(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス繊維基材に変性ポリフェニレンエーテル樹脂を含浸させた絶縁層と金属箔から成る配線導体とを交互に複数層積層するとともに、前記絶縁層を挟んで上下に位置する前記配線導体同士を前記絶縁層に設けた貫通孔を導体で充填して成る貫通導体により電気的に接続して成る配線基板において、前記絶縁層は前記変性ポリフェニレンエーテル樹脂の含有量が４０〜４５重量％であり、前記貫通導体は、金属粉末とトリアジン系熱硬化性樹脂とから成るとともに、半径５００μｍ以内の範囲に４〜１２個分布するように配設されていることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
請求項１記載の配線基板の表面に電子部品を実装するとともに、該電子部品の電極を前記配線導体または前記貫通導体に電気的に接続して成ることを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁層および配線導体が交互に複数層積層され、絶縁層を挟んで上下に位置する配線導体同士を絶縁層に設けた貫通導体により電気的に接続して成る配線基板およびこれを用いた電子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子や抵抗器等の電子部品を搭載するために用いられる配線基板として、ガラス繊維基材および変性ポリフェニレンエーテル樹脂から成る絶縁層と銅箔等の金属箔から成る配線導体とを交互に複数積層して成るプリント基板が知られている。このようなプリント基板は、絶縁層表面に被着した銅箔をエッチングして配線導体を形成し、配線導体が形成された絶縁層を複数枚、積層圧着して多層化することにより製作されている。
【０００３】
しかしながらこのプリント基板は、絶縁層表面の配線導体部と非配線導体部との段差により表面が凹凸状態となることから、変性ポリフェニレンエーテル樹脂の含有量を50〜80重量％と多くして絶縁層に若干の可塑性を持たせた絶縁シートを用い、絶縁シートに配線導体を被着させる際に、絶縁シートの配線導体に当接する部位を配線導体の厚みに対応して塑性変形させることにより配線導体を絶縁シート中に埋入し、配線基板表面に凹凸が形成されないようにしている。なお、プリント基板の上下の配線導体は、絶縁層に形成された貫通導体を介して接続されている。
【０００４】
このような配線基板は、ガラス繊維基材に変性ポリフェニレンエーテル樹脂を含浸させた絶縁シートにレーザで貫通孔を形成した後、この貫通孔内に金属粉末および熱硬化性樹脂から成る導体ペーストをスクリーン印刷（圧入）で充填し貫通導体を形成し、他方、耐熱性樹脂から成る転写用シート基材の表面に銅箔を被着し、所定のパターンにエッチングして転写用シート基材に配線導体を形成し、しかる後、貫通導体が形成された絶縁シートに配線導体が形成された転写用シート基材を圧接して配線導体を絶縁シートに転写埋入するとともに貫通導体と接続させ、さらに、絶縁シートから転写用シート基材を剥離した後、配線導体が埋入された絶縁シートを複数枚積層して熱プレスを用いて変性ポリフェニレンエーテル樹脂を硬化一体化させることにより製作される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の配線基板は、絶縁層に含有される変性ポリフェニレンエーテル樹脂量を50〜80重量％と多くしていることから、絶縁層を積層して熱プレスする際に、熱プレスの熱によってガラス繊維基材に対して変性ポリフェニレンエーテル樹脂が大きく流動してしまい、それと同時に絶縁層表面の配線導体の変形や移動が発生し、その結果、貫通導体とそれに接続される配線導体との位置ずれが発生し、断線を生じてしまうという問題点を有していた。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、積層して熱プレスする時に貫通導体とそれに接続される配線導体との位置ずれを防止することができ、接続信頼性に優れた配線基板およびこれを用いた電子装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板は、ガラス繊維基材に変性ポリフェニレンエーテル樹脂を含浸させた絶縁層と金属箔から成る配線導体とを交互に複数層積層するとともに、絶縁層を挟んで上下に位置する配線導体同士を絶縁層に設けた貫通孔を導体で充填して成る貫通導体により電気的に接続して成る配線基板において、絶縁層は変性ポリフェニレンエーテル樹脂の含有量