CN204634145U - 多层基板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种抑制加热时应力的产生，防止层间连接导体损伤的多层基板。多层基板(10)在树脂基材(11C)及树脂基材(11D)的界面中的层间连接导体(131A)及层间连接导体(131B)的周围设有空隙(135)。由于多层基板(10)中存在空隙(135)，因此不会较大阻碍层间连接导体(131A)及层间连接导体(131B)的体积变化，抑制了加热时应力的产生。因而，防止层间连接导体(131A)及层间连接导体(131B)中发生破裂。

Description

多层基板

技术领域

本实用新型涉及层叠多层绝缘层而形成的多层基板。

背景技术

以往，已知有重叠多层对导体进行了图案形成的绝缘层而构成的多层基板(例如，参照专利文献1)。

专利文献1的多层基板在陶瓷基板上对导体进行图案形成，并通过层间连接导体进行各层的电气层间连接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平05－335747号公报

实用新型内容

实用新型所要解决的技术问题

层间连接导体使用金属，绝缘层使用陶瓷、树脂等。因而，在进行焊料回流等的加热时，会因层间连接导体和绝缘层之间的热膨胀系数的差而产生应力，从而有时层间连接导体会受到损伤。在该情况下，由于层间连接导体的损伤，会产生连接不良。尤其是在绝缘层的界面中的层间连接导体彼此相接合的部分，层间连接导体间原本存在界面，因此容易产生连接不良。

因此，本实用新型的目的在于，提供一种抑制加热时应力的产生，防止层间连接导体的损伤的多层基板及多层基板的制造方法。

解决技术问题所采用的技术方案

本实用新型的多层基板是层叠多层形成有导体图案的绝缘层而构成的多层基板，其特征在于，包括层间连接导体，该层间连接导体通过在形成于所述绝缘层的过孔中填充导体而构成，利用所述层间连接导体来对该多层基板进行电气层间连接，在所述绝缘层的界面中，在从层叠方向观察时所述层间连接导体重叠的位置附近设有空隙或非接合部。

较多的情况下，过孔导体的热膨胀系数比陶瓷、树脂等绝缘层要高，在进行焊料回流等的加热时，过孔导体的体积变化也比绝缘层大。因此，若牢固地固定过孔导体附近的绝缘层的界面，则会阻碍过孔导体的体积变化，从而导致过孔导体中产生较大的应力。然而，本实用新型的多层基板中，通过在过孔导体重叠的位置附近设置空隙或非接合部，从而抑制了过孔导体的体积变化被阻碍的情况，由此加热时应力的产生也得到抑制。其结果是，能防止层间连接导体的损伤，能抑制产生连接不良。

另外，非接合部是指绝缘层的界面中绝缘层彼此不相接合的部分。非接合部能通过在界面的一部分中夹入其它物质(软化开始温度相对较高的树脂等)来形成、或在利用粘接剂接合绝缘层彼此的情况下通过在一部分中不涂布粘接剂来形成，以使得例如即使在使多层绝缘层一体化后(例如，当绝缘层是热塑性树脂时的加热压接工序后)，相邻的绝缘层的一部分不相互接合。

本实用新型的多层基板在下述情况下尤其有效，即：从层叠方向观察到的层间连接导体的截面积在层叠方向上变化，层间连接导体彼此不经由导体图案而直接接触的部分的截面积变大，且在层间连接导体彼此不经由 所述导体图案而直接接触的部分附近设置有空隙或非接合部的情况。在使层间连接导体彼此相接触的情况下，为了确保接触面积优选使截面积增大，但加热时层间连接导体的体积变化也会相应地增大截面积所增大的量。因此，像本实用新型那样设置空隙或非接合部的效果变好。

