JP2007207880A - 部品内蔵型プリント配線板の部品接続ビア形成システム及び部品内蔵型プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高品質で歩留まり良く部品内蔵プリント配線板を得ることができる部品接続ビア形成システム及び部品内蔵型プリント配線板の製造方法の提供。
【解決手段】搭載部品の位置ずれ量をもとにデータを補正する補正手段と、当該補正されたデータに基づいて、前記部品と接続する接続ビアを形成するレーザ手段とを備えていることを特徴とする部品内蔵型プリント配線板の部品接続ビア形成システム。
【選択図】図１

Description

本発明は、部品内蔵型プリント配線板の部品接続ビア形成システム及び部品内蔵型プリント配線板の製造方法に関するものであり、特に、内蔵する部品の搭載の際に位置ずれが生じた際にも、高品質の部品内蔵型プリント配線板を高い歩留まりで得るための部品接続ビア形成システム及び部品内蔵型プリント配線板の製造方法に関する。

近年、プリント配線板の内部に各種の部品類を導入した部品内蔵型のプリント配線板に関する開発がされ、実用に供されている。従来、斯かる部品内蔵型のプリント配線板としては、一般に、図１２に示されるような構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下この図１２を用いて従来技術を説明する。まず、図１２（ａ）に示されるように、あらかじめパッド７１を回路形成したベース基板７２を用意し、そのパッド７１にクランプ７９や吸着機などを使用して部品８０を搭載する。また、部品８０の下面にはあらかじめ接着材７３を塗布し、当該接着材７３にて部品８０をパッド７１に接着固定することで、所望の位置に部品８０を搭載することができる。

次いで、部品８０の搭載後には、部品８０をプリント配線板の内層部に導入することを目的として、図１２（ｂ）に示されるように絶縁材７４を部品８０の上方部より積層し、銅箔７５と共に加熱環境下で加圧し、次いで、図１２（ｃ）に示されるように銅箔７５を回路形成して導体パターン７７を形成することで、部品内蔵型のプリント配線板を構成する。

しかしながら、上記のような接着材７３を使用した部品８０の搭載方法は、図１２（ｂ）に示されるように、部品が本来搭載されるべき部品搭載設計位置に対して異なった位置に搭載されることによる不具合、いわゆる部品の位置ずれ不具合と呼称される問題を生じることがあった。

このような、部品８０の位置ずれ不具合を生じた場合には、図１２（ｃ）に示されるように、プリント配線板の構造的な欠陥を生じさせる。すなわち、接続ビア７６と部品８０に接続される電極パッド７８との接続部に位置ずれが生じ、主に導通不良に起因する部品内蔵型のプリント配線板の不良発生が問題となっていた。

因に、上記の接着材を使用した接着固定型の部品搭載方法以外の従来方法としては、はんだ接続による部品の搭載方法が従来の方法として挙げられ、このはんだ接続法によれば、リフローなどの加熱によりはんだが溶融し、このはんだの溶融によるセルフアライメントが機能するために、部品の位置ずれ不具合を適正位置に修復することができ、位置ずれ問題を回避することができる。しかしながら、上記接着材による接着固定型の部品搭載方法においては、前記はんだのセルフアライメントのような位置ずれを修復する機能が無いために、製造工程内で上記部品の位置ずれを修復することは困難であった。

さらに、上記部品の位置ずれに関しては、複数の発生要素が挙げられる。例えば第１に、クランプ７９が部品８０を掴む際の機械的な掴みずれを生じるものである。第２に、クランプ７９により部品８０を搭載する際の機械的な位置ずれを生じるものがある。第３に、部品８０をパッド部７１に接着する際に、強固な接着を構成するために加熱及び加圧が行なわれるが、その際に発生する接着材７３の流動ずれから生じるものがある。また、これら以外にも、ベース基板７２の平坦性による影響や、固定圧力の不均一さによる影響からも部品の位置ずれ不具合を生じることがあった。

そのため、上記接着材による接着固定型の部品搭載方法においては、仮に一つの位置ずれ不具合を抑制することは出来たとしても、完全に位置ずれ不具合の発生を無くすことは、上記複数の位置ずれ発生要素があるために極めて困難なのが実状であった。

また、上記接着材による接着固定型の部品搭載方法においては、リペアーによる再接続修復が材料特性の面から困難であるため、高い歩留まりで製品を製造することが難しかった。

このような背景において従来は、部品搭載の際に位置ずれを生じた場合には、当該部品が搭載されているプリント配線板の個片箇所（以下、この個片箇所をピースと記載する）を個別に欠陥部として判定し、当該欠陥部のピースにマーキングし、当該マーキングしたピースのみを不良品として処理することを行なってきた（例えば、特許文献２参照）。

図１３は、前記欠陥部のピースを不良品として識別する態様を模式図として示したものである。図１３に示されるように、上記のような理由で位置ずれ不具合を生じた位置ずれ部品８４ａ及び８４ｂは、個別に不良のピースとして識別し、他の設計上的確な位置に搭載された部品に関しては、良品な製品として識別して、部品内蔵型プリント配線板の製造を行なっていた。

しかしながら、上記のような不良識別処理方法においては、次のような問題を生じていた。すなわち、プリント配線板の内部に導入する部品が安価なものであれば不良金額は少なく、コスト面で対応することができるものであるが、半導体部品のような能動部品を内蔵する場合においては、個々の部品が高価であり、不良損失金額が高額なものとなっていた。

また、前記位置ずれ不具合を生じた部品は、図１２（ｃ）に示されるような導通接続の問題を生じるが、それは部品との接続箇所が問題であり、部品自身の性能自体は特に劣化が生じている訳では無い。そのため、上記のような不良識別処理方法においては、結果的に安定した性能を示す部品を不良品として処理してしまう、と云う問題があった。
特開２００５−２３５８８１号公報 特開２００３−１３９７２０号公報

