多層布線基板的製作方法
2023-04-24 01:50:41 3
專利名稱：多層布線基板的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有將多個樹脂絕緣層和多個導體層進行交替層壓使多層化的構造的多層布線基板。
背景技術：
被用作計算機的微處理器等的半導體集成電路元件(IC晶片)近年來日趨高速化、高功能化，具有其附帶的端子數量增加、端子之間的間距變小的趨勢。通常，在IC晶片的底面密集配置了呈陣列狀的多個端子，這種端子組以倒裝片的形式與母板側的端子組連接。但是，在IC晶片側的端子組與母板側的端子組中，端子之間的間距具有較大差異，因而很難直接將IC晶片連接在母板上。因此，通常採用如下方法，製作將IC晶片安裝在IC晶片搭載用布線基板上構成的半導體封裝體，將該半導體封裝體安裝在母板上。關於構成這種封裝體的IC晶片搭載用布線基板，在芯體基板的表面和背面形成了積層的多層布線基板已經得到實際應用。在該多層布線基板中，芯體基板採用例如在加強纖維中浸漬了樹脂的樹脂基板(玻璃環氧樹脂基板等)。並且，利用該芯體基板的剛性， 在芯體基板的表面和背面交替地層壓樹脂絕緣層和導體層，由此形成積層。即，在該多層布線基板中，芯體基板發揮加強的作用，相比積層形成得非常厚。並且，在芯體基板中貫通形成有布線(具體地講是指通孔導體等)，用於實現在表面和背面形成的積層之間的導通。可是，近年來隨著半導體集成電路元件的高速化，所使用的信號頻率成為高頻頻帶。在這種情況下，貫通芯體基板的布線易於成為大的電感器，導致產生高頻信號的傳輸損耗或電路錯誤動作，成為高速化的障礙。為了解決這種問題，提出了將多層布線基板設為不具有芯體基板的基板。該多層布線基板通過省略比較厚的芯體基板來縮短整體的布線長度，因而能夠降低高頻信號的傳輸損耗，使半導體集成電路元件高速動作。但是，由於省略芯體基板而使得基板強度不足，導致基板容易翹曲。作為其對策， 提出了將多個樹脂絕緣層中的一部分絕緣層設為含加強材料的絕緣層的多層布線基板 (例如，參照專利文獻1)。具體地講，在專利文獻1記載的多層布線基板中公開了這樣的結構，在疊層中心設置含加強材料的絕緣層，在上下兩面設置含加強材料的絕緣層。現有技術文獻專利文獻專利文獻1日本特開2007-96260號公報可是，在搭載IC晶片的多層布線基板中，越接近IC晶片的搭載面側，布線圖案越細微化，需要確保圖案之間的空間，具有導體層的面積與樹脂絕緣層的面積的比率(剩餘銅比率)降低的趨勢。在樹脂絕緣層與導體層中的熱膨脹係數不同，因而在製造多層布線基板時，在IC晶片的搭載面側和母板的連接面側產生收縮率的差異，隨之而產生翹曲。另外，在專利文獻1的多層布線基板中，在考慮疊層中心來獲取平衡的位置設有含加強材料的絕緣層。在這種結構中，不能充分消除與導體層的面積比率對應的收縮率的差異。
發明內容
本發明就是鑑於上述問題而提出的，其目的在於，提供一種多層布線基板，能夠緩解搭載晶片部件的基板主面側與其相反側的基板背面側的收縮率的差異，抑制布線基板的翹曲。作為用於解決上述問題的方案(方案1)是一種多層布線基板，該多層布線基板具有基板主面和基板背面，並具有將多個樹脂絕緣層和多個導體層進行層壓而形成的構造， 用於對晶片部件的端子進行面連接的多個主面側連接端子被設於所述基板主面上，該多層布線基板的特徵在於，以使用相同材料形成的所述樹脂絕緣層的疊層數量為基準，將位於中心的樹脂絕緣層作為中心層，以所述中心層作為基準，使所述多個導體層中的在所述基板背面側設置的背面側導體層的面積比率的平均值高於在所述基板主面側設置的主面側導體層的面積比率的平均值，以使用相同材料形成的所述樹脂絕緣層的疊層數量為基準， 將位於中心的導體層作為中心導體，以所述中心導體作為基準，使以相同材料為主體的樹脂絕緣層中的在所述基板背面側設置的所述多個樹脂絕緣層的厚度平均值大於在所述基板主面側設置的所述多個樹脂絕緣層的厚度平均值。因此，根據方案1記載的發明，在將多個樹脂絕緣層和多個導體層進行層壓而形成的多層布線基板中，以使用相同材料形成的樹脂絕緣層的疊層數量為基準，在將位於中心的樹脂絕緣層作為中心層的情況下，越接近對晶片部件進行面連接的基板主面側，導體層的布線圖案越細微化，因而布線之間的空間增多。因此，在基板背面側設置的背面側導體層的面積比率的平均值高於在基板主面側設置的主面側導體層的面積比率的平均值。