空隙或非接合部从层叠方向观察时沿着层间连接导体的外形而形成，从而能进一步抑制应力的产生。通过使层间连接导体的一部分露出到空隙内，能进一步抑制应力的产生。

具有上述空隙的多层基板例如能利用以下的工序来制造。

(1)在绝缘层中形成过孔的工序

(2)将导体填充到所述过孔中，由此来形成层间连接导体的工序

(3)对从层叠方向观察时所述层间连接导体的附近进行切割的工序

(4)以从层叠方向观察时所述层间连接导体重叠的方式层叠所述绝缘层，并进行加热压接的工序

另外，也能通过进行在层间连接导体的附近涂布涂布剂的工序，来形成空隙或非接合部，以取代上述(3)的切割工序。此外，也能在上述(3)的切割工序之后进一步进行涂布涂布剂的工序。涂布剂使用在加热压接时会气化的材料，由此使得涂布有该涂布剂的部位成为空隙或非接合部。即使在加热压接后涂布剂没有气化而残留的情况下，该涂布剂也能起到非接合部的作用，在之后的回流等时的加热时抑制应力的产生。

作为绝缘层，可以准备流动开始温度相对较高的第1绝缘层和流动开始温度相对较低的第2绝缘层，并对第1绝缘层的层间连接导体的附近进行切割。在该情况下，加热压接时，树脂等的绝缘层流入经切割的空隙中的量会减少，易于在加热压接后也保持空隙。

实用新型效果

根据本实用新型，能抑制加热时应力的产生，防止层间连接导体的损 伤。

附图说明

图1是多层基板的立体图。

图2(A)、图2(B)、图2(C)是多层基板的剖视图及分解俯视图。

图3(A)、图3(B)、图3(C)、图3(D)、图3(E)、图3(F)是表示多层基板的制造方法的图。

图4是表示层间连接导体的截面积在层叠方向上变化的情况下的示例的图。

图5(A)、图5(B)是表示空隙的变形例的图。

图6(A)、图6(B)、图6(C)、图6(D)、图6(E)、图6(F)是表示多层基板的其它制造方法的图。

图7(A)、图7(B)、图7(C)、图7(D)、图7(E)、图7(F)、图7(G)是表示多层基板的其它制造方法的图。

图8(A)、图8(B)、图8(C)、图8(D)、图8(E)、图8(F)是表示多层基板的其它制造方法的图。

图9(A)、图9(B)、图9(C)、图9(D)、图9(E)、图9(F)是表示界面中夹有其它物质(软化开始温度相对较高的树脂)的情况下的多层基板的制造方法的图。

图10(A)、图10(B)、图10(C)、图10(D)、图10(E)、图10(F)是表示准备流动开始温度相对较高的第1绝缘层和流动开始温度相对较低的第2绝缘层的情况下的制造方法的图。

图11是表示在层间连接导体和导体图案相接触的部位的附近设有空隙或非接合部的示例的图。

具体实施方式

下面，对本实用新型的实施方式所涉及的多层基板进行说明。图1是多 层基板10的立体图。图2(A)是图1中的A-A所示位置的多层基板10的侧面剖视图。图2(B)是树脂基材11C的仰视图。图2(C)是树脂基材11D的仰视图。

如图1所示，多层基板10为一个方向较长的长方体形状，在下表面具有安装用的端子部12A和端子部12B。

如图2(A)所示，多层基板10通过从上表面侧起依次层叠树脂基材11A、树脂基材11B、树脂基材11C及树脂基材11D而构成。这些树脂基材11A、树脂基材11B、树脂基材11C及树脂基材11D分别是本实用新型的绝缘层的一个示例。

树脂基材11A、树脂基材11B、树脂基材11C及树脂基材11D由同一种热塑性树脂构成。热塑性树脂例如为液晶聚合物树脂。另外，作为液晶聚合物树脂以外的热塑性树脂的种类，例如有PEEK(聚醚醚酮)、PEI(聚醚酰亚胺)、PPS(聚苯硫醚)、PI(聚酰亚胺)等，可以使用它们来代替液晶聚合物树脂。作为本实用新型的绝缘层，并不限于热塑性树脂，例如也能使用陶瓷等。

树脂基材11B的上表面形成有导体图案13A。树脂基材11C的上表面形成有导体图案13B。树脂基材11D的下表面形成有导体图案13C。导体图案13C形成在俯视时相分离的两个位置、是分别用于连接端子部12A及端子部12B的电极。树脂基材11A搭载于树脂基材11B的上表面、用于使多层基板10的上表面呈没有凹凸的平板状、从而易于进行表面安装。

