JP2019079878A

JP2019079878A - プリント配線板と支持体との組立体およびその製造方法

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Publication number: JP2019079878A
Application number: JP2017204595A
Authority: JP
Inventors: 俊樹古谷; Toshiki Furuya; 輝幸石原; Teruyuki Ishihara; 公輔池田; Kosuke Ikeda
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2017-10-23
Filing date: 2017-10-23
Publication date: 2019-05-23

Abstract

【課題】搬送時や電子部品の実装時におけるプリント配線板の反りやねじれを抑制する。【解決手段】組立体１０は、少なくとも１つのプリント配線板１２と、内側にプリント配線板１２を収容する少なくとも１つの凹部２６が形成された支持体１４と、凹部２６の底面２６ｂ上に形成され、プリント配線板１２を凹部２６の底面２６ｂに接着する接着層３２と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、プリント配線板と支持体との組立体およびその製造方法に関する。

特許文献１は、コア基板を有さないコアレス構造のプリント配線板を開示している。この種のプリント配線板は、製造過程での変形を抑制するため、剛性の支持板上で形成される。詳細には、まず金属箔が分離可能に積層された支持板が準備される。支持板の金属箔上に導体層と層間絶縁層とが積層され、ビルドアップ層が形成される。ビルドアップ層の上層には、下層の導体層の一部を導体パッドとして露出させる開口を有する被覆絶縁層が形成される。このように支持板上で形成されたビルドアップ層は、金属箔と一緒に支持板から分離され、ビルドアップ層の下面に残った金属箔はエッチング等により除去される。

このようなコアレス構造のプリント配線板によれば、コア基板が無い分その厚みを小さくすることができる。

特開２０００−３２３６１３号公報

しかしながら、コアレス構造のプリント配線板は、コア基板を有していないため強度が不足する場合がある。その結果、搬送時や電子部品の実装過程でプリント配線板に反りやねじれが生じ、実装不具合の原因になっていた。

本発明の、プリント配線板と支持体との組立体は、少なくとも１つの前記プリント配線板と、内側に前記プリント配線板を収容する少なくとも１つの凹部が形成された前記支持体と、前記凹部の底面上に形成され、前記プリント配線板を前記凹部の前記底面に接着する接着層と、を備える。

本発明の、プリント配線板と支持体との組立体の製造方法は、少なくとも１つの前記プリント配線板を用意することと、内側に前記プリント配線板を収容する少なくとも１つの凹部が形成された前記支持体を用意することと、前記凹部の底面上に接着層を形成することと、前記凹部内に前記プリント配線板を配置し、前記接着層を介して該プリント配線板を前記凹部の底面に接着することと、を含む。

本発明の実施形態によれば、搬送時や電子部品の実装過程でのプリント配線板の反りやねじれは抑制される。

本発明の一実施形態のプリント配線板と支持体との組立体を示す平面図。図１中のＩ−Ｉ線に沿う断面図。コアレス構造のプリント配線板の製造方法を説明する断面図。コアレス構造のプリント配線板の製造方法を説明する断面図。コアレス構造のプリント配線板の製造方法を説明する断面図。コアレス構造のプリント配線板の製造方法を説明する断面図。コアレス構造のプリント配線板の製造方法を説明する断面図。コアレス構造のプリント配線板の製造方法を説明する断面図。コアレス構造のプリント配線板の製造方法を説明する断面図。本発明の一実施形態のプリント配線板と支持体との組立体の製造方法を説明する断面図。本発明の一実施形態のプリント配線板と支持体との組立体の製造方法を説明する断面図。本発明の一実施形態のプリント配線板と支持体との組立体の製造方法を説明する断面図。

以下、図面を参照して本発明に係るプリント配線板と支持体との組立体およびその製造方法の各実施形態について説明する。図面の説明において、同様の要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の一実施形態のプリント配線板と支持体との組立体（以下、単に組立体ともいう。）を示す平面図である。実施形態の組立体１０は、少なくとも１つ（図示例では３つ）の個片としてのプリント配線板１２と支持体１４とを備えている。

図２に示されるように、プリント配線板１２は、コア基板を持たないコアレス構造を有する。プリント配線板１２は、導体層１６と層間絶縁層１８とを交互に積み上げてなるビルドアップ層２０を備えている。導体層１６は、導電性金属、例えば銅で形成される。層間絶縁層１８は、例えばシリカやアルミナ等の無機フィラーを含有するエポキシ樹脂やＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）樹脂等の樹脂組成物からなる。図示例では、ビルドアップ層２０は、６層の導体層１６と５層の層間絶縁層１８とから構成されているが、導体層１６および層間絶縁層１８の数はこれに限定されない。異なる階層の導体層１６同士は層間絶縁層１８を貫くビア導体２２を介して互いに接続されている。ビア導体２２は導体層１６と同じ金属から形成することができる。

