JP2013046012A - Wiring board and mounting structure therefor - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、電気的信頼性を改善した配線基板およびその実装構造体を提供することによって上記要求を解決する。
【解決手段】本発明の一形態にかかる配線基板3は、第1ネック構造13aを介して互いに接続した、酸化ケイ素を含む複数の第1無機絶縁粒子14aと、該第1無機絶縁粒子14a同士の間に配された、シロキサン結合を骨格とする樹脂を含む樹脂部材15とを有する絶縁層を備える。また、本発明の一形態にかかる実装構造体1は、上記配線基板3と、該配線基板3に実装された電子部品2とを備える。
【選択図】図2The present invention solves the above-described demand by providing a wiring board with improved electrical reliability and a mounting structure thereof.
A wiring board 3 according to an embodiment of the present invention includes a plurality of first inorganic insulating particles 14a containing silicon oxide connected to each other via a first neck structure 13a, and the first inorganic insulating particles 14a. And an insulating layer having a resin member 15 containing a resin having a siloxane bond as a skeleton, which is disposed between them. A mounting structure 1 according to an embodiment of the present invention includes the wiring board 3 and an electronic component 2 mounted on the wiring board 3.
[Selection] Figure 2
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その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 thereof.
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。この実装構造体に用いられる配線基板としては、樹脂層とセラミック層とを備えたものが知られている。 Conventionally, a mounting structure in which an electronic component is mounted on a wiring board is used in an electronic device. As a wiring board used for this mounting structure, a substrate provided with a resin layer and a ceramic layer is known.
例えば、特許文献1には、金属箔の片面にセラミックを溶射してセラミック層を形成し、該金属箔のセラミック層側と接するようにプリプレグを積層して熱圧成形して形成された配線基板が記載されている。 For example, Patent Document 1 discloses a wiring board formed by spraying ceramic on one side of a metal foil to form a ceramic layer, laminating a prepreg so as to be in contact with the ceramic layer side of the metal foil, and hot pressing. Is described.
しかしながら、一般的に、セラミック層は剛性が高いが割れやすいため、配線基板に応力が印加された場合、クラックがセラミック層に生じやすくなる。それ故、該クラックが伸長して配線に達すると、該配線に断線が生じやすくなり、ひいては配線基板の電気的信頼性が低下しやすくなる。 However, in general, the ceramic layer has high rigidity but is easily cracked. Therefore, when stress is applied to the wiring board, cracks are likely to occur in the ceramic layer. Therefore, when the crack extends and reaches the wiring, the wiring is likely to be disconnected, and the electrical reliability of the wiring board is likely to be lowered.
従って、電気的信頼性を改良した配線基板を提供することが望まれている。 Therefore, it is desired to provide a wiring board with improved electrical reliability.
本発明は、電気的信頼性を改善した配線基板およびその実装構造体を提供することによって上記要求を解決する。 The present invention solves the above-described demand by providing a wiring board with improved electrical reliability and a mounting structure thereof.
本発明の一形態にかかる配線基板は、第1ネック構造を介して互いに接続した、酸化ケイ素を含む複数の第1無機絶縁粒子と、該第1無機絶縁粒子同士の間に配された、シロキサン結合を骨格とする樹脂を含む樹脂部材とを有する絶縁層を備える。 A wiring board according to an aspect of the present invention includes a plurality of first inorganic insulating particles containing silicon oxide connected to each other via a first neck structure, and siloxane disposed between the first inorganic insulating particles. And an insulating layer including a resin member including a resin whose bond is a skeleton.
本発明の一形態にかかる実装構造体は、上記配線基板と、該配線基板に実装された電子部品とを備える。 A mounting structure according to an aspect of the present invention includes the above wiring board and an electronic component mounted on the wiring board.
本発明の一形態にかかる配線基板によれば、第1ネック構造を介して互いに接続した第1無機絶縁粒子の間に樹脂部材が配された絶縁層を備えるため、第1無機絶縁粒子によって絶縁層の剛性を高めつつ、樹脂部材によってクラックを低減することができる。さらに、第1無機絶縁粒子が酸化ケイ素を含み、樹脂部材がシロキサン結合を骨格とする樹脂を含むため、該樹脂によって第1無機絶縁粒子同士の接続強度を高めることができる。その結果、絶縁層のクラック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。 According to the wiring board according to one aspect of the present invention, since the insulating layer in which the resin member is disposed between the first inorganic insulating particles connected to each other through the first neck structure is provided, the insulating substrate is insulated by the first inorganic insulating particles. Cracks can be reduced by the resin member while increasing the rigidity of the layer. Furthermore, since the first inorganic insulating particles include silicon oxide and the resin member includes a resin having a siloxane bond as a skeleton, the connection strength between the first inorganic insulating particles can be increased by the resin. As a result, cracks in the insulating layer can be reduced, and as a result, a wiring board 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、図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, a mounting structure including a wiring board according to an embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings.
図1(a)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ものである。この実装構造体1は、電子部品2と、該電子部品2が実装された配線基板3とを含んでいる。
The mounting structure 1 shown in FIG. 1A is used for electronic devices such as various audiovisual devices, home appliances, communication devices, computer devices or peripheral devices thereof. The mounting structure 1 includes an electronic component 2 and a
電子部品2は、例えばICまたはLSI等の半導体素子であり、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。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、窒化ガリウムまたは炭化珪素等の半導体材料により形成されている。
