JPH04168761A - 電子部品搭載用基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属層に対して基材層を一体化して構成され
る電子部品搭載用基板の製造方法に関するもので、特に
レーザー加工を利用して金属層の所定部分を基材層から
露出させるようにした電子部品搭載用基板の製造方法の
改良に関するものである。

（従来の技術） 近年の高密度化された電子部品は、そのままでは各種電
子機器を構成することができないから、これを基板に実
装してから使用しなければならない。そのために、従来
より種々の形式の電子部品搭載用基板が開発され提案さ
れている。

例えば、電子部品と、これを外部に接続するためのリー
ド等の端子とを、基板において接続する形式の電子部品
搭載用基板は、導体層、リードあるいは伝熱層等とする
ための金属層に対して、樹脂等により形成されて絶縁性
の優れた基材層を一体化し、この基材層の表面あるいは
内部に導体回路等を形成することにより、電子部品を実
装する基板として構成されるものである。

そして、この種の電子部品搭載用基板に対しては、第７
図に示したように、電子部品（２０）を搭載するための
電子部品搭載用凹部（１３）や電子部品（２０）から発
生した熱を放散させる放熱部（１８）を形成する等の目
的で基材層（１２）から金属層（１１）を露出させるこ
とが一般的に行なわれている。

このような基材層（１２）から金属層（１１）が露出し
た電子部品搭載用凹部（１３）や放熱部（１８）を形成
するのは、電子部品（２０）を通電した際に発生する熱
を直接熱伝導性の高い金属層（１１）に伝え、さらにこ
の熱を放熱部（１８）から大気中に放散させることによ
り、電子部品（２０）の放熱性を高めるためや、あるい
は電子部品（２０）を搭載したときの電子部品搭載用基
板全体の厚さを薄くするため等の理由によるものである
。

そして、このような電子部品搭載用基板を製造する方法
には種々な方法があり、中でも本出願人が先の出願（特
願平１−１１３４２５号）において提案した「電子部品
搭載用基板の製造方法」が効果的である。

この製造方法は、その特許請求の範囲がらすると、 「金属層に対して基材層を一体化して、この基材層から
前記金属層の所定の部分を次の各工程を経て露出させる
ことにより構成される電子部品搭載用基板の製造方法。

（１）露出部となるべき部分の金属層と基材層との間に
マスクを配置してから、前記金属層に対して前記基材層
を一体化する工程： （２）前記マスクの周囲に位置する、金属層上の基材層
に対してこの基材層側から前記金属層側にレーザー光を
照射して、前記マスクの周囲の基材層を切断する工程； （３）前記マスク上の基材層をこのマスクとともに剥離
する工程」である。

つまり、この従来の製造方法は、マスクを介して金属層
と基材層とを一体化し、次にレーザー光により前記マス
クの周囲の基材層を切断し、最後に前記マスク上の基材
層をこのマスクとともに剥離することによって、部分的
に金属層が露出した電子部品搭載用基板を製造するので
ある。

（発明が解決しようとする課題） ところで、近年の電子部品搭載用基板は、その小型化及
び電気特性の向上化のために、高多層化が要求されてき
ている。多層化が進むとこの電子部品搭載用基板自体の
厚みは、従来よりも厚くなるのが当然である。そこで、
上述したレーザー光を使って基材層を切断する従来の製
造方法において、例えば、炭酸ガスレーザーを使用して
、上記−へ　− の多層化された電子部品搭載用基板の基材層を切断する
場合に、炭酸ガスレーザー光の焦点距離は、０．６〜０
．８ｍｍ程であり、従って、基材層の厚みがこのレーザ
ー光の焦点距離よりも大きいと、完全に基材層を切断す
ることができないこととなる。つまり、基材層の厚みが
レーザー光の焦点距離よりも大きい場合には、基材層を
完全に切断することができず、レーザー光による基材層
の焦げ跡、即ち炭化物が金属層上に残ることとなる。こ
の炭化物には、導電性があり電子部品搭載用基板の絶縁
信頼性を低下させるという不都合が生じるのである。特
に、従来の製造方法により電子部品搭載用基板の外形加
工を行い、アウターリードとなる金属層を露出させるよ
うな場合にあっては、前述の炭化物がこのアウターリー
ドに付着し、この炭化物によってアウターリード間の絶
縁抵抗を低下させることとなって、電子部品搭載用基板
の信頼性を低下させるといった問題も生じるのである。