树脂基材11B中，导体图案13A的下表面侧设有层间连接导体130。通过层间连接导体130将导体图案13A和导体图案13B电连接。树脂基材11C中，导体图案13B的下表面侧设有层间连接导体131A。树脂基材11D中，导体图案13C的上表面侧设有层间连接导体131B。俯视时(从层叠方向观察 时)，层间连接导体131A和层间连接导体131B重叠，且两者不经由导体图案而直接接触。通过层间连接导体131A及层间连接导体131B将导体图案13B和导体图案13C电连接。由此，多层基板10通过各层间连接导体进行电气层间连接。

多层基板10中，在树脂基材11C及树脂基材11D的界面中的层间连接导体131A及层间连接导体131B的周围设有空隙135。空隙135用于对焊料回流等的加热时、层间连接导体131A及层间连接导体131B中所产生的应力进行抑制。从层叠方向观察时，空隙135沿着层间连接导体131A及层间连接导体131B的外形而形成，与层间连接导体131A及层间连接导体131B相接。即，层间连接导体131A及层间连接导体131B在空隙135的内部露出。以金属(例如锡或铜)为主要成分的层间连接导体131A及层间连接导体131B的热膨胀系数比树脂基材11C及树脂基材11D要高，在进行焊料回流等的加热时，其体积变化比树脂基材11C及树脂基材11D要大。

此处，若树脂基材11C及树脂基材11D的界面中的层间连接导体131A及层间连接导体131B的附近被牢固固定，则会阻碍层间连接导体131A及层间连接导体131B的体积变化，因此这些层间连接导体131A及层间连接导体131B会产生较大的应力，有时层间连接导体131A或层间连接导体131B会受到损伤。在该情况下，会因层间连接导体131A或层间连接导体131B的损伤而产生连接不良。尤其是在树脂基材的界面中的层间连接导体彼此相接合的部分，由于层间连接导体间原本存在界面，因此容易产生连接不良。然而，在多层基板10中，由于存在空隙135，因此层间连接导体131A及层间连接导体131B的体积变化不会受到较大的阻碍。因而，对于层间连接导体131A及层间连接导体131B，抑制了加热时应力的产生，能防止层间连接导体131A及层间连接导体131B发生破裂。

图3是表示多层基板的制造方法的图。首先，如图3(A)所示，多层基板的制造方法包括准备作为绝缘层的树脂基材，并形成导体图案的工序。 树脂基材通过如下方法来准备：预先在一个主面整个面粘贴金属(例如铜箔)，从该状态的树脂片材中切割出所需的面积。图3(A)中，代表性地示出了准备树脂基材11D的示例，但其它的树脂基材也同样。通过对树脂基材11D的铜箔进行图案形成，来形成导体图案13C。图案形成的方法例如使用光刻、丝网印刷。

接着，如图3(B)所示，通过激光加工等，在从层叠方向观察时与导体图案13C相重叠的位置，以在层叠方向上贯通树脂基材11C的方式形成过孔17(本实用新型的形成过孔的工序的一个示例)。

接着，如图3(C)所示，将用于形成层间连接导体131B的导电糊料填充到过孔17中。导电糊料由以锡或铜为主要成分的导电性材料构成(本实用新型的形成层间连接导体的工序的一个示例)。

然后，如图3(D)所示，利用激光加工等，对层间连接导体131B的周围进行切割，使得层间连接导体131B的侧面(周面)露出，以形成空隙135(本实用新型的切割工序的一个示例)。其中，也可以在填充导电糊料之前先切割过孔17的周围，来形成空隙135。

接着，如图3(E)所示，层叠各绝缘层(树脂基材11A、树脂基材11B、树脂基材11C以及树脂基材11D)。在导体图案形成在树脂基材11B和树脂基材11C的上表面侧、导体图案形成在树脂基材11D的下表面侧的状态下，对它们进行层叠。最后，如图3(F)所示，利用加热冲压机来进行加热和加压(本实用新型的进行加热压接的工序的一个示例)。由此，热塑性树脂发生软化，各绝缘层(树脂基材11A、树脂基材11B、树脂基材11C以及树脂基材11D)相接合，从而形成为一体。此外，填充到过孔中的导电糊料发生固化，形成层间连接导体130。

