多層基板、使用多層基板的電子裝置、多層基板的制造方法、基板以及使用基板的電子裝置的制造方法
【專利說明】多層基板、使用多層基板的電子裝置、多層基板的制造方法、基板以及使用基板的電子裝置
[0001]本申請基于2013年4月26日提出申請的日本申請?zhí)?013 — 94373號及2013年6月13日提出申請的日本申請?zhí)?013 — 124970號，這里援用其記載內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及具有將電子零件經(jīng)由釬料來搭載的焊接區(qū)(land)的多層基板、使用該多層基板的電子裝置及多層基板的制造方法、基板和使用該基板的電子裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]以往，作為這種電子裝置，提出了以下的結(jié)構(gòu)(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
[0004]具體而言，該電子裝置具備多層基板，該多層基板中，由樹脂等構(gòu)成的芯層和增強(build up)層層疊，在芯層與增強層之間形成有內(nèi)層布線，并且，在增強層中的與芯層相反側(cè)的一面形成有焊接區(qū)。焊接區(qū)具有板狀的金屬膜和釬料浸潤性比金屬膜高、形成在金屬膜中的與增強層相反側(cè)的一面及側(cè)面的整個面上的金屬鍍層。在該焊接區(qū)上，經(jīng)由釬料搭載著功率元件及控制元件等電子零件。并且，通過利用用來使耐環(huán)境(耐腐蝕)性提高的模塑樹脂將包括電子零件的多層基板的一面?zhèn)雀采w，構(gòu)成電子裝置。
[0005]此外，提出了專利文獻(xiàn)2所記載的基板。其中，具備將玻璃布的兩面用樹脂材料封固而成的絕緣層、配置在絕緣層的表面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)體、和配置在絕緣層的背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)體。
[0006]這里，絕緣層具備玻璃布、將玻璃布中的第1導(dǎo)體側(cè)封固的由樹脂材料構(gòu)成的第1樹脂層、和將玻璃布中的第2導(dǎo)體側(cè)封固的由樹脂材料構(gòu)成的第2樹脂層。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:特開昭61 - 135191號公報
[0010]專利文獻(xiàn)2:特開2007 - 176169號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明要解決的問題
[0012]例如，如圖17所示，在通過模塑樹脂J1將電子零件J2覆蓋的電子裝置中，在金屬膜J3的一面J3a及側(cè)面J3b形成有金屬鍍層J4，釬料J6浸潤擴散到焊接區(qū)J5的側(cè)面為止。此外，模塑樹脂J1與釬料J6的密接力通常比模塑樹脂J1與焊接區(qū)J5(金屬)的密接力弱。因此，在上述電子裝置中，模塑樹脂J1容易從與釬料J6之間的界面剝離，如果模塑樹脂J1從釬料J6剝離，則在增強層J7中發(fā)生裂紋J8。
[0013]g卩，由于模塑樹脂J1從釬料J6剝離而產(chǎn)生的應(yīng)力在增強層J7中傳播，在增強層J7中產(chǎn)生裂紋J8。
