CN105247972A - 多层基板、使用多层基板的电子装置、多层基板的制造方法、基板以及使用基板的电子装置 - Google Patents
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Abstract
在多层基板中,在焊接区(61)的下方使增强层(30)内的玻璃布(30b)向焊接区(61)侧变形。并且,使得增强层的树脂层(30c)中的从玻璃布(30b)到焊接区(61)侧的表面为止的厚度(S1)比从玻璃布(30b)到芯层(20)的表面(20a)为止的尺寸(T1)小。由此,能够从裂纹更小的阶段抑制裂纹的发展、扩大。因而,能够使裂纹的发展及扩大变慢。结果,即使产生裂纹,也确保焊接区与内层布线之间的绝缘性,能够抑制它们之间短路。
Description
本申请基于2013年4月26日提出申请的日本申请号2013-94373号及2013年6月13日提出申请的日本申请号2013-124970号,这里援用其记载内容。
技术领域
本发明涉及具有将电子零件经由钎料来搭载的焊接区(land)的多层基板、使用该多层基板的电子装置及多层基板的制造方法、基板和使用该基板的电子装置。
背景技术
以往,作为这种电子装置,提出了以下的结构(例如参照专利文献1)。
具体而言,该电子装置具备多层基板,该多层基板中,由树脂等构成的芯层和增强(buildup)层层叠,在芯层与增强层之间形成有内层布线,并且,在增强层中的与芯层相反侧的一面形成有焊接区。焊接区具有板状的金属膜和钎料浸润性比金属膜高、形成在金属膜中的与增强层相反侧的一面及侧面的整个面上的金属镀层。在该焊接区上,经由钎料搭载着功率元件及控制元件等电子零件。并且,通过利用用来使耐环境(耐腐蚀)性提高的模塑树脂将包括电子零件的多层基板的一面侧覆盖,构成电子装置。
此外,提出了专利文献2所记载的基板。其中,具备将玻璃布的两面用树脂材料封固而成的绝缘层、配置在绝缘层的表面侧的第1导体、和配置在绝缘层的背面侧的第2导体。
这里,绝缘层具备玻璃布、将玻璃布中的第1导体侧封固的由树脂材料构成的第1树脂层、和将玻璃布中的第2导体侧封固的由树脂材料构成的第2树脂层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开昭61-135191号公报
专利文献2:特开2007-176169号公报
发明内容
发明要解决的问题
例如,如图17所示,在通过模塑树脂J1将电子零件J2覆盖的电子装置中,在金属膜J3的一面J3a及侧面J3b形成有金属镀层J4,钎料J6浸润扩散到焊接区J5的侧面为止。此外,模塑树脂J1与钎料J6的密接力通常比模塑树脂J1与焊接区J5(金属)的密接力弱。因此,在上述电子装置中,模塑树脂J1容易从与钎料J6之间的界面剥离,如果模塑树脂J1从钎料J6剥离,则在增强层J7中发生裂纹J8。
即,由于模塑树脂J1从钎料J6剥离而产生的应力在增强层J7中传播,在增强层J7中产生裂纹J8。
此外,由于模塑树脂J1的剥离,不再能够由模塑树脂J1抑制焊接区J5的位移,所以焊接区J5能够对应于使用环境膨胀及收缩。并且,由于焊接区J5与增强层J7热膨胀系数不同,所以对增强层J7施加应力。特别是,在低温使用环境中,通过焊接区J5的收缩,在增强层J7中的与焊接区J5之间的界面的端部施加很大的拉伸应力,在增强层J7中产生裂纹J8。
并且,如果在增强层J7中产生的裂纹J8到达内层布线,则在水等异物渗入到该裂纹J8中的情况下,焊接区J5和内层布线有可能短路。
本发明者等针对上述专利文献2的基板,着眼于第1树脂层的线膨胀系数及第1导体的线膨胀系数,对抑制裂纹的产生进行了研究。
玻璃布的线膨胀系数与第1树脂层的线膨胀系数相比较小。因此,如果为了提高绝缘层的强度而使用厚度尺寸较大的玻璃布,则绝缘层中玻璃布所占的比例变大。由此,绝缘层中的第1导体侧的线膨胀系数受到玻璃布的线膨胀系数的影响而下降。所谓绝缘层中的第1导体侧的线膨胀系数,表示在绝缘层中的第1导体侧的部分处其长度随着温度上升而变化的比例。因此,如果绝缘层中的玻璃布所占的比例变大,则绝缘层中的第1导体侧的线膨胀系数与第1导体的线膨胀系数之间的差变大。因而,有在绝缘层及第1导体之间的界面处随着温度变化而产生较大的内部应力的情况。因此,如果反复产生温度变化,则有可能在绝缘层的第1树脂层中产生因内部应力带来的裂纹(以下,将这样在绝缘层及第1导体之间的界面产生的裂纹称作第1导体侧起点裂纹)。
另一方面,玻璃布是使用由在横向上延伸的多根玻璃纤维构成的多根横纱、和由在纵向上延伸的多根玻璃纤维构成的多根纵纱织成的。玻璃布构成为,多根横纱中的相邻的两根横纱和多根纵纱中的相邻的两根纵纱将篮孔(baskethole)包围。
例如,在产生了第1导体侧起点裂纹的情况下,有该裂纹穿过玻璃布的篮孔(或多根玻璃纤维中的相邻的两根玻璃纤维之间)向第2树脂层发展的情况。
相对于此,玻璃布如上述那样,是使用多根横纱和多根纵纱织成的。因此,构成多根横纱或多根纵纱的多根玻璃纤维起到使第2树脂层中的第1导体侧起点裂纹的发展速度变慢的桥(bridge)效果。另外,所谓发展速度,是在第2树脂层中裂纹从玻璃布侧向第2导体侧行进的速度。
这样,为了使上述的绝缘层中的第1导体侧的线膨胀系数与第1导体的线膨胀系数之间的差变小,可以考虑使第1树脂层的厚度尺寸变大而使玻璃布的线膨胀系数对于绝缘层中的第1导体侧的线膨胀系数的影响变小。但是另一方面,绝缘层的厚度尺寸是一定的尺寸,如果使第1树脂层的厚度尺寸过度变大,则第2树脂层的厚度尺寸变小。因此,起到上述桥效果的第2树脂层的厚度尺寸变小。即,在绝缘层中,通过上述桥效果而第1导体侧起点裂纹的发展速度变慢的区域的厚度尺寸变小。因而,从第1导体侧起点裂纹发展到第2树脂层起到该裂纹到达第2树脂层的第2导体侧的面所需要的时间变短。即,作为基板整体,担心对于第1导体侧起点裂纹的强度的下降。
本申请的第1目的在于,提供一种即使在增强层中产生裂纹也能够抑制焊接区与内层布线短路的多层基板、使用该多层基板的电子装置、以及该多层基板的制造方法。进而,第2目的在于,提供一种兼顾抑制第1导体侧起点裂纹的产生和提高基板整体对该第1导体侧起点裂纹的强度的基板及使用它的电子装置。
解决课题所采用的手段
根据本申请的第一技术方案,多层基板具备:芯层,具有表面;内层布线,形成在芯层的表面;增强层,以将内层布线覆盖的状态配置在芯层的表面,具有编入玻璃纤维且为薄膜状的玻璃布以及将该玻璃布的表背两面覆盖的树脂层;以及焊接区,形成在增强层中的与芯层相反侧的一面,经由钎料搭载电子零件;增强层之中,位于焊接区与芯层之间的部分的玻璃布被向焊接区侧推出,在该部分,树脂层中的从玻璃布到焊接区侧的表面为止的厚度比从玻璃布到芯层的表面为止的尺寸小。
根据上述结构,在焊接区与芯层之间使增强层内的玻璃布向焊接区侧变形。并且,树脂层中的从玻璃布到焊接区侧的表面的厚度比从玻璃布到芯层的表面的尺寸小。由此,能够从裂纹更小的阶段抑制裂纹的发展及扩大。因而,能够使裂纹的发展及扩大变慢。结果,即使产生裂纹,也确保焊接区与内层布线之间的绝缘性,能够抑制它们之间短路。
例如,上述多层基板的制造方法具备以下工序:准备在表面具备内层布线的芯层;准备增强层,该增强层具有玻璃布和在该玻璃布的两面具有相同厚度的树脂层;将增强层层叠到芯层的表面上;将金属板层叠到增强层的与芯层相反侧的面;将由芯层、增强层、金属板构成的层叠体从层叠方向加压并加热,从而使构成增强层的树脂层的树脂向内层布线的周围流动,并且将玻璃布中的与内层布线对应的部分通过内层布线推出而相比于不与内层布线对应的部分向从芯层远离的方向变形;通过将金属板形成图案,在金属板中的与内层布线对应的部分形成表层布线。
