JP5132085B2

JP5132085B2 - 配線基板及びそれを用いた半導体素子の実装構造体

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Publication number: JP5132085B2
Application number: JP2006148577A
Authority: JP
Inventors: 裕塚田; 桂林
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2006-05-29
Filing date: 2006-05-29
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2026-05-29
Also published as: JP2007318032A

Description

本発明は、各種オーディオビジュアル（略称ＡＶ：Audio Visual)機器や家電機器，通信機器，コンピュータ装置およびその周辺機器などの電子機器に使用される配線基板およびそれを用いた半導体素子の実装構造に関するものである。

従来より、ＩＣ（Integrated Circuit），ＬＳＩ（Large Scale Integration）などの半導体素子などを上面に搭載する配線基板として、樹脂製の配線基板が用いられている。

ところが、樹脂製の配線基板は、樹脂の特性に起因して、その線膨張係数が半導体素子の線膨張係数に比べて大きい。このため、樹脂製の配線基板上に半導体素子を実装すると、両者の線膨張係数の差に起因して両者間に大きな熱応力が印加され、配線基板と半導体素子との接続状態が不安定となり、歩留まり低下が懸念される。

それ故、半導体素子の線膨張係数に近い低線膨張係数の配線基板及び半導体素子の実装構造体を実現することが求められている。

本発明の配線基板は、第１方向に沿って配置される複数の第１繊維束と、前記第１方向と直交する第２方向に沿って配置され、前記第１繊維束よりも小さな断面積を有する複数の第２繊維束と、を編み込んで構成される複数の第１織布と、前記複数の第１織布を積層させた形で内部に収容する樹脂板と、前記樹脂板にて、長手方向が前記第１方向に対して平行に配置される部位を有する複数の配線導体と、を備え、前記複数の第１織布は、厚み方向に隣り合う前記第１織布が８０°〜１００°回転するように積層されており、厚み方向に隣り合う前記第１織布において、一方の前記第１織布の各前記第２繊維束は、他方の前記第１織布の前記第１方向に隣り合う前記第１繊維束同士の間に位置している。

また、本発明の第１の配線基板は、上記第１の配線基板において、前記第１繊維束は、前記第２繊維束よりも線膨張係数が小さい。

さらに、本発明の第１の配線基板は、上記第１の配線基板において、前記第１繊維束と前記第２繊維束との交差領域の幅は、前記第１繊維束と前記第２繊維束との非交差領域の幅よりも大きい。

また、本発明の第１の配線基板は、上記第１の配線基板において、前記第１繊維束及び前記第２繊維束は、各々がその長手方向と直交する方向に沿って間隔を空けて配列されており、前記第２繊維束の配列ピッチは前記第１繊維束の配列ピッチよりも大きく設定されている。

また、本発明の第２の配線基板は、上記第２の配線基板において、前記第１繊維束は、前記第２繊維束よりも線膨張係数が小さい。

さらに、本発明の第２の配線基板は、上記第２の配線基板において、前記第１繊維束と前記第２繊維束との交差領域の幅は、前記第１繊維束と前記第２繊維束との非交差領域の幅よりも大きい。

そして、本発明の半導体素子の実装構造体は、上述の第１または第２の配線基板と、該配線基板の配線導体に接続される半導体素子と、を備えている。

本発明によれば、樹脂板により構成される配線基板の線膨張係数を低減することができる。また、配線基板内における線膨張係数に関して、方向によるばらつきを抑制することが可能となる。その結果、接続状態が良好な高性能の半導体素子の実装構造体が実現される。

本願発明者は、異なる方向に配置される複数の繊維束を編み込んで成る織布を適用し、該織布をエポキシ樹脂等の樹脂材料から成る樹脂板と、該樹脂板に形成される配線導体と、を有する配線基板を提案している。かかる配線基板は、線膨張係数が大きな樹脂板の伸びを線膨張係数が小さな材料から成る織布によって抑制し、配線基板全体としての線膨張係数の低減を図るものである。

