JP2009289853A - 配線基板の製造方法及び実装構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、電気的信頼性に優れた配線基板の製造方法及びかかる配線基板を用いた実装構造体の製造方法を提供することを目的としている。
【解決手段】上記の課題を解決するため、本発明の配線基板２の製造方法は、絶縁層上７に、絶縁層７の上面の一部を露出する、樹脂からなる保護部材３を配置する工程と、絶縁層７の露出した上面の一部である露出部７ｂｘと当接する押圧部材１１を配置する工程と、保護部材３及び押圧部材１１を加熱しつつ絶縁層７側へ押圧して、保護部材３を絶縁層７に熱圧着する工程と、押圧部材１１を絶縁層７の上面から剥離し、絶縁層７上面の露出部７ｂｘを露出する工程と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、各種オーディオビジュアル機器や家電機器、通信機器、コンピュータ機器又はその周辺機器などの電子機器に使用される配線基板の製造方法と、かかる配線基板に電子部品を実装した実装構造体の製造方法と、に関するものである。

従来より、ＩＣ（Integrated Circuit）若しくはＬＳＩ（Large Scale Integration）等の半導体素子又はコンデンサ等の電子部品をバンプを介して配線基板に実装した実装構造体が知られている。

近年では、配線基板の薄型化に伴い、配線基板の反りを抑制するため、配線基板上に保護部材を設ける技術が提案されている。（下記特許文献１参照）
なお、特許文献１の技術では、キャビティが形成された保護部材に絶縁層を当接させて圧縮した後、絶縁層上に導電層及び絶縁層をビルドアップすることにより、保護部材が設けられた配線基板を作製している。そして、キャビティ内に露出する絶縁層の一部に半導体素子を実装している。
特開２００５−３０２９２４号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載の技術では、キャビティが形成された保護部材に絶縁層を当接させて圧縮する際に、絶縁層の一部がキャビティ内に露出しているため、キャビティ内に露出した絶縁層の一部の平坦性が低下する。その結果、キャビティ内の絶縁層上に半導体素子を実装しにくく、半導体素子の電気的接続が不十分になることがあり、実装構造体の電気的信頼性が低下するという問題があった。

本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであって、電気的信頼性に優れた配線基板の製造方法及びかかる配線基板を用いた実装構造体の製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の配線基板の製造方法は、絶縁層上に、前記絶縁層の上面の一部を露出する、樹脂からなる保護部材を配置する工程と、前記絶縁層の露出した上面の一部である露出部と当接する押圧部材を配置する工程と、前記保護部材及び前記押圧部材を加熱しつつ前記絶縁層側へ押圧して、前記保護部材を前記絶縁層に熱圧着する工程と、前記押圧部材を前記絶縁層の上面から剥離し、前記絶縁層上面の露出部を露出する工程と、前記絶縁層上面の露出部に電子部品を実装する工程と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の配線基板の製造方法は、前記絶縁層上に前記保護部材を配置する際に、前記保護部材が、前記絶縁層上面の露出部を取り囲んでいることを特徴とする。

また、本発明の配線基板の製造方法は、前記保護部材及び前記押圧部材を加熱しつつ前記絶縁層側へ押圧する際に、前記押圧部材のヤング率が０．１MPａ以上３０００MPａ以下であることを特徴とする。

また、本発明の配線基板の製造方法は、前記保護部材及び前記押圧部材を加熱しつつ前記絶縁層側へ押圧する際に、０．５MPａ以上８MPａ以下の圧力で押圧することを特徴とする。

また、本発明の配線基板の製造方法は、前記保護部材及び前記押圧部材を加熱しつつ前記絶縁層側へ押圧する際に、前記保護部材が未硬化の第一熱硬化性樹脂からなり、前記保護部材及び前記押圧部材を、前記保護部材の硬化温度以上前記保護部材及び前記絶縁層の熱分解温度未満で加熱することにより、前記保護部材を硬化させつつ前記保護部材を前記絶縁層に熱圧着することを特徴とする。

また、本発明の配線基板の製造方法は、前記保護部材及び前記押圧部材を加熱しつつ前記絶縁層側へ押圧する際に、前記押圧部材は硬化した第二熱硬化性樹脂からなり、前記押圧部材の熱分解温度が前記保護部材の熱分解温度より高いことを特徴とする。

また、本発明の配線基板の製造方法は、前記絶縁層上に前記保護部材を配置する際に、前記保護部材と直接接する前記絶縁層の最上層が、液状樹脂が固化したフィルム層からなることを特徴とする。

