JP2012119614A - 支持基板、該支持基板の製造方法及び多層配線基板の製造方法 - Google Patents

支持基板、該支持基板の製造方法及び多層配線基板の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】積層される配線層の最下層と最上層間の相対的な位置ずれを最小にすること。
【解決手段】配線層を積層する側の面の周囲部R2に開口部OP1,OP3,OP5が形成され、側端面につながる箇所に外部からの照射光を上記の開口部に指向させる光照射用部材20a,20c,20eが設けられた支持基板10を用意する。次に、この支持基板10の開口部が形成されている側の面に絶縁層34を形成後、該絶縁層上の、周囲部の内側の領域R1に配線層35を形成するとともに、開口部が形成されている位置に対応する領域に複数のアライメントマークM1,M3,M5を形成する。以降の工程において絶縁層にビアホールの形成等を行う際に、上記の光照射用部材を用いて上記の開口部を通過させた光により、上記の複数のアライメントマークのうち対応するアライメントマークを検出し、検出したマークを位置基準として位置合わせを行う。
【選択図】図6

Description

本発明は、多層配線基板を製造する際のベース部材として用いられる支持基板、該支持基板の製造方法及び多層配線基板の製造方法に関する。
多層構造の配線基板を製造する技術として、従来よりビルドアップ法が広く用いられている。この方法は、ベース部材としてのコア基板の両面に、絶縁層(その所要箇所にビアホールが形成されている)と配線層(ビアホールに充填された導体を介して下層/上層の配線層に接続されている)とを交互に形成して積み上げていくものである。
かかる多層配線基板では、層間の電気的接続を考慮して、下層の配線層に対応させて上層の配線層を精度良く位置決めして形成する必要がある。このため、現状の多層配線基板の製造において一般的に行われる方法として、下層の配線層の一部に、次の層の位置合わせのための基準となるマーク(アライメントマーク)を形成している。そして、そのアライメントマークをCCDカメラ等によって撮像し、その撮像データをコンピュータ等に取り込んで画像認識を行い、その認識した画像に基づいて、その配線層上の絶縁層にビアホールを形成したり、次の層の配線層を形成している。
このように現状の技術では、多層配線基板(例えば、L1〜L6の6層)を製造する場合、ビアL12(L1層とL2層を接続するビアホール)の形成時はL1層のマークを位置基準とし、L2層の形成時はビアL12のマークを位置基準とし、ビアL23(L2層とL3層を接続するビアホール)の形成時はL2層のマークを位置基準とし、以降同様にして、L6層の形成時はビアL56(L5層とL6層を接続するビアホール)のマークを位置基準として、それぞれアライメントを行っている。つまり、直前に形成された配線又はビアパターンにより位置基準のマークを形成し、アライメントを行っている。
かかる従来技術に関連する技術として、例えば、下記の特許文献1に記載された多層配線基板の製造方法がある。ここに開示されている方法では、コア基板上及び樹脂絶縁層上にそれぞれ導体層を形成する際に同時に形成される各位置合わせマークに対し、配線基板の外部から光を照射し、その反射光に基づいて検出した位置合わせマークを位置基準として樹脂絶縁層にレーザを照射してビアホールを形成している。
特開2008−270768号公報
多層配線基板の製造において、各配線層(例えば、L1〜L6の6層)の形成時にアライメント公差が無い場合、最下層(L1)に対する最上層(L6)の相対的な位置ずれは発生しない。
しかし、実際にはアライメント公差が存在するため、現状の技術のように各層がそれぞれ異なるマーク(各層の直前に形成された配線又はビアパターン)を位置基準としてアライメントを行う方法では、各層を積層する過程でアライメント公差が累積し、最下層(L1)に対して最上層(L6)は相対的に位置がずれてしまう。特に、積層数が多くなるほど相対的な位置ずれ量が大きくなる可能性がある。
この位置ずれ量が所定値を超えると、以下の不都合が起こり得る。例えば、上下(L1層とL6層との間)で導通がある基板についてその導通試験を行う場合、その上下の端子にプローブを当てて測定を行うことになるが、各端子の相対的な位置は設計によって決まっているので、その設計値に合わせてプロービングが行われる。その際、上記のように位置ずれ量が大きくなると、設計された規定の位置に端子が形成されていないため、導通がとれず不良と判定されてしまう可能性がある。
以上から、積層される配線層の最下層と最上層間の相対的な位置ずれを最小にすることができる多層配線基板の製造方法、該製造方法に用いられる支持基板及びその製造方法を提供することを目的とする。
一観点によれば、支持基板であって、配線層を積層する側の面の周囲部に開口部が形成され、該周囲部の側端面につながる箇所に外部からの照射光を前記開口部に指向させる光照射用部材が設けられた当該支持基板を用意する工程と、前記支持基板の前記開口部が形成されている側の面に第1の絶縁層を形成後、該絶縁層上の、前記周囲部の内側の領域に配線層を形成するとともに、前記開口部が形成されている位置に対応する領域に複数のアライメントマークを形成する第1層形成工程を含み、以降の工程において絶縁層にビアホールを形成する際及び配線層形成用のレジスト層のパターニングを行う際に、前記光照射用部材を用いて前記開口部を通過させた光により、前記複数のアライメントマークのうち対応するアライメントマークを検出し、当該アライメントマークを位置基準として位置合わせを行った上で、前記ビアホールの形成及び前記レジスト層のパターニングを行うことを特徴とする多層配線基板の製造方法が提供される。