そこで案出されたのが本発明であってその目的とすると
ころは、レーザー光を使用して電子部品搭載用基板を製
造する方法において、基材層の厚みがレーザー光の焦点
距離よりも大きい場合にあっても、レーザー光による炭
化物が発生せずに絶縁信頼性の高い電子部品搭載用基板
を容易に製造することができる方法を提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段） 以上の課題を解決するために本発明が採った手段は、実
施例において使用する符号を付して説明すると、 ［金属層（１１）に対して基材層（１２）を一体化して
、この基材層（１２）から前記金属層（１１）の所定の
部分を次の各工程を経て露出させることにより構成され
る電子部品搭載用基板（１０）の製造方法。

（イ）露出部（ＩＩＡ）となるべき部分の金属層（１１
）と基材層（１２）との間にマスク（１６）を配置して
から、前記金属層（１１）に対して前記基材層（１２）
を一体化する工程； （ロ）前、記マスク（１６）の周囲に位置する金属層（
１１）上の基材層（１２）に対してザグリ加工を施し凹
部（１２Ｃ）を形成する工程； （ハ）前記凹部（１２Ｃ）に対して基材層（１２）側か
ら前記金属層（１１）側にレーザー光を照射し、前記マ
スク（１６）の周囲の基材層（１２）を切断する工程；
（−）前記マスク（１６）上の基材層（１２）をこのマ
スク（１６）とともに剥離する工程」である。

すなわち、本発明の方法においては、まず第６図の（ａ
）に示したように、露出部（ＩＩＡ）となるべき部分の
金属層（１１）と基材層（１２）の一体化を阻止するた
め、これらの間にマスク（１６）を配置してから、その
他の部分の金属層（１１）と基材層（１２）を−体化す
る。

このマスク（１６）としては、金属層（１１）と基材層
（１２）を一体化する工程等、この電子部品搭載用基板
（１０）を製造する一連の工程で熱や圧力等の衝撃が加
えられても変形することなく、最終的に何らかの方法で
金属層（１１）から剥離できるものであれば何でもよく
、例えば比較的耐熱性の高い樹脂フィルムや、金属箔等
が挙げられる。

また、金属層（１１）と基材層（１２）を一体化するこ
とは、完全硬化する前の熱硬化型樹脂を金属層（１１）
と密着させながら、適当な温度と時間を加えて、金属層
（１１）と基材層（１２）を接着させることにより行な
う。この一体化方法としては、金属層（１１）にプリプ
レグ（１２ｂ）を重ねて、プレス等で熱圧着させること
により、このプリプレグ（１２ｂ）を基材層（１２）と
して形成する方法、金属層（１１）と基材層（１２）の
間に半硬化状態の接着シート（１２ａ）を配置して、プ
レス等で熱圧着させることにより、基材層（１２）とす
る方法、金属層（１１）をはさみ込んだ金型に熱硬化性
樹脂を注入して熱硬化させてこれを基材層（１２）とす
る、所謂射出成型の方法等が挙げられる。

次に、以上のような基材層（１２）に対して第６図の（
ｂ）に示したように、基材層（１２）の外側からマスク
（１６）の外周に位置する金属層（１１）上の基材層（
１２）に対してルータ−等によりザグリ加工を施し凹部
（１２Ｃ）を形成する。この凹部（１２Ｃ）の深さは、
基材層（１２）の残りの厚みがレーザー光の焦点距離よ
りも小さくなるようにする必要があり、例えば、レーザ
ー光として炭酸ガスレーザーを使用し、その焦点距離が
１、Ｏｍｍの場合には、基材層（１２）の残りの厚みが
１，０ｍｍ以下となる深さの凹部（１２Ｃ）を形成する
必要がある。なお、この凹部（１２ｃ）を形成する手段
としては、ルータ−によるのみならず他の公知の方法に
よっても良い。