[0014]此外，由于模塑樹脂J1的剝離，不再能夠由模塑樹脂J1抑制焊接區(qū)J5的位移，所以焊接區(qū)J5能夠?qū)?yīng)于使用環(huán)境膨脹及收縮。并且，由于焊接區(qū)J5與增強層J7熱膨脹系數(shù)不同，所以對增強層J7施加應(yīng)力。特別是，在低溫使用環(huán)境中，通過焊接區(qū)J5的收縮，在增強層J7中的與焊接區(qū)J5之間的界面的端部施加很大的拉伸應(yīng)力，在增強層J7中產(chǎn)生裂紋J8。
[0015]并且，如果在增強層J7中產(chǎn)生的裂紋J8到達(dá)內(nèi)層布線，則在水等異物滲入到該裂紋J8中的情況下，焊接區(qū)J5和內(nèi)層布線有可能短路。
[0016]本發(fā)明者等針對上述專利文獻(xiàn)2的基板，著眼于第1樹脂層的線膨脹系數(shù)及第1導(dǎo)體的線膨脹系數(shù)，對抑制裂紋的產(chǎn)生進(jìn)行了研究。
[0017]玻璃布的線膨脹系數(shù)與第1樹脂層的線膨脹系數(shù)相比較小。因此，如果為了提高絕緣層的強度而使用厚度尺寸較大的玻璃布，則絕緣層中玻璃布所占的比例變大。由此，絕緣層中的第1導(dǎo)體側(cè)的線膨脹系數(shù)受到玻璃布的線膨脹系數(shù)的影響而下降。所謂絕緣層中的第1導(dǎo)體側(cè)的線膨脹系數(shù)，表示在絕緣層中的第1導(dǎo)體側(cè)的部分處其長度隨著溫度上升而變化的比例。因此，如果絕緣層中的玻璃布所占的比例變大，則絕緣層中的第1導(dǎo)體側(cè)的線膨脹系數(shù)與第1導(dǎo)體的線膨脹系數(shù)之間的差變大。因而，有在絕緣層及第1導(dǎo)體之間的界面處隨著溫度變化而產(chǎn)生較大的內(nèi)部應(yīng)力的情況。因此，如果反復(fù)產(chǎn)生溫度變化，則有可能在絕緣層的第1樹脂層中產(chǎn)生因內(nèi)部應(yīng)力帶來的裂紋(以下，將這樣在絕緣層及第1導(dǎo)體之間的界面產(chǎn)生的裂紋稱作第1導(dǎo)體側(cè)起點裂紋)。
[0018]另一方面，玻璃布是使用由在橫向上延伸的多根玻璃纖維構(gòu)成的多根橫紗、和由在縱向上延伸的多根玻璃纖維構(gòu)成的多根縱紗織成的。玻璃布構(gòu)成為，多根橫紗中的相鄰的兩根橫紗和多根縱紗中的相鄰的兩根縱紗將籃孔(basket hole)包圍。
[0019]例如，在產(chǎn)生了第1導(dǎo)體側(cè)起點裂紋的情況下，有該裂紋穿過玻璃布的籃孔(或多根玻璃纖維中的相鄰的兩根玻璃纖維之間)向第2樹脂層發(fā)展的情況。
[0020]相對于此，玻璃布如上述那樣，是使用多根橫紗和多根縱紗織成的。因此，構(gòu)成多根橫紗或多根縱紗的多根玻璃纖維起到使第2樹脂層中的第1導(dǎo)體側(cè)起點裂紋的發(fā)展速度變慢的橋(bridge)效果。另外，所謂發(fā)展速度，是在第2樹脂層中裂紋從玻璃布側(cè)向第2導(dǎo)體側(cè)行進(jìn)的速度。
[0021]這樣，為了使上述的絕緣層中的第1導(dǎo)體側(cè)的線膨脹系數(shù)與第1導(dǎo)體的線膨脹系數(shù)之間的差變小，可以考慮使第1樹脂層的厚度尺寸變大而使玻璃布的線膨脹系數(shù)對于絕緣層中的第1導(dǎo)體側(cè)的線膨脹系數(shù)的影響變小。但是另一方面，絕緣層的厚度尺寸是一定的尺寸，如果使第1樹脂層的厚度尺寸過度變大，則第2樹脂層的厚度尺寸變小。因此，起到上述橋效果的第2樹脂層的厚度尺寸變小。S卩，在絕緣層中，通過上述橋效果而第1導(dǎo)體側(cè)起點裂紋的發(fā)展速度變慢的區(qū)域的厚度尺寸變小。因而，從第1導(dǎo)體側(cè)起點裂紋發(fā)展到第2樹脂層起到該裂紋到達(dá)第2樹脂層的第2導(dǎo)體側(cè)的面所需要的時間變短。即，作為基板整體，擔(dān)心對于第1導(dǎo)體側(cè)起點裂紋的強度的下降。
