JP2016012698A - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産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。【解決手段】キャビティ形成領域Ｘおよびキャビティ形成領域Ｘを囲繞するキャビティ周辺領域Ｙを有する絶縁基板１を準備する工程と、絶縁基板１の下面にキャビティ形成領域Ｘおよびキャビティ周辺領域Ｙの境界の一部を横切る導体パターンＰを形成する工程と、絶縁基板１を境界に沿って上面から下面に向けてレーザー加工することでキャビティ形成領域Ｘを導体パターンＰにより係止した状態でキャビティ周辺領域Ｙと分断する工程と、導体パターンＰをキャビティ形成領域Ｘとキャビティ周辺領域Ｙの間で分断し、キャビティ形成領域Ｘを絶縁基板１から分離除去する工程とを含む。【選択図】図４

Description

本発明は、絶縁層に設けられたキャビティ内に電子部品が収容されて成る電子部品内蔵型の配線基板の製造方法に関するものである。

まず、図６を基に、従来の製造方法により製造される配線基板Ｂの一例を説明する。
配線基板Ｂは、絶縁基板２１と、第１絶縁層２２と、第２絶縁層２３と、配線導体２４と、ソルダーレジスト層２５と、電子部品Ｄとを具備する。

絶縁基板２１には、電子部品Ｄを収容するキャビティ２６が形成されている。キャビティ２６内には、電子部品Ｄが第１絶縁層２２および第２絶縁層２３により固着された状態で収容されている。
さらに絶縁基板２１には、複数のスルーホール２７が形成されている。絶縁基板２１の表面およびスルーホール２７内には、配線導体２４が被着されている。絶縁基板２１上下の配線導体２４同士は、スルーホール２７を介して電気的に接続される。

第１絶縁層２２は、絶縁基板２１の上面に被着されている。第２絶縁層２３は、絶縁基板２１の下面に被着されている。第１および第２絶縁層２２，２３には、複数のビアホール２８が形成されている。第１および第２絶縁層２２，２３の表面およびビアホール２８内には、配線導体２４が被着されている。第１絶縁層２２上面の配線導体２４の一部は、絶縁基板２１上面の配線導体２４にビアホール２８を介して電気的に接続されている。また、第１絶縁層２２表面の配線導体２４の別の一部は、電子部品Ｄの電極Ｔにビアホール２８を介して電気的に接続されている。
さらに第１絶縁層２２の表面に形成された配線導体２４の一部は、ソルダーレジスト層２５に形成された第１開口部２５ａ内に露出して、半導体素子接続パッド２９を形成している。そして、この半導体素子接続パッド２９に、半導体素子Ｓの電極を半田バンプを介して接続することにより、配線基板Ｂの上面に半導体素子Ｓが搭載される。

第２絶縁層２３下面の配線導体２４の一部は、絶縁基板２１下面の配線導体２４にビアホール２８を介して電気的に接続されている。また、第２絶縁層２３下面の配線導体２４の別の一部は、電子部品Ｄの電極Ｔにビアホール２８を介して電気的に接続されている。
第２絶縁層２３の下面に形成された配線導体２４の一部は、ソルダーレジスト層２５に形成された第２開口部２５ｂ内に露出して、外部の電気回路基板と接続するための外部接続パッド３０を形成している。そして、外部接続パッド３０と電気回路基板の電極とを接続することにより、半導体素子Ｓが外部の電気回路基板に電気的に接続され、半導体素子Ｓと外部の電気回路基板との間で配線導体２４および電子部品Ｄを介して信号を伝送することにより半導体素子Ｓが作動する。
電子部品Ｄとしては、例えば半導体素子Ｓへの電力の供給を安定化させるチップコンデンサー等が挙げられる。

次に、図７および図８を基に、従来の配線基板Ｂの製造方法の一例を説明する。なお、図７および図８においては、製造工程毎の要部を概略断面図で示す。なお、図６と同一の個所については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

