专利名称：：电路板的制作方法
技术领域：
：本发明涉及电路板，更具体地涉及具有通过将芯层与一个或更多个配线层层叠起来而构成的多层结构的电路板。
背景技术：
：近年来，作为对改善电子设备性能并使其小型化的需求的响应，电子设备内电子器件的安装密度有了快速的提高。由于安装密度增大，将半导体芯片作为裸芯片(barechip)表面安装到电路板上(称为"倒装芯片安装"的工艺)已经变得普遍。然而在进行倒装芯片安装时，虽然利用典型半导体材料制成的半导体芯片的平面方向内的热膨胀系数大约为3.5ppm/°C，但将玻璃环氧基板用作芯基板的典型电路板的平面方向内的热膨胀系数为12到20ppm/°C，从而引起了相对较大的热膨胀系数差异。这意味着环境温度等的变化可能在电路板与半导体芯片之间的电连接处产生应力。这种应力的产生可在连接处引起开裂或剥离。作为消除或减少由电路板与半导体芯片之间的平面方向内热膨胀系数差导致的以上问题的一种方法，可想到使用具有低热膨胀系数的电路板。具有减小的热膨胀系数的常规电路板的一个例子是公开于专利文献1中的电路板100。如图5中的详细截面图、图6A中的平面图及图6B中的截面示意图所示，电路板IOO包括芯层110，该芯层110由碳纤维材料llla和包括无机填充物的树脂复合物111b构成；层叠的配线部120，每个配线部120包括形成于芯层IIO上的绝缘层121和设置在绝缘层121上的配线图案122;以及导电部130，其在芯层110内沿厚度方向延伸，并且电连接到层叠配线部120的配线图案122上。通过利用这种构造，可以充分地减小电路板平面方向内的热膨胀系数。专利文献1日本特开2004-119691号公报然而，上述由碳纤维材料和树脂复合物构成并用作芯层110的复合材料的压缩性差，尤其是当电路板从层叠温度冷却到低温时，如图7所示，在芯层110的基板部发生剥离和开裂140的问题。
发明内容考虑到上述情形而构思出本发明，并且本发明的目的是提供一种具有低热膨胀系数的电路板，该低热膨胀系数与待安装的元件的热膨胀系数相称，并且在低温环境中使用电路板时也可防止芯层的剥离及产生开裂。为实现上述目的，通过将芯层与至少一个配线层层叠起来而构成根据本发明的电路板，其中至少一个配线层在平面方向内具有比芯层稍小的外形尺寸。根据以上构造，可以减小在电路板的角部侧面及边缘中部侧面产生的拉伸应力，并且通过这样做，可以防止在芯层内发生剥离和开裂，进而提高了电路板的使用寿命。芯层可以由包含碳纤维材料的树脂复合物构成。根据以上构造，通过具有由包含碳纤维材料的树脂复合物构成的芯层，可以提供一种具有期望的低热膨胀系数的电路板。而且，电路板在平面方向内的热膨胀系数在层叠状态下不大于15ppm厂C。根据以上构造，即使由除了包含碳纤维材料的材料之外的材料形成芯层，只要电路板在平面方向内的热膨胀系数不大于15ppm/。C，则仍将可以减小热膨胀系数并增加使用寿命。至少一个配线层可包括第一配线层和第二配线层，其中第一配线层层叠在芯层的正面，而第二配线层层叠在芯层的背面。根据以上构造，尤其是在第一配线层层叠在芯层的正面而第二配线层层叠在芯层的背面的电路板中，可以减小在角部侧面及边缘中部侧面产生的拉伸应力。而且，至少一个配线层的外缘部与芯层的外缘部在平面方向内隔开至少lmmc根据以上构造，由于当隔开距离小于lmm时，拉伸应力的数值变化率很大，因此隔开距离至少为lmm的构造对于实现拉伸应力的大幅度减小是优选的。图1A和图1B为示出了根据本发明一个实施方式的电路板示例的示意图；图2为图1A和图1B中所示的电路板的角部的放大图；图3A和图3B示出了在图1A和图1B所示的电路板的角部侧面和边缘中部侧面产生的拉伸应力的仿真结果；图4A和图4B示出了在图1A和图1B所示的电路板的角部侧面和边缘中部侧面产生的拉伸应力的仿真结果；图5为示出了根据常规技术的电路板的一个示例的示意图；图6A和图6B为示出了根据常规技术的电路板示例的示意图；以及图7为根据常规技术的电路板的角部放大图(发生幵裂的状态下的视图)。