JP2018164022A - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品収容キャビティ内での発塵の少ないプリント配線板の製造方法の提供。【解決手段】実施形態のプリント配線板の製造方法は、一方の表面である第１面１０Ｆに電子部品接続用の導体パッド３を有する第１基板１０を用意することと、樹脂材料からなる第２基板２０を用意することと、第２基板２０に貫通孔２１を形成することと、貫通孔２１の内壁上に被覆層を形成することと、第２基板２０の厚さ方向の一方の表面に接着層４を形成することと、接着層４を介して第１基板１０の第１面１０Ｆに第２基板２０を接合することにより、貫通孔２１の内壁からなる壁面と、導体パッド３を備える第１面１０Ｆの一部からなる底面とを有する電子部品収容用キャビティ２を形成することと、を含んでいる。【選択図】図１

Description

本発明は、プリント配線板の製造方法に関し、特に電子部品収容用キャビティの内壁が被覆されるプリント配線板の製造方法に関する。

特許文献１には、基板に設けられた凹部に実装された撮像素子を有するカメラモジュールが開示されている。この凹部は、基板のコア層およびコア層上に積層される絶縁層それぞれに貫通孔を形成することにより形成されている。コア層は導電性材料や合成樹脂材料で形成される。また、絶縁層はエポキシ樹脂やポリイミド樹脂により形成される。このようなコア層や絶縁層に形成された凹部に撮像素子が実装されている。

特開２０１４−１７０８９３号公報

電子デバイスのパッケージなどに用いられる基板の絶縁層は、特許文献１のように、主にエポキシなどの樹脂材料で形成されている。さらに、このような樹脂材料は、ガラス繊維や、ＳｉＯ₂などからなるフィラーなどを含んでいることもある。このような樹脂材料からなる絶縁層にレーザー光やドリルなどによって貫通孔が形成されると、貫通孔の内壁として露出する被加工面から、樹脂やフィラーの粉や繊維片などが貫通孔の形成後に脱落し易いと考えられる。樹脂粉などによる塵は、貫通孔内に配置される電子部品の機能を阻害することがある。特にイメージセンサのように極小領域に区画された受光面への光の入射により動作する電子部品の場合、発塵が問題になり易いと考えられる。また、特許文献１の形成方法による凹部の底面は、貫通孔が形成されるコア層と、コア層に積層される絶縁層との接合面である。そのため、凹部の底面に任意の導体パターンを形成するのが困難であると考えられる。

本発明のプリント配線板の製造方法は、一方の表面である第１面に電子部品接続用の導体パッドを有する第１基板を用意することと、樹脂材料からなる第２基板を用意することと、前記第２基板に貫通孔を形成することと、前記貫通孔の内壁上に被覆層を形成することと、前記第２基板の厚さ方向の一方の表面に接着層を形成することと、前記接着層を介して前記第１基板の第１面に前記第２基板を接合することにより、前記貫通孔の内壁からなる壁面と、前記導体パッドを備える前記第１面の一部からなる底面とを有する電子部品収容用キャビティを形成することと、を含んでいる。

本発明の実施形態によれば、キャビティの壁面が被覆層に覆われるため、キャビティ内での発塵が抑制されると考えられる。キャビティ内に実装される電子部品の正常な動作が得られると考えられる。また、電子部品実装用のキャビティの底面に任意の導体パターンを設けることができる。

本発明の実施形態のプリント配線板の製造方法により製造されるプリント配線板の一例の断面図。 図１のプリント配線板の平面図。 実施形態のプリント配線板の製造方法において用いられる金属箔付き樹脂基板の一例を示す断面図。 実施形態のプリント配線板の製造方法における第１基板の形成工程の一例を示す断面図。 実施形態のプリント配線板の製造方法における第１基板の形成工程の一例を示す断面図。 実施形態のプリント配線板の製造方法における第１基板の形成工程の一例を示す断面図。 実施形態のプリント配線板の製造方法における第１基板の形成工程の一例を示す断面図。 実施形態のプリント配線板の製造方法における第１基板の形成工程の一例を示す断面図。 実施形態のプリント配線板の製造方法における第１基板の形成工程の一例を示す断面図。 第１実施形態のプリント配線板の製造方法における第２基板の貫通孔の形成工程の一例を示す断面図。 第１実施形態のプリント配線板の製造方法における第２基板の貫通孔の内壁上へ被覆層の形成工程の一例を示す断面図。 第１実施形態のプリント配線板の製造方法における被覆層の形成後の状態の一例を示す断面図。 第１実施形態のプリント配線板の製造方法における接着層の形成工程の一例を示す断面図。 第１実施形態のプリント配線板の製造方法における第１基板と第２基板との接合工程の一例を示す断面図。 第１実施形態のプリント配線板の製造方法の他の例における被覆層の形成後の状態を示す断面図。 図５Ａに示される第２基板の表裏両面に形成された被膜の除去後の状態を示す断面図。 図５Ａに示される第２基板と、第１基板との接合後の状態の一例を示す断面図。 第２実施形態のプリント配線板の製造方法における接着層の形成工程の一例を示す断面図。 第２実施形態のプリント配線板の製造方法における第２基板の貫通孔の形成工程の一例を示す断面図。 第２実施形態のプリント配線板の製造方法における被覆層の形成後の状態を示す断面図。 第３実施形態のプリント配線板の製造方法における第１基板と第２基板との接合工程の一例を示す断面図。 第３実施形態のプリント配線板の製造方法における被覆層の形成後の状態を示す断面図。 外部の板状部材の取付け部の一例を示す断面図。 外部の板状部材の取付け部の他の例を示す断面図。

