JP2013201322A - 配線基板の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】
配線基板を多数個取りで形成する際に取り数が多い製造効率の高い配線基板の製造方法を提供すること。
【解決手段】
製品形成用領域X及び捨て代領域Yを有し一方が製品形成用主面Aで他方が分離用主面Bの2枚の支持基板7の分離用主面Bを対向して配置するとともに製品形成用領域Xの間に2枚の分離フィルム8を挟持した状態で捨て代領域Y同士が接合されるよう配線基板形成用土台12を形成し、製品形成用主面Aの製品形成用領域Xを含む領域に配線基板用積層体13を形成した後、配線基板形成用土台12及び配線基板用積層体13を製品形成用領域Xと捨て代領域Yとの境界で切断し製品形成用領域Xの分離フィルム8同士の間を分離する工程を含む配線基板20の製造方法であって、分離フィルム8が捨て代領域Yにはみ出すとともに、はみ出す部分に多数の開口部11を有し開口部11を介して支持基板7の捨て代領域Y同士が接合される。
【選択図】図2

Description

本発明は、半導体素子などの電子部品を搭載するために用いられる配線基板の製造方法に関するものである。
近年、携帯型のゲーム機や通信機器に代表される電子機器の高機能化、薄型化が進む中、それらに使用される高密度な配線基板としてビルドアップ配線基板がある。一般的なビルドアップ配線基板は、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂等の電気絶縁材料を含浸させて成る樹脂基板の両面に銅箔から成る配線導体が形成された厚みが0.2〜2.0mm程度のコア基板を有し、このコア基板の両面に厚みが10〜100μm程度の樹脂から成る絶縁層と、厚みが5〜50μm程度の銅めっき膜から成る配線導体とを交互に積層して成る。
このような、一般的なビルドアップ配線基板は高密度配線が可能であるものの、厚みが0.2〜2.0mm程度のコア基板を使用することから、配線基板の全体厚みを薄くすることが困難であるという問題があった。
そこで、特許文献1に記載されているように、支持フィルム上に金属箔が粘着層を介して保持された支持フィルム付き金属箔をプリプレグの硬化物から成る支持基板上に積層し、この支持フィルム付き金属箔の金属箔上に、絶縁層と導体層とを交互に複数積層して、金属箔と絶縁層と導体層とから成る配線基板用の積層体を支持フィルムから分離することにより配線基板を製造する方法が提案されている。
この方法によると、配線基板用の積層体を支持フィルムから分離することで金属箔と絶縁層と導体層とから成る、コア基板を有しない薄型で高密度な配線基板を製造することができる。
なお、この方法においては、配線基板の製造効率を高めるため、2枚の支持基板用のプリプレグを用意して、それらの間における中央部にプリプレグよりも縦横の寸法が小さい2枚の分離フィルムを重ねて配置するとともに、それぞれのプリプレグの外側主面上に支持フィルム付き金属箔を配し、これらを上下から加圧加熱することにより2枚の分離フィルムを互いに重なった状態で支持基板の間に封入するとともに、支持基板の外側両主面に支持フィルム付き金属箔を積層し、さらにその上に配線基板用の積層体を両面同時に形成した後、プリプレグ中央部の分離フィルム同士が重なり合った部分に対応する支持基板およびその上の配線基板用の積層体を切り出すとともに、それらを分離フィルム同士の間で分離した後、配線基板用の積層体を支持フィルムから分離する方法が考案されている。なお、2枚の分離フィルムの位置合わせは、目視により行なわれていた。
しかし、上述の方法においては、プリプレグよりも縦横の寸法が小さい分離フィルムを支持基板用の2枚のプリプレグの間の中央部に重ねて配置する際、これらの分離フィルムを目視により位置決めしているため、分離フィルムをプリプレグの中央部に精度良く重ねて配置することが困難であった。そのため、プリプレグ中央部の分離フィルム同士が重なり合った部分の位置や大きさにバラツキが発生し、プリプレグ中央部の分離フィルム同士が重なり合った部分に対応する支持基板およびその上の配線基板用の積層体を切り出す際、切り出される面積が大きく制限されてしまう。その結果、各支持基板上において配線基板を形成するために使用可能な領域が狭いものとなり、各支持基板上に配線基板を多数個取りで形成する際に、その取り数が少なくなってしまうという問題を有していた。
