JP5330286B2 - 補強材付き配線基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、配線基板の反りを防止するための補強材を備えた補強材付き配線基板の製造方法に関するものである。

コンピュータのマイクロプロセッサ等として使用される半導体集積回路素子（ＩＣチップ）は、近年ますます高速化、高機能化しており、これに付随して端子数が増え、端子間ピッチも狭くなる傾向にある。一般的にＩＣチップの底面には多数の端子が密集してアレイ状に配置されており、このような端子群はマザーボード側の端子群に対してフリップチップの形態で接続される。ただし、ＩＣチップ側の端子群とマザーボード側の端子群とでは端子間ピッチに大きな差があることから、ＩＣチップをマザーボード上に直接的に接続することは困難である。そのため、通常はＩＣチップをＩＣチップ搭載用配線基板上に搭載してなる半導体パッケージを作製し、その半導体パッケージをマザーボード上に搭載するという手法が採用される（例えば特許文献１参照）。

なお、ＩＣチップは、一般に熱膨張係数が２．０ｐｐｍ／℃〜５．０ｐｐｍ／℃程度の半導体材料（例えばシリコン等）を用いて形成される。一方、ＩＣチップ搭載用配線基板は、それよりも熱膨張係数がかなり大きい樹脂材料等を用いて形成された樹脂配線基板であることが多い。この樹脂配線基板の一例としては、コア基板の表面及び裏面にビルドアップ層を形成したものが実用化されている。この樹脂配線基板においては、コア基板として、例えば、補強繊維に樹脂を含浸させた樹脂基板（ガラスエポキシ基板など）が用いられている。そして、そのコア基板の剛性を利用して、コア基板の表面及び裏面に樹脂絶縁層と導体層とを交互に積層することにより、ビルドアップ層が形成される。つまり、この樹脂配線基板において、コア基板は、補強の役割を果たしており、ビルドアップ層と比べて非常に厚く形成されている。また、コア基板には、表面及び裏面に形成されたビルドアップ層間の導通を図るための配線（具体的には、スルーホール導体など）が貫通形成されている。

ところで近年では、半導体集積回路素子の高速化に伴い、使用される信号周波数が高周波帯域となってきている。この場合、コア基板を貫通する配線が大きなインダクタンスとして寄与し、高周波信号の伝送ロスや回路誤動作の発生につながり、高速化の妨げとなってしまう。この問題を解決するために、樹脂配線基板を、コア基板を有さない基板とすることが提案されている（例えば特許文献２参照）。この基板は、比較的に厚いコア基板を省略することにより全体の配線長を短くしたものであるため、高周波信号の伝送ロスが低減され、半導体集積回路素子を高速で動作させることが可能となる。

しかし、コア基板を省略すると樹脂配線基板が薄肉化されるため、樹脂配線基板の剛性の低下が避けられなくなる。この場合、フリップチップ接続に用いたはんだが冷却される際に、チップ材料と基板材料との熱膨張係数差に起因する熱応力の影響を受けて、樹脂配線基板がチップ搭載面側に反りやすくなる。その結果、チップ接合部分にクラックが起こり、オープン不良などが生じやすくなる。つまり、上記のようなＩＣチップを用いて半導体パッケージを構成した場合、高い歩留まりや信頼性を実現できないという問題が生じる。

上記の問題を解決するために、樹脂配線基板１０１の片面（ＩＣチップ１０６の搭載面１０２）に、枠状のスティフナ１０５（補強材）を貼付した半導体パッケージ１００が提案されている（図２２参照）。前記スティフナ１０５は、樹脂配線基板１０１よりも剛性の高い材料（例えば金属材料）を用いて形成される。ここで、金属製のスティフナ１０５を使用して半導体パッケージ１００を製造する場合、樹脂配線基板１０１の熱膨張係数は、金属製スティフナ１０５の熱膨張係数よりも大きくなるため、熱膨張係数差に起因する熱応力の影響を受けて樹脂配線基板１０１に反りが発生することがある。

この対策として、スティフナの一部にスリットを形成し、熱応力の分散を図るようにした技術が提案されている（例えば、特許文献３参照）。図２３は、特許文献３の半導体パッケージに用いられるスティフナ１１０を示している。図２３のスティフナ１１０は４つの角部１１１を有する矩形枠状に形成されており、そのスティフナ１１０の中央部には、ＩＣチップを収納するための開口部１１２が形成されている。また、このスティフナ１１０には、開口部１１２の各角部とスティフナ１１０の対応する各角部１１１にわたりスリット１１４が設けられている。

特開２００２−２６５００号公報（図１など） 特開２００２−２６１７１号公報（図５など） 特開２００７−２９９８８７号公報（図３など）

ところで、上記従来のスティフナ１１０において、スリット１１４は、その一端が開口部１１２に開放状態で形成されるとともに他端が角部１１１の近傍に位置している。つまり、スティフナ１１０は、スリット１１４によって完全に分断されておらず一部が繋がった状態となっている。このため、スティフナ１１０においてその繋がった部分に熱応力が集中することがあり、その場合には樹脂配線基板の反りを解消することができなくなる。樹脂配線基板に反りが発生すると、ＩＣチップの搭載が困難となり、製品信頼性が低下してしまう。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、補強材に加わる応力を確実に緩和して配線基板の反りを防止することができる補強材付き配線基板の製造方法を提供することにある。