他の観点によれば、多層配線基板に用いられる支持基板であって、シート状の絶縁体の両面に導体層が被覆され、前記絶縁体の周囲部の側端面につながる複数の箇所においてそれぞれ当該箇所の異なる複数の位置に、外部からの照射光を入力可能なコネクタに光の進行方向を所定の方向に反射させる光透過部を光学的に結合してなる光照射用部材が封止され、前記導体層の、各光照射用部材の各光透過部で反射される光が通過する位置に対応する部分に、当該光透過部に達する開口部が設けられていることを特徴とする支持基板が提供される。
さらに他の観点によれば、上記の他の観点に係る支持基板の製造方法が提供される。その一形態に係る製造方法は、外部からの照射光を入力可能なコネクタに光の進行方向を所定の方向に反射させる光透過部を光学的に結合してなる光照射用部材を用意する工程と、絶縁性基材の第1の面に第1の導体層が形成されたコア材を用意する工程と、前記絶縁性基材の前記第1の面と反対側の第2の面上でその周囲部の側端面につながる複数の箇所に、それぞれ段差部を形成する工程と、前記各段差部に、それぞれ複数の前記光照射用部材を異なる位置に、かつ、当該光透過部で反射される光の方向が前記第2の面と直交するように実装する工程と、前記光照射用部材が実装されたコア材に、一方の面に第2の導体層が形成された絶縁材を、該第2の導体層を外側にして当該光照射用部材を封止するよう接着する工程と、前記第1の導体層又は第2の導体層の、前記各光照射用部材の各光透過部で反射される光が通過する位置に対応する部分に、当該光透過部に達するよう開口部を形成する工程とを含む。
また、他の形態に係る支持基板の製造方法は、外部からの照射光を入力可能なコネクタに光の進行方向を所定の方向に反射させる光透過部を光学的に結合してなる光照射用部材を用意する工程と、絶縁性基材の両面に、その周囲部を除いて第1の導体層が形成された支持体コア部を用意する工程と、前記絶縁性基材の一方の面上でその周囲部の側端面につながる複数の箇所に、それぞれ段差部を形成する工程と、前記各段差部に、それぞれ複数の前記光照射用部材を異なる位置に、かつ、当該光透過部で反射される光の方向が前記一方の面と直交するように実装する工程と、前記光照射用部材が実装された支持体コア部の両面に、前記第1の導体層よりも大きい第2の導体層を接着して、当該光照射用部材を封止する工程と、少なくとも一方の面側の前記第2の導体層の、前記各光照射用部材の各光透過部で反射される光が通過する位置に対応する部分に、当該光透過部に達するよう開口部を形成する工程とを含む。
上記の一観点に係る多層配線基板の製造方法によれば、特定の構造を有した支持基板を使用し、この支持基板の開口部が形成されている側の面に配線層(L1、L2、L3、……)を積層する際に、最下層の第1層(L1)に形成された複数のアライメントマークを用いて、第2層以降(L2、L3、……)のアライメントを行っている。つまり、各配線層を積層する際の位置基準となるアライメントマークが全て同じ層(L1)に形成されており、この最下層(L1)上に積層される各配線層(L2、L3、……)は、最下層(L1)に形成された対応するアライメントマークを位置基準としてアライメントすることができる。
これにより、各配線層を積層する際に発生するアライメント公差は、現状の技術のように各層を積層する過程で累積されたアライメント公差(ずれ)ではなく、各配線層の最下層に対する1層分のずれとなる。その結果、最下層と最上層間の相対的な位置ずれを最小にすることができる。
第1の実施形態に係る多層配線基板製造用のコア基板(支持基板)を示す図であって、(a)はコア基板の全体構成を示す概略平面図、(b)は(a)におけるBの部分の拡大平面図、(c)及び(d)はそれぞれ(b)においてC−C線及びD−D線に沿って見たときの断面図である。 図1のコア基板に組み込まれた光照射用部材の使用態様を示す図であって、(a)は光照射ユニットを接続(光結合)する場合の断面図、(b)は防護用キャップを装着する場合の断面図である。 図1のコア基板の製造方法の一例(その1)を示す断面図である。 図1のコア基板の製造方法の一例(その2)を示す断面図である。 図1のコア基板を用いて多層配線基板を製造する方法の一例(その1)を示す断面図である。 図1のコア基板を用いて多層配線基板を製造する方法の一例(その2)を示す断面図である。 図1のコア基板を用いて多層配線基板を製造する方法の一例(その3)を示す断面図である。 図1のコア基板を用いて多層配線基板を製造する方法の一例(その4)を示す断面図である。 第2の実施形態に係る多層配線基板製造用の仮基板(支持基板)の製造方法の一例(その1)を示す断面図である。 第2の実施形態に係る多層配線基板製造用の仮基板(支持基板)の製造方法の一例(その2)を示す断面図である。 第3の実施形態に係る支持基板を説明するための図であって、(a)はその支持基板に設けられる開口部と光照射用部材との位置関係を示す平面図、(b)はその開口部とアライメントマークとの位置関係を示す平面図である。
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
(第1の実施形態…図1〜図8参照)
図1は第1の実施形態に係る多層配線基板製造用の支持基板(コア基板)10の構成を示したものである。図中、(a)はコア基板10の全体構成を示す概略平面図、(b)は(a)におけるBの部分の拡大平面図、(c)及び(d)はそれぞれ(b)においてC−C線及びD−D線に沿って見たときの断面図である。
本実施形態に係るコア基板10は、その両面にビルドアップ層(樹脂絶縁層、配線層)を積層して多層配線基板を製造する際のベース部材として用いられる。コア基板10は、図1(a)に示すように平面視したときに矩形状を呈しており、最終的に製品(多層配線基板)として切り出される領域(破線で囲まれた配線形成領域R1)と、この配線形成領域R1を囲む周囲部R2とを有している。周囲部R2は、最終的にダイシング等により切断されて除去される。
