KR20080070875A - 다층 배선 기판과, 그것을 구비한 전자 모듈 및 전자기기 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 카메라 모듈에 구비되는 다층 배선 기판(1)은 개구(12)를 갖는 개구 배선층(11) 간에 협지 배선층(13)이 끼워져 있다. 개구 배선층(11)에 형성된 개구(12)는 개구 배선층(11)의 적층 방향으로 관통하는 관통 구멍(12a)을 형성한다. 협지 배선층(13)은 개구 배선층(11)의 개구(12)의 적어도 일부와 겹치고, 관통 구멍(12a)을 도중에 차단하는 차단부(13a)를 갖고 있다. 따라서, 배선 설계의 자유도를 확보하면서 다층 배선 기판에 걸리는 열응력을 완화할 수 있다.
다층 배선 기판
Description
본 발명은 배선 설계의 자유도를 확보하면서 열응력을 완화할 수 있는 다층 배선 기판과, 그것을 구비한 전자 모듈 및 전자기기에 관한 것이다.
종래 반도체(집적회로(IC) 등)나 그 밖의 전자 부품을 기판에 납땜하는 경우 전자 부품마다 기판을 리플로우 로에 투입하고, 예비 기판에 인쇄된 땜납을 용융시켜 납땜을 실시한다.
그러나, 이 리플로우 로에서의 가열 시, 및 그 후 실온에서 냉각되는 과정에서 기판과 실장(납땜)되는 전자 부품의 열팽창의 차이 때문에 전자 부품 및 기판에는 열응력이 걸린다. 그 결과, 기판의 납땜 단자 부분(땜납 접합부)의 벗겨짐, 기판에 형성된 배선 패턴의 파단, 기판의 휘어짐, 전자 부품 패키지의 크랙 등의 문제가 발생한다. 또한, 파단이나 크랙에 이르지 않는 경우에도 땜납의 쇼트(브릿지)나 땜납 오픈을 야기하여 현저하게 땜납의 품질을 저하시키고 있다.
그래서, 예를 들면 IC 패키지에 있어서도 이러한 응력을 완화하는 대책이 취해져 왔다. 도 10 및 도 11은 종래의 IC 패키지의 상면도이다. 도 12는 도 10 및 도 11의 IC 패키지에 걸리는 열응력을 설명하는 도면이다.
도 10이 나타내는 QFP(Quad Flat Package) 및 도 11에 나타내는 SOP(Small Outline Package)와 같은 면실장에 이용되는 IC 패키지는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 리드 부분(110)이 응력을 완화하는 기능을 갖고 있다.
또한, 예를 들면 특허문헌 1에는 리드 부분을 갖는 IC 패키지에 있어서의 다른 응력 완화법이 개시되어 있다. 도 13(a)는 특허문헌 1에 있어서의 기판의 상면도이며, 도 13(b)는 특허문헌 1의 모듈 구조를 나타내는 단면도이며, 도 13(a) 및 도 13(b)에 나타내는 바와 같이, 특허문헌 1의 구성에서는 리드 부분(110)을 갖는 IC 패키지(111)가 실장되는 기판(101)에 슬릿[커트(cut)](102)이 형성되어 있다. 특허문헌 1에서는 이 슬릿(102)에 의해 IC 패키지(111)의 크랙을 방지하여 전기적인 도통 불량의 발생을 방지함과 아울러 기판(101)과 IC 패키지(111)의 위치 어긋남도 방지하고 있다.
한편, 특허문헌 2에는, 도 14에 나타내는 바와 같이, 기판 본체(201)의 주위에 형성된 폐기 기판(202)에 강화용 적층부(203)를 형성하고, 폐기 기판(202)의 두께를 기판 본체(201)보다 두껍게 하는 구성이 개시되어 있다. 이러한 구성에서는 강화용 적층부(203)만큼 폐기 기판(202)을 기판 본체(201)보다 두껍게 함으로써 기판 본체(201)의 휘어짐을 방지하고 있다.
[특허문헌 1] 일본 공개 특허 공보 「특허 공개 평2-296390호 공보(1990년 12월 6일 공개)」
[특허문헌 2] 일본 공개 특허 공보 「특허 공개 2001-7453호 공보(2001년 1 월 12일 공개)」
그런데, 최근 고밀도 실장용의 IC 패키지로서 전술한 QFP 및 SOP를 교체하여 도 15에 나타내는 QFN(Quad Flat No-Lead), 및 도 16에 나타내는 LCC(Leaded Chip Carrier) 등의 사용 빈도가 높아지고 있다. 그러나, 이들 패키지는 땜납의 설치 단자가 패키지에 직접 형성되어 있고, 이 단자 부분과 기판이 납땜되어 있다. 즉, 이들 패키지에는 QFP나 SOP에 형성되어 있던 리드 부분이 없기 때문에 응력을 완충하는 부분이 없다. 이 때문에, 도 17에 나타내는 바와 같이, 열팽창 차이에 의한 응력은 땜납 접합부(113)에 걸린다. 그 결과, 전술한 바와 같은 땜납 접합부(113)의 벗겨짐 등의 문제가 생긴다.
