CN1630460A - 多层线路板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在阻塞通孔部的开口部的盖状导体及其周围的导体部分上难以发生皲裂和脱层的，连接可靠性优良的多层线路板。构成本发明的多层线路板(11)的中心基板(12)具有通孔部(15)。通孔部(15)的结构为，在直径200μm以下的贯通孔(16)的内壁面上设有通孔导体(17)。层间绝缘层(31、32)至少配置在中心基板(12)的第1主面(13)侧和第2主面(14)侧上。线路层(23、24)配置在层间绝缘层(31、32)的表面上。填料的硬化体(18)填充在通孔部(15)中。盖状导体(21、22)阻塞住通孔部(15)的开口部。前述填料的硬化体(18)的线性膨胀的值为，在室温至回流焊温度的温度区域中为1.2％以下。

Description

多层线路板
技术领域
本发明涉及一种多层线路板，其具有小直径的通孔部，同时在该通孔部内填充有填料的硬化体、且通孔部的开口部由盖状导体闭塞。
背景技术
近年来，伴随着电子器械的小型化、高性能化，要求电子器件能实现高密度装配化，为了实现这种高密度装配化，线路板的多层化技术是重要的。作为运用多层化技术的具体示例，已知的多层线路板是在设有直径为300μm左右的通孔部的中心基板的一面或两面上，设置由层间绝缘层和线路层交互层压而形成的组合层。
在制造这种多层线路板时，为了确保组合层的平坦性，预先用通孔填充用糊剂等填料填塞通孔部，加热后使其硬化的工序是必须的。由此，到目前为止已经提出了一些关于填塞通孔部的技术(例如可以参照专利文献1、2)。在专利文献1中，公开了一种使用树脂成分和硬化剂的种类分别特定的树脂填料进行通孔的填塞，以防止层间绝缘层皲裂等的技术。在专利文献2中，公开了一种通过使用特征在于硬化体的收缩率的填料进行通孔部的填塞，以防止在层间绝缘层等上产生皲裂的技术。
专利文献1：特开平10-75027号公报
专利文献2：特开平11-199759号公报
发明内容
此外，最近还要求更高密度的装配化，因此需要形成小直径的通孔部的情形也不断增加。然而，若通孔部直径缩小至200μm以下，可能会发生到目前为止没有发现过的故障。
即、如图5中所示意的，覆盖镀层103阻塞住填充了填料的硬化体101的通孔部102的开口部，在覆盖镀层103和位于其上方的通路106之间的界面上容易产生脱层，难以确保高连接可靠性。此外，在覆盖镀层103和通孔镀层部105之间的界面上以及覆盖镀层103本身也会发生皲裂，同样地也难以确保高连接可靠性。
鉴于上述的问题，本发明旨在提供一种在阻塞通孔部的开口部的盖状导体上以及位于其周围的导体部分上难以产生皲裂和脱层的、连接可靠性优良的多层线路板。
因此，为了解决上述问题，本申请的发明者进行了积极的研究，对于在阻塞通孔部的开口部的盖状导体上以及位于其周围的导体部分上产生皲裂和脱层的机理进行了下述的推测。
在通常的多层线路板制造过程中，进行1次或多次的回流焊制作线路板后，对该线路板进行各种评价试验(外观评价试验等)，得到最终产品。其中，填料的硬化体由于回流焊时的加热、冷却而热膨胀。特别是通过填料的硬化体在Z轴方向(即线路板的厚度方向，通孔部的轴线方向)的膨胀，填料的硬化体向上挤压位于通孔部的开口部的盖状导体，对盖状导体及其周围的导体部分加以压缩·拉伸应力。若在内部具有这种压缩·拉伸应力的状态下，进行对线路板施加热冲击的可靠性评价试验，特别是在通孔部为小直径的情况下，在位于其开口部的盖状导体上及其周围的导体部分上容易发生皲裂或脱层。在这种推测下，本申请的发明者着眼于填料的硬化体的物性值、特别是着眼于线性膨张的值，发现如果该值合适的话，可以有效地防止皲裂和脱层的发生。因此，本申请的发明者在这些发现的基础上进一步发展，最终发明了下述的解决问题的手段。
即，作为解决上述问题的手段，本发明的多层线路板的特征在于：该多层线路板包括具有通孔部的中心基板、层间绝缘层、线路层、填料的硬化体和盖状导体，该中心基板具有第1主面和第2主面，在前述第1主面和前述第2主面上开口形成直径200μm以下的贯通孔，在该贯通孔的内壁上设有通孔导体，该层间绝缘层至少配置在前述中心基板的前述第1主面和前述第2主面中的一个面上，该线路层配置在前述层间绝缘层的表面上，该填料的硬化体填充在前述通孔部中，该盖状导体阻塞住前述通孔部的开口部，前述填料的硬化体的线性膨张的值为，在室温至回流焊温度的温度区域中为1.2％以下。
由此，在本发明中，填料的硬化体的线性膨张的值被抑制在室温至回流焊温度的温度区域中为1.2％以下的这种极低的值。因此，当进行回流焊时填料的硬化体的热膨胀量减小，存在于盖状导体及其周围的导体部分内部的压缩·拉伸应力也相应地减小。由此，即使进行伴随热冲击的可靠性评价试验，在盖状导体及其周围的导体部分上也难以发生皲裂和脱层，可以付与基板高连接可靠性。
