JP2021012955A - 配線基板の製造方法及び配線基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】品質の向上した配線基板の提供。【解決手段】実施形態の配線基板1の製造方法は、複数の配線基板1を含むワークパネル100を用意することと、ワークパネル100を切断して配線基板1に分割することとを含み、ワークパネル100を用意することは、第1面4F及び第2面4Sを有し、第1面4Fに第1導体層5を備える第1絶縁層4を用意することと、第1面4F側に少なくとも一組の絶縁層4a及び導体層5aを積層することと、第1導体層5を底面に露出させる凹部2を形成することと、を含み、ワークパネル100を切断して複数個の配線基板1に分割することは、凹部2の底面に、少なくとも第1導体層5を貫通する貫通孔Hを設けることと、貫通孔Hの内壁が切断面に露出するように凹部2の切断を行うことにより、配線基板1の側面に開放端を有するキャビティCを配線基板1に形成することとを含んでいる。【選択図】図1
Description
本発明は配線基板及び配線基板の製造方法に関する。
特許文献1には、底面全体に銅膜からなるストッパ層を露出するキャビティが形成された配線基板が開示されている。
特許文献1の配線基板では、キャビティを分割するように配線基板を切断する場合、ストッパ層の切断端面におけるバリや延びが生じるおそれがある。
本発明の配線基板の製造方法は、複数の配線基板を含むワークパネルを用意することと、前記ワークパネルを切断して複数個の配線基板に分割することと、を含んでいる。そして、前記ワークパネルを用意することは、第1面及び前記第1面と反対側の第2面を有すると共に前記第1面に第1導体層を備える第1絶縁層を用意することと、前記第1面及び前記第1導体層の上に少なくとも一組の絶縁層及び導体層を積層することと、前記少なくとも一組の絶縁層及び導体層の一部を除去することによって、前記第1導体層を底面に露出させる凹部を形成することと、を含み、前記ワークパネルを切断して複数個の配線基板に分割することは、前記凹部の底面に、少なくとも前記第1導体層を貫通する貫通孔を設けることと、前記貫通孔の内壁が切断面に露出するように前記凹部の切断を行うことにより、配線基板の側面に開放端を有するキャビティを前記配線基板に形成することと、を含んでいる。
本発明の配線基板は、第1面及び前記第1面と反対側の第2面を有すると共に前記第1面に第1導体層を備えるコア基板と、前記コア基板の前記第1面側に積層されるビルドアップ層と、前記ビルドアップ層に形成され、前記ビルドアップ層の表面および側面に開口を有するキャビティと、を備えている。そして、前記キャビティの底面には前記第1導体層の前記コア基板と反対側の表面が露出しており、前記側面は、前記配線基板の内部に向かって凹んでいる、前記第1導体層の湾曲部を含んでいる。
本発明の実施形態によれば、電子部品が搭載されるキャビティの底面に露出する導体層が切断領域に延びている場合であっても、ワークパネルの切断が良好に行われ得る。金属箔の切断端面におけるバリや延びの発生が防止され得る。接続信頼性の高いプリント配線板を提供することができる。
本発明の一実施形態の配線基板が図面を参照しながら説明される。図1には、本発明の一実施形態の配線基板の製造方法により製造される配線基板の一例である配線基板1の一部の断面図が示されている。図2には図1の配線基板1の平面図が示されている(図1は図2のI−I線での断面図である)。一実施形態の製造方法は、図3A〜3Fに示されている。図1および図2に示されるように、配線基板1は、第1面4F及び第1面4Fと反対側の第2面4Sを有する第1絶縁層4と、第1面4F上に設けられている第1導体層5と、第1面4F及び第1導体層5の上に積層されている少なくとも一組の絶縁層4a及び導体層5aと、第1導体層5を露出させるキャビティCとを備えている。図1の例では、第1絶縁層4の第1面4F及び第1導体層5の上に、全部で6つの絶縁層4aと全部で6つの導体層5aとが交互に積層されており、6組の絶縁層4a及び導体層5aが積層されている。キャビティCは、この少なくとも一組の絶縁層4a及び導体層5aを貫通している。
