JP6294024B2 - Wiring board and mounting structure using the same - Google Patents
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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、コンピュータ機器およびその周辺機器)に使用される配線基板およびこれを用いた実装構造体に関するものである。 The present invention relates to a wiring board used for electronic devices (for example, various audiovisual devices, home appliances, communication devices, computer devices and peripheral devices thereof) and a mounting structure using the same.
従来、電子部品を配線基板に実装してなる実装構造体が、電子機器に用いられている。 Conventionally, a mounting structure in which an electronic component is mounted on a wiring board is used in an electronic device.
例えば、特許文献1には、絶縁層(樹脂絶縁層)と、絶縁層の一主面に配された、電子部品(チップ部品)に電気的に接続される複数のパッド(主面側接続端子)を備えた配線基板が記載されている。
For example,
ところで、隣接するパッド同士の間に電圧が印加されると、パッドを構成する導電材料がイオン化し、パッドの一部が隣接するパッドに向かって伸長することがある(イオンマイグレーション)。その結果、隣接するパッド同士が短絡しやすくなり、配線基板の電気的信頼性が低下しやすい。 By the way, when a voltage is applied between adjacent pads, the conductive material constituting the pads may be ionized and a part of the pads may extend toward the adjacent pads (ion migration). As a result, adjacent pads are easily short-circuited, and the electrical reliability of the wiring board is likely to be reduced.
したがって、電気的信頼性に優れた配線基板を提供することが要求されている。 Therefore, it is required to provide a wiring board having excellent electrical reliability.
本発明は、電気的信頼性に優れた配線基板およびこれを用いた実装構造体を提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a wiring board excellent in electrical reliability and a mounting structure using the wiring board.
本発明の一形態における配線基板は、絶縁層と、該絶縁層の一主面に配された、電子部品に電気的に接続される複数のパッドと、前記絶縁層を厚み方向に貫通し、前記複数のパッドそれぞれに電気的に接続した複数のビア導体とを備え、前記絶縁層の一主面は、前記複数のパッドそれぞれに対応し、頂面に前記パッドが配された複数の凸部と、該複数の凸部の間に配された凹部とを有し、前記絶縁層は、少なくとも一部が凸部に配された無機絶縁層と、少なくとも一部が凸部に配された第1樹脂層とを含み、前記ビア導体は、前記凸部において、前記無機絶縁層および前記第1樹脂層を厚み方向に貫通し、前記ビア導体の側面が前記絶縁層で被覆されており、前記第1樹脂層は、前記凸部の前記頂面にて前記パッドと接しており、前記絶縁層は、前記無機絶縁層の前記第1樹脂層とは反対側に配され、少なくとも一部が前記凹部に露出した第2樹脂層をさらに含んでおり、前記第1樹脂層は、第1樹脂と、該第1樹脂に分散した複数の第1フィラー粒子とを含み、前記第2樹脂層は、第2樹脂と、該第2樹脂に分散した複数の第2フィラー粒子とを含み、前記第2樹脂層における前記第2フィラー粒子の含有割合は、前記第1樹脂層における前記第1フィラー粒子の含有割合よりも小さい。 A wiring board according to an embodiment of the present invention includes an insulating layer, a plurality of pads that are arranged on one main surface of the insulating layer and electrically connected to an electronic component, and penetrates the insulating layer in the thickness direction. A plurality of via conductors electrically connected to each of the plurality of pads, wherein one main surface of the insulating layer corresponds to each of the plurality of pads, and a plurality of convex portions with the pads arranged on the top surface And a concave portion disposed between the plurality of convex portions, the insulating layer includes an inorganic insulating layer at least partially disposed on the convex portion, and at least a portion disposed on the convex portion. and a first resin layer, the via conductor is at the convex portion, the inorganic insulating layer and the first resin layer penetrates in the thickness direction, the side surface of the via conductor is covered with the insulating layer, wherein The first resin layer is in contact with the pad at the top surface of the convex portion, and the insulating layer , Further including a second resin layer disposed on the opposite side of the inorganic insulating layer from the first resin layer, at least a part of which is exposed in the recess, and the first resin layer includes the first resin, A plurality of first filler particles dispersed in the first resin, and the second resin layer includes a second resin and a plurality of second filler particles dispersed in the second resin, and the second resin. The content ratio of the second filler particles in the layer is smaller than the content ratio of the first filler particles in the first resin layer .
本発明の一形態における実装構造体は、前述した配線基板と、該配線基板の前記絶縁層の一主面に実装され、前記パッドに電気的に接続した電子部品と、前記電子部品と前記絶縁層の一主面との間に配され、少なくとも一部が前記凹部に配された樹脂部材とを備える。 A mounting structure according to an embodiment of the present invention includes the above-described wiring board, an electronic component that is mounted on one main surface of the insulating layer of the wiring board and is electrically connected to the pad, the electronic component, and the insulation. A resin member disposed between the main surface of the layer and at least a part of the resin member disposed in the recess.
本発明の一形態における配線基板によれば、絶縁層の一主面が、複数のパッドそれぞれに対応し、頂面にパッドが配された複数の凸部と、複数の凸部の間に配された凹部とを有するため、隣接するパッド同士の間における短絡を低減できる。したがって、電気的信頼性に優れた配線基板を得ることができる。 According to the wiring board of one embodiment of the present invention, one main surface of the insulating layer corresponds to each of the plurality of pads, and the plurality of protrusions with the pads arranged on the top surface are arranged between the plurality of protrusions. Therefore, short circuit between adjacent pads can be reduced. Accordingly, it is possible to obtain a wiring board having excellent electrical reliability.
本発明の一形態における実装構造体によれば、前述した配線基板を備えるため、電気的信頼性に優れた実装構造体を得ることができる。 According to the mounting structure in one embodiment of the present invention, since the wiring board described above is provided, a mounting structure having excellent electrical reliability can be obtained.
