を有するコア基板と、
導体層及び樹脂絶縁層を交互に積層した構造を有し、前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくともいずれかの表面上に形成されたビルドアップ層と、
前記コア基板の外縁部に配置された金属製補強体と
を備えることを特徴とするビルドアップ多層配線基板。
【請求項２】
前記金属製補強体は、前記コア基板の外縁部かつ前記ビルドアップ層と接する面に配置されたダミーメタライズ層であることを特徴とする請求項１に記載のビルドアップ多層配線基板。
【請求項３】
前記金属製補強体は、前記コア基板の外縁部に配置された複数のダミースルーホール導体または複数のダミービアホール導体であることを特徴とする請求項１または２に記載のビルドアップ多層配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はビルドアップ多層配線基板に係り、特にはコア基板上にビルドアップ層を備えたビルドアップ多層配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、セラミック絶縁基板に導体層を形成してなるセラミック配線基板がある。近年、このセラミック配線基板及びこれに実装される半導体等の高性能化が著しく、導体部の低抵抗化による信号伝達速度の高速化が要請されている。このため、セラミック配線基板の導体層に、低抵抗の銀や銅を用いることが提唱されている。これらの導体材料は融点が低いため、同時焼結法などのメタライズ手法を採用することができない。それゆえ、前記セラミック絶縁基板として、比較的低温で焼成が可能な低温焼成セラミック基板を使用する必要性が生じる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、配線基板の多層化のため、図８に示すごとく、前記セラミック配線基板９１のＩＣチップ８１実装面側に、樹脂材料を用いてビルドアップ層９２を形成することが考えられている。ビルドアップ層９２は、樹脂絶縁層９４と導体層９７とを交互に積層したものである。
【０００４】
各導体層９７は、樹脂絶縁層９４に形成したビアホール導体９８により電気的に接続されている。また、コア基板であるセラミック配線基板９１は、多数の低温焼成セラミック基板９３を積層して形成したものであり、そこには導体パターン９６及びスルーホール導体９５が形成されている。セラミック配線基板９１のＩＣチップ８１実装面側と反対側は、マザーボード８２に接合される。
【特許文献１】特開２００３−１４２６２８号公報（図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、前記従来の低温焼成セラミック基板９３は、低温で焼成されたものであるので、１０００℃以上の高温で焼成して得られるアルミナ基板等に比べて機械的強度が弱い。また、低温焼成セラミック基板９３の熱膨張係数が６ｐｐｍ／℃以下であるのに対して、ビルドアップ層９２の樹脂絶縁層９４の熱膨張係数は５０〜７０ｐｐｍ／℃とかなり大きい。
【０００６】
このため、ヒートサイクルに遭遇すると、両材料間の熱膨張係数差に起因して、低温焼成セラミック基板９３とビルドアップ層９２との界面に熱応力が集中し、低温焼成セラミック基板９３における外周部の表層部にてデラミネーション（剥離）９９が発生するという問題があった（図９参照）。従って、このような構造のビルドアップ多層配線基板では高い信頼性を付与することができなかった。
【０００７】
本発明は前記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、コア基板の表層部にデラミネーションが発生しにくく、信頼性に優れたビルドアップ多層配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段としては、第１主面及び第２主面を有するコア基板と、導体層及び樹脂絶縁層を交互に積層した構造を有し、前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくともいずれかの表面上に形成されたビルドアップ層と、前記コア基板の外縁部に配置された金属製補強体とを備えることを特徴とするビルドアップ多層配線基板がある。
【０００９】
ヒートサイクル時においてコア基板には、ビルドアップ層における樹脂絶縁層との熱膨張差に起因して、樹脂絶縁層との界面付近に応力が集中する。よって、樹脂絶縁層に近接する表層部にデラミネーションが発生しやすい。
【００１０】