しかしながら、配線基板の線膨張係数には、織布の構成材料のみが関係するのではなく、織布を構成する繊維束の形状や配列ピッチ等が大きく関係していることが判明し、本発明が案出された。以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る半導体素子の実装構造体の断面図、図２の（ａ）は、図１に示す配線基板に用いられる織布の平面図、図２の（ｂ）は、（ａ）に示す織布のＡ−Ａ線断面図である。なお、図２（ａ）は、便宜上、織布を１枚のみ図示している。

本実施形態に係る半導体素子の実装構造体は、大略的に、配線基板１と、該配線基板１上に搭載されるＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子６で構成されている。ここでは、半導体素子６は、半田等の接合材７を介して配線基板１にフリップチップ実装されている。以下、配線基板１を中心に説明する。

配線基板１は、たとえば各種オーディオビジュアル（略称ＡＶ：Audio Visual)機器や家電機器，通信機器，コンピュータ装置およびその周辺機器などの電子機器に使用されるものであり、複数の織布２と、該織布２を収容する樹脂板３と、該樹脂板３に形成される配線導体４と、を備えた構成を有している。

・織布
複数の織布２は、ｘ方向に対して略平行に配置される複数の繊維束２ｘと、ｙ方向に対して略平行に配置される複数の繊維束２ｙとを互いに交差させた形で編み込んで構成されており、各繊維束２ｘは、図２（ｂ）に示すように周期的に繊維束２ｙの上面側、下面側に交互に配置され、全体としてｚ方向にうねった波状に形成されている。一方、各繊維束２ｙは、図２（ｂ）に示すように周期的に繊維束２ｘの上面側、下面側に交互に配置され、全体としてｚ方向にうねった波状に形成されている。なお、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向は互いに直交しているものとする。

このような織布２は、ｚ方向に積層された形で樹脂板３の内部に収容されており、線膨張係数の大きな樹脂板３の伸縮を抑え、配線基板１の線膨張係数を小さくするためのものである。樹脂板３の表面より織布２の一部が露出していても良いが、織布２の露出部に対して樹脂板３上に配線導体４を形成すると、配線導体４が樹脂板３より剥離しやすくなることから、織布２は樹脂板２に完全に収容されていることが好ましい。

織布２の数は単数であっても構わないが、樹脂板３に対する織布２の体積比率（織布２の体積Ｖ₂、樹脂板３の体積Ｖ_３とすると、Ｖ_２／Ｖ_３）は、４５％以上７０％以下に設定することが好ましい。織布２の体積比率が４５％未満であると、樹脂板２の伸びを織布２が抑制する力が小さくなり、一方、織布２の体積比率が７０％を超えると、樹脂板３の体積が不足するため、繊維束２ｘ、２ｙとの間、あるいは、繊維束２ｘ、２ｙを構成する複数の単繊維５の間に、樹脂が充填されない空隙が多数発生するおそれがあり、その結果、絶縁不良や樹脂板の膨れなどが生じて不良の原因となり易いからである。

織布２を構成する繊維束２ｘ、２ｙは、図３に示すように、各々が樹脂板３よりも線膨張係数が小さな材料からなる複数の単繊維５を束にして構成されており、繊維束２ｘのｙ方向に関する配列ピッチと、繊維束２ｙのｘ方向に関する配列ピッチとが略等しく設定されている。一方、繊維束２ｙの断面積は、繊維束２ｘの断面積よりも小さく設定されている。

ここで、繊維束の配列ピッチとは、隣り合う繊維束同士の中心軸間の間隔（隣り合う一対の繊維束同士で間隔が不均一である場合は最大間隔）をいう。図１１に示す織布のように各繊維束の配列ピッチが織布２内でばらつきがある場合を考慮し、基本的には配列ピッチは繊維束間の配列ピッチの平均値のことをいう。ただし、全ての配列ピッチを測定しなくとも、連続して配列される任意の１０本の中での繊維束の配列ピッチの平均値を採用しても良い。

また、繊維束の断面積とはｚ方向に平行な断面の面積（１本の繊維束で断面積が不均一である場合は断面積の最大値）をいい、基本的には平均値をとるが、連続して配列される任意の５本の繊維束の断面積の平均値を採用しても良い。