具体实施方式现在将参考附图详细地描述本发明的优选实施方式。图1A和图1B为示出了根据本发明一个实施方式的电路板1示例的示意图。图2为电路板1的角部的放大图。图3A和图3B及图4A和图4B示出了在电路板的角部侧面和边缘中部侧面产生的拉伸应力的仿真结果。注意关于附图中所用的标号，标号12用于总体上表示标号12a、12b。这对其他标号也适用。首先，图1A和图1B示出了根据本发明一个实施方式的电路板1。图1A为电路板1的平面图，而图1B为电路板1的主视图(截面状态)。电路板1包括芯层IO及一对配线层12(在图中用12a、12b表示)。配线层12a和配线层12b分别层叠在芯层10的正面和背面。注意虽然电路板1上通常设置有穿过厚度方向的电镀通孔或导通孔以与这对配线层12电连接，然而在图中省略了这些要素。在本实施方式中，利用包含碳纤维材料的树脂复合物构成芯层10。作为一个示例，通过对由碳纤维材料和通过封装于其内的碳纤维材料而硬化的树脂复合物构成的一片碳纤维加强塑料(CFRP)进行加工而形成芯层IO。碳纤维材料是碳纤维织物，该碳纤维织物是由通过将碳纤维束起来而制成的碳纤维线编织而成的，并且在本实施方式中，织物的朝向使得该织物在芯层10的平面方向内延伸。注意可以使用碳纤维网或无纺碳纤维来代替碳纤维织物。而且在本实施方式中，芯层10内所包含的碳纤维材料的含量为30%到80%体积百分比。树脂复合物包括树脂部及分散在树脂部内的无机填充物。在此，聚砜、聚醚砜、聚苯砜、聚邻苯二甲酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚酮、聚缩醛、聚酰亚胺、聚碳酸酯、变性聚苯醚、聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丙烯酸酯、聚砜、聚苯硫醚、聚醚醚酮、四氟乙烯、环氧树脂、氰酸酯及双马来酰亚胺可以作为树脂部的示例。硅粉、氧化铝粉、氢氧化镁粉、氮化铝粉及氢氧化铝粉可作为无机填充物的示例。在本实施方式中，无机填充物的重量平均粒径为10pm或更低，并且树脂复合物内的无机填充物的含量为5%到50%重量百分比。在本实施方式中，包含在上述构造中的芯层10的平面方向内的热膨胀系数大约为0到17ppm/'C。注意当将根据本发明的电路板1用作LGA封装、主板等的芯片安装板时，芯层10的热膨胀系数应当优选地设定为0到6ppmTC。而且当将根据本发明的电路板1用作BGA封装等的芯片安装板时，芯层10的热膨胀系数应当优选地设定为3到17ppmTC。另一方面，配线层12是这样一种结构，其中通过所谓的"表面积层(build-up)"方法而在多个层上设置配线，并且虽然未示出，配线层12具有由绝缘层和配线图案构成的典型层叠结构。各个绝缘层由与上述芯层10中所用的树脂复合物相同的材料构成。各个配线图案由例如铜构成。注意形成于相邻层上的配线图案通过导通孔而互相电连接。而且，用作外部连接的电极焊盘形成于最上面的配线图案中。在此，作为本发明的特征结构，电路板1上的配线层12在平面方向上形成了比芯层10稍小的外形尺寸。在此，并不对用于对层进行加工的方法进行限制，并且作为一个示例，可以使用端铣法。对于具有上述构造的电路板1而言，在配线层12的外缘部12x与芯层10的外缘部10x之间平面方向的间隔距离表示为d的情况下，在图3A、3B和图4A、4B中示出了在电路板1的角部侧面和边缘中部侧面产生的拉伸应力仿真结果。在图3A、3B中，对第一配线层12a的厚度t,进行设定，使t尸0.5mm，对第二配线层12b的厚度t2进行设定，使t2-0.5mm，并且对芯层10的厚度h进行设定，使h^3mm。注意通过将每层均由绝缘层和配线图案构成的六个层层叠起来，并且在芯层10与配线层12之间设置厚度为0.05mm的粘合片而构成本实施方式的配线层。注意可以将粘合片看作配线层12的一部分。