説明

配線基板

【課題】本発明は、電気的信頼性を向上させる要求に応える配線基板を提供するものである。
【解決手段】本発明の一形態にかかる配線基板3は、第1樹脂材料と該第1樹脂材料よりも熱膨張率の小さい第1無機絶縁フィラー10aとを含む第1樹脂層7aと、該第1樹脂層7a上面に形成され、第2樹脂材料と該第2樹脂材料よりも熱膨張率の小さい第2無機絶縁フィラー10bとを含み、第1樹脂層7aよりも平面方向への熱膨張率の大きい第2樹脂層7bと、を備え、第1樹脂層7aは、上面に複数の第1凸部7a1を有し、該第1凸部7a1以外の領域のみに第1無機絶縁フィラー10aが配されており、第2樹脂層7bは、隣接する第1凸部7a1の間に介在される第2凸部7b1を有し、該第2凸部7b1内に第2無機絶縁フィラー10bが配されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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、コンピュータ機器及びその周辺機器)等に使用される配線基板に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、電子機器における実装構造体としては、配線基板に電子部品を実装したものが使用されている。
【0003】
特許文献1には、コア基板と該コア基板上に形成された絶縁樹脂層とを備え、前記コア基板に含まれる樹脂材料と前記絶縁樹脂層に含まれる樹脂材料とが異なる配線基板が記載されている。
【0004】
このように樹脂材料が異なるコア基板及び絶縁樹脂層を積層した配線基板においては、配線基板に電子部品を実装する際の加熱や電子部品を作動させる際の発熱等により、配線基板に熱が印加された場合、樹脂材料の熱膨張率の違いに起因してコア基板と絶縁樹脂層との境界に熱応力が印加され、該境界にてコア基板と絶縁樹脂層とが剥離しやすくなる。
【0005】
一方、平面方向に沿って互いに離間した複数の導電層がコア基板と絶縁樹脂層との間に部分的に形成されている場合、配線基板を使用する際に、平面方向に沿って互いに離間した導電層間に電界が印加されると、コア基板及び絶縁樹脂層に含まれる水分に起因して導電層に含まれる導電材料がイオン化し、導電層の一部が平面方向に沿って離間した導電層に向って伸長することがある(イオンマイグレーション)。
【0006】
ここで、上述したようにコア基板と絶縁樹脂層とが境界にて剥離した場合、該剥離により生じた空隙には水分が蓄積されやすいため、導電層の一部は剥離した境界に沿って伸長しやすい。それ故、導電層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くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平10−65340号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、電気的信頼性を向上させる要求に応える配線基板を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一形態にかかる配線基板は、第1樹脂材料と該第1樹脂材料よりも熱膨張率の小さい第1無機絶縁フィラーとを含む第1樹脂層と、該第1樹脂層上面に形成され、第2樹脂材料と該第2樹脂材料よりも熱膨張率の小さい第2無機絶縁フィラーとを含み、前記第1樹脂層よりも平面方向への熱膨張率の大きい第2樹脂層と、を備え、前記第1樹脂層は、上面に複数の第1凸部を有し、該第1凸部以外の領域のみに前記第1無機絶縁フィラーが配されており、前記第2樹脂層は、隣接する前記第1凸部の間に介在される第2凸部を有し、該第2凸部内に前記第2無機絶縁フィラーが配されている。
【発明の効果】
【0010】
本発明の一形態にかかる配線基板によれば、第1樹脂層と第2樹脂層との境界において
、第1樹脂層と第2樹脂層との熱膨脹率の差を緩和することにより、配線基板に熱が印加された場合、第1樹脂層と第2樹脂層との境界に印加される熱応力を低減し、第1樹脂層と第2樹脂層との剥離を低減することができる。それ故、平面方向に沿って互いに離間した導電層間におけるイオンマイグレーションを低減し、該導電層間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。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】図1(a)は、本発明の一実施形態にかかる実装構造体の断面図であり、図1(b)は、図1(a)に示すR1部分の拡大図である。