また、本発明の実装構造体の製造方法は、絶縁層上に、前記絶縁層の上面の一部を露出する、樹脂からなる保護部材を配置する工程と、前記絶縁層の露出した上面の一部である露出部と当接する押圧部材を配置する工程と、前記保護部材及び前記押圧部材を加熱しつつ前記絶縁層側へ押圧して、前記保護部材を前記絶縁層に熱圧着する工程と、前記押圧部材を前記絶縁層の上面から剥離し、前記絶縁層上面の露出部を露出する工程と、前記絶縁層上面の露出部に電子部品を実装する工程と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の実装構造体の製造方法は、前記絶縁層上面の露出部に電子部品を実装する際に、前記保護部材と直接接する前記絶縁層の最上層が、液状樹脂が固化したフィルム層からなり、前記保護部材の熱膨張率が前記フィルム層の熱膨張率より高く、前記絶縁層及び前記保護部材に熱が加わり、前記保護部材が前記フィルム層より平面方向に大きく熱膨張し、前記フィルム層を平面方向に引っ張った後、前記フィルム層の露出した上面に前記電子部品を実装することを特徴とする実装構造体の製造方法。

本発明は、電気的信頼性に優れた配線基板の製造方法及びかかる配線基板を用いた実装構造体の製造方法を提供することができる。

以下に、本発明の実施形態に係る配線基板を含む実装構造体を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、実装構造体の平面図であって、図２は、実装構造体の断面図である。また、図３は、図２のＸ１部分の拡大図である。

実装構造体１は、配線基板２と、配線基板２上に設けられ、キャビティＣが形成された保護部材３と、キャビティＣ内にて配線基板２にはんだ等のバンプ４を介してフリップチップ実装された、半導体素子又はコンデンサ等の電子部品５と、を含んで構成されている。

また、配線基板２は、導電層６と絶縁層７とを交互に複数層積層して構成されている。導電層６は、所定の電気信号を伝達する信号線路６ａと、電子部品５を共通の電位、例えばアース電位にするグランド層６ｂと、を含んで構成されている。なお、導電層６は、例えば、銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル又はクロム等の金属材料からなる。

絶縁層７は、接着層７ａとフィルム層７ｂとを交互に複数積層して構成されている。接着層７ａは、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂等が使用される。かかる熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シアネート樹脂、シリコン樹脂又はビスマレイミドトリアジン樹脂のうち少なくともいずれか一つを使用することができる。熱可塑性樹脂としては、はんだリフロー時の加熱に耐える耐熱性を有する必要があることから、構成する材料の軟化温度が２００℃以上であることが望ましく、例えば、液晶ポリマー等を使用することができる。なお、接着層７ａの熱膨張率は、例えば１５ｐｐｍ／℃以上８０ｐｐｍ／℃以下である。また、接着層７ａは、乾燥後の厚みが例えば１μｍ以上２５μｍ以下となるように設定されている。

また、接着層７ａには、多数のフィラーが含有されていても構わない。接着層７ａにフィラーが含有されていることによって、接着層７ａの硬化前の粘度を調整することができ、接着層７ａの厚み寸法を所望の値に近づけて接着層７ａを形成することができる。フィラーは、球状であって、フィラーの径は、例えば０．０５μｍ以上６μｍ以下に設定されており、熱膨張率は、例えば−５ｐｐｍ／℃以上５ｐｐｍ／℃以下である。なお、フィラーは、例えば、酸化珪素、炭化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム又は水酸化アルミニウム等から成る。

フィルム層７ｂは、導電層６に対して、接着層７ａとなる接着材を介して貼り合わされており、例えば加熱プレス装置を用いて加熱しながら加圧した後、冷却することによって導電層６上に積層される。また、保護部材３のキャビティＣ内に露出する絶縁層７は、フィルム層７ｂからなり、配線基板２の電子部品５が実装される表面の平坦性を向上させることができる。

フィルム層７ｂは、液状樹脂が固化することにより形成されており、配線基板２の平坦性を確保するために精密に厚さが制御されている。また、フィルム層７ｂは、弾性変形可能であって、耐熱性と硬さに優れた特性の材料であることが望ましい。この様な特性を有するフィルム層７ｂとしては、例えば、ポリイミドベンゾオキサゾール樹脂、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂、全芳香族ポリアミド樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂又は液晶ポリマー樹脂等、あるいはこれらの樹脂の混合物を用いることができる。なお、液晶ポリマーとは、溶融時に液晶状態あるいは光学的に複屈折する性質を有するポリマーを指し、一般に溶液状態で液晶性を示すリオトロピック液晶ポリマーや溶融時に液晶性を示すサーモトロピック液晶ポリマー、あるいは熱変形温度で分類される１型・２型・３型すべての液晶ポリマーを含むものである。

なかでもポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂を含有する樹脂、あるいはポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂を含有する樹脂フィルムを使用することが望ましい。ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂は、熱膨張率が−５ｐｐｍ／℃以上５ｐｐｍ／℃以下と小さい。このような低熱膨張樹脂を使用することによって、電子部品５を実装する基板自体の熱膨張を抑制することができる。その結果、電子部品５の熱膨張率に近づけることができ、電子部品５が破壊されるのを効果的に防止することができる。なお、熱膨張率は、ＪＩＳＫ７１９７に準ずる。

また、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂を含有する樹脂、あるいはポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂を含有する樹脂フィルムは、ポリイミドフイルムに比較して吸水率が低いため、積層した場合でも内部の層に水分が蓄積されにくいため、大気中に長期間保存された状態であっても、水分を除去する処理を行う必要がなく、製造工程を単純化することができる。

また、フィルム層７ｂの厚みは、例えば１以上２５μｍ以下となるように設定されており、接着層７ａとの厚みの差が７μｍ以下となるように形成されている。ここで、フィルム層７ｂと接着層７ａとの厚みの差は、接着層７ａが乾燥した後の両者の厚みの差とする。なお、フィルム層７ｂの厚みは、接着層７ａの厚みよりも大きくなるように設定されている。

絶縁層７には、ビア孔Ｖが形成されており、ビア孔Ｖに下部から上部に向けて幅が小さくなるビア導体８が設けられている。ビア導体８は、上端および下端にて導電層６と接続しており、上下位置の異なる導電層６同士を電気的に接続することができる。ビア導体８同士を直上直下に配置することによって、引き回す配線の距離を短くすることができ、配線基板２の小型化を実現することができる。また、配線の距離を短くすることによって、配線抵抗を小さく抑えることができ、消費電力の低減に寄与することができる。なお、ビア導体８は、例えば、銅、銀、金、白金、アルミニウム、ニッケル又はクロム等の導電材料から成る。

電子部品５は、キャビティＣ内にて配線基板２上に実装されており、キャビティＣ内に露出した信号線路６とバンプ４を介して電気的に接続されている。バンプ４の材料には、銅、銀、亜鉛、錫、インジウム、ビスマス又はアンチモン等が用いられる。電子部品５には、例えばＩＣ若しくはＬＳＩ等の半導体素子又はコンデンサ等が用いられる。半導体素子を用いる場合、半導体素子の材料としてはシリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム砒素リン、窒化ガリウム又は炭化珪素等が用いられる。ここで、絶縁層７には、電子部品５の熱膨張率と近似する材料が用いられることが望ましい。半導体素子を用いる場合、絶縁層７には、例えば、液晶ポリマー、ポリベンゾオキサゾール樹脂又はポリイミド樹脂あるいはこれらの混合物を用いられる。その結果、電子部品５と絶縁層７との熱膨張率の差が低減され、はんだリフロー若しくは電子部品５の発熱によって生じる熱応力を低減することができる。なお、電子部品５の厚み寸法は、例えば０．１ｍｍから１ｍｍのものを使用することができる。

保護部材３は、配線基板２上に設けられており、キャビティＣが形成されている。キャビティＣ内にて、電子部品５が配線基板２上に実装されている。配線基板２上に保護部材３を設けることにより、保護部材３が配線基板２を支持することにより、配線基板２の反りを抑制し、配線基板２の平坦性を向上させることができる。その結果、配線基板２の平坦性の低下による電子部品５、バンプ４及び信号線路６ａの剥離を抑制し、実装構造体１の電気的信頼性を向上させることができる。また、例えば配線基板２内にて引き回す配線の距離を短くするため、配線基板２を薄くした場合、配線基板２に反りが発生し、配線基板２の平坦性が低下することがあるが、配線基板２上に保護部材２を設けることにより、配線基板２を薄くし、且つ平坦性を向上させることができる。また、保護部材３は、電子部品５を取り囲んで設けられているため、配線基板２を均一に支持することができ、配線基板２の平坦性をより向上させることができる。