そこで、この発明においては、コア基板の外縁部に金属製補強体を設けて補強している。このため、ヒートサイクル時に熱膨張係数差に起因する熱応力が生じても、コア基板の表層部にデラミネーションが発生しにくくなり、信頼性に優れたビルドアップ多層配線基板を提供することができる。
【００１１】
本発明におけるコア基板としては、構造的にデラミネーションが発生しうる基板（例えば層構造を有する基板等）が用いられる。具体的には、層構造を有する樹脂基板やセラミック基板などが使用可能であり、なかでも層構造を有する低温焼成セラミック基板が好適である。ここで、前記樹脂基板としては、ＥＰ樹脂（エポキシ樹脂）、ＰＩ樹脂（ポリイミド樹脂）、ＢＴ樹脂（ビスマレイミド−トリアジン樹脂）、ＰＰＥ樹脂（ポリフェニレンエーテル樹脂）等からなる基板が挙げられる。前記セラミック基板としては、アルミナ基板、ベリリア基板、窒化アルミニウム基板などが挙げられる。なお、前記低温焼成セラミック基板とは、セラミック未焼結体を比較的低温で焼成して得たガラスセラミック基板などのことを指す。その焼成温度は、１２００℃以下であることが好ましく、更には７００〜１１００℃であることが好ましい。
【００１２】
前記ガラスセラミック基板に使用される好適な材料としては、例えばホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等がある。
【００１３】
前記低温焼成セラミック基板には、導体層（導体パターン）、スルーホール導体、ビアホール導体などの導体部を形成することができる。かかる導体部の材料としては、例えば低温焼成されるガラスセラミックに応じて、低融点金属であるＡｇ、Ｃｕ等を主成分として含むものを採用できる。この種の金属を主成分として含むものを用いて導体部を形成した場合、導体部の低抵抗化を図ることが可能である。
【００１４】
低温焼成セラミック基板を形成するにあたっては、シート状のセラミック未焼結体の必要箇所にパンチングにて穿設して、ビアホール導体またはスルーホール導体用の孔を形成する。そして、この孔の中に、Ａｇ，Ｃｕを主金属成分として含む導体ペーストを充填する。さらに、セラミック未焼結体の表面に前記導体ペーストを印刷することにより導体パターンを形成する。次に、かかるセラミック未焼結体を必要数積層し、圧着して、一体化となす。一体化したセラミック未焼結体を低温焼成する。
【００１５】
前記金属製補強体は、コア基板の外縁部の全体にわたって形成されていることが好ましい。その理由は、デラミネーションを確実に抑制するためである。
【００１６】
前記金属製補強体は、前記コア基板の外縁部かつ前記ビルドアップ層と接する面に配置されたダミーメタライズ層であることが好ましい。
【００１７】
ここで、「ダミーメタライズ層」とは、電気的に何ら機能していない導体パターンをいう。ダミーメタライズ層は、コア基板の外縁部を枠状に連続して囲む形状であることが好ましい。これにより、コア基板の外縁部全体が補強され、デラミネーションを効果的に抑制することができる。この枠状のダミーメタライズ層の幅は特に限定されないが、１μｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましく、さらには１００μｍ以上１ｍｍ以下であることがより好ましい。幅が細すぎる場合には、ダミーメタライズ層の製造が困難になるばかりか、補強効果も低下するおそれがあるからである。逆に幅が太すぎる場合には、ビルドアップ層と接する面上で大きな面積を占めてしまい、配線自由度を低下させるおそれがあるからである。
【００１８】
また、前記金属製補強体は、グランド層、電源層、信号層などのように、電気的機能を有する導体層であってもよい。
【００１９】
そして、前記金属製補強体は、前記コア基板の外縁部に配置された複数のダミースルーホール導体または複数のダミービアホール導体であることが好ましい。この場合にも、コア基板にデラミネーションが発生することを抑制することができる。
【００２０】
ここで、前記ダミースルーホール導体及びダミービアホール導体は、電気的機能をもたない。そして、「ダミースルーホール導体」とは、コア基板の第１主面から第２主面まで貫通する穴内に設けられた導体部分をいう。「ダミービアホール導体」とは、コア基板の第１主面もしくは第２主面の一方にのみ開口している穴内に設けられた導体部分、または基板内部に埋設されている穴内に設けられた導体部分をいう。
【００２１】
前記ダミービアホール導体は、前記コア基板において、少なくともビルドアップ層に接する側の表層部に形成されていることが好ましい。該表層部はデラミネーションが発生しやすい部位であるため、該表層部にダミービアホール導体を設けることにより効果的にデラミネーションを抑制することができるからである。
【００２２】