が40〜45重量％であり、貫通導体は、金属粉末とトリアジン系熱硬化性樹脂とから成るとともに、半径500μｍ以内の範囲に４〜12個分布するように配設されていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の電子装置は、上記の配線基板の表面に電子部品を実装するとともに、この電子部品の電極を配線導体または貫通導体に電気的に接続して成ることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の配線基板によれば、絶縁層の変性ポリフェニレンエーテル樹脂の含有量を40〜45％と少なくしたことから、絶縁層を積層して熱プレスする際に、熱プレスの熱によってガラス繊維基材に対して変性ポリフェニレンエーテル樹脂が大きく流動することはなく、また、貫通導体を半径500μｍ以内の範囲に４〜12個分布するように配設したことから、貫通導体のアンカー効果により変性ポリフェニレンエーテル樹脂の流動をより抑制することができ、その結果、絶縁層表面の配線導体の変形や移動が発生したり、貫通導体とそれに接続される配線導体との位置ずれが発生することはなく、貫通導体と配線導体との断線等のない接続信頼性に優れた配線基板とすることができる。
【００１０】
また、本発明の電子装置によれば、上記の配線基板の表面に電子部品を実装するとともに、この電子部品の電極を配線導体または貫通導体に電気的に接続したことから、貫通導体とそれに接続される配線導体とが確実に接合でき、その結果、貫通導体と配線導体との断線等のない接続信頼性に優れた電子装置とすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の配線基板およびこれを用いた電子装置を添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の配線基板に半導体素子等の電子部品を搭載して成る電子装置の実施の形態の一例を示す断面図であり、図２は、本発明の配線基板の絶縁層に形成された貫通導体の分布状態の一例を示す平面図である。これらの図において、１は絶縁層、２は配線導体、３は貫通孔、４は貫通導体であり、主にこれらで本発明の配線基板５が構成される。また、６は電子部品であり、主に配線基板５と電子部品６と本発明の電子装置が構成される。
【００１２】
絶縁層１は、その厚みが50〜150μｍであり、配線導体２を支持するとともに上下に位置する配線導体２間の絶縁を保持する機能を有し、ガラス繊維基材に変性ポリフェニレンエーテル樹脂を含浸させて成る。なお、絶縁層１の厚みが50μｍ未満であると配線基板５の剛性が低下して、配線基板５が撓んで反りが発生し易くなる傾向があり、150μｍを超えると配線基板５の厚みが不要に厚いものとなり軽量化が困難となる傾向がある。従って、絶縁層１の厚みは50〜150μｍが好ましい。
【００１３】
そして、本発明においては、絶縁層１中の変性ポリフェニレンエーテル樹脂の含有量を40〜45重量％とすることが重要である。絶縁層１の変性ポリフェニレンエーテル樹脂の含有量を40〜45％と少なくすることにより、絶縁層１を積層して熱プレスする際に、熱プレスの熱によってガラス繊維基材に対して変性ポリフェニレンエーテル樹脂が大きく流動することはなく、後述する絶縁層１表面の配線導体２の変形や移動および貫通導体４とそれに接続される配線導体２との位置ずれを抑制して、貫通導体４と配線導体２との接続信頼性を高めることができる。変性ポリフェニレンエーテル樹脂の含有量が40重量％より少ないと、ガラス繊維基材に変性ポリフェニレンエーテル樹脂が充分に含浸されず絶縁層１に空隙が生じ、電子部品６を実装する際のリフロー等の急激な熱履歴で絶縁層１に膨れや剥がれが生じてしまう傾向にあり、他方、45重量％を超えると絶縁層１を積層して熱プレスする時に変性ポリフェニレンエーテル樹脂が流動して絶縁層１表面の配線導体２が変形してしまい、貫通導体４とそれに接続される配線導体２との位置ずれが発生し、断線を生じてしまい易くなる傾向にある。従って、絶縁層１中の変性ポリフェニレンエーテル樹脂の含有率を40〜45重量％とすることが重要である。なお、変性ポリフェニレンエーテル樹脂の架橋密度をあげるために、トリアリルイソシアヌレート等の架橋剤を添加しても良い。
【００１４】
