JP2017162913A

JP2017162913A - 配線板及びその製造方法

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Publication number: JP2017162913A
Application number: JP2016044499A
Authority: JP
Inventors: 勝敏北川; Katsutoshi Kitagawa
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2016-03-08
Filing date: 2016-03-08
Publication date: 2017-09-14
Also published as: US20170265299A1; US10051734B2

Abstract

【課題】パッドにおける接続性の向上を図ることが可能な配線板及び配線板の製造方法の提供を目的とする。【解決手段】本発明に係る配線板１０は、導体ブロック１６が内蔵された基板５５を、導体ブロック１６の一部をパッド２６として露出させるための開口部２５Ｈを有するカバーレイ２５で被覆する構成となっている。導体ブロック１６には、パッド２６を囲む環状溝１６Ｈが形成され、その環状溝１６Ｈにカバーレイ２５の一部を入り込ませる構成となっている。【選択図】図１

Description

本発明は、導体ブロックが内蔵されている基板に表面保護膜が積層されてなる配線板及びその製造方法に関する。

従来、この種の配線板として、基板のうち表面保護膜の開口部から露出している部分にパッドを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ＷＯ２０１４−１９９４５６（［００３５］、図１１）

しかしながら、上述した従来の配線板においては、パッドの位置や大きさにばらつきが生じ、パッドの接続不良が発生する恐れがあった。

本発明に係る配線板は、導体ブロックを内蔵する基板上に開口部を有する表面保護膜が積層され、前記基板のうち前記開口部から露出している部分にパッドを有する配線板であって、前記導体ブロックには、前記パッドと、前記パッドを囲む環状溝が形成され、前記環状溝には、前記表面保護膜の一部が入り込んでいる。

本発明の第１実施形態に係る配線板の側断面図配線板の拡大側断面図配線板の製造工程を示す側断面図配線板の製造工程を示す側断面図配線板の製造工程を示す側断面図配線板の使用例を示す側断面図本発明の第２実施形態に係る配線板の側断面図配線板の製造工程を示す側断面図

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１には、本実施形態の配線板１０の断面構造が示されている。

図１に示すように、本実施形態の配線板１０は、基板５５の両面がカバーレイ２５，２５（本発明の「表面保護膜」に相当する）に被覆されてなる。基板５５は、絶縁層１１の両面に配線パターンを有する導体層１２，１２を積層してなる。絶縁層１１は、可撓性を備える絶縁樹脂であることが望ましく、構成材料としてポリイミド、ガラスエポキシ等があげられる。なお、絶縁層１１の厚さは特に限定されないが１２．５〜７５μｍであることが望ましい。

導体層１２は、電気伝導率が良好な導体であることが望ましく、構成材料として銅、ニッケル等があげられる。また、導体層１２の厚さは、絶縁層１１と略同じであることが望ましい。なお、以下では、導体層１２のうち、絶縁層１１の表側の面であるＦ面１１Ｆ側に積層された導体層１２をＦ面側導体層１２Ｆといい、絶縁層１１の裏側の面であるＢ面１１Ｂ側に積層された導体層１２をＢ面側導体層１２Ｂと適宜分けていう。

基板５５には、絶縁層１１及び導体層１２，１２を一体に貫通する貫通孔５５Ｈが形成されている。貫通孔５５Ｈには導体ブロック１６が嵌め込まれている。なお、導体ブロック１６の表側の面１６Ｆは、Ｆ面側導体層１２Ｆの上面と略面一に配置され、導体ブロック１６の裏側の面１６Ｂは、Ｂ面側導体層１２Ｂの下面と略面一に配置されている。

図２に示すように、カバーレイ２５，２５は、ポリイミドフィルム等からなる被覆層２１と、基板５５と被覆層２１とを接着させる接着層２０とを備えている。なお、接着層２０は、光硬化性樹脂や、熱硬化性樹脂等の絶縁性樹脂から形成されることが望ましく、構成材料として、例えば、ポリイミド系接着剤や、エポキシ系接着剤等があげられる。