【図2】図2(a)は、図1に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図であり、図2(b)は、図2(a)に示すR2部分の拡大図である。
【図3】図3(a)は、図1に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図であり、図3(b)は、図3(a)に示すR3部分の拡大図である。
【図4】図4(a)は、図1に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図であり、図4(b)は、図4(a)に示すR4部分の拡大図である。
【図5】図1に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下に、本発明の一実施形態に係る配線基板を含む実装構造体を、図面に基づいて詳細に説明する。
【0013】
図1に示す実装構造体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、コンピュータ装置又はその周辺機器などの電子機器に使用されるものである。この実装構造体1は、電子部品2及び該電子部品2が実装された配線基板3を含んでいる。
【0014】
電子部品2は、例えばIC又はLSI等の半導体素子であり、配線基板3に半田等の導電バンプ4を介してフリップチップ実装されている。この電子部品2は、母材が、例えばシリコン、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の半導体材料により形成されている。電子部品2としては、例えば厚みが0.1mm以上1mm以下のものを使用することができる。なお、電子部品2の厚みは、電子部品2の研摩面若しくは破断面を走査型電子顕微鏡で観察し、厚み方向(Z方向)に沿った長さを10箇所以上測定し、その平均値を算出することにより測定される。
【0015】
配線基板3は、コア基板5及び該コア基板5の上下に形成された一対のビルドアップ部6を含んでいる。
【0016】
コア基板5は、配線基板3の剛性を高めつつ一対のビルドアップ部6間の導通を図るものであり、厚みが例えば0.05mm以上0.8mm以下に形成されている。このコア基板5は、第1樹脂層7aと、第1樹脂層7aを厚み方向に貫通する円柱状のスルーホールと、該スルーホールの内壁に沿って形成された円筒状のスルーホール導体8と、該スルーホール導体8の内部に形成された絶縁体9と、を含んでいる。なお、コア基板5の厚みは、電子部品2の厚みと同様に測定される。
【0017】
第1樹脂層7aは、コア基板5の主要部をなすものであり、例えば第1樹脂材料と該第1樹脂材料に被覆された基材と該樹脂材料内に含有された第1無機絶縁フィラー8aとを含む。この第1樹脂層7aは、平面方向への熱膨張率が例えば5ppm/℃以上50ppm/℃以下に設定され、厚み方向への熱膨張率が例えば10ppm/℃以上50ppm/℃以下に設定され、ヤング率が例えば0.1GPa以上15GPa以下に設定されている。
【0018】
なお、ヤング率は、MTSシステムズ社製Nano Indentor XP/DCMを用いて測定される。また、熱膨張率は、市販のTMA装置を用いて、JISK7197‐1991に準じた測定方法により測定される。
【0019】
第1樹脂層7aに含まれる第1樹脂材料は、第1樹脂層7aの主要部をなすものであり、例えばポリアミド樹脂又は芳香族液晶ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂等を使用することができる。このような熱可塑性樹脂を用いることにより、第1樹脂層7aのクラックを低減しつつ、第1樹脂層7aの剛性を高めることができる。
【0020】
この第1樹脂材料は、平面方向への熱膨張率が例えば5ppm/℃以上50ppm/℃以下に設定されており、厚み方向への熱膨張率が例えば10ppm/℃以上100ppm/℃以下に設定され、ヤング率が例えば0.1GPa以上20GPa以下に設定されている。
【0021】
