專利名稱：多層配線板及其制造方法、以及半導(dǎo)體裝置及無線電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有電容器的多層配線板及其制造方法、以及在該多層配線板上搭載了半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體裝置及搭載該半導(dǎo)體裝置的無線電子裝置。
背景技術(shù)：
近年來伴隨著電子設(shè)備的發(fā)達(dá)，除了電子組件的高性能化以外，小型化和輕量化的要求越來越迫切。特別是對于以移動電話為代表的便攜式無線電子設(shè)備，由于追求其便利性，其要求很顯著。由于這樣的背景，為了效率良好地搭載半導(dǎo)體芯片、無源元件，一直使用多層配線板。以往是以配線線寬的細(xì)線化等高密度配線化為主流，但是為了減少安裝的組件數(shù)量，就要求內(nèi)裝以電容器為代表的無源組件。
作為在多層配線板中內(nèi)裝電容器的技術(shù)，已公知有燒成高介電常數(shù)無機(jī)材料而形成電介質(zhì)層的技術(shù)、使高介電常數(shù)無機(jī)材料與樹脂材料復(fù)合而形成電介質(zhì)層的技術(shù)(例如美國專利第5162977號)、使用濺鍍等工藝而形成薄膜狀電介質(zhì)層的技術(shù)等。
作為燒成高介電常數(shù)無機(jī)材料而形成電介質(zhì)層的技術(shù)，存在有使用適于同時與基板絕緣材料燒成的高介電常數(shù)材料的例子(參照日本特許公開5-55079號、電子學(xué)安裝學(xué)會雜志第4卷第2號145～149頁)，另外，作為形成薄膜狀電介質(zhì)層的技術(shù)，存在有應(yīng)用半導(dǎo)體濺鍍技術(shù)而在樹脂基板中內(nèi)裝電容器的例子(參照電子學(xué)安裝學(xué)會雜志第4卷第7號590～596頁)。
采用使高介電常數(shù)無機(jī)材料與樹脂材料復(fù)合而形成電介質(zhì)層的技術(shù)的多層配線板，不需要高溫?zé)Y(jié)工序、濺鍍工序，經(jīng)濟(jì)性優(yōu)異。對使用樹脂的多層配線板應(yīng)用提出了許多的高介電常數(shù)無機(jī)材料和樹脂的復(fù)合材料(例如參照J(rèn)ournal of Materials ScienceMaterials in Electronics第11卷253～268頁)。在多層配線板內(nèi)制造電容器的方法，因使用的材料形態(tài)而異，例如可以舉出以往多層配線板的制造法(參考Embedded Decoupling Capacitance ProjectFinal Report 3-1～6(National Center for Manufacturing Sciences))、使用具有感光性的高介電常數(shù)材料的多層配線板的制造法(參考“Integration ofThin Film Passive Circuits Using High/Low Dielectric Constant Materials”，Electronic Components and Technology Conference(1997)739～744頁)。
使用填充有高介電常數(shù)材料中的高介電填料的樹脂合成材料得到電容器，在內(nèi)裝有該電容器而形成的多層配線板中，當(dāng)以電容器為芯層而層積、使所述層結(jié)構(gòu)對稱時，芯層的兩面必須進(jìn)行圖案化，但是，由于使用上述樹脂合成材料的電容器在破裂強(qiáng)度及加工性上容易產(chǎn)生問題，因此芯層的每一側(cè)都必須圖案化并層積，從而成本比通常的多層配線板的制造要高。另外，在上述多層配線板中，以絕緣層為芯層時，對芯層對稱地層積高介電常數(shù)材料時，其彎曲小，但是非對稱地層積時存在彎曲大這樣的問題。即，在除芯層以外的任意層上配置電容器而得到彎曲量小的多層配線板是極因難的，因而以往針對該問題不得不以與芯層對稱的方式設(shè)置電容器，以減小其彎曲。
但是對于對稱地配置、層積屬于高價材料的電容器而減小彎曲的方法，需要多余的電容器，經(jīng)濟(jì)上并非優(yōu)選，而且多層配線板的設(shè)計(jì)自由度受到限制。
屬于電容器的重要特性的容量與電容器的電介質(zhì)的介電常數(shù)成正比，與電介質(zhì)厚度成反比。即，為了以相同材料增大電容器的容量，需要使高介電常數(shù)材料的厚度變薄。使用如上述文獻(xiàn)所示的以往方法，要是使高介電常數(shù)材料變薄，處理性就會降低，且制造成品率差。另外，也存在如屬于填充基板材料的帶有粘結(jié)劑的銅箔那樣，在銅箔上鑄塑使用高介電常數(shù)材料的方法，但是與內(nèi)層電路基板層積一體化時的內(nèi)層電路圖案的填充性和厚度控制是大的問題。
另外，屬于電容器的重要特性的容量也與電容器的對向電極面積成比例。即為了控制制造時的容量偏差，必須減小對向電極面積的偏差。但是，在形成與由包含高介電常數(shù)材料形成的絕緣層對置的電容器電極時，采用蝕刻除去覆蓋該絕緣層的金屬箔以形成所希望的圖案、從而形成與事先形成的電極對置的電容器電極的方法，存在的問題是，由于金屬箔的蝕刻偏差，電容器的對向電極面積發(fā)生變化，從而電容器容量發(fā)生偏差。而且，因?qū)ο螂姌O的偏移所引起的電容器容量偏差也會成為問題。
進(jìn)而，在面向多數(shù)采用無源元件的高頻電路的多層配線板中，作為電容器以外的無源元件也要求將電感器效率良好地內(nèi)裝在基板的技術(shù)。進(jìn)而對于面向高頻電路的多層配線板，也一并要求降低傳輸損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的多層配線板是具有多個絕緣層、多個導(dǎo)體層、以電學(xué)方式連接多個導(dǎo)體層的被導(dǎo)體化的非貫通孔、和在含有高介電常數(shù)材料的至少一個絕緣層的上下面形成有電極的電容器的多層配線板，其第一特征為，高介電常數(shù)材料固化物在25℃、1MHz時的介電常數(shù)為20～100，厚度為0.1～30μm。
根據(jù)具有第一特征的本發(fā)明的多層配線板，通過使構(gòu)成電容器的電介質(zhì)的高介電常數(shù)材料層變薄，不管層結(jié)構(gòu)為對稱、非對稱，都可以減少多層配線板的彎曲，進(jìn)而，由于可以使電容器內(nèi)裝在除了芯層的任意層，因此可以實(shí)現(xiàn)大幅改善設(shè)計(jì)自由度。而且，由于僅以必要最低限度的電容器即可完成，因此可以降低成本。另外，由于使高介電常數(shù)材料的厚度變薄，因此可以增大與電介質(zhì)厚度成反比例的電容器容量。
另外，本發(fā)明的多層配線板是具有多個絕緣層、多個導(dǎo)體層、以電學(xué)方式連接多個導(dǎo)體層的被導(dǎo)體化的非貫通孔、和在含有高介電常數(shù)材料的至少一個絕緣層的上下面形成有電極的電容器的多層配線板，其第二特征為，在含有電極的導(dǎo)體圖案間的凹部填充與高介電常數(shù)材料不同的絕緣材料，該導(dǎo)體圖案表面與被填充的絕緣材料表面被平坦化。
在以往的電容器內(nèi)裝多層配線板中，由于未在導(dǎo)體圖案間的凹部填充絕緣樹脂，高彈性的高介電常數(shù)材料層的厚度變厚，其結(jié)果是，相對于電容器的容量偏差變大的傾向，根據(jù)具有第二特征的本發(fā)明的多層配線板，由于如上所述事先以絕緣樹脂填充導(dǎo)體圖案間的凹部，并使形成有高介電常數(shù)材料層的基板表面平坦化，因此可以使高介電常數(shù)材料層變薄，且可以精度良好地設(shè)計(jì)厚度，從而可以減小電容器的容量偏差。
另外，本發(fā)明的多層配線板具有多個絕緣層，多個導(dǎo)體層，以電學(xué)方式連接多個導(dǎo)體層的被導(dǎo)體化的孔，和由至少一層絕緣層的介電常數(shù)在25℃、1MHz時為20～100的含有高介電常數(shù)材料的物質(zhì)所形成的、在該絕緣層的上下面形成有電極的電容器，其第三特征為，對置的電極的至少一側(cè)的厚度為1～18μm的范圍。
根據(jù)具有第三特征的本發(fā)明的多層配線板，通過限定導(dǎo)體層厚度，可以提高圖案化的精度、降低蝕刻偏差，進(jìn)而也可以控制容量偏差、位移和尺寸偏差。