The electronic component 2 is a semiconductor element such as an IC or LSI, and is flip-chip mounted on the
配線基板3は、コア基板5と、コア基板5の上下面に形成された一対のビルドアップ層6とを含んでおり、電子部品2を支持するとともに、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電子部品2へ供給する機能を有する。
The
以下、配線基板3の構成について詳細に説明する。
Hereinafter, the configuration of the
(コア基板)
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層6間の導通を図るものであり、ビルドアップ層6を支持する基体7と、基体7に設けられたスルーホールと、該スルーホール内に設けられ、一対のビルドアップ層6同士を電気的に接続する筒状のスルーホール導体8と、該スルーホール導体8に取り囲まれた絶縁体9を含んでいる。
(Core substrate)
The
基体7は、第1樹脂層10aと、該第1樹脂層10aの両主面に設けられた第1絶縁層11aと、第1絶縁層11aの第1樹脂層10aと反対側の主面に設けられた第2樹脂層10bと、を含んでいる。
The
第1樹脂層10aは、基体7の主要部をなすものであり、例えば樹脂部と該樹脂部に被
覆された基材を含む。第1樹脂層10aの厚みは、例えば0.1mm以上3.0mm以下に設定されている。また、第1樹脂層10aの平面方向への熱膨張率は、例えば3ppm/℃以上20ppm/℃以下に設定され、第1樹脂層10aの厚み方向への熱膨張率は、例えば30ppm/℃以上50ppm/℃以下に設定されている。
The
ここで、第1樹脂層10aの熱膨張率は、市販のTMA(Thermo-Mechanical Analysis)装置を用いて、JISK7197‐1991に準じた測定方法により測定される。また、第1樹脂層10aの誘電正接は、JISR1627‐1996に準じた共振器法により測定される。以下、第2、第3および第4樹脂層10b、10c、10dや第1および第2絶縁層11a、11bをはじめとする各部材の熱膨張率は、第1樹脂層10aと同様に測定される。
Here, the thermal expansion coefficient of the
第1樹脂層10aの樹脂部は、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、ポリフェニレンエーテル樹脂、全芳香族ポリアミド樹脂またはポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂により形成することができる。このような熱硬化性樹脂で形成することによって、第1絶縁層11aとの接着強度を高めることができるともに、後述する樹脂部材15と比較して第1樹脂層10aのじん性を高め、クラックを低減することができる。なかでも、第1樹脂層10aの樹脂部は、第1樹脂層10aのじん性や第1絶縁層11aとの接着強度の観点から、エポキシ樹脂により形成することが望ましい。
The resin part of the
この第1樹脂層10aの樹脂部は、ヤング率が例えば0.1GPa以上5GPa以下に設定され、厚み方向および平面方向への熱膨張率が例えば20ppm/℃以上50ppm/℃以下に設定されている。
The resin portion of the
ここで、第1樹脂層10aの樹脂部のヤング率は、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。以下、第2、第3および第4樹脂層10b、10c、10dや第1および第2絶縁層11a、11bをはじめとする各部材の熱膨張率は、第1樹脂層10aの樹脂部と同様に測定される。
Here, the Young's modulus of the resin portion of the
第1樹脂層10aに含まれる前記基材は、第1樹脂層10aの平面方向の熱膨張率を低減するとともに、第1樹脂層10aの剛性を高めるものである。前記基材は、例えば、複数の繊維からなる織布若しくは不織布または複数の繊維を一方向に配列した繊維群により形成することができる。前記繊維としては、例えばガラス繊維、樹脂繊維、炭素繊維または金属繊維等を使用することができる。
The said base material contained in the
本実施形態においては、図1(b)に示すように、第1樹脂層10aは、さらに、無機絶縁材料により形成された多数の第1フィラー粒子から成る第1フィラー12aを含有している。その結果、第1樹脂層10aの熱膨張率を低減するとともに、第1樹脂層10aの剛性を高めることができる。第1フィラー粒子は、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により形成することができる。第1フィラー粒子は、粒径が例えば0.5μm以上5.0μm以下に設定され、熱膨張率が例えば0ppm/℃以上15ppm/℃以下に設定される。また、第1樹脂層10aの樹脂部と第1フィラー12aの体積の合計に対する第1フィラー12aの体積の割合(以下、「第1フィラー12の含有量」という)が例えば3体積%以上60体積%以下に設定されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1B, the
ここで、第1フィラー粒子の粒径は、次のように測定される。まず、第1樹脂層10aの断面を透過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する。次に、該拡大した断面にて各粒子の最大径を測定し、該測定された最大粒径を第1フィラー粒子の粒径とする。また、第1フィラー12の含有量(体積
%)は、第1樹脂層10aの断面を透過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10aの樹脂部に占める第1フィラー12a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。
Here, the particle size of the first filler particles is measured as follows. First, a cross section of the
一方、第1樹脂層10aの上下面に形成された第1絶縁層11aは、基体7を高剛性かつ低熱膨張率とするものである。この第1絶縁層11aの厚みは、例えば3μm以上100μm以下、および/または第1樹脂層10aの3%以上10%以下に設定される。また、第1絶縁層11aのヤング率は、例えば10GPa以上50GPa以下、および/または、第1樹脂層10aの樹脂部の10倍以上100倍以下に設定される。また、第1絶縁層11aは、厚み方向および平面方向への熱膨張率が例えば0ppm/℃以上10ppm/℃以下に設定されている。
On the other hand, the first insulating
この第1絶縁層11aは、図1(b)ないし図2(b)に示すように、第1ネック構造13aを介して互いに接続した第1無機絶縁粒子14aと、第1無機絶縁粒子14a同士の間隙Gに配された樹脂部材15と、を含んでいる。その結果、第1ネック構造13aを介して互いに接続した第1無機絶縁粒子14aの間隙Gに樹脂部材15が配されているため、第1無機絶縁粒子14aが骨格構造をなして第1絶縁層11aの剛性を高めつつ、樹脂部材15が第1無機絶縁粒子14aに印加される応力を緩和することによって第1絶縁層11aのクラックを低減することができる。
As shown in FIGS. 1B to 2B, the first insulating
第1ネック構造13aは、隣接する第1無機絶縁粒子14a同士を接続する構造であり、それぞれの第1無機絶縁粒子14aの表面の一部の領域、特に第1無機絶縁粒子14a同士が近接する領域に形成されている。第1ネック構造13aを介して接続した互いに第1無機絶縁粒子14aは、それぞれ第1ネック構造13aに向かって幅が小さくなっており、第1ネック構造13aは括れ形状をなしている。このような第1ネック構造13aを介して第1無機絶縁粒子14a同士を接続しているため、第1絶縁層11aに開気孔の間隙Gを良好に形成することができる。
The
第1無機絶縁粒子14aは、酸化ケイ素(SiO2)を含む無機絶縁材料により形成されている。その結果、第1無機絶縁粒子14aを低熱膨張率とすることができる。この第1無機絶縁粒子14aは、例えば酸化ケイ素を90重量%以上含む無機絶縁材料を用いることができ、なかでも、酸化ケイ素を99重量%以上100重量%未満含む無機絶縁材料を用いることが望ましい。酸化ケイ素を90重量%以上100重量%未満含む無機絶縁材料を用いる場合は、該無機絶縁材料は酸化ケイ素の他に、例えば酸化アルミニウム、酸化チタニウム、酸化マグネシウムまたは酸化ジルコニウム等の無機絶縁材料を含んでも構わない。
The first inorganic insulating
さらに、本実施形態においては、第1絶縁層11aは、アモルファス(非晶質)状態の酸化ケイ素を含んでいる。アモルファス状態の酸化ケイ素は、結晶状態の酸化ケイ素と比較して、結晶構造に起因した熱膨張率の異方性を低減することができるため、配線基板3の加熱後配線基板3が冷却される際に、第1絶縁層11aの収縮を厚み方向および平面方向にてより均一にすることができ、第1絶縁層11aにおけるクラックの発生を低減できる。なお、アモルファス状態の酸化ケイ素を含む無機絶縁材料は、結晶相の領域が例えば10体積%未満に設定されており、なかでも5体積%未満に設定されていることが望ましい。
Furthermore, in the present embodiment, the first insulating
ここで、無機絶縁材料の結晶相領域の体積比は、以下のように測定される。まず、100%結晶化した試料粉末と非晶質粉末とを異なる比率で含む複数の比較試料を作製し、該比較試料をX線回折法で測定することにより、該測定値と結晶相領域の体積比との相対的
関係を示す検量線を作成する。次に、測定対象である調査試料をX線回折法で測定し、該測定値と検量線とを比較して、該測定値から結晶相領域の体積比を算出することにより、調査試料の結晶相領域の体積比が測定される。
Here, the volume ratio of the crystal phase region of the inorganic insulating material is measured as follows. First, a plurality of comparative samples including different ratios of 100% crystallized sample powder and amorphous powder are prepared, and the comparative sample is measured by an X-ray diffraction method. A calibration curve showing the relative relationship with the volume ratio is created. Next, the measurement sample is measured by the X-ray diffraction method, the measured value is compared with the calibration curve, and the volume ratio of the crystal phase region is calculated from the measured value. The volume ratio of the phase region is measured.
