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JP6574646B2 - Insulator and wiring board - Google Patents
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JP6574646B2 - Insulator and wiring board - Google Patents

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Description

本発明は、配線基板用の基板等に用いられる絶縁体、および絶縁体を含む配線基板に関するものである。   The present invention relates to an insulator used for a substrate for a wiring substrate and the like, and a wiring substrate including the insulator.

酸化アルミニウム等のセラミック成分とガラス成分とを含み、ガラス成分を介してセラミック成分が焼結してなる絶縁体が知られている。このような絶縁体は、例えば半導体素子や弾性表面波素子等の電子部品が搭載される配線基板用の部材として用いられる。   An insulator is known that includes a ceramic component such as aluminum oxide and a glass component, and the ceramic component is sintered through the glass component. Such an insulator is used as a member for a wiring board on which electronic components such as a semiconductor element and a surface acoustic wave element are mounted.

配線基板は、平板状等の所定の形状に成形された絶縁体と、絶縁体の表面に設けられた配線導体とを有している。平板状の絶縁基体の主面に電子部品が搭載され、電子部品の電極が配線導体と電気的に接続される。電子部品が搭載された配線基板は、コンピュータ、携帯電話または各種のセンサ等の電子機器において部品として実装され、使用される。   The wiring board has an insulator molded in a predetermined shape such as a flat plate shape, and a wiring conductor provided on the surface of the insulator. An electronic component is mounted on the main surface of the flat insulating base, and an electrode of the electronic component is electrically connected to the wiring conductor. A wiring board on which electronic components are mounted is mounted and used as a component in an electronic device such as a computer, a mobile phone, or various sensors.

特開2001−52526号公報JP 2001-52526 A 特開平6−224042号公報JP-A-6-224042

しかしながら、上記従来技術の絶縁体および配線基板においては、絶縁体にセラミック成分が含まれているため、落下による衝撃等によって生じたミクロクラックの進行による欠けや割れ等の機械的な破壊が絶縁体に生じやすいという問題点があった。   However, in the above-described prior art insulator and wiring board, since the insulator contains a ceramic component, mechanical breakdown such as chipping and cracking due to the progress of microcracks caused by impact due to dropping, etc. is caused by the insulator. There was a problem that it was easy to occur.

特に、絶縁体が電子部品搭載用の配線基板において用いられる場合には、近年の電子機器の小型化に対応して配線基板も小型化が著しいため、わずかな欠けや割れ等でも電子機器の機能に障害を生じる可能性が高い。また、電子機器用の配線基板としての、より一層の信頼性向上が難しい。   In particular, when an insulator is used in a wiring board for mounting electronic components, the wiring board has been significantly downsized in response to the downsizing of electronic equipment in recent years. There is a high possibility of causing trouble. Further, it is difficult to further improve the reliability as a wiring board for electronic equipment.

本発明の一つの態様の絶縁体は、シロキサン結合を含むガラスおよびシリカを主成分として含有する第1相と、架橋樹脂材料を主成分として含有する第2相とを備えており、前記第1相を海とし、前記第2相を島とする海島構造を有し、前記シリカが粒状であり、該粒状のシリカが前記ガラス中に分散しており、前記粒状のシリカは、それぞれの平均粒径が互いに異なる第1微細粒と第2微細粒との混合物からなり、前記第1微細粒が結晶性シリカであるとともに前記第2微細粒が非結晶性シリカであり、前記第1微細粒の平均粒径が前記第2微細粒の平均粒径よりも大きい
An insulator according to one aspect of the present invention includes a first phase containing glass and silica containing a siloxane bond as main components, and a second phase containing a crosslinked resin material as a main component. It has a sea-island structure in which the phase is the sea and the second phase is the island, the silica is granular, the granular silica is dispersed in the glass, and the granular silica has an average particle size It consists of a mixture of first fine particles and second fine particles having different diameters, wherein the first fine particles are crystalline silica and the second fine particles are non-crystalline silica. The average particle size is larger than the average particle size of the second fine particles .

本発明の一つの態様の配線基板は、上記構成の絶縁体を含む基板と、該基板の表面に設けられた配線導体とを備える。   A wiring board according to one aspect of the present invention includes a board including the insulator having the above structure and a wiring conductor provided on a surface of the board.

本発明の一つの態様の絶縁体によれば、シロキサン結合を含むガラスおよびシリカを主成分とする第1相を含有していることから、例えば配線基板用の基板等に用いられたときに十分な機械的強度を有している。また、第1相に比べて低弾性率の架橋樹脂材料を含む第2相を含有しているため、仮に第1相においてミクロクラック等の破壊が生じ始めたとしても、そのミクロクラックの進行を第2相において抑制することができる。すなわち、上記態様の絶縁体は、第1相を海とし、第2相を島とする海島構造を有していることから、第1相におけるミクロクラックの進行が第2相で妨げられる。そのため、絶縁体の一部が欠けや割れてしまうような機械的な破壊が効果的に抑制される。平均粒径が比較的大きい第1微細粒同士の間の隙間に、平均粒径が比較的小さい第2微細粒が入り込んだ構造になり、シリカの粒子としての機械的な強度が向上する。また、第1微細粒によって個々のシリカの粒子としての機械的な強度が向上しているとともに、シリカの粒子に作用する応力が第2微細粒の変形によってより効果的に吸収されてシリカの粒子自体の機械的な破壊がより効果的に抑制される。したがって、欠けや割れ等の機械的な破壊の抑制に有効な絶縁体を提供することができる。 According to the insulator of one aspect of the present invention, since it contains the first phase mainly composed of glass containing silica and silica and silica, it is sufficient when used for a substrate for a wiring board, for example. Has good mechanical strength. In addition, since the second phase containing a crosslinked resin material having a lower elastic modulus than that of the first phase is contained, even if breakage such as microcracks starts to occur in the first phase, the progress of the microcracks It can be suppressed in the second phase. That is, since the insulator of the above aspect has a sea-island structure in which the first phase is the sea and the second phase is the island, the progress of microcracks in the first phase is hindered by the second phase. Therefore, mechanical destruction that causes a part of the insulator to be chipped or cracked is effectively suppressed. A structure in which the second fine particles having a relatively small average particle size enter the gap between the first fine particles having a relatively large average particle size is obtained, and the mechanical strength as silica particles is improved. Further, the mechanical strength as individual silica particles is improved by the first fine particles, and the stress acting on the silica particles is more effectively absorbed by the deformation of the second fine particles, so that the silica particles Mechanical destruction of itself is suppressed more effectively. Therefore, it is possible to provide an insulator effective for suppressing mechanical breakage such as chipping and cracking.

本発明の一つの態様の配線基板によれば、上記構成の絶縁体を有していることから、絶縁体における欠けや割れ等の機械的な破壊が効果的に抑制された、信頼性の高い配線基板を提供することができる。   According to the wiring board of one aspect of the present invention, since the insulator having the above-described configuration is provided, mechanical destruction such as chipping and cracking in the insulator is effectively suppressed, and the reliability is high. A wiring board can be provided.

本発明の実施形態の絶縁体における断面の一部を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically a part of cross section in the insulator of embodiment of this invention. (a)本発明の実施形態の配線基板を示す上面図であり、(b)は(a)のA−A線における断面図であり、(c)は下面図である。(A) It is a top view which shows the wiring board of embodiment of this invention, (b) is sectional drawing in the AA of (a), (c) is a bottom view. 図1の要部の一例を拡大して模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows an example of the principal part of FIG. 1 typically. 図1に示すシリカの一部分をさらに拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows a part of silica shown in FIG.

本発明の実施形態の絶縁体および配線基板について、添付の図面を参照して説明する。   An insulator and a wiring board according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の実施形態絶縁体の断面の一部を模式的に示す拡大断面図である。図2(a)は本発明の実施形態の配線基板を示す上面図であり、(b)は(a)のA−A線における断面図であり、(c)は下面図である。図3は、図1の要部の一例を拡大して模式的に示す断面図である。   FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view schematically showing a part of a cross section of an insulator according to an embodiment of the present invention. 2A is a top view showing a wiring board according to an embodiment of the present invention, FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2A, and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an example of an essential part of FIG.

