(57)【要約】【課題】  配線基板を２５０〜２６０℃程度の高温に加熱したとしても、樹脂基板と樹脂層との間に剥離が発生することのない耐熱信頼性に優れる配線基板を提供すること。【解決手段】  樹脂基板１を構成する熱硬化性樹脂に含有されるフィラーの熱分解により水分が発生する温度が２６０℃より高い。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維基材に熱分解により水分を発生するフィラーを含有する熱硬化性樹脂を含浸させて成る樹脂基板と、該樹脂基板の表面に積層された樹脂層と、前記樹脂基板および前記樹脂層の表面に被着された配線導体層とを具備しており、前記樹脂層の表面の前記配線導体層は、半田を介して外部導体に電気的に接続される接続パッドが設けられており、前記フィラーは、水分の発生する温度が２６０℃より高いことを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記フィラーが２４５〜２６０℃の温度で熱処理されていることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子等の電子部品を搭載するために用いられる配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子等の電子部品を搭載するために用いられる配線基板は、例えばガラス繊維基材にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂基板の上下面に銅箔から成る配線導体層が被着されているとともに、その上にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成る樹脂層と銅めっきから成る配線導体層とを交互に複数層積層することにより多層化されている。なお、樹脂層上に形成された配線導体層は、その一部が配線基板の上面側および下面側に露出しており、上面側に露出した一部が電子部品の電極に半田を介して電気的に接続される電子部品接続用の接続パッドを形成し、下面側に露出した一部が外部電気回路基板の配線導体に半田を介して電気的に接続される外部接続用の接続パッドを形成している。そして、電子部品の電極と電子部品接続用の接続パッドとを半田を介して接合することにより電子部品が実装された電子装置となり、この電子装置の外部接続用の接続パッドを外部電気回路基板の配線導体に半田を介して接合することにより電子部品の電極が外部電気回路に電気的に接続されることとなる。なお、このような配線基板に使用される樹脂基板においては、その難燃性を向上させるために、ガラス繊維基材に含浸された熱硬化性樹脂中に水酸化アルミニウム等の熱分解により水分を発生するフィラーが含有されている。
【特許文献１】特開２００３−１７９３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、近年、環境への配慮から、配線基板の半田接合パッドと電子部品の電極や外部電気回路基板の配線導体とを接続する半田として鉛を含まない鉛フリー半田が使用されるようになってきている。このような鉛フリー半田は、従来使用されてきた鉛−錫半田よりも融点が高く、そのため、電子部品の電極や外部電気回路基板の配線導体と半田接合パッドとを接合する半田を溶融させる際に、配線基板を２５０〜２６０℃程度の高温に加熱する必要がある。しかしながら、配線基板を２５０〜２６０℃程度の高温に加熱すると、樹脂基板とその上に積層した樹脂層との間に剥離が発生してしまうという問題点を誘発した。
【０００４】
そこで、本発明者は鋭意研究の結果、配線基板を２５０〜２６０℃に加熱すると、配線基板を構成する樹脂基板の熱硬化性樹脂に含有されるフィラーの一部が、これに含有される不純物の影響で熱分解されて水分が発生し、その水分が樹脂基板とその上の樹脂層との間にガスとして溜まって樹脂基板と樹脂層とを剥離させることをつきとめた。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、配線基板を２５０〜２６０℃程度の高温に加熱したとしても、樹脂基板と樹脂層との間に剥離が発生することのない耐熱信頼性に優れる配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の配線基板は、繊維基材に、熱分解により水分を発生するフィラーを含有する熱硬化性樹脂を含浸させて成る樹脂基板と、該樹脂基板の表面に積層された樹脂層と、前記樹脂基板および前記樹脂層の表面に被着された配線導体層とを具備しており、前記樹脂層の表面の前記配線導体層は、半田を介して外部導体に電気的に接続される接続パッドが設けられており、前記フィラーは、水分の発生する温度が２６０℃より高いことを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の配線基板は、前記フィラーが２４５〜２６０℃の温度で熱処理されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の配線基板によれば、樹脂基板の熱硬化性樹脂に含有されるフィラーから熱分解による水分が発生する温度が２６０℃よりも高いことから、接続パッド上に鉛フリー半田を溶融させる際等に配線基板を２５０〜２６０℃の高温に加熱したとしても、その温度では樹脂基板の熱硬化性樹脂に含有されるフィラーからは熱分解による水分が発生することはない。したがって、樹脂基板とその上の樹脂層との間に剥離が発生することのない、耐熱信頼性に優れる配線基板を提供することができる。また、フィラーが２４５〜２６０℃で熱処理されていると、フィラーの熱分解により２６０℃以下の温度で発生する水分が予め良好に除去される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