また、第1無機絶縁粒子14aは、粒径が3nm以上110nm以下に設定されていることが望ましい。その結果、第1絶縁層11aの内部を緻密に形成することができ、第1無機絶縁粒子14aが第1ネック構造13aを介して接続してなる骨格構造の剛性を高めることができる。
The first inorganic insulating
さらに、第1無機絶縁粒子14aの粒径が非常に小さいことから、第1無機絶縁粒子14a同士が結晶化開始温度未満にて互いに強固に結合するため、第1無機絶縁粒子自体がアモルファス状態のままで該粒子同士を接続させることができる。なお、第1無機絶縁粒子14aの粒径が3nm以上110nm以下と微小に設定されていると、第1無機絶縁粒子14aの原子、特に表面の原子が活発に運動するため、結晶化開始温度未満といった低温下でも第1無機絶縁粒子14a同士が強固に結合すると推測される。なお、結晶化開始温度は、非晶質の無機絶縁材料が結晶化を開始する温度、すなわち、結晶相領域の体積が増加する温度である。
Furthermore, since the first inorganic insulating
また、第1無機絶縁粒子14aは、本実施形態のように球状であることが望ましい。その結果、第1無機絶縁粒子14aを充填しやすくなるため、第1絶縁層11aの内部構造を緻密にできる。
The first inorganic insulating
一方、本実施形態において、第1絶縁層11aは、図1(b)および図2(a)に示すように、第1無機絶縁粒子14aよりも粒径が大きく、第1無機絶縁粒子14aを介して互いに接続した複数の第2無機絶縁粒子14bをさらに含んでいる。この第2無機絶縁粒子14bは、第1無機絶縁粒子14aと同様の無機絶縁材料により形成することができ、なかでもアモルファス状態の酸化ケイ素を含むことが望ましい。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIGS. 1B and 2A, the first insulating
このように第1絶縁層11aは、第1無機絶縁粒子14aよりも粒径の大きい第2無機絶縁粒子14bを含むため、クラックが生じても、クラックが第2無機絶縁粒子14bに達した際に、粒径の大きい第2無機絶縁粒子14bによってクラックの伸長を阻止したり、あるいは、第2無機絶縁粒子の表面に沿ってクラックを迂回させたりすることができる。その結果、クラックが第1または第2絶縁層11a、11bを貫通して導電層16に達することが抑制され、該クラックを起点とした導電層16の断線を低減することができる。なお、このような第2無機絶縁粒子14bは、粒径が0.5μm以上5μm以下に設定されていることが望ましい。
Thus, since the 1st insulating
さらに、第2無機絶縁粒子14bは、第1無機絶縁粒子14aよりも硬度が高いことが望ましい。その結果、クラックが第2無機絶縁粒子14bに達した際に、該クラックが第2無機絶縁粒子14bの内部へ伸長することを低減し、ひいては第1絶縁層11aにおけるクラックの伸長を低減することができる。なお、硬度は、ナノインデンター装置を用いて測定することができる。
Furthermore, it is desirable that the second inorganic insulating
また、第2無機絶縁粒子14bは、隣接する第1無機絶縁粒子14aと第2ネック構造14bを介して接続しており、該第1無機絶縁粒子14aを介して隣接する第2無機絶縁粒子14bと接続している。その結果、粒径が小さく他の粒子との接続強度が高い第1無機絶縁粒子14aを介在させることによって、第2無機絶縁粒子14b同士を強固に接続させることができる。
The second inorganic insulating
第2ネック構造13bは、隣接する第1無機絶縁粒子14aと第2無機絶縁粒子14b
とを接続する構造であり、第1無機絶縁粒子14aおよび第2無機絶縁粒子14bの表面の一部の領域に形成されている。第2ネック構造13bを介して接続した第1無機絶縁粒子14aおよび第2無機絶縁粒子14bは、それぞれ第2ネック構造13bに向かって幅が小さくなっており、第2ネック構造13bは括れ形状をなしている。このような第2ネック構造13bを介して第1無機絶縁粒子14aと第2無機絶縁粒子14bとを接続しているため、第1絶縁層11aに開気孔の間隙Gを良好に形成することができる。
The
And is formed in a partial region on the surface of the first inorganic insulating
また、第2無機絶縁粒子14bは、第2ネック構造13bに向かって幅が小さくなっており、第1無機絶縁粒子14aと第2無機絶縁粒子14bとの接続箇所においては、第1無機絶縁粒子14aおよび第2無機絶縁粒子14bのそれぞれが表面の一部の領域で接続して第2ネック構造13bを形成している。このように第2ネック構造13bを介して第1無機絶縁粒子14a同士を接続しているため、第1絶縁層11に開気孔の間隙Gを良好に形成することができる。
The second inorganic insulating
ここで、第1ネック構造13aの幅は、第2ネック構造13bの幅よりも大きい。その結果、第1無機絶縁粒子14aが互いに接続してなる骨格構造をより強固にすることができ、第1絶縁層11aの剛性を高めることができる。なお、第1ネック構造13aの幅は、例えば3nm以上25nm以下に設定されており、第2ネック構造13bの幅は、例えば3nm以上15nm以下に設定されている。
Here, the width of the
また、第2無機絶縁粒子14bは、本実施形態のように、球状であることがより望ましい。その結果、第2無機絶縁粒子14bの表面が滑らかになり、該表面における応力が分散され、第2無機絶縁粒子13bの表面を起点とした第1絶縁層11aのクラックの発生を低減することができる。
The second inorganic insulating
ここで、第1絶縁層11aは、第1無機絶縁粒子14aと第2無機絶縁粒子14bの合計体積に対して第1無機絶縁粒子14aを20体積%以上90体積%以下含み、前記合計体積に対して第2無機絶縁粒子14bを10体積%以上80体積%以下含んでいる。
Here, the first insulating
なお、第1無機絶縁粒子14aおよび第2無機絶縁粒子14bの体積%は、次のように算出される。まず、第1絶縁層11aの断面を透過型電子顕微鏡撮影する。次に、撮影した画像から画像解析装置等を用いて、第1無機絶縁粒子14aおよび第2無機絶縁粒子14bの面積比率(面積%)を測定する。そして、該測定値の平均値を算出することにより第1および第2無機絶縁粒子14a、14bの体積%が算出される。また、第1無機絶縁粒子14aおよび第2無機絶縁粒子14bの粒径は、第1絶縁層11aの断面を透過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、該撮影した拡大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。
The volume% of the first inorganic insulating
一方、樹脂部材15は、シロキサン結合(−Si−O−Si−)を骨格(シロキサン骨格)とする樹脂(シリコーン樹脂)を含んでいる。このように、シロキサン結合を骨格とする樹脂を含むことによって、樹脂部材15は、後述するように、第1無機絶縁粒子14a同士を強固に接続させることができる。また、樹脂部材15のシリコーン樹脂は、シロキサン骨格に結合したエポキシ基、アミノ基またはアルコキシ基を具備している。また、樹脂部材15は、シリコーン樹脂の他に、該シリコーン樹脂の硬化触媒を含んでおり、該硬化触媒は、チタンまたはアルミニウムを具備している。なお、この樹脂部材15は、間隙Gへの充填性の観点から、フィラーを含んでいない。
On the other hand, the
この樹脂部材15は、ヤング率が例えば0.3GPa以上2GPa以下に設定され、平面方向および厚み方向への熱膨張率が例えば20ppm/℃以上50ppm/℃以下に設定されている。また、樹脂部材15は、第1絶縁層11aにおいて例えば25体積%以上
38体積%以下に設定されている。
The
なお、第1絶縁層11aにおける樹脂部材15の体積%は、次のように算出される。まず、第1絶縁層11aの断面を透過型電子顕微鏡で撮影する。次に、撮影した画像から画像解析装置等を用いて、第1絶縁層11aにおける樹脂部材15の面積比率(面積%)を測定する。そして、該測定値の平均値を算出することにより第1絶縁層11aにおける樹脂部材15の体積%が算出される。
The volume% of the
一方、第1絶縁層11a上に設けられる第2樹脂層10bは、第1絶縁層11aと導電層16との間の熱応力を緩和する機能、および第1絶縁層11aのクラックに起因した導電層16の断線を低減する機能を有するものであり、一主面が第1絶縁層11aと当接し、他主面が導電層16と当接している。この第2樹脂層10bは、例えば樹脂部と該樹脂部に被覆された第2フィラー12bとを含んでおり、第2フィラー12bは、無機絶縁材料により形成された多数の第2フィラー粒子から成る。
On the other hand, the
また、第2樹脂層10bは、厚みが例えば0.1μm以上5μm以下に設定され、ヤング率が例えば0.05GPa以上5GPa以下に設定され、厚み方向および平面方向への熱膨張率が例えば20ppm/℃以上100ppm/℃以下に設定されている。
The
この第2樹脂層10bは、本実施形態のように、第1樹脂層10aおよび第1絶縁層11aと比較して、厚みが小さく設定され、且つヤング率が低く設定されていることが望ましい。この場合、薄く弾性変形しやすい第2樹脂層10bによって、第1絶縁層11aと導電層16との熱膨張量の違いに起因した熱応力が緩和される。したがって、第1絶縁層11aより導電層16が剥離することが抑制され、導電層16の断線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を得ることが可能となる。