根据本申请的第二技术方案,具备绝缘层、配置在绝缘层的厚度方向的一侧的第1导体、和配置在绝缘层的厚度方向的另一侧的第2导体;绝缘层具有玻璃布和树脂层,树脂层用电绝缘性的树脂材料将玻璃布的第1导体侧和玻璃布的第2导体侧分别封固;玻璃布的线膨胀系数比第1导体的线膨胀系数低,并且比树脂层中的第1导体侧的线膨胀系数低;在绝缘层的厚度方向上,当设第1导体与玻璃布之间的尺寸为A、玻璃布的厚度方向的尺寸为B、绝缘层中的第2导体侧的面与玻璃布之间的厚度方向的尺寸为C时,A、B、C满足C>A>B的大小关系。绝缘层的厚度方向是与绝缘层的面方向正交的方向。
根据上述结构,首先满足A>B的大小关系。因此,与满足A<B的大小关系的情况相比,能够使第1导体与玻璃布之间的距离变大。因而,能够使玻璃布的线膨胀系数对于绝缘层中的第1导体侧的线膨胀系数带来的影响变小。由此,能够使绝缘层中的第1导体侧的线膨胀系数与第1导体的线膨胀系数之间的差变小。因此,在绝缘层及第1导体之间的界面,能够抑制以温度变化为起因产生内部应力。随之,能够抑制以温度变化为起因在树脂层中的第1导体侧(以下称作第1树脂层)最初产生上述第1导体侧起点裂纹。
此外,假如在树脂层中的第1树脂层中在整个厚度方向产生了第1导体侧起点裂纹的情况下,上述第1导体侧起点裂纹有可能发展到树脂层中的第2导体侧(以下称作第2树脂层)。
根据本申请的第三技术方案,在第二技术方案的基板中,玻璃布是使用由沿第1方向延伸的玻璃纤维分别构成的多根第1纱、和由沿与第1方向正交的第2方向延伸的玻璃纤维分别构成的多根第2纱织成的。因此,构成多根第1纱或多根第2纱的玻璃纤维起到在第2树脂层中使上述第1导体侧起点裂纹发展的发展速度变慢的桥效果。即,玻璃布起到在第2树脂层中使上述第1导体侧起点裂纹发展的发展速度变慢的桥效果。所谓上述第1导体侧起点裂纹的发展速度,是在第2树脂层中上述第1导体侧起点裂纹从玻璃布侧向第2导体侧的面进展的速度。
在上述第二、第三技术方案的基板中,除了A>B以外还满足C>A的大小关系。因此,与在基板的厚度为一定的情况下满足A>C的大小关系的情况相比,通过上述桥效果而上述第1导体侧起点裂纹的发展速度变慢的区域的厚度尺寸变大。随之,能够使从上述第1导体侧起点裂纹在第2树脂层中产生开始、到该裂纹发展到第2树脂层中的第2导体侧的面为止所需要的时间变长。因而,能够实现对于第1导体侧起点裂纹的基板整体的强度提高。
通过以上,能够提供一种兼顾了抑制第1导体侧起点裂纹的产生和提高基板整体对于该第1导体侧起点裂纹的强度的基板。
附图说明
关于本申请的上述目的及其他目的、特征及优点,参照附图并通过下述详细的记述会变得更明确。
图1是本申请的第1实施方式的电子装置的剖视图。
图2是图1中的区域II的放大图。
图3(a)是作为比较例而将增强层做成了以往构造的情况下的电子装置的部分放大剖视图,图3(b)是作为另一比较例而将增强层中的玻璃布整体地靠近焊接区配置的情况下的电子装置的部分放大图。
图4(a)~图4(d)是表示图1所示的多层基板的制造工序的剖视图。
图5(a)~图5(d)是表示接着图4的多层基板的制造工序的剖视图。
图6(a)~图6(d)是表示接着图5的多层基板的制造工序的剖视图。
图7是表示第1实施方式的增强层的制造工序的截面示意图。
图8(a)、图8(b)是表示第1实施方式的增强层内的玻璃布的变形的状况的剖视图。
图9是本申请的第二实施方式的电子装置的剖视图。
图10是图9中的芯层的X部的放大图。
图11(a)是图9中的XIA部及XIB部的放大图,图11(b)是图9中的XIC部及XID部的放大图。
图12(a)是图11(a)、图11(b)中的玻璃布的放大图,图12(b)是图12(a)所示的玻璃布的放大剖视图。
图13是表示图9所示的多层基板的制造工序的剖视图。
图14是表示接着图13的多层基板的制造工序的剖视图。
图15是表示接着图14的多层基板的制造工序的剖视图。
图16是第2实施方式的比较例的多层基板的部分放大图。
图17是作为关联技术而表示在多层基板中产生了裂纹的状况的电子装置的放大剖视图。
具体实施方式
以下,基于附图对本申请的实施方式进行说明。另外,在以下的各实施方式中,对于相同或等同的部分赋予相同的标号而进行说明。
(第1实施方式)
对本申请的第1实施方式进行说明。另外,本实施方式的电子装置例如搭载在汽车等车辆中,为了驱动车辆用的各种电子装置而使用。
如图1所示,电子装置具备具有一面10a及另一面10b的多层基板10、和搭载在多层基板10的一面10a上的电子零件121~123。并且,通过将多层基板10的一面10a侧与电子零件121~123一起用模塑树脂150封固,构成电子装置。
多层基板10是层叠基板,具备:作为绝缘树脂层的芯层20、配置在芯层20的表面20a上的表面20a侧的增强层30、配置在芯层20的背面20b侧的背面20b侧的增强层40、和内层布线51、52等。
芯层20及增强层30、40由将编入玻璃纤维而做成薄膜状的玻璃布的两面用热硬化性树脂封固而成的预浸料(prepreg)构成,作为预浸料的树脂,可以举出环氧树脂等。此外,在预浸料的树脂中,根据需要也可以含有氧化铝、二氧化硅等电绝缘性且散热性良好的填料。
并且,在芯层20与增强层30的界面,形成有被构图的表面侧内层布线51(以下简称作内层布线51)。同样,在芯层20与增强层40的界面,形成有被构图的背面侧内层布线52(以下简称作内层布线52)。
此外,在增强层30的表面30a,形成有被构图的表面侧表层布线61~63(以下简称作表层布线61~63)。在本实施方式中,表层布线61~63为搭载电子零件121~123的搭载用的焊接区61、经由接合线141、142而与电子零件121、122电连接的接合用的焊接区62、和与外部电路电连接的表面图案63。
同样,在增强层40的表面40a,形成有被构图的背面侧表层布线71、72(以下简称作表层布线71、72)。在本实施方式中,表层布线71、72为经由后述的填充过孔而与内层布线52连接的背面图案71、具备散热用的热沉的热沉用图案72(以下简称作HS用图案72)。
另外,所谓增强层30的表面30a,是增强层30中的与芯层20相反侧的一面,是成为多层基板10的一面10a的面。此外,所谓增强层40的表面40a,是增强层40中的与芯层20相反侧的一面,是成为多层基板10的另一面10b的面。并且,内层布线51、52、表层布线61~63、表层布线71、72通过适当层叠铜等金属箔或金属镀层而构成,具体在后面叙述。
内层布线51和内层布线52经由将芯层20贯通设置的贯通过孔81电连接及热连接。具体而言,贯通过孔81构成为,在将芯层20在厚度方向上贯通的贯通孔81a的壁面处形成有铜等的贯通电极81b,在贯通孔81a的内部填充有填充材料81c。
此外,内层布线51与表层布线61~63、以及内层布线52与表层布线71、72适当经由将各增强层30、40在厚度方向上贯通而设置的填充过孔91、101电连接及热连接。具体而言,填充过孔91、101构成为,用铜等的贯通电极91b、101b填充将各增强层30、40在厚度方向上贯通的贯通孔91a、101a。
另外,填充材料81c可以使用树脂、陶瓷、金属等,在本实施方式中为环氧树脂。此外,贯通电极81b、91b、101b由铜等的金属镀层构成。
并且,在各增强层30、40的表面30a、40a,形成有将表面图案63及背面图案71覆盖的阻焊层110。另外,在将表面图案63覆盖的阻焊层110处,在与图1不同的截面中,形成有使表面图案63中的与外部电路连接的部分露出的开口部。
电子零件121~123是IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)、MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor)等发热较大的功率元件121、微机等控制元件122、芯片电容或电阻等无源元件123。并且,各电子零件121~123经由钎料130搭载在焊接区61上,与焊接区61电连接且机械连接。此外,功率元件121及控制元件122与周围形成的焊接区62也经由铝或金等的接合线141、142电连接。