また、各絶縁層１の表面には配線導体２が被着・埋入されている。配線導体２は、配線基板４に搭載される半導体素子等の電子部品６の各電極を外部電気回路基板（図示せず）に電気的に接続する導電路の一部としての機能を有し、幅が20〜200μｍ、厚みが５〜50μｍで、銅やアルミニウム・ニッケル・銀・金等の金属箔から成り、特に加工性および安価という観点からは銅箔から成ることが好ましい。配線導体２の幅が20μｍ未満となると配線導体２の変形や断線が発生しやすくなる傾向があり、200μｍを超えると高密度配線が形成できなくなる傾向がある。また、配線導体２の厚みが５μｍ未満になると配線導体２の強度が低下し変形や断線が発生しやすくなる傾向があり、50μｍを超えると絶縁層１への埋入が困難となる傾向がある。したがって、配線導体２は、その幅を20〜200μｍ、厚みを５〜50μｍとすることが好ましい。
【００１５】
また、各絶縁層１には、その上面から下面にかけて貫通導体４が複数個配設されている。これらの貫通導体４は、絶縁層１の上下に位置する配線導体２間を電気的に接続する機能を有し、その直径が30〜100μｍであり、絶縁層１に設けた貫通孔３に銅や銀・錫合金等の金属粉末とトリアジン系熱硬化性樹脂とから成る導体を埋め込むことにより形成されている。なお、貫通孔３の直径が30μｍ未満になるとその加工が困難となる傾向があり、100μｍを超えると高密度配線が形成できなくなる傾向がある。したがって、貫通孔３、その直径を30〜100μｍとすることが好ましい。
【００１６】
なお、上述したように絶縁層１中の変性ポリフェニレンエーテル樹脂の含有量を40〜45重量％と少なくしたことから、絶縁層１を積層して熱プレスする際に変性ポリフェニレンエーテル樹脂がガラス繊維基材に効率良く含浸・圧縮されて硬化されるので、絶縁層１中に形成される貫通導体４の金属粉末同士も強固に接続でき、その結果、長期の熱履歴を加えても、接続信頼性に優れる貫通導体４とすることができる。
【００１７】
このような貫通導体４は、半径500μｍ以内の範囲に４〜12個分布するように配設することが重要である。貫通導体４を半径500μｍ以内の範囲に４〜12個分布するように配設することにより、貫通導体４のアンカー効果により変性ポリフェニレンエーテル樹脂の流動をより抑制することができ、その結果、絶縁層１表面の配線導体２の変形や移動が発生したり、貫通導体４とそれに接続される配線導体２との位置ずれが発生することはなく、貫通導体４と配線導体２との断線等のない接続信頼性に優れた配線基板５とすることができる。なお、貫通導体４がその各々から半径500μｍ以内の範囲に４個より少ないと貫通導体４のアンカー効果が低下し、絶縁層１を積層して熱プレスする際に絶縁層１表面の配線導体２が変形してしまい、貫通導体４とそれに接続される配線導体２との位置ずれが発生し、断線を生じてしまい易くなる傾向にある。従って、貫通導体４は、半径500μｍ以内の範囲に４〜12個分布するように配設することが重要である。
【００１８】
このような配線基板５は、以下に述べる方法により製作される。まず、ガラス繊維基材に変性ポリフェニレンエーテル樹脂をその含有量が40〜45重量％になるように含浸させて乾燥することにより絶縁シートを製作する。次に、絶縁シートの所定の位置に炭酸ガスレーザやＹＡＧレーザ等の従来周知の方法を採用して直径が30〜100μｍの貫通孔３を穿設する。この時、貫通孔３は、半径500μｍ以内の範囲に４〜12個分布するように配設する。そして、貫通孔３に従来周知のスクリーン印刷法を採用して、例えば錫や銅等の金属粉およびトリアジン系樹脂等の熱硬化性樹脂を含む導体ペーストをスクリーン印刷法（圧入）で充填することによって貫通導体４を形成する。その後、別途準備した、表面に銅箔から成る配線導体２を所定のパターンに被着形成した、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂等の耐熱性樹脂からなる転写シートを絶縁シートに、所定の貫通導体４と配線導体２とが接続するように位置合わせして重ね合わせ、これらを熱プレス機を用いて100〜150℃の温度で数分間プレスすることにより転写シートを絶縁シートに圧接して、配線導体２を絶縁シートに転写埋入させる。しかる後、転写シートを絶縁シートから剥離するとともに配線導体２を埋入した絶縁シートを複数枚上下に重ね合わせ、熱プレス機を用いて150〜200℃の温度で数時間加熱プレスすることにより、配線基板５が製造される。
【００１９】
かくして、本発明の配線基板５によれば、絶縁層１の熱変性ポリフェニレンエーテル樹脂の含有量を40〜45％と少なくしたことから、絶縁層１を積層して熱プレスする際に変性ポリフェニレンエーテル樹脂の流動を抑制でき、絶縁層１表面の配線導体２の変形を防止でき、また、貫通導体４とそれに接続される配線導体２との位置ずれが発生し、貫通導体４をその各々から半径500μｍ以内の範囲に４〜12個の貫通導体４を分布するように配設したことから、貫通導体４のアンカー効果により、貫通導体４とそれに接続される配線導体２とが確実に接合でき、その結果、貫通導体４と配線導体２との断線等のない接続信頼性に優れた配線基板とすることができる。
