JP2011176099A - Wiring board - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a wiring board used for electronic equipment (for example, various audiovisual equipment, home appliances, communication equipment, computer equipment and peripheral equipment).
従来、電子機器に使用される電子装置としては、配線基板上に電子部品を実装した実装構造体を、マザーボード上に実装したものが使用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as an electronic device used for an electronic device, a mounting structure in which an electronic component is mounted on a wiring board is mounted on a motherboard.
特許文献1には、上面にて電子部品に電気的に接続され、下面にてマザーボードに電気的に接続される配線基板が記載されている。 Patent Document 1 describes a wiring board that is electrically connected to an electronic component on an upper surface and electrically connected to a motherboard on a lower surface.
ところで、電子部品はマザーボードよりも平面方向への熱膨張率が小さく、電子部品とマザーボードとは平面方向への熱膨張率が大きく異なっている。したがって、電子部品の作動時の発熱等により、電子部品、配線基板及びマザーボードに熱が印加された場合、電子部品とマザーボードとの熱膨張率の違いに起因した熱応力が、電子部品及び配線基板の電気的接続部、又は、配線基板及びマザーボードの電気的接続部に印加されて断線が生じることがあり、電子部品、配線基板及びマザーボードの電気的接続信頼性が低下しやすくなる。 By the way, the electronic component has a smaller coefficient of thermal expansion in the planar direction than the mother board, and the electronic component and the mother board have significantly different coefficients of thermal expansion in the planar direction. Therefore, when heat is applied to the electronic component, the wiring board, and the motherboard due to heat generated during the operation of the electronic component, the thermal stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the electronic component and the motherboard is This may be applied to the electrical connection part of the circuit board or the electrical connection part of the wiring board and the motherboard to cause disconnection, and the electrical connection reliability of the electronic component, the wiring board and the motherboard is likely to be lowered.
本発明は、電子部品及びマザーボードとの電気的接続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。 The present invention provides a wiring board that meets the demand for improving the reliability of electrical connection with electronic components and a mother board.
本発明の一形態にかかる配線基板は、樹脂層と該樹脂層よりも熱膨張率が大きい導電層とを含み、上面に電子部品が搭載されるための搭載領域を有する積層体を備え、前記導電層は、厚み方向に貫通するとともに前記樹脂層の一部が充填された複数の貫通孔が形成された第1導電層を有し、前記第1導電層は、前記搭載領域直下の領域である第1領域と、前記搭載領域直下外の領域である第2領域と、を含み、前記複数の貫通孔は、前記第1導電層の第1領域に形成された複数の第1貫通孔と、前記第1導電層の第2領域に形成された複数の第2貫通孔と、を含み、前記第1貫通孔は、平面視における面積が前記第2貫通孔よりも大きい。 A wiring board according to an aspect of the present invention includes a laminate including a resin layer and a conductive layer having a larger coefficient of thermal expansion than the resin layer, and having a mounting region for mounting an electronic component on the top surface, The conductive layer has a first conductive layer that penetrates in the thickness direction and has a plurality of through holes filled with a part of the resin layer, and the first conductive layer is a region immediately below the mounting region. A plurality of first through holes formed in the first region of the first conductive layer, and a second region which is a region immediately below the mounting region. A plurality of second through holes formed in the second region of the first conductive layer, and the first through hole has a larger area in plan view than the second through hole.
本発明の一形態にかかる配線基板によれば、電子部品の搭載領域直下における熱膨張率を局所的に低減することができるため、電子部品、配線基板及びマザーボードに熱が印加された場合、電子部品及び配線基板の電気的接続部に印加される熱応力を低減しつつ、配線基板及びマザーボードの電気的接続部に印加される熱応力を低減することができ、ひいては電子部品及びマザーボードの双方との電気的接続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 coefficient of thermal expansion immediately below the mounting area of the electronic component can be locally reduced, when heat is applied to the electronic component, the wiring board, and the motherboard, the electronic It is possible to reduce the thermal stress applied to the electrical connection portion of the wiring board and the motherboard while reducing the thermal stress applied to the electrical connection portion of the component and the wiring board, and consequently to both the electronic component and the motherboard. A wiring board having excellent electrical connection reliability can be obtained.
