JP2013093485A - Manufacturing method of wiring board and manufacturing method of packaging structure using the same - 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、コンピュータ機器およびその周辺機器)等に使用される配線基板の製造方法およびそれを用いた実装構造体の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a wiring board used for electronic devices (for example, various audiovisual devices, home appliances, communication devices, computer devices and peripheral devices thereof), and a method of manufacturing a mounting structure using the same. is there.
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。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a mounting structure in an electronic device, an electronic component mounted on a wiring board is used.
配線基板に関して、特許文献1には、ガラスクロスに絶縁性樹脂を含浸させてなるコア基板にドリル加工でスルーホールを形成し、該スルーホールの側壁にメッキ法等によりCu等からなるスルーホールビア(スルーホール導体)を形成した構成が開示されている。 Regarding the wiring substrate, Patent Document 1 discloses that a through hole is formed in a core substrate in which an insulating resin is impregnated into a glass cloth by drilling, and a through hole via made of Cu or the like is formed on a side wall of the through hole by a plating method or the like. A configuration in which (through-hole conductor) is formed is disclosed.
また、特許文献2には、エポキシ樹脂等をガラスクロスで強化したコア基板にレーザー加工でスルーホールを形成し、該スルーホール内に導電性ペーストを充填した構成が開示されている。 Patent Document 2 discloses a configuration in which a through hole is formed by laser processing on a core substrate reinforced with epoxy resin or the like by glass cloth, and a conductive paste is filled in the through hole.
ところで、ドリル加工でコア基板にスルーホールを形成すると、機械的応力や摩擦熱によって、スルーホール内壁でガラスクロスと樹脂との間に剥離が生じやすい。一方、レーザー加工でコア基板にスルーホールを形成すると、レーザーの熱によって、スルーホール内壁でガラスクロスと樹脂との間に剥離が生じやすい。 By the way, when a through hole is formed in the core substrate by drilling, peeling is likely to occur between the glass cloth and the resin on the inner wall of the through hole due to mechanical stress or frictional heat. On the other hand, when a through hole is formed in the core substrate by laser processing, peeling between the glass cloth and the resin tends to occur on the inner wall of the through hole due to the heat of the laser.
このように、スルーホール内壁でガラスクロスと樹脂との間に剥離が生じると、スルーホール導体に電圧が印加された際に、該電圧によってイオン化したスルーホール導体の一部が剥離箇所に侵入し、隣接するスルーホール導体同士が短絡することがある。それ故、配線基板の電気的信頼性が低下しやすい。 As described above, when peeling occurs between the glass cloth and the resin on the inner wall of the through hole, when a voltage is applied to the through hole conductor, a part of the through hole conductor ionized by the voltage enters the peeling portion. Adjacent through-hole conductors may be short-circuited. Therefore, the electrical reliability of the wiring board tends to decrease.
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の製造方法およびそれを用いた実装構造体の製造方法を提供するものである。 The present invention provides a method for manufacturing a wiring board and a method for manufacturing a mounting structure using the wiring board that meet the demand for improving electrical reliability.
本発明の一形態にかかる配線基板の製造方法は、第1樹脂と該第1樹脂に被覆されたガラス繊維とを含む繊維層を有する基体を準備する工程と、サンドブラスト法を用いて、微粒子を前記基体に向かって噴射することによって、前記基体にスルーホールを形成する工程と、前記スルーホール内にスルーホール導体を形成する工程とを備える。 According to one aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a wiring substrate, comprising: preparing a substrate having a fiber layer including a first resin and a glass fiber coated with the first resin; A step of forming a through hole in the base by spraying toward the base and a step of forming a through hole conductor in the through hole are provided.
また、本発明の一形態にかかる実装構造体の製造方法は、上記製造方法で作製した配線基板に電子部品を電気的に接続する工程を備える。 Moreover, the manufacturing method of the mounting structure concerning one form of this invention is equipped with the process of electrically connecting an electronic component to the wiring board produced with the said manufacturing method.
本発明の一形態にかかる配線基板の製造方法によれば、サンドブラスト法を用いて、微粒子を基体に向かって噴射することによって、基体にスルーホールを形成しているため、スルーホール内壁において、第1樹脂とガラス繊維との剥離を低減し、ひいては電気的信頼性に優れた配線基板を作製することができる。 According to the method for manufacturing a wiring board according to one aspect of the present invention, the through-hole is formed in the base by injecting the fine particles toward the base using the sandblast method. It is possible to reduce the peeling between the resin 1 and the glass fiber, and thus to produce a wiring board excellent in electrical reliability.
以下に、本発明の一実施形態に係る製造方法で作製した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。 Hereinafter, a mounting structure including a wiring board manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to 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、電子部品2がバンプ3を介してフリップチップ実装された平板状の配線基板4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 flat wiring board 4 on which the electronic component 2 is flip-chip mounted via bumps 3.
電子部品2は、例えばICまたは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、窒化ガリウムまたは炭化珪素等の半導体材料により形成されている。この電子部品2は、厚みが例えば0.1mm以上1mm以下に設定されている。 The electronic component 2 is a semiconductor element such as an IC or an LSI, for example, and a base material is formed of a semiconductor material such as silicon, germanium, gallium arsenide, gallium arsenide phosphorus, gallium nitride, or silicon carbide. The electronic component 2 is set to have a thickness of 0.1 mm to 1 mm, for example.
バンプ3は、例えば鉛、錫、銀、金、銅、亜鉛、ビスマス、インジウムまた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いる。 The bump 3 is made of a conductive material such as solder including lead, tin, silver, gold, copper, zinc, bismuth, indium or aluminum.
配線基板4は、平板状のコア基板5と、コア基板5の両側に形成された一対の配線層6と、を含んでいる。この配線基板4は、例えば平面方向への熱膨張率が電子部品2よりも大きく設定されている。 The wiring substrate 4 includes a flat core substrate 5 and a pair of wiring layers 6 formed on both sides of the core substrate 5. For example, the wiring board 4 is set to have a coefficient of thermal expansion greater than that of the electronic component 2 in the plane direction.
コア基板5は、配線基板4の強度を高めつつ一対の配線層6間の導通を図るものであり、厚み方向に貫通するスルーホールTが複数形成された平板状の基体7と、複数のスルーホールTの内壁を被覆する円筒状のスルーホール導体8と、スルーホール導体8に取り囲まれた領域に形成された柱状の絶縁体9と、を含んでいる。 The core substrate 5 is intended to increase the strength of the wiring substrate 4 while achieving electrical connection between the pair of wiring layers 6. The core substrate 5 includes a flat substrate 7 having a plurality of through-holes T penetrating in the thickness direction and a plurality of through-holes. A cylindrical through-hole conductor 8 covering the inner wall of the hole T and a columnar insulator 9 formed in a region surrounded by the through-hole conductor 8 are included.
基体7は、コア基板5の剛性を高めるものであり、図1(a)および(b)に示すように、樹脂10と、該樹脂10に被覆された無機絶縁粒子11と、該樹脂10に被覆された、複数のガラス繊維12からなる平板状の基材13と、を含んでいる。 The base 7 increases the rigidity of the core substrate 5, and as shown in FIGS. 1A and 1B, the resin 10, the inorganic insulating particles 11 coated with the resin 10, and the resin 10 And a flat plate-like base material 13 made of a plurality of glass fibers 12.
