JP2011249711A - 配線基板およびその実装構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、電子部品との接続信頼性を向上させる要求に応える配線基板およびその実装構造体を提供するものである。
【解決手段】
本発明の一形態にかかる配線基板３は、基体１１と、該基体１１の上面側のみに積層された複数の絶縁層１４と、基体１１の下面に部分的に形成された第１接続パッド７ａと、基体１１と該基体１１に隣接する絶縁層１４との間に部分的に形成された第１導電層１０ａと、隣接した絶縁層１４同士の間に部分的に形成された第２導電層１０ｂと、最上層に位置する絶縁層１４の上面に部分的に形成された第２接続パッド７ｂと、を備え、基体１１および絶縁層１４の平面方向の熱膨張率は、第１接続パッド７ａ、第１導電層１０ａ、第２導電層１０ｂおよび第２接続パッド７ｂの平面方向の熱膨張率よりも小さく、絶縁層１４の平面方向の熱膨張率は、基体１１の平面方向の熱膨張率よりも小さい。
【選択図】図１

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、コンピュータ機器及びその周辺機器）等に使用される配線基板およびその実装構造体に関するものである。

従来、電子機器に使用される電子装置としては、配線基板上に電子部品を実装した実装構造体が使用されている。

特許文献１には、コア基板と、該コア基板の一方の主面上にのみ形成され、複数の絶縁体層及び配線層を有するビルドアップ層と、を備えた片面積層配線基板が記載されている。

ところで、片面積層配線基板の平面方向の熱膨張率が大きいと、片面積層配線基板に熱が印加された場合に、片面積層配線基板及び電子部品の平面方向の熱膨張量の差が大きくなるため、片面積層配線基板と電子部品との接続部に応力が印加されやすくなる。

また、コア基板及びビルドアップ層の熱膨張率が異なると、片面積層配線基板に熱が印加された場合に、片面積層配線基板に反りが生じやすくなり、片面積層配線基板と電子部品との接続部に応力が印加されやすくなる。

その結果、片面積層配線基板と電子部品との接続信頼性が低下しやすくなり、ひいては実装構造体の電気的信頼性が低下しやすくなる。

特開２００４−３４１０７７号公報

本発明は、電子部品との接続信頼性を向上させる要求に応える配線基板およびその実装構造体を提供するものである。

本発明の一形態にかかる配線基板は、基体と、該基体の上面側のみに積層された複数の絶縁層と、前記基体の下面に部分的に形成された第１接続パッドと、前記基体と該基体に隣接する前記絶縁層との間に部分的に形成された第１導電層と、隣接した前記絶縁層同士の間に部分的に形成された第２導電層と、最上層に位置する前記絶縁層の上面に部分的に形成された第２接続パッドと、を備え、前記基体および前記絶縁層の平面方向の熱膨張率は、前記第１接続パッド、前記第１導電層、前記第２導電層および前記第２接続パッドの平面方向の熱膨張率よりも小さく、前記絶縁層の平面方向の熱膨張率は、前記基体の平面方向の熱膨張率よりも小さい。

本発明の一形態にかかる実装構造体は、上記配線基板と、該配線基板上に搭載され、前記第２接続パッドに電気的に接続された電子部品とを備える。

本発明の一形態にかかる配線基板及びその実装構造体によれば、基体および絶縁層の平面方向の熱膨張率が、第１接続パッド、第１導電層、第２導電層および第２接続パッドの平面方向の熱膨張率よりも小さいことから、配線基板の平面方向の熱膨張率を低減することができ、且つ、絶縁層の平面方向の熱膨張率が、基体の平面方向の熱膨張率よりも小さいことから、配線基板内において、絶縁層側の領域及び基体側の領域における平面方向の熱膨張率の差を低減し、配線基板の反りを低減できる。それ故、電子部品との接続信頼性に優れた配線基板を得ることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る実装構造体の厚み方向に沿った断面図である。 図２は、図１のI−I線にて平面方向に沿った断面図である。 図３は、図２のII−II線にて平面方向に沿った断面図である。 図４は、図２のIII−III線にて平面方向に沿った断面図である。 図５は、図２のIＶ−IＶ線にて平面方向に沿った断面図である。 図６は、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する厚み方向に切断した断面図である。 図７は、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する厚み方向に切断した断面図である。

以下に、本発明の一実施形態に係る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。

図１乃至５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、コンピュータ装置又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、該電子部品２がフリップチップ実装された配線基板３と、電子部品２と配線基板３との間に介されたバンプ４と、配線基板３と外部回路であるマザーボードとを接続するための半田ボール５と、を含んでいる。

電子部品２は、その電極がバンプ４に電気的に接続されており、例えばＩＣ又は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、窒化ガリウム又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以下に設定されており、平面方向（ＸＹ平面方向）及び厚み方向（Ｚ方向）への熱膨張率が例えば３ｐｐｍ／℃以上５ｐｐｍ／℃以下に設定され、ヤング率が例えば５０ＧＰａ以上２００ＧＰａ以下に設定されている。

なお、電子部品２の厚みは、電子部品２を厚み方向に沿って切断し、その研摩面若しくは破断面を走査型電子顕微鏡で観察し、厚み方向に沿った長さの平均値を算出することにより測定される。また、電子部品２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、電子部品２のヤング率は、ＭＴＳシステムズ社製Ｎａｎｏ Ｉｎｄｅｎｔｏｒ ＸＰ／ＤＣＭを用いて測定される。以下、各部材の厚み、熱膨張率及びヤング率の測定方法は、上述した電子部品２における測定方法と同様に行う。