[0022]本申請的第1目的在于，提供一種即使在增強層中產(chǎn)生裂紋也能夠抑制焊接區(qū)與內(nèi)層布線短路的多層基板、使用該多層基板的電子裝置、以及該多層基板的制造方法。進(jìn)而，第2目的在于，提供一種兼顧抑制第1導(dǎo)體側(cè)起點裂紋的產(chǎn)生和提高基板整體對該第1導(dǎo)體側(cè)起點裂紋的強度的基板及使用它的電子裝置。
[0023]解決課題所采用的手段
[0024]根據(jù)本申請的第一技術(shù)方案，多層基板具備:芯層，具有表面；內(nèi)層布線，形成在芯層的表面；增強層，以將內(nèi)層布線覆蓋的狀態(tài)配置在芯層的表面，具有編入玻璃纖維且為薄膜狀的玻璃布以及將該玻璃布的表背兩面覆蓋的樹脂層；以及焊接區(qū)，形成在增強層中的與芯層相反側(cè)的一面，經(jīng)由釬料搭載電子零件；增強層之中，位于焊接區(qū)與芯層之間的部分的玻璃布被向焊接區(qū)側(cè)推出，在該部分，樹脂層中的從玻璃布到焊接區(qū)側(cè)的表面為止的厚度比從玻璃布到芯層的表面為止的尺寸小。
[0025]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在焊接區(qū)與芯層之間使增強層內(nèi)的玻璃布向焊接區(qū)側(cè)變形。并且，樹脂層中的從玻璃布到焊接區(qū)側(cè)的表面的厚度比從玻璃布到芯層的表面的尺寸小。由此，能夠從裂紋更小的階段抑制裂紋的發(fā)展及擴大。因而，能夠使裂紋的發(fā)展及擴大變慢。結(jié)果，即使產(chǎn)生裂紋，也確保焊接區(qū)與內(nèi)層布線之間的絕緣性，能夠抑制它們之間短路。
[0026]例如，上述多層基板的制造方法具備以下工序:準(zhǔn)備在表面具備內(nèi)層布線的芯層；準(zhǔn)備增強層，該增強層具有玻璃布和在該玻璃布的兩面具有相同厚度的樹脂層；將增強層層疊到芯層的表面上；將金屬板層疊到增強層的與芯層相反側(cè)的面；將由芯層、增強層、金屬板構(gòu)成的層疊體從層疊方向加壓并加熱，從而使構(gòu)成增強層的樹脂層的樹脂向內(nèi)層布線的周圍流動，并且將玻璃布中的與內(nèi)層布線對應(yīng)的部分通過內(nèi)層布線推出而相比于不與內(nèi)層布線對應(yīng)的部分向從芯層遠(yuǎn)離的方向變形；通過將金屬板形成圖案，在金屬板中的與內(nèi)層布線對應(yīng)的部分形成表層布線。
[0027]根據(jù)本申請的第二技術(shù)方案，具備絕緣層、配置在絕緣層的厚度方向的一側(cè)的第1導(dǎo)體、和配置在絕緣層的厚度方向的另一側(cè)的第2導(dǎo)體；絕緣層具有玻璃布和樹脂層，樹脂層用電絕緣性的樹脂材料將玻璃布的第1導(dǎo)體側(cè)和玻璃布的第2導(dǎo)體側(cè)分別封固；玻璃布的線膨脹系數(shù)比第1導(dǎo)體的線膨脹系數(shù)低，并且比樹脂層中的第1導(dǎo)體側(cè)的線膨脹系數(shù)低；在絕緣層的厚度方向上，當(dāng)設(shè)第1導(dǎo)體與玻璃布之間的尺寸為A、玻璃布的厚度方向的尺寸為B、絕緣層中的第2導(dǎo)體側(cè)的面與玻璃布之間的厚度方向的尺寸為C時，A、B、C滿足C>A>B的大小關(guān)系。絕緣層的厚度方向是與絕緣層的面方向正交的方向。
