KR101125317B1 - Circuit board and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배선 기판에 형성되는 도통 스루홀의 배치 피치를 미세화하고, 배선 기판에 요청되는 강도, 저열팽창계수 등의 특성을 만족하는 배선 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of this invention is to provide the wiring board which refine | miniaturizes the arrangement pitch of the through-holes formed in a wiring board, and satisfy | fills the characteristics, such as intensity | strength and a low thermal expansion coefficient requested | required by a wiring board.
도통 스루홀(19)이 통과하는 위치가 공위(空位)(6)가 되도록 카본파이버(5a)를 배치하고, 이 카본파이버(5a)에 수지(11)를 함침하여 형성한 프리프레그(10a, 10b, 10c)를 열압착하여 코어부(10)를 형성하는 공정과, 이 코어부(10)의 상기 공위(6)가 되는 위치에, 공위(6)의 내측을 통과하는 관통 구멍(13)을 형성하는 공정과, 상기 관통 구멍(13)의 내측면에 도체층(14)을 형성하여 상기 카본파이버(5a)와 간섭하지 않는 배치로 도통 스루홀(19)을 형성하여 코어 기판(20)으로 하는 공정을 포함한다. The prepreg 10a formed by impregnating the carbon fiber 5a so that the position through which the conducting through hole 19 passes can be made into the air gap 6, and impregnating the resin 11 with the carbon fiber 5a. The process of forming the core part 10 by thermocompression bonding 10b and 10c, and the through hole 13 which passes the inside of the pore 6 in the position which becomes the said pore 6 of this core part 10. Forming a conductive layer 14 on the inner surface of the through hole 13 and forming a conductive through hole 19 in an arrangement that does not interfere with the carbon fiber 5a. It includes the process made into.
Description
본 발명은 배선 기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코어 기판을 구비하는 배선 기판 및 이 배선 기판의 제조 방법과, 배선 기판을 이용한 반도체 장치 및 배선 기판에 이용되는 프리프레그(prepreg)에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wiring board and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a wiring board having a core substrate, a method of manufacturing the wiring board, and a prepreg used for a semiconductor device and wiring board using the wiring board. It is about.
반도체 소자를 탑재하는 배선 기판에는, 카본파이버 강화 플라스틱(CFRP)을 코어 기판에 구비한 제품이 있다. 이 카본파이버 강화 플라스틱을 구비한 코어 기판은, 종래의 유리 에폭시 기판으로 이루어지는 코어 기판과 비교하여 열팽창율이 낮으며, 이 코어 기판을 이용한 배선 기판은 그 열팽창계수를 반도체 소자의 열팽창계수와 매칭시킬 수 있는데, 이는 반도체 소자와 배선 기판 사이에 생기는 열응력을 방지하는 데에 유용하다. There is a product in which a core substrate is provided with carbon fiber reinforced plastic (CFRP) in a wiring board on which a semiconductor element is mounted. The core substrate provided with the carbon fiber reinforced plastic has a lower coefficient of thermal expansion compared to a core substrate composed of a conventional glass epoxy substrate, and the wiring substrate using the core substrate allows the thermal expansion coefficient to match the thermal expansion coefficient of the semiconductor element. This is useful for preventing thermal stresses generated between semiconductor devices and wiring boards.
배선 기판은 코어 기판의 양면에 배선층을 적층하여 형성되고, 코어 기판에는, 그 양면에 적층되는 배선층과 전기적 도통을 취하기 위한 도통 스루홀[PTH(Plated through hole)]이 형성된다. 이 도통 스루홀은, 기판에 관통 구멍을 형성하고, 도금에 의해 관통 구멍의 내벽면에 도통부(도금층)를 형성함으로써 형성 된다. The wiring board is formed by stacking wiring layers on both surfaces of the core substrate, and through-holes (PTH (Plated through hole)) for electrical conduction are formed in the core substrate for the electrical connection with the wiring layers stacked on both surfaces thereof. This conducting through hole is formed by forming a through hole in the substrate and forming a conducting portion (plating layer) on the inner wall surface of the through hole by plating.
그런데, 카본파이버 강화 플라스틱과 같은 도전성을 갖는 코어부를 구비하는 코어 기판의 경우에는, 단순히 기판에 관통 구멍을 형성하고 관통 구멍의 내벽면에 도금을 실시하면, 도통 스루홀과 코어부가 전기적으로 단락되어 버린다. 이 때문에, 도전성을 갖는 코어부를 구비하는 코어 기판에 도통 스루홀을 형성할 때에는, 코어 기판에 도통 스루홀보다 대직경의 기초 구멍을 형성하고, 기초 구멍에 절연성을 갖는 수지를 충전한 후, 기초 구멍 내에 도통 스루홀을 형성하여, 도통 스루홀과 코어부가 전기적으로 단락되지 않도록 하고 있다(특허문헌 1, 2 참조). By the way, in the case of the core substrate provided with the core part which has electroconductivity like carbon fiber reinforced plastics, when through-hole is simply formed in a board | substrate and plating on the inner wall surface of a through-hole, a through-hole and a core part are electrically shorted. Throw it away. For this reason, when forming a through-hole in the core board | substrate provided with the electroconductive core part, after forming a hole with a larger diameter than a through-hole in a core board | substrate, and filling a base hole with resin which has insulation, Through-holes are formed in the holes so that the through-holes and the core portion are not electrically shorted (see Patent Documents 1 and 2).