そして上記課題を解決するための手段（手段１）としては、基板主面及び基板裏面を有し、複数の樹脂絶縁層及び複数の導体層を積層してなる構造を有し、チップ部品を接続可能な複数の主面側接続端子が前記基板主面上に配設された板状の配線基板と、前記基板主面側に接合され、前記複数の主面側接続端子を露出させるとともに、平面視で全体として枠状をなす複数の分割片からなる補強材とを備えた補強材付き配線基板の製造方法であって、前記複数の分割片を互いに位置決めしつつ全体として枠状に配置可能な複数の収容部を備えた治具を前記基板主面側に配置する治具配置工程と、前記複数の収容部内に前記複数の分割片をそれぞれ収容し、前記基板主面に対して前記複数の分割片を接合する接合工程とを含むことを特徴とする補強材付き配線基板の製造方法がある。

従って、手段１に記載の発明によると、治具配置工程において、治具が基板主面側に配置される。続く接合工程において、その治具における複数の収納部に複数の分割片がそれぞれ収納されることで、各分割片が互いに位置決めされつつ全体として枠状に配置され、複数の分割片が基板主面に対して接合される。このようにすると、基板主面側において、複数の分割片を正確な位置に迅速に接合することができ、各分割片からなる補強材によって配線基板の強度を確実に高めることができる。また、補強材が各分割片によって完全に分割されるため、補強材と配線基板との熱膨張係数差に起因して補強材に加わる熱応力を確実に緩和することができ、補強材付き配線基板の反りを防止することができる。

上記補強材は、前記配線基板を構成する樹脂材料よりも高剛性であることが好ましい。その理由は、補強材自体に高い剛性が付与されていれば、それを面接合することで配線基板に高い剛性を付与することができ、外部から加わる応力に対していっそう強くなるからである。また、高い剛性を有する補強材であれば、補強材を薄くしても配線基板に十分高い剛性を付与することができるため、補強材付き配線基板全体の薄肉化を阻害しないからである。

なお、前記補強材は、例えば、剛性の高い金属材料やセラミック材料を用いて形成することが好ましく、例えば、樹脂材料中に無機材料を含有させた複合材料によって形成するものでもよい。

前記補強材を構成する金属材料としては、鉄、金、銀、銅、銅合金、鉄ニッケル合金、珪素、ガリウム砒素などがある。また、前記補強材を構成するセラミック材料としては、例えばアルミナ、ガラスセラミック、結晶化ガラス等の低温焼成材料、窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素などがある。前記補強材を構成する樹脂材料としては、エポキシ樹脂、ポリブテン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド・トリアジン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）などがある。

前記補強材は配線基板の基板主面に接合されるが、接合の手法は特に限定されることはなく、補強材を形成している材料の性質、形状等に合った周知の手法を採用することができる。例えば、補強材の接合面を、前記基板主面に対して接着剤を介して接合することが好ましい。このようにすれば、配線基板に対して補強材を確実かつ容易に接合することができる。なお、接着剤としては、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、ゴム系接着剤などが挙げられる。

前記補強材を構成する前記複数の分割片のうちの少なくとも１つの分割片は、他の分割片とは異なる材料で形成されていてもよいし、他の分割片とは異なる厚さを有するものでもよい。

前記配線基板において、チップ部品が搭載される部位や導体層が形成される部位は、その周辺部位よりも強度や熱膨張係数が異なる場合がある。この場合、配線基板における強度や熱膨張係数の差に応じて、異なる材料で形成された分割片や厚さが異なる分割片を接合することにより、補強材付き配線基板の反りを確実に防止することができる。また、各分割片の形成材料や厚さが異なる場合であっても、上記治具を用いることにより、各分割片を正確な位置に迅速に接合することができる。

前記複数の分割片のうちの少なくとも１つの分割片は、他の分割片とは異なる接着剤を用いて接合されていてもよい。前記複数の分割片の形成材料が異なる場合、それら形成材料に適した接着剤を用いて各分割片を接合することにより、補強材付き配線基板の反りを確実に防止することができる。

前記複数の分割片のうちの少なくとも１つの分割片は、導電金属材料を含んで形成されるとともに、前記配線基板の前記導体層に対して導電性接着剤を用いて接合されていてもよい。この場合、導電金属材料を含んで形成された分割片を介して配線基板の導体層に電気的に接続することが可能となり、その分割片を外部端子として使用することができる。

前記補強材は、外形寸法が前記配線基板の外形寸法よりも大きく設定され、前記補強材の外縁部が前記配線基板の外縁部よりも基板平面方向へ全体的に張り出した状態で、前記配線基板に接合されていてもよい。このようにすると、相対的に配線基板の外縁部が補強材の外縁部よりも引っ込んだ状態となり、配線基板の外縁部に他部材等が接触しにくくなる。その結果、配線基板の外縁部を補強材で確実に保護することができ、配線基板の外縁部の破損を防止することができる。

前記補強材において各分割片の間に形成されるスリットの形状は、特に限定されるものではなく、直線的な形状であってもよいし、非直線的な形状であってもよい。なお、非直線的な形状の具体例としては、例えばクランク形状を挙げることができる。この非直線的な形状のスリットを補強材に形成する場合、補強材に加わる熱応力を緩和するために個々の分割片の位置がずれたとしても、補強材の面方向にて各分割片の一部が重なり合うこととなる。そして、各分割片の重なり合う部分によって、配線基板の反りを確実に防止することができる。