以下に、本発明の一実施形態に係る配線基板を備えた実装構造体を、図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, a mounting structure including a wiring board according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1および図2に示した実装構造体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、コンピュータ装置またはその周辺機器などの電子機器に使用される。この実装構造体1は、電子部品2と、電子部品2が実装された配線基板3とを含んでいる。
The
電子部品2は、例えばIC、LSI、CCDもしくはCMOS等の半導体素子、SAWデバイス、またはMEMSデバイスなどである。この電子部品2は、配線基板3に半田等の導電材料からなるバンプ4を介してフリップチップ実装されている。
The
配線基板3は、基板5と、基板5上に配され、厚み方向(Z方向)に貫通した貫通孔Pを有する枠体6とを有する。この配線基板3は、マザーボードなどの外部回路基板(図示せず)に実装される。
The
基板5は、電子部品2を駆動もしくは制御するための電源や信号を外部回路基板から電子部品2へ供給する機能を有する。この基板5は、複数の絶縁層7と、絶縁層7上に配された複数の導電層8と、絶縁層7を厚み方向に貫通し、導電層8に電気的に接続した複数のビア導体9とを備えている。複数の導電層8は、絶縁層7の両主面それぞれに配されており、厚み方向または主面方向(XY平面方向)に互いに離れている。絶縁層7の内部には導電層8が配されていない。ビア導体9は、絶縁層7を介して厚み方向に離れた2つの導電層8を電気的に接続している。本実施形態において、基板5はコア基板を有していないコアレス基板であり、絶縁層7は2層であり、導電層8は3層である。なお、絶縁層7および導電層8は何層であっても構わない。
The
絶縁層7は、厚み方向または主面方向に離れた導電層8同士の絶縁部材や主面方向に離
れたビア導体12同士の絶縁部材として機能する。この絶縁層7は、第1樹脂層10と、第1樹脂層10の電子部品2とは反対側に配された無機絶縁層11と、無機絶縁層11の第1樹脂層10とは反対側に配された第2樹脂層12とを有する。
The insulating
第1樹脂層10は、絶縁層7同士または絶縁層7および枠体6を接着する接着部材として機能する。第1樹脂層10は、図3(a)に示すように、第1樹脂13と第1樹脂13中に分散した複数の第1フィラー粒子14とを含んでいる。第1樹脂層10の厚みは、例えば3μm以上30μm以下である。第1樹脂層10のヤング率は、例えば0.2GPa以上20GPa以下である。第1樹脂層10の各方向への熱膨張率は、例えば20ppm/℃以上50ppm/℃以下である。
The
なお、第1樹脂層10のヤング率は、MTS社製ナノインデンターXPを用いて、ISO14577−1:2002に準じた方法で測定される。また、第1樹脂層10の熱膨張率は、市販のTMA(Thermo-Mechanical Analysis)装置を用いて、JIS K7197−1991に準じた測定方法により測定される。以下、各部材のヤング率および熱膨張率は、第1樹脂層10と同様に測定される。
In addition, the Young's modulus of the
第1樹脂13は、第1樹脂層10の主要部であり、接着部材として機能する。この第1樹脂層13は、例えばエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、シアネート樹脂またはポリイミド樹脂等の樹脂材料からなり、中でもエポキシ樹脂からなることが望ましい。
The
第1フィラー粒子14は、第1樹脂層10を低熱膨張率かつ高剛性とする。第1フィラー粒子14は、例えば酸化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウムまたは炭酸カルシウム等の無機絶縁材料からなり、中でも酸化ケイ素からなることが望ましい。第1フィラー粒子14の平均粒径は、例えば0.5μm以上5μm以下である。第1樹脂層10における第1フィラー粒子14の含有割合は、例えば3体積%以上60体積%以下である。
The
なお、第1フィラー粒子14の平均粒径は、配線基板3の厚み方向への断面において、各粒子の粒径の平均値を算出することによって測定することができる。また、第1樹脂層10における第1フィラー粒子14の含有割合は、配線基板3の厚み方向への断面において、第1樹脂層10において第1フィラー粒子14が占める面積の割合を含有割合(体積%)とみなすことによって測定することができる。以下、各粒子の平均粒径および含有割合は、第1フィラー粒子14と同様に測定される。
The average particle diameter of the
無機絶縁層11は、第1樹脂層10および第2樹脂層12よりもヤング率が大きく、かつ熱膨張率が小さいことから、電子部品2と配線基板3との熱膨張率の差を低減するものである。これにより、電子部品2の実装時や作動時に実装構造体1に熱が加わった際に、電子部品2と配線基板3との熱膨張率の違いに起因した反りを抑制することができる。したがって、この反りに起因した電子部品2と配線基板3との接続部の破壊を抑制し、電子部品2と配線基板3との接続信頼性を高めることができる。
Since the inorganic insulating
無機絶縁層11は、図3(a)および(b)に示すように、一部が互いに接続した複数の無機絶縁粒子15と、無機絶縁粒子15同士の間隙16の一部に配された樹脂部17とを含む。また、無機絶縁層11は、無機絶縁粒子15同士が互いに接続することによって三次元網目状構造である多孔質体をなしている。複数の無機絶縁粒子15同士の接続部は、括れ状であり、ネック構造をなしている。無機絶縁層11の厚みは、例えば3μm以上30μm以下である。無機絶縁層11のヤング率は、例えば10GPa以上50GPa以下である。また、無機絶縁層11の各方向への熱膨張率は、例えば0ppm/℃以上10
ppm/℃以下である。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the inorganic insulating
ppm / ° C. or less.
