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號2013 — 94373號及2013年6月13日提出申請的日本申請號2013 — 124970號，這里援用其記載內容。
技術領域
[0002]本發明涉及具有將電子零件經由釬料來搭載的焊接區(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】
[0003]以往，作為這種電子裝置，提出了以下的結構(例如參照專利文獻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層布線，并且，在增強層中的與芯層相反側的一面形成有焊接區。焊接區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的一面及側面的整個面上的金屬鍍層。在該焊接區上，經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側覆蓋，構成電子裝置。
[0005]此外，提出了專利文獻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側的第1導體、和配置在絕緣層的背面側的第2導體。
[0006]這里，絕緣層具備玻璃布、將玻璃布中的第1導體側封固的由樹脂材料構成的第1樹脂層、和將玻璃布中的第2導體側封固的由樹脂材料構成的第2樹脂層。
[0007]現有技術文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:特開昭61 - 135191號公報
[0010]專利文獻2:特開2007 - 176169號公報
【發明內容】
[0011]發明要解決的問題
[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及側面J3b形成有金屬鍍層J4，釬料J6浸潤擴散到焊接區J5的側面為止。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中發生裂紋J8。
[0013]g卩，由于模塑樹脂J1從釬料J6剝離而產生的應力在增強層J7中傳播，在增強層J7中產生裂紋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J5的位移，所以焊接區J5能夠對應于使用環境膨脹及收縮。并且，由于焊接區J5與增強層J7熱膨脹系數不同，所以對增強層J7施加應力。特別是，在低溫使用環境中，通過焊接區J5的收縮，在增強層J7中的與焊接區J5之間的界面的端部施加很大的拉伸應力，在增強層J7中產生裂紋J8。
[0015]并且，如果在增強層J7中產生的裂紋J8到達內層布線，則在水等異物滲入到該裂紋J8中的情況下，焊接區J5和內層布線有可能短路。
[0016]本發明者等針對上述專利文獻2的基板，著眼于第1樹脂層的線膨脹系數及第1導體的線膨脹系數，對抑制裂紋的產生進行了研究。
[0017]玻璃布的線膨脹系數與第1樹脂層的線膨脹系數相比較小。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導體側的線膨脹系數受到玻璃布的線膨脹系數的影響而下降。所謂絕緣層中的第1導體側的線膨脹系數，表示在絕緣層中的第1導體側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導體側的線膨脹系數與第1導體的線膨脹系數之間的差變大。因而，有在絕緣層及第1導體之間的界面處隨著溫度變化而產生較大的內部應力的情況。因此，如果反復產生溫度變化，則有可能在絕緣層的第1樹脂層中產生因內部應力帶來的裂紋(以下，將這樣在絕緣層及第1導體之間的界面產生的裂紋稱作第1導體側起點裂紋)。
[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成的多根橫紗、和由在縱向上延伸的多根玻璃纖維構成的多根縱紗織成的。玻璃布構成為，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，在產生了第1導體側起點裂紋的情況下，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導體側起點裂紋的發展速度變慢的橋(bridge)效果。另外，所謂發展速度，是在第2樹脂層中裂紋從玻璃布側向第2導體側行進的速度。
[0021]這樣，為了使上述的絕緣層中的第1導體側的線膨脹系數與第1導體的線膨脹系數之間的差變小，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對于絕緣層中的第1導體側的線膨脹系數的影響變小。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導體側起點裂紋的發展速度變慢的區域的厚度尺寸變小。因而，從第1導體側起點裂紋發展到第2樹脂層起到該裂紋到達第2樹脂層的第2導體側的面所需要的時間變短。即，作為基板整體，擔心對于第1導體側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生裂紋也能夠抑制焊接區與內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。進而，第2目的在于，提供一種兼顧抑制第1導體側起點裂紋的產生和提高基板整體對該第1導體側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]根據本申請的第一技術方案，多層基板具備:芯層，具有表面；內層布線，形成在芯層的表面；增強層，以將內層布線覆蓋的狀態配置在芯層的表面，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，形成在增強層中的與芯層相反側的一面，經由釬料搭載電子零件；增強層之中，位于焊接區與芯層之間的部分的玻璃布被向焊接區側推出，在該部分，樹脂層中的從玻璃布到焊接區側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]根據上述結構，在焊接區與芯層之間使增強層內的玻璃布向焊接區側變形。并且，樹脂層中的從玻璃布到焊接區側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展及擴大。因而，能夠使裂紋的發展及擴大變慢。結果，即使產生裂紋，也確保焊接區與內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:準備在表面具備內層布線的芯層；準備增強層，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的面；將由芯層、增強層、金屬板構成的層疊體從層疊方向加壓并加熱，從而使構成增強層的樹脂層的樹脂向內層布線的周圍流動，并且將玻璃布中的與內層布線對應的部分通過內層布線推出而相比于不與內層布線對應的部分向從芯層遠離的方向變形；通過將金屬板形成圖案，在金屬板中的與內層布線對應的部分形成表層布線。
[0027]根據本申請的第二技術方案，具備絕緣層、配置在絕緣層的厚度方向的一側的第1導體、和配置在絕緣層的厚度方向的另一側的第2導體；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導體側和玻璃布的第2導體側分別封固；玻璃布的線膨脹系數比第1導體的線膨脹系數低，并且比樹脂層中的第1導體側的線膨脹系數低；在絕緣層的厚度方向上，當設第1導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導體側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]根據上述結構，首先滿足A>B的大小關系。因此，與滿足A〈B的大小關系的情況相比，能夠使第1導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對于絕緣層中的第1導體側的線膨脹系數帶來的影響變小。由此，能夠使絕緣層中的第1導體側的線膨脹系數與第1導體的線膨脹系數之間的差變小。因此，在絕緣層及第1導體之間的界面，能夠抑制以溫度變化為起因產生內部應力。隨之，能夠抑制以溫度變化為起因在樹脂層中的第1導體側(以下稱作第1樹脂層)最初產生上述第1導體側起點裂紋。
[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生了第1導體側起點裂紋的情況下，上述第1導體側起點裂紋有可能發展到樹脂層中的第2導體側(以下稱作第2樹脂層)。
[0030]根據本申請的第三技術方案，在第二技術方案的基板中，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成的多根第2紗織成的。因此，構成多根第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導體側起點裂紋發展的發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導體側起點裂紋發展的發展速度變慢的橋效果。所謂上述第1導體側起點裂紋的發展速度，是在第2樹脂層中上述第1導體側起點裂紋從玻璃布側向第2導體側的面進展的速度。
[0031]在上述第二、第三技術方案的基板中，除了 A>B以外還滿足C>A的大小關系。因此，與在基板的厚度為一定的情況下滿足A>C的大小關系的情況相比，通過上述橋效果而上述第1導體側起點裂紋的發展速度變慢的區域的厚度尺寸變大。隨之，能夠使從上述第1導體側起點裂紋在第2樹脂層中產生開始、到該裂紋發展到第2樹脂層中的第2導體側的面為止所需要的時間變長。因而，能夠實現對于第1導體側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導體側起點裂紋的產生和提高基板整體對于該第1導體側起點裂紋的強度的基板。
【附圖說明】
[0033]關于本申請的上述目的及其他目的、特征及優點，參照附圖并通過下述詳細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