另外,这里,作为电子零件121~123而以功率元件121、控制元件122、无源元件123为例进行了说明,但电子零件121~123并不限定于这些。
模塑树脂150将焊接区61、62及电子零件121~123封固,是将环氧树脂等通常的模塑材料通过使用模具的传递模塑(transfermolding)法或压缩模塑(compressionmolding)法等形成的。
另外,在本实施方式中,模塑树脂150仅形成在多层基板10的一面10a。即,本实施方式的电子装置为所谓的半模塑构造。此外,在多层基板10的另一面10b侧,虽然没有特别图示,但在HS用图案72上经由散热润滑脂等装备有热沉。
以上是本实施方式的电子装置的基本结构。接着,对作为本实施方式的特征点的搭载电子零件121~123的焊接区61的下部的增强层30的构造进行说明。在图2中表示搭载无源元件123的焊接区61的下部的增强层30的构造,参照它进行说明。
搭载无源元件123的焊接区61如图2所示,经由钎料130而与无源元件123的电极电连接及物理连接。在本实施方式中,作为无源元件123而设想了电阻、电容等,所以在无源元件123的两端具备电极,在无源元件123的两端,连接着形成在与无源元件123的各电极对应的位置上的各焊接区61和无源元件123的各电极。
另一方面,如上述那样,增强层30由将玻璃布30b的两面用热硬化性的树脂层30c封固的预浸料构成。关于在该增强层30中具备的玻璃布30b中的位于焊接区61的下方即焊接区61与芯层20之间的部分,使其向焊接区61侧变形。由此,树脂层30c中的从玻璃布30b开始到焊接区61侧(与芯层20相反侧)的表面为止的厚度S1比从玻璃布30b到芯层20的厚度(尺寸)T1薄。具体而言,在焊接区61的下方位置配置有内层布线51,通过被该内层布线51推出,玻璃布30b靠向焊接区61侧。此外,从与焊接区61对应的部分的玻璃布30b开始到树脂层30c的焊接区61侧的表面为止的厚度S1,比从不与焊接区61对应的部分(即与焊接区61的外侧对应的部分)处的玻璃布30b开始到树脂层30c的焊接区61侧的表面为止的厚度S2小。
在增强层30中具备玻璃布30b的情况下,由于为了确保增强层30的强度而具备玻璃布30b,所以将玻璃布30b用充分的厚度构成以便能够确保强度。因此,在使增强层30密接在芯层20上时,玻璃布30b保持平坦不变,成为几乎没有变形的状态。此外,如后述那样,增强层30通过在玻璃布30b的两面以大致相同的膜厚配置树脂层30c来制造。并且,当使增强层30密接在芯层20上时,成为将内层布线51用树脂层30c埋入的结构。因此,在其性质上,如图3(a)所示,夹着玻璃布30b的两侧的树脂层30c的、从形成有内层布线51的位置处的玻璃布30b开始到与芯层20相反侧的表面为止的厚度S1与到芯层20为止的厚度T1大致相同。此外,没有形成内层布线51的位置处的树脂层30c的厚度S2、T2也大致相同。由此,玻璃布30b成为向下侧即内层布线51偏倚的状态。
相对于此,在本实施方式中,通过在将增强层30的强度保持某种程度的同时使玻璃布30b的强度降低,从而在焊接区61的下方位置使玻璃布30b变形,玻璃布30b靠向焊接区61侧。具体而言,通过将玻璃布30b的厚度设定为10μm以上且30μm以下、例如20μm的薄度,使玻璃布30b的强度降低。由此,能够使玻璃布30b接近于焊接区61,能够得到以下的效果。
例如,在模塑树脂150从将无源元件123与焊接区61连接的钎料130剥离、穿过它们的界面而在增强层30中产生了裂纹的情况下,裂纹逐渐发展到玻璃布30b。此时,在玻璃布30b中,无法使裂纹的发展完全停止。但是,由于玻璃布30b的强度与树脂层30c的强度相比充分高、此外玻璃布30b采用编入了玻璃纤维的构造,所以能够使得裂纹仅从玻璃布30b的间隙发展。因此,在比玻璃布30b靠下方,裂纹宽度变小。此外,由于强度较高的玻璃布30b的存在,树脂层30c的应力施加得以缓和,能够抑制裂纹从玻璃布30b向芯层20b侧的发展、扩大。
这样的效果通过具备玻璃布30b而得到,而玻璃布30b越接近于焊接区61,越能够从裂纹小的阶段抑制裂纹的发展、扩大。因此,能够使裂纹的发展及扩大变慢。因而,即使发生裂纹,也确保焊接区与内层布线之间的绝缘性,能够抑制它们之间的短路。
此外,只要是使玻璃布30b向焊接区61侧接近即可,也可以考虑将玻璃布30b整体地向焊接区61侧接近。但是,使配置在玻璃布30b的两面的树脂层30c的厚度不同来进行制造导致制造工序的复杂化从而并不优选,并且必须一边辨识表背面一边进行使增强层30向芯层20密接的工序。进而,如果使配置在比玻璃布30b靠焊接区61侧的树脂层30c的厚度变薄,则如图3(b)所示,在比焊接区61靠外侧的位置发生树脂层30c的填充不足,发生玻璃布30b露出等问题。因此,优选的是,在从焊接区61离开的位置,使树脂层30c中的比玻璃布30b靠焊接区61侧的厚度S2与芯层20侧的厚度T2大致相同(S2≈T2),从而使树脂层30c可靠地填充。
因而,在本实施方式中,基本上使用在玻璃布30b的表背两面具备相同厚度的树脂层30c的增强层30,并且在焊接区61的下方使比玻璃布30b靠焊接区61侧的树脂层30c较薄。由此,即使在增强层30中产生裂纹,也能够抑制焊接区与内层布线51短路。此外,在比焊接区61靠外侧,能够抑制树脂层30c的填充不足的产生。
以上是本实施方式的电子装置的结构。接着,参照图4(a)~图4(d)、图5(a)~图5(d)、图6(a)~图6(d)对上述电子装置的制造方法进行说明。另外,图4(a)~图4(d)、图5(a)~图5(d)、图6(a)~(d)是多层基板10中的搭载功率元件121的部分附近的剖视图。
首先,如图4(a)所示,准备在芯层20的表面20a及背面20b配置有铜箔等金属箔161、162的结构。接着,如图4(b)所示,通过钻头等形成将金属箔161、芯层20、金属箔162贯通的贯通孔81a。
然后,如图4(c)所示,进行非电解镀及电镀,在贯通孔81a的壁面及金属箔161、162上形成铜等的金属镀层163。由此,在贯通孔81a的壁面,形成由金属镀层163构成的贯通电极81b。另外,在进行非电解镀及电镀的情况下,优选使用钯等催化剂进行。
接着,如图4(d)所示,向由金属镀层163包围的空间配置填充材料81c。由此,形成具有贯通孔81a、贯通电极81b、填充材料81c的上述贯通过孔81。
然后,如图5(a)所示,通过非电解镀及电镀等进行所谓的盖镀,在金属镀层163及填充材料81c上形成铜等的金属镀层164、165。
接着,如图5(b)所示,在金属镀层164、165上配置未图示的抗蚀剂。并且,将该抗蚀剂作为掩模进行湿式蚀刻等,将金属镀层164、金属镀层163、金属箔161适当构图而形成内层布线51,并将金属镀层165、金属镀层163、金属箔162适当构图而形成内层布线52。即,在本实施方式中,内层布线51是将金属箔161、金属镀层163、金属镀层164层叠而构成的,内层布线52是将金属箔162、金属镀层163、金属镀层165层叠而构成的。
另外,在接着的图5(c)以后,将金属箔161、金属镀层163、金属镀层164、以及金属箔162、金属镀层163、金属镀层165一起表示为1层。
然后,如图5(c)所示,准备增强层30及铜等的金属板166,在芯层20的表面20a侧,在内层布线51上层叠增强层30及铜等的金属板166。此外,在芯层20的背面20b侧,在内层布线52上层叠增强层40及铜等的金属板167。这样,构成从上方起依次层叠有金属板166、增强层30、内层布线51、芯层20、内层布线52、增强层30及金属板167的层叠体168。