複数の無機絶縁粒子15は、一部が互いに接続していることから互いに拘束し合って流動しないため、無機絶縁層11のヤング率を高めるとともに各方向の熱膨張率を低減するものである。この無機絶縁粒子15は、一部が互いに接続した複数の第1無機絶縁粒子18と、第1無機絶縁粒子18よりも平均粒径が大きく、一部が第1無機絶縁粒子18と接続しているとともに、第1無機絶縁粒子18を挟んで互いに離れた複数の第2無機絶縁粒子19とを含んでいる。
Since the plurality of inorganic insulating
第1無機絶縁粒子18は、無機絶縁層11において接続部材として機能する。また、第1無機絶縁粒子18は、平均粒径が小さいことから後述するように強固に接続するため、無機絶縁層11を低熱膨張率かつ高ヤング率にすることができる。この第1無機絶縁粒子18は、例えば酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化ホウ素、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウム等の無機絶縁材料からなり、中でも、低熱膨張率かつ低誘電正接の観点から、酸化ケイ素からなることが望ましい。この酸化ケイ素は、結晶構造に起因した熱膨張率の異方性を低減するため、アモルファス(非晶質)状態であることが望ましい。第1無機絶縁粒子18における酸化ケイ素の含有割合は、例えば99.9質量%以上100質量%以下である。第1無機絶縁粒子18は、例えば球状である。第1無機絶縁粒子18の平均粒径は、例えば3nm以上110nm以下である。
The first inorganic insulating
第2無機絶縁粒子19は、第1無機絶縁粒子18よりも平均粒径が大きいことから、無機絶縁層11に生じたクラックの伸長を抑制するものである。第2無機絶縁粒子19は、例えば第1無機絶縁粒子18と同様の材料、特性を有する。第2無機絶縁粒子19は、例えば球状である。第2無機絶縁粒子19の平均粒径は、例えば0.5μm以上5μm以下である。
Since the second inorganic insulating
間隙16は、開気孔であり、無機絶縁層11の一主面および他主面に開口を有する。また、一部が互いに接続した複数の無機絶縁粒子15が多孔質体をなしているため、間隙16の少なくとも一部は、無機絶縁層11の厚み方向への断面において、無機絶縁粒子15に取り囲まれている。
The
樹脂部17は、無機絶縁材料よりも弾性変形しやすい樹脂材料からなるため、無機絶縁層11に加わった応力を低減し、無機絶縁層11におけるクラックの発生を抑制するものである。本実施形態の樹脂部17は、間隙16に入り込んだ第1樹脂層10の一部である。その結果、無機絶縁層11と第1樹脂層10との接着強度を高めることができる。
Since the
第2樹脂層12は、厚みおよびヤング率が第1樹脂層10よりも小さいことから、無機絶縁層11と導電層8との間の熱応力を緩和する機能を有する。第2樹脂層12の厚みは、例えば0.1μm以上5μm以下である。第2樹脂層12のヤング率は、例えば0.05GPa以上5GPa以下である。第2樹脂層12の各方向への熱膨張率は、例えば20ppm/℃以上100ppm/℃以下である。
Since the
第2樹脂層12は、図3(a)に示すように、第2樹脂20および第2樹脂20中に分散した複数の第2フィラー粒子21を含んでいる。第2樹脂層12における第2フィラー粒子21の含有割合は、例えば0.05体積%以上10体積%以下である。
As shown in FIG. 3A, the
第2樹脂20は、例えば第1樹脂13と同様の材料、特性を有する。第2フィラー粒子21は、例えば第1フィラー粒子14と同様の材料、特性を有する。第2フィラー粒子21は、例えば球状であり、第2フィラー粒子21の平均粒径は、例えば0.05μm以上0.7μm以下である。
The
導電層8は、接地用配線、電力供給用配線または信号用配線等の配線として機能する。導電層8は、例えば例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケルまたはクロム等の導電材料からなり、中でも銅からなることが望ましい。導電層8の厚みは、例えば3μm以上20μm以下である。導電層8の各方向への熱膨張率は、例えば14ppm/℃以上18ppm/℃以下である。また、導電層8のヤング率は、例えば70GPa以上150以下GPaである。
The
導電層8は、複数の絶縁層7のうち電子部品2側の最外層に配された絶縁層7(以下、第1絶縁層22とする)の一主面に配された、電子部品2に電気的に接続される複数のパッド23を有する。パッド23は、バンプ4が接続する端子として機能する。複数のパッド23それぞれには、ビア導体12が電気的に接続している。パッド23は、例えば円板状である。パッド23の幅(直径)は、例えば20μm以上200μm以下である。
The
ビア導体12は、導電層8とともに配線として機能する。ビア導体12は、例えば導電層8と同様の材料、特性を有する。本実施形態のビア導体12は、ビア孔内に充填されており、電子部品2とは反対側から電子部品2側に向かって幅が小さいテーパー状である。ビア導体12の電子部品2側の端部の幅(直径)は、例えば10μm以上100μm以下である。ビア導体12の電子部品2とは反対側の端部の幅(直径)は、例えば12μm以上120μm以下である。
The via
枠体6は、基板5よりも剛性が高いため、基板5の一主面に接着することによって基板5の反りを抑制する補強部材として機能する。また、枠体6のコア基板24とは反対側の一主面には、実装部品(図示せず)が実装される。実装部品は、電子部品2および配線基板3とともに実装構造体1を構成する。実装部品は、例えば電子部品2と同様の構成を有する。
Since the
枠体6は、基板5の一主面に接着したコア基板24と、コア基板24の基板5とは反対側に配されたビルドアップ層25とを含んでいる。
The
