JP3344655B2 - プリント配線板の製造方法及びプリント配線板製造用のプレス装置 - Google Patents

プリント配線板の製造方法及びプリント配線板製造用のプレス装置

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JP3344655B2
JP3344655B2 JP19999192A JP19999192A JP3344655B2 JP 3344655 B2 JP3344655 B2 JP 3344655B2 JP 19999192 A JP19999192 A JP 19999192A JP 19999192 A JP19999192 A JP 19999192A JP 3344655 B2 JP3344655 B2 JP 3344655B2
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勤 岩井
恭一 山中
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Ibiden Co Ltd
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板の製造
方法及びプリント配線板製造用のプレス装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、プリント配線板の製造方法におい
ては、パターン及びソルダーレジスト等が形成された基
板にベアチップ等の電子部品を搭載する場合、予め基板
上には窓部を備えた封止枠を張り合わせておく場合があ
る。
【0003】図4に示すように、基板11と封止枠12
とは、一対のステンレス板14,15間に挟持された状
態で張り合わされる。その際、上側のステンレス板15
と封止枠12との間には、基板11上の凹凸への追従性
を良くするための紙製のクッション材17や、離型材1
6,18が介在される。
【0004】そして、このように積層した物を加熱しつ
つ積層方向にプレスすることにより、封止枠12の下面
に塗布された接着剤13が熱硬化して、基板11と封止
枠12とが接合される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】基板11と封止枠12
とでは異なる材料が用いられているため、両者11,1
2の熱膨張係数は異なり、温度変化による体積変動も若
干相違する。そして、このように熱膨張係数の異なる二
者を張り合わせた場合には、次のような問題が生じる。
【0006】つまり、基板11が封止枠12に比して薄
いと、封止枠12が冷却する際の収縮力によって、基板
11の中央部が凸状に変形し易くなる(図5参照)。そ
の結果、当該部分に水平にベアチップ等を載置できず、
ワイヤボンディング難くなる。また、仮にワイヤ
ボンディングを行うことができたとしても、ベアチップ
を樹脂でモールドしたときに、ワイヤが外部に突出する
等の不都合が生じる。
【0007】よって、従来、これらの不都合を回避する
ためには、厚さ0.5mm以上の比較的厚い基板11を選
択せざるを得なく、近年望まれているプリント配線板の
軽薄短小化に充分に応ずることができなかった。
【0008】また、基板11に対して封止枠12を確実
に張り合わせるためには、本来、プレス圧を高めに設定
しかつ均一な圧力によって、両者11,12を熱圧着す
ることが良いものと予想される。しかし、紙製のクッシ
ョン材17は弾力性に乏しいものであったため、凹凸の
ある基板11を高圧プレスした場合、パターン形成部分
への圧力集中によってクラックが発生してしまう。
【0009】従って、プレス圧を5kg/cm2〜10kg/cm2
以上に設定することができず、パターンに囲まれた部分
等の密着性が悪くなり、その部分にボイドが生じ易かっ
た。それ故、従来では、信頼性に優れた配線板を製造す
ることが極めて困難であった。
【0010】更に、従来のクッション材17は、再使用
されることなく使い捨てにされていたため、経済的であ
るとは言い難かった。また、封止枠12や窓部12aの
仕様を変更するような場合、クッション材17の厚さや
形状もその度毎に変更せねばならず、極めて煩雑であっ
た。
【0011】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、高いプレス圧で熱圧着を行っても
基板に変形や破壊が生じることがなく、封止枠を基板に
確実に密着した状態で接合することができるプリント配
線板の製造方法を提供することにある。また、本発明の
別の目的は、上記の製造方法を実施するにあたって好適
なプリント配線板製造用のプレス装置を提供することに
ある
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1に記載の発明では、窓部を有する封止枠
該封止枠と異なる材料からなる基板上に配置し、かつ
その接合面に接着剤を介在させた状態で前記封止枠の上
面へ押圧力を付加することにより、前記封止枠と基板と
を熱圧着させるプリント配線板の製造方法において、耐
圧性及び耐熱性を備え、前記封止枠の厚さよりも肉厚で
両面に離型材を介在させた弾性部材を封止枠の上面に配
置し、その弾性部材を介して前記封止枠上面に押圧力を
付加すると共に、熱圧着工程が終了するまでの間、少な
くとも前記窓部から露出している基板の一部を前記弾性
部材によって押圧し続けることを特徴としている。ま
た、請求項2に記載の発明では、前記弾性部材はシート
状のシリコンゴムであることを特徴としている。また、