特開2009−38134号公報
本発明は、2枚の支持基板用のプリプレグの間における中央部に2枚の分離フィルムを位置精度良く重ねて配置することができ、その結果、プリプレグ中央部の分離フィルム同士が重なり合った部分の位置や大きさにバラツキがなく、プリプレグ中央部の分離フィルム同士が重なり合った部分に対応する支持基板およびその上の配線基板用の積層体を切り出す際、切り出される面積を大きくすることができ、それにより各支持基板上において配線基板を多数個取りで形成する際にその取り数が多い製造効率の高い配線基板の製造方法を提供することを課題とする。
本発明における配線基板の製造方法は、それぞれが中央部に製品形成用領域および外周部に製品形成用領域を取り囲む枠状の捨て代領域を有し、一方の主面が製品形成用主面であり、他方の主面が分離用主面である平板状の2枚の支持基板同士を、分離用主面における製品形成用領域同士および捨て代領域同士が互いに対向するように配置するとともに製品形成用領域同士の間に互いに非接合で重ね合わされた2枚の分離フィルムを挟持した状態で捨て代領域同士が接合されるように積層して配線基板形成用土台を形成し、次に配線基板形成用土台における製品形成用主面上の製品形成用領域を含む領域に絶縁層と導体層とを交互に複数積層して配線基板用積層体を形成した後、配線基板形成用土台および配線基板用積層体を製品形成用領域と捨て代領域との境界で切断して製品形成用領域と捨て代領域との間および製品形成用領域における分離フィルム同士の間を分離する工程を含む配線基板の製造方法であって、配線基板形成用土台は、分離フィルムが製品形成用領域から捨て代領域にはみ出す大きさであるとともに捨て代領域にはみ出す部分に多数の開口部を有し、開口部を介して支持基板の捨て代領域同士が接合されることを特徴とするものである。
本発明の配線基板の製造方法によれば、分離フィルムが捨て代領域にはみ出す大きさであるとともに捨て代領域にはみ出す部分に多数の開口部を有しており、開口部を介して支持基板の捨て代領域同士が接合されることから、分離フィルムを2枚の支持基板同士の間に配置する際に、分離フィルムの捨て代領域にはみ出した部分を分離フィルムの位置決めに利用して正確に配置することができる。その結果、プリプレグ中央部の分離フィルム同士が重なり合った部分の位置や大きさにバラツキがなく、プリプレグ中央部の分離フィルム同士が重なり合った部分に対応する支持基板およびその上の配線基板用の積層体を切り出す際、切り出される面積を大きくすることができ、それにより各支持基板上において配線基板を多数個取りで形成する際にその取り数が多い製造効率の高い配線基板の製造方法を提供することができる。
図1は、本発明の製造方法により製造される配線基板の一例を示す概略断面図である。 図2(a)〜(c)は、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例を説明するための概略断面図である。 図3(d)、(e)は、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例を説明するための概略断面図である。 図4(f)、(g)は、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例を説明するための概略断面図である。 図5(h)、(i)は、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例を説明するための概略断面図である。 図6(a)〜(c)は、本発明の配線基板の製造方法における別の実施形態の一例の一部を説明するための概略断面図である。 図7(a)、(b)は、本発明の配線基板の製造方法におけるさらに別の実施形態の一例の一部を説明するための概略断面図である。
まず、本発明の配線基板の製造方法により製造される配線基板の一例を図1を基にして説明する。図1に示すように、本発明の製造方法により製造される配線基板20は、例えば4層の絶縁層1が積層されるとともに各絶縁層1の間および最表層の絶縁層1の表面に導体層2が形成されており、さらに最表層の絶縁層1および導体層2の表面にはソルダーレジスト層3が形成されている。
