JP2012028680A - 配線基板及びその実装構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、電気的信頼性に優れた配線基板及びその実装構造体を提供するものである。
【解決手段】
本発明の一形態にかかる配線基板３は、樹脂１２と該樹脂１２に被覆された繊維１１とを含み、互いに間隔を空けて配列された複数のスルーホールＴが形成された基体７と、各スルーホールＴ内に配されたスルーホール導体８と、基体７とスルーホール導体８との間に介在してスルーホールＴの内壁を被覆している絶縁部材９とを備え、スルーホールＴは、第１スルーホールＴ１と該第１スルーホールＴ１に隣接した第２スルーホールＴ２とを有し、繊維１１は、一端部１１ａ１が第１スルーホールＴ１の内壁に配され、他端部１１ａ２が第２スルーホールＴ２の内壁に配された第１繊維１１ａを有し、該第１繊維１１ａは、一端部１１ａ１および他端部１１ａ２の内、他端部１１ａ２のみが第２スルーホールＴ２の内壁から突出して絶縁部材９に被覆されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器（たとえば各種オーディオビジュアル機器、家電機器、通信機器、コンピュータ機器及びその周辺機器）等に使用される配線基板及びその実装構造体に関するものである。

従来、電子機器における実装構造体としては、配線基板に電子部品を実装したものが使用されている。

特許文献１には、一方に導体回路層が形成された樹脂絶縁基材と、該樹脂絶縁基材を貫通するスルーホールと、該スルーホールの導体金属と前記樹脂絶縁基材との間に配された絶縁樹脂層と、を備えたプリント配線板が記載されている。

ところで、絶縁樹脂層は、大気中に含まれる水分によって劣化することがある。この場合、樹脂絶縁基材と絶縁樹脂層との接着強度が低下して、樹脂絶縁基材と絶縁樹脂層との間に剥離が生じやすくなり、該剥離に起因したクラックがスルーホールの貫通方向に沿って伸長しやすい。そして、該クラックが樹脂絶縁基材の上方または下方に位置する導体回路層に達すると、該導体回路層に断線が生じ、ひいては配線基板の電気的信頼性が低下しやすい。

特開平１１−８７８６９号公報

本発明は、電気的信頼性に優れた配線基板及びその実装構造体を提供するものである。

本発明の一形態にかかる配線基板は、樹脂と該樹脂に被覆された繊維とを含み、互いに間隔を空けて配列された複数のスルーホールを有する基体と、前記各スルーホール内に配されたスルーホール導体と、前記基体と前記スルーホール導体との間に介在して前記スルーホールの内壁を被覆している絶縁部材とを備え、前記スルーホールは、第１スルーホールと、該第１スルーホールに隣接した第２スルーホールとを有し、前記繊維は、一端部が前記第１スルーホールの内壁に配され、他端部が前記第２スルーホールの内壁に配された第１繊維を有し、該第１繊維は、前記一端部および前記他端部の内、前記他端部のみが前記第２スルーホールの内壁から突出して前記絶縁部材に被覆されている。

本発明の一形態にかかる実装構造体は、上記配線基板と該配線基板に実装され、前記スルーホール導体に電気的に接続された電子部品とを備えている。

本発明の一形態にかかる配線基板によれば、第１繊維の他端部のみが第２スルーホールの内壁から突出して絶縁部材に被覆されているため、該突出によって基体と絶縁部材との接着強度を高めつつ、該突出に起因した第１繊維と樹脂との剥離を低減することができる。その結果、基体の上方または下方に位置する導電層の断線を低減しつつ、隣接したスルーホール導体同士の短絡を低減することができ、ひいては電気的信頼性に優れた配線基板を得ることができる。

また、本発明の一形態にかかる実装構造体によれば、上記配線基板を備えているため、電気的信頼性に優れた実装構造体を得ることができる。

図１は、本発明の一実施形態にかかる実装構造体の厚み方向に沿った断面図である。 図２は、図１のI−I線にて平面方向に沿った断面図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する、厚み方向に沿った断面図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。 図５は、図３（ａ）のII−II線における平面方向に沿った断面に対応する、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。 図６は、図３（ａ）のII−II線における平面方向に沿った断面に対応する、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。 図７は、図３（ａ）のII−II線における平面方向に沿った断面に対応する、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。 図８は、図３（ａ）のII−II線における平面方向に沿った断面に対応する、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。 図９は、図３（ａ）のII−II線における平面方向に沿った断面に対応する、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。 図１０は、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する、厚み方向に沿った断面図である。 図１１は、図１０のIII−III線にて平面方向に沿った断面図である。 図１２は、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する、厚み方向に沿った断面図である。 図１３は、図１２のIV−IV線にて平面方向に沿った断面図である。 図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する、厚み方向に沿った断面図である。 図１５は、本発明の他の実施形態にかかる実装構造体の厚み方向に沿った断面図である。

以下に、本発明の一実施形態に係る配線基板を含む実装構造体を、図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示す実装構造体１は、例えば各種オーディオビジュアル機器、家電機器、通信機器、コンピュータ装置又はその周辺機器などの電子機器に使用されるものである。この実装構造体１は、電子部品２及び該電子部品２が実装された配線基板３を含んでいる。