配線基板1は、第1絶縁層4の第2面4S側に、第2導体層6と、第2面4S及び第2導体層6の上に積層されている少なくとも一組の絶縁層4b及び導体層6bとをさらに備えている。図1の例では、第1絶縁層4の第2面4S及び第2導体層6の上に、全部で6つの絶縁層4bと全部で6つの導体層6bとが交互に積層されており、6組の絶縁層4b及び導体層6bが積層されている。
配線基板1は、導体層5a、6bをそれぞれ含む2つのビルドアップ層11、12と2つのビルドアップ層11、12に挟まれているコア基板10とを備えており、所謂、ビルドアップ多層配線基板の構造を有している。図1に示される例では、ビルドアップ層11は、6つの導体層5aと、各導体層間に介在する絶縁層4aとの積層体によって構成されている。導体層5aのそれぞれは、所望の導体パッドおよび/または配線パターンを有するように適宜パターニングされている。そして、各絶縁層4aは、それぞれの絶縁層における上下両側の導体層同士を接続する複数のビア導体7を含んでいる。ビルドアップ層12は、6つの導体層6bと、各導体層間に介在する絶縁層4bとの積層体によって構成されている。導体層6bのそれぞれは、所望の導体パッドおよび/または配線パターンを有するように適宜パターニングされている。そして、各絶縁層4bは、それぞれの絶縁層における上下両側の導体層同士を接続する複数のビア導体7を含んでいる。
図1の例では、ビルドアップ層11、12は互いに同数の導体層5a、6bを含んでいる。しかし、ビルドアップ層11、12は互いに異なる数の導体層5a、6bを含んでいてもよい。
コア基板10は第1絶縁層4からなる絶縁層と、第1導体層5および第2導体層6とを備えている。コア基板10は、第1導体層5と第2導体層6とを接続するスルーホール導体70を含んでいる。なお、コア基板10は、2つの絶縁層に挟まれた金属層を有するメタルコア基板(図示せず)であってもよい。その場合、メタルコア基板の一方の絶縁層が、第1絶縁層4によって構成され得る。
第1及び第2の導体層5、6、各導体層5a、各導体層6b、各ビア導体7、及びスルーホール導体70は、好ましくは金属製の導電体、例えば、銅箔などの金属箔、及び/又は、銅の電解若しくは無電解めっき膜によって構成される。図1の例では、第1及び第2の導体層5、6は、それぞれ、金属箔、無電解めっき膜、及び電解めっき膜を含む3層構造を有している。一方、各導体層5a、各導体層6b、各ビア導体7及びスルーホール導体70は、無電解めっき膜及び電解めっき膜を含む2層構造を有している。
第1絶縁層4及び絶縁層4a、4bは、例えばエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂(BT樹脂)又はフェノール樹脂などの絶縁性樹脂を用いて形成され得る。各絶縁層は、ガラス繊維などの補強材及び/又はシリカなどの無機フィラーを含んでいてもよい。図1の例では、第1絶縁層4は、ガラス繊維を含む補強材41を含んでいる。
図1に示される例では、配線基板1はビルドアップ層11の最外層の導体層5a及び絶縁層4a上にソルダーレジスト層8aを備え、ビルドアップ層12の最外層の導体層6b及び絶縁層4b上にソルダーレジスト層8bを備えている。ソルダーレジスト層8a、8bは、ビルドアップ層11、12それぞれの最外層の導体層5a、6bそれぞれが有する導体パッドを露出させる開口8cを備えている。ソルダーレジスト層8a、8bは、例えばエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂などを用いて形成され得る。
キャビティCは、キャビティCの内部に露出する底面を有している。キャビティCの内部には、配線基板1に実装される半導体集積回路装置等の外部の電子部品が載置され得る。キャビティCの内部には、複数の電子部品が搭載されてもよい。任意の数の電子部品が搭載され得る。キャビティCの底面は、金属層で構成されている。図1の例では、キャビティCの底面は、第1導体層5の露出部50における第1絶縁層4と反対側の表面によって構成されている。
キャビティCは、配線基板1の端縁まで延びている。すなわち、図2のような平面視においてキャビティCの少なくとも一辺は、配線基板1の縁部と一致している。したがって、キャビティCの底面を形成している第1導体層5は、図1に示されているように、配線基板1の少なくとも1つの縁部の側面に露出している。
