配线板及配线板的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种配线板及配线板的制造方法。该配线板包括：第一增强板，增强板的一个表面接合至电路板；第二增强板，具有用于设置电子部件的配置孔；以及层压体，通过在第一增强板的另一表面和第二增强板的一个表面之间层压多个绝缘层和多个配线层来形成层压体，并且层压体包括定位在配置孔内的连接至配线层并且连接至电子部件的端子部的端子连接部件。
【专利说明】配线板及配线板的制造方法
【技术领域】
[0001]本技术的【技术领域】涉及配线板及配线板的制造方法。具体地，本技术的【技术领域】涉及通过形成由层压介于第一增强板和第二增强板之间的多个绝缘层和多个配线层所获得的层压体而改进倒装芯片连接性并且防止在IC(集成电路)芯片中发生剥落(chipping)，从而抑制发生板翘。
【背景技术】
[0002]随着近年来在计算机中用作微处理器的电子元件(IC芯片)等的提速和高性能，端子的数量趋于增加并且端子之间的节距趋于变窄。通常，大量的端子部件以阵列形式设置在IC芯片的底部。
[0003]IC芯片的这种端子部件与形成在称为母板的电路板上的连接端子在节距上存在很大的差异，因此，难以在母板上安装IC芯片。
[0004]因此，为了将IC芯片连接到母板，形成称为半导体封装的配线板，IC芯片安装在(连接至)配线板上，然后，配线板安装在(连接至)母板上，因此，IC芯片经由配线板连接至母板。
[0005]作为如上所述的这种配线板，例如，存在着称之为无芯型配线板，该无芯型配线板由通过使用增层法而层压多个绝缘层和多个配线层而形成的层压体构造(例如，参照日本未经审查专利申请公开第2002-26171号)。在该无芯型配线板中，整个配线的长度通过省略芯板而缩短，降低了高频信号的传输损耗，并且相应地，IC芯片能够高速运行。
[0006]然而，因为无芯型配线板没有芯板，所以其厚度降低了，从而导致难以确保高刚度，并且最后，易于发生板翘。
[0007]另一方面，存在一种以如下方式构造的芯型配线板，将多个绝缘层和多个配线层层压在芯板的两个表面上从而在配线板上形成层压体，并且芯板和层压体因此集成(例如，参照日本未经审查专利申请公开第2008-124124)。芯型配线板具有的优势在于总体刚度高于无芯型配线板的刚度，并且相应地，当包含芯板时则会减少板翘的发生。
【发明内容】
[0008]然而，因为在无芯型配线板和芯型配线板中层压体都暴露在表面上，当来自碰撞、震动等的外力施加在板上时，特别是在板的边缘处就会容易发生断裂或者折断，并因此担心可能会发生剥落。
[0009]根据这种剥落的程度存在着露出配线层的可能性，并且相应地，担心逐渐劣化的制造产量和低可靠性。
[0010]此外，因为这种无芯型配线板整体上具有如上所述的低刚度，易于发生板翘，并且相应地，可引起倒装芯片连接中的缺陷。
[0011]具体地，当在IC芯片的倒装芯片连接中冷却接合中使用的焊料时，IC芯片会受到因IC芯片材料和配线板材料之间的热膨胀系数的差异而产生的热应力的影响，并且从而在配线板侧受到张应力。如果该应力比较强，IC芯片的接合部分则会发生断裂，存在有开口缺陷等的可能性并且从而难以实现高制造产量和可靠性。
[0012]此外，已经提出了以下类型的配线板，在其中，高刚度的增强板接合至层压体的IC芯片连接侧的表面，以增强整体刚度，但是在该类型的配线板中，层压体和增强板的线性膨胀系数之间存在极大差异，从而易于发生板翘，并且在倒装芯片连接之后引起极大的应力，并且因此也有可能发生剥落。
[0013]因此，期望在本技术的实施方式的配线板及配线板的制造方法中能够克服上述问题，并且在抑制板翘的同时防止发生剥落。