コア基板24は、基板5の剛性を高めるものである。このコア基板24は、基体26と、基体26を厚み方向に貫通したスルーホール内に配された筒状のスルーホール導体27と、スルーホール導体27に取り囲まれた柱状の絶縁体28とを含んでいる。基体26は、例えば、エポキシ樹脂等の樹脂と樹脂に被覆されたガラスクロス等の基材と樹脂中に分散した酸化ケイ素等からなるフィラー粒子とを含んでいる。スルーホール導体27は、基板5の導電層8に電気的に接続しており、例えば導電層8と同様の材料、特性を有する。絶縁体28は、例えばエポキシ樹脂等の樹脂を含んでいる。
The
ビルドアップ層25は、基板5と同様の構成を有するとともに、コア基板24の基板5とは反対側に配されている。その結果、配線基板3に熱が加わった際に、コア基板24とビルドアップ層25との間に加わる熱応力が、コア基板24と基板5との間に加わる熱応力と反対方向に働くため、配線基板3の反りを抑制することができる。ビルドアップ層25は、基板5と同様に、絶縁層7、導電層8およびビア導体9を含んでいる。ビルドアップ層25の導電層8およびビア導体9は、実装部品とスルーホール導体27と電気的に接続することによって、実装部品と外部回路基板または電子部品2との間で電源または信号を伝送する配線として機能する。
The
貫通孔Pは、図1および図2に示すように、配線基板3の基板5とは反対側の一主面に開口している。また、貫通孔Pは、第1絶縁層22の一主面、パッド23を露出している。この貫通孔P内には、電子部品2および樹脂部材29が配されている。貫通孔Pは、例
えば四角柱状である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the through hole P is opened on one main surface of the
樹脂部材29は、電子部品2を被覆しているとともに電子部品2と第1絶縁層22の一主面との間に配されている。この樹脂部材29は、電子部品2、配線基板3および実装部品とともに実装構造体1を構成する。樹脂部材29は、例えば第3樹脂(図示せず)および第3樹脂中に分散した複数の第3フィラー粒子(図示せず)を含んでいる。樹脂部材29における第3フィラー粒子の含有割合は、第1樹脂層10における第1フィラー粒子の含有割合よりも大きい。その結果、樹脂部材29の熱膨張率を低減し、樹脂部材29と電子部品2との熱膨張率の差を低減できる。第3樹脂は、例えば第1樹脂13と同様の材料からなる。第3フィラー粒子は、例えば第1フィラー粒子14と同様の材料からなる。
The
本実施形態において、図1および図3(a)に示すように、第1絶縁層22の一主面は、複数のパッド23それぞれに対応し、頂面にパッド23が配された複数の凸部30と、複数の凸部30の間に配された凹部31とを有する。その結果、隣接するパッド23同士の間に凹部31が配されることとなる。これにより、隣接するパッド23同士の間に電圧が印加された際にパッド23の一部の伸長を低減できる。したがって、イオンマイグレーションに起因した隣接するパッド23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。なお、複数のパッド23それぞれに対応し、頂面にパッド23が配された複数の凸部30においては、1つのパッド23が1つの凸部30の頂面に配されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 1 and FIG. 3A, one main surface of the first insulating
本実施形態において、樹脂部材29は、電子部品2と第1絶縁層22の一主面との間に配され、少なくとも一部が凹部31に配されている。その結果、アンカー効果によって樹脂部材29と第1絶縁層22の一主面との剥離を低減できる。すなわち、隣接するパッド23同士の間に電圧が印加された際にパッド23の一部が侵入する剥離箇所を低減できるため、パッド23の一部の伸長を低減できる。
In the present embodiment, the
本実施形態において、第1絶縁層22は、少なくとも一部が凸部30に配された無機絶縁層11と、少なくとも一部が凸部30に配された第1樹脂層10とを含んでいる。その結果、無機絶縁層11によって凸部30のヤング率を高めることができるため、凸部30の破壊を低減できる。これにより、凸部30の頂面に配されたパッド23と電子部品2との接続部の破壊を低減し、配線基板3と電子部品2との接続信頼性を高めることができる。また、凸部30の破壊を起点とした樹脂部材29におけるクラックの発生を低減できる。すなわち、隣接するパッド23同士の間に電圧が印加された際にパッド23を構成する導電材料が侵入する樹脂部材29のクラック箇所を低減できるため、パッド23の一部の伸長を低減できる。
In the present embodiment, the first insulating
本実施形態において、ビア導体9は、凸部30において、無機絶縁層11および第1樹脂層10を厚み方向に貫通している。一般的に導電材料である金属材料の熱膨張率は、無機絶縁材料の熱膨張率よりも大きく、樹脂材料の熱膨張率よりも小さいため、ビア導体9の熱膨張率は、無機絶縁層11の熱膨張率よりも大きく、第1樹脂層10の熱膨張率よりも小さい。したがって、ビア導体9の厚み方向への熱膨張率と凸部30の厚み方向への熱膨張とを近づけることができるため、ビア導体9とパッド23との接続部に加わる熱応力を低減できる。それ故、ビア導体9とパッド23との接続部の破壊を低減し、配線基板3の電気的信頼性を高めることができる。
In the present embodiment, the via
本実施形態において、第1樹脂層10は、凸部30の頂面にてパッド23と接している。その結果、第1樹脂層10によって凸部30とパッド23との接着強度を高め、凸部30とパッド23との剥離を低減できる。これにより、凸部30の頂面に配されたパッド23と電子部品2との接続部の破壊を低減できる。また、凸部30とパッド23との剥離を
起点とした樹脂部材29におけるクラックの発生を低減できる。
In the present embodiment, the
本実施形態において、第1樹脂層10は、凸部30の頂面に露出しており、凸部30の頂面には微細な凹凸が形成されている。その結果、凸部30の頂面とパッド23との接着強度を高めることができる。この凸部30の頂面の算術平均粗さ(Ra)は、例えば0.1μm以上3μm以下である。なお、凸部30の頂面の算術平均粗さ(Ra)は、配線基板3の厚み方向に沿った断面において、JISB0601:2001に準じて測定される。以下、各部材の算術平均粗さ(Ra)は、凸部30と同様に測定される。