繊維束２ｙの断面積を繊維束２ｘの断面積よりも小さく設定するには、単繊維５の数を繊維束２ｘよりも繊維束２ｙで小さくするか、あるいは、単繊維５の断面積を繊維束２ｘよりも繊維束２ｙで小さくすれば良い。

このようにｘ方向、ｙ方向に対して単に同じ断面積の繊維束を用いるのではなく、繊維束２ｙの断面積を繊維束２ｘに比べて小さくしたことから、繊維束２ｙに対して編みこまれる繊維束２ｘのｚ方向へのうねりが小さくなる。うねりが小さいと、繊維束のばね性が損なわれ、その結果、繊維束がｘ方向に伸びようとする力が小さくなる。それ故、繊維束２ｘのｘ方向への伸びは低減されることとなり、織布２のｘ方向に関する線膨張係数を小さくすることが可能となる。

なお、繊維束２ｙの断面積Ｓｙに対する繊維束２ｘの断面積Ｓｘの比率Ｓｘ／Ｓｙは３〜１００の範囲に設定することが好ましい。Ｓｘ／Ｓｙが３よりも小さいと、繊維束２ｘのｚ方向へのうねりをそれほど小さくできないため、繊維束２ｘの構成材料を比較的低線膨張係数の材料で構成されることとなり、材料の選択の幅が狭くなるおそれがあり、一方、Ｓｘ／Ｓｙが１００よりも大きいと、繊維束２ｙが繊維束２ｘを保持する力が相対的に弱くなるため、繊維束２ｙと繊維束２ｘとがずれ易くなり、いわゆる目ずれと呼ばれる現象が生じる。目ずれが起きるとこの部分で基板に不均一な変形が生じ、微細高精度の配線形成が困難になる。

また、繊維束２ｘ、２ｙの幅は、図４に示すように、繊維束２ｘ、２ｙが交差していない非交差領域よりも繊維束２ｘ、２ｙが交差している交差領域Ｃで広く形成されている。すなわち、交差領域Ｃにおける繊維束２ｘ、２ｙの幅２ｘｗ_１、２ｙｗ_１は非交差領域における繊維束２ｘ、２ｙの幅２ｘｗ_２、２ｙｗ_２よりも広く形成されている。この場合、交差領域Ｃの接触面積が大きくなるので、繊維束２ｘと繊維束２ｙとの密着強度が高まり、織布２の強度を長期にわたり高く維持することが可能となる。したがって、繊維束２ｘ、２ｙの幅は、非交差領域よりも繊維束２ｘ、２ｙが交差している交差領域Ｃで広く形成することが好ましい。

繊維束２ｘ、２ｙを構成する単繊維５の材料としては、ヤング率が１０ＧＰａ以上の材料が適用されることが好ましい。さらに、単繊維５の長手方向の線膨張係数（２５℃以上２００℃以下）は、−１０ｐｐｍ／℃以上０ｐｐｍ／℃以下のものが好ましい。

単繊維５の長手方向の線膨張係数は、低いほど繊維束２ｘ、２ｙの長手方向の線膨張係数が低くなり、樹脂板３の伸びを抑制する効果が大きくなるため、線膨張係数は０ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。

なお、繊維束２ｘの断面積は繊維束２ｙの断面積よりも大きいため、繊維束２ｘの線膨張係数は繊維束２ｙの線膨張係数が小さい方が織布２の線膨張係数の低減という観点で好ましい。

ヤング率が１０ＧＰａ以上で、長手方向の線膨張係数（２５℃以上２００℃以下）が−１０ｐｐｍ／℃以上０ｐｐｍ／℃以下の単繊維４ａを構成する材料としては、全芳香族ポリエステル繊維、全芳香族ポリアミド、ポリベンズオキサゾール、液晶ポリマーを主成分とする有機繊維が良好に用いられる。織布を樹脂以外の材料で形成する場合、ヤング率が１０ＧＰａ以上で、長手方向の線膨張係数（２５℃以上２００℃以下）が−１０ｐｐｍ／℃以上０ｐｐｍ／℃以下の材料として、Ｓガラス、Ｔガラスを適用することも可能である。Ｅガラスも適用可能であるが、線膨張係数がＳガラス、Ｔガラスよりも大きいため、Ｓガラス、Ｔガラスを適用することが好ましい。