キャビティCのサイズは、収容される電子部品に応じて適宜選択され得る。例えば図1に示される例では、キャビティCは、6層の絶縁層4aの厚み分の深さをもつように形成されている。しかし、キャビティCの側面を形成する絶縁層4aの層数は図1の例に限定されない。また、キャビティCの平面形状も、キャビティC内に収容される電子部品の形状などに応じて、任意の平面形状で形成され得る。ただし、いずれの場合も、前述のように、キャビティCの少なくとも一辺は、配線基板1の縁部と一致するように形成されている。キャビティCは、配線基板1の表面および配線基板1の側面の少なくとも一部に開口を有するように形成されている凹部である。
図2に示されるように、配線基板1の第1絶縁層4の第1面4F側の表面は、ソルダーレジスト層8aに被覆されている。導体層5aに含まれる導体パッドが、ソルダーレジスト層8aの開口8cから露出している。また、キャビティCの底面を構成している第1導体層5の露出部50がキャビティCの内部に露出している。
図2では、導体パッドは円形の形状で、ソルダーレジスト層8aの開口8cから露出している。しかしながら、導体パッドの形状は図示のものに限定されるわけではない。また、導体パッドの数または配列なども、図2に示されている例に限定されない。任意の所望の数の導体パッドが、接続される外部の電子部品の端子などにあわせて適宜配列され得る。
図2に示されているように、配線基板1のキャビティCは、略矩形の平面形状においてその一端が開放されているような凹部形状で形成されている。キャビティCの凹部形状は、ビルドアップ層11の断面によって構成される3方の側面と、第1導体層5の露出部50によって構成される底面とによって画定されている。
図2に示されているキャビティCの底面における開放端は、湾曲部C1を含んでいる。湾曲部C1は、配線基板1の縁部に含まれるように形成されている。湾曲部C1は、キャビティCの開放端と反対側のキャビティCの側面に向かって凹むように形成されている。
図1および図2に示される配線基板1を製造する方法が図3A〜3Fを参照して具体的に示される。なお、添付の図面において、配線基板のキャビティCなどを含む各構成要素のサイズや形状の正確な比率を示すことは意図されていない。
まず、配線基板1を多数個含むようなワークパネル100が製造される。本実施形態では、このようなワークパネル100が切断されることによって複数個の配線基板1に分割される。
図3Aに示されるように、ワークパネル100(図3Cおよび3D参照)のためのコア基板10が用意される。図3A〜3Cでは、配線基板1となる領域Aが対向して2つ連結されて(図3C参照)形成されているコア基板10の領域が例として示されている。例えば、コア部となる絶縁層として第1絶縁層4を有する両面銅張積層板が用意される。両面銅張積層板は、第1絶縁層4の第1面4Fに第1導体層5となる銅箔を備えると共に、第1絶縁層4の第2面4Sに第2導体層6となる銅箔を備えている。
コア基板10へのドリル加工又はレーザー加工などによって、スルーホール導体70の形成位置に貫通孔が形成される。そして、例えばセミアディティブ法を用いて、例えば銅の無電解めっき膜及び銅の電解めっき膜を含み、所望の導体パターンを有する第1導体層5及び第2導体層6が形成される。同時に、銅の無電解めっき膜及び電解めっき膜を含むスルーホール導体70が形成される。例えばこのようにして、第1面4Fに第1導体層5を、第2面4Sに第2導体層6を備える第1絶縁層4が用意される。第1導体層5は、キャビティCの底面を形成して配線基板1から露出される露出部50を含んでいる。なお、第1及び第2の導体層5、6並びにスルーホール導体70の形成には、サブトラクティブ法が用いられてもよい。また、両面銅張積層板を用いずに、第1絶縁層4の両面にセミアディティブ法によって、金属箔を有さない第1及び第2の導体層5、6が形成されてもよい。
図3Bに示されるように、第1絶縁層4の第1面4F及び第1導体層5の上に、それぞれ複数の絶縁層4a及び導体層5aを積層することによってビルドアップ層11が形成される。好ましくはビルドアップ層11の形成と同時に、第1絶縁層4の第2面4S及び第2導体層6の上に、それぞれ複数の絶縁層4b及び導体層6bを積層することによってビルドアップ層12が形成される。