以上のような背景に基づき本発明が解決しようとする課題は、接着材を使用した接着固定型の部品の搭載方法において、プリント配線板の内部に導入される部品の搭載位置にずれが生じた際であっても、高品質で歩留まりの良く部品内蔵型のプリント配線板を得るための部品内蔵型プリント配線板の部品接続ビア形成システム及び当該高品質の部品内蔵型のプリント配線板を歩留まり良く製造することができる方法を提供することにある。

発明者らは上記課題を解決するために種々検討を重ねた。その結果、プリント配線板の内層部に導入する部品に部品マークを設けて搭載した後、自動外観検査機（ＡＯＩ）を使用して当該部品マークを識別して部品マークの搭載位置データを検出し、然る後、当該部品マークの搭載位置データを設計上の位置データと比較して位置ずれ量を算出し、更に当該位置ずれ量を反映させた補正データを作成し、当該補正データをもとにレーザ加工機を使用して、接続ビアを形成すれば、極めて良い結果が得られることを見出して発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、部品内蔵型プリント配線板の当該部品に接続する接続ビアを形成するシステムであって、ベース基板に搭載された部品が有する部品マークを読み取る検査手段と、当該部品マークの搭載位置データを検出する検出手段と、当該部品マークの搭載位置データと部品マークの設計位置データとの入力を受ける受信手段と、当該入力された部品マークの搭載位置データと部品マークの設計位置データから搭載部品の位置ずれ量を算出する演算手段と、当該算出された搭載部品の位置ずれ量と許容閾値から搭載部品の位置ずれ不具合箇所を識別する識別手段と、当該位置ずれ不具合箇所と識別された部品に接続する接続ビアの形成位置を前記搭載部品の位置ずれ量をもとにデータを補正する補正手段と、当該補正されたデータに基づいて、前記部品と接続する接続ビアを形成するレーザ手段とを備えていることを特徴とする部品内蔵型プリント配線板の部品接続ビア形成システムにより上記課題を解決したものである。

また、本発明は、前記接続ビアが、前記部品と当該部品の上層の導体パターンとを接続するビアであることを特徴とする部品内蔵型プリント配線板の部品接続ビア形成システムにより上記課題を解決したものである。

また、本発明は、前記ベース基板に搭載された部品が半導体部品からなることを特徴とする部品内蔵型プリント配線板の部品接続ビア形成システムにより上記課題を解決したものである。

また、本発明は、前記識別手段で識別される位置ずれ不具合箇所が、位置ずれ不具合を生じたピースの単位で識別されることを特徴とする部品内蔵型プリント配線板の部品接続ビア形成システムにより上記課題を解決したものである。

また、本発明は、前記補正手段で補正されるデータが、位置ずれ不具合を生じたピースの単位で補正されることを特徴とする部品内蔵型プリント配線板の部品接続ビア形成システムにより上記課題を解決したものである。

また、本発明は、ベース基板の所望の箇所に部品を搭載する工程と、前記部品の搭載後の位置ずれ量を測定する工程と、前記部品の上方より絶縁層を積層する工程と、前記位置ずれ量に基づいて接続ビア用の位置データを補正し、当該補正後の位置データを用いて、前記部品と接続する接続ビアを形成する工程とを備えることを特徴とする部品内蔵型プリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。

また、本発明は、前記接続ビアが、前記部品と当該部品の上層の導体パターンとを接続するビアであることを特徴とする部品内蔵型プリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。

また、本発明は、前記ベース基板の所望の箇所に搭載された部品が、半導体部品からなることを特徴とする部品内蔵型プリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。

また、本発明は、前記部品の搭載後の位置ずれ量の測定を、位置ずれ不具合が生じたピースの単位で測定することを特徴とする部品内蔵型プリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。

また、本発明は、前記位置ずれ量に基づいて行なわれるデータの補正を、位置ずれ不具合が生じたピースの単位で補正することを特徴とする部品内蔵型プリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。

また、本発明は、前記接続ビアの形成を、前記の部品接続ビア形成システムを用いて行なうことを特徴とする部品内蔵型プリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。

本発明によれば、プリント配線板の内部に導入される部品の搭載位置にずれが生じた場合であっても、当該部品との精度の良い位置合わせにより、接続ビアを形成し得るので、高品質の部品内蔵型のプリント配線板を歩留まり良く製造することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面と共に詳しく説明する。

図１は、本発明の部品内蔵型プリント配線板の部品接続ビア形成システム及び部品内蔵型プリント配線板の製造方法について、その全体的な構成をフローチャートにて示したものである。

前記背景技術にて示した従来の部品内蔵型プリント配線板は、一般に、図１に示されるフローチャートのＦ１１からＦ１７に示される工程を行なうことにて製造されていた。

すなわち、始めに、両面基板などのベース基板を用意し（Ｆ１１）、当該ベース基板に部品を搭載し（Ｆ１２）、当該部品の上方より絶縁材を積層する（Ｆ１３）。次いで、部品の電極パッド部に接続するようにレーザ加工にて接続ビアを形成し（Ｆ１４）、当該接続ビアに導体めっきを行なうことで導体接続を形成し（Ｆ１５）、部品の上層に位置する導体パターンを形成し（Ｆ１６）、最後に当該導体パターンに被覆するようにソルダーレジスト（ＳＲ）を形成する（Ｆ１７）ことで部品内蔵型プリント配線板を製造していた。

これらの工程により製造される部品内蔵型プリント配線板において、部品搭載の際に部品の位置ずれが生じた場合には、背景技術においても記載した通り、図２（ａ）に示されるような部品１と接続ビア８との導通接続に欠陥を生じるものであった。