絶縁体1は、第1相2を海とし、第2相3を島とする海島構造を有している。また、絶縁体1を含む基板11の表面に配線導体12が設けられて配線基板10が基本的に形成されている。配線基板10は、例えば電子部品21を搭載するために用いられる。配線基板10に電子部品21が搭載され、電子部品21と配線導体12とがボンディングワイヤ等の導電性接続材22によって接続されて、各種の電子機器に部品として実装される電子装置20が形成される。これらの内容について、以下に詳しく説明する。   The insulator 1 has a sea-island structure in which the first phase 2 is the sea and the second phase 3 is the island. Further, the wiring conductor 12 is provided on the surface of the substrate 11 including the insulator 1, and the wiring substrate 10 is basically formed. The wiring board 10 is used for mounting the electronic component 21, for example. An electronic component 21 is mounted on the wiring board 10, and the electronic component 21 and the wiring conductor 12 are connected by a conductive connecting material 22 such as a bonding wire to form an electronic device 20 that is mounted as a component on various electronic devices. The These contents will be described in detail below.

例えば図1に示す例のように、絶縁体1は、シロキサン結合を含むガラス2aおよびシリカ2bを主成分とする第1相2と、架橋樹脂材料を主成分とする第2相3とを有している。この絶縁体1は、第1相2を海とし、第2相3を島とする海島構造を有している。第1相2は、シロキサン結合を含むガラス2aおよびシリカ2bを主成分として含有しているため曲げ強度等の機械的な強度が比較的大きい。すなわち、シロキサン結合を含むガラス2aは例えば3次元構造のポリシロキサンであり、さらに機械的な強度が高いシリカ2bを含有しているため第1相2の機械的強度が高い。また、第2相3は、架橋樹脂材料を主成分としているため、弾性率が比較的小さい。そのため、絶縁体1は、機械的な強度が比較的大きいマトリクス部材に、弾性率が比較的小さい粒状のものがミクロ的に分散した構造を有しているものとみなすことができる。   For example, as in the example shown in FIG. 1, the insulator 1 has a first phase 2 mainly composed of glass 2a and silica 2b containing a siloxane bond, and a second phase 3 mainly composed of a crosslinked resin material. doing. The insulator 1 has a sea-island structure in which the first phase 2 is the sea and the second phase 3 is the island. Since the first phase 2 contains glass 2a containing siloxane bonds and silica 2b as main components, mechanical strength such as bending strength is relatively high. That is, the glass 2a containing a siloxane bond is, for example, a polysiloxane having a three-dimensional structure, and further includes silica 2b having a high mechanical strength, so that the first phase 2 has a high mechanical strength. Moreover, since the 2nd phase 3 has a crosslinked resin material as a main component, its elasticity modulus is comparatively small. Therefore, the insulator 1 can be regarded as having a structure in which particles having a relatively low elastic modulus are microscopically dispersed in a matrix member having a relatively high mechanical strength.

このような絶縁体1によれば、上記構成の第1相2を含有していることから、例えば配線基板10用の基板11等に用いられたときに十分な機械的強度を有している。また、上記構成の第2相3を含有しているため、仮に第1相2においてミクロクラック等の破壊が生じ始めたとしても、そのミクロクラックの進行を第2相3において抑制することができる。第1相2が絶縁体1としての形状の維持および機械的な強度の確保等の機能を有し、第2相3が絶縁体1の欠けの抑制といった信頼性の向上の機能を有している。   According to such an insulator 1, since it contains the first phase 2 having the above-described configuration, it has sufficient mechanical strength when used for the substrate 11 for the wiring substrate 10, for example. . In addition, since the second phase 3 having the above-described configuration is included, even if the first phase 2 begins to break down such as microcracks, the progress of the microcracks can be suppressed in the second phase 3. . The first phase 2 has functions such as maintaining the shape of the insulator 1 and ensuring mechanical strength, and the second phase 3 has a function of improving reliability such as suppressing chipping of the insulator 1. Yes.

すなわち、実施形態の絶縁体1は、第1相2を海とし、第2相3を島とする海島構造を有していることから、第1相2におけるミクロクラックの進行が第2相3で妨げられる。そのため、絶縁体1の一部が欠けたり割れたりしてしまうような機械的な破壊が効果的に
抑制される。したがって、欠けや割れ等の機械的な破壊の抑制に有効な絶縁体1を提供することができる。
That is, since the insulator 1 of the embodiment has a sea-island structure in which the first phase 2 is the sea and the second phase 3 is the island, the progress of microcracks in the first phase 2 is the second phase 3. Disturbed by. Therefore, the mechanical destruction that a part of the insulator 1 is chipped or cracked is effectively suppressed. Therefore, it is possible to provide the insulator 1 effective for suppressing mechanical breakage such as chipping and cracking.

第1相2は、シロキサン結合を含むガラス(以下、単にガラスともいう)2aおよびシリカ2bを主成分として含有している。第1相2の主成分の1つであるガラス2aは、第1相2、さらに絶縁体1全体を形成する主構造部分である。このガラス2aは、上記のようにシロキサン結合を含んでいる。言い換えれば、ケイ素同士がシロキサン結合を介して互いに結合してなるポリシロキサンがガラス2aとして所定の形状を形成し、第1相2の主成分として含有されている。また、第1相2の主成分の他の1つであるシリカ2bは、シロキサン結合でガラス2aと結合し、上記のガラス2aの機械的な強度を向上させる機能を有する。この場合、ガラス2aがシロキサン結合を含むものであるため、ガラス2aとシリカ2bとの結合が強固なものとなり、ガラス2aおよびシリカ2bを第1相2として一体化されたものとすることができる。   The first phase 2 contains glass (hereinafter also simply referred to as glass) 2a containing siloxane bonds and silica 2b as main components. The glass 2a, which is one of the main components of the first phase 2, is a main structural part that forms the first phase 2 and the insulator 1 as a whole. This glass 2a contains a siloxane bond as described above. In other words, polysiloxane formed by bonding silicon to each other through a siloxane bond forms a predetermined shape as the glass 2 a and is contained as a main component of the first phase 2. Silica 2b, which is another main component of the first phase 2, is bonded to the glass 2a by a siloxane bond and has a function of improving the mechanical strength of the glass 2a. In this case, since the glass 2 a includes a siloxane bond, the bond between the glass 2 a and the silica 2 b becomes strong, and the glass 2 a and the silica 2 b can be integrated as the first phase 2.

なお、第1相2は、主成分以外に、アルミナやカルシア、マグネシア等の充填剤を含有していても構わない。第1相2における主成分であるシロキサン結合を含むガラス2aおよびシリカ2bの含有率は、例えば第1相2全体に対して約50〜100質量%程度に設定さ
れていればよい、これによって、第1相2(絶縁体1)としての機械的強度を十分に確保することができる。
In addition, the 1st phase 2 may contain fillers, such as an alumina, a calcia, and magnesia, in addition to a main component. The content ratio of the glass 2a including the siloxane bond as the main component in the first phase 2 and the silica 2b may be set to about 50 to 100% by mass with respect to the entire first phase 2, for example. The mechanical strength as the first phase 2 (insulator 1) can be sufficiently secured.

第1相2のシラノール結合を有するガラス2aは、例えばオルガノシロキサンについて、アルコキシル基等を加水分解させてシラノール基に変え、このシラノール基同士を縮合結合させて、ガラス化したものである。つまりオルガノポリシロキサンからアルコキシル基が除去され、シラノール基同士がシロキサン結合した構造を有している。   The glass 2a having a silanol bond of the first phase 2 is obtained by, for example, hydrolyzing an alkoxyl group or the like into an silanol group and vitrifying the silanol group by condensing the silanol groups. That is, it has a structure in which the alkoxyl group is removed from the organopolysiloxane and the silanol groups are bonded to each other by a siloxane bond.

オルガノシロキサンとしては、例えば、メトキシシロキサン、エトキシシロキサン、ブトキシシロキサン、プロキシシロキサンおよびフェノキシシロキサン等が挙げられる。   Examples of the organosiloxane include methoxysiloxane, ethoxysiloxane, butoxysiloxane, proxysiloxane, and phenoxysiloxane.