まず、図７（ａ）に示すように、スルーホール２７内および上下面に配線導体２４が形成された絶縁基板２１を準備する。絶縁基板２１は、キャビティ形成領域Ｘおよびキャビティ形成領域Ｘを囲繞するキャビティ周辺領域Ｙを有している。

次に、図７（ｂ）に示すように、絶縁基板２１の下面にレーザー加工用のフィルムＦを貼り付ける。このフィルムＦは、絶縁基板２１をフィルムＦ上に止着しておくことで、レーザー加工により分断された部分が飛散することを防止するためのものである。

次に、図７（ｃ）に示すように、キャビティ形成領域Ｘとキャビティ周辺領域Ｙとの境界に沿ってレーザー加工することで、キャビティ形成領域Ｘをキャビティ形成領域Ｙと分断する。このとき、分断されたキャビティ形成領域Ｘは、フィルムＦに止着されているので飛散することはない。

次に、図７（ｄ）に示すように、分断されたキャビティ形成領域Ｘが止着されたフィルムＦを剥離除去することで、キャビティ２６を形成する。

次に、図７（ｅ）に示すように、絶縁基板２１を粘着シートＮ上に載置する。

次に、図７（ｆ）に示すように、キャビティ２６内に電子部品Ｄを挿入して、キャビティ２６内に露出する粘着シートＮ上に電子部品Ｄを載置する。

次に、図７（ｇ）に示すように、絶縁基板２１の上側に第１絶縁層２２を形成する。第１絶縁層２２の一部は、キャビティ２６内に侵入するとともに電子部品Ｄに接着する。これにより電子部品Ｄがキャビティ２６内の所定の位置に固定される。第１絶縁層２２を形成するには、絶縁基板２１の上面に、第１絶縁層２２用の未硬化の樹脂シートを積層するとともに、上方からプレスしながら加熱処理する方法が採用される。

次に、図８（ｈ）に示すように、粘着シートＮを剥離する。

次に、図８（ｉ）に示すように、絶縁基板２１の下側に第２絶縁層２３を形成する。第２絶縁層２３の一部は、キャビティ２６内に侵入するとともに電子部品Ｄに接着する。これにより電子部品Ｄがキャビティ２６内に封止される。

次に、図８（ｊ）に示すように、第１および第２絶縁層２２、２３に複数のビアホール２８を形成する。一部のビアホール２８は、電子部品Ｄの電極Ｔを底面としている。また、別のビアホール２８は、絶縁基板２１上下面の配線導体２４を底面としている。

次に、図８（ｋ）に示すように、第１および第２絶縁層２２、２３の表面およびビアホール２８内に配線導体２４を被着させる。

最後に、図８（ｌ）に示すように、第１および第２絶縁層２２、２３の表面に形成された配線導体２４の一部を露出させる第１開口部２５ａおよび第２開口部２５ｂを有するソルダーレジスト層２５を、第１絶縁層２２の上面および第２絶縁層２３の下面に被着することで配線基板Ｂが形成される。

ところで、このような方法で配線基板Ｂを形成する場合には、キャビティ２６を形成するためのレーザー加工前に、レーザー加工用のフィルムＦを絶縁基板２１に貼り付けておく必要がある。フィルムＦを絶縁基板２１に貼り付けておかないと、例えばレーザー加工により分断されたキャビティ形成領域Ｘが飛散して、絶縁基板２１表面のレーザー加工が必要な個所に付着することがある。その結果、キャビティ形成領域Ｘが付着した絶縁基板２１表面にレーザーを照射することが阻害され、精度の良いレーザー加工ができない場合がある。
このように、キャビティ２６を形成するためのレーザー加工前に、フィルムＦを絶縁基板２１に貼り付ける工程が必要なため、キャビティ２６の形成に時間を要し、配線基板を効率よく生産することができないという問題がある。