前記配線基板において前記スリットが形成された箇所に対応する位置には、複数層にわたりプレーン状導体層が配置されていることが好ましい。この場合、補強材においてスリットが形成される部分は剛性が低くなるが、配線基板の複数層にプレーン状導体層を設けることによってその剛性が低くなる部分を補強することができる。このため、補強材付き配線基板の剛性を十分に確保することができる。

前記板状の配線基板としては、基板主面及び基板裏面を有し、複数の樹脂絶縁層及び複数の導体層を積層してなる構造を有し、チップ部品を接続可能な複数の主面側接続端子が前記基板主面上に配設された構造のものが使用される。前記配線基板としては、コアを有さないコアレス配線基板を挙げることができ、以下の各工程を経て製造される。

先ず、下地樹脂シート形成工程において、製造時の補強のために用いる支持基板上に下地樹脂シートを形成し、金属シート体配置工程において、２枚の金属箔を剥離可能な状態で密着してなる積層金属シート体を、前記下地樹脂絶シート上に配置する。その後、金属シート体封止工程において、前記樹脂絶縁層となるべき樹脂絶縁シートを、前記積層金属シート体を包むように配置して、前記樹脂絶縁シートと前記下地樹脂シートとの間に前記積層金属シート体を封止する。そして、積層体形成工程において、前記積層金属シート体を封止した前記樹脂絶縁シート上に前記導体層となるべき配線パターンと前記樹脂絶縁層となるべき樹脂絶縁シートとを交互に積層する。この工程により、前記配線基板となるべき配線積層部を前記積層金属シート体上に含む積層体を形成する。さらに、周囲部切除工程において、前記配線積層部とその周囲部との境界に沿って前記積層体を前記支持基板ごと切断して前記周囲部を除去した後、剥離工程において、前記配線積層部と前記支持基板とを前記金属シート体（２枚の金属箔）の界面にて剥離する。そして、接続端子形成工程において、前記配線積層部の表面上にある金属箔をパターニングして、前記基板主面上の複数の主面側接続端子を形成する。

前記配線基板において、前記複数の樹脂絶縁層には前記複数のビア導体が形成され、前記複数のビア導体は前記複数の樹脂絶縁層の各層において同一方向に拡径していることが好ましい。このようにすると、コア基板を含まないコアレス配線基板を確実に製造することができる。

一実施の形態の半導体パッケージを示す概略断面図。 半導体パッケージを示す平面図。 スティフナ付き配線基板の製造方法を示す説明図。 スティフナ付き配線基板の製造方法を示す説明図。 スティフナ付き配線基板の製造方法を示す説明図。 スティフナ付き配線基板の製造方法を示す説明図。 スティフナ付き配線基板の製造方法を示す説明図。 スティフナ付き配線基板の製造方法を示す説明図。 スティフナ付き配線基板の製造方法を示す説明図。 スティフナ付き配線基板の製造方法を示す説明図。 スティフナ付き配線基板の製造方法を示す説明図。 各分割片の配置用治具を示す平面図。 各分割片の配置用治具を示す断面図。 別の実施の形態のスティフナ付き配線基板を示す断面図。 別の実施の形態のスティフナ付き配線基板を示す断面図。 別の実施の形態のスティフナ付き配線基板を示す要部断面図。 別の実施の形態のスティフナ付き配線基板を示す平面図。 各分割片の配置用治具を示す平面図。 別の実施の形態のスティフナ付き配線基板を示す平面図。 別の実施の形態のスティフナ付き配線基板を示す平面図。 別の実施の形態のスティフナ付き配線基板を示す要部断面図。 従来技術の半導体パッケージを示す斜視図。 従来技術のスティフナを示す平面図。

以下、本発明を補強材付き配線基板に具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１及び図２に示されるように、本実施の形態の半導体パッケージ１０は、スティフナ付き配線基板１１（補強材付き配線基板）と、ＩＣチップ２１（チップ部品）とからなるＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）である。なお、半導体パッケージ１０の形態は、ＢＧＡのみに限定されず、例えばＰＧＡ（ピングリッドアレイ）やＬＧＡ（ランドグリッドアレイ）等であってもよい。ＩＣチップ２１は、縦１５．０ｍｍ×横１５．０ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの矩形平板状であって、熱膨張係数が４．２ｐｐｍ／℃のシリコンからなる。

スティフナ付き配線基板１１は、配線基板４０と、補強材である配線基板用スティフナ（以下「スティフナ」という）３１とを備えている。本実施の形態の配線基板４０は、基板主面４１及び基板裏面４２を有し、縦５０．０ｍｍ×横５０．０ｍｍ×厚さ０．４ｍｍの平面視略矩形状に形成されている。また、配線基板４０は、コア基板を含まずに形成されたコアレス配線基板であって、エポキシ樹脂からなる４層の樹脂絶縁層４３，４４，４５，４６と銅からなる導体層５１とを交互に積層した構造を有する。本実施の形態の配線基板４０において、樹脂絶縁層４３〜４６の熱膨張係数は約３０ｐｐｍ／℃となっており、導体層５１の熱膨張係数は約１７ｐｐｍ／℃となっている。なお、熱膨張係数は、０℃〜ガラス転移温度（Ｔｇ）間の測定値の平均値をいう。