次いで、この基材層（１２）の凹部（１２Ｃ）に対して
第６図の（ｃ）に示したように、基材層（１２）側がら
前記金属層（１１）側にレーザー光を照射するのである
。

ここで用いられるレーザー光は、基材層（１２）の切断
を良好に行なうとともに、金属層（１１）に傷をつけな
いようにする必要があるため、金属に対しての反射率の
高い波長のものが望ましい。その点発振波長が１０．６
μｍである炭酸ガスレーザーを用いると、金属層（１１
）を全く傷つけることなく基材層（１２）を切断できる
。

このように、レーザー光によって、凹部（１２Ｃ）に位
置する金属層（１１）上の基材層（１２）を切断するこ
とによって、第６図の（Ｃ）に示すように、マスク（１
６）の外周に、マスク（１６）上の基材層（１２）と他
の基材層（１２）とを確実に分離する溝が形成されるの
である。

このようなマスク（１６）上の外周に位置する溝が形成
されれば、マスク（１６）上に位置すネ基材層（１２）
は、他の基材層（１２）と完全に分離されており、しか
も前述したようにマスク（１６）と金属層（１１）とは
接着されていないため、マスク（１６）は容易に剥離で
きる状態となっているのである。

最後に、基材層（１２）をマスク（１６）とともに金属
層（１１）から剥離すれば、第６図の（ｄ）に示したよ
うに、金属露出部（ＩＩＡ）を有する電子部品搭載用基
板（１０）が形成されるのである。

（発明の作用） このような方法で電子部品搭載用基板（１０）の金属露
出部（ＩＩＡ）を形成すると、次のような作用がある。

金属露出部（ＩＩＡ）となるべき部分において、マスク
（１６）によって基材層（１２）と金属層（１１）との
−体化を阻止する。すなわち、例えば基材層（１２）と
金属層（１１）とを接着させる接着シート（１，２ａ）
として、熱圧着時の樹脂の流れ性が高いものを採用して
も、マスク（１６）の介在によって金属露出部（ＩＩＡ
）の表面に接着シート（１２ａ）の樹脂の流出を防止す
ることが可能なため、耐熱性、耐湿性、耐薬品性などの
性能が優れた接着シート（１２ａ）が採用できる。

また、特に発振波長が１０．６μｍである炭酸ガスレー
ザーを採用すれば、金属に対して反射率の高いレーザー
光が得られ、しかも樹脂やガラスクロス等に関しては良
好な切断ができる。このため、凹部（１２Ｃ）へレーザ
ー光を照射すれば、金属層（１１）を傷つけることなく
、基材層（１２）のみが選択的に切断されるのである。

従って、凹部（１２Ｃ）における基材層（１２）の残り
の厚さが多少変動するような場合でも、レーザー光によ
る切断は、必ず金属層表面までで止められるため、切断
の深さ制御が簡単にしかも正確に行なわれるのである。

さらに、このレーザー光による加工はマスク（１６）の
外周に位置する金属層（１１）上の基材層（１２）の凹
部（１２ｃ）に対して行なえばよく、マスク（１６）上
の基材層（１２）に対しては同等作業をする必要がない
ため、この加工作業は非常に短時間内に完了するもので
ある。

また、このレーザー光による加工は非接触加工であるか
ら、加工作業における工具の損傷を全く無視することが
できるため安定した加工が行なえるのである。

次に、本発明の最も重要な部分である基材層（１２）に
設けられる凹部（１２Ｃ）について説明する。

この凹部（１２Ｃ）は、レーザー光の照射により基材層
（１２）を切断する際に、レーザー光の焦点がぼけて、
基材層（１２）の焦げ付きによる炭化物が生じるのを防
止するために形成されるものであり、レーザー光により
切断する基材層（１２）の実質的な厚みを薄くするため
のものである。従って、この凹部（１２ｃ）を予め形成
しておくことによって、切断すべき基材層（１２）の厚
みをレーザー光の焦点距離よりも小さくし、レーザー光
による基材層（１２）の炭化物が生じないようにして、
炭化物が金属層（１１）に付着するのを防止できるので
ある。よって、この凹部（１２Ｃ）の深さを調節するこ
とにより、基材層（１２）がいかなる厚みであっても炭
化物を発生させることなく当該基材層（１２）を切断す
ることができることになる。