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2003-218287호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2003-218287
특허문헌 2: 일본 특허 재공표 2004/064467호 공보Patent Document 2: Japanese Patent Publication No. 2004/064467
그러나, 코어 기판에 기초 구멍을 형성하고 기초 구멍 내에 도통 스루홀을 관통시키는 배치에서는, 기초 구멍이 도통 스루홀보다 대직경이 되기 때문에, 코어 기판에 단순히 도통 스루홀을 배치하는 경우와 비교하여, 도통 스루홀의 배치 간격이 넓어져, 도통 스루홀을 고밀도로 배치하는 것에 제약이 있다. However, in the arrangement in which the base hole is formed in the core substrate and the through hole is penetrated in the base hole, since the base hole is larger in diameter than the through hole, it is compared with the case where the through hole is simply arranged in the core substrate. The space | interval of the conduction through-hole becomes large, and there exists a restriction | limiting in arrange | positioning a conduction through-hole at high density.
또한, 기초 구멍 내에 절연용의 수지를 충전하면, 코어 기판의 열팽창계수가 커지도록 작용하며, 코어부에 카본파이버를 구비하는 배선 기판의 경우에는, 저열팽창계수로 형성되어 있는 코어 기판의 이점이 저해된다. In addition, when the insulating resin is filled into the base hole, the thermal expansion coefficient of the core substrate acts to increase, and in the case of the wiring substrate having carbon fiber in the core portion, the advantage of the core substrate formed by the low thermal expansion coefficient is reduced. Is inhibited.
본 발명은, 이들 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 배선 기판에 형성되는 도통 스루홀의 배치 피치를 미세화할 수 있고, 코어 기판에 요구되는 강도, 열팽창계수 등의 특성을 만족시킬 수 있는 배선 기판 및 그 제조 방법과, 반도체 장치, 배선 기판에 이용되는 프리프레그를 제공하는 것을 목적으로 한다. DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made to solve these problems, and a wiring board capable of miniaturizing the arrangement pitch of the through-holes formed in the wiring board and satisfying characteristics such as strength, thermal expansion coefficient, etc. required for the core substrate, and its It is an object to provide a manufacturing method, a prepreg used for a semiconductor device and a wiring board.
본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해 다음의 구성을 구비한다. This invention is equipped with the following structures in order to achieve the said objective.
즉, 배선 기판의 제조 방법으로서, 도통 스루홀이 통과하는 위치가 공위가 되도록 섬유를 배치하고, 수지를 함침하여 형성한 프리프레그를 열압착하여 코어부를 형성하는 공정과, 이 코어부의 상기 공위가 되는 위치에, 공위의 내측을 통과하는 관통 구멍을 형성하는 공정과, 상기 관통 구멍의 내측면에 도체층을 형성하여 상기 섬유와 간섭하지 않는 배치로 도통 스루홀을 형성하여 코어 기판으로 하는 공 정을 포함하는 것을 특징으로 한다.That is, as a manufacturing method of a wiring board, the process of arrange | positioning a fiber so that the position through which a through-hole may pass through is made into an air gap, thermocompressing the prepreg formed by impregnating resin, and forming the core part, Forming a through hole passing through the inner side of the cavity at a position to be formed, and forming a conductive layer on the inner surface of the through hole to form a through hole in an arrangement that does not interfere with the fiber to form a core substrate. Characterized in that it comprises a.
상기 코어부를 형성하는 공정에서, 상기 섬유가 카본파이버 직포로서 형성되고, 이 카본파이버 직포에 상기 도통 스루홀이 통과하는 공위가 형성된 프리프레그를 이용하거나, 상기 코어부를 형성하는 공정에서, 상기 섬유가 카본파이버와 비도전성 섬유를 복합한 직포로서 형성되고, 이 직포에 상기 도통 스루홀이 통과하는 공위가 형성된 프리프레그를 이용함으로써, 도전성을 갖는 코어부와 도체 스루홀의 전기적 단락을 방지하고 배선 기판을 제조할 수 있다. In the step of forming the core part, the fiber is formed as a carbon fiber woven fabric, and in the step of forming the core part, the fiber is formed by using a prepreg having an air gap through which the through-hole is passed. By using a prepreg formed of a woven fabric composed of a carbon fiber and a non-conductive fiber, the prepreg having a hole through which the through-holes pass through the woven fabric prevents electrical short-circuit between the conductive core portion and the conductor through-hole and prevents the wiring board. It can manufacture.