バンプ４及び半田ボール５は、例えば鉛、錫、銀、金、銅、亜鉛、ビスマス、インジウム又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おり、各方向の熱膨張率が例えば１０ｐｐｍ／℃以上４０ｐｐｍ／℃以下に設定され、ヤング率が例えば１０ＧＰａ以上１５０ＧＰａ以下に設定されている。

配線基板３は、コア基板６と、コア基板６の下面に部分的に形成された第１接続パッド７ａと、コア基板６の下面に部分的に形成され、第１接続パッド７ａから離間した第１ダミー導体８ａと、該コア基板６の上面のみに形成されたビルドアップ部９と、コア基板６とビルドアップ部９との間に部分的に形成された第１導電層１０ａと、ビルドアップ部９の上面に部分的に形成された第２接続パッド７ｂと、ビルドアップ部９の上面に部分的に形成され、第２接続パッド７ｂから離間した第２ダミー導体８ｂと、を備えている。

このように配線基板３は、片面のみにビルドアップ部９を有する片面積層配線基板であるため、両面積層配線基板と比較して、絶縁層１４の層数を低減することができ、配線基板３を薄型化することができる。また、片面積層配線基板は、両面積層配線基板と比較して、外部回路側の絶縁層を電子部品側に積層することができるため、基体１１と電子部品２との間において応力緩和層として機能する絶縁層１４の層数を増やすことによって、電子部品２との接続信頼性を向上させることができる。

この配線基板３は、厚みが例えば０．２ｍｍ以上１．２ｍｍに設定され、平面方向の熱膨張率が例えば８ｐｐｍ／℃以上１３ｐｐｍ／℃以下に設定され、厚み方向の熱膨張率が例えば４０ｐｐｍ／℃以上６０ｐｐｍ／℃以下に設定されている。

コア基板６は、配線基板３の剛性を高めるものであり、平板状の基体１１と、基体１１を厚み方向に貫通する円筒状のスルーホール導体１２と、スルーホール導体１２の内部に形成された柱状の絶縁体１３と、を含んでいる。

基体１１は、コア基板５の主要部をなして剛性を高めるものであり、例えば樹脂材料と該樹脂材料に被覆された基材と樹脂材料に含有された無機絶縁フィラーとを含んでいる。この基体１１は、厚みが例えば１００μｍ以上４００μｍ以下に設定され、平面方向の熱膨張率が例えば７ｐｐｍ／℃以上１１ｐｐｍ／℃以下に設定され、厚み方向の熱膨張率が例えば３０ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ／℃以下に設定され、ヤング率が例えば１５ＧＰａ以上４５ＧＰａ以下に設定されている。

基体１１に含まれる樹脂材料は、基体１１の主要部をなすものであり、例えばエポキシ樹脂、シアネート樹脂又は液晶ポリエステル樹脂等の樹脂材料を使用することができる。この樹脂材料は、各方向の熱膨張率が例えば３０ｐｐｍ／℃以上６０ｐｐｍ／℃以下に設定され、ヤング率が例えば５ＧＰａ以上１５ＧＰａ以下に設定されている。

樹脂材料に被覆された基材は、基体１１の剛性を高めつつ平面方向の熱膨張率を低減するものであり、例えば繊維により構成された織布若しくは不織布、又は繊維を一方向に配列したものを使用することができ、この繊維としては、例えばガラス繊維、樹脂繊維、炭素繊維又は金属繊維等を使用することができる。この基材は、平面方向の熱膨張率が例えば２ｐｐｍ／℃以上６ｐｐｍ／℃以下に設定され、厚み方向の熱膨張率が例えば２ｐｐｍ／℃以上６ｐｐｍ／℃以下に設定され、ヤング率が例えば７０ＧＰａ以上８５ＧＰａ以下に設定されている。

樹脂材料内に含有された無機絶縁フィラーは、基体１１の熱膨張率を低減するとともに、基体１１の剛性を高めるものであり、例えば酸化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウム又は炭酸カルシウム等の無機絶縁材料により形成されたものを用いることができ、粒径が例えば０．５μｍ以上５．０μｍ以下に設定され、熱膨張率が例えば０ｐｐｍ／℃以上１５ｐｐｍ／℃以下に設定され、基体１１の樹脂材料内における含有量が例えば３体積％以上６０体積％以下に設定されている。

なお、無機絶縁フィラーの粒径は、基体１１の研摩面若しくは破断面を電界放出型電子顕微鏡で観察し、２０粒子数以上５０粒子数以下の粒子を含むように拡大した断面を撮影し、該拡大した断面にて各粒子の最大径を測定することにより測定される。また、基体１１の樹脂材料における無機絶縁フィラーの含有量(体積％)は、基体１１の研摩面を電界放出型電子顕微鏡で撮影し、画像解析装置等を用いて、基体１１の樹脂材料に対する無機絶縁フィラーの面積比率（面積％）を１０箇所の断面にて測定し、その測定値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。

基体１１を厚み方向に貫通するスルーホール導体１２は、第１接続パッド７ａと第１導電層１０ａとを電気的に接続するものであり、例えば銅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る。