또한, 특허문헌 1의 구성에서는 슬릿(102)이 기판(101)을 관통하고 있기 때문에, 그 관통 부분에 배선을 형성할 수 없다. 이 때문에, 기판(101)에 형성되는 배선 패턴이 제한되어 버린다는 문제가 있다.
또한, 특허문헌 2의 구성은 기판 본체(201)의 휘어짐을 방지하기 위해서 기판 본체(201)의 프레임이 형성된 폐기 기판(202)에 강화용 적층부(203)를 추가하여 보강하고, 충분히 실온까지 냉각된 시점에서 프레임마다 떼어내는 방식이다. 즉, 폐기 기판(202) 및 강화용 적층부(203)는 납땜 후에 분할선(204)을 따라 기판 본체(201)로부터 떼어내진다. 이 때문에, 폐기 기판(202)을 떼어내는 처리가 필요한데다가, 폐기 기판(202)은 폐기물이 되어 폐기 손해가 증대된다. 또한, 기판 본체(201)의 휘어짐을 방지할 수 있는 강화용 적층부(203)를 형성하려면 폐기 기판(202) 설계시에 미리 열팽창 차이에 의한 응력을 추측할 필요가 있다. 이 때문에 제조 공정이 복잡해지며 생산성이 매우 나쁘다. 이와 같이, 특허문헌 2의 구성은 다층 배선 기판을 제조하는데 있어서의 문제가 많아 실용적이지 않다.
본 발명은 상기 종래의 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 배선 설계의 자유도를 확보하면서 열응력을 완화할 수 있는 다층 배선 기판과, 그것을 구비한 전자 모듈 등을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 다층 배선 기판은 개구를 가지는 개구 배선층이 복수개 적층되어 있고, 상기 개구에 의해 개구 배선층의 적층 방향으로 관통하는 관통 구멍이 형성되는 다층 배선 기판으로서, 개구 배선층 사이에 배치된 협지(挾持) 배선층을 더 구비하고, 협지 배선층은 개구 배선층의 개구의 적어도 일부와 겹치고, 관통 구멍을 도중에 차단하는 차단부를 가지는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 다층 배선 기판은 복수개의 개구 배선층과, 적어도 1개의 협지 배선층으로 구성된다. 개구 배선층에 형성된 개구는 복수개의 개구 배선층을 겹쳤을(묶었을) 때에 겹친 방향으로 관통하는 관통 구멍을 형성한다. 그리고, 협지 배선층은 이 관통 구멍의 적어도 일부를 도중에 차단하는 차단부를 갖고 있다.
상기 구성에 의하면 개구 배선층에 개구가 형성되어 있기 때문에 그 개구에 의해 다층 배선 기판에 걸리는 열응력을 완화할 수 있다. 또한, 상기 구성에 의하면 특허 문헌 2와 같은 폐기 기판 등의 폐기 손해도 없으므로 실용적이다.
그리고 특히 상기 구성에 의하면 협지 배선층의 차단부가 개구 배선층의 개구의 적어도 일부와 겹치고 있다. 즉, 차단부는 개구 배선층의 개구로부터 노출되어 있다. 이 때문에, 개구 배선층에 개구가 형성되어 있어도 협지 배선층(차단부)에 의해 배선을 확보할 수 있다. 따라서, 배선 패턴 설계(배선 설계)의 자유도가 낮아지지 않는다.
따라서, 협지 배선층에 의해 배선 설계의 자유도를 확보하면서 개구 배선층의 개구에 의해 열응력을 완화할 수 있다. 이 때문에, 전자 부품의 크랙, 기판의 휨, 땜납 접합의 품질을 유지할 수 있다.
또한, 열응력이란 주로 다층 배선 기판과 그것에 실장되는 전자 부품(IC 패키지 등)의 형상의 차이에 따라 열이 불균일하게 전도됨으로써 생기는 응력, 및 다층 배선 기판과 전자 부품의 사용 재료(주로 수지)에 의한 열팽창 계수의 차이에 의한 응력을 나타낸다. 이 열응력은 예를 들면, 다층 배선 기판 및 전자 부품의 가열에 의한 수축, 및 그 후의 냉각에 의한 팽창에 의해 생긴다.
본 발명의 전자 모듈은 본 발명의 다층 배선 기판에 전자 부품이 실장된 구성이다. 또한, 본 발명의 전자 기기는 그 전자 모듈을 구비하는 구성이다. 이에 따라, 다층 배선 기판과 전자 부품의 열팽창의 차이에 의한 응력(열응력)을 완화할 수 있는 전자 모듈 및 전자기기를 실현할 수 있다.
본 발명은 이상과 같이, 개구 배선층 사이에 배치된 협지 배선층이 개구 배선층의 개구의 적어도 일부와 겹치고, 관통 구멍을 도중에 차단하는 차단부를 가지는 구성이다. 그러므로, 배선 설계의 자유도를 확보하면서 열응력을 완화할 수 있는 효과를 발휘한다.