另外，本發(fā)明涉及多層配線板的制造方法，其是具有多個絕緣層、多個導(dǎo)體層、以電學(xué)方式連接多個導(dǎo)體層的被導(dǎo)體化的非貫通孔、和在含有高介電常數(shù)材料的至少一個上述絕緣層的上下面形成有電極的電容器的多層配線板的制造方法，其特征在于，至少包括如下步驟形成含有一個上述電極的導(dǎo)體圖案的步驟；在上述導(dǎo)體圖案間的凹部填充并固化與上述高介電常數(shù)材料不同的絕緣材料的步驟；通過研磨對上述導(dǎo)體圖案的表面和填充并固化在該導(dǎo)體圖案間的凹部的絕緣材料表面進(jìn)行平坦化的步驟；以及加熱層積具有半固化狀態(tài)的上述高介電常數(shù)材料的金屬箔的步驟。
本發(fā)明涉及多層配線板的制造方法，其是具有多個絕緣層、多個導(dǎo)體層、以電學(xué)方式連接多個導(dǎo)體層的被導(dǎo)體化的孔、和由至少一層絕緣層的介電常數(shù)在25℃、1MHz時為20～100的含有高介電常數(shù)材料的物質(zhì)所形成的、在該絕緣層的上下面形成有電極的電容器的多層配線板的制造方法，其特征在于，在導(dǎo)體圖案形成時，使光致抗蝕劑的圖案曝光面積為1～250cm2/次在同一基板內(nèi)進(jìn)行多次曝光。
另外，本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置，其特征在于，在上述多層配線板或通過上述制造方法制造的多層配線板上搭載半導(dǎo)體芯片。
再者，本發(fā)明還提供無線電子裝置，其特征在于，搭載上述半導(dǎo)體裝置。
本申請基于同一申請人在先前進(jìn)行的日本國專利申請即2002-209639號(申請日2002年7月18日)、2002-209650號(申請日2002年7月18日)、2002-259284號(申請日2002年9月4日)、2002-259291號(申請日2002年9月4日)、2002-324238號(申請日2002年11月7日)而主張優(yōu)先權(quán)，為了參考在此編入所述說明書內(nèi)容。


圖1是表示本發(fā)明的多層配線板的一種方式的截面圖；
圖2是表示本發(fā)明的多層配線板的制造方法的一例的截面圖；圖3是表示為了求出曲率κ所必需的L、l、h的配線板的模式圖；圖4是表示通過實(shí)施例10及16～19制作的電容器電極的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖5是表示通過實(shí)施例11制作的電容器電極的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖6是表示通過實(shí)施例12制作的電容器電極的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖7是表示通過實(shí)施例13制作的電容器電極的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖8是表示通過實(shí)施例14制作的電容器電極的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖9是表示通過實(shí)施例15制作的電容器電極的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖10是表示通過比較例4制作的電容器電極的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖11是表示具有1～18μm的厚度的電容器電極的各側(cè)面和與其對置的電容器電極的各側(cè)面的最短水平距離的模式圖；圖12是表示具有1～18μm的厚度的電容器電極的各側(cè)面和設(shè)置在該電極上的孔的外周部的最短水平距離的模式圖；圖13是表示不考慮圖11的最短水平距離的部分(斜線部分)的模式圖。
具體實(shí)施例方式
用于本發(fā)明的多層配線板的電容器的高介電常數(shù)材料是至少含有絕緣樹脂及高介電常數(shù)填料的樹脂組合物。作為該絕緣樹脂并沒有特別限定，但是優(yōu)選使用可以在半固化狀態(tài)下應(yīng)用、且在固化后可以提供絕緣性優(yōu)越的高介電常數(shù)材料的環(huán)氧樹脂。
作為環(huán)氧樹脂，只要是可以固化并發(fā)揮粘結(jié)作用即可，但是優(yōu)選使用雙官能或者以上、分子量不足5000且更優(yōu)選不足3000的環(huán)氧樹脂。作為雙官能環(huán)氧樹脂，可以例示有雙酚A型或雙酚F型樹脂等。雙酚A型或雙酚F型液態(tài)樹脂出自油化シエル環(huán)氧股份有限公司，以エピコ一ト807、エピコ一ト827、エピコ一ト828這樣的商品名被銷售。還有出自ダウケミカル日本股份有限公司，以D.E.R.330、D.E.R.331、D.E.R.361這樣的商品被銷售。再有出自東都化成股份有限公司，以YD8125、YDF8170這樣的商品名被銷售。
而且，也可以以高Tg化為目的而添加多官能環(huán)氧樹脂，例如可以例示有酚醛型環(huán)氧樹脂、甲苯酚型環(huán)氧樹脂等。酚醛型環(huán)氧樹脂出自日本化藥股份有限公司，以EPPN-201這樣的商品名被銷售。甲苯酚型環(huán)氧樹脂出自住友化學(xué)工業(yè)股份有限公司，以ESCN-190、ESCN-195這樣的商品名被銷售。還有出自上述日本化藥股份有限公司，以EOCN1012、EOCN1025、EOCN1027這樣的商品名被銷售。再有出自上述東都化成股份有限公司，以YDCN701、YDCN 702、YDCN703、YDCN704這樣的商品名被銷售。
另外，作為使上述環(huán)氧樹脂固化用的固化劑，可使用通常使用的固化劑，沒有特別限定，例如可以舉出胺、聚酰胺、酸酐、多硫化物、三氟化硼及屬于在一個分子中具有兩個或者以上的苯酚性羥基的化合物的雙酚A、雙酚F、雙酚S等。特別是由于吸濕時的耐電蝕性優(yōu)越，優(yōu)選使用屬于苯酚樹脂的酚醛型環(huán)氧樹脂、雙酚型環(huán)氧樹脂或甲苯酚樹脂等。優(yōu)選的固化劑有出自大日本油墨化學(xué)工業(yè)股份有限公司，以氯化苯LF2882、苯酚鹽TD-2090、苯酚鹽TD-2149、苯酚鹽VH4150、苯酚鹽VH4170這樣的商品名被銷售。
進(jìn)而，可以與固化劑同時使用以往公知的固化促進(jìn)劑，作為該固化促進(jìn)劑優(yōu)選使用各種咪唑類。咪唑例如可舉出2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-苯基偏苯三酸咪唑等。這種咪唑類出自四國化成工業(yè)股有限公司，以2E4MZ、2PZ-CN、2PZ-CNS這樣的商品名被銷售。
作為高介電常數(shù)填料，例如可舉出鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鈣、鈦酸鎂、鈦酸鉛、二氧化鈦、鈷酸鋇、鈷酸鈣、鈷酸鉛等，該些物質(zhì)可以單獨(dú)使用，也可以兩種或者以上一起使用。特別優(yōu)選使用介電常數(shù)為大于等于50的物質(zhì)。另外，優(yōu)選以重量比計(jì)相對100份絕緣樹脂配合300～3000份如上所述的一種或者以上的高介電常數(shù)填料。
另外，為了提高本發(fā)明所用的高介電常數(shù)材料的處理性，優(yōu)選配合具有環(huán)氧基、酰胺基、羧基、氰酸酯基、羥基等的至少一種官能團(tuán)的重均分子量為1萬～80萬的高分子量樹脂。如果重均分子量為大于等于1萬，B級的高介電常數(shù)材料的膠粘性會減低、固化時的撓性會提高。另外，如果重均分子量超過80萬，均勻地分散高介電常數(shù)填料變得困難。作為這樣的高分子量樹脂例如可舉出苯氧基樹脂、高分子量環(huán)氧樹脂、超高分子量環(huán)氧樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂、含有官能團(tuán)的反應(yīng)性橡膠等。上述苯氧基樹脂出自東都化成股份有限公司，以フエノト一トYP-40、フエノト一トYP-50這樣的商品名被銷售。還有出自フエノキシアソシエ一ト公司，以PKHC、PKHH、PKHJ這樣的商品名被銷售。上述高分子量環(huán)氧樹脂有重均分子量為3萬～8萬的高分子量環(huán)氧樹脂，還有重均分子量超過8萬的超高分子量環(huán)氧樹脂(參考日本國特許公告7-59617號、日本國特許公告7-59618號、日本國特許公告7-59619號、日本國特許公告7-59620號、日本國特許公告7-64911號、日本國特許公告7-68 327號)，都是日立化成工業(yè)股份有限公司所制造。上述聚酰胺酰亞胺樹脂出自日立化成工業(yè)股份有限公司，以KS9000系列這樣的商品名被銷售。作為含有上述官能團(tuán)的反應(yīng)性橡膠有出自帝國化學(xué)產(chǎn)業(yè)股份有限公司，以HTR-860P這樣的商品名被銷售的含有羧基的丙烯橡膠，以HTR-860P-3這樣的商品被銷售的含有環(huán)氧基的丙烯基橡膠。