ビルドアップ層２０の第１面（図２では上側の面）は、半導体チップ等の電子部品（図示せず）の実装面であってよい。ビルドアップ層２０の第１面には、導体層１６の一部が導体パッド１６ａとして露出している。導体パッド１６ａは層間絶縁層１８内に部分的に埋め込まれている。

ビルドアップ層２０の、上記第１面とは反対側の第２面（図２では下側の面）には、被覆絶縁層２４が形成されている。被覆絶縁層２４には、隣接する導体層１６の一部を導体パッド１６ｂとして露出させる複数の開口２４ａが形成されている。

図２に示されるプリント配線板１２の製造方法の一例が、図３Ａ〜図３Ｇを参照して説明される。図２を参照して説明された要素と同様の要素には、同じ符号が付され、適宜説明が省略される。なお、図３Ａ〜図３Ｇでは、説明のため１つのプリント配線板１２のみが示されているが、実際には、多数個のプリント配線板１２が同時に形成され、ルータ加工等により個片に分割される。支持体１４の後述する各凹部２６には個片としてのプリント配線板１２が収容される。

図３Ａに示されるように、第１の面（上面）にピラーブル金属箔２８が貼り付けられた支持板３０が用意される。支持板３０は、所定の剛性を有する限りその材料に特に限定はなく、例えば金属板を用いることができる。ピラーブル金属箔２８は、互いに物理的に剥離可能な２層の金属箔２８ａ，２８ｂからなる。２層の金属箔２８ａ，２８ｂは、例えば、温度を上昇させると接着力が低下する接着剤を介して互いに接合されている。各金属箔２８ａ，２８ｂには銅箔を用いることができる。

図３Ｂに示されるように、支持板３０上で導体層１６と層間絶縁層１８とがビルドアッププロセスにより交互に形成される。例えば、第１層目の導体層１６が形成される位置に開口を有するレジストパターン（図示せず）が金属箔２８ａ上に形成される。このレジストパターンの開口内に、金属箔２８ａをシード層とする電解めっき処理により、所定の導体パターンを有する第１層目の導体層１６が形成される。レジストパターンはその後除去される。続いて、金属箔２８ａの上および第１層目の導体層１６の上に層間絶縁層１８が形成される。また、図３Ｂに示されるように、ビア導体２２および第２層目の導体層１６が形成される。ビア導体２２は、層間絶縁層１８を貫くビア導体用孔内に形成される。ビア導体用孔は、例えば炭酸ガスレーザまたはＵＶ−ＹＡＧレーザ等のレーザにより形成される。ビア導体用孔は、エッチングあるいはフォトリソグラフィ法によって形成されてよい。ビア導体用孔の内面および層間絶縁層１８の上面上に、例えば無電解めっき処理により金属膜（図示せず）が形成される。金属膜は、スパッタリングや真空蒸着により形成されてもよい。ビア導体２２および第２層目の導体層１６は、この金属膜をシード層とした電解めっき処理により形成され得る。電解めっき処理の際、第２層目の導体層１６の導体パターンの形成位置およびビア導体用孔に対応した開口を有するめっきレジスト（図示ぜず）が形成される。図３Ｂには、ビア導体２２および第２層目の導体層１６が形成された後、めっきレジストが除去された状態が示されている。

図３Ｃに示されるように、図３Ｂを参照して説明した工程と同様の工程により、第２層目の導体層１６上に第２層目の層間絶縁層１８と第３層目の導体層１６が形成される。

図３Ｄに示されるように、図３Ｂを参照して説明した工程を繰り返すことにより、所定の配線パターンを有する６層の導体層１６と、５層の層間絶縁層１８と、ビア導体２２とを有するビルドアップ層２０が形成される。

図３Ｅに示されるように、第６層目（積層方向でみて最上層）の導体層１６および該導体層１６から露出する層間絶縁層１８上にソルダーレジスト材からなる被覆絶縁層２４が形成される。被覆絶縁層２４には、下層の導体層１６の一部を導体パッド１６ｂとして露出させる複数の開口２４ａが形成される。被覆絶縁層２４が感光性の樹脂からなる場合、開口２４ａは、露光マスク（図示せず）を介して被覆絶縁層２４を露光した後、現像することで形成することができる。被覆絶縁層２４が熱硬化性の樹脂からなる場合、開口２４ａは、被覆絶縁層２４の熱硬化後に炭酸ガスレーザまたはＵＶ−ＹＡＧレーザ等のレーザにより形成することができる。