본 발명의 다른 목적, 특징, 및 장점은 이하에 나타내는 기재에 의해서 충분히 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 이득은 첨부 도면을 참조한 다음의 설명으로 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 다층 배선 기판의 평면도이다.
도 2는 도 1의 다층 배선 기판의 분해도이다.
도 3(a)는 도 1의 다층 배선 기판의 A-A 단면도이다.
도 3(b)는 도 1의 다층 배선 기판의 B-B 단면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 카메라 모듈의 부분 단면도이다.
도 5는 개구 배선층에 걸리는 응력을 설명하는 도면이다.
도 6(a)는 본 발명에 의한 다른 다층 배선 기판의 평면도이다.
도 6(b)는 도 6(a)의 다층 배선 기판의 A-A 단면도이다.
도 6(c)는 도 6(a)의 다층 배선 기판의 B-B 단면도이다.
도 7은 도 6(a)의 다층 배선 기판의 분해도이다.
도 8은 본 발명에 의한 또 다른 다층 배선 기판의 상면도이다.
도 9는 본 발명에 의한 또 다른 다층 배선 기판의 상면도이다.
도 10은 QFP의 상면도이다.
도 11은 SOP의 상면도이다.
도 12는 QFP 및 SOP에 걸리는 열응력을 설명하는 도면이다.
도 13(a)는 특허문헌 1의 모듈 구조를 구성하는 기판의 상면도이다.
도 13(b)는 특허문헌 1의 모듈 구조를 나타내는 단면도이다.
도 14는 특허문헌 2의 다층 배선 기판을 나타내는 단면도이다.
도 15는 QFN의 상면도이다.
도 16은 LCC의 상면도이다.
도 17은 QFN 및 LCC에 걸리는 열응력을 설명하는 도면이다.
본 발명의 실시 형태에 대해 도 1 내지 도 9에 의거해 설명한다. 또한, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.
이하에서는 본 발명의 전자 모듈로서 휴대 전화나 디지털 카메라 등의 전자기기에 탑재되는 카메라 모듈을 예로 들어 설명한다.
도 4는 본 실시 형태의 카메라 모듈(100)의 부분 단면도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 카메라 모듈(100)은 다층 배선 기판(1) 표면에 땜납 접합부(30)를 통해서 렌즈 부재(20)가 땜납 실장된 구성이다.
다층 배선 기판(1)은 렌즈 부재(20)를 실장하기 위한 기판이며 복수의 배선층(배선 기판)이 적층된 구성으로 되어 있다. 도 1은 본 실시 형태의 다층 배선 기판(1)의 상면도이다. 본 실시 형태에서 도 1에 나타내는 바와 같이, 다층 배선 기판(1)은 개구 배선층(11)과 협지 배선층(13)으로 구성되어 있다. 다층 배선 기판(1)의 표면에는 렌즈 부재(20)를 실장하기 위한 복수개의 단자(14)가 형성되어 있다. 이들 단자(14)가 형성된 단자 형성 영역(14a)에 렌즈 부재(20)가 실장된다. 다층 배선 기판(1)의 상세한 것에 대해서는 후술하도록 한다.
렌즈 부재(20)는 휴대 전화 및 디지털 카메라 등에 탑재되는 이미지 센서 등의 광학 소자이다. 카메라 모듈(100)의 이면(바닥면)은 다층 배선 기판(1)의 단자(14)에 대응하여 복수개의 접속 단자가 형성되어 있다. 그리고, 다층 배선 기판(1)의 단자(14)와 렌즈 부재(20)의 접속 단자가 서로 대향하도록 배치되고, 땜납 접합부(30)에 의해 접합되어 있다.
여기서, 본 발명의 특징 부분인 다층 배선 기판(1)에 대해서 상세하게 설명한다. 도 2는 다층 배선 기판(1)의 분해도이다. 도 3(a)는 도 1의 다층 배선 기판(1)의 A-A 단면도이고 도 3(b)는 도 1의 다층 배선 기판(1)의 B-B단면도이다.
본 실시 형태에서는, 다층 배선 기판(1)은 도 2에 나타내는 2개의 개구 배선층(11)(도 2(a) 및 (c))과, 이들 2개의 개구 배선층(11) 간에 협지된 1개의 협지 배선층(13)(도 2(b))으로 구성된다. 개구 배선층(11)과 협지 배선층(13)은 도시하지 않는 비어에 의해 서로 도통되어 있다. 또, 한쪽의 개구 배선층(11)의 표면[렌즈 부재(20) 실장면]에는 렌즈 부재(20)의 실장용 단자(14)가 형성되어 있다. 또한, 다층 배선 기판(1)을 구성하는 배선층은 모두 대략 동일한 크기이다.
