JP2676112B2 - 電子部品搭載用基板の製造方法 - Google Patents

電子部品搭載用基板の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属層に対して基材層を一体化して構成さ
れる電子部品搭載用基板の製造方法に関するもので、特
にレーザー加工を利用して金属層の所定部分の基材層か
ら露出させるようにした電子部品搭載用基板の製造方法
に関するものである。
（従来の技術） 近年の高密度化された電子部品は、そのままでは各種
電子機器を構成することができないから、これを基板に
実装してから使用しなければならない。そのために、従
来より種々の形式の電子部品搭載用基板が開発され提案
されている。
電子部品と、これを外部に接続するためのリード等の
端子とを、基板において接続する形式の電子部品搭載用
基板は、導体層、リードあるいは伝熱層等とするための
金属層に対して、樹脂等により形成されて絶縁性の優れ
た基材層を一体化し、この基材層の表面あるいは内部に
導体回路等を形成することにより、電子部品を実装する
基板として構成されるものである。
このような電子部品搭載用基板に対して、第７図に示
したように、電子部品（20）を搭載するための凹部（1
3）や電子部品（20）から発生した熱を放散させる放熱
部（18）を形成する等の目的で基材層（12）から金属層
（11）を露出させることが一般的に行なわれている。
このような基材層（12）から金属層（11）を露出した
電子部品搭載用凹部（13）や放熱部（18）を形成するの
は、電子部品（20）に導電した際に発生する熱を直接熱
伝導性の高い金属層（11）に伝え、さらにこの熱を放熱
部（18）から大気中に放散させることにより、電子部品
（20）の放熱性を高めるためや、あるいは電子部品（2
0）を搭載したときの電子部品搭載用基板全体の厚さを
薄くするため等の理由によるものである。
このような電子部品搭載用基板の金属露出部（11A）
を形成する従来の方法としては一般に次のようにして行
なわれていた。つまり、例えば第８図に示したように、
エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹
脂等を主成分をする熱硬化性樹脂組成物をシート状ある
いはフィルム状に成形して、これを適当な温度、時間に
て加熱することによって半硬化状態にすることにより形
成される接着シート（12a）を、基材層（12）の片面に
プレス等により熱圧着（仮接着）した後、露出部（11
A）となるべき部分の基材層（12）と接着シート（12a）
をドリル（30）を用いて切削するのである。この切削
は、所謂ルーター加工等により行なわれるもので、基材
層（12）をくりぬくことにより行なわれる。このように
形成した基材層（12）に金属層（11）を張り合わせ、再
度プレス等により熱圧着（本接着）することにより、必
要な電子部品搭載用基板を形成していたのである。
上記のような接着シート（12a）を基材層（12）と金
属層（11）との接着に用いるためには、その加熱加圧時
の樹脂の低い流れ性が要求される。なぜなら、基材層
（12）と金属層（11）とをプレス等により熱圧着（本接
着）する時、接着シート（12a）の樹脂が流出して露出
部（11A）となるべき部分の金属層（11）の表面をおお
わないようにするためである。
このように流れ性の低い接着シート（12a）は一般的
に、熱硬化性樹脂組成物中に、ゴム状成分を添加するこ
とによって可撓性を持たせ、低い流れ性と接着力とを兼
ね備えているが、ゴム状成分を添加しているため、耐熱
性と耐湿性、耐薬品性等の性能が大きく低下すること等
の欠点を有している。
したがって、上記のような、流れ性の低い接着シート
（12a）を用いて基材層（12）と金属層（11）とを接着
することによって金属露出部（11A）を形成した電子部
品搭載用基板（10）は耐熱性や耐湿性、耐薬品性等の信
頼性が十分に得られないものとなってしまう。
また、その他の従来の方法としては、例えば第９図に
示したように、ガラスクロス等に、熱硬化性樹脂を含浸
させ、適当な温度、時間にて加熱することによって半硬
化状態にした所謂プリプレグ（12b）を金属層（11）に
重ね、プレス等により熱圧着して基材層（12）を形成し
た後、金属露出部（11A）となるべき部分をドリル（3
0）の先端を移動させて切削する方法、所謂サグリ加工
を施すことによって金属露出部（11A）を形成していた
のである。
このようなサグリ加工による金属露出部（11A）の形