コア基板10の周囲部R2の複数の箇所(図1(a)の例では基板の四隅)には、それぞれ複数個(図示の例では6個)の開口部OP1〜OP6が設けられている。本実施形態では、コア基板10の両面にそれぞれ4層(積層する順に下からL1、L2、L3、L4とする)の配線層を積層する場合を想定している。コア基板10の四隅に配置された6個の開口部OP1〜OP6(図1(b)参照)のうち、図示の例では上から順に1番目、3番目、5番目の3個の開口部OP1、OP3、OP5は、コア基板10の上面側に積層される最下層の配線層(L1)を除いた残りの配線層(L2〜L4)の数に対応させて配置されている。同様に、図1(b)において上から順に2番目、4番目、6番目の3個の開口部OP2、OP4、OP6は、コア基板10の下面側に積層される最下層の配線層(L1)を除いた残りの配線層(L2〜L4)の数に対応させて配置されている。
本実施形態では、これら複数個の開口部OP1〜OP6をそれぞれコア基板10の四隅に配置しているが、配置する箇所の数はこれに限定されないことはもちろんである。基板の大きさにもよるが、少なくとも3箇所に配置されていれば十分である。
コア基板10は、図1(c)及び(d)に示すように、シート状の絶縁体11の両面にそれぞれ導体層12a,12bが被覆された構造を有している。このコア基板10の周囲部R2の側端面10Sにつながる絶縁体11の部分には空間が設けられており、この空間に、コア基板10の四隅にそれぞれ設けられた複数個の開口部OP1〜OP6の位置に対応させて複数個の光照射用部材20a〜20fが配置されている。つまり、各光照射用部材20a〜20fは、コア基板10の絶縁体11に組み込まれる形で封止されている。
各光照射用部材20a〜20fは、外部からの照射光を入力可能なコネクタ21と、このコネクタ21を通して入射された光を透過させる光透過部22とが光学的に結合された構造を有している。光透過部22は、コネクタ21に結合されている側と反対側の端面が空気層15と接しており、この境界面は、コネクタ21を通して入射された光の進行方向を所定の方向(対応する開口部OP1〜OP6が位置する方向)に反射させる反射面22Rとして機能する。このため、反射面22Rは、断面視したときにテーパ状に(例えば、光透過部22内を進行する光の方向に対して45度の傾斜角で)形成されている。
コア基板10を構成する絶縁体11の材料としては、例えば、ガラスクロス(織布)、ガラス不織布、アラミド繊維等にエポキシ系樹脂等を含浸させて構成したものが好適に使用される。また、絶縁体11の両面に被覆される導体層12a,12bには、代表的に銅箔が使用される。光照射用部材20a〜20fを構成する光透過部22の材料としては、ガラス、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等が用いられ、特に、加工のし易さ、入手のし易さ、コスト面等の点でアクリル系樹脂が好適である。また、光透過部22に結合されるコネクタ21の材料としては、アクリル系樹脂やフェノール樹脂、ガラスクロスにエポキシ系樹脂等を含浸させたものが好適に使用される。
また、光照射用部材20a〜20fを構成する光透過部22のサイズは、例えば、その高さ(厚さ)Hが200〜500μm程度に選定され、反射面22Rの部分の長さD及び幅Wがそれぞれ0.5〜3mm程度に選定されている。各開口部OP1〜OP6の径は、対応する光照射用部材20a〜20fの光透過部22の反射面22Rのサイズ(0.5〜3mm×0.5〜3mm)に合わせて最大3mm以下に選定されている。
また、各開口部OP1〜OP6を平面視したときの形状は、図1(b)の例では円形であるが、必ずしも円形である必要はない。要は、光透過部22の反射面22Rで反射された光が通過できる程度の大きさを有していれば十分であり、四角形や楕円等の他の形状でもよい。
図2はコア基板10に組み込まれた光照射用部材20a〜20fの使用態様を示したものである。図2において、(a)は各光照射用部材(図示の例ではコア基板10の上面側に光を指向させるよう配置された光照射用部材20a,20c,20e)に光照射ユニット23を接続(光結合)する場合の様子を断面図の形態で示している。図2において矢印で示すように、光照射ユニット23に設けられたLED等の発光素子23aから出射された光は、光照射用部材20a(20c,20e)のコネクタ21に入射され、光透過部22内を進行して反射面22Rで反射され、対応する開口部OP1(OP3,OP5)を通過する。光照射ユニット23は、後述するようにコア基板10上に配線層を積層する工程においてマスクの位置合わせ等を行う際に使用される。
一方、図2(b)は各光照射用部材(図示の例では光照射用部材20a,20c,20e)に防護用のキャップ24を装着する場合の様子を断面図の形態で示している。このキャップ24は、後述するように積層工程において使用されるめっき液、エッチング液等の侵入を防ぐためのものである。基本的には、光照射ユニット23を使用していない時にキャップ24を装着している。
次に、図1のコア基板10を製造する方法について、その一例を示す図3及び図4を参照しながら説明する。
先ず、コア基板10に組み込まれる所要個数の光照射用部材20a〜20fを用意しておく。各光照射用部材20a〜20fは、上述したように外部からの照射光を入力可能なコネクタ21に、このコネクタ21を通して入射された光の進行方向を所定の方向に反射させる反射面22Rを備えた光透過部22を光学的に結合して構成される。光透過部22の材料としてはアクリル系樹脂やガラス等が用いられ、コネクタ21の材料としてはアクリル系樹脂やガラス−エポキシ樹脂等が用いられる。光透過部22の高さ(厚さ)は、例えば、200μm程度に選定される。