As in the present embodiment, the
第2樹脂層10bの樹脂部は、第2樹脂層10bの主要部をなすものであり、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る。なかでも、第2樹脂層10bのじん性や第1絶縁層11aとの接着強度の観点から、エポキシ樹脂を用いることが望ましい。
The resin part of the
第2樹脂層10bの第2フィラー12bは、第2樹脂層10bの難燃性を高める機能や後述する取り扱い時に積層シート同士が接着してしまうことを抑制する機能を有し、例えば酸化ケイ素等の無機絶縁材料により形成することができる。この第2フィラー12bの第2フィラー粒子は、粒径が例えば0.05μm以上0.7μm以下に設定されており、第2樹脂層10bにおける含有量が例えば0体積%以上10体積%以下に設定されている。
The
一方、基体7には、該基体7を厚み方向に貫通し、例えば直径が0.1mm以上1mm以下の円柱状であるスルーホールが設けられている。スルーホールの内部には、コア基板5の上下のビルドアップ層6を電気的に接続するスルーホール導体8がスルーホールの内壁に沿って筒状に形成されている。このスルーホール導体8としては、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により形成することができ、熱膨張率が例えば14ppm/℃以上18ppm/℃以下に設定されている。
On the other hand, the
筒状に形成されたスルーホール導体8の中空部には、絶縁体9が柱状に形成されている。絶縁体9は、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、ポリフェニレンエーテル樹脂また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することができる。
An
(ビルドアップ層)
一方、コア基板5の上下面には、上述した如く、一対のビルドアップ層6が形成されている。
(Build-up layer)
On the other hand, as described above, a pair of
一対のビルドアップ層6のうち、一方のビルドアップ層6は電子部品2に対してバンプ3を介して接続され、他方のビルドアップ層6は、図示しない接合材を介して図示しない外部配線基板と接続される。
Of the pair of
各ビルドアップ層6は、図1(a)および図3に示すように、複数の第3樹脂層10c、複数の第2絶縁層11b、複数の第4樹脂層10d、複数の導電層16および複数のビア導体17を含んでいる。第3樹脂層10c、第2絶縁層11b、第4樹脂層10dおよび導電層16は、順次複数回積層されており、導電層16は、第4樹脂層10d上に平面視で離間するように複数形成されており、第3樹脂層10cは、該導電層16の側面および上面に接着している。また、導電層16およびビア導体17は、互いに電気的に接続されており、接地用配線、電力供給用配線および/または信号用配線を構成している。
As shown in FIGS. 1A and 3, each build-up
第3樹脂層10cは、第2樹脂層10dまたは第4樹脂層10dと第2絶縁層11bとを接着するとともに、平面視で離間した導電層16同士の間に配されて短絡を防止するものである。第3樹脂層10c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、ポリフェニレンエーテル樹脂、全芳香族ポリアミド樹脂またはポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂により形成することができる。なかでも、第3樹脂層10cのじん性や第2絶縁層11bとの接着強度の観点から、エポキシ樹脂を用いることが望ましい。
The
第3樹脂層10cは、厚みが例えば3μm以上30μm以下に設定され、ヤング率が例えば0.2GPa以上20GPa以下に設定される。また、第3樹脂層10cは、厚み方向および平面方向への熱膨張率が例えば20ppm/℃以上50ppm/℃以下に設定されている。
The
また、本実施形態においては、図3に示すように、第3樹脂層10cは、無機絶縁材料により形成された多数の第3フィラー粒子から成る第3フィラー12cを含有している。この第3フィラー12cは、第1フィラー12aと同様の材料により形成することができ、第3樹脂層10cの熱膨張率を低減するとともに、第3樹脂層10cの剛性を高めることができる。
Moreover, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the
第2絶縁層11bは、第3樹脂層10c上に形成され、上述した基体7に含まれる第1絶縁層11aと同様の構成を有しており、その結果、第1絶縁層11aと同様の効果を奏する。
The second
第4樹脂層10dは、第2絶縁層11b上に形成され、上述した基体7に含まれる第2樹脂層10bと同様の構成を有しており、その結果、第2樹脂層10bと同様の効果を奏する。
The
複数の導電層16は、第4樹脂層10d上に部分的に形成され、厚み方向または平面方向に互いに離間している。導電層16は、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により形成することができる。また、導電層16は、その厚みが3μm以上20μm以下に設定され、熱膨張率が例えば14ppm/℃以上18ppm/℃以下に設定されている。
The plurality of
ビア導体17は、厚み方向に互いに離間した導電層16同士を相互に接続するものであ
り、コア基板5に向って幅狭となる柱状に形成されている。ビア導体17は、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により形成することができ、熱膨張率が例えば14ppm/℃以上18ppm/℃以下に設定されている。
The via
次に、上述した本実施形態の実装構造体1において、第1絶縁層11aについて詳細に説明する。
Next, in the mounting structure 1 of this embodiment described above, the first insulating
(第1絶縁層)
本実施形態の実装構造体1において、第1絶縁層11aは、上述した如く、第1ネック構造13aを介して接続した、酸化ケイ素(SiO2)を含む第1無機絶縁粒子14aと、該第1無機絶縁粒子13a同士の間に配された、シロキサン結合(−Si−O−Si−)を骨格(シロキサン骨格)とする樹脂(シリコーン樹脂)を含む樹脂部材15とを含んでいる。その結果、第1ネック構造13aを介して接続した第1無機絶縁粒子14aの双方にシリコーン樹脂がシロキサン結合するため、第1無機絶縁粒子14a同士を強固に接続することができる。
(First insulation layer)
In the mounting structure 1 of the present embodiment, the first insulating
特に、第1ネック構造13a近傍においては、第1無機絶縁粒子14a同士が近接しているため、シリコーン樹脂のシロキサン骨格を介して第1無機絶縁粒子14a同士が接続される。ここで、シロキサン骨格は、酸化ケイ素の分子構造に類似しているため、酸化ケイ素に特性が近く、硬度が高い。それ故、シロキサン骨格を介して第1無機絶縁粒子14a同士を強固に接続できるため、第1絶縁層11aのクラックを低減し、電気的信頼性に優れた配線基板3を得ることができる。
In particular, since the first inorganic insulating
さらに、第1無機絶縁粒子14a同士と同様に、樹脂部材15によって第1無機絶縁粒子14aと第2無機絶縁粒子14bとの接続強度も高めることができる。
Furthermore, similarly to the first inorganic insulating
また、本実施形態において、シリコーン樹脂は、シロキサン骨格に結合したエポキシ基、アミノ基またはアルコキシ基を具備している。その結果、エポキシ基、アミノ基またはアルコキシ基が、3次元に架橋するため、シリコーン樹脂のじん性を高めることができる。特に、第1無機絶縁粒子14a同士の距離が大きくシリコーン樹脂の体積が大きい箇所において、シリコーン樹脂のじん性を高めることによって、第1絶縁層11aにおけるクラックを低減することができる。
In the present embodiment, the silicone resin has an epoxy group, an amino group, or an alkoxy group bonded to the siloxane skeleton. As a result, the epoxy group, amino group, or alkoxy group crosslinks three-dimensionally, so that the toughness of the silicone resin can be increased. In particular, cracks in the first insulating
ここで、シリコーン樹脂は、エポキシ基、アミノ基またはアルコキシ基のうち、エポキシ基を具備することが望ましい。その結果、エポキシ基は相互の結合力が強いため、シリコーン樹脂のじん性をより高めることができる。さらに、第1樹脂層10aにエポキシ樹脂を用いた場合、エポキシ基によってシリコーン樹脂とエポキシ樹脂との接着強度を高めることができるため、第1絶縁層11aと第1樹脂層10aとの接着強度を高めることができる。なお、第1絶縁層11aと第2樹脂層10bとの接着についても同様のことがいえる。