図１に示されるように、配線基板４０の基板主面４１上（第４層の樹脂絶縁層４６の表面上）には、端子パッド５２（主面側接続端子）がアレイ状に配置されている。さらに、端子パッド５２の表面上には、複数の主面側はんだバンプ５４が配設されている。各主面側はんだバンプ５４は、前記ＩＣチップ２１の面接続端子２２に電気的に接続されている。即ち、ＩＣチップ２１は、配線基板４０の基板主面４１側に搭載されている。なお、各端子パッド５２及び各主面側はんだバンプ５４が形成されている領域は、ＩＣチップ２１を搭載可能なＩＣチップ搭載領域２３である。

一方、配線基板４０の基板裏面４２上（第１層の樹脂絶縁層４３の下面上）には、ＢＧＡ用パッド５３（裏面側接続端子）がアレイ状に配設されている。また、各ＢＧＡ用パッド５３の表面上には、マザーボード接続用の複数の裏面側はんだバンプ５５が配設されており、各裏面側はんだバンプ５５により、配線基板４０は図示しないマザーボード（母基板）上に実装される。

各樹脂絶縁層４３〜４６には、それぞれビア穴５６及びビア導体５７が設けられている。各ビア穴５６は、円錐台形状をなし、各樹脂絶縁層４３〜４６に対してＹＡＧレーザまたは炭酸ガスレーザを用いた穴あけ加工を施すことで形成される。各ビア導体５７は、基板裏面４２側（図１では下方向）に行くに従って拡径した導体であって、各導体層５１、前記端子パッド５２及びＢＧＡ用パッド５３を相互に電気的に接続している。

図１及び図２に示されるように、前記スティフナ３１は、例えば、縦５０．０ｍｍ×横５０．０ｍｍ×厚さ２．０ｍｍの矩形枠状の補強材であって、４つの分割片３６からなる。各分割片３６は、枠内面３７から枠外面３８にわたって延びるスリット３９を介して完全に分割されている。本実施の形態の各分割片３６は、全て同一形状、同一サイズの部材であり、具体的には、長辺及び短辺を有する台形状の部材である。そして、スティフナ３１において、短辺側を枠内面３７側に長辺側を枠外面３８側に向けた状態で各分割片３６を配置させることにより、４つの各コーナ部に直線的な形状のスリット３９が形成されている。

なお、スティフナ３１（分割片３６）は、金属材料（例えば、銅）を用いて配線基板４０よりも厚く形成されている。従って、スティフナ３１（分割片３６）は、配線基板４０よりも高剛性となっている。さらに、スティフナ３１の熱膨張係数は、約１７ｐｐｍ／℃であり、配線基板４０を構成する樹脂絶縁層４３〜４６の熱膨張係数（約３０ｐｐｍ／℃）よりも小さい値となっている。

スティフナ３１は、配線基板４０に接合される接合面３２と、接合面３２の反対側に位置する非接合面３３とを有している。接合面３２は、基板主面４１の外周部（即ち、基板主面４１において前記ＩＣチップ搭載領域２３を除く領域）に面接触可能となっている。

また、スティフナ３１には、接合面３２の中央部及び非接合面３３の中央部にて開口する平面視で矩形状の開口部３５が貫通形成されている。開口部３５は、端子パッド５２及び前記主面側はんだバンプ５４を露出させるようになっている。具体的に言うと、開口部３５は、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍのサイズを有する断面略正方形状の孔である。

そして図１に示されるように、スティフナ３１を構成する各分割片３６の接合面３２は、基板主面４１の外周部に対して接着剤３０（例えば、エポキシ系接着剤）を介して面接合される。このようにスティフナ付き配線基板１１を構成すれば、スティフナ３１により配線基板１１に高い剛性が付与される。

次に、スティフナ付き配線基板１１の製造方法について説明する。

準備工程において、配線基板４０を作製し、あらかじめ準備しておく。

配線基板４０は、以下の配線基板作製工程を経て作製される。配線基板作製工程では、まず、図３に示されるように、ガラスエポキシ基板などの十分な強度を有する基板であって、製造時の補強のために用いる支持基板７０を準備する。次に、支持基板７０上に、エポキシ樹脂からなるシート状の絶縁樹脂基材を貼り付けて下地樹脂絶縁層７１（下地樹脂シート）を形成することにより、支持基板７０及び下地樹脂絶縁層７１からなる基材６９を得る（下地樹脂シート形成工程）。そして、図４に示されるように、基材６９の片面（具体的には下地樹脂絶縁層７１の上面）に、積層金属シート体７２を配置する（金属シート体配置工程）。ここで、下地樹脂絶縁層７１上に積層金属シート体７２を配置することにより、以降の製造工程で積層金属シート体７２が下地樹脂絶縁層７１から剥がれない程度の密着性が確保される。積層金属シート体７２は、２枚の銅箔７３，７４（金属箔）を剥離可能な状態で密着させてなる。具体的には、金属めっき（例えば、クロムめっき）を介して各銅箔７３，７４を積層することで積層金属シート体７２が形成されている。