本発明の実施形態のプリント配線板の製造方法が図面を参照しながら説明される。まず、実施形態のプリント配線板の製造方法により製造されるプリント配線板が、その一例であるプリント配線板１を示す図１および図２を参照しながら説明される。図１はプリント配線板１の断面図であり、図２はその平面図である。図１は、図２のＩ−Ｉ線での断面図である。

図１および図２に示されるように、プリント配線板１は、プリント配線板１内に形成される凹部からなるキャビティ２を備えるキャビティ付き配線板である。キャビティ２は、プリント配線板１の使用時に外部の電子部品（図示せず）が配置される電子部品収容用のキャビティである。プリント配線板１は、第１基板１０と、樹脂材料からなり、第１基板１０に接合される第２基板２０とを有している。

第１基板１０は、主に、積層されている樹脂絶縁層（図１の例では、第１樹脂絶縁層１１ａ、第２樹脂絶縁層１１ｂ、および第３樹脂絶縁層１１ｃ）および導体層（図１の例では、第１導体層１２ａ、第２導体層１２ｂ、第３導体層１２ｃおよび第４導体層１２ｄ）により構成されている。第１基板１０は、厚さ方向の一方の表面である第１面１０Ｆと、第１面１０Ｆと反対側の表面である第２面１０Ｓとを有している。図１の例では、第１基板１０は、さらに、第１面１０Ｆ側および第２面１０Ｓ側のいずれかにそれぞれ形成されている第１および第２のソルダーレジスト層１３ａ、１３ｂを有している。また、第１基板１０は、第１面１０Ｆに、図示されない外部の電子部品との接続に用いられる導体パッド３を有している。導体パッド３は、第１面１０Ｆ側の最も外側の導体層である第１導体層１２ａに形成されている。第１〜第４の導体層１２ａ〜１２ｄは、それぞれ、導体パッドや配線パターンなどの任意の形状の導体パターンを有し得る。

第２基板２０には、貫通孔２１が形成されており、第１基板１０の第１面１０Ｆに接着層４を介して接合されている。第１基板１０と第２基板２０との接合によりキャビティ２が形成されている。キャビティ２は、貫通孔２１の内壁からなる壁面２ａと、導体パッド３を備える第１基板１０の第１面１０Ｆの一部からなる底面とを有している。そして、キャビティ２の壁面２ａ上に被覆層５が形成されており、壁面２ａは被覆層５により被覆されている。

第２基板２０の貫通孔２１は、たとえば、後述のようにレーザー光の照射やルーター加工、またはドリル加工などにより形成され得る。従って、レーザー加工などの被加工面である第２基板２０の断面が、貫通孔２１の形成と共に貫通孔２１の壁面、すなわちキャビティ２の壁面２ａに露出する。第２基板２０は樹脂材料により形成されているため、被加工面がキャビティ２の壁面２ａとして露出したままであると、壁面２ａから、前述のように樹脂粉などによる塵が生じることがある。しかし、実施形態の製造方法により製造されるプリント配線板１では、キャビティ２の壁面２ａ上に被覆層５が形成される。キャビティ２の壁面２ａが被覆層５により覆われるため、塵の発生や、壁面２ａからの塵の落下もしくはキャビティ２内への塵の放散などが防止されると考えられる。キャビティ２内に配置される電子部品の動作への塵による悪影響が防止されると考えられる。従って、実施形態のプリント配線板の製造方法によれば、セラミックなどと比べて安価な樹脂材料からなる基板を用いながら、塵による電子部品の誤動作などの少ないキャビティ付きプリント配線板を得ることができると考えられる。

また、実施形態のプリント配線板の製造方法では、第１基板１０と第２基板２０との接合により、キャビティ２が形成される。キャビティ２の底面は、任意の導体層（図１の例では導体パッド３を含む第１導体層１２ａ）を備え得る第１基板１０の第１面１０Ｆにより構成される。第１基板１０の各導体層には、後述のように一般的なプリント配線板の導体層の形成方法を用いて任意の導体パターンが容易に形成され得る。すなわち、実施形態のプリント配線板の製造方法によれば、任意の導体パターンを底面に有する電子部品収容用のキャビティを容易に形成することができる。キャビティ付きプリント配線板のパターン設計の自由度が高まると考えられる。また、キャビティ付きプリント配線板の配線密度が高まると推察される。