以下に、本発明の一実施形態に係る配線基板を含む電子装置を、図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an electronic device including a wiring board according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1及び2に示した電子装置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。この電子装置1は、実装構造体2と、実装構造体2が半田ボール3を介して実装された平板状のマザーボード4と、を含んでいる。
The electronic device 1 shown in FIGS. 1 and 2 is used for electronic devices such as various audiovisual devices, home appliances, communication devices, computer devices or peripheral devices thereof. The electronic device 1 includes a mounting structure 2 and a flat mother board 4 on which the mounting structure 2 is mounted via
実装構造体2は、電子部品5と、電子部品5がバンプ6を介してフリップチップ実装された平板状の配線基板7と、を含んでいる。
The mounting structure 2 includes an electronic component 5 and a
電子部品5は、その電極がバンプ6に電気的に接続されており、例えばIC又はLSI等の半導体素子であり、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5は、厚みが例えば0.1mm以上1mm以下に設定されており、平面方向(XY平面方向)及び厚み方向(Z方向)への熱膨張率が例えば3ppm/℃以上5ppm/℃以下に設定され、ヤング率が例えば50GPa以上200GPa以下に設定されている。 The electronic component 5 has an electrode electrically connected to the bump 6 and is a semiconductor element such as an IC or an LSI, for example, and the base material is, for example, silicon, germanium, gallium arsenide, gallium arsenide phosphorus, gallium nitride, or carbide. It is made of a semiconductor material such as silicon. The electronic component 5 has a thickness set to, for example, 0.1 mm to 1 mm, and a coefficient of thermal expansion in the plane direction (XY plane direction) and the thickness direction (Z direction) is, for example, 3 ppm / ° C. to 5 ppm / ° C. For example, the Young's modulus is set to 50 GPa or more and 200 GPa or less.
なお、厚みは、試料を厚み方向に沿って切断し、そ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。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。また、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。 For the thickness, the sample is cut along the thickness direction, the polished surface or fractured surface is observed with a scanning electron microscope, the length along the thickness direction is measured at 10 or more points, and the average value is calculated. Is measured. The thermal expansion coefficient is measured by a measuring method according to JISK7197-1991 using a commercially available TMA apparatus. The Young's modulus is measured using a Nano Indentor XP / DCM manufactured by MTS Systems.
バンプ6は、例えば鉛、錫、銀、金、銅、亜鉛、ビスマス、インジウム又はアルミニウム等を含む半田等の導電材料により構成されており、平面方向及び厚み方向への熱膨張率が例えば10ppm/℃以上40ppm/℃以下に設定され、ヤング率が例えば10GPa以上150GPa以下に設定されている。 The bump 6 is made of a conductive material such as solder containing, for example, lead, tin, silver, gold, copper, zinc, bismuth, indium, or aluminum, and has a coefficient of thermal expansion in the plane direction and the thickness direction of, for example, 10 ppm / The Young's modulus is set to 10 GPa or more and 150 GPa or less, for example.
配線基板7は、平板状のコア基板8及びコア基板8の両側に形成された一対のビルドアップ部9を含む積層体10と、積層体10の上面に形成された複数の電極パッド11と、積層体10の下面に形成された複数の外部接続パッド12と、積層体10の上面に形成された搭載領域Mと、を含んでおり、厚みが例えば0.2mm以上1.2mmに設定され、平面方向への熱膨張率が例えば8ppm/℃以上12ppm/℃以下に設定され、平面方向への熱膨張率が電子部品5の例えば2倍以上3倍以下に設定され、厚み方向への熱膨張率が例えば30ppm/℃以上50ppm/℃以下に設定されている。
