WO2024018674A1 - 基板の製造方法及び基板 - Google Patents

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WO2024018674A1
WO2024018674A1 PCT/JP2023/007016 JP2023007016W WO2024018674A1 WO 2024018674 A1 WO2024018674 A1 WO 2024018674A1 JP 2023007016 W JP2023007016 W JP 2023007016W WO 2024018674 A1 WO2024018674 A1 WO 2024018674A1
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WO
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cavity
substrate
electronic component
resin
polygon
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PCT/JP2023/007016
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English (en)
French (fr)
Inventor
敦 櫻井
Original Assignee
株式会社村田製作所
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Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
Priority to JP2023568123A priority Critical patent/JPWO2024018674A5/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a substrate and a substrate.
  • Patent Document 1 describes a method for manufacturing an electronic component built-in board in which electronic components are built in a plurality of build-up layers.
  • Patent Document 1 discloses a method using laser processing as a method for forming a cavity in which an electronic component is built (see, for example, FIG. 6).
  • Patent Document 1 lists methods for manufacturing cavities such as router processing, dry etching, and desmear processing in addition to laser processing, and it is possible to process cavities by combining these methods (including laser processing). It is also stated that it may be done.
  • the cavity is formed by router processing, the cavity can be formed in a shorter time than by laser processing.
  • router machining has the problem of poor machining accuracy.
  • laser processing and router processing each have advantages and disadvantages, so it is conceivable to use the two methods in combination to compensate for the disadvantages, and Patent Document 1 also describes the combination of multiple processing methods. has been done.
  • Patent Document 1 does not describe how to combine multiple processing methods, and does not indicate a method for simultaneously solving the disadvantages of laser processing and router processing.
  • the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and provides a method for manufacturing a substrate that can form through-hole cavities with high precision and in a short time, and a substrate having through-hole cavities. With the goal.
  • the method for manufacturing a substrate of the present invention includes a step of forming a through cavity in a resin substrate by router processing, and a laser processing step of irradiating a part of the outer edge of the through cavity from one main surface of the resin substrate with a laser beam.
  • a through cavity is provided in the resin substrate, and the outer edge of the through cavity includes an inclined portion whose wall surface is inclined with respect to the thickness direction of the resin substrate, and a wall surface whose wall surface is inclined in the thickness direction of the resin substrate. It has a vertical part which is a plane parallel to the .
  • the present invention it is possible to provide a method for manufacturing a substrate in which a through cavity can be formed accurately and in a short time, and a substrate having a through cavity.
  • FIG. 1A is a top view and a cross-sectional view schematically showing an example of an embodiment of a method for manufacturing a substrate.
  • FIG. 1B is a top view and a cross-sectional view schematically showing an example of an embodiment of a method for manufacturing a substrate.
  • FIG. 1C is a top view and a cross-sectional view schematically showing an example of an embodiment of a method for manufacturing a substrate.
  • FIG. 1D is a top view and a cross-sectional view schematically showing an example of an embodiment of a method for manufacturing a substrate.
  • FIG. 1E is a top view and a cross-sectional view schematically showing an example of an embodiment of a method for manufacturing a substrate.
  • FIG. 2A is a top view and a cross-sectional view schematically showing another example of the embodiment of the substrate manufacturing method.
  • FIG. 2B is a top view and a cross-sectional view schematically showing another example of the embodiment of the substrate manufacturing method.
  • FIG. 2C is a top view and a cross-sectional view schematically showing another example of the embodiment of the substrate manufacturing method.
  • FIG. 3A is a top view and a cross-sectional view schematically showing a form in which electronic components are housed in the substrate shown in FIGS. 2B and 2C.
  • FIG. 3B is an enlarged sectional view of a region P surrounded by a dotted line in the sectional view shown in FIG. 3A.
  • FIG. 3C is a top view schematically showing the positional relationship between the top surface of the electronic component and the outer edge of the through cavity in FIG. 3A.
  • FIG. 3D is a top view schematically showing the positional relationship between the bottom surface of the electronic component and the outer edge of the through cavity in FIG. 3A.
  • FIG. 3E is a sectional view taken along line JJ of the top view shown in FIG. 3A.
  • FIG. 4A is a top view and a cross-sectional view schematically showing another example of the embodiment of the substrate manufacturing method.
  • FIG. 4B is a top view and a cross-sectional view schematically showing another example of the embodiment of the substrate manufacturing method.
  • FIG. 4C is a top view and a cross-sectional view schematically showing another example of the embodiment of the substrate manufacturing method.
  • FIG. 4D is a top view and a cross-sectional view schematically showing a configuration in which electronic components are housed in the substrate shown in FIGS. 4B and 4C.
  • FIG. 4E is a top view and a cross-sectional view schematically showing a form in which electronic components are housed in the substrate shown in FIGS. 4B and 4C.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an example of an electronic component built-in board.
  • FIG. 6A is a process diagram schematically showing an example of a method for manufacturing an electronic component built-in board.
  • FIG. 6A is a process diagram schematically showing an example of a method for manufacturing an electronic component built-in board.
  • FIG. 6B is a process diagram schematically showing an example of a method for manufacturing an electronic component built-in board.
  • FIG. 6C is a process diagram schematically showing an example of a method for manufacturing an electronic component built-in board.
  • FIG. 6D is a process diagram schematically showing an example of a method for manufacturing an electronic component built-in board.
  • FIG. 6E is a process diagram schematically showing an example of a method for manufacturing an electronic component built-in board.
  • FIG. 6F is a process diagram schematically showing an example of a method for manufacturing an electronic component built-in board.
  • FIG. 6G is a process diagram schematically showing an example of a method for manufacturing an electronic component built-in board.
  • FIG. 6H is a process diagram schematically showing an example of a method for manufacturing an electronic component built-in board.
  • FIG. 6I is a process diagram schematically showing an example of a method for manufacturing an electronic component built-in board.
  • the present invention is not limited to the following configuration, and can be modified and applied as appropriate without changing the gist of the present invention.
  • the present invention also includes a combination of two or more of the individual desirable configurations described below.
  • FIG. 1A, FIG. 1B, FIG. 1C, FIG. 1D, and FIG. 1E are a top view and a cross-sectional view schematically showing an example of an embodiment of a method for manufacturing a substrate.