なお、第１基板１０の「第１面」は、第１基板１０の一方の表面であり、図１の例では、第１基板１０の第２基板２０側の面である。第１面１０Ｆ側には、第１樹脂絶縁層１１ａ、第１導体層１２ａ、および第１ソルダーレジスト層１３ａが形成されている。従って、第１基板１０の第１面１０Ｆは、たとえば、第１ソルダーレジスト層１３ａの形成領域では、第１ソルダーレジスト層１３ａの厚さ方向と直交する外側の表面である。また、第１導体層１２ａおよび第１ソルダーレジスト層１３ａに覆われていない第１樹脂絶縁層１１ａ上においては、第１樹脂絶縁層１１ａの露出面が、第１基板１０の第１面１０Ｆである。なお、同様に、第１基板１０の第２面１０Ｓは、第３樹脂絶縁層１１ｃ、第４導体層１２ｄ、または第２ソルダーレジスト層１３ｂの、厚さ方向と直交する外側の表面である。

図１の例では、第１基板１０は、第２樹脂絶縁層１１ｂと、その両面に形成される第２および第３の導体層１２ｂ、１２ｃとからなるコア基板の両面に１層ずつ樹脂絶縁層および導体層を積層してなるビルドアップ基板により構成されている。第１基板１０は、電子部品接続用の導体パッド３を有する任意の構造および任意の層数の電子部品実装基板により構成され得る。

導体パッド３は、キャビティ２内の第１導体層１２ａのうちの第１ソルダーレジスト層１３ａに覆われていない部分である。図示されない外部の電子部品が、はんだ付けやワイヤボンディングなどにより導体パッド３に接続され得る。図１の例では、導体パッド３は、たとえば、無電解めっきにより形成されるＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ膜などからなる表面保護膜１４に被覆されている。導体パッド３は、キャビティ２の外周側に延びる配線パターン１２ａ１に接続されている。また、第４導体層１２ｄは、外部のマザーボードなどに接続される接続パッドを含んでいてもよい。

第１ソルダーレジスト層１３ａには、導体パッド３を露出させる開口１３ａ１が設けられている。第２ソルダーレジスト層１３ｂには、第４導体層１２ｄの接続パッドなどを露出させる開口１３ｂ１が所定の位置に設けられている。各ソルダーレジスト層は任意のパターンに形成され得る。また、図１の例では、スルーホール１５ｂにより第２導体層１２ｂと第３導体層１２ｃとが接続されている。また、ビア導体１５ａにより第１導体層１２ａと第２導体層１２ｂとが接続され、ビア導体１５ｃにより第３導体層１２ｃと第４導体層１２ｄとが接続されている。スルーホール１５ｂの内部はエポキシ樹脂などからなる充填物１５ｂ２で埋められている。

図２に示されるように、実施形態のプリント配線板１のキャビティ２は、矩形の開口形状を有している。キャビティ２の開口形状は、キャビティ２内に配置される電子部品に応じて任意に選択され得る。キャビティ２の壁面２ａは全周にわたって被覆層５により被覆されている。しかし、壁面２ａが部分的に被覆されているだけでも、その被覆部分からの発塵が防止され得る。図２の例では、キャビティ２の中央部に形成されている第１ソルダーレジスト層１３ａの周囲に導体パッド３が設けられている。導体パッド３は、表面保護膜１４に覆われると共に、キャビティ２の外周側に延びる配線パターン１２ａ１に接続されている。図示されていないが、キャビティ２の外周側の第１ソルダーレジスト層１３ａのパターンとは別に、壁面２ａに沿った枠状のソルダーレジストパターンが、キャビティ２の壁面２ａと導体パッド３との間に形成されていてもよい。第１基板１０と第２基板２０との接合時に、軟化した接着層４の導体パッド３に達するような拡張が防止されると考えられる。

第１実施形態のプリント配線板の製造方法が、図１および図２に示されるプリント配線板１を例に、図３Ａ〜３Ｇおよび図４Ａ〜４Ｅを参照して説明される。まず、図３Ａ〜３Ｇに示されるように、一方の表面である第１面１０Ｆに電子部品接続用の導体パッド３を有する第１基板１０が用意される。図３Ａ〜３Ｇには、コア基板を有する一般的なビルドアップ配線板の製造方法を用いる例が示されている。

図３Ａに示されるように、第２樹脂絶縁層１１ｂの両面に数μｍ程度の厚さの金属箔１２１、１２２を有する金属箔付き樹脂基板１０ａが用意される。金属箔付き樹脂基板１０ａは、たとえば両面銅張積層板である。第２樹脂絶縁層１１ｂは、たとえば、ガラス繊維およびガラス繊維に含浸されたエポキシなどの樹脂材料によって構成されている。

図３Ｂに示されるように、スルーホール１５ｂ（図１参照）形成用の貫通孔１５ｂ１が、ＣＯ₂ガスレーザー光の照射などにより第２樹脂絶縁層１１ｂおよび金属箔１２１、１２２の所定の位置に形成される。その後、第２および第３の導体層１２ｂ、１２ｃ（図１参照）形成用のめっきレジスト５１が、貫通孔１５ｂ１の形成パターン、ならびに形成される第２および第３の導体層１２ｂ、１２ｃの導体パターンに応じたパターンで形成される。その後、めっきレジスト５１の開口５１ａ内に、電解めっきにより銅などのめっき膜が形成され、めっきレジスト５１が除去される。さらに、めっきレジスト５１の除去により露出する部分の金属箔１２１、１２２がエッチングにより除去される。