The
また、配線基板7は、平面方向への熱膨張率が、電子部品5よりも小さく、後述するマザーボード4よりも大きく設定されている。その結果、電子部品5とマザーボード4との間に介在される配線基板7により、電子部品5とマザーボード4との熱膨張率の差を緩和することができるため、電子部品5、配線基板7及びマザーボード4に熱が印加された場
合に、電子部品5及び配線基板7の電気的接続部に印加される熱応力と、配線基板7及びマザーボード4の電気的接続部に印加される熱応力と、の双方を低減することができ、ひいては電子部品5、配線基板7及びマザーボード4の電気的接続信頼性を高めることができる。
Further, the
コア基板8は、配線基板7の強度を高めつつ一対のビルドアップ部9間の導通を図るものであり、平板状の基体13と、基体13を厚み方向に貫通する円筒状である複数のスルーホール導体14と、スルーホール導体14の内部に形成された柱状の絶縁体15と、を含み、厚みが例えば0.1mm以上1.0mm以下に設定されている。
The
基体13は、コア基板5の主要部をなして剛性を高めるものであり、例えば樹脂材料と該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無機絶縁フィラーとを含み、平面方向への熱膨張率が例えば3ppm/℃以上20ppm/℃以下に設定され、厚み方向への熱膨張率が例えば30ppm/℃以上50ppm/℃以下に設定され、ヤング率が例えば0.2GPa以上20GPa以下に設定されている。
The
基体13に含まれる樹脂材料は、基体13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、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、ポリイミド樹脂、芳香族液晶ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂又はポリエーテルケトン樹脂等の樹脂材料を使用することができ、平面方向及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、ヤング率が例えば0.1GPa以上5GPa以下に設定されている。
The resin material contained in the
樹脂材料に被覆された基材は、基体13の剛性を高めるものであり、平面方向への熱膨張率が厚み方向よりも小さいため、配線基板7と電子部品5との平面方向への熱膨張率の差を低減し、配線基板7の反りを低減できる。基材としては、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、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。
The base material coated with the resin material enhances the rigidity of the
樹脂材料内に含有された無機絶縁フィラーは、基体13の熱膨張率を低減するとともに、基体13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ものを用いることができ、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、基体13の樹脂材料内における含有量が例えば3体積%以上60体積%以下に設定されている。
The inorganic insulating filler contained in the resin material reduces the coefficient of thermal expansion of the
なお、無機絶縁フィラーの粒径は、基体13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、基体13の樹脂部における無機絶縁フィラーの含有量(体積%)は、基体13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、基体13の樹脂材料に占める無機絶縁フィラーの面積比率(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。
The particle size of the inorganic insulating filler was measured by observing the polished surface or fractured surface of the
基体13を厚み方向に貫通するスルーホール導体14は、コア基板8上下のビルドアップ部9同士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、平面方向及び厚み方向への熱膨張率が例えば5ppm/℃以上25ppm/℃以下に設定され、ヤング率が例えば50GPa以上200GPa以下に設定されている。
The through-
スルーホール導体14の内部に形成された絶縁体15は、後述するビア導体18の支持面を形成するものであり、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。
The
一方、コア基板8の両側には、上述した如く、一対のビルドアップ部9が形成されている。ビルドアップ部9は、積層された複数の樹脂層16と、基体13上又は樹脂層16間又は樹脂層16上に形成された複数の導電層17と、樹脂層16を貫通して導電層17に電気的に接続された複数のビア導体18と、を含んでいる。
On the other hand, a pair of build-up
樹脂層16は、導電層17を支持する支持部材として機能するだけでなく、導電層17同士の短絡を防ぐ絶縁部材として機能するものであり、例えば樹脂材料と該樹脂材料内に含有された無機絶縁フィラーとを含み、厚みが例えば3μm以上20μm以下に設定され、厚み方向及び平面方向への熱膨張率が例えば0ppm/℃以上5ppm/℃以下に設定され、ヤング率が例えば5GPa以上40GPa以下に設定されている。また、樹脂層16は、厚み方向及び平面方向への熱膨張率が、後述する導電層17よりも小さく設定されており、例えば導電層17の0.1倍以上0.5倍以下に設定されている。
The
樹脂層16に含まれる樹脂材料としては、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、ポリイミド樹脂、芳香族液晶ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂又はポリエーテルケトン樹脂等により形成されたものを使用することができる。
Examples of the resin material contained in the