基板５５のＦ面５５Ｆ側に積層されるカバーレイ２５には、開口部２３（本発明の「開口部」に相当する）が形成され、導体ブロック１６のＦ面１６Ｆ側のうち、開口部２３から露出する部分にパッド２６が形成されている。なお、開口部２３のうち、被覆層２１に形成されている開口２１Ｈの直径は、１０００〜２０００μｍの範囲であることが望ましい。

ここで、本実施形態の配線板１０では、導体ブロック１６のＦ面１６Ｆ側に、パッド２６を囲み、かつ、パッド２６の外縁に隣接する環状溝１６Ｈが形成されている。そして、開口部２３のうち接着層２０の開口部２０Ｈの開口縁部が、開口部２３のうち被覆層２１に形成された開口２１Ｈよりも内側にはみ出して、環状溝１６Ｈに入り込んでいる。また、環状溝１６Ｈは、被覆層２１に形成された開口２１Ｈよりも内側に配されている。なお、環状溝１６Ｈは、導体ブロック１６の外縁よりも内側に形成され、基板５５の高さ方向における略中央位置まで達している。具体的には、環状溝１６Ｈの幅は１００〜５００μｍであることが望ましく、深さは２０〜８０μｍであることが望ましい。

また、パッド２６の上面を含め、導体層１２及び導体ブロック１６、環状溝１６Ｈの内壁には、耐食性金属膜１３が形成されている。なお、パッド２６が形成されている導体ブロック１６のＦ面１６Ｆと、環状溝１６Ｈの内壁とは、耐食性金属膜１３によって連続して被覆されている。

本実施形態の配線板１０は、以下のようにして製造される。
（１）図３（Ａ）に示すように、絶縁層１１の両面に導体層１２，１２が積層されている基板５５が用意される。

（２）図３（Ｂ）に示すように、絶縁層１１及び導体層１２，１２を貫通する貫通孔５５Ｈが形成される。貫通孔５５Ｈは、特に限定されないが、プレス、ドリル、レーザー等を用いて形成することができる。

（３）図３（Ｃ）に示すように、貫通孔５５Ｈに導体ブロック１６が挿嵌される。このとき、導体ブロック１６は基板５５と略同一の厚みのものを使用し、上述したように、導体ブロック１６の表側の面１６Ｆと、Ｆ面側導体層１２Ｆの上面、及び、導体ブロック１６の裏側の面１６Ｂと、Ｂ面側導体層１２Ｂとの下面とが略面一になるように配置される。

（４）次に、図４（Ａ）に示すように、エッチング処理が行われ、基板１１にパターンが形成される。具体的には、まず、導体層１２，１２上にエッチングレジストが形成される。そして、エッチング処理によって導体層１２，１２のうちエッチングレジストに被覆されていない部分が除去され、パターンが形成される。そして不要となったエッチングレジストが剥離される。

（５）次に、図４（Ｂ）に示すように、例えば、レーザーにより、導体ブロック１６のうちＦ面１６Ｆ側に円環状の環状溝１６Ｈが形成される。環状溝１６Ｈは、パッド２６の外周縁に隣接するように形成される。

（６）次に、図４（Ｃ）に示すように、電解メッキ処理が行われ、導体層１２及び導体ブロック１６の表面、環状溝１６Ｈの内壁を覆う耐食性金属膜１３が形成される。

（７）最後に、図５に示すように、基板５５の両面にカバーレイ２５，２５が積層される。具体的には、カバーレイ２５は、フィルム状の被覆層２１と、半硬化状態の接着層２０とからなり、基板５５の両面にカバーレイ２５，２５を重ねた状態で、加熱加圧されることで、接着層２０が半硬化状態から硬化状態となる。このとき、基板５５のＦ面５５Ｆ側に積層されるカバーレイ２５には、導体ブロック１６に形成されている環状溝１６Ｈよりも径が大きい貫通孔２５Ｈが形成されている。そして、カバーレイ２５は、貫通孔２５Ｈの内側に環状溝１６Ｈが配置されるように、基板５５に重ねられる。