这里,关于增强层30、40,通过如以下这样制造来准备。具体而言,当准备增强层30时,如图7所示,首先,准备卷绕为卷状的玻璃布薄片180,进行使玻璃布薄片180含浸在树脂液槽182中的含浸工序,该树脂液槽182收容有混入了填料及添加剂等的液态树脂181。接着,进行将玻璃布薄片180从树脂液槽182拉出的拉出工序。由此,能够成为在玻璃布薄片180的表背两面附着有液态树脂181的状态。然后,进行使液态树脂181干燥而非正式硬化的干燥工序。接着,通过进行将干燥后的玻璃布薄片切断为适当的大小的切断工序,完成由切断后的玻璃布薄片180构成玻璃布30b、由干燥后的液态树脂181构成树脂层30c的增强层30。此外,通过同样的方法,对增强层40也进行准备。
并且,将这样准备的增强层30、40如图8(a)所示那样与金属板166、167一起分别配置在芯层20的两面,构成层叠体168,从层叠体168的层叠方向加压并加热。由此,如图5(d)所示那样使增强层30热硬化,层叠体168成为一体。具体而言,通过将层叠体168加压,使构成增强层30的树脂层30c的树脂流动而将内层布线51之间填埋,并且使构成增强层40的树脂层的树脂流动而将内层布线52之间填埋。
此时,由于在搭载无源元件123的焊接区61的计划形成位置处配置有内层布线51,所以如图8(b)所示,由内层布线51将玻璃布30b与构成树脂层30c的树脂一起推出,使其向远离芯层20的方向变形。并且,通过将层叠体168加热,使增强层30、40硬化而使层叠体168一体化。这样,能够构成具有玻璃布30b向金属板166侧变形的增强层30的层叠体168。这样,如图5(d)所示,形成一体化的层叠体168。
接着,如图6(a)所示,通过激光等形成将金属板166、增强层30贯通而达到内层布线51的贯通孔91a。同样,在与图6(a)不同的截面中,形成将金属板167、增强层40贯通而达到内层布线52的贯通孔101a。
并且,如图6(b)所示,通过非电解镀及电镀等进行所谓的填充镀,将贯通孔91a、101a用金属镀层169填埋。由此,由埋入在形成于增强层30、40的贯通孔91a、101a中的金属镀层169构成贯通电极91b及图1所示的贯通电极101b。此外,形成在贯通孔91a、101a中埋入有贯通电极91b、101b的填充过孔91、101。另外,在接着的图6(c)以后,将金属板166及金属镀层169一起表示为1层。
接着,如图6(c)所示,在金属板166、167上配置未图示的抗蚀剂。并且,以抗蚀剂为掩模进行湿式蚀刻等而将金属板166、167图案化,并且形成金属镀层170,从而形成表层布线61~63及表层布线71、72。即,在本实施方式中,表层布线61~63为具有金属板166及金属镀层169、170的结构,表层布线71、72为具有金属板167及金属镀层169、170的结构。并且,表层布线61~63的金属膜64由金属板166构成,金属镀层65由金属镀层169、170构成。
另外,在形成表层布线61~63中的焊接区61的情况下,例如,通过在将成为金属膜64的金属板166的侧面64c用掩模覆盖的状态下进行非电解镀及电镀,仅在金属膜64的一面64a形成金属镀层65。
接着,如图6(d)所示,通过在增强层30、40的表面30a、40a分别配置阻焊层110而适当形成图案,制造上述多层基板10。另外,虽然在图6(d)所示的范围内,表面30a上的阻焊层110全部被除去,但如图1所示,成为在其他区域中残留有阻焊层110的状态。
然后,虽然没有特别图示,但经由钎料130将电子零件121~123向焊接区61搭载。并且,在功率元件121及控制元件122与焊接区62之间进行引线接合,将功率元件121及控制元件122与焊接区62电连接。接着,通过使用模具的传递模塑法或压缩模塑法等形成模塑树脂150,以将焊接区61、62及电子零件121~123封固。由此,制造出模塑树脂150密接于焊接区61的侧面61c的上述电子装置。
如以上说明,在本实施方式中,在焊接区61的下方,使增强层30内的玻璃布30b向焊接区61侧变形。并且,使得从树脂层30c中的玻璃布30b到焊接区61侧的表面的厚度S1变得比从玻璃布30b到芯层20的厚度(尺寸)T1薄。由此,能够从裂纹更小的阶段抑制裂纹的发展、扩大。因而,能够使裂纹的发展及扩大变慢。因而,即使发生裂纹,也确保焊接区与内层布线之间的绝缘性,能够抑制它们之间短路。
(第2实施方式)
参照图9、图10对本申请的第2实施方式的电子装置进行说明。本实施方式的电子装置也搭载在例如汽车等车辆中,为了驱动车辆用的各种电子装置而使用。另外,在图10中,将模塑树脂部件2150及阻焊层2110等省略了一部分。
如图9所示,电子装置具备具有一面210a及另一面210b的多层基板210、和搭载在多层基板210的一面210a上的电子零件2121~2123。并且,通过构成将多层基板210的一面210a侧和电子零件2121~2123用模塑树脂封固的模塑树脂部件2150,构成电子装置。
多层基板210是具备芯层220、配置在芯层220的表面220a的表面侧的增强层230、和配置在芯层220的背面220b侧的背面侧的增强层240的层叠基板。
芯层220构成为由预浸料形成的预浸料层。芯层220如图10所示,由玻璃布201a和树脂层221、222构成。树脂层221是将玻璃布201a中的增强层230侧的面用树脂材料封固而成的。树脂层222是将玻璃布201a中的增强层240侧的面用树脂材料封固而成的。作为构成树脂层221、222的树脂材料,使用具有电绝缘性的热硬化性树脂材料(例如环氧树脂)。在构成树脂层221、222的树脂材料中,混入有由氧化铝或二氧化硅等具有电绝缘性及热传导性、散热性良好的陶瓷构成的填料203。
增强层230、240构成为由预浸料形成的预浸料层。增强层230如图11(a)所示,由玻璃布201b和树脂层231、232构成。树脂层231是将玻璃布201b中的表面侧表层布线261~263(图11(a)中仅表示了261、262)侧的面用树脂材料封固而成的。树脂层232是将玻璃布201b中的表面侧内层布线2511、2512侧的面用树脂材料封固而成的。作为构成树脂层231、232的树脂材料,使用具有电绝缘性的热硬化性树脂材料(例如环氧树脂)。在构成树脂层231、232的树脂材料中,混入有由氧化铝或二氧化硅等具有电绝缘性及热传导性、散热性良好的陶瓷构成的填料203。
增强层240如图11(b)所示,由玻璃布201c和树脂层241、242构成。树脂层241是将玻璃布201c中的背面侧表层布线271、272(图11(b)中仅表示了271)侧的面用树脂材料封固而成的。树脂层242是将玻璃布201c中的背面侧内层布线2521、2522侧的面用树脂材料封固而成的。
作为构成树脂层241、242的树脂材料,使用具有电绝缘性的热硬化性树脂材料(例如环氧树脂)。在构成树脂层241、242的树脂材料中,混合有由氧化铝或二氧化硅等具有电绝缘性及热传导性、散热性良好的陶瓷构成的填料203。另外,本实施方式的玻璃布201a、201b、201c具有电绝缘性。
图9的多个表面侧内层布线2511、2512在芯层220与增强层230之间形成在芯层220的表面220a。同样,多个背面侧内层布线2521、2522在芯层220与增强层240之间形成在芯层220的背面220b。即,多个表面侧内层布线2511、2512相对于增强层230配置在厚度方向的芯层220侧。多个背面侧内层布线2521、2522相对于增强层240配置在厚度方向的芯层220侧。所谓厚度方向,是与增强层230(或240)的面方向正交的方向。
增强层230层叠于芯层220,以与多个表面侧内层布线2511、2512一起将芯层220的表面220a覆盖。增强层240层叠于芯层220,以与多个背面侧内层布线2521、2522一起将芯层220的背面220b覆盖。