樹脂材料に被覆された基材は、第1樹脂層7aの剛性を高めるとともに、平面方向(XY平面方向)への熱膨張率が厚み方向(Z方向)よりも小さく、配線基板3と電子部品2との平面方向への熱膨張率の差を低減するものであり、繊維により構成された織布若しくは不織布又は繊維を一方向に配列したものを使用することができる。
【0022】
この基材は、平面方向への熱膨張率が例えば‐10ppm/℃以上7ppm/℃以下に設定され、平面方向への熱膨張率が第1樹脂材料の例えば0.05倍以上1倍以下に設定され、厚み方向への熱膨張率が例えば2ppm/℃以上80ppm/℃以下に設定され、厚み方向への熱膨張率が第1樹脂材料の例えば0.2倍以上2倍以下に設定され、ヤング率が例えば30GPa以上300GPa以下に設定され、ヤング率が例えば第1樹脂材料の30倍以上300倍以下に設定されている。
【0023】
また、この基材に含まれる繊維としては、例えばガラス繊維、樹脂繊維、炭素繊維又は金属繊維等を使用することができる。
【0024】
樹脂材料内に含有された第1無機絶縁フィラー8aは、第1樹脂材料よりも平面方向及び厚み方向への熱膨張率が小さく設定されており、第1樹脂層7aの熱膨張率を低減するとともに第1樹脂層7aの剛性を高めるものであり、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又は炭酸カルシウム等の無機絶縁材料により形成された粒子を含むものを用いることができる。
【0025】
この第1無機絶縁フィラー8aは、平面方向及び厚み方向への熱膨張率が例えば0.5ppm/℃以上7ppm/℃以下に設定され、平面方向及び厚み方向への熱膨張率が第1樹脂材料の例えば0.005倍以上0.07倍以下に設定され、ヤング率が例えば70GPa以上800GPa以下に設定され、ヤング率が例えば第1樹脂材料の7倍以上80倍以下に設定され、粒子の粒径が例えば0.1μm以上10μm以下に設定され、第1樹脂材料内における含有量が例えば5体積%以上60体積%以下に設定されている。
【0026】
なお、第1無機絶縁フィラー8aに含まれる粒子の粒径は、第1樹脂層7aの研摩面若しくは破断面を電界放出型電子顕微鏡で観察し、20粒子数以上50粒子数以下の粒子を含むように拡大した断面を撮影し、該拡大した断面にて各粒子の最大径を測定することにより測定される。また、第1樹脂層7aの樹脂部における第1無機絶縁フィラー8aの含有量(体積%)は、第1樹脂層7aの研摩面を電界放出型電子顕微鏡で撮影し、画像解析装置等を用いて、第1樹脂層7aの樹脂部に占める第1無機絶縁フィラー8aの面積比率(面積%)を10箇所の断面にて測定し、その測定値の平均値を算出して含有量(体積%)とみなすことにより測定される。
【0027】
第1樹脂層7aを厚み方向に貫通するスルーホールの内壁に沿って円筒状に形成されたスルーホール導体8は、コア基板5の上下のビルドアップ部6を電気的に接続するものであり、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル又はクロム等の導電材料により形成されたものを使用することができる。
【0028】
スルーホール導体8の内部に柱状に形成された絶縁体9は、その端面とスルーホール導体8の端面とで、後述するビア導体15の支持面を形成しており、例えばポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂又はビスマレイミドトリアジン樹脂等の樹脂材料により形成されたものを使用することができる。
【0029】
一方、コア基板5の両側に設けられるビルドアップ部6は、第2樹脂層7bと、第1樹脂層7a又は第2樹脂層7b上に形成された導電層11と、第2樹脂層7bを厚み方向に貫通するビア孔の内部に形成されたビア導体12と、を含んでいる。導電層11及びビア導体12は、互いに電気的に接続されて配線部を構成しており、この配線部は、接地用配線、電力供給用配線又は信号用配線を含んでいる。
【0030】
第2樹脂層7bは、ビルドアップ部6において、配線部以外の部分の絶縁性を確保するためのものであり、第2樹脂材料と該第2樹脂材料内に含有された第2無機絶縁フィラー10bとを含んでいる。
【0031】