上述したように、加熱加圧されるときに、接着層２０は半硬化状態である。これにより、基板５５にカバーレイ２５を重ねた状態でプレスすると、接着層２０が導体層１２等の凹凸に合わせて変形すると共に、接着層２０の開口縁部が被覆層の開口２１Ｈよりも内側にはみ出す。そして、接着層２０のはみ出したところに、環状溝１６Ｈが形成されているので、はみ出した接着層２０が環状溝１６Ｈで受け止められる。そして、接着層２０が環状溝１６Ｈに入り込んだ状態で硬化する。以上で図１に示される配線板１０が完成する。

本実施形態の配線板１０の構造及び製造方法に関する説明は以上である。次に配線板１０の使用例と作用効果とを説明する。本実施形態の配線板１０は、例えば、図６に示すように、パッド２６上に半田バンプ２８が形成されて、その上にＬＥＤ８０等が搭載されて半田付けされることで使用される。

ところで、貫通孔２５Ｈが形成されているカバーレイ２５が基板５５に積層されて加熱加圧される際に、カバーレイ２５のうち接着層２０が貫通孔２５Ｈよりも内側にはみ出すことが考えられるため、設計よりもパッドの大きさが小さくなったり、位置がずれたりして、パッドと半田バンプとの接続が悪くなるという問題があった。

これに対して、本実施形態の配線板１０では、基板５５に、カバーレイ２５の貫通孔２５よりも内側に配される環状溝１６Ｈが形成されていて、この環状溝１６Ｈよりも内側がパッド２６となっている。これにより、カバーレイ２５のうち、被覆層２１の開口部２１Ｈよりも内側にはみ出した接着層２０が環状溝１６Ｈに入り込み、はみ出した接着層２０が、環状溝１６Ｈの内側に隣接するパッド２６を侵食することが抑制される。よって、パッド２６の大きさ・位置等のズレを抑制することが可能となり、パッド２６における接続性の向上が図られる。

また、環状溝１６Ｈが導体ブロック１６を貫通するように形成されていると、環状溝１６Ｈによって、パッド２６と導体層１２とが電気的に接続されなくなることも考えられるが、環状溝１６Ｈは、導体ブロック１６の外縁より内側で、深さが導体ブロック１６の中間位置までになっているので、環状溝１６Ｈを下方から迂回して、パッド２６と導体層１２とを電気的に接続することができる。

［第２実施形態］
図７に示されるように、本実施形態の配線板１０Ｖは、耐食性金属膜１３で被覆するタイミングが第１実施形態と異なる。以下、本実施形態の配線板１０Ｖの製造方法について、上記第１実施形態との相違点を主に説明する。

（１）上記第１実施形態の製造方法における（５）の工程に次いで、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、基板５５の両面にカバーレイ２５，２５が積層される。

（２）そして、電解メッキ処理が行われ、図７に示すように、パッド２６上及び環状溝１６Ｈの内壁のうちカバーレイ２５の接着層２０から露出している部分に耐食性金属膜１３が形成される。

これにより、図７に示される本実施形態の配線板１０Ｖが完成する。なお、配線板１０Ｖは、パッド２６上及び環状溝１６Ｈの内壁のうちカバーレイ２５の接着層２０から露出している部分に耐食性金属膜１３が形成されている。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）上記実施形態では、配線板１０は、フレキシブル基板であったが、リジッド基板であってもよい。

