JP2018147973A - 実装構造体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い信頼性を有する実装構造体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】実装構造体１は、表面ＳＦ１及びその反対面である裏面ＳＦ２を有する基板１１と、基板１１の表面ＳＦ１側に搭載される部品１２と、基板１１と部品１２との間に設けられて部品１２を基板１１の表面ＳＦ１側に固定する熱硬化性樹脂１３と、を備え、基板１１の表面ＳＦ１及び裏面ＳＦ２の少なくとも一方には、平面視で少なくとも一部が部品１２と重なる凹部Ｃ１が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、実装構造体及びその製造方法に関する。

実装構造体は、基板上に各種部品（実装体）が搭載された構造のものをいい、これまで多種多様のものが実用化されている。このような実装構造体において、基板上に各種部品を固定するためには、一般的に樹脂やハンダが用いられる。例えば、基板上に搭載される部品が金属等の不透明な部品である場合には熱硬化性樹脂が用いられ、基板上に搭載される部品がガラス等の透明な部品である場合には紫外線硬化性樹脂が用いられる。

以下の特許文献１〜３には、従来の実装構造体の製造方法の一例が開示されている。具体的に、以下の特許文献１には、金属製の基体の上面に設けた溝部に発熱手段を収容した後に、熱硬化性樹脂を溝部に沿って発熱手段を覆うように塗布し、熱硬化性樹脂上に載置した部材を押圧して基体に密着させた後に、発熱手段を発熱させて熱硬化性樹脂を硬化させることで、基体を部材に固定する方法が開示されている。

以下の特許文献２には、接着剤が塗布された金属フレーム上にフレキシブル基板を配置し、接着剤の塗布部をヒートブロックの加熱部で局所的に加熱することでフレキシブル基板を金属フレームに接着する方法が開示されている。以下の特許文献３には、底面が平面状のベースプレートを、凸状の加熱面を有するヒーター上に底面が加熱面に沿うように固定し、光学部品を搭載するサブマウントをベースプレート上にはんだ付けし、サブマウントがはんだ付けされたベースプレートのヒーターへの固定を解放する方法が開示されている。

特開２００８−１１５２６０号公報 特開２００１−２４１２８号公報 特開２０１６−１１５７２０号公報

ところで、上述した特許文献１に開示された方法では、硬化した熱硬化性樹脂の内部に発熱手段が残存する実装構造体が製造されるこことなる。このような実装構造体に外力が加わると、発熱手段が残存している部分に応力が集中し、その部分が剥離の起点になる可能性があるという問題がある。また、上述した特許文献２に開示された方法では、接着剤の塗布部の全体が同時に加熱されることから、真空ボイドやヒケの発生を抑制することは困難であるという問題がある。この問題は、上述した特許文献３でも生じ得る。

ここで、真空ボイドは、樹脂が収縮する際に樹脂の内部に形成される空洞（気泡）をいい、ヒケは、樹脂が収縮する際に樹脂の表面に形成される凹みをいう。このような真空ボイド及びヒケは、熱硬化性樹脂の場合には、樹脂を硬化させる際の温度ムラに起因して生ずる。例えば、真空ボイドは、基板と部品との間に配された熱硬化性樹脂の外表面温度が高く、中心温度が低い場合に生じ、ヒケは、基板と部品との間に配された熱硬化性樹脂の一側面の外表面温度が高く、他面側の外表面温度が低い場合に生ずる。真空ボイドは、応力集中が生じて剥離の起点になる可能性があり、ヒケは、熱硬化性樹脂の平面視形状が非対称になって部品の位置ずれが生ずる可能性がある。このため、実装構造体の信頼性を高めるためには、真空ボイドやヒケの発生を防止する必要がある。

また、実装構造体の部品に外力が加わった場合に、部品の特定部分（部品の固定に用いられている熱硬化性樹脂の特定部分）に応力が集中すると、その特定部分において熱硬化性樹脂が剥離しやすくなり、信頼性の低下を招いてしまうことも考えられる。このため、実装構造体の信頼性を高めるためには、部品に外力が加わった際の応力集中を低減する必要がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、高い信頼性を有する実装構造体及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の実装構造体は、第１面（ＳＦ１）及びその反対面である第２面（ＳＦ２）を有する基板（１１、２１、３１、４１）と、該基板の前記第１面側に搭載される実装体（１２）と、前記基板と前記実装体との間に設けられて前記実装体を前記基板の前記第１面側に固定する熱硬化性樹脂（１３）と、を備える実装構造体（１〜４）であって、前記基板の前記第１面及び第２面の少なくとも一方には、平面視で少なくとも一部が前記実装体と重なる凹部（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ１１）が形成されている。
また、本発明の実装構造体は、前記凹部が、平面視で前記実装体の中央部に位置する。
また、本発明の実装構造体は、前記凹部が、少なくとも前記基板の前記第１面に形成されており、前記熱硬化性樹脂が、前記基板の前記第１面に形成された前記凹部を埋めるように前記基板と前記実装体との間に設けられる。
或いは、本発明の実装構造体は、前記凹部が、少なくとも前記基板の前記第２面に形成されている。
また、本発明の実装構造体は、前記凹部が、平面視で重なるように、或いは平面視で何れか一方が何れか他方に含まれるように、前記基板の前記第１面及び第２面の双方に形成されている。
或いは、本発明の実装構造体は、前記基板の第１面側には、前記実装体が搭載される凸状の搭載部（Ｅ１）が形成されており、前記凹部が、平面視で前記搭載部と重なるように、前記基板の前記第２面に形成されている。
また、本発明の実装構造体は、前記凹部の平面視での面積が、前記実装体の平面視での面積よりも小さい。
本発明の実装構造体の製造方法は、第１面（ＳＦ１）及びその反対面である第２面（ＳＦ２）を有し、前記第１面及び第２面の少なくとも一方に凹部（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ１１）が形成されている基板（１１、２１、３１，４１）の前記第１面側に、平面視で前記凹部を中心として熱硬化性樹脂（１３）を塗布する第１工程と、前記熱硬化性樹脂上に実装体（１２）を配置する第２工程と、ヒーター（ＨＴ）上に配された熱伝導治具（Ｚ１〜Ｚ５）に形成された凸部が、平面視で前記凹部内に配置されるように位置決めする第３工程と、前記熱伝導治具に形成された前記凸部を前記基板の前記第２面側に接触させ、前記熱硬化性樹脂を加熱して硬化させる第４工程と、を有する。
本発明の実装構造体の製造方法は、前記凸部が、先端に行くにつれて外径が小さくなるテーパー形状である。
或いは、本発明の実装構造体の製造方法は、前記凸部が、先端に行くにつれて外径が小さくなる複数の段部を有する形状である。
また、本発明の実装構造体の製造方法は、前記熱伝導治具には、前記凸部の周囲に前記基板を支持する複数の突起（Ｐ）が形成されている。
また、本発明の実装構造体の製造方法は、前記突起が、前記凸部が前記基板の前記第２面側に接触した状態において、前記凸部と前記熱硬化性樹脂との間の距離のうちの最も長い距離よりも長い距離だけ前記凸部から離間した位置に形成されている。