  • 1A, FIG. 1B, FIG. 1C, FIG. 1D, and FIG. 1E are top views and cross-sectional views taken along lines AA, BB, CC, DD, and EE of each top view. It is a combination of
  • FIG. 1A shows the resin substrate 100 before forming the through cavity.
  • the resin substrate 100 shown in FIG. 1A is a double-sided copper-clad substrate in which copper foil 102 is provided on both sides of a resin layer 101.
  • a resin substrate provided with a conductor layer, such as a double-sided copper-clad substrate, is also included in the resin substrate of the present invention.
  • the resin substrate may be a one-sided copper-clad substrate, or may be a resin substrate that is not provided with a conductor layer and is made of only a resin layer.
  • the resin layer 101 is preferably made of a resin material and glass cloth. Further, the resin material is preferably an epoxy resin, a polyimide resin, or an aramid resin.
  • FIG. 1B shows a board in which the step of forming a through cavity in the resin board by router processing has proceeded halfway.
  • FIG. 1C shows a substrate after the step of forming a through cavity by router processing has been completed.
  • a through cavity 110 is formed by router processing.
  • the drill bit diameter used for router processing can be arbitrarily determined depending on the size of the resin substrate and the size of the through cavity, but for example, a drill bit with a diameter of 100 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less can be used.
  • FIG. 1C shows a through cavity 110 having a substantially rectangular shape when viewed from above. The four corners of the through cavity 110 have curved portions (R portions) corresponding to the diameter of the router, and the top view shape of the through cavity 110 is a rectangle with the four corners rounded. .
  • FIG. 1D shows a substrate in which a part of the outer edge of the through cavity has been partially subjected to the laser processing process.
  • FIG. 1E shows the substrate after the laser processing process has been completed.
  • the upper right corner of the through cavity 110 in FIG. 1D shows the line width drawn by the upper right laser machining, which line width is smaller than the diameter of the router in the router machining.
  • the four corners of the through cavity 110 are cut out by laser processing (R portions) so that the four corners of the through cavity 110 are at right angles or approximately at right angles.
  • the through cavity 13 thus formed has a rectangular shape when viewed from above. When forming a through cavity that is rectangular in shape when viewed from above, it would take time to perform all laser processing, but by performing laser processing only on a part of the outer edge of the through cavity, laser processing is possible. The time required can be shortened.
  • the quality of the processing accuracy of the through-hole cavity in which the electronic component is built is evaluated based on whether the electronic component can be positioned well when the electronic component is built-in. For this reason, it is sufficient if the processing accuracy of the parts related to the positioning of the electronic components is good, and the processing accuracy of the parts not related to the positioning of the electronic components is not important. Therefore, by performing laser processing only on a portion of the outer edge of the through-hole cavity that is related to the positioning of the electronic component, sufficient processing accuracy for the cavity can be ensured. Therefore, with the above method, the cavity can be formed with high precision and in a short time.
  • the laser used in the laser processing step is not particularly limited, and CO 2 laser, YAG laser, UV laser, etc. can be used, but UV laser is preferable.
  • the conditions for laser processing are not particularly limited, but may be, for example, the following conditions.
  • the following conditions can be used.
  • Laser type UV laser Beam intensity distribution: Gaussian Beam diameter: ⁇ 20 ⁇ m
  • Oscillation form Pulse oscillation
  • UV laser Beam intensity distribution Top hat Beam diameter: ⁇ 20 ⁇ m
  • Oscillation form Pulse oscillation
  • the position to perform laser processing is preferably the corner of the outer edge of the through cavity, and it is possible to perform laser processing only on the corner of the outer edge of the through cavity without performing laser processing on parts other than the corners of the outer edge. preferable.
  • the shape of the through-hole cavity viewed from above before laser processing is a polygon
  • the outer edge of the through-hole cavity be laser-processed around the corners of the polygon, and the sides of the polygon should not be laser-processed.
  • the polygon is a quadrilateral, and it is preferable that only the four corners of the quadrilateral are laser-processed.
  • the portion subjected to laser processing is an inclined portion whose wall surface is inclined with respect to the thickness direction of the resin substrate, and the portion subjected to laser processing is an inclined portion whose wall surface is inclined with respect to the thickness direction of the resin substrate. It may be a vertical portion that is a plane parallel to the thickness direction.
  • FIGS. 2A, 2B, and 2C are a top view and a cross-sectional view schematically showing another example of the embodiment of the substrate manufacturing method.
  • 2A, FIG. 2B, and FIG. 2C are a combination of a top view and cross-sectional views taken along lines FF, GG, and HH of each top view.
  • FIG. 2A shows the resin substrate 100 before laser processing.
  • This resin substrate 100 is the same as that shown in FIG. 1C.
  • the wall surface of the outer edge 110a of the through cavity 110 is a vertical portion 112 that is parallel to the thickness direction of the resin substrate.
  • a portion where the wall surface of the through cavity is a plane parallel to the thickness direction of the resin substrate is referred to as a vertical portion.
  • FIGS. 2B and 2C show the substrate 11 after laser processing.
  • a part of the outer edge 110a of the through-hole cavity 110 that has been laser-processed is shown as a laser-processed part 121 surrounded by a dotted line.
  • the wall surface of the outer edge 13a of the through cavity 13 forms an inclined portion 122 that is inclined with respect to the thickness direction of the resin substrate.
  • an inclined portion a portion where the wall surface of the through cavity is a surface inclined with respect to the thickness direction of the resin substrate.
  • the irradiation angle of the laser in the laser processing step it is possible to adjust whether or not an inclined portion is formed on the wall surface at the laser processing site. Further, the inclination of the inclined portion can also be adjusted.
  • the laser beam may be irradiated at an angle from the main surface of the resin substrate so as to cancel the formation of the sloped portion, taking into consideration the angle at which the sloped portion is formed.
  • the laser beam should be irradiated at an angle from the main surface of the resin substrate in the opposite direction to cancel the formation of the slope, taking into consideration the angle at which the slope will form.
  • the beam intensity distribution of the beam in the laser processing step it is also possible to adjust whether or not the inclined portion is formed. For example, a Gaussian distribution is used to create a sloped portion, and a top hat distribution is used to create a vertical portion.
  • a through cavity is provided in the resin substrate, and the outer edge of the through cavity has an inclined part whose wall surface is inclined with respect to the thickness direction of the resin substrate, and a wall surface formed of resin.