電子部品２は、例えばＩＣ又はＬＳＩ等の半導体素子であり、配線基板３に半田等からなるバンプ４を介してフリップチップ実装されている。この電子部品２は、母材が、例えばシリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム砒素リン、窒化ガリウム又は炭化珪素等の半導体材料により形成されている。また、電子部品２は、厚みが例えば０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下に設定されている。

配線基板３は、コア基板５及び該コア基板５の上下に形成された一対の配線層６を含んでおり、厚みが例えば０．２ｍｍ以上１．２ｍｍに設定されている。

コア基板５は、配線基板３の剛性を高めつつ一対の配線層６間の導通を図るものであり、互いに間隔を空けて配列された複数のスルーホールＴが形成された基体７と、該スルーホールＴ内に配された筒状のスルーホール導体８と、基体７とスルーホール導体８との間に介在して前記スルーホールの内壁を被覆している絶縁部材９と、スルーホール導体８によって取り囲まれた領域に充填された絶縁体１０と、を含んでいる。

基体７は、コア基板５の主要部をなすものであり、複数の樹脂層７ａが積層されてなり、厚みが例えば０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下に設定されており、厚み方向の熱膨張率が例えば１０ｐｐｍ／℃以上６０ｐｐｍ／℃以下に設定され、平面方向の熱膨張率が例えば３ｐｐｍ／℃以上３０ｐｐｍ／℃以下に設定されている。なお、基体７の熱膨張率は、市販のＴＭＡ装置を用いてＪＩＳＫ７１９７‐１９９１に準じた測定方法により測定される。

樹脂層７ａは、繊維１１と、該繊維１１を被覆する樹脂１２と、を含んでいる。

繊維１１は、樹脂層７ａの剛性を高めつつ熱膨張率を低減するものであり、長手方向が互いに平行な複数の繊維１１からなる繊維束１３が、縦横に織り込まれることによって織布を構成している。この繊維１１は、例えばＥガラス又はＴガラス等のガラス繊維からなり、長手方向に直交する断面の最大径が例えば４μｍ以上９μｍ以下に設定され、ヤング率が例えば６５ＧＰａ以上８５ＧＰａ以下に設定され、熱膨張率が例えば２．５ｐｐｍ／℃以上６ｐｐｍ／℃以下に設定されている。また、繊維束１３は、繊維１１を例えば１００本以上３００本以下含んでいる。なお、繊維１１のヤング率は、ＭＴＳシステムズ社製Ｎａｎｏ Ｉｎｄｅｎｔｏｒ ＸＰ／ＤＣＭを用いて測定される。また、繊維１１の熱膨張率は、基体７の熱膨張率と同様に測定される。

樹脂１２は、樹脂層７ａの主要部をなすものであり、繊維１１を被覆している。この樹脂１２は、例えばエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、シアネート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂、全芳香族ポリアミド樹脂、芳香族液晶ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂又はポリエーテルケトン樹脂等の樹脂材料からなり、ヤング率が例えば０．１ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下に設定され、各方向への熱膨張率が例えば１５ｐｐｍ／℃以上４０ｐｐｍ／℃以下に設定されている。なお、樹脂１２のヤング率及び熱膨張率は、繊維１１と同様の測定方法によって測定される。

また、樹脂１２は、高剛性化及び低熱膨張化の観点から、酸化ケイ素からなる多数の無機絶縁粒子によって構成されたフィラーを含んでも構わない。樹脂１２がフィラーを含む場合、樹脂１２におけるフィラーの含有量は、例えば１０体積％以上７０体積％以下に設定されている。

スルーホールＴは、基体７を厚み方向（Ｚ方向）に沿って貫通し、底面方向（ＸＹ平面方向）に沿った径（直径）が貫通方向（Ｚ方向）に沿って同一である円柱状に形成されており、かかる径が例えば３０μｍ以上１１０μｍ以下に設定されている。

スルーホール導体８は、コア基板５の上下の配線層６を電気的に接続するものであり、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル又はクロム等の導電材料からなり、絶縁部材９から絶縁体１０までの厚みが５μｍ以上２０μｍ以下に設定されており、ヤング率が例えば６０ＧＰａ以上１５０ＧＰａ以下に設定され、各方向への熱膨張率が例えば５ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下に設定されている。なお、スルーホール導体８のヤング率及び熱膨張率は、繊維１１と同様の測定方法によって測定される。

絶縁部材９は、基体７とスルーホール導体８との間に介在することによって、基体７とスルーホール導体８との間の絶縁性を高めるものである。すなわち、絶縁部材９によって、隣接するスルーホール導体８同士の間に電界が印加された場合に、スルーホール導体８を構成する導電材料が、隣接するスルーホール導体８に向って、繊維１１と樹脂１２との剥離によって生じた隙間に侵入すること（イオンマイグレーション）を低減することができる。その結果、隣接するスルーホール導体８同士が基体７を介して短絡することを低減し、ひいては配線基板３の電気的信頼性を高めることができる。

