プリプレグシート、配線基板及び実装構造体
【課題】本発明は、単繊維と樹脂部との接着強度を高める要求に応えるプリプレグシート、単繊維、配線基板及び実装構造体を提供するものである。
【解決手段】上記の課題を解決するため、本発明の一実施形態にかかるプリプレグシート１は、細長形状の単繊維２と、単繊維２を被覆する樹脂部前駆体３ａと、を備え、単繊維２は、その長手方向に沿った溝状の凹部Ｃ１を表面に有し、凹部Ｃ１の内面に樹脂部前駆体３ａが接触していることを特徴とする。
【解決手段】上記の課題を解決するため、本発明の一実施形態にかかるプリプレグシート１は、細長形状の単繊維２と、単繊維２を被覆する樹脂部前駆体３ａと、を備え、単繊維２は、その長手方向に沿った溝状の凹部Ｃ１を表面に有し、凹部Ｃ１の内面に樹脂部前駆体３ａが接触していることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリプレグシートと、かかるプリプレグシートを用いて作製した配線基板と、かかる配線基板に電子部品を実装した実装構造体と、に関するものである。かかる実装構造体は電子機器に使用される。かかる電子機器は、各種オーディオビジュアル機器、家電機器、通信機器、コンピュータ機器又はその周辺機器等である。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子部品が実装される配線基板が知られている。かかる電子部品は、半導体素子又はコンデンサ等である。かかる半導体素子は、ＩＣ（Integrated Circuit）又はＬＳＩ（Large Scale Integration）等である。
【０００３】
かかる配線基板は、プリプレグシートを積層することにより形成される基体と、前記基体の上面又は下面に形成された導電層と、を備えた構成が知られている。
【０００４】
かかるプレプリグシートは、特許文献１に、細長形状の単繊維と、前記単繊維を被覆する樹脂部前駆体と、を備えた構成が記載されている。かかる樹脂部前駆体は、配線基板にて樹脂部を構成する。
【０００５】
しかしながら、単繊維の線膨張係数と樹脂部の線膨張係数とは異なる。従って、例えば、特許文献１のプリプレグシートを配線基板に適用すると、電子部品を配線基板に実装する際に行われるはんだリフロー時の加熱又は電子部品の発熱等により、配線基板に熱が印加された場合、単繊維と樹脂部との間に熱膨張の差が生じる。その結果、単繊維と樹脂部との境界に強い熱応力が印加され、単繊維と樹脂部とが剥離し、配線基板の信頼性が低下しやすくなる。
【特許文献１】特開２００５−２９９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、単繊維と樹脂部との接着強度を高める要求に応えるプリプレグシート、配線基板及び実装構造体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態にかかるプリプレグシートは、細長形状の単繊維と、前記単繊維を被覆する樹脂部前駆体と、を備え、前記単繊維は、その長手方向に沿った溝状の凹部を表面に有し、前記凹部の内面に前記樹脂部前駆体が接触していることを特徴とする。
【０００８】
本発明の一形態にかかる配線基板は、細長形状の単繊維と、前記単繊維を被覆する樹脂部と、を有する基体と、前記基体の上面又は下面に形成された導電層と、を備え、前記単繊維は、その長手方向に沿った溝状の凹部を表面に有し、前記凹部の内面に前記樹脂部が接触していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一形態にかかるプリプレグシート、配線基板及び実装構造体によれば、単繊維と樹脂部との接着強度を高めることができる。その結果、信頼性に優れた配線基板及び実装構造体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の第１実施形態にかかるプリプレグシートを図１から図３に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１及び図２に示すプリプレグシート１は、複数の細長形状の単繊維２と、単繊維２を被覆する樹脂部前駆体３ａと、を備えている。
【００１２】
複数の単繊維２は、プリプレグシート１内にて一方向にシート状に配列され、各々が糸状の構造を有している。その結果、プリプレグシート１の上面及び下面の平坦性を高めることができる。単繊維２は、例えば低熱膨張樹脂又は低熱膨張ガラス繊維等を含み、特に低熱膨張樹脂を含むことが望ましい。低熱膨張樹脂は、例えばポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂、全芳香族ポリアミド樹脂又は全芳香族ポリエステル樹脂等を用いても構わない。低熱膨張ガラス繊維は、Ｓガラス又はＴガラス等を用いても構わない。
【００１３】
単繊維２は、線膨張係数が低い材料から構成されていることが望ましい。単繊維２の長手方向（Ｘ方向）の線膨張係数は、−１２ｐｐｍ／℃以上５ｐｐｍ／℃以下に設定されていることが望ましい。単繊維２の長手方向に直交する断面方向（ＸＺ平面方向）の線膨張係数は、５０ｐｐｍ／℃以上１１０ｐｐｍ／℃以下に設定されていることが望ましい。なお、線膨張率は、ＩＳＯ１１３５９‐２：１９９９に準ずる試験方法により測定される。
【００１４】
樹脂部前駆体３ａは、単繊維２同士の間に充填されるとともに、一方向に配列した単繊維２の上面及び下面を被覆するように形成されている。樹脂部前駆体３ａは、未硬化の熱硬化性樹脂等を含む。熱硬化性樹脂は、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、ポリイミド樹脂又はポリフェニレエーテル樹脂等を含む。なお、熱硬化性樹脂の線膨張係数は、例えば１０ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ／℃以下に設定されていることが望ましい。また、未硬化とは、ＩＳＯ４７２：１９９９に準ずるＡ‐ステージ又はＢ‐ステージのことをいう。
【００１５】
次に、単繊維２について、より詳細に説明する。
【００１６】
図３Ａから図３Ｅに示すように、単繊維２は、その長手方向に沿った溝状の凹部Ｃ１を表面に複数有し、凹部Ｃ１の内面に樹脂部前駆体３ａが接触している。複数の凹部Ｃ１は、前記長手方向に直交する断面の周回方向に沿って配列されている。これにより、単繊維２の表面積が増加するとともに、凹部Ｃ１内に樹脂部前駆体３ａの一部を容易に充填できる。その結果、単繊維２と樹脂部前駆体３ａとの接触面積が増加するため、単繊維２と樹脂部前駆体３ａとの接着強度を高めることができる。なお、凹部Ｃ１は、単数であっても構わない。
【００１７】
凹部Ｃ１の内面は、曲面からなることが望ましい。その結果、単繊維２の長手方向に応力が印加された場合、凹部Ｃ１の内面の一部に応力が集中することを抑制でき、単繊維２の機械的強度を高めることができる。
【００１８】
単繊維２の長手方向に直交する断面積は、例えば２７μｍ２以上１９２μｍ２以下に設定されていることが望ましい。また、凹部Ｃ１の深さは、例えば１μｍ以上５μｍ以下に設定されていることが望ましい。凹部Ｃ１の深さが、１μｍ以上であることにより、凹部Ｃ１内に樹脂部前駆体３ａの一部が容易に充填される。また、凹部Ｃ１の深さが、５μｍ以下であることにより、単繊維２の機械的強度維持しつつ、単繊維２と樹脂部前駆体３ａとの接触面積を増加させることができる。なお、凹部Ｃ１の深さは、凹部Ｃ１の開口から凹部Ｃ１の底部までの距離のことをいう。また、凹部Ｃ１の幅は、例えば１μｍ以上３μｍ以下に設定されていることが望ましい。凹部Ｃ１の幅が、１μｍ以上であることにより、凹部Ｃ１内に樹脂部前駆体３ａの一部が容易に充填される。また、凹部Ｃ１の幅が、３μｍ以下であることにより、単繊維２の機械的強度維持しつつ、単繊維２と樹脂部前駆体３ａとの接触面積を増加させることができる。なお、凹部Ｃ１の幅は、凹部Ｃ１の開口における前記周回方向への幅のことをいう。また、単繊維２は、溝状の凹部Ｃ１を３個以上１２個以下有することが望ましい。また、隣接する凹部Ｃ１の底部同士の距離は、１μｍ以上８μｍ以下に設定されていることが望ましい。
【００１９】