树脂基材11D的下表面侧形成有导体图案13C，与此相对，树脂基材11C 的上表面侧形成有导体图案13B。因而，层间连接导体131A及层间连接导体131B不经由导体图案而直接接触。上述层间连接导体彼此直接接触的部位和与导体图案相接触的部位相比，其接合强度相对较弱，因此是容易因发生破裂而产生接触不良的部位。然而，多层基板10中，通过在层间连接导体131A及层间连接导体131B的周围设置空隙135，来抑制回流时应力的产生，因此不会发生破裂，也不易产生接触不良。

如图4所示，空隙135在层间连接导体的截面积在层叠方向上变化的情况下特别有效。图4所示的层间连接导体130、层间连接导体131A及层间连接导体131B俯视时(从层叠方向观察时)的截面积在层叠方向上变化。尤其对于层间连接导体131A及层间连接导体131B，在这些层间连接导体彼此直接接触的部分的截面积变得最大。由此，由于层间连接导体彼此的接触面积变大，因此防止了接触不良。但若如上所述层间连接导体的截面积变大，则回流时的体积变化也会相应地增大截面积所增大的量。因此，像多层基板10那样设置空隙135的效果变好。

接着，图5是表示空隙135的变形例的图。空隙135无需和层间连接导体相接(层间连接导体在内部露出)，也可以例如如图5(A)所示那样形成为在与层间连接导体分离的位置包围层间连接导体。此外，空隙135也无需包围层间连接导体的整个周围，也可以如图5(B)所示那样存在一部分未形成空隙135的部位。无论哪一种，只要在层间连接导体的附近设有空隙，则属于本实用新型的技术范围。

接着，图6是表示多层基板10的其它制造方法的图。对于与图3共同的结构标注相同的标号，并省略说明。本例中，如图6(D)所示，不对层间连接导体131B的周围进行切割，而在层间连接导体131B的周围涂布涂布剂151A(本实用新型的涂布涂布剂的工序的一个示例)。其中，可以在填充层间连接导体131B的导电糊料之前，先在过孔17的周围涂布涂布剂151A。

涂布剂151A例如由水、乙醇等构成。在图6(F)的加热压接时，由水、乙醇等构成的涂布剂151A因热量而发生膨胀，阻碍树脂基材11C和树脂基材11D紧密接合。最终，涂布剂151A气化，从而形成空隙135。

图7是表示多层基板10的另一其它制造方法的图。对于与图3共同的结构标注相同的标号，并省略说明。本例中，如图7(D)所示，在对层间连接导体131B的周围进行切割从而设置了空隙135之后，如图7(E)所示那样在空隙135中填充涂布剂151A。

接着，如图7(F)所示那样层叠各绝缘层(树脂基材11A、树脂基材11B、树脂基材11C以及树脂基材11D)，最后，如图7(G)所示，进行加热压接。由此，通过对经切割的部位填充涂布剂，抑制了在加热压接时树脂流入经切割的部位，从而易于保持空隙。

图8是表示多层基板10的又一其它制造方法的图。对于与图3共同的结构标注相同的标号，并省略说明。本例中，利用粘接剂对各绝缘层进行粘接来使各绝缘层相接合。特别是如图8(D)所示，树脂基材11D中，粘接剂152A设置于层间连接导体131B的周围以外的部分。由此，如图8(F)所示，层间连接导体131A及层间连接导体131B的周围成为树脂基材11C及树脂基材11D不进行接合的非接合部155。非接合部155是树脂基材的界面不进行接合的部分，与空隙同样不会较大地阻碍层间连接导体131A及层间连接导体131B的体积变化，抑制了回流时应力的产生。

非接合部也能通过在界面中夹有其它物质(相对于树脂基材11A～11D软化开始温度较高的树脂等)来形成。图9是表示界面中夹有其它物质(相对于树脂基材11A～11D软化开始温度较高的树脂)的情况下的多层基板10的制造方法的图。对于与图3共同的结构标注相同的标号，并省略说明。