第1相2のシリカ2bは、例えば図1に示すように粒子としてガラス2a中に含まれ、ガラス2aとシロキサン結合で結合して一体化している。この場合、例えば図3に示すように、粒子状であるシリカ2bのうち表面部分のシラノール基がガラス2aのシラノール基と縮合結合して、シロキサン結合を形成している。   The silica 2b of the first phase 2 is included in the glass 2a as particles as shown in FIG. 1, for example, and is integrated with the glass 2a by a siloxane bond. In this case, for example, as shown in FIG. 3, silanol groups on the surface of the particulate silica 2b are condensed with the silanol groups of the glass 2a to form siloxane bonds.

以上のように第1相2は、主成分であるガラス2aが第1相2としての全体の形状を規定し、これをシリカ2bが補強して、一定の形状を有するとともに機械的強度を有するマトリクス部材(母材)を形成している。   As described above, in the first phase 2, the glass 2a as the main component defines the overall shape as the first phase 2, and this is reinforced by the silica 2b to have a certain shape and mechanical strength. A matrix member (base material) is formed.

第2相3は、上記のように第1相2におけるミクロクラックの進行を抑制するためのものである。そのため、第2相3は、ミクロクラックの進行の抑制のみを考慮すれば、その弾性率が低い方が好ましい。この点に関して、例えば第2相3は、−25℃〜125℃におけ
る曲げ弾性率が300GPa以下のものが好ましく、10GPa以下のものがより一層好まし
い。ただし、第2相3は、絶縁体1としての機械的強度にも影響を与える。したがって、その点も含めて考慮すれば、第2相3は、例えば−25℃〜125℃における曲げ弾性率が50
〜300GPaのものがより好ましい。
The second phase 3 is for suppressing the progress of microcracks in the first phase 2 as described above. Therefore, it is preferable that the second phase 3 has a lower elastic modulus, considering only the suppression of the progress of microcracks. In this regard, for example, the second phase 3 preferably has a flexural modulus at −25 ° C. to 125 ° C. of 300 GPa or less, and more preferably 10 GPa or less. However, the second phase 3 also affects the mechanical strength of the insulator 1. Therefore, in consideration of this point as well, the second phase 3 has a flexural modulus of, for example, −25 ° C. to 125 ° C. of 50.
The thing of -300GPa is more preferable.

第2相3を形成している架橋樹脂材料としては、架橋アクリル樹脂および架橋ウレタン樹脂等の架橋樹脂材料を用いることができる。架橋アクリル樹脂および架橋ウレタン樹脂等の架橋樹脂材料は、水中に微分散したエマルジョンとして用いてもよい。これ以外の架橋樹脂材料の例としては、エポキシ樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、熱硬化ポリフェニレンエーテル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、キシレン樹
脂、グアナミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フラン樹脂、ポリウレタン樹脂、マレイン酸樹脂およびユリア樹脂等の熱硬化性樹脂の少なくとも1種が熱反応で架橋されたものが挙げられる。また、これらの架橋樹脂材料は、予め熱架橋して微粉化したものを用いてもよい。
As the crosslinked resin material forming the second phase 3, a crosslinked resin material such as a crosslinked acrylic resin and a crosslinked urethane resin can be used. Cross-linked resin materials such as cross-linked acrylic resins and cross-linked urethane resins may be used as emulsions finely dispersed in water. Examples of other crosslinked resin materials include epoxy resins, bismaleimide-triazine resins, polyimide resins, thermosetting polyphenylene ether resins, phenol resins, melamine resins, xylene resins, guanamine resins, diallyl phthalate resins, vinyl ester resins, Examples thereof include those obtained by crosslinking at least one of thermosetting resins such as saturated polyester resin, furan resin, polyurethane resin, maleic acid resin and urea resin by thermal reaction. In addition, these cross-linked resin materials may be those that have been preliminarily heat-crosslinked and pulverized.

なお、架橋樹脂材料が架橋アクリル樹脂および架橋ウレタン樹脂の少なくとも1種である場合には、次のような点でより有利である。すなわち、架橋剤の比率を高めることにより、架橋密度をより高くすることが容易である。そのため、第2相3としての熱分解温度をより高くすることができる。なお、窒素中で熱重量減少5%程度の温度を樹脂の熱分解温度として規定する。これらの架橋樹脂材料の熱分解温度は、例えば第2相3の耐熱性、ならびに絶縁体1としての生産性および経済性等を考慮して、約200〜350℃程度に設定される。熱分解温度は、熱重量測定/熱天秤(TG−DTA)等の測定方法で測定できる。   In addition, when the crosslinked resin material is at least one of a crosslinked acrylic resin and a crosslinked urethane resin, it is more advantageous in the following points. That is, it is easy to increase the crosslinking density by increasing the ratio of the crosslinking agent. Therefore, the thermal decomposition temperature as the second phase 3 can be further increased. Note that a temperature of about 5% decrease in thermal weight in nitrogen is defined as the thermal decomposition temperature of resin. The thermal decomposition temperature of these crosslinked resin materials is set to about 200 to 350 ° C. in consideration of, for example, the heat resistance of the second phase 3 and the productivity and economy as the insulator 1. The thermal decomposition temperature can be measured by a measuring method such as thermogravimetry / thermobalance (TG-DTA).

また、第2相3は、熱硬化性樹脂等の架橋樹脂材料以外に、熱硬化性ゴム等の樹脂材料を含有していてもよい。また、ポリエチレングリコール等の可塑剤、アゾ系顔料剤等の添加材をさらに含有していてもよい。この場合、第2相3は、主成分である架橋樹脂材料の含有率が、例えば80〜98質量%程度に設定される。この場合には、第2相3において上記クラックの進行をより効果的に抑制することができる。また、第2相3の第1相2に対する接合の強度をより高くすることができる。   The second phase 3 may contain a resin material such as a thermosetting rubber in addition to the crosslinked resin material such as a thermosetting resin. Moreover, you may further contain additives, such as plasticizers, such as polyethyleneglycol, and an azo pigment agent. In this case, the content rate of the crosslinked resin material as the main component of the second phase 3 is set to about 80 to 98% by mass, for example. In this case, the progress of the crack in the second phase 3 can be more effectively suppressed. Further, the bonding strength of the second phase 3 to the first phase 2 can be further increased.

また、島としての第2相3の形状については、例えば図1に示す例のように、不定形状のものが挙げられる。この場合には、島としての第2相3の表面積(つまり第2相3との接合界面の面積)をより大きくすることに関して有利である。そのため、第1相2と第2相3との接合強度の向上に対してより有効である。   Moreover, about the shape of the 2nd phase 3 as an island, the thing of an indefinite shape is mentioned like the example shown in FIG. 1, for example. In this case, it is advantageous with respect to increasing the surface area of the second phase 3 as an island (that is, the area of the bonding interface with the second phase 3). Therefore, it is more effective for improving the bonding strength between the first phase 2 and the second phase 3.

なお、第2相3の形状は、球状、楕円球状等の、不定形以外の形状であってもよい。例えば、未硬化の熱硬化性樹脂の熱硬化によって第2相3が形成されたものであるときに、硬化前の熱硬化性樹脂が表面張力で丸くなるようなものであれば、第2相3の形成がより容易であり、絶縁体1としての生産性および経済性等の点でより有利である。また、第2相3は、表面積(第1相2との接合面積)をより大きくするように、表面が波打っている波状であってもよい。   The shape of the second phase 3 may be a shape other than an indefinite shape such as a spherical shape or an elliptical spherical shape. For example, if the second phase 3 is formed by thermal curing of an uncured thermosetting resin, the second phase can be used if the thermosetting resin before curing is rounded by surface tension. 3 is easier to form, which is more advantageous in terms of productivity and economy as the insulator 1. Further, the second phase 3 may have a wavy surface whose surface is wavy so as to increase the surface area (bonding area with the first phase 2).

絶縁体1における第2相3の存在の割合は、例えば合計の体積比で、第1相2:第2相3=95:3〜60:40程度の範囲に設定されていればよい。この場合には、絶縁体1としての機械的な強度を確保しながら、欠けの抑制に対してより高い効果を得ることができる。   The ratio of the presence of the second phase 3 in the insulator 1 may be set in a range of, for example, a total volume ratio of about the first phase 2: the second phase 3 = 95: 3 to 60:40. In this case, it is possible to obtain a higher effect with respect to chipping prevention while ensuring the mechanical strength as the insulator 1.