在此，在图3A和图3B中分别示出了当第一配线层12a的外缘部12ax与芯层10的外缘部10x之间平面方向的隔开距离山变化时，在电路板1的角部侧面和边缘中部侧面的拉伸应力。在此，当将第二配线层12b的外缘部12bx与芯层10的外缘部10x之间平面方向的隔开距离表示为d2时，则图3A中的示例示出了df山的情况。另一方面，在图4A和图4B中，对第一配线层12a的厚度、进行设定，使t尸lmm，对第二配线层12b的厚度t2进行'设定，使t2-lmm，并且对芯层10的厚度h进行设定，使h-3mm。注意通过将每层均由绝缘层和配线图案构成的六个层层叠起来，并且在芯层10与配线层12之间设置厚度为0.05mm的粘合片而构成本实施方式的配线层。注意可以将粘合片看作配线层12的一部分。在此，在图4A和图4B中分别示出了当第一配线层12a的外缘部12ax与芯层10的外缘部10x之间平面方向的隔幵距离d,变化时，在电路板1的角部侧面和边缘中心部侧面的拉伸应力。在该示例中，df山。从图3A和图3B及图4A和图4B中所示的数据将可清楚地看出如果配线层12的外缘部12x与芯层10的外缘部10x之间平面方向内的隔开距离d为O以上的数值，则具有一种效果，使得与d-0的情况相比，在电路板1的角部侧面和边缘中部侧面产生的拉伸应力减小。作为进行除了图3A和图3B及图4A和图4B所示模型之外的更多数量的仿真以及对t、h和封装尺寸的数值变化的情况进行分析的结果，确认了当d小于lmm时拉伸应力的数值变化率趋向于较大，而当d大于lmm时拉伸应力的数值变化率则趋向于较小，且以d-lmm为分界。因此认为使用将配线层12a、12b的外缘部12ax、12bx与芯层10的外缘部10x之间平面方向内的隔开距离4、d2设定为至少lmm的构造有利于较大幅度地减小拉伸应力。然而，即使di和d2为小于lmm的长度，虽然减小幅度较小，但仍可以获得与上述效果相同的效果。注意从避免电路板1翘曲的观点来看，将山和d2设定为相同长度是有利的。除了上述仿真之外，实际上制造了具有两个尺寸的电路板，其中平面方向内的外形尺寸为70xl35mm及54x54mm，进行了温度循环测试，并且对剥离和开裂迸行了检查。注意作为进行温度循环测试的方法，对电路板在-65'C的温度中冷却20分钟，然后在125"C的温度中加热20分钟的循环进行重复。结果，确认了虽然在十次的上述重复循环中在常规电路板(其中d=0)(参考图6A和图6B)内发生幵裂，但在根据本实施方式的电路板(其中d^lmm)(参考图1A和图1B)中，直到进行了500次的上述重复循环还未发生剥离和开裂，进而表示使用寿命显著增加。在以下的表1中示出了实验结果。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>其中O:没有开裂X:存在开裂这些实验结果清楚地示出了在上述仿真中，根据本实施方式的电路板具有拉伸应力减小的效果。作为这种拉伸应力减小的结果，在温度循环测试中发生开裂之前的重复测试次数得到增加，即证明了使用寿命增加。如上所述，根据本实施方式的电路板1，通过增加由包含碳纤维材料的树脂复合物构成的芯层，可以提供具有期望的低热膨胀系数的电路板。整个电路板1的平面方向内的热膨胀系数主要取决于芯层10的热膨胀系数，并且由于电路板1的芯层10内部包含在平面方向中延伸的碳纤维材料，因而可以减小芯层io在平面方向中的热膨胀系数。此外，通过使配线层12在平面方向中的外形尺寸稍小于芯层10，在电路板从层叠温度冷却到低温的环境中，可以减小电路板1的角部侧面和边缘中部侧面的拉伸应力。通过这样做，可以防止在芯层10内产生剥离和幵裂，并且相对于常规电路板，可大大地增加电路板的使用寿命。注意作为芯层的另一个示例，也可想到使用不包含上述那样的碳纤维材料的材料的结构。即，虽然典型用作常规芯层的耐热材料例如FR4等具有大约为15ppmTC或高于15ppmTC的热膨胀系数，如果电路板具有由餘了包含碳纤维材料的材料之外的材料制成的芯层并且整个电路板在平面方向内的热膨胀系数为15ppm/。