JP4166532B2 - プリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板の製造方法に係り、特に、部品を内蔵するプリント配線板の製造に好適なプリント配線板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型、軽量、多機能化の要求の中で、単位面積あたりの部品実装密度を向上するために、半導体部品（集積回路部品、ディスクリート部品）やチップ部品（チップコンデンサやチップ抵抗）などの部品を内部に実装する部品内蔵型の多層プリント配線板の開発が行なわれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
部品を内蔵する多層プリント配線板は、製造の中途段階でコア板と呼ばれる内層板に部品を実装する工程が伴う。このような実装工程は、通常のプリント配線板製造工程とは異質の工程であって、通常、マウンタやボンダのような部品の実装・組立機器を用いる。さらに、実装方法が半導体素子のフリップチップ接続やワイヤボンディング接続のような場合には、利用できる実装装置の仕様の関係から実装対象であるコア板の面積が限られる場合がある。
【０００４】
したがって、従来の場合、部品を内蔵する多層プリント配線板を製造するときには、利用できる実装装置等の仕様に従って、製造する多層プリント配線板の総面積が決定されることになる。
【０００５】
多層プリント配線板は、一般的に、生産性の観点から比較的大きな板材に同一のものを複数面付けして製造し、製造最終工程で製品として小片に切り出すのが好ましい。この一般論から言うと、部品を内蔵する多層プリント配線板についても、比較的大きな板材に同一のものを複数面付けして製造するのが製造効率という観点で好ましい。しかしながら、上記したように、部品実装における制約のためこのような製造方法を採ることができない場合がある。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、部品を内蔵するプリント配線板の製造効率を向上することが可能なプリント配線板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係るプリント配線板の製造方法は、コア部分とすべき配線板素材においてその面内一部を切り出す工程と、前記切り出された面内一部に部品を実装する工程と、前記部品を実装された面内一部を、一部切り出しがある配線板素材の該一部切り出し部分に位置を合わせつつ嵌め込み固定する工程と、前記面内一部が固定された前記配線板素材をコア部分に用いて多層配線板を形成する工程とを具備することを特徴とする。
【０００８】
すなわち、配線板素材の面内一部を切り出し、切り出した面上に部品を実装する。この部品の実装においては、切り出し面として小さくし得るので周知の種々の実装・組立装置を用いることができる。そして、実装を終えた切り出し面を例えばもとの配線板素材に戻して位置合わせ、嵌め込み、固定することにより、その後の工程は、大きな面積に複数枚面付けされた形態で進めることができる。したがって、部品を内蔵するプリント配線板の製造効率を向上することが可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施態様として、「前記部品を実装された面内一部を、一部切り出しがある配線板素材の該一部切り出し部分に位置を合わせつつ嵌め込み固定する前記工程」は、前記部品を実装された面内一部および前記一部切り出しがある配線板素材のいずれとも別個の部材を基準に用いて間接的に位置が合わせられつつなされる。
【００１７】
ここで「部材」は、物理的な実体のある物である。例えば、そのひとつとしては、コア板に積層すべき他の層となる配線板素材を挙げることができる。他の層となる配線板素材に基準となる位置を、複数、マークしておき、このマークの一部に対して上記部品を実装された面内一部分の位置合わせを行ない、さらに同マークの他の一部に対して上記切り出しがある配線板素材の位置合わせを行なう。これにより、間接的に上記部品を実装された面内一部分と上記一部切り出しがある配線板素材との位置合わせを行なうことができる。
【００１８】
この場合のマークには、多層配線板としての各種のパターンを用いるようにしてもよい。また、上記「他の層となる配線板素材」に代えてそのダミーを用いることもできる。例えば、他の層となる配線板素材上に形成されたパターンと同じパターンが印刷された紙や板材などの物体である。
【００１９】
また、「部材」および「マーク」には、部材としての板材（載置台）およびこれに起立して所定位置に複数配置されたピンを用いることもできる。この場合、位置合わせは、上記部品を実装された面内一部分および上記一部切り出しがある配線板素材の所定位置に貫通孔をあけておけば、この貫通孔に上記ピンを嵌合させることによりなすことができる。
【００２０】
また、実施態様として、「前記部品を実装された面内一部を、一部切り出しがある配線板素材の該一部切り出し部分に位置を合わせつつ嵌め込み固定する前記工程」は、前記部品を実装された面内一部に存在する基準マークおよび前記一部切り出しがある配線板素材に存在する基準マークの位置読み取りにより、前記部品を実装された面内一部を前記一部切り出しがある配線板素材に戻して位置を合わせつつなされる。
【００２１】
この場合は、上記両基準マークを例えば光学的な方法で読み取って座標を特定し、基準として蓄えられているあるべき位置のデータ（基準データ）と比較する。この比較差を小さくするようにして、基準データにその位置がそろえられた、「部品を実装された面内一部」と「一部切り出しがある配線板素材」とを得ることができる。
【００２２】
また、実施態様として、「前記部品を実装された面内一部を、一部切り出しがある配線板素材の該一部切り出し部分に位置を合わせつつ嵌め込み固定する前記工程」は、前記部品を実装された面内一部と前記一部切り出しがある配線板素材との間隙に接着樹脂を適用して固定されなされる。
【００２３】
一部切り出しがある配線板素材に対する、部品を実装された面内一部分の固定を、接着樹脂を用いて行なうものである。接着樹脂には、例えばエポキシ樹脂のような熱硬化性のある樹脂を用いることができる。接着樹脂の上記間隙への適用には、例えばディスペンサなどのペースト状物体の吐出機器を用いることができる。
【００２４】
また、実施態様として、「前記部品を実装された面内一部を、一部切り出しがある配線板素材の該一部切り出し部分に位置を合わせつつ嵌め込み固定する前記工程」は、前記部品を実装された面内一部と前記一部切り出しがある配線板素材との間隙に半田を適用して固定されなされる。
【００２５】
一部切り出しがある配線板素材に対する、部品を実装された面内一部分の固定を、半田を用いて行なうものである。これは、これらの配線板素材には、すでにその中間層として配線層を有する場合があるので、その配線層同士を半田を用いて接続するものである。半田を上記間隙に適用するには、例えばディスペンサなどのペースト状物体の吐出機器によって半田ペーストを吐出して行なうことができる。そのあと、半田ペーストを例えば熱風環境下においてリフローさせる。
【００２６】
また、実施態様として、「前記部品を実装された面内一部を、一部切り出しがある配線板素材の該一部切り出し部分に位置を合わせつつ嵌め込み固定する前記工程」は、前記部品を実装された面内一部と前記一部切り出しがある配線板素材とにまたがって接着テープを貼付して固定されなされる。
【００２７】
一部切り出しがある配線板素材に対する、部品を実装された面内一部分の固定を、接着テープを用いて行なうものである。この場合、テープ貼付には位置精度をあまり必要としないため、容易な作業が実現する。ただし、テープの貼付された部分は、多層配線板として組立てられたあとには、テープの貼付されない部分とは異なる構造となる。したがって、テープの貼付領域としては、例えば、配線形成領域を避けるようにするなどの方法を採用し得る。
【００２８】
また、実施態様として、前記切り出された面内一部に部品を実装する前記工程は、前記部品としてベア半導体チップを用い、前記ベア半導体チップをフリップチップ接続またはワイヤボンディング接続により前記面内に実装する工程を含む。
【００２９】
フリップチップ接続やワイヤボンディング接続を行なうための実装・組立装置は、被実装対象の面積に制約がある場合が多いので、特にこのような実装を含む場合にも、部品を内蔵するプリント配線板の製造効率を向上する効果を得るものである。
【００３４】
