JP4934747B2

JP4934747B2 - 多ピース基板及びその製造方法

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Publication number: JP4934747B2
Application number: JP2010539228A
Authority: JP
Inventors: 泰之長谷川
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2008-11-20
Filing date: 2009-11-17
Publication date: 2012-05-16
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Description

本発明は、連結部材としてのフレーム部と複数のピース部とを有する多ピース基板及びその製造方法に関する。

例えば特許文献１〜５に、多ピース基板の製造方法が開示されている。これらの多ピース基板は、フレーム部と、フレーム部に接続された複数のピース部と、を備える。多ピース基板が不良ピースを含む場合には、ユーザは、その不良ピースをフレームから切り離して、代わりに良ピースを取り付ける。

日本国特許出願公開２００２−２８９９８６号公報日本国特許出願公開２００２−２３２０８９号公報日本国特許出願公開２００３−６９１９０号公報日本国特許出願公開２００７−１１５８５５号公報日本国特許出願公開２００５−３２２８７８号公報

特許文献１〜５に記載の多ピース基板の製造方法は、不良ピースと良ピースとを交換することで、歩留まりや製品取り数を高めてはいるものの、まだ十分ではないと考えられる。また、ピース部同士を結合しているフレーム部は、ピース部に電子部品を実装した後に廃棄されると予想される。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、多ピース基板の歩留まり又は製品取り数を向上するとともに、省資源化を図ることができる多ピース基板及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の観点に係る多ピース基板の製造方法は、フレーム部と、配線板からなって前記フレーム部に接続された複数のピース部と、を有する多ピース基板を製造する方法であって、前記フレーム部の一部である第１フレーム部と、該第１フレーム部に接続された前記ピース部と、を有する基板本体部の、前記第１フレーム部に、前記フレーム部の他の部分である第２フレーム部を接合して、前記多ピース基板とすることと、前記複数のピース部に電子部品を実装することと、前記フレーム部から前記複数のピース部を取り外すことと、前記第１フレーム部に接合されて残った前記第２フレーム部を取り外すことと、取り外した前記第２フレーム部と、他の基板本体部の第１フレーム部とを接合することと、を含む。

本発明の第２の観点に係る多ピース基板は、フレーム部の一部である第１フレーム部と、配線板からなって該第１フレーム部に接続された複数のピース部と、を有する基板本体部と、他の基板本体部から取り外された後、前記基板本体部の前記第１フレーム部と接合された第２フレーム部と、からなる。

本発明によれば、多ピース基板の歩留まり又は製品取り数を向上するとともに、省資源化を図ることができる。

製造対象の多ピース基板を示す平面図である。本発明の一実施形態に係る多ピース基板の製造方法の手順を示すフローチャートである。第１製造パネルに基板本体部を製造する工程を説明するための図である。基板本体部の拡大図である。基板本体部の外形加工をする工程を説明するための図である。基板本体部の第１フレーム部に第２フレーム部を接合する工程を説明するための図である。接着剤を用いて基板本体部と第２フレーム部とを接合する工程を説明するための図である。本発明の一実施形態に係る多ピース基板を示す平面図である。第２フレーム部を再利用する工程を説明するためのフローチャートである。製造対象とする多ピース基板の別例を示す図である。

以下、本発明を具体化した一実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
本実施形態で製造対象とする多ピース基板１０は、例えば図１に示すように、連結部材としてのフレーム部１１ａ及び１１ｂと、ピース部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと、を有する。

フレーム部１１ａ及び１１ｂは、連なるピース部１２ａ〜１２ｄ及び２２ａ〜２２ｄを挟む２本の細長い棒状の部分である。ただし、フレーム部１１ａ及び１１ｂの形状は、これに限定されない。フレーム部１１ａ及び１１ｂの形状は任意であり、例えばピース部１２ａ〜１２ｄ及び２２ａ〜２２ｄを囲む平行四辺形、円形、又は楕円形状の枠であってもよい。フレーム部１１ａ及び１１ｂは、例えば主に絶縁材料からなる。ただし、その材質は、基本的には任意である。