成においては露出部（11A）となるべき部分の基材層の
みを切削することはその作業上困難であるため、一般に
は下の金属層（11）も同時に切削加工して、基材層（1
2）の確実な除去を行なうようにしている。
以上のザグリ加工による金属露出部（11A）の形成
は、露出部（11A）となるべき部分の回りだけでなく、
この露出部（11A）の全体にドリル（30）を移動させな
ければならず、そのため長い加工時間を必要としていた
のである。また、露出部（11A）となるべき部分の基材
層（12）を確実に除去するためには、その下の金属層
（11）も、多少なりとも切削しなければならず、金属層
（11）に全く傷をつけずに露出部（11A）を形成するの
は不可能であった。そして、このように露出部（11A）
全面をしかも金属層（11）も同時にドリム（30）で切削
しなければならないため、ドリム（30）が損傷しやすい
ものであった。
また、電子部品搭載用基板（10）の基材層（12）に対
する穴明け加工法として、特開昭61−95792号公報に示
されているようなレーザー光による加工を行なう「印刷
配線板の製造方法」が提案されている。この「印刷配線
板の製造方法」は、上記公報の特許請求の範囲の記載か
らすると、 「金属箔が除去されている部分の印刷配線板に対してレ
ーザー光によって穴明けする方法において、前記金属箔
によって反射される波長の領域であり、かつ小なくとも
該金属箔除去部分を覆う光照射面積をもつレーザー光に
よって穴開けすることを特徴とする印刷配線板の製造方
法」 であるが、この方法は小さな穴を明ける場合には非常に
すぐれた技術であっても、比較的広い面積部分の基材層
（12）を除去して金属層（11）を露出させるには、露出
部（11A）全体の基材層（12）をレーザー光によって蒸
発させなければならず、相当時間がかかり、高価なレー
ザー加工機を長時間働かせなければならないため、電子
部品搭載用基板を製造するための技術としては不向きで
ある。
そこで発明者等は、基材層（12）をレーザー光によっ
て加工することを利用しながら、電子部品搭載用基板
（10）の基材層（12）に対して比較的広い面積の金属露
出部（11A）を簡単に形成するにはどうしたらよいかを
種々検討してきた結果、本発明を完成したのである。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は以上のような経緯に基づいてなされたもの
で、その解決しようとする課題は、比較的広い面積の金
属露出部（11A）を形成する場合の従来の技術における
困難性である。
そして、本発明の目的とするところは、レーザー光に
よる切削加工が部分的であっても、電子部品搭載用基板
（10）における金属露出部（11A）の形成を比較的広い
面積にわたって確実かつ短時間内に行なうことができ、
信頼性の高い電子部品搭載用基板（10）を製造できる方
法を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 以上の課題を解決するために本発明が採った手段は実
施例において使用する符号を付して説明すると、 「金属層（11）に対して基材層（12）を一体化して、こ
の基材層（12）から金属層（11）の所定の部分を次の各
工程を経て露出させることにより構成される電子部品搭
載用基板（10）の製造方法。
（１）露出部（11A）となるべき部分の金属層（11）と
基材層（12）との間にマスク（16）を配置してから、金
属層（11）に対して基材層（12）を一体化する工程； （２）マスク（16）の周囲に位置する、金属層（11）上
の基材層（12）に対してこの基材層（12）側から前記金
属層（11）側にレーザー光を照射して、マスク（16）の
周囲の基材層（12）を切断する工程； （３）マスク（16）上の基材層（12）をこのマスク（1
6）とともに剥離する工程。」 である。
すなわち、本発明の方法においては、まず第６図の
（ａ）に示したように、露出部（11A）となるべき部分
の金属層（11）と基材層（12）の一体化を阻止するた
め、これらの間にマスク（16）を配置してから、その他
の部分の金属層（11）と基材層（12）を一体化する。
このマスク（16）としては、金属層（11）と基材層
（12）を一体化する工程等、この電子部品搭載用基板
（10）を製造する一連の工程で熱や圧力等の衝撃が加え
られても変形することなく、最終的に何らかの方法で金
属層（11）から剥離できるものであれば何でもよく、例
えば比較的耐熱性の高い樹脂フィルムや、金属箔等が挙
げられる。
また、金属層（11）と基材層（12）を一体化すること