Here, the silicone resin preferably includes an epoxy group among an epoxy group, an amino group, and an alkoxy group. As a result, since the epoxy groups have a strong bonding force, the toughness of the silicone resin can be further increased. Furthermore, when an epoxy resin is used for the
また、本実施形態において、樹脂部材15は、チタンまたはアルミニウムを具備する硬化触媒を含んでいる。その結果、該硬化触媒によってシリコーン樹脂のシロキサン結合の重合度を容易に高めることができる。
Moreover, in this embodiment, the
以上、第1絶縁層11aについて説明したが、第2絶縁層11bも第1絶縁層11aと同様の構成および効果を有している。
Although the first insulating
<実装構造体1の製造方法>
次に、上述した実装構造体1の製造方法を、図4から図9に基づいて説明する。この実
装構造体1の製造方法は、コア基板5の作製工程と、ビルドアップ層6のビルドアップ工程と電子部品2の実装工程とからなっている。
<Method for Manufacturing Mounting Structure 1>
Next, the manufacturing method of the mounting structure 1 mentioned above is demonstrated based on FIGS. The manufacturing method of the mounting structure 1 includes a manufacturing process of the
(コア基板5の作製工程)
(1)第1無機絶縁粒子14aおよび第2無機絶縁粒子14bを含む固形分と、該固形が分散した溶剤18とを有する無機絶縁ゾル14xを準備する。
(Manufacturing process of core substrate 5)
(1) An inorganic insulating sol 14x having a solid content including the first inorganic insulating
無機絶縁ゾル14xは、例えば、固形分を10%体積以上50体積%以下含み、溶剤を50%体積以上90体積%以下含む。これにより、無機絶縁ゾル14xの粘度を低く保持しつつ、無機絶縁ゾル14xより形成される絶縁層の生産性を高く維持できる。 The inorganic insulating sol 14x includes, for example, a solid content of 10% to 50% by volume and a solvent of 50% to 90% by volume. Thereby, productivity of the insulating layer formed from the inorganic insulating sol 14x can be maintained high while keeping the viscosity of the inorganic insulating sol 14x low.
無機絶縁ゾル14xの固形分は、例えば、第1無機絶縁粒子14aを20体積%以上90体積%以下含み、第2無機絶縁粒子14bを10体積%以上80体積%以下含む。これにより、後述する(3)の工程にて第1絶縁層11aにおけるクラックの発生を効果的に低減できる。
The solid content of the inorganic insulating sol 14x includes, for example, 20% to 90% by volume of the first inorganic insulating
なお、第1無機絶縁粒子14aは、例えば、ケイ酸ナトリウム水溶液(水ガラス)等のケイ酸化合物を精製し、化学的に酸化ケイ素を析出させることにより、作製することができる。この場合、低温条件下で第1無機絶縁粒子14aを作製することができるため、アモルファス状態である第1無機絶縁粒子14aを作製することができる。また、第1無機絶縁粒子14aの粒径は、酸化ケイ素の析出時間を調整することによって調整され、具体的には、析出時間を長くするほど第1無機絶縁粒子14aの粒径は大きくなる。それ故、第3無機絶縁粒子14cおよび第4無機絶縁粒子14dを含んだ第1無機絶縁粒子14aを作製するには、酸化ケイ素の析出時間を互いに異ならせて形成された2種類の無機絶縁粒子を混合すれば良い。
The first inorganic insulating
一方、第2無機絶縁粒子14bは、酸化ケイ素から成る場合、例えばケイ酸ナトリウム水溶液(水ガラス)等のケイ酸化合物を精製し、化学的に酸化ケイ素を析出させた溶液を火炎中に噴霧し、凝集物の形成を低減しつつ800℃以上1500℃以下に加熱することにより、作製することができる。それ故、第2無機絶縁粒子14bは、第1無機絶縁粒子14aと比較して粒径が大きいことから、高温加熱時における凝集体の形成を低減しやすく、高温加熱で容易に作製することができ、ひいては硬度を容易に高めることができる。
On the other hand, when the second inorganic insulating
また、第2無機絶縁粒子14bを作製する際の加熱時間は、1秒以上180秒以下に設定されていることが望ましい。その結果、該加熱時間を短縮することにより、800℃以上1500℃以下に加熱した場合においても、第2無機絶縁粒子14bの結晶化を抑制し、アモルファス状態を維持することができる。
Moreover, it is desirable that the heating time for producing the second inorganic insulating
一方、無機絶縁ゾル14xに含まれる溶剤18は、例えばメタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、エチレングリコール、エチレングリコールモノプロピルエーテル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、キシレン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジメチルアセトアミド、および/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を使用することができる。 On the other hand, the solvent 18 contained in the inorganic insulating sol 14x is, for example, methanol, isopropanol, n-butanol, ethylene glycol, ethylene glycol monopropyl ether, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, xylene, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, An organic solvent containing dimethylacetamide and / or a mixture of two or more selected from these can be used.
(2)次に、図4(a)ないし図5(a)に示すように、銅等の導電材料により形成された金属箔16xと、該金属箔16xの一主面に形成された第2樹脂層10bとを備えた樹脂付き金属箔を準備し、第2樹脂層10cの露出した一主面に無機絶縁ゾル11xを塗布する。
(2) Next, as shown in FIGS. 4A to 5A, a
樹脂付き金属箔は、金属箔16xにバーコーター、ダイコーターまたはカーテンコーターなどを用いて樹脂ワニスを塗布し、乾燥することにより、形成することができる。本工程にて形成された第2樹脂層10bは、例えばBステージ又はCステージである。
The metal foil with resin can be formed by applying a resin varnish to the
無機絶縁ゾル14xの塗布は、例えば、ディスペンサー、バーコーター、ダイコーターまたはスクリーン印刷を用いて行うことができる。このとき、上述した如く、無機絶縁ゾル14xの固形分が50体積%以下に設定されていることから、無機絶縁ゾル14xの粘度が低く設定され、塗布された無機絶縁ゾル14xの平坦性を高くすることができる。 The inorganic insulating sol 14x can be applied using, for example, a dispenser, a bar coater, a die coater, or screen printing. At this time, as described above, since the solid content of the inorganic insulating sol 14x is set to 50% by volume or less, the viscosity of the inorganic insulating sol 14x is set low, and the flatness of the coated inorganic insulating sol 14x is increased. can do.