このような図２（ａ）に示されるような欠陥構造は、部品１と接続ビア８との位置関係にずれが生じることが原因で発生するものである。そこで、上記のような態様で製造される部品内蔵型プリント配線板の部品１と接続ビア８との位置関係ついて、図２（ｂ）にそれを模式図として示した。

すなわち、ピース単位で隣接する部品１ａ、１ｂ、１ｃにおいて、部品１ｂにのみ位置ずれ不具合を生じた場合、図２（ｂ）に示されるように部品１ａと部品１ｃが正常な搭載位置であるのに対して、部品１ｂの位置がずれているように示される。その一方で、部品１の上部にある接続ビア８は、設計された接続ビア８を正位置に形成するため、部品１ａに対応する接続ビア８ａ及び部品１ｃに対応する接続ビア８ｃは位置合わせ良好な形状となる。しかしながら、図２（ｂ）に示されるように、部品１ｂに対応する接続ビア８ｂは、相対的に良好な位置合わせ形状とはならない。そのため、前記記載の図２（ａ）に示されるような導通接続に欠陥を生じるものであった。

一方、本発明の部品内蔵型プリント配線板の部品接続ビア形成システム及び部品内蔵型プリント配線板の製造方法においては、図２（ｃ）に示されるように、部品１ｄに対応する接続ビア８ｄ及び部品１ｆに対応する接続ビア８ｆは位置合わせ良好な形状を保持し、加えて、前記同様に位置ずれを生じた部品１ｅに対しては、当該位置ずれ量に基づくデータを算出し、当該位置ずれ量に対応する補正を行なうことで、接続ビア８ｅをピース単位で、部品１ｅの位置ずれに対応するように形成することができる。

このような対応を行なうことにより、図２（ｃ）に示される部品１ｅは接続ビア８ｅと合わせ精度良く製品を製造することができるために、高品質で、歩留まり良く、部品内蔵型のプリント配線板が得られる。

次に、本発明の部品内蔵型プリント配線板の部品接続ビア形成システム及び部品内蔵型プリント配線板の製造方法について、図１に示されるフローチャートを使用して説明する。
当該本発明の部品接続ビア形成システムは、図１に示される検査手段（Ｆ２１）、検査手段（Ｆ２２）、受信手段（Ｆ２４）、演算手段（Ｆ２５）、識別手段（Ｆ２６）、補正手段（Ｆ２７）及びレーザ手段（Ｆ２８）によって構成され、各手段はコンピュータによって作動制御されている。

始めに、両面基板などのベース基板を用意し（Ｆ１１）、当該ベース基板に部品を搭載する（Ｆ１２）。この工程は従来の技術と同様に行なわれる。

しかしながら、ベース基板に部品を搭載する（Ｆ１２）の過程で位置ずれ不具合を生じた場合、本発明においては当該部品の位置ずれ量を測定する目的で、検査手段（Ｆ２１）によりベース基板に搭載した部品に含有する部品マークを読み取る。ここに、当該検査手段（Ｆ２１）としては、例えば自動外観検査機（ＡＯＩ）等が好適に使用される。

次いで、検出手段（Ｆ２２）にて部品マークの搭載位置を平面座標データとして検出作成し、設計上での部品マークの位置座標データ（Ｆ２３）と共に、受信手段（Ｆ２４）に送信し、当該受信手段（Ｆ２４）にて当該両方のデータを受け取る。

次いで、前記受信手段（Ｆ２４）で入力を受けた部品マークの搭載位置データと部品マークの設計位置データをもとに、搭載部品の位置ずれ量を演算手段（Ｆ２５）にて算出する。

次いで、前記演算手段（Ｆ２５）で算出された搭載部品の位置ずれ量と許容閾値位置ずれ量とを比較することで、前記位置ずれを生じた部品が許容閾値以下に相当するか、いわゆる搭載部品の位置ずれ不具合を生じているかを、ピース単位で識別手段（Ｆ２６）にて識別する。

次いで、前記識別手段（Ｆ２６）により位置ずれ不具合を生じていることが識別された場合は、当該位置ずれ不具合に対応する搭載部品に接続される接続ビアの位置を前記搭載部品の位置ずれ量をもとにデータをピース単位で補正手段（Ｆ２７）にて補正する。

次いで、前記補正手段（Ｆ２７）で補正されたデータに基づいて、レーザ手段（Ｆ２８）にて接続ビアの形成を行なう（Ｆ１４）。

このレーザ手段（Ｆ２８）にてレーザ加工された接続ビア形成（Ｆ１４）においては、ベース基板に搭載された部品の位置ずれ量が補正された状態でレーザ加工されているため、部品と接続ビアとが、合わせ精度良く製品を製造することができるために、高品質で、歩留まり良く、部品内蔵型プリント配線板が得られる。

図３は、本発明で得られる部品内蔵型プリント配線板の外観形状の一例について示したものである。始めに、プリント配線板の内部に導入される個々の部品はピース１０上に接着材の使用により搭載され、その後に当該部品の上に絶縁層が積み重ねられることでプリント配線板に内蔵される。

また、前記部品が搭載されるピース１０は、その複数個がシートマーク２１を有するシート２０内に多面付けされ、図３においては一例として、１２個のピース１０がシート２０に面付けされた状態を示している。さらに、前記シート２０は、その複数個がボードマーク３１を有するボード３０に多面付けされ、図３においては一例として、４個のシート２０がボード３０に面付けされた状態を示している。

このように、部品内蔵型プリント配線板の製造においては、部品が搭載されるピース１０が単体としては小さい形状であるため、それらを集合させてシート２０を形成し、さらにシート２０を集合させてボード３０を形成することで、製造１ロットにおいて多数個のピース１０を得ることが行なわれる。

図４は、本発明においてプリント配線板の内部に導入される部品１について示したものである。当該部品の特徴的な箇所としては、図４（ａ）に示されるように部品１の表面部に部品マーク２が設けられている点である。