進(jìn)而，可以在本發(fā)明所用的高介電常數(shù)材料中加入分散劑。作為可以使用的分散劑，可使用市售的非硅酮系的分散劑等以往公知的分散劑，沒有特別限定。另外，其配合量可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)適當(dāng)決定。
優(yōu)選將由如上所述的組成形成的高介電常數(shù)材料與甲基乙基酮等有機(jī)溶劑混合形成漆狀，并將其涂布在金屬箔上，且加以干燥、形成B級狀態(tài)的片狀以供使用。作為在此所用的金屬箔，例如可舉出銅、鋁等，其厚度優(yōu)選為1～35μm的范圍，更優(yōu)選為1～12μm的范圍。但是，在具有第三特征的本發(fā)明的多層配線板中，含有對置的電容器電極的導(dǎo)體圖案的金屬箔的至少一側(cè)的厚度為1～18μm的范圍。另外，由于不對該金屬箔施行金屬電鍍，可以抑制金屬箔厚度的增·加。
另外，上述高介電常數(shù)材料在B級狀態(tài)的120℃的熔融粘度優(yōu)選為100～200Pa·S。最低熔融粘度低于100Pa·S時，由于流動大，厚度偏差大，在高于200Pa·S時，粘結(jié)性降低。
在本發(fā)明中，作為用于含有上述高介電常數(shù)材料的絕緣層以外的位置的絕緣層的絕緣樹脂，沒有特別限制，但是優(yōu)選使用與高介電常數(shù)材料不同的絕緣樹脂，更優(yōu)選以玻璃基材增強(qiáng)、且在樹脂中添加有無機(jī)填料的絕緣樹脂。通過以玻璃基材增強(qiáng)，即使絕緣層的厚度為大于等于150μm，比沒有玻璃基材的情況，其厚度控制也是容易的。通過添加無機(jī)填料，受玻璃基材影響表面彎曲降低，可以得到具有高頻特性優(yōu)越的平滑表面的多層配線板。作為以玻璃基材增強(qiáng)、且添加有無機(jī)填料的絕緣樹脂，可以使用市售的MCL-E-679F、MCL-BE-67G(H)(以上為日立化成工業(yè)股份有限公司制造、商品名)或CS-3355S、CS-3357S(以上為利昌工業(yè)股份有限公司制造、商品名)等鍍銅層積板或GEA-679F、GEA-67BE(H)(以上為日立化成工業(yè)股份有限公司制造、商品名)、ES-3305S(利昌工業(yè)股份有限公司制造、商品名)等層間粘結(jié)絕緣材料。
本發(fā)明的多層配線板可以與電容器同時具有電感器。電感器通過蝕刻處理導(dǎo)體層而形成，優(yōu)選被形成在含有電容器電極的導(dǎo)體圖案中的任一者。另外，該電感器由于導(dǎo)體圖案的線寬細(xì)的情況，電感密度高，因此優(yōu)選厚度比其它導(dǎo)體層薄、且其厚度為1～12μm。
本發(fā)明的多層配線板可以具有同時貫穿含有高介電常數(shù)材料的至少一個絕緣層和與其鄰接的絕緣層的非貫通孔。
另外，本發(fā)明的多層配線板優(yōu)選在最外層導(dǎo)體層具有線寬為大于等于300μm的導(dǎo)體圖案、進(jìn)而鄰接該最外層導(dǎo)體層的絕緣層厚度為大于等于150μm。通過使線寬為大于等于300μm，可以在高頻電路中抑制信號衰減，且通過使絕緣層厚為大于等于150μm，可以抑制特性阻抗降低。
具有第一特征的本發(fā)明的多層配線板中的高介電常數(shù)材料層的厚度為0.1～30μm的范圍。該范圍對于具有第二及第三特征的本發(fā)明的多層配線板也是有效的。
具有第一特征的本發(fā)明的多層配線板可以具有在除芯層以外的任意層上設(shè)有電容器的非對稱的層結(jié)構(gòu)，但是即使該情形下，多層配線板的彎曲在室溫下曲率優(yōu)選為小于等于4.0×10-4mm-1，更優(yōu)選為小于等于2.4×10-4mm-1，特別優(yōu)選為小于等于1.4×10-4mm-1。
在此，曲率κ是將如圖3所示的配線板16當(dāng)作圓弧的一部分時的半徑的倒數(shù)，是由配線板的最長的長度L及彎曲量h使用以下述所表示的關(guān)系式(金澤工業(yè)大學(xué)材料組織研究所編《材料組織》第20卷(2002)、P131-P136)而求出的值。

再者，配線板以一定的曲率彎曲，假設(shè)其兩側(cè)的曲率相同。另外，對于配線板的最長的長度L，例如若為四邊形的配線板則表示其對角線的長度，在式1中，使用直線距離l作為其近似值。進(jìn)而，彎曲量h表示多層配線板以凹面朝上放置在水平的平臺表面時平臺表面和多層配線板端部底面的距離，其值優(yōu)選為小于等于1mm，更優(yōu)選為小于等于0.6mm，特別優(yōu)選為小于等于0.35mm。
具有第二特征的本發(fā)明的多層配線板的導(dǎo)體圖案間的凹部用絕綠樹脂填充，事先使形成有高介電常數(shù)材料層的基板表面平坦化。該平坦化對具有第一及第三特征的本發(fā)明的多層配線板也是有效的。
另外，至少含有一個電極的導(dǎo)體圖案優(yōu)選同含有高介電常數(shù)材料的三種不同的絕緣材料相接。也就是說，作為填充在導(dǎo)體圖案間的絕緣材料，通過使用不同于用于基材的絕緣層及高介電常數(shù)材料的絕緣樹脂的第三絕緣材料，可以得到更優(yōu)越的電容器。進(jìn)而，優(yōu)選在除芯層以外的任意層均有電容器、且電容器的容量偏差為小于±5％。
具有第二特征的本發(fā)明的多層配線板的制造方法，其特征在于，至少包括如下步驟形成含有電容器的一個電極的導(dǎo)體圖案的步驟；在該導(dǎo)體圖案間的凹部填充并固化與高介電常數(shù)材料不同的絕緣材料的步驟；通過研磨對導(dǎo)體圖案的表面和填充并固化在該導(dǎo)體圖案間的絕緣材料表面進(jìn)行平坦化的步驟；以及加熱層積具有半固化狀態(tài)的高介電常數(shù)材料的金屬箔的步驟。
另外可以包括如下步驟蝕刻上述金屬箔、形成含有電容器的另一個電極的導(dǎo)體圖案的步驟；進(jìn)而在至少一個導(dǎo)體層形成電感器的步驟。
進(jìn)而，對于具有第三特征的本發(fā)明的多層配線板，如前所述，使對置的電容器電極的至少一側(cè)的厚度為1～18μm，但是由于在光致抗蝕劑的圖案曝光時產(chǎn)生的位移，作為對置的兩個電極重合部分的對向電極面積減少，為了抑制電容器的容量降低，優(yōu)選具有1～18μm厚度的電極位于與其對置的電極的外周內(nèi)側(cè)。也就是說，通過使一側(cè)的電極比一個電極在工藝上可位移的范圍大，可以排除因位移引起的容量變動。
具有1～18μm厚的電容器電極的各側(cè)面和與其對置的電極的各側(cè)面的最短水平距離優(yōu)選分別在50～100μm的范圍。上述水平距離小于50μm時，產(chǎn)生因電極位移引起的對向電極面積減少的可能性變高，另外，超過100μm時，電容器電極的尺寸變大，導(dǎo)致基板大型化，因而不經(jīng)濟(jì)。再者，在圖11中具有1～18μm厚度的電容器電極17的各側(cè)面和與其對置的電容器電極18的各側(cè)面的最短水平距離表示為a～d。但是，不考慮如圖13的配線20的斜線部所示的、由一個電容器電極延伸并與對置的電容器電極重合的配線部分。
具有1～18μm厚度的電容器電極的各側(cè)面和設(shè)在該電極上的、以電學(xué)方式連接任意導(dǎo)體層間的被導(dǎo)體化的孔的外周部的最短水平距離優(yōu)選分別為大于等于100μm。如果上述水平距離小于100μm，由于具有1～18μm厚度的電極和以電學(xué)方式連接任意導(dǎo)體層的孔的位移，發(fā)生連接不良的幾率變高。再者，在圖12中，具有1～18μm厚度的電容器電極17的各側(cè)面和設(shè)在該電極上的、以電學(xué)方式連接任意導(dǎo)體層間的被導(dǎo)體化的孔19的外周部的最短水平距離表示為e～h。