保護部材３の材料としては、例えば熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂等の樹脂が用いられる。このため、また、実装構造体１の重量を軽くできる。また、保護部材３内にもビア導体８及び導電層６を設けることができる。熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、シアネート樹脂又はビスマレイミドトリアジン樹脂等が用いられ、熱可塑性樹脂としては、例えば液晶ポリマー等が用いられる。また、保護部材３の上下方向（Ｚ方向）の厚みは、５０μｍ以上８００μｍ以下に設定されており、電子部品５の上下方向の厚みと同じであることが望ましい。

また、保護部材３の平面方向（ＸＹ平面方向）の熱膨張率は、フィルム層７ｂの平面方向の熱膨張率より高いことが望ましい。フィルム層７ｂとして、例えばポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂を用いる場合、保護部材３の材料としてガラス繊維強化エポキシ樹脂を用いることが望ましい。なお、ガラス繊維強化エポキシ樹脂の熱膨張率は、１０ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下である。

保護部材３に形成されたキャビティＣは、図１に示すように、平面図にて例えば矩形状である。この場合、配線基板２及びキャビティＣが平面図にて矩形状であるため、電子部品５の発熱等により、保護部材３及びフィルム層７ｂに熱が加わった際に、保護部材３がフィルム層７ｂと同様に平面方向に熱膨張し、フィルム層７ｂの平坦性を向上させることができる。

また、キャビティＣは、図２に示すように、断面図にて下部から上部に向けて幅が大きくなる形状をしている。この形状により、保護部材３及びフィルム層７ｂに熱が加わった際に、保護部材３とキャビティＣとの境界にて、保護部材３に当接するフィルム層７ｂにかかる熱応力と、キャビティＣに露出するフィルム層７ｂにかかる熱応力と、を緩やかに変化させることができる。その結果、保護部材７とキャビティＣとの境界にて、絶縁層７にクラックが生じることを抑制し、配線基板２内の導電層６の断線を抑制できる。

また、図３に示すように、保護部材３のキャビティＣ内に露出する内壁３ａは、下端にキャビティＣ内に向かって曲がった曲面である湾曲部３ｂを有する。湾曲部３ｂは、内壁３ａが配線基板２に当接する角部３ｃを一端部とし、湾曲部３ｂの上下方向（Ｚ方向）への高さは２μｍ以上３０μｍ以下に設定されている。また、湾曲部３ｂに接する内接円の半径は２μｍ以上３０μｍ以下に設定されている。この湾曲部３ｂにより、保護部材３及びフィルム層７ｂに熱が加わった際に、保護部材３とキャビティＣとの境界にて、保護部材３に当接するフィルム層７ｂにかかる熱応力と、キャビティＣに露出するフィルム層７ｂにかかる熱応力と、を緩やかに変化させることができる。

上述したように、本実施の形態によれば、配線基板２を薄くしたとしても、配線基板２の平坦性を向上させることができる。また、保護部材３とキャビティＣとの境界にて、絶縁層７にクラックが生じることを抑制し、配線基板２内の導電層６の断線を抑制できる。

次に、上述した配線基板２を含む実装構造体１の製造方法について、図４から図１３を用いて説明する。なお、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＸ２部分の拡大図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＸ３部分の拡大図である。

まず、図４（Ａ）に示すように、フィルム層７ｂの上面に信号線路６ａとなる金属層９を被着させる。フィルム層７ｂとしては、例えば、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂から成るシートを用いる。なお、フィルム層７ｂの厚みは、例えば１μｍ以上２５μｍ以下に設定されている。金属層９は、従来周知のスパッタ法等を用いて、フィルム層７ｂ上に被着される。フィルム層７ｂ上への金属層９の被着は、ロールツーロール式の処理を行うことが可能になるため、基板にフィルム層７ｂを被着させた状態でスパッタ法を用いて金属層９を被着させるバッチ処理に比較して、装着と取出しに必要な時間が大幅に削減でき、生産性を向上させることができる。金属層９としては、ニッケル、クロム、チタン、モリブデン、タングステン、ジルコニウム又は銅あるいはこれらの合金等の導電性材料が用いられる。なお、金属層９の厚みは、例えば１μｍ以上１０μｍ以下に設定されている。

次に、図４（Ｂ）に示すように、金属層９をエッチングして、フィルム層７ｂ上に信号線路６ａを設ける。具体的には、フィルム層７ｂに被着された金属層９に、感光性樹脂を用いたフォトレジスト技術等の従来周知の薄膜加工技術を用いて、レジストをパターニングする。そして、レジストが形成されずに、露出した金属層９を塩化第二鉄若しくは塩化第二銅等の水溶液を主成分とするエッチング液を用いてエッチングすることにより、フィルム層７ｂ上に信号線路６ａをパターニングすることができる。さらに、信号線路６ａ上に被着したままのレジストを、水酸化ナトリウム水溶液等を用いて除去する。