第2相3の第1相2への分散の形態に関しては、第2相3が第1相2内にほぼ均一に分散していてもよい。この場合には、絶縁体1でランダムに発生するミクロクラックの進行を、絶縁体1内において偏りなく抑制することができる。また、第2相3が絶縁体1の表面近くで内部よりも多く分散していてもよい。この場合には、絶縁体1の外表面を起点として発生するミクロクラックの進行を、より効果的に抑制することができる。   Regarding the form of dispersion of the second phase 3 into the first phase 2, the second phase 3 may be dispersed substantially uniformly in the first phase 2. In this case, the progress of microcracks that are randomly generated in the insulator 1 can be suppressed without deviation in the insulator 1. In addition, the second phase 3 may be dispersed more near the surface of the insulator 1 than inside. In this case, the progress of the microcrack generated from the outer surface of the insulator 1 can be suppressed more effectively.

また、実施形態の絶縁体1において、例えば図3に示すように、第1相2と第2相3との界面にシラン化合物が介在していてもよい。この場合には、シラン化合物を介して、第1相2と第2相3とが互いに、より強固に結合し合う。そのため、この場合には、絶縁体1としての機械的な強度をさらに高くすることができる。   In the insulator 1 of the embodiment, for example, as shown in FIG. 3, a silane compound may be interposed at the interface between the first phase 2 and the second phase 3. In this case, the first phase 2 and the second phase 3 are more strongly bonded to each other through the silane compound. Therefore, in this case, the mechanical strength as the insulator 1 can be further increased.

図3の例において、シラン化合物は、第2相3との化学結合が可能な基Aを有するシラノールであり、いわゆるシランカップリング剤である。シラン化合物の第2相3との化学結合は、例えば第2相3の熱硬化性樹脂との架橋である。また、この場合には、シラノー
ル基の酸素が第1相2のガラス2aまたはシリカ2bとシロキサン結合で結合する。シラノール基は、上記の基Aが結合している部分を除いて、一部または全ての水素(H)またはアルキル基(R)が外れて第1相2のガラス2aまたはシリカ2bとシロキサン結合で結合しているものでも構わない。
In the example of FIG. 3, the silane compound is a silanol having a group A capable of chemical bonding with the second phase 3, and is a so-called silane coupling agent. The chemical bond with the second phase 3 of the silane compound is, for example, crosslinking with the thermosetting resin of the second phase 3. In this case, oxygen of the silanol group is bonded to the glass 2a or silica 2b of the first phase 2 through a siloxane bond. The silanol group is a siloxane bond with the glass 2a or silica 2b of the first phase 2 by removing some or all of the hydrogen (H) or alkyl group (R) except for the portion where the group A is bonded. It does not matter if they are connected.

第2相3との化学結合が可能な基Aとしては、例えば、エポキシ基、アミノ基およびビニル基等が挙げられる。これらの基Aが、第2相3の熱硬化性樹脂と付加反応、ラジカル反応または脱水縮合反応等で互いに結合し合う。   Examples of the group A capable of chemical bonding with the second phase 3 include an epoxy group, an amino group, and a vinyl group. These groups A are bonded to each other by the addition reaction, radical reaction or dehydration condensation reaction with the thermosetting resin of the second phase 3.

シラン化合物としては、上記以外に、例えばオルガノシランおよびポリアルキルシラノール等が挙げられる。   Examples of the silane compound include organosilane and polyalkylsilanol other than the above.

なお、第1相2のシリカ2bは二酸化珪素であり、高い電気絶縁性を持ち、絶縁材料としては、低誘電正接である。そのため、高周波信号が伝送される配線基板10に適している。すなわち、シリカ2bは、第1相2の電気的な特性の調整のための成分としても有効に機能することができる。第1相2について、例えば誘電正接を低く抑えることが好ましい場合には、シリカ2bの含有率をより大きくすればよい。   The silica 2b of the first phase 2 is silicon dioxide, has high electrical insulation, and has a low dielectric loss tangent as an insulating material. Therefore, it is suitable for the wiring board 10 through which a high frequency signal is transmitted. That is, the silica 2 b can function effectively as a component for adjusting the electrical characteristics of the first phase 2. For the first phase 2, for example, when it is preferable to keep the dielectric loss tangent low, the content of silica 2b may be increased.

このシリカ2bは、例えば粒子としてガラス2a中に分散しているとともに、前述したようにガラス2aとシロキサン結合で結合して互いに一体化している。このようなシリカ2bの粒子の例としては、例えば図1に示す例のような楕円球状または球状等のもの(断面において楕円形状または円形状等)が挙げられる。第1相2についてシリカ2bを効率よく高充填とする場合には、球状シリカ(球状のシリカ2b粒子)が好ましい。また、シリカ2bは、粒子であるときに、不定形状のものであっても構わない。シリカ2bが不定形状の粒子である場合には、シリカ2b粒子の表面に多数の凹凸を設けてシリカ2bのガラス2aとの結合の面積をより大きくすることもできる。   The silica 2b is dispersed in the glass 2a as particles, for example, and is combined with the glass 2a by a siloxane bond as described above. Examples of such particles of silica 2b include those having an elliptical shape or a spherical shape (such as an elliptical shape or a circular shape in cross section) as in the example shown in FIG. In the case where the first phase 2 is efficiently filled with silica 2b, spherical silica (spherical silica 2b particles) is preferable. Further, when the silica 2b is a particle, it may have an indefinite shape. In the case where the silica 2b is an irregularly shaped particle, the surface of the silica 2b particle can be provided with a large number of irregularities to increase the area of the bond between the silica 2b and the glass 2a.

第1相2の主成分であるガラス2aおよびシリカ2bについて、この主成分中におけるそれぞれの割合は、絶縁体1の用途、その用途において要求される電気的または機械的な特性、生産性および経済性等の条件に応じて適宜設定すればよい。例えば、絶縁体1が後述する配線基板10の基板11として用いされる場合には、ガラス2aおよびシリカ2bからなる主成分において、ガラス2aの割合(質量の含有率)を10〜80質量%程度に設定し、シリカ2bの割合を20〜90質量%程度に設定すればよい。   Regarding the glass 2a and the silica 2b which are the main components of the first phase 2, the respective proportions in the main components are the use of the insulator 1, the electrical or mechanical properties required in the use, the productivity and the economy. What is necessary is just to set suitably according to conditions, such as sex. For example, when the insulator 1 is used as the substrate 11 of the wiring board 10 to be described later, in the main component composed of the glass 2a and the silica 2b, the ratio (mass content) of the glass 2a is about 10 to 80% by mass. And the ratio of silica 2b may be set to about 20 to 90% by mass.

また、上記粒状のシリカ2bは、例えば図4に示すように、それぞれの平均粒径が互いに異なる第1微細粒2baと第2微細粒2bbとの混合物からなるものであってもよい。なお、図4は、図1に示すシリカ2bの一部分をさらに拡大して示す断面図である。図4において図1〜図3と同様の部位には同様の符号を付している。   The granular silica 2b may be composed of a mixture of first fine particles 2ba and second fine particles 2bb having different average particle diameters, for example, as shown in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a part of the silica 2b shown in FIG. 4, parts similar to those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals.

図4に示す例では、第1微細粒2baの平均粒径が第2微細粒2bbの平均粒径よりも大きい。それぞれの平均粒径が互いに異なる第1微細粒2baと第2微細粒2bbとを含む以下の各例においても、第1微細粒2baの平均粒径が第2微細粒2bbの平均粒径よりも大きいものとして説明する。   In the example shown in FIG. 4, the average particle size of the first fine particles 2ba is larger than the average particle size of the second fine particles 2bb. In each of the following examples including the first fine particles 2ba and the second fine particles 2bb having different average particle sizes, the average particle size of the first fine particles 2ba is larger than the average particle size of the second fine particles 2bb. It will be described as large.