【００２０】
さらに、絶縁層１の一方の最外層表面に形成された配線導体２の一部は、電子部品６の各電極に導体バンプ11を介して接合される電子部品６接続用の実装用電極２ａを形成し、また、絶縁層１の他方の最外層表面に形成された配線導体２の一部は、外部電気回路基板（図示せず）の各電極に導体バンプ11を介して接続される外部接続用の実装用電極２ｂを形成している。
【００２１】
実装用電極２ａ・２ｂの表面には、その酸化腐蝕を防止するとともに導体バンプ11との接続を良好とするために、半田等の導体バンプ11との濡れ性が良好で耐腐蝕性に優れたニッケル−金等のめっき層が被着されている。
【００２２】
また、最外層の絶縁層１および実装用電極２ａ・２ｂには、その中央部を露出させる開口を有する耐半田樹脂層12が被着されている。耐半田樹脂層12は、その厚みが10〜50μｍであり、例えばアクリル変性エポキシ樹脂等の感光性樹脂と光開始剤等とから成る混合物に30〜70重量％のシリカやタルク等の無機粉末フィラーを含有させた絶縁材料から成り、隣接する実装用電極２ａ・２ｂ同士が導体バンプ11により電気的に短絡することを防止するとともに、実装用電極２ａ・２ｂと絶縁層１との接合強度を向上させる機能を有する。
【００２３】
このような耐半田樹脂層12は、感光性樹脂と光開始剤と無機粉末フィラーとから成る未硬化樹脂フィルムを最外層の絶縁層１表面に被着させる、あるいは、熱硬化性樹脂と無機粉末フィラーとから成る未硬化樹脂ワニスを最外層の絶縁層１表面に塗布するとともに乾燥し、しかる後、露光・現像により開口部を形成し、これをＵＶ硬化および熱硬化させることにより形成される。
【００２４】
かくして、本発明の電子装置によれば、配線基板５の表面に電子部品６を実装するとともに、この電子部品６の電極を配線導体２または貫通導体４に電気的に接続したことから、貫通導体４とそれに接続される配線導体２とが確実に接合でき、その結果、貫通導体４と配線導体２との断線等のない接続信頼性に優れた電子装置とすることができる。
【００２５】
なお、本発明は上述の実施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り、例えば上述の実施例では絶縁層１を４層積層した場合を例示したが、５層以上であってもかまわない。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の配線基板によれば、絶縁層の変性ポリフェニレンエーテル樹脂の含有量を40〜45％と少なくしたことから、絶縁層を積層して熱プレスする際に、熱プレスの熱によってガラス繊維基材に対して変性ポリフェニレンエーテル樹脂が大きく流動することはなく、また、貫通導体を半径500μｍ以内の範囲に４〜12個分布するように配設したことから、貫通導体のアンカー効果により変性ポリフェニレンエーテル樹脂の流動をより抑制することができ、その結果、絶縁層表面の配線導体の変形や移動が発生したり、貫通導体とそれに接続される配線導体との位置ずれが発生することはなく、貫通導体と配線導体との断線等のない接続信頼性に優れた配線基板とすることができる。
【００２７】
また、本発明の電子装置によれば、上記の配線基板の表面に電子部品を実装するとともに、この電子部品の電極を配線導体または貫通導体に電気的に接続したことから、貫通導体とそれに接続される配線導体とが確実に接合でき、その結果、貫通導体と配線導体との断線等のない接続信頼性に優れた電子装置とすることができる。
【００２８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配線基板に半導体素子等の電子部品を搭載して成る電子装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の配線基板の絶縁層に形成された貫通導体の分布状態の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・絶縁層
２・・・・・・配線導体
３・・・・・・貫通孔
４・・・・・・貫通導体
５・・・・・・配線基板
６・・・・・・電子部品
【図１】
0003924453.tif 000002
【図２】
0003924453.tif 000003