[0014]首先，一种配线板，包括:第一增强板，该增强板的一个表面接合至电路板；第二增强板，具有用于设置电子部件的配置孔；以及层压体，通过在该第一增强板的另一表面与该第二增强板的一个表面之间层压多个绝缘层和多个配线层而形成，并且该层压体包括定位在配置孔内的连接至该配线层并且连接至该电子部件的端子部的端子连接部件。
[0015]因此，层压体形成在配线板中的第一增强板与第二增强板之间。
[0016]其次，用于连接至电路板的通孔优选地形成在第一增强板中。
[0017]通过在第一增强板中形成用于连接至电路板的通孔，可经由通孔将配线板连接至电路板。
[0018]首先，一种配线板的制造方法，包括:将接合材料夹在两个第一增强板之间以接合两个第一增强板；通过在各个第一增强板的与接合表面相反的相应表面上层压多个绝缘层和多个配线层来形成层压体，层压体均具有连接至配线层的端子连接部件；在与第一增强板相反的各个层压板的相应表面上形成均具有配置孔的第二增强板，其中连接至端子连接部件的电子部件设置在配置孔中以及将两个第一增强板彼此分离并且去除接合材料。
[0019]因此，根据配线板的制造方法，层压体分别定位在第一增强板和第二增强板之间。
[0020]其次，用于连接至电路板的通孔优选地形成在每个第一增强板中。
[0021]通过在第一增强板中形成用于连接至电路板的通孔，每个配线板均连接至每个电路板。
[0022]第三，优选地，热塑薄膜用作接合材料。
[0023]通过将热塑薄膜用作接合材料，通过该薄膜可以防止第一增强板的损坏和划伤。
[0024]根据本技术的实施方式，提供了一种配线板，该配线板包括:第一增强板，第一增强板的一个表面接合至电路板；第二增强板，具有用于设置电子部件的配置孔；以及层压体，该层压体通过在第一增强板的另一表面与第二增强板的一个表面之间层压多个绝缘层和多个配线层来形成的，并且该层压体包括定位在配置孔内的连接至配线层并且连接至电子部件的端子部的端子连接部件。
[0025]因此，由于层压体定位在第一增强板和第二增强板之间，所以整体刚度比较高，降低了层压方向上两侧的线性膨胀系数的差异，相应地抑制了板翘的发生，并且由于层压体未露出，所以能够防止发生剥落。
[0026]根据本技术的另一实施方式，用于连接至电路板的通孔形成在第一增强板中。
[0027]因此，能够简单且可靠地连接层压体和电路板。
[0028]根据本技术的另一实施方式，提供了一种制造配线板的方法，该方法包括:将接合材料夹在其间的两个第一增强板接合；通过在与接合表面相反的各个第一增强板的相应表面上层压多个绝缘层和多个配线层来形成层压体，每个层压体均具有连接至配线层的端子连接部件；在与第一增强板相反的各个所述层压板的相应表面上形成均具有配置孔的第二增强板，其中连接至端子连接部件的电子部件设置在配置孔，并且将两个第一增强板彼此分离并且去除接合材料。
[0029]因此，由于层压体分别地定位在第一增强板和第二增强板之间，所以整体的刚度比较高，降低了在层压方向上的两侧的线性膨胀系数的差异，相应地抑制了板翘的发生，并且由于层压体没有外露，所以能够防止发生剥落。
[0030]根据本技术的另一实施方式，用于连接至电路板的通孔形成在每个第一增强板中。
[0031]因此，能够简单且可靠地连接每个层压体与每个电路板。
[0032]根据本技术的另一实施方式，热塑薄膜用作接合材料。
[0033]因此，除了防止第一增强板的损坏和划伤之外，还能确保两个第一增强板的令人满意的接合性能，并且在加热状态中使用冲压成型，第一增强板能够易于彼此接合。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1为连接至母板的配线板的放大剖视图，与图2到图10 —起示出了根据本技术的一个实施方式的配线板和配线板的制造方法的最佳实施方式；
[0035]图2为成形体的概念图，与图3到图9 一起示出了配线板的制造方法；