このようにして所要個数の光照射用部材20a〜20fを用意した状態で、最初の工程では(図3(a)参照)、シート状の絶縁性基材11aの一方の面(図示の例では下側の面:第1の面S1)に銅箔12aが貼着されたコア材10Aを用意する。コア材10Aの厚さは、200〜800μmの範囲内(例えば、300μm程度)に選定する。絶縁性基材11aの材料としては、例えば、ガラスクロスにエポキシ系樹脂を含浸させたものが用いられる。
次の工程では(図3(b)参照)、絶縁性基材11aの第1の面S1と反対側の面(図示の例では上側の面:第2の面S2)上でその周囲部R2の側端面につながる部分に、段差部SPを形成する。この段差部SP(絶縁性基材11aの薄く形成された部分)は、コア材10Aの四隅(図1のコア基板10の四隅に相当)にそれぞれ形成される。各段差部SPは、例えば、サンドブラストやウエットブラスト、ルータ加工等により形成することができる。
次の工程では(図3(c)参照)、その四隅に段差部SPが形成されたコア材10Bに対し、各段差部SPに、それぞれ複数個の光照射用部材20a〜20fを異なる位置に、かつ、当該光透過部22(反射面22R)で反射される光の方向が第2の面S2(又は第1の面S1)と直交するように実装する。
具体的には、6個の光照射用部材20a〜20fのうち、最終的にコア基板10の上面側に積層される配線層用の3個の光照射用部材20a,20c,20eについては、当該光透過部22(反射面22R)で反射される光が第2の面S2側に指向するよう実装し、残りの3個の光照射用部材20b,20d,20fについては、当該光透過部22(反射面22R)で反射される光が第1の面S1側に指向するよう実装する。
各光照射用部材20a〜20fの実装は、例えば、絶縁性基材11aの対応する箇所に接着剤を適量塗布し、この接着剤を介して光透過部22を固着することにより、行うことができる。
次の工程では(図4(a)参照)、光照射用部材20a〜20fが実装されたコア材10Bに対し、一方の面に銅箔12bが貼着されたシート状の絶縁材11bを、銅箔12bを外側にして当該光照射用部材を封止するように接着する。絶縁材11bの材料には、絶縁性基材11aと同様のガラス−エポキシ樹脂等が用いられる。この工程により、各光照射用部材20a〜20fは、絶縁体11(絶縁性基材11a及び絶縁材11b)に組み込まれる形で封止される。
最後の工程では(図4(b)参照)、絶縁体11の両面の各導体層(銅箔12a,12b)の、それぞれ光照射用部材20a〜20fの各光透過部22(反射面22R)で反射される光が通過する位置に対応する部分に、当該光透過部22に達するよう開口部OP1〜OP6を形成する。
具体的には、6個の光照射用部材20a〜20fのうち、最終的にコア基板10の上面側に積層される配線層用の3個の光照射用部材20a,20c,20eについては、上面側の銅箔12bの、当該光透過部22(反射面22R)で反射される光が通過する位置に対応する部分に、当該光透過部に達するように開口部OP1,OP3,OP5を形成し、残りの3個の光照射用部材20b,20d,20fについては、下面側の銅箔12aの、当該光透過部22(反射面22R)で反射される光が通過する位置に対応する部分に、当該光透過部に達するように開口部OP2,OP4,OP6を形成する。
各開口部OP1〜OP6は、例えば、銅箔12a,12bの対応する箇所の部分をウエットエッチングにより除去し、そのエッチング後に露出している絶縁体11の部分を、開口された各銅箔12a,12bをマスクにしてサンドブラスト等により除去することにより、形成することができる。
以上の工程により、目的とするコア基板(支持基板)10が製造されたことになる。
次に、本実施形態のコア基板10を用いて多層配線基板を製造する方法について、その一例を示す図5〜図8を参照しながら説明する。
先ず、ベース部材となるコア基板10を用意する(図5(a)参照)。
次に(図5(b)参照)、コア基板10の両面の配線形成領域R1に所要パターンの導体層31を形成する。この導体層31は、コア基板10の上下間を電気的に接続するよう形成される。
具体的には、コア基板10の所要の箇所に、炭酸ガスレーザ、YAGレーザまたはドリルを用いて穴あけ加工を行い、コア基板10を厚さ方向に貫通するスルーホールを形成する。次に、無電解銅(Cu)めっき及び電解Cuめっきを行うことでめっきスルーホール32を形成し、そのめっきスルーホール内に絶縁材(導電材でも可)33を充填し熱硬化させる。
さらに、基板両面の銅箔12a,12b上と、スルーホールから露出する絶縁材33の両端面上に、無電解Cuめっきと電解Cuめっきを施し、めっき層を積層する。この後、基板両面のめっき層上に所要パターンのエッチングレジストを形成し、めっき層と銅箔12a,12bをエッチングで除去する。これにより、コア基板10の配線形成領域R1において所要パターンの導体層31が形成される。
この工程では、めっき液やエッチング液等が使用されるので、コア基板10内にめっき液等が侵入するのを防ぐためにキャップ24が装着されている。
次の工程では(図5(c)参照)、コア基板10の両面に、それぞれ1層目の絶縁層34を形成する。この絶縁層34の材料には、光透過性を有する樹脂材、例えば、エポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等が用いられる。例えば、エポキシ系樹脂フィルムをコア基板10の両面にラミネートし、この樹脂フィルムをプレスしながら130〜150℃の温度で熱処理して硬化させることにより、樹脂層(絶縁層34)を形成することができる。
このとき、加熱の際に溶融した樹脂がコア基板10の開口部OP1(OP3,OP5)に充填されるが、当該開口部の径が比較的大きいため、当該開口部への樹脂の充填による絶縁層34の厚さにばらつきは殆ど生じない。つまり、絶縁層34の上面の平坦度が維持される。