以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１、図２は、本発明の一実施形態に係るプリント配線板の製造方法を概略的に斜視で示すプロセス図である。図１（ａ）、（ｂ）、図２（ａ）の順にプロセスが進行し、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すプロセスのあとにおけるプリント配線板の状態を断面で示す模式図である。これらの図において、同一相当部分には同一符号を付してある。
【００３５】
まず、図１（ａ）に示すように、プリント配線板のコア部分とすべき配線板素材（パネル）１０を用意する。この配線板素材１０は、例えば少なくとも両面に配線層（図示省略）がありかつそのそれぞれがパターニング済みである。配線層はさらに配線板素材１０の内層として存在してもよい（すなわち、この時点で配線板素材１０が例えば３層配線板、４層配線板、５層配線板、…、であってもよい。）。これらの配線層間の電気的接続手段については特に限られるものではなく、例えば公知の導電性樹脂による充填構造のものやスルーホール内面の金属層による中空構造のものなどを用いることができる。
【００３６】
配線板素材１０には、複数（ここでは一例として４つとしているが、数は問わない。）の同じ製品となるべき部分が面付けされて形成されている。面付けされた各部分は、切り出し線１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄによりあとの工程で一旦切り出される。面付けされた各部分には、半導体部品の実装領域１２が設けられている。実装領域１２は、半導体部品用のみでなく受動部品（チップコンデンサやチップ抵抗）用のものがあってもよい。半導体部品用の実装領域は、各部分について一つまたは複数である。
【００３７】
配線板素材１０を用意したら、次に、図１（ｂ）に示すように、面付けされた各部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを例えばルータなどの一般的なプリント配線板製造プロセスで使用される機器を用いて、切り出し線１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに沿って切り出す。残り部分は、枠組みとしての配線板素材１０Ａになる。そして、各部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄについては、それぞれ、実装機器を用いて所定の半導体部品などの部品２０を実装する。この実装には、半導体部品がベアチップであれば、周知のフリップチップ接続やワイヤボンディングによる接続を適用することができる。もちろん半導体部品としてパッケージ品を実装してもよい。さらに、受動部品を実装してもよい。
【００３８】
フリップチップ接続やワイヤボンディングによる接続には、専用の実装・組立機器を用いる。このような機器は、通常、ベアチップが実装される対象側の大きさに制約があるが、この実施形態では、この大きさの制約内で各部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの大きさを決めておく。これにより、被対象物の大きさに制約のある専用の実装・組立機器を活用できる。
【００３９】
次に、図２（ａ）に示すように、切り出しのある配線板素材１０Ａに、部品２０が実装された各部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを戻して嵌め込み、これらをコア部分とするため、例えば配線板素材１０の両面それぞれにプリプレグ１５（１７）、両面配線板１６（１８）を積層して、これらを加熱・加圧して一体化する。
【００４０】
ここで、部品２０などの部品が実装された位置に対向するプリプレグ１５の位置には、あらかじめ後退穴または貫通穴を設けておくと好ましい。
【００４１】
また、両面配線板１６（１８）は、配線板素材１０と同様に、例えば少なくとも両面に配線層（図示省略）がありかつそのそれぞれがパターニング済みである。これらの配線層間の電気的接続手段については、同様に、例えば公知の導電性樹脂による充填構造のものやスルーホール内面の金属層による中空構造のものなどを用いることができる。
【００４２】
配線板素材１０、プリプレグ１５（１７）、両面配線板１６（１８）の一体化により、配線板素材１０をコア部分とする多層配線板を得ることができる。なお、両面配線板１８に代えて金属（銅）箔を用いて積層・一体化することもできる。得られた多層配線板は、以降の工程（例えば、ソルダーレジストの形成などの工程）に投入される。
【００４３】
図２（ｂ）は、以上のようにして得られた多層（６層）配線板の一例を断面で示す模式図である。この図に示す場合には、プリプレグ１５、１７を貫通する電気的接続手段に、図示するように、導電性樹脂による充填構造のものを用いているが、スルーホール内面の金属層による中空構造のものを用いてもよい。図２（ｂ）におけるＣ１、Ｃ２間の切り出し、およびＣ３、Ｃ４間の切り出し（これらの切り出しは、当然、紙面に垂直方向の奥と手前でもなされる。）により、最終的な小片としての複数の同一製品が得られる。なお、これらの切り出しは、図示するように、配線板素材１０の部分１０ｃ等との継目（埋もれた継目）の内側で行なうと好ましい。これにより、通常の多層配線板と構造的に変わらないものが得られる。
【００４４】
以上説明したように、この実施形態では、実装工程以外の工程を大きな面積に複数枚面付けされた形態でプリント配線板の製造を進めることができる。したがって、部品を内蔵するプリント配線板の製造においてその製造効率を顕著に向上することが可能になる。
【００４５】
図３は、以上のようにして得られた多層（６層）配線板の他の例を断面で示す模式図である。図３において、図１、図２と対応する部位には同一番号を付してある。この図に示す場合は、コア部分となっている配線板素材１０の枠部分と部品実装のため一旦切り出されて戻された部分とが両方とも最終的な製品の一部として活用されるところが、上記の例と異なる点である。
【００４６】
このような応用は、例えば、最終的な小片としてのプリント配線板の大きさより、さらに小さい面積にしか部品実装・組立機器を適用できない場合に有用である。すなわち、上記小片に相当する内側に、切り出されるべき部分を複数設ける形態に適用できる。
【００４７】
図３に示すように、この場合には、配線層１〜６のうち配線層３および配線層４については、連続なパターンを形成できない。これは、これらのパターンがもともと形成されている配線板素材１０の板部分が、製造途中で一旦切り出されるからである。このような配線パターンの不連続については、同図のＡまたはＢに示すように、配線層３については配線層３、配線層２間の導電手段（電気的接続手段）と配線層２の配線パターンとにより、配線層４については、配線層４、配線層５間の導電手段と配線層５の配線パターンとにより、それぞれ手当てすることができ、実質的には連続なものとしてパターン設計できる。
【００４８】
この図３に示す場合は、例えば、図１（ｂ）に示す一部分１０ｃ、１０ｄと配線板素材１０Ａのその周辺部分とで一つの製品としての小片とし、同じく一部分１０ａおよび１０ｂと配線板素材１０Ａのその周辺部分とで上記小片と同一の製品としての小片とする形態である。このような形態も、大きな面積に複数枚面付けしてプリント配線板を製造できることについては同様である（この例では２枚であるが３枚以上も同様に可能である。）。したがって、より小さい面積にしか部品実装・組立できない機器を活用できるなど対象を拡大して、部品を内蔵するプリント配線板の製造においてその製造効率を顕著に向上することが可能になる。
【００４９】
なお、以上説明のプロセスを、さらに補足して詳述すると、以下の点を考慮する必要がある。一つは、枠組みとしての配線板素材１０Ａと一旦切り出された一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとがコア部分となりこのコア部分と他の配線層とは積層的に位置合わせされることから、積層前にあらかじめ配線板素材１０Ａに対して各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが位置合わせされていることを要することである。配線板素材１０Ａに対して各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが位置合わせされてないと、各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに積層される配線層と上記一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとの位置の不一致を生じてしまう。