この第2樹脂層7bは、平面方向への熱膨張率が例えば15ppm/℃以上100ppm/℃以下に設定されており、平面方向への熱膨張率が第1樹脂層7aの例えば1.2倍以上20倍以下に設定されており、厚み方向への熱膨張率が例えば10ppm/℃以上150ppm/℃以下に設定されており、厚み方向への熱膨張率が第1樹脂層7aの例えば0.1倍以上15倍以下に設定されており、ヤング率が例えば0.1GPa以上15GPa以下に設定されており、ヤング率が第1樹脂層7aの例えば0.006倍以上150倍以下に設定されており、厚みが例えば5μm以上40μm以下に設定されている。なお、第2樹脂層7bは、平面方向への熱膨張率が第1樹脂層7aよりも大きく設定されている。
【0032】
第2樹脂層7bに含まれる第2樹脂材料は、第2樹脂層7bの主要部をなすものであり、例えばエポキシ樹脂若しくはシアネート樹脂等の熱硬化性樹脂を使用することができる。このような熱硬化性樹脂を用いることにより、導電層11及びビア導体12の加工性を高め、導電層11及びビア導体12をより微細に形成することができる。
【0033】
この第2樹脂材料は、ヤング率が例えば0.1GPa以上15GPa以下に設定され、平面方向の熱膨張率が例えば15ppm/℃以上100ppm/℃以下に設定されており、平面方向の熱膨張率が第1樹脂材料の例えば1.2倍以上20倍以下に設定されており、厚み方向の熱膨張率が例えば10ppm/℃以上150ppm/℃以下に設定されており、厚み方向の熱膨張率が第1樹脂材料の例えば1倍以上15倍以下に設定されている。なお、第2樹脂材料は、平面方向への熱膨張率が第1樹脂材料よりも大きく設定されている。
【0034】
また、第1樹脂材料及び第2樹脂材料の組み合わせとしては、例えば第1樹脂材料として芳香族液晶ポリエステル樹脂、第2樹脂材料としてエポキシ樹脂を用いる組み合わせ、又は、第1樹脂材料としてポリアミド樹脂、第2樹脂材料としてシアネート樹脂を用いる組み合わせ等を用いることができる。
【0035】
第2樹脂材料に含有された第2無機絶縁フィラー10bは、第2樹脂材料よりも熱膨張率が小さく設定されており、第2樹脂層7bの熱膨張率を低減するとともに第2樹脂層7bの剛性を高めるものである。この第2無機絶縁フィラー8bは、上述した第1無機絶縁フィラー10aと同様のものを用いることができ、平面方向及び厚み方向への熱膨張率が第2樹脂材料の例えば0.005倍以上0.5倍以下に設定され、ヤング率が例えば第2樹脂材料の4倍以上8000倍以下に設定され、第2樹脂材料内における含有量が例えば10体積%以上70体積%以下に設定されている。
【0036】
また、第2樹脂材料に含有された第2無機絶縁フィラー10bは、第1樹脂材料に含有された第1無機絶縁フィラー10aと同一材料からなる。その結果、第1樹脂層7aと第2樹脂層7bとのヤング率の差を低減することができるため、第1樹脂層7a及び第2樹脂層7bに応力が印加された場合に、かかるヤング率の差に起因して第1樹脂層7a及び第2樹脂層7bの界面に集中する応力を分散させることができ、ひいてはかかる界面における第1樹脂層7a及び第2樹脂層7bの剥離を低減することができる。
【0037】
導電層11は、後述するビア導体12とともに配線部を構成するものであり、第2樹脂層7bを介して厚み方向又は平面方向に沿って互いに離間しており、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル又はクロム等の金属材料により形成されたものを使用することができ、ヤング率が例えば50GPa以上200GPa以下に設定されており、厚み方向及び平面方向への熱膨張率が例えば10pmm/℃以上25ppm/℃以下に設定されている。
【0038】
ビア導体12は、厚み方向に離間した導電層11同士を相互に接続するものであり、平面視における面積がコア基板5に向って小さくなるテーパー状に形成されており、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル又はクロムの導電材料により形成されたものを使用することができ、ヤング率が例えば50GPa以上200GPa以下に設定されており、厚み方向及び平面方向への熱膨張率が例えば10pmm/℃以上25ppm/℃以下に設定されている。
【0039】
ところで、本実施形態の配線基板3においては、第1樹脂層7aは、平面方向への熱膨張率が第2樹脂層7bよりも小さく設定されている。このように第1樹脂層7aと第2樹脂層7bとの平面方向への熱膨張率が異なる場合、配線基板3に熱が印加された際に、第1樹脂層7aと第2樹脂層7bとの熱膨張率の違いに起因して、第1樹脂層7aと第2樹脂層7bとの境界に熱応力が印加され、該境界にて第1樹脂層7aと第2樹脂層7bとが剥離することがある。
