CN101911852B - 多层印刷布线板及利用该布线板的安装体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多层印刷布线板及利用该布线板的安装体。多层印刷布线板(11)构成为包括：多个印刷布线板(21a、21b)，其在表层上形成有布线；和缓和连接层(15)，其连接多个印刷布线板(21a、21b)之间，且该缓和连接层具有无机填充物、热硬化性树脂以及缓和内部应力的缓和材料。通过由设置在内层上的缓和连接层(25)吸收因回流焊等引起的加热冷却时产生的内部应力，从而可获得翘曲量少的多层印刷布线板(11)。

Description

多层印刷布线板及利用该布线板的安装体
技术领域
本发明涉及一种广泛用于个人计算机、移动体通信用电话机、摄像机等各种电子设备中的多层印刷布线板及利用该布线板的安装体。
背景技术
近年来，作为移动产品，个人计算机、数码相机、移动电话等已普及，特别是要求小型、薄型、轻量、多功能化等。
作为其一例，在近几年的移动电话中，要求200万像素以上的高清晰度的照片摄影功能。
例如，在专利文献1中，提出了使用多层电路基板的部件内置型模块和照相机模块。这样的部件内置型模块或照相机模块被搭载于其他电路基板即母板等而使用。但是，由于这样的部件内置型模块或照相机模块比较昂贵，因此要求使用便宜的电路基板。
图11是表示将使用现有的多层电路基板制造的专利文献1所提出的照相机模块安装在多层印刷布线板之上的安装体的剖视图。图11是表示在多层印刷布线板P1之上搭载了照相机模块用的多层印刷布线板P2的照相机模块安装体的剖视图。多层印刷布线板P1例如由玻璃纤维和环氧树脂的层叠体构成，例如是移动电话的母板。多层印刷布线板P2例如是几毫角的照相机模块用的多层印刷布线板。多层印刷布线板P2也可以是部件内置模块用。
在图11中，构成大型的多层印刷布线板P1或小型的多层印刷布线板P2的多层印刷布线板中，多层的布线1隔着绝缘层2而层叠。布线1被构成层间连接的通孔3连接。大型的多层印刷布线板P1和小型的多层印刷布线板P2通过焊锡球(未图示)而被连接。
在构成照相机模块的多层印刷布线板P2的表面上，固定有CCD等拍摄元件5，该拍摄元件5被支架4包围。拍摄元件5和多层印刷布线板P2的布线1之间通过引线2a等来连接。支架4之上固定有具备光轴7的透镜6。来自外部的光7a按照箭头所示，通过透镜6在拍摄元件5上对规定的图像进行投影。支架4具有可实现自动聚焦的构成。
但是，这样的照相机模块安装体或部件内置型模块安装体等使用多层印刷布线板的安装体，在其制造过程中，例如因回流焊等的加热冷却或实际的使用环境的温度变化，在多层印刷布线板P1、P2中会产生翘曲。图12是说明在多层印刷布线板P1、P2中产生了翘曲时的课题的剖视图。如图12所示，在多层印刷布线板P1、P2中，因用于多层印刷布线板P1、P2的材质或热膨胀系数的差异，很容易产生翘曲8。该翘曲8意味着平面性降低，也包括蜿蜒起伏或畸变等。如图12所示，由于这样的翘曲8，大型的多层印刷布线板P1和小型的多层印刷布线板P2之间的连接部分、例如使用了焊锡球的BGA(Ball Grid Array)连接部分中会产生剥离9a。此外，在小型的多层印刷布线板P2和支架4之间会产生间隙9b。在小型的多层印刷布线板P2和支架4之间产生了间隙9b或剥离的情况下，会影响到透镜6等光学系统。其结果，如光轴7b所示，透镜6的光轴7产生偏离，透镜6的中心(或焦点)会偏离。
另外，在代替照相机模块而使用部件内置型模块的情况下，也同样会产生翘曲8或剥离9a，并且会产生布线的连接不良等情况。
由此，存在以下问题：现有的多层印刷布线板和使用该布线板的照相机模块等安装体因多层印刷布线板本身的翘曲或扭曲等，光轴等会偏离或者会产生连接不良的情况。
专利文献1：日本特开2007-165460号公报
发明内容
本发明是鉴于上述课题而进行的，其目的在于提供一种能够防止现有的多层印刷布线板的翘曲所引起的光学偏离或布线的连接不良的产生的多层印刷布线板及使用该布线板的安装体。
本发明具备由表层上形成了布线的多个印刷布线板和缓和连接层构成的结构，其中该缓和连接层连接多个印刷布线板之间，且具有无机填充物、热硬化性树脂、缓和内部应力的缓和材料。
根据这样的构成，能够防止材质或热膨胀系数之差引起的翘曲或蜿蜒起伏。此外，能够实现使用这样的多层印刷布线板的安装体的高清晰度、低成本化、轻量化。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的使用了多层印刷布线板的安装体的剖视图。