次の工程では(図6参照)、第1層(L1)を形成する。すなわち、図6(a)に示すように、コア基板10の両面に形成された絶縁層34上の、配線形成領域R1に対応する部分に所要パターンの配線層35を形成するとともに、周囲部R2において複数の開口部(図示の例では開口部OP1,OP3,OP5)が形成されている位置に対応する部分に複数のアライメントマーク(図示の例ではアライメントマークM1,M3,M5)を形成する。各アライメントマークM1,M3,M5は、それぞれ対応する開口部OP1,OP3,OP5の上方の位置に形成される。
図6(a)の例では図示を省略しているが、コア基板10の下面側にも、周囲部R2において複数の開口部(図1の開口部OP2,OP4,OP6)が形成されている位置に対応する部分に複数のアライメントマークが形成される。これら各アライメントマークは、それぞれ対応する開口部OP2,OP4,OP6の下方の位置に形成される。
また、各アライメントマークM1,M3,M5は、図6(b)の平面図(図6(a)においてA−A線に沿って基板上面から見た図)に示すように、対応する開口部OP1,OP3,OP5の径(最大3mm程度)よりも小さい径で形成されている。これは、開口部OP1(OP3,OP5)を透過した光によってアライメントマークM1(M3,M5)の全体が照射されるようにすることで、当該マークを撮像して得られる画像の認識に基づいた位置検出の精度を高めるためである。図示の例では、各アライメントマークM1,M3,M5は、リング状の抜きパターンとなっている。しかし、アライメントマークの形状がこれに限定されないことはもちろんである。
この第1層(LI)に形成された複数のアライメントマークM1,M3,M5は、後述するようにそれぞれ第2層(L2)、第3層(L3)、第4層(L4)を形成する際の位置基準として用いられる。
次の工程では(図7(a)参照)、コア基板10の両面の、配線層35及び複数のアライメントマーク(図示の例ではアライメントマークM1,M3,M5)を含む第1層(L1)上及び絶縁層34上に、図5(c)の工程で行った処理と同様にして2層目の絶縁層36を形成後、各絶縁層36の所要の箇所に形成すべきビアホールの位置合わせ用のアライメントマークM1(M3,M5)を検出する。
具体的には、コア基板10の側端面に設けた各光照射用部材20a〜20fのうち、第2層(L2)形成用の光照射用部材20aのコネクタ21を介して、光照射ユニット23からの照射光を入力し、このコネクタ21に結合された光透過部22(反射面22R)で反射された光を、対応する開口部OP1を通過させて対応するアライメントマークM1を照射する。このとき、各絶縁層34,36の厚さは、例えば10〜30μm程度であるため、光透過部22で反射された光は絶縁層34,36を透過し、アライメントマークM1は外部に照らし出される。そして、その照らし出されたアライメントマークM1を、CCDカメラ等の撮像手段(図示せず)によって撮像し、その撮像データをコンピュータ(図示せず)に取り込んで画像認識を行うことで、アライメントマークM1を検出することができる。
次の工程では(図7(b)参照)、その検出されたアライメントマークM1を位置基準として用いて、上記コンピュータからの制御に基づきレーザ照射装置(図示せず)の位置合わせを行った上で、絶縁層36にレーザ(炭酸ガスレーザ、YAGレーザ等)を照射して下層の配線層35に達するビアホールVHを形成する。
本工程ではレーザによりビアホールVHを形成しているが、絶縁層36が感光性樹脂を用いて形成されている場合には、フォトリソグラフィによりビアホールVHを形成することも可能である。この場合には、上記コンピュータからの制御に基づき露光装置においてL2形成用のマスクの位置合わせを行った上で、露光及び現像を行う。
次の工程では(図8(a)参照)、ビアホールVHが形成された各絶縁層36上に、所要パターンのめっきレジスト(レジスト層37)を形成する。
具体的には、先ず、無電解Cuめっきやスパッタリング等により、ビアホールVHの内部を含めて絶縁層36上に銅(Cu)のシード層(図示せず)を形成する。そして、ドライフィルムレジストを全面にラミネートした後、図7(a)の工程で行った処理と同様にして、L2形成用のアライメントマークM1を検出する。このとき、レジスト層37の厚さは、各絶縁層34,36と同様に10〜30μm程度であるため、光透過部22で反射された光は絶縁層34,36及びレジスト層37を透過し、アライメントマークM1は外部に照らし出される。この照らし出されたアライメントマークM1を撮像手段によって撮像し、その撮像データをコンピュータにおいて画像認識することで、アライメントマークM1を確実に検出することができる。
このようにして検出されたアライメントマークM1を位置基準として用いて、上記コンピュータからの制御に基づき露光装置(図示せず)においてL2形成用のマスクの位置合わせを行った上で、露光及び現像を行う。これにより、所要パターンのレジスト層37が形成される。
次の工程では(図8(b)参照)、このレジスト層37の開口部から露出しているシード層(図示せず)上に、このシード層を給電層として利用した電解Cuめっきにより、導体層(Cu)を形成する。さらに、レジスト層37を除去した後、導体層(Cu)をマスクにして、露光しているシード層をエッチングすることで、第2層(L2)の配線層38が形成される。この配線層38は、ビアホールVH内のシード層(図示せず)を介して下層の配線層35に接続されている。
以降、特に図示はしていないが、上記の処理と同様にして、第1層(L1)に設けたアライメントマークM3,M5を位置基準として用いて、第3層(L3)、第4層(L4)を形成することができる。
さらに、最外層の配線層(この場合、第4層の配線層)を覆ってソルダレジスト層を形成した後、このソルダレジスト層から露出しているパッドの部分に適当な表面処理(Ni/Auめっき、Ni/Pd/Auめっき等)を施し、最後に、周囲部R2(図1参照)をダイシング等により切断除去することで、多層配線基板が得られる。