この絶縁部材９は、例えばエポキシ樹脂等の樹脂材料からなり、ヤング率が例えば０．１ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下に設定され、熱膨張率が例えば１７ｐｐｍ／℃以上１００ｐｐｍ／℃以下に設定されている。なお、絶縁部材９のヤング率及び熱膨張率は、繊維１１と同様の測定方法によって測定される。

また、絶縁部材９は、高剛性化及び低熱膨張化の観点から、酸化ケイ素からなる多数の無機絶縁粒子によって構成されたフィラーを含んでも構わない。絶縁部材９がフィラーを含む場合、絶縁部材９におけるフィラーの含有量は、例えば１０体積％以上４０体積％以下に設定されている。また、絶縁部材９におけるフィラーの含有量は、樹脂１２におけるフィラーの含有量に対する割合が２０％以上７０％以下に設定されていることが望ましい。その結果、該割合が２０％以上であることによって、絶縁部材９の熱膨張率を基体７の熱膨張率に近づけることができる。また、該割合が７０％以下であることによって、絶縁部材９によってスルーホールＴの内壁を被覆する際に絶縁部材前駆体の流動性を高め、絶縁部材９と基体７との間に隙間が形成されることを抑制できる。

絶縁部材９には厚み方向に沿った貫通孔Ｐが形成されており、該貫通孔Ｐには、スルーホール導体８が配されている。本実施形態において、貫通孔Ｐは、底面方向に沿った径が基体７の上面から下面に向って小さいテーパー状に形成されており、最大径が例えば３０μｍ以上５０μｍ以下に設定されており、最小径が例えば１５μｍ以上３０μｍ以下に設定され、最大径に対する最少径の割合が例えば６０％以上９０％以下に設定されている。また、貫通孔Ｐの径は、スルーホールＴの径に対する割合が１０％以上８０％以下に設定されている。

絶縁体１０は、後述するビア導体１６の支持するものであり、例えばポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂又はビスマレイミドトリアジン樹脂等の樹脂材料からなる。

一方、コア基板５の上下に設けられる配線層６は、厚み方向に貫通するビア孔Ｖが形成された絶縁層１４と、基体７上又は絶縁層１４上に配された導電層１５と、ビア孔Ｖ内に充填されたビア導体１６と、を含んでいる。

絶縁層１４は、導電層１５を支持するとともに導電層１５同士の短絡を抑制するものであり、例えばエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、シアネート樹脂、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂、全芳香族ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、芳香族液晶ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂又はポリエーテルケトン樹脂等の樹脂材料からなり、厚みが例えば５μｍ以上４０μｍ以下に設定されている。なお、絶縁層１４は、樹脂層７ａと同様に、酸化ケイ素からなる多数の無機絶縁粒子によって構成されたフィラーを含んでも構わない。

導電層１５は、接地用配線、電力供給用配線又は信号用配線として機能するものであり、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル又はクロム等の導電材料からなる。

ビア導体１６は、厚み方向に離間した導電層１５同士を電気的に接続するものであり、底面方向に沿った径がコア基板５に向って小さいテーパー状に形成されており、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル又はクロム等の導電材料からなる。

ここで、本実施形態の配線基板３において、スルーホールＴは、一方向に沿って配列した、第１スルーホールＴ１、第２スルーホールＴ２、第３スルーホールＴ３、第４スルーホールＴ４及び第５スルーホールＴ５を有している。第１スルーホールＴ１と第２スルーホールＴ２とは隣接しており、第２スルーホールＴ２と第３スルーホールＴ３とは隣接しており、第４スルーホールＴ４と第５スルーホールＴ５とは隣接している。

また、本実施形態の配線基板３において、繊維１１は、第１繊維１１ａ、第２繊維１１ｂ、第３繊維１１ｃ及び第４繊維１１ｄを有している。第１繊維１１ａは、第１スルーホールＴ１から第２スルーホールＴ２に向って伸長し、一端部１１ａ１が第１スルーホールＴ１の内壁に配され、他端部１１ａ２が第２スルーホールＴ２の内壁に配されている。また、第２繊維１１ｂは、第２スルーホールＴ２から第３スルーホールＴ３に向って伸長し、一端部１１ｂ１が第２スルーホールＴ２の内壁に配され、他端部１１ｂ２が第３スルーホールＴ３の内壁に配されている。また、第３繊維１１ｃは、第４スルーホールＴ４から第５スルーホールＴ５に向って伸長し、一端部１１ｃ１が第４スルーホールＴ４の内壁に配され、他端部１１ｃ２が第５スルーホールＴ５の内壁に配されている。また、第４繊維１１ｄは、一端部１１ｄ１が第５スルーホールＴ５の内壁に配されている。

また、第１繊維１１ａの他端部１１ａ２と第２繊維１１ｂの一端部１１ｂ１とは、第２スルーホールＴ２において対向しており、第３繊維１１ｃの他端部１１ｃ２と第４繊維１１ｄの一端部１１ｄ１とは、第５スルーホールＴ５において対向している。この繊維１１の端部同士の対向は、基体７の厚み方向に沿った断面又は平面方向に沿った断面にて確認される。