図２Ｃに示すように、隣接する単繊維２同士は、一方の単繊維２の溝状の凹部Ｃ１と、他方の単繊維２の隣接する溝状の凹部Ｃ１同士の間の領域と、が対応するように、配列されることが望ましい。その結果、隣接する単繊維２同士をより近づけて配列することができ、プリプレグシート１にて単繊維２の密度を高めることができる。これにより、プリプレグシート１を硬化させて形成される配線基板５の剛性の向上や熱膨張係数の低減が容易となる。また、隣接する単繊維２同士は、一方の単繊維２の溝状の凹部Ｃ１と、他方の単繊維２の隣接する溝状の凹部Ｃ１同士の間の領域と、によりアンカー効果を奏するため、単繊維２と、隣接する単繊維２同士の間に位置する樹脂部前駆体３ａと、の接着強度を高めることができる。また、隣接する単繊維２同士はアンカー効果を奏するため、単繊維２と樹脂部前駆体３ａとの剥離により生じる単繊維２の位置ずれを低減できる。
【００２０】
次に、本発明の第１実施形態にかかる配線基板を含む実装構造体を、図４に基づいて説明する。なお、本実施形態の配線基板は、上述したプリプレグシートを用いて作製される。
【００２１】
図４に示す実装構造体４は、配線基板５と、配線基板５の上面にバンプ６を介してフリップチップ実装された電子部品７と、を含んで構成されている。
【００２２】
配線基板５は、基体８と、基体８の上面及び下面に積層された複数の絶縁層９と、絶縁層９の上面及び下面に配置された複数の導電層１０と、を含んで構成されている。
【００２３】
基体８は、複数の繊維層１１を積層した構造を有する。繊維層１１は、上述したプリプレグシート１により形成される。繊維層１１は、複数の細長形状の単繊維２と、単繊維２を被覆する樹脂部３ｂと、を備えている。
【００２４】
単繊維２は、上述したプリプレグシート１が備えている単繊維２に対応しており、一方向にシート状に配列されている。単繊維２は、線膨張係数が低い材料から構成されていることが望ましい。このような単繊維２を用いることにより、配線基板５と電子部品７との線膨張係数の差が低減され、実装構造体４に熱が印加された時に、配線基板５と電子部品７との間に印加される熱応力を低減できる。
【００２５】
隣接する繊維層１１同士は、それぞれの単繊維２の長手方向が直交することが望ましい。その結果、配線基板５の平面（ＸＹ平面）にて、直交する２方向（Ｘ方向及びＹ方向）における線膨張係数の差が低減されるため、配線基板５と電子部品７との線膨張係数の差が低減される。
【００２６】
樹脂部３ｂは、上述したプリプレグシート１が備えている樹脂部前駆体３ａに対応しており、上述した樹脂部前駆体３ａに含まれる未硬化の熱硬化性樹脂を硬化することにより、形成される。
【００２７】
樹脂部３ｂは、凹部Ｃ１の内面に接触している。その結果、単繊維２と樹脂部３ｂとの接触面積が増加するため、単繊維２と樹脂部３ｂとの接着強度を高めることができる。これにより、基体８にクラックが生じる可能性を低減し、配線基板５の信頼性を高めることができる。
【００２８】
また、基体８は、上下方向（Ｚ方向）に貫通するスルーホールＳが複数形成されている。スルーホールＳの内壁には、スルーホール導体１２が形成されている。複数のスルーホール導体１２は、基体８の上面及び下面に形成された導電層１０同士を電気的に接続している。スルーホール導体１２は導電材料からなる。導電材料は、例えば銅、銀、ニッケル又はクロム等を含む。本実施形態においては、スルーホール導体１２は、円筒状に形成されており、基体８の平坦性を担保するため、該円筒状の内部に絶縁体１３が充填されている。なお、絶縁体１３は、樹脂材料、フィラー、エラストマー、難燃剤及び硬化剤等を含む。樹脂材料としては、例えばエポキシ樹脂又はシアネート樹脂等を用いても構わない。また、フィラーとしては、例えば酸化ケイ素又は酸化アルミニウム等を用いても構わない。また、エラストマーとしては、スチレン系エラストマー又はポリエステル系エラストマー等を用いても構わない。
【００２９】
また、スルーホールＳの内壁には、単繊維２と樹脂部３ｂとの間に生じる空隙が露出している場合があるが、本実施形態においては、単繊維２と樹脂部３ｂとが強固に接着されている。それ故、単繊維２と樹脂部３ｂとの剥離が抑制されるため、単繊維２と樹脂部３ｂとの剥離により基体８内に空隙が生じる可能性を低減できる。このため、スルーホール導体１２を構成する導電材料が、大気中の水分等に溶解してかかる空隙に侵入し、隣接スルーホール導体１２まで到達し、スルーホール導体１２同士を短絡させる可能性を低減できる。これにより、配線基板５の電気的信頼性を高めることができる。
【００３０】
絶縁層９は、接着層９ａと樹脂層９ｂとを有する。
【００３１】
接着層９ａは、樹脂層９ｂ同士又は樹脂層９ｂと基体８とを、強固に接着するためのものであり、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂等を含む。熱硬化性樹脂としては、例えばポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シアネート樹脂、シリコン樹脂又はビスマレイミドトリアジン樹脂等を用いても構わない。熱可塑性樹脂としては、はんだリフロー時の加熱に耐える耐熱性を有する必要があることから、構成する材料の軟化温度が２００℃以上であることが望ましく、例えば液晶ポリマー等を使用することが望ましい。なお、接着層９ａの線膨張係数は、例えば１５ｐｐｍ／℃以上８０ｐｐｍ／℃以下に設定されていることが望ましい。また、接着層９ａは、厚みが例えば２μｍ以上２０μｍ以下となるように設定されていることが望ましい。
【００３２】
樹脂層９ｂは、配線基板５の機械的強度を向上させるためのものであり、基材を備えておらず、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含むことが望ましい。熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂としては、弾性変形可能であって、耐熱性と硬さに優れた特性の材料を用いることが望ましい。この様な特性を有する熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリイミドベンゾオキサゾール樹脂、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂、全芳香族ポリアミド樹脂、又は全芳香族ポリエステル樹脂等を用いても構わない。また、熱可塑性樹脂としては、例えば、熱可塑性ポリイミド樹脂又は液晶ポリマー樹脂等を用いても構わない。そして、上記材料のなかでも、ポリイミドベンゾオキサゾール樹脂又はポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂を用いることが望ましい。ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂は、線膨張係数が−５ｐｐｍ／℃以上５ｐｐｍ／℃以下と小さい。このような低熱膨張樹脂を使用することによって、配線基板５と電子部品７との間の熱膨張の差を低減し、配線基板５と電子部品７との間の熱応力を低減できる。なお、樹脂層９ｂの厚みは、例えば２μｍ以上２０μｍ以下となるように設定されていることが望ましい。
【００３３】
絶縁層９には、ビア孔Ｖが形成されており、ビア孔Ｖ内にはビア導体１４が形成されている。ビア導体１４は、絶縁層９の上面及び下面に配置された導電層１０同士を電気的に接続する。また、ビア導体１４は、例えば基体８の上面から配線基板５の上面に向かって、又は基体８の下面から配線基板５の下面に向かって、配線基板５の平面方向への断面積が大きくなるように形成されている。なお、ビア導体１４は、導電材料により形成される。導電材料は、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル又はクロム等を含む。また、ビア導体１４の線膨張係数は、例えば１２ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下に設定されていることが望ましい。
【００３４】
導電層１０は、電気信号を伝達する信号層と、電子部品７に接続されるグランド層と、を含んで構成されている。導電層１０は、基体８の上面及び下面に形成されており、スルーホール導体１２と電気的に接続されている。また、導電層１０は、絶縁層９の上面及び下面に形成されており、ビア導体１４と電気的に接続されている。なお、導電層１０は、導電材料により形成される。導電材料は、例えば銅、銀、金、ニッケル、クロム、チタン、モリブデン、タングステン又はジルコニウムあるいはこれらの合金等を含む。また、導電層１０の線膨張係数は、例えば１２ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下に設定されていることが望ましい。
【００３５】