スルーホール導体１２の内部に形成された絶縁体１３は、第１接続パッド７ａ及び第１導電層１０ａを支持するものであり、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又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されたものを使用することができる。

第１接続パッド７ａは、基体１１の下面に部分的に複数形成され、スルーホール導体１２及び半田ボール５を電気的に接続するものであり、平面方向の熱膨張率が基体１１よりも大きい。このような第１接続パッド７ａとしては、例えば例えば銅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る。

この第１接続パッド７ａは、平面視にて例えば直径が５０μｍ以上１５０μｍ以下の円形状であり、厚みが４μｍ以上１５μｍ以下に設定され、各方向の熱膨張率が例えば１６ｐｐｍ／℃以上１９ｐｐｍ／℃以下に設定され、平面方向の熱膨張率が基体１１の１．５倍以上３．０倍以下に設定され、ヤング率が６０ＧＰa以上１３０ＧＰａ以下に設定され、ヤング率が基体１１の１．５倍以上８．０倍以下に設定されている。

また、複数の第１接続パッド７ａは、例えば格子状に配列されている。すなわち、第１接続パッド７ａは、格子を構成する各線分が交差する位置に配されている。該格子は、各線分が直交していることが望ましく、なかでも、第１接続パッド７ａ同士の距離が同一に設定された正方格子状であることが望ましい。なお、複数の第１接続パッド７ａは、千鳥状に配列されていても構わない。

第１ダミー導体８ａは、基体１１の下面に部分的に形成され、第１接続パッド７ａと離間している。この第１ダミー導体８ａは、第１接続パッド７ａと同一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、厚み、各方向の熱膨張率及びヤング率は、第１接続パッド７ａと同様に設定されている。

一方、コア基板６の上面には、上述した如く、ビルドアップ部９が形成されており、多層配線部として機能する。このビルドアップ部９は、複数積層された絶縁層１４と、隣接する絶縁層１４同士の間に形成された第２導電層１０ｂと、絶縁層１４を厚み方向に貫通し、第２導電層１０ｂに電気的に接続されたビア導体１５と、を含んでいる。

絶縁層１４は、第２導電層１０ｂを支持するとともに、第２導電層１０ｂ同士の短絡を抑制するものであり、第１接続パッド７ａ及び基体１１よりも平面方向の熱膨張率が小さい。このような低熱膨張の絶縁層１４としては、例えば、フィルム状で平面方向にて低熱膨張の第１樹脂層と、該第１樹脂層に接着された低ヤング率の第２樹脂層と、により構成されたものを用いることができる。

この絶縁層１４は、厚みが例えば８μｍ以上１２μｍ以下に設定され、平面方向の熱膨張率が例えば−２ｐｐｍ／℃以上２ｐｐｍ／℃以下に設定され、平面方向の熱膨張率が基体１１の例えば−０．２倍以上０．３倍以下に設定され、平面方向の熱膨張率が第１接続パッド７ａの例えば−０．１倍以上０．２倍以下に設定され、厚み方向の熱膨張率が例えば２００ｐｐｍ／℃以上４００ｐｐｍ／℃以下に設定され、ヤング率が例えば５ＧＰａ以上１５ＧＰａ以下に設定され、ヤング率が基体１１の例えば０．１倍以上０．７倍以下に設定され、ヤング率が第１接続パッド７ａの例えば０．０６倍以上０．３倍以下に設定されている。なお、絶縁層１４のヤング率は、基体１１と同一でも構わない。

第１樹脂層は、絶縁層１４の主要部をなして絶縁層１４の剛性を高めつつ平面方向の熱膨張率を小さくするものであり、第２樹脂層と比較して、剛性が高く（ヤング率が大きく）、且つ、平面方向の熱膨張率が小さい。このような第１樹脂層としては、樹脂分子の分子鎖の長手方向が平面方向に平行となるように樹脂分子が配されたフィルム状のものであって、平面方向の熱膨張率が厚み方向の熱膨張率よりも小さいものを用いることができ、例えばポリイミド樹脂等の樹脂材料により形成されたものを用いることができる。また、第１樹脂層は、厚みが例えば５μｍ以上１５μｍ以下に設定され、平面方向の熱膨張率が例えば−２ｐｐｍ／℃以上２ｐｐｍ／℃以下に設定され、厚み方向の熱膨張率が例えば１００ｐｐｍ／℃以上１５０ｐｐｍ／℃以下に設定され、ヤング率が例えば４ＧＰａ以上１２ＧＰａ以下に設定されている。

第２樹脂層は、第１樹脂層同士を接着するものであり、第１樹脂層と比較して、ヤング率が小さく、他部材との接着強度が高い。また、第２樹脂層は、第１樹脂層よりも平面方向の熱膨張率が大きいが、第１樹脂層よりもヤング率が極めて小さいことから、絶縁層１４にて熱膨張への寄与がほとんどなく、絶縁層１４の平面方向の熱膨張率の増加を抑制できる。このような第２樹脂層としては、樹脂分子の分子鎖の長手方向が互いに異なるようにランダムに樹脂分子が配されたものであって、各方向の熱膨張率が同一のものを用いることができ、例えばエポキシ樹脂等の樹脂材料により形成されたものを用いることができる。また、第２樹脂層は、厚みが例えば３μｍ以上７μｍ以下に設定され、各方向の熱膨張率が例えば１００ｐｐｍ／℃以上４００ｐｐｍ／℃以下に設定され、平面方向の熱膨張率が第１樹脂層の例えば−０．００５倍以上０．０２倍以下に設定され、ヤング率が例えば０．００１ＧＰａ以上０．１ＧＰａ以下に設定され、ヤング率が第１樹脂層の０．００００１倍以上０．００１倍以下に設定されている。

