JP5263009B2

JP5263009B2 - 基板の製造方法

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Publication number: JP5263009B2
Application number: JP2009133403A
Authority: JP
Inventors: 祐治片岡
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-06-02
Filing date: 2009-06-02
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2029-06-02
Also published as: CN101908491B; JP2010283036A; CN101908491A

Description

本発明は、単層、多層の基板層、セラミックの基板層等の種々の基板層の主面上に封止用の樹脂層を形成してなる基板の製造方法に関する。

従来、この種の基板を製造する場合、封止用の樹脂層を形成する際の樹脂の垂れ（以下、「樹脂ダレ」という）を防止するため、ダム材を用ることが提案されている（例えば、特許文献１（要約書、段落［０００７］、［００１１］−［００３０］、図１、図６等）参照）。

図６（ａ）、（ｂ）は上記提案の製造法により製造される従来のこの種の基板１００の一例の平面図、断面図であり、基板１００はベースとなる基板層１０１の外周部に沿ってダム材（ダム部）１０２が形成され、ダム材１０２の外側には基板層１０１の周縁部１０１ａが残される。基板層１０１のダム材１０２に囲まれた内側の領域には多数の電子部品素子２００が間隔を設けて配置され、前記内側の領域に封止用の熱硬化性樹脂が充填・硬化されて電子部品素子２００が樹脂層３００で封止される。このとき、ダム材１０２を用いることにより基板層１０１の外周部における「樹脂ダレ」の解消が図られる。なお、樹脂層３００を熱硬化した後、樹脂層３００の表面に電子部品素子２００毎に例えば所定のマーキングが印刷される。そして、樹脂層３００が形成された基板１００は電子部品素子２００毎の子基板に切断して個片化される。

図７はダム材１０２を用いないで製造した場合の基板１００の断面図であり、ダム材１０２を用いなければ、樹脂層３００は基板層１０１の周縁部１０１ａでは断面形状が放物線状に（山なりに）垂れた形状になり、「樹脂ダレ」が生じる。

特開平１１−６７７９９号公報

前記した基板１００の製造方法においては、「樹脂ダレ」を確実に防止するため、実際には、図８の断面図に示すようにダム材１０２を樹脂層３００よりも高く形成し、充填された未硬化の熱硬化性樹脂をダム材１０２により塞き止めて樹脂層３００の上面を平坦にする必要がある。とくに近年は部品の一層の小型化等が要求され、基板層１０１の周端縁近くまで電子部品素子２００が配置される傾向にあるため、ダム材１０２の高さが十分でなく、外周部にわずかな「樹脂ダレ」が生じた場合にも、基板層１０１の外周部に近い電子部品素子２００が樹脂層３００から露出して樹脂封止の不良が発生する可能性がある。そのため、ダム材１０２は必ず樹脂層３００より高く形成することが要求される。

しかしながら、ダム材１０２を樹脂層３００よりも高く形成すると、ダム材１０２が樹脂層３００よりも上方向に突出するので、その後（ダム材形成後）の切断工程にダム材１０２が悪影響を及ぼす。具体的には、基板１００を子基板に個片化したり、ダム材１０２を含む基板層１０１の外周部の不要な「耳」の部分を切断する基板１００の切断工程において、基板層１０１の裏面（下面）側からブレードを入れて基板１００を切断しようとすると、基板層１０１の表面側がダム材１０２の突出によって平坦でないため、基板１００を安定に固定して切断できない事態が生じる。また、基板層１０１の表面（下面）側、すなわち、樹脂層３００側からブレードを入れて基板１００を切断しようとすると、ダム材１０２の上方に突出した部分がブレードを深く入れる際の妨げとなる。

本発明は、基板層主面のダム材より内側に樹脂を充填・硬化して封止用の樹脂層を形成する基板の製造方法において、樹脂を充填して封止用の樹脂層を形成する基板の製造方法において、ダム材がその後の工程等に悪影響を及ぼさないようにすることを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の基板の製造方法は、基板層の主面の外周部に沿って塩化ビニルよりなるダム材を塗布して形成するダム材形成工程と、前記基板層の主面の前記ダム材に囲まれた内側の領域に前記ダム材の高さ以下の厚みに樹脂を充填し、硬化して樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、前記樹脂層の形成後に前記ダム材を剥離して除去するダム材除去工程と、前記ダム材を除去した後に前記基板層および前記樹脂層を切断する切断工程とを備えていることを特徴としている（請求項１）。

さらに、本発明の基板の製造方法においては、前記基板層は主面の外周部にマーキングを有し、前記ダム材形成工程において前記ダム材を前記マーキング上に形成することを特徴としている（請求項２）。

請求項１の本発明の基板の製造方法によれば、ダム材形成工程により、基板層および樹脂層から除去可能な材料により形成されたダム材が基板層の主面の外周部に沿って配置され、その後、樹脂層形成工程により、基板層の主面のダム材より内側の領域にダム材の高さ以下の厚みに樹脂を充填し、硬化して封止用の樹脂層が形成される。このとき、ダム材の高さ以下の厚みに樹脂を充填するので、ダム材の塞き止め効果によって樹脂層の上面は平坦になり、「樹脂ダレ」が生じることがなく、電子回路素子が樹脂層から露出することなく確実に封止される。