本例中，如图9(D)所示，在层间连接导体131B的周围涂布树脂糊料 153A。树脂糊料153A的软化开始温度比各树脂基材要高，如图9(F)所示，在加热压接时不会与树脂基材形成为一体，且不会气化，在加热压接后，处于残留在层间连接导体131A及层间连接导体131B的周围的状态。因此，利用树脂糊料153A可得到在层间连接导体131A及层间连接导体131B的周围设有非接合部的状态，抑制了回流时应力的产生。

接着，图10是表示准备流动开始温度相对较高的第1绝缘层和流动开始温度低于第1绝缘层的第2绝缘层的情况下的制造方法的图。对于与图3共同的结构标注相同的标号，并省略说明。

图10所示的制造方法中，树脂基材11C和树脂基材11D是流动开始温度相对较高的第1绝缘层，树脂基材11A和树脂基材11B是流动开始温度较低的第2绝缘层。其它的工序与图3相同，以俯视时层间连接导体131A和层间连接导体131B重叠的方式层叠树脂基材11C和树脂基材11D，且在树脂基材11C中的与树脂基材11D相接的主面相反一侧的主面上层叠树脂基材11B，并进行加热压接。在该情况下，树脂基材11C及树脂基材11D的软化开始温度相对较高，因此流动开始变晚，加热压接时树脂流入图10(D)中经切割的空隙135中的量变少，易于在加热压接后也保持空隙135。在空隙135以外的部分，树脂基材11C和树脂基材11D通过加热压接工序相接合。

本实施方式中，示出了在层间连接导体彼此直接接触的部位附近设置空隙或非接合部的示例，但也可以例如如图11所示那样，在层间连接导体与导体图案相接触的部位附近设置空隙或非接合部。

图11的多层基板110具有在树脂基材11D的下表面进一步层叠树脂基材11E的结构。树脂基材11E中，导体图案13C的下表面侧设有层间连接导体131C。从层叠方向观察时，层间连接导体131A、层间连接导体131B以及层间连接导体131C重叠。层间连接导体131与设置在树脂基材11E的下表面的导体图案13D电连接。导体图案13D形成在相分离位置的两个部位、是分别 用于连接端子部12A及端子部12B的电极。

多层基板110中，在树脂基材11D及树脂基材11E的界面中的层间连接导体131C的附近设有空隙135。层间连接导体131C及导体图案13C与层间连接导体131A及层间连接导体131相比，相对牢固地相接合。但若树脂基材11D和树脂基材11E牢固地相接合，则回流时会因层间连接导体131和树脂基材11E的热膨胀系数之差而产生应力。因此，在层间连接导体和导体图案相接触的部位附近设置空隙的情况下，也能缓和应力的产生。

标号说明

10、110 多层基板

11A、11B、11C、11D、11E 树脂基材

12A、12B 端子部

13A、13B、13C、13D 导体图案

17 过孔

130、131A、131B、131C 层间连接导体

135 空隙

151A 涂布剂

152A 粘接剂

153A 树脂糊料

155 非接合部

Claims (4)

1.一种多层基板，该多层基板通过层叠多层形成有导体图案的绝缘层而构成，其特征在于，

包括层间连接导体，该层间连接导体通过在所述绝缘层所形成的过孔中填充导体而构成，

利用所述层间连接导体来对该多层基板进行电气层间连接，

在所述绝缘层的界面中，在从层叠方向观察时所述层间连接导体相重叠的位置附近设有空隙或非接合部。

2.如权利要求1所述的多层基板，其特征在于，

所述层间连接导体的从层叠方向观察到的截面积在层叠方向上变化，

在所述层间连接导体彼此不经由所述导体图案而直接接触的部分所述截面积变大，

所述空隙或所述非接合部设置在所述层间连接导体彼此不经由所述导体图案而直接接触的部分附近。

3.如权利要求1或2所述的多层基板，其特征在于，

所述空隙或所述非接合部沿着从层叠方向观察时所述层间连接导体的外形而形成。

4.如权利要求3所述的多层基板，其特征在于，

所述层间连接导体的一部分露出到所述空隙内。