CN103813631A

CN103813631A - 布线基板和布线基板的制造方法

Info

Publication number: CN103813631A
Application number: CN201310547921.5A
Authority: CN
Inventors: 石原辉幸; 高桥通昌
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2014-05-21
Also published as: JP2014096503A; US20140131074A1

Abstract

本发明提供布线基板和布线基板的制造方法，能够抑制布线基板的翘曲。通过将多个片状基板（22）安装于刚性比构成片状基板（22）的材料高的框架（11）来构成布线基板（10）。由此，在用于将电子部件安装至片状基板（22）的回流焊工序中，即使片状基板（22）被加热至超过构成片状基板（22）的材料的玻璃化转变温度的温度，也能利用框架（11）有效地抑制片状基板（22）的翘曲。

Description

布线基板和布线基板的制造方法

技术领域

本发明涉及布线基板和布线基板的制造方法。

背景技术

在布线板的制造工序中，对由一体化的片状基板构成的多片式基板进行蚀刻、曝光等处理。由此，能够针对构成多片式基板的多个片状基板同时形成叠层（build-uplayer）或安装部件。

例如，专利文献1中公开了一种多片式基板，该多片式基板由框架和多个片状基板构成，所述框架具有收纳片状基板的空间，所述多个片状基板是从该框架之外的框架切出的。构成该多片式基板的片状基板是通过了预定的质量检查的质量良好的片状基板。

在专利文献1公开的多片式基板中，所有的片状基板都健全（即质量良好）。因此，在多片式基板的制造工序中，通过对构成该多片式基板的片状基板同时进行蚀刻、曝光等处理，由此使得成品率提高。

专利文献1：日本特开2011-23657号公报

多片式基板的回流焊工序中，片状基板和支承这些片状基板的框架被加热至构成多片式基板的树脂的玻璃化转变温度以上。因此，可以想到，由于在构成多片式基板的片状基板上安装的电子部件的重量、片状基板的残留应力的影响，会导致该片状基板产生翘曲。

发明内容

本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，通过提高支承片状基板的框架的刚性来抑制片状基板的翘曲。

本发明的第一技术方案的布线基板具有：

框架，所述框架由金属材料构成，并且在所述框架上形成有连接部；和

片状基板，所述片状基板与所述连接部连接，并且所述片状基板的与所述连接部相连接的连接部位处的轮廓与所述连接部的外缘一致，在所述片状基板上形成有金属图案。

本发明的第二技术方案的布线基板的制造方法包含以下步骤：

准备框架，其中，所述框架由金属材料构成，并且在所述框架上形成有连接部；

准备基体材料，其中，所述基体材料具有被作为片状基板而待裁切的对应部分；

在所述基体材料上形成金属图案，其中，所述金属图案具有与所述对应部分的和所述连接部连接的部位的轮廓相一致的外缘；

对所述基体材料和所述金属图案的边界照射激光，从所述基体材料切掉所述片状基板；以及

将通过从所述基体材料上切掉而形成于所述片状基板的嵌合部嵌入所述连接部，由此将所述片状基板安装于所述框架。

根据本发明，构成布线基板的片状基板被如下这样的框架支承，该框架由高温下的刚性比该片状基板所采用的玻璃或环氧树脂高的金属材料构成。因此，在对布线基板进行的光刻工序中，能够抑制片状基板产生的翘曲。

另外，在片状基板上形成有金属图案，该金属图案与框架的连接部的外缘一致。由此，能够提高片状基板相对于框架的定位精度。

附图说明

图1是布线基板的俯视图。

图2是框架的立体图。

图3是示出在制造布线基板时所实施的一系列处理的流程图。

图4是工件的俯视图。

图5是工件的剖视图。

图6是示出形成于工件的金属图案的图。

图7是用于说明作为片状基板而待裁切的对应部分的裁切顺序的图。

图8是示出从工件裁切对应部分的情况的图。

图9是示出从工件裁切掉的片状基板的立体图。

图10是用于说明将片状基板安装于框架的顺序的图。

图11是用于说明对布线基板进行的冲压处理的图。

图12是用于说明对布线基板进行的平面度检查的图。

图13是用于说明本实施方式的布线基板的效果的图。

图14是用于说明本实施方式的布线基板的效果的图。

图15是用于说明本实施方式的布线基板的效果的图。

图16是用于说明本实施方式的布线基板的效果的图。

图17是示出金属图案的变形例的图。

图18是示出金属图案的变形例的图。

图19是示出框架的变形例的图。

图20是示出框架的变形例的图。

图21是示出片状基板的变形例的图。

图22是示出布线基板的变形例的图。

标号说明

10：布线基板；11：框架；11a：凹部；11b：凹坑；12：开口；22：片状基板；22a：嵌合部；22b：剖切面；22c：桥接件；25：金属图案；70：基材；71：绝缘层；73：导体层；75：过孔导体；77：通孔导体；100：工件；101：对应部分；120：电子部件；221、222：小片基板；305：冲压机；306：激光位移计；LB：激光。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。在说明时，使用由相互垂直的X轴、Y轴和Z轴构成的坐标系。