또한, 배선 기판의 구성으로서, 코어 기판과, 코어 기판의 양면에 적층하여 설치된 배선층과, 이 배선층을 전기적으로 접속하고, 상기 코어 기판에 마련된 도통 스루홀을 포함하고, 상기 코어 기판을 구성하는 코어부는 섬유에 수지를 함침하여 형성한 프리프레그를 열압착하여 형성되며, 상기 도통 스루홀이, 상기 코어부의 섬유와 간섭하지 않게 마련되는 것을 특징으로 한다. 또한, 배선 기판을 인터포저로서 사용하는 것도 가능하다. Moreover, as a structure of a wiring board, the core which comprises the core board | substrate, the wiring layer laminated | stacked on both surfaces of the core board | substrate, and the through-hole provided in the said core board | substrate by electrically connecting this wiring layer, and comprising the core which comprises the said core board | substrate The part is formed by thermocompressing a prepreg formed by impregnating a fiber in a resin, and the conductive through hole is provided so as not to interfere with the fiber of the core part. It is also possible to use a wiring board as an interposer.
상기 섬유는, 카본파이버 직포로서 형성되고, 이 카본파이버 직포에, 상기 도통 스루홀이 통과하는 공위가 형성되어 있는 것이 적합하게 이용된다. The said fiber is formed as a carbon fiber woven fabric, and the thing in which the air gap which the said through-hole passes through is formed in this carbon fiber woven fabric is used suitably.
또한, 상기 섬유는, 카본파이버와 비도전성 섬유를 복합한 직포로서 형성되고, 이 직포에, 상기 도통 스루홀이 통과하는 공위가 형성되어 있는 것이 유효하게 이용된다. In addition, the fiber is formed as a woven fabric of a carbon fiber and a non-conductive fiber, and an air gap in which the through-holes pass through the woven fabric is effectively used.
또한, 상기 배선 기판에 반도체 소자를 탑재함으로써 반도체 장치를 제공할 수 있다. Moreover, a semiconductor device can be provided by mounting a semiconductor element on the said wiring board.
또한, 배선 기판의 코어 기판을 이루는 코어부를 구성하는 프리프레그로서는, 구리보다 열팽창계수가 낮은 섬유를 함유하고, 이 섬유가, 상기 코어 기판에 형성되는 도통 스루홀과 간섭하지 않는 배치로 설치되어 있는 것이 유효하게 이용된다. The prepreg constituting the core portion constituting the core substrate of the wiring board contains fibers having a coefficient of thermal expansion lower than that of copper, and the fibers are provided in an arrangement which does not interfere with the through-holes formed in the core substrate. Is used effectively.
또한, 상기 섬유가 카본파이버 직포로서 형성되고, 이 카본파이버 직포에, 상기 도통 스루홀이 통과하는 공위가 형성되어 있으면, 도통 스루홀과의 전기적 단락이 방지되고, 열팽창계수가 작은 코어 기판으로서 구성된다고 하는 이점이 있다. 또한, 상기 섬유가 카본파이버와 비도전성 섬유를 복합한 직포로서 형성되고, 이 직포에 상기 도통 스루홀이 통과하는 공위가 형성되어 있는 것이 적합하게 이용된다. In addition, when the fiber is formed as a carbon fiber woven fabric and an air gap through which the conductive through hole passes is formed in the carbon fiber woven fabric, an electrical short circuit with the conductive through hole is prevented and the core substrate is configured as a core substrate having a low coefficient of thermal expansion. There is an advantage that it becomes. In addition, it is suitably used that the fiber is formed as a woven fabric of a carbon fiber and a non-conductive fiber, and an air gap through which the through-holes pass is formed in the woven fabric.
본 발명에 따른 배선 기판 및 그 제조 방법에 있어서는, 코어 기판의 코어부를 형성하는 프리프레그에 함유된 섬유가, 코어 기판의 도통 스루홀이 통과하는 위치와 간섭하지 않게 배치됨으로써, 프리프레그에서의 섬유의 배치와 관계없이 도통 스루홀을 형성할 수 있고, 도통 스루홀을 미세 피치로 배치하는 것이 가능하게 된다. 또한 프리프레그에 함유되는 섬유를 적절하게 선택함으로써, 소요의 강도 등의 특성을 갖는 코어 기판을 제공할 수 있다. In the wiring board and the manufacturing method thereof according to the present invention, the fibers in the prepreg are disposed so that the fibers contained in the prepreg forming the core portion of the core substrate are disposed so as not to interfere with the position where the through-holes of the core substrate pass. Through-holes can be formed irrespective of the arrangement of the through holes, and through-holes can be arranged at a fine pitch. Furthermore, by appropriately selecting the fibers contained in the prepreg, it is possible to provide a core substrate having characteristics such as required strength.