本発明によれば、第１面及び第２面の少なくとも一方に、平面視で実装体の中央部に位置する凹部が形成された基板を用い、熱硬化性樹脂の中央部が先に加熱されるようにすることで、熱硬化性樹脂１３を中央部から外側に向かって順に硬化するようにしているため、高い信頼性を有する実装構造体を得ることができる、という効果がある。

本発明の第１実施形態による実装構造体を示す図である。 本発明の第１実施形態による実装構造体で生ずる応力を説明するための図である。 本発明の第１実施形態による実装構造体の製造工程を示す断面図である。 本発明の第２実施形態による実装構造体及びその製造工程の一つを示す断面図である。 本発明の第２実施形態において基板の表面及び裏面の双方に形成される凹部の位置関係を説明するための平面図である。 本発明の第３実施形態による実装構造体及びその製造工程の一つを示す断面図である。 本発明の第４実施形態による実装構造体の製造工程の一つを示す断面図である。 本発明の第５実施形態による実装構造体の製造工程の一つを示す断面図である。 本発明の第６実施形態による実装構造体及びその製造工程の一つを示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態による実装構造体及びその製造方法について詳細に説明する。尚、以下で参照する図面では、理解を容易にするために、必要に応じて各部材の寸法を適宜変えて図示している。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態による実装構造体を示す図であって、（ａ）は平面透視図であり、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ線断面矢視図である。図１に示す通り、本実施形態の実装構造体１は、基板１１と、基板１１上に搭載された部品１２（実装体）と、基板１１と部品１２との間に設けられて部品１２を基板１１に固定する熱硬化性樹脂１３と、を備える。

基板１１は、平面視形状が矩形形状であり、表面ＳＦ１（第１面）及びその反対面である裏面ＳＦ２（第２面）を有する平板状の部材である。この基板１１の構成材料としては、特に限定されるものではないが、銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）等の金属、ソーダガラスや石英ガラス等のガラス基材、ポリイミド樹脂やガラスエポキシ樹脂等の樹脂等を用いることができる。尚、基板１１が金属である場合には、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の線膨張係数の小さな材料を用いるのが好ましい。基板１１の大きさは、特に限定されるものではないが、例えば長辺の長さが１０［ｃｍ］程度であり、短辺の長さが５［ｃｍ］程度であり、厚みが５［ｍｍ］程度のものを用いることができる。

この基板１１の裏面ＳＦ２には、例えば平面視形状が円形の凹部Ｃ１が形成されている。具体的に、凹部Ｃ１は、基板１１の裏面ＳＦ２であって、平面視で部品１２の中央部の位置に形成されている。尚、凹部Ｃ１は、部品１２が搭載される前から基板１１に形成されていることから、凹部Ｃ１は、平面視で部品１２が搭載されるべき領域（以下、「部品搭載領域」という）の中央部に形成されている、或いは平面視で熱硬化性樹脂１３が塗布されるべき領域（以下、「樹脂塗布領域」という）の中央部に形成されている、と言うこともできる。詳細は後述するが、この凹部Ｃ１は、熱硬化性樹脂１３における真空ボイドやヒケの発生を防止して、高い信頼性を有する実装構造体１を得るために基板１１に形成されるものである。

凹部Ｃ１は、平面視での中心位置が、部品搭載領域（或いは、樹脂塗布領域）の平面視での中心位置に一致するように形成されていることが好ましい。但し、凹部Ｃ１の平面視での中心位置は、真空ボイドやヒケの発生を防止することが可能であれば、部品搭載領域（或いは、樹脂塗布領域）の平面視での中心位置から多少ずれていても良い。例えば、樹脂塗布領域が半径ｒの円形形状である場合には、凹部Ｃ１の平面視での中心位置は、樹脂塗布領域の平面視での中心位置を中心とした半径ｒ／２の領域に含まれていれば良い。この場合において、上記半径ｒ／２の領域が上記の中央部に該当する。

