CN1258958C - 具有含无机填料的芯层的布线板 - Google Patents

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Abstract

一种布线板包括芯层和一对多层布线部分。具有上表面和下表面的芯层由含有树脂填料和包围几层碳纤维织物的树脂组合物形成。一个多层布线部分叠置在芯层的上表面，而另一个多层布线部分叠置在芯层的下表面。每个多层布线部分由多个绝缘层和与绝缘层交替叠置的布线图形组成。通过延伸穿过芯层整个厚度的导体，上和下布线部分的布线图形相互连接。

Description

具有含无机填料的芯层的布线板
技术领域
本发明涉及适合做半导体芯片安装板、母板、用于探针卡的基板等的布线板。
背景技术
近来改进了电子产品以满足更高性能和进一步减小尺寸的要求。因此，开发了高密度安装技术，将电子部件装入这些小型电子产品内。要获得这这种高密度安装，半导体芯片经常设计为可表面安装在布线板上的裸片(倒装芯片安装)。为了高密度安装半导体芯片，经常使用多层布线板，这种布线板适合于多管脚型芯片。
安装在多层布线板上的这些半导体芯片经常封装形成半导体单元。这种单元或封装可以安装在母板上，用做需要的电子电路的整体的一部分。用于这种目的的母板也具有为实现高密度布线的多层布线结构。多层布线结构也用于制备测量或检查电子产品使用的探针卡，电子产品例如为分立的半导体芯片或内置有多个半导体元件的半导体晶片。
在倒装芯片安装中，通常使用底填料填充布线板和其上安装的半导体芯片之间的间隙。如果不使用底填料，那么由于布线板和半导体芯片之间热膨胀系数的差异，布线板和半导体芯片之间的电连接经常不是很可靠。通常，在表面扩展方向中(垂直于芯片主平面的法线方向)可以观察到由常见材料制成的半导体芯片具有约3.5ppm/℃的热膨胀系数。另一方面，包括由玻璃环氧树脂基板形成的芯板的常规布线板在表面扩展方向中具有约12～20ppm/℃的热膨胀系数。由此，两者之间的热膨胀系数差异较大。因此，环境温度中的任何变化会在布线板和半导体芯片之间的连接部分中产生应力。当电连接处的应力超过一个极限时，半导体芯片的突点和布线板的电极焊盘之间的界面会容易破裂或相互分离。半导体芯片和布线板之间施加的底填料用于减轻连接部分处的应力。
然而，当大面积半导体芯片安装在布线板上时，仅由底填料减小的应力经常不足以确保需要的可靠性。这是由于半导体芯片和布线板之间的热膨胀差随着芯片变大而增加，由此在芯片和布线板之间的连接部分产生过大的应力。当大半导体晶片或芯片安装在探针卡上时会发生相同的问题。
可以通过使用小热膨胀系数的布线板消除或减小热膨胀系数不同造成的以上问题。这种布线板包括由小热膨胀系数的金属制成的芯板。用于构成芯板的金属例如有铝、铜、硅钢、镍铁合金、或CIC(具有铜/不胀钢/铜层的覆层)。日本专利申请特许公开No.11(1999)-112145和No.2000-138453公开了具有金属芯板的布线板。然而，由于金属材料具有相当大的比重，因此缺点是制成的布线板较重。此外，对于金属芯板进行精细处理(钻孔、使板变薄加工等)相当难。
已知也可以使用碳纤维材料减小布线板的热膨胀系。通常碳纤维的热膨胀系数约-5～3ppm/℃。就此而言，日本专利申请特许公开No.60(1985)-140898公开了具有其中绝缘层(含碳纤维片)和铜布线层交替叠置的多层结构的布线板。日本专利申请特许公开No.11(1999)-40902公开了包括含碳纤维片的芯板的多层布线板。在芯板的每一面上，叠置绝缘层(含玻璃纤维的预浸料坯)和铜布线层。日本专利申请特许公开No.2001-332828公开了包括含有碳纤维片的芯板的多层布线板。在芯板的每一面上，叠置绝缘层(不含玻璃纤维的预浸料坯)和铜布线层。由于碳纤维具有小热膨胀系数，因此绝缘层和芯板具有小热膨胀系数。因此，包括这种绝缘层和芯板的布线板在表面扩展方向中具有小热膨胀系数。