(배선 기판의 제조 방법)(Manufacturing method of wiring board)
이하, 본 발명에 따른 배선 기판의 제조 방법의 일 실시형태에 대해서 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, one Embodiment of the manufacturing method of the wiring board which concerns on this invention is described.
본 실시형태의 배선 기판의 제조 방법에서는, 카본파이버 강화 플라스틱으로 이루어지는 코어부를 구비한 코어 기판을 이용한다. In the manufacturing method of the wiring board of this embodiment, the core board provided with the core part which consists of carbon fiber reinforced plastics is used.
도 1a~도 1f는, 카본파이버 강화 플라스틱으로 이루어지는 코어부(10)를 구비한 코어 기판(20)을 형성하기까지의 공정을 도시한다. 1A to 1F show the steps up to forming the
도 1a는, 카본파이버를 함유하는 프리프레그(10a, 10b, 1Oc)와, 열팽창계수를 조정하기 위해 알루미나, 실리카 등의 필러를 함유하며 전기적 절연성을 갖는 프리프레그(12)를, 열압착하기 위해 정렬하여 배치한 상태를 도시한다. FIG. 1A shows a
본 실시형태에서는, 3개의 프리프레그(10a, 10b, 10c)를 중첩하여 코어부(10)를 형성하고 있지만, 코어부(10)를 구성하는 프리프레그의 개수는, 배선 기판의 두께 또는 코어 기판의 강도 등에 대한 요구로부터 적절하게 선택될 수 있다.In the present embodiment, the
본 실시형태의 배선 기판의 제조 방법에 있어서 가장 특징으로 하는 구성은, 코어부(10)를 구성하며 카본파이버를 함유하는 프리프레그(10a, 10b, 10c)의 구성에 있다. 즉, 프리프레그(10a, 10b, 10c)는 장섬유의 카본파이버를 이용하는 직포로서 구성되고, 카본파이버의 직포에 에폭시 수지 등의 수지를 함침시켜, 접착성을 갖는 반경화 상태로서 형성된다. The most characteristic structure in the manufacturing method of the wiring board of this embodiment is the structure of the
프리프레그(10a, 10b, 10c)에 있어서의 구성상의 특징은 그 직조 방법에 있다. 즉, 통상의 직포에서는 섬유를 면으로 균일하게 직조하고 있지만, 본 실시형태에서 사용하는 프리프레그(10a, 10b, 10c)에 이용되는 카본파이버 직포는, 코어 기판에 형성되는 도통 스루홀과 카본파이버(5a)가 간섭하지 않도록, 도통 스루홀이 통과하는 위치가 빈 부분이 되도록 직조되어 있다. The structure characteristic in the
도 2에, 프리프레그(10a, 10b, 10c)에 이용되는 카본파이버 직포(5)를 평면 방향에서 본 상태를 도시한다. 카본파이버 직포(5)는, 카본파이버(5a)를 평직형으로 직조하여 형성되어 있지만, 평직 부분이 일정 간격으로 위치하도록 빈 부분(본 명세서에서는 공위라고 함)을 소정 간격으로 형성하고 있다. 코어 기판을 형성할 때에, 이 공위(6)에는 도통 스루홀이 통과한다. 즉, 카본파이버 직포(5)는, 코어 기판에 형성되는 도통 스루홀의 배치에 따라 미리 공위(6)를 형성하도록 직조된 것이다. 2, the state which looked at the carbon
코어 기판에 형성하는 도통 스루홀의 평면 배치는 제품에 따라 상이하지만, 통상, 코어 기판에 마련되는 도통 스루홀은 종횡으로 소정 간격으로 정렬된 배치로 되어 있다. 이와 같이, 도통 스루홀이 소정 간격으로 정렬된 배치로 되어 있는 경우에는, 도통 스루홀의 평면 배치에 따라 공위(6)가 형성되도록 카본파이버 직포(5)를 형성하는 것이 가능하다. Although the planar arrangement of the through-holes formed in the core substrate differs depending on the product, the through-holes provided in the core substrate are usually arranged in a vertically and horizontally aligned interval. In this way, when the through-holes are arranged at predetermined intervals, it is possible to form the carbon