其中，填料的硬化体的线性膨张的值为，在室温至回流焊温度的温度区域中为1.20％以下(但是0％除外)，优选0.30％以上1.20％以下，特别优选在0.80％以上1.20％以下。若前述线性膨张的值超过1.20％，则不能充分减少填料的硬化体的热膨胀量，不能充分减小皲裂和脱层的发生率。此外，若前述线性膨张的值不足0.30％，则填料的硬化体变硬，存在填料的硬化体本身发生皲裂和在通孔导体上发生皲裂的可能性。
在上述发明中所述的“线性膨胀”是指，将构成多层线路板的填料的硬化体作为样品，用TMA装置(热力学分析装置)在室温(25℃)到回流焊温度之间的区域内进行测定时样品的延伸率(％)。另外，作为可以用作多层线路板的构成要素的焊接材料，当选择锡铅共晶焊料(Sn/37Pb：熔点183℃)时，前述回流焊温度设定为锡铅共晶焊料用的回流温度(例如215℃)。也就是说，对于回流温度，可以是像这样高于焊料熔点大约30℃的温度。此外，使用锡铅共晶焊料以外的Sn/Pb类焊料、例如Sn/36Pb/2Ag这种组成的焊料(融点190℃)等时，可以设定同样程度的回流焊温度。
进一步的，作为可以用作多层线路板的构成要素的焊接材料，除了上述的这些含铅的焊料以外，也可以选择无铅焊料。无铅焊料是指完全不含或者几乎不含铅的焊料，可以列举例如Sn-Ag类焊料、Sn-Ag-Cu类焊料、Sn-Ag-Bi类焊料、Sn-Ag-Bi-Cu类焊料、Sn-Zn类焊料、Sn-Zn-Bi类焊料等。另外，上述各类焊料中还可以含有微量元素(例如Au、Ni、Ge等)。
作为Sn-Ag类焊料的具体示例，例如有Sn/3.5Ag这种组成的焊料(熔点221℃)、Sn/3Ag/6-8In这种组成的焊料等。作为Sn-Ag-Cu类焊料的具体示例，有Sn/3.0Ag/0.5Cu这种组成的焊料(熔点217℃)等。作为Sn-Ag-Bi类焊料的具体示例，有Sn/3.5Ag/0.5Bi/3.0In这种组成的焊料(熔点214℃)、Sn/3.2Ag/2.7Bi/2.7In这种组成的焊料(熔点210℃)等。作为Sn-Ag-Bi-Cu类焊料的具体示例，有Sn/2.5Ag/1.0Bi/0.5Cu这种组成的焊料(熔点214℃)等。作为Sn-Zn类焊料的具体示例，有Sn/9.0Zn这种组成的焊料(熔点199℃)等。作为Sn-Zn-Bi类焊料的具体示例，有Sn/8Zn/3Bi这种组成的焊料(熔点198℃)等。
对于填料的硬化体的线性膨胀的测定，本质上希望是对通孔部处于被实质填充状态的填料的硬化体进行的。但是，通过下述这种简便的方法测定得到的结果也可以用来代替作为线性膨胀的测定结果。
首先，将热固性的填料流入具有10mm×10mm×50mm左右成形用空间的模具中，在和通常采用的工序同样的条件下使该填料热固化。然后，使用车床等加工装置制成φ5mm×20mm的圆柱状试验片，将其当作样品，用TMA法进行测定。这里所述的“TMA”是指热力学分析，例如JIS-K1797(关于塑料的热力学分析中的线性膨胀率试验方法)中规定的。然后，每间隔20mm沿着试验片的长度方向上施加约1g的压缩负载，在该状态下冷却至-55℃，以10℃/分钟的升温速度加热至215℃。这时，测定25℃、215℃的样品的长度，将得到的测定结果带入式1计算出线性膨胀的值(％)。另外，在对中心基板进行线性膨胀的测定时，可以适当地切割形成通孔部前的中心基板，将其制成试验片即可。
εb＝(L215-L25)/L25×100                   …式1
εb：线性膨胀(％)
L215：215℃时样品的长度(mm)
L25：室温(25℃)时样品的长度(mm)
此外，前述填料的硬化体在轴线方向(Z轴方向)上的平均热膨胀系数的值优选在例如5ppm/K以上50ppm/K以下，特别优选在例如20ppm/K以上40ppm/K以下。此外，填料的硬化体在轴线方向上的平均热膨胀系数的值希望能够接近前述中心基板在厚度方向(Z轴方向)上的平均热膨胀系数，具体地说两者的差的绝对值在20ppm/K以下较好。若将两者的差的绝对值设定在20ppm/K以下，则可以减小在可靠性评价试验时施加在通孔导体等上的应力。另外，两者的差的绝对值在10ppm/K以下则更好。
本发明中前述填料的硬化体的平均热膨胀系数可以通过下述的方法进行测定。首先，通过上述的方法由填料制成φ5mm×20mm的圆柱状试验片，将其当作样品，用TMA法进行测定。这里所述的“TMA”是指热力学分析，例如JIS-K7197(关于塑料的热力学分析中的线性膨胀率试验方法)中规定的。然后，每间隔20mm在试验片的长度方向上施加约1g的压缩负载，在该状态下冷却至-55℃，以10℃/分钟的升温速度加热至215℃。这时，测定-55℃、25℃、125℃的样品的长度，将得到的测定结果带入式2计算出平均热膨胀系数的值(ppm/K)。另外，在对中心基板进行平均热膨胀系数的测定时，可以适当地切割形成通孔部前的中心基板，将其制成试验片即可。