도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 개구 배선층(11)의 중앙부에는 십자 형상의 개구(12)가 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는 동일한 개구 배선층(11)을 2개 이용하고 있다. 이 때문에, 2개의 개구 배선층(11)을 겹치면 각 개구 배선층(11)에 형성된 개구(12)에 의해 개구 배선층(11)을 적층 방향으로 관통하는 관통 구멍(12a)이 형성된다(도 3(a) 및 도 3(b) 참조).
한편, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 협지 배선층(13)에는 개구가 형성되어 있지 않다. 이 때문에, 개구 배선층(11) 간에 협지 배선층(13)을 끼우면, 도 1에 나타내는 바와 같이, 협지 배선층(13)이 개구 배선층(11)의 개구(12)의 전 영역과 겹친다.
이에 따라, 도 2(b)에 나타나는 협지 배선층(13)의 파선으로 나타나는 개구 배선층(11)의 개구(12)와 겹치는 부분이 관통 구멍(12a)을 도중에 차단하는 차단부(13a)가 된다. 즉, 개구 배선층(11)을 겹쳐서 형성되는 관통 구멍(12a)은, 도 3(a) 및 도 3(b)의 단면도에 나타내는 바와 같이, 협지 배선층(13)의 차단부(13a)에 의해 차단된다. 다시 말하면, 개구 배선층(11·11)의 대향면(협지 배선층(13)과의 접촉면)의 개구(12)는 차단부(13a)에 의해 폐쇄된다. 따라서, 다층 배선 기판(1)은 개구 배선층(11), 협지 배선층(13), 및 개구 배선층(11)이 이 순서로 적층된 다층 배선 부분과 협지 배선층(13)만으로 이루어지는 단층 배선 부분을 갖게 된다. 이 단층 배선 부분(차단부(13a))에는 신호선, 전원, 그라운드 등이 배치된다.
또한, 개구 배선층(11) 및 협지 배선층(13)에는 도시되지 않은 배선 패턴(신호선)이 형성되어 있다. 또한, 배선 패턴 상에는 절연 보호층으로서 솔더 레지스터(Solder Resist)가 열 압착에 의해 적층되어 있는 것이 바람직하다. 절연 보호층은 예를 들면, 폴리이미드 수지 등으로 구성된다. 솔더 레지스터가 적층되어 있으면 내굴곡성을 높일 수 있다.
이러한 다층 배선 기판(1)은 개구 배선층(11)과 협지 배선층(13)을 열압착함으로써 제조할 수 있다. 그리고, 다층 배선 기판(1)의 단자(14)에 땜납을 도포하고, 렌즈 부재(20)를 실장하여 땜납을 용융시킴으로써 카메라 모듈(100)을 제조할 수 있다. 또한, 땜납의 셀프 얼라이먼트 효과에 의해 다층 배선 기판(1)과 렌즈 부재(20)를 고정밀도로 위치 맞춤할 수도 있다.
여기서, 개구 배선층(11)에 형성된 개구(12)의 역할에 대해 설명한다. 도 5는 개구 배선층(11)에 걸리는 응력을 설명하는 도면이다. 다층 배선 기판(1)과, 그것에 실장되는 전자 부품(렌즈 부재(20))의 열팽창 계수는 다르다. 이 때문에, 도 5에 나타내는 바와 같이, 단자 형성 영역(14a) 내 특히, 배열 방향이 대향하는 단자(14·14)간(도면 중 양 화살표로 나타내는 대향해서 배치된 단자군 간)에 큰 열응력이 걸린다.
그래서, 본 실시 형태의 다층 배선 기판(1)에서는 개구 배선층(11)의 개구(12)가 단자 형성 영역(14a) 내에 형성되어 있다. 이에 따라, 단자 형성 영역(14a) 내에 걸리는 열응력을 완화할 수 있다. 특히, 본 실시 형태에서 개구(12)는 서로 배열 방향이 대향하는 단자(14-14) 간을 연결하는 선을 모두 절단하도록 형성되어 있다. 따라서, 단자 형성 영역(14a) 내에 걸리는 열응력을 완화하는 효과가 특히 높다.
이러한 열응력 완화하는 효과를 높이려면 개구 배선층(11)의 개구(12) 면적을 늘리면 된다. 그러나, 개구(12)의 면적을 너무 늘리면 개구 배선층(11)에 형성되는 배선 패턴의 설계(배선 설계)의 자유도가 낮아진다.
하지만, 본 실시 형태의 다층 배선 기판(1)에서는 협지 배선층(13)의 차단부(13a)가 개구 배선층(11)의 개구(12)의 전역과 겹쳐져 있고, 개구(12)로부터 협지 배선층(13)의 일부(즉 차단부(13a))가 노출되어 있다. 또한, 개구 배선층(11)과 협지 배선층(13)은 서로 도통되어 있다. 이 때문에, 개구 배선층(11)에 개구(12)를 형성해도 협지 배선층(13)(차단부(13a))에 의해 배선을 확보할 수 있다. 따라서, 배선 패턴 설계(배선 설계)의 자유도가 낮아지지 않는다.