第２導電層１０ｂは、各絶縁層１４上に配され、厚み方向に互いに離間している。この第２導電層１０ｂは、上述した第１接続パッド７ａと第１接続パッド７ａと同一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、厚み、各方向の熱膨張率及びヤング率は、第１接続パッド７ａと同様に設定されている。

第２導電層１０ｂに電気的に接続されるビア導体１５は、厚み方向に互いに離間した第２導電層１０ｂ同士を相互に接続するものであり、例えば平面方向に沿った断面の面積がコア基板６に向って小さくなる柱状（テーパー状）に形成されており、例えば銅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る。

一方、第１導電層１０ａは、基体１１と絶縁層１４との間に部分的に形成されており、スルーホール導体１２及びビア導体１５を電気的に接続するものである。

また、第２接続パッド７ｂは、最上層の絶縁層１４の上面に部分的に複数形成されており、ビア導体１５及びバンプ４を電気的に接続するものであり、平面形状が第１接続パッド７ａよりも面積の小さい円形状である。また、複数の第２接続パッド７ｂは、第１接続パッド７ａと同様に、例えば格子状に配列されている。該格子は、該２方向が直交していることが望ましく、なかでも、正方格子状であることが望ましい。なお、複数の第２接続パッド７ｂは、千鳥状に配列されていても構わない。

また、第２ダミー導体８ｂは、最上層の絶縁層１４の上面に部分的に形成されており、第２接続パッド７ｂから離間している。

この第１導電層１０ａ、第２接続パッド７ｂ及び第２ダミー導体８ｂは、上述した第１接続パッド７ａと第１接続パッド７ａと同一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、厚み、各方向の熱膨張率及びヤング率は、第１接続パッド７ａと同様に設定されている。

上述した第１接続パッド７ａ、スルーホール導体１２、第１導電層１０ａ、ビア導体１５、第２導電層１０ｂ及び第２接続パッド７ｂは、互いに電気的に接続されており、複数組の配線部を構成している。この配線部は、信号用配線として機能する第１配線部Ｌ１と、接地用配線又は電力供給用配線として機能する第２配線部Ｌ２と、を有する。また、この配線部において、第１接続パッド７ａは、外部回路との接続部材として機能し、第２接続パッド７ｂは、電子部品２との接続部材として機能する。なお、第１ダミー導体８ａ及び第２ダミー導体８ｂは、この配線部とは電気的に接続されておらず、配線としての機能を有していない。

また、後述する各部材の体積は、同一層内に配された同一部材の体積の合計値とする。例えば、第１接続パッド７ａの体積は、基体１１の下面に配された全ての第１接続パッド７ａの体積の合計値とする。この体積は、厚みと平面視における面積との積により算出される。

ここで、本実施形態の配線基板４において、基体１１及び絶縁層１４の平面方向の熱膨張率は、第１接続パッド７ａ、第１導電層１０ａ、第２導電層１０ｂ及び第２接続パッド７ｂの平面方向の熱膨張率よりも小さい。このように平面方向の熱膨張率が小さい基体１１及び絶縁層１４を用いることによって配線基板４の平面方向の熱膨張率を低減することができるため、配線基板４と電子部品２との平面方向の熱膨張率の差を低減することができ、ひいては、配線基板４と電子部品２との接続信頼性を高めることができる。

ところで、このような基体１１及び絶縁層１４を用いた場合、ビルドアップ部９は、平面方向の熱膨張率が基体１１及び絶縁層１４よりも大きい第２導電層１０ｂを内部に含んでいるため、ビルドアップ部９の平面方向の熱膨張率が、コア基板６の平面方向の熱膨張率よりも大きくなりやすい。すなわち、配線基板４内において、絶縁層１４側の領域の平面方向の熱膨張率が、基体１１側の領域の平面方向の熱膨張率よりも大きくなりやすい。

一方、本実施形態の配線基板４においては、絶縁層１４の平面方向の熱膨張率が、基体１１の平面方向の熱膨張率よりも小さい。したがって、配線基板４内において、絶縁層１４側の領域及び基体１１側の領域の平面方向の熱膨張率の差を低減することができるため、配線基板４に熱が印加された場合に、配線基板４の反りを低減することができ、ひいては、配線基板４と電子部品２との接続信頼性を高めることができる。

また、仮に、絶縁層１４及び該絶縁層１４上面の第２導電層１０ｂそれぞれ１層からなるもの（以下、配線層１６とする）の平面方向の熱膨張率が、基体１１の平面方向の熱膨張率よりも大きいと、ビルドアップ部９において配線層１６の層数を増加させた場合、配線基板４の平面方向の熱膨張率が増加しやすいが、これに対し、本実施形態の配線基板４においては、絶縁層１４の平面方向の熱膨張率が基体１１の平面方向の熱膨張率よりも小さいことから、配線層１６と基体１１との熱膨張率の差が低減されているため、配線基板４の平面方向の熱膨張率を維持しつつ、ビルドアップ部９において配線層１６の層数を増加させることができる。