この基体7において、基材13および該基材13のガラス繊維12間に配された樹脂10(第1樹脂)からなる層を繊維層14とする。また、各繊維層14の間に配され、ガラス繊維を含まずに、樹脂10(第2樹脂)および無機絶縁粒子11からなる層を樹脂層15とする。この繊維層14と樹脂層15との境界は、繊維層14のガラス繊維12と樹脂層15の樹脂10との界面によって構成される。なお、繊維層14は、ガラス繊維12間に無機絶縁粒子11を含んでも構わない。 In this base body 7, a layer made of the base material 13 and the resin 10 (first resin) disposed between the glass fibers 12 of the base material 13 is referred to as a fiber layer 14. Further, a layer made of resin 10 (second resin) and inorganic insulating particles 11 that is disposed between the fiber layers 14 and does not include glass fibers is referred to as a resin layer 15. The boundary between the fiber layer 14 and the resin layer 15 is constituted by an interface between the glass fiber 12 of the fiber layer 14 and the resin 10 of the resin layer 15. The fiber layer 14 may include the inorganic insulating particles 11 between the glass fibers 12.
また、基体7は、厚みが例えば0.03mm以上0.4mm以下に設定され、平面方向への熱膨張率が例えば4ppm/℃以上15ppm/℃以下に設定され、厚み方向への熱膨張率が例えば11ppm/℃以上30ppm/℃以下に設定され、厚み方向への熱膨張率が平面方向への熱膨張率の例えば2倍以上2.8倍以下に設定され、ヤング率が例えば20GPa以上30GPa以下に設定されている。 The substrate 7 has a thickness set to, for example, 0.03 mm or more and 0.4 mm or less, a thermal expansion coefficient in the plane direction set to, for example, 4 ppm / ° C. or more and 15 ppm / ° C. or less, and a thermal expansion coefficient in the thickness direction. For example, it is set to 11 ppm / ° C. or more and 30 ppm / ° C. or less, the thermal expansion coefficient in the thickness direction is set to, for example, 2 to 2.8 times the thermal expansion coefficient in the plane direction, and the Young's modulus is, for example, 20 GPa to 30 GPa. Is set to
ここで、基体7の熱膨張率は、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。 Here, the coefficient of thermal expansion of the substrate 7 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.
基体7に含まれる樹脂10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またはポリエーテルケトン樹脂等の樹脂材料により形成することができる。この樹脂10は、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、ヤング率が例えば3GPa以上10GPa以下に設定されている。 The resin 10 contained in the substrate 7 is, for example, an epoxy resin, a bismaleimide triazine resin, a cyanate resin, a polyparaphenylene benzbisoxazole resin, a wholly aromatic polyamide resin, a polyimide resin, an aromatic liquid crystal polyester resin, a polyether ether ketone resin, or It can be formed of a resin material such as polyether ketone resin. The resin 10 has a coefficient of thermal expansion in the planar direction and thickness direction set to, for example, 20 ppm / ° C. or more and 50 ppm / ° C. or less, and a Young's modulus set to, for example, 3 GPa or more and 10 GPa or less.
樹脂10に被覆された無機絶縁粒子11は、基体7の熱膨張率を低減するとともに基体7の剛性を高めるものであり、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムまたは酸化ケイ素等の無機絶縁材料を含み、なかでも、熱膨張率やヤング率等の特性がガラス繊維に近い酸化ケイ素を含むことが望ましい。その結果、樹脂層15の熱膨張率やヤング率を繊維層14に近づけることができる。無機絶縁粒子11が酸化ケイ素を含む場合、無機絶縁粒子11は、酸化ケイ素を65重量%以上100重量%以下含有することが望ましく、酸化ケイ素の他に、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、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を含有しても構わない。 The inorganic insulating particles 11 coated with the resin 10 reduce the coefficient of thermal expansion of the base 7 and increase the rigidity of the base 7, and include an inorganic insulating material such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, or silicon oxide, Among these, it is desirable to include silicon oxide having properties such as a coefficient of thermal expansion and Young's modulus that are close to those of glass fibers. As a result, the thermal expansion coefficient and Young's modulus of the resin layer 15 can be made closer to the fiber layer 14. When the inorganic insulating particles 11 contain silicon oxide, the inorganic insulating particles 11 desirably contain 65% by weight to 100% by weight of silicon oxide. In addition to silicon oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, calcium oxide, nitriding Aluminum, aluminum hydroxide, calcium carbonate or the like may be contained.
この無機絶縁粒子11は、例えば球状に形成されており、粒径が例えば0.5μm以上5.0μm以下に設定され、各方向への熱膨張率が例えば2.7ppm/℃以上6ppm/℃以下に設定され、ヤング率が70GPa以上85GPa以下に設定されている。なお、無機絶縁粒子11として、ガラス繊維を細かく切断して粒子状にしたものを用いても構わない。 The inorganic insulating particles 11 are formed in, for example, a spherical shape, the particle size is set to, for example, 0.5 μm or more and 5.0 μm or less, and the coefficient of thermal expansion in each direction is, for example, 2.7 ppm / ° C. or more and 6 ppm / ° C. or less. The Young's modulus is set to 70 GPa or more and 85 GPa or less. In addition, as the inorganic insulating particles 11, particles obtained by finely cutting glass fibers may be used.
また、無機絶縁粒子11は、樹脂層15における含有量が40体積%以上75体積%以下に設定されていることが望ましい。その結果、無機絶縁粒子11の含有量が40体積%以上であることによって、樹脂層15の熱膨張率およびヤング率を繊維層14に近づけることができる。また、無機絶縁粒子11の含有量が70体積%以上であることによって、スルーホールT内壁に位置する無機絶縁粒子11と樹脂10との接着強度を高めて、該無機絶縁粒子11と樹脂10との剥離を低減し、ひいてはスルーホール導体8と樹脂層15との剥離を低減できる。 The inorganic insulating particles 11 are preferably set to have a content in the resin layer 15 of 40 volume% or more and 75 volume% or less. As a result, when the content of the inorganic insulating particles 11 is 40% by volume or more, the thermal expansion coefficient and Young's modulus of the resin layer 15 can be made closer to the fiber layer 14. Further, since the content of the inorganic insulating particles 11 is 70% by volume or more, the adhesive strength between the inorganic insulating particles 11 located on the inner wall of the through hole T and the resin 10 is increased, and the inorganic insulating particles 11 and the resin 10 Can be reduced, and as a result, peeling between the through-hole conductor 8 and the resin layer 15 can be reduced.
ここで、無機絶縁粒子11の粒径は、基体7の断面を電界放出型電子顕微鏡で観察し、各粒子の最大径を計測し、その平均値を算出することによって測定される。また、樹脂層15における無機絶縁粒子11の含有量(体積%)は、樹脂層15の断面を電界放出型電子顕微鏡で観察し、樹脂層15に対して無機絶縁粒子11の占める面積比率(面積%)を計測し、そ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 diameter of the inorganic insulating particles 11 is measured by observing the cross section of the substrate 7 with a field emission electron microscope, measuring the maximum diameter of each particle, and calculating the average value. The content (volume%) of the inorganic insulating particles 11 in the resin layer 15 is determined by observing the cross section of the resin layer 15 with a field emission electron microscope, and the area ratio (area) occupied by the inorganic insulating particles 11 with respect to the resin layer 15. %), And the average value is calculated and regarded as the content (volume%).