α＝{(L125-L-55)/(L25×(125-(-55)))}         …式2
α：平均热膨胀系数(ppm/K)
L125：125℃时样品的长度(mm)
L-55：-55℃时样品的长度(mm)
L25：室温(25℃)时样品的长度(mm)
此外，前述填料的硬化体在Z轴方向上的平均热膨胀系数和前述通孔导体在Z轴方向上的平均热膨胀系数之间的差的绝对值优选在20ppm/K以下，更优选在15ppm/K以下。进一步地，前述中心基板在厚度方向上的平均热膨胀系数和前述通孔导体在Z轴方向上的平均热膨胀系数之间的差的绝对值优选在30ppm/K以下，更优选在25ppm/K以下。在任何一种情况下，通过减小该差的绝对值，可以减小在可靠性评价试验时施加在通孔导体、盖状导体、层间绝缘层等上的应力。
还有，前述层间绝缘层在Z轴方向上的平均热膨胀系数优选在20ppm/K以上60ppm/K以下，更优选在20ppm/K以上55ppm/K以下。若该平均热膨胀系数超过60ppm/K，则可靠性评价实验时的热膨胀量增大，应力施加在线路层和通路的焊接部位上，容易产生皲裂。另一方面，若该平均热膨胀系数低于20ppm/K，则层间绝缘层变硬，难以充分地嵌入到其和线路层之间的间隙中，层间绝缘层自身容易产生皲裂。
作为可用于本发明中的中心基板，可以列举树脂基板、陶瓷基板、金属基板等，特别优选树脂基板。作为适合的树脂基板，可以列举由EP树脂(环氧树脂)、PI树脂(聚酰亚胺树脂)、BT树脂(二马来酰亚胺-三嗪树脂)、PPE树脂(聚苯醚树脂)等形成的基板。除此之外，还可以使用由这些树脂和玻璃纤维(玻璃布或玻璃无纺布)组成的复合材料所形成的基板。作为其具体示例，有玻璃-BT复合基板、高Tg玻璃-环氧复合基板(FR-4、FR-5等)等高耐热性层压板等。此外，也可以使用由这些树脂和聚酰胺纤维等有机纤维组成的复合材料所形成的基板。或者也可以使用将环氧树脂等热固性树脂浸渍在连续多孔质PTEE等三维网眼状氟树脂基材中形成的树脂-树脂复合材料所形成的基板。这时，中心基板希望是线性膨胀和平均热膨胀系数的值较小的材料，从这点出发适合使用高耐热性层压板等。进一步的，也可以是内部具有线路层的中心基板。
当采用树脂基板作为中心基板时，优选使用含有粉末状或纤维状的无机填充物的。作为这种无机填充物，有陶瓷填充物、金属填充物、玻璃填充物等。作为适合的陶瓷填充物，可以列举硅石、氧化铝、碳酸钙、氮化铝、氢氧化铝、二氧化钛、硫酸钡等。若在树脂中含有无机材料，线性膨胀和平均热膨胀系数的值降低，且耐热性提高。
前述中心基板具有下述结构的通孔部：在第1主面和第2主面上开口形成贯通孔，在该贯通孔的内壁面上设有通孔导体。通孔导体是通过将有导电性的金属设在贯通孔的内壁面而形成的。这时，从制造和成本的角度出发，适合的是例如，通过在贯通孔的内壁面上析出化学镀铜层而形成通孔镀层部。此外，前述中心基板在厚度方向上的线性膨胀的值在室温至回流焊温度的温度区域中为0.3％以上1.4％以下较好，更优选在0.8％以上1.3％以下。
通孔导体的表面上凹凸较少为好，具体的说优选是Ra＜1μm的平滑面。例如，当使用在树脂中添加了填充物的填料进行印刷以填充到贯通孔中时，若存在凹凸部则树脂会残留在那里。因此，越是靠近贯通孔的出口侧填充物的含量越是增加，则填料的粘度极端地增大，填充性变差。此外，即使能够向贯通孔内填充填料，在贯通孔出口侧附近和贯通孔入口侧附近，由于填料含量的差异引起热膨胀差。因此，具有在填料的硬化体上容易产生皲裂的可能性。Ra是指根据JIS B0601-1994中规定的算术平均粗糙度。
本发明中前述通孔部和现有的相比直径较小，其具有在直径200μm以下(但是0μm除外)的贯通孔内设有通孔导体的结构。其理由是，对于在阻塞通孔部的开口部的盖状导体上及其周围的导体部分上发生皲裂和脱层的这些问题，当贯通孔的直径在200μm以下时变得明显。也就是说，本申请特有的待解决问题是当贯通孔的直径在200μm以下时才会产生的，其中，当通孔为较小直径时产生本申请特有的待解决问题的详细理由不明，猜测可能是由于和现有尺寸的通孔部相比其施加在盖状导体等上的应力的负荷增大的原因。另外，贯通孔的直径也可以在100μm以下(但是0μm除外)。
本发明中使用的填料优选耐热性较高的，特别优选玻璃化温度较高的。由于一般若超过玻璃化温度则平均热膨胀系数增加，所以玻璃化温度较低的填料的线性膨胀较大。作为玻璃化温度，优选140℃以上，更优选150℃以上。前述填料优选是例如将付与了热固性的树脂材料作为基质而形成的物质，填充到通孔部内后硬化。作为前述填料，适合的是以环氧树脂作为基质而形成的物质。这是由于环氧树脂一般硬化收缩较少，即使是硬化后在端面上也难以产生凹陷。
在前述环氧树脂中，优选使用耐热性、耐湿性、耐化学药品性优良的芳香族环氧树脂，例如双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂等。进一步的，3官能团以上的多官能团环氧树脂(氨基苯酚型等)的使用在实现减小线性膨胀方面是有效的。