ところで、第１導電層１０ａは、接地用配線又は電力供給用配線であることから、平板状（ベタ状）に形成されて体積が増加しやすいのに対し、第１接続パッド７ａ及び第２接続パッド７ｂは、電子部品２又はマザーボードとの接続部材に過ぎず、円形状に形成されて体積が減少しやすい。それ故、第１導電層１０ａの体積は、第１接続パッド７ａの体積及び第２接続パッド７ｂの体積よりも大きくなりやすい。したがって、配線基板４に熱が印加されると、第１導電層１０ａが第１接続パッド７ａ及び第２接続パッド７ｂよりも平面方向に大きく熱膨張するため、コア基板６及びビルドアップ部９それぞれにおいて、第１導電層１０ａ側の熱膨張量が大きくなり、それぞれ反対方向へ反る応力が印加されやすい。

一方、本実施形態の配線基板４においては、基体１１の下面に第１接続パッド７ａから離間した第１ダミー導体８ａが形成されている。その結果、配線基板４に熱が印加された場合に、コア基板６において第１導電層１０ａ側及び第１接続パッド７ａ側の熱膨張量の差を低減することができる。したがって、コア基板６の反りを低減することにより、該反りに起因したコア基板６とビルドアップ部９との境界部における剥離を低減することができる。

また、最上層に位置する絶縁層１４の上面に第２接続パッド７ｂから離間した第２ダミー導体８ｂが形成されている。その結果、配線基板４に熱が印加された場合に、ビルドアップ部９の第１導電層１０ａ側及び第２接続パッド７ｂ側の熱膨張量の差を低減することができる。したがって、ビルドアップ部９の反りを低減することにより、該反りに起因したコア基板６とビルドアップ部９との境界部における剥離を低減することができる。

なお、第１ダミー導体８ａの体積及び第１接続パッド７ａの体積の合計値は、第１導電層１０ａの体積よりも小さいことが望ましい。その結果、コア基板６において第１接続パッド７ａ側の熱膨張量が第１導電層１０ａ側よりも大きくなることを抑制し、コア基板６に印加される反りの応力を低減することができる。

また、第２ダミー導体８ｂの体積及び第２接続パッド７ｂの体積の合計値は、第１導電層１０ａの体積よりも小さいことが望ましい。その結果、ビルドアップ部９の第２接続パッド７ｂ側の熱膨張量が第１導電層１０ａ側よりも大きくなることを低減し、ビルドアップ部９に印加される反りの応力を低減することができる。

また、第１ダミー導体８ａの体積、第１接続パッド７ａの体積、第２ダミー導体８ｂの体積及び第２接続パッド７ｂの体積の合計値は、第１導電層１０ａの体積と同一に設定されていることが望ましい。その結果、コア基板６において第１導電層１０ａ側及び第１接続パッド７ａ側の熱膨張量の差を低減しつつ、ビルドアップ部９において第１導電層１０ａ側及び第２接続パッド７ｂ側の熱膨張量の差を低減することができ、ひいては、コア基板６及びビルドアップ部９の双方に印加される反りの応力を低減することができる。なお、第１ダミー導体８ａの体積、第１接続パッド７ａの体積、第２ダミー導体８ｂの体積及び第２接続パッド７ｂの体積の合計値は、第１導電層１０ａの体積の例えば６０％以上８０％以下に設定されていても構わない。

また、第１ダミー導体８ａの体積及び第１接続パッド７ａの体積の合計値は、第２ダミー導体８ｂの体積及び第２接続パッド７ｂの体積の合計値よりも大きいことが望ましい。その結果、第１ダミー導体８ａの体積及び第１接続パッド７ａの体積の合計値が大きいことから、配線基板３の下面にて局所的に平面方向の熱膨張率を増加させることにより、配線基板３よりも平面方向の熱膨張率が大きいマザーボードと配線基板３との熱膨張率の差を局所的に低減して、マザーボードと配線基板３との電気的接続信頼性を高めることができる。さらに、第２ダミー導体８ｂの体積及び第２接続パッド７ｂの体積の合計値が小さいことから、配線基板３の上面にて局所的に平面方向の熱膨張率を減少させることにより、配線基板３よりも平面方向の熱膨張率が小さい電子部品２と配線基板３との熱膨張率の差を局所的に低減して、電子部品２と配線基板３との電気的接続信頼性を高めることができる。なお、マザーボードは、平面方向の熱膨張率が例えば１５ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下に設定されている。

一方、第１ダミー導体８ａは、図５に示すように、第１格子状導体１７ａと、第１格子状導体１７ａを取り囲む第１環状導体１８ａと、を有しており、第１接続パッド７ａが第１格子状導体１７ａの１格子内に配されている。

第１格子状導体１７ａは、互いに長手方向が平行である複数の第１線状導体１７ａ１と、互いに長手方向が平行であり、該長手方向が第１線状導体１７ａ１の長手方向と異なる複数の第２線状導体１７ａ２と、を有しており、第１線状導体１７ａ１と第２線状導体１７ａ２とは、互いに交差して格子状をなすことにより、第１格子状導体１７ａを構成している。この第１格子状導体１７ａによって、第２ダミー導体８ａの導体部分が、基体１１の下面により均一に分布されるため、基体１１の下面において平面方向の熱膨張率をより均一にすることができる。また、第１導電層１０ａ又は第２導電層１０ｂにおいてチップの中心から引き回された直線状の配線に対して、第１線状導体１７ａ１及び第２線状導体１７ａ２のいずれか一方が平行になりやすいため、該直線状の配線に起因して局所的に熱膨張率が変化した箇所に第２ダミー導体８ａの導体部分を対応させることができ、ひいては配線基板３の反りを低減させることができる。

