JP4504975B2 - 多層プリント配線板 - Google Patents
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Description
この問題を解決するために、ビルドアップ層上に低弾性率の応力緩和層を設け、この応力緩和層の上面に実装用電極を設け、ビルドアップ層上の導体パターンと実装用電極とを導体ポストで接続した多層プリント配線板が提案されている(例えば、特開昭58−28848号公報、特開2001−36253号公報参照)。
しかしながら、層間絶縁膜をポーラス化したICチップを多層プリント配線板に搭載した状態で加熱・冷却が繰り返されると、前出の公報に開示された応力緩和層では応力を十分緩和できないことがあり、ICチップの外周部の配線層にクラックが入ったり半導体チップ−多層プリント配線板間に介在するバンプのうち外周部寄りのバンプにクラックが入ったりすることがあった。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、熱膨張・熱収縮による電子部品の外周部の破壊を防止すると共に電子部品へ安定して電源を供給することができる多層プリント配線板を提供することを目的とする。また、そのような多層プリント配線板を製造する方法を提供することを目的とする。
本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
即ち、本発明は、コア基板と、該コア基板上に形成され上面に導体パターンが設けられたビルドアップ層と、該ビルドアップ層上に形成された低弾性率層と、該低弾性率層の上面に設けられ電子部品と接続部を介して接続される実装用電極と、前記低弾性率層を貫通して前記実装用電極と前記導体パターンとを電気的に接続する導体ポストと、を備えた多層プリント配線板であって、
前記導体ポストはアスペクト比Raspが4以上で直径が30μmを超え、しかも前記導体ポストのうち前記低弾性層の外周部に配置された外側導体ポストのアスペクト比Raspは前記低弾性層の内周部に配置された内側導体ポストのアスペクト比Rasp以上のものである。
この多層プリント配線板では、導体ポストのアスペクト比Raspが4以上で直径が30μmを超え、しかも外側導体ポストのアスペクト比Raspが内側導体ポストのアスペクト比Rasp以上であるため、外側導体ポストは実装用電極とビルドアップ層上面の導体パターンとの電気的接続を維持したまま低弾性率層の変形に応じて変形する。したがって、この多層プリント配線板によれば、コア基板と電子部品との熱膨張係数差に起因する応力が発生したとしても、電子部品(特にポーラス化した層間絶縁膜を備えたICチップ)の外周部や外周寄りの接続部にかかる応力を確実に緩和することができ、熱膨張・熱収縮によってこれらの部位が破壊されるのを防止することができる。また、加熱・冷却を繰り返したときの電気抵抗の変化率を小さく抑えることができ、搭載した電子部品へ安定して電源を供給することができる。なお、本発明において導体ポストのアスペクト比Raspとは、導体ポストの高さ/導体ポストの径(径が一様でないときには最小径)をいう。また、「上」又は「上面」は、相対的な位置関係を表現したものに過ぎないので、例えば「下」又は「下面」に置き換えたりしてもよい。
本発明の多層プリント配線板において、導体ポストのうち外側導体ポストのアスペクト比Raspは内側導体ポストのアスペクト比Raspの1.25倍以上2倍以下であることが好ましい。この範囲であれば、本発明の効果が顕著になる。
本発明の多層プリント配線板において、導体ポストのうち少なくとも外側導体ポストは、クビレを持つ形状に形成されていることが好ましい。こうすれば、略ストレート形状の導体ポストに比べて、本発明の効果をより確実に得ることができる。このようなクビレを持つ形状に形成された外側導体ポストは、最大径/最小径が2以上4以下であることが好ましい。
本発明の多層プリント配線板において、導体ポストが最外周からN列目(Nは2以上の整数)まで多重に形成されているときには外側導体ポストを最外周からN×2/3列までの範囲内で定めることが好ましい。この範囲内の導体ポストにかかる応力は他の導体ポストにかかる応力に比べて大きいため、本発明を適用する意義が大きい。例えば、Nが15のときには外側導体ポストを最外周から10列目までの範囲内で定めることになるため、最外周1列のみ、最外周〜2列目まで、……、最外周〜10列目までといった定め方がある。