前述填料优选是在环氧树脂中添加了用于付与热固性的硬化剂而形成的物质。作为这种硬化剂，从耐热性和耐化学药品性优良的角度出发，适合的是咪唑类硬化剂、双氰胺等胺类硬化剂。硬化剂的形状没有特别的限定，若为粉末状则具有在配制后寿命的管理较容易的优点。
前述填料优选是在向环氧树脂中加入硬化剂后进一步添加最大粒径在5μm以上60μm以下的填充物而形成的填料。作为这种填充物，优选是陶瓷填充物、金属填充物、玻离填充物等无机填充物。这是由于无机填充物的添加与填料的硬化体的线性膨胀和平均热膨胀系数的降低有关。作为合适的陶瓷填充物，可以列举硅石、氧化铝、碳酸钙、氮化铝、氢氧化铝、二氧化钛、硫酸钡等的颗粒。作为合适的金属填充物，可以列举铜、银、锡、铅、钛、铁、镍等颗粒。另外，也可以使用在陶瓷填充物的表面上用金属涂层的颗粒。可以使用陶瓷填充物和金属填充物两者。
前述填充物的最大粒径优选在5μm以上60μm以下。若最大粒径不足5μm，则填料不能以高密度填充，难以将填料的硬化体的线性膨胀和平均热膨胀系数抑制在较低的值。另一方面，若最大粒径超过60μm，则当向直径200μm以下的贯通孔内填充填料时，在内部容易发生堵塞。由此，填充填料的操作可能会变得困难。
当向前述通孔部内填充时，在22±3℃下剪切速度为21s-1时，前述填料的粘度优选在300Pa·s以下，更优选在10Pa·s以上200Pa·s以下。若粘度不足10Pa·s，则填充的填料可能会滴落至通孔部以外。另一方面，当粘度将超过200Pa·s时，填料的流动性过小，向通孔部内填充填料的操作变得困难。另外，作为向通孔部内填充填料的适合的方法为印刷法。这时，除了可以通过掩模印刷填料以外，也可以不通过掩模而直接印刷填料。
在本发明中，在不会产生实质性影响的范围内，在填料中还可以混合上述以外的其它成分。例如在对绝缘性和耐湿性等不产生实质性影响的范围内，可以添加消泡剂、触变剂、着色剂、均染剂、偶联剂等。
前述层间绝缘层配制在中心基板的第1主面侧、第2主面侧、或者在第1主面侧和第2主面侧的两侧。层间绝缘层优选使用以环氧树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰胺-三嗪树脂等作为基质，向其中添加硬化剂后的物质而形成。若如此，则可以容易地将层间绝缘层的线性膨胀和平均热膨胀系数设定在较低的值。层间绝缘层可以由单层构成，也可以由多数层构成。
前述层间绝缘层的表面上配置有线路层。形成线路层的方法和金属材料可以考虑导电性和层间绝缘层之间的密合性等而适宜地进行选择。作为用于形成线路层的金属材料，可以列举铜、铜合金、银、银合金、镍、镍合金、锡、锡合金等。作为形成线路层的方法，可以采用所谓的消去法、半添加法、全添加法等公知的方法。具体地说，可以采用例如，铜箔的蚀刻、化学镀铜或电解镀铜、化学镀镍或电解镀镍等的方法。另外，也可以通过溅射和CVD等方法形成金属层后进行蚀刻而形成线路层，还可以通过导电性糊剂等的印刷而形成线路层。此外，在前述层间绝缘层的最表层上，可以根据需要设置保护线路层的阻焊膜。
在通孔部的开口部上，设置有阻塞通孔部的盖状导体。这种盖状导体使用导电性金属，采用现有公知的方法通过在通孔部的开口部上形成导体层而得到。作为盖状导体的适合的示例，可以列举通过施加镀铜而形成覆盖镀层。这种覆盖镀层的厚度可以设定为例如5μm以上50μm以下，特别优选设定为10μm以上30μm以下。
在前述层间绝缘层上位于前述盖状导体的表面上，可以设置通路，特别优选设置通路凹部由镀层填充的填充通路(filled via)。通路凹部由镀层填充的填充通路和通路凹部没有被镀层填充的通路相比，来自于通孔部的挤压较弱，难以通过自身的塑性变形避开应力。因此，若在该位置上存在填充通路，则容易产生在盖状导体上及其周围的导体部分上发生皲裂和脱层的这些所谓的本发明特有的待解决问题。填充通路可以通过例如在层间绝缘层上开口形成通路凹部后，在该通路凹部的内部施加电解镀铜使其上表面略为平坦而形成。此外填充通路也可以通过在层间绝缘层上开口形成通路凹部后，在该通路凹部的内部施加化学镀铜，进而在通路内凹陷处电解镀铜或填充导电性糊剂等以使其上表面略为平坦而形成。
此外，作为解决上述问题的其它手段，还有可以提供具有下述特征的多层线路板，该多层线路板包括具有通孔的中心基板、层间绝缘层、线路层、填料的硬化体和盖状导体，该中心基板具有第1主面和第2主面，在前述第1主面和前述第2主面上开口形成直径200μm以下的贯通孔，在该贯通孔的内壁上设有通孔导体，该层间绝缘层至少配置在前述中心基板的前述第1主面和前述第2主面中的一个面上，该线路层配置在前述层间绝缘层的表面上，该填料的硬化体填充在前述通孔部中，该盖状导体阻塞住前述通孔部的开口部，在室温至回流焊温度的温度区域中前述填料的硬化体的线性膨张的值和在室温至回流焊温度的温度区域中前述中心基板在厚度方向上的线性膨张的值的差的绝对值在0.1％以下。