図３Ｆに示されるように、支持板３０上のピラーブル金属箔２８の２層の金属箔２８ａ，２８ｂを互いに分離することにより、ビルドアップ層２０が支持板３０から分離される。２層の金属箔２８ａ，２８ｂのうちの一方２８ａは、ビルドアップ層２０の下面に残る。

図３Ｇに示されるように、ビルドアップ層２０の下面に残った金属箔２８ａがエッチングにより除去される。その後、導体パッド１６ａ，１６ｂの表面には、例えばニッケル層、パラジウム層、金層の順に積層された被覆金属層（図示せず）が形成されてもよい。プリント配線板１２が完成する。

図２に戻り、組立体１０の支持体１４は、搬送時や電子部品の実装時等にプリント配線板１２の剛性不足を補い、半導体チップ等の電子部品（図示せず）が実装された後でプリント配線板１２から除去されるものである。

支持体１４には、内側にプリント配線板１２をそれぞれ収容する少なくとも１つ（図示例では３つ）の凹部２６が形成されている。凹部２６は、支持体１４の第１の面（図では上側の面）に開口している。凹部２６の平面形状（図１参照）は矩形である。凹部２６の開口幅（長さおよび幅）は、プリント配線板１２の外形（長さおよび幅）よりも大きい。凹部２６内にプリント配線板１２を収容した状態では、凹部２６の側面２６ａとプリント配線板１２の側面との間には隙間が形成されている。凹部２６の深さ（後述の枠部３６の厚み）は、該凹部２６内に収容されるプリント配線板１２の厚みよりも小さく、プリント配線板１２の上部は支持体１４の上記第１の面から突出している。

凹部２６の底面２６ｂとプリント配線板１２との間には接着層３２が設けられている。この接着層３２としてはある程度の耐熱性（実装時における耐リフロー性）および剥離性を有するものであれば特に限定されず、例えば、熱硬化性樹脂に熱溶融性や熱分解性を付与した接着剤等を挙げることができる。接着層３２は、シート状接着剤または液状接着剤のどちらでもよいが、接着層厚みを一定に保つ観点ではシート状接着剤が好ましい。

支持体１４は、凹部２６の底面２６ｂを形成する平板状の支持板部３４と、支持板部３４上に配置され、凹部２６の側面２６ａを区画する開口が形成された枠部３６とを有する。支持板部３４と枠部３６とはそれぞれ銅張積層板からなり、接着層３２を介して互いに接合されている。銅張積層板は、ガラスクロス等の芯材にエポキシ等の樹脂を主成分とするワニスを含浸させ、その両面に銅箔を貼りつけた後、加圧・加熱して硬化させたものである。しかし、支持体１４は、搬送時や電子部品の実装過程等でプリント配線板１２を補強するのに十分な剛性を有するものであれば、その材料は限定されない。支持体１４は、例えば、金属板の上面に凹部２６を切削またはコイニング等により加工したものでもよい。

図２に示される組立体１０の製造方法の一例が、図４Ａ〜図４Ｃを参照して説明される。図２を参照して説明された要素と同様の要素には、同じ符号が付され、適宜説明が省略される。

図４Ａに示されるように、各プリント配線板１２を収容するための凹部２６を有する支持体１４が用意される。それぞれ銅張積層板からなる支持板部３４と枠部３６とが、接着層３２を介して一体化されたものである。この接着層３２は、凹部２６の底面２６ｂ上にも形成されている。凹部２６の開口幅は、プリント配線板１２の外形よりも大きい。凹部２６の深さ（枠部３６の厚み）は、該凹部２６内に収容されるプリント配線板１２の厚みよりも小さい。

図４Ｂに示されるように、各凹部２６内にプリント配線板１２がそれぞれ配置される。プリント配線板１２は、プリント配線板１２の側面と凹部２６の側面２６ａとの間に隙間が形成されるように、すなわちプリント配線板１２と凹部２６の側面２６ａとが接触しないように配置される。

図４Ｃに示されるように、プリント配線板１２と凹部２６の底面２６ｂとの間に位置する接着層３２によって、プリント配線板１２を凹部２６の底面２６ｂに接着する。このとき、図中矢印で示されるように、プリント配線板１２の上面（凹部２６の底面２６ａとは反対側）には、プレス機（図示せず）によって圧力が加えられる。組立体１０が完成する。

その後、組立体１０のプリント配線板１２には、半導体チップ等の電子部品（図示せず）を実装することができる。電子部品とプリント配線板１２との間には、アンダーフィル材を充填することができる。その後、プリント配線板１２から支持体１４を除去することができる。例えばルータ加工やカッタによる切断加工等により、プリント配線板１２の周縁の内側を該周縁に沿ってプリント配線板１２と支持板部３４とを一緒に切断することで支持体１４の枠部３６と支持板部３４の一部とを除去し、続いて接着層３２を剥離することでプリント配線板１２から支持板部３４の残部を除去することができる。