本発明の多層プリント配線板において、低弾性率層は、電子部品を該低弾性率層側に仮想的に投影したときの投影部分の全域に略一致するように形成されていてもよい。低弾性率層はこの投影部分の全域を超えて形成されていてもよいが、この投影部分の全域と略一致すれば十分に効果が得られることから、経済性等を考慮すると投影部分の全域と略一致するように形成することが好ましい。また、低弾性率層の非形成領域にチップコンデンサ等の電子部品を搭載してもよい。こうすれば、チップコンデンサとICチップとの距離が近いため、チップコンデンサから電源供給を受けるようにすればICチップは電源不足になりにくい。
本発明の多層プリント配線板において、実装用電極は、低弾性率層の上面と略同一平面となるように形成された導体ポストの頂部としてもよい。こうすれば、実装用電極を導体ポストとは別に形成する場合に比べて、簡単に作製することができる。
本発明の多層プリント配線板において、低弾性率層は、30℃におけるヤング率が10MPa〜1GPaであることが好ましい。こうすれば、熱膨張係数差に起因する応力をより確実に緩和することができる。また、この低弾性率層は、30℃におけるヤング率が10MPa〜300MPaであることがより好ましく、10MPa〜100MPaであることが最も好ましい。また、前記導体ポストは、導電性の良好な材料で形成されていることが好ましく、例えば銅、はんだ又はこれらのいずれかを含む合金で形成されていることが好ましい。
本発明の多層プリント配線板において、電子部品は、ポーラス化した層間絶縁膜を有するICチップを備えてなるものが好ましい。この種の電子部品は熱膨張・熱収縮により外周部が破壊されやすいことから、本発明を適用する意義が高い。
図2は、本実施形態の導体ポストの配置図である。
図3は、他の導体ポストの配置図である。
図4は、本実施形態の多層プリント配線板の作製手順を表す説明図である。
図5は、本実施形態の多層プリント配線板の作製手順を表す断面図である。
図6は、本実施形態の多層プリント配線板の作製手順を表す断面図である。
図7は、本実施形態の多層プリント配線板の別の作製手順を表す断面図である。
図8は、他の多層プリント配線板の断面図である。
図9は、ICチップの位置とその位置にかかる応力との関係を表すテーブル及びグラフである。
本実施形態の多層プリント配線板10は、図1に示すように、上下両面に形成された配線パターン22同士をスルーホール導体24を介して電気的に接続するコア基板20と、このコア基板20の上下に樹脂絶縁層36を介して複数積層された導体パターン32,32がバイアホール34によって電気的に接続されたビルドアップ層30と、ビルドアップ層30の上に低弾性率材料で形成された低弾性率層40と、電子部品であるICチップ70をはんだバンプ66を介して実装するランド(実装用電極)52と、低弾性率層40を貫通しランド52とビルドアップ層30の上面に形成された導体パターン32とを電気的に接続する導体ポスト50と、を備えている。なお、図1では導体ポスト50をバイアホール34から延出した部分に形成しているが、バイアホール34に導体材料を充填してフィルドビアとしそのフィルドビアの直上に形成してもよい。この場合、バイアホール34のピッチを狭くすることにより、導体ポスト50間のピッチを狭くすることができる。
コア基板20は、BT(ビスマレイミド−トリアジン)樹脂やガラスエポキシ樹脂等からなるコア基板本体21の上下両面に銅からなる配線パターン22,22と、コア基板本体21の上下を貫通するスルーホールの内周面に形成された銅からなるスルーホール導体24とを有しており、両配線パターン22,22はスルーホール導体24を介して電気的に接続されている。
ビルドアップ層30は、コア基板20の上下両面に樹脂絶縁層36と導体パターン32とを交互に積層したものであり、コア基板20の配線パターン22とビルドアップ層30の導体パターン32との電気的な接続やビルドアップ層30における導体パターン32,32同士の電気的な接続は樹脂絶縁層36の上下を貫通するバイアホール34によって確保されている。このようなビルドアップ層30は、周知のサブトラクティブ法やアディティブ法(セミアディティブ法やフルアディティブ法を含む)により形成される。具体的には、例えば以下のようにして形成される。すなわち、まず、コア基板20の上下両面に樹脂絶縁層36となる樹脂シートを貼り付ける。