以上説明したように、第1の実施形態に係る多層配線基板の製造方法によれば、特定の構造を有したコア基板10(配線層を積層する側の面の周囲部R2に開口部OP1〜OP6が形成され、周囲部R2の側端面10Sにつながる箇所に、外部からの照射光を当該開口部に指向させる光照射用部材20a〜20fが設けられた支持基板)を使用している。そして、このコア基板10の両面に各配線層(L1〜L4)を積層する際に、最下層の第1層(L1)に形成された複数のアライメントマークM1,M3,M5を用いて、第2層以降の各配線層(L2〜L4)のアライメントを行っている。つまり、各配線層(L2〜L4)を積層する際の位置基準となるアライメントマークM1,M3,M5が全て同じ配線層(L1)に形成されており、この最下層(L1)上に積層される各配線層(L2〜L4)は、最下層(L1)に形成された対応するアライメントマークM1,M3,M5をそれぞれ位置基準としてアライメントされている。
これにより、各配線層を積層する際に発生するアライメント公差は、現状の技術のように各層を積層する過程で累積されたアライメント公差(ずれ)ではなく、各配線層の最下層に対する1層分のずれとなる。その結果、最下層と最上層間の相対的な位置ずれを最小にすることが可能となる。
(第2の実施形態…図9、図10参照)
上述した第1の実施形態では、図3及び図4に例示した方法によって製造されたコア基板(支持基板)10を多層配線基板の製造(図5〜図8)に利用した場合を例にとって説明したが、本発明の要旨からも明らかなように、多層配線基板のベース部材となる支持基板がコア基板に限定されないことはもちろんである。例えば、コア基板を除去した構造の多層配線基板(「コアレス基板」ともいう。)を製造する際のベース部材(支持体)として用いられる仮基板であってもよい。
図9及び図10はその場合の実施形態を示したものであり、多層配線基板製造用の仮基板の製造方法の一例を示している。図9及び図10に示す製造工程は、基本的には第1の実施形態に係る製造工程(図3及び図4)と同じである。
先ず最初の工程では(図9(a)参照)、シート状の絶縁性基材41の両面(下側の面を第1の面S1、上側の面を第2の面S2とする)にそれぞれ銅箔42a,42bが貼着された支持体コア部40Aを用意する。各銅箔42a,42bは、絶縁性基材41上で配線形成領域R1よりわずかに大きいエリアに対応する部分に貼着されている。つまり、絶縁性基材41の周囲部R2にほぼ相当する部分は両面とも露出している。
絶縁性基材41の厚さは300μm程度に選定されている。絶縁性基材41の材料としては、例えば、プリプレグ(ガラスクロス等にエポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させ、半硬化のBステージ状態にした接着シート)が用いられる。このプリプレグを重ね、銅箔42a,42bとともに加熱及び加圧することにより、所要の支持体コア部40Aが得られる。
次の工程では(図9(b)参照)、図3(b)の工程で行った処理と同様にして、絶縁性基材41の第2の面S2上でその周囲部R2の側端面につながる複数の箇所(図1のコア基板10の四隅に相当)に、それぞれ段差部SP(絶縁性基材41の薄く形成された部分)を形成する。
次の工程では(図9(c)参照)、図3(c)の工程で行った処理と同様にして、その四隅に段差部SPが形成された支持体コア部40Bに対し、各段差部SPに、それぞれ複数個の光照射用部材20a〜20fを異なる位置に、かつ、当該光透過部22(反射面22R)で反射される光の方向が第2の面S2(又は第1の面S1)と直交するように実装する。
次の工程では(図10(a)参照)、光照射用部材20a〜20fが実装された支持体コア部40Bに対し、両面からそれぞれ接着剤44を介して銅箔43a,43bを貼着する。各銅箔43a,43bの大きさは、絶縁性基材41の両面に貼着された銅箔42a,42bの大きさよりも大きく選定されている。また、銅箔43a,43b上に塗布される接着剤44の塗布エリアは、絶縁性基材41上で銅箔42a,42bが貼着されていない部分(露出している部分)のエリアを十分にカバーする程度の大きさに選定されている。つまり、銅箔43a,43bの周縁部が、接着剤44を介して絶縁性基材41の周縁部に貼着される。この工程により、各光照射用部材20a〜20fは、絶縁体(絶縁性基材41)に組み込まれる形で封止される。
最後の工程では(図10(b)参照)、図4(b)の工程で行った処理と同様にして、絶縁体41の両面の最外層の各導体層(銅箔43a,43b)の、それぞれ光照射用部材20a〜20fの各光透過部22(反射面22R)で反射される光が通過する位置に対応する部分に、当該光透過部22に達するように開口部OP1〜OP6を形成する。
以上の工程により、目的とする仮基板(支持基板)40が製造されたことになる。
かかる仮基板40は、上述したようにコアレス基板を製造する際のベース部材として用いられる。かかるコアレス基板を製造する方法についてはその詳細は省略するが、基本的なプロセスは、支持体としての仮基板上にパッド(外部端子)を形成後、該パッド及び仮基板上にビルドアップ層(樹脂絶縁層、配線層)を順次形成し、最終的に仮基板を除去するものである。
仮基板の除去は、その両面に多層配線層が積層された構造体の内側銅箔(図10(b)の銅箔42a,42b)の周縁に対応する部分を切断し、内側銅箔と密着状態にあった外側銅箔(図10(b)の銅箔43a,43b)から分離することにより、行われる。このとき、分割された2枚の多層配線層中間体にはそれぞれ外側銅箔が付着しているので、これら外側銅箔をエッチング等により除去することで2枚のコアレス基板が得られる。
コアレス基板を製造する詳細なプロセスについては、例えば、本願の出願人が以前に提案した「配線基板の製造方法及び電子部品実装構造体の製造方法」(特開2007−158174号公報)を参照されたい。