図３Ｃに示されるように、所定の導体パターンを有する第２および第３の導体層１２ｂ、１２ｃならびにスルーホール１５ｂが形成される。図３Ｃの例では、さらに、第２樹脂絶縁層１１ｂの一方の表面へのエポキシ樹脂などの印刷および他方の面からの吸引などにより、スルーホール１５ｂ内に充填物１５ｂ２が充填される。図示されていないが、充填物１５ｂ２の充填後、スルーホール１５ｂの両端を塞ぐめっき膜が形成されてもよい。

図３Ｄに示されるように、第２樹脂絶縁層１１ｂの両面に第１および第３の樹脂絶縁層１１ａ、１１ｃとなる樹脂フィルムなどが、銅などの金属箔１２３、１２４と共に積層され、加熱雰囲気中でプレスされる。それにより、第１および第３の樹脂絶縁層１１ａ、１１ｃが形成される。

図３Ｅに示されるように、ビア導体１５ａ、１５ｃ（図１参照）形成用のビアホール１５１が、ＣＯ₂レーザー光の照射などにより形成される。さらに、金属箔１２３、１２４上に、第１および第４の導体層１２ａ、１２ｄ（図１参照）形成用のめっきレジスト５２が形成される。少なくとも、めっきレジスト５２の導体パッド３（図１参照）の形成箇所に対応する領域には開口５２ａが設けられる。

図３Ｆに示されるように、第１および第４の導体層１２ａ、１２ｄならびにビア導体１５ａ、１５ｃが形成される。この第１導体層１２ａなどは、第２および第３の導体層１２ｂ、１２ｃならびにスルーホール１５ｂの形成方法と同様の方法で形成され得る。但し、図３Ｆの例では、ビア導体１５ａ、１５ｃは、ビアホール１５１を埋め込むように形成されている。第１導体層１２ａには、導体パッド３および配線パターン１２ａ１が形成されている。

図３Ｇに示されるように、第１および第２のソルダーレジスト層１３ａ、１３ｂが第１導体層１２ａ側および第４導体層１２ｄ側の両表面に形成される。たとえば、感光性のエポキシ樹脂などがほぼ全面に印刷や吹き付けなどにより塗布され、フォトリソグラフィ技術を用いて開口１３ａ１、１３ｂ１が形成される。その後、表面保護膜１４が、導体パッド３上などに、ニッケルやパラジウムまたは金などの無電解めっきにより形成される。表面保護膜１４は、溶融はんだ中へのディッピングや液状樹脂材料の吹き付けなどにより形成されてもよい。以上の工程を経ることにより第１基板１０が完成する。各導体層は、好ましくは、銅により形成される。各導体層は、たとえばニッケルなど、銅以外の任意の導電性材料により形成され得る。第１および第３の樹脂絶縁層１１ａ、１１ｃは、第２樹脂絶縁層１１ｂと同様にエポキシ樹脂などにより形成される。ガラス繊維などの補強材が第１および第３の樹脂絶縁層１１ａ、１１ｃ中に含まれていてもよい。また、第１〜第３の樹脂絶縁層１１ａ〜１１ｃは、シリカなどの充填材を含んでいてもよい。

図３Ａ〜３Ｇは、主にセミアディティブ法による各導体層の形成方法の例であるが、第１基板１０の各導体層は、サブトラクティブ法やフルアディティブ法により形成されてもよい。また、図３Ａ〜３Ｇに示される例と異なり、ビルドアップ工法により第１基板１０の全層が形成されてもよく、パターニング済みの両面配線板の積層により第１基板１０が形成されてもよい。

つぎに、図４Ａ〜４Ｅを参照して、第１実施形態のプリント配線板の製造方法における第２基板２０の準備からプリント配線板１の完成までの工程が説明される。

図４Ａに示されるように、エポキシ樹脂などの樹脂材料からなる第２基板２０が用意される。第１実施形態のプリント配線板の製造方法では、まず、第２基板２０に貫通孔２１が形成される。第２基板２０は、たとえば、ガラス繊維などの芯材に含浸されたエポキシ樹脂からなるプリプレグの本硬化後の樹脂基板である。第２基板２０の材料は、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴ樹脂）、フェノール樹脂などであってもよく、これらに限定されない。また、図１の例と異なり、第２基板２０は、両面に導体層を有する所謂両面銅張積層板、または一方の面に導体層を有する樹脂基板であってもよい。

実施形態のプリント配線板の製造方法により形成されるキャビティ２（図１参照）の深さは、ほぼ第２基板２０の厚さに相当する。従って、キャビティ２内に配置される外部の電子部品の高さなどに応じて、第２基板２０の厚さが選択され得る。好ましくは、第２基板２０の厚さは、１００μｍ以上、１０００μｍ以下であり、たとえば４５０μｍである。しかし、第２基板２０の厚さは、これらに限定されない。