虽然具有以上优点，但常规的布线板具有以下缺点。
在常规的布线板中，如上所述，引入的碳纤维片防止了芯板(或绝缘层)在表面扩展方向中膨胀。然而，从厚度方向(垂直于表面扩展方向)中观察，芯板的热膨胀系数大于不含碳纤维片时的热膨胀系数。当表面扩展方向中芯板的热膨胀系数例如低于10ppm/℃时，芯板在布线板的厚度方向中显著膨胀。
发生这种现象的原因如下。通常树脂材料具有较大的热膨胀系数。然而，根据芯板的现有设置，表面扩展方向中的树脂膨胀受到一体的碳纤维片的严格限制。由此，树脂材料往往在厚度方向中显著膨胀，其中对碳纤维片没有任何限制。缺点是，这种膨胀会在布线板的厚度方向中穿过芯板延伸使通路孔断裂。
发明内容
在以上介绍的情况下提出了本发明。因此，本发明的一个目的是提供一种布线板，它的热膨胀系数在布线板的厚度方向和表面扩展方向中都相当小。
根据本发明，提供一种布线板，包括：由碳纤维材料和含无机填料的树脂组合物制成的芯层，芯层包括第一表面和与第一表面相对的第二表面；第一布线部分，提供有形成在芯层的第一表面上的绝缘层和形成在绝缘层上的布线图形；以及在芯层的所述表面的法线方向中的芯层中延伸的导体，导体电连接到布线图形。
优选，导体延伸穿过芯层。
优选，本发明的布线板还包括第二布线部分，设置有形成在芯层的第二表面上的绝缘层和形成在该绝缘层上的布线图形。导体电连接到第一布线部分的布线图形和第二布线部分的布线图形。
采用以上设置，芯层以对称的方式夹在第一和第二布线部分之间。由此，可以防止布线板翘曲。
优选，本发明的布线板还包括使导体与芯层绝缘的绝缘膜，绝缘膜包围芯层中的导体。
优选，第一布线部分包括多个绝缘层以及与多个绝缘层交替叠置的多个布线图形。至少一个绝缘层形成有电连接相邻布线图形的通路孔。
优选，芯层在所述法线方向中具有第一热膨胀系数，在25℃第一热膨胀系数在20～120ppm/℃的范围内。
优选，芯层在横切所述法线方向的表面扩展方向中具有第二热膨胀系数，在25℃第二热膨胀系数在0～17ppm/℃的范围内。
优选，碳纤维材料为网孔、织物或无纺织物形式。(在25℃)碳纤维材料具有-5～3ppm/℃范围内的热膨胀系数。
优选，芯层含有30～80vol％碳纤维材料。
优选，在25℃无机材料具有1～20ppm/℃范围内的热膨胀系数。
优选，无机填料由氧化硅、氧化铝、氢氧化镁、氮化铝和氢氧化铝中的一种制成。树脂组合物含有5～50wt％的这种无机填料。无机填料包括平均粒径不大于10μm的无机颗粒。
优选，树脂组合物含有聚砜(polysulfone)、聚醚砜、聚苯砜、聚酞酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚酮、聚醛树脂、聚酰亚胺、聚碳酸酯、变性聚亚苯基醚、聚苯醚、聚亚苯基硫化物、聚醚酮(polyether ether ketone)、四氟乙烯、环氧、氰酸酯、以及双马来酰亚胺中的一种。
从下面参考附图的详细说明中，本发明的其它特点和优点将变得更明显。
附图说明
图1示出了根据本发明的多层布线板的主要部分的剖面图；以及
图2A～2J示出了图1中所示布线板的制造工艺。
具体实施方式
首先参考示出了根据本发明的多层布线板X的主要部分的图1。如图所示，布线板X包括芯层10、一对层叠(build-up)的布线部分20、以及垂直地延伸的导体或通路孔30。