ピース部１２ａ〜１２ｄ及び２２ａ〜２２ｄは、矩形状のリジッド配線板である。このリジッド配線板は、例えば電子機器の回路を含む。ただし、ピース部１２ａ〜１２ｄ及び２２ａ〜２２ｄの形状は任意であり、例えば平行四辺形、円形、楕円形等であってもよい。また、ピース部１２ａ〜１２ｄ及び２２ａ〜２２ｄは、リジッド配線板に限定されない。例えばフレキシブル配線板であってもよい。また、フレックスリジッド配線板であってもよい。また、電子部品を内蔵する配線板であってもよい。また、表面にキャビティが形成された配線板であってもよい。単一の多ピース基板１０において、これら異種配線板を任意に組み合わせるようにしてもよい。また、異種配線板の組合せ又は同種配線板の組合せにおいて、低密度配線板と高密度配線板とを、組み合わせるようにしてもよい。低密度配線板は、高密度配線板よりも配線密度が低い配線板である。

上記フレーム部１１ａ、１１ｂとピース部１２ａ〜１２ｄ及び２２ａ〜２２ｄとの間には、図１に示すように、ブリッジ１２１ａ〜１２１ｄ及び２２１ａ〜２２１ｄ、並びにブリッジ１２２ａ〜１２２ｄ及び２２２ａ〜２２２ｄの部分を除き、スリット１３ａ及び１３ｂが形成されている。すなわち、フレーム部１１ａとピース部１２ａ〜１２ｄ及び２２ａ〜２２ｄとは、それぞれブリッジ１２１ａ〜１２１ｄ及び２２１ａ〜２２１ｄを介して接続されている。また、フレーム部１１ｂとピース部１２ａ〜１２ｄ及び２２ａ〜２２ｄとは、それぞれブリッジ１２２ａ〜１２２ｄ及び２２２ａ〜２２２ｄを介して接続されている。

なお、ブリッジ１２１ａ〜１２１ｄ及び２２１ａ〜２２１ｄ、並びにブリッジ１２２ａ〜１２２ｄ及び２２２ａ〜２２２ｄは、例えば主に絶縁材料からなる。ただし、その材質は、基本的には任意である。

多ピース基板１０を製造する場合には、例えば作業者が、図２に示す一連の処理を実行する。

作業者は、まず、ステップＳ１１で、例えば図３Ａに示すように、製造パネル１００に、多ピース基板１０の一部に相当する基板本体部１０１及び１０２を製造する。図３Ａの例では、単一の製造パネル１００に、多数（３つ以上）の基板本体部を製造しているが、使用する数の基板本体部だけ、すなわち基板本体部１０１及び１０２の２つだけを製造するようにしてもよい。

ここで、基板本体部１０１及び１０２は、フレーム部１１ａ及び１１ｂの一部に相当する第１フレーム部１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂと、ピース部１２ａ〜１２ｄ及び２２ａ〜２２ｄと、ブリッジ１２１ａ〜１２１ｄ及び２２１ａ〜２２１ｄ、並びにブリッジ１２２ａ〜１２２ｄ及び２２２ａ〜２２２ｄと、から構成される。また、図３Ｂに基板本体部１０１を拡大して示すように、第１フレーム部１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂは、フレーム部１１ａ及び１１ｂの下端部（ブリッジに接続されるピース部側の長辺）に相当する部分である。

ピース部１２ａ〜１２ｄ及び２２ａ〜２２ｄは、例えば積層配線板の一般的な製造方法により、例えばガラス布、アラミド繊維の不織布、又は紙等の基材に、未硬化のエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、又はフェノール系樹脂等を含浸させたプリプレグを積層させることで、製造することができる。ただし、ピース部１２ａ〜１２ｄ及び２２ａ〜２２ｄの構造は、これに限定されない。ピース部１２ａ〜１２ｄ及び２２ａ〜２２ｄは、例えばセラミック基材に、配線層及び絶縁層を交互に積層した配線板であってもよい。

また、第１フレーム部１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂ、ブリッジ１２１ａ〜１２１ｄ及び２２１ａ〜２２１ｄ、並びにブリッジ１２２ａ〜１２２ｄ及び２２２ａ〜２２２ｄは、例えば周知のスクリーン印刷やフォトリソグラフィ技術等で製造することができる。

続けて、ステップＳ１２で、作業者は、基板本体部１０１及び１０２について、それぞれ通電検査をする。この通電検査で不良品である旨判断されたものは修復又は廃棄する。後の工程では、良品である旨判断されたもののみを使用する。不良品の分は、例えば他の基板本体部から、良品を補充する。

続けて、ステップＳ１３で、作業者は、例えば図４に示すように、通常のルータマシン（アライメント機能を備えないルータ）により、基板本体部１０１及び１０２を、所定の外形寸法（設計値）に切り取る。すなわち、基板本体部１０１及び１０２の外形加工をする。なお、通常のルータマシンに代えて、アライメントルータ等を用いてもよい。