優(yōu)選通過蝕刻除去導(dǎo)體層不需要的部分而形成具有1～18μm厚度的電極。當(dāng)然，本發(fā)明的電容器電極也可以通過利用電鍍的加成法或半加成法而形成，但以利用蝕刻的減成法形成的方式在經(jīng)濟(jì)上是有利的，也可以期待抑制位移、尺寸偏差等。
另外，作為制造本發(fā)明的多層配線板的方法，其特征在于，在導(dǎo)體圖案形成時，使光致抗蝕劑的圖案曝光面積為1～250cm2/次在同一基板內(nèi)進(jìn)行多次曝光。
特別是形成含有前述的具有1～18μm厚度的電容器電極的導(dǎo)體圖案時，優(yōu)選進(jìn)行上述多次曝光。如果一次曝光面積小于1cm2，則曝光次數(shù)增加、且制造流程變長，成本會增加。另一方面，如果一次曝光面積超過250cm2，則降低圖案位移變得困難。另外，更優(yōu)選一次曝光面積為10～200cm2，這樣兼顧降低位移和控制制造流程變得容易。進(jìn)而，特別優(yōu)選一次曝光面積為50～150cm2，可以得到降低位移及控制制造成本的最適宜的效果。這樣通過采用減小一次曝光面積、進(jìn)行多次曝光的分割曝光方式，對于通常在多層配線板制造中使用的大型基板，針對源于基板伸縮等而產(chǎn)生的圖案位移，可以降低曝光時所產(chǎn)生的導(dǎo)體圖案的位移。
另外，在上述制造方法中，光致抗蝕劑的圖案曝光時，優(yōu)選使用以鈉鈣玻璃等無機(jī)物為基材的光掩模。由此可以提高光致抗蝕劑曝光、顯像后圖案精度，且會提高含有電容器電極的導(dǎo)體圖案精度。
進(jìn)而還可以包括蝕刻除去導(dǎo)體層不需要的部分而形成含有電容器電極的導(dǎo)體圖案的步驟。
本發(fā)明進(jìn)一步提供在上述的多層配線板上搭載半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體裝置。通過使用在基板內(nèi)具有容量偏差小的電容器或者容量偏差小的電容器和電感密度高的電感器的多層配線板，可以得到同時實(shí)現(xiàn)小型化與輕量化的半導(dǎo)體裝置。另外，通過使用在最外層導(dǎo)體層具有線寬為大于等于300μm的導(dǎo)體圖案、進(jìn)而鄰接該最外層導(dǎo)體層的絕緣層厚度為大于等于150μm的多層配線板，可以獲得高頻衰減小、因特性阻抗不匹配引起的反射干擾也小的半導(dǎo)體裝置。
本發(fā)明進(jìn)一步提供搭載上述半導(dǎo)體裝置的無線電子裝置。通過使用小型輕量的半導(dǎo)體裝置，可以實(shí)現(xiàn)無線電子裝置的小型輕量化。而且，也可以獲得高頻特性優(yōu)越的無線電子裝置。
以下針對本發(fā)明的多層配線板及其制造方法，參照實(shí)施例更詳細(xì)地說明，但是本發(fā)明并不限于此。
高介電常數(shù)材料薄片1在由66重量份屬于環(huán)氧樹脂的雙酚A型環(huán)氧樹脂(使用東都化成股份有限公司制造的YD-8125)、34重量份甲苯酚型環(huán)氧樹脂(使用東都化成股份有限公司制造的YDCN-703)、63重量份作為環(huán)氧樹脂固化劑的酚醛型環(huán)氧樹脂(使用大日本油墨化學(xué)工業(yè)股份有限公司制造的氯化苯LF2882)、24重量份屬于高分子量樹脂的苯氧基樹脂(使用重均分子量為5萬、東都化成股份有限公司制造的フエノト一トYP-50)、0.6重量份作為固化促進(jìn)劑的固化促進(jìn)劑1-氰乙基-2-苯基咪唑(使用固化溶膠2PZ-CN)、860重量份屬于高介電常數(shù)填料的平均粒徑為1.5μm的鈦酸鋇填料(使用富士鈦工業(yè)股份有限公司制造的BT-100PR)、5.4重量份作為分散劑的非硅酮系分散劑(使用ビックケミ一·ジヤパン股份有限公司制造的BYK-W9010)形成的組合物中，加入甲基乙基酮并使用濕式微粉碎機(jī)以1000轉(zhuǎn)/分進(jìn)行1小時攪拌混合，用200目的尼龍布過濾后進(jìn)行真空脫氣。將該樹脂漆涂布在厚度12μm的電解銅箔(使用古河サ一キットフオイル股份有限公司制造的GTS-12)上，且在140℃進(jìn)行5分鐘加熱干燥，形成膜厚為5μm的B級狀態(tài)的涂膜，從而制成具有銅箔的高介電常數(shù)材料薄片1。
使用島津流動特性評估裝置CFT-100型(股份有限公司島津制作所、商品名)以2mmΦ的噴嘴直徑的夾具測定該B級狀態(tài)的高介電常數(shù)材料薄片1的120℃的熔融粘度，其為100Pa·S。另外，針對在170℃固化1小時的固化物，使用LCR儀YHP4275A(橫河ヒユ一レットパッカ一ド股份有限公司、商品名)，由25℃、1MHz的阻抗特性計(jì)算出介電常數(shù)的結(jié)果為20。
高介電常數(shù)材料薄片2在由66重量份屬于環(huán)氧樹脂的雙酚A型環(huán)氧樹脂(使用東都化成股份有限公司制造的YD-8125)、34重量份甲苯酚型環(huán)氧樹脂(使用東都化成股份有限公司制造的YDCN-703)、63重量份作為環(huán)氧樹脂固化劑的酚醛型環(huán)氧樹脂(使用大日本油墨化學(xué)工業(yè)股份有限公司制造的氯化苯LF2882)、24重量份屬于高分子量樹脂的以下述一股式表示的聚酰胺酰亞胺樹脂(重均分子量為7萬)、 0.6重量份作為固化促進(jìn)劑的固化促進(jìn)劑1-氰乙基-2-苯基咪唑(固化溶膠2PZ-CN)、屬于高介電常數(shù)填料的1300重量份平均粒徑為1.5μm的鈦酸鋇填料(使用富士鈦工業(yè)股份有限公司制造的BT-100PR)以及400重量份平均粒徑為0.6μm的鈦酸鋇填料(使用富士鈦工業(yè)股份有限公司制造的HPBT-1)、11.2重量份作為分散劑的非硅酮系分散劑(使用ビックケミ一·ジヤパン股份有限公司制造的BYK-W9010)形成的組合物中，加入甲基乙基酮，使用小型攪拌脫泡裝置進(jìn)行10分鐘攪拌脫泡后，用200目的尼龍布過濾。將該樹脂漆涂布在厚度12μm的電解銅箔(使用古河サ一キットフオイル股份有限公司制造的GTS-12)上，且在140℃進(jìn)行5分鐘加熱干燥，形成膜厚10μm的B級狀態(tài)的涂膜，制成具有銅箔的高介電常數(shù)材料薄片2。
使用島津流動特性評估裝置CFT-100型(股份有限公司島津制作所、商品名)以2mmΦ的噴嘴直徑的夾具測定該B級狀態(tài)的高介電常數(shù)材料薄片2的120℃的熔融粘度，其為200Pa·S。另外，針對在170℃固化1小時的固化物，使用LCR儀YHP4275A(橫河ヒユ一レットパッカ一ド股份有限公司、商品名)，由25℃、1MHz的阻抗特性計(jì)算出介電常數(shù)的結(jié)果為45。
高介電常數(shù)材料薄片3在由66重量份屬于環(huán)氧樹脂的雙酚A型環(huán)氧樹脂(使用東都化成股份有限公司制造的YD-8125)、34重量份甲苯酚型環(huán)氧樹脂(使用東都化成股份有限公司制造的YDCN-703)、63重量份作為環(huán)氧樹脂固化劑的酚醛型環(huán)氧樹脂(使用大日本油墨化學(xué)工業(yè)股份有限公司制造的氯化苯LF2882)、24重量份屬于高分子量樹脂的苯氧基樹脂(重均分子量為5萬、使用東都化成股份有限公司制造的フエノト一ト YP-50)、0.6重量份作為固化促進(jìn)劑的固化促進(jìn)劑1-氰乙基-2-苯基咪唑(固化溶膠2PZ-CN)、屬于高介電常數(shù)填料的1300重量份平均粒徑為1.5μm的鈦酸鋇填料(使用富士鈦工業(yè)股份有限公司制造的BT-100PR)以及400重量份平均粒徑為0.6μm的鈦酸鋇填料(使用富士鈦工業(yè)股份有限公司制造的HPBT-1)、11.2重量份作為分散劑的非硅酮系分散劑(使用ビックケミ一·ジヤパン股份有限公司制造的BYK-W9010)形成的組合物中，加入甲基乙基酮，使用濕式微碎機(jī)以1000轉(zhuǎn)/分進(jìn)行1小時攪拌混合，且用200目的尼龍布過濾后進(jìn)行真空脫氣。將該樹脂漆涂布在厚度12μm的電解銅箔(使用古河サ一キットフオイル股份有限公司制造的GTS-12)上，且在140℃進(jìn)行5分鐘加熱干燥，形成膜厚10μm的B級狀態(tài)的涂膜，制成具有銅箔的高介電常數(shù)材料薄片3。