芯层10可以通过处理碳纤维加固塑料(CFRP)制成的材料形成。从图1中可以看出，芯层10包括CFRP部分11和绝缘树脂部分12。虽然为图示清楚在图1中对各构件进行了放大，但与CFRP部分11的体积相比，绝缘树脂部分12的实际体积很小，可以忽略。CFRP部分11由多个碳纤维材料11a和包围碳纤维材料11a的硬化树脂组合物11b组成。
在图1所示的优选实施例中，每个碳纤维材料11a为芯层10中水平扩散(在“表面扩展方向”中)的碳纤维线的织物。在示出的例子中，按厚度方向(也就是，层10的上或下表面的法线方向)叠置五个碳纤维织物，但本发明不限于此。碳纤维织物可以由碳纤维网孔或碳纤维无纺织物代替。在优选实施例中，芯层10(由此CFRP部分11，绝缘树脂部分12的体积可以忽略不计)含有30～80vol％的碳纤维材料11a，可以调节芯层10(由此CFRP11部分)的热膨胀系数。如果比例低于30vol％，那么表面扩展方向中芯层10的热膨胀会不能接受地大。如果比例高于80vol％，那么碳纤维材料11a容易从树脂组合物11b上分离。
树脂组合物可以由树脂材料和分散在树脂材料中的无机填料组成。树脂材料的例子为聚砜(polysulfone)、聚醚砜、聚苯砜、聚酞酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚酮、聚醛树脂、聚酰亚胺、聚碳酸酯、变性聚亚苯基醚、聚苯醚、聚亚苯基硫化物、聚醚酮(polyether ether ketone)、四氟乙烯、环氧、氰酸酯、以及双马来酰亚胺。
无机填料的例子为氧化硅(即氧化硅粉末)、氧化铝、氢氧化镁、氮化铝和氢氧化铝的细小颗粒。在优选实施例中，无机填料的重量平均粒径不大于10μm，含在树脂组合物中的填料比例为5～50wt％。如果比例低于5wt％，那么按厚度或法线方向的芯层10的热膨胀系数相当小。另一方面，如果比例超过50wt％，那么例如芯层10会不能适当地钻孔。优选，在25℃无机填料的热膨胀系数为1～20ppm/℃。
在优选实施例中，在表面扩展方向中，在25℃未处理的芯层10(和CFRP部分11)具有0～17ppm/℃的热膨胀系数。当本发明的多层布线板X用做LGA(网格焊盘阵列)的芯片安装基板或母板时，在25℃芯层10的热膨胀系数优选为0～6ppm/℃。类似地，当本发明的多层布线板X用做BGA(球栅阵列)封装的芯片安装基板时，在25℃芯层10的热膨胀系数优选为3～17ppm/℃。
每个绝缘树脂部分12将相关的通路孔30与CFRP部分11的碳纤维材料11a绝缘。相对于树脂组合物11b，树脂部分12由以上提到的一种树脂形成。
上和下层叠部分20由层叠法制备，以形成多层布线布局。每个层叠部分20由几层绝缘层21和按布线板X的厚度方向叠置的布线图形22组成。相对于树脂组合物11b，绝缘层21由以上提到的一种树脂形成。由铜制成的布线图形22具有提供在相关绝缘层21上的预定图形。布线图形22的任何一个借助通路孔23连接到相邻的上或下(或这两者)布线图形22。从图1中可以看出，最上部的布线图形22提供有用于外部连接的电极焊盘22a。上层叠部分20的上表面和下层叠部分20的下表面由保护层24覆盖，保护层24形成有露出电极焊盘22a的开口。
提供通路孔30将上层叠部分20中的布线连接到下层叠部分20中的布线，反之亦然。通过镀覆通孔31的内壁表面，制备延伸穿过芯层10的通路孔30。
图2A～2J示出了多层布线板X的制备方法。首先，如图2A所示，制备CFRP板11’。CFRP板11’由五层碳纤维材料11a和包围碳纤维材料11a的硬化树脂组合物11b组成。如上所述，树脂组合物11b含有无机填料。