  • the substrate has a vertical portion that is a plane parallel to the thickness direction of the substrate, and is an example of the substrate of the present invention. That is, the substrate of the present invention can be manufactured by the method of manufacturing a substrate of the present invention. The substrate of the present invention will be explained below.
  • a through cavity is provided in the resin substrate, and the outer edge of the through cavity has an inclined part whose wall surface is inclined with respect to the thickness direction of the resin substrate, and a wall surface whose wall surface is inclined with respect to the thickness direction of the resin substrate. and a vertical portion that is a plane parallel to the direction.
  • FIG. 3A is a top view and a cross-sectional view schematically showing a form in which electronic components are housed in the substrate shown in FIGS. 2B and 2C.
  • FIG. 3A is a combination of a top view and a sectional view taken along line II of the top view.
  • An electronic component 200 is housed in the through cavity 13 of the substrate 11 shown in FIG. 3A.
  • the shape of the electronic component 200 is a rectangular parallelepiped, and the shape of the top surface 201 and bottom surface 202 of the electronic component 200 are both rectangular, and are slightly smaller than the rectangle when the through cavity 13 is viewed from above.
  • the electronic components 200 housed in the substrate 11 are not particularly limited, but include semiconductor components such as a CPU and memory, passive components such as capacitors (for example, multilayer ceramic capacitors (MLCC)), and inductors.
  • FIG. 3B is an enlarged sectional view of a region P surrounded by a dotted line in the sectional view shown in FIG. 3A.
  • FIG. 3C is a top view schematically showing the positional relationship between the top surface of the electronic component and the outer edge of the through cavity in FIG. 3A.
  • FIG. 3D is a top view schematically showing the positional relationship between the bottom surface of the electronic component and the outer edge of the through cavity in FIG. 3A.
  • FIGS. 3C and 3D the four corners of the through cavity 110 are depicted as having curved portions (R portions), but since these are enlarged views, the drawings are depicted as having curved portions.
  • the four corners of the through cavity 110 appear to be approximately right angles. Even if the corners of the through cavity have such small rounded portions, the shape of the through cavity when viewed from above may be considered to be a polygon.
  • the radius of curvature of the corner of the polygon is 30 ⁇ m or less.
  • Such a small radius of curvature is much smaller than the curved portion (R portion) formed by router processing, so it can be clearly distinguished. Further, in the portion where the sloped portion is provided at the corner of the polygon, it is preferable that the radius of curvature of the corner of the polygon is 10 ⁇ m or more. Note that if the corners of the polygon are inclined parts and the radius of curvature is different between the top and bottom surfaces, the size of the through cavity is determined by the larger surface (the position shown in FIG. 3C).
  • the outer edge 13a of the through cavity 13 has an inclined portion 122 whose wall surface is inclined in the thickness direction of the resin substrate.
  • the portion where laser processing is performed on the outer edge of the through cavity can be used as a sloped portion.
  • the first step is to process the router with dimensions such that when the electronic component is housed in the through-hole cavity, there will be a point where the electronic component will come into contact with the outer edge of the through-hole cavity. conduct.
  • the substrate after router processing electronic components cannot be stored in the through cavity because the electronic components come into contact with the outer edge of the through cavity and get caught.
  • Laser processing is then performed on "the location where the electronic component contacts the outer edge of the through cavity" and a portion of the resin substrate is scraped off, allowing the electronic component to be housed in the through cavity.
  • the locations where the electronic component contacts the outer edge of the through cavity which are the locations where the laser processing is performed, are the four corners of the through cavity.
  • FIGS. 3C and 3D show the shortest distance W3 between the electronic component 200 and the outer edge 13a of the through cavity 13 in the vertical portion 112.
  • the substrate 11 in which the inclined portion 122 exists on the outer edge 13a of the through cavity 13 has a surface where the through cavity 13 has a large dimension and a surface where the dimension of the through cavity 13 is small.
  • the upper side of FIG. 3B and the surface shown in FIG. 3C are the surfaces with larger dimensions of the through cavity 13
  • the lower side of FIG. 3B and the surface shown in FIG. 3D are the surfaces with the smaller dimensions of the through cavity 13.
  • the shortest distance W1 between the upper surface 201 of the electronic component 200 and the outer edge 13a of the through cavity 13 is wide and has a margin, so the electronic component 200 can easily enter the through cavity 13.
  • the shortest distance W2 between the bottom surface 202 of the electronic component 200 and the outer edge 13a of the through cavity 13 is narrow, as shown in FIG. 3D. The position becomes difficult to shift within the through cavity 13. That is, positioning of the electronic component 200 becomes easier.
  • the shortest distance W2 is smaller than the shortest distance W3 between the electronic component 200 in the vertical portion 112 and the outer edge 13a of the through cavity 13.
  • Laser processing is performed to such an extent that the shortest distance W2 is smaller than the shortest distance W3.
  • the positioning accuracy of the electronic component 200 within the through cavity 13 is determined depending on the processing accuracy of the processing for obtaining the shortest distance W2. Since the shortest distance W2 is a dimension obtained by the laser-processed inclined portion 122, the positioning accuracy of the electronic component 200 within the through cavity 13 is improved.
  • the radius of curvature of the corner of the through cavity should be set so that the radius of curvature of the corner of the through cavity is the same as the apex of the electronic component drawn when the electronic component is rotated, in the plane where the shortest distance W2 is obtained as shown in FIG. 3D.
  • the radius of curvature is smaller than the radius of curvature of the locus.
  • the shortest distance W2 which is the shorter of the shortest distances between the electronic component and the outer edge of the through cavity in the inclined part, is smaller than the shortest distance W3 between the electronic component and the outer edge of the through cavity in the vertical part.
  • the length of the base of the inclined portion 122 is 10 ⁇ m or less.
  • the length of the bottom of the inclined portion 122 is indicated by a double arrow X. If this length is 10 ⁇ m or less, the difference between the shortest distance W2 between the outer edge 13a of the through cavity 13 and the bottom surface 202 of the electronic component 200 and the shortest distance W1 between the top surface 201 of the electronic component 200 at the inclined portion 122 becomes too large. Therefore, the electronic component 200 is properly housed in the through cavity 13. Further, it is preferable that the length of the base of the inclined portion 122 is 1 ⁇ m or more.
  • the gap between the electronic component and the wall of the through-hole cavity is filled with a resin as a sealant, but if the electronic component is properly housed in the through-hole cavity, the electronic component and The volume of the space between the through cavities is small, and the amount of resin that seals the space is reduced.