在芯层220的表面220a,增强层230的树脂层232(参照图11(a))以填充在多个表面侧内层布线2511、2512中的相邻的两个表面侧内层布线之间的状态将该多个内层布线封固。并且,在芯层220的背面220b,增强层240的树脂层242(参照图11(b))以填充在多个背面侧内层布线2521、2522中的相邻的两个背面侧内层布线之间的状态将该多个内层布线封固。
多个表面侧表层布线261~263形成在增强层230的表面230a。即,多个表面侧表层布线261~263相对于增强层230在厚度方向上配置在芯层220的相反侧。在本实施方式中,多个表面侧表层布线261~263为搭载电子零件2121~2123的搭载用的焊接区261、经由接合线2141、2142而与电子零件2121、2122电连接的接合用的焊接区262、与外部电路电连接的表面图案263。
同样,多个背面侧表层布线271、272形成在增强层240的表面240a。即,多个背面侧表层布线271、272相对于增强层240在厚度方向上配置在芯层220的相反侧。在本实施方式中,多个背面侧表层布线271、272为经由后述的填充过孔而与背面侧内层布线2521、2522连接的背面图案271、具备散热用的热沉的热沉用图案272。
另外,表层布线261~263、271、272构成第1导体。内层布线2511、2512、2521、2522构成第2导体。增强层230的表面230a是增强层230中的表面侧表层布线261~263侧的一面,是成为多层基板210的一面210a的面。此外,增强层240的表面240a是增强层240中的背面侧表层布线271、272侧的一面,是成为多层基板210的另一面210b的一面。
并且,内层布线2511、2512、2521、2522、表面侧表层布线261~263、背面侧表层布线271、272由适当层叠了铜等的金属箔或金属镀层的导体构成,具体后述。
此外,表面侧内层布线2511、2512与背面侧内层布线2521、2522经由将芯层220贯通设置的贯通过孔281电连接及热连接。具体而言,贯通过孔281构成为,在将芯层220沿厚度方向贯通的贯通孔281a的壁面处形成铜等的贯通电极281b,在贯通孔281a的内部填充有填充材料281c。
表面侧内层布线2511、2512与表面侧表层布线261~263、以及背面侧内层布线2521、2522与背面侧表层布线271、272经由适当将各增强层230、240在厚度方向上贯通设置的填充过孔291、2101电连接及热连接。
具体而言,填充过孔291、2101被做成将各增强层230、240沿厚度方向贯通的贯通孔291a、2101a被铜等的贯通电极291b、2101b填充的结构。
另外,填充材料281c可以使用树脂、陶瓷、金属等,在本实施方式中为环氧树脂。此外,贯通电极281b、291b、2101b由铜等的金属镀层构成。
并且,在各增强层230、240的表面230a、240a,形成有将表面图案263及背面图案271覆盖的阻焊层2110。另外,在将表面图案263覆盖的阻焊层2110处,在与图9不同的截面中,形成有使表面图案263中的与外部电路连接的部分露出的开口部。
电子零件2121~2123是IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)或MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor)等发热较大的功率元件2121、微机等控制元件2122、芯片电容或电阻等无源元件2123。
并且,各电子零件2121~2123经由钎料2130搭载在焊接区261上,与焊接区261电连接及机械连接。此外,功率元件2121及控制元件2122与形成在周围的焊接区262也经由Al或Au等的接合线2141、2142电连接。
这里,上述第1布线群2511、2521是与较大电流的功率元件2121连接的表背的内层布线2511、2521,另一方面,上述第2布线群2512、2522是与较小电流的控制元件2122、无源元件2123连接的表背的内层布线2512、2522。
另外,这里,作为电子零件2121~2123而以功率元件2121、控制元件2122、无源元件2123为例进行了说明,但电子零件2121~2123并不限定于这些。
模塑树脂部件2150是将焊接区261、262及电子零件2121~2123封固的部件,是将环氧树脂等通常的模塑材料通过使用模具的传递模塑法或压缩模塑法等形成的。
另外,在本实施方式中,模塑树脂部件2150仅形成在多层基板210的一面210a。即,本实施方式的电子装置为所谓的半模塑构造。此外,在多层基板210的另一面210b侧,虽然没有特别图示,但在热沉用图案272上经由散热润滑脂等具备热沉。
接着,使用图11(a)、图11(b)对本实施方式的增强层230、240的构造的详细情况进行说明。
在图11(a)的增强层230的厚度方向上,设表面侧表层布线261~263(即增强层230的表面230a)与玻璃布201b之间的尺寸为A1。作为本实施方式的尺寸A1,表示表面侧表层布线261~263及玻璃布201b之间的最短距离。设玻璃布201b的厚度尺寸(即,玻璃布201b中厚度方向上的表面侧表层布线261~263侧与表面侧内层布线2511、2512侧之间的尺寸)为B1。在增强层230的厚度方向上,设背面230b(即增强层230的表面侧内层布线2511、2512侧的面)与玻璃布201b之间的尺寸为C1。作为本实施方式的尺寸C1,表示增强层230的背面230b与玻璃布201b之间的最短距离。并且,A1、B1、C1满足C1>A1>B1的大小关系。
另外,本实施方式中,将用来设定尺寸A1的玻璃布201b的基准位置设为玻璃布201b的上端。将用来设定尺寸C1的玻璃布201b的基准位置设为玻璃布201b的下端。以下,对玻璃布201b的上端、下端进行说明。图12(a)是将玻璃布201b从表面侧表层布线261~263侧观察的部分扩大图。
玻璃布201b如图12(a)所示那样构成为,具备多根横纱233和多根纵纱234,具有多个鼓起部235和多个篮孔236。横纱233是将在横向上延伸的多根玻璃纤维扎束而成的。纵纱234是将在纵向上延伸的多根玻璃纤维扎束而成的。多个鼓起部235分别是横纱233与纵纱234重叠的部分。多个篮孔236是由多根横纱233中的相邻的两根横纱233和多根纵纱234中的相邻的两根纵纱234包围的孔部。在图12(a)中表示了9个鼓起部235、16个篮孔236。
纱234在宽度方向上,中央部的厚度尺寸为最大(参照图12(b))。同样,纱233在宽度方向上,中央部的厚度尺寸为最大。图12(b)是图12(a)中XIIB-XIIB处的放大剖视图。玻璃布201b中的鼓起部235的面方向中央部235a厚度尺寸为最大。面方向中央部235a是横纱233的宽度方向中央部与纵纱234的宽度方向中央部重叠的部分。
所以,在本实施方式中,将玻璃布201b的多个鼓起部235中的表面侧表层布线261~263侧的鼓起部235的面方向中央部235a作为玻璃布201b的上端。将玻璃布201b的多个鼓起部235中的表面侧内层布线2511、2512侧的鼓起部235的面方向中央部235a作为玻璃布201b的下端。并且,在玻璃布201b中将鼓起部235的面方向中央部235a(参照图12(b))的厚度尺寸作为尺寸B1。
此外,在图11(b)的增强层240的厚度方向上,设背面侧表层布线271、272(即增强层240的表面240a)与玻璃布201c之间的尺寸为A2。作为本实施方式的尺寸A2,表示背面侧表层布线271、272与玻璃布201c之间的最短距离。设玻璃布201c的厚度尺寸(即,玻璃布201c中的背面侧表层布线271、272侧与背面侧内层布线2521、2522侧之间的尺寸)为B2。在增强层240的厚度方向上,设背面240b(即,增强层240的背面侧内层布线2521、2522侧的面)与玻璃布201c之间的尺寸为C2。作为本实施方式的尺寸C2,表示增强层240的背面240b与玻璃布201c之间的最短距离。并且,A2、B2、C2满足C2>A2>B2的大小关系。