第1微細粒2baと第2微細粒2bbとは、互いの界面の水酸基がシラン化合物を介して、シロキサン結合等の形態で化学的に結合し合っている。これによって、多数の第1微細粒2baおよび第2微細粒2bbが粒子状にまとまって、第1相2における粒状のシリカ2b(シリカ2bの粒子)を形成している。   In the first fine particles 2ba and the second fine particles 2bb, the hydroxyl groups at the interfaces are chemically bonded to each other in the form of a siloxane bond or the like via a silane compound. As a result, a large number of first fine particles 2ba and second fine particles 2bb are gathered into particles to form granular silica 2b (silica 2b particles) in the first phase 2.

この場合には、平均粒径が比較的大きい第1微細粒2ba同士の間の隙間に、平均粒径
が比較的小さい第2微細粒2bbが入り込んだ構造になり、シリカ2bの粒子としての機械的な強度が向上する。また、これに伴い絶縁体1としての機械的な強度も向上する。したがって、例えば配線基板10用の基板11等における機械的強度の向上により有効な絶縁体1を提供することができる。また、より機械的強度の高い基板11を含む配線基板10を提供することができる。
In this case, the second fine particles 2bb having a relatively small average particle diameter enter the gap between the first fine particles 2ba having a relatively large average particle diameter, and the machine as a particle of silica 2b. Strength is improved. As a result, the mechanical strength of the insulator 1 is also improved. Therefore, for example, an effective insulator 1 can be provided by improving the mechanical strength of the substrate 11 for the wiring substrate 10 or the like. In addition, the wiring board 10 including the board 11 having higher mechanical strength can be provided.

なお、シリカ2bが、互いに平均粒径が異なる第1微細粒2baと第2微細粒2bbとの混合物であるときのシリカ2bの機械的な強度の向上は、より大きな第1微細粒2ba同士の隙間により小さな第2微細粒2bbが入り込んで、機械的な破壊の起点になる上記隙間が低減されることによると考えられる。   The improvement in the mechanical strength of the silica 2b when the silica 2b is a mixture of the first fine particles 2ba and the second fine particles 2bb having different average particle diameters can be obtained between the larger first fine particles 2ba. This is considered to be due to the fact that the small second fine particles 2bb enter the gap and the gap that becomes the starting point of mechanical destruction is reduced.

絶縁体1の機械的な強度は、抗折強度によって測定することができる。また、絶縁体1の抗折強度は、例えば一般的な3点曲げ試験によって測定することができる。   The mechanical strength of the insulator 1 can be measured by the bending strength. Moreover, the bending strength of the insulator 1 can be measured by, for example, a general three-point bending test.

なお、第1微細粒2baおよび第2微細粒2bbの平均粒径は、例えばこれらを水または有機溶剤に分散させて、マイクロトラック(レーザー回折散乱法)で測ることができる。   The average particle size of the first fine particles 2ba and the second fine particles 2bb can be measured by, for example, microtrack (laser diffraction scattering method) by dispersing them in water or an organic solvent.

第1微細粒2baおよび第2微細粒2bbの平均粒径の比率は、例えば、約2倍以上であって約6倍以下の範囲に設定される。この場合、第1微細粒2baの平均粒径は、例えば約4〜6μmであり、第2微細粒2bbの平均粒径は、例えば約1〜2μmである。   The ratio of the average particle diameter of the first fine particles 2ba and the second fine particles 2bb is set, for example, in a range of about 2 times or more and about 6 times or less. In this case, the average particle size of the first fine particles 2ba is, for example, about 4 to 6 μm, and the average particle size of the second fine particles 2bb is, for example, about 1 to 2 μm.

また、図4に示す例において、第1微細粒2baが結晶性シリカであり、第2微細粒2bbが非結晶性シリカであってもよい。すなわち、第1微細粒2baが結晶性シリカであるとともに第2微細粒2bbが非結晶性シリカであり、第1微細粒2baの平均粒径が第2微細粒2bbの平均粒径よりも大きいものであってもよい。   In the example shown in FIG. 4, the first fine particles 2ba may be crystalline silica, and the second fine particles 2bb may be amorphous silica. That is, the first fine particles 2ba are crystalline silica, the second fine particles 2bb are non-crystalline silica, and the average particle size of the first fine particles 2ba is larger than the average particle size of the second fine particles 2bb It may be.

この場合には、シリカ2bの粒子自体の機械的な破壊がより効果的に抑制される。これは、結晶性シリカからなる第1微細粒2baの機械的な強度が高いこと、および非結晶性シリカからなる第2微細粒2bbの弾性率が第1微細粒2ba(結晶性シリカ)の弾性率よりも小さいことによる。つまり、第1微細粒2baによって個々のシリカ2bの粒子としての機械的な強度が向上しているとともに、シリカ2bの粒子に作用する応力が第2微細粒2bbの変形によってより効果的に吸収される。   In this case, mechanical destruction of the silica 2b particles themselves is more effectively suppressed. This is because the mechanical strength of the first fine particles 2ba made of crystalline silica is high, and the elastic modulus of the second fine particles 2bb made of amorphous silica is the elasticity of the first fine particles 2ba (crystalline silica). By smaller than rate. That is, the mechanical strength of the individual silica 2b particles is improved by the first fine particles 2ba, and stress acting on the silica 2b particles is more effectively absorbed by the deformation of the second fine particles 2bb. The

また、第1微細粒2baが結晶性シリカであるとともに第2微細粒2bbが非結晶性シリカであるときには、第1微細粒2ba同士の隙間に容易に入り込むことができる程度に第2微細粒2bbの平均粒径を小さくすることも容易である。すなわち、第1微細粒2baの平均粒径が第2微細粒2bbの平均粒径よりも大きいシリカ2bを含む形態の絶縁体1の製作がより容易である。   When the first fine particles 2ba are crystalline silica and the second fine particles 2bb are non-crystalline silica, the second fine particles 2bb can be easily penetrated into the gaps between the first fine particles 2ba. It is also easy to reduce the average particle size of. That is, it is easier to manufacture the insulator 1 in a form including the silica 2b in which the average particle size of the first fine particles 2ba is larger than the average particle size of the second fine particles 2bb.

結晶性シリカからなる第1微細粒2baは、例えば、二酸化ケイ素の結晶材(第1微細粒2baよりも大きい粗粒状またはブロック状等)を機械的な粉砕加工等の方法で粉砕することによって作製することができる。粉砕されて作製された個々の第1微細粒2baは、それぞれに結晶性シリカによって形成されている。また、非結晶性シリカからなる第2微細粒2bbは、例えば、気相法から得られた液状シリカを噴霧して乾燥することによって作製することができる。噴霧によって微粉化し、それぞれが非結晶性のシリカである第2微細粒2bbが作製される。   The first fine particles 2ba made of crystalline silica are produced, for example, by pulverizing a silicon dioxide crystal material (coarse particles or block shape larger than the first fine particles 2ba) by a method such as mechanical pulverization. can do. The individual first fine particles 2ba produced by pulverization are each formed of crystalline silica. The second fine particles 2bb made of amorphous silica can be produced by spraying and drying liquid silica obtained by a gas phase method, for example. By pulverizing by spraying, second fine particles 2bb each made of amorphous silica are produced.

また、例えば図4に示す例のように、第1微細粒2baが破砕状であり、第2微細粒2bbが球状であってもよい。言い換えれば、破砕状である結晶性シリカによって第1微細
粒2baが形成されているとともに、球状である非結晶性シリカによって第2微細粒2bbが形成されていてもよい。なお、破砕状とは、上記のようにより大きな結晶材が破砕されて作製された微粒子の形状であり、例えば、複数の角部および平面を有する不定形状、多角柱状または複数の突起部を有する球状もしくは楕円球状等の形状である。破砕状である第1微細粒2baは、上記のような形状であって互いに異なる形状を有する粒子を含むもの(いわゆる不揃いなもの)であってもよい。
Further, for example, as in the example shown in FIG. 4, the first fine particles 2ba may be crushed and the second fine particles 2bb may be spherical. In other words, the first fine particles 2ba may be formed of crushed crystalline silica, and the second fine particles 2bb may be formed of spherical amorphous silica. The crushed shape is a shape of fine particles produced by crushing a larger crystal material as described above. For example, an indefinite shape having a plurality of corners and a plane, a polygonal column shape, or a spherical shape having a plurality of protrusions. Alternatively, it has an elliptical spherical shape. The first fine particles 2ba that are crushed may be those containing the above-mentioned shapes and different shapes (so-called irregular shapes).