樹脂10に被覆された基材13は、基体7の剛性を高めるとともに平面方向への熱膨張率を低減するものであり、例えば、複数のガラス繊維12が縦横に織り込まれてなる織布(ガラスクロス)を使用することができる。なお、基材13として、不織布を使用しても構わないし、複数のガラス繊維12を長手方向が互いに平行となるように配列したものを使用しても構わない。 The base material 13 covered with the resin 10 increases the rigidity of the base body 7 and reduces the coefficient of thermal expansion in the planar direction. For example, a woven fabric (glass) in which a plurality of glass fibers 12 are woven vertically and horizontally. Cross) can be used. In addition, you may use a nonwoven fabric as the base material 13, and you may use what arranged the some glass fiber 12 so that a longitudinal direction might become mutually parallel.
基材13に含まれるガラス繊維12は、Tガラス、SガラスまたはEガラス等のガラスからなる繊維を使用することができ、長手方向に垂直な断面の径が例えば4μm以上9μm以下に設定されており、長手方向および幅方向への熱膨張率が2.5ppm/℃以上6ppm/℃以下に設定され、ヤング率が70GPa以上85GPa以下に設定されている。 The glass fiber 12 contained in the base material 13 can use a fiber made of glass such as T glass, S glass, or E glass, and the diameter of the cross section perpendicular to the longitudinal direction is set to 4 μm or more and 9 μm or less, for example. The coefficient of thermal expansion in the longitudinal direction and the width direction is set to 2.5 ppm / ° C. or more and 6 ppm / ° C. or less, and the Young's modulus is set to 70 GPa or more and 85 GPa or less.
一方、スルーホールT内壁に被着されたスルーホール導体8は、コア基板5上下の配線層6同士を電気的に接続するものであり、例えば銅、アルミニウムまたはニッケル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、なかでも導電性の高い銅を用いることが望ましい。このスルーホール導体8は、スルーホールT内壁から絶縁体9までの長さが3μm以上20μm以下に設定されており、貫通方向および幅方向への熱膨張率が例えば16ppm/℃以上25ppm/℃以下に設定され、ヤング率が例えば60GPa以上210GPa以下に設定されている。なお、銅の熱膨張率は、18ppm/℃程度である。また、スルーホール導体8の熱膨張率およびヤング率は、基体7と同様に測定される。 On the other hand, the through-hole conductor 8 attached to the inner wall of the through-hole T is for electrically connecting the wiring layers 6 above and below the core substrate 5 and is formed of a conductive material such as copper, aluminum or nickel, for example. It is desirable to use copper having high conductivity. The through-hole conductor 8 has a length from the inner wall of the through-hole T to the insulator 9 set to 3 μm or more and 20 μm or less, and a thermal expansion coefficient in the penetration direction and the width direction is, for example, 16 ppm / ° C. or more and 25 ppm / ° C. or less. The Young's modulus is set to 60 GPa or more and 210 GPa or less, for example. The thermal expansion coefficient of copper is about 18 ppm / ° C. Further, the thermal expansion coefficient and Young's modulus of the through-hole conductor 8 are measured in the same manner as the base body 7.
スルーホール導体8に取り囲まれた領域に形成された絶縁体9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 insulator 9 formed in a region surrounded by the through-hole conductor 8 forms a support surface of a via conductor 18 to be described later. For example, polyimide resin, acrylic resin, epoxy resin, cyanate resin, fluororesin, silicon It can be formed of a resin material such as resin, polyphenylene ether resin or bismaleimide triazine resin.
一方、コア基板5の両側には、上述した如く、一対の配線層6が形成されている。配線層6は、基体7上に積層され、厚み方向に貫通するビア孔Vが形成された絶縁層16と、基体7上または絶縁層16上に形成された導電層17と、ビア孔V内に形成され、導電層17に電気的に接続されたビア導体18と、を含んでいる。 On the other hand, a pair of wiring layers 6 are formed on both sides of the core substrate 5 as described above. The wiring layer 6 is laminated on the base 7 and has an insulating layer 16 in which a via hole V penetrating in the thickness direction is formed, a conductive layer 17 formed on the base 7 or on the insulating layer 16, and the via hole V And a via conductor 18 electrically connected to the conductive layer 17.
絶縁層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、樹脂と、該樹脂に被覆された無機絶縁粒子と、を含んでいる。この絶縁層16は、厚みが例えば5μm以上40μm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15ppm/℃以上45ppm/℃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。なお、絶縁層16の熱膨張率およびヤング率は、基体7と同様に測定される。 The insulating layer 16 not only functions as a support member that supports the conductive layer 17 but also functions as an insulating member that prevents a short circuit between the conductive layers 17. Resin and inorganic insulating particles coated with the resin , Including. The insulating layer 16 is set to have a thickness of, for example, 5 μm or more and 40 μm or less, a thermal expansion coefficient in the plane direction and the thickness direction is set to, for example, 15 ppm / ° C. or more and 45 ppm / ° C. or less, and a Young's modulus is, for example, 5 GPa or more and 40 GPa or less. Is set. The thermal expansion coefficient and Young's modulus of the insulating layer 16 are measured in the same manner as the substrate 7.
絶縁層16に含まれる樹脂としては、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また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 contained in the insulating layer 16 include epoxy resin, bismaleimide triazine resin, cyanate resin, polyparaphenylene benzbisoxazole resin, wholly aromatic polyamide resin, polyimide resin, aromatic liquid crystal polyester resin, and polyether ether ketone resin. Or what was formed with polyetherketone resin etc. can be used.
絶縁層16に含まれる無機絶縁粒子としては、基体7に含まれる無機絶縁粒子11と同様のものを用いることができる。 As the inorganic insulating particles contained in the insulating layer 16, those similar to the inorganic insulating particles 11 contained in the substrate 7 can be used.
導電層17は、例えば接地用配線、電力供給用配線または信号用配線として機能するものであり、例えば銅、銀、金、アルミニウム、ニッケルまた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る。この導電層17は、厚みが例えば3μm以上20μm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 conductive layer 17 functions as, for example, a ground wiring, a power supply wiring, or a signal wiring. For example, a conductive layer 17 formed of a metal material such as copper, silver, gold, aluminum, nickel, or chromium is used. Can do. The conductive layer 17 has a thickness set to, for example, 3 μm or more and 20 μm or less, a coefficient of thermal expansion in the plane direction and the thickness direction, for example, set to 5 ppm / ° C. or more and 25 ppm / ° C. or less, and a Young's modulus set to 50 GPa or more and 250 GPa or less. Has been.
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、例えば幅がコア基板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、ニッケルまた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る。 The via conductor 18 connects the conductive layers 17 that are separated from each other in the thickness direction, and is formed in a tapered shape whose width decreases toward the core substrate 5, for example, copper, silver, gold, What was formed with the electrically conductive material of aluminum, nickel, or chromium can be used.
ところで、ガラス繊維12は、スルーホール導体8よりも熱膨張率が小さいため、配線基板4に熱が印加されると、ガラス繊維12とスルーホール導体8との間に熱応力が印加されやすい。 By the way, since the glass fiber 12 has a smaller coefficient of thermal expansion than the through-hole conductor 8, when heat is applied to the wiring board 4, thermal stress is easily applied between the glass fiber 12 and the through-hole conductor 8.