【００５０】
また、枠組みとしての配線板素材１０Ａに対して各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが位置合わせされたあと、この状態を、他の層が積層されて相対的な変位が生じなくなる状態に至るまでの間、維持することを要することである。
【００５１】
前者（位置合わせ）については、コア板に積層すべき他の層となる両面配線板などの配線板素材を基準にすることを一つの方法として挙げることができる。例えば、この場合、他の層となる配線板素材の表面に形成されている配線パターンを基準位置マークとして用いる。この配線パターンへの、切り出しのある配線板素材１０Ａの位置合わせは、切り出しがされてない配線板素材１０の位置合わせと同様に行なうことができる。例えば、他の層となる配線板素材や切り出しのある配線板素材１０Ａの端面を基準面として、これを突き当て面に突き当て外形を揃える方法や、Ｘ線により基準位置マークとなる配線パターンを透視し切り出しのある配線板素材１０Ａの位置を調整する方法である。
【００５２】
このようにして、他の層となる配線板素材と切り出しのある配線板素材１０Ａとの位置合わせとがされたあと、切り出しの部分からのぞく配線パターンを基準にして各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを位置合わせしつつ嵌め込む。このような位置合わせには、例えばマウンタを用いて、切り出し部分からのぞく配線パターンをマウンタに付属する画像カメラで読み取り、読み取った情報に合致するように各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを吸着ヘッドでマウントすればよい。なお、このような工程を円滑にするため、各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、配線板素材１０Ａの切り出し部分より若干小さくしておくのが好ましい（これは以下の位置合わせ方法でも同様である。）。
【００５３】
なお、この段階では、他の層となる配線板素材との間にプリプレグが設けられていない状態であり、このまま積層することができない。手順としては、上記の位置合わせを行ない、後述する方法でその状態を固定してから、改めて、配線板素材１０Ａ、プリプレグ、および他の層となる配線板素材を積層配置し、一体化することができる。よって、上記の位置合わせのための、他の層となる配線板素材は、実際の配線板素材を用いずにダミーであってもよい。
【００５４】
図４は、上記とは異なる、配線板素材１０Ａに対して各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを位置合わせする工程例を斜視で示す図である。この方法では、切り出しのある配線板素材１０Ａと各一部分１０ａ等との位置合わせに、載置台（板材）２１の所定位置に起立して設けられた複数のピン２２ａ、…、２２ｌを用いる（図４（ａ）参照）。
【００５５】
具体的には、載置台２１上に起立して設けられたピンのうち一部２２ａ〜２２ｄが切り出しのある配線板素材１０Ａの位置合わせ用であり、他の一部２２ｅ〜２２ｌが各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの位置合わせ用である。したがって、この場合も、載置台２１およびピン２２ａ、…、２２ｆにより、切り出しのある配線板素材１０Ａと各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとが間接的に位置合わせされる。
【００５６】
まず、図４（ｂ）に示すように、両面配線板１８、プリプレグ１７、および切り出しのある配線板素材１０Ａを載置台２１上に載置する。この際、両面配線板１８、プリプレグ１７、および配線板素材１０Ａの所定位置には、基準孔がピン２２ａ〜２２ｄの位置に相当して設けられており、この基準孔にピン２２ａ〜２２ｄを嵌合させる。
【００５７】
次に、図４（ｃ）に示すように、各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ（部品２０を実装済み）を載置台２１上であってピン２２ａ、…、２２ｌの存在する位置に載置する。この際、各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの所定位置には、基準孔がピン２２ｅ、…、２２ｌの位置に相当して設けられており、この基準孔にピン２２ｅ、…、２２ｌを嵌合させる。このようにして得られた図４（ｃ）に示す状態は、配線板素材１０Ａと各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとがピン２２ａ、…、２２ｌを介して位置合わせされた状態である。すなわち、ピン２２ａ、…、２２ｌがマークとして機能し、ピン２２ａ、…、２２ｌへの嵌合が位置合わせとなるものである。
【００５８】
なお、載置台２１上のピンのうち一部２２ａ〜２２ｄと、他の一部２２ｅ〜２２ｌとは、図４に示された数でなくてもよい。それぞれ、少なくとも２箇所にあれば一応必要とする位置合わせを行なうことができる。また、このような位置合わせされた状態のものを、載置台２１上から他の装置などに移動させることに備えて、ピン２２ａ、…、２２ｌをハトメとしても機能させるように形状、材質等を選択しておいてもよい。ハトメとして固定したあとには、ピン２２ａ、…、２２ｌが載置台２１から抜けるようにしておく。
【００５９】
さらに、図４に示した場合は、両面配線板１７とプリプレグ１８とを配線板素材１０Ａの下に置くようにしているが、単に、配線板素材１０Ａと各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとを位置合わせするのみであれば、両面配線板１７とプリプレグ１８を置く必要はない。図４に示す場合は、位置合わせ後の積層・一体化を考慮している。
【００６０】
図５は、上記とはさらに異なる、配線板素材１０Ａに対して各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを位置合わせする工程例を斜視で示す図である。この方法では、切り出しのある配線板素材１０Ａと各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとの位置合わせに、両者の上にそれぞれ印されたマークを用いる。
【００６１】
まず、図５（ａ）に示すように、載置台２６上に、両面配線板１８、プリプレグ１７、および切り出しがある配線板素材１０Ａを載置する。この載置は、載置台２６に対して位置的に高精度でなくてもよい。これら間の位置合わせは、例えばこれらの端面を基準面として外形を揃えることによりあらかじめ行なうことができる。配線板素材１０Ａ上には、所定位置に基準マークＭ１〜Ｍ４が印されている。
【００６２】
次に、図５（ｂ）に示すように、載置台２６上に設けられた画像カメラ３２により配線板素材１０Ａを光学的に撮像し、基準マークＭ１〜Ｍ４の座標を認識する。そして、この認識された座標に基づいて、吸着ヘッド３１に吸着された一部分１０ｄ（１０ａ〜１０ｃも同様）を配線板素材１０Ａの切り出し部分に嵌め込む。
【００６３】
より具体的には、一部分１０ｄを吸着ヘッド３１に吸着保持する前には、例えば、画像カメラ３２により上記一部分１０ｄを撮像し、その面上に印された基準マークＭａ、Ｍｂを捉えてそれらの位置を基準に吸着しておく。また、吸着ヘッド３１の駆動側では、基準マークＭ１〜Ｍ４と基準マークＭａ、Ｍｂとの位置関係を、あるべきデータ（基準データ）としてあらかじめ蓄えておくようにする。
【００６４】
そして、基準マークＭａ、Ｍｂに基づく吸着位置を勘案して基準マークＭ１〜Ｍ４の座標と上記基準データとから導かれる位置に、上記一部分１０ｄを吸着した吸着ヘッド３１を動かし、上記のような嵌め込み操作を行なえば、切り出しのある配線板素材１０Ａと一部分１０ｄとが位置合わせされるものである。
【００６５】
ちなみに、吸着ヘッド３１は、縦横（ＸＹ）方向移動、垂直方向軸回り回転、および上下動が可能に構成されており、例えば、マウンタに設けられている吸着ヘッドと同様のものである。また、基準マークＭ１〜Ｍ４、基準マークＭａ、Ｍｂは、特にマークとして印されたものでなくてもよい。例えば配線パターンの一部を用いてもよい。また、上記のようにして嵌め込み操作をしたあと、基準マークＭ１〜Ｍ４および基準マークＭａ、Ｍｂを再び画像カメラ３２で捉えて位置合わせが正確か否かを確認することもできる。確認の結果、所定以上のずれがある場合には、そのずれに基づいて吸着ヘッド３１で各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを再度吸着し位置微調整してもよい。