樹脂層16の樹脂材料内に含有された無機絶縁フィラーとしては、上述した基体13に含まれる無機絶縁フィラーと同様のものを用いることができ、樹脂層16の樹脂材料内における含有量が例えば5体積%以上65体積%以下に設定されている。
As the inorganic insulating filler contained in the resin material of the
導電層17は、厚み方向に互いに離間するとともに基体13上及び樹脂層16上に間隙を空けて配置されており、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、厚みが例えば3μm以上20μm以下に設定され、平面方向及び厚み方向への熱膨張率が例えば5ppm/℃以上25ppm/℃以下に設定され、ヤング率が50GPa以上250GPa以下に設定されている。
The
導電層17に電気的に接続されるビア導体18は、厚み方向に互いに離間した導電層17同士を相互に接続するものであり、例えば平面方向に沿った断面が円形であるとともに該断面の面積がコア基板8に向って小さくなる柱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、平面方向に沿った断面積が300μm2以上700μm2以下に設定されており、平面方向及び厚み方向への熱膨張率が例えば7ppm/℃以上25ppm/℃以下に設定され、平面方向及び厚み方向への熱膨張率が樹脂層16の例えば10倍以上50倍以下に設定され、ヤング率が50GPa以上250GPa以下に設定されている。
The via conductor 18 that is electrically connected to the
上述したコア基板8及び一対のビルドアップ部9は積層体10を構成しており、積層体10は、上面に電子部品5が搭載される搭載領域Mを有する。該搭載領域Mは、電子部品5直下に位置する、積層体10上面の領域である。
The
コア基板8上方に位置するビルドアップ部9の上面、すなわち積層体10の上面には、複数の電極パッド11が形成されている。複数の電極パッド7は、電子部品5の支持部と
して機能するとともに電子部品5の電極とバンプ6とともに電子部品5及び配線基板7の電気的接続部を構成するものであり、平面視にて例えば円形状に形成されている。電極パッド11としては、構成材料、厚み又は熱膨張率等が上述した導電層17と同様のものを用いることができる。また、複数の電極パッド11は、例えば搭載領域M内に格子状に配列されている。
A plurality of electrode pads 11 are formed on the upper surface of the
また、コア基板8下方に位置するビルドアップ部9の下面、すなわち積層体10の下面には、複数の外部接続パッド12が形成されている。複数の外部接続パッド12は、マザーボード4の電極と半田ボール6とともに配線基板7及びマザーボード4の電気的接続部を構成するものであり、平面視にて例えば円状に形成されている。外部接続パッド12としては、構成材料、厚み又は熱膨張率等が上述した導電層17と同様のものを用いることができる。
A plurality of
また、上述した電極パッド11、外部接続パッド12、スルーホール導体14、導電層17及びビア導体18は、互いに電気的に接続されることにより、1組の配線部Lを構成している。配線部Lは、マザーボード4及び電子部品5を電気的に接続する機能を有し、配線基板7に複数組形成されており、接地用配線又は電力供給用配線として機能する第1配線部L1と、信号用配線として機能する第2配線部L2と、を含んでいる。それ故、第2配線部L2は、信号を伝送する機能を有し、第1配線部L1は、第2配線部L2に対して所定の位置に配置されることにより、第2配線部L2の信号伝送特性を高める機能を有する。
The electrode pad 11, the
一方、マザーボード4は、その電極が半田ボール3を介して配線部Lに電気的に接続されており、例えば樹脂材料及び該樹脂材料に被覆された基材を含み、厚みが例えば0.5mm以上2mm以下に設定され、平面方向への熱膨張率が例えば15ppm/℃以上20ppm/℃以下に設定され、平面方向への熱膨張率が電子部品5の例えば3倍以上5倍以下に設定され、平面方向への熱膨張率が配線基板7の例えば1.2倍以上2倍以下に設定され、ヤング率が例えば3GPa以下以上30GPa以下に設定されている。
On the other hand, the mother board 4 has its electrode electrically connected to the wiring portion L via the
マザーボード4に含まれる樹脂材料としては、例えばエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂又はシアネート樹脂等を使用することができ、マザーボード4に含まれる基材としては、例えばガラス繊維を縦横に織り込んで形成された織布等を用いることができる。 As the resin material included in the mother board 4, for example, an epoxy resin, a bismaleimide triazine resin or a cyanate resin can be used, and as the base material included in the mother board 4, for example, glass fibers are woven vertically and horizontally. A woven fabric or the like can be used.
半田ボール3は、例えば銅、銀、亜鉛、鉛、錫、インジウム、ビスマス又はアンチモン等を含む半田等の導電材料により構成されており、平面方向及び厚み方向への熱膨張率が例えば10ppm/℃以上40ppm/℃以下に設定され、ヤング率が例えば10GPa以上150GPa以下に設定されている。
The
ここで、本実施形態の配線基板7において、樹脂層16は、コア基板6上方のビルドアップ部9に位置するものの内、最上層に位置するものを第1樹脂層16aとし、第1樹脂層16aに下方にて隣接する第2樹脂層16bとし、第2樹脂層16bに下方にて隣接する第3樹脂層16cとする。
Here, in the
また、導電層17は、第1配線部L1を構成するものの内、第1樹脂層16a及び第2樹脂層16bの間に配されたものを第1導電層17aとし、第2樹脂層16b及び第3樹脂層16cの間に配されたものを第2導電層17bとする。また、導電層17は、第2配線部L2を構成するものの内、第1樹脂層16a及び第2樹脂層16bの間に配されたものを第3導電層17cとし、第2樹脂層16b及び第3樹脂層16cの間に配されたものを第4導電層17dとする。
In addition, among the
また、第1導電層17aは、搭載領域M直下の領域を第1領域R1とし、搭載領域M直