は、完全硬化する前の熱硬化型樹脂を金属層（11）と密
着させながら、適当な温度と時間を加えて、金属層（1
1）と基材層（12）を接着させることにより行なう。こ
の一体化方法としては、金属層（11）にプリプレグ（12
b）を重ねて、プレス等で熱圧着させることにより、こ
のプリプレグ（12b）を基材層（12）として形成する方
法、金属層（11）と基材層（12）の間に半硬化状態の接
着シート（12a）を配置して、プレス等で熱圧着させる
ことにより、基材層（12）とする方法、金属層（11）を
はさみ込んだ金属に熱硬化性樹脂を注入して熱硬化させ
てこれを基材層（12）とする、所謂射出成型の方法等が
挙げられる。
次に、以上のような基材層（12）に対して第６図の
（ｂ）に示したように、基材層（12）の外側からマスク
（16）の外周に位置する、金属層（11）上の基材層（1
2）に対して、レーザー光を照射するのである。
ここで用いられるレーザー光は、基材層（12）の切断
を良好に行なうとともに、金属層（11）に傷をつけない
ようにする必要があるため、金属に対しての反射率の高
い波長のものが望ましい。その点発振波長が10.6μｍで
ある炭酸ガスレーザーを用いると、金属層（11）を全く
傷つけることなく基材層（12）を切断できる。
このように、レーザー光によって、マスク（16）の外
周に位置する、金属層（11）上の基材層（12）を切断す
ることによって、第６図の（ｂ）に示すように、マスク
（16）の外周に、マスク（16）上の基材層（12）と他の
基材層（12）とを確実に分離する溝が形成されるのであ
る。
このようなマスク（16）上の外周に位置する溝が形成
されれば、マスク（16）上に位置する基材層（12）は、
他の基材層（12）と完全に分離されており、しかも前述
したようにマスク（16）と金属層（11）とは接着されて
いないため、マスク（16）は容易に剥離できる状態とな
っているのである。
以上の工程の後、基材層（12）をマスク（16）ととも
に金属層（11）から剥離すれば、第６図の（ｃ）に示し
たように、金属露出部（11A）が完成されるのである。
（発明の作用） このような方法で電子部品等搭載用基板（10）の金属
露出部（11A）を形成すると、次のような作用がある。
金属露出部（11A）となるべき部分において、マスク
（16）によって基材層（12）と金属層（11）との一体化
を阻止する。すなわち、例えば基材層（12）と金属層
（11）とを接着させる接着シート（12a）として、熱圧
着時の樹脂の流れ性が高いものを採用しても、マスク
（16）の介在によって金属露出部（11A）の表面に接着
シート（12a）の樹脂の流出を防止することが可能なた
め、耐熱性、耐湿性、耐薬品性などの性能が優れた接着
シート（12a）が採用できる。
また、特に発振波長が10.6μｍである炭酸ガスレーザ
ーを採用すれば、金属に対して反射率の高いレーザー光
が得られ、しかも樹脂やガラスクロス等に関しては良好
な切断ができる。このため、基材層（12）側から金属層
（11）側へ、レーザー光を照射すれば、金属層（11）を
傷つけることなく、基材層（12）のみが選択的に切断さ
れるのである。従って、基材層（12）の厚さが多少変動
するような場合でも、レーザー光による切断は、必ず金
属層表面までで止められるため、切断の深さ制御が簡単
にしかも正確に行なわれるのである。
また、このレーザー光による加工はマスク（16）の外
周に位置する、金属層（11）上の基材層（12）に対して
行なえばよく、マスク（16）上の基材層（12）に対して
は何等作業をする必要がないため、この加工作業は非常
に短時間内に完了するものである。
また、このレーザー光による加工は非接触加工である
から、加工作業における工具の損傷を全く無視すること
ができるため安定した加工が行なえる。
（実施例） 次に、本発明に係る製造方法を図面に示した実施例に
従って詳細に説明する。
実施例１ 第１図、第２図、及び第３図の（ａ），（ｂ）及び
（ｃ）には、本発明の実施例１を示してある。
第１図及び第２図に示したものは、 「複数のアウターリード（17a）の内側に内部接続部（1
1C）を一体的に形成し、この内部接続部（11C）の両側
に基材層（12）を一体的に設けることにより、基材層
（12）から各アウターリード（17a）を突出させるとと
もに、基材の少なくともいずれか一方に形成した導体回
路（14）とアウターリード（17a）とを電気的に接続し
た電子部品搭載用基板（10）。」 である。
この電子部品搭載用基板（10）は、電子部品（20）と