【００６６】
さらに、切り出しがある配線板素材１０Ａ上の基準マークＭ１〜Ｍ４と、一部分１０ｄ上の基準マークＭａ、Ｍｂとは、図５に示された数でなくてもよい。それぞれ、少なくとも２箇所にあれば一応必要とする位置合わせを行なうことができる。これは、２箇所のマークにより、位置（ＸＹ座標）と姿勢（ＸＹ平面上での回転位置）とが検出できるからである。
【００６７】
次に、上記の位置合わせがなされた状態を、他の層が積層・一体化されて相対的な変位が生じなくなる状態に至るまでの間、維持するための方策について以下述べる。図６は、切り出しがある配線板素材１０Ａの切り出し部分に各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを嵌め込み位置合わせした状態を固定するための方法を説明する図である。同図においてすでに説明した構成要素には同一符号を付してあり、符号１１１は配線パターンである。また、図６（ａ）は上面図、同（ｂ）および同（ｃ）は断面図である。
【００６８】
図６に示す方法は、配線板素材１０Ａの切り出し部分と上記各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとの間隙を互いの固定のため利用するものである。ひとつの方法は、図６（ａ）、同（ｂ）を参照して説明するに、これらの間隙に接着樹脂４１を適用して固定するものである。接着樹脂４１には、例えばエポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂を用いることが可能であり、上記間隙へのその適用には、吐出ヘッドから細部へペースト状物体を吐出することが可能な機器（例えるならディスペンサなどのペースト状物体の吐出機器と同様機能の機器）を用いることができる。なお、このような吐出ヘッドは、例えば、図５（ｂ）に示した吸着ヘッド３１と同様の位置に設けられ移動するものとして考えることができる。
【００６９】
もう一つの方法は、図６（ａ）、同（ｃ）を参照して説明するに、これらの間隙に半田４２を適用して固定するものである。半田４２を間隙に適用するには、例えば半田ペーストを、上記と同様なペースト状物体吐出機器から吐出することにより行なうことができる。吐出されたあとに熱を加えリフローさせる。この場合には、半田と接合する金属部分が、配線板素材１０Ａの切り出し部分および各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの断面部分に必要であるが、これには、あらかじめ形成された内層としての配線パターン４３、４４を利用することができる。
【００７０】
図７は、切り出しがある配線板素材１０Ａの切り出し部分に各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを嵌め込み位置合わせした状態を固定するための、上記とは別の方法を説明する図である。同図においてすでに説明した構成要素には同一符号を付してある。図７（ａ）は上面図、同（ｂ）は断面図である。
【００７１】
図７に示す方法は、配線板素材１０Ａの切り出し部分と上記各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとの間隙を利用せず、両者にまたがってそれらの面上に接着テープ５１を貼付し固定するものである。この方法によれば、上記のような接着樹脂や半田ペーストの適用に要する位置の精密さは必要なくなる。接着テープ５１の貼付には、接着テープの吐出機構を用いることができる。
【００７２】
この方法では、配線板素材１０Ａおよび上記各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの面上の一部をテープ貼付に使用することになるので、そのスペースをあらかじめ確保する必要がある。このスペースでは、例えば、配線パターンを形成しないなどレイアウトルールを決めておくと、接着テープ５１より一部分１０ｄ（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）側を最終的に切り出すことにより、接着テープ５１の部分を最終製品に含ませないようにすることが容易である。
【００７３】
なお、以上の実施形態では、一度切り出したものに部品実装後もとの配線板素材に戻す前提で説明したが、当然ながら、嵌め込まれる配線板素材が、正確にもとの位置（切り出された位置）に戻されなくてはならないということではない。切り出されたものが入れ違ってもよいことは自明である。また、枠組みとなる配線板素材と嵌め込まれる配線板素材とが全く別の手順・工程で作られたものであってよいことも自明である。
【００９２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、部品を内蔵するプリント配線板の製造効率を向上することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係るプリント配線板の製造方法を概略的に斜視で示すプロセス図。
【図２】 図１の続図であって、本発明の一実施形態に係るプリント配線板の製造方法を概略的に斜視または断面で示すプロセス図。
【図３】 図２（ｂ）に示す断面構造の変形例を示す断面図。
【図４】 図１中に示した配線板素材１０Ａに対して、部品実装済みの一部分１０ａ等を位置合わせする工程例を斜視で示す図。
【図５】 図４とは異なる、配線板素材１０Ａに対して部品実装済みの一部分１０ａ等を位置合わせする工程例を斜視で示す図。
【図６】 図１中に示した一部切り出しがある配線板素材１０Ａの切り出し部分に部品実装済みの一部分１０ａ等を嵌め込み位置合わせした状態を固定するための方法を説明する図。
【図７】 図１中に示した一部切り出しがある配線板素材１０Ａの切り出し部分に部品実装済みの一部分１０ａ等を嵌め込み位置合わせした状態を固定するための別の方法を説明する図。
【符号の説明】
１０…配線板素材 １０Ａ…一部切り出しがある配線板素材 １０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ…配線板素材を切り出した一部分 １１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ…切り出し線 １２…部品実装領域 １５、１７…プリプレグ １６、１８…配線板素材 ２０…部品 ２１…載置台 ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈ、２２ｉ、２２ｊ、２２ｋ、２２ｌ…ピン ２６…載置台 ３１…吸着ヘッド ３２…画像カメラ Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍａ、Ｍｂ…基準マーク ４１…接着樹脂 ４２…半田 ４３、４４…配線パターン ５１…接着テープ １１１…配線パターン
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板の製造方法に係り、特に、部品を内蔵するプリント配線板の製造に好適なプリント配線板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型、軽量、多機能化の要求の中で、単位面積あたりの部品実装密度を向上するために、半導体部品（集積回路部品、ディスクリート部品）やチップ部品（チップコンデンサやチップ抵抗）などの部品を内部に実装する部品内蔵型の多層プリント配線板の開発が行なわれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
部品を内蔵する多層プリント配線板は、製造の中途段階でコア板と呼ばれる内層板に部品を実装する工程が伴う。このような実装工程は、通常のプリント配線板製造工程とは異質の工程であって、通常、マウンタやボンダのような部品の実装・組立機器を用いる。さらに、実装方法が半導体素子のフリップチップ接続やワイヤボンディング接続のような場合には、利用できる実装装置の仕様の関係から実装対象であるコア板の面積が限られる場合がある。
【０００４】
したがって、従来の場合、部品を内蔵する多層プリント配線板を製造するときには、利用できる実装装置等の仕様に従って、製造する多層プリント配線板の総面積が決定されることになる。
【０００５】