その後、図５に示されるように、積層金属シート体７２を包むようにシート状の樹脂絶縁基材７５（樹脂絶縁シート）を配置し、真空圧着熱プレス機（図示略）を用いて真空下にて加圧加熱することにより、樹脂絶縁基材７５を硬化させて第４層の樹脂絶縁層４６を形成する。ここで、樹脂絶縁層４６は、積層金属シート体７２と密着するとともに、その積層金属シート体７２の周囲領域において下地樹脂絶縁層７１と密着することで、積層金属シート体７２を封止する（金属シート体封止工程）。

そして、図６に示されるように、レーザ加工を施すことによって樹脂絶縁層４６の所定の位置にビア穴５６を形成し、次いで各ビア穴５６内のスミアを除去するデスミア処理を行う。その後、従来公知の手法に従って無電解銅めっき及び電解銅めっきを行うことで、各ビア穴５６内にビア導体５７を形成する。さらに、従来公知の手法（例えばセミアディティブ法）によってエッチングを行うことで、樹脂絶縁層４６上に導体層５１をパターン形成する（図７参照）。

また、第１層〜第３層の樹脂絶縁層４３〜４５及び導体層５１についても、上述した第４層の樹脂絶縁層４６及び導体層５１と同様の手法によって形成し、樹脂絶縁層４６上に積層していく（積層体形成工程）。以上の工程によって、基材６９上に積層金属シート体７２、樹脂絶縁層４３〜４６及び導体層５１を積層した積層体８０を形成する（図８参照）。なお図８に示されるように、積層体８０において積層金属シート体７２上に位置する領域が、配線基板４０となるべき配線積層部８１となる。

この積層体８０をダイシング装置（図示略）により切断し、積層体８０における配線積層部８１の周囲領域を除去する（周囲部切除工程）。この際、図８に示すように、配線積層部８１とその周囲部８２との境界（図８では矢印で示す境界）において、配線積層部８１の下方にある基材６９（支持基板７０及び下地樹脂絶縁層７１）ごと切断する。この切断によって、樹脂絶縁層４６にて封止されていた積層金属シート体７２の外縁部が露出した状態となる。つまり、周囲部８２の除去によって、下地樹脂絶縁層７１と樹脂絶縁層４６との密着部分が失われる。この結果、配線積層部８１と基材６９とは積層金属シート体７２のみを介して連結した状態となる。

ここで、図９に示されるように、積層金属シート体７２における２枚の銅箔７３，７４の界面にて剥離して、配線積層部８１を基材６９から分離する（剥離工程）。そして、図１０に示されるように、配線積層部８１（樹脂絶縁層４６）の下面上にある銅箔７３に対してエッチングによるパターニングを行うことにより、最表層の樹脂絶縁層４６上に端子パッド５２を形成する（接続端子形成工程）。

続くはんだバンプ形成工程では、最表層の樹脂絶縁層４６上に形成された複数の端子パッド５２上に、ＩＣチップ接続用の主面側はんだバンプ５４を形成する（図１１参照）。具体的には、図示しないはんだボール搭載装置を用いて各端子パッド５２上にはんだボールを配置した後、はんだボールを所定の温度に加熱してリフローすることにより、各端子パッド５２上に主面側はんだバンプ５４を形成する。同様に、樹脂絶縁層４３上に形成された複数のＢＧＡ用パッド５３上に、裏面側はんだバンプ５５を形成する。

次いで、複数の分割片３６からなるスティフナ３１を準備し、そのスティフナ３１を用いて配線基板４０を補強する。なお、スティフナ３１の各分割片３６は、従来周知の加工装置を用いて銅板等を加工することにより作製される。

本実施の形態では、矩形枠状のスティフナ３１となるようにスリット３９を介して複数の分割片３６を配置する必要がある。ここで、各分割片３６を１つずつ配置すると、手間がかかる上に個々の分割片３６を正確な位置に接合することが困難となる。さらに、各分割片３６のいずれか１つでも固定位置がずれてしまうと、所望のスリット幅を確保することができなくなる。そして、スリット幅が狭くなると、熱応力の緩和が不十分となる。また逆に、スリット幅が広くなると、スティフナ３１の強度を十分に確保することができなくなる。このため、本実施の形態では、複数の分割片３６からなるスティフナ３１を正確に接合するための新たな製造方法を採用している。

具体的には、図１２及び図１３に示されるような配置用治具９０を用いて、スティフナ３１を構成する個々の分割片３６を正確な位置に接合している。本実施の形態の配置用治具９０は、下治具９１と上治具９２とにより構成されている。下治具９１には、配線基板４０を収納して固定する凹部９３が形成されている。上治具９２には、平面視で矩形状の開口部９４が形成されるとともに、その開口部９４の周囲に、各分割片３６を互いに位置決めしつつ全体として枠状に配置可能な４つの収容部９５が形成されている。開口部９４は、配線基板４０におけるＩＣチップ搭載領域２３を露出させるための貫通孔である。また、収容部９５は、長辺及び短辺を有する台形状の貫通孔であり、スティフナ３１の形状に合わせて形成されている。

そして、治具配置工程において、基板主面４１側を上方に向けた配線基板４０を下治具９１の凹部９３に収納し、その状態で下治具９１の上側（配線基板４０の基板主面４１側）に上治具９２を重ね合わせて配置する。