【0040】
一方、本実施形態の配線基板3においては、図1(b)に示すように、第1樹脂層7aは、上面に複数の第1凸部7a1を有し、該第1凸部7a1以外の領域のみに第1無機絶縁フィラー10aが配されており、第2樹脂層7bは、隣接する第1凸部7a1の間に介在される第2凸部7b1を有し、該第2凸部7b1内に第2無機絶縁フィラー10bが配されている。
【0041】
その結果、第1樹脂層7aとの境界に位置する第2樹脂層7bの第2凸部7b1における平面方向に沿った熱膨張率を維持しつつ、第2樹脂層7bとの境界に位置する第1樹脂層7aの第1凸部7a1における平面方向に沿った熱膨張率を高めることにより、第1樹脂層7aと第2樹脂層7bとの熱膨張率の差を緩和することができるため、配線基板3に熱が印加された際に、第1樹脂層7aと第2樹脂層7bとの境界に印加される熱応力を低減し、該境界にて第1樹脂層7aと第2樹脂層7bとの剥離を低減することができる。
【0042】
これにより、かかる剥離によって水分が蓄積されやすい空隙が生じることを低減するこ
とができるため、配線基板3を使用する際に平面方向に沿って互いに離間した導電層11間に電界が印加された場合に、かかる水分に起因した導電層11に含まれる導電材料のイオン化を低減し、かかるイオン化による導電層11の伸長を低減することができる。それ故、平面方向に沿って離間した導電層11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3を得ることができる。
【0043】
また、かかる剥離によって水分が蓄積されやすい空隙が生じることを低減することにより、電子部品2の作動時の発熱等により配線基板3に熱が印加された場合に、蓄積された水分の蒸発による空隙の膨張を低減し、かかる膨張によって導電層11及びビア導体12に印加される応力を低減し、ひいては導電層11及びビア導体12の断線を低減することができる。
【0044】
また、第1凸部7a1及び第2凸部7b1によって、第1樹脂層7aと第2樹脂層7bとの境界に凹凸が形成されるため、アンカー効果によって第1樹脂層7aと第2樹脂層7bとの接着強度を高め、第1樹脂層7aと第2樹脂層7bとの剥離を低減することができる。
【0045】
第1凸部7a1は、高さ(突出方向への長さ)及び幅(突出方向に垂直な方向への長さ)が第1無機絶縁フィラー10aに含まれる粒子の粒径よりも大きく設定されていることが望ましい。その結果、第1凸部7a1を大きく形成することにより、第1樹脂層7aと第2樹脂層7bとの境界におけるアンカー効果を高め、第1樹脂層7aと第2樹脂層7bとの接着強度を高めることができる。
【0046】
また、第2凸部7b1は、高さ及び幅が第2無機絶縁フィラー10bに含まれる粒子の粒径よりも大きく設定されていることが望ましい。その結果、互いに隣接する第1凸部7a1間に第2無機絶縁フィラー10bを容易に配することができるとともに、第1樹脂層7aと第2樹脂層7bとの境界におけるアンカー効果を高めることができる。
【0047】
なお、第1凸部7a1は、高さが例えば1μm以上4μm以下に設定されており、幅が例えば0.5μm以上3μm以下に設定されている。また、第2凸部7b1は、高さが例えば1μm以上4μm以下に設定されており、幅が0.5μm以上3μm以下に設定されている。
【0048】
第2凸部7b1内の第2無機絶縁フィラー10bは、第1樹脂層7aから離間しており、表面が第2樹脂材料に被覆されていることが望ましい。その結果、第2無機絶縁フィラー10bが第1樹脂層7aに当接することを低減することにより、接着強度の低い当接領域が剥離することを低減し、ひいてはかかる剥離が第1樹脂層7aと第2樹脂層7bとの境界に沿って伸長することを低減することができる。
【0049】
また、第1凸部7a1以外の領域の第1無機絶縁フィラー10aは、第2樹脂層7bから離間しており、表面が第1樹脂材料に被覆されていることが望ましい。その結果、第1無機絶縁フィラー10aが第2樹脂層7bに当接することを低減することにより、接着強度の低い当接領域が剥離することを低減することができる。
【0050】
かくして、上述した実装構造体1は、配線基板3を介して供給される電源や信号に基づいて電子部品2を駆動若しくは制御することにより、所望の機能を発揮する。