続けて、ステップＳ１４で、作業者は、図５に示すように、基板本体部１０１、１０２の第１フレーム部１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂに、第２フレーム部２０１、２０２を接合する。第２フレーム部２０１及び２０２は、フレーム部１１ａ及び１１ｂのうち、第１フレーム部１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂ以外の部分である。第２フレーム部２０１及び２０２は、例えばアルミからなる。すなわち、第２フレーム部２０１及び２０２の耐熱性は、基板本体部１０１及び１０２よりも高く、熱劣化に強い。なお、第２フレーム部２０１及び２０２の材質は、これに限定されず、例えばアルミ以外の金属等、他の耐熱性材料であってもよい。特に、高温の熱処理及び繰り返しの熱処理に耐えることのできる材料が好ましい。このような材料で第２フレーム部２０１及び２０２を形成することにより、従来、第２フレーム部２０１及び２０２に使用されていた材料を再利用することができる。

第２フレーム部２０１及び２０２は、例えば作業者がアルミ板を加工することで、又は後述の工程（図８）により以前に使用したものを再利用することで、用意する。

作業者は、図２のステップＳ１４で、基板本体部１０１及び１０２と、第２フレーム部２０１、２０２とを、図６に示すように、例えば熱硬化性のエポキシ系接着剤３０１により、接着ラインＬ１で接合（接着）する。この際、位置ずれが生じないように、基準穴にピン３０２を立てて、基板本体部１０１及び１０２、並びに第２フレーム部２０１及び２０２を固定した状態でそれらを接着する。塗布された接着剤ペーストは、例えばオーブンで、１００℃、２０分間の熱処理をして硬化させる。これにより、基板本体部１０１及び１０２と、第２フレーム部２０１、２０２と、が接合される。そして、先の図１に示したような多ピース基板１０が製造される。この多ピース基板１０は、図７に示すように、フレーム部１１ａ、１１ｂの上端部に、それぞれアルミからなる第２フレーム部２０１、２０２（再利用品）を有する。

続けて、ステップＳ１５で、作業者は、基板の反り修正をする。さらに、ステップＳ１６で、検査工程を経て、出荷する。

その後、作業者は、必要に応じて、ピース部１２ａ〜１２ｄ及び２２ａ〜２２ｄについて、それぞれ通電検査をする。そして、もしこの通電検査で不良ピースが発見された場合には、適宜切り貼りをして、別途製造された良ピースと交換する。不良ピースと良ピースとを交換することで、多ピース基板を修復することができる。そして、こうした修復をすることで、多ピース基板の一部に不良が生じた場合に、基板全部を廃棄しなくても済み、他の良ピースが無駄にならない。したがって、歩留まりや製品取り数を向上することができる。もっとも、通電検査は、すでにステップＳ１２で実行しているため、この通電検査は、用途等に応じて割愛してもよい。

上記処理により、良ピースばかりを集めた多ピース基板が形成される。顧客は、出荷された多ピース基板１０を受け取り、ピース部１２ａ〜１２ｄ及び２２ａ〜２２ｄに電子部品を実装する。電子部品の実装温度は、通常、２００〜３００℃程度である。そして、アルミからなる第２フレーム部２０１及び２０２は、こうした電子部品の実装温度に対して耐熱性を有する。
続けて、作業者は、多ピース基板１０から、ピース部１２ａ〜１２ｄ及び２２ａ〜２２ｄを切り離す。その後、例えば作業者が、図８に示す一連の処理を実行することで、第２フレーム部２０１及び２０２を再利用する。

図８の処理においては、ステップＳ２１で、作業者が、多ピース基板１０から、第２フレーム部２０１及び２０２を切り離す。そして、ステップＳ２２で、顧客は、製造者へ、第２フレーム部２０１及び２０２を返却する。

製造者は、顧客から第２フレーム部２０１及び２０２を受け取る。そして、ステップＳ２３で、作業者は、第２フレーム部２０１及び２０２に付着した接着剤を削り取る。

続けて、ステップＳ２４で、第２フレーム部２０１及び２０２に再利用回数をマーキングする。なお、マーキングの手法は任意であり、例えばニードルによる刻印、レーザーによる刻印、筆記、シールの添付、インクの塗布、印刷、焼き付け等によりマーキングしてもよい。