또한, 카본파이버 직포(5)를 형성하는 경우에, 도통 스루홀의 배치에 따라 공위의 위치를 조절할 수 있고, 도통 스루홀이 통과하는 공위(6)의 종횡 치수를 조절하는 것도 가능하다. In the case of forming the carbon
카본파이버의 단선(單線)의 직경은 수 ㎛ 정도이다. 따라서, 카본파이버의 단선을 직조하고, 도 2에 도시하는 바와 같은 카본파이버 직포(5)를 형성하는 것도 가능하고, 카본파이버의 단선을 복수개 합쳐 꼰 실을 이용하여 카본파이버 직포(5)를 형성할 수도 있다. 카본파이버의 연사의 경우는, 직경이 수십 ㎛ 정도로 된다. The diameter of the disconnection of carbon fiber is about several micrometers. Therefore, it is also possible to weave the disconnection of carbon fiber and to form the carbon
코어 기판에 형성되는 도통 스루홀의 배치 피치는 제품에 따라 상이하지만, 예컨대 일반적인 반도체 소자 탑재 기판에서 이용되고 있는 400 ㎛ 정도의 배치 피치로 도통 스루홀을 배치하는 경우에는, 직경이 수십 ㎛ 정도인 연사를 이용하여, 공위(6)를 적절한 위치에 형성하는 배치로 카본파이버 직포(5)를 형성하는 것이 용이하다. Although the arrangement pitch of the through-holes formed in the core substrate is different depending on the product, for example, when the through-holes are arranged at an arrangement pitch of about 400 μm used in a general semiconductor element mounting substrate, the twisted yarn having a diameter of about several tens of micrometers is used. It is easy to form the carbon fiber woven
도 2에 도시한 카본파이버 직포(5)는 카본파이버(5a)가 서로 직각으로 교차하도록 직조되어 있지만, 카본파이버(5a)의 교차 각도가 직각 이외의 각도, 예컨대 120˚로 교차하는 것과 같이 비스듬하게 교차하는 방법에 의해 공위(6)가 형성된 카본파이버 직포(5)를 형성하는 것도 가능하다. 또한 카본파이버 직포(5)에 형성되는 공위(6)의 평면 형상을, 정사각형 이외에, 직사각형, 마름모꼴, 육각형, 팔각형 등으로 직조하는 것도 가능하다. Although the carbon fiber woven
또한, 공위(6)가 종횡 방향으로 일정 간격으로 정렬된 카본파이버 직포(5)의 예가 도 2에 도시되어 있지만, 코어 기판에 형성되는 도통 스루홀이 균등하게 정렬된 배치가 아니라, 평면 내에서 불균일하게 배열되어 있는 경우에, 이들 도통 스루홀의 평면 배치에 따라 공위(6)를 형성하도록 카본파이버 직포(5)를 형성하는 것도 생각할 수 있다. 본원 발명은, 도통 스루홀이 균일하게 정렬되어 배치되어 있는 배선 기판으로 한정되지 않고, 도통 스루홀이 불균일하게 배치되어 있는 경우에도 적용될 수 있다. In addition, although an example of the carbon fiber woven
카본파이버 직포(5)를 수지에 함침시킴으로써 프리프레그를 얻을 수 있다. 이 프리프레그는, 카본파이버 직포(5)의 카본파이버(5a) 부분에 수지를 함침하고, 공위(6)에 수지(11)를 충전함으로써 얻어진다. 또한, 공위(6)가 크게 형성되어 있 는 경우에는, 공위(6)가 수지에 의해 충전되지 않는 경우도 있다. Prepreg can be obtained by impregnating the carbon fiber woven
도 1a는, 이렇게 하여 얻어진 프리프레그(10a, 10b, 10c)를 정렬한 상태이다. 이와 같이 프리프레그를 복수개 중첩하여 정렬하는 경우에, 프리프레그는 카본파이버 직포(5)의 공위(6)의 평면 위치가 일치하도록 정렬된다. 1A is a state in which the
제조 공정 중에, 대형 카본파이버 직포(5)를 준비하고, 카본파이버 직포(5)를 에폭시 수지 등의 수지에 함침시켜, 큰 프리프레그(10a, 10b, 10c)를 형성하며, 대형 프리프레그(10a, 10b, 10c)를 사용하여 코어 기판을 형성한다. 도 1a~도 1f는 다수개로 분할될 수 있는 대형 프리프레그(10a, 10b, 10c)의 일부를 확대하여 도시하고 있다. During the manufacturing process, the large-size carbon fiber woven