另外，導體層的面積比率是指將投影面積Sl除以投影面積S2而計算出的面積比率(=Si/ S2)，投影面積Sl是向層壓方向對導體層進行投影而形成的面積，投影面積S2是向層壓方向對基板主面進行投影而形成的面積。在該多層布線基板中，在使各個樹脂絕緣層的厚度全部相同的情況下，背面側導體層的面積比率提高，因而基板主面側的樹脂絕緣層的比率高於基板背面側。樹脂絕緣層相比導體層容易收縮，因而在以中心層為基準並使這些樹脂絕緣層的比率不同時，由於收縮率的差異而導致產生翹曲。與此相對，根據本發明使各個樹脂絕緣層形成為，將以相同材料為主體的樹脂絕緣層中的中心層作為基準，使在基板背面側設置的多個樹脂絕緣層的厚度平均值大於在基板主面側設置的多個樹脂絕緣層的厚度平均值，因而能夠緩解基板主面側與基板背面側的收縮率的差異。結果，能夠抑制由於收縮率的差異而產生的多層布線基板的翹曲。另外，在本發明的多層布線基板中，在多個樹脂絕緣層中只有一部分樹脂絕緣層使用含有玻璃纖維布的低熱膨脹的絕緣層構成的情況下，該含有玻璃纖維布的絕緣層不被計數為使用相同材料形成的樹脂絕緣層的疊層數量。並且，在樹脂絕緣層的疊層數量為偶數的多層布線基板中，將被配置於層壓方向的中心的兩個樹脂絕緣層作為中心層。在設於基板背面側的多個樹脂絕緣層中，優選與作為接地層發揮作用的導體層接觸的至少一個樹脂絕緣層是比設於基板主面側的樹脂絕緣層厚的絕緣層。在多層布線基板的基板背面側形成有導體層的面積比率較大、並作為接地層發揮作用的導體層。通過使與該接地層的一面或者兩面接觸的樹脂絕緣層形成為比基板主面側的樹脂絕緣層厚，能夠可靠地抑制多層布線基板的翹曲。另外，優選與該接地層接觸的樹脂絕緣層形成為其厚度是基板主面側的樹脂絕緣層的30%以上。這樣，能夠更加可靠地抑制多層布線基板的翹曲。
關於設於基板背面側的導體層，優選作為接地層發揮作用的至少一個導體層是比設於基板主面側的導體層厚的導體層。這樣，通過使基板背面側的接地層形成為比基板主面側的導體層厚，布線基板的強度增大，能夠抑制其翹曲。尤其是通過加厚形成設於靠近中心層的位置的接地層，能夠可靠地抑制布線基板的翹曲。另外，優選該接地層形成為其厚度是基板主面側的導體層的厚度的30%以上。這樣，能夠更加可靠地抑制多層布線基板的翹曲。並且，接地層的面積比率為80%以上。這樣，能夠實現電氣特性良好的多層布線基板。構成多層布線基板的多個樹脂絕緣層能夠考慮絕緣性、耐熱性、耐溼性等進行適當選擇。作為用於形成各個樹脂絕緣層的高分子材料的優選示例，可以列舉環氧樹脂、酚醛樹脂、尿烷樹脂、矽酮樹脂、聚醯亞胺樹脂等熱固性樹脂，和聚碳酸酯樹脂、丙烯樹脂、聚乙醛樹脂、聚丙烯樹脂等熱塑性樹脂等。
圖1是表示本實施方式的多層布線基板的簡要剖面圖。圖2是表示多層布線基板的製造方法的說明圖。圖3是表示多層布線基板的製造方法的說明圖。圖4是表示多層布線基板的製造方法的說明圖。圖5是表示多層布線基板的製造方法的說明圖。圖6是表示多層布線基板的翹曲量的說明圖。
具體實施例方式下面，根據附圖詳細說明將本發明具體實現為多層布線基板的一個實施方式。圖 1是表示本實施方式的多層布線基板的結構概況的剖面圖。如圖1所示，本實施方式的多層布線基板10是安裝IC晶片用的布線基板，具有作為IC晶片安裝面的基板主面11 (在圖1中指上面)及其相反側的基板背面12 (在圖1中指下面)。具體地講，多層布線基板10是不包括芯體基板而形成的無芯體布線基板，具有布線層壓部40，該布線層壓部40是將以相同樹脂絕緣材料為主體的樹脂絕緣層21、22、23、24、 25、26、27、和由銅構成的導體層31、32、33、34、35、36、37、38交替地進行層壓使多層化而形成的。另外，多層布線基板10形成為厚度約0.4mm、縱橫約40mm的大致正方形的板狀。並且，各個樹脂絕緣層21 27使用未賦予光固化性能的樹脂絕緣材料形成，具體地講，各個樹脂絕緣層21 27使用以熱固性環氧樹脂的固化物為主體的積層材料形成。在多層布線基板10中，在基板主面11上設有呈陣列狀的多個IC晶片連接端子 41 (主面側連接端子)，用於對作為晶片部件的IC晶片的端子進行面連接。另一方面，在基板背面12上設有呈陣列狀的多個母板連接端子42，用於連接母板(mother board)。這些母板連接端子42是面積大於基板主面11側的IC晶片連接端子41的連接端子。