前記ダミースルーホール導体または前記ダミービアホール導体は、コア基板の外縁部に、等間隔で配置されていることが好ましく、またそのピッチは、ダミースルーホール導体またはダミービアホール導体の直径の２倍以上３０倍以下であることが好ましい。その理由は、コア基板を補強して、デラミネーションを効果的に抑制するためである。前記ダミースルーホール導体または前記ダミービアホール導体の直径は、他のスルーホール導体またはビアホール導体の直径とほぼ同程度であってもよい。例えば、前記ダミースルーホール導体または前記ダミービアホール導体の直径は、１０〜５００μｍであることが好ましい。
【００２３】
また、前記金属製補強体は、信号回路、電源回路、接地回路などのような電気的機能を有する導体（即ちダミーでない導体）であってもよい。
【００２４】
また、前記コア基板の外縁部に、前記ダミーメタライズ層と、前記ダミースルーホール導体または前記ダミービアホール導体とを、両方とも形成してもよい。
【００２５】
前記金属製補強体の材料としては、例えばコア基板が低温焼成セラミック基板である場合には、低温焼成されるガラスセラミックに応じて低温で焼成することができる低融点金属であることが好ましい。かかる低融点金属としては、Ａｇ、Ｃｕ等を主成分として含むものを採用できる。前記金属製補強体は、後述するように、低温焼成セラミック基板に形成される他の導体部の形成時に併せて形成することができる。
【００２６】
前記金属製補強体の熱膨張係数は、前記コア基板の熱膨張係数と前記ビルドアップ層における樹脂絶縁層の熱膨張係数との間の値であることが好ましい。これにより、コア基板とビルドアップ層との間に生じる熱応力を緩和させることができる。例えば、前記金属製補強体の熱膨張係数は、６ｐｐｍ／℃以上４０ｐｐｍ／℃以下であることが好ましく、さらには１０ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下であることがよい。
【００２７】
ここで、前記ビルドアップ層における樹脂絶縁層の熱膨張係数は、４０ｐｐｍ／℃以下（ただし、０ｐｐｍ／℃は除く。）であることが好ましい。これにより、樹脂絶縁層の熱膨張係数と、コア基板の熱膨張係数との差異が小さくなる。従って、ヒートサイクル時に発生する熱応力を緩和でき、デラミネーションの発生を抑制することができる。
【００２８】
少なくとも前記樹脂絶縁層の熱膨張係数は、５ｐｐｍ／℃以上４０ｐｐｍ／℃以下であることがよく、さらには５ｐｐｍ／℃以上１５ｐｐｍ／℃以下であることがよりよい。樹脂絶縁層の熱膨張係数とコア基板の熱膨張係数が一層近似し、ヒートサイクル時に発生する熱応力も小さくなるからである。
【００２９】
ビルドアップ層における最も内層に位置する樹脂絶縁層の熱膨張係数（即ちビルドアップ層においてコア基板に接している樹脂絶縁層）は、他の樹脂絶縁層に比べて、コア基板のヒートサイクル時の熱応力に大きな影響を及ぼす。このため、熱応力を効果的に緩和させるためには、少なくともビルドアップ層における最も内層に位置する樹脂絶縁層の熱膨張係数は、特に、前記樹脂絶縁層の熱膨張係数の条件を満たすことが望ましい。
【００３０】
ビルドアップ層を構成する樹脂絶縁層が複数層からなる場合には、その熱膨張係数は、内層の樹脂絶縁層になるに従って次第に小さくなっていることが好ましい。これにより、ヒートサイクル時の熱応力を各樹脂絶縁層間に効果的に分散させることができる。ゆえに、コア基板にデラミネーションが発生することを一層効果的に抑制することができる。
【００３１】
また、ビルドアップ層が内層と外層の２層の樹脂絶縁層からなる場合、内層の樹脂絶縁層の熱膨張係数が４０ｐｐｍ／℃以下であり、外層の樹脂絶縁層の熱膨張係数が４０ｐｐｍ／℃を超えることが好ましい。これにより、ヒートサイクル時に発生する熱応力を効率よく分散させることができる。
【００３２】
さらには、ビルドアップ層が内層と外層の２層の樹脂絶縁層からなる場合、内層の樹脂絶縁層の熱膨張係数が５〜４０ｐｐｍ／℃であり、外層の樹脂絶縁層の熱膨張係数が４０ｐｐｍ／℃を超えることが望ましい。特には内層の樹脂絶縁層の熱膨張係数が５〜１５ｐｐｍ／℃以下であり、外層の樹脂絶縁層の熱膨張係数が４０ｐｐｍ／℃を超えることが望ましい。最内層の樹脂絶縁層とコア基板の熱膨張係数が一層近似し、ヒートサイクル時に発生する熱応力も小さくなるからである。
【００３３】
前記コア基板の熱膨張係数は、ビルドアップ層における樹脂絶縁層の熱膨張係数よりも小さい。前記コア基板の熱膨張係数は、７ｐｐｍ／℃以下（ただし、０ｐｐｍ／℃は除く。）であることが好ましい。これにより、コア基板の熱膨張係数が、ＩＣチップの熱膨張係数と近似して、ヒートサイクル時の両者の熱膨張係数差による影響を抑制することができる。従って、例えば熱膨張係数が２．６ｐｐｍ／℃程度のＩＣチップを用いるような場合には、前記コア基板の熱膨張係数を、２ｐｐｍ／℃以上６ｐｐｍ／℃以下に設定することがよい。