[0036]图3为示出了制备两个第一增强板的状态的放大剖视图；
[0037]图4为示出了两个第一增强板利用夹在其间的接合材料接合至彼此的状态的放大剖视图；
[0038]图5为示出了在第一增强板上形成层压体的状态的放大剖视图；
[0039]图6为示出了在层压体上形成第二增强板的状态的放大剖视图；
[0040]图7为示出了第一增强板彼此剥离和分离从而去除接合材料的状态的放大剖视图；
[0041]图8为示出了在第一增强板内形成阻焊剂并且从而制造配线板的状态的放大剖视图；
[0042]图9是示出了电子部件安装在配线板上的状态的放大截面图；以及
[0043]图10是示出了通过按照温度测量配线板中的板翘量所获得结果的框图。
【具体实施方式】
[0044]在后文中，参照附图，详细描述本技术的优选实施方式。要注意的是，在本说明书和附图中，具有基本上相同的功能和结构的结构性部件由相同的参考标号表示，并且不重复解释这些结构性部件。
[0045]在后文中，参照附图，描述用于实现本技术的一个实施方式的配线板和配线板的制造方法的优选实施方式。
[0046]配线板是被称为半导体封装的配线板，该配线板具有包括多个层压层的结构。
[0047]在以下描述中，在配线板内，根据设为上下方向的每个部件的层压方向，示出了前后、上下以及左右方向。[0048]应注意的是，为了方便描述，下面示出了前后、上下以及左右方向，但在实现该技术时，本技术不限于这些方向。
[0049]【配线板的配置】
[0050]在后文中，描述配线板I的配置(参照图1)。[0051]配线板I具有层压体2，定位在层压体2的下侧的第一增强板3，以及定位在层压体2的上侧的第二增强板4。
[0052]层压体2通过层压多个绝缘层5和多个配线层6而形成。例如，作为绝缘层5的材料，可以使用环氧树脂，并且例如，作为配线层6的材料，可以使用铜。配线层6通过预定路径从上层连接至下层。
[0053]端子连接部件(端子衬垫)7形成在最上层绝缘层5的顶部表面上。端子连接部件7连接至配线层6以及连接至稍后描述的电子部件的端子部。
[0054]在绝缘层5内形成过孔5a，并且导电材料(铜)填充要连接至配线层6的过孔5a。例如，通过将YAG (钇铝石榴石)激光、二氧化碳激光等辐射到绝缘层5中，形成圆锥台形状的过孔5a。
[0055]与最低层的绝缘层5的下表面接触的第一增强板3由具有高刚度的金属材料(例如，铜等)形成，并且比绝缘层5更厚。应注意，作为第一增强板3的材料，例如，除陶瓷材料之外，也可以使用含玻璃纤维、碳纤维等的树脂材料。
[0056]用于连接至电路板(母板)100的通孔8形成在第一增强板3中。在通孔8中，圆柱导电部分8a由铜形成。导电部分8a连接至形成在最低绝缘层5上的配线层6。
[0057]通孔8的导电部分8a的内部填充有填充树脂9。
[0058]在第一增强板3的下表面上形成连接垫10。使连接垫10对于在通孔8内形成的导电部分8a具有传导性。
[0059]阻焊剂11形成在第一增强板3的下表面上，以覆盖连接垫10的外围。
[0060]与最上层的绝缘层5接触的第二增强板4由具有如第一增强板3的高刚度的相同金属材料(例如，铜)形成，并且比绝缘层5更厚。还应注意，作为第二增强板4的材料，例如，除陶瓷材料之外，也还可以使用含玻璃纤维、碳纤维等的树脂材料。
[0061]在第二增强板4中，形成用于设置电子部件的配置孔4a。在配置孔4a中，定位形成在最上层的绝缘层5上的端子连接部件7。
[0062]在第二增强板4的配置孔4a中，分别设置电子部件12。例如，IC芯片、具有DDR(双倍数据速率)模式的SDRAM (同步动态随机存储器)、存储器、电容器等用作电子部件12。
[0063]在电子部件的下表面上设置的端子部件12a经由焊料13接合至端子连接部件7，从而通过倒装芯片连接，每个电子部件12连接至层压体2。