前記部品マーク２の主な役割は、部品１をプリント配線板の内層部における所望の位置に搭載した後に、当該部品１の位置ずれについて、その位置ずれ量を認識できるようにするためのものである。

すなわち、図４（ａ）に示される部品１の表面部に設けられた部品マーク２を自動外観検査機（ＡＯＩ）などの装置を使用することにより読み取り、当該部品マーク２が搭載されている位置の平面座標を検出し、その座標データを設計値データと比較し、数値として演算処理することにより、部品１の位置ずれ量を情報として把握することが可能となる。

ここで、従来技術を参照とすると、図１３に示されるような位置ずれ部品８４ａ，８４ｂにおいては、前記部品マーク２を有していないために、位置ずれ部品８４ａ，８４ｂの位置ずれ量を正確に補足することは困難であった。また、当該部品マーク２に類似するマーク類が存在する場合でも、作業員による測長検査を行なうことによって、単に部品の位置がずれていることを認識し、前述のように当該部品を不良品として処理するに留まるものであった。

しかしながら、図４（ａ）に示される部品１の表面部に設けられた部品マーク２は、自動外観検査機（ＡＯＩ）などにより読み取りを行なうことで、搭載位置を平面座標として認識することができる。加えて、設計上の座標値と比較して数値として演算することにより、部品１の位置ずれ量を搭載位置の平面において、縦方向変位と横方向変位並びに角度（θ）変位を把握することが可能となり、この位置ずれ量の情報をもとに、部品に接続する接続ビアの形成を行なうことができるようになるものである。

前記部品１の表面部に設けられた部品マーク２の数は、１個の部品に対して３ないし４個の部品マークを設けることが好ましい。これは、部品１の座標を正確に把握することができることと、特に角度（θ）変位による位置ずれを把握することができるためである。

しかしながら、近年の技術の発展にともなう部品１の小型化を背景とした場合、前記３ないし４個の部品マークを設けることが困難であることがある。このような場合には２個の部品マークを設け、設計値と比較することでも縦方向変位と横方向変位並びに角度（θ）変位を把握することが可能である。

図４（ｂ）は、図４（ａ）に示される部品マーク２及び電極パッド３を含めたＤ１−Ｄ２断面における観察図である。

図４（ｂ）に示されるように、部品マーク２は同一平面上に電極パッド３と混載しており、絶縁材５によって、部品マーク２と電極パッド３の表面は平坦化されている。

部品１に半導体部品を使用した場合は、図４（ｂ）に示されるように、半導体微細回路などが形成されたシリコンウエハ６の上に従来の技術における柱状の電極構造として部品マーク２と電極パッド３を形成することが可能であり、同一平面上に部品マーク２と電極パッド３とを混載させて作成し、次いで絶縁材５によって、部品マーク２と電極パッド３との間隙部分を埋設することによって、部品マーク２と電極パッド３の表面部分は平坦化される。前記半導体部品においては、合わせ精度の要求が高いこと、半導体部品の単価が高いために高い歩留まりが要求されることなどの理由より、部品１には特にファイスアップ型の半導体部品を使用することが良い。

また、部品１は接着材７により、プリント配線板の内層部における所望の位置に接着固定により搭載する。この際に接着材７は図４（ｃ）に示されるようにあらかじめ部品１の下面に塗布しても良いし、もしくは前記プリント配線板の内層部にあらかじめ塗布して、その後部品１を当該箇所に接着しても良い。

図５は、前記部品１の表面部に設けられた部品マーク２の形状について示した模式図である。当該部品マーク２は、搭載の際に位置ずれが生じた部品について、自動外観検査機（ＡＯＩ）により座標を読み取り、その座標を設計値と比較することで位置ずれ量を数値的に算出することを目的としている。したがって、自動外観検査機（ＡＯＩ）により読み取りが行なえる形状であることが良い。

図５（ａ）から（ｅ）に示される種々の形状は、部品マーク２として使用される形状の例示である。始めに部品マーク２は、図５（ａ）に示されるような真円の形状であっても良い。これは前記真円の形状であっても読み取り位置を前記自動外観検査機（ＡＯＩ）にあらかじめ入力することで、読み取りが行なえるためである。

しかしながら、図５（ａ）に示されるように、部品マーク２の同一平面上においては、同形状の電極パッド３が複数設けられていることが多く、自動外観検査機が部品マーク２と電極パッド３とを識別しない場合もしくは誤認する場合がある。そのため、図５（ａ）に示されるような真円の形状を部品マーク２に使用する際には、電極パッド３とのサイズを異なるものを使用し、大小の形状の違いによる変化を設けることが良い。

一方、上記部品マーク２と電極パッド３とを容易に識別することを目的として、部品マーク２の形状は図５（ｂ）から（ｅ）に示される電極パッド３の形状と異なるものを使用することが好適である。

図５（ｂ）に示される部品マーク２形状はドーナッツ形状にしたものであり、前記形状の中央抜き部の中心部（点線の交点位置）を座標として自動外観検査機（ＡＯＩ）が認識することができる。図５（ｃ）に示される形状は、さらにドーナッツ形状の中央に導体部を設けたものであり、当該中央導体部の中心部（点線の交点位置）を座標として認識することができる。図５（ｄ）に示される部品マーク２形状は、導体を十字形状にしたものであり、当該十字形状の中心部（点線部の交点位置）を座標として認識することができる。図５（ｅ）に示される部品マーク２形状は、矛先が中央に対面するくさび形状にしたものであり、当該くさび形状の中心部（点線部の交点位置）を座標として認識することができる。

このように、部品マーク２の形状は、当該部品マーク２の中心部を自動外観検査機（ＡＯＩ）が認識することができれば多様な形状を使用することができる。また、これらの部品マーク２を使用することにより、自動外観検査機（ＡＯＩ）にて容易に個々の部品マーク２の座標を認識することができる。