ところで、基体７と絶縁部材９との間の接着強度が低下すると、基体７と絶縁部材９との間に剥離が生じやすい。

一方、本実施形態の配線基板３においては、図１及び図２に示すように、第１繊維１１ａは、一端部１１ａ１及び他端部１１ａ２の内、他端部１１ａ２のみが第２スルーホールＴ２の内壁から突出して絶縁部材９に被覆されている。

したがって、第１繊維１１ａの他端部１１ａ２が第２スルーホールＴ２の内壁から突出して絶縁部材９に被覆されているため、第２スルーホールＴ２において、アンカー効果によって基体７と絶縁部材９との接着強度を高めることができ、基体７と絶縁部材９との間の剥離を低減することができる。それ故、該剥離に起因したクラックが第２スルーホールＴ２の貫通方向に沿って伸長して基体７上又は絶縁層１０上の導電層１５に達することを低減することができるため、該導電層１５における断線を低減することができる。

ここで、第１繊維１１ａの他端部１１ａ２が第２スルーホールＴ２の内壁から突出していると、基体７と絶縁部材９との間に印加される応力が第１繊維１１ａの他端部１１ａ２に集中しやすくなり、第１繊維１１ａの他端部１１ａ２側において第１繊維１１ａと樹脂１２とが剥離しやすくなる。

一方、本実施形態の配線基板３においては、第１繊維１１ａの一端部１１ａ１が第１スルーホールＴ１の内壁から突出してないため、第１繊維１１ａの一端部１１ａ１側において第１繊維１１ａと樹脂１２との剥離を低減することによって、第１スルーホールＴ１から第２スルーホールＴ２に渡って第１繊維１１ａと樹脂１２とが剥離することを低減することができる。それ故、該剥離によって生じる隙間を介して、第１スルーホールＴ１及び第２スルーホールＴ２にてスルーホール導体８同士が短絡することを低減することができる。

すなわち、本実施形態の配線基板３においては、基体７上及び絶縁層１０上の導電層１５における断線を低減しつつ、第１スルーホールＴ１及び第２スルーホールＴ２におけるスルーホール導体８同士の短絡を低減することができるため、電気的信頼性に優れた配線基板３を得ることができる。

この第１繊維１１ａの他端部１１ａ２における、第２スルーホールＴ２の内壁からスルーホール導体８に向って突出した長さは、例えば５μｍ以上１５μｍ以下に設定され、該突出した長さの第２スルーホールＴの径に対する割合は、例えば５％以上４０％以下に設定されている。また、厚み方向（Ｚ方向）に沿った断面にて、１つのスルーホールＴにおいて他端部が突出した繊維１１は、例えば１本以上２０本以下に設定されている。また、平面方向（ＸＹ平面方向）に沿った断面にて、１つのスルーホールＴにおいて他端部が突出した繊維１１は、例えば１本以上１０本以下に設定されている。

また、繊維束１３においては、一部の繊維１１のみの他端部がスルーホールＴに突出しており、全ての繊維１１の他端部がスルーホールＴに突出していない。この一部の繊維１１は、１本の繊維１１又は互いに隣接した複数本の繊維１１からなる。その結果、繊維束１３において他端部がスルーホールＴに突出した繊維１１の本数が少ないため、絶縁部材９によって該他端部を被覆しやすくなり、絶縁部材９と該他端部との剥離を低減できる。

この繊維束１３は、他端部が１つのスルーホールＴに突出した繊維１１を、厚み方向（Ｚ方向）に沿った断面にて１本以上２０本以下本以下含み、平面方向（ＸＹ平面方向）に沿った断面にて１本以上１０本以下含む。また、１つの繊維束１３において、全ての繊維１１の本数に対する、１つのスルーホールＴに突出した繊維１１の本数の割合は、厚み方向（Ｚ方向）に沿った断面にて１％以上１０％以下に設定され、平面方向（ＸＹ平面方向）に沿った断面にて１０％以上６０％以下に設定されている。

また、他端部１１ａ１が第２スルーホールＴ２の内壁から突出した第１繊維１１ａは、基体７の下面側に配されており、貫通孔Ｐは、第２スルーホールＴ２にて、基体７の上面側から下面側に向って径が小さくなるように形成されている。その結果、基体７の下面側にて、絶縁部材９の厚みを大きくすることができるため、突出した第１繊維１１ａの他端部１１ａ２とスルーホール導体８との間に介在した絶縁部材９の厚みを大きくして、該他端部１１ａ２とスルーホール導体８との間における絶縁部材９のクラックを低減することができる。