In the present embodiment, the
本実施形態において、第2樹脂層12は、無機絶縁層11の第1樹脂層10とは反対側に配され、少なくとも一部が凹部31に露出している。その結果、第2樹脂層12によって凹部31の内面と樹脂部材29との接着強度を高め、第1絶縁層22の一主面と樹脂部材29との剥離を低減できる。
In the present embodiment, the
本実施形態において、第2樹脂層12は、凹部31の底面に露出しており、凹部31の底面には微細な凹凸が形成されている。その結果、凹部31の底面と樹脂部材29との接着強度を高めることができる。この凹部31の底面の算術平均粗さ(Ra)は、例えば0.1μm以上3μm以下である。
In the present embodiment, the
本実施形態において、第2樹脂層12における第2フィラー粒子21の含有割合は、第1樹脂層10における第1フィラー粒子14の含有割合よりも小さい。その結果、第2樹脂層12における第2フィラー粒子21の含有割合を小さくすることによって、凹部31の内面と樹脂部材29との接着強度を高めることができる。また、第1樹脂層10における第1フィラー粒子14の含有割合を大きくすることによって、凸部30の剛性を高めつつ凸部30とパッド23との熱膨張率の差を低減し、凸部30とパッド23との剥離を低減できる。
In the present embodiment, the content ratio of the second filler particles 21 in the
本実施形態において、第2樹脂層12の厚みは、第1樹脂層10の厚みよりも小さい。その結果、凹部31に露出した第2樹脂層12の厚みを小さくすることによって、凸部30の底部における剛性を高めることができる。これにより、主面方向への応力に対する凸部30の剛性を高め、ひいては配線基板3と電子部品2との接続信頼性を高めることができる。また、凸部30に配された第1樹脂層10の厚みを大きくすることによって、ビア導体9の厚み方向への熱膨張率と凸部30の厚み方向への熱膨張とを近づけることができる。
In the present embodiment, the thickness of the
本実施形態において、凸部30の幅は、底部から頂面に向かって小さくなっている。その結果、凸部30の底部における幅を大きくすることによって、凸部30の底部の強度を高め、凸部30の破壊を低減することができる。また、凸部30の頂面の幅を小さくすることによって、樹脂部材29を容易に凹部31内に充填し、樹脂部材29と凹部31の内面との間の隙間を低減できる。
In the present embodiment, the width of the
本実施形態において、凸部30は、柱状であり、例えば円錐台状である。また、凸部30の側面は、例えば曲面状である。その結果、凸部30の底部における剛性を高めることができる。また、凸部30の頂面全体は、パッド23によって被覆されている。その結果、凸部30の頂面の幅を小さくし、樹脂部材29を容易に凹部31内に充填することができる。凸部30の頂面の幅(直径)は、例えば20μm以上200μm以下である。また、凸部30の高さは、例えば10μm以上50μm以下である。
In the present embodiment, the
本実施形態において、第1絶縁層22は、枠体6に接着した接着部32を有しており、接着部32と接着部32に隣接する凸部30との間には凹部31が配されている。その結
果、接着部32に隣接する凸部30の周囲を凹部31が取り囲むことになる。したがって、樹脂部材29を凹部31内で硬化させた際に、樹脂部材29の硬化収縮によって凸部30に加わる主面方向の応力が凸部30の周方向にてより均一になるため、配線基板3と電子部品2との接続信頼性を高めることができる。この接着部32は、第1樹脂層10および無機絶縁層11を含んでいる。
In the present embodiment, the first insulating
次に、前述した実装構造体1の製造方法を、図4ないし図8を参照しつつ説明する。
Next, a method for manufacturing the mounting
(1)図4(a)に示すように、コア基板24を作製する。具体的には、例えば以下のように行なう。
(1) As shown in FIG. 4A, the
プリプレグを硬化させてなる基体26と基体26の両主面に配された銅箔等の金属箔とからなる積層板を準備する。次に、レーザー加工またはドリル加工等を用いて、積層板にスルーホールを形成する。次に、例えば無電解めっき法、電解めっき法、蒸着法またはスパッタリング法等を用いて、スルーホール内に導電材料を被着させて筒状のスルーホール導体27を形成する。次に、スルーホール導体27の内側に未硬化樹脂を充填して硬化させることによって、絶縁体28を形成する。次に、例えば無電解めっき法および電解めっき法等を用いて、絶縁体28上に導電材料を被着させた後、基体26上の金属箔および導電材料をパターニングしてパッド23を含む導電層8を形成する。以上のようにして、コア基板24を作製することができる。
A laminated plate made of a base 26 made by curing the prepreg and a metal foil such as a copper foil disposed on both main surfaces of the
(2)図4(b)ないし図6(b)に示すように、支持シート33と、支持シート33上に配された無機絶縁層11と、無機絶縁層11上に配された未硬化樹脂を含む樹脂層前駆体34とを有する積層シート35を作製する。具体的には、例えば以下のように行なう。
(2) As shown in FIGS. 4B to 6B, the