図６及び図７は、本発明の部品内蔵型プリント配線板の部品接続ビア形成システムにおける、各処理をステップとしてフローチャートで示したものである。特に、図６においては部品をベース基板に搭載し、当該部品が有する部品マークを読み取り、部品マークの搭載位置データを設計上の設計位置データと共に受信手段であるＣＡＤ／ＣＡＭに入力するまでのアクションステップを示したものである。

ステップ１は、両面基板などのベース基板を用意し、当該ベース基板に部品を搭載するステップである。ベース基板上への部品の搭載は、従来技術と同様に接着材を使用した接着固定方式による搭載が行なわれる。また、ここでのステップは、本発明の全体構成を示す図１のベース基板（Ｆ１１）、部品搭載（Ｆ１２）に該当する。

ステップ２は、部品マークの読み取りを行なうステップである。前記図４において詳細説明したように、部品１はその表面部に部品マーク２を有している。この部品マーク２を自動外観検査機（ＡＯＩ）を使用することにより読み取りを行なう。前記部品マーク２の読み取りは、ベース基板上に搭載されている全ての部品についておこなわれる。全ての部品において、位置ずれの発生を調べるためである。また、ここでのステップは、本発明の全体構成を示す図１の検査手段（Ｆ２１）に該当する。

ステップ３は、搭載されている部品の部品マーク２の位置について、搭載座標データの作成を行なうステップである。搭載座標データはベース基板上に基準点を設け、当該基準点からの距離を平面座標として示すことにより得ることができる。ここでの基準に関してはベース基板上であれば任意の場所に設けることができ、例えば、図３に示されるボードマーク３１などが好適に使用される。また、ここでのステップは、本発明の全体構成を示す図１の検出手段（Ｆ２２）に該当する。

ステップ４は、前記搭載座標データの送信を行なうステップである。送信先としてはデータ処理が可能な、ＣＡＤ／ＣＡＭなどの受信手段に送信する。

ステップ５は、設計座標データの送信を行なうステップである。設計座標データとは、設計上で作成されている部品マーク２の位置座標であり、ベース基板上の基準点からの距離を平面座標として示している。当該設計座標データは、換言すれば、ベース基板上に理想的に搭載される部品１ないしは部品マーク２の位置を示すものであり、部品１の位置ずれ量は当該設計座標データに対して前記搭載座標データがどのくらい離れているかをもとに算出される。また、ここでのステップは、本発明の全体構成を示す図１の設計データ（Ｆ２３）に該当する。

ステップ６は、前記ステップ４での搭載座標データ及びステップ５での設計座標データをＣＡＤ／ＣＡＭに入力するステップである。ここで両者の座標データを入力し、揃えることで、次ステップにおいて部品１の位置ずれ量を算出するデータの準備を行なう。また、ここでのステップは、本発明の全体構成を示す図１の受信手段（Ｆ２４）に該当する。

さらに、図７においては、上記ステップ６に引き続き、ＣＡＤ／ＣＡＭ上に入力された搭載座標データと設計座標データをもとに、位置ずれ量を算出し、補正を加えた後に、当該補正に基づいて接続ビアの形成を行なうまでのアクションをステップとしてフローチャートで示したものである。

ステップ７の演算処理及びステップ８の部品ずれ量の算出は、前記ＣＡＤ／ＣＡＭ上に入力された搭載座標データと設計座標データをもとに、位置ずれ量を算出する演算処理を行なうステップである。このステップ７及び８については、図８、図９を使用して以下に説明する。また、ここでの両方のステップは、本発明の全体構成を示す図１の演算手段（Ｆ２５）に該当する。

図８は、部品を搭載する際に位置ずれを生じた場合において、自動外観検査機（ＡＯＩ）により当該部品に設けられた部品マークの座標を搭載座標データとして、当該座標データを設計データと比較することで位置ずれ量を数値的に算出することを説明する模式図である。

図８では、設計上で部品が正常に搭載されるべき位置を部品の輪郭を意味する四角形状の点線で示し、この設計上で部品が搭載されるべき位置を図８内においては設計位置とした。また、この設計位置においては、当該部品に含有する部品マークの座標が設計上で３点が設けられており、図８内においては、これらの部品マークをＡ１、Ａ２、Ａ３で示している。

加えて、図８では、部品を搭載する際に位置ずれが生じて搭載された位置を、部品の輪郭を意味する四角形状の実線で示し、この位置ずれが生じて搭載された位置を図８内においては位置ずれ搭載位置とした。また、この位置ずれ搭載位置においては、当該部品に含有する部品マークの座標が設計上で３点が設けられており、図８内においては、これらの部品マークをＢ１、Ｂ２、Ｂ３で示している。

これは、設計上では点線箇所に部品を搭載するものであったが、位置ずれ不具合を生じて、結果として実線箇所に部品が搭載された状態を、図８の模式図で示している。そして、部品マークにおいては、設計上ではＡ１、Ａ２、Ａ３が示されており、位置ずれ不具合を生じた場合の部品マークはＢ１、Ｂ２、Ｂ３で示されている。

前記位置ずれ量の具体的な算出方法としては、始めに、部品搭載終了後の状態において、位置ずれ不具合を生じた場合の部品マーク（Ｂ１〜Ｂ３）の平面座標を測定する。この測定においては、例えば図３に示されるボードマーク３１などのマークを基準点として、その基準点からの平面的な距離を座標として測定される。

また、測定においては個々の部品の位置ずれを測定することを目的とするため、プリント配線板上に搭載された複数ある部品の部品マークの全てを測定する。例えば、図３に示されるの構造の場合においては、１つのピースに１つの部品が搭載された際に、ボード３０上に４８個の部品が搭載される。そして、個々の部品は３つの部品マークを有している。この場合、ボード３０上には１４４の部品マークが存在し、それらの座標の全てを測定する。