（２）上記実施形態では、導体ブロック１６は、絶縁層１１を貫通する構成となっていたが、絶縁層１１に凹部を形成し、導体ブロック１６を埋設する構成としてもよい。

（３）上記実施形態では、パッド２６上に実装される電子部品がＬＥＤ８０であったが、パワー半導体等であってもよい。

（４）上記実施形態では、パッド２６は導体ブロック１６上に形成されていたが、パッド２６を導体ブロック１６の上方以外の場所で形成してもよい。

（５）上記実施形態では、パッド２６を基板５５のＦ面５５Ｆにのみ形成していたが、パッド２６を基板５５の両面に形成する構成としてもよい。なお、このとき、両面に環状溝１６を形成してもよいし、片面のみに環状溝１６Ｈを形成してもよい。

（６）上記実施形態では、環状溝１６Ｈの深さを導体ブロック１６の中間位置までとしていたが、導体ブロック１６を貫通してもよい。この場合、電気的接続はなくなり、放熱のみを行うことができる。

（７）上記実施形態では、環状溝１６Ｈは、導体ブロック１６に対して略垂直に形成されていたが、環状溝１６Ｈの先端側が内側に向かうように傾斜してもよいし、環状溝１６Ｈの先端が外側に向かうように傾斜してもよい。これにより、導体ブロック１６の上下両面に環状溝１６Ｈを形成する際に、環状溝１６Ｈの深さを確保することができる。

１０，１０Ｖ配線板
１１絶縁層
５５Ｈ貫通孔
１２導体層
１３耐食性金属膜
１６導体ブロック
１６Ｈ環状溝
２０接着層
２１被覆層
２３，２０Ｈ，２１Ｈ開口部
２５カバーレイ
２５Ｈ貫通孔
２６パッド
２８半田バンプ
５５基板

Claims

導体ブロックを内蔵する基板上に開口部を有する表面保護膜が積層され、
前記基板のうち前記開口部から露出している部分にパッドを有する配線板であって、
前記導体ブロックには、前記パッドと、前記パッドを囲む環状溝が形成され、
前記環状溝には、前記表面保護膜の一部が入り込んでいる。
請求項１に記載の配線板であって、
前記表面保護膜は、被覆層と、前記被覆層と前記基板とを接着させる接着層と、を含み、
前記環状溝には、前記接着層が入り込んでいる。
請求項２に記載の配線板であって、
前記環状溝は、前記被覆層の開口の内側に配され、
前記接着層は、前記被覆層の開口より内側にはみ出して前記環状溝に入り込んでいる。
請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載の配線板であって、
前記基板は、前記絶縁層の表裏にそれぞれ導体層を積層してなり、
前記導体ブロックは前記基板全体を貫通し、その表裏の両面は各前記導体層と面一に配置されている。
請求項１乃至４の何れか１の請求項に記載の配線板であって、
前記パッドと前記環状溝の内壁とは、耐食性金属膜によって連続して被覆されている。
請求項１乃至５の何れか１の請求項に記載のフレキシブル基板としての配線板。
導体ブロックが内蔵された基板を準備することと、
前記基板上に貫通孔を有する表面保護膜を半硬化状態で積層することと、
前記導体ブロックのうち前記貫通孔から露出している部分にパッドを形成することと、前記表面保護膜を硬化することと、を行う配線板の製造方法であって、
さらに、前記表面保護膜の積層よりも前に、前記導体ブロックに前記パッドとなる部分を囲む環状溝を形成することを含む。
請求項７に記載の配線板の製造方法であって、
前記表面保護膜は、被覆層と、前記被覆層と前記基板とを接着する接着層とを含む。
請求項７又は８に記載の配線板の製造方法であって、
前記環状溝を、前記貫通孔よりも内側に配置する。
請求項７乃至９の何れか１の請求項に記載の配線板の製造方法であって、
前記表面保護膜を前記基板に積層する前に、前記パッドとなる部分と前記環状溝の内壁とを、耐食性金属膜で被覆する。
請求項７乃至９の何れか１の請求項に記載の配線板の製造方法であって、
前記基板のうち前記表面保護膜から露出している部分を耐食性金属膜で被覆する。