多層プリント配線板は、一般的に、生産性の観点から比較的大きな板材に同一のものを複数面付けして製造し、製造最終工程で製品として小片に切り出すのが好ましい。この一般論から言うと、部品を内蔵する多層プリント配線板についても、比較的大きな板材に同一のものを複数面付けして製造するのが製造効率という観点で好ましい。しかしながら、上記したように、部品実装における制約のためこのような製造方法を採ることができない場合がある。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、部品を内蔵するプリント配線板の製造効率を向上することが可能なプリント配線板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係るプリント配線板の製造方法は、コア部分とすべき配線板素材においてその面内一部を切り出す工程と、前記切り出された面内一部に部品を実装する工程と、前記部品を実装された面内一部を、一部切り出しがある配線板素材の該一部切り出し部分に位置を合わせつつ嵌め込み固定する工程と、前記面内一部が固定された前記配線板素材をコア部分に用いて多層配線板を形成する工程とを具備することを特徴とする。
【０００８】
すなわち、配線板素材の面内一部を切り出し、切り出した面上に部品を実装する。この部品の実装においては、切り出し面として小さくし得るので周知の種々の実装・組立装置を用いることができる。そして、実装を終えた切り出し面を例えばもとの配線板素材に戻して位置合わせ、嵌め込み、固定することにより、その後の工程は、大きな面積に複数枚面付けされた形態で進めることができる。したがって、部品を内蔵するプリント配線板の製造効率を向上することが可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施態様として、「前記部品を実装された面内一部を、一部切り出しがある配線板素材の該一部切り出し部分に位置を合わせつつ嵌め込み固定する前記工程」は、前記部品を実装された面内一部および前記一部切り出しがある配線板素材のいずれとも別個の部材を基準に用いて間接的に位置が合わせられつつなされる。
【００１７】
ここで「部材」は、物理的な実体のある物である。例えば、そのひとつとしては、コア板に積層すべき他の層となる配線板素材を挙げることができる。他の層となる配線板素材に基準となる位置を、複数、マークしておき、このマークの一部に対して上記部品を実装された面内一部分の位置合わせを行ない、さらに同マークの他の一部に対して上記切り出しがある配線板素材の位置合わせを行なう。これにより、間接的に上記部品を実装された面内一部分と上記一部切り出しがある配線板素材との位置合わせを行なうことができる。
【００１８】
この場合のマークには、多層配線板としての各種のパターンを用いるようにしてもよい。また、上記「他の層となる配線板素材」に代えてそのダミーを用いることもできる。例えば、他の層となる配線板素材上に形成されたパターンと同じパターンが印刷された紙や板材などの物体である。
【００１９】
また、「部材」および「マーク」には、部材としての板材（載置台）およびこれに起立して所定位置に複数配置されたピンを用いることもできる。この場合、位置合わせは、上記部品を実装された面内一部分および上記一部切り出しがある配線板素材の所定位置に貫通孔をあけておけば、この貫通孔に上記ピンを嵌合させることによりなすことができる。
【００２０】
また、実施態様として、「前記部品を実装された面内一部を、一部切り出しがある配線板素材の該一部切り出し部分に位置を合わせつつ嵌め込み固定する前記工程」は、前記部品を実装された面内一部に存在する基準マークおよび前記一部切り出しがある配線板素材に存在する基準マークの位置読み取りにより、前記部品を実装された面内一部を前記一部切り出しがある配線板素材に戻して位置を合わせつつなされる。
【００２１】
この場合は、上記両基準マークを例えば光学的な方法で読み取って座標を特定し、基準として蓄えられているあるべき位置のデータ（基準データ）と比較する。この比較差を小さくするようにして、基準データにその位置がそろえられた、「部品を実装された面内一部」と「一部切り出しがある配線板素材」とを得ることができる。
【００２２】
また、実施態様として、「前記部品を実装された面内一部を、一部切り出しがある配線板素材の該一部切り出し部分に位置を合わせつつ嵌め込み固定する前記工程」は、前記部品を実装された面内一部と前記一部切り出しがある配線板素材との間隙に接着樹脂を適用して固定されなされる。
【００２３】
一部切り出しがある配線板素材に対する、部品を実装された面内一部分の固定を、接着樹脂を用いて行なうものである。接着樹脂には、例えばエポキシ樹脂のような熱硬化性のある樹脂を用いることができる。接着樹脂の上記間隙への適用には、例えばディスペンサなどのペースト状物体の吐出機器を用いることができる。
【００２４】
また、実施態様として、「前記部品を実装された面内一部を、一部切り出しがある配線板素材の該一部切り出し部分に位置を合わせつつ嵌め込み固定する前記工程」は、前記部品を実装された面内一部と前記一部切り出しがある配線板素材との間隙に半田を適用して固定されなされる。
【００２５】
一部切り出しがある配線板素材に対する、部品を実装された面内一部分の固定を、半田を用いて行なうものである。これは、これらの配線板素材には、すでにその中間層として配線層を有する場合があるので、その配線層同士を半田を用いて接続するものである。半田を上記間隙に適用するには、例えばディスペンサなどのペースト状物体の吐出機器によって半田ペーストを吐出して行なうことができる。そのあと、半田ペーストを例えば熱風環境下においてリフローさせる。
【００２６】
また、実施態様として、「前記部品を実装された面内一部を、一部切り出しがある配線板素材の該一部切り出し部分に位置を合わせつつ嵌め込み固定する前記工程」は、前記部品を実装された面内一部と前記一部切り出しがある配線板素材とにまたがって接着テープを貼付して固定されなされる。
【００２７】
一部切り出しがある配線板素材に対する、部品を実装された面内一部分の固定を、接着テープを用いて行なうものである。この場合、テープ貼付には位置精度をあまり必要としないため、容易な作業が実現する。ただし、テープの貼付された部分は、多層配線板として組立てられたあとには、テープの貼付されない部分とは異なる構造となる。したがって、テープの貼付領域としては、例えば、配線形成領域を避けるようにするなどの方法を採用し得る。
【００２８】
また、実施態様として、前記切り出された面内一部に部品を実装する前記工程は、前記部品としてベア半導体チップを用い、前記ベア半導体チップをフリップチップ接続またはワイヤボンディング接続により前記面内に実装する工程を含む。
【００２９】
フリップチップ接続やワイヤボンディング接続を行なうための実装・組立装置は、被実装対象の面積に制約がある場合が多いので、特にこのような実装を含む場合にも、部品を内蔵するプリント配線板の製造効率を向上する効果を得るものである。
【００３４】
以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１、図２は、本発明の一実施形態に係るプリント配線板の製造方法を概略的に斜視で示すプロセス図である。図１（ａ）、（ｂ）、図２（ａ）の順にプロセスが進行し、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すプロセスのあとにおけるプリント配線板の状態を断面で示す模式図である。これらの図において、同一相当部分には同一符号を付してある。
【００３５】
まず、図１（ａ）に示すように、プリント配線板のコア部分とすべき配線板素材（パネル）１０を用意する。この配線板素材１０は、例えば少なくとも両面に配線層（図示省略）がありかつそのそれぞれがパターニング済みである。配線層はさらに配線板素材１０の内層として存在してもよい（すなわち、この時点で配線板素材１０が例えば３層配線板、４層配線板、５層配線板、…、であってもよい。）。これらの配線層間の電気的接続手段については特に限られるものではなく、例えば公知の導電性樹脂による充填構造のものやスルーホール内面の金属層による中空構造のものなどを用いることができる。
【００３６】
配線板素材１０には、複数（ここでは一例として４つとしているが、数は問わない。）の同じ製品となるべき部分が面付けされて形成されている。面付けされた各部分は、切り出し線１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄによりあとの工程で一旦切り出される。面付けされた各部分には、半導体部品の実装領域１２が設けられている。実装領域１２は、半導体部品用のみでなく受動部品（チップコンデンサやチップ抵抗）用のものがあってもよい。半導体部品用の実装領域は、各部分について一つまたは複数である。
【００３７】