图2A是说明本发明的实施方式1的多层印刷布线板的制造方法的一例的工序剖视图。
图2B是说明本发明的实施方式1的多层印刷布线板的制造方法的一例的工序剖视图。
图3是表示本发明的实施方式1的多层印刷布线板的缓和连接层的熔融粘度曲线的图。
图4A是表示图1所示的多层印刷布线板的剖视图。
图4B是图4A的部分放大剖视图。
图4C是表示图1所示的多层印刷布线板的其他例的剖视图。
图5A是针对在实施方式1的多层印刷布线板中抑制翘曲产生的机理进行说明的剖视图。
图5B是针对在实施方式1的多层印刷布线板中抑制翘曲产生的机理进行说明的剖视图。
图5C是针对在实施方式1的多层印刷布线板中抑制翘曲产生的机理进行说明的剖视图。
图6A是针对在实施方式1的多层印刷布线板中抑制翘曲产生的机理进行说明的剖视图。
图6B是针对在实施方式1的多层印刷布线板中抑制翘曲产生的机理进行说明的剖视图。
图6C是针对在实施方式1的多层印刷布线板中抑制翘曲产生的机理进行说明的剖视图。
图7A是说明本发明的实施方式2的使用了多层印刷布线板的安装体即POP的制造方法的剖视图。
图7B是说明本发明的实施方式2的使用了多层印刷布线板的安装体即POP的制造方法的剖视图。
图8A是用于说明本发明的实施方式2的POP的制造工序的剖视图。
图8B是用于说明本发明的实施方式2的POP的制造工序的剖视图。
图9A是说明POP中的翘曲的影响的剖视图。
图9B是说明POP中的翘曲的影响的剖视图。
图10A是说明本发明的实施方式3的使用了多层印刷布线板的安装体即光学模块的剖视图。
图10B是说明本发明的实施方式3的使用了多层印刷布线板的安装体即光学模块的剖视图。
图11是表示使用了现有的多层印刷布线板的安装体的剖视图。
图12是说明现有的多层印刷布线板中产生了翘曲时的课题的剖视图。
图中：11-多层印刷布线板；12、12a-布线；13-通孔；14-绝缘层；15-缓和连接层；16、16a、16b、16c-安装体；17-支架；18-拍摄元件；19-透镜；20-光轴；21a、21b-印刷布线板；22-引线；23-粘接层；24-翘曲；24a、24b、24c-内部应力；25-半导体元件；26、26a、26b-焊锡球；27-断线。
具体实施方式
(实施方式1)
以下，参照附图说明本发明的实施方式1。
图1是表示本发明的实施方式1的使用了多层印刷布线板的安装体的剖视图。
在图1中，多层印刷布线板11由以下部件构成，即：多个印刷布线板21a、21b，在表层上形成了布线12；以及缓和连接层15，其连接印刷布线板21a、21b之间，且由无机填充物、热硬化树脂、缓和内部应力的缓和材料构成。
印刷布线板21a在绝缘层14的表面和背面的表层具有由铜箔图案形成的布线12。绝缘层14例如使浸渗了环氧树脂的玻璃纤维硬化而构成。印刷布线板21a与以往同样地在上表面的表层上设置了支架17以及被支架17包围的拍摄元件18。在支架17的上部保持具有光轴20的透镜19。支架17具备透镜19的自动聚焦功能(未图示)。形成在拍摄元件18上的布线12和形成在印刷布线板21a上的布线12由金丝或铝线等引线22通过连接器(bonder)而被连接。形成在表面和背面的表层上的布线12通过贯穿多层印刷布线板11的通孔13而电连接。
印刷布线板21b由层叠体构成，该层叠体中，在各自的表面和背面的形成有布线12的多个印刷布线板在各自之间夹持有绝缘层14。即，印刷布线板21b自身也是多层印刷布线板。印刷布线板21b的内部的布线12或形成在表面和背面的表层上的布线12在纵向方向上通过形成在绝缘层14中的通孔13而被电性层间连接。
如在后的详细叙述，在缓和连接层15中，将缓和多层印刷布线板11的部件安装时(例如回流焊时)产生的加热和冷却之际所生成的内部应力的缓和材料与无机填充物一起包含在热硬化性树脂之中。印刷布线板21a、21b的表层的布线12埋设在缓和连接层15侧。缓和连接层15的厚度是30～300μm。多层印刷布线板11由于在其内层具有缓和连接层15，因此在表面上难以产生翘曲。
在多层印刷布线板11的上表面上搭载透镜19或支架17等构成照相机模块的安装体16。照相机模块例如是移动电话中的200万像素以上的高清晰度模块。即，在本实施方式中，支架17、拍摄元件18、透镜19等安装在印刷布线板21上的部件是安装部件。