・樹脂板
織布２を被覆する樹脂板３は、例えば、非金属無機フィラー（たとえば球状シリカ）を２０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下含有するエポキシ樹脂により形成されている。かかる構成により、２０ｐｐｍ／℃〜６０ｐｐｍ／℃の線膨張係数、２ＧＰａ〜５ＧＰａのヤング率を実現できる。なお、樹脂板３は、単層であってもよいし、複数層で構成されていても良い。

樹脂板３の線膨張係数は低いほど良いが、１０ｐｐｍ／℃よりも小さい線膨張係数を有するものは現在市販されていないため試験ができていない。従って、現時点では、樹脂板３の線膨張係数は１０ｐｐｍ／℃以上６０ｐｐｍ／℃以下のものが好適に用いられる。樹脂板３の線膨張係数が６０ｐｐｍ／℃を超えると、配線基板１全体の熱膨張率をシリコンと同等にすることが困難となるためである。また、樹脂板５は、ヤング率が小さいほど単繊維４ａによって樹脂板５の膨張が抑制されやすくなるため、ヤング率は５ＧＰａ以下が好ましい。また、樹脂板５のヤング率が小さすぎると、配線基板の剛性が不足気味になる傾向にあるため、樹脂板５のヤング率は０．０５ＧＰａ以上のものが好ましい。

本実施形態では、樹脂板５の材料としてエポキシ樹脂を使用しているが、勿論、エポキシ樹脂だけに限定されるものではない。たとえば、シアネート樹脂、ビスマレイミドトリアジンなどの樹脂材料を樹脂板の材料として適用可能である。ただし、ヤング率、線膨張係数については、前記エポキシ樹脂で適用した数値範囲と同一の数値範囲が好適な範囲である。非金属無機フィラーの量は、樹脂板５を構成する樹脂材料の種類に応じて適宜変更する。また、非金属無機フィラーとしては、シリカ以外には、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の材料を使用することができる。

・ヤング率の測定方法
単繊維５、繊維束２ｘ、２ｙおよび樹脂板３のヤング率は、次のような方法で計測可能である。単繊維５のヤング率は、織布２を構成する繊維束２ｘ、２ｙをほぐして、一本の単繊維５を取出し、この単繊維５について引張り試験機により測定して得られた単位断面積あたりの引張り応力を単繊維の伸び量で割ることで計測できる。また、繊維束２ｘ、２ｙのヤング率は、繊維束２ｘ、２ｙを引張り試験機により測定して得られた単位断面積あたりの引張り応力を繊維束２ｘ、２ｙの伸び量で割ることで計測できる。そして、樹脂板３の場合、配線基板１を作製するときと同条件で硬化して作成したフィルムを矩形状の試験片に切り出し、この試験片を引張り試験機で測定して得られた単位断面積あたりの引張り応力を樹脂の伸び量で割ることにより計測できる。また従来周知のナノインデンテーション法を用いて計測することもできる。

一方、配線基板１となった状態から単繊維５および樹脂板３のヤング率を計測することもできる。単繊維５のヤング率は、樹脂板３を除去して繊維束２ｘ、２ｙを取り出した後、該繊維束２ｘ、２ｙをほぐして一本の単繊維５を取出し、この単繊維５について引張り試験機により測定して得られた単位断面積あたりの引張り応力を繊維の伸び量で割ることで計測できる。また、繊維束２ｘ、２ｙのヤング率は、樹脂板３を除去して取り出した繊維束２ｘ、２ｙを引っ張り試験機により測定して得られた単位断面積あたりの引っ張り応力を繊維の伸び量で割ることで計測できる。樹脂板３のヤング率は、樹脂板３を薄片状に切り出し、四角柱や三角錐などの圧子を薄片表面に押し込み、その時の圧子にかかる荷重と圧子の下の射影面積から求める。なお、繊維束２ｘ、２ｙのヤング率は、予め測定した樹脂板３のヤング率と、樹脂板３と単繊維５との複合体の状態でヤング率とを測定し、この複合体のヤング率と樹脂板３のヤング率とから、シミュレーションにより繊維束２ｘ、２ｙのヤング率を計測することもできる。