（実施例） 次に、本発明に係る製造方法を図面に示した実施例に従
って詳細に説明する。

実ＪＬ例」。

第１図、第２図、及び第３図の（ａ）〜（ｄ）には、本
発明の実施例１が示しである。

第１図及び第２図に示したものは、複数のアウターリー
ド（１７ａ）の内側に内部接続部（１１Ｃ）を−体向に
形成し、この内部接続部（ＩＩＣ）の両側に基材層（１
２）を一体向に設けることにより、基材層（１２）から
各アウターリード（１７ａ）を突出させるとともに、基
材の少なくともいずれか一方に形成した導体回路（１４
）とアウターリード（１７ａ）とを電気的に接続した電
子部品搭載用基板（１０）である。

この電子部品搭載用基板（１０）は、電子部品（２０）
とアウターリード（１７ａ）との電気的接続を、基材層
（１２）上の導体回路（１４）を介して行なう形式のも
のであり、特に金属層（１１）としてアウターリード（
１７ａ）と内部接続部（ＩＩＣ）とを一体向に形成した
ものを採用している。従って、この電子部品搭載用基板
（１０）においては、金属層（１１）を構成している内
部接続部（ＩＩＣ）の両側に基材層（１２）が一体向に
設けてあり、アウターリード（１７ａ）はこの基材層（
１２）から外方に突出しているのである。そして、この
電子部品搭載用基板（１０）は、基材層（１２）上の導
体回路（１４）と、アウターリード（１７ａ）とを、内
部接続部（ＩＩＣ）を通して設けたスルーホール（１５
）により、電気的に接続しであることを特徴とするもの
である。

この電子部品搭載用基板（１０）の製造方法について第
３図を参照して以下に説明する。

■先ず、リードフレーム材をエツチング加工して形成し
たリードフレーム（１７）　（これは金属層（１１）に
該当するものである）のアウターリード（１７ａ）とな
るべき部分の両面をおおうようにマスク（１６）を配置
し、さらにその外側にプリプレグ、銅箔の順で重ね合わ
せていき、これらをプレスで熱圧着して、積層一体化さ
せる。これによって、第３図の（ａ）に示すように、ア
ウターリード（１７ａ）となるべき部分において、マス
ク（１６）によって基材層（１２）との積層一体化が阻
止されていて、リードフレーム（１７）が基材層（１２
）に埋設された形状の基板が形成される。

この実施例１では、リードフレーム材として厚さ０．２
５ｍｍの銅合金板を使用し、プリプレグとしてガラスク
ロスにビスマレイミドトリアジン樹脂を含浸させて半硬
化状態にした、所謂ガラストリアジンプリプレグを使用
した。また、マスク（１６）としては、厚さ５０μｍの
ポリフェニレンサルファイドフィルム、所謂ＰＰＳを使
用した。

■次に、基材層（１２）表面に形成する導体回路−１７
＝ （１４）とアウターリード（１７ａ）とを電気的に接続
させるためのスルーホール（１５）を、ドリルにより穴
明で形成し、その内壁に銅めっきを施す。

その後、エツチングによって基材層（１２）表面に導体
回路（１４）を形成すると、第３図の（ｂ）に示すよう
な基板が形成される。

■次いで、マスク（１６）の外周に位置するリードフレ
ーム（１７）　（金属層（１１））上の基材層（１２）
の両面に対してルータ−によりザグリ加工を施し、凹部
（１２ｃ）を形成すれば、第３図の（ｃ）に示すような
基板が形成される。