这里,尺寸A2是玻璃布201c中的下端与背面侧表层布线271、272之间的尺寸。所谓玻璃布201c的下端,是玻璃布201c的多个鼓起部中的背面侧表层布线271、272侧的鼓起部的面方向中央部。鼓起部的面方向中央部如上述那样,是鼓起部中的厚度尺寸最大的部位。尺寸C2是玻璃布201c中的上端与背面侧内层布线2521、2522之间的尺寸。所谓玻璃布201c的上端,是玻璃布201c的多个鼓起部中的背面侧内层布线2521、2522侧的鼓起部的面方向中央部。并且,在玻璃布201c中设鼓起部235的面方向中央部235a的厚度尺寸为尺寸B2。
在本实施方式的增强层230中,在树脂层231中产生了裂纹的情况下,有裂纹穿过玻璃布201b的篮孔236(或者构成多根横纱233、多根纵纱234的多根玻璃纤维之间)向树脂层232发展的情况。相对于此,玻璃布201b是使用多根横纱233和多根纵纱234织成的。因此,在产生在树脂层231中的裂纹发展到树脂层232的情况下,构成多根横纱233或多根纵纱234的多根玻璃纤维起到使树脂层232中裂纹发展的发展速度变慢的桥效果。即,在产生在树脂层231中的裂纹发展到树脂层232的情况下,玻璃布201b起到使树脂层232中裂纹发展的发展速度变慢的桥效果。该发展速度是裂纹从玻璃布201b侧向背面230b侧推进的速度。
玻璃布201c与玻璃布201b同样,是使用多根横纱233和多根纵纱234织成的。因此,玻璃布201c在产生在树脂层241中的裂纹发展到树脂层242的情况下,起到使裂纹在树脂层242中发展的发展速度变慢的桥效果。该发展速度是裂纹从玻璃布201c侧向背面240b侧推进的速度。
另外,增强层230的表面230a与表面侧内层布线2511、2512中的玻璃布201b侧之间的尺寸L1(参照图11(a))为20μm~150μm。增强层240的表面240a与背面侧内层布线2521、2522中的玻璃布201c侧之间的尺寸L4(参照图11(b))为20μm~150μm。表面侧内层布线2511、2512(参照图11(a))的厚度尺寸L2为30μm~170μm。背面侧内层布线2521、2522的厚度尺寸L3(参照图11(b))为30μm~170μm。
本实施方式的尺寸A1、A2是20μm~100μm,B1、B2是10μm~30μm,尺寸C1、C2是45μm~160μm。
在本实施方式中,在增强层230、240的质量中树脂材料的质量所占的比率(wt%)比在芯层220的质量中树脂材料的质量所占的比率(wt%)大。具体而言,增强层230、240的质量中树脂材料的质量所占的比率(wt%)为80%以上。
增强层230、240的玻璃布201b、201c的厚度尺寸(图11中尺寸B1、B2)比芯层220的玻璃布201a的厚度尺寸(图10中尺寸B3)小。
在本实施方式中,将构成玻璃布201a的多个鼓起部中的某1个鼓起部中面方向中央部的厚度尺寸作为玻璃布201a的厚度尺寸。增强层230、240的玻璃布201b、201c的厚度尺寸为10μm~30μm。增强层230、240的质量中填料203的质量所占的比率(wt%)比芯层220的质量中填料203的质量所占的比率(wt%)大。增强层230、240中填料203所占的比率为了确保增强层230、240的充分的热传导率而设定。
玻璃布201b、201c的厚度方向的尺寸为了确保防止玻璃布201b、201c的断裂的强度并使热传导率成为一定以上而设定。作为玻璃布201b、201c,使用其热传导率是0.5~0.8(W/m·k)的玻璃布。
增强层230的树脂层231、232的线膨胀系数比布线2511、2512、2521、2522、261~263的线膨胀系数小。增强层240的树脂层240a、240b的线膨胀系数比布线2511、2512、2521、2522、271、272的线膨胀系数小。线膨胀系数表示物体的长度通过温度的上升而膨胀的比例。
构成本实施方式的树脂层231、232、241、242的树脂材料(例如环氧树脂)的线膨胀系数比布线2511、2512、2521、2522、261~263、271、272的线膨胀系数大。构成树脂层231、232、241、242的填料203的线膨胀系数比树脂材料的线膨胀系数小。并且,树脂层231、232的线膨胀系数通过调整树脂层231、232中包含的填料203的比率来设定。树脂层241、242的线膨胀系数通过调整树脂层241、242中包含的填料203的比率来设定。
以上是本实施方式的电子装置的结构。接着,参照图13(a)~图13(d)、图14(a)~图14(d)、图15(a)~图15(d)对上述电子装置的制造方法进行说明。另外,图13(a)~图13(d)、图14(a)~图14(d)、图15(a)~图15(d)是多层基板210中的搭载功率元件2121的部分附近的剖视图。
首先,如图13(a)所示,准备在芯层220的表面220a及背面220b配置有铜箔等的金属箔2161、2162的结构。接着,如图13(b)所示,通过钻头等形成将金属箔2161、芯层220、金属箔2162贯通的贯通孔281a。
然后,如图13(c)所示,进行非电解镀及电镀,在贯通孔281a的壁面及金属箔2161、2162上形成铜等的金属镀层2163。由此,在贯通孔281a的壁面,形成由金属镀层2163构成的贯通电极281b。另外,在进行非电解镀及电镀的情况下,优选的是使用钯等催化剂进行。
接着,如图13(d)所示,向由金属镀层2163包围的空间配置填充材料281c。由此,形成具有贯通孔281a、贯通电极281b、填充材料281c的上述贯通过孔281。
然后,如图14(a)所示,通过非电解镀及电镀等进行所谓的盖镀,在金属镀层2163及填充材料281c上形成铜等的金属镀层2164、2165。
这样,如图14(a)所示,在芯层220的表面220a侧,形成依次层叠有金属箔2161、金属镀层2163、金属镀层2164的金属层M1,在背面220b侧,形成依次层叠有金属箔2162、金属镀层2163、金属镀层2165的金属层M2。
接着,如图14(b)所示,向金属镀层2164、2165上配置未图示的抗蚀剂。并且,以该抗蚀剂为掩模进行湿式蚀刻等,将金属镀层2164、金属镀层2163、金属箔2161适当图案化而形成表面侧内层布线2511、2512,并且,将金属镀层2165、金属镀层2163、金属箔2162适当图案化而形成背面侧内层布线2521、2522。
即,在本实施方式中,表面侧内层布线2511、2512由层叠了金属箔2161、金属镀层2163、金属镀层2164的金属层M1构成,背面侧内层布线2521、2522由层叠了金属箔2162、金属镀层2163、金属镀层2165的金属层M2构成。在图14(c)以后,将金属箔2161、金属镀层2163、金属镀层2164、及金属箔2162、金属镀层2163、金属镀层2165一起表示为1层。
然后,如图14(c)所示,在芯层220的表面220a侧,在表面侧内层布线2511、2512上层叠增强层230及铜等的金属板2166。此外,在芯层220的背面220b侧,在背面侧内层布线2521、2522上层叠增强层240及铜等的金属板2167。
这样,构成从上方起依次层叠了金属板2166、增强层230、表面侧内层布线2511、2512、芯层220、背面侧内层布线2521、2522、增强层230及金属板2167的层叠体2168。另外,增强层230、240在该状态下是非正式硬化的,所以具有流动性。
接着,如图14(d)所示,通过从层叠体2168的层叠方向加压并加热而使层叠体2168一体化。具体而言,通过将层叠体2168加压,使构成增强层230、240的树脂材料流动。接着,将构成增强层230的树脂材料向多个表面侧内层布线2511、2512中的相邻的两个表面侧内层布线之间填入。并且,将构成增强层240的树脂材料向多个背面侧内层布线2521、2522中的相邻的两个表面侧内层布线之间填入。进而,通过将层叠体2168加热,使增强层230、240硬化,将层叠体2168一体化。