請求項3に記載の発明では、凹凸のある基板と窓部を有
する封止枠とを押圧してプリント配線板を製造するため
のプレス装置であって、前記窓部から露出している基板
の凹凸部に追従して変形し前記凹凸部を同時に押圧する
前記封止枠の厚さよりも肉厚で両面に離型材を介在させ
た弾性部材を備えたことを特徴としている。
【0013】
【作用】請求項1,2に記載の発明によると、封止枠の
厚さよりも肉厚で両面に離型材を介在させた弾性部材を
配置した状態で押圧力を付加すると、弾性部材の一部が
窓部の内側に入り込み、当該部分から露出している基板
の一部を下方に押圧する。そして、この押圧状態を熱圧
着工程が終了するまで維持することにより、封止枠の収
縮に起因した基板の凸状変形が確実に防止されると共
に、熱圧着後の剥離作業が容易となり、汚れ等の付着を
防止することができる
【0014】また、弾性部材を介在したこの方法による
と、封止枠全面に対して均一に圧力が加わるようにな
り、その結果として従来よりも高圧力(10kg/cm2
上)に設定することが可能になる。よって、封止枠と基
板との密着性が向上する。請求項3に記載の発明による
と、プレス装置の押圧力が作用した場合、弾性部材の一
部が基板の凹凸部に追従して変形し、当該凹凸部が同時
に押圧される。従って、この状態を熱圧着工程が終了す
るまで維持すれば、基板の凸状変形が確実に防止され
る。ゆえに、上記の製造方法の実施するにあたって好適
なものとなっている
【0015】
【実施例】以下、本発明をベアチップを搭載するための
プリント配線板の製造方法に具体化した一実施例につい
て図面に基づき詳細に説明する。
【0016】先ず、この製造方法において必要とされる
基板1、封止枠2、弾性部材7及びその他の部材につい
て述べる。図1に示すように、基板1の略中央部には、
ベアチップを搭載するためのチップ搭載部P1 及び複数
のボンディングパッドP2 が形成されている。また、そ
れらP1 ,P2 の周囲には、図示しない回路パターン及
びソルダーレジストが形成されている。尚、基板1はガ
ラスエポキシ製であり、その厚さは0.10mmである。
【0017】封止枠2の略中央部には、長方形状の窓部
2a(本実施例では10mm×8mm)が形成されている。
よって、前記基板1上に封止枠2を配置したときには、
窓部2aから基板1の一部、即ち前記チップ搭載部P1
及びボンディングパッドP2の形成部分が露出するよう
になっている。
【0018】図2に示すように、封止枠2の裏面には、
ほぼ全域にわたって熱圧着用の接着剤3(本実施例では
エポキシ樹脂)が塗布されている。また、封止枠2自身
はガラスエポキシ製であり、接着剤3を塗布したときの
封止枠2全体の厚さは0.6mmとなる。
【0019】耐圧性及び耐熱性の弾性部材としては、シ
ート状で厚さが3.0mmのシリコンゴム7が用いられ
る。その理由は、シリコンゴム7は耐圧性及び耐熱性の
両方に優れており、熱圧着時に用いるクッション材とし
て好適だからである。
【0020】尚、ここでの耐圧性及び耐熱性とは、熱圧
着時にシリコンゴム7が遭遇する圧力及び温度、即ち1
0kg/cm2以上の高圧力,160℃以上の高温度に耐え得
る性質のことをいう。
【0021】また、使用されるシリコンゴム7は、封止
枠2よりも肉厚であることが必要である。シリコンゴム
7が薄すぎると、クッション材としての役割を充分に果
たせないばかりでなく、基板1中央部への追従性が悪く
なる。一方、これを必要以上に厚くしたとしても、クッ
ション効果等に顕著な変化は見られない。
【0022】図2に示すように、基板1、封止枠2及び
シリコンゴム7は、この順序でステンレス板4上に積層
される。このとき、封止枠2とシリコンゴム7との間に
は、テフロン製の離型材6が介在される。更に、シリコ
ンゴム7上にはステンレス板5が積層される。このと
き、シリコンゴム7とステンレス板5との間には、同様
の離型材8が介在される。尚、前記各離型材6,8は、
熱圧着後の剥離作業を容易にすると共に、汚れ等の付着
を防止するためのものである。尚、本実施形態において
は、ステンレス板4,5、シリコンゴム7及び熱板J等
により、加熱プレス装置が構成されている。
【0023】続く熱圧着工程では、前記各部材1〜8は
加熱プレス装置の熱板Jの間に配置され、その積層方向
には約40kg/cm2のプレス圧が付加される。前記プレス
の際、各部材1〜8は前記接着剤3の硬化温度(約16
0℃)に昇温され、前記温度にて約20分間ホールドさ
れる。このとき、熱硬化した接着剤3によって、基板1
と封止枠2との接合面の隙間が埋められる。また、基板
1及び封止枠2も熱によって若干膨張する。そして、図
3に示すように、前記シリコンゴム7の一部は上記の高
いプレス圧によって窓部2aの内側に入り込み、当該部
分から露出している基板1の一部を押圧する。即ち、プ
レス圧の作用時には、シリコンゴム7の一部が基板1の
凹凸部に追従して変形し、当該凹凸部が同時に押圧され
ることとなる。
【0024】温度ホールドが終了すると、次いで前記各
部材1〜8はプレスされた状態を維持したままで常温ま
で冷却される。また、温度降下に伴って基板1及び封止
枠2も共に収縮し、元の寸法に復帰する。そして、封止
枠2の収縮量が基板1の収縮量よりも大きいことに起因
して、基板1にはその中央部に凸状変形を生じさせるよ
うな応力が作用する。
【0025】しかし、本実施例の方法によると、窓部2
aから露出している基板1の一部は熱圧着工程を通じて
下方に押圧されているため、封止枠2の収縮力に起因し
て凸状の変形が発生することはない。