この第2の実施形態においても、上述した第1の実施形態に係るコア基板(支持基板)10と同様の特定の構造を有した仮基板(支持基板)40を使用しているので、この仮基板40の両面に各配線層(L1〜L4)を積層する際に、最下層の第1層(L1)に形成された対応するアライメントマークをそれぞれ位置基準として用いて第2層以降の各配線層のアライメントを行うことができる。
これにより、第1の実施形態の場合と同様に、各配線層を積層する際に発生するアライメント公差は、それぞれの最下層に対する1層分のずれとなる。その結果、最下層と最上層間の相対的な位置ずれを最小にすることができる。
(第3の実施形態…図11参照)
上述した第1、第2の各実施形態では、支持基板(コア基板10、仮基板40)に組み込まれる光照射用部材20a〜20fの数(すなわち、支持基板に積層される配線層(最下層の配線層を除く)の数)に対応させて複数箇所に開口部OP1〜OP6を設けているが、設けるべき開口部は必ずしも複数箇所に分離している必要はない。要は、各光照射用部材20a〜20fの各光透過部22で反射された光によってそれぞれ対応するアライメントマーク(図6の例示では、アライメントマークM1,M3,M5)の全体を照射できれば十分である。例えば、各光照射用部材の各光透過部で反射される光が通過する位置に対応する部分を包含する大きさで1箇所に開口部を設けてもよい。
図11はその場合の一実施形態を示している。図11において、(a)は図1(b)に対応した平面図であり、支持基板50に設けられる開口部OPAと光照射用部材20a,20c,20eとの位置関係を示している。また、図11(b)は図6(b)に対応した平面図であり、その開口部OPAと対応するアライメントマークM1,M3,M5との位置関係を示している。
図11(a)に示すように、開口部OPAは、支持基板50(コア基板、仮基板のいずれも可)の上面側で、各光照射用部材20a,20c,20eの各光透過部22の反射面22R(図1(c)参照)で反射される光が通過する位置に対応する部分を包含するように1箇所に設けられている。図示の例では、開口部OPAは長円形状に形成されている。また、図11(a)では図示を省略しているが、支持基板50の下面側にも同様に、各光照射用部材20b,20d,20fの各光透過部22の反射面22R(図1(d)参照)で反射される光が通過する位置に対応する部分を包含する大きさで1箇所に開口部が設けられている。
長円形状の開口部OPAは、図11(b)に示すように各アライメントマークM1,M3,M5のサイズよりも大きいサイズで、すなわち、各アライメントマークM1,M3,M5を包含する大きさで形成されている。
上述した各実施形態では、支持基板の両面にそれぞれ配線層を積層しているが、必ずしも両面に積層する必要はなく、片面にのみ配線層を積層するようにしてもよい。この場合には、支持基板の所定の箇所(図1の周囲部R2)に設けるべき開口部は、配線層を積層する側の面にのみ設けられる。
例えば、図1の構成を参照すると、コア基板10の上面側にのみ配線層を積層する場合には、開口部OP2,OP4,OP6の形成が省略され(最下層を含んで4層を形成する場合)、あるいは、開口部OP1,OP3,OP5と共に開口部OP2,OP4,OP6も基板の上面側に形成される(最下層を含んで7層を形成する場合)。4層を形成する場合、開口部OP2,OP4,OP6に対応する光照射用部材20b,20d,20fは不要である。また、7層を形成する場合、開口部OP2,OP4,OP6に対応する光照射用部材20b,20d,20fも、それぞれの光透過部22で反射される光が上面側に指向するように配置される(つまり、光照射用部材20b,20d,20fの配置を上下反転させる)。コア基板10の下面側にのみ配線層を積層する場合にも、同様の設計変更が行われる。
また、図5〜図8に示した実施形態では、支持基板(コア基板10)を、半導体パッケージとして用いる多層配線基板の製造に使用した場合を例にとって説明したが、支持基板を使用する配線基板の形態がこれに限定されないことはもちろんである。例えば、配線基板の絶縁層中に半導体素子等の電子部品を内蔵させた電子部品内蔵基板の製造にも同様に適用することが可能である。
10,40,50…支持基板(コア基板、仮基板)、
11(11a,11b),41…絶縁体(絶縁性基材、絶縁材)、
12a,12b,42a,42b,43a,43b…導体層(銅箔)、
20a〜20f…光照射用部材、
21…コネクタ、
22…光透過部、
23…光照射ユニット、
24…防護用キャップ、
M1,M3,M5…アライメントマーク、
OP1〜OP6,OPA…開口部、
R1…配線形成領域、
R2…周囲部、
SP…段差部。

Claims (10)

  1. 支持基板であって、配線層を積層する側の面の周囲部に開口部が形成され、該周囲部の側端面につながる箇所に外部からの照射光を前記開口部に指向させる光照射用部材が設けられた当該支持基板を用意する工程と、
    前記支持基板の前記開口部が形成されている側の面に第1の絶縁層を形成後、該絶縁層上の、前記周囲部の内側の領域に配線層を形成するとともに、前記開口部が形成されている位置に対応する領域に複数のアライメントマークを形成する第1層形成工程を含み、
    以降の工程において絶縁層にビアホールを形成する際及び配線層形成用のレジスト層のパターニングを行う際に、前記光照射用部材を用いて前記開口部を通過させた光により、前記複数のアライメントマークのうち対応するアライメントマークを検出し、当該アライメントマークを位置基準として位置合わせを行った上で、前記ビアホールの形成及び前記レジスト層のパターニングを行うことを特徴とする多層配線基板の製造方法。
  2. 前記第1層形成工程において前記複数のアライメントマークを形成する際に、各アライメントマークを前記開口部の大きさよりも小さい大きさで形成することを特徴とする請求項1に記載の多層配線基板の製造方法。