・線膨張係数の測定方法
また、単繊維５及び繊維束２ｘ、２ｙの長手方向の線膨張係数及び樹脂板３の線膨張係数は、次のような方法で計測可能である。単繊維５の線膨張係数は、繊維束２ｘ、２ｙから単繊維５を取り出し、これを寸法測定用のプローブに取り付け、単繊維５を引っ張る方向に加重を加えながら温度を上げ、温度変化による寸法変化を測定することにより計測できる。繊維束２ｘ、２ｙの線膨張係数は、繊維束２ｘ、２ｙを寸法測定用のプローブに取り付け、繊維束２ｘ、２ｙを引っ張る方向に加重を加えながら温度を上げ、温度変化による寸法変化を測定することにより計測できる。樹脂板３の線膨張係数は、たとえば２ｍｍ×３ｍｍ×１５ｍｍの試験片を切り出し、この試験片に寸法測定用のプローブを接触させつつ温度を上げ、温度変化による寸法変化を測定することにより計測できる。

一方、配線基板１となった状態から単繊維５、繊維束２ｘ、２ｙ及び樹脂板３の線膨張係数を計測することもできる。単繊維５の線膨張係数は、樹脂板３を除去して繊維束２ｘ、２ｙを取り出した後、繊維束２ｘ、２ｙから単繊維５を取り出し、該単繊維５を寸法測定用のプローブに取り付け、単繊維５を引っ張る方向に加重を加えながら温度を上げ、温度変化による寸法変化を測定することにより計測できる。繊維束２ｘ、２ｙの線膨張係数は、樹脂板３を除去して繊維束２ｘ、２ｙを取り出し、繊維束２ｘ、２ｙを寸法測定用のプローブを取り付け、繊維束２ｘ、２ｙを引っ張りながら温度を上昇させ、温度変化による寸法変化を測定することにより計測できる。樹脂板３の線膨張係数は、樹脂板３を適当な大きさの薄片状に切り出し、この薄片を試験片として寸法測定用のプローブに取り付け、試験片を引っ張る方向に加重を加えながら温度を上げ、温度変化による寸法変化を測定することにより計測できる。なお、繊維束２ｘ、２ｙの線膨張係数は、予め樹脂板３の線膨張係数を測定するとともに、樹脂板３と繊維束２ｘ、２ｙの複合体の状態で線膨張係数を測定し、この複合体の線膨張係数と樹脂板３の線膨張係数とから、シミュレーションにより繊維束２ｘ、２ｙの線膨張係数を計測することもできる。

・配線導体
配線導体４は、樹脂板３の上面や内部、場合によっては下面にも形成されており、銅や銀、金、アルミニウム、ニッケル、クロム等の導電性材料により所定パターンに形成されている。かかる配線導体４は、配線基板１に搭載されるＩＣやＬＳＩ等の半導体素子に電気的に接続されており、該半導体素子に電力を供給する給電配線として機能する。なお、配線導体４としては、スルーホール導体や電極パッドを含んでも良い。

・配線基板の製造方法
本実施形態に係る配線基板１は、例えば、以下の工程を経て製作される。

（１）まず、織布２を形成する。織布２は、単繊維５を束ねて糸状とすることで断面積の異なる繊維束２ｘ、２ｙを形成する。次に、繊維束２ｘ、２ｙを互いの配列ピッチが略等しくなるように織機を用いて平織りにすることで繊維束２ｘ、２ｙを編みこみ、織布２を形成する。繊維束２ｘ、２ｙの交差領域において繊維束２ｘ、２ｙの幅を広くしたい場合は、プレス装置等を用いて織布２をｚ方向に加熱プレスする。以上の方法によって織布２が完成する。

（２）次に、樹脂板３を構成する樹脂材料（例えばエポキシ樹脂の前駆体）を準備し、これに予めシランカップリング処理を行った球状シリカ粉末と溶剤を混合することでワニスを作製する。そして、作製したワニスを織布２に含浸させ、樹脂シート（プリプレグ）を作製する。