そして、樹脂層の形成後、ダム材除去工程によりダム材が剥離して除去されるので、その後の基板層の切断工程等においてダム材により安定に固定して切断できないなどの悪影響を及ぼすことがなく、ダム材がその後の工程等に悪影響を及ぼさないようにして基板を製造することができる。

請求項２の本発明の基板の製造方法によれば、ダム材形成工程において、基板層主面の外周部のマーキング上にダム材を形成するため、基板層主面のダム材より外側にマーキングのスペースを用意しなくてよく、その分、基板層の利用効率が向上する。そして、封止用の樹脂層の形成後にはダム材が除去されるため、ダム材がマーキングに基づくその後の工程に悪影響を与えることはない。

（ａ）〜（ｅ）は本発明の一実施形態の基板の製造工程を説明する断面図である。図１の基板のダム材を設ける前の平面図である。図１の基板のダム材を設けて樹脂層を形成した状態の平面図である。図１の基板のダム材を除去した後の平面図である。（ａ）、（ｂ）は図１の基板、比較のための基板それぞれのダム材を配置した状態の基板層の一部の拡大平面図である。（ａ）、（ｂ）は従来基板の平面図、断面図である。ダム材を設けないで形成された基板の断面図である。樹脂層上面が平坦になるダム材の高さと樹脂層の厚みとの関係を示す断面図である。

本発明の一実施形態について、図１〜図５を参照して詳述する。

図１は基板１の製造工程を示し、まず、同図（ａ）の準備工程により基板層２を用意する。

基板層２の材質や構造、大きさ等はどのようであってもよいが、本実施形態の場合、例えば、プリント基板のような単層の樹脂基板層あるいは、セラミックや樹脂の多層基板層からなり、後述する切断工程により複数個の子基板に個片化される集合基板である。

図２は基板層２の平面図であり、基板層２の上面側の主面は一点破線で仮想的に示すように、各子基板の領域２１に行列状（マトリクス状）に区画され、各領域２１には１個又は複数個の電子回路素子３が配設されている。また、基板層２の上面側主面の外周部の「捨てエリア」には、例えば基板層２を領域２１毎に個片化するための切断位置認識用の複数個のマーキング（子基板カットアライメントマーク）４が印刷されている。なお、各電子回路素子３の電極は図１（ａ）に示すようにはんだバンプ５等により基板層２の配線に接続されている。

つぎに、図１（ｂ）のダム材形成工程により、全ての領域２１を囲むように基板層２の上面側主面の外周部に沿ってダム材６が配置される。このとき、基板層２の外周部の「捨てエリア」を少なくして基板層２の利用効率を向上するため、ダム材６が基板層２のマーキング４上に所定の幅に形成される。また、ダム材６の基板層面からの高さは後述する封止用の樹脂層７の厚み以上に設定される。

ダム材６は樹脂層７の形成後に除去可能な例えば熱硬化性の材料からなる。ダム材６の材料は、完全硬化に至る前の加熱温度では粘度が低下しにくく基板層２に良好に密着（接着）し、硬化すると基板層２および樹脂層７から容易に剥離して除去できるものであることが好ましい。

そして、ダム材６は、具体的には、従来のダム材１０２のようなエポキシ系樹脂ではなく、塩化ビニル系・酢酸ビニル系の成分を主成分とするビニル系樹脂またはアクリル系樹脂により形成される。ダム材６を形成するビニル系樹脂の具体的な組成例は、例えばつぎの表１の一例または、表２の他の例または表３のさらに他の例で示される。なお、それらの表中の「ｗｔ％」は「重量パーセント」である。

そして、上記組成のビニル樹脂をディスペンス方式・印刷方式等で基板層２の外周部のマーキング４上に所定の高さになるように塗布等して加熱硬化し、ダム材６が形成される。なお、ダム材６は光硬化性の材料等で形成してもよい。

つぎに、図１（ｃ）の樹脂層形成工程により、基板層２の主面のダム材６に囲まれた内側の領域にダム材６の高さ以下の厚みに樹脂を充填し、硬化して封止用の樹脂層７を形成する。樹脂層７が熱硬化型のエポキシ樹脂、フェノール樹脂等の層であれば、ディスペンス方式・印刷方式等で前記内側の領域に未硬化のエポキシ樹脂、フェノール樹脂等を充填し、その後、基板層２を硬化温度に加熱し、前記内側の領域にダム材６の高さ以下の厚みの樹脂層７を形成する。このとき、ダム材６の塞き止めの効果により、充填された流動性がある樹脂の上面は全域に亘って平坦になり、端面（側面）はダム材６の壁面に沿って垂直に立ち上がる。そのため、「樹脂ダレ」が生じることはなく、基板層２の外周部近くの子基板の電子回路素子３も樹脂層７から露出することなく、確実に樹脂層７内に埋設されて樹脂封止される。その結果、「樹脂ダレ」により樹脂層７から部品が露出する不良は皆無になり、基板１の生産性が向上する。また、基板層２のマーキング４はダム材６に覆われるので、マーキング４が樹脂層７に覆われて見えなくなる不良が発生することもない。