图1示出了本实施方式的布线基板10。该布线基板10具有框架11和4个片状基板22。

图2是框架11的立体图。如图2所示，框架11是以长度方向作为X轴方向的长方形的框架。在框架11上形成有沿X轴方向排列的4个矩形形状的开口12。开口12的内壁面上形成有多个凹部11a。凹部11a分别被整形为朝向框架11的内侧变窄。该框架11例如通过对铝钢板进行钣金加工来制造。

回到图1，片状基板22是以长度方向作为Y轴方向的长方形的多层布线板。在该片状基板22的4个角部各自的附近形成有与框架11的凹部11a连接的8个嵌合部22a。并且，在片状基板22的表面，沿着片状基板22的外缘形成有金属图案25。对于各个片状基板22，通过将8个嵌合部22a分别嵌入于框架11的凹部11a，由此将各个片状基板22收纳于开口12中，并且安装于框架11。

在本实施方式中，框架11的厚度为0.75mm左右，片状基板22的厚度为0.78mm左右。因此，框架11的厚度比片状基板22的厚度薄。

接下来，参照图3的流程图及图4～图12，对本实施方式的布线基板10的制造方法进行说明。图3是示出制造布线基板时实施的一系列处理的流程图。

如图4所示，在最初的步骤S201中，准备作为片状基板22的基体材料的长方形的工件100。图5是工件100的剖视图。如图5所示，工件100由基材70、层叠于基材70的表面的导体层73及绝缘层71构成。并且，在基材70上形成有通孔导体77，该通孔导体77用于将导体层73彼此连接起来，在绝缘层71上形成有过孔导体75，该过孔导体75用于将导体层73彼此连接起来。

基材70例如由玻璃布、芳香族聚酰胺纤维的无纺布或纸等构成。绝缘层71由浸渍了环氧树脂、聚酰亚胺树脂或酚醛类树脂等的预浸料（prepreg）构成。导体层73由设置于基材70的表面或绝缘层71的表面的铜箔或镀层构成。

图4中虚线所示的部分是对应于片状基板22的部分。工件100的通过沿图4的虚线切割而裁切下来的部分成为片状基板22。以下，为便于说明，将图4的被虚线包围的部分称为工件100的对应部分101。如图5所示，在工件100上，在对应部分101中主要形成有导体层73、通孔导体77及过孔导体75。

如图5和图6所示，在接下来的步骤S202中，在工件100上沿着所规定的对应部分101的外缘形成金属图案25。具体来说，通过对对应部分101的表面进行化学镀处理和电镀处理，由此在对应部分101的表面形成镀膜。然后，对该镀膜进行蚀刻，形成沿着对应部分101的外缘的金属图案25。

在接下来的步骤S203中，将对应部分101和金属图案25一起从工件100裁切下来。具体来说，如图7所示，对金属图案25的外缘和工件100的边界照射激光LB。处于此状态时，激光LB的光斑跨着金属图案25和工件100而形成。并且，如图7中的箭头所示，使激光LB相对于工件100进行相对移动，以使激光LB的光斑沿着金属图案25的外缘和工件100的边界移动。由此，没有被金属图案25覆盖的工件100熔化，把对应部分101和金属图案25一起从工件100裁切下来。作为激光LB的光源，可以考虑各种光源，例如可以使用二氧化碳激光。

图8是示出将对应部分101和金属图案25一起从工件100裁切下来的情况的图。如图8所示，在向工件100照射从工件100的上方（+Z侧）朝向下方（-Z侧）的激光LB时，入射至金属图案25的激光LB被金属图案25遮蔽。另一方面，入射至工件100的上表面的激光LB使金属图案25的外侧的工件100熔化。

因此，在以使该激光LB的光斑沿金属图案25的外缘和工件100的边界移动的方式使激光LB相对移动时，工件100和对应部分101沿着金属图案25的外缘被切开。由此，能够将对应部分101从工件100裁切下来。从工件100裁切下来的对应部分101成为待安装于框架11的片状基板22。