  • the amount of resin is small, the stress generated due to the difference in coefficient of thermal expansion between the resin and the electronic component is reduced. Therefore, the warpage of the electronic component-embedded substrate in which the electronic component is housed in the substrate and the through cavity is sealed with the sealing material is reduced.
  • the sealing material The stress applied to the rewiring layer formed thereon can be reduced. Therefore, the reliability of the rewiring layer can be improved.
  • the outer edge of the through cavity has a vertical portion whose wall surface is parallel to the thickness direction of the resin substrate.
  • FIG. 3E is a sectional view taken along line JJ of the top view shown in FIG. 3A.
  • a vertical portion 112 is provided in a portion other than the corner of the through cavity 13 viewed from above.
  • a part of the outer edge of the through cavity 13 only needs to have an inclined part, and the entire outer edge of the through cavity 13 does not need to be an inclined part.
  • the entire outer edge of the through cavity 13 is not a sloped part 122, so the outer edge of the through cavity 13 is provided with a vertical part 112.
  • a portion formed by router processing and not subjected to laser processing can be used as a vertical portion.
  • the size of the through cavity can be, for example, 0.5 mm x 3.0 mm or more and 3.0 mm x 3.0 mm or less.
  • the size of the electronic component accommodated in the through-hole cavity of this size can be, for example, 0.4 mm x 0.2 mm or more and 2.5 mm x 2.5 mm or less. Note that the size of the through cavity is determined on the side where the size of the through cavity is large (the top side of FIG. 3B and the side shown in FIG. 3C).
  • the substrate described so far has a square (rectangular) shape when the through cavity is viewed from above, and slopes are provided at the four corners of the square.
  • this form is suitable for accommodating a rectangular parallelepiped-shaped electronic component, the shape of the board is not limited to this form.
  • the through cavity has a polygonal shape when viewed from above, and that at least one corner of the polygon is provided with an inclined portion.
  • Polygons include, in addition to quadrilaterals, polygons of pentagons or more, such as hexagons, octagons, and dodecagons.
  • a quadrilateral it may be a parallelogram, a rhombus, a square, a trapezoid, etc. in addition to a rectangle.
  • at least one of the corners of the polygon may be provided with a sloped portion to facilitate positioning of the electronic component.
  • the shape of the through cavity when viewed from above may be a shape in which the corners of the above polygon are cut off (chamfered). Furthermore, when the sloped portions are provided at the corners of the polygon, the sloped portions may be provided only at the corners of the polygon.
  • the shape of the through cavity when viewed from above is a polygon, and a slope portion may be provided on a part of the side of the polygon.
  • the position of the sloped part is not limited to the corner of the polygon, but may be provided on the side of the polygon, and by providing the sloped part on the side of the polygon, the positioning of the electronic component is facilitated by the sloped part. You may also do so.
  • a sloped portion is provided on a side of a polygon, the entire side may be the sloped portion, or a part of the side may be the sloped portion, and the side may include both the sloped portion and the vertical portion.
  • the inclined portions may be provided at each corner of the polygon and each side of the polygon.
  • the polygon may be a quadrilateral, and sloped portions may be provided at at least two opposing corners of the quadrilateral. Furthermore, when manufacturing the substrate, laser processing may be performed only on at least two opposing corners of the quadrangle. This form will be explained using the drawings, including a method for manufacturing the substrate.
  • FIGS. 4A, 4B, and 4C are a top view and a cross-sectional view schematically showing another example of the embodiment of the substrate manufacturing method.
  • 4A, FIG. 4B, and FIG. 4C are a combination of a top view and cross-sectional views taken along lines KK, LL, and MM of each top view.
  • the substrates 12 shown in FIGS. 4B and 4C are the same, and the positions of the cross-sectional lines for drawing the cross-sectional views are different.
  • 4D and 4E are a top view and a cross-sectional view schematically showing a form in which electronic components are housed in the substrate shown in FIGS. 4B and 4C.
  • FIGS. 4D and 4E are a combination of a top view and cross-sectional views taken along lines NN and OO of each top view.
  • the substrates 12 shown in FIGS. 4D and 4E are the same, and the positions of the cross-sectional lines for drawing the cross-sectional views are different.
  • FIG. 4A shows the resin substrate 100 before laser processing.
  • the processing pattern of this resin substrate 100 in router processing is different from that shown in FIGS. 1C and 2A.
  • the upper left corner is cut more deeply in the upper left direction
  • the lower right corner is cut more deeply in the lower right direction.
  • the wall surface of the outer edge 110a of the through cavity 110 is a vertical portion 112 that is parallel to the thickness direction of the resin substrate.
  • FIGS. 4B and 4C show the substrate 12 after laser processing.
  • a part of the outer edge 110a of the through cavity 110 where laser processing is performed is shown as a laser processing part 121 surrounded by a dotted line.
  • the laser processed portion 121 is a portion that has been laser processed so that the processed portion becomes an inclined portion 122.
  • Laser processing was performed only on two opposing corners, the lower left corner and the upper right corner, of the rectangular shape of the through cavity viewed from above. Laser processing was not performed on two opposing corners, the upper left corner and the lower right corner, of the rectangular shape of the through cavity viewed from above.
  • the inclined portions 122 are provided at two opposing corners (lower left and upper right) of a quadrilateral (rectangular) shape of the through cavity 13 when viewed from above.
  • FIG. 4E shows the positional relationship between the inclined portion 122 and the electronic component 200 when the electronic component 200 is housed in the through cavity 13. Since the electronic component 200 is housed along the inclined portion 122, positioning of the electronic component 200 becomes easy.
  • the vertical portions 112 are provided at two opposing corners (upper left and lower right) of the quadrilateral (rectangular) shape of the through cavity 13 when viewed from above. Since laser processing is not performed on these two corners, they are cut deeply by router processing in advance so that the electronic component 200 can be accommodated therein.
  • FIG. 4D shows the positional relationship between the vertical portion 112 and the electronic component 200 when the electronic component 200 is housed in the through cavity 13. There is a gap between the vertical portion 112 and the electronic component 200, and the electronic component is housed with a margin.
  • the processing time for laser processing can be shortened. Further, even if the inclined portions are provided only at two corners, the electronic components can be easily positioned.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an example of an electronic component built-in board.