一方、第２繊維１１ｂは、一端部１１ｂ１及び他端部１１ｂ２の内、他端部１１ｂ２のみが第３スルーホールＴ３の内壁から突出している。その結果、第１繊維１１ａと同様に、第３スルーホールＴ３において、アンカー効果によって基体７と絶縁部材９との接着強度を高めつつ、第２スルーホールＴ２から第３スルーホールＴ３に渡って第２繊維１１ｂと樹脂１２とが剥離することを低減することができる。また、第１繊維１１ａ及び第２繊維１１ｂの内、第１繊維１１ａのみが第２スルーホールＴ２の内壁から突出することとなるため、第２スルーホールＴ２において、第１繊維１１ａが突出することによって、基体７と絶縁部材９との接着強度を高めつつ、第２繊維１１ｂが突出していないことによって、スルーホールＴに対して貫通孔Ｐの底面方向に沿った径を大きくすることができ、貫通孔Ｐ内にスルーホール導体８を歩留り良く形成することができる。

また、絶縁部材９は、第２スルーホールＴ２内にて、第１繊維１１ａ側における基体７からスルーホール導体８までの最大厚みが、第２繊維１１ｂ側における基体７からスルーホール導体８までの最大厚みよりも大きい。また、平面視における貫通孔Ｐの図心が、スルーホールＴの図心よりも、第２繊維１１ｂに近接している。その結果、第２スルーホールＴ２内にて、突出した第１繊維１１ａの他端部１１ａ２とスルーホール導体８との間に介在した絶縁部材９の厚みを大きくして、該他端部１１ａ２とスルーホール導体８との間における絶縁部材９のクラックを低減しつつ、突出していない第２繊維１１ｂの一端部１１ｂ１とスルーホール導体８との間に介在した絶縁部材９の厚みを小さくして、スルーホールＴに対して貫通孔Ｐの底面方向に沿った径を大きくすることができる。

この絶縁部材９の第１繊維１１ａ側における最大厚みは、例えば６μｍ以上２０μｍ以下に設定され、絶縁部材９の第２繊維１１ｂ側における最大厚みは、例えば１μｍ以上１５μｍに設定されている。また、絶縁部材９において、第１繊維１１ａ側における最大厚みに対する、第２繊維１１ｂ側における最大厚みの割合は、５０％以上９０％以下に設定されている。なお、絶縁部材９の最大厚みは、基体７からスルーホール導体８に向かった方向（Ｘ方向又はＹ方向）に沿った厚みの最大値であり、繊維１１が突出した領域以外にて測定される。

一方、第３繊維１１ｃは、一端部１１ｃ１及び他端部１１ｃ２の内、他端部１１ｃ２のみが第５スルーホールＴ５の内壁から突出して絶縁部材９に被覆されており、第４繊維１１ｄは、第５スルーホールＴ５の内壁から一端部１１ｄ１が突出しておらず、絶縁部材９は、第５スルーホールＴ５内にて、第３繊維１１ｃ側における基体７からスルーホール導体８までの最大厚みが、第４繊維１１ｄ側における基体７からスルーホール導体８までの最大厚みよりも大きく、第３繊維１１ｃの他端部１１ｃ２は、第１繊維１１ａの他端部１１ａ２と同一方向に向かって突出している。その結果、第２スルーホールＴ２及び第５スルーホールＴ５において、スルーホールＴの図心に対して貫通孔Ｐの図心を同一方向にずらしつつ貫通孔Ｐを形成することができるため、貫通孔Ｐを容易に形成することができる。

また、厚み方向に沿った断面又は平面方向に沿った断面にて、繊維１１の内、他端部がスルーホールＴの内壁から突出した全ての繊維１１において、該他端部が同一方向に向って突出している。その結果、全てのスルーホールＴの図心に対して全ての貫通孔Ｐの図心を同一方向にずらしつつ貫通孔Ｐを形成することができるため、貫通孔Ｐを容易に形成することができる。

かくして、上述した実装構造体１は、配線基板３を介して供給される電源や信号に基づいて電子部品２を駆動若しくは制御することにより、所望の機能を発揮する。

次に、上述した実装構造体１の製造方法を、図３乃至図１４に基づいて説明する。

（コア基板の作製）
（１）図３（ａ）に示すように、基体７と該基体７の上下に配された金属箔１５ｘとからなる金属張積層板５ｘを準備する。具体的には、例えば以下のように行う。

繊維１１及び未硬化樹脂を含む複数の樹脂シートを積層しつつ、最外層に金属箔１５ｘを積層した後、該積層体を厚み方向に加熱加圧することにより、未硬化樹脂を熱硬化させて樹脂１２としつつ金属張積層板５ｘを作製する。なお、未硬化は、ＩＳＯ４７２：１９９９に準ずるＡ‐ステージ又はＢ‐ステージの状態である。

ここで、金属箔１５ｘは、例えば銅、鉄ニッケル合金又は鉄ニッケルコバルト合金等の金属材料により形成されたものを使用することができる。

（２）図３（ｂ）乃至図９に示すように、ドリル加工を用いて、金属張積層板５ｘを厚み方向に貫通するスルーホールＴを形成し、スルーホールＴ内に基体７を露出させるとともに、スルーホールＴの内壁から繊維１１の他端部を突出させる。

ここで、ドリル加工を用いた第１スルーホールＴ１乃至第５スルーホールＴ５の形成方法について、詳細に説明する。

まず、図３（ｂ）に示すように、ドリル加工を用いて第５スルーホールＴを形成する。この時点で、第３繊維１１ｃの他端部１１ｃ２は、第５スルーホールＴ５の内壁から突出していない。