【0051】
次に、上述した実装構造体1の製造方法を、図2から図5に基づいて説明する。
【0052】
(1)図2に示す第1樹脂層前駆体フィラー非含有部7ax1及び第1樹脂層前駆体フ
ィラー含有部7ax2を含む第1樹脂層前駆体7axを準備する。具体的には例えば以下のように行う。
【0053】
まず、第1無機絶縁フィラー10aを含有するとともに熱可塑性樹脂である第1樹脂材料を基材に含浸させてなる樹脂シートを複数積層し、第1樹脂層前駆体フィラー含有部7ax2を形成する。次に、第1無機絶縁フィラー10aを含有しない第1樹脂材料を、第1樹脂層前駆体フィラー含有部7ax2の上下面に塗布することにより、第1樹脂層前駆体フィラー非含有部7ax1を形成する。これにより、第1樹脂層前駆体フィラー含有部7ax2及びその上下面に形成された第1樹脂層前駆体フィラー非含有部7ax1を含む第1樹脂層前駆体7axを形成することができる。
【0054】
なお、第1樹脂層前駆体フィラー非含有部7ax1は、厚みが第1無機絶縁フィラー10aの粒径よりも大きく設定されている。また、第1樹脂層前駆体フィラー非含有部7ax1は、厚みが例えば0.5μm以上4μm以下に設定され、第1樹脂層前駆体フィラー含有部7ax2は、厚みが例えば20μm以上100μm以下に設定されている。
【0055】
以上のようにして、第1樹脂層前駆体7axを作製することができる。
【0056】
(2)図2及び図3に示すように、第1樹脂層前駆体7axの上下に銅箔11xを積層し、加熱加圧することにより、第1樹脂層7aを形成する。具体的には例えば以下のように行う。
【0057】
まず、蟻酸等の有機酸を主成分とするエッチング液を用いた粗化によって、一主面に凹凸が形成された銅箔11xを準備する。次に、銅箔11xの凹凸が形成された一主面を第1樹脂層前駆体フィラー非含有部7ax1に当接させつつ、第1樹脂層前駆体7axの上下に銅箔11xを積層する。次に、第1樹脂層前駆体7ax及び銅箔11xの積層体を厚み方向に加圧しつつ、第1樹脂材料の融点以上熱分解温度未満で加熱することにより、第1樹脂層7aを形成する。
【0058】
ここで、銅箔11xの凹凸を第1樹脂層前駆体フィラー非含有部7ax1に埋入させることにより、第1樹脂層前駆体フィラー非含有部7ax1に第1凸部7a1が形成される。さらに、第1樹脂層前駆体フィラー非含有部7ax1は第1無機絶縁フィラー10aを含まないため、第1無機絶縁フィラー10aを含まない第1凸部7a1を形成することができる。すなわち、第1凸部7a1以外の領域のみに第1無機絶縁フィラー10aを含む第1樹脂層7aを形成することができる。
【0059】
なお、融点は、ISO11357‐3:1999に準ずる示差走査熱量測定により測定される温度である。また、熱分解温度は、ISO11358:1997に準ずる熱重量測定において、樹脂の質量が5%減少する温度である。
【0060】
以上のようにして、第1凸部7a1を有する第1樹脂層7aを形成することができる。
【0061】
(3)図4に示すように、第1樹脂層7aにスルーホール導体8及び導電層11を形成し、コア基板5を作製する。具体的には例えば以下のように行う。
【0062】
まず、例えばドリル加工やレーザー加工等により、コア基板5を上下方向に貫通したスルーホールを複数形成し、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、スルーホールの内壁面に導電材料を被着させて、円筒状のスルーホール導体8を形成する。次に、円筒状のスルーホール導体8の内部に樹脂材料等を充填して絶縁体9を形成し、例えば無電解めっき法、蒸着法、CVD法又はスパッタリング法等により、導
電材料を絶縁体9の露出部に被着させた後、従来周知のフォトリソグラフィー技術、エッチング等により、銅箔11xをパターニングすることによって、導電層11を形成する。
【0063】
ここで、銅箔11xのパターニングにより、第1凸部7a1が形成された第1樹脂層7aの表面が露出する。
【0064】
以上のようにして、コア基板5を作製することができる。
【0065】
(4)図5に示すように、コア基板5の両面にビルドアップ部6を形成し、配線基板3を作製する。具体的には例えば以下のように行う。
【0066】