一方、本実施形態の配線基板4においては、図1(b)に示すように、繊維層14のガラス繊維12は、スルーホールT内壁に露出した面(スルーホールTの貫通方向に平行な面)が溝状(細長形状)の凹部Cを有しており、該凹部Cの内側には、スルーホール導体8の一部が充填されている。ここで、凹部Cが溝状であるため、凹部Cへのスルーホール導体8の充填性を高めることができ、凹部Cとスルーホール導体8とのアンカー効果を高めることができる。それ故、ガラス繊維12とスルーホール導体8との接着強度を高め、ガラス繊維12とスルーホール導体8との剥離を低減することができる。その結果、スルーホール導体8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4を得ることができる。 On the other hand, in the wiring board 4 of the present embodiment, as shown in FIG. 1B, the glass fiber 12 of the fiber layer 14 is a surface exposed on the inner wall of the through hole T (a surface parallel to the through direction of the through hole T). ) Has a groove-shaped (elongated shape) recess C, and a part of the through-hole conductor 8 is filled inside the recess C. Here, since the recessed part C is groove shape, the filling property of the through-hole conductor 8 to the recessed part C can be improved, and the anchor effect of the recessed part C and the through-hole conductor 8 can be improved. Therefore, the adhesive strength between the glass fiber 12 and the through-hole conductor 8 can be increased, and peeling between the glass fiber 12 and the through-hole conductor 8 can be reduced. As a result, disconnection of the through-hole conductor 8 can be reduced, and as a result, the wiring board 4 excellent in electrical reliability can be obtained.
この溝状の凹部Cは、長手方向Lにおける長さが、幅方向Wにおける長さの1.2倍以上2.5倍以下に設定されていることが望ましい。その結果、長手方向Lにおける長さが、幅方向Wにおける長さの1.2倍以上であることによって、スルーホール導体8の凹部Cへの充填性を高めることができ、長手方向Lにおける長さが、幅方向Wにおける長さの2.5倍以下であることによって、幅方向Wの長さが小さくなり過ぎることを抑制し、スルーホール導体8へのアンカー効果を担保することができる。なお、凹部Cは、長手方向Lにおける長さが例えば3μm以上8μm以下に設定され、幅方向Wにおける長さが例えば2μm以上5μm以下に設定され、深さが例えば0.5μm以上3μm以下に設定されている。 It is desirable that the length of the groove-like recess C in the longitudinal direction L is set to be 1.2 times or more and 2.5 times or less of the length in the width direction W. As a result, when the length in the longitudinal direction L is 1.2 times or more the length in the width direction W, the filling property of the through-hole conductor 8 into the concave portion C can be improved, and the length in the longitudinal direction L is increased. However, by being 2.5 times or less of the length in the width direction W, it is possible to suppress the length in the width direction W from becoming too small, and to secure the anchor effect to the through-hole conductor 8. The concave portion C has a length in the longitudinal direction L set to, for example, 3 μm to 8 μm, a length in the width direction W set to, for example, 2 μm to 5 μm, and a depth set to, for example, 0.5 μm to 3 μm. Has been.
また、凹部Cは、図1(b)に示すように、基体7の厚み方向に沿った溝状であることが望ましい。その結果、スルーホール導体8と比較して平面視における熱膨張量が小さいガラス繊維12において、スルーホールTの周回方向におけるアンカー効果を生じるため、スルーホールT内壁とスルーホール導体8との接着強度を高めることができる。 Moreover, as shown in FIG.1 (b), it is desirable for the recessed part C to be the groove shape along the thickness direction of the base | substrate 7. As shown in FIG. As a result, in the glass fiber 12 having a smaller amount of thermal expansion in plan view than the through-hole conductor 8, an anchor effect is generated in the circumferential direction of the through-hole T, and therefore the adhesive strength between the through-hole T inner wall and the through-hole conductor 8. Can be increased.
ガラス繊維12のスルーホールT内壁に露出した面の算術平均粗さ(Ra)は、例えば0.3μm以上3μm以下に設定されている。なお、ガラス繊維12の樹脂10に被覆された面(スルーホールT内壁に露出していない面)の算術平均粗さは、例えば0.1μm以下に設定されており、ガラス繊維12のスルーホールT内壁に露出した面の算術平均粗さよりも小さい。このガラス繊維12の樹脂10に被覆された面の算術平均粗さは、ガラス繊維12のスルーホールT内壁に露出した面の算術平均粗さの例えば10%以上50%以下に設定されている。 The arithmetic average roughness (Ra) of the surface exposed to the inner wall of the through hole T of the glass fiber 12 is set to, for example, 0.3 μm or more and 3 μm or less. The arithmetic average roughness of the surface of the glass fiber 12 covered with the resin 10 (the surface not exposed to the inner wall of the through hole T) is set to 0.1 μm or less, for example, and the through hole T of the glass fiber 12 It is smaller than the arithmetic average roughness of the surface exposed on the inner wall. The arithmetic average roughness of the surface of the glass fiber 12 covered with the resin 10 is set to, for example, 10% or more and 50% or less of the arithmetic average roughness of the surface exposed to the inner wall of the through hole T of the glass fiber 12.
かくして、上述した実装構造体1は、配線基板4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。 Thus, the mounting structure 1 described above exhibits a desired function by driving or controlling the electronic component 2 based on the power supply and signals supplied via the wiring board 4.
次に、上述した実装構造体1の製造方法を、図2に基づいて説明する。 Next, the manufacturing method of the mounting structure 1 mentioned above is demonstrated based on FIG.
(基体の準備)
(1)図2(a)に示すように、基体7と該基体7の上下に配された銅箔17xとからなる銅張積層板5xを準備する。具体的には、例えば以下のように行う。
(Preparation of substrate)
(1) As shown in FIG. 2A, a copper clad laminate 5x comprising a base body 7 and copper foils 17x disposed above and below the base body 7 is prepared. Specifically, for example, it is performed as follows.
まず、未硬化の樹脂10および無機絶縁粒子11を含むワニスを準備し、該ワニスを基材12に含浸させて樹脂シートを形成する。このようにワニスを基材12に含浸させる際に、無機絶縁粒子11が基材13のガラス繊維12間に侵入しにくいため、基材13外の領域(樹脂層15となる領域)に濃縮される。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。 First, a varnish containing uncured resin 10 and inorganic insulating particles 11 is prepared, and the base material 12 is impregnated with the varnish to form a resin sheet. Thus, when the base material 12 is impregnated with the varnish, the inorganic insulating particles 11 are less likely to enter between the glass fibers 12 of the base material 13, and thus are concentrated in a region outside the base material 13 (a region that becomes the resin layer 15). The The uncured state is an A-stage or B-stage according to ISO 472: 1999.
次に、該樹脂シートを積層して基体前駆体を形成するとともに、該基体前駆体の上下に銅箔17xを積層して積層体を形成した後、該積層体を厚み方向に加熱加圧することにより、該樹脂10を熱硬化させて基体7を形成するとともに、上述した銅張積層板5xを作製する。このように基体7を形成する際に、樹脂シートの基材13およびそのガラス繊維12間の樹脂が繊維層14となり、隣接する樹脂シートの基材13外の領域同士が接着して樹脂層15となる。 Next, the resin sheet is laminated to form a substrate precursor, and a copper foil 17x is laminated on and under the substrate precursor to form a laminate, and then the laminate is heated and pressed in the thickness direction. Thus, the resin 10 is thermally cured to form the base 7 and the above-described copper-clad laminate 5x is produced. Thus, when forming the base | substrate 7, the resin between the base material 13 of the resin sheet and the glass fiber 12 becomes the fiber layer 14, and the regions outside the base material 13 of the adjacent resin sheets are bonded to each other to form the resin layer 15. It becomes.
(スルーホールの形成)
(2)図2(b)に示すように、サンドブラスト法を用いて銅張積層板5xにスルーホールTを形成する。具体的には、例えば以下のように行う。
(Through hole formation)
(2) As shown in FIG. 2B, through-holes T are formed in the copper-clad laminate 5x using a sandblast method. Specifically, for example, it is performed as follows.