まず、図4(b)に示すように、支持シート33および支持シート33上に配された第2樹脂層12を有する樹脂付き金属箔36を準備する。次に、図4(c)および(d)に示すように、無機絶縁粒子15と無機絶縁粒子15が分散した溶剤37とを有するスラリー38を準備し、スラリー38を第2樹脂層12の一主面に塗布する。次に、図5(a)および(b)に示すように、スラリー38から溶剤37を蒸発させて、支持シート33上に無機絶縁粒子15を残存させて、残存した無機絶縁粒子15からなる粉末層39を形成する。この粉末層39において、第1無機絶縁粒子18は近接箇所で互いに接触している。次に、図5(c)および(d)に示すように、粉末層39を加熱して、隣接する第1無機絶縁粒子18同士を近接箇所で接続させることによって無機絶縁層11を形成する。
First, as shown in FIG. 4B, a metal foil with
次に、図6(a)および(b)に示すように、第1樹脂13となる未硬化樹脂および第1フィラー粒子14を含む樹脂層前駆体34を無機絶縁層11上に積層し、積層された無機絶縁層11および樹脂層前駆体34を厚み方向に加熱加圧することによって、樹脂層前駆体34の一部を間隙16内に充填する。以上のようにして、積層シート35を作製することができる。
Next, as shown in FIGS. 6A and 6B, a
本実施形態においては、平均粒径が3nm以上110nm以下である複数の第1無機絶縁粒子18、およびこの第1無機絶縁粒子18が分散した溶剤37を含むスラリー38を支持シート33上に塗布している。その結果、第1無機絶縁粒子18の平均粒径が3nm以上110nm以下であることから、低温条件下においても、複数の第1無機絶縁粒子18の一部を互いに強固に接続することができる。これは、第1無機絶縁粒子18が微小であることから、第1無機絶縁粒子18の原子、特に表面の原子が活発に運動するため、複数の第1無機絶縁粒子18の一部が互いに強固に接続する温度を低減すると推測される。
In the present embodiment, a
したがって、第1無機絶縁粒子18の結晶化開始温度未満、さらには250℃以下といった低温条件下で複数の第1無機絶縁粒子18同士を強固に接続させることができる。また、このように低温で加熱することによって、第1無機絶縁粒子18および第2無機絶縁粒子19の粒子形状を保持しつつ、第1無機絶縁粒子18同士および第1無機絶縁粒子18と第2無機絶縁粒子19とを近接領域のみで接続することができる。その結果、開気孔の間隙16を容易に形成することができる。また、第2樹脂層12の第2樹脂20の熱分解温度未満の温度で第1無機絶縁粒子18同士を強固に接続させることができる。したがって、第2樹脂層12の損傷を低減することができる。
Therefore, the plurality of first inorganic insulating
なお、第1無機絶縁粒子18同士を強固に接続することができる温度は、例えば、第1無機絶縁粒子18の平均粒径を110nmに設定した場合は250℃程度であり、第1無機絶縁粒子18の平均粒径を15nmに設定した場合は150℃程度である。
The temperature at which the first inorganic insulating
また、本実施形態においては、平均粒径が0.5μm以上5μm以下である複数の第2無機絶縁粒子19をさらに含むスラリー38を支持シート33上に塗布している。その結果、平均粒径が第1無機絶縁粒子18よりも大きい第2無機絶縁粒子19によって、スラリー38における無機絶縁粒子15の隙間を低減できるため、溶剤37を蒸発させて形成する粉末層39の収縮を低減できる。したがって、主面方向へ大きく収縮しやすい平板状である粉末層39の収縮を低減することで、粉末層39における厚み方向に沿ったクラックの発生を低減することができる。
In this embodiment, the
支持シート33は、例えばPETフィルム等の樹脂フィルムまたは銅箔等の金属箔である。溶剤37は、例えばメタノール、イソプロパノール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、キシレン、またはこれらから選択された2種以上の混合物を含んだ有機溶剤等である。スラリー38の乾燥温度は、例えば20℃以上溶剤37の沸点未満である。粉末層39を加熱する際の加熱温度は、溶剤37の沸点以上、第1無機絶縁粒子18の結晶化開始温度未満であり、さらには、100℃以上250℃以下である。
The
積層された無機絶縁層11および樹脂層前駆体34を加熱加圧する際の加熱温度は、例えば50℃以上100℃以下である。なお、この加熱温度は、樹脂層前駆体34の硬化開始温度未満であるため、樹脂層前駆体34を未硬化の状態で維持することができる。
The heating temperature when heating and pressurizing the laminated inorganic insulating
(3)図6(c)ないし図7(b)に示すように、コア基板24上に積層シート35を積層して絶縁層7を形成した後、導電層8およびビア導体12を形成する。具体的には、例えば以下のように行なう。
(3) As shown in FIGS. 6C to 7B, the
まず、樹脂層前駆体34をコア基板24側に配しつつ、コア基板24の両主面それぞれに積層シート35を積層する。次に、積層されたコア基板24および積層シート35を厚み方向に加熱加圧することによって、コア基板24に積層シート35を接着させる。次に、図6(c)および図7(a)に示すように、樹脂層前駆体34を加熱することによって、未硬化樹脂を硬化させて第1樹脂13として、樹脂層前駆体34を第1樹脂層10とする。その結果、絶縁層7を形成することができる。この際に、工程(2)で間隙16に入り込んでいた樹脂層前駆体34の一部が樹脂部17となる。
First, the
次に、化学的または機械的に支持シート33を絶縁層7から剥離した後、レーザー加工を用いて、絶縁層7を厚み方向に貫通するビア孔を形成する。この際に、ビア孔の底面に導電層8を露出させる。次に、図7(b)に示すように、無電解めっき法および電解めっき法を用いたセミアディティブ法またはサブトラクティブ法等によって、ビア孔内にビア導体9を形成しつつ、絶縁層7上に導電層8を形成する。