图9是示出从工件100裁切下来的片状基板22的立体图。如图9所示，在片状基板22的上表面，沿着片状基板22的外缘形成有金属图案25。并且，在片状基板22的4个角部的附近分别形成有嵌合部22a，所述嵌合部22a从片状基板22的主体朝向外侧突出。所述嵌合部22a的轮廓与框架11的凹部11a的轮廓大致一致。即，金属图案25的外缘与框架11的凹部11a的轮廓大致一致。另外，片状基板22的剖切面22b沿金属图案25形成，成为与片状基板22的上表面（+Z侧）大致垂直的平坦面。

根据以上要点，将多个对应部分101作为片状基板22从工件100裁切下来。

在接下来的步骤S204中，针对通过从工件100裁切对应部分101而制造出的各个片状基板22，实施通电检查。在通电检查的结果是在片状基板22上发现了某些异常的情况下，将发现了该异常的片状基板22去除。

在接下来的步骤S205中，将片状基板22安装至框架11。图10是示出将片状基板22安装于框架11时的情况的图。参照图10可知，片状基板22的安装是通过将形成于片状基板22的8个嵌合部22a嵌入于框架11上形成的凹部11a来进行的。通过将嵌合部22a嵌入于框架11的凹部11a，使得片状基板22和框架11成为一体。在本实施方式中，在1个框架11上安装4个片状基板22。

在接下来的步骤S206中，如图11所示，利用冲压机305对布线基板10（多片式基板）进行冲压，通过按压框架11的凹部11a与片状基板22的嵌合部22a的连接部位，使表面平坦。

在接下来的步骤S207中，如图12所示，使用激光位移计306来检查布线基板10的平面度。然后，在步骤S208中，判断平面度是否良好。如果在步骤S208中判断为平面度不够良好（步骤S208：否），则返回步骤S206，之后，重复进行步骤S206至步骤S208的处理。

另一方面，如果在步骤S208中判断为平面度良好（步骤S208：是），则转移到步骤S209。

在步骤S209中，在框架11的凹部11a和形成于片状基板22的嵌合部22a的边界涂敷具有紫外线硬化性的粘接材料。该粘接材料进入到框架11上形成的凹部11a的内壁面与片状基板22上形成的嵌合部22a的侧面之间。

在接下来的步骤S210中，对框架11的凹部11a和片状基板22的嵌合部22a照射紫外线（UV）。由此，所涂敷的粘接材料硬化，使得框架11和片状基板22相互牢固地粘接，从而完成图1所示的布线基板10。

如上述所说明的那样，在本实施方式中，将片状基板22安装于刚性比构成片状基板22的材料高的铝制的框架11上，由此构成布线基板10。因此，即使片状基板22在回流焊工序等中被加热至超过构成片状基板22的树脂的玻璃化转变温度的温度，也能抑制片状基板22的翘曲。

下面，一边参照附图一边对上述效果进行说明。图13是示出以往存在的布线基板110的截面的图，该布线基板110具有片状基板22和由与该片状基板22相同的材料构成的框架111。如图13所示，片状基板22通过与框架111连接而被框架111支承。

在将电子部件120安装至构成布线基板110的片状基板22上时的回流焊工序中，布线基板110被加热。此时，如果片状基板22和支承片状基板22的框架111被加热至构成它们的原材料的玻璃化转变温度以上，片状基板22和框架111的刚性下降。因此，如图14所示，由于电子部件120的载荷以及构成片状基板22的树脂的热收缩，布线基板110发生弯曲。

图15是示出在片状基板22上安装有电子部件120的、本实施方式的布线基板10的截面的图。在本实施方式的布线基板10中，片状基板22被铝制的框架11支承。因此，即使片状基板22和支承片状基板22的框架11被加热至构成片状基板22的树脂的玻璃化转变温度以上，也能够维持框架11的刚性。并且，框架11与树脂不同，不会发生热收缩，反倒是在被加热时朝向外侧伸展。因此，如图16所示，即使片状基板22的刚性降低，也会由于框架11的作用，使得片状基板22成为朝向外侧伸展的状态。因此，能够抑制片状基板22因受热而发生弯曲。

如上所述，在本实施方式中，片状基板22被刚性高的框架11支承。因此，能够抑制在电子部件的安装工序等中发生的布线基板10的翘曲。因此，能够提高电子部件相对于布线基板10的安装精度。并且，能够在构成布线基板10的片状基板22上高精度地层叠形成导体层和绝缘层。