まず、銅張板積層板5xの両面に、スルーホールTの形成箇所に開口を有するレジストを形成する。このレジストは、例えば感光性樹脂の露光、現像によって形成することができる。次に、サンドブラスト装置のノズルから、銅張板積層板5xの一主面に微粒子を噴射することによって、該レジストの開口を介して、スルーホールTの一部分(非貫通)を形成する。次に、銅張板積層板5xの他主面に微粒子を噴射することによって、基体7を貫通するスルーホールTを形成する。なお、基体7を貫通するスルーホールTは、銅張板積層板5xの一主面のみに微粒子を噴射することによって形成しても構わない。次に、レジストを例えば1〜3wt%水酸化ナトリウム溶液等で除去する。次に、スルーホールTの内壁を高圧水洗することによって、残存した微粒子やスルーホールTの加工屑を除去する。 First, a resist having openings at the positions where the through holes T are formed is formed on both surfaces of the copper clad laminate 5x. This resist can be formed, for example, by exposure and development of a photosensitive resin. Next, a part (non-penetrating) of the through hole T is formed through the opening of the resist by injecting fine particles from the nozzle of the sand blasting device onto one main surface of the copper clad laminate 5x. Next, the through holes T penetrating the base 7 are formed by spraying fine particles onto the other main surface of the copper clad laminate 5x. Note that the through hole T penetrating the base body 7 may be formed by spraying fine particles only on one main surface of the copper clad laminate 5x. Next, the resist is removed with, for example, 1 to 3 wt% sodium hydroxide solution. Next, by washing the inner wall of the through hole T with high pressure water, the remaining fine particles and the processing waste of the through hole T are removed.
このようにサンドブラスト法を用いた場合、微粒子の噴射によってスルーホールTを形成するため、ドリル加工と比較して、ガラス繊維12と樹脂10との境界に印加される応力および熱を低減することができる。さらに、レーザー加工と比較して、ガラス繊維12と樹脂10との境界に印加される熱を低減することができる。それ故、サンドブラスト法を用いた場合、ドリル加工やレーザー加工と比較して、ガラス繊維12と樹脂10との剥離を低減することができるため、隣接するスルーホール導体8同士の短絡を低減しつつ間隔を狭くすることができ、ひいては配線基板4の配線密度を高めることができる。 When the sandblasting method is used in this way, the through hole T is formed by the injection of fine particles, so that the stress and heat applied to the boundary between the glass fiber 12 and the resin 10 can be reduced compared to drilling. it can. Furthermore, compared with laser processing, the heat applied to the boundary between the glass fiber 12 and the resin 10 can be reduced. Therefore, when the sandblasting method is used, it is possible to reduce the peeling between the glass fiber 12 and the resin 10 as compared with drilling or laser processing, so that the short circuit between adjacent through-hole conductors 8 is reduced. The interval can be narrowed, and consequently the wiring density of the wiring board 4 can be increased.
さらに、基体7における無機絶縁フィラー11の含有量を増加させた場合に、ドリル加工のようにドリルが摩耗することがなく、また、レーザー加工よりも容易にスルーホールTを形成することができる。それ故、基体7における無機絶縁フィラー11の含有量が高い場合、サンドブラスト法を用いると、効率良くスルーホールTを形成することができる。 Further, when the content of the inorganic insulating filler 11 in the substrate 7 is increased, the drill is not worn like the drilling process, and the through hole T can be formed more easily than the laser processing. Therefore, when the content of the inorganic insulating filler 11 in the substrate 7 is high, the through-hole T can be efficiently formed by using the sandblast method.
特に、微粒子を噴射する基体7の樹脂層15における無機絶縁粒子11の含有量は、40体積%以上75体積%以下に設定されていることが望ましい。その結果、無機絶縁粒子11の含有量を40体積%以上とすることによって、サンドブラスト法による樹脂層15の切削性を高めることができる。また、無機絶縁粒子11の含有量を75体積%以下とすることによって、スルーホールTを形成する際にスルーホールT内壁からの無機絶縁粒子11の脱粒を低減し、該脱粒に起因した窪みに気泡が残存してスルーホールT内壁とスルーホール導体8との密着強度が低下することを低減できる。 In particular, it is desirable that the content of the inorganic insulating particles 11 in the resin layer 15 of the base body 7 on which the fine particles are injected is set to be 40% by volume or more and 75% by volume or less. As a result, by making the content of the inorganic insulating particles 11 40% by volume or more, the machinability of the resin layer 15 by the sandblast method can be improved. In addition, by setting the content of the inorganic insulating particles 11 to 75% by volume or less, the formation of the through holes T reduces the degranulation of the inorganic insulating particles 11 from the inner walls of the through holes T, and the dents caused by the degranulation It can be reduced that the bubbles remain and the adhesion strength between the inner wall of the through hole T and the through hole conductor 8 is lowered.
また、レジストを使用してサンドブラストを行っていることから、微粒子を広範に噴射して複数のスルーホールTを同時に加工できるため、ドリル加工やレーザー加工と比較して、スルーホールTを効率良く形成できる。特に、基体7の厚みが0.03mm以上0.4mm以下と薄く設定されていると、サンドブラスト法を用いて効率良くスルーホールTを形成することができる。 Moreover, since sandblasting is performed using a resist, it is possible to process a plurality of through-holes T by spraying a wide range of fine particles, so the through-holes T can be formed more efficiently than drilling or laser processing. it can. In particular, when the thickness of the substrate 7 is set to be as thin as 0.03 mm or more and 0.4 mm or less, the through hole T can be efficiently formed using the sand blast method.
以上のようにサンドブラスト法でスルーホールTを形成するためには、サンドブラスト法は以下の条件で行うことができる。 As described above, in order to form the through hole T by the sand blast method, the sand blast method can be performed under the following conditions.
まず、サンドブラスト法は、ドライブラストにより行われる。その結果、ウェットブラストと比較して、微粒子に対する抵抗が小さいため、スルーホールTの切削性を高めるとともに、切削時の加工屑の残留を低減し、該加工屑による切削阻害を低減できる。 First, the sandblasting method is performed by drive last. As a result, since resistance to fine particles is small compared to wet blasting, it is possible to improve the machinability of the through-hole T, reduce the residual machining waste during cutting, and reduce the cutting hindrance due to the machining waste.
一方、サンドブラストで噴射する微粒子は、例えば球状の微粒子(球状粒子)または破砕形状の微粒子(破砕粒子)を用いることができ、ガラス、アルミナ、炭化ケイ素またはジルコニア等の無機絶縁材料を用いて形成することができる。 On the other hand, fine particles to be ejected by sandblasting can be, for example, spherical fine particles (spherical particles) or crushed fine particles (crushed particles), and are formed using an inorganic insulating material such as glass, alumina, silicon carbide, or zirconia. be able to.