この樹脂シートは、変成エポキシ系樹脂シート、ポリフェニレンエーテル系樹脂シート、ポリイミド系樹脂シート、シアノエステル系樹脂シートなどで形成され、その厚みは概ね20〜80μmである。次に、貼り付けた樹脂シートに炭酸ガスレーザやUVレーザ、YAGレーザ、エキシマレーザなどによりスルーホールを形成して樹脂絶縁層36とする。続いて、無電解銅めっきを施し、無電解銅めっき層の上にレジストを形成し露光・現像し、次いでレジストの非形成部に電解銅めっきを施したあとレジストを剥離し、そのレジストが存在していた部分の無電解銅めっきを硫酸−過酸化水素系のエッチング液でエッチングすることにより、配線パターン32を形成する。なお、スルーホール内部の導体層がバイアホール34となる。あとは、この手順を繰り返すことによりビルドアップ層30が形成される。裏面には、ソルダーレジスト層45が形成されている。
低弾性率層40は、30℃におけるヤング率が10〜1000MPa(好ましくは10〜300MPa、より好ましくは10〜100MPa)である弾性材料で形成されている。低弾性率層40のヤング率がこの範囲内だと、ランド52にはんだバンプ66を介して電気的に接続されるICチップ70とコア基板20との間に両者の熱膨張係数差に起因する応力が発生したとしてもその応力を緩和することができる。また、低弾性率層40に用いられる弾性材料としては、例えばエポキシ樹脂、イミド系樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂や、ポリオレフィン系樹脂、ビニル系樹脂、イミド系樹脂等の熱可塑性樹脂にポリブタジエン、シリコーンゴム、ウレタン、SBR、NBR等のゴム系成分やシリカ、アルミナ、ジルコニア等の無機成分が分散した樹脂などのうち上述したヤング率に合致したものが挙げられる。なお、樹脂に分散させる成分は、1種でも2種以上でもよく、ゴム成分と無機成分の両方を分散させてもよい。本実施例では、低弾性率層40の弾性材料として、エポキシ樹脂にウレタン樹脂が60vol%分散している樹脂を用いている。
導体ポスト50は、低弾性率層40を上下方向に貫通するように銅を主成分として形成され、ランド52とビルドアップ層30の上面に設けられた導体パターン32とを電気的に接続している。この導体ポスト50は、クビレを持つ形状、具体的には上部の直径や下部の直径に比べて中間部の直径が小さい形状に形成されている。また、ここでは、導体ポスト50のうち低弾性率層40の外周部に配置されたものを外側導体ポスト50aと称し、内周部に配置されたものを内側導体ポスト50bと称することとする。図1では、導体ポスト50を便宜上数本しか示していないが、実際には例えば図2の導体ポスト50の配置図のように、最外周から15列目まで多重に形成され、最外周から10列目(つまり全15列の2/3)までの範囲内で外側導体ポスト50aが決められ、それ以外が内側導体ポスト50bとされる。ここでは、外側導体ポスト50a及び内側導体ポスト50bについて、アスペクト比Raspつまり中間部の直径(最小径)に対する高さの比はいずれも4以上であり、最小径はいずれも30μmを上回っている。また、外側導体ポスト50aのアスペクト比Raspは内側導体ポスト50bのアスペクト比Rasp以上に設計され、具体的には、外側導体ポスト50bのアスペクト比Raspは内側導体ポスト50bのアスペクト比Raspの1.25倍以上2倍以下となるように設計されている。また、外側導体ポスト50aは、最大径/最小径が2以上4以下となるように形成されている。なお、図2では導体ポスト50を格子状に配置した例を示したが、図3に示すように千鳥状に配置してもよいし、外周から列が数えられるのであればランダムに配置してもよい。
ランド52は、低弾性率層40から露出した各導体ポスト50の頂部である。このランド52は、ニッケルめっき及び金めっきがこの順に施されたあとICチップ70の電極部とはんだバンプ66を介して接続される。このICチップ70は、本実施形態では、高速化つまり高周波駆動が可能なように、ポーラス化され空気(誘電率ε≒1)が導入された層間絶縁膜を採用して配線間容量が低減されたものを用いている。
次に、本実施形態の多層プリント配線板10の作製例について説明する。コア基板20及びビルドアップ層30の作製手順は周知であるため、ここでは低弾性率層40,導体ポスト50及びランド52を作製する手順を中心に説明する。図4〜図6はこの手順の説明図である。なお、これら図4〜図6は、コア基板20の上面に形成されたビルドアップ層30の部分断面図を示すことにより作製手順の説明図とした。