まず、未硬化の熱硬化性樹脂である第2樹脂材料及び第2樹脂材料に含有された第2無機絶縁フィラー10bを含む第2樹脂層前駆体を導電層11上に配置し、第2樹脂材料の硬化開始温度以上熱分解温度未満で第2樹脂層前駆体を加熱して、流動密着させつつ硬化させることにより、導電層11上に第2樹脂層7bを形成する。次に、例えばYAGレーザー装置又は炭酸ガスレーザー装置により、第2樹脂層7bにビア孔を形成し、ビア孔内に導電層11の少なくとも一部を露出させる。次に、例えば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、ビア孔にビア導体13を形成するとともに第2樹脂層7bの上面に導電層11を形成することにより、ビルドアップ部6を形成することができる。
【0067】
ここで、第2樹脂層前駆体を加熱して流動密着させる際に、第2無機絶縁フィラー10bを含む第2樹脂層前駆体の一部が、露出した第1樹脂層7aの表面に形成された第1凸部7a1の間に配されることにより、第2凸部7b1を形成するとともに該第2凸部7b1内に第2無機絶縁フィラー10bを配することができる。また、第2樹脂材料が第2無機絶縁フィラー10bを被覆しつつ第2樹脂層前駆体が流動するため、このように第2無機絶縁フィラー10bを第2凸部7b1内に配することにより、第1樹脂層7aから離間させるとともに、表面を第2樹脂材料に被覆させることができる。
【0068】
なお、未硬化は、ISO472:1999に準ずるA‐ステージ又はB‐ステージの状態である。また、硬化開始温度は、樹脂が、ISO472:1999に準ずるC‐ステージの状態となる温度である。
【0069】
以上のようにして、配線基板3を作製することができる。なお、本工程を繰り返すことにより、多層配線の配線基板3も作製できる。
【0070】
(5)配線基板3に電子部品2を、バンプ4を介してフリップチップ実装することにより、図1に示す実装構造体1を作製できる。
【0071】
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。
【0072】
例えば、上述した本発明の実施形態は、第1樹脂層として熱可塑性樹脂を用いて第2樹脂層として熱硬化性樹脂を用いた構成を例に説明したが、第1樹脂層の平面方向への熱膨張率が第2樹脂層よりも小さければよく、例えば、第1樹脂層として熱硬化性樹脂を用いて第2樹脂層として熱可塑性樹脂を用いても構わないし、第1及び第2樹脂層として熱硬化性樹脂を用いても構わないし、第1及び第2樹脂層として熱可塑性樹脂を用いても構わない。
【0073】
また、上述した本発明の実施形態は、第1樹脂層が基材を含む構成を例に説明したが、
第1樹脂層は第1樹脂材料と第1無機絶縁フィラーとを含んでいればよく、例えば基材を含まない第1樹脂層を用いても構わない。
【0074】
また、上述した本発明の実施形態は、ビルドアップ部に含まれる第2樹脂層が1層である構成を例に説明したが、第2樹脂層は何層でも構わない。
【0075】
また、上述した本発明の実施形態は、(1)の工程にて第1無機絶縁フィラーを含まない第1樹脂層前駆体非含有部を形成し、(2)の工程にて第1樹脂層前駆体非含有部に第1凸部を形成することにより、第1無機絶縁フィラーが第1凸部以外の領域のみに配された第1樹脂層を形成する構成を例に説明したが、以下のようにして、第1樹脂層を形成しても構わない。
【0076】
まず、第1無機絶縁フィラーを含有する第1樹脂材料を基材に含浸させてなる樹脂シートを複数積層し、第1樹脂層前駆体を形成する。ここで、第1樹脂材料としては、反応停止材が添加されておらず、樹脂分子の末端基に活性基が残っており、重合度の低い熱可塑性樹脂を用いることができる。このような熱可塑性樹脂として、芳香族液晶ポリエステル樹脂を用いることができる。なお、第1樹脂材料の重合度は、クロマトグラフィー法(GPC法)による分子量測定により測定することができる。
【0077】
次に、第1樹脂層前駆体を加熱し、第1樹脂材料を不完全に重合させる。かかる加熱により得られた第1樹脂材料には、重合されている樹脂分子と未重合の樹脂分子とが含まれており、重合度が、完全重合した場合の例えば80%以上96%以下に設定されている。
【0078】