또한, 본 실시 형태의 다층 배선 기판(1)에서는 협지 배선층(13)이 개구 배선층(11)보다 큰 굴곡성을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, 협지 배선층(13)은 플렉서블 기판(플렉서블 프린트 배선 기판(FPC：flexible printed circuit substrate)), 필름 기판 등인 것이 바람직하다. 이러한 구성에서는 상대적으로 개구 배선층(11)은 딱딱하고(리지드) 협지 배선층(13)은 부드럽다. 즉, 협지 배선층(13)이 더 큰 굴곡성을 가지기 때문에, 협지 배선층(13)의 차단부(13a)에 의해 열응력을 완화(흡수)할 수 있다. 따라서, 열응력을 완화하는 효과를 더욱 높일 수 있다. 또한, 후술하는 연통구를 협지 배선층(13)에 형성하지 않아도 협지 배선층(13) 그 자체에 의해 응력 완화가 가능함과 아울러 배선의 자유도도 확보할 수 있다.
또한, 개구 배선층(11) 및 협지 배선층(13)의 구성 재료는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 아라미드, 액정 폴리머, 유리 에폭시, 내열성 폴리에스테르 등을 들 수 있다. 열응력의 완화 효과를 높이려면 협지 배선층(13)을 아라미드 등과 같이 유연하고 내열성이 있는 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 협지 배선층(13)은 아라미드나 폴리이미드계 수지 등으로 제조되는 박막의 필름에 배선 패턴을 형성한 층으로 할 수 있다. 개구 배선층(11)과 협지 배선층(13)은 동일한 재료로 구성해도 좋다.
협지 배선층(13)의 두께는 적어도 배선을 확보할 수 있을 정도, 바람직하게는 더욱 충분한 가요성을 가질 정도이면 되며 특별하게 한정되는 것은 아니다. 따라서, 협지 배선층(13)은 이러한 조건을 만족시키면 개구 배선층(11)보다 얇게 구성할 수도 있다.
또한, 여기서 2개의 개구 배선층(11)과 1개의 협지 배선층(13)으로 구성된 다층 배선 기판(1)에 대해 설명하였다. 그러나, 다층 배선 기판(1)의 구성은 이것에 한정되는 것이 아니고, 2개 이상의 개구 배선층(11)과 적어도 1개의 협지 배선층(13)으로 구성되어 있으면 된다.
이상과 같이, 본 실시 형태의 다층 배선 기판(1)은 협지 배선층(13)에 의해 배선 설계의 자유도를 확보하면서 개구 배선층(11)의 개구(12)에 의해 열응력을 완화할 수 있다. 따라서, 전자 부품의 크랙, 기판의 휨, 땜납 접합의 품질을 유지할 수 있다.
[다층 배선 기판의 다른 구성예]
이하, 본 발명에 의한 다층 배선 기판의 다른 구성에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는 다층 배선 기판(1)과 상이한 점만 설명하며 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다. 또한, 다층 배선 기판(1)과 동일하거나 또는 동일한 기능을 가지는 부재에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
[다른 구성 1]
도 6(a)는 다층 배선 기판(2)의 상면도이며, 도 6(b)는 도 6(a)의 다층 배선 기판(2)의 A-A단면도, 도 6(c)는 도 6(a)의 다층 배선 기판(2)의 B-B단면도이다. 도 7은 도 6(a)의 다층 배선 기판(2)의 분해도이다.
다층 배선 기판(2)에서는 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 협지 배선층(15)에 연통구(16)가 형성되어 있는 점이 전술한 다층 배선 기판(1)과 다르다.
구체적으로는, 도 6(a)에 나타나는 다층 배선 기판(2)은 도 7에 나타내는 바와 같이, 2개의 개구 배선층(11)(도 7(a) 및(c))과, 이들 2개의 개구 배선층(11) 간에 협지된 1개의 협지 배선층(15)(도 7(b))으로 구성된다. 개구 배선층(11)과 협지 배선층(15)은 도시하지 않는 비어에 의해 서로 도통되어 있다.
개구 배선층(11)은 전술한 바와 같이, 단자 형성 영역(14a) 내에 십자 형상의 개구(12)가 형성되어 있다. 그리고, 2개의 개구 배선층(11)을 겹치면 각 개구 배선층(11)에 형성된 개구(12)에 의해 개구 배선층(11)을 적층 방향으로 관통하는 관통 구멍(12a)이 형성된다.
한편, 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 협지 배선층(15)은 연통구(16)를 갖고 있다. 연통구(16)는 협지 배선층(15)의 일부가 빠진 부분이다. 이 연통구(16)는 개구(12)(관통 구멍(12a))에 연통하고 있다. 또한, 연통구(16)가 형성되어 있지 않은 부분에서 협지 배선층(15)의 일부는 개구 배선층(11)의 개구(12)와 겹쳐져 있다.
이 때문에, 개구 배선층(11) 간에 협지 배선층(15)이 협지된 다층 배선 기판(2)에서는, 도 6(a) 내지 도 6(c)에 나타내는 바와 같이, 협지 배선층(15)은 개구 배선층(11)과 겹치는 부분과, 개구 배선층(11)의 개구(12)에 연통하는 부분을 갖게 된다.