まず、ビルドアップ層30が形成されたコア基板20を用意した(図4(a)参照)。この段階では、最上部の樹脂絶縁層36の表面は無電解銅めっき層304で被覆されたままである。すなわち、スルーホール形成後の樹脂絶縁層36に無電解銅めっきを施すことにより無電解銅めっき層304を形成し、この無電解銅めっき層304上にフォトレジストを形成しパターン化したあと、フォトレジストが形成されていない部分に電解銅めっきを施し、その後フォトレジストを剥離した段階である。したがって、電解銅めっき層はパターン化されてパターン化めっき層302となっているが無電解銅めっき層304は樹脂絶縁層36の表面全体を覆ったままである。さて、このようなビルドアップ層30の上面に、市販のドライフィルム306(旭化成社製CX−A240を2枚重ねて貼り付けたもの、全厚240μm)を貼り付け、炭酸ガスレーザにより基板の外周部に口径の大きな孔308aを形成した(図4(b)参照)。この孔308aはパターン化めっき層302に達している。
続いて、この作製途中の基板につき、ドライフィルム306の孔308aの底部から電解銅めっきを行うことにより柱状の銅層310aで孔308a内を充填し、更にこの銅層310aの上面にはんだ層312を形成した(図4(c)参照)。なお、電解銅めっき液は以下の組成のものを使用した。硫酸2.24mol/l、硫酸銅0.26mol/l、添加剤19.5ml/l(アトテックジャパン社製、カパラシドGL)。また、電解銅めっきは以下の条件で行った。電流密度1A/dm2、時間17時間、温度22±2℃。また、はんだ層312は、Sn/Pbを使用した。
続いて、ドライフィルム306を剥がしたあと、作製途中の基板をアンモニアアルカリエッチング液(商品名エープロセス、メルテックス社製)に浸漬することによりエッチングを行った。このエッチングにより、電解銅めっき層302で覆われていない部分の無電解銅めっき層304が除去されると共に、柱状の銅層310aの中間部が浸食されてクビレを持つ形状となった(図4(d)参照)。このとき、はんだ層312はエッチングレジストとして機能した。ここで、銅層310aの中間部をどの程度浸食させるかはエッチング時間によって制御することができる。
続いて、作製途中の基板表面全体に無電解銅めっきを施すことにより無電解銅めっき層314を形成した(図5(a)参照)。この無電解銅めっき層314の厚さは数μmである。その後、面全体を覆うように、市販の液状レジスト剤をアルファコーター(商品名、サーマトロニクス貿易(株))で非接触状態で塗布したあと乾燥して樹脂層320とし、炭酸ガスレーザにより基板の内周部に口径の小さな孔308bを形成した(図5(b)参照)。ここでは、先に設けた孔308aをφ120μmとし、今回設けた孔308bをφ100μmとした。続いて、この作製途中の基板につき、樹脂層320の孔308bの底部から電解銅めっきを行うことにより柱状の銅層310bで孔308b内を充填し、更にこの銅層310bの上面にはんだ層322を形成し(図5(c)参照)、その後樹脂層320を剥がした(図5(d)参照)。なお、電解銅めっき液は以下の組成のものを使用した。硫酸2.24mol/l、硫酸銅0.26mol/l、添加剤19.5ml/l(アトテックジャパン社製、カパラシドGL)。また、電解銅めっきは以下の条件で行った。電流密度1A/dm2、時間17時間、温度22±2℃。また、はんだ層322は、Sn/Pbを使用した。
続いて、作製途中の基板をアンモニアアルカリエッチング液(商品名エープロセス、メルテックス社製)に浸漬することによりエッチングを行った。このエッチングにより、無電解銅めっき層314のうち表面に露出している部分が除去されると共に、柱状の銅層310bの中間部が浸食されてクビレを持つ形状となり、また既にクビレを持つ形状になっている銅層310aは更に中間部が浸食されて最小径が小さくなった(図6(a)参照)。また、エッチングのとき、基板の周囲から新鮮なエッチング液をスプレーしたため、基板の外周部に立設されている銅層310aは内周部に立設されている銅層310bよりも中間部が大きく浸食された。また、電解銅めっき層302及び無電解銅めっき層304のうち、樹脂絶縁層36の上面部分が導体パターン32となり、スルーホール部分がバイアホール34となった。このとき、はんだ層312,322はエッチングレジストとして機能した。ここで、銅層310aの中間部をどの程度浸食させるかはエッチング時間によって制御することができる。この後、裏面には開口部を有するソルダーレジスト層45を形成した。