ビルドアップ層11、12の形成には、一般的なビルドアップ工法が用いられ得る。例えばフィルム状のエポキシ樹脂又はプリプレグをコア基板10の両面に積層することによって絶縁層4a、4bが形成される。絶縁層4a、4bにビア導体7用の貫通孔がレーザー加工又はドリル加工などによって形成される。そして例えばセミアディティブ法を用いて、所望の導体パターンを有する導体層5a、6b及びビア導体7が、それぞれ形成される。同様の工程を所望の回数(図3Bの例では5回)繰り返すことによって、ビルドアップ層11、12が形成され得る。好ましくは、図3Bに示されるように、キャビティCの形成領域C2内の各導体層5aには、ダミーパターン51が設けられる。
なお、本実施形態の配線基板の製造方法において、第1絶縁層4及び第1導体層5の上方への複数の絶縁層4a及び導体層5aの積層には、必ずしもビルドアップ工法が用いられなくてもよい。例えば、絶縁層4aと導体層5aとを事前に積層することによって形成された1つ又は複数の配線板が一括してプリプレグを介して積層されてもよい。また、各導体層の導体パターンの形成にも、セミアディティブ法、サブトラクティブ法、又はフルアディティブ法などが、適宜用いられ得る。
ビルドアップ層11上にソルダーレジスト層8aが形成され、ビルドアップ層12上にソルダーレジスト層8bが形成される。ソルダーレジスト層8a、8bは、例えば、感光性のエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂などを用いて形成される。ソルダーレジスト層8a、8bには、露光及び現像によって開口8cが形成される。
続いて、図3Cに示されるように、ドリルやレーザーなどを用いたザグリ加工により、絶縁層4a及び導体層5aの一部を除去することによって、ビルトアップ層11に凹部2が形成される。ワークパネル100が完成される。本実施形態では、ワークパネル100において、少なくとも2つの配線基板1のキャビティCとなる部分がそれぞれ対向するように、配線基板1となる領域Aが連結されて製造されている。したがって、図3Dに示されているように、凹部2は、少なくとも一対の配線基板1におけるそれぞれのキャビティCとなる部分に跨るように形成される。凹部2の形成において、キャビティCの底面となる位置に設けられている第1導体層5の導体パターン(露出部50)が、ドリルまたはレーザー光のストッパ層として機能し得る。したがって、ザグリ加工後の凹部2の底面には、第1導体層5の導体パターン(露出部50)が露出している。
次いで、ワークパネル100が個片の配線基板1へと切断される。切断は、凹部2を横断するように、領域A同士の境界を切断領域として行われる。凹部2の底面には、前述のように、第1導体層5の導体パターン(露出部50)が露出している。第1導体層5は、例えば銅箔などの金属箔、無電解めっき膜、及び電解めっき膜を含む3層の金属層などの金属層で形成されている。このような第1導体層5がコア基板10およびビルドアップ層12の絶縁層4bとともに切断されると、切断された第1導体層5の切断端面にバリや延びが発生するおそれがある。また、切断時に第1導体層5に加わる外力が、樹脂と金属との接合を引き離す方向に加わることによって、第1導体層5が切断端面において第1絶縁層4から剥離するおそれもある。これらによって配線基板1における切断端面が平滑でなくなる可能性がある。配線基板1が組み込まれる装置において他の基板や部品に悪影響を及ぼすおそれがあると考えられる。配線基板1の製品としての外観性も低下するおそれがある。また、第1導体層5の剥離が生じると、キャビティCがコア基板10によって十分に支持されなくなったり、キャビティCへの電子部品などの実装工程に支障をきたすことがある。電子部品を実装する歩留まりが低下するおそれがある。
本実施形態では、凹部2を横断する切断において、まず、図3Eに示されるように、凹部2の底面に、領域A同士の境界に沿うように、凹部2の底面に対して垂直方向に、すなわち配線基板1の積層方向に、貫通孔Hが形成される。貫通孔Hの形成は、好ましくはドリル加工によって行われ得る。第1導体層5におけるバリや延び、剥離などが起きにくいと考えられる。例えば貫通孔Hは、これに限定されるわけではないが、平面形状で直径dの略円形状の貫通孔をドリル加工により互いに重なり合うように連続させて形成することによって形成される。したがって、貫通孔Hは幅dを有している。幅dの大きさは例えば、800μm程度以上、3800μm程度以下である。貫通孔Hの長さL1は、例えば凹部2の切断方向の長さL2の約50%〜95%程度である。貫通孔Hがこの程度の長さL1を有していれば、後述のワークパネル100の切断後に、清浄な切断端面が十分に得られ得ると考えられる。