特許第４１１７３９０号公報

本発明は、キャビティ形成に要する時間を短縮して生産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。

本発明の配線基板の製造方法は、キャビティ形成領域およびキャビティ形成領域を囲繞するキャビティ周辺領域を有する絶縁基板を準備する工程と、絶縁基板の下面にキャビティ形成領域およびキャビティ周辺領域の境界の一部を横切る導体パターンを形成する工程と、絶縁基板を境界に沿って上面から下面に向けてレーザー加工することでキャビティ形成領域を導体パターンにより係止した状態でキャビティ周辺領域と分断する工程と、導体パターンをキャビティ形成領域とキャビティ周辺領域の間で分断し、キャビティ形成領域を絶縁基板から分離除去する工程とを行う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、絶縁基板の下面にキャビティ形成領域およびキャビティ周辺領域の境界の一部を横切る導体パターンが形成されている。そして、絶縁基板を境界に沿って上面から下面に向けてレーザー加工することで、キャビティ形成領域を導体パターンにより係止した状態でキャビティ周辺領域と分断できる。
これにより、キャビティ形成領域が飛散して絶縁基板表面のレーザー加工が必要な個所に付着することがなく、精度の良いレーザー加工ができる。
その結果、レーザー加工前にレーザー加工用のフィルムを絶縁基板に貼り付ける必要がなくなり、キャビティ形成に要する時間を短縮して生産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実施形態の一例を示す概略断面図である。 図２（ａ）〜（ｆ）は、本発明の製造方法における実施形態の一例を説明するための工程毎の要部概略断面図である。 図３（ｇ）〜（ｋ）は、本発明の製造方法における実施形態の一例を説明するための工程毎の要部概略断面図である。 図４は、本発明の製造方法により製造される配線基板の実施形態の一例を示す要部拡大平面図である。 図５は、本発明の製造方法により製造される配線基板の実施形態の別の一例を示す要部拡大平面図である。 図６は、従来の製造方法により製造される配線基板の実施形態の一例を示す概略断面図である。 図７（ａ）〜（ｇ）は、従来の製造方法における実施形態の一例を説明するための工程毎の要部概略断面図である。 図８（ｈ）〜（ｌ）は、従来の製造方法における実施形態の一例を説明するための工程毎の要部概略断面図である。

まず、図１を基に、本発明の製造方法により製造される配線基板Ａの一例を説明する。
配線基板Ａは、絶縁基板１と、第１絶縁層２と、第２絶縁層３と、配線導体４と、ソルダーレジスト層５と、電子部品Ｄとを具備する。

絶縁基板１には、電子部品Ｄを収容するキャビティ６が形成されている。そして、キャビティ６内に、電子部品Ｄが第１絶縁層２および第２絶縁層３により固着された状態で収容されている。
また、絶縁基板１には、複数のスルーホール７が形成されている。そして、絶縁基板１の表面およびスルーホール７内に配線導体４が被着されており、絶縁基板１上下の配線導体４同士がスルーホール７を介して電気的に接続される。

第１絶縁層２は、絶縁基板１の上面に被着されている。第２絶縁層３は、絶縁基板１の下面に被着されている。これらの第１および第２絶縁層２、３には、複数のビアホール８が形成されている。そして、第１および第２の絶縁層２、３の表面およびビアホール８内には、配線導体４が被着されている。
第１絶縁層２上面の配線導体４の一部は、絶縁基板１上面の配線導体４にビアホール８を介して電気的に接続されている。また、第１絶縁層２表面の配線導体４の別の一部は、電子部品Ｄの電極Ｔにビアホール８を介して電気的に接続されている。
さらに第１絶縁層２の表面に形成された配線導体４の一部は、ソルダーレジスト層５に形成された第１開口部５ａ内に露出して、半導体素子接続パッド９を形成している。そして、この半導体素子接続パッド９に、半導体素子Ｓの電極を半田バンプを介して接続することにより、配線基板Ａの上面に半導体素子Ｓが搭載される。