（３）続いて、得られた樹脂シートを複数積層して、その表裏に金属箔（たとえば銅箔）を被着させ、これを樹脂シートの厚み方向に加熱プレスを行い、更に、レーザーやドリル等で形成された貫通孔に対して無電解めっきや電気めっき等によりスリーホール導体を形成する。そして、銅箔を従来周知のフォトリソグラフィー及びエッチングにより所定パターンに加工することによって織布２を内部に収容した樹脂板２を有する配線基板１が完成する。

この後、得られた配線基板上にビルドアップ法で樹脂層及び配線層を積層し、多層基板を作製しても良いし、配線基板１上にＩＣやＬＳＩ等の半導体素子を実装し、半導体素子の実装構造体を形成しても良い。

（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る配線基板の織布を示す平面図である。以下では、本実施形態が第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、共通する構成に関する説明は原則的に省略する。

本実施形態における織布２は、繊維束２ｘ、２ｙの断面積が略等しく、繊維束２ｘの配列ピッチを繊維束２ｙの配列ピッチよりも小さく設定している。かかる構成とすることにより、単位長さあたりの繊維束２ｘの数を多くすることができ、ｘ方向への樹脂板３の伸びを抑制する力を、繊維束２ｘ、２ｙの配列ピッチを互いに等しくする場合に比べて大きくすることが可能となる。その結果、織布２全体の線膨張係数を低減できる。

繊維束２ｙの配列ピッチＰｙに対する繊維束２ｘの配列ピッチＰｘの比率Ｐｘ／Ｐｙは１／１００〜１／３の範囲に設定することが好ましい。Ｐｘ／Ｐｙが１／１００よりも小さいと、繊維束２ｙのｚ方向へのうねり回数が多くなり、繊維束２ｙのばね性が増大し、線膨張係数の低減効果が小さくなる場合がある。一方、Ｐｘ／Ｐｙが１／３よりも大きいと、繊維束２ｘのｘ方向の線膨張係数の低減効果がそれほど顕著ではないため、配線基板１全体の線膨張係数を大幅に低減する際には、繊維束２ｘの選択材料を十分に考慮する必要があり、繊維束２ｘの選択材料の幅が狭くなる。

（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態に係る配線基板の織布を示す平面図である。以下では、本実施形態が第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、共通する構成に関する説明は原則的に省略する。

本実施形態における織布２は、繊維束２ｘ、２ｙの断面積の関係は第１の実施形態と同様に、繊維束２ｙの断面積を繊維束２ｘの断面積よりも小さく設定されているが、繊維束２ｘの配列ピッチが繊維束２ｙの配列ピッチよりも小さく設定されている。かかる構成とすることにより、繊維束２ｘのｚ方向へのうねりを小さく抑制しつつ、単位長さあたりの繊維束２ｘの数を多くすることができる。その結果、ｘ方向に伸びようとする樹脂板３を抑制する力が第１実施形態や第２実施形態よりも大きくなり、ひいては織布２全体の線膨張係数の低減化につながる。

（第４の実施形態）
図７は、第４の実施形態に係る配線基板の織布を示す平面図である。以下では、本実施形態が第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、共通する構成に関する説明は原則的に省略する。

本実施形態における配線基板は、第１の実施形態における織布２に相当する織布２Ａ上に、該織布２Ａと略同様の構成を有する織布２Ｂを約９０度（±１０度、すなわち８０度〜１００度まで許容されるとする）右方向（時計回り）に回転させた形で配置し、これら織布２Ａ、２Ｂを樹脂板３の内部に収容した構成を有している。すなわち、織布２Ａを構成する繊維束２Ａｘ、２Ａｙは、互いに配列ピッチが略等しく、繊維束２Ａｙの断面積は繊維束２Ａｘの断面積よりも小さく設定されているが、織布２Ｂを構成する繊維束２Ｂｘ、２Ｂｙは、互いに配列ピッチが略等しいが、繊維束２Ｂｙの断面積は繊維束２Ｂｘの断面積よりも大きく設定されており、繊維束の断面積の大小関係が織布２Ａと織布２Ｂとで逆になっている。