另外，IC 晶片連接端子41構成基板主面11側的導體層13的一部分，母板連接端子42構成基板背面12側的導體層38的一部分。在多層布線基板10的基板主面11側，最外層的樹脂絕緣層21的表面基本上被阻焊劑43整體覆蓋，在該阻焊劑43形成有使IC晶片連接端子41露出的開口部44。開口部44小於IC晶片連接端子41，IC晶片連接端子41的表面側外周部被埋在阻焊劑43內。IC晶片連接端子41以銅為主體而構成。另外，IC晶片連接端子41具有用除銅之外的鍍層 46 (具體地講是鎳-金鍍層)只覆蓋形成主體的銅層的上表面的構造。在多層布線基板10的基板背面12側，最外層的樹脂絕緣層27的表面基本上被阻焊劑47整體覆蓋，在該阻焊劑47形成有使母板連接端子42露出的開口部48。開口部48 小於母板連接端子42，母板連接端子42的表面側外周部被埋在阻焊劑47內。母板連接端子42以銅為主體而構成。另外，母板連接端子42具有用除銅之外的鍍層49 (具體地講是鎳-金鍍層)只覆蓋形成主體的銅層的下表面的構造。在樹脂絕緣層21 27分別設有通孔四和通孔導體30。各個通孔導體30都具有沿同一方向(在圖1中是隨著從下表面側朝向上表面側)進行擴徑的形狀，將各個導體層 31 38、IC晶片連接端子41以及母板連接端子42相互電連接。在本實施方式的多層布線基板10中，各個導體層31 38形成為使第1導體層 31 第8導體層38的剩餘銅比率是如表1所示的比率。在此，導體層31 38的剩餘銅比率是指將投影面積Sl除以投影面積S2而計算出的面積比率(=S1/S2X100% )，投影面積Sl是向層壓方向對導體層31 38進行投影而形成的面積，投影面積S2是向層壓方向對基板主面11進行投影而形成的面積。並且，第1樹脂絕緣層21 第7樹脂絕緣層27、第 1導體層31 第8導體層38、以及各個阻焊劑43、47形成為如表2所示的厚度。另外，各個樹脂絕緣層21 27的厚度是指插入在各個導體層31 38之間的絕緣層的厚度。表1
權利要求
1.一種多層布線基板，具有基板主面和基板背面，並具有將多個樹脂絕緣層和多個導體層進行層壓而形成的構造，用於對晶片部件的端子進行面連接的多個主面側連接端子被設於所述基板主面上，該多層布線基板的特徵在於，以使用相同材料形成的所述樹脂絕緣層的疊層數量為基準，將位於中心的樹脂絕緣層作為中心層，以所述中心層作為基準，使所述多個導體層中的在所述基板背面側設置的背面側導體層的面積比率的平均值高於在所述基板主面側設置的主面側導體層的面積比率的平均值，以使用相同材料形成的所述樹脂絕緣層的疊層數量為基準，將位於中心的導體層作為中心導體，以所述中心導體作為基準，使以相同材料為主體的樹脂絕緣層中的在所述基板背面側設置的所述多個樹脂絕緣層的厚度的平均值大於在所述基板主面側設置的所述多個樹脂絕緣層的厚度的平均值。
2.根據權利要求1所述的多層布線基板，其特徵在於，在設於所述基板背面側的所述多個樹脂絕緣層中，與作為接地層發揮作用的所述導體層接觸的至少一個樹脂絕緣層是比設於所述基板主面側的樹脂絕緣層厚的絕緣層。
3.根據權利要求1或2所述的多層布線基板，其特徵在於，關於設於所述基板背面側的導體層，作為接地層發揮作用的至少一個導體層是比設於所述基板主面側的導體層厚的導體層。
4.根據權利要求2或3所述的多層布線基板，其特徵在於，所述接地層的面積比率為 80%以上。
全文摘要
本發明提供一種多層布線基板，能夠緩解搭載晶片部件的基板主面側與其相反側的基板背面側的收縮率的差異，抑制布線基板的翹曲。多層布線基板(10)具有基板主面(11)和基板背面(12)，並具有將多個樹脂絕緣層(21～27)和多個導體層(31～38)進行層壓而形成的構造。多層布線基板(10)形成為以作為中心層的樹脂絕緣層(24)為基準，使設於基板背面(12)側的多個導體層(35～38)的面積比率的平均值高於設於基板主面(11)側的多個導體層(31～34)的面積比率的平均值。多層布線基板(10)形成為使設於基板背面(12)側的多個樹脂絕緣層(25～27)的厚度平均值大於設於基板主面(11)側的多個樹脂絕緣層(21～23)的厚度平均值。
文檔編號H05K1/02GK102573278SQ20111033775
公開日2012年7月11日 申請日期2011年10月31日 優先權日2010年11月4日
發明者前田真之介 申請人:日本特殊陶業株式會社