それぞれの絶縁層1には、ビアホール4が複数形成されており、絶縁層1の表面およびビアホール4の内部には、導体層2と一体的に形成されたビア導体4aが被着されている。そして、ビアホール4内部に被着されたビア導体4aにより、各絶縁層1に形成された導体層2間の導通をとっている。さらに、最表層の導体層2の一部は、半導体素子等の電子部品に接続される電子部品接続パッド5および回路基板の電極との接続に用いられる回路基板接続パッド6を形成しており、これらの電子部品接続パッド5および回路基板接続パッド6は、ソルダーレジスト層3に設けられた開口部から露出している。
次に、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例を図2〜図6を基にして説明する。まず、図2(a)に示すように、一方が製品形成用主面Aであり他方が分離用主面Bである2枚の支持基板用のプリプレグ7Pと、2枚の分離フィルム8と、2枚の支持フィルム付き金属箔9と、2枚の金属枠10とを準備する。
支持基板用のプリプレグ7Pは、後述する配線基板用積層体13を製造する際に配線基板用積層体13を必要な平坦度を維持して支持するための支持基板7を形成するためのものである。また、それぞれの支持基板用プリプレグ7Pは、中央部に製品形成用領域Xと、外周部に製品形成用領域Xを取り囲む枠状の捨て代領域Yとを有している。支持基板用プリプレグ7Pは、厚みが0.1〜2.0mm程度であり、縦横の寸法が400〜1000mm程度の略四角形である。支持基板用のプリプレグ7Pには、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させて半硬化状態とした板状のものが用いられる。
分離フィルム8は、プリプレグ7Pを硬化させた支持基板7上に後述する配線基板用積層体13を形成した後、2枚の支持基板7同士を容易に分離させるための境界層として機能するものである。分離フィルム8は、厚みが1〜35μm程度であり、縦横の寸法が400〜1000mm程度である。分離フィルムの縦横の寸法は、捨て代領域Yにはみ出す大きさであり、好ましくは、プリプレグ7Pと同一寸法である。なお、分離フィルム8が捨て代領域Yにはみ出す部分には、直径が0.1〜1mm程度の多数の開口部11が形成されている。分離フィルム8は、例えば銅箔等の金属箔や、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム等の耐熱フィルム等から成るのが好ましい。
支持フィルム付き金属箔9は、支持フィルム9a上に金属箔9bが粘着層(不図示)を介して保持されたものである。支持フィルム付き金属箔9は、製品形成用領域Xよりも縦横がそれぞれ10〜20mm程度大きな寸法を有している。支持フィルム9aは、厚みが10〜100μm程度であり、金属箔9bに破れや皺が発生するのを防止するとともに、金属箔9bの取り扱いを容易にするためのものである。支持フィルム9aとしては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム等のポリエステル樹脂等の耐熱性樹脂から成るのが好ましい。金属箔9bは、後述する配線基板用積層体13を形成する起点となるものである。金属箔9bとしては、例えば銅等の良導電性金属から成るのが好ましい。金属箔9bの厚みは1〜35μm程度である。また、粘着層は配線基板20の形成中にかかる熱負荷に耐え得る上で、例えばシリコン樹脂系、アクリル樹脂系等の耐熱性粘着材から成るのが好ましい。また、粘着層は、後述する配線基板用積層体13を破損することなく支持フィルム9aから分離する上で、厚みが0.01〜1.0μm程度であり、粘着力が1〜10N/m程度であるのが好ましい。
金属枠10は、後述する配線基板用積層体13を形成する際に、電解めっき用の電荷供給電極として機能するものであり、内周が前記支持フィルム付き金属箔9より若干大きく、支持フィルム付き金属箔9を囲繞するように配置される。厚みは12〜35μm程度であり、例えば銅等の良導電性金属から成るのが好ましい。