  • an electronic component 200 is housed in the through cavity 13 of the substrate 10 described above, and a sealing material 30 is provided between the outer wall surface of the through cavity 13 and the electronic component 200. and has.
  • a via conductor 40 is connected to the electrode of the electronic component 200 shown on the upper side of FIG. 5, and a first buildup layer 60, which is a rewiring layer, is further connected to the via conductor 40.
  • the first buildup layer 60 has at least one insulating layer 61 and at least one wiring layer 62 stacked alternately.
  • a second buildup layer 70 is provided on the lower surface of the substrate 10, which is the surface opposite to the surface on which the first buildup layer 60 is formed.
  • the second buildup layer 70 also has at least one insulating layer 71 and at least one wiring layer 72 stacked alternately.
  • the wiring layer 62 of the first buildup layer 60 and the wiring layer 72 of the second buildup layer 70 are connected by a through hole 80.
  • the electronic components 200 housed in the substrate 10 in the electronic component built-in board 300 include semiconductor components such as a CPU and memory, capacitors (for example, multilayer ceramic capacitors (MLCC)), and the like, which are exemplified as electronic components housed in the substrate of the present invention.
  • semiconductor components such as a CPU and memory, capacitors (for example, multilayer ceramic capacitors (MLCC)), and the like, which are exemplified as electronic components housed in the substrate of the present invention.
  • capacitors for example, multilayer ceramic capacitors (MLCC)
  • MLCC multilayer ceramic capacitors
  • FIG. 6A, FIG. 6B, FIG. 6C, FIG. 6D, and FIG. 6E are process diagrams schematically showing an example of a method for manufacturing an electronic component built-in board.
  • 6F, FIG. 6G, FIG. 6H, and FIG. 6I are process diagrams schematically showing an example of a method for manufacturing an electronic component built-in board.
  • FIG. 6A shows the resin substrate 100 before forming the through cavity.
  • a through cavity 13 is provided in the resin substrate 100 according to the procedure of the substrate manufacturing method of the invention to obtain the substrate 10 of the invention.
  • a through hole 180 for a through hole is provided during the laser processing step in the step of obtaining the substrate 10.
  • the substrate 10 is placed on the support substrate 210, and the electronic component 200 is further housed in the through cavity 13.
  • the through cavity 13 and the through hole 180 are filled with resin that will become the sealing material 30.
  • a resin layer made of the same material as the sealing material 30 is also provided on the surface opposite to the support substrate 210 to seal (fix) the electronic component 200 within the through cavity 13 .
  • This resin layer becomes the insulating layer 71 of the second buildup layer.
  • the supporting substrate 210 is peeled off by turning it upside down, an insulating layer 61 is provided on the surface of the electronic component 200 on which the electrode 203 is formed, and a via hole 41 is formed by photolithography.
  • the sealing material 30 filled in the through-hole 180 is drilled again by laser processing to allow the through-hole 180 to pass through.
  • plating and etching are performed to form the wiring layer 62, the wiring layer 72, and the through hole 80.
  • a first buildup layer 60 and a second buildup layer 70 are formed.
  • a solder resist layer 63 is formed on the surface of the first buildup layer 60, and a solder resist layer 73 is formed on the surface of the second buildup layer 70.
  • electrode pads 64 and 74 are provided on the outermost surface.
  • the electronic component built-in board 300 is manufactured.
  • the substrate of the present invention it is possible to easily position the electronic component in the through cavity when storing the electronic component, and it is possible to efficiently manufacture the electronic component built-in substrate.
  • a process of forming a through cavity on the resin substrate by router processing A method for manufacturing a substrate, including a laser processing step of irradiating a part of the outer edge of the through cavity with a laser beam from one main surface of the resin substrate.
  • ⁇ 2> The method for manufacturing a substrate according to ⁇ 1>, wherein the drill bit diameter used for the router processing is ⁇ 100 ⁇ m or more and ⁇ 200 ⁇ m or less.
  • ⁇ 3> The method for manufacturing a substrate according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the laser used for the laser processing is a UV laser.
  • a through cavity is provided in the resin substrate, and the outer edge of the through cavity has an inclined portion whose wall surface is inclined with respect to the thickness direction of the resin substrate, and a surface whose wall surface is parallel to the thickness direction.
  • ⁇ 7> The substrate according to ⁇ 5> or ⁇ 6>, wherein the polygon is a quadrilateral, and the inclined portions are provided at at least two opposing corners of the quadrilateral.
  • ⁇ 8> The substrate according to any one of ⁇ 5> to ⁇ 7>, wherein the polygon is a quadrilateral, and the inclined portions are provided at four corners of the quadrilateral.
  • ⁇ 10> The substrate according to any one of ⁇ 5> to ⁇ 8>, wherein a radius of curvature of a corner of the polygon is 30 ⁇ m or less in a portion where the inclined portion is provided at a corner of the polygon.
  • ⁇ 11> The substrate according to any one of ⁇ 4> to ⁇ 10>, wherein the length of the base of the sloped portion is 10 ⁇ m or less in a cross-sectional shape obtained by cutting the sloped portion along the thickness direction.
  • ⁇ 12> The substrate according to any one of ⁇ 4> to ⁇ 11>, wherein the resin substrate has a resin layer, and the resin layer is made of a resin material and glass cloth.
  • the resin material is an epoxy resin, a polyimide resin, or an aramid resin.