使用島津流動特性評估裝置CFT-100型(股份有限公司島津制作所、商品名)以2mmΦ的噴嘴直徑的夾具測定該B級狀態(tài)的高介電常數(shù)材料薄片3的120℃的熔融粘度，其為150Pa·S。另外，針對在170℃固化1小時的固化物，使用LCR儀YHP4275A(橫河ヒユ一レットパッカ一ド股份有限公司、商品名)，由25℃、1MHz的阻抗特性計(jì)算出介電常數(shù)的結(jié)果為45。
高介電常數(shù)材料薄片4
在由66重量份屬于環(huán)氧樹脂的雙酚A型環(huán)氧樹脂(使用東都化成股份有限公司制造的YD-8125)、34重量份甲苯酚型環(huán)氧樹脂(使用東都化成股份有限公司制造的YDCN-703)、63重量份作為環(huán)氧樹脂固化劑的酚醛型環(huán)氧樹脂(使用大日本油墨化學(xué)工業(yè)股份有限公司制造的氯化苯LF2882)、24重量份屬于高分子量樹脂的苯氧基樹脂(重均分子量為5萬、使用東都化成股份有限公司制造的フエノト一ト YP-50)、0.6重量份作為固化促進(jìn)劑的固化促進(jìn)劑1-氰乙基-2-苯基咪唑(固化溶膠2PZ-CN)、屬于高介電常數(shù)填料的1900重量份平均粒徑為1.5μm的鈦酸鋇填料(使用富士鈦工業(yè)股份有限公司制造的BT-100PR)以及550重量份平均粒徑為0.6μm的鈦酸鋇填料(使用富士鈦工業(yè)股份有限公司制造的HPBT-1)、15.9重量份作為分散劑的非硅酮系分散劑(使用ビックケミ一·ジヤパン股份有限公司制造的BYK-W9010)形成的組合物中，加入甲基乙基酮，使用濕式微粉碎機(jī)以1000轉(zhuǎn)/分進(jìn)行1小時攪拌混合，且用200目的尼龍布過濾后進(jìn)行真空脫氣。將該樹脂漆涂布在厚度12μm的電解銅箔(使用古河サ一キットフオイル股份有限公司制造的GTS-12)上，且在140℃進(jìn)行5分鐘加熱干燥，形成膜厚25μm的B級狀態(tài)的涂膜，制成具有銅箔的高介電常數(shù)材料薄片4。
使用島津流動特性評估裝置CFT-100型(股份有限公司島津制作所、商品名)以2mmΦ的噴嘴直徑的夾具測定該B級狀態(tài)的高介電常數(shù)材料薄片4的120℃的熔融粘度，其為200Pa·S。另外，針對在170℃固化1小時的固化物，使用LCR儀YHP4275A(橫河ヒユ一レットパッカ一ド股份有限公司、商品名)，由25℃、1MHz的阻抗特性計(jì)算出介電常數(shù)的結(jié)果為70。
高介電常數(shù)材料薄片5在由66重量份屬于環(huán)氧樹脂的雙酚A型環(huán)氧樹脂(使用東都化成股份有限公司制造的YD-8125)、34重量份甲苯酚型環(huán)氧樹脂(使用東都化成股份有限公司制造的YDCN-703)、63重量份作為環(huán)氧樹脂固化劑的酚醛型環(huán)氧樹脂(使用大日本油墨化學(xué)工業(yè)股份有限公司制造的氯化苯LF2882)、24重量份屬于高分子量樹脂的苯氧基樹脂(重均分子量為5萬、使用東都化成股份有限公司制造的フエノト一トYP-50)、0.6重量份作為固化促進(jìn)劑的固化促進(jìn)劑1-氰乙基-2-苯基咪唑(固化溶膠2PZ-CN)、860重量份屬于高介電常數(shù)填料的平均粒徑為1.5μm的鈦酸鋇填料(使用富士鈦工業(yè)股份有限公司制造的BT-100PR)、5.4重量份作為分散劑的非硅酮系分散劑(使用ビックケミ一·ジヤパン股份有限公司制造的BYK-W9010)形成的組合物中，加入甲基乙基酮，使用濕式微粉碎機(jī)以1000轉(zhuǎn)/分進(jìn)行1小時攪拌混合，且用200目的尼龍布過濾后進(jìn)行真空脫氣。將該樹脂漆涂布在厚度12μm的電解銅箔(使用古河サ一キットフオイル股份有限公司制造的GTS-12)上，且在140℃進(jìn)行5分鐘加熱干燥，形成膜厚30μm的B級狀態(tài)的涂膜，制成具有銅箔的高介電常數(shù)材料薄片5。
使用島津流動特性評估裝置CFT-100型(股份有限公司島津制作所、商品名)以2mmΦ的噴嘴直徑的夾具測定該B級狀態(tài)的高介電常數(shù)材料薄片5的120℃的熔融粘度，其為100Pa·S。另外，針對在170℃固化1小時的固化物，使用LCR儀YHP4275A(橫河ヒユ一レットパッカ一ド股份有限公司、商品名)，由25℃、1MHz的阻抗特性計(jì)算出介電常數(shù)的結(jié)果為20。
實(shí)施例1在如圖2(a)所示的基材1的兩面層積厚度為3μm的銅箔2得到板厚為0.2mm、基板尺寸為500×333cm的兩面貼有銅箔的玻璃環(huán)氧層積板MCL-E-679F(日立化成工業(yè)股份有限公司制造、商品名)，在其上進(jìn)行所期望的鉆孔處理(圖2(b))。以超聲波清洗和堿性高錳酸液除去碳化的樹脂渣后，在該基板上賦予催化劑，促進(jìn)密合后進(jìn)行無電解鍍銅，在鉆孔內(nèi)壁和銅箔表面形成約15μm的無電解鍍銅層3(圖2(c))。在該基板表面通過以次氯酸鈉為主成份的碳化處理和以二甲基胺硼烷為主成份的還原處理進(jìn)行粗化處理。在該基板的鉆孔內(nèi)利用網(wǎng)版印側(cè)填充漿料型的熱固化型絕緣材料HRP-700BA(太陽油墨制造股份有限公司、商品名)4，且通過170℃、60分鐘的熱處理使其固化(圖2(d))。利用研磨刷研磨基板表面，除去多余的絕緣材料后，對該基板賦予催化劑、促進(jìn)密合后，進(jìn)行無電解鍍銅，在基板表面形成約15μm的無電解鍍銅層5(圖2(e))。以研磨刷研磨該基板后，層積感光性干式薄膜H-9040(日立化成工業(yè)股份有限公司制造、商品名)，且利用股份有限公司オ一ク制作所制造的EXM-1350B型自動平行曝光機(jī)對該基板表面上含有電容器電極的導(dǎo)體圖案的抗蝕劑加以曝光。用碳酸鈉水溶液顯像該基板后，用氯化亞鐵液蝕刻除去不需要的銅，用氫氧化鈉水溶液剝離抗蝕劑，制成具有含電容器的下部電極的電路圖案的內(nèi)層電路板(圖2(f))。
其次，在該內(nèi)層電路板表面使用輥涂布器，以自基板絕緣層表面起約40μm、自導(dǎo)體圖案表面起約5μm的方式涂布漿料型的熱固化型絕緣材料HRP-700BA(太陽油墨制造股份有限公司、商品名)6，通過170℃、60分鐘的熱處理使其固化。用研磨刷研磨該基板至導(dǎo)體圖案表面出現(xiàn)，除去多余的絕緣材料，進(jìn)行內(nèi)層電路板的平坦化(圖2(g))。內(nèi)層電路板表面的凹凸為小于等于3μm。然后，在該電路板的電路表面通過以次氯酸鈉為主成份的碳化處理和以二甲基胺硼烷為主成份的還原處理來進(jìn)行粗化處理。
其次，在該電路板的一個面以溫度為170℃、壓力為1.5MPa、加熱加壓時間為60分鐘的加壓條件，將具備含有高介電常數(shù)材料的絕緣層8和銅箔7的上述高介電常數(shù)材料薄片1進(jìn)行層積一體化(圖2(h))。將該層積體用研磨刷研磨后，在高介電常數(shù)材料薄片1的銅箔上層積感光性干式薄膜H-9040(日立化成工業(yè)股份有限公司制造、商品名)，且利用股份有限公司オ一ク制作所制造的EXM-1350B型自動平行曝光機(jī)對該基板表面上含有電容器電極的導(dǎo)體圖案的抗蝕劑加以曝光。用碳酸鈉水溶液顯像該基板后，用氯化亞鐵液蝕刻除去不需要的銅，用氫氧化鈉水溶液剝離抗蝕劑，制成含有電容器的上部電極的導(dǎo)體圖案(圖2(i))。
其次，在該電路板的電路表面，通過以次氯酸鈉為主成份的碳化處理和以二甲基胺硼烷為主成份的還原處理來進(jìn)行粗化處理，依序重疊(1)具有厚度3μm載體銅箔的35μm銅箔MT35S3(三井金屬礦業(yè)股份有限公司制造、商品名)9、(2)兩片厚度80μm的加入填料的玻璃環(huán)氧半固化片GEA-679F(日立化成工業(yè)股份有限公司制造、商品名)10、(3)圖2(i)的電路板、(4)兩片厚度80μm的加入填料的玻璃環(huán)氧半固化片GEA-679F、(5)具有厚度3μm載體銅箔的35μm銅箔MT35S3(三井金屬礦業(yè)股份有限公司制造、商品名)，以溫度為170℃、壓力為1.5MPa、加熱加壓時間為60分鐘的加壓條件進(jìn)行層積一體化(圖2(j))。剝離載體銅箔，切斷不需要的基板端部之后，在該基板表面形成所期望的抗蝕劑，氯化亞鐵水溶液蝕刻除去不需要的銅箔，在所期望的位置形成φ0.15mm的窗孔。