次に、図2(b)に示すように、2枚のプリプレグ7Pの間に2枚の分離フィルム8を重ねて挟持するとともに、それぞれのプリプレグ7Pの製品形成用主面A上の中央部に支持フィルム付き金属箔9を積層するとともに、その外側に支持フィルム付き金属箔9を囲繞するように金属枠10を配置する。このとき、分離フィルム8は、捨て代領域Yにはみ出す大きさであるので、このはみ出した部分を利用してプリプレグ7Pの間の所定の位置に正確に位置決めすることができる。分離フィルム8の位置決めの方法としては、例えば、位置決め用のピンを用いる方法が採用される。この方法では、捨て代領域Yの所定の位置においてそれぞれ2枚ずつのプリプレグ7Pおよび分離フィルム8および金属枠10を貫通する位置決め用のピンを複数設けるとともに、この位置決め用のピンに対応する位置決め用の孔をプリプレグ7Pおよび分離フィルム8および金属枠10に設けておき、これらの位置決め用の孔に位置決め用のピンを挿通することによって位置決めする方法である。あるいは、プリプレグ7Pおよび分離フィルム8および金属枠10の外辺を用いて位置決めする方法を採用してもよい。この場合、プリプレグ7Pおよび分離フィルム8および金属枠10の外辺寸法を同一の寸法としておくとともに、これらの外辺を揃えて位置決めすればよい。
次に、図2(b)の状態に積層したものを上下から加圧しながら加熱する。このような加圧加熱により、図2(c)に示すように、プリプレグ7Pが硬化された2枚の支持基板7が間に2枚の分離フィルム8を挟持して互いに接合されるとともに、それぞれの支持基板7の製品形成用主面Aに支持フィルム付き金属箔9および金属枠10が埋設されて配線基板形成用土台12が形成される。このとき、分離フィルム8には、捨て代領域Yにはみ出す部分に直径が0.1〜1mm程度の開口部11が多数形成されていることから、これらの開口部11を介して支持基板7同士が接合される。また、製品形成用領域Xでは、分離フィルム8同士は、互いに接着せずに重なりあったままの状態である。
次に、図3(d)に示すように、配線基板形成用土台12の両主面に露出する金属箔9bおよび支持基板7および金属枠10の表面に無電解めっき(不図示)を被着させた後、絶縁層1と導体層2とを複数相互に積層するとともに、最表層の絶縁層1および導体層2の上にソルダーレジスト層3を被着させることで配線基板用積層体13が形成される。
無電解めっきは、電極として機能する金属枠10と配線基板用積層体13形成の起点となる金属箔9bとの導通をとるためのもので、例えば無電解銅めっき等の良導電性材料が好適に用いられる。
絶縁層1は、例えばエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂の未硬化物に無機絶縁性フィラーを分散して形成されたフィルムを、配線基板形成用土台12の両主面の無電解めっきが被着された金属箔9bおよび支持基板7および金属枠10上に、真空状態で被覆した状態で熱圧着することで形成される。また、絶縁層1には層間の導通をとるためのビア導体4aが充填されるビアホール4が、例えばレーザ加工により複数形成されている。
導体層2は、絶縁層1の表面およびビアホール4の内面に、例えば周知のセミアディティブ法により形成される。セミアディティブ法により用いられる無電解めっきおよび電解めっきには、例えば無電解銅めっきおよび電解銅めっき等の良導電性材料が好適に用いられる。
ソルダーレジスト層3は、例えばアクリル変性エポキシ樹脂にシリカ等の無機フィラーを分散させたペーストを、最表層の絶縁層1および導体層2の上にスクリーン印刷等で塗布した後、フォトリソグラフィー技術により所定のパターンに露光、現像したものを熱硬化することで形成される。ソルダーレジスト層3から露出する最表層の導体層2の一部は、回路基板の電極と接続される回路基板接続パッド6として機能する。