下外の領域を第2領域R2とする。また、第2導電層17bは、搭載領域M直下の領域を第3領域R3とし、搭載領域M直下外の領域を第4領域R4とする。
In the first
第1導電層17a及び第2導電層17bは、接地用配線又は電力供給用配線としての機能を高めるため、第3導電層17c及び第4導電層17dから離間しつつ取り囲むように第3導電層17c及び第4導電層17d以外の領域全体に渡って形成されており、平面視における面積が第3導電層17c及び第4導電層17dよりも広く設定されている。なお、第1導電層17a及び第2導電層17bは、平面視における面積が第3導電層17c及び第4導電層17dの例えば250000倍以上に設定されている。
The first
また、第1導電層17aは、図3に示すように、厚み方向に貫通するとともに第1樹脂層16aの一部が充填された複数の貫通孔Pが形成されており、この貫通孔Pは、搭載領域M直下の第1領域R1に形成された複数の第1貫通孔P1と、搭載領域M直下外の第2領域R2に形成された複数の第2貫通孔P2と、を含んでいる。また、第2導電層17bは、図4に示すように、厚み方向に貫通するとともに第2樹脂層16bの一部が充填された複数の貫通孔Pが形成されており、この貫通孔Pは、搭載領域M直下の第3領域R3に形成された複数の第3貫通孔P3と、搭載領域M直下外の第4領域R4に形成された複数の第4貫通孔P4と、を含んでいる。
Further, as shown in FIG. 3, the first
第3導電層17c及び第4導電層17dは、厚み方向に沿って直線状に配列されたビア導体18同士の接続信頼性を高めるためのランドとしての機能を有するため、平面視にて円形状に形成されており、高密度配線を図るため、平面視における面積が第3導電層17c及び第4導電層17dよりも小さく設定されている。なお、第3導電層17c及び第2導電層17dは、平面視における面積が例えば1000μm2以上10000μm2以下に設定されている。
Since the third
ところで、上述した樹脂層16は、平面方向への熱膨張率が導電層17よりも小さく設定されているため、樹脂層16の熱膨張率を小さくすることにより、配線基板7の熱膨張率を小さくし、ひいては配線基板7と電子部品5との熱膨張率の差を低減することができるが、配線基板7とマザーボード4との熱膨張率の差は大きくなりやすい。
By the way, since the thermal expansion coefficient in the plane direction of the
一方、本実施形態の配線基板7においては、図3に示すように、第1導電層17aは、搭載領域M直下の第1領域R1に形成された第1貫通孔P1の平面視における面積が、搭載領域M直下外の第2領域R2に形成された第2貫通孔P2の平面視における面積よりも大きく設定されている。
On the other hand, in the
その結果、搭載領域M直下外の領域と比較して、搭載領域M直下の領域において、熱膨張率の高い導電層17の体積を容易に低減させるとともに熱膨張率の低い樹脂層16の体積を容易に増加させることができ、配線基板3の体積に対する導電材料の体積の割合(残銅率)を搭載領域M直下の領域にて局所的に低減することができるため、搭載領域M直下の領域の熱膨張率を局所的に低減させることができる。
As a result, the volume of the
したがって、配線基板7の電子部品3が搭載される搭載領域M直下の領域においては熱膨張率を低減するとともに、マザーボード4に搭載される配線基板7全体の領域においては熱膨張率の低下を緩和することができるため、電子部品3、配線基板7及びマザーボード4に熱が印加された場合に、電子部品3及び配線基板7の電気的接続部に印加される熱応力を低減しつつ、配線基板7及びマザーボード4の電気的接続部に印加される熱応力を低減することができる。それ故、電子部品3及び配線基板7の電気的接続部と配線基板7
及びマザーボード4の電気的接続部とにおいて、熱応力に起因した断線を低減し、ひいては電子部品3及びマザーボード4の双方との電気的接続信頼性に優れた配線基板3を得ることができる。
Therefore, the thermal expansion coefficient is reduced in the area immediately below the mounting area M on the
In addition, it is possible to reduce the disconnection caused by the thermal stress at the electrical connection portion of the motherboard 4 and to obtain the
また、平面方向にて残銅率を局所的に低減させているため、厚み方向にて残銅率を低減させた場合と比較して、平板状である配線基板7の反りを低減させることができる。
In addition, since the remaining copper ratio is locally reduced in the planar direction, it is possible to reduce the warpage of the
また、仮に、搭載領域M直下の領域において第2貫通孔P2と同じ大きさの貫通孔の数を増やすことにより導電層17の体積を低減させた場合と比較して、本実施形態の配線基板3は、搭載領域M直下の領域において個々の第1貫通孔P1の平面視における面積を大きくしていることから、隣接する第1貫通孔P1同士の間隔の数を増加させる必要がなく、該間隔のために必要とされる導電層17の体積の合計が少ないため、一定の領域内でより多くの導電層17の体積を効率良く低減させることができ、ひいては配線密度の高くなりやすい搭載領域M直下の領域において第1貫通孔P1を効率良く配置し、導電層17の体積をより多く低減させることができる。
Further, compared to the case where the volume of the
第1貫通孔P1は、平面視における面積が、例えば0.05mm2以上0.2mm2以下に設定され、第2貫通孔P2の例えば1.5倍以上3倍以下に設定されている。また、第2貫通孔P2は、平面視における面積が例えば0.03mm2以上0.07mm2以下に設定されている。 The area of the first through hole P1 in a plan view is set to, for example, 0.05 mm 2 or more and 0.2 mm 2 or less, and is set to, for example, 1.5 times or more and 3 times or less of the second through hole P2. Also, second through holes P2 is set to the area in plan view for example 0.03 mm 2 or more 0.07 mm 2 or less.