また、第１格子状導体１７ａは、第１線状導体１７ａ１及び第２線状導体１７ａ２の幅又は間隔を調整することにより、第２ダミー導体８ａの導体部分の分布を均一に維持しつつ、容易に第２ダミー導体８ａの体積を調整することができる。

また、第１線状導体１７ａ１及び第２線状導体１７ａ２は直交していることが望ましく、なかでも、第１格子状導体１７ａが正方格子状であることが望ましい。その結果、第２ダミー導体８ａの導体部分を基体１１の下面により均一に分布することができる。

また、第１格子状導体１７ａは、第１接続パッド７ａで構成された格子と交差することが望ましい。その結果、第１導電層１０ａ又は第２導電層１０ｂにおいてチップの中心から放射状に引き回された直線状の配線に対して、第１線状導体１７ａ１及び第２線状導体１７ａ２のいずれか一方が平行になりやすいため、該直線状の配線に起因して局所的に熱膨張率が変化した箇所に第２ダミー導体８ａの導体部分を対応させることができる。なお、第１接続パッド７ａで構成された格子と第１格子状導体１７ａとが交差してなす角度は、３５°以上５５°以下に設定されていることが望ましく、なかでも４５°に設定されていることが望ましい。

また、第１環状導体１８ａには、第１線状導体１７ａ１及び第２線状導体１７ａ２の端部、すなわち、格子状導体１７ａの端部に接続されている。その結果、第１線状導体１７ａ１及び第２線状導体１７ａ２の端部に印加される応力を緩和し、第１線状導体１７ａ１及び第２線状導体１７ａ２の端部が基体１４の下面から剥離することを抑制できる。なお、第１環状導体１８ａの線幅は、例えば４０μｍ以上８０μｍ以下に設定されている。

また、第１環状導体１８ａは、矩形状であり、その角部が曲線状であること望ましい。その結果、第１環状導体１８ａの角部に印加される応力を緩和することができる。なお、該角部の曲率半径は、例えば２５μｍ以上１００μｍ以下に設定されている。

一方、第２ダミー導体８ｂは、図２に示すように、第２格子状導体１７ｂと、第２格子状導体１７ｂを取り囲む第２環状導体１８ｂと、第２環状導体１８ｂを取り囲む第３格子状導体１７ｃと、第３格子状導体１７ｃを取り囲む第３環状導体１８ｃと、をしており、第２接続パッド７ｂが第２格子状導体１７ｂの１格子内に配されている。

第２格子状導体１７ｂ及び第３格子状導体１７ｃは、第１格子状導体１７ａと同様の構成及び効果を有している。

また、第２格子状導体１７ｂ及び第３格子状導体１７ｃを構成する線状導体の幅は、第１格子状導体１７ａを構成する線状導体の幅よりも小さい。その結果、第２ダミー導体８ｂの体積を、第１ダミー導体８ａの体積よりも容易に小さくすることができる。

また、第２格子状導体１７ｂを構成する線状導体の幅は、第３格子状導体１７ｃを構成する線状導体の幅よりも小さい。その結果、配線基板３の上面の熱膨張率を、熱膨張率の小さい電子部品２の直下領域において局所的に低減することができ、ひいては配線基板３と電子部品２との電気的接続信頼性を高めることができる。

第２環状導体１８ｂ及び第３環状導体１８ｃは、第１環状導体１８ａと同様の構成及び効果を有している。

また、第２環状導体１８ｂは、第２格子状導体１７ｂ及び第３格子状導体１７ｃの端部に接続されており、第３環状導体１８ｃは、第３格子状導体１７ｃの端部に接続されている。その結果、第２格子状導体１７ｂ及び第３格子状導体１７ｃを構成する線状導体の端部に印加される応力を緩和することができる。

また、第２環状導体１８ｂ及び第３環状導体１８ｃの線幅は、第１環状導体１８ａよりも小さいことが望ましい。その結果、第２ダミー導体８ｂの体積を、第１ダミー導体８ａの体積よりも容易に小さくすることができる。また、第２環状導体１８ｂの線幅は、第３環状導体１８ｃよりも小さいことが望ましい。その結果、配線基板３の上面の熱膨張率を、熱膨張率の小さい電子部品２の直下領域において局所的に低減することができ、ひいては配線基板３と電子部品２との電気的接続信頼性を高めることができる。

かくして、上述した実装構造体１は、外部回路から配線基板３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。