在設(shè)在該基極表面的窗孔位置，用三菱電機(jī)股份有限公司制ML505GT型碳酸氣體激光器，以輸出功率為26mJ、脈寬為100μs、發(fā)射次數(shù)為6次的條件，進(jìn)行激光穿孔(圖2(k))。用超聲波清洗和堿性高錳酸液除去碳化的樹脂渣后，在洗凈、賦予催化劑、促進(jìn)密合后，使用CUST-3000(日立化成工業(yè)(股)制造、商品名)進(jìn)行無電解鍍銅，在激光孔內(nèi)壁和銅箔表面形成約20μm的無電解鍍銅層11(圖2(1))。在該基板表面的焊墊、電路圖案等需要的位置上形成抗蝕劑，用氯化亞鐵水溶液蝕刻除去不需要的銅，形成外層電路(圖2(m))。
在該基板表面用輥涂布器涂布30μm抗焊劑PPR-4000AUS5(太陽油墨制造股份有限公司、商品名)，干燥后加以曝光、顯像，在期望的位置形成抗焊劑15。然后在外層電路圖案露出部表面層上用NIPS100(日立化成工業(yè)(股)制造、商品名)形成3μm的無電解鍍鎳層13，用HGS2000(日立化成工業(yè)(股)制造、商品名)形成0.1μm的無電解鍍金層14，得到如圖1所示的內(nèi)裝電容器12的五層結(jié)構(gòu)的多層配線板。
實(shí)施例2除使用高介電常數(shù)材料薄片2代替高介電常數(shù)材料薄片1以外，通過與實(shí)施例1同樣的工序而得到多層配線板。
實(shí)施例3除使用高介電常數(shù)材料薄片3代替高介電常數(shù)材料薄片1以外，通過與實(shí)施例1同樣的工序而得到多層配線板。
實(shí)施例4除使用高介電常數(shù)材料薄片4代替高介電常數(shù)材料薄片1以外，通過與實(shí)施例1同樣的工序而得到多層配線板。
實(shí)施例5不進(jìn)行如圖2(g)所示的樹脂填充的內(nèi)層電路的平坦化，并且除使用高介電常數(shù)材料薄片5代替高介電常數(shù)材料薄片1以外，通過與實(shí)施例1同樣的工序而得到多層配線板。
比較例1除高介電常數(shù)材料薄片使用介電材料層厚度為80μm的具有環(huán)氧樹脂的銅箔MCF6000E(日立化成工業(yè)制造、商品名)以外，通過與實(shí)施例5同樣的工序而得到多層配線板。
將上述實(shí)施例1～5及比較例1中得到的多層配線板切割成100mm×100mm的大小，做成試驗(yàn)樣品，測定其彎曲量。進(jìn)而，使用上述式1求得曲率。結(jié)果于表1示中。
表1

實(shí)施例1～5的多層配線板均為高介電常數(shù)材料固化物的介電常數(shù)在25℃、1MHz為20～100、且其厚度為1.0～30μm的電容器內(nèi)裝型的多層配線板，其曲率均為小于等于4.0×10-4mm-1，彎曲量也均為小于等于1mm。另一方面，對于比較例1，由于高介電常數(shù)材料的厚度為80μm，其曲率超過4.0×10-4mm-1，彎曲量也超過1mm。
實(shí)施例6針對實(shí)施例1中得到的多層配線板，評價電容器容量偏差和成型性。再者，電容器容量的測定方法及成型性的評價方法如下所述。
(電容器容量)對于電容器容量的測定，使用在阻抗分析器4291B(アジレントテクノロジ一股份有限公司制造、商品名)經(jīng)50Ω同軸電纜SUCOFLEX104/100(SUHNER社制造、商品名)連接高頻信號測定探針MICROPROBE ACP50(GSG250型、Cascade社、商品名)的測定系統(tǒng)。電容器的電極尺寸為1mm×1mm，測定1GHz的容量。測定是測定設(shè)置在基板的四個角和中央部的五處的電容器容量。
(成型性)
成型性是在將制作的多層配線板切割成10mm×30mm后，以環(huán)氧樹脂注塑成型、并研磨基板截面，評價多層配線板中是否有氣泡等。沒有氣泡等時假定為良好，有氣泡等時假定為不好。
實(shí)施例7針對實(shí)施例2中得到的多層配線板，與實(shí)施例6同樣地評價電容器容量偏差和成型性。
實(shí)施例8針對實(shí)施例3中得到的多層配線板，與實(shí)施例6同樣地評價電容器容量偏差和成型性。
實(shí)施例9針對實(shí)施例4中得到的多層配線板，與實(shí)施例6同樣地評價電容器容量偏差和成型性。
比較例2除不進(jìn)行如圖2(g)所示的樹脂填充的內(nèi)層電路板的平坦化以外，針對和實(shí)施例3同樣地制成的多層配線板，與實(shí)施例6同樣地評價電容器容量偏差和成型性。
比較例3針對實(shí)施例5中得到的多層配線板，與實(shí)施例6同樣地評價電容器容量偏差和成型性。
在表2中表示實(shí)施例6～9、比較例2及3的結(jié)果。
表2

實(shí)施例6～9由于均在電容器電極間的凹部填充有與基板材料和高介電常數(shù)材料不同的第三熱固化型絕緣材料、被進(jìn)行平坦化，因此電容器容量的偏差小于±5％，成型性也良好。相反，比較例2由于在電容器電極間有氣泡，因此成型性不好。對于比較例3，電容器容量的偏差超過10％。根據(jù)截面觀察的結(jié)果，可以知道其原因是含有高介電常數(shù)材料的絕緣層的厚度在3～6μm的范圍會產(chǎn)生大的偏差。
接著，如下述實(shí)施例10～19及比較例4那樣制作使用了下述高介電常數(shù)材料薄片6～10的多層配線板，評價這些多層配線板的電容器電極的位移、尺寸偏差以及容量偏差。
高介電常數(shù)材料薄片6在由66重量份屬于環(huán)氧樹脂的雙酚A型環(huán)氧樹脂(使用東都化成股份有限公司制造的YD-8125)、34重量份甲苯酚型環(huán)氧樹脂(使用東都化成股份有限公司制造的YDCN-703)、63重量份作為環(huán)氧樹脂固化劑的酚醛型環(huán)氧樹脂(使用大日本油墨化學(xué)工業(yè)股份有限公司制造的氯化苯LF2882)、24重量份屬于高分子量樹脂的苯氧基樹脂(重均分子量為5萬、使用東都化成股份有限公司制造的フエノト一ト YP-50)、0.6重量份作為固化促進(jìn)劑的固化促進(jìn)劑1-氰乙基-2-苯基咪唑(固化溶膠2PZ-CN)、屬于高介電常數(shù)填料的1300重量份平均粒徑為1.5μm的鈦酸鋇填料(使用富士鈦工業(yè)股份有限公司制造的BT-100PR)及400重量份平均粒徑為0.6μm的鈦酸鋇填料(使用富士鈦工業(yè)股份有限公司制造的HPBT-1)、11.2重量份作為分散劑的非硅酮系分散劑(使用ビックケミ一·ジヤパン股份有限公司制造的BYK-W9010)形成的組合物中，加入甲基乙基酮，使用濕式微粉碎機(jī)以1000轉(zhuǎn)/分進(jìn)行1小時攪拌混合，且用200目的尼龍布過濾后進(jìn)行真空脫氣。將該樹脂漆涂布在厚度12μm的電解銅箔(使用古河サ一キットフオイル股份有限公司制造的GTS-12)上，且在140℃進(jìn)行5分鐘加熱干燥，形成膜厚10μm的B級狀態(tài)的涂膜，制成具有銅箔的高介電常數(shù)材料薄片6。
針對在170℃使該B級粘結(jié)膜固化1小時后的固化物，使用LCR儀YHP4275A(橫河ヒユ一レットパッカ一ド股份有限公司、商品名)，由25℃、1MHz的阻抗特性計(jì)算出介電常數(shù)的結(jié)果為45。
高介電常數(shù)材料薄片7
除將涂布粘結(jié)劑漆的電解銅箔替換成具有厚度為3μm載體銅箔的35μm銅箔(使用三井金屬礦業(yè)股份有限公司制造的MT35S3)以外，通過與高介電常數(shù)材料薄片6同樣的工序得到高介電常數(shù)材料薄片7。
針對在170℃使該B級粘結(jié)膜固化1小時后的固化物，使用LCR儀YHP4275A(橫河ヒユ一レットパッカ一ド股份有限公司、商品名)，由25℃、1MHz的阻抗特性計(jì)算出介電常數(shù)的結(jié)果為45。
高介電常數(shù)材料薄片8除將涂布粘結(jié)劑漆的電解銅箔替換成厚度為9μm的電解銅箔(使用古河サ一キットフオイル股份有限公司制造的GTS-9)以外，通過與高介電常數(shù)材料薄片6同樣的工序得到高介電常數(shù)材料薄片8。
針對在170℃使該B級粘結(jié)膜固化1小時后的固化物，使用LCR儀YHP4275A(橫河ヒユ一レットパッカ一ド股份有限公司、商品名)，由25℃、1MHz的阻抗特性計(jì)算出介電常數(shù)的結(jié)果為45。
高介電常數(shù)材料薄片9除將涂布粘結(jié)劑漆的電解銅箔替換成厚度為18μm的電解銅箔(使用古河サ一キットフオイル股份有限公司制造的GTS-18)以外，通過與高介電常數(shù)材料薄片6同樣的工序得到高介電常數(shù)材料薄片9。