接着,如图15(a)所示,通过激光等,形成将金属板2166、增强层230贯通而达到表面侧内层布线2511、2512的贯通孔291a。同样,在与图15(a)不同的截面中,形成将金属板2167、增强层240贯通而达到背面侧内层布线2521、2522的贯通孔2101a。
接着,如图15(b)所示,用非电解镀及电镀等进行所谓填充镀,将贯通孔291a、2101a用金属镀层2169填埋。由此,用填入在形成于增强层230的贯通孔291a、2101a中的金属镀层2169构成贯通电极291b及图9所示的贯通电极2101b。此外,形成在贯通孔291a、2101a中填入有贯通电极291b、2101b的填充过孔291、2101。另外,在接着的图15(c)以后,将金属板2166及金属镀层2169一起表示为1层。
接着,如图15(c)所示,在金属板2166、2167上配置未图示的抗蚀剂。并且,通过以抗蚀剂为掩模进行湿式蚀刻等而将金属板2166、2167图案化、并且适当形成金属镀层,从而形成表面侧表层布线261~263及背面侧表层布线271、272。
即,在本实施方式中,表面侧表层布线261~263为具有金属板2166及金属镀层2169的结构,背面侧表层布线271、272为具有金属板2167及金属镀层2169的结构。
接着,如图15(d)所示,通过在增强层230、240的表面230a、240a分别配置阻焊层2110并适当图案化,制造上述多层基板210。另外,虽然在图15(d)所示的范围内,表面230a上的阻焊层2110被全部除去,但如图9所示,成为在其他区域中残留有阻焊层2110的状态。
然后,虽然没有特别图示,但经由钎料2130将电子零件2121~2123搭载于焊接区261。并且,在功率元件2121及控制元件2122与焊接区262之间进行引线接合,将功率元件2121及控制元件2122与焊接区262电连接。接着,通过使用模具的传递模塑法或压缩模塑法等形成模塑树脂部件2150,以将焊接区261、262及电子零件2121~2123封固。
根据以上说明的本实施方式,在多层基板210中,表面侧表层布线261~263被配置在增强层30的厚度方向的一侧(即表面230a侧)。表面侧内层布线2511、2512被配置在增强层230的厚度方向的另一侧(即背面230b侧)。背面侧表层布线271、272被配置在增强层240的厚度方向的一侧(即表面240a侧)。背面侧内层布线2521、2522被配置在增强层240的厚度方向的另一侧(即背面240b侧)。增强层230、240的树脂层231、241的线膨胀系数比表层布线261~263、271、272的线膨胀系数低,并且玻璃布201b、201c的线膨胀系数比树脂层231、241的线膨胀系数低。在增强层230的厚度方向上,设表面侧表层布线261~263与玻璃布201b之间的尺寸为A1,设玻璃布201b中的厚度尺寸为B1,设增强层230的背面230b(即,表面侧内层布线2511、2512侧的面)与玻璃布201b之间的尺寸为C1。于是,A1、B1、C1满足C1>A1>B1的大小关系。
通过以上,在增强层230中满足A1>B1的大小关系。因而,在具有相同的厚度的增强层230、1230A(参照图16)中,增强层230与使用厚度尺寸较大的玻璃布201b而满足A1<B1的大小关系的增强层1230A相比,能够使表面侧表层布线261~263与玻璃布201b之间的距离变大。因此,能够使玻璃布201b的线膨胀系数对于增强层230中的表面侧表层布线261~263侧的线膨胀系数带来的影响变小。
增强层230中的表面侧表层布线261~263侧的线膨胀系数表示在增强层230中的表面侧表层布线261~263侧其长度随着温度上升而变化的比例。因此,如果使表面侧表层布线261~263与玻璃布201b之间的距离变大,则能够使增强层230中的表面侧表层布线261~263侧的线膨胀系数与表面侧表层布线261~263的线膨胀系数之间的差变小。因此,在增强层230及表面侧表层布线261~263之间的界面,能够抑制起因于温度变化而产生内部应力。随之,能够抑制通过以该温度变化为起因产生的内部应力、在树脂层231中产生裂纹(即,第1导体侧起点裂纹)。
此外,在增强层240中,设背面侧表层布线271、272与玻璃布201c之间的尺寸为A2,设玻璃布201c中的厚度尺寸为B2。当设增强层240的表面240b(即,背面侧内层布线2521、2522侧)与玻璃布201c之间的尺寸为C2时,A2、B2、C2满足C2>A2>B2的大小关系。
这样,在增强层240中满足A2>B2的大小关系。因此,与增强层230同样,与在增强层240的厚度尺寸为一定的情况下满足A2<B2的大小关系的情况相比,能够使玻璃布201c的线膨胀系数对于增强层240中的背面侧表层布线271、272侧的线膨胀系数带来的影响变小。
增强层240中的背面侧表层布线271、272侧的线膨胀系数表示在增强层240中的背面侧表层布线271、272侧其长度随着温度上升而变化的比例。
因而,在增强层240中满足A2>B2的大小关系的情况下,在增强层240及背面侧表层布线271、272之间的界面,能够抑制通过以温度变化为起因产生的内部应力、在树脂层241中产生裂纹(即,第1导体侧起点裂纹)。
在本实施方式中,满足C1>A1的大小关系。因此,与在增强层230的厚度为一定的情况下满足A1>C1的大小关系的情况相比,通过玻璃布201b的桥效果而裂纹的发展速度变慢的区域的厚度尺寸变大。因此,在增强层230及表面侧表层布线261~263之间的界面,通过上述内部应力产生的裂纹从树脂层231行进到树脂层232的情况下,裂纹在树脂层232中发展到其背面230b所需要的时间变长。因而,能够提高增强层230整体对于通过上述内部应力产生的裂纹(即,上述第1导体侧起点裂纹)的强度。
在本实施方式中,满足C2>A2的大小关系。因此,与在增强层240的厚度为一定的情况下满足A2>C2的大小关系的情况相比,通过玻璃布201c的桥效果而裂纹的发展速度变慢的区域的厚度尺寸变大。因此,在增强层240及背面侧表层布线271、272之间的界面,通过上述内部应力产生的裂纹从树脂层241行进到树脂层242的情况下,裂纹在树脂层242中发展到其背面240b所需要的时间变长。因而,能够提高增强层240整体对于通过上述内部应力产生的裂纹(即,上述第1导体侧起点裂纹)的强度。
根据以上,能够提供兼顾了抑制通过上述内部应力产生的裂纹(即,上述第1导体侧起点裂纹)的产生、和提高增强层230(240)整体对于该裂纹的强度的多层基板210以及电子装置。
在本实施方式中,假如在增强层230的树脂层231中产生了裂纹的情况下,有可能树脂层231的裂纹为原因在树脂层232中产生内部应力而在树脂层232中产生裂纹。对此,增强层230满足C1>A1的大小关系。因此,与满足A1>C1的大小关系的增强层1230A(参照图16)相比,树脂层232的强度变大。由此,能够抑制树脂层231的裂纹为原因而在树脂层232中产生裂纹的情况。
在增强层240中,满足C2>A2的大小关系。因此,假如在增强层240的树脂层241中产生了裂纹的情况下,与增强层230同样,能够抑制树脂层241的裂纹为原因而在树脂层242中产生裂纹的情况。通过以上,能够抑制在多层基板210中产生裂纹。
除此以外,增强层230满足C1>A1的大小关系。由此,在树脂层231中在其整个厚度方向产生了裂纹的情况下,本实施方式的增强层230,与满足A1>C1的大小关系的增强层230相比,能够使树脂层231的裂纹的厚度方向的尺寸变小。由此,能够抑制以裂纹为起因的增强层230的电绝缘性的下降。同样,本实施方式的增强层240满足C2>A2的大小关系。能够抑制以裂纹为起因的增强层240的电绝缘性的下降。根据以上,能够抑制以裂纹为起因的多层基板210的电绝缘性的下降。
