JP2016072425A - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体素子を安定的に作動できる配線基板を提供する。
【解決手段】主面に未硬化の絶縁層３が被着された絶縁パネルＰを、絶縁パネルＰの主面外周部を支持する支持面Ｍを有するフレームＦ上に、支持面Ｍおよび主面外周部を水平な状態にして載置するとともに主面外周部を支持面Ｍ上にクランプして固定した後、フレームＦおよび絶縁パネルＰを、支持面Ｍおよび主面外周部が垂直な状態となるように起立させた状態でオーブン内に投入して絶縁層３の硬化処理を行う配線基板Ａの製造方法であって、絶縁パネルＰをフレームＦ上に固定する際に、絶縁パネルＰが上側に凸に撓むように付勢した状態で主面外周部を支持面Ｍ上に支持固定した後、付勢を解除して絶縁パネルＰの自重により絶縁パネルＰの撓みを平坦化し、その後、フレームＦおよび絶縁パネルＰを起立させることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体素子等を搭載するための配線基板の製造方法に関するものである。

図３に半導体集積回路素子等の半導体素子Ｓを搭載するための従来の配線基板Ｂの一例を示す。
配線基板Ｂは、コア用の絶縁板２１と、コア用の配線導体２２と、ビルドアップ用の絶縁層２３と、ビルドアップ用の配線導体２４と、ソルダーレジスト層２５とから成る。

コア用の絶縁板２１は、スルーホール２６が複数形成されている。そして、コア用の絶縁板２１の上下面およびスルーホール２６内にはコア用の配線導体２２が被着されている。

ビルドアップ用の絶縁層２３は、コア用の配線導体２２を底面とするビアホール２７が複数形成されている。そして、ビルドアップ用の絶縁層２３上およびビアホール２７内にはビルドアップ用の配線導体２４が被着されている。

ビルドアップ用の絶縁層２３の上面に被着されたソルダーレジスト層２５には、ビルドアップ用の配線導体２４の一部を半導体素子接続パッド２８として露出させる開口部２５ａが形成されている。半導体素子接続パッド２８には、半導体素子Ｓの電極端子Ｔが半田を介して接続される。

ビルドアップ用の絶縁層２３の下面に被着されたソルダーレジスト層２５には、ビルドアップ用の配線導体２４の一部を外部接続パッド２９として露出させる開口部２５ｂが形成されている。外部接続パッド２９には、外部の電気回路基板の配線導体が半田を介して接続される。

次に、このような従来の配線基板Ｂの製造方法における絶縁層２３の形成工程の一例について図４を基にして、図３と同様の箇所には同様の符号を付して説明する。
なお、このような配線基板を製造する場合は、量産性の観点から個別の配線基板となる複数の配線基板領域が間に切断領域を介して縦横の並びに一体的に配列された多数個取りの絶縁パネルが用いられることが多く、例えば絶縁パネルに周知のビルドアップ法を用いて加工を進めた後、最後に切断領域をダイシングにより切断して分割することで個別の配線基板が同時に多数個製造される。このような絶縁パネルは、例えば外形の寸法が５００〜６００ｍｍ程度の四角形状をしており、厚みが０．２〜２．０ｍｍ程度である。

まず、図４（ａ）に示すように、主面に未硬化のビルドアップ用の絶縁層２３が被着された加工途中の絶縁パネルＰを用意する。絶縁パネルＰは、その主面が水平となる状態で両面銅張り板にスルーホール加工、めっき加工、エッチング加工等を施して、コア用の絶縁板２１およびコア用の配線導体２２を形成した後、さらにその上にビルドアップ用の絶縁層２３およびビルドアップ用の配線導体２４を形成したものである。

次に、図４（ｂ）に示すように、絶縁パネルＰの主面外周部を支持する支持面Ｍを有するフレームＦを用意する。そして、主面が水平な状態で搬送される上述の絶縁パネルＰを載置できるように、支持面Ｍを水平な状態にして配置する。

次に、図４（ｃ）に示すように、絶縁パネルＰをその主面外周部を支持する支持面Ｍを有するフレームＦ上に、支持面Ｍおよび主面外周部を水平な状態にして載置するとともに、主面外周部を支持面Ｍ上にクランプして固定する。

次に、図４（ｄ）に示すように、フレームＦおよび絶縁パネルＰを支持面Ｍおよび主面外周部が垂直な状態となるように起立させ、その状態でオーブン内に投入してビルドアップ用の絶縁層２３を硬化させる。