配線板素材１０を用意したら、次に、図１（ｂ）に示すように、面付けされた各部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを例えばルータなどの一般的なプリント配線板製造プロセスで使用される機器を用いて、切り出し線１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに沿って切り出す。残り部分は、枠組みとしての配線板素材１０Ａになる。そして、各部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄについては、それぞれ、実装機器を用いて所定の半導体部品などの部品２０を実装する。この実装には、半導体部品がベアチップであれば、周知のフリップチップ接続やワイヤボンディングによる接続を適用することができる。もちろん半導体部品としてパッケージ品を実装してもよい。さらに、受動部品を実装してもよい。
【００３８】
フリップチップ接続やワイヤボンディングによる接続には、専用の実装・組立機器を用いる。このような機器は、通常、ベアチップが実装される対象側の大きさに制約があるが、この実施形態では、この大きさの制約内で各部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの大きさを決めておく。これにより、被対象物の大きさに制約のある専用の実装・組立機器を活用できる。
【００３９】
次に、図２（ａ）に示すように、切り出しのある配線板素材１０Ａに、部品２０が実装された各部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを戻して嵌め込み、これらをコア部分とするため、例えば配線板素材１０の両面それぞれにプリプレグ１５（１７）、両面配線板１６（１８）を積層して、これらを加熱・加圧して一体化する。
【００４０】
ここで、部品２０などの部品が実装された位置に対向するプリプレグ１５の位置には、あらかじめ後退穴または貫通穴を設けておくと好ましい。
【００４１】
また、両面配線板１６（１８）は、配線板素材１０と同様に、例えば少なくとも両面に配線層（図示省略）がありかつそのそれぞれがパターニング済みである。これらの配線層間の電気的接続手段については、同様に、例えば公知の導電性樹脂による充填構造のものやスルーホール内面の金属層による中空構造のものなどを用いることができる。
【００４２】
配線板素材１０、プリプレグ１５（１７）、両面配線板１６（１８）の一体化により、配線板素材１０をコア部分とする多層配線板を得ることができる。なお、両面配線板１８に代えて金属（銅）箔を用いて積層・一体化することもできる。得られた多層配線板は、以降の工程（例えば、ソルダーレジストの形成などの工程）に投入される。
【００４３】
図２（ｂ）は、以上のようにして得られた多層（６層）配線板の一例を断面で示す模式図である。この図に示す場合には、プリプレグ１５、１７を貫通する電気的接続手段に、図示するように、導電性樹脂による充填構造のものを用いているが、スルーホール内面の金属層による中空構造のものを用いてもよい。図２（ｂ）におけるＣ１、Ｃ２間の切り出し、およびＣ３、Ｃ４間の切り出し（これらの切り出しは、当然、紙面に垂直方向の奥と手前でもなされる。）により、最終的な小片としての複数の同一製品が得られる。なお、これらの切り出しは、図示するように、配線板素材１０の部分１０ｃ等との継目（埋もれた継目）の内側で行なうと好ましい。これにより、通常の多層配線板と構造的に変わらないものが得られる。
【００４４】
以上説明したように、この実施形態では、実装工程以外の工程を大きな面積に複数枚面付けされた形態でプリント配線板の製造を進めることができる。したがって、部品を内蔵するプリント配線板の製造においてその製造効率を顕著に向上することが可能になる。
【００４５】
図３は、以上のようにして得られた多層（６層）配線板の他の例を断面で示す模式図である。図３において、図１、図２と対応する部位には同一番号を付してある。この図に示す場合は、コア部分となっている配線板素材１０の枠部分と部品実装のため一旦切り出されて戻された部分とが両方とも最終的な製品の一部として活用されるところが、上記の例と異なる点である。
【００４６】
このような応用は、例えば、最終的な小片としてのプリント配線板の大きさより、さらに小さい面積にしか部品実装・組立機器を適用できない場合に有用である。すなわち、上記小片に相当する内側に、切り出されるべき部分を複数設ける形態に適用できる。
【００４７】
図３に示すように、この場合には、配線層１〜６のうち配線層３および配線層４については、連続なパターンを形成できない。これは、これらのパターンがもともと形成されている配線板素材１０の板部分が、製造途中で一旦切り出されるからである。このような配線パターンの不連続については、同図のＡまたはＢに示すように、配線層３については配線層３、配線層２間の導電手段（電気的接続手段）と配線層２の配線パターンとにより、配線層４については、配線層４、配線層５間の導電手段と配線層５の配線パターンとにより、それぞれ手当てすることができ、実質的には連続なものとしてパターン設計できる。
【００４８】
この図３に示す場合は、例えば、図１（ｂ）に示す一部分１０ｃ、１０ｄと配線板素材１０Ａのその周辺部分とで一つの製品としての小片とし、同じく一部分１０ａおよび１０ｂと配線板素材１０Ａのその周辺部分とで上記小片と同一の製品としての小片とする形態である。このような形態も、大きな面積に複数枚面付けしてプリント配線板を製造できることについては同様である（この例では２枚であるが３枚以上も同様に可能である。）。したがって、より小さい面積にしか部品実装・組立できない機器を活用できるなど対象を拡大して、部品を内蔵するプリント配線板の製造においてその製造効率を顕著に向上することが可能になる。
【００４９】
なお、以上説明のプロセスを、さらに補足して詳述すると、以下の点を考慮する必要がある。一つは、枠組みとしての配線板素材１０Ａと一旦切り出された一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとがコア部分となりこのコア部分と他の配線層とは積層的に位置合わせされることから、積層前にあらかじめ配線板素材１０Ａに対して各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが位置合わせされていることを要することである。配線板素材１０Ａに対して各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが位置合わせされてないと、各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに積層される配線層と上記一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとの位置の不一致を生じてしまう。
【００５０】
また、枠組みとしての配線板素材１０Ａに対して各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが位置合わせされたあと、この状態を、他の層が積層されて相対的な変位が生じなくなる状態に至るまでの間、維持することを要することである。
【００５１】
前者（位置合わせ）については、コア板に積層すべき他の層となる両面配線板などの配線板素材を基準にすることを一つの方法として挙げることができる。例えば、この場合、他の層となる配線板素材の表面に形成されている配線パターンを基準位置マークとして用いる。この配線パターンへの、切り出しのある配線板素材１０Ａの位置合わせは、切り出しがされてない配線板素材１０の位置合わせと同様に行なうことができる。例えば、他の層となる配線板素材や切り出しのある配線板素材１０Ａの端面を基準面として、これを突き当て面に突き当て外形を揃える方法や、Ｘ線により基準位置マークとなる配線パターンを透視し切り出しのある配線板素材１０Ａの位置を調整する方法である。
【００５２】
このようにして、他の層となる配線板素材と切り出しのある配線板素材１０Ａとの位置合わせとがされたあと、切り出しの部分からのぞく配線パターンを基準にして各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを位置合わせしつつ嵌め込む。このような位置合わせには、例えばマウンタを用いて、切り出し部分からのぞく配線パターンをマウンタに付属する画像カメラで読み取り、読み取った情報に合致するように各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを吸着ヘッドでマウントすればよい。なお、このような工程を円滑にするため、各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、配線板素材１０Ａの切り出し部分より若干小さくしておくのが好ましい（これは以下の位置合わせ方法でも同様である。）。