凹部Ｃ１の平面視での面積は、部品１２の平面視での面積よりも小さく、且つ、後述する熱伝導治具Ｚ１に形成される凸部Ｔ１（図３（ｄ）参照）の平面視での面積よりも大きい。凹部Ｃ１の平面視での面積を、部品１２の平面視での面積よりも小さくするのは、主に熱伝導治具Ｚ１に形成される凸部Ｔ１の位置合わせを容易にするためである。また、凹部Ｃ１の平面視での面積を、熱伝導治具Ｚ１に形成される凸部Ｔ１の平面視での面積よりも大きくするのは、熱硬化性樹脂１３を硬化させるために、熱伝導治具Ｚ１に形成される凸部Ｔ１を、凹部Ｃ１内に配置する必要があるからである。

凹部Ｃ１の平面視での大きさ（面積）は、特に限定されるものではないが、熱伝導治具Ｚ１に形成される凸部Ｔ１を、スムーズに凹部Ｃ１内に配置することができる大きさに設定される。例えば、直径５〜７［ｍｍ］程度に設定することができる。また、凹部Ｃ１の深さは、任意に設定することが可能であるが、例えば基板１１の厚みの１／３〜１／５程度であることが好ましい。

尚、凹部Ｃ１の平面視形状は、円形に限定されるものではなく、四角形等の他の形状であっても良い。ここで、凹部Ｃ１の平面視形状は、樹脂塗布領域の平面視形状に応じた形状であることが好ましい。例えば、樹脂塗布領域の平面視形状が円形であれば、凹部Ｃ１の平面視形状も円形にされ、樹脂塗布領域の平面視形状が四角形であれば、凹部Ｃ１の平面視形状も四角形にされている、といった具合である。

部品１２は、例えば直方体形状の部材であり、基板１１の表面ＳＦ１側に搭載される。この部品１２は、特に限定されるものではないが、金属部品、半導体部品、光学部品、電気部品、その他の任意の部品であって良い。例えば、部品１２は、光ファイバのフェルール等を保持する金属製の部品、電源端子や信号端子を保持する絶縁性を有する部品等である。この部品１２の大きさは、特に限定されるものではないが、例えば縦の長さが１［ｃｍ］程度であり、横の長さが１［ｃｍ］程度であり、高さが７〜８［ｍｍ］程度のものを用いることができる。

熱硬化性樹脂１３は、基板１１と部品１２との間に設けられて、基板１１と部品１２とを接着して固定することで、基板１１上への部品１２の搭載を可能とするものである。この熱硬化性樹脂１３としては、例えば、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂等を用いることができる。

図２は、本発明の第１実施形態による実装構造体で生ずる応力を説明するための図である。尚、図２（ａ）は、本実施形態の実装構造体１に係るものを示す図であり、図２（ｂ）は、従来の実装構造体１００に係るものを示す図である。図２（ａ）に示す実装構造体１と図２（ｂ）に示す実装構造体１００とは、基板１１の裏面ＳＦ２に凹部Ｃ１が形成されているか否かにおいて相違する。

まず、図２（ｂ）を参照すると、従来の実装構造体１００では、部品１２に外力ＥＦが加わると、応力が部品１２の外周部（熱硬化性樹脂１３の外周部）に集中することが分かる。このため、従来の実装構造体１００では、部品１２の外周部における応力が大きくなって熱硬化性樹脂１３が剥離しやすい。これに対し、図２（ａ）を参照すると、本実施形態の実装構造体１では、部品１２に外力ＥＦが加わると、部品１２の外周部（熱硬化性樹脂１３の外周部）のみならず、基板１１が薄くなっている部分（裏面ＳＦ２に凹部Ｃ１が形成されている部分）にも応力が加わっていることが分かる。このため、本実施形態の実装構造体１では、応力が分散されて応力集中が低減されることから、従来の実装構造体１００に比べると、熱硬化性樹脂１３が剥離しにくい。

次に、上記構成の実装構造体１の製造方法について説明する。図３は、本発明の第１実施形態による実装構造体の製造工程を示す断面図である。まず、図３（ａ）に示す通り、裏面ＳＦ２に凹部Ｃ１が形成された基板１１が用意され、表面ＳＦ１が上方を向くとともに裏面ＳＦ２が下方を向いた状態に基板１１が配置される。尚、基板１１は、不図示のステージ上に配置されても良い。

次いで、図３（ｂ）に示す通り、基板１１の表面ＳＦ１側に、平面視で凹部Ｃ１を中心として熱硬化性樹脂１３を塗布する工程が行われる（第１工程）。つまり、前述した樹脂塗布領域に熱硬化性樹脂１３を塗布する工程が行われる。具体的には、例えば不図示の樹脂塗布装置から液状の熱硬化性樹脂が、平面視で凹部Ｃ１を中心として基板１１上にポッティング（滴下）されることで、前述した樹脂塗布領域に熱硬化性樹脂１３が塗布される。尚、ポッティングによって塗布された熱硬化性樹脂１３の平面視形状は、例えば円形になる。