以下面的方式制备CFRP板11’。首先，用液体形式的树脂组合物11b浸渍碳纤维材料11a。然后，通过干燥浸渍的碳纤维材料11a的树脂组合物11b加固(CFR)的预浸料坯，同时，注意不使组合物11b硬化得到碳纤维。以相同的方式，再制备四个CFR预浸料坯。叠置如此得到的五个预浸料坯形成预浸料坯叠层。最后，在加热条件下，在厚度方向(五个预浸料坯的层叠方向)中挤压预浸料坯叠层，由此五个预浸料坯结合成需要的CFRP板11’。
如图2B所示，在预定的位置具有通孔11c的CFRP板11’。每个通孔11c的直径比以上提到的通路孔30的直径大，例如为0.2～1.0mm。通过例如钻孔、冲孔或激光烧蚀制成通孔11c。
然后，参考图2C，将热固树脂材料施加到CFRP板11’的上和下表面，并加热形成固体的上和下树脂层21。同时，用施加的树脂填充通孔11c。树脂层21对应于层叠布线部分20的最里边的的绝缘层(图1)。施加的树脂材料可以是以上针对树脂组合物11b提到的树脂中的一种。
然后，如图2D所示，在CFRP板11’中对应于通孔11c的位置处形成通孔31。任何一个通孔31的轴与对应的通孔11c的轴重合。通孔31的直径制得小于通孔11c的直径。利用例如UV-YAG激光器、二氧化碳激光器、准分子激光器或等离子体，通过干蚀刻工艺形成通孔31。由于通孔31的直径小于通孔11c的直径，因此在通孔11c的壁表面上形成圆柱形树脂部分12。
然后，如图2E所示，通过半加成工艺在上和下绝缘层21上形成布线图形22。在该阶段，也在各通孔31的壁表面上形成通孔30。具体地说，根据需要对绝缘层21和通孔31的表面进行除胶渣(desmear)工艺。此后，通过化学镀铜镀覆这些经过除胶渣的表面。然后通过已知的方法在铜镀层(下文为“籽层”)上形成抗蚀剂图形。抗蚀剂图形具有对应于需要的布线图形22的未掩蔽部分。通孔31暴露在未掩蔽部分。然后，进行电镀，由此使铜穿过抗蚀剂图形的未掩蔽部分而淀积在籽层上。同时，通孔30形成在通孔31处。然后通过例如蚀刻除去抗蚀剂图形，并进一步蚀刻掉铜籽层的露出部分。由此，得到需要的布线图形22。
然后，如图2F所示，通过形成在前一个上的附加的或第二绝缘层21(即，图2E中所示的最里边的绝缘层21)包围上和下布线图形22。同时，可以减少通孔31中的压力。由此，用于形成第二绝缘层21的所加的液体树脂材料被吸入通孔31内，由此填充通孔31。
然后，如图2G所示，在上和下面的第二绝缘层21中形成通孔23a。利用例如UV-YAG激光器、二氧化碳激光器、准分子激光器或等离子体，通过干蚀刻工艺形成通路孔23a。此外，当第二绝缘层21由光敏树脂制成时，通过光刻制成通孔23a。
然后，如图2H所示，进行半加成工艺，在第二上和下绝缘层21上制成第二布线图形22，同时在各通孔23a形成通路23。具体地说，根据需要，经过除胶渣的第二绝缘层21和通孔23a，通过化学镀在其上形成铜层(铜籽层)。然后，使用光致抗蚀剂在每个铜籽层上形成抗蚀剂图形。抗蚀剂图形具有露出通孔23a的未掩蔽部分。然后，进行电镀，穿过抗蚀剂图形的未掩蔽部分在铜籽层上淀积铜。最后，除去抗蚀剂图形，蚀刻掉铜籽层的露出部分。由此，得到需要的布线图形22和通路23。
要制备本发明的多层布线板X，将以上介绍的工艺(即，绝缘层21、布线图形22以及通路23的形成工艺)重复预定的次数，由此在芯层10的上和下侧上形成图2I所示的多层布线层(层叠部分)。在示出的实施例中，在芯层10的各个侧面上设置五层布线图形22。每个侧面上的最外布线图形22设置有用于外部连接的电极焊盘22a。虽然图2中没有示出，但在每个电极焊盘22a上形成附加的金属层。该金属层可以通过例如镀覆或印刷金(Au)，并通过如焊料、Pd、Ag、Ag-Sn合金以及Ni等的中间导电材料连接到焊盘22a。