続いて、図3Fに示されるように、領域A同士の境界において切断が行われる。切断は、好ましくは、刃径が貫通孔Hの幅dよりも小さいルータを使用して行われる。したがって、貫通孔Hが形成されている切断領域においては、ルータの刃は第1導体層5やコア基板10、ビルドアップ層12と接触しない。この結果、切断後に得られる配線基板1における切断端面には、貫通孔Hの一部の内壁が露出している。凹部2の底面を形成していた第1導体層5の導体パターン(露出部50)における切断端面は、大部分が貫通孔Hにより形成される。よって、切断端面におけるバリなどの発生が顕著に抑制されると考えられる。発生したバリにより、配線基板1が組み込まれる装置において他の基板や部品に悪影響を及ぼすおそれがない。切断時における第1導体層5の延びや剥離も生じにくいと考えられる。配線基板1に電子部品を実装する際の歩留まりも向上すると考えられる。
この切断により、少なくとも2つの配線基板1(図1および図2参照)が形成される。本実施形態では、ルータによるワークパネル100の切断が、貫通孔Hの形成場所では、貫通孔Hに沿って、かつ、その内側をルータが通るように行われる。したがって、凹部2の切断部は、貫通孔Hの一部を構成していた湾曲部C1を含んでいる。よって、製造される配線基板1は、配線基板1の側面のキャビティCの開放端に湾曲部C1を含んでいる。すなわち、キャビティCの開口が形成されている配線基板1の側面は、配線基板の内部に向かって凹んでいる湾曲部C1を含んでいる。湾曲部C1における配線基板1の端面は、バリ等の発生が見られない清浄な端面である。また、切断部近くのキャビティCの底面に剥離などが見られることもない。
キャビティCの形成後、キャビティCの底面に露出する第1導体層5の露出部50、および、ソルダーレジスト層8a、8bの開口8c内に保護膜(図示せず)が形成されてもよい。保護膜は例えば、Ni/Au、Ni/Pd/Au、又はSnなどの複合又は単一の金属めっき膜であってよく、また、OSP膜であってもよい。
図1および図2に例示の配線基板1の製造を例に、実施形態の配線基板の製造方法が説明されたが、実施形態の配線基板の製造方法は、説明された手順に限定されない。例えば、凹部2はザグリ加工によってではなく、凹部2の形成領域に剥離層を設けることによって形成されてもよい。例えば、第1絶縁層4の第1面4F及び第1導体層5の上に絶縁層4aが積層される前に、凹部2の底面を形成する第1導体層5の露出部50上に、第1導体層5と密着するものの比較的弱い力で容易に第1導体層5から分離され得る粘着層と、絶縁層4aに対して十分な接着性を発現し得る接合層とから構成される剥離層が設けられる。ビルドアップ層11の形成後、凹部2の形成領域の周囲全周にわたってレーザー照射などによって溝が形成される。そして、ビルドアップ層11中の溝21に囲まれた部分が、剥離層と共に除去されることにより、凹部2が形成されてもよい。
また、実施形態の配線基板の製造方法に関して説明された条件や順序などは適宜変更されてよく、現に製造される配線基板の構造に応じて、一部の工程が省略されてもよく、別の工程が追加されてもよい。本実施形態のワークパネル100の切断プロセスは、配線基板1のキャビティCとなる部分がそれぞれ対向する向きで連結されているようなワークパネルに適用されるだけでなく、開放端を有するキャビティをもつ基板を形成するために凹部の一部を切断することを含む様々な製造方法に適用することができる。
また、実施形態の製造方法によって得られる実施形態の配線基板は、各図面に例示される構造や、本明細書において例示された構造及び材料を備えるものに限定されない。例えば、配線基板1は任意の数の導体層5a、6b及び絶縁層4a、4bを有し得る。各導体層5、6、5a、6bは、各図面に示されるような3層構造若しくは2層構造でなくてもよい。スルーホール導体70及び各ビア導体7は、必ずしもテーパー形状を有していなくてもよい。また、キャビティCは、ビルドアップ層11の一部の層だけを貫通するように設けられてもよい。また、実施形態の配線基板はビルドアップ層だけで構成される配線基板であってもよい。