続いて、図３（ｃ）に示す通り、基板１１上に塗布された熱硬化性樹脂１３上に、部品１２を配置する工程が行われる（第２工程）。つまり、前述した部品搭載領域に部品１２を配置する工程が行われる。具体的には、例えば不図示の吸着コレットによって吸着された部品１２が部品搭載領域の上方に搬送され、部品搭載領域に対する部品１２の位置決めが行われた後に、部品１２が下方に搬送されることで、熱硬化性樹脂１３上に部品１２が配置される。部品１２の配置が完了すると、吸着コレットによる部品１２の吸着は解除される。尚、部品１２の配置は、吸着コレットを用いる方法以外の方法で行っても良い。

以上の工程が終了すると、図３（ｄ）に示す通り、上述した各工程を経た基板１１（表面ＳＦ１側に塗布された熱硬化性樹脂１３上に部品１２が配置された基板１１）をヒーターＨＴの上方に移動させて、位置決めする工程が行われる（第３工程）。ここで、ヒーターＨＴ上には、凸部Ｔ１が形成された略平板状の熱伝導治具Ｚ１が配されている。この熱伝導治具Ｚ１は、ヒーターＨＴの熱を、凸部Ｔ１を介して基板１１に伝導させるための部材であり、例えば熱電伝導率の高い銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）等の金属により形成されている。

熱伝導治具Ｚ１に形成された凸部Ｔ１は、例えば円柱形状であり、その平面視での大きさ（面積）は、前述の通り、基板１１形成された凹部Ｃ１の平面視での大きさ（面積）よりも小さくされている。また、熱伝導治具Ｚ１に形成された凸部Ｔ１の高さは、基板１１形成された凹部Ｃ１の深さよりも長くなるようにされている。これは、熱伝導治具Ｚ１に形成された凸部Ｔ１以外の部分が、基板１１に接触しないようにするためである。熱伝導治具Ｚ１に形成された凸部Ｔ１の大きさは、特に限定されるものではないが、例えば、直径５［ｍｍ］程度であり、高さが２．５［ｍｍ］程度にすることができる。

図３（ｄ）に示す工程では、具体的に、ヒーターＨＴ上に配された熱伝導治具Ｚ１に形成された凸部Ｔ１が、平面視で基板１１の裏面ＳＦ２に形成された凹部Ｃ１内に配置されるように位置決めされる。尚、このような位置決めは、ヒーターＨＴ及び熱伝導治具Ｚ１を固定した状態で基板１１を移動させて行っても良く、逆に基板１１を固定した状態でヒーターＨＴ及び熱伝導治具Ｚ１を移動させて行っても良い。

続いて、図３（ｅ）に示す通り、上述した位置決めが行われた基板１１及び熱伝導治具Ｚ１の上下方向への相対的な移動を行い、熱伝導治具Ｚ１に形成された凸部Ｔ１を、基板１１の裏面ＳＦ２側に接触させて、熱硬化性樹脂１３を加熱して硬化させる工程が行われる（第４工程）。尚、上記の上下方向への相対的な移動は、ヒーターＨＴ及び熱伝導治具Ｚ１を固定した状態で基板１１を下方に移動させることにより行っても良く、逆に基板１１を固定した状態でヒーターＨＴ及び熱伝導治具Ｚ１を上方に移動さることにより行っても良い。

図３（ｅ）に示す通り、熱伝導治具Ｚ１に形成された凸部Ｔ１は、基板１１の裏面ＳＦ２に形成された凹部Ｃ１に介挿された状態で、基板１１に接触する。これにより、熱源としての凸部Ｔ１から熱硬化性樹脂１３までの基板１１を介した距離は、熱硬化性樹脂１３の外側よりも中央部の方が短くなる。このため、ヒーターＨＴの熱は、熱伝導治具Ｚ１に形成された凸部Ｔ１から基板１１を介して熱硬化性樹脂１３の中央部に伝わり、その後、熱硬化性樹脂１３の中央部から外側に向かって拡がるように伝わる。これにより、熱硬化性樹脂１３は、中央部から加熱されることになり、中央部から外側に向かって順に硬化する。以上の工程により、実装構造体１が製造される。

ここで、熱硬化性樹脂１３が外周部から加熱された場合には、熱硬化性樹脂１３は、外周部から中央部に向かって硬化するため、先に硬化した外周部の硬化収縮により、中央部に真空ボイドが発生しやすくなる。また、熱硬化性樹脂１３が外周部から加熱された場合に、熱硬化性樹脂１３の一側面の外表面温度が高く、他面側の外表面温度が低いときには、熱硬化性樹脂１３は、温度の高い一側面側から温度の低い他側面側に向かって硬化するため、先に硬化した一側面側の硬化収縮により他側面側にヒケが発生しやすくなる。

これに対し、本実施形態では、裏面ＳＦ２側に凹部Ｃ１が形成された基板１１を用い、ヒーターＨＴ上に配された熱伝導治具Ｚ１に形成された凸部Ｔ１を基板１１の凹部Ｃ１に介挿させた状態で加熱することで、基板１１上に塗布された熱硬化性樹脂１３を中央部から加熱するようにしている。これにより、熱硬化性樹脂１３を、中央部から外側に向かって順に硬化させることができるため、真空ボイドやヒケの発生を抑制することができる。

〔第２実施形態〕
図４は、本発明の第２実施形態による実装構造体及びその製造工程の一つを示す断面図である。この図４は、図３（ｅ）と同様に、熱硬化性樹脂１３を加熱して硬化させる工程を示すものとなっている。また、図４においては、図１〜３に示した部材と同じ部材については、同一の符号を付してある。尚、本実施形態においては、第１実施形態と同様の工程を経て実装構造体が製造されるため、実装構造体の製造方法の詳細な説明は省略する。