由此，通过本发明，将在室温至回流焊温度的温度区域中前述填料的硬化体的线性膨张的值和在该温度范围中前述中心基板在厚度方向上的线性膨张的值的差的绝对值抑制在0.1％以下这样极低的值。从而，当进行回流焊时填料的硬化体的热膨胀量变少，存在于盖状导体及其周围的导体部分内部的压缩·拉伸应力也相应地变小。由此，即使进行伴随热冲击的可靠性评价实验，在盖状导及其周围的导体部分上也难以发生皲裂或脱层，可以付与高连接可靠性。
附图说明
图1是将本发明具体化的一个实施方式的多层线路板的主要部分的放大剖面图。
图2是在实施例的热冲击试验中使用的填料的组成以及物性的表格。
图3是在实施例的热冲击试验中使用的中心基板的物性等的表格。
图4是实施例的热冲击试验的结果等的表格。
图5是用于说明现有技术的问题所在的多层线路板的主要部分的放大剖面图。
具体实施方式
以下基于图1～图4，对将本发明具体化的实施例的多层线路板11进行详细的说明。
如图1所示，该多层线路板11为在两面上都具有组合层的两面结构多层线路板。构成多层线路板11的中心基板12是通过平视略呈矩形形状的板状部件(厚度0.8mm)，具有上表面13(第1主面)和下表面14(第2主面)。在中心基板12上的多处间隔地形成有贯通上表面13和下表面14的通孔部15。这些通孔部15的结构是，其具有开口在上表面13和下表面14上的贯通孔16，在该贯通孔16的内壁面上设有通孔镀层部17。在本实施方式中，通孔镀层部17是通过化学镀铜后的电解镀铜形成的，其析出厚度设定为约20μm。通孔镀层部17的表面为平滑面，几乎没有凹凸，Ra不足1μm。通孔部15内填充有填料的硬化体18。作为此处的填料，使用的是以环氧树脂为基质向其中添加硬化剂和填充物而形成的糊剂。其在后面详述。在通孔部15的上侧的开口部处形成上侧覆盖镀层21(盖状导体)，在通孔部15的下侧的开口部处形成下侧覆盖镀层22(盖状导体)。其结果是，通过这些覆盖镀层21、22，通孔部15被闭塞。在本实施方式中，化学镀层后，通过电解镀铜形成覆盖镀层21、22，同时将其厚度(详细地说是和填料的硬化体18的端面接触的地方的厚度)设定为15μm～25μm左右。和通孔部15的脊背部分接触之处的覆盖镀层21、22的厚度则更厚，为35μm～45μm左右。
在中心基板12的上表面13上形成层间绝缘层31，在中心基板12的下表面14上形成层间绝缘层32。层间绝缘层31、32中的任何一方的厚度均为约30μm，由例如是将环氧树脂浸渍在连续多孔质的PTFE中形成的树脂-树脂复合材料形成。位于上表面13侧的第1层的层间绝缘层31的表面上形成线路层23的图案，位于下表面14侧的第1层的层间绝缘层32的表面上形成线路层24的图案。此外，在第1层的层间绝缘层31上规定的地方，即位于通孔部15的正上方设有直径约70μm的通路凹部41。在第1层的层间绝缘层32上规定的地方，即位于通孔部15的正下方同样地设有直径约70μm的通路凹部44。通路凹部41、44由作为通路导体的电解铜镀层填充，由此形成填充通路43、46。上表面13侧的填充通路43的内侧面和覆盖镀层21对接，另一方面，其外侧和线路层23对接。其结果是，通过填充通路43使得通孔部15和线路层23导通。此外，下表面14侧的填充通路46的内侧面和覆盖镀层22对接，另一方面，其外侧面和线路层24对接。其结果是，通过填充通路46使得通孔部15和线路层24导通。
在第1层的层间绝缘层31的表面上形成第2层的层间绝缘层51，在第1层的层间绝缘层32的表面上形成第2层的层间绝缘层52。层间绝缘层51、52任何一层的厚度均为约30μm，其是由通过将环氧树脂浸渍在连续多孔质的PTFE中形成的树脂-树脂复合材料形成。在第2层的层间绝缘层51、52的表面上，分别设有阻焊膜71、72。在第2层的层间绝缘层51、52上规定的地方分别设有直径约70μm的通孔凹部61、64。在通孔凹部61、64中填充作为通孔导体的电解镀铜层，由此形成填充通路63、66。
上表面13侧的填充通路63的内侧面和线路层23对接，另一方面，其外侧面通过阻焊膜71的开口部81露出。由此，在填充通路63的外侧面上，设有用于和图中没有显示的IC芯片侧的焊接点连接的焊接凸起83。下表面14侧的填充通路66的内侧面和线路层24对接，另一方面，其外侧面通过阻焊膜72的开口部84露出。由此，在填充通路66的外侧面上，设有用于和图中没有显示的母板侧的焊接点连接的焊接凸起86。
实施例
以下，对于比本实施方式更为具体化的实施例进行说明。
(1)用于填充通孔部15的填料的制造
按照表1所示的组成，混合环氧树脂、硬化剂和填充物，使用3辊式混炼机进行混炼，配制作为填料的通孔部填充用糊剂。这里所用的原材料的详细情况如下所示。表1中，使环氧树脂和硬化剂的和为100份，各成分的量以重量份表示。除了下述成分以外，在通孔部填充用糊剂中还添加了少量的催化剂核、增稠剂、消泡剂。