接合工程では、各分割片３６の接合面３２に接着剤３０を塗布した後、各分割片３６を各収容部９５内にそれぞれ収納して接合面３２を基板主面４１に接触させる。この状態で、例えば１５０℃程度で加熱処理（キュア）を行って接着剤３０を固化させれば、加熱処理後に接着剤３０が室温まで冷却されるとともに、各分割片３６が基板主面４１に対して接着剤３０を介して接合固定される。この結果、配線基板４０の基板主面４１において各分割片３６が全体として枠状に接合される。そして、配置用治具９０の下治具９１と上治具９２とが分離された後、配置用治具９０から配線基板４０が取り出される。

その後、配線基板４０のＩＣチップ搭載領域２３にＩＣチップ２１を載置する。このとき、ＩＣチップ２１側の面接続端子２２と、配線基板４０側の主面側はんだバンプ５４とを位置合わせするようにする。そして、加熱して各主面側はんだバンプ５４をリフローすることにより、面接続端子２２と主面側はんだバンプ５４とが接合され、配線基板４０にＩＣチップ２１が搭載される（図１参照）。

従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。

（１）本実施の形態では、配置用治具９０を用いることにより、複数の分割片３６を互いに位置決めしつつ全体として枠状に配置することができ、配線基板４０の基板主面４１における正確な位置に複数の分割片３６を迅速に接合することができる。またこの場合、スティフナ３１における各分割片３６の間には、均一なスリット幅を有するスリット３９を形成することができる。従って、各分割片３６からなるスティフナ３１によって、配線基板４０の強度を確実に高めることができる。また、スティフナ３１が各分割片３６にて完全に分割されるため、スティフナ３１と配線基板４０との熱膨張係数差に起因してスティフナ３１に加わる熱応力を確実に緩和することができ、補強材付き配線基板１１の反りを防止することができる。

（２）本実施の形態のスティフナ付き配線基板１１では、配線基板４０の基板主面４１上において、ＩＣチップ２１の周囲を囲むように矩形枠状のスティフナ３１が接合されるので、配線基板４０の強度を確実に高めることができる。

なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。

・上記実施の形態のスティフナ付き配線基板１１では、銅からなる４つの分割片３６を用いてスティフナ３１を形成していたが、銅以外の金属製の分割片を用いてもよいし、セラミック製の分割片や樹脂製の分割片を用いてもよい。さらに、樹脂材料からなる基材の表面に金属板やセラミック板を貼り付けてなる分割片を用いてもよい。また、スティフナ３１を構成する分割片３６のうちの少なくとも１つの分割片３６を他の分割片３６とは異なる材料で形成してもよい。さらに、分割片３６のうちの少なくとも１つの分割片３６を他の分割片３６とは異なる接着剤を用いて接合するようにしてもよい。

具体的には、例えば、図１４に示すように、スティフナ付き配線基板１１Ａでは、右側に配置する分割片３６Ａを金属材料である銅で形成し、左側に配置する分割片３６Ｂを樹脂材料であるエポキシ樹脂で形成している。このスティフナ付き配線基板１１Ａでは、金属製の分割片３６Ａと樹脂製の分割片３６Ｂとで異なる接着剤３０Ａ,３０Ｂを用いて接合している。また、スティフナ付き配線基板１１Ａでは、配線基板４０における中央よりも左側にずれた位置にＩＣチップ２１が搭載されており、右側の強度が不足するため、右側は金属製の分割片３６Ａで補強している。一方、配線基板４０の左側は、ＩＣチップ２１と配線基板４０との熱膨張係数の差が大きくなるため、配線基板４０と熱膨張係数の差が少ない樹脂製の分割片３６Ｂで補強している。また、分割片３６Ａ，３６Ｂの形成材料に適した接着剤３０Ａ,３０Ｂを用いることにより、各分割片３６Ａ，３６Ｂを確実に接合することができる。このように、異なる材料の分割片３６Ａ，３６Ｂでスティフナ３１Ａを構成することにより、スティフナ付き配線基板１１Ａの反りを確実に防止することができる。

・上記実施の形態の補強材付き配線基板１１では、同一形状の複数の分割片３６を用いてスティフナ３１を形成していたが、これに限定されるものではない。図１５に示される補強材付き配線基板１１Ｂのように、厚さが異なる分割片３６Ｃ，３６Ｄを用いてスティフナ３１Ｂを構成してもよい。このスティフナ付き配線基板１１Ｂでは、配線基板４０における中央よりも左側にずれた位置にＩＣチップ２１が搭載されており、右側の強度が不足する。このため、配線基板４０の右側を厚い分割片３６Ｃで補強し、左側を薄い分割片３６Ｄで補強している。このように補強材付き配線基板１１Ｂを構成すれば、厚さの異なる分割片３６Ｃ，３６Ｄで配線基板４０を的確に補強することができ、強材付き配線基板１１Ｂの反りを確実に防止することができる。また例えば、補強材付き配線基板において強度が不足する部位に配置される分割片の幅を広くしてもよい。つまり、配線基板４０の反りに合わせた異なる形状の分割片を用いてスティフナを形成する。この場合も、配線基板４０を確実に補強することができ、配線基板４０の反りを防止することができる。