■次いで、炭酸ガスレーザーを用いて、凹部（１２ｃ）
に位置するリードフレーム（１７）　（金属層（１１）
）上の基材層（１２）を切断することによって、マスク
（１６）の外周に当該マスク（１６）上の基材層（１２
）と他の基材層（１２）とを確実に分離する溝を形成す
る。すると、マスク（１６）とアウターリード（１７ａ
）とは接着されていないため、アラターリ−ド（１７ａ
）上のマスク（１６）及び基材層（１２）は他の部分と
完全に分離された状態になる。

裏面からも同様なレーザー加工を施せば、第３図の（ｄ
）に示すような基板が形成される。

■最後に、アウターリード（１７ａ）上のマスク（１６
）及び基材層（１２）を剥離すれば、第１図及び第２図
に示したような電子部品搭載用基板（１０）が形成され
るのである。

このような方法で形成された電子部品搭載用基板（１０
）においては、レーザー光によってアウターリード（１
７ａ）に傷がつけられるようなことはないため、アウタ
ーリード（１７ａ）の折り曲げ強度や引き抜き強度等の
物理的強度に係る性能が劣化されることはない。

また、この方法により製造された電子部品搭載用基板（
１０）のアウターリード（１７ａ）間の絶縁抵抗は、予
め凹部（１２ｃ）を形成せずにレーザー光のみによって
基材層（１２）を切断したものと比較して１オーダーの
向上が確認された。

Ｋ胤■） 次に、本発明の実施例２を第４図及び第５図に従って説
明する。第４図に示す電子部品搭載用基板（１０）は電
子部品（２０）を搭載するための電子部品搭載用凹部（
１３）や、電子部品（２０）から発生した熱を大気中へ
放散させるための放熱部（１８）を有するものであり、
その製造方法について第５図を参照して以下に説明する
。

■先ず、厚さ１．Ｏｍｍのアルミニウム板（ＩＩＢ）の
金属露出部（ＩＩＡ）となるべき部分にマスク（１６）
を配置し、その外側に接着シート（１２ａ）と基材層（
１２）を重ね、プレスで熱圧着して、アルミニウム板（
ＩＩＢ）と基材層（１２）を積層一体化させ、第５図の
（ａ）に示すような基板が形成される。

ここでは、マスク（１６）として厚さ２５μｍのアルミ
ニウム箔を使用し、接着シート（１２ａ）としてエポキ
シ樹脂を主成分とした半硬化状態のフィルムを使用した
。また、基材層（１２）としては、ガラスエポキシプリ
プレグを完全に硬化させたものを使用した。

■次に、マスク（１６）の外周に位置する金属層（１１
）上の基材層（１２）の両面に対してルータ−によリザ
グリ加工を施し、凹部（１２ｃ）を形成すれば、第５図
の（ｂ）に示すような基板が形成される。

■次に、炭酸ガスレーザーを用いて、凹部（１２ｃ）の
外周に位置する金属層（１１）上の基材層（１２）を切
断して、第５図の（ｃ）に示すような基板が形成される
。

■最後に、金属露出部（ＩＩＡ）上のマスク（１６）及
び基材層（１２）を剥離すれば、第５図の（ｄ）に示す
ように、金属層（１１）が露出した電子部品搭載用凹部
や放熱部を有する電子部品搭載用基板（１０）が形成さ
れる。

むろん、この放熱部は電子部品搭載用基板（１０）の両
面に形成することができ、その場合より高い放熱性を得
ることができる。

（発明の効果） 以上詳述した通り、本発明の特徴は、上記実施例にて例
示した如く、 「金属層に対して基材層を一体化して、この基材層から
前記金属層の所定の部分を次の各工程を経て露出させる
ことにより構成される電子部品搭載用基板の製造方法。

（イ）露出部となるべき部分の金属層と基材層との間に
マスクを配置してから、前記金属層に対して前記基材層
を一体化する工程； （ロ）前記マスクの周囲に位置する金属層上の基材層に
対してザグリ加工を施し凹部を形成する工程； （ハ）前記凹部に対して基材層側から前記金属層側にレ
ーザー光を照射し、前記マスクの周囲の基材層を切断す
る工程； （ニ）前記マスク上の基材層をこのマスクとともに剥離
する工程」である。