貫通孔２１は、たとえば、貫通孔２１の形成領域の縁部へのレーザー光５３の照射により形成される。貫通孔２１は、ルーター加工やドリル加工により形成されてもよい。また、第２基板２０がプリプレグの硬化により準備される場合は、プリプレグの状態で、貫通孔２１の形成領域がプレスにより型抜きされてもよい。その後のプリプレグの加熱により、貫通孔２１を備えた第２基板２０が準備され得る。型抜きにより形成された貫通孔が加熱時に変形などする場合は、所望の形状や大きさになるように貫通孔の端面の研磨などが行われてもよい。実施形態のプリント配線板の製造方法により形成されるキャビティ２（図１参照）の開口サイズおよび形状は、第２基板２０に形成される貫通孔２１の開口サイズおよび形状によってほぼ定まる。従って、貫通孔２１は、たとえば、キャビティ２内に配置される外部の電子部品に応じた開口サイズおよび形状に形成される。

第１実施形態のプリント配線板の製造方法では、接着層４（図１参照）の形成や第１基板１０と第２基板２０との接合の前に、第２基板２０の貫通孔２１の内壁に被覆層５（図１参照）が形成される。貫通孔２１の内壁上への被覆層５の形成は、たとえば、エポキシ樹脂などの適切な樹脂材料の塗布により行われる。エポキシ樹脂以外には、たとえば、アクリル系樹脂などが、貫通孔２１の内壁の被覆用樹脂として例示される。塗布された樹脂材料は、加熱、紫外線照射、自然乾燥などをされることにより硬化する。樹脂材料の塗布には種々の方法が用いられ得る。たとえば、貫通孔２１以外の部分をマスキングされた第２基板２０に、エポキシ樹脂などが印刷や吹き付けなどにより塗布される。その際、第２基板２０の一方の表面に樹脂材料が塗布され、塗布された樹脂材料が他方の表面側から吸引されてもよい。また、液状の樹脂材料中に第２基板２０が浸漬されてもよい。

また、被覆層５の形成は、適切なツールを用いて貫通孔２１の内壁に被覆層５の形成用樹脂を塗布することにより行われてもよい。図４Ｂには、そのような被覆方法の一例が示されている。図４Ｂの例では、貫通孔２１の開口に応じた形状および大きさで、かつ、貫通孔２１の開口よりも少し小さな端面を有する凸状部５４ａを備えた塗装具５４が用いられる。被覆層５の形成用樹脂５ａが、図示されない容器中の液状の樹脂への浸漬などにより凸状部５４ａの表面に付着されている。図４Ｂに示されるように、この凸状部５４ａを貫通孔２１に挿入することにより、被覆層形成用樹脂５ａが貫通孔２１の内壁に塗布される。なお、凸状部５４ａの端面サイズが小さく、貫通孔２１の内壁が全周にわたって一度に凸状部５４ａの表面の被覆層形成用樹脂５ａと接触し得ない場合は、貫通孔２１への挿入後、その内壁に沿って凸状部５４ａが動かされる。その結果、被覆層形成用樹脂５ａが内壁全周にわたって塗布され得る。このように任意の適切な方法によって、図４Ｃに示されるように、第２基板２０の貫通孔２１の内壁に被覆層５が形成され、貫通孔２１の内壁が被覆層５により被覆される。

被覆層５の厚さは、特に限定されないが、最も薄いところでも、３μｍ以上の厚さとなるように形成される。貫通孔２１の内壁面が多少凹凸を有していても、確実に発塵が防止されると考えられる。また、キャビティ２内の有効エリア確保の観点から、被覆層５の厚さとしては、５０μｍ以下が好ましい。なお、被覆層５は、図１や図４Ｃには、貫通孔２１の内壁に沿ったほぼ平坦な断面形状を有するほぼ均一な厚さの被膜として示されているが、被覆層５の断面形状は図１などに示されるものに限定されない。たとえば、被覆層５は、第２基板２０の厚さ方向の中央部分で貫通孔２１の内周側に盛り上がった断面形状を有する被膜であってもよい。

被覆層５は、前述のようなエポキシ樹脂などの塗布ではなく、無電解めっきやスパッタリングや蒸着などにより形成されてもよい。たとえば、貫通孔２１以外の部分がマスキングされ、無電解めっきなどが行われる。銅やニッケルまたは金などからなる無電解めっき膜などにより貫通孔２１の内壁が被覆される。無電解めっき膜などは、銅などに限定されず、任意の金属材料により形成され得る。

被覆層５が金属のめっき膜などで形成される場合、好ましくは、被覆層５は、銅、スズまたはニッケルの無光沢めっきによって形成される。被覆層５での光の反射が防止または低減される。キャビティ２内にイメージセンサなどの光学系の電子部品が配置される場合、反射光の影響による電子部品の誤動作が抑制されると考えられる。

第１実施形態のプリント配線板の製造方法では、被覆層５の形成よりも後に、第２基板２０の厚さ方向の一方の表面に接着層４（図１参照）が設けられる。たとえば、図４Ｄに示されるように、接着層４の構成材料からなり、第２基板２０の貫通孔２１に応じた開口４ａを有する接着フィルム４１が第２基板２０の厚さ方向の一方の表面に貼り合わされる。接着フィルム４１は、好ましくは、光学的手段などによる位置合わせ手段を用いて第２基板２０に貼り合わされる。接着フィルム４１の貼り付けにより接着層４が形成される。なお、接着層４は、液状やペースト状の接着剤の塗布などにより第２基板２０に設けられてもよい。