なかでも、サンドブラストで噴射する微粒子は、ガラスよりも硬度の高い無機絶縁材料からなる破砕粒子を用いることが望ましい。その結果、ガラス繊維12よりも硬い破砕粒子の尖った端部によって、スルーホールTの内壁に露出したガラス繊維12を効率良く切削することができるため、ガラス繊維12と樹脂10との間に印加される応力を低減しつつ、スルーホールTを効率良く形成することができる。また、ガラス繊維12よりも硬い破砕粒子の尖った端部によって、スルーホールTの内壁に露出したガラス繊維12の面が部分的に切削されるため、厚み方向に沿った溝状の凹部Cを形成することができる。 Among these, it is desirable to use crushed particles made of an inorganic insulating material whose hardness is higher than that of glass as the fine particles to be ejected by sandblasting. As a result, the glass fiber 12 exposed on the inner wall of the through hole T can be efficiently cut by the sharp end portion of the crushed particles harder than the glass fiber 12, so that it is applied between the glass fiber 12 and the resin 10. The through hole T can be formed efficiently while reducing the applied stress. Moreover, since the surface of the glass fiber 12 exposed to the inner wall of the through hole T is partially cut by the sharp end portion of the crushed particles harder than the glass fiber 12, the groove-shaped recess C along the thickness direction is formed. Can be formed.
このようにガラスよりも硬度の高い無機絶縁材料としては、例えばアルミナ、炭化ケイ素またはジルコニア等を用いることができ、なかでもアルミナを用いることが望ましい。なお、硬度としてはビッカース硬度を用いることができる。 As such an inorganic insulating material having a hardness higher than that of glass, for example, alumina, silicon carbide, zirconia, or the like can be used, and among these, it is desirable to use alumina. As the hardness, Vickers hardness can be used.
また、微粒子の粒径は、10μm以上30μm以下に設定されていることが望ましい。その結果、粒径を10μm以上にすることによって、微粒子による切削性を高めスルーホールTを容易に形成することができる。また、粒径を30μm以下にすることによって、微粒子が孔詰まりすることなくスルーホールTを形成することができる。なお、微粒子の粒径は、各粒子の最大径の平均値である。 Further, the particle diameter of the fine particles is preferably set to 10 μm or more and 30 μm or less. As a result, by setting the particle diameter to 10 μm or more, it is possible to easily form the through hole T by improving the cutting ability by the fine particles. Further, by setting the particle size to 30 μm or less, the through hole T can be formed without clogging the fine particles. The particle size of the fine particles is an average value of the maximum diameters of the respective particles.
また、微粒子を噴射する圧力は、0.15MPa以上0.22MPa以下に設定されていることが望ましい。その結果、圧力を0.15MPa以上にすることによって、スルーホールT内のガラス繊維12を効率よく切削加工することができる。また、圧力を0.22MPa以下にすることによって、破砕粒子同士がぶつかりあってスルーホールT内壁の樹脂10が過剰に切削されないように加工することができる。 Moreover, it is desirable that the pressure for injecting the fine particles is set to 0.15 MPa or more and 0.22 MPa or less. As a result, the glass fiber 12 in the through hole T can be efficiently cut by setting the pressure to 0.15 MPa or more. Further, by setting the pressure to 0.22 MPa or less, it is possible to process so that the crushed particles collide with each other and the resin 10 on the inner wall of the through hole T is not excessively cut.
また、微粒子の噴射量は、30g/min以上200g/min以下に設定されていることが望ましい。 Moreover, it is desirable that the injection amount of the fine particles is set to 30 g / min or more and 200 g / min or less.
また、1つのスルーホールTに対して微粒子を噴射する回数(スキャン回数)は、基体7の厚みに応じて設定され、例えばコア基板5の厚みが80μm以上400μm以下の場合には4回以上20回以下に設定されている。 In addition, the number of times the fine particles are ejected to one through hole T (the number of scans) is set in accordance with the thickness of the base 7. For example, when the thickness of the core substrate 5 is 80 μm or more and 400 μm or less, Is set to less than
ここで、サンドブラスト法で形成したスルーホールTの内壁は、デスミア処理を行わないことが望ましい。サンドブラスト法でスルーホールTを形成すると、ドリル加工やレーザー加工と比較して、スルーホールTの内壁に印加される熱を低減して炭化した樹脂の残滓を低減できるとともに、物理的に分子間の結合が切断されるため、スルーホールT内壁に露出した樹脂10の表面の反応活性を高めることができる。また、上述した如く、スルーホールT内壁に露出したガラス繊維12の凹部Cによってスルーホール導体8とのアンカー効果が生じる。 Here, it is desirable that the inner wall of the through hole T formed by the sandblast method is not subjected to desmear treatment. When the through-hole T is formed by the sand blast method, the heat applied to the inner wall of the through-hole T can be reduced to reduce the residue of the carbonized resin as compared with drilling or laser processing, and physically between the molecules. Since the bond is cut, the reaction activity of the surface of the resin 10 exposed on the inner wall of the through hole T can be increased. Further, as described above, an anchor effect with the through-hole conductor 8 is generated by the concave portion C of the glass fiber 12 exposed on the inner wall of the through-hole T.
それ故、デスミア処理を行わなくとも、スルーホールTの内壁とスルーホール導体8との接着強度を高めることができる。このようにデスミア処理を行わないことによって、樹脂10のみが選択的にエッチングされてガラス繊維12の側面が大きく露出することを低減し、樹脂10とガラス繊維12との剥離を低減できる。 Therefore, the adhesive strength between the inner wall of the through hole T and the through hole conductor 8 can be increased without performing a desmear process. By not performing the desmear process in this way, it is possible to reduce only the resin 10 from being selectively etched and to largely expose the side surfaces of the glass fibers 12, and to reduce the peeling between the resin 10 and the glass fibers 12.
(スルーホール導体の形成)
(3)図2(c)に示すように、基体7にスルーホール導体8、絶縁体9および導電層17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。
(Formation of through-hole conductors)
(3) As shown in FIG. 2 (c), the through-hole conductor 8, the insulator 9 and the conductive layer 17 are formed on the base body 7, and the core substrate 5 is manufactured. Specifically, for example, it is performed as follows.
まず、無電解めっき法および電気めっき法を順次用いることによって、スルーホールT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8を形成する。次に、円筒状のスルーホール導体8によって取り囲まれた領域に樹脂材料等を充填し、絶縁体9を形成する。次に、絶縁体9の露出部に導電材料を被着させた後、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17xをパターニングして導電層17を形成する。なお、導電材料の被着には、蒸着法、CVD法またはスパッタリング法を用いても構わない。 First, a cylindrical through-hole conductor 8 is formed by depositing a conductive material on the inner wall of the through-hole T by sequentially using an electroless plating method and an electroplating method. Next, a region surrounded by the cylindrical through-hole conductor 8 is filled with a resin material or the like to form an insulator 9. Next, after a conductive material is deposited on the exposed portion of the insulator 9, the copper foil 17x is patterned by a conventionally known photolithography technique, etching, or the like to form the conductive layer 17. Note that an evaporation method, a CVD method, or a sputtering method may be used for depositing the conductive material.
ここで、スルーホール導体を形成する際に、上述した(2)の工程で形成したスルーホールT内壁の凹部Cには、導電材料が充填される。それ故、凹部Cが溝状であることから導電材料被着の際に凹部C内に気泡が残存することを低減し、凹部Cに対する導電材料の充填性を高めることができる。 Here, when forming the through-hole conductor, the recess C of the inner wall of the through-hole T formed in the step (2) described above is filled with a conductive material. Therefore, since the concave portion C has a groove shape, it is possible to reduce bubbles remaining in the concave portion C when the conductive material is applied, and to improve the filling property of the conductive material into the concave portion C.
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 core substrate 5 can be manufactured as described above.
(配線層の形成)
(4)図2(d)に示すように、コア基板5の両側に一対の配線層6を形成することにより、配線基板4を作製する。具体的には、例えば以下のように行う。
(Formation of wiring layer)
(4) As shown in FIG. 2 (d), the wiring substrate 4 is manufactured by forming a pair of wiring layers 6 on both sides of the core substrate 5. Specifically, for example, it is performed as follows.
