JP2011009525A

JP2011009525A - 基板の製造方法

Info

Publication number: JP2011009525A
Application number: JP2009152346A
Authority: JP
Inventors: Juri Omichi; 朱里大道; Kengo Yoshioka; 謙吾吉岡; Takeshi Hadate; 剛羽立
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-06-26
Filing date: 2009-06-26
Publication date: 2011-01-13

Abstract

【課題】基板端面から発生するごみを抑制することができると共に、内層回路として十分な配線領域を確保することのできる基板の製造方法を得る。
【解決手段】ガラス繊維を含む被加工材に対してせん断加工を行い、被加工材から基板８を得る。その後、基板８のせん断面に、加熱した金型１２を押し当て、ガラス繊維の軟化点以上の熱を加える。
【選択図】図５

Description

本発明は、ガラス繊維を含む被加工材に対してせん断加工を行って基板を製造する基板の製造方法に関するものである。

外形加工は、基板の製造工程の中でも最終段階に位置するもので、その方法にはルータ加工と金型加工がある。ルータ加工は、ルータ機に取り付けられたルータビットを高速回転させ、ＮＣ制御により基板を所定の形状に加工したり、スリット加工を可能とする方法であり、基板の端面がきれいになるという利点がある。一方、金型加工は、ダイとポンチを用いてせん断により打ち抜く方法であり、短時間で大量の加工が行えるという利点があるが、基板の端面は破断によりガラス繊維やガラス不織布からのバリやケバが発生する。即ち、一般的な基板にはガラス繊維またはガラス不織布が用いられているため、金型加工を行った場合に、せん断応力または摩擦力によりガラス繊維やガラス不織布のバリやケバが発生する。尚、基板からのダストは、主に基板外周の外形加工面から発生する。このように、ガラス繊維から発生したバリやケバは、後工程である実装・組立工程において脱落することにより不具合を誘発させている。

そこで、内層回路を形成すると共に、製品領域及び周辺領域にスリットを設け、絶縁層をスリット内に充填し、外層回路を形成した後、製品領域及び周辺領域にスリット内に充填した絶縁層が残存する様に、製品領域と周辺領域を境界領域から分割することによって、基板端面からガラス繊維が露出する領域を低減するようした基板の製造方法があった（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−３４０４１６号公報

しかしながら、上記従来のような、絶縁層が残存する様に製品領域と周辺領域を境界領域から分割する製造方法では、基板端面にガラス繊維のバリ等が発生する問題は解決されるものの、基板の周辺領域に絶縁層を必要とするため、内層回路の配線領域が小さくなってしまうという問題点を有していた。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、基板端面から発生するごみを抑制することができると共に、内層回路として十分な配線領域を確保することのできる基板の製造方法を得ることを目的とする。

この発明に係る基板の製造方法は、ガラス繊維を含む被加工材に対してせん断加工を行い、被加工材から基板を製造する基板の製造方法において、被加工材のせん断後、基板のせん断面に、ガラス繊維の軟化点以上の熱を加える工程を備えたものである。

この発明の基板の製造方法は、基板のせん断面に、ガラス繊維の軟化点以上の熱を加えるようにしたので、基板端面から発生するごみを抑制することができると共に、内層回路として十分な配線領域を確保することができる。

この発明の実施の形態１の基板の製造方法における外形加工前の工程を示す断面図である。この発明の実施の形態１の基板の製造方法における外形加工を示す説明図である。この発明の実施の形態１の基板の製造方法におけるプレス金型の断面図である。この発明の実施の形態１の基板の製造方法における外形加工後のガラス繊維の露出状態を示す説明図である。この発明の実施の形態１の基板の製造方法における基板への加熱工程を示す説明図である。この発明の実施の形態１の基板の製造方法における加熱後のガラス繊維の露出状態を示す説明図である。この発明の実施の形態２の基板の製造方法におけるプレス金型の断面図である。

実施の形態１．
先ず、一般的な４層貫通基板の製造方法について説明する。図１は、基板の製造工程における外形加工前の工程を示す断面図である。以下、図１（ａ）〜（ｆ）に沿って概略を説明してから外形加工について説明する。