然后，如图2J所示，用保护层24覆盖各层叠布线结构的上和下表面。从图中可以看出，保护层24形成有露出电极焊盘22a的开口。按如下方式形成保护层24。首先，例如通过印刷技术将合适的树脂材料施加在多层布线结构上。施加的树脂最好为高度绝缘并耐热的材料，例如环氧树脂、聚酰亚胺、丙烯酸和BT(双马来酰亚胺三嗪)。然后例如通过光刻在预定的位置形成开口。
通过以上介绍的工艺，得到多层布线板X，包括芯层10、叠置在芯层10上的上和下层叠部分20、以及穿入芯层10的通路孔30。
芯层10在表面扩展方向中具有小热膨胀系数，是由于碳纤维材料11a在该方向中延伸。与芯层10相比，多层布线板X具有主要取决于芯层10的热膨胀系数的热膨胀系数(在表面扩展方向中观察)。因此，通过调节含在芯层10中的碳纤维材料11a的量可以增加或减小表面扩展方向中布线板X的热膨胀系数。例如，碳纤维材料11a的含量可以得到(25℃)0～17ppm/℃范围内的小热膨胀系数。此外，布线板具有等于或基本上等于将安装在板X上的半导体芯片的热膨胀系数。
根据本发明，芯层10的树脂组合物11b含有无机填料。由于这种设置，树脂组合物11b的热膨胀系数可以在每个方向中变得相当小，包括芯层10的表面扩展方向和厚度方向。在表面扩展方向中，树脂组合物11b的热膨胀系数可以变得等于或基本上等于碳纤维材料11a的热膨胀系数。在常规的布线板中，芯层的树脂组合物往往膨胀到大于含在芯层中的碳纤维织物的膨胀程度。然而，在芯层的厚度方向中存在膨胀，是由于在厚度方向中不存在碳纤维织物的限制所造成的。根据本发明，通过将无机填料填加到树脂组合物11b可以克服该问题，由此树脂组合物11b的热膨胀系数变得和碳纤维材料11a的热膨胀系数一样小。采用这种设置，厚度方向中树脂组合物11b的热膨胀变得很小。此外，可以防止组合物11b的水平膨胀(即，表面扩展方向中的膨胀)指向厚度方向中，是由于组合物11b和碳纤维材料11a在表面扩展方向中具有相等的膨胀。因此，在芯层10的厚度方向中延伸的通路孔30没有发生断裂。
此外，在通过层叠法制备的层叠部分20上，本发明的多层布线板X具有微细和高密度的布线结构。由此，用于外部连接的电极焊盘22a能以小节距设置在最外部的布线图形22上。这有利于连接或安装具有多个小节距排列的连接管脚的半导体芯片。
下面参考例1-2和对比例1-2介绍本发明。
例1
<制备多层布线板>
在本例中，CFRP板由碳纤维织物和聚酰亚胺树脂组合物形成。以下面的方式制备CFRP板。首先，用热固性聚酰亚胺树脂组合物浸渍碳纤维织物(商标名：由Toray Industries Inc.制造的TORAYCA)，然后干燥，形成0.2mm厚度的预浸料坯。碳纤维织物为由碳纤维线形成的平坦织物材料，每个通过捆扎200或更多根碳纤维(每根纤维具有不大于10μm的直径)制成。硬化之前，聚酰亚胺树脂组合物含有单体(用于形成聚合物)、硬化剂、以及如氧化铝粉(重量平均粒径不大于7μm)和氧化硅粉(重量平均粒径不大于3μm)的无机填料。聚酰亚胺树脂组合物含有10wt％的氧化铝粉和10wt％的氧化硅粉。氧化铝粉的热膨胀系数为(25℃)7ppm/℃，而氧化硅粉的热膨胀系数为(25℃)3ppm/℃。
为了形成CFRP板，以上面介绍的方式制备五个预浸料坯。然后在200℃真空中叠置这些预浸料坯并按压在一起(即，在叠置方向中挤压)一小时。由此，得到CFRP板(厚度1mm)。CFRP板的平均热膨胀系数(25℃)在表面扩展方向中为2ppm/℃，在厚度方向中为80ppm/℃。