1 配線基板
10 コア基板
100 ワークパネル
11、12 ビルドアップ層
2 凹部
4 第1絶縁層
4F 第1面
4S 第2面
4a、4b 絶縁層
5 第1導体層
5a 導体層
50 露出部
6 第2導体層
6b 導体層
7 ビア導体
70 スルーホール導体
8a、8b ソルダーレジスト層
A 配線基板の形成領域
C キャビティ
C1 湾曲部
H 貫通孔
10 コア基板
100 ワークパネル
11、12 ビルドアップ層
2 凹部
4 第1絶縁層
4F 第1面
4S 第2面
4a、4b 絶縁層
5 第1導体層
5a 導体層
50 露出部
6 第2導体層
6b 導体層
7 ビア導体
70 スルーホール導体
8a、8b ソルダーレジスト層
A 配線基板の形成領域
C キャビティ
C1 湾曲部
H 貫通孔
Claims (6)
- 複数の配線基板を含むワークパネルを用意することと、
前記ワークパネルを切断して複数個の配線基板に分割することと、
を含む配線基板の製造方法であって、
前記ワークパネルを用意することは、
第1面及び前記第1面と反対側の第2面を有すると共に前記第1面に第1導体層を備える第1絶縁層を用意することと、
前記第1面及び前記第1導体層の上に少なくとも一組の絶縁層及び導体層を積層することと、
前記少なくとも一組の絶縁層及び導体層の一部を除去することによって、前記第1導体層を底面に露出させる凹部を形成することと、
を含み、
前記ワークパネルを切断して複数個の配線基板に分割することは、
前記凹部の底面に、少なくとも前記第1導体層を貫通する貫通孔を設けることと、
前記貫通孔の内壁が切断面に露出するように前記凹部の切断を行うことにより、配線基板の側面に開放端を有するキャビティを前記配線基板に形成することと、
を含んでいる。 - 請求項1記載の配線基板の製造方法であって、
前記ワークパネルを切断して複数個の配線基板に分割することは、前記凹部の前記底面に露出された前記第1導体層を切断することを含んでいる。 - 請求項1記載の配線基板の製造方法であって、
前記凹部の前記底面に貫通孔を設けることは、ドリル加工によって前記第1導体層を貫通する貫通孔を形成することを含んでいる。 - 請求項1記載の配線基板の製造方法であって、
前記ワークパネルを切断して複数個の配線基板に分割することは、ルータ加工によって前記貫通孔の内壁が切断面に露出するように前記凹部の切断を行うことを含んでいる。 - 請求項1記載の配線基板の製造方法であって、
前記複数の配線基板を含むワークパネルを用意することは、少なくとも2つの配線基板のキャビティ同士が対向する向きで連結される一対の配線基板を用意することを含み、
前記ワークパネルを切断して複数個の配線基板に分割することは、前記対向する向きにおける前記一対の配線基板の中央部を切断することにより、前記キャビティを有する少なくとも2つの配線基板を製造することを含んでいる。 - 第1面及び前記第1面と反対側の第2面を有すると共に前記第1面に第1導体層を備えるコア基板と、
前記コア基板の前記第1面側に積層されるビルドアップ層と、
前記ビルドアップ層に形成され、前記ビルドアップ層の表面および側面に開口を有するキャビティと、
を備える配線基板であって、
前記キャビティの底面には前記第1導体層の前記コア基板と反対側の表面が露出しており、
前記側面は、前記配線基板の内部に向かって凹んでいる、前記第1導体層の湾曲部を含んでいる。
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JP2019126438A Pending JP2021012955A (ja) | 2019-07-05 | 2019-07-05 | 配線基板の製造方法及び配線基板 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2021012955A (ja) |
-
2019
- 2019-07-05 JP JP2019126438A patent/JP2021012955A/ja active Pending
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