前記部品マークの座標測定は、人的手段による測定にて行なうこともできるが、上記のような態様で行なわれる部品マークの座標測定は自動外観検査機（ＡＯＩ）を用いて行なうことが容易であり、正確に行なえるために良い。

一方、このような部品マークの座標測定データは、各部品マークを読み取る検査手段とその読み取った部品マークの位置を座標として作成する検出手段によって得られる。

前記自動外観検査機（ＡＯＩ）としては、部品マークを読み取る検査手段と部品マークの位置を座標として作成する検出手段の両方の機能を兼ね備えているものが好適である。しかしながら、当該機能がない自動外観検査機（ＡＯＩ）においては、部品マークを読み取る検査手段のみに対応し、後者の部品マークの位置を座標として作成する検出手段をＣＡＤ／ＣＡＭによる設計装置にて対応するのが良い。

このような態様で測定される各部品マークの平面座標より、部品の位置ずれ量を算出することができる。すなわち、上記設計上での部品マーク位置（Ａ１〜Ａ３）と、位置ずれ不具合を生じた場合の部品マーク位置（Ｂ１〜Ｂ３）を座標上で演算処理することで部品の位置ずれ量が算出される。

図９は、上記位置ずれ量の算出の一例を示したものである。

図９（ａ）は位置ずれを生じた部品の角度変位量を演算処理により算出するために、図８より設計上での部品マーク位置（Ａ２、Ａ３）及び位置ずれ不具合を生じた場合の部品マーク位置（Ｂ２、Ｂ３）を抽出して表示したものである。

図９（ａ）に示されるように、位置ずれを生じた部品の角度変位量は、設計上での部品マーク位置（Ａ２、Ａ３）を結ぶ直線と、位置ずれ不具合を生じた場合の部品マーク位置（Ｂ２、Ｂ３）を結ぶ直線との交点を求め、当該交点の角度（θ）により座標上で演算処理することができる。

また、図９（ｂ）は位置ずれを生じた部品の縦方向変位によるずれ量及び横方向変位によるずれ量を演算処理により算出するために、図８での部品マーク位置（Ａ１〜Ａ３）及び位置ずれ不具合を生じた場合の部品マーク位置（Ｂ１〜Ｂ３）を抽出して表示したものである。

図９（ｂ）に示されるように、位置ずれを生じた部品の縦方向変位によるずれ量及び横方向変位によるずれ量は、始めに設計上での部品マーク位置（Ａ１〜Ａ３）より部品の中心部となるＡ４を算出し、同様に位置ずれ不具合を生じた場合の部品マーク位置（Ｂ１〜Ｂ３）より部品の中心部となるＢ４を算出する。次いで、前記Ａ４とＢ４の位置座標より、縦方向変位によるずれ量及び横方向変位によるずれ量を演算処理により算出することができる。

上記の算出方法は例示であるが、このような算出方法から、部品に含有する部品マークの座標をもとに、演算処理により、縦方向変位によるずれ量及び横方向変位によるずれ量並びに角度変位によるずれ量を算出することができる。

以上の内容が、図７におけるステップ７（演算処理）及びステップ８（部品ずれ量の算出）についての詳細説明である。次いで、図７におけるステップ９（許容閾値の判定）の説明を行なう。

ステップ９は、許容閾値の判定を行なうステップである。許容閾値の判定とは、前ステップ８にて算出された部品ずれ量が許容できるずれ量であるか否かの判定を行なうことを目的としている。これは、算出された部品ずれ量がプリント配線板の品質を低下させるようであれば不良箇所として判定するべきであるが、当該ずれ量がプリント配線板の品質を低下させるには至らないようであれば許容できるとして、不良箇所と判定するべきでない。この見極めの基準となるのが閾値である。この閾値の設定は、要求されるプリント配線板の仕様により種々の条件が設定できるが、ここではステップ９として、閾値の設定と当該閾値に基づく許容の判定を行なう。

ステップ１０は、不具合ピースの識別を行なうステップである。不具合ピースの識別とは、前記ステップ９において許容閾値を超えて、部品の位置ずれ量が大きいと判定された箇所について、当該箇所を不具合のピースとして識別することを目的としている。

図面での説明としては、例えば図１３に示されるような位置ずれ部品８４が搭載されているピースを識別するものである。この識別においては、ピース単位で行なうことができる。また、ここでのステップは、本発明の全体構成を示す図１の識別手段（Ｆ２６）に該当する。

ステップ１１は、不具合ピースの位置補正を行なうステップである。不具合ピースの位置補正とは、前記ステップ１０において部品の位置ずれ量が大きいと判定されたピース箇所を、部品の位置ずれ量に合わせてピース単位で補正を行なうことを目的としている。

例えば、部品の位置ずれが前記演算処理の算出により行なわれ、縦方向変位で２０μｍ、横方向変位で３０μｍ、角度変位で３度と算出された場合、当該部品の上部に配置される接続ビアの位置を同様に、縦方向変位で２０μｍ、横方向変位で３０μｍ、角度変位で３度ずらして補正することが必要である。

このステップ１１の不具合ピースの位置補正は、ピース単位で行なうことができる。また、ここでのステップは、本発明の全体構成を示す図１の補正手段（Ｆ２７）に該当する。

ステップ１２は、ボードデータの編成を行なうステップである。ボードデータの編成とは、前記ステップ１１においてピース単位で補正された接続ビアを設計データに適合させて、複数のピースが面付けされたボードの状態としてデータの編成するものである。

図面での説明としては、例えば図１３に示されるような位置ずれ部品８４が搭載されているピースの箇所に、先に作成した位置ずれ補正後の接続ビアを適切に適合させることである。