・上記実施の形態において、スティフナ３１を構成する分割片３６は、エポキシ系接着剤３０を用いて配線基板４０の樹脂絶縁層４６に接合していたが、これに限定されるものではない。図１６に示される配線基板４０Ａのように、導体層５１に対して導電性接着剤３０Ｃを用いて接合してもよい。ここで、分割片３６は導電金属材料である銅からなるため、分割片３６を介して配線基板４０の導体層５１に電気的に接続することが可能となる。この場合、分割片３６を外部端子として使用することができるため、実用上好ましいものとなる。なお、外部端子として利用しない他の分割片３６については、エポキシ系接着剤３０を用いて樹脂絶縁層４６に接合する。

・上記実施の形態において、スティフナ３１を構成する分割片３６は、台形状の部材であるが、その形状を適宜変更することができる。その分割片３６の別の具体例を図１７に示している。図１７に示されるように、補強材付き配線基板１１Ｃのスティフナ３１Ｃは、Ｌ字形状をなす４つの分割片３６Ｅによって矩形枠状に形成されている。このスティフナ３１Ｃにおいても、枠内面３７から枠外面３８にわたって延びるスリット３９Ａが形成されている。各スリット３９Ａは、スティフナ３１Ｃの各辺の中央部において各辺と直交する方向に形成されている。そして、補強材付き配線基板１１Ｃを製造する場合には、図１８に示すような配置用治具９０Ａを用いる。この配置用治具９０Ａも、下治具９１と上治具９２Ａとを備える。上治具９２Ａには、各分割片３６Ｅを互いに位置決めしつつ全体として枠状に配置可能な４つの収容部９５Ａが形成されている。なお、下治具９１は、図１３に示す上記実施の形態と同一形状である。この配置用治具９０Ａを用いることにより、配線基板４０の基板主面４１において、複数の分割片３６Ｅを正確な位置に迅速に接合することができる。

・上記実施の形態の補強材付き配線基板１１，１１Ａ〜１１Ｃでは、外形が配線基板４０と同じ寸法のスティフナ３１，３１Ａ〜３１Ｃを用いていたが、これに限定されるものではない。図１９に示される補強材付き配線基板１１Ｄのように、配線基板４０よりも外形寸法が大きく設定されたスティフナ３１Ｄを用いてもよい。このスティフナ３１Ｄは、スリット３９Ｂを介して分割された４つの分割片３６Ｆからなり、外縁部が配線基板４０の外縁部よりも基板平面方向へ全体的に張り出した状態で配線基板４０に接合されている。このように補強材付き配線基板１１Ｄを構成すると、相対的に配線基板４０の外縁部がスティフナ３１Ｄの外縁部よりも引っ込んだ状態となり、配線基板４０の外縁部に他部材等が接触しにくくなる。その結果、配線基板４０の外縁部をスティフナ３１Ｄで確実に保護することができ、配線基板４０の外縁部の破損を防止することができる。

・上記各実施の形態において、スティフナ３１，３１Ａ〜３１Ｄに形成されるスリット３９，３９Ａ，３９Ｂは、直線的な形状であるが、非直線的な形状のスリットに変更してもよい。その具体例を図２０に示している。図２０に示される補強材付き配線基板１１Ｅのスティフナ３１Ｅは、４つの分割片３６Ｇからなり、クランク形状のスリット３９Ｃを介して各分割片３６Ｇが分割されている。このようなスリット３９Ｃをスティフナ３１Ｅに形成することにより、スティフナ３１Ｅと配線基板４０との熱膨張係数差に起因してスティフナ３１Ｅに加わる熱応力を確実に緩和することができる。またこの場合、熱応力を緩和するために個々の分割片３６Ｇの位置がずれたとしても、スティフナ３１Ｅの面方向にて各分割片３６Ｇの一部が重なり合うこととなる。そして、各分割片３６Ｇの重なり合う部分によって、配線基板４０の反りを確実に防止することができる。

・図２１に示される配線基板４０Ｂのように、スリット３９が形成された箇所に対応する位置に、樹脂絶縁層４４〜４６の複数層にわたりプレーン状導体層５１Ａを設けてもよい。なお、プレーン状導体層５１Ａは、ビア導体５７に接続されておらず電気的な機能を有さないダミーの導体層である。図２１のスティフナ付き配線基板１１Ｆでは、スティフナ３１においてスリット３９が形成される部分は剛性が低くなるが、配線基板４０Ｂの複数層にプレーン状導体層５１Ａを設けることによって剛性が低くなる部分を補強することができる。このため、補強材付き配線基板１１Ｆの剛性を十分に確保することができる。

・上記各実施の形態のスティフナ３１，３１Ａ〜３１Ｆは、４つの分割片３６，３６Ａ〜３６Ｇにて構成されるものであったが、分割片の個数は適宜変更することができる。

次に、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）基板主面及び基板裏面を有し、複数の樹脂絶縁層及び複数の導体層を積層してなる構造を有し、チップ部品を接続可能な複数の主面側接続端子が前記基板主面上に配設された板状の配線基板と、前記基板主面側に接合され、複数の分割片からなり、前記複数の主面側接続端子を露出させる平面視で全体として枠状の補強材とを備えた補強材付き配線基板の製造方法であって、前記複数の分割片を互いに位置決めしつつ全体として枠状に配置可能な複数の収容部を備えた治具を前記基板主面側に配置する治具配置工程と、前記複数の収容部内に前記複数の分割片をそれぞれ収容し、前記基板主面に対して前記複数の分割片を接合する接合工程とを含み、前記治具は、前記配線基板を収納固定する凹部を有する下治具と、前記下治具の上面に重ね合わるよう配置され、前記複数の収容部を有する上治具とを備えることを特徴とする補強材付き配線基板の製造方法。