通过钻孔预定数量的通孔(每个具有0.5mm的直径)形成CFRP板。然后，对CFRP板进行脱脂并清洁。此后，用热塑性聚酰亚胺片(商标名：由Nippon Steel Chemical Co.，Ltd制造的Espanex)形成绝缘层层叠CFRP板的上和下表面。通过200℃真空按压30分钟进行聚酰亚胺片的层叠，由此所得绝缘层具有0.05mm的厚度。用聚酰亚胺树脂填充CFRP板中形成通孔。
然后使用UV-YAG激光形成直径较小的通孔。较小的通孔具有0.2mm的直径，并与CFRP板中形成的较大通孔共轴。然后，进行半加成工艺，在每个上和下绝缘层上形成铜布线图形，并在聚酰亚胺树脂中形成的每个较小通孔中制成通孔。具体地说，进行需要的除胶渣工艺之后，进行化学镀，在绝缘层上和各通孔的壁表面(也就是，在聚酰亚胺树脂中形成的较小通孔)上形成铜层(“籽铜层”)。然后，通过公知的方法在铜层上形成光致抗蚀剂，制成抗蚀剂图形。抗蚀剂图形具有对应于需要的布线图形的未掩蔽部分。然后，进行电镀，穿过抗蚀剂图形的未掩蔽部分在铜籽层上淀积铜。最后，通过蚀刻除去抗蚀剂图形，蚀刻掉铜籽层的露出部分。蚀刻剂为过氧化氢溶液和硫酸的混合物。采用以上的半加成工艺，穿过芯层垂直延伸的通路孔最外层上的上和下布线图形相互连接。
然后，在每个最里边的布线图形上形成另一层叠绝缘层。具体地说，为形成绝缘层，通过在上和下最里边的布线图形的每一个图形上，真空按压(200℃下30分钟)层叠热塑性聚酰亚胺片(商标：由Nippon Steel ChemicalCo.，Ltd制造的Espanex)。每个绝缘层的厚度为0.05mm。然后使用UV-YAG激光在绝缘层中形成预定数量的通孔。然后通过半加成工艺，在上和下绝缘层的每一个绝缘层上形成第二最里边的布线图形。在该阶段，铜材料淀积在每个通路孔的内表面上，由此所得通路孔连接到铜布线图形。这里的具体工序与以上针对最里边的布线图形和通路孔介绍的半加成工艺相同。此后，在芯层的每个上和下侧面上进行三次形成层叠绝缘层、布线图形以及通孔的相同工序。以此方式，在芯层的上和下侧面的每一个侧面上形成具有五层布线结构的层叠部分。
最后，进行丝网印刷和光刻，在上和下层叠部分的每一个上制备保护层。保护层形成有几个开口，以露出最外边的布线图形的预定部分作为电极焊盘。
<温度循环试验>
通过温度循环试验检查多层布线板(以上方式中得到的)和安装在板上的半导体芯片之间的连接可靠性。用于断路检查试验的半导体芯片设置有多个用于外部连接的突点电极。
具体地说，首先，测量半导体芯片和多层布线板之间的电连接部分处的初始电阻。然后，对半导体芯片安装其上的布线板进行周期性的温度变化，其中带有芯片的布线板暴露到低温(-65℃)30分钟和高温(125℃)30分钟。这种冷却和加热周期重复1000次。此后，再次测量半导体芯片和多层布线板之间电连接部分处的电阻。结果为芯片和布线板之间的电阻增加或减小不大于10％。这表明芯片和布线板之间的电连接很稳定。还发现芯片和布线板之间的电连接部分处没有发生破裂或剥离。
对其上没有安装半导体芯片的多层电路板进行相同的温度循环试验，以检查电极焊盘的选定对之间的电阻变化。通过该试验，可以直接检查每个通孔的连续性。结果，电极焊盘之间的电阻变化不大于5％。这表明暴露到高和低温度之后，保持了布线板的初始布线结构。此外，温度循环试验之后，检查通路孔是否破裂。结果，在各通路孔没有观察到破裂。
例2
<制备多层布线板>