【００３４】
前記コア基板の熱膨張係数と、前記樹脂絶縁層の熱膨張係数との差は、３５ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。これにより、コア基板と樹脂絶縁層との熱膨張係数の差が従来の値よりも小さくなり、両材料の熱膨張係数差に起因するデラミネーション発生を抑制することができる。ここで、前記熱膨張係数の差は、０ｐｐｍ／℃以上３０ｐｐｍ／℃以下であることがよく、さらには０ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下であることがよりよい。熱膨張係数差が小さければ、ヒートサイクル時に発生する熱応力も小さくなるからである。
【００３５】
なお、前記「熱膨張係数」とは、厚み方向（Ｚ方向）に対して垂直な方向（ＸＹ方向）の熱膨張係数のことを意味し、０℃〜１００℃の間のＴＭＡ（熱機械分析装置）にて測定した値のことをいう。「ＴＭＡ」とは、熱機械的分析をいい、例えばＪＰＣＡ−ＢＵ０１に規定されるものをいう。なお、低温焼成セラミック基板の寸法は特に限定されるべきではないが、一辺の大きさが２５．０ｍｍ以上であることがよい。その理由は、一辺の大きさが２５．０ｍｍ以上になると、デラミネーションの発生が顕著になるため、本願発明の構造を採用する意義が大きくなるからである。
【００３６】
前記金属製補強体は、それがメタライズ層である場合には、前記導体パターンとともに、導体ペーストを印刷することにより形成することができる。また、金属製補強体がビアホール導体またはスルーホール導体である場合には、前記ビアホール導体または前記スルーホール導体とともに、孔の穿設、導体ペーストの充填を行うことにより、それらを形成することができる。
【００３７】
また、前記コア基板の厚さ方向の最表面は第１主面及び第２主面を構成している。そして、前記第１主面の表面上または／及び前記第２主面の表面上には、ビルドアップ層が形成されている。ここで、前記ビルドアップ層とは、樹脂絶縁層と導体層とを交互に積層したものを意味する。前記ビルドアップ層は、前記樹脂絶縁層と前記導体層とをそれぞれ１層以上有している。また、樹脂絶縁層全体の厚さも特に限定されるべきではないが、７０μｍ以上であることがよい。その理由は、全体の厚さが７０μｍ以上になると、デラミネーションの発生が顕著になるため、本願発明の構造を採用する意義が大きくなるからである。
【００３８】
ここで、前記樹脂絶縁層の構成材料である樹脂としては熱硬化性樹脂が好適である。その理由は、熱硬化性樹脂は、熱可塑性樹脂とは異なり加熱によってゴム状にならないからである。熱硬化性樹脂の具体例を挙げると、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、液晶ポリマーなどを好適に用いることができる。なお、これらの樹脂には感光性が付与されていてもよい。
【００３９】
この中、コア基板が低温焼成セラミック基板である場合には、前記樹脂絶縁層は液晶ポリマーからなることが好ましい。液晶ポリマーの熱膨張係数は５〜１０ｐｐｍ／℃であり、低温焼成セラミック基板の熱膨張係数に比較的近いからである。なお「液晶ポリマー」とは、溶液あるいは溶融状態で液晶性を示す高分子のことをいう。液晶ポリマーフィルムは剛直な分子の集合体であり、通常のポリマーのような分子からみがなく、伸びが少ない。これを硬化すると、高強度、高耐熱性を有する樹脂絶縁層となる。
【００４０】
前記樹脂絶縁層には、フィラーが含まれていてもよい。このようなフィラーの具体例としては、樹脂などからなる有機フィラーや、セラミック、金属、ガラスなどからなる無機フィラーを挙げることができる。
【００４１】
前記樹脂絶縁層は、フィルムを積層圧着する方法、または後述するワニスを塗布する方法などにより形成することができる。
【００４２】
前記ビルドアップ層の構成要素である前記導体層としては、銅、金、銀、白金、パラジウム、ニッケルなどから選ばれる１種または２種以上の導電性金属を用いることができる。前記導体層は、例えば、フォトリソグラフィ技術によりパターニングされる。
【００４３】
フォトリソグラフィ技術を利用したサブトラクティブ法の一例を挙げると、まず、樹脂絶縁層上に導体層を形成し、その上にエッチングレジスト用の感光性樹脂層を形成する。そして、この感光性樹脂層上にガラスマスクを密着させ、この状態で露光処理を行った後に現像処理を行い、エッチングレジストを形成する。次いで、レジスト非形成部分に存在する導体層をエッチングにて除去し、所定パターンの導体層とする。