ところで、従来の製造方法によると、上述のように加工途中の絶縁パネルＰはフレームＦの支持面Ｍ上に主面外周部が水平な状態で載置されるとともに、主面外周部が支持面Ｍ上にクランプして固定される。このとき、絶縁パネルＰの外形の寸法が５００〜６００ｍｍと大きいことに加えて、特にその厚みが０．２〜０．６ｍｍ程度と薄い場合には、主面中央部が自重で下側に凸状に撓んでしまう。そして、主面中央部が撓んだ状態でフレームＦおよび絶縁パネルＰを支持面Ｍおよび主面外周部が垂直な状態となるように起立させてオーブン内に投入されるため、ビルドアップ用の絶縁層２３が撓んだ状態で硬化されてしまい、硬化処理後の絶縁パネルＰが大きく撓んだままの状態に形成される場合がある。
このように、大きく撓んだ絶縁パネルＰを分割して配線基板Ｂを形成すると、配線基板Ｂにも撓みが残ってしまい、半導体素子Ｓを配線基板Ｂに実装するときに、半導体素子接続パッド２８と半導体素子Ｓの電極Ｔとの間隔にバラツキが生じてしまうため、半田を介して両者を接続することができない個所が生じ、半導体素子Ｓを安定的に作動させることができないという問題がある。

特許第３１７４７６４号公報

本発明は、配線基板の撓みを抑制して半導体素子接続パッドと半導体素子の電極とを確実に接続することで、半導体素子を安定的に作動させることが可能な配線基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、主面に未硬化の絶縁層が被着された絶縁パネルを、絶縁パネルの主面外周部を支持する支持面を有するフレーム上に、支持面および主面外周部を水平な状態にして載置するとともに主面外周部を支持面上にクランプして固定した後、フレームおよび絶縁パネルを、支持面および主面外周部が垂直な状態となるように起立させた状態でオーブン内に投入して絶縁層の硬化処理を行う配線基板の製造方法であって、絶縁パネルをフレーム上に固定する際に、絶縁パネルが上側に凸に撓むように付勢した状態で主面外周部を支持面上に支持固定した後、付勢を解除して絶縁パネルの自重により絶縁パネルの撓みを平坦化し、その後、フレームおよび絶縁パネルを起立させ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、フレーム上に固定した絶縁パネルを平坦化した状態でオーブン内に投入して絶縁層の硬化処理を行う。このように、未硬化の絶縁層が平坦な状態で硬化されるため、硬化処理後の絶縁パネルを平坦な状態に仕上げることができる。これにより、絶縁パネルを分割して形成される配線基板も平坦な状態に仕上げることができる。その結果、半導体素子接続パッドと半導体素子の電極との距離を一定にすることで両者を半田を介して確実に接続して、半導体素子を安定的に作動させることが可能な配線基板を提供することができる。

図１は、本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す概略断面図である。 図２（ａ）〜（ｅ）は、本発明の配線基板の製造工程毎の形態の一例を示す概略断面図である。 図３は、従来の配線基板の実施の形態の一例を示す概略断面図である。 図４（ａ）〜（ｄ）は、従来の配線基板の製造工程毎の形態の一例を示す概略断面図である。

まず、図１を基にして本発明の配線基板の製造方法により形成される配線基板Ａの実施形態の一例を説明する。
配線基板Ａは、コア用の絶縁板１と、コア用の配線導体２と、ビルドアップ用の絶縁層３と、ビルドアップ用の配線導体４と、ソルダーレジスト層５とから成る。

コア用の絶縁板１は、スルーホール６が複数形成されている。そして、コア用の絶縁板１の上下面およびスルーホール６内にはコア用の配線導体２が被着されている。

ビルドアップ用の絶縁層３は、コア用の配線導体２を底面とするビアホール７が複数形成されている。そして、ビルドアップ用の絶縁層３上およびビアホール７内にはビルドアップ用の配線導体４が被着されている。
本例では、コア用の絶縁板１の上下面にビルドアップ用の絶縁層３が１層ずつ積層された例を示したが、２層以上積層されていても構わない。

ビルドアップ用の絶縁層３の上面に被着されたソルダーレジスト層５には、ビルドアップ用の配線導体４の一部を半導体素子接続パッド８として露出させる開口部５ａが形成されている。半導体素子接続パッド８には、半導体素子Ｓの電極端子Ｔが半田を介して接続される。

ビルドアップ用の絶縁層３の下面に被着されたソルダーレジスト層５には、ビルドアップ用の配線導体４の一部を外部接続パッド９として露出させる開口部５ｂが形成されている。外部接続パッド９には、外部の電気回路基板の配線導体が半田を介して接続される。

次に、本発明の配線基板の製造方法における絶縁層３の形成工程の一例について、図２を基にして詳細に説明する。なお、図２において図１と同様の箇所には同様の符号を付して説明する。

まず、図２（ａ）に示すように、上述したような、主面に未硬化のビルドアップ用の絶縁層３が被着された加工途中の絶縁パネルＰを用意する。
絶縁パネルＰは、例えば次のように形成される。まず、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絶縁材料を含浸させて硬化された絶縁板を準備する。そして、この絶縁板を主面が水平となる状態にして、ドリル加工やブラスト加工により絶縁板にスルーホール６を形成することでコア用の絶縁板１を形成する。そして、周知のサブトラクティブ法を施して、銅めっき等の良導電性金属から成るコア用の配線導体２を形成する。そして、その上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から成る未硬化の絶縁シートを貼着することでビルドアップ用の絶縁層３を形成する。なお、絶縁シートの貼着は、絶縁パネルＰを水平な状態にして行われる。