  3. 前記第1層形成工程後、前記第1層を覆う第2の絶縁層を形成する工程と、
    前記光照射用部材を用いて検出された当該アライメントマークを位置基準として所要の位置合わせを行った上で、前記第2の絶縁層にレーザを照射して前記第1層の配線層に達するビアホールを形成する工程と、
    前記ビアホールが形成された第2の絶縁層上にレジスト層を形成後、前記光照射用部材を用いて検出された当該アライメントマークを位置基準として所要の位置合わせを行った上で、露光及び現像を行って前記レジスト層のパターニングを行う工程と、
    パターニングされたレジスト層をマスクにして、前記第1層の配線層に前記ビアホールを介して接続される配線層を形成する第2層形成工程と、
    前記レジスト層を除去後、前記第2の絶縁層の形成、前記ビアホールの形成、前記レジスト層のパターニング及び前記第2層形成工程と同様の処理を繰り返す工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の多層配線基板の製造方法。
  4. 多層配線基板に用いられる支持基板であって、
    シート状の絶縁体の両面に導体層が被覆され、
    前記絶縁体の周囲部の側端面につながる複数の箇所においてそれぞれ当該箇所の異なる複数の位置に、外部からの照射光を入力可能なコネクタに光の進行方向を所定の方向に反射させる光透過部を光学的に結合してなる光照射用部材が封止され、
    前記導体層の、各光照射用部材の各光透過部で反射される光が通過する位置に対応する部分に、当該光透過部に達する開口部が設けられていることを特徴とする支持基板。
  5. 前記開口部は、前記支持基板上に積層される最下層の配線層を除いた残りの配線層の数に対応させて複数箇所に設けられていることを特徴とする請求項4に記載の支持基板。
  6. 前記開口部は、前記導体層の、各光照射用部材の各光透過部で反射される光が通過する位置に対応する部分を包含する大きさで1箇所に設けられていることを特徴とする請求項4に記載の支持基板。
  7. 請求項4に記載の支持基板を製造する方法であって、
    外部からの照射光を入力可能なコネクタに光の進行方向を所定の方向に反射させる光透過部を光学的に結合してなる光照射用部材を用意する工程と、
    絶縁性基材の第1の面に第1の導体層が形成されたコア材を用意する工程と、
    前記絶縁性基材の前記第1の面と反対側の第2の面上でその周囲部の側端面につながる複数の箇所に、それぞれ段差部を形成する工程と、
    前記各段差部に、それぞれ複数の前記光照射用部材を異なる位置に、かつ、当該光透過部で反射される光の方向が前記第2の面と直交するように実装する工程と、
    前記光照射用部材が実装されたコア材に、一方の面に第2の導体層が形成された絶縁材を、該第2の導体層を外側にして当該光照射用部材を封止するよう接着する工程と、
    前記第1の導体層又は第2の導体層の、前記各光照射用部材の各光透過部で反射される光が通過する位置に対応する部分に、当該光透過部に達するよう開口部を形成する工程とを含むことを特徴とする支持基板の製造方法。
  8. 前記各段差部に複数の前記光照射用部材を実装する工程において、第1群の光照射用部材については、当該光透過部で反射される光が前記第1の面側に指向するよう実装し、残りの第2群の光照射用部材については、当該光透過部で反射される光が前記第2の面側に指向するよう実装し、
    前記開口部を形成する工程において、前記第1群の光照射用部材については、前記第1の導体層の、当該光透過部で反射される光が通過する位置に対応する部分に、当該光透過部に達するよう開口部を形成し、前記第2群の光照射用部材については、前記第2の導体層の、当該光透過部で反射される光が通過する位置に対応する部分に、当該光透過部に達するよう開口部を形成することを特徴とする請求項7に記載の支持基板の製造方法。
  9. 請求項4に記載の支持基板を製造する方法であって、
    外部からの照射光を入力可能なコネクタに光の進行方向を所定の方向に反射させる光透過部を光学的に結合してなる光照射用部材を用意する工程と、
    絶縁性基材の両面に、その周囲部を除いて第1の導体層が形成された支持体コア部を用意する工程と、
    前記絶縁性基材の一方の面上でその周囲部の側端面につながる複数の箇所に、それぞれ段差部を形成する工程と、
    前記各段差部に、それぞれ複数の前記光照射用部材を異なる位置に、かつ、当該光透過部で反射される光の方向が前記一方の面と直交するように実装する工程と、
    前記光照射用部材が実装された支持体コア部の両面に、前記第1の導体層よりも大きい第2の導体層を接着して、当該光照射用部材を封止する工程と、
    少なくとも一方の面側の前記第2の導体層の、前記各光照射用部材の各光透過部で反射される光が通過する位置に対応する部分に、当該光透過部に達するよう開口部を形成する工程とを含むことを特徴とする支持基板の製造方法。
  10. 前記各段差部に複数の前記光照射用部材を実装する工程において、第1群の光照射用部材については、当該光透過部で反射される光が前記一方の面側に指向するよう実装し、残りの第2群の光照射用部材については、当該光透過部で反射される光が前記一方の面と反対の面側に指向するよう実装し、
    前記開口部を形成する工程において、前記第1群の光照射用部材については、一方の面側の前記第2の導体層の、当該光透過部で反射される光が通過する位置に対応する部分に、当該光透過部に達するよう開口部を形成し、前記第2群の光照射用部材については、他方の面側の前記第2の導体層の、当該光透過部で反射される光が通過する位置に対応する部分に、当該光透過部に達するよう開口部を形成することを特徴とする請求項9に記載の支持基板の製造方法。
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