第1微細粒2baが破砕状であり、第2微細粒2bbが球状である場合には、破砕状である第1微細粒2baの間の隙間に球状の第2微細粒2bbがより高い密度で入り込むため、シリカ2bの機械的な強度がさらに向上する。ひいては絶縁体1の機械的な強度がさらに向上する。   When the first fine particles 2ba are crushed and the second fine particles 2bb are spherical, the spherical second fine particles 2bb have a higher density in the gaps between the crushed first fine particles 2ba. Since it enters, the mechanical strength of the silica 2b is further improved. As a result, the mechanical strength of the insulator 1 is further improved.

なお、また、シリカ2bが第1微細粒2baと第2微細粒2bbとの混合物であるときには、第1微細粒2baおよび第2微細粒2bbのいずれか一方が他方に比べて極端に大きな割合で含有されていない方が、シリカ2bの機械的な強度を高める効果が大きい。言い換えれば、シリカ2bにおいて第1微細粒2baと第2微細粒2bbとが互いに同じ程度の割合(質量%)で含有されていることが、シリカ2bの機械的な強度の向上の点では有利である。   In addition, when the silica 2b is a mixture of the first fine particles 2ba and the second fine particles 2bb, either one of the first fine particles 2ba and the second fine particles 2bb is at an extremely large ratio compared to the other. The effect of increasing the mechanical strength of the silica 2b is greater when it is not contained. In other words, it is advantageous in terms of improving the mechanical strength of the silica 2b that the first fine particles 2ba and the second fine particles 2bb are contained in the silica 2b in the same proportion (mass%). is there.

シリカ2bにおいて第1微細粒2baと第2微細粒2bbとが互いに同じ程度の割合(質量%)程度で含有されていれば、第1微細粒2ba間の隙間を埋めて補強する程度に第2微細粒2bbの量を確保することが容易である。また、平均粒径が比較的小さい第2微細粒2bbの割合が比較的小さく抑えられるため、第1および第2微細粒2ba、2bbといった粒子同士の界面の面積がより小さく抑えられる。このような界面はシリカ2b自体の機械的な破壊の起点になりやすいのに対して、その界面が比較的少ないため、シリカ2b自体の機械的な破壊もより効果的に抑制される。   If the first fine particles 2ba and the second fine particles 2bb are contained in the silica 2b at the same ratio (mass%), the second fineness is such that the gap between the first fine particles 2ba is filled and reinforced. It is easy to ensure the amount of fine particles 2bb. Further, since the ratio of the second fine particles 2bb having a relatively small average particle size is suppressed to be relatively small, the area of the interface between the particles such as the first and second fine particles 2ba and 2bb can be further suppressed. Such an interface tends to be a starting point for mechanical destruction of the silica 2b itself, but since the interface is relatively few, mechanical destruction of the silica 2b itself is more effectively suppressed.

実施形態の絶縁体1は、例えば次のようにして作製することができる。   The insulator 1 of the embodiment can be manufactured as follows, for example.

すなわち、まず、第1相2の原料として上記メトキシシロキサン等のオルガノシロキサンおよびシリカ粉末を準備する。また、第2相3の原料として架橋アクリル樹脂等の樹脂用材料のエマルジョンを準備する。架橋の樹脂用材料は、混合した後に熱架橋させてもよい。さらに、上記のシリカ粉末について、結晶性シリカと非晶性シリカとの混合物を、水酸化カリウム等のアルカリ(水溶液)で処理した後に、オルガノシロキサンと混合反応させて作製してもよい。この反応は、室温で進行し、緻密な絶縁体1が得られる。すなわち、絶縁体1としての生産性および特性がさらに向上する。なお、アルカリ処理時のpHは、10〜13の範囲が好ましい。   That is, first, organosiloxane such as methoxysiloxane and silica powder are prepared as raw materials for the first phase 2. In addition, an emulsion of a resin material such as a cross-linked acrylic resin is prepared as a raw material for the second phase 3. The crosslinked resin material may be thermally crosslinked after mixing. Furthermore, the above silica powder may be prepared by treating a mixture of crystalline silica and amorphous silica with an alkali (aqueous solution) such as potassium hydroxide and then mixing with organosiloxane. This reaction proceeds at room temperature, and a dense insulator 1 is obtained. That is, the productivity and characteristics as the insulator 1 are further improved. The pH during the alkali treatment is preferably in the range of 10-13.

次に、これらの材料の粉末および粒状等の原料を互いに混合するとともに混練して作製したスラリーをシート状に成形してグリーンシートを作製する。スラリーをシート状に成形する方法としては、例えば、ドクターブレード法、リップコータ法またはカレンダロール法等のシート形成技術が挙げられる。シート状への成形に際しては、水溶液、可塑剤または分散剤、顔料等を添加しても構わない。   Next, a slurry prepared by mixing and kneading the raw materials such as powders and granules of these materials with each other is formed into a sheet to produce a green sheet. Examples of a method for forming the slurry into a sheet include a sheet forming technique such as a doctor blade method, a lip coater method, or a calendar roll method. When forming into a sheet, an aqueous solution, a plasticizer or dispersant, a pigment, or the like may be added.

また、金型内に上記の第1相2の原料および第2相3の原料とを充填して成形し、この成形体を、加圧および後述する加熱とを同時に行なう方法で、絶縁体1を作製することもできる。   The insulator 1 is formed by filling the mold with the raw material of the first phase 2 and the raw material of the second phase 3 and molding the compact simultaneously with pressurization and heating described later. Can also be produced.

次に、このグリーンシートもしくはその積層体、または上記の成形体を加熱して、オルガノシロキサンに縮合反応を生じさせて互いに結合させるとともに、オルガノシロキサン
の一部とシリカ粉末とを互いにシロキサン結合で結合させる。このときに、例えばグリーンシートに打ち抜き加工等の加工を施して所定の形状および寸法に成形するとともに、必要に応じて複数枚を積層して積層体を作製しておいてもよい。
Next, this green sheet or laminate thereof, or the above-mentioned molded body is heated to cause a condensation reaction in the organosiloxane to bond each other, and a part of the organosiloxane and silica powder are bonded to each other through a siloxane bond. Let At this time, for example, the green sheet may be subjected to punching or the like to be molded into a predetermined shape and size, and a laminate may be produced by stacking a plurality of sheets as necessary.

以上の工程によって、第1相2を海とし、第2相3を島とする海島構造を有する絶縁体1を作製することができる。この絶縁体1の作製時の上記原料に、前述したシラノール等のシラン化合物も添加しておけば、第1相2と第2相3との間にシラン化合物を介在させて、第1相2と第2相3との結合をより強固なものとすることができる。そのため、より一層機械的強度等において優れた絶縁体1を作製することができる。   Through the above steps, the insulator 1 having a sea-island structure in which the first phase 2 is the sea and the second phase 3 is the island can be manufactured. If the silane compound such as silanol described above is also added to the raw material at the time of manufacturing the insulator 1, the silane compound is interposed between the first phase 2 and the second phase 3, so that the first phase 2 And the second phase 3 can be further strengthened. Therefore, it is possible to produce the insulator 1 that is further excellent in mechanical strength and the like.

前述したように、上記構成の絶縁体1を含む基板11と、この基板11の表面に設けられた配線導体12とによって配線基板10が基本的に形成されている。配線基板10は、例えば電子部品搭載用基板として用いられ、基板11の上面に電子部品21が搭載されて電子装置20が作製される。電子部品21と配線導体12とは、例えばボンディングワイヤ等の導電性接続材22によって互いに電気的に接続される。   As described above, the wiring substrate 10 is basically formed by the substrate 11 including the insulator 1 having the above-described configuration and the wiring conductor 12 provided on the surface of the substrate 11. The wiring substrate 10 is used as an electronic component mounting substrate, for example, and the electronic component 21 is mounted on the upper surface of the substrate 11 to produce the electronic device 20. The electronic component 21 and the wiring conductor 12 are electrically connected to each other by a conductive connecting material 22 such as a bonding wire.