[0064]如上所述电子部件12安装在其上的配线板I具有连接垫10，该连接垫形成在经由焊料14接合至电路板100的连接端子IOOa的第一增强板3上。
[0065]电子部件12经由端子连接部件7、配线层6、导电部分8a、以及连接垫10连接至形成在电路板100上的各个预定电路。
[0066]应注意的是，在配线板I内，在图中未示出的底部填充材料填充在电子部件12的下表面和层压体2的顶部表面之间的空间，以便覆盖电子部件12和端子连接部件7。此外，在图中未示出的散热板经由传热材料层(例如，TIM (热界面材料)等)设置在电子部件12的顶部表面上，因此，从散热板中排出由电子部件12产生的热。
[0067]【配线板的制造方法】
[0068]接下来，将描述上述配线板I的制造方法(参照图2至图9)。
[0069]应注意的是，如图2中所示，通过各个定线进行切断并且与多个产品部件20分离，从而形成配线板I。例如，48个配线板I由一个产品部件20形成，并且通过从成形体30中切去，形成多个产品部件20。成形体30具有粘结部件30a (在图中由具有斑点的区域表示的部分)，这些粘结部件形成在外围部分和产品部件20之间的部分内。
[0070]通过这种方式，通过形成大尺寸的成形体30可确保用于粘结部件30a的充足空间，从而形成配线板1，并且因此可降低配线板I的制造成本。
[0071]如上所述，通过层压每个部件(每一层)形成的成形体30，通过进行切断并且与从该成形体中切去的产品部件20分离，形成配线板1，但是在后文中，省略对于制造整个成形体30的描述，仅仅描述制造要形成为配线板I的部分。
[0072]首先，制备第一增强板3和3 (参照图3)。通孔8形成在每个第一增强板3中，并且导电部分8a形成在通孔8中。此外，连接垫10形成在每个第一增强板3的一个表面上。
[0073]应注意，通过使用例如钻孔机钻孔，通孔8形成在每个第一增强板3中。
[0074]设置第一增强板3和3，从而连接垫10形成在其上的表面彼此相向。
[0075]接下来，使用接合材料15，例如，夹在其间的热塑薄膜(增强板接合步骤)，第一增强板3和3彼此接合(参照图4)。通过冲压成型(热压接合)，使用夹在其间的接合材料15，使第一增强板3接合。`
[0076]通过将热塑薄膜用作接合材料15，可防止损坏或划伤第一增强板3，可确保这两个增强板具有满意的接合性能，并且在加热第一增强板3和3时使用冲压成型，它们可彼此容易地接合。
[0077]接下来，在与第一增强板3和3彼此接合的表面相反的表面上，依次层压多个绝缘层5和多个配线层6，从而形成层压体2 (层压体形成步骤)(参照图5)。
[0078]此时，由于第一增强板3和3与层压体2和2的线性膨胀系数不同，所以可能发生板翘，但在相反的方向，在上部层压体2和下部层压体2内发生板翘，从而总体上抑制板翘的发生。
[0079]由于通过在接合的第一增强板3和3上层压每一层，形成层压体2和2，所以在设置第一增强板3和3时，刚度较高，并且可抑制常温下的初始板翘。
[0080]接下来，第二增强板4和4形成在层压体2和2的端子连接部件7形成在其上的表面上(增强板形成步骤)(参照图6)。配置孔4a预先形成在每个第二增强板4中。第二增强板4和4形成在具有端子连接部件7在配置孔4a中的层压体2和2上。
[0081]接下来，第一增强板3和3彼此脱离和分离，并且从而去除粘合材料15 (分离步骤)(参照图7)。
[0082]随后，阻焊剂11和11形成在第一增强板3和3中，以覆盖连接垫10的外围(参照图8)。配线板I通过在第一增强板3和3的下表面上形成阻焊剂11和11而制造。
[0083]接下来，电子部件12设置在第二增强板4和4的配置孔4a中，并且端子部12a经由焊料13连接至连接垫10 (参照图9)。