実施形態の組立体１０によれば、プリント配線板１２は支持体１４によって補強されているので、搬送時や電子部品の実装時におけるプリント配線板１２の反りやねじれは抑制される。

実施形態の組立体１０によれば、支持体１４の凹部２６の側面２６ａとプリント配線板１２の側面との間に隙間が形成されているので、搬送時に生じ得る衝撃や実装時の熱負荷等の影響で支持体１４の枠部３６が変形した場合でも、その変形がプリント配線板１２に伝わり難いという利点がある。

実施形態の組立体１０によれば、支持体１４は、銅張積層板からなる支持板部３４および枠部３６を接着層３２によって接合することによって形成されているので、支持体１４を金属から形成する場合に比べて、容易かつ安価に製造することができ、更に軽量である。

実施形態の組立体１０の製造方法によれば、凹部２６の深さ（枠部３６の厚み）が、該凹部２６内に収容されるプリント配線板１２の厚みよりも小さい支持体１４を用いているので、プリント配線板１２を接着層３２によって凹部２６の底面２６ｂに接着する際、プリント配線板１２の上面にプレス機等で確実に圧力を加えることができる。

本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明から逸脱しない範囲で種々の変更、修正が可能である。例えば、上述の実施形態では、支持体１４の支持板部３４および枠部３６は同一の材料（銅張積層板）から形成されているが、互いに異なる材料から形成されてもよい。例えば、支持体１４は、金属製の枠部３６と銅張積層板からなる支持板部３４とを有するものでもよい。

１０組立体
１２プリント配線板
１４支持体
１６導体層
１８層間絶縁層
２０ビルドアップ層
２２ビア導体
２４被覆絶縁層
２６凹部
２６ａ凹部の側面
２６ｂ凹部の底面
２８ピラーブル金属箔
３０支持板
３２接着層
３４支持板部
３６枠部

Claims

プリント配線板と支持体との組立体であって、
少なくとも１つの前記プリント配線板と、
内側に前記プリント配線板を収容する少なくとも１つの凹部が形成された前記支持体と、
前記凹部の底面上に形成され、前記プリント配線板を前記凹部の前記底面に接着する接着層と、を備える。
請求項１に記載のプリント配線板と支持体との組立体であって、前記凹部の側面と前記プリント配線板の側面との間に隙間が形成されている。
請求項１に記載のプリント配線板と支持体との組立体であって、前記凹部の深さは、該凹部内に収容される前記プリント配線板の厚みよりも小さい。
請求項１に記載のプリント配線板と支持体との組立体であって、前記支持体は、前記凹部の前記底面を形成する支持板部と、前記支持板部上に形成され前記凹部の側面を区画する枠部とを有する。
請求項４に記載のプリント配線板と支持体との組立体であって、前記支持板部と前記枠部とはそれぞれ銅張積層板からなり、前記接着層を介して互いに接合されている。
プリント配線板と支持体との組立体の製造方法であって、
少なくとも１つの前記プリント配線板を用意することと、
内側に前記プリント配線板を収容する少なくとも１つの凹部が形成された前記支持体を用意することと、
前記凹部の底面上に接着層を形成することと、
前記凹部内に前記プリント配線板を配置し、前記接着層を介して該プリント配線板を前記凹部の底面に接着することと、を含む。
請求項６に記載のプリント配線板と支持体との組立体の製造方法であって、前記支持体として、前記凹部の開口幅が前記プリント配線板の外形よりも大きい支持体を用意することを含む。
請求項６に記載のプリント配線板と支持体との組立体の製造方法であって、前記支持体として、前記凹部の深さが、該凹部内に収容される前記プリント配線板の厚みよりも小さい支持体を用意することを含む。
請求項８に記載のプリント配線板と支持体との組立体の製造方法であって、前記凹部内に前記プリント配線板を配置し、前記接着層を介して該プリント配線板を前記凹部の底面に接着する際に、前記プリント配線板の上面に圧力を加える。
請求項６に記載のプリント配線板と支持体との組立体の製造方法であって、前記支持体として、前記凹部の前記底面を形成する支持板部と、前記支持板部上に形成され前記凹部の側面を区画する枠部とを有する支持体を用意することを含む。
請求項１０に記載のプリント配線板と支持体との組立体の製造方法であって、前記支持体として、前記支持板部および前記枠部がそれぞれ銅張積層板からなり、前記接着層を介して互いに接合されている支持体を用意することを含む。