安装体16除了照相机模块外还可以列举例如POP(Package OnPackage)或光学模块。POP例如通过连接多个多层印刷布线板彼此之间而构成。光学模块例如在多层印刷布线板表面上形成光缆和电路部件的复合体而构成。此外，光学模块通过使用了形成在多层印刷布线板表面上的导光路径或LED(发光二极管)或半导体激光器等的光学电子模块而构成。
下面，利用图2A、图2B来说明图1所示的本实施方式的多层印刷布线板11的制造方法的一例。图2A、图2B是本实施方式的多层印刷布线板的制造方法的剖视图。
首先，如图2A所示，准备在表面和背面形成有布线12的印刷布线板21a、由多层布线12和多层绝缘层14构成的多层印刷布线板21b、由通孔13贯穿表面和背面的缓和连接层15。印刷布线板21的表面和背面的规定的布线12通过绝缘层14内的通孔13而被连接。印刷布线板21b的内部和表层的布线12也通过绝缘层14内的通孔13而被层间连接。缓和连接层15的通孔13被设置在形成于印刷布线板21a、21b的表层且与应连接的布线12相对应的位置处。
作为印刷布线板21a、21b，例如使用由环氧树脂硬化玻璃纤维而构成的印刷布线板(也称作玻璃环氧基板)或者由环氧树脂硬化芳香族聚酰胺纤维等而构成的印刷布线板等。作为印刷布线板21a，除了单层的双面印刷布线板以外，还可以使用两层以上的多层印刷布线板。作为形成在印刷布线板21a、21b中的通孔13除了后述的导电性膏剂以外，也可以使用镀覆等形成的通孔(填料通孔或镀覆过孔)。
缓和连接层15是由无机填充物、热硬化性树脂、缓和材料构成的绝缘层。缓和连接层15中预先通过激光器或钻孔机形成孔。通过预先在该孔中填充导电性膏剂(例如，由铜粉和环氧树脂构成的通孔膏剂等)，从而如图2A所示能够形成通孔13。在本实施方式中，缓和连接层15的厚度被设定在30～300μm的范围内。
接着，如图2A所示，在多张印刷布线板21a、21b之间夹持缓和连接层15之后，按箭头所示方向进行加热加压。通过加热加压使缓和连接层15软化，并提高其与印刷布线板21a、21b之间的密接性。在图2A中，将布线12中的、形成在印刷布线板21a、21b的与缓和连接层15相对的表层上的布线设为12a。通过使布线12a的厚度积极地深入缓和连接层15侧进行埋设，从而提高形成在缓和连接层15中的通孔13和布线12a之间的电连接性，且降低电阻。
在图2A中，通过在缓和连接层15的表面上使用例如后述的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜，从而使通孔13突出。由此，提高加压层叠时缓和连接层15和形成在印刷布线板21a、21b的表面上的布线12之间的连接稳定性。
图2B是通过图2A所示的工序获得的多层印刷布线板1的剖视图。在图2A所示的工序中，通过按照箭头所示方向进行加热加压，从而将形成在印刷布线板21a、21b的表层上的布线12a埋设在形成于缓和连接层15的通孔13中。即，与布线12a的厚度相应的部分被埋设在缓和连接层15的通孔13中。由此，提高布线12a和缓和连接层15的通孔13之间的电连接性。
通过在图2B所示的多层印刷布线板11的上表面上安装支架17、拍摄元件18、透镜19等，来获得如图1所示的移动电话用照相机模块的安装体16。
在这里，说明用于多层印刷布线板11的制造中的各种部件。本实施方式的缓和连接层15由将无机填充物和缓和材料例如分散在环氧树脂等热硬化性树脂中而构成的绝缘层形成。作为缓和材料，可以列举弹性体或橡胶等热可塑性树脂。
缓和连接层15的厚度优选30～300μm。若不满30μm，则不能充分进行布线12的埋入，导致通孔13和布线12之间的连接性恶化。若超过300μm，则很难使用于维持通孔13的高宽比的通孔13小型化，或者因变厚而导致通孔13和布线12之间的连接性恶化。
由于缓和连接层15是绝缘层，因此一般包含织物、粘合织物、薄膜等线芯(core)。但是，在本实施方式中，使用这些织物、粘合织物、薄膜等线芯少的材料。即使包含线芯，也期望其在5重量％以下。这是因为在将线芯包含得比5重量％还多的情况下，线芯成为内部应力缓和的阻碍要因，且有时会降低缓和连接层15的翘曲防止效果。此外，在缓和连接层15中若织物、粘合织物、薄膜等线芯比5重量％还多，则因为线芯而很难进行形成在上下印刷布线板21a、21b的表面上的布线12的埋入，因此并不合适。若考虑可靠地进行布线12的埋入，则期望缓和连接层15不包含织物、粘合织物、薄膜等线芯。即，期望缓和连接层15仅由无机填充物、热硬化性树脂、缓和材料构成。