Next, after chemically or mechanically peeling the
コア基板24に積層シート35を接着させる際の加熱加圧は、工程(2)と同様の条件を用いることができる。また、未硬化樹脂を硬化させて第1樹脂13とする際の加熱温度は、例えば未硬化樹脂の硬化開始温度以上、熱分解温度未満である。
The same conditions as in the step (2) can be used for heat and pressure when the
(4)図8(a)に示すように、工程(3)を繰り返すことによって、コア基板24の一主面に基板5を形成しつつ、コア基板24の他主面にビルドアップ層25を形成する。本工程において、コア基板24およびビルドアップ層25は、貫通孔Pを有しない平板を構成している。なお、本工程を繰り返すことにより、基板5およびビルドアップ層25をより多層化することができる。
(4) As shown in FIG. 8A, the build-
(5)図8(b)に示すように、サンドブラスト法を用いて、貫通孔Pを有する枠体6を形成し、配線基板3を形成する。具体的には、例えば以下のように行なう。
(5) As shown in FIG. 8B, the
まず、サンドブラスト法を用いて、ビルドアップ層25のコア基板24とは反対側の一主面に向かって砥粒を噴射することによって、ビルドアップ層25およびコア基板24を厚み方向に貫通する貫通孔Pを形成し、貫通孔Pに第1絶縁層22の一主面およびパッド23を露出させる。さらに、サンドブラスト法を用いて、第1絶縁層22の一主面およびパッド23に砥粒を噴射させることによって、パッド23をマスクとして、第1絶縁層22のパッド23に被覆されていない領域を切削する。これにより、パッド23が頂面に配された凸部30および凸部30同士の間に配された凹部31を形成する。
First, by penetrating the
本実施形態においては、第1絶縁層22が、無機絶縁層11の第1樹脂層10とは反対側に配された第2樹脂層12を含む。一般的に樹脂材料は無機絶縁材料よりもサンドブラスト法によって切削されにくいため、第2樹脂層12は無機絶縁層11よりも切削されにくい。したがって、サンドブラスト法によって第1絶縁層22を切削する際に、第2樹脂層12が切削のストップ層として機能し、第2樹脂層12において切削を容易に止めることができる。それ故、凸部30の高さおよび凹部31の深さを容易に調節することができる。この場合、凹部31の底面には第2樹脂層12が露出する。
In the present embodiment, the first insulating
本実施形態においては、第2樹脂層12における第2フィラー粒子21の含有割合は、第1樹脂層10における第1フィラー粒子14の含有割合よりも小さい。その結果、第2樹脂層12における第2フィラー粒子21の含有割合を小さくすることによって、第2樹脂層12をより切削されにくくし、第2樹脂層12において切削をより容易に止めることができる。また、第1樹脂層10における第1フィラー粒子14の含有割合を大きくすることによって、第1樹脂層10をより切削されやすくし、第1樹脂層10および無機絶縁層11を含む凸部30を容易に形成することができる。
In the present embodiment, the content ratio of the second filler particles 21 in the
サンドブラスト法で噴射される砥粒は、例えば酸化ケイ素、酸化アルミニウムまたは炭化ケイ素などの無機材料からなる。また、砥粒の平均粒径は、例えば2μm以上80μm以下である。砥粒の噴射は、例えば空気によって行なわれる(ドライブラスト)。また、サンドブラスト法において、砥粒の形状、砥粒の噴射圧、砥粒の噴射時間を適宜調節することによって、凸部30および凹部31を所望の形状とすることができる。
The abrasive grains sprayed by the sandblast method are made of an inorganic material such as silicon oxide, aluminum oxide, or silicon carbide. Moreover, the average particle diameter of an abrasive grain is 2 micrometers or more and 80 micrometers or less, for example. The abrasive grains are sprayed, for example, by air (drive last). Further, in the sand blasting method, the
(6)配線基板3に電子部品2を実装し、電子部品2を樹脂部材29で被覆することによって、図1に示した実装構造体1を作製する。具体的には、例えば以下のように行なう。
(6) The mounting
まず、配線基板3の貫通孔Pに電子部品2を収容し、基板5に対してバンプ4を介して電子部品2をフリップチップ実装する。この際に、バンプ4とパッド23とを電気的に接続する。次に、配線基板3の貫通孔P内に液状の未硬化樹脂部材を配する。この際に、未
硬化樹脂部材によって電子部品2を被覆するとともに、未硬化樹脂部材を電子部品2と第1絶縁層22の一主面との間に配し、さらに凹部31内に未硬化樹脂部材を配する。次に、未硬化樹脂部材を熱硬化させることによって、樹脂部材29を形成する。その結果、実装構造体1を作製することができる。
First, the
本発明は、前述の実施形態に限定されず、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、組合せ等が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications, improvements, combinations, and the like are possible without departing from the spirit of the present invention.