複数の第1貫通孔P1の平面視における面積の合計値が第1導電層17aの第1領域R1の平面視における面積に対して占める割合は、複数の第2貫通孔P2の平面視における面積の合計値が第1導電層17aの第2領域R2の平面視における面積に対して占める割合よりも大きく設定されていることが望ましい。その結果、残銅率を搭載領域M直下の領域にて局所的に低減することができるため、搭載領域M直下の領域の熱膨張率を局所的に低減させることができる。
The ratio of the total area of the plurality of first through holes P1 in the plan view to the area of the first
なお、複数の第1貫通孔P1の平面視における面積の合計値が第1導電層17aの第1領域R1の平面視における面積に対して占める割合は、複数の第2貫通孔P2の平面視における面積の合計値が第1導電層17aの第2領域R2の平面視における面積に対して占める割合の例えば0.4倍以上0.8倍以下に設定されている。
The ratio of the total area of the plurality of first through holes P1 in the plan view to the area of the first
第1導電層17aには、ランドとして機能する第3導電層17cから離間して取り囲むように厚み方向に貫通したランド用貫通孔PLが形成されており、ランド用貫通孔PLにて第1導電層17aと第3導電層17cとの間隙Gには第1樹脂層16aの一部が充填されており、第1貫通孔P1は、平面視における面積がランド用貫通孔PLよりも大きく設定されている。その結果、第3導電層17cを小さく形成することにより高密度配線を可能とするとともに、信号伝送特性の観点から第3導電層17cからの距離が所定の距離に設定されて大きさが設定されるランド用貫通孔PLよりも、第1貫通孔P1を大きくすることにより、残銅率を搭載領域M直下の領域にて局所的に低減することができる。なお、第2貫通孔P2は、平面視における面積が例えばランド用貫通孔PLよりも小さく設定されている。
The first
第1導電層17a及び第2導電層17bは、コア基板6上方のビルドアップ部9に形成されていることが望ましい。その結果、電子部品5と配線基板7との電気的接続部に印加される応力より低減させるとともに、配線基板7とマザーボード4との電気的接続部に印加される応力の減少をより緩和させることができる。さらに、第1導電層17a及び第2導電層17bのように、搭載領域M直下の領域に形成された貫通孔Pの平面視における面積が搭載領域M直下外の領域に形成された貫通孔Pの平面視における面積よりも大きい導電層17は、コア基板6上方のビルドアップ部9のみに形成されていることが望ましい。
The first
第2導電層17bは、図4に示すように、搭載領域M直下の第3領域R3に形成された第3貫通孔P3は、平面視における面積が、搭載領域M直下外の第4領域R4に形成された第4貫通孔P4よりも大きく形成されている。その結果、第1導電層17aと同様に、残銅率を搭載領域M直下の領域にて局所的に低減することができる。
As shown in FIG. 4, the second
また、第2導電層17bに形成された第3貫通孔P3は、平面視にて第1導電層17aに形成された第1貫通孔P1と離間している。その結果、樹脂層16と導電層17との界面である内壁面に応力が集中しやすい第1貫通孔P1及び第2貫通孔P2を平面視にて離間させることにより、該応力に起因した第1貫通孔P1と第2貫通孔P2との間における第2樹脂層16bのクラックを低減することができる。
Further, the third through hole P3 formed in the second
次に、上述した実装構造体2の製造方法を説明する。 Next, a method for manufacturing the mounting structure 2 described above will be described.