図４に示す通り、本実施形態の実装構造体２は、図１〜３に示す基板１１に代えて、基板２１を備える点が異なる。基板２１は、図１〜３に示す基板１１とほぼ同じものであるが、表面ＳＦ１に凹部Ｃ２が形成されている点が、図１〜３に示す基板１１と異なる。基板２１の表面ＳＦ１に形成された凹部Ｃ２は、裏面ＳＦ２に形成された凹部Ｃ１と同様に、例えば平面視形状が円形のものであり、平面視で部品１２の中央部（部品搭載領域、或いは樹脂塗布領域の中央部）の位置に形成されている。

凹部Ｃ２の平面視での大きさ（面積）は、特に限定されるものではないが、凹部Ｃ１の平面視での大きさ（面積）と同じ大きさ（ほぼ同じ大きさ）であっても、凹部Ｃ１の平面視での大きさ（面積）とは異なる大きさであっても良い。例えば、凹部Ｃ１の平面視での大きさ（面積）と同様の、直径５〜７［ｍｍ］程度に設定することができる。また、凹部Ｃ２の深さは、任意に設定することが可能であるが、凹部Ｃ１と同様に、例えば基板１１の厚みの１／３〜１／５程度であることが好ましい。

基板２１の表面ＳＦ１における凹部Ｃ２と、基板２１の裏面ＳＦ２における凹部Ｃ１とは、例えば、平面視で重なるように、或いは平面視で何れか一方が何れか他方に含まれるように形成される。図５は、本発明の第２実施形態において基板の表面及び裏面の双方に形成される凹部の位置関係を説明するための平面図である。例えば、凹部Ｃ１，Ｃ２の内径が同じ（或いは、ほぼ同じ）である場合には、図５（ａ）に示す通り、凹部Ｃ１，Ｃ２は平面視で重なるように形成される。また、例えば、凹部Ｃ１の内径よりも凹部Ｃ２の内径が大きい場合には、図５（ｂ）に示す通り、平面視で凹部Ｃ１が凹部Ｃ２に含まれるように形成される。逆に、例えば、凹部Ｃ１の内径よりも凹部Ｃ２の内径が小さい場合には、図５（ｃ）に示す通り、平面視で凹部Ｃ２が凹部Ｃ１に含まれるように形成される。尚、凹部Ｃ１，Ｃ２は、図５に示す通り、平面視で同心円状に形成される必要は必ずしも無く、平面視で互いの中心位置をずらして形成されていても良い。

熱硬化性樹脂１３は、図４に示す通り、基板２１の表面ＳＦ１に形成された凹部Ｃ２を埋めるように、基板２１と部品１２との間に設けられている。ここで、上述の通り、凹部Ｃ１，Ｃ２は、平面視で部品１２の中央部（部品搭載領域、或いは樹脂塗布領域の中央部）の位置に形成されている。このため、熱源としての凸部Ｔ１から熱硬化性樹脂１３の中央部までの基板１１を介した距離を、第１実施形態よりも短くすることができる。これにより、熱硬化性樹脂１３を加熱して硬化させる工程においては、第１実施形態よりも確実に、熱硬化性樹脂１３を中央部から硬化させることができる。

また、基板２１の表面ＳＦ１及び裏面ＳＦ２に凹部Ｃ２，Ｃ１がそれぞれ形成されているため、基板２１の表面ＳＦ１側における位置合わせ、及び基板２１の裏面ＳＦ２側における位置合わせを容易に行うことができる。例えば、基板２１の表面ＳＦ１側に熱硬化性樹脂１３を塗布する工程（図３（ｂ）に示す工程に相当する工程）では、凹部Ｃ２を中心として熱硬化性樹脂１３を塗布すれば良いことから、熱硬化性樹脂１３の塗布位置の位置合わせを容易に行うことができる。また、基板１１を位置決めする工程（図３（ｄ）に示す工程に相当する工程）においても、熱伝導治具Ｚ１に対する基板２１の位置決めを容易に行うことができる。

本実施形態の実装構造体２は、基板２１の表面ＳＦ１に形成された凹部Ｃ２を埋めるように、基板２１と部品１２との間に熱硬化性樹脂１３が設けられている。このため、基板２１と熱硬化性樹脂１３との接着面積を増やすことができ、これにより接着強度を増大させることができる。また、凹部Ｃ２の断面形状を円形にすれば、応力集中がより低減されるから、熱硬化性樹脂１３の剥離が生じにくい。また、本実施形態の実装構造体２は、基板２１の裏面ＳＦ２にも凹部Ｃ１が形成されていることから、第１実施形態の実装構造体１と同様に、応力集中が低減されて、熱硬化性樹脂１３が剥離しにくい。

〔第３実施形態〕
図６は、本発明の第３実施形態による実装構造体及びその製造工程の一つを示す断面図である。この図６も、図４と同様に、熱硬化性樹脂１３を加熱して硬化させる工程を示すものとなっている。また、図６においても、図１〜３に示した部材と同じ部材については、同一の符号を付してある。尚、本実施形態においても、第１実施形態と同様の工程を経て実装構造体が製造されるため、実装構造体の製造方法の詳細な説明は省略する。