図１（ａ）に示すように、ガラス繊維を布状に編んだガラス織布にエポキシ樹脂を含浸させたコア材１と内層銅箔２で構成されている銅張積層板（コア）に対し、図１（ｂ）に示すように、汎用のエッチング技術により内層回路を形成する。また、内層回路の形成方法は、サブトラクティブ法やセミアディティブ法、フルアディティブ法などいかなる方法であってもよい。

次に、図１（ｃ）に示すように、プリプレグ３と外層銅箔４を配置し、熱を加えると共に真空引きしながらプレスし積層する。プリプレグ３とは、コア材１と同様、布状に編んだガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたものである。

積層後、スルーホールを開け、スルーホールの導通を取るために無電解銅めっき、電解銅めっきを実施し銅めっき層を形成する（図１（ｄ））。
更に、図１（ｅ）に示すように、外層銅箔に汎用のエッチング技術によって外層回路を形成する。外層回路の形成方法は、内層回路同様、サブトラクティブ法やセミアディティブ法、フルアディティブ法などいかなる方法であってもよい。
その後、表面の所定部位に、内部保護のためのソルダレジスト５を形成する（図１（ｆ））。

続いて、図２のように外形加工を行う。図１（ａ）〜（ｆ）の段階を経て得られた被加工材６から不要な部分７を切り捨て、基板８を得る。そして最後に、適宜、プリフラックスやはんだレベラーなどの表面処理を行い、製品基板を完成させる。

外形加工は、図３に示すようなプレス金型を用いて行う。プレス金型は、固定されたポンチ９の上に被加工材６を置き、ダイ１０を真下に押下することにより、被加工材６の打ち抜きを行うものである。プレス金型で被加工材６を打ち抜いた後の基板８は、図４に示すようにガラス繊維１１が露出した状態になっている。尚、図４（ａ）は基板８の平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。

基板８の端面（せん断面）から露出したガラス繊維１１のバリやケバは、後工程で落下することでダストとなり、不具合を誘発させている。例えば、実装中のはんだに混入し、はんだ印刷を行う際メタルマスクが目詰まりし、はんだ付け不良といった問題を引き起こす。また、組立工程で混入し、コネクタの接点不良になる恐れもある。こういったガラス繊維１１のバリやケバの発生は、基板８の端面からガラス繊維１１が露出していることが原因である。

そこで、実施の形態１では、図３に示すような外形加工を行った後、基板端面に熱を加えて、基板端面から露出しているガラス繊維１１を固着させる。
図５は、外形加工後の基板端面に熱を加える工程を示した図である。この工程は、図示のように、加熱した金型１２を基板８の端面に押し当てるものである。
外形加工においては、図４に示すように、プレス金型によるによる打ちぬきを行う。プレス金型で被加工材６を打ち抜いた後の基板は、図３に示すようにガラス繊維１１が露出した状態になっている。その後、図５に示すように加熱した金型１２を基板８に押し当て、基板端面に熱を加える。基板端面に露出したガラス繊維１１に熱を加え、ガラス繊維１１を一部溶融させ、繊維同士をつなぎ合わせる。ガラス繊維１１を一部溶融させるため、基板８の端面にはガラス繊維１１の軟化点程度の熱を加える。軟化点とは、複数の物質が混在しており、融点が明確に出来ない場合に用いられており、ガラス繊維１１の中の物質のいずれかが融点に達し、溶け始める温度を指す。

ガラス繊維は様々な成分で構成されており、代表例としてＥガラスがある。Ｅガラスは、ＳｉＯ₂：５２〜５６％，Ａｌ₂Ｏ₃：１２〜１６％，ＣａＯ：１５〜２５％，Ｎａ₂Ｏ／Ｋ₂Ｏ：０〜１％，ＭｇＯ：０〜６％，Ｂ₂Ｏ₃：８〜１３％で構成されており、軟化点は約８００℃である。コア材１やプリプレグ３にＥガラスが用いられている場合は、約８００℃程度の熱を基板端面に加える。