次に、図3(e)に示すように、配線基板形成用土台12および配線基板用積層体13を製品形成用領域Xと捨て代領域Yとの境界で切断することで、製品形成用領域Xの配線基板形成用土台12および配線基板用積層体13を切り出す。切断には、例えばダイシング装置を用いればよい。このとき、配線基板形成用土台12における2枚の分離フィルム8は、2枚の支持基板7の間に正確に位置決めされていることから、支持基板7中央部の分離フィルム8同士が非接合で重なり合った部分の位置や大きさにバラツキがなく、その分、支持基板7およびその上の配線基板用積層体13を切り出す面積、すなわち製品領域Xの面積を大きく設定することができる。したがって、各支持基板7上において配線基板20を多数個取りで形成する際にその取り数が多い製造効率の高い配線基板の製造方法を提供することができる。
次に、図4(f)に示すように、切り出された配線基板用積層体13が形成された配線基板形成用土台12を分離フィルム8の間から分離する。この分離の際には、分離フィルム8同士が加圧加熱により密着しているだけなので、容易に分離することができる。
次に、図4(g)に示すように、配線基板用積層体13を支持フィルム9aから分離する。この分離の際には、支持フィルム9a上に金属箔9bが粘着層を介して保持されているだけなので、支持フィルム9aと金属箔9bとの間を引き剥がすだけで配線基板用積層体13を破損することなく、容易に分離することができる。
次に、図5(h)に示すように、金属箔9bを所定のパターンにエッチングすることにより、導体層2を形成する。金属箔9bを所定のパターンにエッチングするには、例えば導体層2に対応する形状のエッチングレジスト層を金属箔9b表面に形成するとともに、エッチングレジスト層から露出した金属箔9bをエッチング除去した後、エッチングレジスト層を剥離除去すればよい。
最後に、図5(i)に示すように、絶縁層1および導体層2の上にソルダーレジスト層3を形成することで本実施例による配線基板20が形成される。なお、ソルダーレジスト層3は、先述のソルダーレジスト層3と同様の材料および方法で形成される。
なお、本発明は上述の実施形態の一例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であれば種々の変更は可能である。例えば上述の実施の形態の一例では、図2(a)に示したように、2枚の支持フィルム付き金属箔9および2枚のプリプレグ7Pおよび2枚の分離フィルム8を用いて配線基板形成用土台12が形成されているが、図6(a)に示すように、上記の材料に1枚の両面銅張り板21を加えて配線基板形成用土台30を形成してもよい。
このような配線基板形成用土台30は、以下のようにして形成される。まず、図6(a)に示すように、一方が製品形成用主面Aであり他方が分離用主面Bであるとともに中央部に製品形成用領域Xと、外周部に製品形成用領域Xを取り囲む枠状の捨て代領域Yとを有する2枚の支持基板用のプリプレグ7Pと、2枚の分離フィルム8と、2枚の支持フィルム付き金属箔9および2枚の金属枠10と、1枚の両面銅張り板21とを用意する。プリプレグ7Pと分離フィルム8と支持フィルム付金属箔9と金属枠10は、上述した一例で説明したものと同様のものを用いる。
両面銅張り板21は、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂等の電気絶縁材料を含浸させて成る樹脂基板21aの両面に銅箔21bが積層されて成る。樹脂基板21aの厚みは50〜400μm程度であり、銅箔21bの厚みは12〜35μm程度である。縦横の寸法は支持基板7と同一の400〜1000mm程度の略四角形であることが好ましい。
次に、図6(b)に示すように、2枚のプリプレグ7Pの間に両面銅張り板21を挟むとともに、両面銅張り板21とプリプレグ7Pとの間にそれぞれ分離フィルム8を挟持し、さらにそれぞれのプリプレグ7Pの製品形成用主面A上に支持フィルム付き金属箔9を積層するとともに、支持フィルム付き金属箔9を囲繞するように金属枠10を配置する。
次に、図6(b)の状態に積層したものを上下から加圧しながら加熱する。このような加圧加熱により、図6(c)に示すように、プリプレグ7Pが硬化された2枚の支持基板7が間に2枚の分離フィルム8と両面銅張り板21を挟持して接合されるとともに、それぞれの支持基板7の製品形成用主面Aに支持フィルム付き金属箔9および金属枠10が埋設されて配線基板形成用土台30が形成される。このとき、分離フィルム8には、捨て代領域Yにはみ出す部分に直径が0.1〜1mm程度の開口部11が多数形成されていることから、支持基板7と両面銅張り板21の銅箔21bとが開口部11を介して接合される。また、製品形成用領域Xでは、分離フィルム8と両面銅張り板21とは、互いに接着せずに重なりあったままの状態である。