(1)コア基板8を準備する。具体的には、以下のように行う。
(1) The
まず、例えば未硬化樹脂と基材とを含む複数の樹脂シートを積層し、加熱加圧して未硬化樹脂を硬化させることにより、基体13を作製する。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。次に、例えばドリル加工やレーザー加工等により、基体13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法、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に導電材料を被着させて、円筒状のスルーホール導体14を形成する。また、基体13の上面及び下面に導電材料を被着させて、導電材料層を形成する。次に、円筒状のスルーホール導体14の内部に、樹脂材料等を充填し、絶縁体15を形成する。次に、導電材料を絶縁体15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、導電層材料層をパターニングして導電層17を形成する。
First, for example, a plurality of resin sheets including an uncured resin and a base material are stacked, and the
以上のようにして、図5aに示すコア基板8を作製することができる。
As described above, the
(2)コア基板8の両側に一対のビルドアップ部9を形成し、電極パッド11及び外部接続パッド12を形成することにより、配線基板7を作製する。具体的には、以下のように行う。
(2) A pair of build-up
まず、未硬化の樹脂を導電層17上に配置し、樹脂を加熱して流動密着させつつ、更に加熱して樹脂を硬化させることにより、導電層17上に樹脂層16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、樹脂層16にビア孔Vを形成し、ビア孔V内に導電層17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Vにビア導体13を形成するとともに樹脂層16の上面に第2導電層17bを形成する。
First, an uncured resin is disposed on the
なお、かかる第2導電層17b形成の際に第2導電層17bを任意の形状にパターニングすることにより、第3貫通孔P3及び第4貫通孔P4を形成することができる。
In addition, the 3rd through-hole P3 and the 4th through-hole P4 can be formed by patterning the 2nd
かかる工程を繰り返すことにより、ビルドアップ部9を形成することができる。なお、また、最上層及び最下層の樹脂層16に導電層17を形成する際、導電層17と同様に電極パッド11及び外部接続パッド12を形成することができる。また、第2導電層17bと同様に第1導電層17aを形成することができる。
By repeating this process, the build-up
以上のようにして、図5bに示す配線基板7を作製することができる。
As described above, the
(3)電極パッド11上面にバンプ6を形成するとともにバンプ6を介して配線基板7に電子部品5をフリップチップ実装する。
(3) The bump 6 is formed on the upper surface of the electrode pad 11 and the electronic component 5 is flip-chip mounted on the
以上のようにして、図5cに示す実装構造体2を作製することができる。 As described above, the mounting structure 2 shown in FIG. 5c can be manufactured.
(4)外部接続パッド12下面に半田ボール3を形成するとともに半田ボール3を介してマザーボード4に実装構造体2をフリップチップ実装する。
(4) The
以上のようにして、図1及び2に示す電子装置1を作製することができる。 As described above, the electronic device 1 shown in FIGS. 1 and 2 can be manufactured.
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、組み合わせ等が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications, improvements, combinations, and the like can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上述した実施形態において、電子部品に半導体素子を用いた構成を例に説明したが、電子部品としてはコンデンサ等を用いても構わない。 For example, in the above-described embodiment, the configuration using a semiconductor element as an electronic component has been described as an example, but a capacitor or the like may be used as the electronic component.
また、成就した実施形態において、電子部品を配線基板にフリップチップ実装した構成を例に説明したが、電子部品を配線基板にワイヤボンディング実装しても構わない。 Further, in the achieved embodiment, the configuration in which the electronic component is flip-chip mounted on the wiring board has been described as an example, but the electronic component may be mounted on the wiring board by wire bonding.
また、上述した実施形態において、3層の樹脂層によりビルドアップ部を形成した構成を例に説明したが、樹脂層は何層でも構わない。 In the above-described embodiment, the configuration in which the build-up portion is formed by three resin layers has been described as an example, but any number of resin layers may be used.
また、上述した実施形態において、基体及び絶縁層の材料として樹脂を用いた構成を例に説明したが、基体及び絶縁層として、金属材料を樹脂材料で被覆してなるものやセラミックスから形成されたものを使用しても構わない。 In the above-described embodiment, the configuration using the resin as the material for the base and the insulating layer has been described as an example. However, the base and the insulating layer are made of a metal material coated with a resin material or a ceramic. You may use things.
また、上述した実施形態において、搭載領域直下の領域に形成された貫通孔の平面視における面積が搭載領域直下外の領域に形成された貫通孔の平面視における面積よりも大きい導電層が、コア基板上方のビルドアップ部のみに形成された構成を例に説明したが、全ての導電層において、搭載領域直下の領域に形成された貫通孔の平面視における面積が搭載領域直下外の領域に形成された貫通孔の平面視における面積よりも大きくても構わない。 In the above-described embodiment, the conductive layer in which the area in plan view of the through hole formed in the region immediately below the mounting region is larger than the area in plan view of the through hole formed in the region directly under the mounting region is the core The configuration formed only in the buildup part above the substrate has been described as an example, but in all conductive layers, the area in the plan view of the through hole formed in the region immediately below the mounting region is formed in the region directly below the mounting region. It may be larger than the area of the formed through hole in plan view.