針對在170℃使該B級粘結(jié)膜固化1小時后的固化物，使用LCR儀YHP4275A(橫河ヒユ一レットパッカ一ド股份有限公司、商品名)，由25℃、1MHz的阻抗特性計(jì)算出介電常數(shù)的結(jié)果為45。
高介電常數(shù)材料薄片10除將涂布粘結(jié)劑漆的電解銅箔替換成厚度為35μm的電解銅箔(使用古河サ一キットフオイル股份有限公司制造的GTS-35)以外，通過與高介電常數(shù)材料薄片6同樣的工序得到高介電常數(shù)材料薄片10。
針對在170℃使該B級粘結(jié)膜固化1小時后的固化物，使用LCR儀YHP4275A(橫河ヒユ一レットパッカ一ド股份有限公司、商品名)，由25℃、1MHz的阻抗特性計(jì)算出介電常數(shù)的結(jié)果為45。
實(shí)施例10代替高介電常數(shù)材料薄片1使用高介電常數(shù)材料薄片6，代替股份有限公司オ一ク制作所制造的EXM-1350B型自動平行曝光機(jī)而使用ウシオ電機(jī)股份有限公司制造的UX-5038SC型分割投影曝光機(jī)、并使用以鈉鈣玻璃為基材的光掩模分割成10cm四方的圖案而進(jìn)行電容器的上部電極形成時的曝光，以及電容器的上部電極和下部電極尺寸同時形成為1.0×0.75mm，除此以外，與實(shí)施例1同樣地得到多層配線板。另外，實(shí)施例10中的電容器12的截面圖示于圖4中。
實(shí)施例11除電容器的電極尺寸形成為上部電極1.0×0.75mm、下部電極1.05×0.755mm以外，與實(shí)施例10同樣地得到多層配線板。另外，實(shí)施例11中的電容器12的截面圖示于圖5中。
實(shí)施例12除電容器的電極尺寸形成為上部電極1.0×0.75mm、下部電極1.1×0.85mm以外，與實(shí)施例10同樣地得到多層配線板。另外，實(shí)施例12中的電容器12的截面圖示于圖6中。
實(shí)施例13除電容器的電極尺寸形成為上部電極1.0×0.75mm、下部電極1.2×0.95mm以外，與實(shí)施例10同樣地得到多層配線板。另外，實(shí)施例13中的電容器12的截面圖示于圖7中。
實(shí)施例14除電容器的電極尺寸形成為上部電極1.0×0.75mm、下部電極1.4×1.15mm以外，與實(shí)施例10同樣地得到多層配線板。另外，實(shí)施例14中的電容器12的截面圖示于圖8中。
實(shí)施例15代替高介電常數(shù)材料薄片6使用高介電常數(shù)材料薄片7，在高介電常數(shù)材料薄片7的銅箔上形成約15μm的電解鍍銅層、且剝離電鍍抗蝕劑后用硫酸、過氧化氫混合溶液蝕刻除去基層銅從而形成電容器的上部電極，以及使電容器的上部電極尺寸為1.0×0.75mm、下部電極尺寸為1.1×0.85mm，除此以外，與實(shí)施例10同樣地得到多層配線板。另外，實(shí)施例15中的電容器12的截面圖示于圖9中。
實(shí)施例16
除使用分割投影曝光機(jī)時，圖案分割為5cm四方進(jìn)行曝光以外，與實(shí)施例10同樣地得到多層配線板。另外，實(shí)施例16中的電容器12的截面圖示于圖4中。
實(shí)施例17除使用分割投影曝光機(jī)時，圖案分割為15cm四方進(jìn)行曝光以外。與實(shí)施例10同樣地得到多層配線板。另外，實(shí)施例17中的電容器12的截面圖示于圖4中。
實(shí)施例18除代替高介電常數(shù)材料薄片6使用高介電常數(shù)材料薄片8以外，與實(shí)施例10同樣地得到多層配線板。另外，實(shí)施例18中的電容器12的截面圖示于圖4中。
實(shí)施例19除代替高介電常數(shù)材料薄片6使用高介電常數(shù)材料薄片9以外，與實(shí)施例10同樣地得到多層配線板。另外，實(shí)施例19中的電容器12的截面圖示于圖4中。
比較例4代替高介電常數(shù)材料薄片6使用高介電常數(shù)材料薄片10，以及代替ウシオ電機(jī)股份有限公司制造的UX-5038SC型分割投影曝光機(jī)而使用股份有限公司オ一ク制作所制造的EXM-1350B型自動平行曝光機(jī)、并使用以聚酯為基材的光掩模通過同時曝光而進(jìn)行電容器的上部電極形成時的曝光，除此以外，與實(shí)施例10同樣地得到多層配線板。另外，比較例4中的電容器12的截面圖示于圖10中。
針對如上所述制作的各多層配線板，切割出各個電容器部分，以環(huán)氧樹脂注塑成型，并研磨基板截面。然后，使用具有計(jì)級功能的顯微鏡(OLYMPUS制MX50)，由該截面測定電容器的對向電極間的位移量和上部電極面積。測定樣品數(shù)與各多層配線板均為12個樣品。結(jié)果示于表3及表4中。
表3

表4

在表3中，對于對向電極圖案間的位移量，在實(shí)施例10、16及17中小于50μm，但是在比較例4中則為大于等于80μm。而且，在表4中，對于上部電極的偏差，在實(shí)施例10、18及19中為±1％左右，但是在比較例4中偏差大，為±2.6％。該結(jié)果是由于，制造實(shí)施例10～19的多層配線板時，電容器電極的厚度變薄，降低了蝕刻偏差，以及使用玻璃基材的高精度光掩模，通過分割曝光方式曝光，從而形成導(dǎo)體圖案。
接著，使用表3及表4的結(jié)果，通過計(jì)算算出電容器的容量偏差。結(jié)果示于表5中。
表5

由表5得知，實(shí)施例10～19的電容器的容量偏差均小于比較例4的偏差。而且知道，由于實(shí)施例12～14中未發(fā)現(xiàn)明顯差別，因此考慮到光致抗蝕劑曝光時的位移，可以將下部電極面積設(shè)計(jì)成最小、且減小電容器部的占有面積，其為優(yōu)選。另外還知道，由于在使用減成法的實(shí)施例12和使用半加成法的實(shí)施例15的比較中未發(fā)現(xiàn)明顯差別，因此可通過有利于經(jīng)濟(jì)性的減成法形成含有電容器電極的導(dǎo)體圖案，其為優(yōu)選。
如以上所說明的，根據(jù)本發(fā)明的多層配線板，通過變薄構(gòu)成電容器的電介質(zhì)部的高介電常數(shù)材料層，不管層結(jié)構(gòu)為對稱、非對稱都可以降低多層配線板的彎曲，進(jìn)而由于可在除芯層外的任意層中內(nèi)裝電容器，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)自由度的大幅改善。另外，由于只要必要的最小限的電容器就能完成，因此可以降低成本。再者，由于高介電常數(shù)材料的厚度變薄，因此可以增大與電介質(zhì)厚度成反比的電容器容量。
而且，可以提供高介電常數(shù)材料的厚度薄、具有容量偏差小的電容器、且成型性上沒有問題的多層配線板及其制造方法。
進(jìn)而，可以提供在具有如上所述特征的多層配線板上搭載半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體裝置、及搭載該半導(dǎo)體裝置的無線電子裝置。
前述為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知道可以在不脫離本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)進(jìn)行多種變更及修改。
權(quán)利要求
1.一種多層配線板，其是具有多個絕緣層、多個導(dǎo)體層、以電學(xué)方式連接所述多個導(dǎo)體層的被導(dǎo)體化的非貫通孔、和在含有高介電常數(shù)材料的至少一個所述絕緣層的上下面形成有電極的電容器的多層配線板，其特征在于，所述高介電常數(shù)材料固化物在25℃、1MHz時的介電常數(shù)為20～100，厚度為0.1～30μm。
2.如權(quán)利要求1所記載的多層配線板，其特征在于，具有在除芯層以外的任意層上設(shè)有所述電容器的非對稱的層結(jié)構(gòu)，且其彎曲在室溫下曲率為小于等于4.0×10-4mm-1。
3.如權(quán)利要求1或2所記載的多層配線板，其特征在于，具有在除芯層以外的任意層上設(shè)有所述電容器的非對稱的層結(jié)構(gòu)，且其彎曲量為小于等于1mm。