이에 따라, 도 7(b)의 협지 배선층(15) 중에 파선으로 나타내는 개구 배선 층(11)의 개구(12)와 겹치는 부분 중 연통구(16)가 형성된 부분에서는 관통 구멍(12a)이 차단되지 않는 반면에, 연통구(16)가 형성되어 있지 않은 부분에서는 관통 구멍(12a)이 도중에 차단된다. 관통 구멍(12a)을 도중에 차단하는 부분이 차단부(15a)이다. 즉, 개구 배선층(11)을 겹쳐서 형성되는 관통 구멍(12a)은 도 6(b) 및 도 6(c)의 단면도에 나타내는 바와 같이, 협지 배선층(15)의 차단부(15a)에 의해 차단되는 반면에, 연통구(16)가 형성된 부분에서는 관통 구멍(12a)이 차단되지 않는다. 바꾸어 말하면, 개구 배선층(11·11)의 대향면(협지 배선층(13)과의 접촉면)의 개구(12)는 차단부(15a)에 의해 폐쇄되고 연통구(16)에 의해 관통된다.
이와 같이, 다층 배선 기판(2)은 개구 배선층(11), 협지 배선층(15), 및 개구 배선층(11)이 적층된 다층 배선 부분과, 협지 배선층(15)만으로 이루어진 단층 배선 부분과, 어느 배선층도 형성되지 않은 관통 구멍(12a)을 갖게 된다.
이상과 같이, 다층 배선 기판(2)에서는 협지 배선층(15)에 연통구(16)가 형성되어 있다. 이에 따라, 연통구(16)가 개구(12)와 마찬가지로 기능함으로써 열응력이 완화될 수 있다.
[다른 구성 2]
도 8(a)는 다층 배선 기판(3) 전체를 나타내는 상면도이며, 도 8(b)는 다층 배선 기판(3)을 구성하는 개구 배선층(17)의 상면도(평면도)이고 도 8(c)는 다층 배선 기판(3)을 구성하는 협지 배선층(13)의 상면도(평면도)이다. 도 8(b)에서는 단자(14)를 가지는 개구 배선층(17)을 생략하고 있다.
다층 배선 기판(3)에서는, 도 8(b)에 나타내는 바와 같이, 개구 배선층(17) 의 개구(18)가 전술한 다층 배선 기판(1, 2)과 다르다.
구체적으로, 도 8(a)에 나타내는 다층 배선 기판(3)은 도 8(b)에 나타내는 2개의 개구 배선층(17)과, 이들 2개의 개구 배선층(17) 간에 협지된 1개의 협지 배선층(13)으로 구성된다. 개구 배선층(17)과 협지 배선층(15)은 도시되지 않은 비어에 의해 서로 도통되어 있다.
도 8(a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 개구 배선층(17)은 단자 형성 영역(14a) 내에 개구(18)가 형성되어 있음과 아울러, 이 개구(18)는 단자 형성 영역(14a) 내로부터 단자 형성 영역(14a) 외부로 연장되어 있다. 구체적으로는, 단자 형성 영역(14a) 외부로 연장되는 개구(18)는 서로 배열 방향이 다른 단자 배열의 교점을 지나고, 개구 배선층(17)의 둘레 가장자리[각(角)]를 향하여 형성되어 있다. 여기서는 단자 형성 영역(14a)이 방형(사각형)이므로 단자 형성 영역(14a)의 대각선의 연장선 상에 개구(18)가 연장되어 있다고 할 수 있다. 또한, 단자(14) 배치의 대각을 향해 단자 형성 영역(14a)을 넘어 개구(18)가 연장되어 있다고도 할 수 있다. 또한, 서로 배열 방향이 다른 단자 배열이란 정점을 공유하는 변(가상적인 것)이라고도 할 수 있다. 또한, 개구(18) 전체적으로는 전술한 개구(12)와 마찬가지로 서로 배열 방향이 대향하는 단자(14) 간을 연결하는 선을 절단하도록 형성되어 있다.
한편, 협지 배선층(13)은 다층 배선 기판(1)과 마찬가지로 개구가 형성되어 있지 않다. 이 때문에, 도 8(a)에 나타내는 바와 같이, 협지 배선층(13)은 개구 배선층(17)의 개구(18)의 전체 영역과 겹친다.
이와 같이, 다층 배선 기판(3)에서는 개구 배선층(17)의 개구(18)가 서로 배열 방향이 다른 단자 배열의 교점을 지나고, 개구 배선층(17)의 둘레 가장자리를 향하여 형성되어 있다. 이에 따라, 대향하는 단자(14) 사이에 걸리는 열응력뿐만 아니라 그 교점 방향(경사 방향)의 열응력도 완화할 수 있다. 따라서, 열응력을 완화하는 능력을 더욱 높일 수 있다.