アウターリード（17a）との電気的接続を、基材層（1
2）上の導体回路（14）を介して行なう形式のものであ
り、特に金属層（11）としてアウターリード（17a）と
内部接続部（11C）とを一体的に形成したものを採用し
ている。従って、この電子部品搭載用基板（10）におい
ては、金属層（11）を構成している内部接続部（11C）
の両側に基材層（23）が一体的に設けてあり、アウター
リード（17a）はこの基材層（12）から外方に突出して
いるのである。そして、この電子部品搭載用基板（10）
は、基材層（12）上の導体回路（14）と、アウターリー
ド（17a）とを、内部接続部（11C）を通して設けたスル
ーホール（15）により、電気的に接続してあることを特
徴とするものである。
この電子部品搭載用基板（10）の製造方法について第
３図を参照して以下に記す。
リードフレーム材をエッチング加工して形成したリー
ドフレーム（17）（これは金属層（11）に該当するもの
である）のアウターリード（17a）となるべき部分の両
面のおおうようにマスク（16）を配置し、さらにその外
側にプリプレグ、銅箔の順で重ね合わせていき、これら
をプレスで熱圧着して、積層一体化させる。これによっ
て、第３図の（ａ）に示すように、アウターリード（17
a）となるべき部分において、マスク（16）によって基
材層（12）との積層一体化が阻止されていて、リードフ
レーム（17）が基材層（12）に埋設された形状の基板が
形成される。
この実施例１では、リードフレーム材として厚さ0.25
mmの銅合金板を使用し、プリプレグとしてガラスクロス
にビスマレイミドトリアジン樹脂を含浸させて半硬化状
態にした、所謂ガラストリアジンプリプレグを使用し
た。
また、マスク（16）としては、厚さ50μｍのポリフェ
ニレンサルファイドフィルム、所謂PPSを使用した。
次に基材層（12）表面に形成する導体回路（14）とア
ウターリード（17a）とを電気的に接続させるための、
スルーホール（15）を、ドリルによる穴明で形成し、そ
の内壁に銅めっきを施す。
その後、エッチングによって基材層（12）表面に導体
回路（14）を形成すると、第３図の（ｂ）に示すような
基板が形成される。
次に炭酸ガスレーザーを用いてマスク（16）の外周に
位置する、金属層（11）上の基材層（12）を切断するこ
とによって、マスク（16）の外周に、マスク（16）上の
基材層（12）と他の基材層（12）とを確実に分離する溝
を形成すると、マスク（16）とアウターリード（17a）
とは接着されていないため、アウターリード（17a）上
のマスク（16）及び基材層（12）は他の部分と完全に分
離された状態になる。
裏面からも同様なレーザー加工を施せば、第３図の
（ｃ）に示すような基板が形成される。
最後にアウターリード（17a）上のマスク（16）及び
基材層（12）を剥離すれば、第２図に示したような電子
部品搭載用基板（10）が形成されるのである。
このような方法で形成された電子部品搭載用基板（1
0）においては、レーザー光によってアウターリード（1
7a）が傷がづけられるようなことはないため、アウター
リード（17a）の折り曲げ強度や引き抜き強度等の物理
的強度に係る性能が劣化されることはない。
実施例２ 次に本発明の実施例２を第４図及び第５図に従って説
明する。
第４図に示す電子部品搭載用基板（10）は電子部品
（20）を搭載するための凹部（13）や、電子部品（20）
から発生した熱を大気中へ放散させるための放熱部（1
8）を有するものであり、その製造方法について第５図
を参照して以下に記す。
厚さ1.0mmのアルミニウム板（11B）の金属露出部（11
A）となるべき部分にマスク（16）を配置し、その外側
に接着シート（12a）と基材層（12）を重ね、プレスで
熱圧着して、アルミニウム板（11B）と基材層（12）を
積層一体化させ、第５図の（ａ）に示すような基板が形
成される。
ここでは、マスク（16）として厚さ25μｍのアルミニ
ウム箔を使用し、接着シート（12a）としてエポキシ樹
脂を主成分とした半硬化状態のフィルムを使用した。ま
た、基材層（12）としては、ガラスエポキシプリプレグ
を完全に硬化させたものを使用した。
次に炭酸ガスレーザーを用いて、マスク（16）の外周
に位置する、金属層（11）上の基材層（12）を切断し
て、第５図の（ｂ）に示すような基板が形成される。
最後に金属露出部（11A）上のマスク（16）及び基材
層（12）を剥離すれば、第５図の（ｃ）に示すように、
金属層（11）が露出した電子部品搭載用の凹部（13）や