つぎに、本発明の配線基板を添付の図面に基づき詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明を実施するための最良の形態を半導体素子を搭載するための配線基板に適用した場合の一例を示す断面図である。図１において１は樹脂基板、２は金属箔から成る配線導体層、３は樹脂層、４はめっき導体から成る配線導体層、５はソルダーレジスト層であり、主としてこれらで電子部品としての半導体素子を搭載するための本発明の配線基板が構成される。
【００１１】
樹脂基板１は、例えばガラス繊維束を縦横に織り込んだガラス繊維基材にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂が含浸されて成り、その上下面には銅箔から成る配線導体層２が配設されている。また、樹脂基板１の上面から下面にかけては複数の貫通孔６が形成されているとともに、その貫通孔６の内面には上下の配線導体層２を電気的に接続するための銅めっき膜から成る貫通導体７が被着されている。なお、ガラス繊維基材に含浸された熱硬化性樹脂中には、２６０℃より高い温度で熱分解して水分を発生する水酸化アルミニウム等のフィラーが含有されており、それにより樹脂基板１の難燃性が高められている。
【００１２】
このような樹脂基板１は、ガラス織物に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させたシートを熱硬化させた後、これに上面から下面にかけてドリル加工を施すことにより製作され、熱分解により水分を発生するフィラーとしては、２４５〜２６０℃の温度で予め熱処理されたものが用いられている。なお、樹脂基板１の上下面に配設された配線導体層２は、樹脂基板１用のシートの上下全面に厚みが５〜５０μｍ程度の銅箔を貼着しておくとともにこの銅箔をシートの硬化後にエッチング加工することにより所定のパターンに形成される。また、貫通孔６内面の貫通導体７は、樹脂基板１に貫通孔６を設けた後に、この貫通孔６の内面に無電解めっき法および電解めっき法により厚みが５〜５０μｍ程度の銅めっき膜を析出させることにより形成される。
【００１３】
さらに、樹脂基板１は、その貫通孔６の内部にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂から成る樹脂柱８が充填されている。樹脂柱８は、貫通孔６を塞ぐことにより貫通孔６の直上および直下に樹脂層３を形成可能とするためのものであり、未硬化のペースト状の熱硬化性樹脂を貫通孔６内にスクリーン印刷法により充填し、これを熱硬化させた後、その上下面を略平坦に研磨することにより形成される。そして、この樹脂柱８を含む樹脂基板１の上下面に樹脂層３が積層されている。
【００１４】
樹脂基板１の上下面に積層された樹脂層３は、それぞれの厚みが２０〜５０μｍ程度であり、各層の上面から下面にかけて直径が３０〜１００μｍ程度の複数のビア孔９を有しており、その表面およびビア孔９内には銅めっき膜から成る配線導体層４が被着されている。これらの樹脂層３は、銅めっき膜から成る配線導体層４を高密度に配線するための絶縁間隔を提供するためのものであり、上層の配線導体層４と下層の配線導体層２や４とをビア孔９の内部を介して電気的に接続することにより高密度配線を立体的に形成可能としている。
【００１５】
このような樹脂層３は、厚みが２０〜５０μｍ程度の未硬化の熱硬化性樹脂フィルムを樹脂基板１の上下面に貼着し、これを熱硬化させるとともにレーザ加工によりビア孔９を穿孔し、さらにその上に同様にして次の樹脂層３を順次積み重ねることによって形成される。なお、各樹脂層３の表面およびビア孔９内に被着された配線導体層４は、各樹脂層３を形成する毎に各樹脂層３の表面およびビア孔９内に５〜５０μｍ程度の厚みの銅めっき膜を公知のセミアディティブ法やサブトラクティブ法等のパターン形成法により所定のパターンに被着させることによって形成される。
【００１６】
さらに、最表層の樹脂層３上にはソルダーレジスト層５が被着されている。ソルダーレジスト層５は、例えばアクリル変性エポキシ樹脂にシリカやタルク等の無機物粉末フィラーを３０〜７０質量％程度分散させた絶縁材料から成り、表層の配線導体層４同士の電気的絶縁信頼性を高めるとともに、後述する接続パッド４ａ、４ｂの樹脂層３への接合強度を大きなものとする作用をなす。
【００１７】