基板11は、絶縁体1以外に、例えば配線導体12の一部を被覆する被覆層(図示せず)等を含んでいてもよい。被覆層を形成する材料は、例えば、第2相3を形成している架橋樹脂材料でもよく、他の樹脂材料でもよい。   In addition to the insulator 1, the substrate 11 may include a coating layer (not shown) that covers a part of the wiring conductor 12, for example. The material for forming the coating layer may be, for example, a cross-linked resin material forming the second phase 3 or another resin material.

電子部品21としては、例えば半導体集積回路素子、撮像素子および発光素子等を含む半導体素子、水晶振動素子および弾性表面波素子等の圧電素子、容量素子(セラミックチップコンデンサ等)、抵抗器、圧力センサ素子等の種々のセンサ素子、ならびに微細な電子機械システムを有する電子機械システム素子(いわゆるMEMS素子)等の種々のものが挙げられる。   As the electronic component 21, for example, a semiconductor element including a semiconductor integrated circuit element, an imaging element and a light emitting element, a piezoelectric element such as a crystal vibration element and a surface acoustic wave element, a capacitive element (ceramic chip capacitor, etc.), a resistor, a pressure sensor Examples include various sensor elements such as elements, and electromechanical system elements having a fine electromechanical system (so-called MEMS elements).

基板11は、例えば上面等の露出表面に電子部品21を搭載して固定するための基体として機能する。基板11は、図3の例では四角形の板状であって上面に凹部(符号なし)を有している。凹部を有する基板11は、例えば、基板11用のグリーンシートの一部に、凹部に対応した開口部が設けられて形成されている。基板11は、この形状に限らず、凹部を有していない平板状であってもよく、円形状、楕円形状またはこれらの形状を組み合わせた形状でもよい。また、基板11は、上記の形状であって、平面視において(上面側から見て)外周の一部に凹凸を有するような形状でもよく、不定形状であってもよい。   The substrate 11 functions as a base for mounting and fixing the electronic component 21 on an exposed surface such as an upper surface. In the example of FIG. 3, the substrate 11 has a rectangular plate shape, and has a concave portion (no symbol) on the upper surface. The substrate 11 having a recess is formed, for example, by providing an opening corresponding to the recess in a part of the green sheet for the substrate 11. The substrate 11 is not limited to this shape, and may be a flat plate shape having no recess, a circular shape, an elliptical shape, or a shape obtained by combining these shapes. Further, the substrate 11 has the above-described shape, and may have a shape having irregularities on a part of the outer periphery in a plan view (viewed from the upper surface side), or may be an indefinite shape.

配線導体12は、電子部品21を外部電気回路(図示せず)に電気的に接続するための導電路として機能する。配線導体12は、電子部品21等との電気的な接続のために、少なくも基板11の上面等の露出する表面に設けられている。なお、配線導体12は、基板11の内部に設けられたものを含んでいてもよい。   The wiring conductor 12 functions as a conductive path for electrically connecting the electronic component 21 to an external electric circuit (not shown). The wiring conductor 12 is provided on an exposed surface such as at least the upper surface of the substrate 11 for electrical connection with the electronic component 21 or the like. Note that the wiring conductor 12 may include those provided inside the substrate 11.

配線導体12は、例えば銅、銀、鉛、亜鉛、インジウム、ビスマス等の金属材料によって形成されている。これらの金属材料は、例えば、基板11の塗布および加熱された金属ペースト、金属箔、めっき層または薄膜層等の形態で形成されている。   The wiring conductor 12 is made of a metal material such as copper, silver, lead, zinc, indium, or bismuth. These metal materials are formed in the form of, for example, a coated and heated metal paste, metal foil, plating layer, or thin film layer of the substrate 11.

配線導体12は、例えば銅からなる場合であれば、銅、熱硬化性樹脂およびはんだ等を有機溶剤等とともに混練して作製した金属ペーストを基板11の表面等に所定パターンに印刷し、加熱して熱硬化させる等の方法で、基板11に形成することができる。   If the wiring conductor 12 is made of, for example, copper, a metal paste prepared by kneading copper, a thermosetting resin, solder, and the like with an organic solvent is printed on the surface of the substrate 11 in a predetermined pattern and heated. It can be formed on the substrate 11 by a method such as thermosetting.

また、配線導体12は、銅または銀等の金属材料を用いて作製した金属箔を基板11(絶縁体1)の表面に張り付け、この金属箔をフォトリソグラフ等のパターン形成方法で所定パターンに成形することによって、形成するようにしてもよい。金属箔は、基板11に張り付
ける前に所定パターンに成形してもよい。また、このような銅または銀等の金属箔の表面に、銅または銀等のめっき層(図示せず)を被着させて、配線導体12としての厚み(電気伝導性)を高めるようにしてもよい。
For the wiring conductor 12, a metal foil produced using a metal material such as copper or silver is attached to the surface of the substrate 11 (insulator 1), and the metal foil is formed into a predetermined pattern by a pattern forming method such as photolithography. By doing so, you may make it form. The metal foil may be formed into a predetermined pattern before being attached to the substrate 11. Further, a plating layer (not shown) such as copper or silver is deposited on the surface of such a metal foil such as copper or silver so as to increase the thickness (electric conductivity) as the wiring conductor 12. Also good.

また、配線導体12は、スパッタリング法および蒸着法等の薄膜形成方法によって基板11に形成することもできる。この場合にも、上記のようなめっき法が併用されたものであってもよい。   Further, the wiring conductor 12 can be formed on the substrate 11 by a thin film forming method such as a sputtering method and a vapor deposition method. Also in this case, the above plating method may be used in combination.

この場合、配線導体12が銅および銀の少なくとも一方を主成分とする金属材料からなるものであるときには、次のような点で有利である。すなわち、銅および銀の電気抵抗率が小さいため、これらを主成分として形成された配線導体12の導通抵抗を低く抑えることが容易である。配線導体12の導通抵抗が低いために、伝送ロスが少なく、高周波特性基板(高周波信号の伝送に適した配線基板10の形成)に有利である。   In this case, when the wiring conductor 12 is made of a metal material containing at least one of copper and silver as a main component, it is advantageous in the following points. That is, since the electrical resistivity of copper and silver is small, it is easy to suppress the conduction resistance of the wiring conductor 12 formed using these as main components. Since the conduction resistance of the wiring conductor 12 is low, there is little transmission loss, which is advantageous for a high-frequency characteristic substrate (formation of the wiring substrate 10 suitable for transmitting a high-frequency signal).

配線導体12は、前述したように基板11の内部に設けられた部分を含んでいてもよい。また、配線導体12に加えて、基板11の厚み方向の少なくとも一部を貫通する貫通導体が設けられていてもよい。図2では、貫通導体について破線を用いて模式的に示している。この貫通導体は、絶縁体1の内部に配置されているとともに、配線導体12に接続された端部を有している。   The wiring conductor 12 may include a portion provided inside the substrate 11 as described above. In addition to the wiring conductor 12, a through conductor that penetrates at least a part of the substrate 11 in the thickness direction may be provided. In FIG. 2, the through conductor is schematically illustrated using a broken line. The through conductor is disposed inside the insulator 1 and has an end connected to the wiring conductor 12.

また、この例では、上下2つの貫通導体が、基板11の内部に設けられた配線導体12(貫通導体につなげて破線で示したもの)を介して互いに電気的に接続されている。この貫通導体等を介して、例えば基板11の上面の配線導体12と基板11の下面の配線導体12とが互いに電気的に接続されている。   In this example, the upper and lower two through conductors are electrically connected to each other via a wiring conductor 12 (indicated by a broken line connected to the through conductor) provided inside the substrate 11. For example, the wiring conductor 12 on the upper surface of the substrate 11 and the wiring conductor 12 on the lower surface of the substrate 11 are electrically connected to each other through this through conductor or the like.