ガラス繊維は、Ｅガラスの他にも目的・用途に応じて、Ｃガラス，Ｔガラス，ＡＲガラスなど、さまざまな形態が存在する。基板端面に熱を加える際は、コア材１・プリプレグ３に使用されているガラス繊維の成分・軟化点をそれぞれ確認し、最適な温度を基板端面にかける必要がある。
熱によりガラス繊維同士がつなぎ合わされることで、図６中のガラス繊維の固着部分１１ａに示すように、それぞれ露出したガラス繊維自体を固め、後工程である実装工程や組立工程において、ガラス繊維が落下するのを防ぐ。尚、図６（ａ），（ｂ）は、図４（ａ），（ｂ）と同様に基板８の平面図及びＡ−Ａ線断面図である。

以上のように、実施の形態１の基板の製造方法によれば、ガラス繊維を含む被加工材に対してせん断加工を行い、被加工材から基板を製造する基板の製造方法において、被加工材のせん断後、基板のせん断面に、ガラス繊維の軟化点以上の熱を加える工程を備えたので、基板の外形加工時に発生する基板端面からのダストを抑えることができ、発生したダストの落下により誘発されていた、コネクタ接点不良やはんだ実装不良等の不具合を低減することができる。また、従来のような基板周囲の絶縁層等を必要としないため、内層回路として十分な配線領域を確保することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、ダイで基板を打ち抜いた後、加熱した金型を基板端面に押し当てることでガラス繊維を固着させていたが、実施の形態２では基板の打ち抜きと同時に加熱を行うようにしたものである。
図７は、実施の形態２の基板の製造方法におけるプレス金型の断面図である。
図において、ダイ１３は加熱されたダイである。この加熱温度は、実施の形態１における加熱した金型１２と同様に、ガラス繊維の軟化点程度の温度である。尚、ダイ１３の加熱は、ガスバーナやヒータ、誘導加熱といったどのような加熱方法を用いてもよい。また、ポンチ９については実施の形態１と同様である。

このように構成された実施の形態２の外形加工では、ガラス繊維の軟化点程度まで加熱したダイ１３で被加工材６を打ち抜く。これにより、実施の形態１と同等の効果が得ることができる上、工程数が増えることなく外形加工を実施することができる。

尚、実施の形態１および実施の形態２では、４層貫通基板を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、あらゆる層構成の基板に適用することができる。

以上のように、実施の形態２の基板の製造方法によれば、ガラス繊維を含む被加工材に対してせん断加工を行い、被加工材から基板を製造する基板の製造方法において、被加工材のせん断と同時に、基板のせん断面に、ガラス繊維の軟化点以上の熱を加える工程を備えたので、基板端面に露出したガラス繊維の落下を防ぐことで、金型加工後の基板端面から生じるダスト発生により誘発されていた不具合を低減することができ、かつ、このような効果を外形加工としての工程数を増やすことなく得ることができる。

また、実施の形態２の基板の製造方法によれば、せん断加工は、ダイとポンチで被加工材を打ち抜く外形加工であり、加熱したダイにより外形加工を行うようにしたので、基板への加熱を行うための金型といった特別な構成を必要としないという効果がある。

１コア材、２内層銅箔、３プリプレグ、４外層銅箔、５ソルダレジスト、６被加工材、７不要な部分、８基板、９ポンチ、１０ダイ、１１ガラス繊維、１１ａガラス繊維の固着部分、１２加熱した金型、１３加熱したダイ。

Claims

ガラス繊維を含む被加工材に対してせん断加工を行い、前記被加工材から基板を製造する基板の製造方法において、
前記被加工材のせん断後、前記基板のせん断面に、前記ガラス繊維の軟化点以上の熱を加える工程を備えたことを特徴とする基板の製造方法。
ガラス繊維を含む被加工材に対してせん断加工を行い、前記被加工材から基板を製造する基板の製造方法において、
前記被加工材のせん断と同時に、前記基板のせん断面に、前記ガラス繊維の軟化点以上の熱を加える工程を備えたことを特徴とする基板の製造方法。
せん断加工は、ダイとポンチで被加工材を打ち抜く外形加工であり、
加熱したダイにより前記外形加工を行うことを特徴とする請求項２記載の基板の製造方法。