再利用回数を示すマークは、例えば第２フレーム部２０１及び２０２の管理に用いる。具体的には、第２フレーム部２０１及び２０２に応力や熱が加わると、変形や変色が生じる。このため、再利用した第２フレーム部２０１及び２０２は、色調がくすんだ状態になる。したがって、再利用した第２フレーム部２０１及び２０２と基板本体部１０１及び１０２との間には、熱履歴の差異に基づき、色調差が生じる。このような色調差は、色差計、あるいはカラーアナライザーを使用することで測定することができる。この点、本実施形態の製造方法は、再利用回数をマーキングして、第２フレーム部２０１及び２０２を管理する。これにより、第２フレーム部２０１及び２０２の再利用回数、すなわち劣化度合を考慮して、的確な時期に、第２フレーム部２０１及び２０２を新品と交換することができる。なお、第２フレーム部２０１及び２０２の応力、熱履歴、又は劣化度合等を測定する場合には、例えばＤＳＣ（示差走査熱量測定）やＤＴＡ（示唆熱量測定）による転移温度の測定などが有効である。

続けて、必要に応じて洗浄や修復等の工程を経て、ステップＳ２５で、作業者は、それら第２フレーム部２０１及び２０２を再利用する。すなわち、作業者は、図２のステップＳ１４で、それら第２フレーム部２０１及び２０２を用いる。第２フレーム部２０１及び２０２は、耐熱性を有するため、繰り返し利用することができる。

上記製造方法は、フレーム部１１ａ及び１１ｂの一部（第２フレーム部）を、基板本体部とは別に用意する。このため、より多くの基板本体部を製造パネル１００に製造することが可能になり、歩留まりや製品取り数を向上するとともに、第２フレーム部分の材料を再利用することで、省資源化を図ることができる。

上記製造方法は、ステップＳ１２の検査工程により良品である旨判断された基板本体部のみを使用する。これにより、不良品を事前に取り除くことができる。

上記製造方法は、以前に使用した第２フレーム部２０１及び２０２を再利用する。これにより、コストの低減が図られる。また、環境性にも優れる。

上記製造方法は、複数の基板本体部１０１及び１０２に、共通の第２フレーム部２０１、２０２を接合する。８つのピース部１２ａ〜１２ｄ及び２２ａ〜２２ｄを、２つの基板本体部１０１及び１０２に分けることで、例えば１つのピース部が不良である場合に、そのピース部を含まない方の基板本体部は廃棄しなくても済む。このため、歩留まりや製品取り数が向上する。

上記製造方法は、基板本体部１０１及び１０２と第２フレーム部２０１、２０２とを、熱硬化型接着剤（例えばエポキシ系接着剤）で接合する。光硬化型接着剤等に比して接着力が強い熱硬化型接着剤を用いることで、より確実に接着することができる。

以上、本発明の一実施形態に係る多ピース基板及びその製造方法について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。

製造対象は、図１に示す多ピース基板１０に限られず、用途等に応じて、任意の多ピース基板を製造することができる。例えば上記実施形態では、それぞれ４つのピース部を有する基板本体部１０１及び１０２を組み合わせて、図１に示す多ピース基板１０としたが、これに限定されない。例えば図９に示すように、製造対象は、１つの基板本体部１０１のみを有する多ピース基板であってもよい。また、３つ以上の基板本体部を組み合わせた多ピース基板であってもよい。また、１つの基板本体部が有するピース部の数も、任意である。

接合工程で、熱硬化型接着剤以外の接着剤を用いてもよい。例えば光硬化型接着剤又は２液硬化型接着剤等の非熱硬化型接着剤も用いることができる。なお、非熱硬化型接着剤は、硬化に熱処理を必要としない接着剤である。光硬化型接着剤は、紫外線や可視光等の電磁波の照射により硬化する接着剤である。非熱硬化型接着剤によれば、温度変化に伴う基板形状の変化（硬化収縮等）を抑制することができる。非熱硬化型接着剤としては、例えばＵＶ硬化型接着剤やアクリル系接着剤などが有効である。

しかし、非熱硬化型接着剤は、熱硬化型接着剤に比して接着力が弱い。そこで、例えば非熱硬化型接着剤で接着（仮止め）した後、その仮止め部分を、例えば熱硬化型接着剤で補強するようにしてもよい。予め非熱硬化型接着剤によって仮止めしておくことで、熱硬化型接着剤を硬化させるための熱処理の際、温度変化に伴う基板形状の変化（硬化収縮等）を抑制することができる。また、接着力が強い熱硬化型接着剤で補強することで、より確実に接着することができる。

第２フレーム部２０１及び２０２を、基板本体部１０１及び１０２と同一の材料からなるものとしてもよい。この場合も、第２フレーム部２０１及び２０２が再利用されることで、第２フレーム部２０１及び２０２の色調と、基板本体部１０１及び１０２の色調とは、互いに異なることになる。両者の色調差は、前述したように、例えば色差計又はカラーアナライザー等により測定することができる。