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Abstract

樹脂基板１００にルーター加工で貫通キャビティ１１０を形成する工程と、樹脂基板１００の一方の主面から貫通キャビティ１１０の外縁１１０ａのうちの一部にレーザー光を照射するレーザー加工工程を含む基板１０の製造方法。

Description

基板の製造方法及び基板
　本発明は、基板の製造方法及び基板に関する。
　特許文献１には、複数層形成されたビルドアップ層内に電子部品が内蔵された電子部品内蔵基板の製造方法が記載されている。
　特許文献１には、電子部品が内蔵されるキャビティの形成方法として、レーザー加工による方法が開示されている（例えば図６参照）。
特許第４９０６９０３号公報
　レーザー加工によるキャビティの形成は、キャビティの形成に要する加工時間が長いという問題があり、より短時間でキャビティを形成できる方法が望まれている。特許文献１には、キャビティの製造方法として、レーザー加工の他にルーター加工、ドライエッチング、デスミア処理といった方法が挙げられており、これらの方法（レーザー加工を含む）を組み合わせてキャビティを加工することとしてもよいとも記載されている。
　キャビティをルーター加工で形成すると、レーザー加工よりも短時間でキャビティを形成することができる。一方、ルーター加工であると加工精度が粗いという問題があった。
　このようにレーザー加工とルーター加工にはそれぞれ長所と短所があるので、短所を補うために２つの方法を組み合わせて使用することが考えられ、特許文献１にも複数の加工方法を組み合わせることも記載されている。しかしながら、特許文献１には複数の加工方法をどのように組み合わせるのかは記載されておらず、レーザー加工とルーター加工の短所を同時に解決する方法は示されていない。
　本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、貫通キャビティを精度よく、かつ、短時間で形成することができる基板の製造方法、及び、貫通キャビティを有する基板を提供することを目的とする。
　本発明の基板の製造方法は、樹脂基板にルーター加工で貫通キャビティを形成する工程と、前記樹脂基板の一方の主面から前記貫通キャビティの外縁の一部にレーザー光を照射するレーザー加工工程を含む。
　本発明の基板は、樹脂基板に貫通キャビティが設けられており、前記貫通キャビティの外縁には、壁面が樹脂基板の厚さ方向に対して傾斜している傾斜部と、壁面が前記厚さ方向に平行な面である鉛直部とを有する。
　本発明によれば、貫通キャビティを精度よく、かつ、短時間で形成することができる基板の製造方法、及び、貫通キャビティを有する基板を提供することができる。
図１Ａは、基板の製造方法の実施形態の一例を模式的に示す上面図及び断面図である。 図１Ｂは、基板の製造方法の実施形態の一例を模式的に示す上面図及び断面図である。 図１Ｃは、基板の製造方法の実施形態の一例を模式的に示す上面図及び断面図である。 図１Ｄは、基板の製造方法の実施形態の一例を模式的に示す上面図及び断面図である。 図１Ｅは、基板の製造方法の実施形態の一例を模式的に示す上面図及び断面図である。 図２Ａは、基板の製造方法の実施形態の別の一例を模式的に示す上面図及び断面図である。 図２Ｂは、基板の製造方法の実施形態の別の一例を模式的に示す上面図及び断面図である。 図２Ｃは、基板の製造方法の実施形態の別の一例を模式的に示す上面図及び断面図である。 図３Ａは、図２Ｂ及び図２Ｃに示す基板に電子部品を収納した形態を模式的に示す上面図及び断面図である。 図３Ｂは、図３Ａに示す断面図において点線で囲んだ領域Ｐの拡大断面図である。 図３Ｃは、図３Ａにおける電子部品の上面と貫通キャビティの外縁の位置関係を模式的に示す上面図である。 図３Ｄは、図３Ａにおける電子部品の底面と貫通キャビティの外縁の位置関係を模式的に示す上面図である。 図３Ｅは、図３Ａに示す上面図のＪ－Ｊ線断面図である。 図４Ａは、基板の製造方法の実施形態の別の一例を模式的に示す上面図及び断面図である。 図４Ｂは、基板の製造方法の実施形態の別の一例を模式的に示す上面図及び断面図である。 図４Ｃは、基板の製造方法の実施形態の別の一例を模式的に示す上面図及び断面図である。 図４Ｄは、図４Ｂ及び図４Ｃに示す基板に電子部品を収納した形態を模式的に示す上面図及び断面図である。 図４Ｅは、図４Ｂ及び図４Ｃに示す基板に電子部品を収納した形態を模式的に示す上面図及び断面図である。 図５は、電子部品内蔵基板の一例を模式的に示す断面図である。 図６Ａは、電子部品内蔵基板の製造方法の一例を模式的に示す工程図である。 図６Ｂは、電子部品内蔵基板の製造方法の一例を模式的に示す工程図である。 図６Ｃは、電子部品内蔵基板の製造方法の一例を模式的に示す工程図である。 図６Ｄは、電子部品内蔵基板の製造方法の一例を模式的に示す工程図である。 図６Ｅは、電子部品内蔵基板の製造方法の一例を模式的に示す工程図である。 図６Ｆは、電子部品内蔵基板の製造方法の一例を模式的に示す工程図である。 図６Ｇは、電子部品内蔵基板の製造方法の一例を模式的に示す工程図である。 図６Ｈは、電子部品内蔵基板の製造方法の一例を模式的に示す工程図である。 図６Ｉは、電子部品内蔵基板の製造方法の一例を模式的に示す工程図である。
　以下、本発明の基板の製造方法及び基板について説明する。
　しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
［基板の製造方法］
　図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図１Ｄ及び図１Ｅは、基板の製造方法の実施形態の一例を模式的に示す上面図及び断面図である。
　図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図１Ｄ及び図１Ｅは、上面図と、各上面図のＡ－Ａ線、Ｂ－Ｂ線、Ｃ－Ｃ線、Ｄ－Ｄ線及びＥ－Ｅ線断面図の組み合わせである。
　図１Ａには、貫通キャビティを形成する前の樹脂基板１００を示している。図１Ａに示す樹脂基板は１００、樹脂層１０１の両面に銅箔１０２が設けられた両面銅貼基板である。両面銅貼基板のように導体層が設けられた樹脂基板も、本発明の樹脂基板に含まれる。樹脂基板は片面銅貼り基板でもよく、導体層が設けられておらず樹脂層のみからなる樹脂基板であってもよい。