C或低于15ppm/°C，则仍将实现低的热膨胀系数。在设置有这种芯层的电路板内，如果配线层在平面方向中的外形尺寸稍小于芯层，则可获得与上述相同的效果。即，可以获得具有低热膨胀系数和更长的使用寿命的电路板。如上所述，根据本发明的电路板，可以将电路板的热膨胀系数减小到期望数值。有了如此低的热膨胀系数的电路板，电路板与将要安装于其上的元件之间的热膨胀系数差异很小，因此在安装这些元件的状态中，将可以防止由热膨胀系数差异所引起的电路板与元件之间的连接可靠性下降。此外，在电路板从层叠温度冷却到低温的环境中，可以减小拉伸应力，并且通过这样做，可以防止发生剥离和开裂，并可以大大地延长电路板的使用寿命。结果，通过使所安装的元件与电路板之间的粘合强度稳定并防止发生剥离和开裂，可以提高电子设备的可靠性。注意本发明并不局限于用于对半导体芯片进行倒装安装的电路板。权利要求1、一种通过层叠芯层与至少一个配线层而构成的电路板，其中所述至少一个配线层在平面方向内具有比所述芯层稍小的外形尺寸。2、根据权利要求l所述的电路板，其中，料的树脂复合物构成。3、根据权利要求l所述的电路板，其中，的热膨胀系数在层叠状态下不大于15ppm/°Cc4、根据权利要求2所述的电路板，其中，的热膨胀系数在层叠状态下不大于15ppm/°C^5、根据权利要求l所述的电路板，其中，第一配线层和第二配线层，所述第一配线层层叠在所述芯层的正面，所述第二配线层层叠在所述芯层的背面。6、根据权利要求2所述的电路板，其中，第一配线层和第二配线层，所述第一配线层层叠在所述芯层的正面，所述第二配线层层叠在所述芯层的背面。7、根据权利要求3所述的电路板，其中，第一配线层和第二配线层，所述第一配线层层叠在所述芯层的正面，所述第二配线层层叠在所述芯层的背面。8、根据权利要求4所述的电路板，其中，第一配线层和第二配线层，所述第一配线层层叠在所述芯层的正面，所述第二配线层层叠在所述芯层的背面。9、根据权利要求l所述的电路板，其中，所述芯层由包含碳纤维材所述电路板在平面方向内所述电路板在平面方向内所述至少一个配线层包括并且所述至少一个配线层包括并且所述至少一个配线层包括并且所述至少一个配线层包括并且所述至少一个配线层的外缘部与所述芯层的外缘部在所述平面方向内隔开至少lmm(10、根据权利要求2所述的电路板，其中，所述至少一个配线层的外缘部与所述芯层的外缘部在所述平面方向内隔开至少lmm。11、根据权利要求3所述的电路板，其中，所述至少一个配线层的外缘部与所述芯层的外缘部在所述平面方向内隔开至少lmm。12、根据权利要求4所述的电路板，其中，所述至少一个配线层的外缘部与所述芯层的外缘部在所述平面方向内隔开至少lmm。13、根据权利要求5所述的电路板，其中，所述至少一个配线层的外缘部与所述芯层的外缘部在所述平面方向内隔开至少lmm。14、根据权利要求6所述的电路板，其中，所述至少一个配线层的外缘部与所述芯层的外缘部在所述平面方向内隔开至少lmm。15、根据权利要求7所述的电路板，其中，所述至少一个配线层的外缘部与所述芯层的外缘部在所述平面方向内隔开至少lmm。16、根据权利要求8所述的电路板，其中，所述至少一个配线层的外缘部与所述芯层的外缘部在所述平面方向内隔开至少lmm。全文摘要电路板。本发明的电路板具有低热膨胀系数，该低热膨胀系数与待安装于该电路板上的元件的热膨胀系数相称，并且在低温环境中使用该电路板时可防止发生芯层的剥离和开裂。通过层叠芯层与至少一个配线层而构成该电路板，其中该至少一个配线层在平面方向中具有比芯层稍小的外形尺寸。文档编号H05K1/03GK101400221SQ20081021269公开日2009年4月1日申请日期2008年8月29日优先权日2007年9月28日发明者中川隆,前原靖友,吉村英明,平野伸,福园健治,菅田隆,阿部知行,饭田宪司申请人:富士通株式会社