在本实施方式中，优选用在缓和连接层15中的无机填充物由二氧化硅、氧化铝、钛酸钡中的至少一种以上构成。缓和连接层15中的无机填充物的粒径优选0.1～15μm。为了使导电性膏剂的粉末(意味着包含在导电性膏剂中的粉末)不流动，优选无机填充物的粒径小于导电性膏剂的粒径。如下所述，导电性膏剂的粒径使用通常的大小即1～20μm。因此，无机填充物的粒径为0.1～15μm时比较实用。此外，优选缓和连接层15中的无机填充物的含有率为70～90重量％。这是因为若无机填充物的含有量不满70重量％，则形成缓和连接层15的无机填充物量比热硬化性树脂的量少，呈粗状态，因此热硬化性树脂在加压过程中流动时，无机填充物也会同时流动。若超过90重量％，则缓和连接层15的树脂量过于少，因此会损坏布线的埋入性或密接性。
作为本实施方式的缓和材料的弹性体由丙烯系弹性体、热可塑性弹性体中的任一种构成。具体而言，例如使用聚丁二烯、或丁二烯系无规共聚橡胶、或具有硬性链段和软性链段的共聚物。弹性体的含有量相对于环氧树脂组成物含量而优选0.2～5.0重量％。这是因为若弹性体的含有量不满0.2重量％，则树脂的流动变大，若超过5.0重量％，则由于弹性增加，因此导致通孔13的可靠性恶化。
在本实施方式中，通过在构成缓和连接层15的热硬化性树脂中分散无机填充物和弹性体或橡胶，从而弹性体与无机填充物表面分离，因此能够进一步抑制无机填充物的流动性。
向形成在本实施方式的缓和连接层15中的通孔13填充的导电性膏剂的导电材料由铜、银、金、钯、铋、锡以及这些的合金中的至少一种构成，粒径优选1～20μm。导电性膏剂的粒径一般是1～8μm，但是由于粒径分布的偏移，有时也会是最大的20μm。因此，通常优选使用可取的导电性膏剂的粒径即1～20μm。
在缓和连接层15中，为了填充上述的导电性膏剂，例如，首先在缓和连接层15的两面上粘贴PET薄膜，从PET薄膜开始形成贯穿缓和连接层15的贯穿孔。接着，在贯穿孔内填充导电性膏剂，形成通孔13。由此，获得在表面上具有PET薄膜且形成有通孔13的缓和连接层15。
其中，按照如下方式进行在印刷布线板21a、21b上粘贴具有PET薄膜的缓和连接层15的工序。首先，剥离缓和连接层15一侧的PET薄膜，使其紧贴在第一张印刷布线板21b上。之后，剥离剩余的PET薄膜，粘贴另一张印刷布线板21a。这是因为若同时剥离缓和连接层15两面的PET薄膜，则未硬化状态的缓和连接层15易断裂，因此处理比较困难。所以，仅分离任一个面的PET薄膜来进行层叠。由此，如图2B所示，制造多层印刷布线板11。
如图2A、图2B所示，对形成在印刷布线板21a、21b的表层上的布线12进行加热加压的同时将缓和连接层15的通孔13即导电性膏剂层叠在其上。该层叠时，在缓和连接层15中埋入布线12。由此，进一步压缩导电性膏剂，因此可大幅提高与布线12之间的连接性。
期望缓和连接层15的玻璃化转变点Tg(DMA法：Dynamic MechanicalAnalysis(动态粘弹性测量法))为185℃以上，若设置在缓和连接层15上下的印刷布线板21a、21b的玻璃化转变点Tg不满185℃，或者与印刷布线板21a、21b的玻璃化转变点Tg的差异不满10℃，则例如在回流这样的需要高温的工序中，有时基板的翘曲或蜿蜒起伏成为复杂的形状，或者成为不可逆的形状。
图3是表示本实施方式的缓和连接层15的熔融粘度曲线的图。曲线a表示上述的条件的缓和连接层15的最上限值。曲线b表示上述的条件的缓和连接层15的最下限值。曲线c表示上述的条件的缓和连接层15的上限值。曲线d表示上述的条件的缓和连接层15的下限值。即，如图3的箭头所示，缓和连接层15的最低熔融粘度为1000～100000Pa·s的情况下较适当。当最低熔融粘度不满1000Pa·s时，树脂流动增大，当超过100000Pa·s时，存在以下隐患，即产生与印刷布线板的粘接不良，或者向布线的埋入不良，因此是不合适的。
缓和连接层15也可以含有着色剂。此时提高相对于光盘的安装性、光反射性。
作为用在缓和连接层15中的热硬化性树脂，可以利用从环氧树脂、聚丁二烯树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、氰酸酯树脂中选出的至少一种热硬化性树脂。
缓和连接层15不会形成在多层印刷布线板11的最外层。这是因为形成在最外层时，不能得到多个印刷布线板21a、21b间的内部应力缓和效果。通过将缓和连接层15作为对已层叠的多个印刷布线板21a、21b彼此之间进行粘接的层来使用，从而能够大幅提高产品的成品率，并且能够降低成本。