ステップ１３は、ＮＣデータを作成するステップである。ＮＣデータとは、数値制御（ＮＣ）工作機械の工具の移動方向と量を指示するためのデータである。ここでのＮＣデータは、レーザ加工により接続ビア用の開口部を形成するために使用する、いわゆるビアの位置データである。これまでのステップにおいて、データの取扱いに関しては、ＣＡＤ／ＣＡＭの種類や作業種別などによりもよるが、テキストデータ、ベクターデータ、ガーバーデータが主に使用される。しかしながら、レーザ加工で使用されるデータに関しては、レーザ加工により接続ビア用の開口部を形成するために使用する、ビアの位置データとしてＮＣデータが必要となる。したがって、このステップにおいては、これらのデータからＮＣデータを作成する。

ステップ１４は、レーザ制御ユニットへ送信を行なうステップである。レーザ制御ユニットとは、レーザ加工を行なうためのデータを処理するためのユニットである。上記ＮＣデータがレーザ制御ユニットへ送信されることで、レーザ加工機は、当該ＮＣデータにある座標位置に接続ビアを設ける。

次に、本発明の部品内蔵型プリント配線板の製造方法について、図面を使用して説明する。

図１０は、本発明の部品内蔵型プリント配線板の製造方法について示したものである。始めに、部品１を搭載するためにベース基板４２を用意する。図１０においては、ベース基板４２として両面板を使用した例を示しているが、部品１が搭載されるものであれば両面板に限定されることはなく、多層板を使用しても良く、また、銅板のような単体の金属板を使用しても良い。

次いで、ベース基板４２の回路形成を行ない、部品を搭載するためのパッド４１やプリント配線板に要求される形状の導体パターンを形成する。図１０においては、ベース基板４２の部品搭載面側のみを回路形成した状態を示しているが、ベース基板４２の両面が回路形成されても良い。また、ここでの回路形成方法としては、主にサブトラクティブ方法により回路を形成することができ、ベース基板４２にドライフィルムを張り付けた後に、露光、現像、エッチング、ドライフィルム剥離の工程順により回路形成を行ない、図１０（ａ）に示されるようなベース基板４２を得る。

回路形成後のベース基板４２のパッド４１においては、次工程で行なわれる接着材７による部品１の固定が密着しやすいようにパッド４１の表面をエッチング液などにより粗化処理をしても良い。

次いで、ベース基板４２の部品搭載を目的とするパッド４１部に、接着材を使用した接着固定方式の形態で部品１を搭載する。ここで、搭載する部品１においては、その表面部分に電極パッド３と共に部品マーク２が設けられていることが必要である。また、搭載する部品１の裏面部分には接着材７が塗布されており、当該接着材によりパッド４１部に、部品１を接着固定する。

上記ベース基板４２への部品１の搭載においては、部品１をクランプもしくは吸着機を使用することによりパッド４１部に仮固定し、加熱および必要に応じて加圧することで、強固に接着する。

また、上記ベース基板４２への部品１の搭載においては、図１０（ａ）に示されるように、部品の設計上の搭載位置に対して位置がずれて搭載される不具合が生じることがある。当該位置ずれ不具合が発生した場合、従来技術においては当該箇所を不良箇所として処理されたが、本発明においては不良とすることなしに、次工程を行なう。

ベース基板４２への部品の搭載が終了した後に、自動外観検査機（ＡＯＩ）による検査が行なわれる。この検査においては部品１に含有する部品マーク２を検査し、当該部品マーク２を座標上で検出し、設計データと比較することで、位置ずれ量を把握する工程が行なわれる。この位置ずれ量を把握においては前述で記載した図１に示される本発明の構成図及び図６、７に示される各アクションのステップにより行なわれる。一方、本項においては製造方法に主眼を置き、上記ベース基板４２への部品１の搭載以降の製造方法を説明する。

ベース基板４２への部品１の搭載後は、当該部品１の上方面より絶縁材４４を積み重ね、積層プレスによる加熱、加圧を行なうことで図１０（ｂ）に示されるような構造体を得る。

絶縁材４４においては、部品１の厚み方向に高さを考慮し、あらかじめ部品１の搭載位置に部品サイズのぬき穴を形成することが良い。これは、絶縁材４４を積層した際に部品１の高さが表層位置まで追従し、目的とする部品内蔵型プリント配線板の表層部に発生する凹凸不具合を抑制するためであり、貫通穴を設けることで当該貫通穴が部品１の収納部となり、積層終了後には表層に凹凸不具合を発生させることなく、平坦性が良好な部品内蔵型プリント配線板が得られるためである。

次いで、図１０（ｂ）に示される構造体に、レーザ加工により接続ビア８の形成を行なう。

ここでのレーザ加工により接続ビア８の形成の一例としては、レーザ加工による接続ビア８の形成の一例としては、１ショットあたりのエネルギー密度を０．７〜１．２Ｊ／ｃｍ²に設定して、５０〜１５０ショットを施し、トップ径が５０μｍで、ボトム径が３５〜４５μｍの接続ビア８を形成する。

本発明の全体構成を示す図１を使用して説明すると、これまでの一連の製造方法は、両面基板などのベース基板を用意し（Ｆ１１）、当該ベース基板に部品を搭載し（Ｆ１２）、当該部品の上方より絶縁材を積層し（Ｆ１３）、レーザ加工による接続ビアの形成（Ｆ１４）から構成される。

その一方で、ベース基板に部品を搭載（Ｆ１２）した後に、検査手段（Ｆ２１）により検査を行っている。そして、当該検査手段（Ｆ２１）で得られた情報は、上記ベース基板用意（Ｆ１１）から接続ビア形成（Ｆ１４）までの製造工程とは別ルートで処理され、補正手段（Ｆ２７）にて、位置ずれ補正後のデータとして接続ビア形成用のＮＣデータを完成させる。