続いて、この作製途中の基板をはんだ剥離剤(商品名エンストリップTL−106、メルテックス社製)に浸漬してはんだ層312,322を除去したあと、エポキシ樹脂にウレタン樹脂が60vol%分散している樹脂フィルムを貼り付け(図6(b)参照)、150℃で60分硬化して樹脂層324とした。この結果、銅層310aが外側導体ポスト50aとなり、無電解銅めっき層314及び銅層310bが内側導体ポスト50bとなった。その後、外側導体ポスト50a及び内側導体ポスト50bの表面が露出するまで樹脂層324を研磨した(図6(c)参照)。なお、研磨後の樹脂層324が低弾性率層40となる。また、低弾性率層40から露出した両導体ポスト50a,50bの頂部がランド52となる。
次に、この作製途中の基板を、銅表面を活性化するパラジウム触媒を含む酸性溶液に浸漬したあと、塩化ニッケル30g/l、次亜リン酸ナトリウム10g/l、クエン酸ナトリウム10g/lからなるpH5の無電解ニッケルめっき液に20分間浸漬して、ランド52の上に厚さ5μmのニッケルめっき層を形成した。更に、その基板を、シアン化金カリウム2g/l、塩化アンモニウム75g/l、クエン酸ナトリウム50g/l、次亜リン酸ナトリウム10g/lからなる無電解金めっき液に93℃の条件で23秒浸漬して、ニッケルめっき層の上に厚さ0.03μmの金めっき層を形成した。そして、マスクパターンを用いてはんだペーストを印刷して230℃でリフローすることによりランド52上にはんだバンプ66を形成し、多層プリント配線板10の作製を完了した(図6(d)及び図1参照)。
以上詳述した本実施形態の多層プリント配線板10によれば、外側導体ポスト50a及び内側導体ポスト50bはいずれもアスペクト比Raspが4以上で直径が30μmを超え、しかも外側導体ポスト50aのアスペクト比Raspが内側導体ポスト50bのアスペクト比Rasp以上であるため、外側導体ポスト50aはランド52とビルドアップ層上面の導体パターン32との電気的接続を維持したまま低弾性率層40の変形に応じて変形する。したがって、コア基板20とICチップ70との熱膨張係数差に起因する応力が発生したとしても、ICチップ70の外周部や外周寄りのはんだバンプ66にかかる応力を確実に緩和することができ、熱膨張・熱収縮によってこれらの部位が破壊されるのを防止することができる。また、加熱・冷却を繰り返したときの電気抵抗の変化率を小さく抑えることができ、搭載したICチップ70へ安定して電源を供給することができる。特に導体ポスト50は直径が30μmを超えているため、導体ポスト50の電気抵抗が低くなり、また、動作クロックが3GHz以上のICチップ70を搭載してもICチップ70のトランジスタが電源不足に陥ることはない。これらの効果については後述する実験例で説明するとおり実証済みである。
また、外側導体ポスト50aのアスペクト比Raspは内側導体ポスト50bのアスペクト比Raspの1.25倍以上2倍以下であるため、上述した効果が顕著になる。更に、外側導体ポスト50aや内側導体ポスト50bは、クビレを持つ形状に形成されているため、略ストレート形状の導体ポストに比べて、加熱・冷却を繰り返したときの電気抵抗の変化率を一層抑えることができる。更にまた、導体ポスト50のうち外周から10列目まで(つまり全体(15列)の2/3まで)の範囲を外側導体ポスト50aとしているが、この範囲の導体ポスト50にかかる応力は他の導体ポスト50にかかる応力に比べて大きいため、本発明を適用する意義が大きい。更にまた、ランド52として、低弾性率層40の上面と同一平面となるように形成された導体ポスト50の頂部を利用しているため、導体ポスト50とは別にランドを形成する場合に比べて、簡単に作製することができる。そしてまた、低弾性率層40は、30℃におけるヤング率が10MPa〜1GPaであるため、熱膨張係数差に起因する応力をより確実に緩和することができる。
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