　樹脂層１０１は、樹脂材料とガラスクロスからなることが好ましい。また、樹脂材料はエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、又はアラミド樹脂であることが好ましい。
　図１Ｂには、樹脂基板にルーター加工で貫通キャビティを形成する工程を途中まで進めた基板を示す。図１Ｃには、ルーター加工で貫通キャビティを形成する工程が完了した基板を示す。
　ルーター加工により貫通キャビティ１１０が形成される。ルーター加工に使用するドリルビット径は、樹脂基板のサイズ及び貫通キャビティのサイズによって任意に定めることができるが、例えば、φ１００μｍ以上、φ２００μｍ以下であるものを使用することができる。図１Ｃには上面視した形状が略長方形である貫通キャビティ１１０を示している。貫通キャビティ１１０の４隅には、ルーターの径に対応して曲線となった部分（Ｒ部分）がついており、貫通キャビティ１１０の上面視形状は、４隅がＲ面取りされた形状の長方形である。
　図１Ｄには、貫通キャビティの外縁の一部に対してレーザー加工工程を途中まで進めた基板を示す。図１Ｅには、レーザー加工工程が完了した基板を示す。
　図１Ｄに示す貫通キャビティ１１０の左上隅及び図１Ｅに示す貫通キャビティ１１０の４隅には、貫通キャビティの外縁１１０ａのうちの一部にレーザー加工を行った部位を、点線で囲んだレーザー加工部位１２０として示している。
　図１Ｄの貫通キャビティ１１０の右上隅には、右上レーザー加工により描かれる線幅を示しており、この線幅はルーター加工におけるルーターの径より小さい。レーザー加工工程では、レーザー加工により貫通キャビティ１１０の４隅が曲線となった部分（Ｒ部分）を切り取って、貫通キャビティ１１０の４隅が直角又は略直角になるようにする。このようにして形成された貫通キャビティ１３（図１Ｅ参照）は、上面視した形状が長方形となる。上面視した形状が長方形である貫通キャビティを形成する際に、全てをレーザー加工で行うと時間がかかるが、レーザー加工を貫通キャビティの外縁のうちの一部に対してのみ行うことにより、レーザー加工に要する時間を短くすることができる。
　電子部品が内蔵される貫通キャビティの加工精度の良否は、電子部品が内蔵された場合の電子部品の位置決めが良好に行えるかによって評価される。このことから、電子部品の位置決めに関係する箇所の加工精度が良好であれば充分であり、電子部品の位置決めに関係しない箇所の加工精度は重要ではない。そこで、貫通キャビティの外縁のうちの一部の、電子部品の位置決めに関係する部分に対してのみレーザー加工を行うことで、キャビティとしての加工精度は充分に確保することができる。そのため、上記の方法であると、キャビティを精度よく、かつ、短時間で形成することができる。
　レーザー加工工程で使用するレーザーは特に限定されず、ＣＯ２レーザー、ＹＡＧレーザー、ＵＶレーザー等を使用することができるが、ＵＶレーザーであることが好ましい。
　レーザー加工の条件は特に限定されるものではないが、例えば以下の条件とすることができる。
　例えば、壁面が樹脂基板の厚さ方向に対して傾斜している傾斜部とするレーザー加工の場合は以下の条件とすることができる。
　レーザー種：ＵＶレーザー
　ビーム強度分布：ガウシアン
　ビーム径：φ２０μｍ
　発振形態：パルス発振
　また、壁面が樹脂基板の厚さ方向に平行な面である鉛直部とするレーザー加工の場合は以下の条件とすることができる。
　レーザー種：ＵＶレーザー
　ビーム強度分布：トップハット
　ビーム径：φ２０μｍ
　発振形態：パルス発振
　レーザー加工を行う位置は、貫通キャビティの外縁の隅であることが好ましく、外縁の隅以外の部分にはレーザー加工を行なわずに、貫通キャビティの外縁の隅のみに対してレーザー加工を行うことが好ましい。
　レーザー加工前の貫通キャビティを上面視した形状が多角形である場合、貫通キャビティの外縁において多角形の隅の周辺をレーザー加工し、多角形の辺はレーザー加工しないことが好ましい。多角形は四角形であることが好ましく、四角形の４つの隅のみをレーザー加工することが好ましい。
　本発明の基板の製造方法では、レーザー加工を行った部分を、壁面が樹脂基板の厚さ方向に対して傾斜している傾斜部とし、レーザー加工を行わなかった部分を、壁面が樹脂基板の厚さ方向に平行な面である鉛直部としてもよい。この態様について図面を参照して説明する。
　図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃは、基板の製造方法の実施形態の別の一例を模式的に示す上面図及び断面図である。
　図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃは、上面図と、各上面図のＦ－Ｆ線、Ｇ－Ｇ線、及びＨ－Ｈ線断面図の組み合わせである。
　図２Ａには、レーザー加工前の樹脂基板１００を示している。この樹脂基板１００は図１Ｃに示したものと同じである。図２Ａに示す樹脂基板１００では、そのＦ－Ｆ線断面図に示すように、貫通キャビティ１１０の外縁１１０ａの壁面が樹脂基板の厚さ方向に平行である鉛直部１１２となっている。本明細書では、貫通キャビティの壁面が樹脂基板の厚さ方向に平行な面である部分を鉛直部と呼ぶ。
　図２Ｂ及び図２Ｃには、レーザー加工後の基板１１を示している。図２Ｂ及び図２Ｃには、貫通キャビティ１１０の外縁１１０ａの一部に対してレーザー加工を行った部位を点線で囲んだレーザー加工部位１２１として示している。この基板１１では、レーザー加工部位１２１において、貫通キャビティ１３の外縁１３ａの壁面が樹脂基板の厚さ方向に対して傾斜している傾斜部１２２となっている。本明細書では、貫通キャビティの壁面が樹脂基板の厚さ方向に対して傾斜している面である部分を傾斜部と呼ぶ。
　レーザー加工工程においてレーザーの照射角度を調整することによって、レーザー加工部位において壁面における傾斜部の形成の有無を調整することができる。また、傾斜部の傾きを調整することもできる。樹脂基板の一方の主面からレーザー光を照射する際に、上記主面に直交する向きでレーザー光を照射すると、傾斜部が少し生じる。傾斜部が生じないようにするには、傾斜部が少し生じる角度を考慮して、傾斜部の形成を打ち消すようにレーザー光を樹脂基板の主面から傾けて照射すればよい。また、傾斜部の傾きを大きくするためには、傾斜部が少し生じる角度を考慮して、傾斜部の形成を打ち消す場合と逆の方向に、レーザー光を樹脂基板の主面から傾けて照射すればよい。