すなわち、レーザ加工による接続ビア８の形成においては、前記位置ずれ補正後の接続ビア８形成用のＮＣデータを使用して、上記のレーザ加工条件により、接続ビア８の形成を行なう。また、接続ビア８の形成後には、有機性残渣を取り除くことを目的として、デスミア処理を行ない、図１０（ｃ）に示される構造体を得る。

次いで、接続ビア８を形成した後の図１０（ｃ）に示される構造体を使用して、無電解銅めっき及び電解銅めっきを順に行ない、接続ビア８の内部及び絶縁材４４の表面に銅めっきを付着させ、次いで当該絶縁材４４の表面の銅めっき部を回路形成することで、図１１（ａ）に示される導体パターン９を形成した構造体を得る。

次いで、前記導体パターン９を形成した後の図１１（ａ）に示される構造体を使用して、当該導体パターン９の上にソルダーレジスト４５を形成することで、図１１（ａ）に示される構造体を得る。

このような態様で製造される本発明の部品内蔵型のプリント配線板は、プリント配線板の内部に導入される部品の搭載位置にずれが生じた場合であっても、当該部品との精度の良い位置合わせ方法により、プリント配線板の接続ビア形成することができ、高品質で歩留まりの良く製造することができる。

本発明の全体構成フローチャート。 従来技術と本発明の比較図。 部品内蔵型プリント配線板の外形構造図。 本発明で使用する部品の説明図。 本発明で使用する部品マークの説明図。 本発明における部品位置に関する情報入力を示すフローチャート。 本発明における部品位置情報から露光ユニットまでを示すフローチャート。 部品位置ずれに関する説明図。 部品位置ずれに関する説明図。 本発明の部品内蔵型プリント配線板の製造方法の概略断面工程説明図。 図１０に引き続く本発明の部品内蔵型プリント配線板の製造方法の概略断面工程説明図。 従来の部品内蔵型プリント配線板の製造方法の概略断面工程説明図。 従来の部品内蔵型プリント配線板における部品の搭載位置ずれ状態を示す概略平面説明図。

符号の説明

１，１ａ〜１ｆ：部品
２：部品マーク
３：電極パッド
５：絶縁材
６：シリコンウエハ
７：接着材
８：接続ビア
９：導体パターン
１０：ピース
２０：シート
２１：シートマーク
３０：ボード
３１：ボードマーク
４１：パッド
４２：ベース基板
４４：絶縁材
４５：ソルダーレジスト
７１：パッド
７２：ベース基板
７３：接着材
７４：絶縁材
７５：銅箔
７６：接続ビア
７７：導体パターン
７８：電極パッド
７９：クランプ
８０：部品
８４，８４ａ，８４ｂ：位置ずれ部品

Claims (11)

1. 部品内蔵型プリント配線板の当該部品に接続する接続ビアを形成するシステムであって、ベース基板に搭載された部品が有する部品マークを読み取る検査手段と、当該部品マークの搭載位置データを検出する検出手段と、当該部品マークの搭載位置データと部品マークの設計位置データとの入力を受ける受信手段と、当該入力された部品マークの搭載位置データと部品マークの設計位置データから搭載部品の位置ずれ量を算出する演算手段と、当該算出された搭載部品の位置ずれ量と許容閾値から搭載部品の位置ずれ不具合箇所を識別する識別手段と、当該位置ずれ不具合箇所と識別された部品に接続する接続ビアの形成位置を前記搭載部品の位置ずれ量をもとにデータを補正する補正手段と、当該補正されたデータに基づいて、前記部品と接続する接続ビアを形成するレーザ手段とを備えていることを特徴とする部品内蔵型プリント配線板の部品接続ビア形成システム。
2. 前記接続ビアが、前記部品と当該部品の上層の導体パターンとを接続するビアであることを特徴とする請求項１に記載の部品内蔵型プリント配線板の部品接続ビア形成システム。
3. 前記ベース基板に搭載された部品が、半導体部品からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の部品内蔵型プリント配線板の部品接続ビア形成システム。
4. 前記識別手段で識別される位置ずれ不具合箇所が、位置ずれ不具合を生じたピースの単位で識別されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の部品内蔵型プリント配線板の部品接続ビア形成システム。
5. 前記補正手段で補正されるデータが、位置ずれ不具合を生じたピースの単位で補正されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の部品内蔵型プリント配線板の部品接続ビア形成システム。
6. ベース基板の所望の箇所に部品を搭載する工程と、前記部品の搭載後の位置ずれ量を測定する工程と、前記部品の上方より絶縁層を積層する工程と、前記位置ずれ量に基づいて接続ビア用の位置データを補正し、当該補正後の位置データを用いて、前記部品と接続する接続ビアを形成する工程とを備えることを特徴とする部品内蔵型プリント配線板の製造方法。
7. 前記接続ビアが、前記部品と当該部品の上層の導体パターンとを接続するビアであることを特徴とする請求項６に記載の部品内蔵型プリント配線板の製造方法。
8. 前記ベース基板の所望の箇所に搭載された部品が、半導体部品からなることを特徴とする請求項６又は７に記載の部品内蔵型プリント配線板の製造方法。
9. 前記部品の搭載後の位置ずれ量の測定を、位置ずれ不具合が生じたピースの単位で測定することを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記載の部品内蔵型プリント配線板の製造方法。
10. 前記位置ずれ量に基づいて行なわれるデータの補正を、位置ずれ不具合が生じたピースの単位で補正することを特徴とする請求項６〜９の何れか１項に記載の部品内蔵型プリント配線板の製造方法。
11. 前記接続ビアの形成を、請求項１〜５の何れか１項記載の部品接続ビア形成システムを用いて行なうことを特徴とする請求項６〜１０の何れか１項に記載の部品内蔵型プリント配線板の製造方法。