本实施方式的缓和连接层15的热膨胀系数至少在65ppm/℃以下，优选小于印刷布线板21a、21b的热膨胀系数。在缓和连接层15的热膨胀系数大于印刷布线板21a、21b的热膨胀系数，或者大于65ppm/℃的情况下，有时无法完全吸收加热冷却时产生的内部应力。
多个印刷布线板21a、21b只要是过孔布线板或全层IVH(inner viahole)结构的ALIVH(any layer inner via hole)布线板等树脂基板即可，并不作特别的限定，可以是双面基板，也可以是多层基板。此外，也可以交替地层叠多层印刷布线板21和缓和连接层15。
在本实施方式中，用在多个印刷布线板21a、21b中的绝缘材料是玻璃织物和环氧系树脂的复合材料。但是也可以使用从芳香族聚酰胺、全芳香族聚酯中选出的有机质纤维的任一种构成的织物和热硬化性树脂的复合材料，来构成绝缘材料。此外，也可以使用非织物和热硬化树脂的复合材料来构成绝缘材料，其中非织物由从p-芳香族聚酰胺、聚酰亚胺、聚亚苯基苯并二噁唑、全芳香族聚酯、PTFE、聚醚砜、聚醚酰亚胺中选择的有机质纤维以及玻璃纤维的任一种构成。并且，也可以使用在p-芳香族聚酰胺、聚亚苯基苯并二噁唑、全芳香族聚酯、聚醚酰亚胺、聚醚酮、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚醚砜、聚酯对苯二酸酯、聚酯亚胺以及聚苯硫醚的至少一种的合成树脂薄膜的两面上形成有热硬化性树脂层的复合材料来构成绝缘材料。
图1是构成如上所述那样制造出的照相机模块的安装体16。在图1中，多层印刷布线板11由于将缓和连接层15作为内层来设置，因此可抑制其表面产生翘曲。其结果，如图1所示，使用多层印刷布线板11而制造出的安装体16不会因回流焊等的加热、冷却时产生的内部应力而翘曲。因此，例如通过回流焊而将该安装体16焊接在移动电话主板等其他印刷布线板上时，在支架17和多层印刷布线板11之间不会产生如图12所示的因热膨胀系数引起的翘曲8或间隙9。同样地，在安装体16和安装该安装体16的其他印刷布线板之间也不会产生如图12所示的翘曲8或间隙9。
由此，通过使用在内层设置了缓和连接层15的多层印刷布线板11，抑制回流焊时等情况下易产生的翘曲的发生。
图4A是表示图1所示的本实施方式的多层印刷布线板11的剖视图。图4B是图4A的部分放大剖视图。
图4A是在两层的印刷布线板21a和四层的印刷布线板21b之间夹持缓和连接层15，进而一体化该印刷布线板21a、21b之后的多层印刷布线板11。如图4B所示，形成在印刷布线板21a、21b的表层上的布线12a都埋设在缓和连接层15中。由此，通过将形成在印刷布线板21a、21b的表层上的布线12a埋设在缓和连接层15中，能够使形成在缓和连接层15中的通孔13被压缩与布线12a的厚度相应的程度，从而可提高通孔13部分的可靠性，并且可减小其电阻。
图4C是在四层的印刷布线板21a、21b彼此之间夹持缓和连接层15并进行层叠，进而一体化之后的多层印刷布线板11。由此，通过在分别准备的优良的四层印刷布线板21a、21b彼此之间夹持缓和连接层来进行粘合，从而制造八层的多层印刷布线板11，与一次制造八层的多层印刷布线板11相比，能够提高产品成品率。
另外，在图1和图4A～图4C中，说明了缓和连接层15为形成有通孔13的构成，但是不一定要形成通孔13。即，可以不形成通孔13，只要通过缓和连接层来层叠多个印刷布线板，就能起到同样的效果。
由此，本实施方式通过在多层或单层的多个印刷布线板21a、21b之间夹持缓和连接层15并使这些印刷布线板一体化，从而能够防止加热冷却时的印刷布线板21a、21b翘曲的产生。
使用图5A～图5C和图6A～图6C，对在本实施方式的多层印刷布线板11中抑制翘曲产生的机理进行说明。图5A～图5C是说明在仅使用粘接层的情况下多层印刷布线板11中产生翘曲的机理。
在图5A中，通过使用与以往相同的粘接层23来一体化连接表层上形成有布线12的多个印刷布线板21a、21b，从而获得多层印刷布线板11。粘接层23例如使用在市场上的玻璃纤维中浸渗环氧树脂而成的预浸渍制品(prepreg)等。