次に、図４（Ｃ）及び図５（Ａ）に示すように、第一板体１０ａ上に、フィルム層７ｂを載置する。第一板体１０ａの材料としては、例えばステンレス等の鉄系合金又はインコネル等のニッケル系合金等が用いられる。

次に、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）に示すように、フィルム層７ｂ上にキャビティＣが形成された保護部材３を載置し、キャビティＣ内にフィルム層７ｂの一部及び信号線路６ａを露出する。このように、信号線路６ａが形成されたフィルム層７ｂ上に保護部材３を載置することにより、フィルム層７ｂのキャビティＣ内に露出する一部に信号線路６ａを容易に設けることができる。なお、保護部材３の材料として、未硬化の熱硬化樹脂用いられる。また、保護部材３の平面方向（ＸＹ平面方向）の熱膨張率は、フィルム層７ｂの平面方向の熱膨張率より高く設定されている。

次に、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、フィルム層７ｂの露出した上面の一部である露出部７ｂｘと当接する押圧部材１１を配置する。ここで、押圧部材１１は、ヤング率が０．１ＭＰａ以上３０００ＭＰａ以下に設定され、算術平均粗さが１μｍ以下に設定されている。また、押圧部材１１の上下方向の厚みは、保護部材３の上下方向の厚みの７０％以上１００％以下に設定されている。なお、ヤング率はＪＩＳＣ５６００に準じ、算術平均粗さはＪＩＳＢ０６０１に準ずる。

押圧部材１１の材料としては、シリコン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂等が用いられる。また、押圧部材１１の材料として、金属等を用いても構わない。ここで、押圧部材１１としては、硬化した熱硬化性樹脂であるシリコン樹脂からなるシリコンゴムを用いることが望ましい。シリコンゴムは、例えば熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂等の材料との接着性が低いため、保護部材３から容易に剥離できる。また、シリコンゴムは、ヤング率が５ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であるものを用いることが望ましく、フィルム層７ｂの平坦性を向上させるとともに、フィルム層７ｂから容易に剥離することができる。また、押圧部材１１は、ステンレス等の鉄系の合金若しくは銅等の金属をシリコン樹脂でコーティングしたものを用いても構わない。これにより、コーティングされたシリコン樹脂を弾性変形させ、且つシリコン樹脂の過剰な弾性変形を金属により抑制することができる。

また、押圧部材１１を保護部材３に挿入する際には、押圧部材１１の側壁と保護部材３の内壁３ａとの間には隙間があることが望ましい。これにより、押圧部材１１をキャビティＣ内に容易に配置することができる。なお、押圧部材１１の側壁と保護部材３の内壁３ａとの距離は３０μｍ以上５００μｍ以下に設定されている。

次に、図６（Ｃ）及び図７（Ａ）に示すように、保護部材３及び押圧部材１１上に第二板体１０ｂを載置する。そして、図８（Ａ）に示すように、第一板体１０ａ及び第二板体１０ｂにより、保護部材３の下面と押圧部材１１の下面とを面一に保ちつつ、フィルム層７ｂ及び保護部材３を押圧部材１１とともに上下方向に圧縮する。そして、圧縮の際に、未硬化の熱硬化性樹脂である保護部材３を加熱して溶融し、熱硬化させることにより、フィルム層７ｂ及び保護部材３を熱圧着する。なお、加熱時の温度は、保護部材３の硬化温度以上保護部材３及びフィルム層７ｂの熱分解温度未満に設定されている。そして、押圧部材１１の熱分解温度が保護部材３の熱分解温度より高いため、押圧部材１１をフィルム層７ｂに接着させることなく、保護部材３をフィルム層７ｂに接着させることができる。また、接着剤を介することなく保護部材３をフィルム層７ｂに接着させることができるため、実装構造体１を薄くすることができる。

ここで、上下方向に圧縮する際に、キャビティＣ内にてフィルム層７ｂは押圧部材１１と当接しているため、フィルム層７ｂ上面の露出部７ｂｘがキャビティＣ内に露出して不均一に圧力がかかることを抑制する。その結果、フィルム層７ｂ上面の露出部７ｂｘの平坦性を向上させることができる。なお、圧縮時の圧力は、０．５MPａ以上８MPａ以下に設定されている。また、硬化温度とは、樹脂が、ＪＩＳＫ６９００に準ずるＣ−ステージとなる温度のことをいう。また、熱分解温度とは、ＪＩＳＫ７１２０に準ずる熱重量測定において、樹脂の質量が５％減少する温度のことをいう。