(其他实施方式)
另外,本申请并不限定于上述实施方式,在权利要求书所记载的范围内能够适当变更。
例如,在上述第1实施方式中,作为特别容易产生裂纹的地方,以搭载无源元件123的焊接区61的周围为例,但关于搭载无源元件123以外的功率元件121或控制元件122的焊接区61也可以说是同样的。因而,通过在搭载功率元件121或控制元件122的焊接区61的下方位置使增强层30内的玻璃布30b向焊接区61侧变形,能够得到与上述实施方式同样的效果。
此外,在上述第1实施方式中,作为将玻璃布30b向焊接区61侧推起的推出部件而使用配置在焊接区61的下方的内层布线51。相对于此,也可以将与内层布线51不同的部件、例如仅用于将玻璃布30b推出的突起状的部件、即相对于芯层20的表面突出的构造物作为推出部件配置。例如,可以通过树脂等构成作为推出部件的构造物。但是,如果使用内层布线51作为推出部件,则不需要具备仅为了玻璃布30b的推出而使用的构造物,所以能够实现制造工序的简略化。
此外,在上述各实施方式中,作为芯层20及增强层30、40而图示了由预浸料的单层构成的结构,但也可以将芯层20及增强层30、40用预浸料的多层构成。
在上述第2实施方式中,对使用由预浸料层构成的芯层220的例子进行了说明,但代之,作为绝缘层也可以使用由陶瓷等构成的芯层220。
在上述第2实施方式中,说明了使增强层230、240的树脂层231、241的线膨胀系数比表层布线261~263、271、272的线膨胀系数低的例子,但代之,也可以使增强层230、240的树脂层231、241的线膨胀系数比表层布线261~263、271、272的线膨胀系数高。
在上述第2实施方式中,说明了使尺寸A1、B1、C1满足C1>A1>B1的大小关系的例子,但代之,也可以满足C1≧A1≧B1的大小关系。代之,尺寸A1、B1、C1也可以满足C1>A1≧B1或C1≧A1>B1的大小关系。
在上述第2实施方式中,说明了使尺寸A2、B2、C2满足C2>A2>B2的大小关系的例子,但代之,也可以使尺寸A2、B2、C2满足C2>A2≧B2、C2≧A2>B2、C2≧A2≧B2中的某1个的大小关系。
如上述那样,本申请并不限定于上述实施方式,在权利要求书所记载的范围内能够适当变更。此外,上述各实施方式不是相互无关的,除了显然不能组合的情况以外,能够适当组合,此外,上述各实施方式并不限定于上述的图示例。
Claims (14)
1.一种多层基板,其特征在于,
具备:
芯层(20),具有表面(20a);
内层布线(51),形成在上述芯层的上述表面;
增强层(30),以将上述内层布线覆盖的状态配置在上述芯层的上述表面,具有编入玻璃纤维且为薄膜状的玻璃布(30b)以及将该玻璃布的表背两面覆盖的树脂层(30c);以及
焊接区(61),形成在上述增强层中的与上述芯层相反侧的一面(30a),经由钎料(130)搭载电子零件(121~123);
上述增强层之中,位于上述焊接区与上述芯层之间的部分的上述玻璃布被向上述焊接区侧推出,在该部分,上述树脂层中的从上述玻璃布到上述焊接区侧的表面为止的厚度(S1)比从上述玻璃布到上述芯层的表面为止的尺寸(T1)小。
2.如权利要求1所述的多层基板,其特征在于,
在上述增强层之中,在上述焊接区的外侧,上述树脂层中的从上述玻璃布到上述焊接区侧的表面为止的厚度(S2)与从上述玻璃布到上述芯层侧的表面为止的厚度(T2)相等。
3.如权利要求1或2所述的多层基板,其特征在于,
在上述焊接区与上述芯层之间具备上述内层布线,以该内层布线作为推出部件,上述玻璃布被向上述焊接区侧推出。
4.如权利要求1~3中任一项所述的多层基板,其特征在于,
在上述增强层之中,位于上述焊接区与上述芯层之间的树脂层中的从上述玻璃布到上述焊接区侧的表面为止的上述厚度(S1),比上述焊接区的外侧的上述树脂层中的从上述玻璃布到上述焊接区侧的表面为止的厚度(S2)小。
5.一种电子装置,其特征在于,具备:
权利要求1~4中任一项所述的多层基板;
上述钎料,仅配置在上述焊接区的上述一面;
上述电子零件,经由上述钎料搭载在上述焊接区;以及
模塑树脂(150),将上述电子零件及上述焊接区封固,与上述焊接区的侧面密接。
6.一种多层基板的制造方法,其特征在于,具备以下工序:
准备具有表面(20a)且在该表面具备内层布线(61)的芯层(20);
准备增强层(30),该增强层(30)具有玻璃布(30b)和在该玻璃布(30b)的两面具有相同厚度的树脂层(30c);
将上述增强层层叠到上述芯层的上述表面上;
将金属板(166)层叠到上述增强层的与上述芯层相反侧的面;
将由上述芯层、增强层、金属板构成的层叠体从层叠方向加压并加热,从而使构成增强层的树脂层的树脂向内层布线的周围流动,并且将上述玻璃布中的与内层布线对应的部分通过内层布线向上述金属板侧推出而相比于不与内层布线对应的部分向从芯层远离的方向变形;
通过将上述金属板形成图案,在上述金属板中的与上述内层布线对应的部分形成表层布线。
7.一种基板,其特征在于,
具备绝缘层(230、240)、配置在上述绝缘层的厚度方向的一侧的第1导体(261~263、271、272)、和配置在上述绝缘层的上述厚度方向的另一侧的第2导体(2511、2512、2521、2522);
上述绝缘层具有玻璃布(201b、201c)和树脂层(231、241、232、242),上述树脂层由电绝缘性的树脂材料构成,上述树脂层将上述玻璃布的上述第1导体侧和上述玻璃布的上述第2导体侧分别封固;
上述玻璃布的线膨胀系数比上述第1导体的线膨胀系数低,并且比上述树脂层中的上述第1导体侧的线膨胀系数低;
在上述绝缘层的上述厚度方向上,当设上述第1导体与上述玻璃布之间的尺寸为A、上述玻璃布的上述厚度方向的尺寸为B、上述绝缘层中的上述第2导体侧的面(230b、240b)与上述玻璃布之间的上述厚度方向的尺寸为C时,A、B、C满足C>A>B的大小关系。
8.如权利要求7所述的基板,其特征在于,
上述玻璃布具备由在第1方向上延伸的玻璃纤维分别构成的多根第1纱(233)、和由在与上述第1方向正交的第2方向上延伸的玻璃纤维分别构成的多根第2纱(234),是以构成多个由多个上述多根第1纱中的某1个第1纱与上述多根第2纱中的某1个第2纱重叠得到的鼓起部(235)的方式织成的;
上述尺寸B是上述多个鼓起部(235)中的某1个鼓起部的上述厚度方向的尺寸。
9.如权利要求7或8所述的基板,其特征在于,
上述树脂层的线膨胀系数比上述第1导体的线膨胀系数低。
10.如权利要求7~9中任一项所述的基板,其特征在于,
具备相对于上述绝缘层配置在上述第1导体的相反侧、由电绝缘材料构成的芯层(220);
上述第2导体配置在上述芯层的一面上。
11.如权利要求7~10中任一项所述的基板,其特征在于,
上述芯层具有玻璃布(201a)、和将该玻璃布的两面侧分别用电绝缘性的树脂材料封固的树脂层(221、222)。
12.如权利要求11所述的基板,其特征在于,
构成上述绝缘层的上述玻璃布的上述厚度方向的尺寸B比构成上述芯层的上述玻璃布的上述厚度方向的尺寸小。
13.如权利要求12所述的基板,其特征在于,
在构成上述绝缘层的上述树脂层的上述树脂材料中,混合有第1填料;
在构成上述芯层的上述树脂层的上述树脂材料中,混合有第2填料;
上述绝缘层的质量中上述第1填料的质量所占的比率比上述芯层的质量中上述第2填料的质量所占的比率大。
14.一种电子装置,其特征在于,具备:
权利要求7~13中任一项所述的基板(210);
电子零件(2121~2123),相对于上述第1导体配置在上述绝缘层的相反侧,与上述第1导体相接合;以及
模塑树脂部件(2150),将上述绝缘层中的上述第1导体侧和上述电子零件通过树脂材料封固。
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