例えば、上述した実施形態では、導体ポスト50(50a,50b)の形状をクビレを持つ形状としたが、略ストレートな柱状としてもよいし、外側導体ポスト50aのみクビレを持つ形状としてもよいし、内側導体ポスト50bのみクビレを持つ形状としてもよい。いずれにしても、外側導体ポスト50a及び内側導体ポスト50bのアスペクト比Raspが4以上で直径が30μmを超え、しかも外側導体ポスト50aのアスペクト比Raspが内側導体ポスト50bのアスペクト比Rasp以上とすれば、本発明の効果が得られる。なお、これらについても後述する実験例で説明するとおり実証済みである。
図7は、両導体ポスト50a,50bをいずれも略ストレート形状とする場合の作製手順の一例を示す説明図である。まず、上述した実施形態と同様、ビルドアップ層30が形成されたコア基板20を用意した(図7(a)参照)。このビルドアップ層30の上面に、市販のドライフィルム306(旭化成社製CX−A240を2枚重ねて貼り付けたもの、全厚240μm)を貼り付け、炭酸ガスレーザにより基板の外周部に口径の小さな孔308a(例えばφ33μm)を形成すると共に基板の内周部に口径の大きな孔308b(例えばφ50μm)を形成した(図7(b)参照)。続いて、この作製途中の基板につき、各孔308a,308bの底部から電解銅めっきを行うことにより柱状の銅層310a,310bで孔308a,308b内を充填し、更にこの銅層310a,310bの上面にはんだ層312,322を形成した(図7(c)参照)。続いて、ドライフィルム306を剥がしたあと、作製途中の基板をアンモニアアルカリエッチング液に浸漬してエッチングを行うことにより、無電解銅めっき層304のうち表面に露出している部分が除去された(図7(d)参照)。このとき、はんだ層312,322はエッチングレジストとして機能した。なお、エッチング時間を制御することにより銅層310a,310bを略ストレート形状にすることができた。このように略ストレート形状とする場合、エッチング液を直線状にスプレーできるスリットノズルを用いるのが有効である。また、電解銅めっき層302及び無電解銅めっき層304のうち、樹脂絶縁層36の上面部分が導体パターン32となり、スルーホール部分がバイアホール34となった。続いて、はんだ層312,322をはんだ剥離剤により除去したあと、その作製途中の基板にエポキシ樹脂にウレタン樹脂が60vol%分散している樹脂フィルムを貼り付け、150℃で60分硬化して樹脂層316とし、その後銅層310a,310bの表面が露出するまで樹脂層316を研磨した(図7(e)参照)。この結果、銅層310aが外側導体ポスト50aとなり、銅層310bが内側導体ポスト50bとなり、樹脂層が低弾性率層40となった。また、低弾性率層40から露出した両導体ポスト50a,50bの頂部がランド52となった。後は、上述した実施形態と同様にしてランド52にはんだバンプを形成すればよい。このようにして得られた多層プリント配線板も、上述した実施形態とほぼ同等の効果が得られる。
また、上述した実施形態の低弾性率層40上にソルダーレジスト層を形成してもよい。この場合、ソルダーレジスト層にはランド52が外部に露出するよう開口を設ける。なお、このようなソルダーレジスト層は常法により形成することができる。
更に、上述した実施形態ではビルドアップ層30の上に導体ポスト50を備えた低弾性率層40を1層だけ形成したが、複数積層してもよい。
更にまた、上述した実施形態ではランド52を導体ポスト50の頂部つまり導体ポスト50の一部としたが、導体ポスト50の頂部にこの導体ポスト50とは別体のランドを形成してもよい。
そしてまた、図8に示すように、低弾性率層40を、ICチップ70を低弾性率層40側に仮想的に投影したときの投影部分の全域に略一致するように形成してもよい。低弾性率層40を図1のように投影部分の全域を超えてビルドアップ層30の全面に形成してもよいが、この投影部分の全域と略一致すれば十分な効果が得られることから、経済性等を考慮して投影部分の全域と略一致するように形成してもよい。
また、例えば実験例2と実験例3,4とを比較すると、外側導体ポストのアスペクト比Raspが内側導体ポストのアスペクト比Raspの1.25倍以上である後2者は、外側導体ポストのアスペクト比Raspと内側導体ポストのアスペクト比Raspが等しい前者に比べて、より長いサイクル数まで評価が「良」であった。同様のことは、実験例6と実験例7,8とを比較したり、実験例14と実験例15,16とを比較したり、実験例18と実験例19,20とを比較してもいえる。