このような構成を採用するに至った理由は以下の通りである。すなわち、第１の実施形態に係る織布２をそのままｚ方向に積層する場合、確かに配線基板全体の線膨張係数を低減できるが、ｘ方向に関する配線基板１の線膨張係数とｙ方向に関する配線基板１の線膨張係数との差が拡大する傾向にある。このような傾向は、配線基板１の歪みの原因となるものであるが、かかる傾向は配線基板１が多層配線基板の用途に用いられる場合に特に強くなるため、あまり好ましくない。それ故、配線基板１の線膨張係数を低く抑えつつもｘ方向に関する配線基板１の線膨張係数とｙ方向に関する配線基板１の線膨張係数との差を小さくすることが望まれる。

そこで、本実施形態に係る配線基板１により、織布２Ａでｘ方向に関する配線基板１の線膨張係数を低減するとともに、織布２Ｂでｙ方向に関する配線基板１の線膨張係数を低減することができる。その結果、配線基板全体の線膨張係数を低減しつつ、ｘ方向とｙ方向の線膨張係数の差に起因した配線基板１の歪みが良好に抑制される。したがって、特に配線基板を多層配線基板の用途や、半導体素子のフリップチップ実装用の配線基板の用途として用いる場合、特に有効である。

（第５の実施形態）
図８は、第５の実施形態に係る配線基板の織布を示す平面図である。以下では、本実施形態が第４の実施形態と異なる構成について主に説明し、共通する構成に関する説明は原則的に省略する。

本実施形態における配線基板は、織布２Ｂが織布２Ａを４５度右方向（時計回り）に回転させた形で織布２Ａ上に配置されている点で第４の実施形態に係る配線基板と構成を異にしている。このような構成であっても、第４の実施形態と同様にｘ方向及びｙ方向の線膨張係数の差を小さくできるが、第４の実施形態の方がその効果は大きい。

なお、織布２Ｂの織布２Ａに対する回転の角度は４５度でなくとも良いのは勿論であるが、１０度以上回転させることが好ましい。また第４の実施形態から明らかなように８０度〜１００度回転させることが更に好ましい。１００度よりも大きく回転させると、織布２Ａ，２Ｂが軸対称の構成を有している関係で８０度未満の角度で回転させているのと同様の構成となってしまうので、８０度〜１００度が最も好ましい。

（第６の実施形態）
図９は、第６の実施形態に係る配線基板の織布を示す平面図である。以下では、本実施形態が第４の実施形態と異なる構成について主に説明し、共通する構成に関する説明は原則的に省略する。

本実施形態における配線基板は、織布２Ａ、２Ｂとして第２の実施形態における織布に相当するものを用いている点で第４の実施形態と異なる。織布２Ａと織布２Ｂとを約９０度回転させた関係に配置させる点は共通している。

かかる構成においても第４の実施形態と同様の効果を奏する。なお、織布２Ａ，２Ｂの回転角度が９０度に限定されないことは言うまでもない。

（第７の実施形態）
図１０は、第７の実施形態に係る配線基板の織布を示す平面図である。以下では、本実施形態が第４の実施形態と異なる構成について主に説明し、共通する構成に関する説明は省略する。

本実施形態における配線基板は、織布２Ａ、２Ｂとして第３の実施形態における織布に相当するものを用いている点で第４の実施形態と異なる。織布２Ａと織布２Ｂとを約９０度回転させた関係に配置させる点は共通している。

かかる構成においても第４の実施形態と同質の効果を奏するが、個々の織布２Ａ，２Ｂに関する線膨張係数の低減効果が第４の実施形態と比べて大きいため、第４の実施形態に比べてより効果が大きい。なお、織布２Ａ，２Ｂの回転角度が９０度に限定されないことは言うまでもない。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の第１乃至第７の実施形態に特に限定されるものではなく、種々の変更・改良が可能である。