【００４４】
フォトリソグラフィ技術を利用したアディティブ法の一例を挙げると、まず、樹脂絶縁層上にめっきレジスト用の感光性樹脂層を形成し、その上にガラスマスクを密着させ、この状態で露光処理を行った後に現像処理を行い、めっきレジストを形成する。次いで、レジスト非形成部分に無電解めっきを析出させ、所定パターンの導体層を形成する。なお、無電解めっきの代わりにスパッタやＣＶＤ等を行って導体層を形成してもよい。
【００４５】
低温焼成セラミック基板は焼結が完全には進行していないため、比較的脆い組織を有している。よって、例えば樹脂絶縁層形成用のドライフィルム等のラミネート時に高いプレス圧を設定すると、焼結体組織中にクラックが生じやすくなり、デラミネーション発生率を高める結果となる。
【００４６】
そこで、前記ビルドアップ層において少なくとも最も内層に位置する樹脂絶縁層を形成するにあたっては、前記低温焼成セラミック基板に対してその厚さ方向（Ｚ方向）に圧力を殆ど加えない手法を用いてワニスを塗布し、かつそのワニスを硬化させることが好ましい。前記方法によれば、ヒートサイクル時に、低温焼成セラミック基板とビルドアップ層との界面への熱応力集中を緩和することができる。従って、低温焼成セラミック基板の表層部にデラミネーションが発生することを、より一層抑制することができる。
【００４７】
前記低温焼成セラミック基板に対して圧力が殆ど加わらない手法としては、例えば、カーテンコート法、スピンコート法、ロールコート法などがある。なかでも、カーテンコート法、スピンコート法が好適である。また、これらの手法を実施する場合、０．５ＭＰａ以上０．８ＭＰａ以下の範囲内で押圧を行うことが好ましい。これが０．５ＭＰａ未満であると、低温焼成セラミック基板と樹脂絶縁層との間に十分な密着力を確保できなくなるおそれがある。一方、０．８ＭＰａを越えると、低温焼成セラミック基板に対して加わる圧力の影響が出てしまい、デラミネーションの原因となる焼結体組織中のクラックが起こりやすくなる。
【００４８】
前記最内層の樹脂絶縁層を形成するにあたり、あらかじめ、低温焼成セラミック基板との接合性向上のためのカップリング処理を施すことが好ましい。前記カップリング処理とは、具体的にはシランカップリング剤またはチタネート系カップリング剤を用いて表面処理を施すことを指す。
【００４９】
また、前記最内層の樹脂絶縁層以外の樹脂絶縁層を形成する場合についても、同様に低温焼成セラミック基板に対して圧力を殆ど加えない手法を用いてワニスを塗布しかつそのワニスを硬化させることにより、形成することが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
［第１実施形態］
【００５１】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３に基づき詳細に説明する。図１は、本実施形態のビルドアップ多層配線基板を示す断面図である。図２は、前記ビルドアップ多層配線基板の外縁部を示す断面図である。図３は、ダミーメタライズ層の形成位置を示す、低温焼成セラミック基板の平面説明図である。
【００５２】
図１，図２に示されるように、ビルドアップ多層配線基板７は、チップ実装面１８（第１主面）及びボールグリッド接合面１９（第２主面）を有する低温焼成セラミック基板１と、チップ実装面１８に形成されたビルドアップ層２とを有する。
【００５３】
低温焼成セラミック基板１の外縁部１０には、金属製補強体としてのダミーメタライズ層６１が設けられている。ダミーメタライズ層６１は、低温焼成セラミック基板１におけるチップ実装面１８、即ちビルドアップ層２と接する面に配置されている。図３に示すごとく、ダミーメタライズ層６１は、低温焼成セラミック基板１の外縁部１０を枠状に連続して囲む形状である。この枠状のダミーメタライズ層６１の幅は、例えば５００μｍである。ダミーメタライズ層６１は銅からなり、その熱膨張係数は１０〜２０ｐｐｍ／℃である。
【００５４】
低温焼成セラミック基板１の熱膨張係数は、７ｐｐｍ／℃以下である。樹脂絶縁層２１，２２の熱膨張係数は、４０ｐｐｍ／℃である。
【００５５】
低温焼成セラミック基板１は、４層のセラミック層１１〜１４を積層したものである。セラミック層１１〜１４は、低温で焼成可能なホウケイ酸ガラスセラミック材料からなる。低温焼成セラミック基板１には、銅からなる導体パターン５６が形成されている。低温焼成セラミック基板１には、これを貫通するスルーホール導体５５が形成されている。低温焼成セラミック基板１のチップ実装面１８に形成された導体パターン５６は、その上のビルドアップ層２に形成されたビアホール導体３１，３２及び導体層４１，４２と電気的に接続している。