例えば、前述した本発明の実施形態においては、電子部品2が配線基板3にフリップチップ実装された構成を例に説明したが、電子部品2は配線基板3にワイヤボンディング実装されていても構わない。
For example, in the above-described embodiment of the present invention, the configuration in which the
また、前述した本発明の実施形態においては、実装構造体1が枠体6上に実装された実装部品を備えた構成を例について説明したが、実装構造体1は実装部品を備えていなくても構わない。
In the above-described embodiment of the present invention, the configuration in which the mounting
また、前述した本発明の実施形態においては、基板5および枠体6を備えた配線基板3を用いた例について説明したが、配線基板3として他のものを用いてもよく、例えば配線基板3は枠体6を有していなくても構わない。
Further, in the above-described embodiment of the present invention, the example in which the
また、前述した本発明の実施形態においては、基板5がコアレス基板である構成を例に説明したが、基板5はコア基板およびビルドアップ層を有するビルドアップ基板であっても構わない。
In the above-described embodiment of the present invention, the configuration in which the
また、前述した本発明の実施形態においては、枠体6がコア基板24およびビルドアップ層25を有する構成を例に説明したが、枠体6として他のものを用いてもよく、枠体6はコア基板24のみからなるものでも構わないし、枠体6は金属板や樹脂板などからなるものでも構わない。
Further, in the above-described embodiment of the present invention, the configuration in which the
また、前述した本発明の実施形態においては、絶縁層7が第1樹脂層10、無機絶縁層11および第2樹脂層12を有する構成を例に説明したが、絶縁層7は第1樹脂層10および無機絶縁層11を有していればよく、第2樹脂層12を有してなくても構わない。
In the above-described embodiment of the present invention, the configuration in which the insulating
また、前述した本発明の実施形態においては、無機絶縁粒子15が第2無機絶縁粒子19を含む構成を例に説明したが、無機絶縁粒子15は、第2無機絶縁粒子19を含まなくても構わない。
In the above-described embodiment of the present invention, the configuration in which the inorganic insulating
また、前述した本発明の実施形態においては、ビア導体12がビア孔内に充填された構成を例に説明したが、ビア導体12はビア孔の内壁に被着した膜状であっても構わない。
In the embodiment of the present invention described above, the configuration in which the via
また、前述した本発明の実施形態においては、第1樹脂層10が凸部30の頂面においてパッド23と接した構成を例に説明したが、無機絶縁層11が凸部30の頂面においてパッド23と接していても構わない。
In the embodiment of the present invention described above, the configuration in which the
また、前述した本発明の実施形態においては、工程(2)において溶剤37の蒸発と粉末層39の加熱とを別々に行なった構成を例に説明したが、これらを同時に行なっても構わない。
In the above-described embodiment of the present invention, the configuration in which the evaporation of the solvent 37 and the heating of the
また、前述した本発明の実施形態においては、工程(3)において支持シート33を絶縁層7から除去した後に絶縁層7の一主面に導電層8を形成した構成を例に説明したが、
金属箔からなる支持シート33を絶縁層7上でパターニングすることによって導電層8を形成しても構わない。
In the above-described embodiment of the present invention, the structure in which the
The
1 実装構造体
2 電子部品
3 配線基板
4 バンプ
5 基板
6 枠体
7 絶縁層
8 導電層
9 ビア導体
10 第1樹脂層
11 無機絶縁層
12 第2樹脂層
13 第1樹脂
14 第1フィラー粒子
15 無機絶縁粒子
16 間隙
17 樹脂部
18 第1無機絶縁粒子
19 第2無機絶縁粒子
20 第2樹脂
21 第2フィラー粒子
22 第1絶縁層
23 パッド
24 コア基板
25 ビルドアップ層
26 基体
27 スルーホール導体
28 絶縁体
29 樹脂部材
30 凸部
31 凹部
32 接着部
33 支持シート
34 樹脂層前駆体
35 積層シート
36 樹脂付き金属箔
37 溶剤
38 スラリー
39 粉末層
P 貫通孔
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記絶縁層の一主面は、前記複数のパッドそれぞれに対応し、頂面に前記パッドが配された複数の凸部と、該複数の凸部の間に配された凹部とを有し、
前記絶縁層は、少なくとも一部が凸部に配された無機絶縁層と、少なくとも一部が凸部に配された第1樹脂層とを含み、
前記ビア導体は、前記凸部において、前記無機絶縁層および前記第1樹脂層を厚み方向に貫通し、前記ビア導体の側面が前記絶縁層で被覆されて
おり、
前記第1樹脂層は、前記凸部の前記頂面にて前記パッドと接しており、
前記絶縁層は、前記無機絶縁層の前記第1樹脂層とは反対側に配され、少なくとも一部が前記凹部に露出した第2樹脂層をさらに含んでおり、
前記第1樹脂層は、第1樹脂と、該第1樹脂に分散した複数の第1フィラー粒子とを含み、
前記第2樹脂層は、第2樹脂と、該第2樹脂に分散した複数の第2フィラー粒子とを含み、
前記第2樹脂層における前記第2フィラー粒子の含有割合は、前記第1樹脂層における前記第1フィラー粒子の含有割合よりも小さい
ことを特徴とする配線基板。 Insulating layer, a plurality of pads arranged on one main surface of the insulating layer and electrically connected to the electronic component, and through the insulating layer in the thickness direction and electrically connected to each of the plurality of pads With a plurality of via conductors,
One main surface of the insulating layer corresponds to each of the plurality of pads, and has a plurality of convex portions with the pads arranged on the top surface, and concave portions arranged between the plurality of convex portions,
The insulating layer includes an inorganic insulating layer at least partially disposed on the convex portion, and a first resin layer at least partially disposed on the convex portion,
The via conductor penetrates the inorganic insulating layer and the first resin layer in the thickness direction at the convex portion, and a side surface of the via conductor is covered with the insulating layer.
And
The first resin layer is in contact with the pad at the top surface of the convex portion,
The insulating layer further includes a second resin layer disposed on the opposite side of the inorganic insulating layer from the first resin layer, at least a part of which is exposed in the recess,
The first resin layer includes a first resin and a plurality of first filler particles dispersed in the first resin,
The second resin layer includes a second resin and a plurality of second filler particles dispersed in the second resin,
The wiring board according to claim 1, wherein a content ratio of the second filler particles in the second resin layer is smaller than a content ratio of the first filler particles in the first resin layer .
前記第2樹脂層の厚みは、前記第1樹脂層の厚みよりも小さいことを特徴とする配線基板。 The wiring board according to claim 1 ,
The wiring board, wherein the thickness of the second resin layer is smaller than the thickness of the first resin layer.
前記凸部の幅は、底部から前記頂面に向かって小さくなっていることを特徴とする配線基板。 The wiring board according to claim 1,
The width of the convex portion is reduced from the bottom toward the top surface.
徴とする実装構造体。 The wiring board according to any one of claims 1 to 3, an electronic component mounted on one main surface of the insulating layer of the wiring board and electrically connected to the pad, the electronic component and the insulating layer A mounting structure comprising: a resin member disposed between the main surface and at least a portion of the resin member disposed in the recess.
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