次に、上述した実装構造体１の製造方法を説明する。

（１）図６ａに示すように、第１接続パッド７ａ、第１ダミー導体８ａ及び第１導電層１０ａが形成されたコア基板６を準備する。具体的には、以下のように行う。

まず、例えば未硬化の樹脂シートを複数積層するとともに最外層に銅箔を積層し、該積層体を加熱加圧して硬化させることにより、基体１１を作製する。なお、未硬化は、ＩＳＯ４７２：１９９９に準ずるＡ‐ステージ又はＢ‐ステージの状態である。次に、例えばドリル加工やレーザー加工等により、基体１１を厚み方向に貫通したスルーホールを複数形成する。次に、例えば無電解めっき法、蒸着法、ＣＶＤ法又はスパッタリング法等により、スルーホール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１２を形成する。次に、円筒状のスルーホール導体１２の内部に、樹脂材料等を充填し、絶縁体１３を形成する。次に、導電材料を絶縁体１３の露出部に被着させた後、従来周知のフォトリソグラフィー技術、エッチング等を用いて、基体１１の上面及び下面の導電材料及び銅箔をパターニングすることによって、第１接続パッド７ａ、第１ダミー導体８ａ及び第１導電層１０ａを形成する。なお、このパターニングの際に、第１接続パッド７ａ、第１ダミー導体８ａ及び第１導電層１０ａを所望の形状にパターニングすることができる。

以上のようにして、第１接続パッド７ａ、第１ダミー導体８ａ及び第１導電層１０ａが形成されたコア基板６を作製することができる。

（２）図６ｂに示すように、２つのコア基板６を接着させる。具体的に例えば以下のように行う。

まず、熱可塑性樹脂等からなる仮止め部材１９を準備する。次に、２つのコア基板６それぞれの第１接続パッド７ａ側主面を仮止め部材１９に当接させて加熱し、仮止め部材１９を介して２つのコア基板６を接着させる。接着された２つのコア基板６は、両主面の内、第１導電層１０ａ側主面のみが露出されている。

以上のようにして、２つのコア基板６を接着させることができる。

（３）図７ａに示すように、接着された２つのコア基板６それぞれの第１導電層１０ａ側主面のみにビルドアップ部９、第２接続パッド７ｂ及び第２ダミー導体８ｂを形成することにより、接着された２つの配線基板３を作製する。具体的には、例えば以下のように行う。

まず、接着された２つのコア基板６それぞれの第１導電層１０ａ側主面に、未硬化の第２樹脂層前駆体を介してフィルム状の第１樹脂層を貼り合わせた後、第２樹脂層前駆体を熱硬化させて第２樹脂層を形成することにより、２つのコア基板６それぞれの第１導電層１０ａ側主面に絶縁層１４を形成する。次に、例えばＹＡＧレーザー装置又は炭酸ガスレーザー装置を用いて、２つのコア基板６それぞれの絶縁層１４にビア孔を形成し、ビア孔内に第１導電層１０ａの少なくとも一部を露出させる。次に、例えばセミアディティブ法、サブトラクティブ法又はフルアディティブ法等により、ビア孔にビア導体１３を形成するとともに絶縁層１４の露出した主面に第２導電層１０ｂを形成する。なお、第２導電層１０ｂは、例えば所望の形状のレジストを用いることにより、所望の形状に形成することができる。

かかる工程を繰り返すことにより、ビルドアップ部９を形成することができる。また、第２接続パッド７ｂ及び第２ダミー導体８ｂは、第２導電層１０ｂと同様に形成することができる。

以上のようにして、接着された２つの配線基板３を作製することができる。

（４）図７ｂに示すように、仮止め部材１９から２つの配線基板３それぞれを剥離し、接着された２つの配線基板３を互いに剥離することにより、配線基板３を２つ得る。

（５）第１接続パッド７ａ上に半田ボール５を形成するとともに第２接続パッド７ｂ上にバンプ４を形成し、バンプ４を介して配線基板３に電子部品２をフリップチップ実装することにより、図５ｃに示す実装構造体１を作製する。

以上のようにして、実装構造体１を作製することができる。本実施形態の配線基板の製造方法においては、上述した如く、２つのコア基板６を接着させた後、それぞれのコア基板６に対し、ビルドアップ部９、第２接続パッド７ｂ及び第２ダミー導体８ｂを形成し、２つの配線基板３を作製しているため、製造工程を削減することができ、生産効率を高めることができる。

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。

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。

また、成就した実施形態において、電子部品を配線基板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。

また、上述した実施形態において、ビルドアップ部が３層の絶縁層及び２層の第２導電層を有する構成を例に説明したが、絶縁層及び第２導電層は何層でも構わない。

また、上述した実施形態において、基体が基材を含む構成を例に説明したが、基体は基材を含まなくても構わない。

また、上述した実施形態において、基体の樹脂材料は無機絶縁フィラーを含有する構成を例に説明したが、絶縁層の樹脂材料が無機絶縁フィラーを含有しても構わない。

また、上述した実施形態において、第２環状導体は第２格子状導体及び第３格子状導体の端部に接続された構成を例に説明したが、第２環状導体は第２格子状導体の端部のみに接続されていても構わない。

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。

表１は、本実施例の配線基板の各層における構成を積層順に示したものである。この配線基板について、各部材の平面方向の熱膨張率、体積比率及びヤング率から、配線基板において、基体側の領域及び絶縁層側の領域における平面方向の熱膨張率を算出し、配線基板への影響を検討した。以下、熱膨張率は、平面方向の熱膨張率とする。また、各層の残銅率は、各層において、配線基板全体の面積に対し、銅からなる部材の面積の合計が占める割合を算出したものである。

（配線基板の構成）
第１接続パッド、第１ダミー導体、第１導電層、第２導電層、第２接続パッド及び第２ダミー導体は、銅からなるものを用いた。

基体は、液晶ポリエステル樹脂をガラスクロスに含浸してなるものを用いた。

絶縁層は、フィルム状のポリイミド樹脂からなる第１樹脂層と、接着部材であるエポキシ樹脂からなる第２樹脂層と、からなるものを用いた。なお、第２樹脂層のヤング率（０．０５ＧＰａ）が、第１樹脂層のヤング率（８．０ＧＰａ）よりも極めて小さいため、絶縁層の熱膨張率は、第１樹脂層の熱膨張率とみなすことができる。