1 電子装置
2 実装構造体
3 半田ボール
4 マザーボード
5 電子部品
6 バンプ
7 配線基板
8 コア基板
9 ビルドアップ部
10 積層体
11 電極パッド
12 外部接続パッド
13 基体
14 スルーホール導体
15 絶縁体
16 樹脂層
17 導電層
18 ビア導体
M 搭載領域
P 貫通孔
G 間隙
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electronic device 2
12
Claims (8)
前記導電層は、厚み方向に貫通するとともに前記樹脂層の一部が充填された複数の貫通孔が形成された第1導電層を有し、
前記第1導電層は、前記搭載領域直下の領域である第1領域と、前記搭載領域直下外の領域である第2領域と、を含み、
前記複数の貫通孔は、前記第1導電層の第1領域に形成された複数の第1貫通孔と、前記第1導電層の第2領域に形成された複数の第2貫通孔と、を含み、
前記第1貫通孔は、平面視における面積が前記第2貫通孔よりも大きいことを特徴とする配線基板。 A laminate including a resin layer and a conductive layer having a larger coefficient of thermal expansion than the resin layer, and having a mounting region for mounting an electronic component on the upper surface;
The conductive layer has a first conductive layer that penetrates in the thickness direction and has a plurality of through holes filled with a part of the resin layer,
The first conductive layer includes a first region that is a region immediately below the mounting region, and a second region that is a region immediately below the mounting region,
The plurality of through holes include a plurality of first through holes formed in a first region of the first conductive layer and a plurality of second through holes formed in a second region of the first conductive layer. Including
The wiring substrate, wherein the first through hole has a larger area in plan view than the second through hole.
前記複数の第1貫通孔の平面視における面積の合計値が前記第1導電層の第1領域の平面視における面積に対して占める割合は、前記複数の第2貫通孔の平面視における面積の合計値が前記第1導電層の第2領域の平面視における面積に対して占める割合よりも大きいことを特徴とする配線基板。 The wiring board according to claim 1,
The ratio of the total value of the areas of the plurality of first through holes in plan view to the area of the first region of the first conductive layer in plan view is the ratio of the area of the plurality of second through holes in plan view. The wiring board, wherein the total value is larger than a ratio of the first conductive layer to the area of the second region in plan view.
前記第1貫通孔は、平面視における面積が前記第2貫通孔の1.5倍以上3倍以下に設定されていることを特徴とする配線基板。 The wiring board according to claim 1,
The wiring substrate according to claim 1, wherein the first through hole has an area in a plan view that is set to be 1.5 to 3 times that of the second through hole.
前記第1導電層は、接地用又は電力供給用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 according to claim 1, wherein the first conductive layer is for grounding or for power supply.
前記第1導電層は、厚み方向に貫通する複数のランド用貫通孔が更に形成されており、
前記ランド用貫通孔の内部に配されるとともに前記第1導電層から離間したランドを更に備え、
前記第1導電層と前記ランドとの間には、前記樹脂層の一部が充填されており、
前記第1貫通孔は、平面視における面積が前記ランド用貫通孔よりも大きいことを特徴とする配線基板。 The wiring board according to claim 1,
The first conductive layer is further formed with a plurality of land through holes penetrating in the thickness direction,
A land disposed in the through hole for the land and spaced from the first conductive layer;
A portion of the resin layer is filled between the first conductive layer and the land,
The first through hole has a larger area in plan view than the land through hole.
前記導電層は、厚み方向に貫通するとともに前記樹脂層の一部が充填された複数の貫通孔が形成されており、且つ、前記第1導電層に厚み方向にて隣接する第2導電層を更に有し、
前記第2導電層は、前記搭載領域直下の領域である第3領域と、前記搭載領域直下外の領域である第4領域と、を含み、
前記第2導電層に形成された複数の貫通孔は、前記第2導電層の第3領域に形成された複数の第3貫通孔と、前記第2導電層の第4領域に形成された複数の第4貫通孔と、を含み、
前記第3貫通孔は、平面視における面積が前記第4貫通孔よりも大きく、且つ、平面視にて前記第1貫通孔と離間していることを特徴とする配線基板。 The wiring board according to claim 1,
The conductive layer is formed with a plurality of through holes penetrating in the thickness direction and filled with a part of the resin layer, and a second conductive layer adjacent to the first conductive layer in the thickness direction is formed. In addition,
The second conductive layer includes a third region that is a region immediately below the mounting region, and a fourth region that is a region immediately below the mounting region,
The plurality of through holes formed in the second conductive layer include a plurality of third through holes formed in the third region of the second conductive layer and a plurality of holes formed in the fourth region of the second conductive layer. A fourth through hole, and
The wiring board, wherein the third through hole has a larger area in plan view than the fourth through hole and is separated from the first through hole in plan view.
前記配線基板の搭載領域に搭載され、前記導電層と電気的に接続された電子部品と、
を備えたことを特徴とする実装構造体。 The wiring board according to claim 1;
An electronic component mounted in the mounting region of the wiring board and electrically connected to the conductive layer;
A mounting structure characterized by comprising:
前記実装構造体を搭載し、前記導電層と電気的に接続されたマザーボードと、
を備えたことを特徴とする実装構造体。 The mounting structure according to claim 7,
A motherboard mounted with the mounting structure and electrically connected to the conductive layer;
A mounting structure characterized by comprising:
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