在本实施方式中，例如如图7所示，通过沿金属图案25的外缘照射激光LB，由此将对应部分101从工件100裁切下来以制造片状基板22。如图9所示，这样制造出的片状基板22的嵌合部22a的轮廓和金属图案25的外缘一致。因此，通过在工件100上预先形成金属图案25，该金属图案25的外缘和形成于框架11的凹部11a的轮廓大致一致，由此，能够制造出具有嵌合部22a的片状基板22，该嵌合部22a没有间隙地嵌合于框架11的凹部11a。由此，使得片状基板22相对于框架11的定位精度提高。因此，能够提高电子部件相对于布线基板10的安装精度。而且，能够在构成布线基板10的片状基板22上高精度地层叠形成导体层和绝缘层。

在上述实施方式中，通过变更安装于框架11的片状基板22，能够重复利用框架11。因此，一旦制造出正确地决定了凹部11a的位置的框架11，则安装于该框架11的片状基板22彼此的位置关系就维持恒定。因此，能够连续地批量生产高质量的布线基板10。

另外，在本实施方式中，不需要像专利文献1所记载的技术那样，从工件100中冲切出相当于框架11的部分。因此，可以提高片状基板相对于工件100的成品率。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式。例如在上述实施方式中，如图7所示，对金属图案25形成于工件100的对应部分101的整个外缘的情况进行了说明。不限于此，例如如图17所示，也可以仅在片状基板22的嵌合部22a的外缘形成金属图案25。即使在这种情况下，也能够以使对应部分101的与片状基板22的嵌合部22a对应的外缘和框架11的凹部11a的轮廓一致的方式来裁切对应部分101。因此，能够高精度地将片状基板22安装于框架11。

在上述实施方式中，对在片状基板22的嵌合部22a的整个外缘形成有金属图案25的情况进行了说明。不限于此，例如如图18所示，也可以在片状基板22的嵌合部22a的外缘的局部分散于几处部位而形成金属图案25。在这种情况时，形成有金属图案25的嵌合部22a的外缘也与框架11的凹部11a的轮廓一致。因此，能够高精度地将片状基板22安装于框架11。

在上述实施方式中，对利用粘接材料来粘接片状基板22与框架11的情况进行了说明，其中，所述粘接材料进入到形成于框架11上的凹部11a的内壁面和形成于片状基板22的嵌合部22a的侧面之间。不限于此，例如如图19所示，也可以为，在框架11的凹部11a设置凹坑11b，利用填充于该凹坑11b的粘接材料来粘接片状基板22和框架11。

在上述实施方式中，对在片状基板22的上表面形成有金属图案25的情况进行了说明。该金属图案25也可以是与电子部件连接的导体图案的一部分。另外，也可以在金属图案25的上表面形成有绝缘层。在这种情况下，也能够沿金属图案25从工件100高精度地裁切对应部分101。

在上述实施方式中，对片状基板22通过8个嵌合部22a与框架11连接的情况进行了说明。不限于此，也可以在片状基板22上形成7个以下或9个以上的嵌合部。

在上述实施方式中，在框架11与片状基板22的粘接中使用了具有紫外线硬化性的粘接剂。不限于此，也可以在框架11与片状基板22的粘接中使用具有热硬化性的粘接剂。另外，也可以使用2种以上的粘接剂。例如也可以在利用光硬化型粘接剂或丙烯系粘接剂进行粘接（临时固定）之后，通过热硬化型粘接剂加固。

在上述实施方式中，对下述情况进行了说明：在构成布线基板10的框架11上形成有凹部11a，且在片状基板22上形成有向外侧突出的嵌合部22a。不限于此，也可以在片状基板22上形成凹部，并在框架11上形成嵌合部，该嵌合部嵌合于片状基板22上形成的凹部。

在上述实施方式中，使用了矩形的框架作为框架11。框架11的形状不限于此，例如如图20所示，也可以使用杆状的框架11使多个片状基板22一体化。

上述实施方式的工序并不限于在流程图中示出的顺序，可以在不脱离本发明的宗旨的范围内任意地对顺序进行变更。另外，也可以根据用途等省略工序。

在上述实施方式中，框架11是铝制的框架。不限于此，作为框架11的材料，可以使用不锈钢或铁等铝之外的材料。

在上述实施方式中，片状基板22为由绝缘层和导体层构成的刚性布线板。片状基板22的结构不限于此，也可以是在陶瓷基板上交替地层叠布线层和绝缘层而成的布线板。片状基板22并不限定于刚性布线板，也可以是挠性布线板或刚挠性布线板（flex rigid wiring board）等。另外，片状基板22的形状是任意的，例如可以是平行四边形、圆形或椭圆形等。