第２絶縁層３下面の配線導体４の一部は、絶縁基板１下面の配線導体４にビアホール８を介して電気的に接続されている。また、第２絶縁層３下面の配線導体４の別の一部は、電子部品Ｄの電極Ｔにビアホール８を介して電気的に接続されている。
また、第２絶縁層３の下面に形成された配線導体４の一部は、ソルダーレジスト層５に形成された第２開口部５ｂ内に露出して、外部の電気回路基板と接続するための外部接続パッド１０を形成している。そして、外部接続パッド１０と電気回路基板の電極とを接続することにより、半導体素子Ｓが外部の電気回路基板に電気的に接続され、半導体素子Ｓと外部の電気回路基板との間で配線導体４および電子部品Ｄを介して信号を伝送することにより半導体素子Ｓが作動する。
電子部品Ｄとしては、例えば半導体素子Ｓへの電力の供給を安定化させるチップコンデンサー等が挙げられる。

次に、図２〜図４を基に、本発明の配線基板の製造方法を説明する。なお、図２および図３は製造工程毎の要部を概略断面図で示している。また、図４は本発明の製造方法により形成される配線基板の要部を拡大平面図で示している。なお、図１を基に説明した配線基板Ａと同一の箇所には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

まず、図２（ａ）に示すように、スルーホール７および上下面に配線導体４が形成された絶縁基板１を準備する。絶縁基板１は、キャビティ形成領域Ｘおよびキャビティ形成領域Ｘを囲繞するキャビティ周辺領域Ｙを有している。また、図４に示すように、絶縁基板１の下面に形成された配線導体４の一部は、キャビティ形成領域Ｘとキャビティ周辺領域Ｙとの境界の一部を横切る導体パターンＰを形成している。
絶縁基板１は、例えばガラスクロスに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を含浸させた電気絶縁材料から成る。絶縁基板１の厚みは、およそ４０〜６００μｍ程度である。
配線導体４は、例えば周知のセミアディティブ法やサブトラクティブ法により、銅等の良導電性金属で形成される。
スルーホール７の直径は、例えば５０〜３００μｍ程度であり、例えばドリル加工やレーザー加工、あるいはブラスト加工により形成される。

次に、図２（ｂ）に示すように、キャビティ形成領域Ｘとキャビティ周辺領域Ｙとの境界に沿ってレーザー加工することで、キャビティ形成領域Ｘをキャビティ周辺領域Ｙと分断する。このとき、分断されたキャビティ形成領域Ｘは、導体パターンＰにより係止されているので飛散することはない。

次に、図２（ｃ）に示すように、導体パターンＰをキャビティ形成領域Ｘとキャビティ周辺領域Ｙとの間で分断して、キャビティ形成領域Ｘを絶縁基板１から分離除去する。これにより、キャビティ６が形成される。
なお、キャビティ形成領域Ｘを絶縁基板１から分離除去するには、例えば吸引口を備えたテーブル上に、絶縁基板１をキャビティ形成領域Ｘが吸引口上になるように載置して吸引することで、導体パターンＰがキャビティ形成領域Ｘとキャビティ周辺領域Ｙとの間で分断されて分離除去される。

次に、図２（ｄ）に示すように、絶縁基板１を粘着シートＮ上に載置する。

次に、図２（ｅ）に示すように、キャビティ６内に電子部品Ｄを挿入して、キャビティ６内に露出する粘着シートＮ上に電子部品Ｄを載置する。

次に、図２（ｆ）に示すように、絶縁基板１の上側に第１絶縁層２を形成する。第１絶縁層２の一部は、キャビティ６内に侵入するとともに電子部品Ｄに接着する。これにより電子部品Ｄがキャビティ６内の所定の位置に固定される。第１絶縁層２を形成するには、絶縁基板１の上面に、第１絶縁層２用の未硬化の樹脂シートを積層するとともに、上方からプレスしながら加熱処理する方法が採用される。第１絶縁層２は、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料から成り、厚みはおよそ１５〜７０μｍ程度である。