4.一種多層配線板，其是具有多個絕緣層、多個導(dǎo)體層、以電學(xué)方式連接所述多個導(dǎo)體層的被導(dǎo)體化的非貫通孔、和在含有高介電常數(shù)材料的至少一個所述絕緣層的上下面形成有電極的電容器的多層配線板，其特征在于，在含有所述電極的導(dǎo)體圖案間的凹部填充與所述高介電常數(shù)材料不同的絕緣材料，所述導(dǎo)體圖案表面與被填充的絕緣材料表面被平坦化。
5.如權(quán)利要求4所記載的多層配線板，其特征在于，至少含有一個所述電極的導(dǎo)體圖案與含有所述高介電常數(shù)材料的三種不同的絕緣材料相接。
6.一種多層配線板，其具有多個絕緣層，多個導(dǎo)體層，以電學(xué)方式連接所述多個導(dǎo)體層的被導(dǎo)體化的孔，和由至少一層所述絕緣層的介電常數(shù)在25℃、1MHz時為20～100的含有高介電常數(shù)材料的物質(zhì)所形成的、在所述絕緣層的上下面形成有電極的電容器，其特征在于，對置的所述電極的至少一側(cè)的厚度為1～18m的范圍。
7.如權(quán)利要求6所記載的多層配線板，其特征在于，所述具有1～18μm厚度的電極位于與其對置的電極的外周內(nèi)側(cè)。
8.如權(quán)利要求6或7所記載的多層配線板，其特征在于，所述具有1～18μm厚度的電極的各側(cè)面和與其對置的電極的各側(cè)面的最短水平距離分別在50～100μm的范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求6～8任一項(xiàng)所記載的多層配線板，其特征在于，所述具有1～18μm厚度的電極的各側(cè)面和設(shè)在所述電極上的、以電學(xué)方式連接任意導(dǎo)體層間的被導(dǎo)體化的孔的外周部的最短水平距離分別為大于等于100μm。
10.如權(quán)利要求6～9任一項(xiàng)所記載的多層配線板，其特征在于，所述具有1～18μm厚度的電極是通過蝕刻除去導(dǎo)體層的不需要部分而形成。
11.如權(quán)利要求4～10任一項(xiàng)所記載的多層配線板，其特征在于，除芯層以外的任意層具有所述電容器，且電容器的容量偏差為小于±5％。
12.如權(quán)利要求1～11任一項(xiàng)所記載的多層配線板，其特征在于，具有以圖案形成至少一個導(dǎo)體層的電感器。
13.如權(quán)利要求12所記載的多層配線板，其特征在于，形成所述電感器的導(dǎo)體層厚度比其他導(dǎo)體層厚度要薄，且其厚度為1～12μm。
14.如權(quán)利要求12或13所記載的多層配線板，其特征在于，所述電感器被制作于在所述絕緣層的上下面形成的所述電極中的任一者上。
15.如權(quán)利要求1～14任一項(xiàng)所記載的多層配線板，其特征在于，具有同時貫穿含有所述高介電常數(shù)材料的至少一個所述絕緣層和與其鄰接的絕緣層的非貫通孔。
16.如權(quán)利要求1～15任一項(xiàng)所記載的多層配線板，其特征在于，所述高介電常數(shù)材料包括環(huán)氧樹脂、其固化劑以及高介電常數(shù)填料。
17.如權(quán)利要求1～16任一項(xiàng)所記載的多層配線板，其特征在于，所述高介電常數(shù)材料包括環(huán)氧樹脂、其固化劑、高介電常數(shù)填料以及至少具有一種官能團(tuán)的重均分子量為1萬～80萬的高分子量樹脂。
18.如權(quán)利要求1～17任一項(xiàng)所記載的多層配線板，其特征在于，所述高介電常數(shù)材料在B級狀態(tài)的120℃的熔融粘度為100～200Pa·S。
19.如權(quán)利要求16～18任一項(xiàng)所記載的多層配線板，其特征在于，所述高介電常數(shù)填料是選自由鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鈣、鈦酸鎂、鈦酸鉛、二氧化鈦、鈷酸鋇、鈷酸鈣、鈷酸鉛組成的組中的一種或者一種以上。
20.如權(quán)利要求16～19任一項(xiàng)所記載的多層配線板，其特征在于，以重量比計(jì)相對于100份所述環(huán)氧樹脂配合300～3000份所述高介電常數(shù)填料。
21.如權(quán)利要求1～20任一項(xiàng)所記載的多層配線板，其特征在于，最外層導(dǎo)體層形成有至少一條具有大于等于300μm線寬的導(dǎo)體圖案，進(jìn)而與所述最外層導(dǎo)體層鄰接的絕緣層的厚度為大于等于150μm。
22.如權(quán)利要求1～21任一項(xiàng)所記載的多層配線板，其特征在于，含有所述高介電常數(shù)材料的至少一個所述絕緣層以外的絕緣層用玻璃基材增強(qiáng)，且含有無機(jī)填料。
23.如權(quán)利要求1～22任一項(xiàng)所記載的多層配線板，其特征在于，在所述絕緣層上下面形成的電極以不覆蓋整個所述絕緣層的一個面或兩個面的方式而形成。
24.一種多層配線板的制造方法，其是具有多個絕緣層、多個導(dǎo)體層、以電學(xué)方式連接所述多個導(dǎo)體層的被導(dǎo)體化的非貫通孔、和在含有高介電常數(shù)材料的至少一個所述絕緣層的上下面形成有電極的電容器的多層配線板的制造方法，其特征在于，至少包括如下步驟形成含有一個所述電極的導(dǎo)體圖案的步驟；在所述導(dǎo)體圖案間的凹部填充并固化與所述高介電常數(shù)材料不同的絕緣材料的步驟；通過研磨對所述導(dǎo)體圖案的表面和填充并固化在所述導(dǎo)體圖案間的凹部的絕緣材料表面進(jìn)行平坦化的步驟；以及加熱層積具有半固化狀態(tài)的所述高介電常數(shù)材料的金屬箔的步驟。
25.如權(quán)利要求24所記載的多層配線板的制造方法，其特征在于，還包括通過蝕刻所述金屬箔而形成含有另一個所述電極的導(dǎo)體圖案的步驟。
26.一種多層配線板的制造方法，其是具有多個絕緣層、多個導(dǎo)體層、以電學(xué)方式連接所述多個導(dǎo)體層的被導(dǎo)體化的孔、和由至少一層所述絕緣層的介電常數(shù)在25℃、1MHz時為20～100的含有高介電常數(shù)材料的物質(zhì)所形成的、在所述絕緣層的上下面形成有電極的電容器的多層配線板的制造方法，其特征在于，在導(dǎo)體圖案形成時，使光致抗蝕劑的圖案曝光面積為1～250cm2/次在同一基板內(nèi)進(jìn)行多次曝光。
27.如權(quán)利要求26所記載的多層配線板的制造方法，其特征在于，所述電極具有1～18μm的厚度，且在含有所述電極的導(dǎo)體圖案形成時進(jìn)行所述的多次曝光。
28.如權(quán)利要求26或27所記載的多層配線板的制造方法，其特征在于，在光致抗蝕劑的圖案曝光時使用由無機(jī)物形成的光掩模。
29.如權(quán)利要求26～28任一項(xiàng)所記載的多層配線板的制造方法，其特征在于，蝕刻除去導(dǎo)體層的不需要部分而形成含有所述電極的導(dǎo)體圖案。
30.如權(quán)利要求24～29任一項(xiàng)所記載的多層配線板的制造方法，其特征在于，還包括在至少一個導(dǎo)體層上形成電感器的步驟。
31.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，在權(quán)利要求1～23任一項(xiàng)所記載的多層配線板、或者通過權(quán)利要求24～30任一項(xiàng)所記載的多層配線板的制造方法所制造的多層配線板上搭載半導(dǎo)體芯片。
32.一種無線電子裝置，其特征在于，搭載有權(quán)利要求31所記載的半導(dǎo)體裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有容量偏差小的電容器且成型性優(yōu)越的多層配線板、該多層配線板的制造方法、在該多層配線板上搭載半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體裝置以及搭載該半導(dǎo)體裝置的無線電子裝置。
文檔編號H05K3/46GK1669371SQ0381707
公開日2005年9月14日 申請日期2003年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月18日
發(fā)明者島田靖, 平田善毅, 栗谷弘之, 大塚和久, 山口正憲, 島山裕一, 斑目健, 水島悅男, 近藤裕介, 山本和德 申請人:日立化成工業(yè)株式會社