[0084]配线板I和I具有形成在经由焊料14接合至电路板100的连接端子IOOa的第一增强板3和3上的连接垫10。
[0085]应注意，在每个配线板I中，附图中未示出的底部填充材料填充介于电子部件12的下表面和层压体2的顶表面之间的空间，以覆盖连接垫10和端子连接部件7。此外，附图中未示出的密封树脂填充配置孔4a，并且电子组件12的外围由密封树脂密封。此外，附图中未示出的散热板经由传热材料层(例如，TIM等)设置在电子部件12的顶表面上，并且从而从散热板排出从电子部件12产生的热。
[0086]使用两个第一增强板3和3彼此接合的方法，制造每个配线板I，并且如上所述，在接合的第一增强板3和3上形成层压体2和2。因此，在制造工艺中可抑制发生板翘，在一个制造工艺中可制造多个配线板1，并且可相应地降低制造成本。
[0087]【测量结果】
[0088]在下文中，将描述通过测量各温度下的配线板I和现有技术的配线板的板翘量所获得的结果(参照图10)。
[0089]对于根据本技术的实施方式的配线板1、现有技术的布线板a (其中增强板只设置在层压体的顶表面上)、以及现有技术的无芯型配线板b (其只由层压体构成)进行测量，并且将配线板1、a和b加热至最高温度250度。
[0090]在图10中，水平轴表示温度，指示加热至最高温度250°C、停止加热、然后冷却的过程，并且垂直轴表示板翘值(垂直方向)。
[0091]如图10所示，当配线板a加热至200°C，由于严重的板翘而发生破裂(图10中的标记X )。
[0092]配线板b示出了即使在低温状态下也发生相当显著的板翘量，板翘量从低温至150°C逐渐降低，然后，当配线板加热至150°C以上时板翘量逐渐增加。
[0093]另一方面，配线板I的板翘量基本上在整个温度分布上小于配线板a和b的板翘量，在低温时具有足够低的板翘量，并且即使在高温下仍可提供耐用产品的板翘量。
[0094]【结论】
[0095]如上所述，在配线板I中，层压体2定位在第一增强板3和第二增强板4之间。
[0096]因此，配线板I的整体刚度高并且在层压方向上配线板的两侧的线性膨胀系数降低，从而抑制板翘的发生，并且相应地，能够实现在制造产量和可靠性的改进。
[0097]具体地，因为在层压体2形成在第一增强板3和第二增强板4之间的状态下安装电子部件12，所以当电子部件12通过倒装芯片连接而接合至层压体2时在执行加热过程中能够有效地抑制发生板翘。
[0098]因为层压体2的两侧由第一增强板3和第二增强板4覆盖，并且层压体2由此没有外露，所以能够防止在层压体2中发生剥落。
[0099]此外，因为通孔8形成在第一增强板3中以连接至电路板100，所以能够简单可靠地连接层压体2和电路板100。
[0100]应注意的是，由于设置的电路板100的连接端子IOOa的数量可能少于电子部件12侧的端子部件(端子连接部件7)的数量，并且通孔8的尺寸和数量可增大，所以可使用钻头低成本地形成通孔8。
[0101]此外，由于设置的通孔8的数量可能较小，所以可相应地实现配线板I的小型化。
[0102]而且，由于通孔8的尺寸较大，所以可相应地增大传导部件8a的尺寸，可避免在电子部件12与电路板100之间的传输速度延迟，并且可抑制电气特性的劣化。
[0103]应注意，因为无芯板在正交于层压方向的方向上具有高线性膨胀系数，所以在接合电子部件(芯片部件)过程中，内部绝缘层内会发生被称之为白色凸块(white bump)的裂缝，但是因为配线板I在正交于层压方向的方向上具有低线性膨胀系数，所以也能够减少白色凸块的发生。
[0104]此外，使用在具有高刚度的支撑体上层压绝缘层和配线层的方法，形成无芯板，然后，丢弃支撑体，但是即使在作为产品制造之后，配线板I仍保持将第一增强板3和第二增强板4用作支撑体，从而可减少由这种丢弃造成的自然资源和工艺的损耗。