図６に示す通り、本実施形態の実装構造体３は、図１〜３に示す基板１１に代えて、基板３１を備える点が異なる。基板３１は、図１〜３に示す基板１１とほぼ同じものであるが、部品１２が搭載される凸状の搭載部Ｅ１が表面ＳＦ１側に形成されており、裏面ＳＦ２側に凹部Ｃ１１が形成されている点が、図１〜３に示す基板１１と異なる。搭載部Ｅ１の上面は、前述した部品搭載領域に該当する。また、基板３１の裏面ＳＦ２の凹部Ｃ１１は、平面視で搭載部Ｅ１の中央部に位置するように形成されている。

搭載部Ｅ１は、例えば四角柱形状であり、その平面視での大きさ（面積）は、搭載される部品１２の平面視での大きさ（面積）と同程度である。また、搭載部Ｅ１の高さ（表面ＳＦ１からの突出量）は、部品１２の高さ位置に応じて設定される。搭載部Ｅ１の大きさは、特に限定されるものではないが、例えば縦の長さが１［ｃｍ］程度であり、横の長さが１［ｃｍ］程度であり、高さが５［ｍｍ］程度にすることができる。

基板３１の裏面ＳＦ２に形成される凹部Ｃ１１は、図１に示す基板１１の裏面に形成される凹部Ｃ１とは、例えば平面視での面積が同じであるが、深さが異なる。凹部Ｃ１１の深さは、任意に設定することが可能であるが、例えば基板３１の厚みよりも深く、基板３１の厚みと搭載部Ｅ１の高さとを加えた分よりも浅く設定される。搭載部Ｅ１の高さが基板３１の厚みと同じ場合には、凹部Ｃ１１の深さは、例えば基板３１の厚みの１．５倍の深さ程度であることが好ましい。

また、本実施形態では、熱硬化性樹脂１３を加熱して硬化させる工程において、図３に示す熱伝導治具Ｚ１に代えて、図６に示す熱伝導治具Ｚ２が用いられる。この熱伝導治具Ｚ２は、図３に示す熱伝導治具Ｚ１とほぼ同じものであるが、熱伝導治具Ｚ１に形成されている凸部Ｔ１よりも高さが高い凸部Ｔ２が形成されている点が相違する。この凸部Ｔ２は、熱伝導治具Ｚ１に形成されている凸部Ｔ１と同様の理由で、基板３１に形成された凹部Ｃ１１の深さよりも長くなるようにされている。熱伝導治具Ｚ２に形成された凸部Ｔ１１の大きさは、特に限定されるものではないが、例えば、直径５［ｍｍ］程度であり、高さが７〜８［ｍｍ］程度にすることができる。

本実施形態では、表面ＳＦ１側に搭載部Ｅ１が形成されるとともに、裏面ＳＦ２側に凹部Ｃ１１が形成された基板３１を用い、ヒーターＨＴ上に配された熱伝導治具Ｚ２に形成された凸部Ｔ２を基板３１の凹部Ｃ１１に介挿させた状態で加熱することで、基板３１の搭載部Ｅ１上に塗布された熱硬化性樹脂１３を中央部から加熱するようにしている。これにより、熱硬化性樹脂１３を、中央部から外側に向かって順に硬化させることができるため、真空ボイドやヒケの発生を抑制することができる。

また、本実施形態では、基板３１の表面ＳＦ１側に、表面ＳＦ１から突出している搭載部Ｅ１が形成されているため、熱硬化性樹脂１３を加熱して硬化させる工程では、熱伝導治具Ｚ２に形成された凸部Ｔ２から基板３１に伝わった熱が、搭載部Ｅ１にこもりやすくなる。これにより、搭載部Ｅ１上に塗布された熱硬化性樹脂１３を、早く硬化させることができる。

また、本実施形態の実装構造体３では、第１実施形態の実装構造体１と同様に、基板３１の裏面ＳＦ２に凹部Ｃ１１が形成されていることから、第１実施形態の実装構造体１と同様に、応力集中が低減されて、熱硬化性樹脂１３が剥離しにくい。ここで、本実施形態の実装構造体３では、図６に示す通り、凹部Ｃ１１の深さが基板３１の厚みよりも深く設定されており、凹部Ｃ１１の底面が、基板３１の表面ＳＦ１よりも部品１２側に位置するようにされていることから、第１実施形態の実装構造体１よりも応力の分散効果を高くすることができる。

〔第４実施形態〕
図７は、本発明の第４実施形態による実装構造体の製造工程の一つを示す断面図である。この図７も、図４と同様に、熱硬化性樹脂１３を加熱して硬化させる工程を示すものとなっている。また、図７においても、図１〜３に示した部材と同じ部材については、同一の符号を付してある。尚、本実施形態においても、第１実施形態と同様の工程を経て実装構造体が製造されるため、実装構造体の製造方法の詳細な説明は省略する。

本実施形態では、熱硬化性樹脂１３を加熱して硬化させる工程において、図３に示す熱伝導治具Ｚ１に代えて、図７（ａ）に示す熱伝導治具Ｚ３、又は図７（ｂ）に示す熱伝導治具Ｚ４が用いられる点が、第１実施形態とは異なる。尚、図７では、第１実施形態の実装構造体１を図示しているが、第２実施形態の実装構造体２であっても良く、熱伝導治具Ｚ３に形成されている凸部Ｔ３（詳細は後述する）或いは熱伝導治具Ｚ４に形成されている凸部Ｔ４（詳細は後述する）の高さを適切に調整すれば、第３実施形態の実装構造体３であっても良い。