次に、図3(d)および図3(e)と同様の工程を行なうことで、製品形成用領域Xの配線基板形成用土台30および配線基板用積層体13を切り出す。そして、両面銅張り板21の銅箔21bと分離フィルム8との間を分離した後に、配線基板用積層体13を支持フィルム9aから分離する。この場合も、上述した一例の場合と同様に、配線基板形成用土台30における2枚の分離フィルム8は、2枚の支持基板7と両面銅張り板21との間に正確に位置決めされていることから、支持基板7中央部の分離フィルム8と銅箔21bとが非接合で重なり合った部分の位置や大きさにバラツキがなく、その分、支持基板7およびその上の配線基板用積層体13を切り出す面積、すなわち製品領域Xの面積を大きく設定することができる。したがって、各支持基板7上において配線基板20を多数個取りで形成する際にその取り数が多い製造効率の高い配線基板の製造方法を提供することができる。
以降は、先述の図5(h)および図5(i)と同様の工程を行なうことで、図1に示すような配線基板20を提供することができる。
また、上述の実施の形態の一例では、図1に示したように、電子部品接続パッド5が絶縁層1の表面にビア導体4aと接続する状態で形成されているが、図7(a)に示すように、電子部品接続パッド35の表面と絶縁層1の表面とが同一平面となるように形成してもよい。
このような電子部品接続パッド35は以下のようにして形成される。まず、先述の図2(a)〜(c)と同様の工程を行なった後、配線基板形成用土台12の両主面に露出する金属箔9bおよび支持基板7および金属枠10の表面に無電解めっき(不図示)を被着させた後、図7(b)に示すように、無電解めっきが被着された金属箔9bの上に、例えば銅等から成る導体層2をセミアディティブ法等により形成し、その上に絶縁層1と導体層2とを複数相互に積層するとともに、最表層の絶縁層1および導体層2の上にソルダーレジスト層3を被着させることで配線基板用積層体33を形成する。
次に、図3(e)〜図4(g)と同様の工程を行い製品形成用領域Xの配線基板用積層体33を支持フィルム9aから分離する。そして、配線基板用積層体33に被着する金属箔9bを全てエッチング除去した後、図5(i)と同様の工程を行なうことで図7(a)に示すような配線基板40を提供することができる。
1 絶縁層
2 導体層
7 支持基板
8 分離フィルム
11 開口部
12 配線基板形成用土台
13 配線基板用積層体
20 配線基板
A 製品形成用主面
B 分離用主面
X 製品形成用領域
Y 捨て代領域

Claims (1)

  1. それぞれが中央部に製品形成用領域および外周部に前記製品形成用領域を取り囲む枠状の捨て代領域を有し、一方の主面が製品形成用主面であり、他方の主面が分離用主面である平板状の2枚の支持基板同士を、前記分離用主面における前記製品形成用領域同士および前記捨て代領域同士が互いに対向するように配置するとともに前記製品形成用領域同士の間に互いに非接合で重ね合わされた2枚の分離フィルムを挟持した状態で前記捨て代領域同士が接合されるように積層して配線基板形成用土台を形成し、次に前記配線基板形成用土台における前記製品形成用主面上の前記製品形成用領域を含む領域に絶縁層と導体層とを交互に複数積層して配線基板用積層体を形成した後、前記配線基板形成用土台および前記配線基板用積層体を前記製品形成用領域と前記捨て代領域との境界で切断して前記製品形成用領域と前記捨て代領域との間および前記製品形成用領域における前記分離フィルム同士の間を分離する工程を含む配線基板の製造方法であって、前記配線基板形成用土台は、分離フィルムが前記製品形成用領域から前記捨て代領域にはみ出す大きさであるとともに前記捨て代領域にはみ出す部分に多数の開口部を有し、該開口部を介して前記支持基板の捨て代領域同士が接合されることを特徴とする配線基板の製造方法。
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