接着層４には、第１基板１０と第２基板２０とを容易に剥離し得ない強度で接合可能な任意の接着性の材料が用いられ得る。たとえば、ポリイミド系の接着剤が、接着層４の材料として例示される。キャビティ２への電子部品の実装時の高温雰囲気にも耐え得る耐熱性を有していると考えられる。しかし、接着層４の材料はポリイミド系の接着剤に限定されず、シリコーン系樹脂や耐熱性エポキシ樹脂などからなる接着剤が用いられてもよい。

接着フィルム４１の開口４ａは、たとえばポリイミドなどからなる接着フィルム４１の成型と同時に、または、その前もしくは後に型抜きなどにより形成され得る。開口４ａは、たとえば、貫通孔２１の開口サイズよりも大きめに形成されてもよい。接着フィルム４１と第２基板２０との貼り合せの際に多少位置ずれが生じても、接着フィルム４１が貫通孔２１内に容易にはみ出さないと考えられる。また、後述される第１基板１０と第２基板２０との接合時に接着フィルム４１が軟化する場合でも、軟化した接着剤のキャビティ２内への漏出が少ないと考えられる。それとは逆に、たとえば接着フィルム４１が顕著に軟化しないような場合には、キャビティ２内に接着層４が確実にはみ出るように、開口４ａが貫通孔２１の開口サイズより小さくされてもよい。第１基板１０と第２基板２０との接合後の工程において、両基板の界面へのめっき液や溶剤などの意図されない浸透が効果的に防がれると考えられる。

図４Ｅに示されるように、接着層４を介して第１基板１０と第２基板２０とが貼り合わされる。接着層４の特性に応じて、加熱などの硬化プロセスが行われる。第２基板２０には、好ましくは、所定の位置への特定の形状の凹凸や金属膜の形成などにより図示されない認識マークが設けられ得る。この認識マークを用いて第１基板１０と第２基板２０との位置合わせが行われてもよい。第１基板１０と第２基板２０との接合により、貫通孔２１の内壁からなる壁面２ａと、導体パッド３を備える第１基板１０の第１面１０Ｆの一部からなる底面とを有する電子部品収容用キャビティ２が形成される。以上の工程を経ることにより図１に示されるプリント配線板１が完成する。

第１基板１０の厚さは、好ましくは、３００μｍ以上、１０００μｍ以下であり、たとえば、６５０μｍである。従って、先に例示された第２基板２０の厚さ、および接着層４の厚さを含めたプリント配線板１の全体の厚さは、好ましくは、４００μｍ以上、２１００μｍ以下であり、たとえば、１１５０μｍである。しかし各基板の厚さはこれらに限定されない。

前述の図４Ｂおよび図４Ｃに示される例では、第２基板２０の露出面中、貫通孔２１の内壁だけが被覆層５の形成により被覆される。しかし、図５Ａに示されるように、第２基板２０の貫通孔２１の内壁以外の表面が、貫通孔２１の内壁と共に、被覆層５と同じ材料で被覆されてもよい。図５Ａの例では、第２基板２０の厚さ方向の両表面が全面的に被膜５ｂにより被覆されている。たとえば、被覆層５の形成工程の簡素化のために、貫通孔２１以外の領域のマスキングなしに、被覆層形成用樹脂の第２基板２０への印刷や吹き付け、または、液状の樹脂材料中への第２基板２０の浸漬などが行われる。その結果、貫通孔２１の内壁以外の第２基板２０の表面が、貫通孔２１の内壁と共に被覆される。

第２基板２０の貫通孔２１の内壁と共に被覆される際に形成された内壁以外の表面の被膜５ｂは、必要に応じて、図５Ｂに示されるように除去されてもよい。たとえば、被膜５ｂは、機械的研磨や化学機械研磨（ＣＭＰ）、または、サンドブラストなどにより除去され得る。

被覆層５が無電解めっきやスパッタリングなどにより形成される場合も、貫通孔２１の内壁以外の表面が、貫通孔２１の内壁と共に、被覆層５と同じ材料で被覆されてもよい。貫通孔２１以外の領域のマスキングなしに無電解めっきなどを行うことにより、貫通孔２１の内壁以外の表面がめっき膜などにより被覆され得る。貫通孔２１の内壁以外の表面に形成された被膜は、必要に応じて、選択エッチングにより除去され得る。

貫通孔２１の内壁以外の表面に被膜５ｂを備える第２基板２０にも、図４Ｄを参照して説明された方法と同様の方法で接着層４が設けられ得る。そして、図５Ｃに示されるように、第２基板２０と第１基板１０とが、接着層４を介して接合される。第１基板１０と第２基板２０との接合は、図４Ｅを参照して説明された方法と同様に行われ得る。図５Ｂに示されるように両表面に形成された被膜が除去された場合も、第２基板２０への接着層４の形成、および、第１基板１０と第２基板２０との接合が、同様に行われ得る。