電子部品７は、バンプ６を介して導電層１０に電気的に接続されている。バンプ６の材料には、導電材料が用いられる。導電材料は、例えば銅、銀、亜鉛、錫、インジウム、ビスマス又はアンチモン等を含む。電子部品７としては、半導体素子又はコンデンサ等を用いても構わない。半導体素子としては、例えばＩＣ若しくはＬＳＩ等を用いても構わない。半導体素子の材料としては、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム砒素リン、窒化ガリウム又は炭化珪素等を用いても構わない。また、電子部品７の厚み寸法は、例えば０．１ｍｍから１ｍｍのものを使用することが望ましい。
【００３６】
次に、上述したプリプレグシート１を用いた、上述した配線基板５を含む実装構造体４の製造方法を、図５から図１５に基づいて説明する。
【００３７】
まず、上述したプレプリグシート１を準備する。
【００３８】
（１）図５Ａ及び図５Ｂに示すように、細長形状の単繊維２を準備する。
【００３９】
（２）図５Ｃ及び図５Ｄに示すように、単繊維２の側面の一部を押圧することにより、単繊維２に溝状の凹部Ｃ１を形成する。具体的には、例えば、以下のようにして、単繊維２の側面の一部を押圧する。まず、図６Ａから図６Ｃに示すように、外周１５ａｘに窪み部Ｄを有し、窪み部Ｄがその周回方向に沿って形成されたローラ１５ａを２つ準備する。外周１５ａｘの窪み部Ｄを構成する表面は、その幅方向に沿って配列する凹凸を有し、該凹凸は、外周１５ａｘの周回方向に沿って延伸するように、形成されている。次に、図７Ａから図８に示すように、それぞれの窪み部Ｄが組み合わさるように２つのローラ１５ａ同士を当接させて、２つの窪み部Ｄにより、単繊維２の断面形状に対応する穴部Ｈを形成する。そして、穴部Ｈ内にて単繊維２を各ローラ１５ａに当接させて、各ローラ１５ａを回転させることにより、単繊維２を長手方向に移動させる。その結果、窪み部Ｄを構成する外周１５ａｘの一部が単繊維２の側面の一部を押圧し、単繊維２に溝状の凹部Ｃ１を形成することができる。このように、単繊維２の側面の一部を押圧して凹部Ｃ１を形成するため、単繊維２を構成する分子に損傷が生じる可能性を低減しつつ、凹部Ｃ１を形成できる。その結果、単繊維２の機械的強度を維持しつつ、凹部Ｃ１を形成できる。なお、ローラ１５ａを３つ以上用いて、穴部Ｈを形成しても構わない。
【００４０】
また、単繊維２の側面の一部を押圧して凹部Ｃ１を形成するため、凹部Ｃ１を構成する単繊維２の一部の密度が、単繊維２の他の部位と比較して高くなる。その結果、凹部Ｃ１を構成する単繊維２の一部の硬度が、単繊維２の他の部位と比較して高くなるため、単繊維２の機械的強度を維持しつつ、凹部Ｃ１を形成することができる。なお、単繊維２の一部の硬度は、例えばマイクロインデンテーション法又はナノインデンテーション法等により、測定することができる。マイクロインデンテーション及びナノインデンテーション法は、微細な圧子を単繊維２に押し付けた際に生じる圧痕の面積を測定し、圧子を押し付ける加重と圧痕の面積とから、単位面積あたりの押し付け加重を求めることにより、硬度を測定する方法である。
【００４１】
また、単繊維２の長手方向は単繊維２の分子鎖の伸長方向と平行であるため、単繊維２は分子鎖の伸長方向に沿って押圧される。このため、単繊維２の分子鎖が波状に乱れるとともに切断される可能性を低減する。その結果、単繊維２のほつれを低減し、単繊維２の機械的強度を維持しつつ、凹部Ｃ１を形成することができる。
【００４２】
単繊維２を部分的に押圧する際、単繊維２を加熱しつつ押圧することが望ましい。加熱により単繊維２の硬度が低下するため、押圧による単繊維２の損傷を低減するとともに、単繊維２に容易に凹部Ｃ１を形成することができる。また、単繊維２が低熱膨張樹脂を含む場合、加熱により単繊維２の硬度が低下し易いため、単繊維２に容易に凹部Ｃ１を形成することができる。
【００４３】
（３）図９Ａ及び図９Ｂに示すように、単繊維２を一方向に配列させて、敷き詰めることにより、単繊維シート１６を形成する。ここで、単繊維２を一方向に配列させる際、単繊維２に振動を与えつつ配列させることが望ましい。これにより、隣接する単繊維２同士を、一方の単繊維２の溝状の凹部Ｃ１と、他方の単繊維２の隣接する溝状の凹部Ｃ１同士の間の領域と、が対応するように、配列させることができる。その結果、隣接する単繊維２同士の間にアンカー効果を奏するため、単繊維シート１６における単繊維２の位置ずれを低減できる。なお、単繊維２を一方向に配列させた後、単繊維２に振動を与えることにより、隣接する単繊維２同士を、一方の単繊維２の溝状の凹部Ｃ１と、他方の単繊維２の隣接する溝状の凹部Ｃ１同士の間の領域と、が対応するように、配列させても構わない。
【００４４】
（４）図９Ｃから図９Ｄに示すように、単繊維シート１６に樹脂部前駆体３ａを含浸し、樹脂部前駆体３ａを単繊維２の凹部Ｃ１の内面に接触させる。このようにして、プリプレグシート１を作製することができる。
【００４５】
次に、上述したプリプレグシート１を用いて、上述した配線基板５を含む実装構造体４を作製する。
【００４６】
（５）図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、複数のプリプレグシート１を積層し、加熱加圧する。複数のプリプレグシート１は、隣接するプレプリグシート１同士の単繊維２の長手方向が直交するように、積層されることが望ましい。加熱加圧は、例えば加熱プレス機等を用いて行われる。プリプレグシート１の積層体を加熱する温度は、樹脂部前駆体３ａに含まれる熱硬化性樹脂の硬化開始温度以上、かかる熱硬化性樹脂の熱分解温度未満に設定されていることが望ましい。その結果、樹脂部前駆体３ａに含まれる未硬化の熱硬化性樹脂が硬化するため、積層されたプリプレグシート１同士を接着できる。以上のようにして、基体８を作製できる。
【００４７】
ここで、かかる熱硬化性樹脂が硬化することにより、樹脂部前駆体３ａが樹脂部３ｂとなり、プリプレグシート１が繊維層１１となる。なお、基体８の厚みは、例えば０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下に設定されていることが望ましい。また、熱分解温度とは、ＩＳＯ１１３５８：１９９７に準ずる熱重量測定において、樹脂の質量が５％減少する温度のことをいう。
【００４８】
（６）図１１Ａに示すように、基体８に、上下方向に貫通したスルーホールＳを形成する。スルーホールＳは、例えばドリル加工又はレーザー加工等により、形成される。また、スルーホールＳは、数個形成されることが望ましい。また、スルーホールＳの幅は、例えば０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下に設定されていることが望ましい。
【００４９】
（７）図１１Ｂに示すように、基体８の表面に導電材料を被着させて、導電材料層１７を形成する。導電材料層１７は、スルーホールＳの内壁面にて、円筒状のスルーホール導体１２を構成する。かかる導電材料層１７は、例えば無電解めっき法により形成される。
【００５０】
ここで、単繊維２と樹脂部３ａとが剥離する可能性が低減されていると、スルーホール導体１２を形成する際、単繊維２と樹脂部３ａとが剥離して生じる空隙に、導電材料が侵入することを抑制できる。その結果、かかる導電材料が、スルーホール導体１２同士を短絡させる可能性を低減できる。
【００５１】
（８）図１２Ａに示すように、円筒状のスルーホール導体１２の内部に、樹脂材料等を充填し、絶縁体１３を形成する。
【００５２】
（９）図１２Ｂに示すように、導電材料を絶縁体１３の露出部に被着させて、導電材料層１７を絶縁体１３の露出部に形成する。かかる導電材料は、例えば無電解めっき、蒸着法、ＣＶＤ法又はスパッタリング法等により被着される。
【００５３】
（１０）図１３Ａに示すように、導電材料層１７をパターニングし、導電層１０を形成する。導電材料層１７のパターニングは、従来周知のフォトリソグラフィー技術等を用いて行われる。
【００５４】
（１１）図１３Ｂ及び図１４Ａに示すように、導電層１０上に、接着層９ａを介して樹脂層９ｂを貼り合わせる。貼り合わせは、加熱加圧により行われる。加熱加圧は、例えば加熱プレス機を用いて、行われる。以上のようにして、接着層９ａと樹脂層９ｂとから成る絶縁層９を形成することができる。
【００５５】