（２）技術的思想（１）において、前記複数の分割片のうちの少なくとも１つの分割片は、他の分割片とは異なる接着剤を用いて接合されることを特徴とする補強材付き配線基板の製造方法。

（３）技術的思想（１）または（２）において、前記複数の分割片のうちの少なくとも１つの分割片は、導電金属材料を含んで形成されるとともに、前記配線基板の前記導体層に対して導電性接着剤を用いて接合されることを特徴とする補強材付き配線基板の製造方法。

（４）技術的思想（１）において、前記配線基板の反りに応じて、異なる形状の分割片を前記配線基板に接合するようにしたことを特徴とする補強材付き配線基板の製造方法。

（５）技術的思想（１）乃至（４）のいずれかにおいて、前記補強材の外形寸法は前記配線基板の外形寸法よりも大きく設定され、前記補強材の外縁部が前記配線基板の外縁部よりも基板平面方向へ全体的に張り出した状態で、前記補強材が前記配線基板に接合されることを特徴とする補強材付き配線基板の製造方法。

（６）技術的思想（１）乃至（５）のいずれかにおいて、前記補強材において、各分割片の間に形成されるスリットは直線形状であることを特徴とする補強材付き配線基板の製造方法。

（７）技術的思想（１）乃至（５）のいずれかにおいて、前記補強材において、各分割片の間に形成されるスリットはクランク形状であることを特徴とする補強材付き配線基板の製造方法。

（８）技術的思想（６）または(７)において、前記配線基板において前記スリットが形成された箇所に対応する位置には、複数層にわたりプレーン状導体層が配置されていることを特徴とする補強材付き配線基板の製造方法。

１１，１１Ａ〜１１Ｆ…補強材付き配線基板としてのスティフナ付き配線基板
２１…チップ部品としてのＩＣチップ
３１,３１Ａ〜３１Ｅ…補強材としてのスティフナ
３６,３６Ａ〜３６Ｇ…分割片
４０,４０Ａ，４０Ｂ…配線基板
４１…基板主面
４２…基板裏面
４３〜４６…樹脂絶縁層
５１…導体層
５２…主面側接続端子としての端子パッド
７０…支持基板
７１…下地樹脂シートとしての下地樹脂絶縁層
７２…積層金属シート体
７３，７４…金属箔としての銅箔
７５…樹脂絶縁シートとしての樹脂絶縁基材
８０…積層体
８１…配線積層部
８２…周囲部
９２，９２Ａ…治具としての上治具
９５，９５Ａ…収容部

Claims (4)

1. 基板主面及び基板裏面を有し、複数の樹脂絶縁層及び複数の導体層を積層してなる構造を有し、チップ部品を接続可能な複数の主面側接続端子が前記基板主面上に配設された板状の配線基板と、
   前記基板主面側に接合され、前記複数の主面側接続端子を露出させるとともに、平面視で全体として枠状をなす複数の分割片からなる補強材と
   を備えた補強材付き配線基板の製造方法であって、
   前記複数の分割片を互いに位置決めしつつ全体として枠状に配置可能な複数の収容部を備えた治具を前記基板主面側に配置する治具配置工程と、
   前記複数の収容部内に前記複数の分割片をそれぞれ収容し、前記基板主面に対して前記複数の分割片を接合する接合工程と
   を含むことを特徴とする補強材付き配線基板の製造方法。
2. 前記複数の分割片のうちの少なくとも１つの分割片は、他の分割片とは異なる材料で形成されることを特徴とする請求項１に記載の補強材付き配線基板の製造方法。
3. 前記複数の分割片のうちの少なくとも１つの分割片は、他の分割片とは異なる厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の補強材付き配線基板の製造方法。
4. 前記板状の配線基板は、
   製造時の補強のために用いる支持基板上に下地樹脂シートを形成する下地樹脂シート形成工程と、
   ２枚の金属箔を剥離可能な状態で密着してなる積層金属シート体を、前記下地樹脂絶シート上に配置する金属シート体配置工程と、
   前記樹脂絶縁層となるべき樹脂絶縁シートを、前記積層金属シート体を包むように配置して、前記樹脂絶縁シートと前記下地樹脂シートとの間に前記積層金属シート体を封止する金属シート体封止工程と、
   前記積層金属シート体を封止した前記樹脂絶縁シート上に前記導体層となるべき配線パターンと前記樹脂絶縁層となるべき樹脂絶縁シートとを交互に積層して、前記配線基板となるべき配線積層部を前記積層金属シート体上に含む積層体を形成する積層体形成工程と、
   前記配線積層部とその周囲部との境界に沿って前記積層体を前記支持基板ごと切断して前記周囲部を除去する周囲部切除工程と、
   前記配線積層部と前記支持基板とを前記積層金属シート体の界面にて剥離する剥離工程と、
   前記配線積層部の表面上にある金属箔をパターニングして、前記基板主面上の複数の主面側接続端子を形成する接続端子形成工程と
   の各工程を経て製造されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の補強材付き配線基板の製造方法。

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