このようなソルダーレジスト層５は、その厚みが１０〜５０μｍ程度であり、感光性を有するソルダーレジスト層５用の未硬化樹脂ペーストをロールコーター法やスクリーン印刷法を採用して最表層の樹脂層３上に塗布し、これを乾燥させた後、露光および現像処理を行なって接続パッド４ａ、４ｂを露出させる開口部を形成した後、これを熱硬化させることによって形成される。あるいは、ソルダーレジスト層５用の未硬化の樹脂フィルムを最上層の樹脂層３上に貼着した後、これを熱硬化させ、しかる後、接続パッド４ａ、４ｂに対応する位置にレーザ光を照射し、硬化した樹脂フィルムを部分的に除去することによって接続パッド４ａ、４ｂを露出させる開口部を有するように形成される。
【００１８】
また、配線導体層２、４および貫通導体７は、半導体素子の各電極を外部電気回路基板に接続するための導電路として機能し、上面側の樹脂層３の表面に露出している配線導体層４の一部が半導体素子の各電極に半田を介して接続される電子部品接続用の接続パッド４ａを形成しているとともに、下面側の樹脂層３の表面に露出した配線導体層４の一部が外部電気回路基板に半田を介して接続される外部接続用の接続パッド４ｂを形成している。
【００１９】
さらに、接続パッド４ａ、４ｂには、錫−銀合金や錫−銀−銅合金等の鉛フリー合金から成る半田１０ａ、１０ｂが溶着されており、それにより接続パッド４ａ、４ｂの変色や酸化が防止されるとともに半導体素子の各電極と接続パッド４ａとの半田を介した接合や接続パッド４ｂと外部電気回路基板との半田を介した接合が容易なものとなっている。
【００２０】
このように、接続パッド４ａ、４ｂに半田１０ａ、１０ｂを溶着させるには、接続パッド４ａ、４ｂの上に錫−銀合金や錫−銀−銅合金等の鉛フリー合金から成る半田粉末とフラックスとを含有する半田ペーストを従来周知のスクリーン印刷法を採用して印刷塗布し、それを２５０〜２６０℃の温度で加熱して半田粉末を溶融させることにより溶着する方法が採用される。
【００２１】
なお、本発明の配線基板は、前述したように、樹脂基板１を構成する熱硬化性樹脂に含有されるフィラーから熱分解による水分が発生する温度が２６０℃より高く、そのことが重要である。このように樹脂基板１を構成する熱硬化性樹脂に含有されるフィラーから熱分解による水分が発生する温度が２６０℃より高いことから、接続パッド４ａ、４ｂに半田１０ａ、１０ｂを溶着する際等に２５０〜２６０℃程度の温度が加えられたとしても、樹脂基板１を構成する熱硬化性樹脂に含有されるフィラーから熱分解による水分が発生することはない。したがって、樹脂基板１とその上の樹脂層３との間にフィラーの熱分解による水分に起因する剥離が発生することはなく、耐熱信頼性に優れた配線基板を提供することができる。なお、樹脂基板１を構成する熱硬化性樹脂に含有されるフィラーから熱分解により水分が発生する温度が２６０℃以下であると、配線基板が２５０〜２６０℃程度の温度に加熱された場合に樹脂基板を構成する熱硬化性樹脂に含有されるフィラーから熱分解により発生する水分により樹脂基板１とその上の樹脂層３との間に剥離が発生する危険が大きなものとなる。したがって、樹脂基板１を構成する熱硬化性樹脂に含有されるフィラーの熱分解によりガスの発生する温度は２６０℃より高い温度に特定される。
【００２２】
このように樹脂基板１を構成する熱硬化性樹脂に含有されるフィラーから熱分解により水分が発生する温度を２６０℃より高いものとするには、水酸化アルミニウム等の２６０℃より高い温度で熱分解して水分を発生するフィラーを予め２４５〜２６０℃の温度で熱処理し、フィラーに含まれる不純物の影響で２６０℃以下の温度で熱分解して発生する水分を予め除去しておけばよい。なお、熱処理の温度が２４５℃よりも低いと、フィラーに含まれる不純物の影響で２６０℃以下の温度で熱分解して発生する水分を良好に除去することが困難となり、他方２６０℃を超えると、フィラーの熱分解が進行して樹脂基板１の難燃性が低下してしまう危険がある。したがって、フィラーの熱処理は２４５〜２６０℃の温度で行なうことが好ましい。なお、フィラーとしては、金属水酸化物が用いられるが、耐熱温度が２６０〜３００℃程度とそれほど高くないエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂に対して２６０〜３００℃での良好な難燃性を付与させるためには２６０〜３００℃で水分を発生する水酸化アルミニウムが好ましい。
【００２３】
かくして、本発明の配線基板によれば、電子部品の電極と接続パッド４ａとを半田１０ａを介して接合することにより電子部品が実装された電子装置となり、この電子装置の接続パッド１０ｂを外部電気回路基板の配線導体に半田１０ｂを介して接合することにより電子部品の電極が外部電気回路に電気的に接続されることとなる。
【００２４】
なお、本発明は、上述の形態例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であれば種々の変更は可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の配線基板を実施するための最良の形態例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１：樹脂基板
２，４：配線導体層
３：樹脂層
４ａ，４ｂ：半田接合パッド
【図１】
2005183483.tif 000003