（１２）図１４Ｂに示すように、絶縁層９にビア孔Ｖを形成し、ビア孔Ｖ内に導電層１０の少なくとも一部を露出させる。ビア孔Ｖの形成は、例えばＹＡＧレーザー装置又は炭酸ガスレーザー装置を用いる。ビア孔Ｖは、樹脂層９ｂの上面に対して、垂直方向からレーザー光が照射されることによって形成される。なお、ビア孔Ｖは、レーザー光の出力を調整することによって、樹脂層９ｂの上面から基体８の上面に向かって開口幅が狭くなるように形成することができる。
【００５６】
（１３）図１５Ａに示すように、ビア孔Ｖにビア導体１４を形成し、絶縁層９の上面に導電層１０を形成する。ビア導体１４及び導電層１０は、従来周知のセミアディティブ法、サブトラクティブ法又はフルアディティブ法等により形成され、なかでもセミアディティブ法により形成されることが望ましい。以上のようにして、配線基板５を作製することができる。
【００５７】
なお、（１１）から（１３）の工程を繰り返すことにより、多層配線の配線基板５も作製できる。
【００５８】
（１４）図１５Ｂに示すように、配線基板５に電子部品７をバンプ６を介してフリップチップ実装することにより、実装構造体４を作製できる。
【００５９】
次に、本発明の第２実施形態にかかる単繊維を含むプリプレグシートを図１６に基づいて詳細に説明する。なお、上述した第１実施形態と同様の構成に関しては、記載を省略する。
【００６０】
図１６Ａから図１６Ｄに示すように、単繊維２は、その長手方向に沿った溝状の凹部Ｃ２を側面に複数有し、凹部Ｃ２は、その底部に前記長手方向に沿って配列された沈降部２ｖと隆起部２ｗを有する。樹脂部前駆体３ａは、凹部Ｃ２の内面に接触している。このため、単繊維２の表面積が増加するとともに、前記長手方向及び前記周回方向にアンカー効果を奏する。その結果、単繊維２と樹脂部前駆体３ａとの接着強度を高めることができる。なお、凹部Ｃ１は、単数であっても構わない。
【００６１】
単繊維２の長手方向に直交する断面積は、例えば２７μｍ以上１９２μｍ以下に設定されていることが望ましい。また、凹部Ｃ２の沈降部ｖの深さは、例えば１μｍ以上５μｍ以下に設定されていることが望ましい。また、凹部Ｃ２の隆起部ｗの深さは、例えば１μｍ以上５μｍ以下に設定されていることが望ましい。また、凹部Ｃ２の沈降部ｖと凹部Ｃ２の隆起部ｗとの深さの差は、例えば１μｍ以上３μｍ以下に設定されていることが望ましい。
【００６２】
また、複数の凹部Ｃ２は、第１凹部Ｃ２ａと第２凹部Ｃ２ｂとを有し、第１凹部Ｃ２ａの沈降部２ｖと第２凹部Ｃ２ｂの隆起部２ｗとが、前記周回方向にて対応していることが望ましい。その結果、単繊維２の前記長手方向に直交する断面はその外周に沈降部ｖ及び隆起部ｗを有するため、単繊維２の前記長手方向に直交する断面積の最小値が増加し、単繊維２の機械的強度を高めることができる。また、第１凹部Ｃ２ａと第２凹部Ｃ２ｂは、前記周回方向に沿って交互に配列されていることが望ましい。
【００６３】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。例えば、上述した本発明の実施形態は、電子部品７を配線基板５の上面にフリップチップ実装した構成に関して説明したが、電子部品７を配線基板５の上面にワイヤボンディング実装しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるプリプレグシートの斜視図である。
【図２】図２Ａは、図１に示すプリプレグシートの厚み方向への断面図であり、図２Ｂは、図１に示すプリプレグシートの厚み方向への、図２Ａに示す断面と直交する断面図であり、図２Ｃは、図２Ｂに示す単繊維のＹ１部分の拡大図である。
【図３】図３Ａは、本発明の第１実施形態にかかる単繊維の斜視図であり、図３Ｂは、図３Ａに示す単繊維のＹ２部分の拡大図であり、図３Ｃは、図３Ｂに示す単繊維の長手方向に直交する断面図であり、図３Ｄは、図３Ｃに示す単繊維のＸ１‐Ｘ１線における断面図であり、図３Ｅは、図３Ｃに示す単繊維のＸ２‐Ｘ２線における断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる実装構造体の厚み方向への断面図である。
【図５】図５Ａは、図４に示す実装構造体の製造工程を説明する斜視図であり、図５Ｂは、図５Ａに示す実装構造体の製造工程を説明するＹ３部分の拡大図であり、図５Ｃは、図５に示す実装構造体の製造工程を説明する斜視図であり、図５Ｄは、図５Ｃに示す実装構造体の製造工程を説明するＹ４部分の拡大図である。
【図６】図６Ａは、図４に示す実装構造体の製造工程を説明する斜視図であり、図６Ｂは、図６Ａに示す実装構造体の製造工程を説明するＹ５部分の拡大平面図である。図６Ｃは、図６Ｂに示す実装構造体の製造工程を説明するＸ３‐Ｘ３線における断面図である。
【図７】図７Ａは、図４に示す実装構造体の製造工程を説明する斜視図であり、図７Ｂは、図７Ａに示す実装構造体の製造工程を説明する、ローラの回転軸に垂直な平面図である。
【図８】図８は、図７Ｂに示す実装構造体の製造工程を説明するＹ６部分の拡大図の、Ｘ４‐Ｘ４線における断面図である。
【図９】図９Ａは、図４に示す実装構造体の製造工程を説明する厚み方向への断面図であり、図９Ｂは、図９Ａに示す実装構造体の製造工程を説明する厚み方向への、図９Ｂに示す断面と直交する断面図である。図９Ｃは、図４に示す実装構造体の製造工程を説明する厚み方向への断面図であり、図９Ｄは、図９Ｃに示す実装構造体の製造工程を説明する厚み方向への、図９Ｃに示す断面と直交する断面図である。
【図１０】図１０Ａ及び図１０Ｂは、図４に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。
【図１１】図１１Ａ及び図１１Ｂは、図４に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。
【図１２】図１２Ａ及び図１２Ｂは、図４に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。
【図１３】図１３Ａ及び図１３Ｂは、図４に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。
【図１４】図１４Ａ及び図１４Ｂは、図４に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。
【図１５】図１５Ａ及び図１５Ｂは、図４に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。
【図１６】図１６Ａは、本発明の第２実施形態にかかる単繊維の拡大斜視図であり、図１６Ｂは、図１６Ａに示す単繊維の長手方向に直交する断面図であり、図１６Ｃは、図１６Ｂに示す単繊維のＸ５‐Ｘ５線における断面図であり、図１６Ｄは、図１６Ｂに示す単繊維のＸ６‐Ｘ６線における断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ プリプレグシート
２ 単繊維
３ａ 樹脂部前駆体
３ｂ 樹脂部
４ 実装構造体
５ 配線基板
６ バンプ
７ 電子部品
８ 基体
９ 絶縁層
９ａ 接着層
９ｂ 樹脂層
１０ 導電層
１１ 繊維層
１２ スルーホール導体
１３ 絶縁体
１４ ビア導体
１５ａ ローラ
１５ａｘ 外周
１６ 単繊維シート
１７ 導電材料層
Ｃ１ 凹部
Ｓ スルーホール
Ｖ ビア孔
Ｄ 窪み部
Ｈ 穴部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリプレグシートと、かかるプリプレグシートを用いて作製した配線基板と、かかる配線基板に電子部品を実装した実装構造体と、に関するものである。かかる実装構造体は電子機器に使用される。かかる電子機器は、各種オーディオビジュアル機器、家電機器、通信機器、コンピュータ機器又はその周辺機器等である。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子部品が実装される配線基板が知られている。かかる電子部品は、半導体素子又はコンデンサ等である。かかる半導体素子は、ＩＣ（Integrated Circuit）又はＬＳＩ（Large Scale Integration）等である。
【０００３】
かかる配線基板は、プリプレグシートを積層することにより形成される基体と、前記基体の上面又は下面に形成された導電層と、を備えた構成が知られている。
【０００４】
かかるプレプリグシートは、特許文献１に、細長形状の単繊維と、前記単繊維を被覆する樹脂部前駆体と、を備えた構成が記載されている。かかる樹脂部前駆体は、配線基板にて樹脂部を構成する。
【０００５】