例えば、第１乃至第３の実施形態のように、線膨張係数がｙ方向よりもｘ方向で小さい織布２をｚ方向に積層する場合は、配線基板１の線膨張係数はｙ方向よりもｘ方向で小さくなるが、ｘ方向とｙ方向との配線基板１の線膨張係数の差を緩和するため、樹脂板３に形成される配線導体４の長手方向をｘ方向に略平行とすることが好ましい。配線導体４は線膨張係数が大きいため、かかる構成を採用すれば、配線基板全体として見れば、配線導体４による配線基板１のｙ方向の線膨張係数の増加を抑え、配線基板１の歪みの増加を良好に防止することができる。

また、第４乃至第７の実施形態においては、織布２Ａと織布２Ｂの数は等しいことが好ましい。織布２Ａ，２Ｂの数が異なると、その数の差に応じてｘ方向とｙ方向の線膨張係数の差が大きくなるからである。また織布２Ａ、織布２Ｂの配置は、ｚ方向に関して対称的な配置となることが好ましく、この場合、ｘ方向とｙ方向の線膨張係数の差をより小さくできる。

さらに、第１乃至第７の実施形態においては、繊維束をｘおよびｙ方向の二方向に配列しているが、この配列方向は二方向だけに限定されるものではない。たとえば繊維束を三方向以上に配列して相互に編み込んで形成する場合もあり得る。この場合には、配線基板の剛性強度を、二方向に配列しているものに比べて高めることができる。また二方向に配列される繊維束は、ｚ方向に対しては垂直に規定されるものの、垂直に交差しない場合もある。

本発明の第１の実施形態に係る半導体素子の実装構造体を示す断面図である。（ａ）は、図１に示す配線基板に用いられる織布を示す平面図、（ｂ）は、（ａ）に示す織布のＡ−Ａ線断面図である。繊維束の断面図である。繊維束２ｘ、２ｙの交差領域Ｃの拡大平面図である。本発明の第２の実施形態に係る配線基板の織布を示す平面図である。本発明の第３の実施形態に係る配線基板の織布を示す平面図である。本発明の第４の実施形態に係る配線基板の織布を示す平面図である。本発明の第５の実施形態に係る配線基板の織布を示す平面図である。本発明の第６の実施形態に係る配線基板の織布を示す平面図である。本発明の第７の実施形態に係る配線基板の織布を示す平面図である。本発明の他の実施形態に係る配線基板の織布を示す平面図である。

符号の説明

１・・・配線基板
２、２Ａ、２Ｂ・・・織布
２ｘ、２Ａｘ、２Ｂｘ・・・繊維束
２ｙ、２Ａｙ、２Ｂｙ・・・繊維束
３・・・樹脂板
４・・・配線導体
５・・・単繊維
６・・・半導体素子
Ｃ・・・交差領域

Claims

第１方向に沿って配置される複数の第１繊維束と、前記第１方向と直交する第２方向に沿って配置され、前記第１繊維束よりも小さな断面積を有する複数の第２繊維束と、を編み込んで構成される複数の第１織布と、
前記複数の第１織布を積層させた形で内部に収容する樹脂板と、
前記樹脂板にて、長手方向が前記第１方向に対して平行に配置される部位を有する複数の配線導体と、を備え、
前記複数の第１織布は、厚み方向に隣り合う前記第１織布が８０°〜１００°回転するように積層されており、
厚み方向に隣り合う前記第１織布において、一方の前記第１織布の各前記第２繊維束は、他方の前記第１織布の前記第１方向に隣り合う前記第１繊維束同士の間に位置している配線基板。
請求項１に記載の配線基板において、
前記第１繊維束は、前記第２繊維束よりも線膨張係数が小さい配線基板。
請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の配線基板において、
前記第１繊維束と前記第２繊維束との交差領域の幅は、前記第１繊維束と前記第２繊維束との非交差領域の幅よりも大きい配線基板。
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の配線基板において、
前記第１繊維束及び前記第２繊維束は、各々がその長手方向と直交する方向に沿って間隔を空けて配列されており、
前記第２繊維束の配列ピッチは前記第１繊維束の配列ピッチよりも大きく設定されている配線基板。
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の配線基板と、該配線基板に設けられる配線導体に対して接続される半導体素子と、を備えた半導体素子の実装構造体。