도 1b는, 프리프레그(10a, 10b, 10c, 12)를 열압착하여 평판체를 형성한 상태를 도시한다. 프리프레그(12)로 이루어지는 절연층(12a)의 내측에 프리프레그(10a, 10b, 10c)를 일체화하여 형성한 코어부(10)가 배치된다. 코어부(10)에는 카본파이버(5a)를 포함하는 영역과, 카본파이버 직포(5)의 공위(6)가 되는 영역이 존재한다. 카본파이버(5a)를 포함하는 영역은 도전성을 갖는 영역이고, 공위(6)의 영역은 수지(11)가 충전된 영역으로 전기적 절연성을 갖는 영역이다. 프리프레그 상태에서 카본파이버 직포(5)의 공위(6)에 수지(11)가 충전되어 있지 않은 경우에는, 프리프레그(12)를 열압착함으로써 공위(6)에 프리프레그(12)로부터 수지가 충전된다. FIG. 1B shows a state in which the
코어부(10)를 일체 형성한 후, 수지[11 (12)]가 충전된 코어부(10)의 부위, 달리 말하면 카본파이버 직포(5)의 공위(6)로 되는 부위에 맞추어 관통 구멍(13)을 형성한다(도 1c). 관통 구멍(13)은 카본파이버 직포(5)에 형성된 공위(6)보다 소직경으로 형성된다. 이에 의해, 관통 구멍(13)의 내측면에 수지(11)가 노출된다. 관통 구멍(13)은 예컨대 드릴 가공에 의해 형성된다. After the
도 1d는, 도통 스루홀을 형성하기 위하여, 코어부(10)에 무전해 구리 도금 및 전해 구리 도금을 실시하고, 관통 구멍(13)의 내측면 및 코어부(10)의 표면에 도체층(14)을 형성한 상태이다. 관통 구멍(13)의 내측면이 수지(11) 및 절연층(12a)에 의해 피복되어 있기 때문에, 관통 구멍(13)의 내측면에 도체층(14)을 피착 형성하더라도 도체층(14)과, 도전성의 카본파이버(5a)를 함유하는 코어부(10)의 영역이 전기적으로 단락되지 않는다. FIG. 1D shows electroless copper plating and electrolytic copper plating on the
도 1e는 관통 구멍(13)에 수지(15)를 충전한 후, 코어부(10)의 양 표면에 도체층(16)을 형성한 상태를 도시한다. 도체층(16)은 도금에 의해 형성될 수 있다. FIG. 1E shows a state in which the
도 1f는 도체층(16, 14)을 소정 패턴으로 에칭하여 기판 표면에 배선 패턴(18)을 형성하여, 코어 기판(20)을 형성한 상태이다. 관통 구멍(13)의 내측면에 형성된 도체층(14)은, 코어 기판(20)의 양면에 형성되는 배선 패턴을 전기적으로 접속하는 도통 스루홀(19)이 된다. In FIG. 1F, the conductor layers 16 and 14 are etched in a predetermined pattern to form a
도통 스루홀(19)이 코어부(10)에 형성된 관통 구멍(13)을 통과하여 배치되고, 관통 구멍(13)의 내측면이 전기적 절연성의 수지(11)에 의해 피복되어 있기 때문에, 도통 스루홀(19)이 코어부(10)의 도체부, 즉 카본파이버(5a)가 함유되어 있는 영역과 전기적으로 단락되는 것이 방지되어 있다. The through
이와 같이, 본 실시형태의 코어 기판의 제조 방법에서는, 코어부(10)를 구성 하는 카본파이버 직포(5)에 도통 스루홀(19)이 통과하는 공위(6)를 마련함으로써, 코어 기판(20)에 도통 스루홀(19)을 형성할 때에, 도통 스루홀(19)이 카본파이버 직포(5)와 도통하는 것이 방지되고, 도통 스루홀(19)이 코어부(10)와 전기적으로 단락되는 것이 방지된다. Thus, in the manufacturing method of the core board | substrate of this embodiment, the core board |
또한, 코어 기판(20)의 코어부(10)에는 도통 스루홀(19)을 형성하는 관통 구멍(13)을 마련하기만 하면 되고, 종래의 코어 기판과 같이 도통 스루홀이 통과하는 기초 구멍을 형성할 필요는 없다. 이에 의해, 코어 기판(20)에 형성되는 도통 스루홀(19)의 배치 피치를 종래의 코어 기판에 비해 좁게 할 수 있어, 도통 스루홀(19)을 보다 고밀도로 형성할 수 있다. In addition, the
또한, 코어부(10)에 형성되는 관통 구멍(13)이 종래보다 소직경이기 때문에, 관통 구멍(13)에 수지(15)를 충전한다고 하여도, 종래와 같이 기초 구멍에 수지를 충전한 경우에 비하여, 수지의 충전량이 억제되어, 코어 기판의 열팽창계수가 커지는 것을 유효하게 억제할 수 있다. In addition, since the through
(배선 기판)(Wiring board)
도 3은, 코어 기판(20)의 양면에 배선층(22)을 적층하여 배선 기판(30)을 형성한 상태를 도시한다. 배선층(22)은, 배선 패턴(26)이 비아 홀(24)을 통해 절연층(25) 사이에서 전기적으로 접속하도록 형성된다. 배선 기판(30)의 양면에서 배선층(22)에 형성된 배선 패턴(26)은, 코어 기판(20)에 형성된 도통 스루홀(19)을 통해 전기적으로 접속된다. 3 shows a state in which the wiring layer 30 is formed by laminating the