次に、図４（ａ）に示すように、第５スルーホールＴ５との間隔が小さくなるように、ドリル加工を用いて第４スルーホールＴ４を形成することによって、第３繊維１１ｃの他端部１１ｃ２を第５スルーホールＴ５の内壁から突出させる。この突出は以下のようにして起こると推測される。すなわち、第４スルーホールＴ４と第５スルーホールＴ５との間隔を小さくすると、樹脂１２が第３繊維１１ｃを固定する力を低減される。したがって、第４スルーホールＴ４の形成時に第３繊維１１ｃがドリルによって切断される際、第３繊維１１ｃは、ヤング率が高く硬いガラス繊維からなるため、ドリルから印加される応力の影響を強く受ける。それ故、第５スルーホールＴ５に向って第３繊維１１ｃに印加される応力が、樹脂１２によって固定される力よりも大きくなるため、第３繊維１１ｃは第５スルーホールＴ５に向って移動しつつ切断され、第３繊維１１ｃの他端部が第５スルーホールＴ５内に突出する。

ここで、隣接するスルーホールＴ同士の間隔（隣接するスルーホールＴの内壁同士の距離）は、小さくするにつれて、繊維１１の他端部をスルーホールＴ内に効率良く突出させることができ、例えばスルーホールＴの径よりも小さく設定される。この隣接するスルーホールＴ同士の間隔は、４０μｍ以上１５０μｍ以下に設定されていることが望ましい。

また、ガラス繊維のヤング率は、高くするにつれて、繊維１１の他端部をスルーホールＴ内に効率良く突出させることができる。該他端部を効率良く突出させる観点においては、ガラス繊維のなかでもＴガラスを用いることが望ましい。

次に、図４（ｂ）に示すように、第３スルーホールＴ３、第２スルーホールＴ２、第１スルーホールＴ１の順番でスルーホールＴを形成していく。その結果、第３繊維１１ｃの他端部１１ｃ２と同様に、第２繊維１１ｂの他端部１１ｂ２を第３スルーホールＴ３の内壁から突出させ、第１繊維１１ａの他端部１１ａ１を第２スルーホールＴ２の内壁から突出させることができる。このようにスルーホールＴを形成することによって、繊維１１の一端部及び他端部の内、他端部のみをスルーホールＴの内壁から突出させることができる。

ここで、ドリル加工を、基体７の上面側から下面側（第１方向Ｄ１）に向って行うことによって、下面側に配された繊維１１の他端部をスルーホールＴの内壁から突出させることができる。

また、ドリル加工は、全てのスルーホールＴにおいて同一方向に向かって行われることが望ましい。その結果、基体７の同一主面側にて、繊維１１の他端部を突出させることができる。

以上、ドリル加工を用いた第１スルーホールＴ１乃至第５スルーホールＴ５の形成方法について詳細に説明したが、次に、二次元平面におけるドリル加工の順番について説明する。

まず、図５乃至図７に示すように、ドリル加工を第２方向Ｄ２に向って順次行い、第１方向Ａ１に沿って配列された複数のスルーホールＴからなる第１スルーホール群Ｇ１を形成する。この際、スルーホールＴを一方向に向って順次形成する。すなわち、一のスルーホールＴを形成した後、該一のスルーホールＴに隣接するように、次のスルーホールＴを形成することを、一方向に向って繰り返し行う。

次に、図８に示すように、第２方向Ｄ２に直交する第３方向Ｄ３に向って、第１スルーホール群Ｇ１から離間した位置に、第２方向Ｄ２に沿って配列された複数のスルーホールＴからなる第２スルーホール群Ｇ２を形成する。この第２スルーホール群Ｇ２においては、第１スルーホール群Ｇ１と同様に、スルーホールＴを一方向に向って順次形成する。なお、第２方向Ｄ２と第３方向Ｄ３は、例えば直交する。

次に、図９に示すように、第２スルーホール群Ｇ２と同様に、第３方向Ｄ３に向って、複数のスルーホール群を順次形成する。

このように、ドリル加工を行うことによって、繊維１１の内、他端部がスルーホールＴの内壁から突出した全ての繊維１１において、該他端部を同一方向に向って突出させることができる。

（３）図１０及び図１１に示すように、未硬化の熱硬化性樹脂からなる絶縁部材前駆体をスルーホールＴ内に充填し、繊維１１の突出した他端部を絶縁部材前駆体によって被覆した後、該熱硬化性樹脂を加熱して硬化させることによって絶縁部材９を形成する。

ここで、スルーホールＴ内に絶縁部材前駆体を充填する前に、スルーホールＴの内壁は、高圧水洗によって洗浄されていることが望ましい。その結果、ドリル加工によって生じた樹脂の残滓を除去することができ、スルーホールＴ内における基体７と絶縁部材９との接着強度を高めることができる。また、過マンガン酸溶液等の薬品を用いて洗浄する場合と異なり、スルーホールＴの内壁において樹脂１２を選択的にエッチングすることなく樹脂の残滓を除去することができるため、スルーホールＴの内壁に配された繊維１１の端部全てが該エッチングによってスルーホールＴ内に突出することを抑制できる。