（熱膨張率の計算）
以下のようにして、配線基板における基体側領域及び絶縁層側領域それぞれの平面方向の熱膨張率を算出した。

なお、配線基板における基体側領域は、第１導電層の基体側半分と、基体と、第１接続パッドと、第１ダミー導体と、からなるものとした。また、配線基板における絶縁層側領域は、第１導電層の基体側半分と、絶縁層と、第２絶縁層第１接続パッドと、第１ダミー導体と、からなるものとした。

まず、基体側領域について、各部材の厚みの比率と面積の比率との積を計算することにより、各部材の体積比率を算出する。また、絶縁層側領域の各部材の体積比率についても同様に算出する。なお、絶縁層及び基体の面積比率は、１００％とし、銅からなる部材の面積比率は、残銅率とする。

次に、基体側領域について、各部材のヤング率と体積比率との積を計算してその合計値を求めることにより、基体側領域全体のヤング率を算出する。また、絶縁層側領域全体のヤング率についても同様に算出する。

次に、基体側領域について、各部材の熱膨張率と体積比率とヤング率との積を計算してその合計値を求め、該合計値を絶縁層側領域全体のヤング率で割ることにより、基体側領域全体の熱膨張率を算出する。また、絶縁層側領域全体の熱膨張率についても同様に算出する。

以上のようにして、表１の配線基板について、基体側領域及び絶縁層側領域それぞれの平面方向の熱膨張率に計算したところ、基体側領域の平面方向の熱膨張率は、１１．４７ｐｐｍ／℃であり、絶縁層側領域の平面方向の熱膨張率は、１２．０８ｐｐｍ／℃であった。

このように、本実施例の配線基板は、基体側領域と絶縁層側領域との平面方向の熱膨張率の差が小さいため、反りが良好に抑制される。

１ 実装構造体
２ 電子部品
３ 配線基板
４ バンプ
５ 半田ボール
６ コア基板
７ａ 第１接続パッド
７ｂ 第２接続パッド
８ａ 第１ダミー導体
８ｂ 第２ダミー導体
９ ビルドアップ部
１０ａ 第１導電層
１０ｂ 第２導電層
１１ 基体
１２ スルーホール導体
１３ 絶縁体
１４ 絶縁層
１５ ビア導体
１６ 配線層
Ｌ１ 第１配線部
Ｌ２ 第２配線部

Claims (9)

1. 基体と、該基体の上面側のみに積層された複数の絶縁層と、前記基体の下面に部分的に形成された第１接続パッドと、前記基体と該基体に隣接する前記絶縁層との間に部分的に形成された第１導電層と、隣接した前記絶縁層同士の間に部分的に形成された第２導電層と、最上層に位置する前記絶縁層の上面に部分的に形成された第２接続パッドと、を備え、
   前記基体および前記絶縁層の平面方向の熱膨張率は、前記第１接続パッド、前記第１導電層、前記第２導電層および前記第２接続パッドの平面方向の熱膨張率よりも小さく、
   前記絶縁層の平面方向の熱膨張率は、前記基体の平面方向の熱膨張率よりも小さいことを特徴とする配線基板。
2. 請求項１に記載の配線基板において、
   前記第１導電層の体積は、前記第１接続パッドの体積および第２接続パッドの体積の合計値よりも大きく、
   前記基体のヤング率は、前記絶縁層のヤング率よりも大きく、
   前記基体の下面に部分的に形成され、前記第１接続パッドから離間した第１ダミー導体をさらに備えたことを特徴とする配線基板。
3. 請求項２に記載の配線基板において、
   最上層に位置する前記絶縁層の上面に部分的に形成され、前記第２接続パッドから離間した第２ダミー導体をさらに備えたことを特徴とする配線基板。
4. 請求項３に記載の配線基板において、
   前記第１ダミー導体の体積および前記第１接続パッドの体積の合計値は、前記第２ダミー導体の体積および前記第２接続パッドの体積の合計値よりも大きいことを特徴とする配線基板。
5. 請求項２に記載の配線基板において、
   前記第１ダミー導体は、複数の第１線状導体と該第１線状導体に交差した複数の第２線状導体とからなる格子状導体と、該第１格子状導体１７ａを取り囲む環状導体と、を有していることを特徴とする配線基板。
6. 請求項５に記載の配線基板において、
   前記環状導体は、前記第１線状導体及び前記第２線状導体の端部に接続されていることを特徴とする配線基板。
7. 請求項１に記載の配線基板において、
   前記第１接続パッド、前記第１導電層、前記第２導電層および前記第２接続パッドは、同一の導電材料からなることを特徴とする配線基板。
8. 請求項１に記載の配線基板において、
   前記第１接続パッドは、外部回路に電気的に接続されるためのものであり、
   前記第２接続パッドは、電子部品に電気的に接続されるためのものであることを特徴とする配線基板。
9. 請求項１に記載の配線基板と、
   該配線基板上に搭載され、前記第２接続パッドに電気的に接続された電子部品と
   を備えたことを特徴とする実装構造体。