図７（ａ）に示す熱伝導治具Ｚ３は、図３に示す熱伝導治具Ｚ１とほぼ同じものであるが、凸部Ｔ１に代えて凸部Ｔ３が形成されている点が相違する。この凸部Ｔ３は、先端に行くにつれて（表面ＳＦ１から遠ざかるにつれて）外径が小さくなるテーパー形状である。このような凸部Ｔ３は、基板１１との接触面積を小さくして、熱硬化性樹脂１３の中央部における加熱領域を小さくするためのものである。熱硬化性樹脂１３の中央部における加熱領域が小さくなることで、熱硬化性樹脂１３を確実に中央部から硬化させることが可能になり、真空ボイドやヒケの発生を抑制することができる。

図７（ｂ）に示す熱伝導治具Ｚ４は、図３に示す熱伝導治具Ｚ１とほぼ同じものであるが、凸部Ｔ１に代えて凸部Ｔ４が形成されている点が相違する。この凸部Ｔ３は、先端に行くにつれて（表面ＳＦ１から遠ざかるにつれて）外径が小さくなる複数の段部を有する形状である。このような凸部Ｔ４は、図７（ａ）に示す凸部Ｔ３と同様に、基板１１との接触面積を小さくして、熱硬化性樹脂１３の中央部における加熱領域を小さくするためのものである。このような凸部Ｔ４が形成された熱伝導治具Ｚ４を用いた場合にも、熱伝導治具Ｚ３を用いた場合と同様に、熱硬化性樹脂１３を確実に中央部から硬化させることが可能になり、真空ボイドやヒケの発生を抑制することができる。

〔第５実施形態〕
図８は、本発明の第５実施形態による実装構造体の製造工程の一つを示す断面図である。この図８も、図４と同様に、熱硬化性樹脂１３を加熱して硬化させる工程を示すものとなっている。また、図８においても、図１〜３に示した部材と同じ部材については、同一の符号を付してある。尚、本実施形態においても、第１実施形態と同様の工程を経て実装構造体が製造されるため、製造方法の詳細な説明は省略する。

本実施形態では、熱硬化性樹脂１３を加熱して硬化させる工程において、図３に示す熱伝導治具Ｚ１に代えて、図８に示す熱伝導治具Ｚ５が用いられる点が、第１実施形態とは異なる。尚、図８では、第１実施形態の実装構造体１を図示しているが、第２実施形態の実装構造体２であっても良く、或いは熱伝導治具Ｚ５に形成されている凸部Ｔ１の高さを適切に調整すれば、第３実施形態の実装構造体３であっても良い。

図８に示す熱伝導治具Ｚ５は、図３に示す熱伝導治具Ｚ１とほぼ同じものであるが、凸部Ｔ１の周囲に基板１１を支持する複数の突起Ｐが形成されている点が相違する。この突起Ｐは、熱硬化性樹脂１３を加熱して硬化させる工程において、ヒーターＨＴに対して基板１１が傾かないように基板１１を支持するものである。この突起Ｐの高さは、熱伝導治具Ｚ１の凸部Ｔ１が凹部Ｃ１に介挿された状態で基板１１に接触している状態のときに、基板１１と熱伝導治具Ｚ１との間に形成される隙間と同程度（或いは、若干低く）設定される。

突起Ｐは、熱伝導治具Ｚ１の凸部Ｔ１が凹部Ｃ１に介挿された状態で基板１１に接触している状態のときに、凸部Ｔ１と熱硬化性樹脂１３との間の距離のうちの最も長い距離よりも長い距離だけ凸部Ｔ１から離間した位置に形成されている。これは、突起Ｐから基板１１を介して熱硬化性樹脂１３に伝わる熱によって、熱硬化性樹脂１３の外側が中央部よりも先に硬化してしまうことを防止するためである。尚、突起Ｐから基板１１に伝わる熱を極力少なくするために、突起Ｐは、先端に行くにつれて（表面ＳＦ１から遠ざかるにつれて）外径が小さくなる形状（例えば、丸みを帯びた凸形状）であることが好ましい。

以上の通り、本実施形態では、熱硬化性樹脂１３を加熱して硬化させる工程において、凸部Ｔ１の周囲に基板１１を支持する複数の突起Ｐが形成されている熱伝導治具Ｚ５を用いて、熱硬化性樹脂１３を硬化させるようにしている。これにより、熱伝導治具Ｚ５上において、基板１１が突起Ｐにより安定に支持された状態で熱硬化性樹脂１３の中央部を先に加熱することができるため、真空ボイドやヒケの発生が抑制された実装構造体を高い歩留まりで製造することができる。

〔第６実施形態〕
図９は、本発明の第６実施形態による実装構造体及びその製造工程の一つを示す断面図である。この図７は、図３（ｅ）と同様に、熱硬化性樹脂１３を加熱して硬化させる工程を示すものとなっている。また、図４においては、図１〜３に示した部材と同じ部材については、同一の符号を付してある。尚、本実施形態においても、第１実施形態と同様の工程を経て実装構造体が製造されるため、製造方法の詳細な説明は省略する。

図９に示す通り、本実施形態の実装構造体４は、図１〜３に示す基板１１に代えて、基板４１を備える点が異なる。基板４１は、図１〜３に示す基板１１とほぼ同じものであるが、裏面ＳＦ２に凹部が形成されておらず、表面ＳＦ１のみに凹部Ｃ２が形成されている点が、図１〜３に示す基板１１と異なる。尚、本実施形態の実装構造体４は、図４に示す第２実施形態の実装構造体２において、基板２１の裏面ＳＦ２に形成された凹部Ｃ１が省略されたもの、と言うこともできる。