【００５３】
なお、この段階では、他の層となる配線板素材との間にプリプレグが設けられていない状態であり、このまま積層することができない。手順としては、上記の位置合わせを行ない、後述する方法でその状態を固定してから、改めて、配線板素材１０Ａ、プリプレグ、および他の層となる配線板素材を積層配置し、一体化することができる。よって、上記の位置合わせのための、他の層となる配線板素材は、実際の配線板素材を用いずにダミーであってもよい。
【００５４】
図４は、上記とは異なる、配線板素材１０Ａに対して各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを位置合わせする工程例を斜視で示す図である。この方法では、切り出しのある配線板素材１０Ａと各一部分１０ａ等との位置合わせに、載置台（板材）２１の所定位置に起立して設けられた複数のピン２２ａ、…、２２ｌを用いる（図４（ａ）参照）。
【００５５】
具体的には、載置台２１上に起立して設けられたピンのうち一部２２ａ〜２２ｄが切り出しのある配線板素材１０Ａの位置合わせ用であり、他の一部２２ｅ〜２２ｌが各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの位置合わせ用である。したがって、この場合も、載置台２１およびピン２２ａ、…、２２ｆにより、切り出しのある配線板素材１０Ａと各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとが間接的に位置合わせされる。
【００５６】
まず、図４（ｂ）に示すように、両面配線板１８、プリプレグ１７、および切り出しのある配線板素材１０Ａを載置台２１上に載置する。この際、両面配線板１８、プリプレグ１７、および配線板素材１０Ａの所定位置には、基準孔がピン２２ａ〜２２ｄの位置に相当して設けられており、この基準孔にピン２２ａ〜２２ｄを嵌合させる。
【００５７】
次に、図４（ｃ）に示すように、各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ（部品２０を実装済み）を載置台２１上であってピン２２ａ、…、２２ｌの存在する位置に載置する。この際、各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの所定位置には、基準孔がピン２２ｅ、…、２２ｌの位置に相当して設けられており、この基準孔にピン２２ｅ、…、２２ｌを嵌合させる。このようにして得られた図４（ｃ）に示す状態は、配線板素材１０Ａと各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとがピン２２ａ、…、２２ｌを介して位置合わせされた状態である。すなわち、ピン２２ａ、…、２２ｌがマークとして機能し、ピン２２ａ、…、２２ｌへの嵌合が位置合わせとなるものである。
【００５８】
なお、載置台２１上のピンのうち一部２２ａ〜２２ｄと、他の一部２２ｅ〜２２ｌとは、図４に示された数でなくてもよい。それぞれ、少なくとも２箇所にあれば一応必要とする位置合わせを行なうことができる。また、このような位置合わせされた状態のものを、載置台２１上から他の装置などに移動させることに備えて、ピン２２ａ、…、２２ｌをハトメとしても機能させるように形状、材質等を選択しておいてもよい。ハトメとして固定したあとには、ピン２２ａ、…、２２ｌが載置台２１から抜けるようにしておく。
【００５９】
さらに、図４に示した場合は、両面配線板１７とプリプレグ１８とを配線板素材１０Ａの下に置くようにしているが、単に、配線板素材１０Ａと各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとを位置合わせするのみであれば、両面配線板１７とプリプレグ１８を置く必要はない。図４に示す場合は、位置合わせ後の積層・一体化を考慮している。
【００６０】
図５は、上記とはさらに異なる、配線板素材１０Ａに対して各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを位置合わせする工程例を斜視で示す図である。この方法では、切り出しのある配線板素材１０Ａと各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとの位置合わせに、両者の上にそれぞれ印されたマークを用いる。
【００６１】
まず、図５（ａ）に示すように、載置台２６上に、両面配線板１８、プリプレグ１７、および切り出しがある配線板素材１０Ａを載置する。この載置は、載置台２６に対して位置的に高精度でなくてもよい。これら間の位置合わせは、例えばこれらの端面を基準面として外形を揃えることによりあらかじめ行なうことができる。配線板素材１０Ａ上には、所定位置に基準マークＭ１〜Ｍ４が印されている。
【００６２】
次に、図５（ｂ）に示すように、載置台２６上に設けられた画像カメラ３２により配線板素材１０Ａを光学的に撮像し、基準マークＭ１〜Ｍ４の座標を認識する。そして、この認識された座標に基づいて、吸着ヘッド３１に吸着された一部分１０ｄ（１０ａ〜１０ｃも同様）を配線板素材１０Ａの切り出し部分に嵌め込む。
【００６３】
より具体的には、一部分１０ｄを吸着ヘッド３１に吸着保持する前には、例えば、画像カメラ３２により上記一部分１０ｄを撮像し、その面上に印された基準マークＭａ、Ｍｂを捉えてそれらの位置を基準に吸着しておく。また、吸着ヘッド３１の駆動側では、基準マークＭ１〜Ｍ４と基準マークＭａ、Ｍｂとの位置関係を、あるべきデータ（基準データ）としてあらかじめ蓄えておくようにする。
【００６４】
そして、基準マークＭａ、Ｍｂに基づく吸着位置を勘案して基準マークＭ１〜Ｍ４の座標と上記基準データとから導かれる位置に、上記一部分１０ｄを吸着した吸着ヘッド３１を動かし、上記のような嵌め込み操作を行なえば、切り出しのある配線板素材１０Ａと一部分１０ｄとが位置合わせされるものである。
【００６５】
ちなみに、吸着ヘッド３１は、縦横（ＸＹ）方向移動、垂直方向軸回り回転、および上下動が可能に構成されており、例えば、マウンタに設けられている吸着ヘッドと同様のものである。また、基準マークＭ１〜Ｍ４、基準マークＭａ、Ｍｂは、特にマークとして印されたものでなくてもよい。例えば配線パターンの一部を用いてもよい。また、上記のようにして嵌め込み操作をしたあと、基準マークＭ１〜Ｍ４および基準マークＭａ、Ｍｂを再び画像カメラ３２で捉えて位置合わせが正確か否かを確認することもできる。確認の結果、所定以上のずれがある場合には、そのずれに基づいて吸着ヘッド３１で各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを再度吸着し位置微調整してもよい。
【００６６】
さらに、切り出しがある配線板素材１０Ａ上の基準マークＭ１〜Ｍ４と、一部分１０ｄ上の基準マークＭａ、Ｍｂとは、図５に示された数でなくてもよい。それぞれ、少なくとも２箇所にあれば一応必要とする位置合わせを行なうことができる。これは、２箇所のマークにより、位置（ＸＹ座標）と姿勢（ＸＹ平面上での回転位置）とが検出できるからである。
【００６７】
次に、上記の位置合わせがなされた状態を、他の層が積層・一体化されて相対的な変位が生じなくなる状態に至るまでの間、維持するための方策について以下述べる。図６は、切り出しがある配線板素材１０Ａの切り出し部分に各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを嵌め込み位置合わせした状態を固定するための方法を説明する図である。同図においてすでに説明した構成要素には同一符号を付してあり、符号１１１は配線パターンである。また、図６（ａ）は上面図、同（ｂ）および同（ｃ）は断面図である。
【００６８】
図６に示す方法は、配線板素材１０Ａの切り出し部分と上記各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとの間隙を互いの固定のため利用するものである。ひとつの方法は、図６（ａ）、同（ｂ）を参照して説明するに、これらの間隙に接着樹脂４１を適用して固定するものである。接着樹脂４１には、例えばエポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂を用いることが可能であり、上記間隙へのその適用には、吐出ヘッドから細部へペースト状物体を吐出することが可能な機器（例えるならディスペンサなどのペースト状物体の吐出機器と同様機能の機器）を用いることができる。なお、このような吐出ヘッドは、例えば、図５（ｂ）に示した吸着ヘッド３１と同様の位置に設けられ移動するものとして考えることができる。