【００５６】
また、低温焼成セラミック基板１のボールグリッド接合面１９には、スルーホール導体５５の開口部を覆う接合用パッド部５２が設けられている。接合用パッド部５２は、ボールグリッドによりマザーボード８２と接合される部分である。低温焼成セラミック基板１のボールグリッド接合面１９は、接合用パッド部５２を除いて、ソルダーレジスト２７により被覆されている。
【００５７】
低温焼成セラミック基板１のチップ実装面１８には、ビルドアップ層２が形成されている。ビルドアップ層２は、樹脂絶縁層２１，２２と、銅からなる導体層４１，４２とを１層ずつ積層したものである。樹脂絶縁層２１，２２は、無機フィラー入りエポキシ樹脂からなる。樹脂絶縁層２１，２２は、ビルドアップ層２の内層部、外層部を構成しており、それぞれビアホール導体３１，３２が形成されている。表層部に形成されているビアホール導体３２は、図示しないはんだボールが形成された状態でＩＣチップ８１と接続される部分である。ビルドアップ層２の表層部は、ビアホール導体３２の開口部分を除いて、ソルダーレジスト２５により被覆されている。
【００５８】
ビルドアップ多層配線基板７の大きさは、３５ｍｍ×３５ｍｍである。低温焼成セラミック基板１の厚さは０．８ｍｍであり、ビルドアップ層２の厚さは８０μｍである。
【００５９】
次に、前記ビルドアップ多層配線基板７の製造方法について説明する。
【００６０】
まず、従来公知の手法に従って低温焼成セラミック基板１を製造する。即ち、セラミック層１１〜１４は、低温で焼成可能なガラスセラミック材料からなる。具体的には、ＳｉＯ２が２４．８質量部、Ｂ２Ｏ３が２．５質量部、Ａｌ２Ｏ３が２．５質量部、Ｎａ２Ｏが１．２質量部、ＰｂＯが１６．０質量部、Ｋ２Ｏが０．８質量部、ＣａＯが２．３質量部の組成を有するガラス粉末と、アルミナフィラー５０．０質量部とを混合させて、平均粒径３μｍ〜５μｍのアルミナとガラスの混合粉末を作製した。これに、バインダ（アクリル樹脂）、可塑剤（ジブチルフタレート（ＤＢＰ））及び溶剤（トルエン）を添加し、混練してスラリーを調合した。各スラリーをドクターブレード法により、焼成後の厚さが１００μｍとなるようにセラミックグリーンシートを作製した。各セラミックグリーンシートに、スルーホール用孔をパンチングにより穿設する。次いで、各セラミックグリーンシートの表面にＣｕペーストを印刷して、スルーホール用孔内にＣｕペーストを充填するとともに、表面に導体パターン５６及び接合用パッド部５２を印刷形成する。また、これらのパターンの形成とともに、チップ実装面１８となるセラミックグリーンシートの外縁部１０に枠状のダミーメタライズ層６１を印刷形成する。次いで、積層すべきセラミックグリーンシートを互いに位置合わせし、積層圧着して、一体となす。次いで、この一体化したセラミックグリーンシートを８００℃にて焼成して、低温焼成セラミック基板１を得る。
【００６１】
次いで、この低温焼成セラミック基板１のチップ実装面１８にビルドアップ層２を形成する。その形成にあたっては、まず、低温焼成セラミック基板１のチップ実装面１８に、樹脂絶縁層２１との接合性を向上させるためのカップリング処理をする。カップリング処理の具体的手法として、シランカップリング剤またはチタネート系カップリング剤を用いて表面処理を施す。
【００６２】
次いで、無機フィラー入りエポキシ樹脂からなるフィルムにより、チップ実装面１８を被覆する。このとき、フィルムを低温焼成セラミック基板１側に若干押圧する。押圧条件は、０．７ＭＰａ、１．０分である。その後フィルムを１８０〜２００℃程度の温度に所定時間加熱してキュアする。これにより樹脂材料を硬化させ、最内層である第１層めの樹脂絶縁層２１とする。次に、炭酸ガスレーザを用いたレーザ孔あけ加工を実施することにより、第１層めの樹脂絶縁層２１における所定箇所に盲孔のビアホール用孔を穿孔する。そして、ビアホール用孔内壁に無電解銅めっきを施してビアホール導体３１を形成する。
【００６３】
次いで、セミアディティブ法によって、第１層めの樹脂絶縁層２１の表面上に第１層めの導体層４１をパターン形成する。具体的には、第１層めの樹脂絶縁層２１の表面全体に所定厚みの無電解銅めっきを施す。次に、前記無電解銅めっき層を覆う感光性樹脂からなるドライフィルムを貼着するとともに、そのドライフィルム上にガラスマスクを密着させ、この状態で露光処理を行う。続いて現像処理を行ってドライフィルムの不要部分を溶解除去し、所定パターンのめっきレジストを形成する。この状態で無電解銅めっき層を共通電極として電解銅めっきを施した後、前記めっきレジストを溶解除去し、さらに不要な無電解銅めっき層をエッチングで除去する。その結果、所定パターンの第１層めの導体層４１を得ることができる。なお、めっき膜形成後には、前記ビアホール導体３１の内部に導電性または非導電性の充填用樹脂を充填してもよい。