배선층(22)은, 예컨대 빌드업법에 의해 형성될 수 있다. 반도체 소자가 탑재 되는 배선 기판(30)의 한쪽 면에는 반도체 소자가 접속되는 패드(27)가 형성된다. 배선 기판(30)의 다른쪽 면에는 땜납 볼 등과 같이 외부 접속 단자가 접합되는 랜드(29)가 형성된다. The
도 4는, 배선 기판(30)에 반도체 소자(40)를 탑재한 반도체 장치(50)를 실장 기판(60)에 실장한 상태를 도시한다. 반도체 소자(40)는, 플립 칩 접속에 의해 배선 기판(30)에 탑재되어 있다. 반도체 장치(50)는, 랜드(29)에 땜납 볼(62)을 접합함으로써 실장 기판(60)에 실장되어 있다. 4 shows a state in which the
반도체 소자(40)와 실장 기판(60)은, 배선 기판(30)에 형성한 도통 스루홀(19) 및 배선층(22)에 형성된 배선 패턴(18, 26), 비아 홀(24) 등을 통해 전기적으로 접속된다. The
전술한 바와 같이, 코어 기판(20)에 도통 스루홀(19)을 형성하기 위하여 관통 구멍(13)을 뚫어서, 배선 기판(30)에 형성되는 도통 스루홀(19)이 형성되기 때문에, 도통 스루홀(19)을, 예컨대 400 ㎛ 피치의 미세 피치로 배치하는 것이 가능하고, 이는 전극이 미세 피치로 배치되어 있는 반도체 소자의 탑재에 적합하다. As described above, the through-
또한, 본 실시형태의 배선 기판(30) 및 반도체 장치(50)는, 코어 기판(20)에 저열팽창계수의 카본파이버 직포(5)를 이용함으로써, 그 열팽창계수를 반도체 소자(40)의 열팽창계수와 매칭시키는 것이 가능해진다. 카본파이버의 열팽창계수는 1 ppm/℃ 정도이고, 반도체 소자(40)를 구성하는 실리콘의 열팽창계수는 3 ppm/℃ 정도이다. 따라서, 코어부(10)를 구성하는 카본파이버를 포함하는 프리프레그에 필러를 혼입시키거나, 또는 배선층(22)에 이용되는 절연층(25)의 열팽창계수를 조절하 는 등에 의해, 배선 기판(30)의 전체 열팽창계수를 반도체 소자(40)의 열팽창계수에 매칭시킬 수 있다. In addition, the wiring substrate 30 and the
이와 같이, 배선 기판(30)의 열팽창계수를 반도체 소자(40)의 열팽창계수에 매칭시킴으로써, 제조 공정에 있어서의 열처리 공정시, 또는 실장 동작 시에 반도체 소자(40)와 배선 기판(30) 사이에서 생기는 열응력을 완화할 수 있고, 신뢰성이 높은 배선 기판(30) 및 반도체 장치(50)를 제공할 수 있다. Thus, by matching the thermal expansion coefficient of the wiring board 30 with the thermal expansion coefficient of the
또한, 상기 실시형태에서는, 카본파이버 직포(5)를 이용하여 코어 기판(20)의 코어부(10)를 형성하였지만, 코어부(10)를 구성하는 직포를 카본파이버(5a)와 다른 섬유의 복합 직물로서 형성할 수도 있다. Moreover, in the said embodiment, although the
또한, 상기 실시형태에서는, 배선 기판(30)에 반도체 소자(40)를 탑재한 반도체 장치(50)를 실장 기판(60)에 실장한 예를 도시하고 있지만, 배선 기판(30)을 인터포저로서 사용하고, 회로 기판상에 배선 기판(30)을 통해 반도체 소자(40)를 탑재한 반도체 장치를 실장 기판(60)에 탑재하는 구성으로 할 수도 있다. In addition, in the said embodiment, although the example in which the
도 5는, 도 2에 도시한 카본파이버 직포(5)에 있어서, 카본파이버(5a)와 아리미드 섬유(7)를 직조함으로써 제조한 복합 직물 직포(8)의 평면도를 도시한다. 이 직포(8)의 경우에도, 코어 기판(20)에 형성되는 도통 스루홀(19)의 배치에 맞춰 공위(6)를 형성하도록 직조된다. 아라미드 섬유(7)는 열팽창계수가 2~3 ppm/℃로 실리콘보다 낮아, 직포(8)를 구성하는 섬유로서 적합하게 이용된다. 물론, 아라미드 섬유 이외의 수지 섬유, 세라믹 섬유 등의 비도전성 섬유, 또는 도전성 섬유를 사용하는 것도 가능하다. FIG. 5 shows a plan view of the composite woven
이 직포(8)를 사용하는 경우에도, 에폭시 수지 등의 수지 중에 직포(8)를 침지시키고, 직포(8)에 수지를 함침시켜 프리프레그를 형성한다. 직포(8)를 이용하여 형성한 프리프레그를 이용하여 코어 기판을 형성하는 방법은 전술한 방법과 동일하다. Even when using this woven