放熱部（18）が形成される。
むろん、この放熱部（18）は電子部品搭載用基板（1
0）の両面に形成することができ、その場合より高い放
熱性を得ることができる。
（発明の効果） 以上詳述した通り、本発明においては、上記実施例に
て例示した如く、 「金属層（11）に対して基材層（12）を一体化して、こ
の基材層（12）から金属層（11）の所定の部分を次の各
工程を経て露出させることにより構成される電子部品搭
載用基板（10）の製造方法。
（１）露出部（11A）となるべき部分の金属層（11）と
基材層（12）との間にマスク（16）を配置してから、金
属層（11）に対して基材層（12）を一体化する工程； （２）マスク（16）の周囲に位置する、金属層（11）上
の基材層（12）に対してこの基材層（12）側から前記金
属層（11）側にレーザー光を照射して，マスク（16）の
周囲の基材層（12）を切断する工程； （３）マスク（16）上の基材層（12）をこのマスク（1
6）とともに剥離する工程。」 にその特徴があり、これによりレーザー光による切削加
工が部分的であっても、電子部品搭載用基板（10）にお
ける金属露出部（11A）を形成を金属層（11）を傷つけ
ることなく、比較的広い面積にわたって確実かつ短時間
に行なうことができるのである。
すなわち、本発明に係る製造方法によれば、電子部品
搭載用基板（10）を構成している金属露出部（11A）の
形成や確実かつ短時間内に行なうことができるだけでな
く、レーザー光による非接触加工であるから、加工作業
における工具の損傷を全く無視できる。
また、金属露出部（11A）となるべく部分にマスク（1
6）を配置するため、金属層（11）と基材層（12）を一
体化する時に、金属露出部（11A）となるべき部分の表
面に樹脂が付着することはないから、例えば熱圧着時の
流れ性が比較的高い接着シートを採用することができ
る。従って、耐熱性、耐薬品性、耐湿性等の性能が高い
接着シートを用いることができ、結果的には信頼性の高
い電子部品搭載用基板（10）を得ることができる。
また、金属に比べて樹脂に対する切断能力が非常に優
れているというレーザー光特性により、基材層（12）が
完全に切断されていても、金属層（11）には傷をつける
ことがないため、切断の深さ制御が確実に行なえるとと
もに、金属層（11）の物理的強度に係る性能も劣化させ
ることはない。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る製造方法によって形成した電子部
品搭載用基板の部分拡大平面図、第２図は第１図のII−
II線に沿ってみた断面図、第３図は（ａ），（ｂ）及び
（ｃ）のそれぞれは第１図及び第２図に示した電子部品
搭載用基板の製造途中経過を示す部分拡大断面図、第４
図は本発明に係る製造方法によって形成した別の電子部
品搭載用基板の斜視図、第５図の（ａ），（ｂ）及び
（ｃ）のそれぞれは第４図に示した電子部品搭載用基板
の製造途中経過を示す部分拡大断面図、第６図の
（ａ），（ｂ）及び（ｃ）のそれぞれは本発明に係る製
造方法によって形成した電子部品搭載用基板の製造途中
経過を示す部分拡大断面図、第７図は従来の製造方法に
よって形成した電子部品搭載用基板の断面図、第８図の
（ａ），（ｂ），（ｃ），及び（ｄ）のそれぞれは第７
図に示した従来の電子部品搭載用基板の製造途中経過を
示す部分拡大断面図、第９図の（ａ）及び（ｂ）のそれ
ぞれは従来の製造方法によって形成した電子部品搭載用
基板の製造途中経過を示す部分拡大断面図である。 符号の説明 10……電子部品搭載用基板、11……金属層、11A……金
属露出部、12……基材層、16……マスク、20……電子部
品。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】金属層に対して基材層を一体化して、この
    基材層から前記金属層の所定の部分を次の各工程を経て
    露出させることにより構成される電子部品搭載用基板の
    製造方法。 （１）露出部となるべき部分の金属層と基材層との間に
    マスクを配置してから、前記金属層に対して前記基材層
    を一体化する工程； （２）前記マスクの周囲に位置する、金属層上の基材層
    に対してこの基材層側から前記金属層側にレーザー光を
    照射して、前記マスクの周囲の基材層を切断する工程； （３）前記マスク上の基材層をこのマスクとともに剥離
    する工程。
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