【００６４】
次いで、導体層４１の上に、無機フィラー入りエポキシ樹脂からなるフィルムを被覆して、樹脂絶縁層２２を形成する。樹脂絶縁層２２形成用のフィルムの押圧条件は、０．７ＭＰａとする。その後フィルムを１８０〜２００℃程度の温度に所定時間加熱してキュアする。これにより樹脂材料を硬化させ、第２層めの樹脂絶縁層２２とする。次に、炭酸ガスレーザを用いたレーザ孔あけ加工を実施することにより、第２層めの樹脂絶縁層２２における所定箇所に盲孔のビアホール用孔を穿孔する。そして、ビアホール用孔内壁に無電解銅めっき膜を施してビアホール導体３２を形成する。
【００６５】
次いで、樹脂絶縁層２２の上に、上述したセミアディティブ法により、Ｃｕからなるパターン状の導体層４２を形成する。その後、ビアホール導体３２の無電解銅めっき膜の表面に、Ｎｉ／Ａｕめっき膜を形成する。
【００６６】
次いで、ビルドアップ層２の表面を、樹脂絶縁材料からなるソルダーレジスト２５により被覆する。このとき、ＩＣチップ実装用のビアホール導体３２は露出させたままにする。
【００６７】
また、低温焼成セラミック基板１のボールグリッド接合面１９にも、ソルダーレジスト２７を被覆する。
【００６８】
以上により、本実施形態のビルドアップ多層配線基板７が得られる。
【００６９】
本実施形態においては、低温焼成セラミック基板１の外縁部１０に、ダミーメタライズ層６１を設けている。ダミーメタライズ層６１は、低温焼成セラミック基板１の外縁部１０を補強する。このため、熱膨張係数差に起因する熱応力が生じても、デラミネーションが発生しにくい。特に本実施形態では、ヒートサイクル時に熱応力が集中しやすいチップ実装面１８にダミーメタライズ層６１を設けているため、その補強効果は高く、デラミネーション発生を効果的に抑制することができる。
【００７０】
［第２実施形態］
【００７１】
本実施形態に係るビルドアップ多層配線基板について、図４及び図５を用いて説明する。
【００７２】
本実施形態のビルドアップ多層配線基板７では、図４に示すごとく、金属製補強体として複数のダミースルーホール導体６２を設けている。図５に示すごとく、ダミースルーホール導体６２は、低温焼成セラミック基板１の外縁部１０に、等間隔に配置されている。ダミースルーホール導体６２の直径は８０〜２５０μｍであり、この大きさは他のスルーホール導体５５の直径とほぼ同じである。隣り合うダミースルーホール導体６２のピッチは、ダミースルーホール導体６２の直径の約５倍に設定されている。ダミースルーホール導体６２は、低温焼成セラミック基板１のチップ実装面１８からボールグリッド接合面１９までの間を貫通して形成されている。これらのダミースルーホール導体６２は、低温焼成セラミック基板１のスルーホール導体５５の形成時に併せて形成されたものである。
【００７３】
本実施形態においては、低温焼成セラミック基板１の外縁部１０が、複数のダミースルーホール導体６２により補強されている。そのため、ヒートサイクル時に低温焼成セラミック基板１にデラミネーションが発生することを抑制することができる。
【００７４】
［第３実施形態］
【００７５】
本実施形態においては、図６に示すごとく、低温焼成セラミック基板１を補強する金属製補強体として、複数のダミービアホール導体６３を用いている。ダミービアホール導体６３は、低温焼成セラミック基板１におけるチップ実装面１８の側に設けられたセラミック層１１に形成されている。なお、その他の構成については、第２実施形態と同様である。
【００７６】
本実施形態においては、複数のダミービアホール導体６３を、デラミネーションの発生しやすい低温焼成セラミック基板１の表層部に形成して、その部分を補強している。このため、低温焼成セラミック基板１にデラミネーションが発生することを効果的に抑制することができる。
【００７７】
［第４実施形態］
【００７８】
本実施形態においては、図７に示すごとく、金属製補強体として、ダミーメタライズ層６４とダミースルーホール導体６５とを併用している。ダミーメタライズ層６４、ダミースルーホール導体６５は、それぞれ実施形態１，２のダミーメタライズ層６１、ダミースルーホール導体６２と同様のものである。ダミーメタライズ層６４及びダミースルーホール導体６５は、チップ実装面１８において接続している。
【００７９】