このような実装構造体４を製造する際に、熱硬化性樹脂１３を加熱して硬化させる工程においては、図９（ａ）に示す通り、図３に示す熱伝導治具Ｚ２を用いて熱硬化性樹脂１３の中央部が加熱され、或いは図９（ｂ）に示す通り、熱伝導治具を用いることなく基板４１をヒーターＨＴに直接接触させて熱硬化性樹脂１３の中央部が加熱される。ここで、基板４１の表面ＳＦ１に形成された凹部Ｃ２は、平面視で部品１２の中央部（部品搭載領域、或いは樹脂塗布領域の中央部）の位置に形成されている。このため、図９（ａ）及び図９（ｂ）の何れの場合においても、熱源（凸部Ｔ１或いはヒーターＨＴ）から熱硬化性樹脂１３までの基板１１を介した距離は、熱硬化性樹脂１３の外側よりも中央部の方が短くなる。これにより、熱硬化性樹脂１３の中央部を先に加熱することができるため、真空ボイドやヒケの発生が抑制された実装構造体を高い歩留まりで製造することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、熱硬化性樹脂１３がポッティングによって基板上に塗布される例について説明したが、熱硬化性樹脂１３の塗布方法は、ポッティングに制限されることはなく、任意の方法を用いることができる。また、上記実施形態では、熱硬化性樹脂１３の平面視形状が円形である場合を例に挙げたが、熱硬化性樹脂１３の平面視形状は任意の形状で良い。

また、上述した実施形態では、理解を容易にするために、凹部Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１１が、平面視で部品１２の中央部の位置に形成されている例について説明した。しかしながら、凹部Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１１は、必ずしも平面視で部品１２の中央部の位置に形成されている必要はなく、少なくとも一部が平面視で部品１２と重なるように形成されていればよい。言い換えると、凹部Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１１は、その一部が平面視で部品１２からはみ出すように形成されていても良い。凹部Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１１の少なくとも一部が平面視で部品１２と重なるように形成されていれば、その重なった部分において応力の分散効果が得られる。このため、凹部が形成されていない従来の実装構造体１００（図２（ｂ）参照）に比べて、よりも熱硬化性樹脂１３の剥離が生じにくい。

１〜４…実装構造体、１１…基板、１２…部品、１３…熱硬化性樹脂、２１…基板、３１…基板、４１…基板、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１１…凹部、Ｅ１…搭載部、ＨＴ…ヒーター、Ｐ…突起、ＳＦ１…表面、ＳＦ２…裏面、Ｚ１〜Ｚ５…熱伝導治具

Claims (12)

1. 第１面及びその反対面である第２面を有する基板と、該基板の前記第１面側に搭載される実装体と、前記基板と前記実装体との間に設けられて前記実装体を前記基板の前記第１面側に固定する熱硬化性樹脂と、を備える実装構造体であって、
   前記基板の前記第１面及び第２面の少なくとも一方には、平面視で少なくとも一部が前記実装体と重なる凹部が形成されている、実装構造体。
2. 前記凹部は、平面視で前記実装体の中央部に位置する、請求項１記載の実装構造体。
3. 前記凹部は、少なくとも前記基板の前記第１面に形成されており、
   前記熱硬化性樹脂は、前記基板の前記第１面に形成された前記凹部を埋めるように前記基板と前記実装体との間に設けられる、
   請求項１又は請求項２記載の実装構造体。
4. 前記凹部は、少なくとも前記基板の前記第２面に形成されている、請求項１又は請求項２記載の実装構造体。
5. 前記凹部は、平面視で重なるように、或いは平面視で何れか一方が何れか他方に含まれるように、前記基板の前記第１面及び第２面の双方に形成されている、請求項１から請求項４の何れか一項に記載の実装構造体。
6. 前記基板の第１面側には、前記実装体が搭載される凸状の搭載部が形成されており、
   前記凹部は、平面視で前記搭載部と重なるように、前記基板の前記第２面に形成されている、
   請求項１記載の実装構造体。
7. 前記凹部の平面視での面積は、前記実装体の平面視での面積よりも小さい、請求項１から請求項６の何れか一項に記載の実装構造体。
8. 第１面及びその反対面である第２面を有し、前記第１面及び第２面の少なくとも一方に凹部が形成されている基板の前記第１面側に、平面視で前記凹部を中心として熱硬化性樹脂を塗布する第１工程と、
   前記熱硬化性樹脂上に実装体を配置する第２工程と、
   ヒーター上に配された熱伝導治具に形成された凸部が、平面視で前記凹部内に配置されるように位置決めする第３工程と、
   前記熱伝導治具に形成された前記凸部を前記基板の前記第２面側に接触させ、前記熱硬化性樹脂を加熱して硬化させる第４工程と、
   を有する実装構造体の製造方法。
9. 前記凸部は、先端に行くにつれて外径が小さくなるテーパー形状である、請求項８記載の実装構造体の製造方法。
10. 前記凸部は、先端に行くにつれて外径が小さくなる複数の段部を有する形状である、請求項８記載の実装構造体の製造方法。
11. 前記熱伝導治具には、前記凸部の周囲に前記基板を支持する複数の突起が形成されている、請求項８から請求項１０の何れか一項に記載の実装構造体の製造方法。
12. 前記突起は、前記凸部が前記基板の前記第２面側に接触した状態において、前記凸部と前記熱硬化性樹脂との間の距離のうちの最も長い距離よりも長い距離だけ前記凸部から離間した位置に形成されている、請求項１１記載の実装構造体の製造方法。

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