つぎに、第２実施形態のプリント配線板の製造方法が、図６Ａ〜６Ｃを参照して説明される（以下、第２実施形態のプリント配線板の製造方法は、単に第２実施形態の方法とも称される。第１および後述の第３実施形態も同様である）。なお、第２実施形態および後述の第３実施形態の方法における第１基板１０の製造方法は、先に説明された第１実施形態における第１基板１０の製造方法と同じであるため、その説明は省略される。第２実施形態では、接着層４の形成と第２基板２０の貫通孔２１の形成との間の順序が、第１実施形態における順序と異なる。その他の点については、第２実施形態の方法と第１実施形態の方法とは、ほぼ同じである。

図６Ａおよび図６Ｂに示されるように、第２実施形態の方法では、第２基板２０への貫通孔２１の形成よりも前に、接着層４が形成される。接着層４の形成は、第１実施形態の方法と同様に、第２基板２０の一方の表面への接着フィルム４１の貼り付けなどによって行われる。図６Ａおよび図６Ｂは、開口４ａの形成前の接着フィルム４１が第２基板２０に貼り付けられ、そして、レーザー光５３の照射により、貫通孔２１の形成と共に、接着層４に開口４ａが形成される例である。互いにほぼ同じ開口サイズを有する貫通孔２１および開口４ａが同時に形成され得る。また、既に貫通孔２１および開口４ａをそれぞれ備える第２基板２０と接着フィルム４１とを貼り合せる場合のような両者の正確な位置決めは不要である。容易に効率よくキャビティ２を形成することができると考えられる。しかし、第２実施形態においても、図４Ｄの例のように、開口４ａを既に有する接着フィルム４１が第２基板２０に貼り付けられてもよい。そして、開口４ａに応じた開口サイズおよび形状を有する貫通孔２１が形成されてもよい。

図６Ｃに示されるように、貫通孔２１の内壁上に、図４Ｂおよび図４Ｃを参照して説明された方法などによって被覆層５が形成される。なお、被覆層５の形成の際には、接着層４は適宜マスキングされる。そして、被覆層５の形成よりも後に、第１実施形態と同様の方法で、第１基板１０と第２基板２０とが接合される。それによりキャビティ２が形成される。

つぎに、第３実施形態のプリント配線板の製造方法が、図７Ａおよび図７Ｂを参照して説明される。第３実施形態の方法は、被覆層５の形成とキャビティ２の形成との間の順序が、第２実施形態の方法と異なる。その他の点については、第３実施形態の方法は、第２実施形態の方法とほぼ同じである。

第３実施形態では、第２実施形態と同様の方法で接着層４が形成され、その後に第２基板２０の貫通孔２１が形成される。そして、第３実施形態では、図７Ａに示されるように、貫通孔２１の形成よりも後で、かつ、被覆層５の形成の前に、第１基板１０と第２基板２０とが接合される。それによりキャビティ２（図７Ｂ参照）が形成される。第１基板１０と第２基板２０との接合は、第１および第２の実施形態と同様の方法で行われ得る。

第３実施形態では、キャビティ２の形成よりも後に、図７Ｂに示されるように、被覆層５の形成が行われる。被覆層５の形成は、第１および第２の実施形態と同様の方法で行われ得る。その形成工程では、好ましくは、キャビティ２の底面は適宜マスキングされ、被膜の形成から保護される。また、図７Ｂの例では、第２基板２０の第１基板１０と反対側の表面も被膜５ｂにより被覆されているが、被覆層５の形成工程での適切なマスキングにより貫通孔２１の内壁だけが被覆されてもよい。また、貫通孔２１の内壁以外の表面に形成された被膜５ｂは研磨などにより除去されてもよい。第３実施形態では、第１基板１０と第２基板２０との接合後に被覆層５の形成が行われる。すなわち、第２実施形態と異なり、両基板の接合前の接着層４は、被覆層形成用樹脂の硬化のための加熱や、めっき液との接触に晒されない。接着層４の変質のリスクが低く、第１基板１０と第２基板２０とが所望の強度で接合されると考えられる。

実施形態のプリント配線板の製造方法により製造されたプリント配線板には、さらに、プリント配線板の使用時に有益な構成要素が形成されてもよい。図８Ａに示されるプリント配線板１ａには、プリント配線板１ａの使用時にキャビティ２を覆う外部の板状部材８１の取付け用の取付け部６ａが設けられている。なお、図１に示されるプリント配線板１の構成要素と同じ構成要素には同じ符号が付されるか符号が省略され、その詳細な説明は適宜省略される。後述の図８Ｂについても、同様に、図中の符号やその構成要素の説明は適宜省略される。

取付け部６ａは、キャビティ２の開口部の周囲に少なくとも部分的に、好ましくは、その全周にわたって形成される。取付け部６ａは、たとえば、銅などの金属からなる導体により構成される。たとえば、第２基板２０の材料として前述のように両面銅張積層板が用いられる場合、キャビティ２の形成領域の周囲の領域だけを残して両面の銅箔が除去される。その残された領域が取付け部６ａとなり得る。また、選択的な無電解めっきやスパッタリングなどにより新たに銅などの金属膜からなる取付け部６ａが形成されてもよい。取付け部６ａには、外部の板状部材８１が任意の接着剤やはんだなどのろう材で接合され得る。図８Ａには、キャビティ２内の中央部のダイボンドパッド１２ａ３上に配置される外部の電子部品８０ａが二点鎖線で示されている。電子部品８０ａの図示されない電極と導体パッド３とがボンディングワイヤ８２により接続されている。