次に、図２（ｂ）に示すように、絶縁パネルＰの主面外周部を支持する支持面Ｍを有するフレームＦを用意する。そして、主面が水平な状態で搬送される絶縁パネルＰを載置できるように支持面Ｍを水平な状態にして配置する。さらに、絶縁パネルＰの主面中央部を支持するガイドＧを支持面Ｍよりも高い位置に配置する。

次に、図２（ｃ）に示すように、絶縁パネルＰをその主面外周部を支持する支持面Ｍを有するフレームＦ上に、支持面Ｍおよび主面外周部を水平な状態にして載置するとともに、主面外周部を支持面Ｍ上にクランプして固定する。
このとき、絶縁パネルＰが上側に凸に撓むようにガイドＧにより付勢した状態で主面外周部を支持面Ｍ上にクランプして固定することが重要である。支持面Ｍから凸部の頂点までの高さは、およそ５〜１０ｍｍ程度であることが好ましい。
ガイドＧは、例えば円筒状の塩化ビニル管を、フレームＦの支持面Ｍよりも５〜１０ｍｍ程度高い位置に長手方向を水平に配置すればよい。なお、ガイドＧを使用する場合は、ガイドＧが絶縁パネルＰの切断領域に対応する位置に配置することで、絶縁パネルＰとガイドＧとが接触するときに、ビルドアップ用の絶縁層３表面に形成されたビルドアップ用の配線導体４が損なわれることを回避できる。

次に、図２（ｄ）に示すように、ガイドＧを絶縁パネルＰから離して付勢を解除することで、絶縁パネルＰの自重により絶縁パネルＰの撓みを平坦化する。このとき、支持面Ｍから凸部の頂点までの高さが１０ｍｍを超えると上側に凸状の撓みが残る場合がある。また、５ｍｍよりも小さいと絶縁パネルＰが下側に凸に撓んでしまう場合がある。

次に、図２（ｅ）に示すように、フレームＦおよび絶縁パネルＰを支持面Ｍおよび主面外周部が垂直な状態となるように起立させ、その状態でオーブン内に投入してビルドアップ用の絶縁層３を硬化させる。このとき、絶縁パネルＰは平坦な状態で硬化処理されるため、硬化処理後の絶縁パネルＰを平坦に仕上げることができる。

このように、本発明の配線基板の製造方法によれば、フレームＦ上に固定した絶縁パネルＰを平坦化した状態でオーブン内に投入してビルドアップ用の絶縁層３の硬化処理を行う。このように、未硬化のビルドアップ用の絶縁層３が平坦な状態で硬化されるため、硬化処理後の絶縁パネルＰを平坦な状態に仕上げることができる。これにより、絶縁パネルＰを分割して形成される配線基板Ａも平坦な状態に仕上げることができる。その結果、半導体素子接続パッド８と半導体素子Ｓの電極Ｔとの距離を一定にすることで両者を半田を介して確実に接続して、半導体素子Ｓを安定的に作動させることが可能な配線基板Ａ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、図２（ｂ）において、絶縁パネルＰの中央部付近を支持面Ｍよりも高い位置に配置されたガイドＧで支持することにより絶縁パネルＰが上側に凸に撓むように付勢する例を示したが、例えば絶縁パネルＰの中央部付近を上側から吸着して支持面Ｍよりも高い位置に持ち上げることで付勢してもよい。

３ （ビルドアップ用の）絶縁層
Ａ 配線基板
Ｆ フレーム
Ｍ 支持面
Ｐ パネル

Claims (2)

1. 主面に未硬化の絶縁層が被着された絶縁パネルを、該絶縁パネルの主面外周部を支持する支持面を有するフレーム上に、前記支持面および前記主面外周部を水平な状態にして載置するとともに前記主面外周部を前記支持面上にクランプして固定した後、該フレームおよび前記絶縁パネルを、前記支持面および前記主面外周部が垂直な状態となるように起立させた状態でオーブン内に投入して前記絶縁層の硬化処理を行う配線基板の製造方法であって、前記絶縁パネルを前記フレーム上に固定する際に、前記絶縁パネルが上側に凸に撓むように付勢した状態で前記主面外周部を前記支持面上に支持固定した後、前記付勢を解除して前記絶縁パネルの自重により該絶縁パネルの撓みを平坦化し、その後、前記フレームおよび前記絶縁パネルを起立させることを特徴とする配線基板の製造方法。
2. 前記付勢は、前記絶縁パネルの中央部を前記支持面よりも高いガイドにより支持することにより行われることを特徴とする請求項１記載の配線基板の製造方法。