【0026】また、弾性のシリコンゴム7を介在させた
状態でプレスを行うこの方法では、封止枠2全面に対し
て均一な圧力が加わるという特徴がある。よって、従来
よりも高いプレス圧を付加したとしても、基板1や封止
枠2にクラックが入り難いという利点がある。
【0027】しかも、高いプレス圧が設定可能となった
ことにより、シリコンゴム7による基板1中央部の押圧
が一層確実なものとなる。従って、上述のような凸状変
形の発生を確実に防止することができる。尚かつ、基板
1上においてパターンに囲まれた部分にボイドが生じる
こともないため、配線板の信頼性も確実に向上する。
【0028】そして、この方法によると、厚さが0.3
mm以下の薄層の基板1が使用できるため、近年望まれて
いるプリント配線板の軽薄短小化に応じることも充分可
能になる。
【0029】更に、このような配線板を使用し、かつ従
来公知の方法によりベアチップの搭載、ワイヤボンディ
ング、樹脂によるモールディング等を行った。その結
果、従来品とは大きく異なり、ベアチップをチップ搭載
部P1 上に水平に載置することができ、かつワイヤボン
ディングも精度良く行うことができた。また、ベアチッ
プを樹脂でモールドしても、ワイヤが外部に突出するこ
とはなく、極めて好適であった。
【0030】また、シート状のシリコンゴム7を採用し
たことによる利点としては、封止枠2や窓部2aのサイ
ズを仕様変更する際に、シリコンゴム7自身の形状を変
更しなくても良いことである。従って、従来の紙製クッ
ション材とは異なり、煩雑な作業が不要となり、かつ経
済性も向上する。
【0031】本発明は上記実施例のみに限定されること
はなく、以下のように変更することが可能である。例え
ば、 (a)窓部2aと基板1とが形成する空間には、上述の
ようなベアチップのほかにも、コンデンサ等の他の電子
部品を搭載することが可能である。また、これらの部品
を1つの空間に複数種かつ複数個搭載することも勿論可
能である。
【0032】(b)封止枠2には複数個の窓部2aを設
けても良い。 (c)弾性部材としては、前記実施例にて示したシート
状のシリコンゴム7のほかにも、同等の特性を有する樹
脂等を使用することが勿論可能である。
【0033】
【0034】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1,2に記
載の発明のプリント配線板の製造方法によれば、従来よ
りも高いプレス圧で熱圧着を行ったとしても、封止枠の
厚さよりも肉厚で両面に離型材を介在させた弾性部材の
一部が窓部の内側に入り込み、当該部分から露出してい
る基板を下方に押圧するので、基板に変形や破壊が生じ
ることはない。このため、封止枠を基板に確実に密着し
た状態で接合することができるという優れた効果を奏す
る。また、請求項3に記載の発明のプリント配線板製造
用のプレス装置によれば、上記の優れた製造方法を確実
に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】基板1上面に封止枠2を配置した状態を示す平
面図である。
【図2】各部材1〜8の積層順を説明するための概略断
面図である。
【図3】熱圧着工程のときの状態を示す概略断面図であ
る。
【図4】従来のプリント配線板の製造方法を説明するた
めの概略断面図である。
【図5】従来方法における問題点を説明するための概略
断面図である。
【符号の説明】
1 基板、2 封止枠、2a 窓部、3 接着剤、7
弾性部材としてのシリコンゴム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−187245(JP,A) 特開 平3−245556(JP,A) 特開 昭55−164116(JP,A) 実開 昭63−93115(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 3/00 B30B 15/02 H01L 23/12 H01L 23/28

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】窓部を有する封止枠を該封止枠と異なる材
    料からなる基板上に配置し、かつその接合面に接着剤を
    介在させた状態で前記封止枠の上面へ押圧力を付加する
    ことにより、前記封止枠と基板とを熱圧着させるプリン
    ト配線板の製造方法において、 耐圧性及び耐熱性を備え、前記封止枠の厚さよりも肉厚
    で両面に離型材を介在させた弾性部材を封止枠の上面に
    配置し、その弾性部材を介して前記封止枠上面に押圧力
    を付加すると共に、熱圧着工程が終了するまでの間、少
    なくとも前記窓部から露出している基板の一部を前記弾
    性部材によって押圧し続けることを特徴とするプリント
    配線板の製造方法。
  2. 【請求項2】前記弾性部材はシート状のシリコンゴムで
    あることを特徴とする請求項1に記載のプリント配線板
    の製造方法。
  3. 【請求項3】凹凸のある基板と窓部を有する封止枠と
    押圧してプリント配線板を製造するためのプレス装置で
    あって、前記窓部から露出している基板の凹凸部に追従
    して変形し前記凹凸部を同時に押圧する前記封止枠の厚
    さよりも肉厚で両面に離型材を介在させた弾性部材を備
    えたことを特徴とするプリント配線板製造用のプレス装
    置。
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