図３は樹脂層７が形成された状態の基板層２の平面図であり、全ての電子回路素子３は露出することなく、樹脂層７内に埋設されて樹脂封止されている。また、マーキング４はダム材６に覆われており、樹脂層７に覆われることはない。

つぎに、封止用の樹脂層７が少なくとも流動しない程度に硬化した段階に達すると、図１（ｄ）のダム材除去工程によりダム材６を除去する。このとき、ビニル系樹脂のダム材６は基板層２および樹脂層７から容易に剥離し、簡単に除去することができる。

図４はダム材６が除去された基板層２の平面図であり、ダム材６が除去されたことにより、基板層２の外周部の樹脂層７近傍に基板層２のマーキング４が現われる。

このようにして形成された基板１は、その後、図１（ｅ）の切断工程により基板層２のマーキング４にしたがって図中の矢印線に示すように基板１を縦横に切断することにより、複数個の子基板に個片化することができる。

このとき、ダム材６は除去されており、ダム材６が個片化の切断に悪影響を与えることがない。すなわち、基板層２の表面側は裏面側と同様に平坦であり、基板１を安定に固定して切断することができる。また、切断用のブレードを基板層２に深く切り込ませて基板１を確実に切断できる。そのため、基板１から子基板を歩留まりよく個片化して形成することができる。

ところで、マーキング４上にダム材６を形成するので、基板層２の外周部の「捨てエリア」が、マーキング４とダム材６とを別個に形成する場合に比して少なくなり、基板層２の利用効率が向上する。

図５（ａ）は基板層２の外周部の一部を拡大して示し、樹脂層形成工程により樹脂層７が形成された基板層２は、マーキング４上にダム材６が形成されているので、ダム材６の形成位置が可能な限り基板層２の外周端に近づき、その分、基板層２の「捨てエリア」が少なくなって樹脂層７に覆われる子基板の領域は外周部方向に可能な限り拡がっている。

図５（ｂ）は比較のための基板層２＊の図５（ａ）と同じ外周部の一部を拡大して示し、基板層２＊は従来基板と同様にダム材６＊を除去できないため、マーキング４の印刷位置より内側にダム材６＊を形成している。この場合、ダム材６＊の形成位置がマーキング４の印刷スペース分、図５（ａ）の基板層２より内側になり、樹脂層７＊に覆われる子基板の領域が図５（ａ）の基板層２より狭くなる。

そして、図５（ａ）の基板層２と同図（ｂ）の基板層２＊との比較からも明らかなように、基板層２のダム材６で囲まれる子基板の領域は、基板層２＊のダム材６で囲まれる子基板の領域より広く、基板層２の方が基板層２＊より個片化して得られる子基板の個数が多くなる（又は面積が広くなる）。そのため、基板層２の利用効率が向上する。

具体的には、例えば基板層２＊では外周部に「捨てエリア」として少なくとも幅６ｍｍのエリアが必要であったものが、基板層２では外周部の「捨てエリア」は幅３ｍｍのエリアでよく、極めて少なくなる。そのため、基板層２は同一基板サイズの基板層２＊に比して製品有効エリアが拡大し、有効利用効率が向上する。

そして、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上記したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、切断工程において、子基板への個片化の切断は行わずに、基板１の外周部の「耳」の領域のみを切断してもよい。

また、ダム材６の除去は、溶解等によって行なってもよく、ダム材６の材料（素材）は基板層２や樹脂層７から容易に除去できるものであればどのようであってもよい。また、マーキング４は子基板カットアライメントマークに限られない。樹脂層７を形成した後の基板１の切断やビア形成といった後工程における何らかの基準となるマーキングや、子基板の製品情報（ロット番号、品番、特性情報など）等の基板認識のマーキングを含む。

さらに、樹脂層７は光硬化性樹脂等によって形成してもよい。

そして、本発明は、基板層が単層、多層の樹脂基板層や、セラミック層と樹脂層との複合層等からなる種々の基板の製造方法に適用することができ、さらには、樹脂層７の上に配線層を介して樹脂層を積層する多層の基板の製造方法にも適用できる。

１基板
２基板層
４マーキング
６ダム材
７樹脂層

Claims

基板層の主面の外周部に沿って塩化ビニルよりなるダム材を塗布して形成するダム材形成工程と、
前記基板層の主面の前記ダム材に囲まれた内側の領域に前記ダム材の高さ以下の厚みに樹脂を充填し、硬化して樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
前記樹脂層の形成後に前記ダム材を剥離して除去するダム材除去工程と、
前記ダム材を除去した後に前記基板層および前記樹脂層を切断する切断工程とを備えていることを特徴とする基板の製造方法。
請求項１に記載の基板の製造方法において、
前記基板層は主面の外周部にマーキングを有し、
前記ダム材形成工程において前記ダム材を前記マーキング上に形成することを特徴とする基板の製造方法。