<填料>
·E-828：双酚A型环氧树脂(日本环氧树脂公司制造)
·E-807：双酚F型环氧树脂(日本环氧树脂公司制造)
·E-630：氨基苯酚型环氧树脂(日本环氧树脂公司制造)
<硬化剂>
·2MAZ-PW：咪唑类硬化剂(四国化成工业制造)
·DICY7：双氰胺类硬化剂(日本环氧树脂公司制造)
<填充物>
·f1：分级为平均粒径3μm，最大粒径10μm的粉化Cu粉末
·f2：分级为平均粒径6μm，最大粒径24μm的硅石粉末
·f3：分级为平均粒径2μm，最大粒径不足10μm的碳酸钙粉末的表面处理物
(2)多层线路板11的制造
多层线路板11的制造使用下述的中心基板12。其物性如表2中所示。
<中心基板>
·中心基板A：BT/玻璃布复合基板A
·中心基板B：环氧树脂/玻璃布/填充物复合基板
·中心基板C：BT/玻璃布复合基板C
首先，在上述中心基板12(厚度0.8mm)上，设置直径100μm、200μm、300μm的贯通孔16。然后，通过公知的方法进行化学镀铜、电解镀铜，在前述贯通孔16的内壁面上设置通孔镀层部17，形成通孔部15。然后，通过采用目前公知的印刷方法印刷如表1所示的填料，在通孔部15内填充填料。然后将中心基板12在150℃×5小时的条件下加热硬化，形成填料的硬化体18。如此热固化处理后，通过带式砂磨机的研磨使中心基板12的上表面13以及下表面14平滑化，在此基础上，对包含填料的硬化体18的端面在内的中心基板12进行整体的化学镀层后，进行电解镀铜。然后，在形成的导体层上设置干膜，进行曝光·显影后进行蚀刻，在导体层上形成图案。由此在通孔部15的开口部上形成覆盖镀层21、22。进一步的，通过组合法形成层间绝缘层31、32(味之素制造：ABF-GX，Z轴方向的平均热膨胀系数为55ppm/K)后，在通孔部15的正上方通过二氧化碳气体激光钻孔。由此，在通过该钻孔形成的通路凹部41、44内进行化学镀层后，通过电解镀铜填入形成填充通路43、46，在层间绝缘层31、32的表面上一并形成线路层23、24。进一步的，通过同样的方法，即形成层间绝缘层51、52、激光钻孔、化学镀层、电解镀铜等进行填充通路63、66的形成，然后形成阻焊膜71、72。接着最后，在从阻焊膜71、72上露出的填充通路63、66上印刷焊料，在215℃×10秒的加热条件下进行回流，完成具有焊接凸起83、86的图1的多层线路板11。另外，作为形成焊接凸起83、86的焊接材料，在本实施例中使用锡铅共晶焊料(Sn/37Pb：熔点183℃)。
如表3所示，这里将中心基板A和填料F1的组合记做“样品编号1”，将中心基板A和填料F2的组合记做“样品编号2”，将中心基板A和填料F3的组合记做“样品编号3”，将中心基板A和填料F4的组合记做“样品编号4”，将中心基板B和填料F1的组合记做“样品编号5”，将中心基板C和填料F1的组合记做“样品编号6”，将中心基板C和填料F2的组合记做“样品编号7”。
(3)热冲击试验
为了对上述(2)中制造的多层线路板11的连接可靠性是否良好进行比较，按照下述的要点实施热冲击试验。具体地说，以-55℃×5分钟～125℃×5分钟为1循环，当进行该循环进行到500次时，沿着通孔部15的轴线方向切割中心基板12，通过SEM观察该切割面。然后调查在覆盖镀层21、22上以及与之连接的导体部分(通孔部15的脊背部分，填充通路43、46)上皲裂和脱层的发生状况。其结果如表3所示。另外，对于进行热冲击试验前的多层线路板11，没有发现特别的皲裂和脱层等不良情况。
(4)填料的硬化体18以及中心基板12的线性膨胀、平均热膨胀系数的测定
·填料的硬化体18：首先，使填料流入具有10mm×10mm×50mm左右成形用空间的模具中，在150℃×5小时的条件(和通常采用的工序同样的条件)下使该填料热固化。然后，使用车床制成φ5mm×20mm的圆柱状试验片，将其当作样品，用TMA法进行测定。也就是，每间隔20mm沿着试验片的长度方向上施加约1g的压缩负载，在该状态下冷却至-55℃，以10℃/分钟的升温速度加热至215℃。这时，测定25℃、215℃的样品的长度，将得到的测定结果带入上述式1计算出线性膨胀的值(％)。另外，测定在-55℃、25℃、125℃下的样品的长度，将该结果带入上述式2计算出平均热膨胀系数的值(ppm/K)。其结果如表1、2中所示。
·中心基板12：使用切割装置切割出厚0.8mm×纵横5.0mm的正方形的试验片，将其作为样品，用TMA法进行测定。也就是，沿着试验片的厚度方向上施加约1g的压缩负载，在该状态下冷却至-55℃，以10℃/分钟的升温速度加热至215℃。这时，测定25℃、215℃的样品的厚度，将得到的测定结果带入上述式1计算出线性膨胀的值(％)。然后，测定在-55℃、25℃、125℃下的样品的厚度，将该结果带入上述式2计算出平均热膨胀系数的值(ppm/K)。其结果如表1、2中所示。