しかしながら、単繊維の線膨張係数と樹脂部の線膨張係数とは異なる。従って、例えば、特許文献１のプリプレグシートを配線基板に適用すると、電子部品を配線基板に実装する際に行われるはんだリフロー時の加熱又は電子部品の発熱等により、配線基板に熱が印加された場合、単繊維と樹脂部との間に熱膨張の差が生じる。その結果、単繊維と樹脂部との境界に強い熱応力が印加され、単繊維と樹脂部とが剥離し、配線基板の信頼性が低下しやすくなる。
【特許文献１】特開２００５−２９９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、単繊維と樹脂部との接着強度を高める要求に応えるプリプレグシート、配線基板及び実装構造体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態にかかるプリプレグシートは、細長形状の単繊維と、前記単繊維を被覆する樹脂部前駆体と、を備え、前記単繊維は、その長手方向に沿った溝状の凹部を表面に有し、前記凹部の内面に前記樹脂部前駆体が接触していることを特徴とする。
【０００８】
本発明の一形態にかかる配線基板は、細長形状の単繊維と、前記単繊維を被覆する樹脂部と、を有する基体と、前記基体の上面又は下面に形成された導電層と、を備え、前記単繊維は、その長手方向に沿った溝状の凹部を表面に有し、前記凹部の内面に前記樹脂部が接触していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一形態にかかるプリプレグシート、配線基板及び実装構造体によれば、単繊維と樹脂部との接着強度を高めることができる。その結果、信頼性に優れた配線基板及び実装構造体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の第１実施形態にかかるプリプレグシートを図１から図３に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１及び図２に示すプリプレグシート１は、複数の細長形状の単繊維２と、単繊維２を被覆する樹脂部前駆体３ａと、を備えている。
【００１２】
複数の単繊維２は、プリプレグシート１内にて一方向にシート状に配列され、各々が糸状の構造を有している。その結果、プリプレグシート１の上面及び下面の平坦性を高めることができる。単繊維２は、例えば低熱膨張樹脂又は低熱膨張ガラス繊維等を含み、特に低熱膨張樹脂を含むことが望ましい。低熱膨張樹脂は、例えばポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂、全芳香族ポリアミド樹脂又は全芳香族ポリエステル樹脂等を用いても構わない。低熱膨張ガラス繊維は、Ｓガラス又はＴガラス等を用いても構わない。
【００１３】
単繊維２は、線膨張係数が低い材料から構成されていることが望ましい。単繊維２の長手方向（Ｘ方向）の線膨張係数は、−１２ｐｐｍ／℃以上５ｐｐｍ／℃以下に設定されていることが望ましい。単繊維２の長手方向に直交する断面方向（ＸＺ平面方向）の線膨張係数は、５０ｐｐｍ／℃以上１１０ｐｐｍ／℃以下に設定されていることが望ましい。なお、線膨張率は、ＩＳＯ１１３５９‐２：１９９９に準ずる試験方法により測定される。
【００１４】
樹脂部前駆体３ａは、単繊維２同士の間に充填されるとともに、一方向に配列した単繊維２の上面及び下面を被覆するように形成されている。樹脂部前駆体３ａは、未硬化の熱硬化性樹脂等を含む。熱硬化性樹脂は、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、ポリイミド樹脂又はポリフェニレエーテル樹脂等を含む。なお、熱硬化性樹脂の線膨張係数は、例えば１０ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ／℃以下に設定されていることが望ましい。また、未硬化とは、ＩＳＯ４７２：１９９９に準ずるＡ‐ステージ又はＢ‐ステージのことをいう。
【００１５】
次に、単繊維２について、より詳細に説明する。
【００１６】
図３Ａから図３Ｅに示すように、単繊維２は、その長手方向に沿った溝状の凹部Ｃ１を表面に複数有し、凹部Ｃ１の内面に樹脂部前駆体３ａが接触している。複数の凹部Ｃ１は、前記長手方向に直交する断面の周回方向に沿って配列されている。これにより、単繊維２の表面積が増加するとともに、凹部Ｃ１内に樹脂部前駆体３ａの一部を容易に充填できる。その結果、単繊維２と樹脂部前駆体３ａとの接触面積が増加するため、単繊維２と樹脂部前駆体３ａとの接着強度を高めることができる。なお、凹部Ｃ１は、単数であっても構わない。
【００１７】
凹部Ｃ１の内面は、曲面からなることが望ましい。その結果、単繊維２の長手方向に応力が印加された場合、凹部Ｃ１の内面の一部に応力が集中することを抑制でき、単繊維２の機械的強度を高めることができる。
【００１８】
単繊維２の長手方向に直交する断面積は、例えば２７μｍ２以上１９２μｍ２以下に設定されていることが望ましい。また、凹部Ｃ１の深さは、例えば１μｍ以上５μｍ以下に設定されていることが望ましい。凹部Ｃ１の深さが、１μｍ以上であることにより、凹部Ｃ１内に樹脂部前駆体３ａの一部が容易に充填される。また、凹部Ｃ１の深さが、５μｍ以下であることにより、単繊維２の機械的強度維持しつつ、単繊維２と樹脂部前駆体３ａとの接触面積を増加させることができる。なお、凹部Ｃ１の深さは、凹部Ｃ１の開口から凹部Ｃ１の底部までの距離のことをいう。また、凹部Ｃ１の幅は、例えば１μｍ以上３μｍ以下に設定されていることが望ましい。凹部Ｃ１の幅が、１μｍ以上であることにより、凹部Ｃ１内に樹脂部前駆体３ａの一部が容易に充填される。また、凹部Ｃ１の幅が、３μｍ以下であることにより、単繊維２の機械的強度維持しつつ、単繊維２と樹脂部前駆体３ａとの接触面積を増加させることができる。なお、凹部Ｃ１の幅は、凹部Ｃ１の開口における前記周回方向への幅のことをいう。また、単繊維２は、溝状の凹部Ｃ１を３個以上１２個以下有することが望ましい。また、隣接する凹部Ｃ１の底部同士の距離は、１μｍ以上８μｍ以下に設定されていることが望ましい。
【００１９】
図２Ｃに示すように、隣接する単繊維２同士は、一方の単繊維２の溝状の凹部Ｃ１と、他方の単繊維２の隣接する溝状の凹部Ｃ１同士の間の領域と、が対応するように、配列されることが望ましい。その結果、隣接する単繊維２同士をより近づけて配列することができ、プリプレグシート１にて単繊維２の密度を高めることができる。これにより、プリプレグシート１を硬化させて形成される配線基板５の剛性の向上や熱膨張係数の低減が容易となる。また、隣接する単繊維２同士は、一方の単繊維２の溝状の凹部Ｃ１と、他方の単繊維２の隣接する溝状の凹部Ｃ１同士の間の領域と、によりアンカー効果を奏するため、単繊維２と、隣接する単繊維２同士の間に位置する樹脂部前駆体３ａと、の接着強度を高めることができる。また、隣接する単繊維２同士はアンカー効果を奏するため、単繊維２と樹脂部前駆体３ａとの剥離により生じる単繊維２の位置ずれを低減できる。
【００２０】
次に、本発明の第１実施形態にかかる配線基板を含む実装構造体を、図４に基づいて説明する。なお、本実施形態の配線基板は、上述したプリプレグシートを用いて作製される。
【００２１】
図４に示す実装構造体４は、配線基板５と、配線基板５の上面にバンプ６を介してフリップチップ実装された電子部品７と、を含んで構成されている。
【００２２】
配線基板５は、基体８と、基体８の上面及び下面に積層された複数の絶縁層９と、絶縁層９の上面及び下面に配置された複数の導電層１０と、を含んで構成されている。
【００２３】
基体８は、複数の繊維層１１を積層した構造を有する。繊維層１１は、上述したプリプレグシート１により形成される。繊維層１１は、複数の細長形状の単繊維２と、単繊維２を被覆する樹脂部３ｂと、を備えている。
【００２４】
単繊維２は、上述したプリプレグシート１が備えている単繊維２に対応しており、一方向にシート状に配列されている。単繊維２は、線膨張係数が低い材料から構成されていることが望ましい。このような単繊維２を用いることにより、配線基板５と電子部品７との線膨張係数の差が低減され、実装構造体４に熱が印加された時に、配線基板５と電子部品７との間に印加される熱応力を低減できる。
【００２５】
隣接する繊維層１１同士は、それぞれの単繊維２の長手方向が直交することが望ましい。その結果、配線基板５の平面（ＸＹ平面）にて、直交する２方向（Ｘ方向及びＹ方向）における線膨張係数の差が低減されるため、配線基板５と電子部品７との線膨張係数の差が低減される。
【００２６】