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上に絶縁層16を形成する。次に、レーザー加工でビア孔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。このように、レーザー加工でビア孔Vを形成することによって、サンドブラスト法と比較して、ビア孔V内に露出させる導電層17の損傷を低減することができる。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Vにビア導体18を形成するとともに絶縁層16の上面に導電層17を形成する。 First, an uncured resin is placed on the conductive layer 17, and the resin is heated and fluidly adhered, and further heated to cure the resin, thereby forming the insulating layer 16 on the conductive layer 17. Next, a via hole V is formed by laser processing, and at least a part of the conductive layer 17 is exposed in the via hole V. Thus, by forming the via hole V by laser processing, damage to the conductive layer 17 exposed in the via hole V can be reduced as compared with the sandblasting method. Next, the via conductor 18 is formed in the via hole V and the conductive layer 17 is formed on the upper surface of the insulating layer 16 by, for example, a semi-additive method, a subtractive method, or a full additive method.
以上のようにして、配線基板4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、配線層6において絶縁層16および導電層17を多層化させることができる。 The wiring board 4 can be produced as described above. By repeating this process, the insulating layer 16 and the conductive layer 17 can be multilayered in the wiring layer 6.
(電子部品の実装)
(5)最上層の導電層17上面にバンプ3を形成するとともにバンプ3を介して配線基板4に電子部品2をフリップチップ実装する。
(Electronic component mounting)
(5) The bump 3 is formed on the upper surface of the uppermost conductive layer 17 and the electronic component 2 is flip-chip mounted on the wiring board 4 via the bump 3.
以上のようにして、図1(a)に示した実装構造体1を作製することができる。 As described above, the mounting structure 1 shown in FIG. 1A 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、上述した実施形態において、電子部品を配線基板上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し、電子部品を配線基板の内部に実装しても構わない。 In the above-described embodiment, the configuration in which the electronic component is flip-chip mounted on the wiring board has been described as an example. However, the electronic component may be mounted on the wiring board by wire bonding, or the electronic component may be mounted inside the wiring board. May be implemented.
また、上述した実施形態において、配線層が絶縁層を1層含む構成を例に説明したが、配線層は絶縁層を何層含んでも構わない。 In the above-described embodiment, the configuration in which the wiring layer includes one insulating layer has been described as an example. However, the wiring layer may include any number of insulating layers.
また、上述した実施形態において、基体が繊維層を3層含む構成を例に説明したが、基体は繊維層を何層含んでも構わない。 In the above-described embodiment, the configuration in which the base includes three fiber layers has been described as an example. However, the base may include any number of fiber layers.
また、上述した実施形態において、繊維層の第1樹脂と樹脂層の第2樹脂とが同一のものである構成を例に説明したが、繊維層の第1樹脂と樹脂層の第2樹脂とは異なるものでも構わない。 In the above-described embodiment, the configuration in which the first resin of the fiber layer and the second resin of the resin layer are the same has been described as an example. However, the first resin of the fiber layer and the second resin of the resin layer May be different.
また、上述した実施形態において、(1)の工程にて銅箔を用いた構成を例に説明したが、銅箔の代わりに、例えば鉄ニッケル合金または鉄ニッケルコバルト合金等の金属材料からなる金属箔を用いても構わない。 Moreover, in embodiment mentioned above, although the structure using copper foil was demonstrated to the example in the process of (1), the metal which consists of metal materials, such as an iron nickel alloy or an iron nickel cobalt alloy, for example instead of copper foil A foil may be used.
以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明は、下記実施例によって限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の変更、実施の態様は、いずれも本発明の範囲内に含まれる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and all modifications and embodiments without departing from the gist of the present invention are not limited thereto. Included in range.
<スルーホール加工方法の比較>
(評価方法)
基体の上下に銅箔を積層してなる銅張積層板を作製し、サンドブラスト法、ドリル加工またはレーザー加工(355nmUV)でスルーホールを形成した。次に、無電解めっき法および電気めっき法を用いて、スルーホールの内壁にスルーホール導体を形成した。その後、スルーホール導体形成前後の銅張積層板を厚み方向に切断し、電界放出型電子顕微鏡または金属顕微鏡を用いて、切断面を観察した。
<Comparison of through-hole processing methods>
(Evaluation method)
A copper-clad laminate formed by laminating copper foils on the top and bottom of the substrate was prepared, and through holes were formed by sandblasting, drilling or laser processing (355 nm UV). Next, a through-hole conductor was formed on the inner wall of the through-hole using an electroless plating method and an electroplating method. Thereafter, the copper clad laminate before and after forming the through-hole conductor was cut in the thickness direction, and the cut surface was observed using a field emission electron microscope or a metal microscope.
また、サンドブラスト法またはドリル加工を用いて、ピッチの異なるスルーホールを形成した後、スルーホール導体を形成した銅張積層板について、高温高湿バイアス試験であるPCBTおよびTHBを行って、スルーホール導体間の絶縁信頼性の評価を行なった。なお、PCBTの条件は、130℃、85%RH、バイアス5Vであり、THBの条件は85℃、85%RH、バイアス5Vである。 Also, after forming through-holes with different pitches using sandblasting or drilling, copper-clad laminates with through-hole conductors were subjected to PCBT and THB, which are high-temperature, high-humidity bias tests, and through-hole conductors The insulation reliability was evaluated. The conditions of PCBT are 130 ° C., 85% RH, and bias 5V, and the conditions of THB are 85 ° C., 85% RH, and bias 5V.
(銅張板積層板の作製条件)
まず、未硬化のエポキシ樹脂(樹脂)、シリカフィラー(無機絶縁粒子)およびガラスクロス(基材)を含む樹脂シートを準備した。なお、樹脂シートは、シリカフィラーを60体積%を含んでいる。
(Conditions for copper clad laminate)
First, a resin sheet containing an uncured epoxy resin (resin), silica filler (inorganic insulating particles), and glass cloth (base material) was prepared. In addition, the resin sheet contains 60 volume% of silica fillers.
次に、樹脂シートを4層積層するとともに、最外層に銅箔を積層して積層体を形成した。 Next, four layers of resin sheets were laminated, and a copper foil was laminated on the outermost layer to form a laminate.
次に、温度:220℃、圧力:3MPa、時間:90分の条件下で、該積層体を厚み方向に加熱加圧することにより、上述した銅張積層板を作製した。 Next, the above-mentioned copper-clad laminate was produced by heating and pressing the laminate in the thickness direction under the conditions of temperature: 220 ° C., pressure: 3 MPa, and time: 90 minutes.
(スルーホール加工条件)
サンドブラスト法は、微粒子の噴射量:50g/min、微粒子を噴射する圧力:0.15MPa、微粒子の形状:破砕粒子、微粒子の粒径:26μm、微粒子の材料:アルミナの条件下で行った。
(Through hole processing conditions)
The sandblasting method was performed under the conditions of fine particle injection amount: 50 g / min, fine particle injection pressure: 0.15 MPa, fine particle shape: crushed particles, fine particle size: 26 μm, fine particle material: alumina.
ドリル加工は、スピンドル:30krpm、チップロード:3μm/revの条件下で行った。 Drilling was performed under the conditions of spindle: 30 krpm and chip load: 3 μm / rev.