次に、図３（ｇ）に示すように、粘着シートＮを剥離する。

次に、図３（ｈ）に示すように、絶縁基板１の下側に第２絶縁層３を形成する。第２絶縁層３の一部は、キャビティ６内に侵入するとともに電子部品Ｄに接着する。これにより電子部品Ｄがキャビティ６内に封止される。第２絶縁層３は、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料から成り、厚みはおよそ１５〜７０μｍ程度である。

次に、図３（ｉ）に示すように、第１絶縁層２および第２絶縁層３に複数のビアホール８を形成する。一部のビアホール８は、電子部品Ｄの電極Ｔを底面としている。また、別のビアホール８は、絶縁基板１表面の配線導体４を底面としている。
なお、ビアホール８の直径は、２０〜１００μｍ程度であり、例えばレーザー加工により形成される。

次に、図３（ｊ）に示すように、第１絶縁層２および第２絶縁層３の表面およびビアホール８内に配線導体４を被着させる。配線導体４は、例えば周知のセミアディティブ法により、銅等の良導電性金属で形成される。

最後に、図３（ｋ）に示すように、第１および第２絶縁層２、３表面に形成された配線導体４の一部を露出させる第１開口部５ａおよび第２開口部５ｂを有するソルダーレジスト層５を、第１絶縁層２の上面および第２絶縁層３の下面に被着することで配線基板Ａが形成される。
ソルダーレジスト層５は、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料から成る樹脂ペーストまたはフィルムを、第１および第２絶縁層２、３および配線導体４の上に塗布または貼着して熱硬化させることにより形成される。

ところで、本発明の配線基板の製造方法によると、絶縁基板１の下面にキャビティ形成領域Ｘおよびキャビティ周辺領域Ｙの境界の一部を横切る導体パターンＰが形成されている。そして、絶縁基板１を境界に沿って上面から下面に向けてレーザー加工することで、キャビティ形成領域Ｘを導体パターンＰにより係止した状態でキャビティ周辺領域Ｙと分断できる。
これにより、キャビティ形成領域Ｘが飛散して絶縁基板１表面のレーザー加工が必要な個所に付着することがなく、精度の良いレーザー加工ができる。
その結果、レーザー加工前にレーザー加工用のフィルムを絶縁基板１に貼り付ける必要がなくなり、キャビティ形成に要する時間を短縮して生産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。

なお、本発明は上述の実施形態の一例に特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。例えば上述した一例では、導体パターンＰを絶縁基板１の下面に形成された配線導体４と接続した状態に形成されているが、図５に示すように、導体パターンＰ２を配線導体１４と非接続の状態に形成しても良い。この場合も、配線導体１４は、例えば周知のセミアディティブ法やサブトラクティブ法により、銅等の良導電性金属で形成される。

１ 絶縁基板
Ａ 配線基板
Ｐ 導体パターン
Ｘ キャビティ形成領域
Ｙ キャビティ周辺領域

Claims (1)

1. キャビティ形成領域および該キャビティ形成領域を囲繞するキャビティ周辺領域を有する絶縁基板を準備する工程と、前記絶縁基板の下面に前記キャビティ形成領域および前記キャビティ周辺領域の境界の一部を横切る導体パターンを形成する工程と、前記絶縁基板を前記境界に沿って上面から下面に向けてレーザー加工することで前記キャビティ形成領域を前記導体パターンにより係止した状態で前記キャビティ周辺領域と分断する工程と、前記導体パターンを前記キャビティ形成領域と前記キャビティ周辺領域の間で分断し、前記キャビティ形成領域を前記絶縁基板から分離除去する工程と、を行うことを特徴とする配線基板の製造方法。

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