第２フレーム部２０１及び２０２は、再利用が可能であれば、任意の材料とすることができる。例えば用途等に応じて、紙フェノール材料等からなる第２フレーム部２０１及び２０２を用いてもよい。

上記実施形態の工程は、フローチャートに示した順序に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において任意に順序を変更することができる。また、用途等に応じて、必要ない工程を割愛してもよい。例えば用途等に応じて、必要がなければ、第２フレーム部２０１及び２０２に再利用した回数をマーキングしなくてもよい。

上記実施形態において、各層の材質、サイズ、層数等も、任意に変更可能である。また、基板本体部と第２フレーム部との接合方法も、接着剤に限られず、任意である。例えば嵌合等によって、両者を接合するようにしてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、設計上の都合やその他の要因によって必要となる様々な修正や組み合わせは、「請求項」に記載されている発明や「発明を実施するための形態」に記載されている具体例に対応する発明の範囲に含まれると理解されるべきである。

本発明の多ピース基板は、電気回路の形成に適している。また、本発明の多ピース基板の製造方法は、多ピース基板の製造に適している。

１０多ピース基板
１１ａ、１１ｂフレーム部
１２ａ〜１２ｄ、２２ａ〜２２ｄピース部
１３ａ、１３ｂスリット
１００製造パネル
１０１、１０２基板本体部
１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂ第１フレーム部
１２１ａ〜１２１ｄ、１２２ａ〜１２２ｄブリッジ
２０１、２０２第２フレーム部
２２１ａ〜２２１ｄ、２２２ａ〜２２２ｄブリッジ
３０１エポキシ系接着剤

Claims

フレーム部と、配線板からなって前記フレーム部に接続された複数のピース部と、を有する多ピース基板を製造する方法であって、
前記フレーム部の一部である第１フレーム部と、該第１フレーム部に接続された前記ピース部と、を有する基板本体部の、前記第１フレーム部に、前記フレーム部の他の部分である第２フレーム部を接合して、前記多ピース基板とすることと、
前記複数のピース部に電子部品を実装することと、
前記フレーム部から前記複数のピース部を取り外すことと、
前記第１フレーム部に接合されて残った前記第２フレーム部を取り外すことと、
取り外した前記第２フレーム部と、他の基板本体部の第１フレーム部とを接合することと、
を含む、
ことを特徴とする多ピース基板の製造方法。
取り外した前記第２フレーム部は、前記他の基板本体部の第１フレーム部と同一の材料からなり、且つ、前記他の基板本体部の第１フレーム部と色調が異なる、
ことを特徴とする請求項１に記載の多ピース基板の製造方法。
前記第２フレーム部が、前記基板本体部と熱履歴の異なる材料からなる、
ことを特徴とする請求項１に記載の多ピース基板の製造方法。
前記第２フレーム部が、電子部品の実装温度に対して耐熱性を有する材料からなる、
ことを特徴とする請求項１に記載の多ピース基板の製造方法。
前記第２フレーム部に再利用した回数をマーキングすることをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の多ピース基板の製造方法。
前記第２フレーム部は、金属からなる、
ことを特徴とする請求項１に記載の多ピース基板の製造方法。
前記第２フレーム部は、アルミからなる、
ことを特徴とする請求項１に記載の多ピース基板の製造方法。
接着剤により、取り外した前記第２フレーム部と、前記他の基板本体部の第１フレーム部とを接合する、
ことを特徴とする請求項１に記載の多ピース基板の製造方法。
フレーム部の一部である第１フレーム部と、配線板からなって該第１フレーム部に接続された複数のピース部と、を有する基板本体部と、
他の基板本体部から取り外された後、前記基板本体部の前記第１フレーム部と接合された第２フレーム部と、
からなる、
ことを特徴とする多ピース基板。
前記第２フレーム部は、前記基板本体部と同一の材料からなり、且つ、前記基板本体部と色調が異なる、
ことを特徴とする請求項９に記載の多ピース基板。
前記第２フレーム部が、前記基板本体部と熱劣化の異なる材料からなる、
ことを特徴とする請求項９に記載の多ピース基板。
前記第２フレーム部が、電子部品の実装温度に対して耐熱性を有する材料からなる、
ことを特徴とする請求項９に記載の多ピース基板。
前記第２フレーム部に、再利用した回数がマーキングされている、
ことを特徴とする請求項９に記載の多ピース基板。