【００６９】
もう一つの方法は、図６（ａ）、同（ｃ）を参照して説明するに、これらの間隙に半田４２を適用して固定するものである。半田４２を間隙に適用するには、例えば半田ペーストを、上記と同様なペースト状物体吐出機器から吐出することにより行なうことができる。吐出されたあとに熱を加えリフローさせる。この場合には、半田と接合する金属部分が、配線板素材１０Ａの切り出し部分および各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの断面部分に必要であるが、これには、あらかじめ形成された内層としての配線パターン４３、４４を利用することができる。
【００７０】
図７は、切り出しがある配線板素材１０Ａの切り出し部分に各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを嵌め込み位置合わせした状態を固定するための、上記とは別の方法を説明する図である。同図においてすでに説明した構成要素には同一符号を付してある。図７（ａ）は上面図、同（ｂ）は断面図である。
【００７１】
図７に示す方法は、配線板素材１０Ａの切り出し部分と上記各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとの間隙を利用せず、両者にまたがってそれらの面上に接着テープ５１を貼付し固定するものである。この方法によれば、上記のような接着樹脂や半田ペーストの適用に要する位置の精密さは必要なくなる。接着テープ５１の貼付には、接着テープの吐出機構を用いることができる。
【００７２】
この方法では、配線板素材１０Ａおよび上記各一部分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの面上の一部をテープ貼付に使用することになるので、そのスペースをあらかじめ確保する必要がある。このスペースでは、例えば、配線パターンを形成しないなどレイアウトルールを決めておくと、接着テープ５１より一部分１０ｄ（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）側を最終的に切り出すことにより、接着テープ５１の部分を最終製品に含ませないようにすることが容易である。
【００７３】
なお、以上の実施形態では、一度切り出したものに部品実装後もとの配線板素材に戻す前提で説明したが、当然ながら、嵌め込まれる配線板素材が、正確にもとの位置（切り出された位置）に戻されなくてはならないということではない。切り出されたものが入れ違ってもよいことは自明である。また、枠組みとなる配線板素材と嵌め込まれる配線板素材とが全く別の手順・工程で作られたものであってよいことも自明である。
【００９２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、部品を内蔵するプリント配線板の製造効率を向上することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係るプリント配線板の製造方法を概略的に斜視で示すプロセス図。
【図２】 図１の続図であって、本発明の一実施形態に係るプリント配線板の製造方法を概略的に斜視または断面で示すプロセス図。
【図３】 図２（ｂ）に示す断面構造の変形例を示す断面図。
【図４】 図１中に示した配線板素材１０Ａに対して、部品実装済みの一部分１０ａ等を位置合わせする工程例を斜視で示す図。
【図５】 図４とは異なる、配線板素材１０Ａに対して部品実装済みの一部分１０ａ等を位置合わせする工程例を斜視で示す図。
【図６】 図１中に示した一部切り出しがある配線板素材１０Ａの切り出し部分に部品実装済みの一部分１０ａ等を嵌め込み位置合わせした状態を固定するための方法を説明する図。
【図７】 図１中に示した一部切り出しがある配線板素材１０Ａの切り出し部分に部品実装済みの一部分１０ａ等を嵌め込み位置合わせした状態を固定するための別の方法を説明する図。
【符号の説明】
１０…配線板素材 １０Ａ…一部切り出しがある配線板素材 １０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ…配線板素材を切り出した一部分 １１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ…切り出し線 １２…部品実装領域 １５、１７…プリプレグ １６、１８…配線板素材 ２０…部品 ２１…載置台 ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈ、２２ｉ、２２ｊ、２２ｋ、２２ｌ…ピン ２６…載置台 ３１…吸着ヘッド ３２…画像カメラ Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍａ、Ｍｂ…基準マーク ４１…接着樹脂 ４２…半田 ４３、４４…配線パターン ５１…接着テープ １１１…配線パターン
Claims (8)
- コア部分とすべき配線板素材においてその面内一部を切り出す工程と、
前記切り出された面内一部に部品を実装する工程と、
前記部品を実装された面内一部を、一部切り出しがある配線板素材の該一部切り出し部分に位置を合わせつつ嵌め込み固定する工程と、
前記面内一部が固定された前記配線板素材をコア部分に用いて多層配線板を形成する工程と
を具備することを特徴とするプリント配線板の製造方法。 - 前記部品を実装された面内一部を、一部切り出しがある配線板素材の該一部切り出し部分に位置を合わせつつ嵌め込み固定する前記工程は、前記部品を実装された面内一部および前記一部切り出しがある配線板素材のいずれとも別個の部材を基準に用いて間接的に位置が合わせられつつなされることを特徴とする請求項１記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記部品を実装された面内一部を、一部切り出しがある配線板素材の該一部切り出し部分に位置を合わせつつ嵌め込み固定する前記工程は、前記部品を実装された面内一部に存在する基準マークおよび前記一部切り出しがある配線板素材に存在する基準マークの位置読み取りにより、前記部品を実装された面内一部を前記一部切り出しがある配線板素材の該一部切り出し部分に位置を合わせつつなされることを特徴とする請求項１記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記部品を実装された面内一部を、一部切り出しがある配線板素材の該一部切り出し部分に位置を合わせつつ嵌め込み固定する前記工程は、前記部品を実装された面内一部と前記一部切り出しがある配線板素材との間隙に接着樹脂を適用して固定されなされることを特徴とする請求項１記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記部品を実装された面内一部を、一部切り出しがある配線板素材の該一部切り出し部分に位置を合わせつつ嵌め込み固定する前記工程は、前記部品を実装された面内一部と前記一部切り出しがある配線板素材との間隙に半田を適用して固定されなされることを特徴とする請求項１記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記部品を実装された面内一部を、一部切り出しがある配線板素材の該一部切り出し部分に位置を合わせつつ嵌め込み固定する前記工程は、前記部品を実装された面内一部と前記一部切り出しがある配線板素材とにまたがって接着テープを貼付して固定されなされることを特徴とする請求項１記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記切り出された面内一部に部品を実装する前記工程は、前記部品としてベア半導体チップを用い、前記ベア半導体チップをフリップチップ接続またはワイヤボンディング接続により前記面内に実装する工程を含むことを特徴とする請求項１記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記面内一部の平面的な広がりの内側に相当する切り出し線で前記形成された多層配線板を切り出す工程をさらに具備することを特徴とする請求項１記載のプリント配線板の製造方法。
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