아라미드 섬유(7) 등의 섬유와 카본파이버(5a)를 복합 직물로 한 직포(8)를 사용하는 방법에 따르면, 카본파이버(5a)와 아라미드 섬유(7)의 조성비를 조절함으로써 코어부(10)의 열팽창계수를 조절할 수 있다고 하는 이점이 있다. According to the method of using the woven
또한, 배선 기판을 형성한 후에, 대형 배선 기판을 개개로 분리된 부재로 절단할 때에, 도 5에 도시하는 바와 같이, 아라미드 섬유(7)가 배치되어 있는 위치를 절단 위치(예로서, 도면의 선 A-A를 따라 취한 위치)로 하여 절단함으로써, 배선 기판의 절단 단부면에 아라미드 섬유(7)를 노출시키고, 카본파이버(5a)가 노출되는 범위를 억제하여, 개개로 분리된 배선 기판의 외측면으로부터 카본파이버(5a)가 박리되거나, 배선 기판의 측면에 노출되는 카본파이버(5a)가 다른 전자 부품에 접촉하여 전기적으로 단락되거나 하는 문제를 방지할 수 있다. In addition, after forming a wiring board, when cutting a large wiring board with the member isolate | separated individually, as shown in FIG. 5, the position where the
또한, 카본파이버와 다른 섬유를 복합한 직포를 사용하는 경우에, 카본파이버에 조합되어 사용하는 섬유는 1 종류의 섬유로 한정되는 것은 아니다. 카본파이버와 2종 이상의 다른 섬유를 조합하여 직포로 할 수도 있고, 카본파이버로 바꾸어 다른 도전성 섬유를 이용하는 것도 가능하다. In addition, when using the woven fabric which combined carbon fiber and another fiber, the fiber used in combination with a carbon fiber is not limited to one type of fiber. It is also possible to form a woven fabric by combining a carbon fiber and two or more different fibers, or it is also possible to use other conductive fibers instead of the carbon fibers.
또한, 상기 실시형태에서는, 코어부(10)에 카본파이버 직포(5)를 사용하였지만, 직포로 한정되지 않으며 부직포를 이용하는 것도 가능하다. In addition, in the said embodiment, although the carbon fiber woven
또한, 본 발명은, 코어 기판(20)을 구성하는 코어부로서, 카본파이버 이외의 도전성을 갖는 섬유, 또는 세라믹 섬유, 세라믹 필러 등의 비도전성 섬유를 사용하는 경우에도 적용될 수 있다. 즉, 코어 기판은 배선 기판의 유지체로서 요구되는 일정한 강도와, 배선 기판에 탑재되는 반도체 소자와 열팽창계수가 크게 괴리되지 않는 섬유로서 구리 또는 반도체 소자보다 열팽창계수가 낮은 섬유가 이용된다. 따라서, 이들 소재(섬유)를 사용한 경우에, 코어 기판의 강도 또는 열팽창계수를 조절하는 목적을 겸하여, 도통 스루홀의 통과 위치와 간섭하지 않는 배치로 섬유를 배치함으로써, 전술한 실시형태와 똑같은 형태로 코어 기판 또는 배선 기판을 형성할 수 있다. In addition, the present invention can also be applied to the case of using non-conductive fibers such as ceramic fibers or ceramic fillers having conductivity other than carbon fibers as the core portion constituting the
도 1a~도 1f는 코어 기판의 제조 공정을 도시하는 단면도. 1A to 1F are cross-sectional views illustrating steps of manufacturing the core substrate.
도 2는 카본파이버 직포와 도통 스루홀의 배치를 도시하는 평면도. 2 is a plan view showing the arrangement of the carbon fiber woven fabric and the through-holes;
도 3은 배선 기판의 단면도. 3 is a cross-sectional view of a wiring board.
도 4는 반도체 장치를 실장한 상태의 단면도. 4 is a cross-sectional view of a state in which a semiconductor device is mounted.
도 5는 코어부를 구성하는 직포의 예를 도시하는 평면도.5 is a plan view illustrating an example of a woven fabric forming a core portion.
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