(5)结果和考虑
·填料的硬化体18的线性膨胀：如表1所示，对于填料F1、F2的硬化体18，任何一方的线性膨胀的值都在1.20％以下，其值在优选范围以内。与此相对的，对于填料F3、F4的硬化体18，任何一方的线性膨胀的值都超过了1.20％，其值不在优选范围以内。由此可以得到如下的提示，即当选择填料F1、F2时，可以得到较好的结果。
·中心基板12的线性膨胀、平均热膨胀系数：如表2所示，对于中心基板A、B，任何一方的线性膨胀的值都在1.30％以下，其值在优选范围以内。与此相对的，对于中心基板C，其线性膨胀的值超过了1.30％，其值不在优选范围以内。另外，对于平均热膨胀系数也发现具有同样的倾向，中心基板A、B比中心基板C具有更低的值。根据以上的结果可以得到如下的提示，即当选择中心基板A、B时，可以得到较好的结果。
·填料相对于中心基板12的印刷性：对于样品编号1、2、3、5、6，即使对于100μm这种极小直径的通孔部15也显示出良好的印刷性，与此相对的，对于样品编号4、7，可以看到其对于小直径的通孔部1 5的印刷性较差，填充不充分。也就是说，从印刷性的角度出发，使用填料F1、F2、F3时可以得到比使用填料F4时更好的结果。
·热冲击试验的连接可靠性：对于样品编号1、2、5，即使在当通孔部15的直径为100μm时，也可以将皲裂和脱层的发生率抑制在0％。因此，对于样品编号1、2、5的多层线路板11，在覆盖镀层21、22上及其周围的导体部分上可以确保极高的连接可靠性。另一方面，对于其它的样品，当通孔部15在200μm以下时，高频率地发生皲裂和脱层。
(6)结论
因此，通过本实施方式可以得到以下的效果。即填料的硬化体18的线性膨胀的值被抑制为在室温(25℃)至回流焊温度(215℃)的温度区域中在1.2％以下的这种极低的值。此外，在室温(25℃)至回流焊温度(215℃)的温度区域中填料的硬化体18的线性膨胀的值和在该温度区域中在中心基板12的厚度方向上的线性膨胀的值之间的差的绝对值也被抑制在0.1％以下的这种极低的值。由此，当进行回流焊时填料的硬化体18的热膨胀量减小，存在于覆盖镀层21、22及其周围的导体部分内部的压缩·拉伸应力也相应地减小。因此，即使进行上述的这种热冲击试验，在覆盖镀层21、22及其周围的导体部分上也难以发生皲裂和脱层，可以付与多层线路板11高连接信赖性。
接着，将通过前述的实施方式概括的技术思想列举如下。
(1)一种多层线路板，其特征在于：该多层线路板包括具有通孔的中心基板、层间绝缘层、线路层、填料的硬化体和盖状导体，该中心基板具有第1主面和第2主面，在前述第1主面和前述第2主面上开口形成直径200μm以下的贯通孔，在该贯通孔的内壁上设有通孔导体，该层间绝缘层至少配置在前述中心基板的前述第1主面和前述第2主面中的一个面上，该线路层配置在前述层间绝缘层的表面上，该填料的硬化体填充在前述通孔部中，该盖状导体阻塞住前述通孔部的开口部，前述填料的硬化体的线性膨张的值为，在室温至回流焊温度的温度区域中在0.30％以上1.20％以下。
(2)技术思想1记载的多层线路板，其特征在于：前述填料的硬化体的平均热膨胀系数和在前述中心基板的厚度方向上的平均热膨胀系数之间的差的绝对值在20ppm/K以下。
(3)技术思想1或2记载的多层线路板，其特征在于：前述填料的硬化体的平均热膨胀系数和前述通孔导体的平均热膨胀系数之间的差的绝对值在20ppm/K以下。
(4)技术思想1至3中任一项记载的多层线路板，其特征在于：前述中心基板的厚度方向上的平均热膨胀系数和前述通孔导体的平均热膨胀系数之间的差的绝对值在30ppm/K以下。
(5)技术思想1至4中任一项记载的多层线路板，其特征在于：前述层间绝缘层的平均热膨胀系数在20ppm/K以上60ppm/K以下。
(6)一种多层线路板，其特征在于：该多层线路板包括具有通孔的中心基板、层间绝缘层、线路层、填料的硬化体、盖状导体和通路，该中心基板具有第1主面和第2主面，在前述第1主面和前述第2主面上开口形成直径200μm以下的贯通孔，在该贯通孔的内壁上设有通孔导体，该层间绝缘层至少配置在前述中心基板的前述第1主面和前述第2主面中的一个面上，该线路层配置在前述层间绝缘层的表面上，该填料的硬化体填充在前述通孔部中，该盖状导体阻塞住前述通孔部的开口部，该通路设置在前述盖状导体的表面上，前述填料的硬化体的线性膨张的值为，在室温至回流焊温度的温度区域中为1.2％以下。
(7)一种多层线路板用通孔部填料，其是一种糊剂状的填料，其特征在于：填充到具有直径200μm以下的通孔部的多层线路板的前述通孔部中，前述填料的硬化体的线性膨张的值为，在室温至回流焊温度的温度区域中为1.2％以下。