更に、例えば実験例2と実験例14とを比較すると、これらはいずれも外側導体ポストが最外周1列だけであるが、導体ポストがクビレを有する後者は導体ポストがストレート形状の前者に比べて、より長いサイクル数まで評価が「良」であった。同様のことは、実験例3と実験例15とを比較したり,実験例4と実験例16とを比較してもいえる。また、外側導体ポストが最外周から10列目までの実験例6と実験例18とを比較したり、実験例7と実験例19とを比較したり、実験例8と実験例20とを比較してもいえる。
更にまた、例えば実験例3,7,9,10を比較すると、これらはいずれも外側導体ポストのアスペクト比Raspが5で内側導体ポストのアスペクト比Raspが4であるが、導体ポスト50のうち最外周1列だけを外側導体ポストとした実験例3、最外周から3列目までを外側導体ポストとした実験例9、最外周から6列目までを外側導体ポストとした実験例10、最外周から10列目までを外側導体ポストとした実験例7の順に、より長いサイクル数まで評価が「良」又は「優」となる傾向があった。
次に、ICチップの位置とその位置にかかる応力との関係について説明する。多層プリント配線板にポーラス化した層間絶縁膜を有するICチップを実装したIC搭載基板について、3Dストリップシミュレーションを行い、ICチップの接続部(多層プリント配線板の導体ポストと1対1に対応するように最外周から15列目まで形成されている)の位置つまり列数とその位置にかかる応力との関係を計算した。なお、導体ポストのアスペクト比はすべて同一で1とし、低弾性率層や導体ポスト、ICチップ、多層プリント配線板、はんだ等の材質は同じとした。そして、それらの厚み等の寸法も同じとし、それらのヤング率、ポアソン比、熱膨張係数を入力して計算した。その結果を図9のテーブル及びグラフに示す。このテーブル及びグラフから明らかなように、ICチップの接続部の列数が最外周から10列目(全列数×2/3列目)までは比較的大きな応力がかかり、最外周から6列目(全列数×2/5列目)までは特に大きな応力がかかることがわかる。この結果、導体ポストのうち最外周から全列数×2/3列目を超える位置(2/3列目より内側の導体ポスト)では応力を緩和する必要性が乏しいことから、最外周から全列数×2/3列目までの範囲内で外側導体ポストを設定するのが好ましく、特に最外周から全列数×2/5列目までの範囲内で外側導体ポストを設定するのが好ましい。
本発明は、2004年4月28日に出願された日本国特許出願2004−134370号を優先権主張の基礎としており、その内容のすべてが編入される。
Claims (8)
- コア基板と、
該コア基板上に形成され上面に導体パターンが設けられたビルドアップ層と、
該ビルドアップ層上に形成された低弾性率層と、
該低弾性率層の上面に設けられ電子部品と接続部を介して接続される実装用電極と、
前記低弾性率層を貫通して前記実装用電極と前記導体パターンとを電気的に接続する導体ポストと、
を備えた多層プリント配線板であって、
前記導体ポストはアスペクト比Raspが4以上で直径が30μmを超え、しかも前記導体ポストのうち前記低弾性層の外周部に配置された外側導体ポストのアスペクト比Raspは前記低弾性層の内周部に配置された内側導体ポストのアスペクト比Raspの1.25倍以上2倍以下である、多層プリント配線板。 - 前記導体ポストのうち少なくとも前記外側導体ポストはクビレを持つ形状に形成されている、請求項1に記載の多層プリント配線板。
- 前記クビレを持つ形状に形成された前記外側導体ポストは最大径/最小径が2以上4以下である、請求項2に記載の多層プリント配線板。
- 前記導体ポストが最外周からN列目まで多重に形成されているときには前記外側導体ポストを最外周からN×2/3列までの範囲内で定められている、請求項1〜3のいずれかに記載の多層プリント配線板。
- 前記低弾性率層は、前記電子部品を該低弾性率層側に仮想的に投影したときの投影部分の全域に略一致するように形成されている、請求項1〜4のいずれかに記載の多層プリント配線板。
- 前記実装用電極は、前記低弾性率層の上面と略同一平面となるように形成された前記導体ポストの頂部である、請求項1〜5のいずれか記載の多層プリント配線板。
- 前記低弾性率層は、30℃におけるヤング率が10MPa〜1GPaである、請求項1〜6のいずれか記載の多層プリント配線板。
- 前記電子部品は、ポーラス化した層間絶縁膜を有するICチップを備えてなる、請求項1〜7のいずれか記載の多層プリント配線板。
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