图5B是使用图5A所示的现有的粘接层23按照埋设表层的布线12的方式一体化而成的多层印刷布线板11的剖视图。如图5B的箭头所示，加热多层印刷布线板11时，产生内部应力(或者加热时印刷布线板21a、21b的伸长)24a、24b。内部应力24a、24b的箭头的长度表示所产生的内部应力的大小(或者加热时的基板的伸长量)。在图5B中，内部应力24a比内部应力24b大(内部应力24a＞内部应力24b)。这样的现象例如在印刷布线板21a的热膨胀系数比印刷布线板21b的热膨胀系数大的情况下会产生。印刷布线板21a如内部应力24a所示那样伸长较大的结果，粘接层23也会随其伸长。
图5C与图5B相反，表示冷却时的内部应力的产生(或者印刷布线板21a、21b的收缩)。如内部应力24c所示，热膨胀系数大的印刷布线板(例如，印刷布线板21a)收缩锝更多。其结果，如图5C所示，在下面产生凸(或凹)的翘曲24。这是因为在如图5B所示的加热时以往的粘接层23被热硬化。
另外，翘曲24的大小或方向、翘曲程度等受到印刷布线板21a、21b的各种要因的影响。使翘曲24产生的要因根据印刷布线板21a、21b间的稍微的不同而发生。该不同认为是材料偏差或厚度偏差，还有铜箔图案的大小。这是因为由铜箔构成的布线12与玻璃环氧树脂等构成的绝缘层14之间的热膨胀系数不同。此外，布线12的粗密等也会在一张印刷布线板之中产生复杂的翘曲。而且，也会因印刷布线板21a、21b的层数的差异而产生翘曲。例如，在通过2层+4层来制造6层产品的情况下，易产生图5B、图5C所示的内部应力。此外，残铜率的不同也会影响翘曲。例如，残铜率越大，铜箔的热膨胀系数就越占支配地位。
此外，图5A～图5C说明了在制造过程中通过加热冷却而产生翘曲24的情况。但是，制造之后(作为产品而完成之后)也会通过加热冷却而产生翘曲24。所产生的翘曲24的机理是因为硬化的以往的粘接层23与印刷布线板21a、21b各自的热膨胀系数之差而产生的。
接着，利用图6A～图6C说明使用了缓和连接层15的多层印刷布线板11中的翘曲防止机理。
在图6A中，通过用缓和连接层15来一体化连接表层上形成有布线12的多个印刷布线板21a、21b间，从而获得多层印刷布线板11。
图6B是利用图6A所示的缓和连接层15并按照埋设表层的布线12的方式一体化而构成的多层印刷布线板11的剖视图。在图6B中，如多层印刷布线板11的回流焊时这样的加热时，产生内部应力(或者加热时的印刷布线板21a、21b的伸长)24a、24b。内部应力24a、24b的箭头长度表示所产生的内部应力的大小(或者加热时的基板的伸长量)。在图6B中，内部应力24a比内部应力24b大(内部应力24a＞内部应力24b)。这样的现象例如在印刷布线板21a的热膨胀系数比印刷布线板21b的热膨胀系数大的情况下会产生。在本实施方式中，即使在印刷布线板21a中产生内部应力24a，缓和连接层15也会缓和该内部应力。
图6C是表示多层印刷板11的冷却时的内部应力的产生(或者印刷布线板21的收缩)。如内部应力24c所示，热膨胀系数大的印刷布线板(例如，印刷布线板21a收缩得更多。但是，在本实施方式中，由缓和连接层25缓和该内部应力24c。
另外，加热冷却时是指例如图6B、图6C所示的多层印刷布线板11的加热层叠时、或在已完成的多层印刷布线板11的表面上的各种电子部件(例如，芯片部件或半导体等)的回流焊时。特别是在近几年，由于在焊锡中使用无铅焊锡，因此由于回流焊温度变高而导致加热冷却时的温度范围扩大，其结果比以往更容易产生翘曲。但是，根据本实施方式，多层印刷布线板11通过对加热冷却时产生的内部应力进行吸收的缓和连接层15的作用，能够防止翘曲的产生。
此外，在制造后的加热冷却时，由于缓和连接层15的热膨胀系数也比印刷布线板21a、21b小，因此能够缓和由印刷布线板21a、21b的热膨胀差而产生的翘曲。此外，由于缓和连接层15的玻璃化转变点Tg比印刷布线板21a、21b高，因此在假定回流的温度范围例如室温～260℃内通常弹性比印刷布线板21a、21b还高，所以具有抑制基板整体的翘曲的效果。
(实施方式2)
图7A、图7B是对本发明的实施方式2的使用了多层印刷布线板的安装体即POP的制造方法进行说明的剖视图。
在图7A中，印刷布线板11通过在缓和连接层15的上下表面上层叠印刷布线板21a、21b而构成。印刷布线板21a、21b分别是单层。形成在各个印刷布线板21a、21b的表面和背面上的布线12被通孔13层间连接。如在实施方式1中的说明，在制造印刷布线板11时的加热冷却工序中，会产生印刷布线板21a、21b的热膨胀系数之差带来的影响。热膨胀系数之差如以上所述那样，例如残铜率的大小、基材的热膨胀系数的偏差、布线12的粗密等是其原因。但是，在本实施方式中，如在实施方式1中的说明，缓和连接层15能够吸收印刷布线板21a、21b的热膨胀系数之差带来的影响。因此，能够获得不受因加热冷却工程所产生的翘曲的影响的多层印刷布线板11。如箭头所示那样，在该多层印刷布线板11之上对半导体元件25进行定位，并进行固定。