また、第1無機絶縁粒子14aの粒径は、上述したように、3nm以上に設定されているため、これによっても無機絶縁ゾル14xの粘度が良好に低減され、塗布された無機絶縁ゾル14xの平坦性を向上させることができる。
Moreover, since the particle diameter of the first inorganic insulating
(3)続いて、図5(b)に示すように、無機絶縁ゾル14xを乾燥させて溶剤18を蒸発させる。 (3) Subsequently, as shown in FIG. 5B, the inorganic insulating sol 14x is dried and the solvent 18 is evaporated.
ここで、溶剤18の蒸発に伴って無機絶縁ゾル14xが収縮するが、かかる溶剤18は第1および第2無機絶縁粒子14a、14bの間隙Gに含まれており、第1および第2無機絶縁粒子14a、14b自体には含まれていない。このため、無機絶縁ゾル14xが粒径の大きい第2無機絶縁粒子14bを含んでいると、その分、溶剤18が充填される領域が少なくなり、無機絶縁ゾル14xの溶剤18の蒸発時、無機絶縁ゾル14xの収縮量が小さくなる。すなわち、第2無機絶縁粒子14bによって無機絶縁ゾル14xの収縮が規制されることとなる。その結果、無機絶縁ゾル14xの収縮に起因するクラックの発生を低減することができる。また、仮にクラックが生じても、粒径の大きい第2無機絶縁粒子14bによって該クラックの伸長を妨げることができる。
Here, although the inorganic insulating sol 14x contracts as the solvent 18 evaporates, the solvent 18 is contained in the gap G between the first and second inorganic insulating
無機絶縁ゾル14xの乾燥は、例えば加熱および風乾により行われる。乾燥温度が、例えば、20℃以上溶剤18の沸点(二種類以上の溶剤を混合している場合には、最も沸点
の低い溶剤の沸点)未満に設定され、乾燥時間が、例えば20秒以上30分以下に設定さ
れる。その結果、溶剤18の沸騰が低減され、沸騰の際に生じる気泡の圧力によって第1および第2無機絶縁粒子14a、14bが押し出されることが抑制され、該粒子の分布をより均一にすることが可能となる。
The inorganic insulating sol 14x is dried by, for example, heating and air drying. The drying temperature is set to, for example, 20 ° C. or higher and lower than the boiling point of the solvent 18 (in the case where two or more solvents are mixed), and the drying time is, for example, 20 seconds to 30 seconds. Set to minutes or less. As a result, the boiling of the solvent 18 is reduced, and the extrusion of the first and second inorganic insulating
(4)図6(a)に示すように、残存した無機絶縁ゾル14xの固形分を加熱し、第1無機絶縁粒子14a同士を、第1ネック構造13aを介して接続させ、第1無機絶縁粒子14aと第2無機絶縁粒子14bとを第2ネック構造13bを介して接続させる。
(4) As shown in FIG. 6 (a), the solid content of the remaining inorganic insulating sol 14x is heated to connect the first inorganic insulating
ここで、本実施形態の無機絶縁ゾル14xは、粒径が110nm以下に設定された第1無機絶縁粒子14aを有している。その結果、無機絶縁ゾル14xの加熱温度が比較的低温、例えば、第1無機絶縁粒子14aおよび第2無機絶縁粒子14bの結晶化開始温度未満、さらには、第2樹脂層10bの熱分解開始温度未満と低温であっても、第1無機絶縁粒子14a同士を強固に接続させることができる。
Here, the inorganic insulating sol 14x of the present embodiment includes the first inorganic insulating
なお、第1無機絶縁粒子14a同士を強固に接続させることができる温度は、例えば、第1無機絶縁粒子14aの粒径を110nm以下に設定した場合は250℃程度であり、前記粒径を15nm以下に設定した場合は150℃程度である。また、第1および第2無機絶縁粒子14a、14bに含まれる酸化ケイ素の結晶化開始温度は1300℃程度である。また、第2樹脂層10bがエポキシ樹脂から成る場合、その熱分解開始温度は280℃程度である。この熱分解開始温度は、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。
The temperature at which the first inorganic insulating
無機絶縁ゾル14xの加熱温度は、第1無機絶縁粒子14aおよび第2無機絶縁粒子14bの結晶化開始温度未満に設定されていることが望ましい。その結果、結晶化した粒子が相転移によって収縮することを低減し、第1絶縁層11aにおけるクラックの発生を低減できる。
The heating temperature of the inorganic insulating sol 14x is desirably set to be lower than the crystallization start temperature of the first inorganic insulating
さらに、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14aおよび第2無機絶縁粒子14bの粒子形状を保持しつつ、第1無機絶縁粒子14a同士および第1無機絶縁粒子14aと第2無機絶縁粒子14bとを近接領域のみで接続させることができる。その結果、第1ネック構造13aおよび第2ネック構造13bを形成しつつ、第1無機絶縁粒子14a同士および第1無機絶縁粒子14aと第2無機絶縁粒子14bとを接続させることができ、ひいては第1無機絶縁粒子14a同士の間に開気孔の間隙Gを容易に形成することができる。
Further, by heating at such a low temperature as described above, the first inorganic insulating
さらに、無機絶縁ゾル14xの加熱温度は、第2樹脂層10bの熱分解開始温度未満に設定されていることが望ましい。その結果、第2樹脂層10bの特性低下を抑制することができる。また、無機絶縁ゾル14xの加熱温度は、残存した溶剤18を蒸発させるため、溶剤18の沸点以上で行うことが望ましい。
Furthermore, it is desirable that the heating temperature of the inorganic insulating sol 14x is set to be lower than the thermal decomposition start temperature of the
なお、無機絶縁ゾル14xの加熱は、温度が例えば100度以上700度未満に設定され、時間が例えば0.5時間以上24時間以下に設定されていることが望ましい。 In addition, as for the heating of the inorganic insulating sol 14x, it is desirable that the temperature is set to, for example, 100 degrees or more and less than 700 degrees, and the time is set to, for example, 0.5 hours or more and 24 hours or less.
(5)図6(b)に示すように、液状樹脂15xを第1無機絶縁粒子14a同士の間隙Gに充填した後、液状樹脂15xを加熱して重合させて樹脂部材15を形成することによって、第1絶縁層11aを形成する。その結果、金属箔16x、第2樹脂層10bおよび第1絶縁層11aを含む積層シート19を作製することができる。
(5) As shown in FIG. 6B, by filling the gap G between the first inorganic insulating
ここで、液状樹脂15xは、一量体であるシラノールを含んでおり、溶剤を含んでいない。その結果、液状樹脂15xは、一量体であるシラノールを含んでおり、溶剤を混合しなくても粘度が低いことから、第1無機絶縁粒子14aの骨格構造上に液状樹脂15xを塗布することによって、該液状樹脂15xが毛細管現象によって間隙G内に充填される。また、溶剤を含まないことから、溶剤の蒸発による気泡の発生を防止することができる。
Here, the liquid resin 15x contains silanol which is a monomer and does not contain a solvent. As a result, the liquid resin 15x contains silanol which is a monomer and has a low viscosity without mixing a solvent. Therefore, the liquid resin 15x is applied on the skeleton structure of the first inorganic insulating
なお、液状樹脂15xは、シラノールが重合したシロキサンを含んでいても構わないが、この場合、シロキサンの重合度は低いことが望ましく、例えば二量体や三量体であることが望ましい。また、液状樹脂15xは、溶剤を含んでいても構わないが、この場合、溶剤は微量であることが望ましい。 The liquid resin 15x may contain siloxane obtained by polymerizing silanol. In this case, the degree of polymerization of the siloxane is preferably low, for example, a dimer or a trimer. The liquid resin 15x may contain a solvent, but in this case, it is desirable that the amount of the solvent is very small.