[0105]此外，存在着以下情况，其中应当使用专用的钳位器来夹紧易于板翘的配线板，从而在制造过程和传输过程中确保平整度，但是因为配线板I中很少发生板翘，所以可以使用廉价的保持器(固定装置)保持配线板，相应地，能够由保持器的开发成本和制造成本降低而实现制造成本的降低。
[0106]【本技术】
[0107]此外，本技术也可以配置如下。
[0108](I) 一种配线板，包括:
[0109]第一增强板，所述增强板的一个表面接合至电路板；
[0110]第二增强板，具有用于设置电子部件的配置孔；以及
[0111]层压体，通过在所述第一增强板的另一表面和所述第二增强板的一个表面之间层压多个绝缘层和多个配线层来形成所述层压体，并且所述层压体包括定位在所述配置孔内的连接至所述配线层并且连接至所述电子部件的端子部的端子连接部件。
[0112](2)根据(I)所述的配线`板，其中，用于连接至所述电路板的通孔形成在所述第一增强板中。
[0113](3) 一种制造配线板的方法，包括:
[0114]将接合材料夹在两个第一增强板之间以接合两个所述第一增强板；
[0115]通过在各个所述第一增强板的与接合表面相反的相应表面上层压多个绝缘层和多个配线层来形成层压体，所述层压体均具有连接至所述配线层的端子连接部件；
[0116]在各个所述层压板的与所述第一增强板相反的相应表面上形成均具有配置孔的第二增强板，其中连接至所述端子连接部件的电子部件设置在所述配置孔中；以及
[0117]将所述两个第一增强板彼此分离并且去除所述接合材料。
[0118](4)根据(3)所述的配线板的制造方法，其中，用于连接至电路板的通孔形成在每个所述第一增强板中。
[0119](5)根据(3)或者(4)所述的配线板的制造方法，其中，热塑薄膜用作所述接合材料使用。
[0120]本领域中的技术人员应当理解，在所附权利要求及其等同物的范围内可以根据设计需求和其他因素而出现各种板翘、组合、子组合和改造。
[0121]本技术包含的主题涉及于2012年8月24日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP2012-185688号中公开的内容，通过引用将其全部内容结合于此。
【权利要求】
1.一种配线板，包括: 第一增强板，所述第一增强板的一个表面接合至电路板； 第二增强板，具有用于设置电子部件的配置孔；以及 层压体，通过在所述第一增强板的另一表面和所述第二增强板的一个表面之间层压多个绝缘层和多个配线层来形成所述层压体，并且所述层压体包括定位在所述配置孔内的连接至所述配线层并且连接至所述电子部件的端子部的端子连接部件。
2.根据权利要求1所述的配线板，其中，用于连接至所述电路板的通孔形成在所述第一增强板中。
3.根据权利要求1所述的配线板，还包括设置在所述电子元件的顶部表面上的散热板。
4.一种制造配线板的方法，包括: 将接合材料夹在两个第一增强板之间以接合两个所述第一增强板； 通过在各个所述第一增强板的与接合表面相反的相应表面上层压多个绝缘层和多个配线层来形成层压体，所述层压体均具有连接至所述配线层的端子连接部件； 在各个所述层压体的与所述第一增强板相反的相应表面上形成均具有配置孔的第二增强板，其中，连接至所述端子连接部件的电子部件设置在所述配置孔中；以及将两个所述第一增强板彼此分离并且去除所述接合材料。
5.根据权利要求4所述的制造配线板的方法，其中，用于连接至电路板的通孔形成在每个所述第一增强板中。
6.根据权利要求4所述的制造配线板的方法，其中，热塑薄膜用作所述接合材料。
【文档编号】H01L23/498GK103632981SQ201310359698
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2012年8月24日
【发明者】佐藤润一 申请人:索尼公司