また、押圧部材１１のヤング率が０．１ＭＰａ以上であるため、フィルム層７ｂ及び保護部材３を押圧部材１１とともに圧縮する際に、押圧部材１１が大きく弾性変形してしまうことを抑制できる。その結果、圧縮後に押圧部材１１の形状が元に戻ってフィルム層７ｂを押圧してしまうことを抑制し、フィルム層７ｂの平坦性を向上させることができる。また、押圧部材１１のヤング率が３０００ＭＰａ以下であるため、押圧部材１１を弾性変形させて信号線路６及びフィルム層７ｂと当接させることができ、フィルム層７ｂ及び保護部材３を押圧部材１１とともに上下方向に圧縮する際に、信号線路６ａにより生じる、押圧部材１１及びフィルム層７ｂの間の隙間を低減できる。その結果、保護部材３が押圧部材１１およびフィルム層７ｂの間の隙間に入り込むとともに信号線路６ａの表面の凹部に入り込んでしまうことを抑制し、信号線路６ａの導電性を向上させることができる。

また、フィルム層７ｂ及び保護部材３を押圧部材１１とともに上下方向に圧縮すると、圧縮された保護部材３は、押圧部材１１と保護部材３との間の隙間に入りこみ、押圧部材１１と保護部材３とが密着し、押圧部材１１には保護部材３から圧力がかかる。そして、図７（Ｂ）及び図８（Ｂ）に示すように、押圧部材１１にかかる圧力は、保護部材３の内壁３ａがフィルム層７ｂに当接する角部３ｃに集中し、押圧部材１１が弾性変形するとともに、角部３ｃにて保護部材３が押圧部材１１に向かって出っ張ることにより、保護部材３の内壁３ａに湾曲部３ｂが形成される。

次に、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、第一板体１０ａをフィルム層７ｂから剥離する。

次に、図９（Ｃ）に示すように、フィルム層７ｂに、例えばＹＡＧレーザー装置又は炭酸ガスレーザー装置を用いて、ビア孔Ｖを形成する。ビア孔Ｖは、フィルム層７ｂの下面に対して垂直方向から、フィルム層７ｂの信号線路６ａの直下の箇所に向けてレーザー光が照射されることによって形成される。なお、ビア孔Ｖは、レーザーの出力を調整することによって、下部よりも上部が幅狭なテーパー状に形成することができる。

ここで、信号線路６ａをビア孔Ｖ内に露出させるため、信号線路６ａを破壊しないような低い出力のレーザー光を用いて、信号線路６ａの直下に位置するフィルム層１０の一部を除去することにより、信号線路６ａを破壊することなく露出させることができる。その結果、信号線路６ａの直下に形成するビア導体８と信号線路６ａとの接触性を良好にし、両者の接続不良が発生するのを低減することができ、製造歩留まりを向上させることができる。

次に、図１０（Ａ）に示すように、ビア孔Ｖに、従来周知のめっき処理を施し、導電材料を充填することによってビア導体８を形成する。また、ビア導体７ｂを形成するとともに、絶縁層１５上にめっき層を形成し、その表面にレジストを塗布し、露光現像を行った後、めっき層をエッチング処理してグランド層６ｂを形成する。グランド層６ｂは、フィルム層７ｂを介して信号線路６ａと対向する箇所に形成される。

次に、図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）に示すように、フィルム層７ｂの下面に、ポリイミド樹脂等の接着層７ｂを介して、フィルム層７ｂを貼り合わせる。そして、例えば加熱プレス機を用いて、加熱、加圧することで、接着層７ａ及びフィルム層７ｂを形成する。

次に、図１１（Ａ）に示すように、最外層のフィルム層７ｂに、上述した方法を用いて、ＹＡＧレーザー装置又は炭酸ガスレーザー装置を用いて、ビア孔Ｖを形成する。そして、図１１（Ｂ）に示すように、ビア孔Ｖに、上述した方法を用いて、ビア導体８及びグランド層６ｂを形成する。

次に、図１１（Ｃ）に示すように、上述した方法を用いて、上述した絶縁層７及び導電層６の積層工程を繰り返すことで、絶縁層７及び導電層６を交互に複数層積層して配線基板２を作製することができる。