樹脂部３ｂは、上述したプリプレグシート１が備えている樹脂部前駆体３ａに対応しており、上述した樹脂部前駆体３ａに含まれる未硬化の熱硬化性樹脂を硬化することにより、形成される。
【００２７】
樹脂部３ｂは、凹部Ｃ１の内面に接触している。その結果、単繊維２と樹脂部３ｂとの接触面積が増加するため、単繊維２と樹脂部３ｂとの接着強度を高めることができる。これにより、基体８にクラックが生じる可能性を低減し、配線基板５の信頼性を高めることができる。
【００２８】
また、基体８は、上下方向（Ｚ方向）に貫通するスルーホールＳが複数形成されている。スルーホールＳの内壁には、スルーホール導体１２が形成されている。複数のスルーホール導体１２は、基体８の上面及び下面に形成された導電層１０同士を電気的に接続している。スルーホール導体１２は導電材料からなる。導電材料は、例えば銅、銀、ニッケル又はクロム等を含む。本実施形態においては、スルーホール導体１２は、円筒状に形成されており、基体８の平坦性を担保するため、該円筒状の内部に絶縁体１３が充填されている。なお、絶縁体１３は、樹脂材料、フィラー、エラストマー、難燃剤及び硬化剤等を含む。樹脂材料としては、例えばエポキシ樹脂又はシアネート樹脂等を用いても構わない。また、フィラーとしては、例えば酸化ケイ素又は酸化アルミニウム等を用いても構わない。また、エラストマーとしては、スチレン系エラストマー又はポリエステル系エラストマー等を用いても構わない。
【００２９】
また、スルーホールＳの内壁には、単繊維２と樹脂部３ｂとの間に生じる空隙が露出している場合があるが、本実施形態においては、単繊維２と樹脂部３ｂとが強固に接着されている。それ故、単繊維２と樹脂部３ｂとの剥離が抑制されるため、単繊維２と樹脂部３ｂとの剥離により基体８内に空隙が生じる可能性を低減できる。このため、スルーホール導体１２を構成する導電材料が、大気中の水分等に溶解してかかる空隙に侵入し、隣接スルーホール導体１２まで到達し、スルーホール導体１２同士を短絡させる可能性を低減できる。これにより、配線基板５の電気的信頼性を高めることができる。
【００３０】
絶縁層９は、接着層９ａと樹脂層９ｂとを有する。
【００３１】
接着層９ａは、樹脂層９ｂ同士又は樹脂層９ｂと基体８とを、強固に接着するためのものであり、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂等を含む。熱硬化性樹脂としては、例えばポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シアネート樹脂、シリコン樹脂又はビスマレイミドトリアジン樹脂等を用いても構わない。熱可塑性樹脂としては、はんだリフロー時の加熱に耐える耐熱性を有する必要があることから、構成する材料の軟化温度が２００℃以上であることが望ましく、例えば液晶ポリマー等を使用することが望ましい。なお、接着層９ａの線膨張係数は、例えば１５ｐｐｍ／℃以上８０ｐｐｍ／℃以下に設定されていることが望ましい。また、接着層９ａは、厚みが例えば２μｍ以上２０μｍ以下となるように設定されていることが望ましい。
【００３２】
樹脂層９ｂは、配線基板５の機械的強度を向上させるためのものであり、基材を備えておらず、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含むことが望ましい。熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂としては、弾性変形可能であって、耐熱性と硬さに優れた特性の材料を用いることが望ましい。この様な特性を有する熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリイミドベンゾオキサゾール樹脂、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂、全芳香族ポリアミド樹脂、又は全芳香族ポリエステル樹脂等を用いても構わない。また、熱可塑性樹脂としては、例えば、熱可塑性ポリイミド樹脂又は液晶ポリマー樹脂等を用いても構わない。そして、上記材料のなかでも、ポリイミドベンゾオキサゾール樹脂又はポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂を用いることが望ましい。ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂は、線膨張係数が−５ｐｐｍ／℃以上５ｐｐｍ／℃以下と小さい。このような低熱膨張樹脂を使用することによって、配線基板５と電子部品７との間の熱膨張の差を低減し、配線基板５と電子部品７との間の熱応力を低減できる。なお、樹脂層９ｂの厚みは、例えば２μｍ以上２０μｍ以下となるように設定されていることが望ましい。
【００３３】
絶縁層９には、ビア孔Ｖが形成されており、ビア孔Ｖ内にはビア導体１４が形成されている。ビア導体１４は、絶縁層９の上面及び下面に配置された導電層１０同士を電気的に接続する。また、ビア導体１４は、例えば基体８の上面から配線基板５の上面に向かって、又は基体８の下面から配線基板５の下面に向かって、配線基板５の平面方向への断面積が大きくなるように形成されている。なお、ビア導体１４は、導電材料により形成される。導電材料は、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル又はクロム等を含む。また、ビア導体１４の線膨張係数は、例えば１２ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下に設定されていることが望ましい。
【００３４】
導電層１０は、電気信号を伝達する信号層と、電子部品７に接続されるグランド層と、を含んで構成されている。導電層１０は、基体８の上面及び下面に形成されており、スルーホール導体１２と電気的に接続されている。また、導電層１０は、絶縁層９の上面及び下面に形成されており、ビア導体１４と電気的に接続されている。なお、導電層１０は、導電材料により形成される。導電材料は、例えば銅、銀、金、ニッケル、クロム、チタン、モリブデン、タングステン又はジルコニウムあるいはこれらの合金等を含む。また、導電層１０の線膨張係数は、例えば１２ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下に設定されていることが望ましい。
【００３５】
電子部品７は、バンプ６を介して導電層１０に電気的に接続されている。バンプ６の材料には、導電材料が用いられる。導電材料は、例えば銅、銀、亜鉛、錫、インジウム、ビスマス又はアンチモン等を含む。電子部品７としては、半導体素子又はコンデンサ等を用いても構わない。半導体素子としては、例えばＩＣ若しくはＬＳＩ等を用いても構わない。半導体素子の材料としては、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム砒素リン、窒化ガリウム又は炭化珪素等を用いても構わない。また、電子部品７の厚み寸法は、例えば０．１ｍｍから１ｍｍのものを使用することが望ましい。
【００３６】
次に、上述したプリプレグシート１を用いた、上述した配線基板５を含む実装構造体４の製造方法を、図５から図１５に基づいて説明する。
【００３７】
まず、上述したプレプリグシート１を準備する。
【００３８】
（１）図５Ａ及び図５Ｂに示すように、細長形状の単繊維２を準備する。
【００３９】
（２）図５Ｃ及び図５Ｄに示すように、単繊維２の側面の一部を押圧することにより、単繊維２に溝状の凹部Ｃ１を形成する。具体的には、例えば、以下のようにして、単繊維２の側面の一部を押圧する。まず、図６Ａから図６Ｃに示すように、外周１５ａｘに窪み部Ｄを有し、窪み部Ｄがその周回方向に沿って形成されたローラ１５ａを２つ準備する。外周１５ａｘの窪み部Ｄを構成する表面は、その幅方向に沿って配列する凹凸を有し、該凹凸は、外周１５ａｘの周回方向に沿って延伸するように、形成されている。次に、図７Ａから図８に示すように、それぞれの窪み部Ｄが組み合わさるように２つのローラ１５ａ同士を当接させて、２つの窪み部Ｄにより、単繊維２の断面形状に対応する穴部Ｈを形成する。そして、穴部Ｈ内にて単繊維２を各ローラ１５ａに当接させて、各ローラ１５ａを回転させることにより、単繊維２を長手方向に移動させる。その結果、窪み部Ｄを構成する外周１５ａｘの一部が単繊維２の側面の一部を押圧し、単繊維２に溝状の凹部Ｃ１を形成することができる。このように、単繊維２の側面の一部を押圧して凹部Ｃ１を形成するため、単繊維２を構成する分子に損傷が生じる可能性を低減しつつ、凹部Ｃ１を形成できる。その結果、単繊維２の機械的強度を維持しつつ、凹部Ｃ１を形成できる。なお、ローラ１５ａを３つ以上用いて、穴部Ｈを形成しても構わない。