従って、この発明によれば、レーザー光による切削加工
が部分的であっても、電子部品搭載用基板における金属
露出部の形成を金属層を傷つけることなく、比較的広い
面積にわたって確実かつ短時間に行なうことができると
共に、信頼性の高い電子部品搭載用基板を容易に製造す
ることができるのである。

すなわち、本発明に係る製造方法によれば、電子部品搭
載用基板を構成している金属露出部の形成を確実かつ短
時間内に行なうことができるだけでなく、レーザー光に
よる非接触加工であるから、加工作業における工具の損
傷を全く無視できる。

また、金属露出部となるべき部分にマスクを配置するた
め、金属層と基材層を一体化する時に、金属露出部とな
るべき部分の表面に樹脂が付着することはないから、例
えば熱圧着時の流れ性が比較的高い接着シートを採用す
ることができる。

従って、耐熱性、耐薬品性、耐湿性等の性能が高い接着
シートを用いることができ、結果的には信頼性の高い電
子部品搭載用基板を得ることができる。

さらに、金属に比べて樹脂に対する切断能力が非常に優
れているというレーザー光特性により、基材層が完全に
切断されていても、金属層には傷をつけることがないた
め、切断の深さ制御が確実に行なえるとともに、金属層
の物理的強度に係る性能も劣化させることはない。

加えて、レーザー光で基材層を切断する前に予め凹部を
形成しておき、この凹部に対してレーザー光による切断
を行うようにしているため、基材層の厚みがレーザー光
の焦点距離よりも大きくても、基材層の焦げ付きによる
炭化物の発生を防止することができ、よって、信頼性の
高い電子部品搭載用基板を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る製造方法によって形成した電子部
品搭載用基板の部分拡大平面図、第２図は第１図のｎ−
ｎ線に沿ってみた断面図、第３図の（ａ）〜（ｄ）のそ
れぞれは第１図及び第２図に示した電子部品搭載用基板
の製造途中経過を示す部分拡大断面図、第４図は本発明
に係る製造方法によって形成した別の電子部品搭載用基
板の斜視図、第５図の（ａ）〜（ｄ）のそれぞれは第４
図に示した電４子部品搭載用基板の製造途中経過を示す
部分拡大断面図、第６図の（ａ）〜（ｄ）のそれぞれは
本発明に係る製造方法によって形成したさらに別の電子
部品搭載用基板の製造途中経過を示す部分拡大断面図、
第７図は電子部品搭載用基板の一例を示す断面図である
。 符　　号　　の　　説　　明 １０・・・電子部品搭載用基板、１１・・・金属層、Ｉ
ＩＡ・・・金属露出部、１１Ｃ・・・内部接続部、１２
・・・基材層、１２ａ・・・接着シート、１２ｂ・・・
プリプレグ、１２ｃ・・・凹部、１３・・・電子部品搭
載用凹部、１４・・・導体回路、１５・・・スルーホー
ル、１６・・・マスク、１７・・・リードフレーム、１
７ａ・・・アウターリード、１８・・・放熱部、２０・
・・電子部品。 以　　」二

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　金属層に対して基材層を一体化して、この基材層から
   前記金属層の所定の部分を次の各工程を経て露出させる
   ことにより構成される電子部品搭載用基板の製造方法。 （イ）露出部となるべき部分の金属層と基材層との間に
   マスクを配置してから、前記金属層に対して前記基材層
   を一体化する工程； （ロ）前記マスクの周囲に位置する金属層上の基材層に
   対してザグリ加工を施し凹部を形成する工程； （ハ）前記凹部に対して基材層側から前記金属層側にレ
   ーザー光を照射し、前記マスクの周囲の基材層を切断す
   る工程； （ニ）前記マスク上の基材層をこのマスクとともに剥離
   する工程。