本実施形態においては、ダミーメタライズ層６４とダミースルーホール導体６５とを併用しているため、低温焼成セラミック基板１がより効果的に補強され、デラミネーション抑制効果が一層高い。
【００８０】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
【００８１】
・前記実施形態においては、ビルドアップ層２を構成する樹脂絶縁層２１，２２の積層数は２層であったが、１層でもよく、また３層以上であってもよい。なお、ビルドアップ層２が３層以上になると、熱膨張係数差に起因する熱応力の集中という問題が顕著になり、デラミネーションの発生という本願発明の解決課題が生じやすくなる。
【００８２】
・前記実施形態においては低温焼成セラミック基板１のチップ実装面１８にのみビルドアップ層２を形成しているが、ボールグリッド接合面１９にのみビルドアップ層２を形成してもよいし、また両方の面に形成してもよい。
【００８３】
・前記実施形態においては、ボールグリッドとはんだボールにより、外部品と接続する構成を有しているが、リード、ピン等の他の接続部材であってもよい。
【００８４】
・前記実施形態における低温焼成セラミック基板１は４層構造であったが、１層構造、２層構造、３層構造であってもよく。または５層構造以上でもよい。
【００８５】
・前記実施形態におけるビルドアップ多層配線基板７の最表面にはソルダーレジスト２５，２７を形成しているが、これを形成しなくてもよい。
【００８６】
・前記実施形態における低温焼成セラミック基板１は、表裏両方に開口するスルーホール導体５５を有しているが、一方側のみに開口するブラインドビアホール導体、内部に埋め込まれている埋め込みビアホール導体を有していてもよい。
【００８７】
・低温焼成セラミック基板１の外縁部に配置された金属製補強体は、前記実施形態のようなダミーメタライズ層６１，６４、ダミースルーホール導体６２，６５、ダミービアホール導体６３に限定されない。例えば、低温焼成セラミック基板１の外縁部かつビルドアップ層２と接する面に、薄い金属板を貼り付けるようにしてもよい。
【００８８】
次に、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００８９】
（１）第１主面及び第２主面を有し、一辺の大きさが２５．０ｍｍ以上の低温焼成セラミック基板と、導体層及び樹脂絶縁層を交互に積層した構造を有し、前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくともいずれかの表面上に形成されたビルドアップ層とを備え、該ビルドアップ層全体の厚さが７０μｍ以上であって、前記低温焼成セラミック基板の外縁部には金属製補強体が設けられていることを特徴とするビルドアップ多層配線基板。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】第１実施形態におけるビルドアップ多層配線基板の断面図。
【図２】第１実施形態におけるビルドアップ多層配線基板の外縁部の断面図。
【図３】第１実施形態における、ダミーメタライズ層の形成位置を示す、低温焼成セラミック基板のチップ実装面の平面説明図。
【図４】第２実施形態におけるビルドアップ多層配線基板の断面図。
【図５】第２実施形態における、ダミースルーホール導体の形成位置を示すための、低温焼成セラミック基板のチップ実装面の平面説明図。
【図６】第３実施形態におけるビルドアップ多層配線基板の断面図。
【図７】第４実施形態におけるビルドアップ多層配線基板の断面図。
【図８】従来技術におけるビルドアップ多層配線基板の断面図。
【図９】従来技術の問題点を示す説明図。
【符号の説明】
【００９１】
１・・・コア基板としての低温焼成セラミック基板
２・・・ビルドアップ層
７・・・ビルドアップ多層配線基板
１０・・・外縁部
１１，１２，１３，１４・・・セラミック層
１８・・・第１主面としてのチップ実装面
１９・・・第２主面としてのボールグリッド接合面
２１，２２・・・樹脂絶縁層
２５，２７・・・ソルダーレジスト
３１，３２・・・ビアホール導体
４１，４２・・・導体層
５２・・・ボールグリッド
５５・・・スルーホール導体
５６・・・導体パターン
６１，６４・・・金属製補強体としてのダミーメタライズ層
６２，６５・・・金属製補強体としてのダミースルーホール導体
６３・・・金属製補強体としてのダミービアホール導体
８１・・・ＩＣチップ
８２・・・マザーボード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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