在上述实施方式中，对片状基板22由层间绝缘层和导体图案形成的情况进行了说明。不限于此，片状基板22也可以是在基材70中内置有部件的基板。另外，片状基板22也可以由多个小片构成。

具体来说，如图21所示，片状基板22也可以由一对小片基板221、222构成。如图21所示，小片基板221和小片基板222分别是L字形的布线板。这些小片基板221和小片基板222通过在片状基板22的3处部位形成的桥接件22c相互连接。

在小片基板221、222彼此通过桥接件22c连接着的状态下，将如上述那样构成的片状基板22从工件100裁切下来。关于该片状基板22，沿着片状基板22的外缘形成有金属图案25。

如图22所示，关于由一对小片基板221、222构成的片状基板22，通过使片状基板22的嵌合部22a嵌入于框架11的凹部11a，由此将所述片状基板22安装于框架11，从而构成布线基板10。

如上所述，通过利用多个小片基板221、222构成片状基板22，由此，能够使用公共的框架11对所希望的形状的片状基板同时进行光刻（lithography）处理。

如图21所示，上述一对小片基板221、222的形状彼此相同，但也可以将形状不同的小片基板组合起来而构成片状基板22。

在上述实施方式中，对通过从工件100裁切对应部分101来制造片状基板22的情况进行了说明。不限于此，片状基板22也可以是从作为基体材料的其他片状基板上切掉的片状基板。

本发明可以在不脱离本发明的广义的精神和范围的情况下采取各种实施方式和变形。并且，上述实施方式用于对本发明进行说明，并不对本发明的范围进行限定。

Claims

1.一种布线基板，其特征在于，

所述布线基板具有：

片状基板，所述片状基板与所述连接部连接，所述片状基板的与所述连接部相连接的连接部位处的轮廓与所述连接部的轮廓一致，在所述片状基板上形成有金属图案。

2.根据权利要求1所述的布线基板，其特征在于，

所述框架的厚度比所述片状基板的厚度薄。

3.根据权利要求1或2所述的布线基板，其特征在于，

所述片状基板由一对基板构成。

4.根据权利要求3所述的布线基板，其特征在于，

一对所述片状基板具有第1部分和第2部分，

一个所述片状基板的第1部分与另一个所述片状基板的第2部分排列配置。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的布线基板，其特征在于，

所述片状基板具有嵌合于所述连接部的嵌合部，

所述金属图案形成于所述嵌合部。

6.根据权利要求5所述的布线基板，其特征在于，

所述嵌合部从所述片状基板的主体朝向外侧突出。

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的布线基板，其特征在于，

所述金属图案形成于所述片状基板的表面。

8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的布线基板，其特征在于，

所述金属图案遮蔽激光。

9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的布线基板，其特征在于，

所述片状基板在所述连接部处粘接于所述框架。

10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的布线基板，其特征在于，

所述片状基板收纳于所述框架的开口。

11.根据权利要求10所述的布线基板，其特征在于，

所述片状基板的4个角部与所述框架连接。

12.一种布线基板的制造方法，其特征在于，

该制造方法包含下述步骤：

13.根据权利要求12所述的布线基板的制造方法，其特征在于，

所述框架的厚度比所述片状基板的厚度薄。

14.根据权利要求12或13所述的布线基板的制造方法，其特征在于，

所述片状基板由一对基板构成。

15.根据权利要求14所述的布线基板的制造方法，其特征在于，

一对所述片状基板具有第1部分和第2部分，

16.根据权利要求12至15中的任意一项所述的布线基板的制造方法，其特征在于，

所述嵌合部从所述片状基板的主体朝向外侧突出。

17.根据权利要求12至16中的任意一项所述的布线基板的制造方法，其特征在于，

所述金属图案形成于所述片状基板的表面。

18.根据权利要求12至17中的任意一项所述的布线基板的制造方法，其特征在于，

所述金属图案遮蔽激光。

19.根据权利要求12至18中的任意一项所述的布线基板的制造方法，其特征在于，

所述片状基板在所述连接部处粘接于所述框架。

20.根据权利要求12至19中的任意一项所述的布线基板的制造方法，其特征在于，

所述基体材料是由所述片状基板构成的布线基板。

21.根据权利要求12至20中的任意一项所述的布线基板的制造方法，其特征在于，

所述片状基板收纳于所述框架的开口。

22.根据权利要求21所述的布线基板的制造方法，其特征在于，

所述片状基板的4个角部与所述框架连接。