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_2

文档序号:9494072阅读:来源:国知局
强层的制造工序的截面示意图。
[0041]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。
[0042]图9是本申请的第二实施方式的电子装置的剖视图。
[0043]图10是图9中的芯层的X部的放大图。
[0044]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。
[0045]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。
[0046]图13是表不图9所不的多层基板的制造工序的尚]视图。
[0047]图14是表不接着图13的多层基板的制造工序的尚]视图。
[0048]图15是表不接着图14的多层基板的制造工序的尚]视图。
[0049]图16是第2实施方式的比较例的多层基板的部分放大图。
[0050]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】
[0051]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。
[0052](第1实施方式)
[0053]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。
[0054]如图1所不,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 —起用模塑树脂150封固,构成电子装置。
[0055]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。
[0056]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。
[0057]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)。
[0058]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。
[0059]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)。
[0060]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。
[0061]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。
[0062]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。
[0063]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。此夕卜,贯通电极81b、91b、101b由铜等的金属镀层构成。
[0064]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。
[0065]电子零件 121 ?123 是 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、MOSFET(Metal — Oxide — Semiconductor Field — Effect Transistor)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。
[0066]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。
[0067]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(transfer molding)法或压缩模塑(compress1nmolding)法等形成的。
[0068]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。S卩,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。
[0069]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。
[0070]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。
[0071]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。
[0072]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。
[0073]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10 μm以上且30 μm以下、例如20 μm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。
[0074]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。
[0075]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。
[0076]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。
[0077]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。
[0078]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)?
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