次に、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示すように、第二板体１０ｂから保護部材３及び押圧部材１１を剥離させる。この際に、配線基板２を保護部材３及び押圧部材１１とともに第二板体１０ｂから剥離できるため、配線基板２にクラックが生じることを抑制するとともに、配線基板２内の導電層６の断線を抑制できる。

次に、図１２（Ｃ）及び図１３（Ａ）に示すように、押圧部材１１をフィルム層７ｂの上面から剥離し、フィルム層７ｂ上面の露出部７ｂｘを露出する。ここで、押圧部材１１のヤング率が３０００ＭＰａ以下であるため、押圧部材１１をフィルム層７ｂの上面から弾性変形させつつ剥離することができる。その結果、弱い力で押圧部材１１を剥離できるため、フィルム層７ｂにクラックが生じることを抑制できるとともに、フィルム層７ｂの平坦性を向上させることができる。また、押圧部材１１の算術平均粗さが１μｍ以下であるため、保護部材３とフィルム層７ｂとの接着強度を低減できる。その結果、押圧部材１１をフィルム層７ｂから剥離する際に、押圧部材１１を容易に剥離できるため、フィルム層７ｂにクラックが生じることを抑制できるとともに、フィルム層７ｂの平坦性を向上させることができる。

次に、図１３（Ｂ）に示すように、電子部品５をバンプ４を介して信号線路６ａに電気的に接続させて、フィルム層７ｂ上面の露出部７ｂｘに電子部品５を実装することにより、実装構造体１を作製する。ここで、保護部材３の平面方向（ＸＹ平面方向）の熱膨張率が、フィルム層７ｂの平面方向の熱膨張率より高いため、フィルム層７ｂ上面の露出部７ｂｘに電子部品５を実装する際の加熱により、保護部材３はフィルム層７ｂより平面方向に大きく熱膨張する。その結果、保護部材３によりフィルム層７ｂが平面方向に引っ張られるため、フィルム層７ｂの露出部７ｂｘの平坦性を向上させることができる。

上述したように、フィルム層７ｂ上面の露出部７ｂｘは平坦性に優れているため、電子部品５をバンプ４を介して信号線路６ａに電気的に接続させる際に、精度良く接続することができ、電子部品５、バンプ４及び信号線路６ａの剥離を抑制することができる。その結果、配線基板２に電子部品５を実装する際の歩留まりを向上させるとともに、電気的信頼性に優れた実装構造体１を作製することができる。

なお、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。例えば、上述した本発明の実施形態は、絶縁層７が接着層７ａとフィルム層７ｂとを含んだ構成に関して説明したが、フィルム層７ｂの代わりに、例えばガラス繊維、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂又は全芳香族ポリアミド樹脂等の繊維に熱硬化性樹脂を含浸させてなる繊維層を用いてもよい。また、絶縁層７の材料として、セラミックスを用いてもよい。また、保護部材３の材料として、熱可塑性樹脂を用いてもよい。この場合、絶縁層７及び保護部材３を押圧部材１１とともに加熱しつつ上下方向に圧縮し、熱可塑性樹脂を軟化させた後、熱可塑性樹脂を定温に戻すことにより硬化させることにより、保護部材３を絶縁層７に接着することができる。なお、加熱する温度は、保護部材３のガラス転移温度以上保護部材３及びフィルム層７ｂの熱分解温度未満に設定されている。また、押圧部材１１の材料として熱可塑性樹脂を用いてもよい。この場合、押圧部材１１のガラス転移温度は、保護部材３の熱分解温度以上に設定されている。なお、ガラス転移温度は、ＪＩＳＫ７１２１に準ずる。

また、金属層９の形成は、蒸着法を用いてもよい。かかる蒸着法を用いる場合、金属層９の形成は、フィルム層７ｂに対してロールツウロールの連続真空蒸着装置を用いて行うことができる。また、上述した本発明の実施形態は、サブトラクティブ法を用いた製造方法について説明した。セミアディティブ法を用いた製造も可能である。

また、実装構造体１を作製した後、電子部品５及び保護部材３上にヒートシンクを設けてもよい。また、電子部品５及びヒートシンクは、ダイアタッチを介して接着させてもよい。その結果、電子部品５が発する熱の放熱性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る実装構造体の平面図である。 本発明の実施形態に係る実装構造体の断面図である。 図２に示す実装構造体の要部拡大図である。 図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）は、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。 図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）は、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。 図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）は、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。 図７（Ａ）は、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示す実装構造体の製造工程を説明する要部拡大図である。 図８（Ａ）は、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示す実装構造体の製造工程を説明する要部拡大図である。 図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）は、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。 図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）、図１０（Ｃ）は、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。 図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、図１１（Ｃ）は、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。 図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）、図１２（Ｃ）は、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。 図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１３（Ｃ）は、図１に示す実装構造体の製造工程を説明する断面図である。