なお、基板11の内部の配線導体12は、例えば次のような方法で形成することができる。すなわち、基板11を複数の絶縁層(図示せず)からなるものとして、その層間(上側の絶縁層の下面または下側の絶縁層の上面)に配線導体12となる金属ペーストの塗布等を行なうことによって形成することができる。複数の絶縁層を含む基板11は、前述したように、複数のグリーンシートを積層して積層体を作製し、この積層体を加熱することによって製作することができる。   The wiring conductor 12 inside the substrate 11 can be formed by the following method, for example. That is, the substrate 11 is composed of a plurality of insulating layers (not shown), and a metal paste that becomes the wiring conductor 12 is applied between the layers (the lower surface of the upper insulating layer or the upper surface of the lower insulating layer). Can be formed. As described above, the substrate 11 including a plurality of insulating layers can be manufactured by stacking a plurality of green sheets to form a stack and heating the stack.

貫通導体については、銅および銀の少なくとも一方を主成分としているものであることが好ましい。これは、次のような理由による。特に、銀は酸化されにくいため、高温高湿の環境試験においても、酸化されることはなく、導通抵抗の低下などが起きにくい。   The through conductor is preferably composed mainly of at least one of copper and silver. This is due to the following reason. In particular, since silver is not easily oxidized, it is not oxidized even in a high-temperature and high-humidity environmental test, and a decrease in conduction resistance is unlikely to occur.

なお、貫通導体は、例えば次のような方法で形成することができる。すなわち、絶縁体1(基板11)となるグリーンシートに上記のような打ち抜き加工をするときに、貫通導体を形成する位置に貫通孔を形成しておく。この貫通孔内に、上記のような金属ペーストを充填し、加熱する。以上の工程によって貫通導体を形成することができる。   The through conductor can be formed by the following method, for example. That is, when the green sheet to be the insulator 1 (substrate 11) is punched as described above, a through hole is formed at a position where the through conductor is formed. The through-hole is filled with the above metal paste and heated. Through conductors can be formed by the above steps.

配線基板10の配線導体12および貫通導体を含む場合に、配線導体12と貫通導体とを互いに同じ金属材料からなるものとした場合には、両者の界面における接合の強度の向上、および生産性等の点でより好ましい。また、配線導体12と貫通導体とを、互いに異なる金属材料からなるものとしてもよい。例えば、基板11内部の配線導体12同士の間のイオンマイグレーションの抑制および経済性(コスト)等を考慮して、基板11の内部の配線導体12および貫通導体における銀の含有率を、基板11の表面に露出した配線導体12における銀の含有率よりも小さく抑えるようにしてもよい。   When the wiring conductor 12 and the through conductor of the wiring board 10 are included and the wiring conductor 12 and the through conductor are made of the same metal material, the bonding strength at the interface between them is improved, and the productivity, etc. This is more preferable. Further, the wiring conductor 12 and the through conductor may be made of different metal materials. For example, considering the suppression of ion migration between the wiring conductors 12 inside the substrate 11 and the economics (cost), the silver content in the wiring conductors 12 and the through conductors inside the substrate 11 is set to The wiring conductor 12 exposed on the surface may be kept smaller than the silver content.

また、実施形態の配線基板10は、絶縁体1が、シロキサン結合を含むガラス2aおよび
シリカ2bを主成分とする第1相2と、架橋樹脂材料を主成分とする第2相3とを備えており、第1相2を海とし、第2相3を島とする海島構造を有していることから、高温高湿の加速試験においても、第1相2がバリアとなり、例えば外部から第2相3への水分の浸透が抑制される。そのため、第2相3に含まれている架橋樹脂材料の水分による劣化が抑制される。したがって、配線基板10は耐湿性にも優れている。
In the wiring substrate 10 of the embodiment, the insulator 1 includes the first phase 2 mainly composed of the glass 2a containing siloxane bonds and the silica 2b, and the second phase 3 mainly composed of the crosslinked resin material. In the high temperature and high humidity acceleration test, the first phase 2 becomes a barrier, for example, from the outside. The penetration of moisture into the two-phase 3 is suppressed. Therefore, the deterioration due to moisture of the crosslinked resin material contained in the second phase 3 is suppressed. Therefore, the wiring board 10 is also excellent in moisture resistance.

なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内であれば種々の変更は可能である。   In addition, this invention is not limited to the example of the above embodiment, A various change is possible if it is in the range of the summary of this invention.

例えば、配線基板10の配線導体12は、露出表面にニッケルおよび金等のめっき層(図示せず)が被着されているものであってもよい。また、配線基板10となる複数の領域(図示せず)が互いに縦横の並びに配列された多数個取り配線基板の形態であってもよい。   For example, the wiring conductor 12 of the wiring substrate 10 may be one in which a plating layer (not shown) such as nickel and gold is attached to the exposed surface. Further, a multi-cavity wiring board in which a plurality of regions (not shown) to be the wiring board 10 are arranged vertically and horizontally may be used.

1・・・絶縁体
2・・・第1相
2a・・・(シロキサン結合を含む)ガラス
2b・・・シリカ
2ba・・・第1微細粒
2bb・・・第2微細粒
3・・・第2相
10・・・配線基板
11・・・基板
12・・・配線導体
20・・・電子装置
21・・・電子部品
22・・・導電性接続材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Insulator 2 ... 1st phase 2a ... (The siloxane bond is included) Glass 2b ... Silica 2ba ... 1st fine grain 2bb ... 2nd fine grain 3 ... 1st Two phases
10 ... wiring board
11 ... Board
12 ... Wiring conductor
20 ... Electronic device
21 ... Electronic components
22 ... Conductive connecting material

Claims (7)

シロキサン結合を含むガラスおよびシリカを主成分として含有する第1相と、
架橋樹脂材料を主成分として含有する第2相とを備えており、
前記第1相を海とし、前記第2相を島とする海島構造を有し
前記シリカが粒状であり、該粒状のシリカが前記ガラス中に分散しており、
前記粒状のシリカは、それぞれの平均粒径が互いに異なる第1微細粒と第2微細粒との混合物からなり、前記第1微細粒が結晶性シリカであるとともに前記第2微細粒が非結晶性シリカであり、前記第1微細粒の平均粒径が前記第2微細粒の平均粒径よりも大きいことを特徴とする絶縁体。
A first phase containing glass and silica containing siloxane bonds as main components;
A second phase containing a crosslinked resin material as a main component,
The first phase and the sea, has a sea-island structure that the island the second phase,
The silica is granular, the granular silica is dispersed in the glass,
The granular silica is composed of a mixture of first fine particles and second fine particles having different average particle diameters. The first fine particles are crystalline silica and the second fine particles are non-crystalline. An insulator which is silica and has an average particle size of the first fine particles larger than an average particle size of the second fine particles .
前記第1微細粒が破砕状であり、前記第2微細粒が球状であることを特徴とする請求項に記載の絶縁体。 The first fine particle is crushed insulator of claim 1, wherein the second fine particles is characterized in that it is spherical. 前記第1相と前記第2相との界面にシラン化合物が介在することを特徴とする請求項1または請求項に記載の絶縁体。 Insulator of claim 1 or claim 2 interface silane compound of the second phase and the first phase is characterized by intervening. 前記架橋樹脂材料は、架橋アクリル樹脂および架橋ウレタン樹脂の少なくとも一方を主成分として含有していることを特徴とする請求項1〜請求項のいずれかに記載の絶縁体。 The insulator according to any one of claims 1 to 3 , wherein the crosslinked resin material contains at least one of a crosslinked acrylic resin and a crosslinked urethane resin as a main component. 請求項1〜4のいずれかに記載の絶縁体を含む基板と、
該基板の表面に設けられた配線導体とを備えることを特徴とする配線基板。
A substrate including the insulator according to claim 1;
A wiring board comprising: a wiring conductor provided on a surface of the board.
前記配線導体が銅および銀の少なくとも一方を主成分とする金属材料からなることを特徴とする請求項に記載の配線基板。 The wiring board according to claim 5 , wherein the wiring conductor is made of a metal material containing at least one of copper and silver as a main component. 銅および銀の少なくとも一方を主成分としており、前記絶縁体の内部に配置されているとともに、前記配線導体に接続された端部を有する貫通導体をさらに備えることを特徴とする請求項に記載の配線基板。 7. The semiconductor device according to claim 6 , further comprising a through conductor that has at least one of copper and silver as a main component, is disposed inside the insulator, and has an end connected to the wiring conductor. Wiring board.
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