【００４０】
また、単繊維２の側面の一部を押圧して凹部Ｃ１を形成するため、凹部Ｃ１を構成する単繊維２の一部の密度が、単繊維２の他の部位と比較して高くなる。その結果、凹部Ｃ１を構成する単繊維２の一部の硬度が、単繊維２の他の部位と比較して高くなるため、単繊維２の機械的強度を維持しつつ、凹部Ｃ１を形成することができる。なお、単繊維２の一部の硬度は、例えばマイクロインデンテーション法又はナノインデンテーション法等により、測定することができる。マイクロインデンテーション及びナノインデンテーション法は、微細な圧子を単繊維２に押し付けた際に生じる圧痕の面積を測定し、圧子を押し付ける加重と圧痕の面積とから、単位面積あたりの押し付け加重を求めることにより、硬度を測定する方法である。
【００４１】
また、単繊維２の長手方向は単繊維２の分子鎖の伸長方向と平行であるため、単繊維２は分子鎖の伸長方向に沿って押圧される。このため、単繊維２の分子鎖が波状に乱れるとともに切断される可能性を低減する。その結果、単繊維２のほつれを低減し、単繊維２の機械的強度を維持しつつ、凹部Ｃ１を形成することができる。
【００４２】
単繊維２を部分的に押圧する際、単繊維２を加熱しつつ押圧することが望ましい。加熱により単繊維２の硬度が低下するため、押圧による単繊維２の損傷を低減するとともに、単繊維２に容易に凹部Ｃ１を形成することができる。また、単繊維２が低熱膨張樹脂を含む場合、加熱により単繊維２の硬度が低下し易いため、単繊維２に容易に凹部Ｃ１を形成することができる。
【００４３】
（３）図９Ａ及び図９Ｂに示すように、単繊維２を一方向に配列させて、敷き詰めることにより、単繊維シート１６を形成する。ここで、単繊維２を一方向に配列させる際、単繊維２に振動を与えつつ配列させることが望ましい。これにより、隣接する単繊維２同士を、一方の単繊維２の溝状の凹部Ｃ１と、他方の単繊維２の隣接する溝状の凹部Ｃ１同士の間の領域と、が対応するように、配列させることができる。その結果、隣接する単繊維２同士の間にアンカー効果を奏するため、単繊維シート１６における単繊維２の位置ずれを低減できる。なお、単繊維２を一方向に配列させた後、単繊維２に振動を与えることにより、隣接する単繊維２同士を、一方の単繊維２の溝状の凹部Ｃ１と、他方の単繊維２の隣接する溝状の凹部Ｃ１同士の間の領域と、が対応するように、配列させても構わない。
【００４４】
（４）図９Ｃから図９Ｄに示すように、単繊維シート１６に樹脂部前駆体３ａを含浸し、樹脂部前駆体３ａを単繊維２の凹部Ｃ１の内面に接触させる。このようにして、プリプレグシート１を作製することができる。
【００４５】
次に、上述したプリプレグシート１を用いて、上述した配線基板５を含む実装構造体４を作製する。
【００４６】
（５）図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、複数のプリプレグシート１を積層し、加熱加圧する。複数のプリプレグシート１は、隣接するプレプリグシート１同士の単繊維２の長手方向が直交するように、積層されることが望ましい。加熱加圧は、例えば加熱プレス機等を用いて行われる。プリプレグシート１の積層体を加熱する温度は、樹脂部前駆体３ａに含まれる熱硬化性樹脂の硬化開始温度以上、かかる熱硬化性樹脂の熱分解温度未満に設定されていることが望ましい。その結果、樹脂部前駆体３ａに含まれる未硬化の熱硬化性樹脂が硬化するため、積層されたプリプレグシート１同士を接着できる。以上のようにして、基体８を作製できる。
【００４７】
ここで、かかる熱硬化性樹脂が硬化することにより、樹脂部前駆体３ａが樹脂部３ｂとなり、プリプレグシート１が繊維層１１となる。なお、基体８の厚みは、例えば０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下に設定されていることが望ましい。また、熱分解温度とは、ＩＳＯ１１３５８：１９９７に準ずる熱重量測定において、樹脂の質量が５％減少する温度のことをいう。
【００４８】
（６）図１１Ａに示すように、基体８に、上下方向に貫通したスルーホールＳを形成する。スルーホールＳは、例えばドリル加工又はレーザー加工等により、形成される。また、スルーホールＳは、数個形成されることが望ましい。また、スルーホールＳの幅は、例えば０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下に設定されていることが望ましい。
【００４９】
（７）図１１Ｂに示すように、基体８の表面に導電材料を被着させて、導電材料層１７を形成する。導電材料層１７は、スルーホールＳの内壁面にて、円筒状のスルーホール導体１２を構成する。かかる導電材料層１７は、例えば無電解めっき法により形成される。
【００５０】
ここで、単繊維２と樹脂部３ａとが剥離する可能性が低減されていると、スルーホール導体１２を形成する際、単繊維２と樹脂部３ａとが剥離して生じる空隙に、導電材料が侵入することを抑制できる。その結果、かかる導電材料が、スルーホール導体１２同士を短絡させる可能性を低減できる。
【００５１】
（８）図１２Ａに示すように、円筒状のスルーホール導体１２の内部に、樹脂材料等を充填し、絶縁体１３を形成する。
【００５２】
（９）図１２Ｂに示すように、導電材料を絶縁体１３の露出部に被着させて、導電材料層１７を絶縁体１３の露出部に形成する。かかる導電材料は、例えば無電解めっき、蒸着法、ＣＶＤ法又はスパッタリング法等により被着される。
【００５３】
（１０）図１３Ａに示すように、導電材料層１７をパターニングし、導電層１０を形成する。導電材料層１７のパターニングは、従来周知のフォトリソグラフィー技術等を用いて行われる。
【００５４】
（１１）図１３Ｂ及び図１４Ａに示すように、導電層１０上に、接着層９ａを介して樹脂層９ｂを貼り合わせる。貼り合わせは、加熱加圧により行われる。加熱加圧は、例えば加熱プレス機を用いて、行われる。以上のようにして、接着層９ａと樹脂層９ｂとから成る絶縁層９を形成することができる。
【００５５】
（１２）図１４Ｂに示すように、絶縁層９にビア孔Ｖを形成し、ビア孔Ｖ内に導電層１０の少なくとも一部を露出させる。ビア孔Ｖの形成は、例えばＹＡＧレーザー装置又は炭酸ガスレーザー装置を用いる。ビア孔Ｖは、樹脂層９ｂの上面に対して、垂直方向からレーザー光が照射されることによって形成される。なお、ビア孔Ｖは、レーザー光の出力を調整することによって、樹脂層９ｂの上面から基体８の上面に向かって開口幅が狭くなるように形成することができる。
【００５６】
（１３）図１５Ａに示すように、ビア孔Ｖにビア導体１４を形成し、絶縁層９の上面に導電層１０を形成する。ビア導体１４及び導電層１０は、従来周知のセミアディティブ法、サブトラクティブ法又はフルアディティブ法等により形成され、なかでもセミアディティブ法により形成されることが望ましい。以上のようにして、配線基板５を作製することができる。
【００５７】
なお、（１１）から（１３）の工程を繰り返すことにより、多層配線の配線基板５も作製できる。
【００５８】
（１４）図１５Ｂに示すように、配線基板５に電子部品７をバンプ６を介してフリップチップ実装することにより、実装構造体４を作製できる。
【００５９】
次に、本発明の第２実施形態にかかる単繊維を含むプリプレグシートを図１６に基づいて詳細に説明する。なお、上述した第１実施形態と同様の構成に関しては、記載を省略する。
【００６０】
図１６Ａから図１６Ｄに示すように、単繊維２は、その長手方向に沿った溝状の凹部Ｃ２を側面に複数有し、凹部Ｃ２は、その底部に前記長手方向に沿って配列された沈降部２ｖと隆起部２ｗを有する。樹脂部前駆体３ａは、凹部Ｃ２の内面に接触している。このため、単繊維２の表面積が増加するとともに、前記長手方向及び前記周回方向にアンカー効果を奏する。その結果、単繊維２と樹脂部前駆体３ａとの接着強度を高めることができる。なお、凹部Ｃ１は、単数であっても構わない。
【００６１】
単繊維２の長手方向に直交する断面積は、例えば２７μｍ以上１９２μｍ以下に設定されていることが望ましい。また、凹部Ｃ２の沈降部ｖの深さは、例えば１μｍ以上５μｍ以下に設定されていることが望ましい。また、凹部Ｃ２の隆起部ｗの深さは、例えば１μｍ以上５μｍ以下に設定されていることが望ましい。また、凹部Ｃ２の沈降部ｖと凹部Ｃ２の隆起部ｗとの深さの差は、例えば１μｍ以上３μｍ以下に設定されていることが望ましい。