[0028]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，首先滿足A>B的大小關(guān)系。因此，與滿足A〈B的大小關(guān)系的情況相比，能夠使第1導(dǎo)體與玻璃布之間的距離變大。因而，能夠使玻璃布的線膨脹系數(shù)對于絕緣層中的第1導(dǎo)體側(cè)的線膨脹系數(shù)帶來的影響變小。由此，能夠使絕緣層中的第1導(dǎo)體側(cè)的線膨脹系數(shù)與第1導(dǎo)體的線膨脹系數(shù)之間的差變小。因此，在絕緣層及第1導(dǎo)體之間的界面，能夠抑制以溫度變化為起因產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力。隨之，能夠抑制以溫度變化為起因在樹脂層中的第1導(dǎo)體側(cè)(以下稱作第1樹脂層)最初產(chǎn)生上述第1導(dǎo)體側(cè)起點裂紋。
[0029]此外，假如在樹脂層中的第1樹脂層中在整個厚度方向產(chǎn)生了第1導(dǎo)體側(cè)起點裂紋的情況下，上述第1導(dǎo)體側(cè)起點裂紋有可能發(fā)展到樹脂層中的第2導(dǎo)體側(cè)(以下稱作第2樹脂層)。
[0030]根據(jù)本申請的第三技術(shù)方案，在第二技術(shù)方案的基板中，玻璃布是使用由沿第1方向延伸的玻璃纖維分別構(gòu)成的多根第1紗、和由沿與第1方向正交的第2方向延伸的玻璃纖維分別構(gòu)成的多根第2紗織成的。因此，構(gòu)成多根第1紗或多根第2紗的玻璃纖維起到在第2樹脂層中使上述第1導(dǎo)體側(cè)起點裂紋發(fā)展的發(fā)展速度變慢的橋效果。即，玻璃布起到在第2樹脂層中使上述第1導(dǎo)體側(cè)起點裂紋發(fā)展的發(fā)展速度變慢的橋效果。所謂上述第1導(dǎo)體側(cè)起點裂紋的發(fā)展速度，是在第2樹脂層中上述第1導(dǎo)體側(cè)起點裂紋從玻璃布側(cè)向第2導(dǎo)體側(cè)的面進(jìn)展的速度。
[0031]在上述第二、第三技術(shù)方案的基板中，除了 A>B以外還滿足C>A的大小關(guān)系。因此，與在基板的厚度為一定的情況下滿足A>C的大小關(guān)系的情況相比，通過上述橋效果而上述第1導(dǎo)體側(cè)起點裂紋的發(fā)展速度變慢的區(qū)域的厚度尺寸變大。隨之，能夠使從上述第1導(dǎo)體側(cè)起點裂紋在第2樹脂層中產(chǎn)生開始、到該裂紋發(fā)展到第2樹脂層中的第2導(dǎo)體側(cè)的面為止所需要的時間變長。因而，能夠?qū)崿F(xiàn)對于第1導(dǎo)體側(cè)起點裂紋的基板整體的強度提高。
[0032]通過以上，能夠提供一種兼顧了抑制第1導(dǎo)體側(cè)起點裂紋的產(chǎn)生和提高基板整體對于該第1導(dǎo)體側(cè)起點裂紋的強度的基板。
【附圖說明】
[0033]關(guān)于本申請的上述目的及其他目的、特征及優(yōu)點，參照附圖并通過下述詳細(xì)的記述會變得更明確。
[0034]圖1是本申請的第1實施方式的電子裝置的剖視圖。
[0035]圖2是圖1中的區(qū)域II的放大圖。
[0036]圖3(a)是作為比較例而將增強層做成了以往構(gòu)造的情況下的電子裝置的部分放大剖視圖，圖3(b)是作為另一比較例而將增強層中的玻璃布整體地靠近焊接區(qū)配置的情況下的電子裝置的部分放大圖。
[0037]圖4(a)?圖4(d)是表不圖1所不的多層基板的制造工序的尚]視圖。
[0038]圖5 (a)?圖5 (d)是表示接著圖4的多層基板的制造工序的剖視圖。
[0039]圖6 (a)?圖6 (d)是表示接著圖5的多層基板的制造工序的剖視圖。
[0040]圖7是表示第1實施方式的增