図８Ｂには、外部の板状部材８１の取付け部の他の例である取付け部６ｂを有するプリント配線板１ｂが示されている。取付け部６ｂは、取付け部６ｂの周囲の部分よりもキャビティ２の底面側に凹んだ部位である。取付け部６ｂは、たとえば、第２基板２０のキャビティ２の開口部の周縁部をザグリ加工などにより部分的に除去することにより形成され得る。図８Ｂのような取付け部６ｂが形成されると、板状部材８１の位置決めが容易である。また、板状部材８１の表面と、その周囲の部分の表面とを面一にすることも可能になる。周囲よりも突出する板状部材８１に外部から機械的衝撃が加わることが回避され得る。周囲の部分よりも凹んだ部位からなる取付け部は、ソルダーレジスト層によって形成されてもよい。たとえば、第２基板２０の表面に全面的にソルダーレジスト層が設けられ、そのソルダーレジスト層のキャビティ２の周囲の部分を除去することにより取付け部が形成されてもよい。図８Ｂには、所謂フェイスダウン方式で実装されている電子部品８０ｂが二点鎖線で示されている。電子部品８０ｂの図示されない電極と導体パッド３とは、はんだボール８３で電気的かつ機械的に接合されている。電子部品８０ａ（図５Ａ参照）および電子部品８０ｂは、任意の能動部品または受動部品である。キャビティ２内での発塵が抑制される実施形態の製造方法により製造されるプリント配線板は、塵の影響を受け易いイメージセンサや光学的事象を利用する電子部品の実装に対して特に有益である。その場合、板状部材８１は、たとえば、ガラス板やアクリル板または各種レンズなどの透光性の部材である。

１、１ａ、１ｂ プリント配線板
２ キャビティ
２ａ キャビティの壁面
３ 導体パッド
４ 接着層
４１ 接着フィルム
５ 被覆層
６ａ、６ｂ 取付け部
１０ 第１基板
１０Ｆ 第１面
１０Ｓ 第２面
１１ａ 第１樹脂絶縁層
１１ｂ 第２樹脂絶縁層
１１ｃ 第３樹脂絶縁層
１２ａ 第１導体層
１２ｂ 第２導体層
１２ｃ 第３導体層
１２ｄ 第４導体層
１３ａ 第１ソルダーレジスト層
１３ｂ 第２ソルダーレジスト層
１４ 表面保護膜
１５ａ、１５ｃ ビア導体
１５ｂ スルーホール
２０ 第２基板
２１ 貫通孔
５３ レーザー光
５４ 塗装具
５４ａ 凸状部

Claims (11)

1. 一方の表面である第１面に電子部品接続用の導体パッドを有する第１基板を用意することと、
   樹脂材料からなる第２基板を用意することと、
   前記第２基板に貫通孔を形成することと、
   前記貫通孔の内壁上に被覆層を形成することと、
   前記第２基板の厚さ方向の一方の表面に接着層を形成することと、
   前記接着層を介して前記第１基板の第１面に前記第２基板を接合することにより、前記貫通孔の内壁からなる壁面と、前記導体パッドを備える前記第１面の一部からなる底面とを有する電子部品収容用キャビティを形成することと、
   を含むプリント配線板の製造方法。
2. 請求項１記載のプリント配線板の製造方法であって、
   前記被覆層の形成よりも後に前記接着層の形成が行われる。
3. 請求項２記載のプリント配線板の製造方法であって、
   前記被覆層を形成することは、前記内壁と共に前記内壁以外の前記第２基板の表面を被覆することを含んでいる。
4. 請求項３記載のプリント配線板の製造方法であって、
   前記被覆層を形成することは、さらに、前記内壁と共に被覆される際に前記第２基板の前記内壁以外の表面に形成された被膜を除去することを含んでいる。
5. 請求項１記載のプリント配線板の製造方法であって、
   前記貫通孔の形成よりも前に前記接着層の形成が行われる。
6. 請求項１記載のプリント配線板の製造方法であって、
   前記被覆層の形成よりも前に前記接着層の形成が行われる。
7. 請求項１記載のプリント配線板の製造方法であって、前記被覆層は樹脂により形成される。
8. 請求項７記載のプリント配線板の製造方法であって、前記被覆層を形成することは、前記被覆層の形成に用いられる樹脂を表面に付けられた塗装具を前記貫通孔に挿入することを含んでいる。
9. 請求項１記載のプリント配線板の製造方法であって、前記被覆層は無光沢めっきで形成される。
10. 請求項５記載のプリント配線板の製造方法であって、前記貫通孔を形成することは、前記貫通孔の形成と共に前記接着層に開口を形成することを含んでいる。
11. 請求項２記載のプリント配線板の製造方法であって、前記接着層を形成することは、
    前記接着層を構成する材料からなるフィルムを前記第２基板の前記一方の表面に貼り付けること、および、
    前記第２基板への貼り付けの前に前記フィルムに前記貫通孔の開口サイズよりも大きなサイズの開口を形成することを含んでいる。

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