【００６２】
また、複数の凹部Ｃ２は、第１凹部Ｃ２ａと第２凹部Ｃ２ｂとを有し、第１凹部Ｃ２ａの沈降部２ｖと第２凹部Ｃ２ｂの隆起部２ｗとが、前記周回方向にて対応していることが望ましい。その結果、単繊維２の前記長手方向に直交する断面はその外周に沈降部ｖ及び隆起部ｗを有するため、単繊維２の前記長手方向に直交する断面積の最小値が増加し、単繊維２の機械的強度を高めることができる。また、第１凹部Ｃ２ａと第２凹部Ｃ２ｂは、前記周回方向に沿って交互に配列されていることが望ましい。
【００６３】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。例えば、上述した本発明の実施形態は、電子部品７を配線基板５の上面にフリップチップ実装した構成に関して説明したが、電子部品７を配線基板５の上面にワイヤボンディング実装しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるプリプレグシートの斜視図である。
【図２】図２Ａは、図１に示すプリプレグシートの厚み方向への断面図であり、図２Ｂは、図１に示すプリプレグシートの厚み方向への、図２Ａに示す断面と直交する断面図であり、図２Ｃは、図２Ｂに示す単繊維のＹ１部分の拡大図である。
【図３】図３Ａは、本発明の第１実施形態にかかる単繊維の斜視図であり、図３Ｂは、図３Ａに示す単繊維のＹ２部分の拡大図であり、図３Ｃは、図３Ｂに示す単繊維の長手方向に直交する断面図であり、図３Ｄは、図３Ｃに示す単繊維のＸ１‐Ｘ１線における断面図であり、図３Ｅは、図３Ｃに示す単繊維のＸ２‐Ｘ２線における断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる実装構造体の厚み方向への断面図である。
【図５】図５Ａは、図４に示す実装構造体の製造工程を説明する斜視図であり、図５Ｂは、図５Ａに示す実装構造体の製造工程を説明するＹ３部分の拡大図であり、図５Ｃは、図５に示す実装構造体の製造工程を説明する斜視図であり、図５Ｄは、図５Ｃに示す実装構造体の製造工程を説明するＹ４部分の拡大図である。
【図６】図６Ａは、図４に示す実装構造体の製造工程を説明する斜視図であり、図６Ｂは、図６Ａに示す実装構造体の製造工程を説明するＹ５部分の拡大平面図である。図６Ｃは、図６Ｂに示す実装構造体の製造工程を説明するＸ３‐Ｘ３線における断面図である。
【図７】図７Ａは、図４に示す実装構造体の製造工程を説明する斜視図であり、図７Ｂは、図７Ａに示す実装構造体の製造工程を説明する、ローラの回転軸に垂直な平面図である。
【図８】図８は、図７Ｂに示す実装構造体の製造工程を説明するＹ６部分の拡大図の、Ｘ４‐Ｘ４線における断面図である。
【図９】図９Ａは、図４に示す実装構造体の製造工程を説明する厚み方向への断面図であり、図９Ｂは、図９Ａに示す実装構造体の製造工程を説明する厚み方向への、図９Ｂに示す断面と直交する断面図である。図９Ｃは、図４に示す実装構造体の製造工程を説明する厚み方向への断面図であり、図９Ｄは、図９Ｃに示す実装構造体の製造工程を説明する厚み方向への、図９Ｃに示す断面と直交する断面図である。
【図１０】図１０Ａ及び図１０Ｂは、図４に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。
【図１１】図１１Ａ及び図１１Ｂは、図４に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。
【図１２】図１２Ａ及び図１２Ｂは、図４に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。
【図１３】図１３Ａ及び図１３Ｂは、図４に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。
【図１４】図１４Ａ及び図１４Ｂは、図４に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。
【図１５】図１５Ａ及び図１５Ｂは、図４に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。
【図１６】図１６Ａは、本発明の第２実施形態にかかる単繊維の拡大斜視図であり、図１６Ｂは、図１６Ａに示す単繊維の長手方向に直交する断面図であり、図１６Ｃは、図１６Ｂに示す単繊維のＸ５‐Ｘ５線における断面図であり、図１６Ｄは、図１６Ｂに示す単繊維のＸ６‐Ｘ６線における断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ プリプレグシート
２ 単繊維
３ａ 樹脂部前駆体
３ｂ 樹脂部
４ 実装構造体
５ 配線基板
６ バンプ
７ 電子部品
８ 基体
９ 絶縁層
９ａ 接着層
９ｂ 樹脂層
１０ 導電層
１１ 繊維層
１２ スルーホール導体
１３ 絶縁体
１４ ビア導体
１５ａ ローラ
１５ａｘ 外周
１６ 単繊維シート
１７ 導電材料層
Ｃ１ 凹部
Ｓ スルーホール
Ｖ ビア孔
Ｄ 窪み部
Ｈ 穴部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長形状の単繊維と、
前記単繊維を被覆する樹脂部前駆体と、
を備え、
前記単繊維は、その長手方向に沿った溝状の凹部を表面に有し、前記凹部の内面に前記樹脂部前駆体が接触していることを特徴とするプリプレグシート。
【請求項２】
請求項１に記載のプリプレグシートにおいて、
前記凹部は複数存在することを特徴とするプリプレグシート。
【請求項３】
請求項２に記載のプリプレグシートにおいて、
前記複数の凹部は、その底部に前記長手方向に沿って配列された沈降部と隆起部を有することを特徴とするプリプレグシート。
【請求項４】
請求項３に記載のプリプレグシートにおいて、
前記複数の凹部は、第１凹部と第２凹部とを有し、
前記第１凹部の沈降部と前記第２凹部の隆起部とが、前記周回方向にて対応していることを特徴とするプリプレグシート。
【請求項５】
細長形状の単繊維と、前記単繊維を被覆する樹脂部と、を有する基体と、
前記基体の上面又は下面に形成された導電層と、
を備え、
前記単繊維は、その長手方向に沿った溝状の凹部を表面に有し、前記凹部の内面に前記樹脂部が接触していることを特徴とする配線基板。
【請求項６】
請求項５に記載の配線基板と、
前記配線基板の上面に搭載され、前記導電層と電気的に接続している電子部品と、
を具備することを特徴とする実装構造体。
【請求項１】
細長形状の単繊維と、
前記単繊維を被覆する樹脂部前駆体と、
を備え、
前記単繊維は、その長手方向に沿った溝状の凹部を表面に有し、前記凹部の内面に前記樹脂部前駆体が接触していることを特徴とするプリプレグシート。
【請求項２】
請求項１に記載のプリプレグシートにおいて、
前記凹部は複数存在することを特徴とするプリプレグシート。
【請求項３】
請求項２に記載のプリプレグシートにおいて、
前記複数の凹部は、その底部に前記長手方向に沿って配列された沈降部と隆起部を有することを特徴とするプリプレグシート。
【請求項４】
請求項３に記載のプリプレグシートにおいて、
前記複数の凹部は、第１凹部と第２凹部とを有し、
前記第１凹部の沈降部と前記第２凹部の隆起部とが、前記周回方向にて対応していることを特徴とするプリプレグシート。
【請求項５】
細長形状の単繊維と、前記単繊維を被覆する樹脂部と、を有する基体と、
前記基体の上面又は下面に形成された導電層と、
を備え、
前記単繊維は、その長手方向に沿った溝状の凹部を表面に有し、前記凹部の内面に前記樹脂部が接触していることを特徴とする配線基板。
【請求項６】
請求項５に記載の配線基板と、
前記配線基板の上面に搭載され、前記導電層と電気的に接続している電子部品と、
を具備することを特徴とする実装構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−５６４７９（Ｐ２０１０−５６４７９Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２２７５７（Ｐ２００８−２２２７５７）
【出願日】平成２０年８月２９日（２００８．８．２９）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２９日（２００８．８．２９）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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