(8)一种线路板制造用中心基板，其是一种线路板制造用的中心基板，其特征在于：其具有第1主面、第2主面、通孔部、填料的硬化体和盖状导体，在前述第1主面和前述第2主面上开口形成直径200μm以下的贯通孔，在该贯通孔的内壁上设有通孔导体，该填料的硬化体填充在前述通孔部中，该盖状导体阻塞住前述通孔部的开口部，前述填料的硬化体的线性膨张的值为，在室温至回流焊温度的温度区域中为1.2％以下。
(9)一种通孔部结构，其特征在于：其结构是在基板上形成的直径200μm以下的贯通孔，在该贯通孔的内壁面上设有通孔导体，其内部由填料的硬化体填充，该填料的硬化体在室温至回流焊温度的温度区域中其线性膨胀的值为1.2％以下，其开口部被盖状导体阻塞。

Claims (20)

1.一种多层线路板，其特征在于：包括：
具有通孔部的中心基板，具有第1主面和第2主面，在所述第1主面和所述第2主面上开口形成直径200μm以下的贯通孔，在所述贯通孔的内壁上设有通孔导体；
层间绝缘层，至少配置在所述中心基板的所述第1主面和所述第2主面中的一个面上；
线路层，配置在所述层间绝缘层的表面上；
填料的硬化体，填充在所述通孔部中；和
盖状导体，阻塞住所述通孔部的开口部，
所述填料的硬化体的线性膨胀的值为，在室温至回流焊温度的温度区域中在1.2％以下。
2.如权利要求1所述的多层线路板，其特征在于：所述通孔导体为通孔镀层部。
3.如权利要求1或2所述的多层线路板，其特征在于：在所述中心基板的厚度方向上的线性膨胀的值为，在室温至回流焊温度的温度区域中在1.3％以下。
4.如权利要求1至3中任一项所述的多层线路板，其特征在于：在所述盖状导体的表面上设有在通路凹部处填充有镀层的填充通路。
5.如权利要求1至4中任一项所述的多层线路板，其特征在于：向所述通孔部内进行填充时，在22±3℃下剪切速度为21s-1时，所述填料的粘度在300Pa·s以下。
6.如权利要求1至5中任一项所述的多层线路板，其特征在于：所述通孔导体的表面为Ra＜1μm的平滑面。
7.如权利要求1至6中任一项所述的多层线路板，其特征在于：所述填料为在环氧树脂中添加了硬化剂和最大粒径在5μm以上60μm以下的填充物的填料。
8.如权利要求1至7中任一项所述的多层线路板，其特征在于：所述填料的硬化体的线性膨胀的值为，在室温至回流焊温度的温度区域中在0.3％以上。
9.如权利要求1至7中任一项所述的多层线路板，其特征在于：所述填料的硬化体的线性膨胀的值为，在室温至回流焊温度的温度区域中在0.8％以上。
10.如权利要求1至9中任一项所述的多层线路板，其特征在于：在所述中心基板的厚度方向上的线性膨胀的值为，在室温至回流焊温度的温度区域中在0.3％以上1.4％以下。
11.一种多层线路板，其特征在于：包括：
具有通孔部的中心基板，具有第1主面和第2主面，在所述第1主面和所述第2主面上开口形成直径200μm以下的贯通孔，在所述贯通孔的内壁上设有通孔导体；
层间绝缘层，至少配置在所述中心基板的所述第1主面和所述第2主面中的一个面上；
线路层，配置在所述层间绝缘层的表面上；
填料的硬化体，填充在所述通孔部中；和
盖状导体，阻塞住所述通孔部的开口部，
在室温至回流焊温度的温度区域中所述填料的硬化体的线性膨张的值和在室温至回流焊温度的温度区域中所述中心基板在厚度方向上的线性膨张的值的差的绝对值在0.1％以下。
12.如权利要求11所述的多层线路板，其特征在于：所述通孔导体为通孔镀层部。
13.如权利要求11或12所述的多层线路板，其特征在于：在所述中心基板的厚度方向上的线性膨胀的值为，在室温至回流焊温度的温度区域中在1.3％以下。
14.如权利要求11至13中任一项所述的多层线路板，其特征在于：在所述盖状导体的表面上设有在通路凹部处填充有镀层的填充通路。
15.如权利要求11至14中任一项所述的多层线路板，其特征在于：向所述通孔部内进行填充时，在22±3℃下剪切速度为21s-1时，所述填料的粘度在300Pa·s以下。
16.如权利要求11至15中任一项所述的多层线路板，其特征在于：所述通孔导体的表面为Ra＜1μm的平滑面。
17.如权利要求11至16中任一项所述的多层线路板，其特征在于：所述填料为在环氧树脂中添加了硬化剂和最大粒径在5μm以上60μm以下的填充物的填料。
18.如权利要求11至17中任一项所述的多层线路板，其特征在于：所述填料的硬化体的线性膨胀的值为，在室温至回流焊温度的温度区域中在0.3％以上1.2％以下。
19.如权利要求11至17中任一项所述的多层线路板，其特征在于：所述填料的硬化体的线性膨胀的值为，在室温至回流焊温度的温度区域中在0.8％以上1.2％以下。
20.如权利要求11至19中任一项所述的多层线路板，其特征在于：在所述中心基板的厚度方向上的线性膨胀的值为，在室温至回流焊温度的温度区域中在0.3％以上1.4％以下。
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