在本例中，CFRP板由碳纤维织物和环氧树脂组合物形成。以下面的方式制备CFRP板。首先，用热固性环氧树脂组合物浸渍碳纤维织物并干燥形成厚度为0.2mm的预浸料坯(商标：由Toray Industries Inc.制造的TORAYCA)。碳纤维织物与以上讨论的例1使用的种类相同。硬化之前，聚酰亚胺树脂组合物含有单体(用于形成聚合物)、硬化剂、以及如氧化铝粉(重量平均粒径不大于8μm)和氧化硅粉(重量平均粒径不大于3μm)的无机填料。聚酰亚胺树脂组合物含有5wt％的氧化铝粉和25wt％的氧化硅粉。氧化铝粉的热膨胀系数为(25℃)5ppm/℃，而氧化硅粉的热膨胀系数为(25℃)3ppm/℃。
为了形成CFRP板，以上面介绍的方式制备五个预浸料坯。然后在200℃真空中叠置这些预浸料坯并按压在一起(即，在叠置方向中挤压)一小时。由此，得到CFRP板(厚度1.0mm)。CFRP板的平均热膨胀系数(25℃)在表面扩展方向中为3ppm/℃，在厚度方向中为70ppm/℃。
通过钻预定数量的通孔(每个具有0.5mm的直径)形成CFRP板。然后，对CFRP板进行脱脂并清洁。此后，用环氧树脂片(商标名：由ajinomoto Co.，Inc制造的SH-9)形成绝缘层层叠CFRP板的上和下表面。通过170℃真空按压30分钟进行环氧树脂片的层叠，由此所得绝缘层具有0.05mm的厚度。用环氧树脂填充CFRP板中形成的通孔。
然后使用UV-YAG激光形成直径较小的通孔。较小的通孔具有0.2mm的直径，并与CFRP板中形成的较大通孔共轴。然后，与以上讨论的例1相同的方式进行半加成工艺，在每个上和下绝缘层上形成铜布线图形并在聚酰亚胺树脂中形成的每个较小通孔制成通孔。然后，在每个最里边的部线图形上形成另一层叠绝缘层。具体地说，要形成绝缘层，在上和下最里边的部线图形上真空按压(170℃下30分钟)层叠环氧树脂片(商标名：由AjinomotoCo.，Inc制造的SH-9)。每个绝缘层的厚度为0.05mm。然后使用UV-YAG激光在绝缘层中形成预定数量的通孔。然后通过半加成工艺在上和下绝缘层的每一个上形成第二最里边的布线图形。在该阶段，铜材料淀积在每个通路孔的内表面上，由此使通路孔连接到铜布线图形。这里的具体工序与以上针对最里边的布线图形和通路孔介绍的半加成工艺相同。此后，在芯层的每个上和下侧面上进行三次形成层叠绝缘层、布线图形以及通路孔的相同工序。以此方式，在芯层的每一个上和下侧面上形成具有五层布线结构的层叠部分。
最后，进行丝网印刷和光刻，在每一个上和下层叠部分上制备保护层。保护层形成有几个开口，以露出最外布线图形的预定部分作为电极焊盘。
<温度循环试验>
和例1中的情况一样，通过温度循环试验检查多层布线板(以上方式中得到的)和安装在板上的半导体芯片之间的连接可靠性。同样，用于断路检查试验的半导体芯片提供有多个用于外部连接的突点电极。结果为芯片和布线板之间的电阻增加或减小不大于10％。这表明芯片和布线板之间的电连接很稳定。还发现芯片和布线板之间的电连接部分处没有发生破裂或剥离。
此外，对其上没有安装半导体芯片的多层电路板进行相同的温度循环试验以检查电极焊盘的选定对之间的电阻变化。通过该试验，可以直接检查每个通孔的连续性。结果，电极焊盘之间的电阻变化不大于5％。这表明暴露到高和低温度之后，保持了布线板的初始布线结构。此外，温度循环试验之后，检查通路孔是否破裂。结果，在各通路孔没有观察到破裂。
对比样品1
除了用相同尺寸的有机芯板代替CFRP板之外，用与例1相同的方式制备多层布线板。有机芯板由作为基底材料的玻璃织物以及包围玻璃织物的BT树脂组成。和例1中一样，进行温度循环试验以检查样品1的多层布线板和板上安装的半导体芯片之间的电连接的可靠性。结果，在半导体芯片的突点电极和布线板的电极焊盘之间的边界产生一些破裂。