また、液状樹脂15xは、チタンまたはアルミニウムを具備する硬化触媒をさらに含んでいる。その結果、硬化触媒によって、シラノールの重合開始温度をシラノールの沸点未満とすることができる。したがって、液状樹脂15xをシラノールの重合開始温度以上沸点未満で加熱することによって、硬化前に液状樹脂が揮発して空隙が発生することを低減しつつ、シラノールをシロキサン結合で重合させてシロキサン骨格を形成し、ひいては樹脂部材15を形成することができる。
The liquid resin 15x further includes a curing catalyst comprising titanium or aluminum. As a result, the polymerization initiation temperature of silanol can be made lower than the boiling point of silanol by the curing catalyst. Therefore, by heating the liquid resin 15x at a temperature higher than the polymerization start temperature of silanol and lower than the boiling point, the silanol is polymerized with a siloxane bond to reduce the occurrence of voids by volatilization of the liquid resin before curing, thereby forming a siloxane skeleton. The
なお、液状樹脂15xの加熱温度は、例えば150℃以上250℃以下に設定され、液状樹脂15xの加熱時間は、例えば0.5時間以上6時間以下に設定されている。 The heating temperature of the liquid resin 15x is set to, for example, 150 ° C. or more and 250 ° C. or less, and the heating time of the liquid resin 15x is set to, for example, 0.5 hours or more and 6 hours or less.
(6)図7(a)に示すように、第1樹脂前駆体シート10axを準備し、第1樹脂前駆体シート10axの上下面に積層シート19の第1絶縁層11aを積層した後、前記積
層体を上下方向に加熱加圧することにより、図7(b)に示すように、第1樹脂前駆体シート10axを硬化させて第1樹脂層10aを形成する。
(6) As shown to Fig.7 (a), after preparing the 1st resin precursor sheet | seat 10ax and laminating | stacking the 1st insulating
第1樹脂前駆体シート10axは、例えば、未硬化の熱硬化性樹脂と基材とを含む複数の樹脂シートを積層することにより作製することができる。なお、未硬化は、ISO472:1999に準ずるA−ステージまたはB−ステージの状態である。 The 1st resin precursor sheet | seat 10ax can be produced by laminating | stacking the some resin sheet containing uncured thermosetting resin and a base material, for example. The uncured state is an A-stage or B-stage according to ISO 472: 1999.
積層シート19は、金属箔16xと第1樹脂前駆体シート10axとの間に第1絶縁層11aが介在されるように積層される。
The
前記積層体の加熱温度は、第1樹脂前駆体シート10axの硬化開始温度以上熱分解温度未満に設定されている。具体的には、第1樹脂前駆体シートがエポキシ樹脂、シアネート樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂またはポリフェニレンエーテル樹脂からなる場合、前記加熱温度が例えば170℃以上230℃以下に設定される。また、前記積層体の圧力は、例えば2MPa以上3MPa以下に設定され、加熱時間および加圧時間は、例えば0.5時間以上2時間以下に設定されている。なお、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。 The heating temperature of the laminate is set to be equal to or higher than the curing start temperature of the first resin precursor sheet 10ax and lower than the thermal decomposition temperature. Specifically, when the first resin precursor sheet is made of an epoxy resin, a cyanate resin, a bismaleimide triazine resin or a polyphenylene ether resin, the heating temperature is set to 170 ° C. or higher and 230 ° C. or lower, for example. Moreover, the pressure of the said laminated body is set to 2 MPa or more and 3 MPa or less, for example, and the heating time and pressurization time are set to 0.5 hours or more and 2 hours or less, for example. The curing start temperature is a temperature at which the resin becomes a C-stage according to ISO 472: 1999.
(7)図7(c)に示すように、基体7を厚み方向に貫通するスルーホール導体8およびスルーホール導体8の内部に絶縁体9を形成し、しかる後、基体7上にスルーホール導体8に接続される導電層16を形成する。
(7) As shown in FIG. 7C, a through-
スルーホール導体8および絶縁体9は、次のように形成される。まず、例えばドリル加工やレーザー加工等により、基体7および金属箔16xを厚み方向に貫通したスルーホールを複数形成する。次に、例えば無電解めっき、蒸着法、CVD法またはスパッタリング法等により、スルーホールの内壁に導電材料を被着させることにより、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、樹脂材料等を充填することにより、絶縁体9を形成する。
The through-
また導電層16は、金属箔16xに形成されたスルーホール内より露出する絶縁体9およびスルーホール導体8上に、例えば無電解めっき法、蒸着法、CVD法またはスパッタリング法等により、金属箔16xと同じ金属材料からなる金属層を被着させる。次に、フォトリソグラフィー技術、エッチング等を用いて金属箔16xおよび/または金属層をパターニングすることにより、導電層16を形成する。なお、金属箔16xを一旦剥離させた後、金属層を基体7上に形成し、該金属層をパターニングして導電層16を形成しても良い。
The
以上のようにして、コア基板5を作製することができる。
The
(ビルドアップ層6のビルドアップ工程)
(8)図8(a)に示すように、コア基板5の上下面それぞれに第3樹脂前駆体シート10cxを介して積層シート19を積層した後、該積層体を上下方向に加熱加圧することにより、図8(b)に示すように、第3樹脂前駆体シート10cxを硬化させて第3樹脂層10cを形成する。
(Build-up process of build-up layer 6)
(8) As shown in FIG. 8A, after the
本工程の積層シート19は、第2絶縁層11b、第4樹脂層10dおよび金属箔16xを有しており、例えば(1)〜(5)の工程と同様に作製することができる。また、第3樹脂前駆体シート10cxは、第3樹脂層10cを構成する上述した未硬化の熱硬化性樹脂により形成される。
The
前記積層体を形成する際には、積層シート19の第2絶縁層11bを第3樹脂前駆体シート10cxに当接させる。また、前記積層体の加熱加圧は、例えば(6)の工程と同様に行うことができる。
When forming the laminate, the second insulating
(9)図9(a)に示すように、第2絶縁層11bから金属箔16xを剥離した後、第3樹脂層10cおよび第2絶縁層11bを厚み方向に貫通するビア導体17を形成するとともに、第2絶縁層11b上に導電層16を形成する。
(9) As shown in FIG. 9A, after the
金属箔16xの剥離は、例えば硫酸および過酸化水素水の混合液、塩化第二鉄溶液または塩化第二銅溶液等を用いたエッチング法により、行うことができる。
The
ビア導体17および導電層16は、具体的に次のように形成される。まず、例えばYAGレーザー装置または炭酸ガスレーザー装置により、第3樹脂層10cおよび第2絶縁層11bを貫通するビア孔を形成する。次に、例えばセミアディティブ法、サブトラクティブ法またはフルアディティブ法等により、ビア孔にビア導体17を形成するとともに第2絶縁層11b上に導電材料を被着させて導電層16を形成する。なお、この導電層16は、第2絶縁層11bから金属箔16xを剥離せず、該金属箔16xをパターニングすることにより形成しても良い。
The via
(10)図9(b)に示すように、(8)および(9)の工程を繰り返すことにより、コア基板5の上下にビルドアップ層6を形成する。なお、本工程を繰り返すことにより、ビルドアップ層6をより多層化することができる。
(10) As shown in FIG. 9B, the build-up
以上のようにして、配線基板3を作製することができる。
The
(電子部品2の実装工程)
(11)配線基板3に対してバンプ4を介して電子部品2をフリップ実装することにより、図1(a)に示した実装構造体1を作製することができる。
(Electronic component 2 mounting process)
(11) By mounting the electronic component 2 on the
なお、電子部品2は、ワイヤボンディングにより配線基板3と電気的に接続しても良いし、あるいは、配線基板3に内蔵させても良い。
The electronic component 2 may be electrically connected to the
本発明は、上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 embodiment, and various changes, improvements, combinations, and the like can be made without departing from the gist of the present invention.