[다른 구성 3]
도 9(a)는 다층 배선 기판(4)의 상면도이고, 도 9(b)는 다층 배선 기판(4)을 구성하는 개구 배선층(17)의 상면도(평면도)이며, 도 9(c)는 다층 배선 기판(4)을 구성하는 협지 배선층(19)의 상면도(평면도)이다. 도 9(b)는 단자(14)를 갖는 개구 배선층(17)을 생략하고 있다.
다층 배선 기판(4)은 도 9(a)에 나타내는 바와 같이 다층 배선 기판(3)(도 8(a))과 대략 같고, 도 9(c)에 나타내는 바와 같이 협지 배선층(19)에 연통구(16)가 형성되어 있는 점만이 다르다.
구체적으로는, 도 9(c)에 나타내는 바와 같이, 협지 배선층(19)은 다층 배선 기판(2)과 마찬가지로 연통구(16)를 갖고 있다. 연통구(16)는 협지 배선층(19)의 일부가 빠진 부분이다. 이 연통구(16)는 개구(18)(관통 구멍(12a))에 연통하고 있다. 또한, 연통구(16)가 형성되어 있지 않은 부분에서는 협지 배선층(19)의 일부가 개구 배선층(17)의 개구(18)와 겹쳐져 있고 차단부(19a)가 형성된다.
이와 같이, 다층 배선 기판(4)에서는 협지 배선층(15)에 연통구(16)가 형성되어 있다. 이에 따라, 연통구(16)가 개구(12)와 동일하게 기능함으로써 열응력이 완화될 수 있다.
또한, 다층 배선 기판(4)에서는 개구 배선층(17)의 개구(18)가 서로 배열 방향이 다른 단자 배열의 교점을 지나고, 개구 배선층(17)의 둘레 가장자리를 향하여 형성되어 있다. 이에 따라, 대향하는 단자(14) 사이에 걸리는 열응력 뿐만 아니라 그 교점의 방향(경사 방향)의 열응력도 완화할 수 있다. 따라서, 열응력을 완화하는 능력을 더욱 높일 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 다층 배선 기판은 개구를 가지는 개구 배선층이 복수개 적층되어 있고, 상기 개구에 의해 개구 배선층의 적층 방향으로 관통하는 관통 구멍이 형성되는 다층 배선 기판으로서, 개구 배선층 사이에 배치된 협지 배선층을 한층 더 구비하고, 협지 배선층은 개구 배선층의 개구의 적어도 일부와 겹치고 관통 구멍을 도중에 차단하는 차단부를 가지는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 구성에 의하면, 개구 배선층에 개구가 형성되어 있기 때문에 그 개구에 의해 다층 배선 기판에 걸리는 열응력을 완화할 수 있다. 또한, 상기 구성에 의하면, 특허 문헌 2와 같은 폐기 기판 등의 폐기 손해도 없기 때문에 실용적이다.
특히, 상기 구성에 의하면, 협지 배선층의 차단부가 개구 배선층의 개구의 적어도 일부와 겹치고 있다. 즉, 차단부는 개구 배선층의 개구로부터 노출되어 있다. 이 때문에, 개구 배선층에 개구가 형성되어 있어도 협지 배선층(차단부)에 의해 배선을 확보할 수 있다. 따라서, 배선 패턴 설계(배선 설계)의 자유도가 낮아지지 않는다.
따라서, 협지 배선층에 의해 배선 설계의 자유도를 확보하면서 개구 배선층 의 개구에 의해 열응력을 완화할 수 있다. 이 때문에, 전자 부품의 크랙, 기판의 휨, 땜납 접합의 품질을 유지할 수 있다.
본 발명의 다층 배선 기판에서 차단부는 개구 배선층의 개구 전역을 겹치도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 개구 전역에 배선이 가능하기 때문에, 배선 패턴 설계(배선 설계)의 자유도를 더욱 높일 수 있다.
본 발명의 다층 배선 기판에서는 협지 배선층이 개구 배선층보다 큰 굴곡성을 가지는 것이 바람직하고, 예를 들면, 플렉서블 프린트 배선 기판과 같은 플렉서블 기판인 것이 더욱 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 협지 배선층이 개구 배선층보다 큰 굴곡성을 가지기 때문에, 협지 배선층의 차단부에 의해 열응력을 완화(흡수)할 수 있다. 따라서, 협지 배선층 그 자체에 의해 열응력을 완화하는 효과를 더욱 높일 수 있다.
본 발명의 다층 배선 기판에서는 협지 배선층은 상기 관통 구멍에 연통하는 연통구를 가지고 있어도 괜찮다.
상기 구성에 의하면, 협지 배선층이 연통구를 가지고 있기 때문에 이 연통구가 개구 배선층의 개구와 동일한 기능을 갖는다. 즉, 연통구에 의해 열응력을 완화할 수 있다. 이 때문에, 열응력을 완화하는 효과를 더욱 높일 수 있다.