レーザー加工は、波長:355nm、周波数:30kHz 、ビームモード:ガウシアンビームモード、速度:91.6mm/secの条件下で行った。 Laser processing was performed under the conditions of wavelength: 355 nm, frequency: 30 kHz, beam mode: Gaussian beam mode, and speed: 91.6 mm / sec.
(結果)
図3(a)、(b)および図4(a)に示すように、ドリル加工およびレーザー加工ではガラスクロスと樹脂の間にスルーホール導体が染み込んでいたが、サンドブラスト法では、ガラスクロスと樹脂が密着しており、スルーホール導体の染み込みは見られなかった。
(result)
As shown in FIGS. 3 (a), 3 (b) and 4 (a), the through-hole conductor penetrated between the glass cloth and the resin in drilling and laser processing, but in the sandblasting method, the glass cloth and resin Were in close contact with each other, and no penetration of the through-hole conductor was observed.
図4(b)に示すように、ドリル加工では、スルーホールのピッチを100μmにすると、電気的に不良がみられたが、サンドブラスト法では、電気的な不良は見られなかった。 As shown in FIG. 4B, in the drilling process, when the through-hole pitch was set to 100 μm, an electrical defect was observed, but in the sandblast method, no electrical defect was observed.
<噴射する粒子形状の比較>
(評価方法)
基体の上下に銅箔を積層してなる銅張積層板を作製し、サンドブラスト法において破砕粒子または球状粒子を噴射して、スルーホールを形成した後、銅張積層板を厚み方向に切断し、電界放出型電子顕微鏡を用いて切断面を観察した。
<Comparison of particle shapes to be injected>
(Evaluation method)
A copper clad laminate is produced by laminating copper foils on the top and bottom of the substrate, and crushed particles or spherical particles are sprayed in the sandblast method to form through holes, and then the copper clad laminate is cut in the thickness direction. The cut surface was observed using a field emission electron microscope.
(銅張板積層板の作製条件)
上述したスルーホール加工の比較と同様に、銅張板積層板を作製した。
(Conditions for copper clad laminate)
A copper-clad laminate was produced in the same manner as in the comparison of through-hole processing described above.
(スルーホール加工条件)
球状粒子は、材料:磁性材料粉末Fe−Si−B−Cr、粒径:11μmである。他の条件は、上述したスルーホール加工の比較と同様である。
(Through hole processing conditions)
The spherical particles have a material: magnetic material powder Fe—Si—B—Cr and a particle size: 11 μm. Other conditions are the same as the comparison of the through hole processing mentioned above.
(結果)
図5に示すように、球状粒子を用いた場合と比較して、破砕粒子を用いると、スルーホールの加工性が良好であり、また、ガラス繊維のスルーホールに露出した側面および端面に、凹部が形成されていた。
(result)
As shown in FIG. 5, compared to the case of using spherical particles, when crushed particles are used, the processability of the through holes is good, and the side surfaces and end surfaces exposed to the through holes of the glass fiber are recessed. Was formed.
1 実装構造体
2 電子部品
3 バンプ
4 配線基板
5 コア基板
6 配線層
7 基体
8 スルーホール導体
9 絶縁体
10 樹脂
11 無機絶縁粒子
12 ガラス繊維
13 基材
14 繊維層
15 樹脂層
16 絶縁層
17 導電層
18 ビア導体
T スルーホール
V ビア孔
C 凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mounting structure 2 Electronic component 3 Bump 4 Wiring board 5 Core board 6 Wiring layer 7 Base body 8 Through-hole conductor 9 Insulator 10 Resin 11 Inorganic insulating particle 12 Glass fiber 13 Base material 14 Fiber layer 15 Resin layer 16 Insulating layer 17 Conductivity Layer 18 Via conductor T Through hole V Via hole C Recess
Claims (10)
サンドブラスト法を用いて、微粒子を前記基体に向かって噴射することによって、前記基体にスルーホールを形成する工程と、
前記スルーホール内にスルーホール導体を形成する工程と
を備えたことを特徴とする配線基板の製造方法。 Preparing a substrate having a fiber layer including a first resin and a glass fiber coated with the first resin;
Forming a through hole in the substrate by spraying fine particles toward the substrate using a sandblast method;
And a step of forming a through-hole conductor in the through-hole.
前記基体にスルーホールを形成する工程は、
破砕粒子である前記微粒子を前記基体に向かって噴射することによって、前記基体にスルーホールを形成することを特徴とする配線基板の製造方法。 The wiring board according to claim 1,
The step of forming a through hole in the substrate includes
A method of manufacturing a wiring board, wherein through holes are formed in the substrate by spraying the fine particles, which are crushed particles, toward the substrate.
前記基体にスルーホールを形成する工程は、
ガラスよりも硬度の高い前記微粒子を前記基体に向かって噴射することによって、前記基体にスルーホールを形成することを特徴とする配線基板の製造方法。 The wiring board according to claim 2,
The step of forming a through hole in the substrate includes
A method for producing a wiring board, comprising forming through holes in the substrate by spraying the fine particles having a hardness higher than that of glass toward the substrate.
前記基体にスルーホールを形成する工程は、
アルミナ、炭化ケイ素またはジルコニアからなる前記微粒子を前記基体に向かって噴射することによって、前記基体にスルーホールを形成することを特徴とする配線基板の製造方法。 The wiring board according to claim 3,
The step of forming a through hole in the substrate includes
A method of manufacturing a wiring board, comprising forming a through hole in the substrate by spraying the fine particles made of alumina, silicon carbide, or zirconia toward the substrate.
前記基体を準備する工程は、
第2樹脂と該第2樹脂に被覆された無機絶縁粒子とを含み、前記繊維層上に配された樹脂層をさらに有する前記基体を準備することを特徴とする配線基板の製造方法。 In the manufacturing method of the wiring board of Claim 1,
The step of preparing the substrate includes
A method of manufacturing a wiring board, comprising: preparing a base including a second resin and inorganic insulating particles coated with the second resin, and further having a resin layer disposed on the fiber layer.
前記基体を準備する工程は、
酸化ケイ素からなる前記無機絶縁粒子を含む前記樹脂層をさらに有する前記基体を準備することを特徴とする配線基板の製造方法。 In the manufacturing method of the wiring board of Claim 5,
The step of preparing the substrate includes
A method for manufacturing a wiring board, comprising: preparing the base further having the resin layer containing the inorganic insulating particles made of silicon oxide.
前記基体を準備する工程は、
前記無機絶縁粒子を40体積%以上75体積%以下含む前記樹脂層を有する前記基体を準備することを特徴とする配線基板の製造方法。 The wiring board according to claim 6,
The step of preparing the substrate includes
A method of manufacturing a wiring board, comprising preparing the base body having the resin layer containing the inorganic insulating particles in an amount of 40% by volume to 75% by volume.
前記スルーホール内に前記スルーホール導体を形成する工程は、
前記基体に前記スルーホールを形成する工程の後、デスミア処理をすることなく、前記スルーホール内に前記スルーホール導体を形成することを特徴とする配線基板の製造方法。 The wiring board according to claim 1,
Forming the through-hole conductor in the through-hole,
A method of manufacturing a wiring board, comprising forming the through-hole conductor in the through-hole without performing a desmearing process after the step of forming the through-hole in the base.
前記スルーホール内に前記スルーホール導体を形成する工程は、
めっき法を用いて、前記スルーホール内に前記スルーホール導体を形成することを特徴とする配線基板の製造方法。 The wiring board according to claim 8,
Forming the through-hole conductor in the through-hole,
A method of manufacturing a wiring board, wherein the through-hole conductor is formed in the through-hole using a plating method.
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