之后，如图7B所示，通过引线22等连接半导体元件25的布线12和印刷布线板21a的表层的布线12之间，形成如图7B所示的安装体16。在本实施方式中，半导体元件25、布线12、引线22等是安装部件。
安装体16例如是插入结构(插入在微细的半导体芯片和普通的印刷布线板之间的电路基板的一种)或POP用的封装体。安装体16利用形成在印刷布线板21b的背面上的焊锡球26，通过回流焊等而连接在母板等其他印刷布线板上。
为了使移动电话等的母板应对高密度安装，期望在该母板上制造POP。通过使用POP，能够减少焊接安装的次数。例如，可以是一次。因此，能够提高移动电话等的生产性。但是，进行焊接安装，易在构成POP的印刷布线板(安装半导体一侧的印刷布线板或构成母板的印刷布线板)上产生回流焊等引起的翘曲。
例如，如图7B所示，在使用焊锡球26而安装于母板等的情况下，以往的BGA是1mm间隔程度，焊锡球26的直径较大(例如，800μm)。但是，近几年，由于随着BGA的IO数(输入输出数)增加而封装体自身也小型化，因此需要在有限的面积中形成多个焊锡球26。其结果，焊锡球26的直径变小(例如，500μm或者其以下的直径)，即使被安装的一侧的印刷布线板11引起稍微的翘曲，也会大大影响安装性。但是，如图7B所示，通过使用在印刷布线板21a、21b之间插入缓和连接层15的多层印刷布线板11，能够减少该翘曲。
图8A、图8B是用于说明POP制造工序的剖视图。图8A表示通过焊锡球26层叠多个安装体16a、16b彼此之间来进行安装的情况。在图8A中，安装体16a是在表面和背面上具有布线12的绝缘层14的上表面上形成了半导体元件25的安装体。通过在安装体16b的上表面的布线12上连接安装体16a的焊锡球26，如箭头所示，从而将安装体16b层叠在安装体16a上，获得如图8B所示的安装体16c即POP。此时，除了安装体16b以外，还在安装体16a中使用利用了缓和连接层15的多层印刷布线板，由此能够提高相互之间的安装性，也能够适用于更小直径的焊锡球26。
将图8B所示的安装体16c如箭头所示那样例如安装在移动电话的母板等其他电路基板(未图示)上。
使用图9A、图9B来说明POP中的翘曲的影响。图9A是通过以往的方法制造出与由图8B获得的结构相同的POP的安装体。换言之，图9A所示的安装体即POP中，单层印刷布线板21a通过焊锡球26a层叠在多层印刷布线板21b的上表面。单层印刷布线板21a是利用引线22对形成在绝缘层14的表面上的布线12和半导体元件25进行连接而构成的。通过贯穿单层印刷布线板21a的通孔13来连接形成在单层印刷布线板21a的表面和背面上的布线12。多层印刷布线板21b是利用引线22对形成在由三层构成的绝缘层14的层叠体的表面上的布线12和半导体元件25b进行连接而构成的。通过贯穿多层印刷布线板21b的通孔13，对形成在多层印刷布线板21b的表面和背面的布线12和形成在内层的布线12进行层间连接。由此，在以往的方法中，多层印刷布线板21b仅通过绝缘层14而层叠。将这样的由单层印刷布线板21a和多层印刷布线板21b构成的安装体通过焊锡球26b安装在母板等其他印刷布线板上。
但是，在利用焊锡球26a在多层印刷布线板21b上安装单层印刷布线板21a时、或者利用焊锡球将由单层印刷布线板21a和多层印刷布线板21b构成的安装体安装到其他印刷布线板上时等工序中，对多层印刷布线板21b进行加热冷却。此时，如图9B所示，由于残铜率或布线图案的有无、基板的厚度等，多层印刷布线板21b易产生翘曲24。因此，例如在焊锡球26中产生断线27。
特别是在用环氧树脂使玻璃纤维硬化而构成多层印刷布线板21b的情况下，若10mm角的面积周围的翘曲24超过150μm，则安装很困难。并且，可能产生初始化不良、对可靠性的影响、焊锡球26a的脱落、变细等课题。
在这样的情况下，通过使用利用了如图7A、图7B所示的缓和连接层15的多层印刷布线板11，可将10mm角的面积周围的翘曲量抑制在150μm以下。这是因为缓和连接层15可缓和多层印刷布线板11的翘曲。另外，通过调整缓和连接层15的厚度或组成等，能够将翘曲量抑制在焊锡球26的直径的30％以下。通过使多层印刷布线板11的翘曲量为焊锡球26的直径的30％以下，能够防止焊锡球26变细或焊锡球26的断线27。