なお、過マンガン酸溶液等の薬品を用いてスルーホールＴの内壁を洗浄する場合には、該薬品の処理温度の低減又は処理時間の短縮等によって、スルーホールＴの内壁において樹脂１２を選択的にエッチングすることなく樹脂の残滓を除去することができる。

（４）図１２及び図１３に示すように、レーザー加工を用いて、繊維１１の突出した他端部から離間するように、絶縁部材９に貫通孔Ｐを形成する。

ここで、図に示すように、貫通孔Ｐの形成箇所を、スルーホールＴの図心から該他端部の突出方向に向って離間した位置に設定することによって、該他端部が貫通孔Ｐ内に露出することを低減できる。また、このように貫通孔Ｐを形成することによって、第２スルーホールＴ２において、第１繊維１１ａの他端部１１ａ２側における絶縁部材９の最大厚みを、第２繊維１１ｂ側の一端部１１ｂ１側における絶縁部材９の最大厚みよりも大きくすることができる。

また、（２）の工程にて、繊維１１の内、他端部がスルーホールＴの内壁から突出した全ての繊維１１において、該他端部を同一方向に向って突出させているため、全ての貫通孔Ｐの形成箇所を、スルーホールＴの図心から該同一方向に向って離間した位置に設定することによって、繊維１１の突出した他端部から離間するように、貫通孔Ｐを容易に形成することができる。

また、レーザー加工を、第１方向Ｄ１に向って、すなわち、基体７の上面側から下面側に向って行うことによって、上面側から下面側に向って径が小さくなるテーパー状の貫通孔Ｐを形成することができる。

（５）図１４（ａ）に示すように、基体７にスルーホール導体８、絶縁体１０及び導電層１５を形成して、コア基板５を作製する。具体的には、例えば以下のように行う。

まず、例えば無電解めっき法、電気めっき法、蒸着法、ＣＶＤ法又はスパッタリング法等により、貫通孔Ｐの内壁に導電材料を被着させて、スルーホール導体８を形成する。次に、スルーホール導体８の内部に、樹脂材料等を充填し、絶縁体１０を形成する。次に、導電材料を絶縁体１０の露出部に被着させた後、従来周知のフォトリソグラフィー技術、エッチング等により、金属箔１５ｘをパターニングして導電層１５を形成する。

以上のようにして、コア基板５を作製することができる。

（配線基板の作製）
（６）図１４（ｂ）に示すように、コア基板５の両面に配線層６を形成し、配線基板３を作製する。具体的には例えば以下のように行う。

まず、未硬化の樹脂を導電層１５上に配置し、該樹脂を加熱して流動密着させつつ、更に加熱して硬化させることにより、導電層１５上に絶縁層１４を形成する。次に、例えばＹＡＧレーザー装置又は炭酸ガスレーザー装置により、絶縁層１４にビア孔Ｖを形成し、ビア孔Ｖ内に導電層１５の少なくとも一部を露出させる。次に、例えばセミアディティブ法、サブトラクティブ法又はフルアディティブ法等により、ビア孔Ｖにビア導体１３を形成するとともに絶縁層１４の上面に導電層１５を形成する。

この工程を繰り返すことによって、配線層６を形成することができる。

以上のようにして、配線基板３を作製することができる。

（実装構造体の作製）
（７）配線基板３に電子部品２を、バンプ４を介してフリップチップ実装することにより、図１に示す実装構造体１を作製できる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。

例えば、上述した本発明の実施形態は、基体が３層の樹脂層からなる構成を例に説明したが、基体を構成する樹脂層は何層でも構わない。

また、上述した本発明の実施形態は、配線層が２層の絶縁層からなる構成を例に説明したが、配線層を構成する絶縁層は何層でも構わない。

また、上述した本発明の実施形態は、配線基板上に電子部品を実装した構成を例に説明したが、配線基板内に電子部品を実装しても構わない。

また、上述した本発明の実施形態は、繊維としてガラス繊維を用いた構成を例に説明したが、繊維はヤング率が６５ＧＰａ以上８５ＧＰａ以下に設定されていればよく、例えば炭素繊維を用いても構わない。

また、上述した本発明の実施形態は、繊維からなる織布を用いた構成を例に説明したが、繊維からなる他の基材を用いてもよく、例えば繊維を一方向に配列したものを用いても構わない。

また、上述した本発明の実施形態は、貫通孔が基体の上面側から下面側に向って径が小さくなるテーパー状である構成を例に説明したが、他の形状でもよく、例えば径の小さくなる方向が逆のテーパー状でも構わないし、円柱状でも構わない。基体の下面側から上面側に向って径が小さくなるテーパー状の貫通孔は、例えば貫通孔形成時にレーザー光を基体の下面側から上面側に向って照射することによって形成される。また、円柱状の貫通孔は、底面方向に沿った径が例えば２５μｍ以上４０μｍ以下に設定されており、例えばドリル加工によって形成される。