符号の説明

１ 実装構造体
２ 配線基板
３ 保護部材
３ａ 内壁
３ｄ 湾曲部
３ｃ 角部
４ バンプ
５ 半導体素子
６ 導電層
６ａ 信号線路
６ｂ グランド層
７ 絶縁層
７ａ 接着層
７ｂ フィルム層
８ ビア導体
９ 金属層
１０ａ 第一板体
１０ｂ 第二板体
１１ 押圧部材
Ｃ キャビティ
Ｖ ビア孔

Claims (9)

1. 絶縁層上に、前記絶縁層の上面の一部を露出する、樹脂からなる保護部材を配置する工程と、
   前記絶縁層の露出した上面の一部である露出部と当接する押圧部材を配置する工程と、
   前記保護部材及び前記押圧部材を加熱しつつ前記絶縁層側へ押圧して、前記保護部材を前記絶縁層に熱圧着する工程と、
   前記押圧部材を前記絶縁層の上面から剥離し、前記絶縁層上面の露出部を露出する工程と、
   を備えたことを特徴とする配線基板の製造方法。
2. 請求項１に記載の配線基板の製造方法において、
   前記絶縁層上に前記保護部材を配置する際に、
   前記保護部材が、前記絶縁層上面の露出部を取り囲んでいることを特徴とする配線基板の製造方法。
3. 請求項２に記載の配線基板の製造方法において、
   前記保護部材及び前記押圧部材を加熱しつつ前記絶縁層側へ押圧する際に、
   前記押圧部材のヤング率が０．１MPａ以上３０００MPａ以下であることを特徴とする配線基板の製造方法。
4. 請求項３に記載の配線基板の製造方法において、
   前記保護部材及び前記押圧部材を加熱しつつ前記絶縁層側へ押圧する際に、０．５MPａ以上８MPａ以下の圧力で押圧することを特徴とする配線基板の製造方法。
5. 請求項４に記載の配線基板の製造方法において、
   前記保護部材及び前記押圧部材を加熱しつつ前記絶縁層側へ押圧する際に、
   前記保護部材が未硬化の第一熱硬化性樹脂からなり、前記保護部材及び前記押圧部材を、前記保護部材の硬化温度以上前記保護部材及び前記絶縁層の熱分解温度未満で加熱することにより、前記保護部材を硬化させつつ前記保護部材を前記絶縁層に熱圧着することを特徴とする配線基板の製造方法。
6. 請求項５に記載の配線基板の製造方法において、
   前記保護部材及び前記押圧部材を加熱しつつ前記絶縁層側へ押圧する際に、
   前記押圧部材は硬化した第二熱硬化性樹脂からなり、
   前記押圧部材の熱分解温度が前記保護部材の熱分解温度より高いことを特徴とする配線基板の製造方法。
7. 請求項６に記載の配線基板の製造方法において、
   前記絶縁層上に前記保護部材を配置する際に、
   前記保護部材と直接接する前記絶縁層の最上層が、液状樹脂が固化したフィルム層からなることを特徴とする配線基板の製造方法。
8. 絶縁層上に、前記絶縁層の上面の一部を露出する、樹脂からなる保護部材を配置する工程と、
   前記絶縁層の露出した上面の一部である露出部と当接する押圧部材を配置する工程と、
   前記保護部材及び前記押圧部材を加熱しつつ前記絶縁層側へ押圧して、前記保護部材を前記絶縁層に熱圧着する工程と、
   前記押圧部材を前記絶縁層の上面から剥離し、前記絶縁層上面の露出部を露出する工程と、
   前記絶縁層上面の露出部に電子部品を実装する工程と、
   を備えたことを特徴とする実装構造体の製造方法。
9. 請求項８に記載の実装構造体の製造方法において、
   前記絶縁層上面の露出部に電子部品を実装する際に、
   前記保護部材と直接接する前記絶縁層の最上層が、液状樹脂が固化したフィルム層からなり、
   前記保護部材の熱膨張率が前記フィルム層の熱膨張率より高く、
   前記絶縁層及び前記保護部材に熱が加わり、前記保護部材が前記フィルム層より平面方向に大きく熱膨張し、前記フィルム層を平面方向に引っ張った後、前記フィルム層の露出した上面に前記電子部品を実装することを特徴とする実装構造体の製造方法。

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