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的制造方法
【专利说明】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
[0001]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
[0002]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】
[0003]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)。
[0004]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(build up)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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:特开昭61 - 135191号公报
[0010]专利文献2:特开2007 - 176169号公报
【发明内容】
[0011]发明要解决的问题
[0012]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。
[0013]g卩，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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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)。
[0018]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(basket hole)包围。
[0019]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。
[0020]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。
[0021]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。S卩，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。
[0022]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。
[0023]解决课题所采用的手段
[0024]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。
[0025]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。
[0026]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。
[0027]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。
[0028]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。
[0029]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)。
[0030]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。
[0031]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。
[0032]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】
[0033]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。
[0034]图1是本申请的第1实施方式的电子装置的剖视图。
[0035]图2是图1中的区域II的放大图。
[0036]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。
[0037]图4(a)?图4(d)是表不图1所不的多层基板的制造工序的尚]视图。
[0038]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。
[0039]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。
[0040]图7是表示第1实施方式的增