また、上述した本発明の実施形態は、第１繊維の突出した他端部が基体の下面側に配された構成を例に説明したが、他の位置に配されていても構わない。

また、上述した本発明の実施形態は、スルーホール内に充填された絶縁部材を形成した後、レーザー加工を用いて該絶縁部材に貫通孔を形成する構成を例に説明したが、例えば未硬化の熱硬化性樹脂からなる液状の絶縁部材前駆体をスルーホールの内壁に膜状となるように被着させた後、該熱硬化性樹脂を加熱して硬化させることによって絶縁部材を形成すると同時に貫通孔を形成しても構わない。この場合、図１５に示すように、スルーホールＴ´の内壁において、基体７´の表面に沿って絶縁部材９´の被膜が形成される。この絶縁部材９´の被膜は、基体７´の表面から同一の厚みで形成されるため、絶縁部材９´は、繊維１１´の突出した他端部と対応する箇所に、スルーホール導体８´に向って突出し、該スルーホール導体８´によって被覆された凸部９ａ´を有している。したがって、該凸部９ａ´によって、絶縁部材９´とスルーホール導体８´との接着強度を高めることができる。

１ 実装構造体
２ 電子部品
３ 配線基板
４ バンプ
５ コア基板
６ 配線層
７ 樹脂層
８ スルーホール導体
９ 絶縁部材
１０ 絶縁体
１１ 繊維
１２ 樹脂
１３ 繊維束
１４ 絶縁層
１５ 導電層
１６ ビア導体
Ｔ スルーホール
Ｐ 貫通孔
Ｖ ビア孔

Claims (7)

1. 樹脂と該樹脂に被覆された繊維とを含み、互いに間隔を空けて配列された複数のスルーホールを有する基体と、前記各スルーホール内に配されたスルーホール導体と、前記基体と前記スルーホール導体との間に介在して前記スルーホールの内壁を被覆している絶縁部材とを備え、
   前記スルーホールは、第１スルーホールと、該第１スルーホールに隣接した第２スルーホールとを有し、
   前記繊維は、一端部が前記第１スルーホールの内壁に配され、他端部が前記第２スルーホールの内壁に配された第１繊維を有し、
   該第１繊維は、前記一端部および前記他端部の内、前記他端部のみが前記第２スルーホールの内壁から突出して前記絶縁部材に被覆されていることを特徴とする配線基板。
2. 請求項１に記載の配線基板において、
   前記繊維は、前記第２スルーホールにおいて一端部が前記第１繊維の前記他端部と対向する第２繊維をさらに有し、
   前記第２繊維の前記一端部は、前記第２スルーホールの内壁から突出していないことを特徴とする配線基板。
3. 請求項２に記載の配線基板において、
   前記スルーホールは、前記第２スルーホールに隣接した第３スルーホールをさらに有し、
   前記第２繊維は、前記一端部が前記第２スルーホールの内壁に配され、他端部が前記第３スルーホールの内壁に配されており、前記一端部および前記他端部の内、前記他端部のみが前記第３スルーホールの内壁から突出して前記絶縁部材に被覆されていることを特徴とする配線基板。
4. 請求項２に記載の配線基板において、
   前記絶縁部材は、前記第２スルーホール内にて、前記第１繊維側における前記基体から前記スルーホール導体までの最大厚みが、前記第２繊維側における前記基体から前記スルーホール導体までの最大厚みよりも大きいことを特徴とする配線基板。
5. 請求項４に記載の配線基板において、
   前記スルーホールは、第４スルーホールと該第４スルーホールに隣接した第５スルーホールとをさらに有し、
   前記繊維は、一端部が前記第４スルーホールの内壁に配され、他端部が前記第５スルーホールの内壁に配された第３繊維と、前記第５スルーホールにおいて一端部が前記第３繊維の他端部と対向する第４繊維をさらに有し、
   前記第３繊維は、前記一端部および前記他端部の内、前記他端部のみが前記第５スルーホールの内壁から突出して前記絶縁部材に被覆されており、
   前記第４繊維は、前記第５スルーホールの内壁から前記一端部が突出しておらず、
   前記絶縁部材は、前記第５スルーホール内にて、前記第３繊維側における前記基体から前記スルーホール導体までの最大厚みが、前記第４繊維側における前記基体から前記スルーホール導体までの最大厚みよりも大きく、
   前記第３繊維の前記他端部は、前記第１繊維の前記他端部と同一方向に向かって突出していることを特徴とする配線基板。
6. 請求項１に記載の配線基板において、
   前記絶縁部材には、前記スルーホール導体が配された貫通孔が形成されており、
   前記第１繊維は、前記基体の一主面側に配されており、
   前記貫通孔は、前記第２スルーホール内にて、前記基体の他主面から一主面に向かって径が小さくなるように形成されていることを特徴とする配線基板。
7. 請求項１に記載の配線基板と、
   該配線基板に実装され、前記スルーホール導体に電気的に接続された電子部品と
   を備えたことを特徴とする実装構造体。

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