また、上述した本発明の実施形態においては、本発明に係る配線基板の例としてコア基板およびビルドアップ層からなるビルドアップ多層基板を挙げたが、本発明に係る配線基板の例としては、ビルドアップ多層基板以外にも、例えば、インターポーザー基板、コアレス基板またはコア基板のみからなる単層基板やセラミック基板、金属基板、金属板を含んだコア基板も含まれる。 Further, in the above-described embodiment of the present invention, a buildup multilayer substrate composed of a core substrate and a buildup layer is cited as an example of the wiring substrate according to the present invention. However, an example of the wiring substrate according to the present invention is a build In addition to the up-multilayer substrate, for example, a single-layer substrate composed of an interposer substrate, a coreless substrate, or a core substrate, a ceramic substrate, a metal substrate, and a core substrate including a metal plate are also included.
また、上述した本発明の実施形態においては、絶縁層に第1無機絶縁粒子および第2無機絶縁粒子を含んでいたが、絶縁層には第1無機絶縁粒子が含まれていればよく、第2無機絶縁粒子が含まれていなくても構わないし、第1無機絶縁粒子および第2無機絶縁粒子とは粒径の異なる無機絶縁粒子が絶縁層に含まれていても構わない。 In the above-described embodiment of the present invention, the insulating layer includes the first inorganic insulating particles and the second inorganic insulating particles. However, the insulating layer only needs to include the first inorganic insulating particles. 2 The inorganic insulating particles may not be included, and the insulating layer may include inorganic insulating particles having a particle diameter different from that of the first inorganic insulating particles and the second inorganic insulating particles.
また、上述した本発明の実施形態においては、配線基板が第2樹脂層および第4樹脂層を有していたが、第2樹脂層および第4樹脂層を有していなくてもよい。この場合、第1絶縁層および第2絶縁層が導電層と当接する。このような第1絶縁層および第2絶縁層は、金属箔上に直接無機絶縁ゾルを塗布することで、形成される。 Moreover, in the above-described embodiment of the present invention, the wiring board has the second resin layer and the fourth resin layer, but may not have the second resin layer and the fourth resin layer. In this case, the first insulating layer and the second insulating layer are in contact with the conductive layer. Such a 1st insulating layer and a 2nd insulating layer are formed by apply | coating an inorganic insulating sol directly on metal foil.
また、上述した本発明の実施形態においては、第1樹脂層および第3樹脂層が熱硬化性樹脂により形成されていたが、第1樹脂層および第3樹脂層の少なくとも一方、もしくは双方が熱可塑性樹脂により形成されていても構わない。この熱可塑性樹脂としては、例えばフッ素樹脂、芳香族液晶ポリエステル樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂またはポリイミド樹脂等を用いることができる。 In the above-described embodiment of the present invention, the first resin layer and the third resin layer are formed of a thermosetting resin. However, at least one of the first resin layer and the third resin layer or both of them are heated. It may be formed of a plastic resin. As this thermoplastic resin, for example, a fluorine resin, an aromatic liquid crystal polyester resin, a polyether ketone resin, a polyphenylene ether resin, or a polyimide resin can be used.
また、上述した本発明の実施形態においては、コア基板およびビルドアップ層の双方が絶縁層を備えていたが、配線基板はコア基板またはビルドアップ層の少なくともいずれか一方が絶縁層を備えていれば良い。 In the embodiment of the present invention described above, both the core substrate and the buildup layer are provided with the insulating layer. However, the wiring board is provided with at least one of the core substrate and the buildup layer. It ’s fine.
また、上述した本発明の実施形態においては、工程(3)における溶剤の蒸発と工程(4)における固形分の加熱を別々に行っていたが、工程(3)と工程(4)を同時に行っても構わない。 Moreover, in embodiment of this invention mentioned above, although evaporation of the solvent in a process (3) and solid content heating in a process (4) were performed separately, a process (3) and a process (4) were performed simultaneously. It doesn't matter.
また、上述した本発明の実施形態においては、(8)の工程にて未硬化の第3樹脂前駆体シートを第2絶縁層上に載置したが、未硬化で液状の第3樹脂前駆体を第2絶縁層に塗布しても構わない。 Moreover, in embodiment of this invention mentioned above, although the uncured 3rd resin precursor sheet | seat was mounted on the 2nd insulating layer at the process of (8), it is an uncured and 3rd resin precursor which is a liquid. May be applied to the second insulating layer.
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 ビルドアップ層
7 基体
8 スルーホール導体
9 絶縁体
10a 第1樹脂層
10ax 第1樹脂前駆体シート
10b 第2樹脂層
10c 第3樹脂層
10cx 第3樹脂前駆体シート
10d 第4樹脂層
11a 第1絶縁層
11b 第2絶縁層
11x 無機絶縁ゾル
12a 第1フィラー
12b 第2フィラー
13a 第1ネック構造
13b 第2ネック構造
14a 第1無機絶縁粒子
14b 第2無機絶縁粒子
15 樹脂部材
16 導電層
16x 金属箔
17 ビア導体
18 溶剤
19 積層シート
G 間隙
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mounting structure 2
Claims (6)
前記第1無機絶縁粒子は、粒径が3nm以上110nm以下であることを特徴とする配線基板。 The wiring board according to claim 1,
The wiring board, wherein the first inorganic insulating particles have a particle size of 3 nm to 110 nm.
前記絶縁層は、粒径が0.5μm以上5μm以下であり、前記第1無機絶縁粒子を介して互いに接続した、酸化ケイ素を含む複数の第2無機絶縁粒子をさらに備え、
該第2無機絶縁粒子は、隣接する前記第1無機絶縁粒子と第2ネック構造を介して接続していることを特徴とする配線基板。 The wiring board according to claim 2,
The insulating layer further includes a plurality of second inorganic insulating particles containing silicon oxide and having a particle size of 0.5 μm or more and 5 μm or less and connected to each other via the first inorganic insulating particles,
The wiring board, wherein the second inorganic insulating particles are connected to the adjacent first inorganic insulating particles through a second neck structure.
前記シロキサン結合を骨格とする樹脂は、エポキシ基、アミノ基またはアルコキシ基を具備することを特徴とする配線基板。 The wiring board according to claim 1,
The wiring board, wherein the resin having a siloxane bond as a skeleton includes an epoxy group, an amino group, or an alkoxy group.
前記樹脂部材は、チタンまたはアルミニウムを具備する硬化触媒を含むことを特徴とする配線基板。 The wiring board according to claim 1,
The wiring board according to claim 1, wherein the resin member includes a curing catalyst comprising titanium or aluminum.
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