ここで、第1樹脂層前駆体の加熱は、温度が例えば重合開始温度以上重合開始温度+20℃以下に設定され、時間が例えば1時間以上12時間以下に設定されていることが望ましい。このように第1樹脂材料の重合反応をゆっくり進めさせることにより、第1樹脂材料の重合度を適宜調整することができる。また、第1樹脂材料として芳香族液晶ポリエステル樹脂を用いる場合、第1樹脂層前駆体の加熱は、温度が例えば180℃以上290℃以下に設定され、時間が例えば1時間以上12時間以下に設定されていても構わない。なお、重合開始温度は、ISO3219:1993に準ずる粘度の測定方法により、試料を加熱しながら粘度の変化を測定し、粘度が上昇に転ずる温度である。
【0079】
また、第1樹脂層前駆体の加熱は、還元雰囲気下で行われることが望ましい。その結果、重合をゆっくりと進めたとしても、第1樹脂材料の酸化を低減し、第1樹脂材料の劣化を低減することができる。
【0080】
次に、一主面に凹凸が形成された銅箔を準備し、銅箔の凹凸が形成された一主面を第1樹脂層前駆体に当接させつつ、第1樹脂層前駆体の上下に銅箔を積層した後、第1樹脂層前駆体及び銅箔の積層体を厚み方向に加圧しつつ、第1樹脂材料の重合開始温度以上熱分解温度未満で加熱することにより、第1樹脂材料を重合させて第1樹脂層を形成する。
【0081】
ここで、第1樹脂層前駆体及び銅箔の積層体を厚み方向に加圧する際に、第1樹脂層前駆体の第1樹脂材料には重合されている樹脂分子と未重合の樹脂分子とが含まれており、重合されている樹脂分子は分子量が大きいため流動性が低く、未重合の樹脂分子は分子量が小さく流動性が高いことから、未重合の樹脂分子は銅箔の凸部による加圧で第1樹脂層前駆体表面に染み出して銅箔の凹部に充填される。これにより、第1樹脂層の上面に第1凸部が形成される。
【0082】
一方、第1無機絶縁フィラーは、重合されている樹脂分子によって流動性が低下している。したがって、未重合の樹脂分子のみが銅箔の凹部に充填されるため、第1樹脂層の第
1凸部に第1無機絶縁フィラーは配されず、第1凸部以外の領域のみに第1無機絶縁フィラーを有する第1樹脂層を形成することができる。
【符号の説明】
【0083】
1 実装構造体
2 電子部品
3 配線基板
4 バンプ
5 コア基板
6 ビルドアップ部
7a 第1樹脂層
7a1 第1凸部
7b 第2樹脂層
7b1 第2凸部
8 スルーホール導体
9 絶縁体
10a 第1無機絶縁フィラー
10b 第2無機絶縁フィラー
11 導電層
12 ビア導体

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1樹脂材料と該第1樹脂材料よりも熱膨張率の小さい第1無機絶縁フィラーとを含む第1樹脂層と、該第1樹脂層上面に形成され、第2樹脂材料と該第2樹脂材料よりも熱膨張率の小さい第2無機絶縁フィラーとを含み、前記第1樹脂層よりも平面方向への熱膨張率の大きい第2樹脂層と、を備え、
前記第1樹脂層は、上面に複数の第1凸部を有し、該第1凸部以外の領域のみに前記第1無機絶縁フィラーが配されており、
前記第2樹脂層は、隣接する前記第1凸部の間に介在される第2凸部を有し、該第2凸部内に前記第2無機絶縁フィラーが配されていることを特徴とする配線基板。
【請求項2】
請求項1に記載の配線基板において、
前記第2凸部内の前記第2無機絶縁フィラーは、前記第1樹脂層から離間していることを特徴とする配線基板。
【請求項3】
請求項2に記載の配線基板において、
前記第1凸部の幅は、前記第1無機絶縁フィラーに含まれる粒子の粒径よりも大きいことを特徴とする配線基板。
【請求項4】
請求項3に記載の配線基板において、
前記第2樹脂材料は、前記第1樹脂材料よりも熱膨張率が大きいことを特徴とする配線基板。
【請求項5】
請求項4に記載の配線基板において、
前記第1及び第2無機絶縁フィラーは、同一材料からなることを特徴とする配線基板。
【請求項6】
請求項1乃至5に記載の配線基板と、
前記配線基板上に搭載された電子部品と、
を備えたことを特徴とする実装構造体。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2011−176111(P2011−176111A)
【公開日】平成23年9月8日(2011.9.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−38891(P2010−38891)
【出願日】平成22年2月24日(2010.2.24)
【出願人】(000006633)京セラ株式会社 (13,660)
【Fターム(参考)】