对比样品2
除了不含有无机填料的CFRP板的环氧树脂之外，用与例2相同的方式制备多层布线板。在25～150℃的温度范围中，CFRP板的平均热膨胀系数在表面扩展方向中为2ppm/℃，在厚度方向中为150ppm/℃。对对比样品2的多层布线板进行和例1中相同的温度循环试验。随后对选定的电极的电阻检查表明一些通路孔的连续性破坏。
评估
如上所述，例1和2的多层布线板含有存在碳纤维织物时表面扩展方向中的热膨胀系数相当小的芯层。温度循环试验表明这种多层布线板比常规的具有无机芯层(对比样品1)的多层布线板的有利之处在于，布线板和安装其上的半导体芯片之间的电连接很稳定。优良的连接稳定性来源于由于碳纤维织物含在芯层中布线板的热膨胀减小。
此外，温度循环试验表明例1和2的布线板比对比样品2的多层布线板更有利于可靠地防止了通路孔的破裂。这是由于例1和2的芯层的树脂材料含有无机填料，由此芯板厚度方向中的热膨胀减小，而对比样品2的芯层的树脂材料不含有这种填料。
由此介绍了本发明，显然可以多种方式改变本发明。这些变化不脱离本发明的精神和范围，并且所有这些修改对本领域中的技术人员来说是显而易见的，并包括在随后的权利要求的范围内。

Claims (12)

1.一种布线板，包括：
由碳纤维材料和含无机填料的树脂组合物制成的芯层，芯层包括第一表面和与第一表面相对的第二表面；
第一布线部分，设置有形成在芯层的第一表面上的绝缘层和形成在绝缘层上的布线图形；以及
在芯层的所述表面的法线方向中的芯层中延伸的导体，导体电连接到布线图形；
其中，芯层含有30～80vol％碳纤维材料；
其中，树脂组合物含有5～50wt％的无机填料。
2.根据权利要求1的布线板，其中，导体延伸穿过芯层。
3.根据权利要求1的布线板，还包括第二布线部分，设置有形成在芯层的第二表面上的绝缘层，和形成在该绝缘层上的布线图形，其中，导体电连接到第一布线部分的布线图形和第二布线部分的布线图形。
4.根据权利要求1的布线板，还包括使导体与芯层绝缘的绝缘膜，绝缘膜包围芯层中的导体。
5.根据权利要求1的布线板，其中，第一布线部分包括多个绝缘层以及与多个绝缘层交替叠置的多个布线图形，其中，至少一个绝缘层形成有电连接相邻布线图形的通孔。
6.根据权利要求1的布线板，其中，芯层在所述法线方向中具有在25℃第一热膨胀系数在20～120ppm/℃的范围内的第一热膨胀系数。
7.根据权利要求1的布线板，其中，芯层在所述法线方向垂直的表面扩展方向中具有在25℃第二热膨胀系数在0～17ppm/℃的范围内的第二热膨胀系数。
8.根据权利要求1的布线板，其中，碳纤维材料为网孔、织物或无纺织物形式。
9.根据权利要求1的布线板，其中，无机材料在25℃时具有1～20ppm/℃范围内的热膨胀系数。
10.根据权利要求1的布线板，其中，无机填料由氧化硅、氧化铝、氢氧化镁、氮化铝和氢氧化铝中的一种制成。
11.根据权利要求1的布线板，其中，无机填料包括平均粒径不大于10μm的无机颗粒。
12.根据权利要求1的布线板，其中，树脂组合物含有聚砜、聚醚砜、聚苯砜、聚酞酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚酮、聚醛树脂、聚酰亚胺、聚碳酸酯、变性聚亚苯基醚、聚苯醚、聚亚苯基硫化物、聚醚酮、四氟乙烯、环氧、氰酸酯、以及双马来酰亚胺中的一种。
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