또한, 연통구는 배선이 불필요한 부분에 형성할 수 있다. 또한, 연통구에 의해 열응력이 완화되기 때문에, 협지 배선층으로서 딱딱한 배선층을 이용할 수도 있다. 또한, 굴곡성을 가지는 협지 배선층을 이용하면 협지 배선층 그 자체 및 연통구에 의해 열응력을 완화할 수 있기 때문에 열응력을 완화하는 효과를 더욱 높일 수 있다.
본 발명의 다층 배선 기판에서는 또한 전자 부품을 표면 실장하기 위한 단자를 구비하고, 개구 배선층의 개구는 단자 형성 영역 내에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 단자 형성 영역 내에 걸리는 특히 높은 열응력을 개구에 의해 완화할 수 있다.
본 발명의 다층 배선 기판에서는 개구 배선층의 개구가 서로 배열 방향이 대향하는 단자 간을 연결하는 선을 절단하도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 서로 배열 방향이 대향하는 단자 간에 개구가 형성되기 때문에 단자 형성 영역 내에 걸리는 열응력을 확실하게 완화할 수 있다.
본 발명의 다층 배선 기판에서는 개구 배선층의 개구가 서로 배열 방향이 다른 단자 배열의 교점을 지나고, 단자 형성 영역 내로부터 개구 배선층의 둘레 가장자리를 향하여 형성되어 있어도 된다.
상기 구성에 의하면, 개구 배선층의 개구는 단자 형성 영역 내로부터 서로 배열 방향이 다른 단자 배열의 교점을 지나고, 개구 배선층의 둘레 가장자리를 향하여 형성되어 있다. 이에 따라, 대향하는 단자 사이에 걸리는 열응력뿐만 아니라 그 교점의 방향(경사 방향)의 열응력도 완화할 수 있다. 따라서, 열응력을 완화하는 능력을 더욱 높일 수 있다.
본 발명의 전자 모듈은 상기 다층 배선 기판 중 어느 하나에 전자 부품이 실장된 구성이다. 또한, 본 발명의 전자기기는 상기 전자 모듈을 갖추는 구성이다. 이에 따라, 다층 배선 기판과 전자 부품의 열팽창의 차이에 의한 응력(열응력)을 완화할 수 있는 전자 모듈 및 전자기기를 실현할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니고 청구항에 나타낸 범위에서 여러 가지의 변경이 가능하다. 즉, 청구항에 나타낸 범위에서 적절히 변경한 기술적 수단을 조합해 얻을 수 있는 실시 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
본 발명의 다층 배선 기판은 배선 설계의 자유도를 손상시키지 않고 열응력을 완화할 수 있다. 따라서, 가열이나 방열에 의한 다층 배선 기판과 전자 부품의 열팽창의 차이에 의한 응력(열응력)을 줄임으로써 카메라 모듈, IC 등의 전자 부품 패키지의 크랙이나 땜납 불량을 줄일 수 있다. 또한, 휴대 전화나 디지털 카메라용의 카메라 모듈(촬상 장치)을 고정밀도로 실장할 수 있다.
Claims (13)
- 개구를 갖는 개구 배선층이 복수개 적층되어 있고,상기 개구에 의해 상기 개구 배선층의 적층 방향으로 관통하는 관통 구멍이 형성되는 다층 배선 기판으로서:상기 개구 배선층 사이에 배치된 협지 배선층을 더 구비하고,상기 협지 배선층은 상기 개구 배선층의 개구의 적어도 일부와 겹치고, 상기 관통구멍을 도중에 차단하는 차단부를 가지는 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판.
- 제 1 항에 있어서,상기 차단부는 상기 개구 배선층의 개구 전역과 겹치도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판.
- 제 1 항에 있어서,상기 협지 배선층은 상기 개구 배선층보다 큰 굴곡성을 가지는 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판.
- 제 3 항에 있어서,상기 협지 배선층은 플렉서블 기판인 것을 특징으로 다층 배선 기판.
- 제 1 항에 있어서,상기 협지 배선층은 상기 관통 구멍에 연통하는 연통구를 가지는 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판.
- 제 1 항에 있어서,전자 부품을 표면에 실장하기 위한 단자를 더 구비하고,상기 개구 배선층의 개구는 단자 형성 영역 내에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판.
- 제 6 항에 있어서,상기 개구 배선층의 개구는 서로 배열 방향이 대향하는 단자 간을 연결하는 선을 절단하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판.
- 제 6 항에 있어서,상기 개구 배선층의 개구는 서로 배열 방향이 다른 단자 배열의 교점을 지나고, 상기 단자 형성 영역 내로부터 상기 개구 배선층의 둘레 가장자리를 향해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판.
- 제 3 항에 있어서,상기 협지 배선층은 아라미드 또는 폴리이미드계 수지로 이루어지는 것을 특 징으로 하는 다층 배선 기판.
- 제 9 항에 있어서,상기 협지 배선층은 박막 필름인 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수의 개구 배선층과 협지 배선층이 동일 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 다층 배선 기판.
- 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 다층 배선 기판에 전자 부품이 실장된 것을 특징으로 하는 전자 모듈.
- 제 12 항에 기재된 전자 모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
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