(实施方式3)
图10A、图10B是说明本发明的实施方式3的使用了多层印刷布线板的安装体即光学模块的剖视图。在图10A中，作为光学模块的安装体16在图2A、图2B所示的本发明的多层印刷布线板11的上表面上高精度地设置或安装固定于支架17上的透镜19等光学部件而构成。透镜19具有光轴20。作为光学部件，除此之外还可以安装未图示的半导体激光器等的发光元件或受光半导体元件等。在本实施方式中，支架17、透镜19、发光元件、受光半导体元件等是安装部件。如图2A、图2B所示，在多层印刷布线板11中，印刷布线板21a和印刷布线板21b通过缓和连接层15被层叠地连接。因此，多层印刷布线板11通过缓和连接层15，基本上不会因加热冷却工序而产生翘曲。其结果，安装完透镜19等之后，即使焊接半导体激光器等也不会使光轴20偏离。因此，能够减少光学模块的调整工时，能够降低产品成本。另外，多层印刷布线板21b中，表面和背面或内层的布线12通过通孔13连接。
另一方面，图10B是由不使用缓和连接层而仅采用绝缘层14制造出的多层印刷布线板21c形成的安装体。如图10B所示，在没有设置缓和连接层15的印刷布线板21c中，焊接等加热冷却时产生翘曲，并且在光轴20中产生偏离。其结果，光学模块的品质偏差变大，会增加调整工时。
另外，作为本实施方式以外的光学模块，例如可以列举光缆和电路部件的复合体、或者在多层印刷布线板表面上制造的导光路径、或者使用LED或半导体激光器等的光学电子模块等，本发明并不限于此。
此外，如以上所说明的，本发明除了连接多个多层印刷布线板彼此之间而构成的POP或光学模块以外，例如还可以应用于移动电话的200万像素以上的高清晰度用模块即照相机模块等中。即，能够应用于可安装在本发明的多层印刷布线板中的所有安装部件。
如以上所述，本发明通过将表层布线埋设在缓和连接层侧，并且使所述缓和连接层具有缓和加热冷却时产生的内部应力的缓和材料，从而能够防止由印刷布线板的热膨胀引起的翘曲或蜿蜒起伏。因此，能够实现翘曲或蜿蜒起伏少的多层印刷布线板。
(产业上的可利用性)
本发明由于翘曲少，因此以POP为首，可应用于照相机模块、光学模块等要求高精度的设备的安装体中。

Claims (11)

1.一种多层印刷布线板，其由以下部分构成：
多个印刷布线板，在表层上形成有布线；
缓和连接层，其连接多个所述印刷布线板之间，并且具有无机填充物、热固性树脂以及缓和内部应力的缓和材料；和
通孔，其形成在所述缓和连接层上，且由导电性膏剂形成，
所述缓和连接层不包含线芯，或者即使所述缓和连接层包含线芯，其含量也为5重量％以下，
所述无机填充物相对于所述缓和连接层的含有量是70～90重量％。
2.根据权利要求1所述的多层印刷布线板，其中，
所述缓和连接层的厚度是30～300μm。
3.根据权利要求1所述的多层印刷布线板，其中，
所述缓和材料是热塑性树脂。
4.根据权利要求1所述的多层印刷布线板，其中，
所述缓和材料是弹性体或橡胶。
5.根据权利要求1所述的多层印刷布线板，其中，
所述缓和材料是聚丁二烯、或丁二烯系无规共聚橡胶、或具有硬性链段和软性链段的共聚物。
6.根据权利要求1所述的多层印刷布线板，其中，
所述无机填充物由二氧化硅、氧化铝、钛酸钡中的至少一种构成。
7.根据权利要求4所述的多层印刷布线板，其中，
所述弹性体由丙烯系弹性体、热塑性弹性体构成，相对于所述缓和连接层的含有量是0.2～5.0重量％。
8.根据权利要求1所述的多层印刷布线板，其中，
所述无机填充物的粒径是0.1～15μm。
9.根据权利要求1所述的多层印刷布线板，其中，
所述缓和连接层仅由所述无机填充物、所述热固性树脂和所述缓和材料构成。
10.根据权利要求1所述的多层印刷布线板，其中，
所述缓和连接层包含着色剂。
11.一种利用了多层印刷布线板的安装体，构成为包括：
多层印刷布线板，其由以下部分构成，即：在表层上形成有布线的多个印刷布线板；以及连接多个所述印刷布线板之间且具有无机填充物、热固性树脂以及缓和内部应力的缓和材料的缓和连接层；和
安装部件，其形成在所述多层印刷布线板的表面上，
所述缓和连接层不包含线芯，或者即使所述缓和连接层包含线芯，其含量也为5重量％以下，
所述无机填充物相对于所述缓和连接层的含有量是70～90重量％。
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