　また、レーザー加工工程においてビームのビーム強度分布を変更することにより傾斜部の形成の有無を調整することもできる。傾斜部とするためにはガウシアン分布とし、鉛直部とするためにはトップハット分布とする例が挙げられる。
　図２Ｂ及び図２Ｃに示す基板は、樹脂基板に貫通キャビティが設けられており、貫通キャビティの外縁には、壁面が樹脂基板の厚さ方向に対して傾斜している傾斜部と、壁面が樹脂基板の厚さ方向に平行な面である鉛直部とを有する基板であり、本発明の基板の一例である。すなわち、本発明の基板の製造方法では本発明の基板を製造することができる。
　以下に、本発明の基板について説明する。
［基板］
　本発明の基板は、樹脂基板に貫通キャビティが設けられており、貫通キャビティの外縁には、壁面が樹脂基板の厚さ方向に対して傾斜している傾斜部と、壁面が樹脂基板の厚さ方向に平行な面である鉛直部とを有する。
　図３Ａは、図２Ｂ及び図２Ｃに示す基板に電子部品を収納した形態を模式的に示す上面図及び断面図である。
　図３Ａは、上面図と、上面図のＩ－Ｉ線断面図の組み合わせである。
　図３Ａに示す基板１１の貫通キャビティ１３には、電子部品２００が収納されている。電子部品２００の形状は直方体状であり、電子部品２００の上面２０１及び底面２０２の形状はともに長方形であり、貫通キャビティ１３を上面視した長方形よりも少し小さくなっている。
　基板１１に収納する電子部品２００は特に限定されるものではないが、ＣＰＵ、メモリ等の半導体部品、コンデンサ（例えば積層セラミックコンデンサ（ＭＬＣＣ））、インダクタ等の受動部品が挙げられる。
　図３Ｂは、図３Ａに示す断面図において点線で囲んだ領域Ｐの拡大断面図である。図３Ｃは、図３Ａにおける電子部品の上面と貫通キャビティの外縁の位置関係を模式的に示す上面図である。図３Ｄは、図３Ａにおける電子部品の底面と貫通キャビティの外縁の位置関係を模式的に示す上面図である。
　なお、図３Ｃ及び図３Ｄでは、貫通キャビティ１１０の４隅が曲線となった部分（Ｒ部分）があるように描いているが、拡大図であるために曲線部分があるように描いているものであり、拡大図ではない場合（図３Ａの程度）であれば貫通キャビティ１１０の４隅はほぼ直角として見える。貫通キャビティの隅がこのように小さいＲ部分を有していても、貫通キャビティの上面視形状は多角形とみなしてよい。
　なお、多角形の隅に傾斜部が設けられている部分において、多角形の隅の曲率半径が３０μｍ以下であることが好ましい。このような小さな曲率半径は、ルーター加工により曲線となった部分（Ｒ部分）よりは遥かに小さいので、明確に区別される。
　また、多角形の隅に傾斜部が設けられている部分において、多角形の隅の曲率半径が１０μｍ以上であることが好ましい。
　なお、多角形の隅が傾斜部となっており、曲率半径が上面と底面で異なる場合、貫通キャビティの大きさが大きい方の面（図３Ｃに示す位置）で定める。
　図３Ｂに示すように、貫通キャビティ１３の外縁１３ａには、壁面が樹脂基板の厚さ方向に傾斜している傾斜部１２２が存在する。
　本発明の基板の製造方法により本発明の基板を製造する場合には、貫通キャビティの外縁にレーザー加工が行われた部位を傾斜部とすることができる。
　電子部品の位置決めが良好に行われる基板を製造するためには、まず、電子部品を貫通キャビティに収納した場合に電子部品が貫通キャビティの外縁に接触する箇所が生じるような寸法でのルーター加工を行う。ルーター加工後の基板では、電子部品が貫通キャビティの外縁に接触して引っかかるので電子部品を貫通キャビティに収納することができない。
　そして、「電子部品が貫通キャビティの外縁に接触する箇所」に対してレーザー加工を行い、樹脂基板の一部を削り取ることによって貫通キャビティに電子部品を収納できるようにする。レーザー加工において傾斜部を設けることにより、電子部品が貫通キャビティに入りやすくなり、かつ、電子部品が貫通キャビティの中でずれにくくなる。すなわち、電子部品の位置決め後の移動を抑えることができる。
　そして、レーザー加工を行う箇所である、電子部品が貫通キャビティの外縁に接触する箇所が、貫通キャビティの４隅であることが好ましい。
　図３Ｃには電子部品２００の上面２０１と貫通キャビティ１３の外縁１３ａとの最短距離Ｗ１を示しており、図３Ｄには、電子部品２００の底面２０２と貫通キャビティ１３の外縁１３ａとの最短距離Ｗ２を示している。最短距離Ｗ１及び最短距離Ｗ２は傾斜部における電子部品２００と貫通キャビティ１３の外縁１３ａとの最短距離であり、最短距離Ｗ１が最短距離Ｗ２よりも大きいこととする。また、図３Ｃ及び図３Ｄには、鉛直部１１２における電子部品２００と貫通キャビティ１３の外縁１３ａとの最短距離Ｗ３を示している。
　貫通キャビティ１３の外縁１３ａに傾斜部１２２が存在する基板１１には、貫通キャビティ１３の寸法が大きい面と、小さい面が存在する。図３Ｂの上側及び図３Ｃに示す面が貫通キャビティ１３の寸法が大きい面であり、図３Ｂの下側及び図３Ｄに示す面が貫通キャビティ１３の寸法が小さい面である。電子部品２００を貫通キャビティ１３に収納する際には、貫通キャビティ１３の寸法が大きい面（図３Ｂの上側及び図３Ｃに示す面）から電子部品２００を入れる。この方向から電子部品２００を入れると、電子部品２００の上面２０１と貫通キャビティ１３の外縁１３ａとの最短距離Ｗ１は広く、余裕があるので、電子部品２００が貫通キャビティ１３に入りやすくなる。そして、電子部品２００が貫通キャビティ１３に収納されたときには、図３Ｄに示すように電子部品２００の底面２０２と貫通キャビティ１３の外縁１３ａとの最短距離Ｗ２は狭くなっているので、電子部品２００の位置が貫通キャビティ１３の中でずれにくくなる。すなわち、電子部品２００の位置決めが容易になる。
　最短距離Ｗ２は、鉛直部１１２における電子部品２００と貫通キャビティ１３の外縁１３ａとの最短距離Ｗ３よりも小さくなっている。レーザー加工では最短距離Ｗ２が最短距離Ｗ３よりも小さくなる程度にレーザー加工を行うようにする。このようにレーザー加工する場合、最短距離Ｗ２を得るための加工の加工精度に依拠して貫通キャビティ１３内での電子部品２００の位置決め精度が決定される。最短距離Ｗ２はレーザー加工された傾斜部１２２により得られる寸法であるので、貫通キャビティ１３内での電子部品２００の位置決め精度が良好になる。
　また、貫通キャビティ内での電子部品の位置決め精度に関して、回転方向（時計回り及び反時計回り）における位置決め精度も確保されることが好ましい。回転方向における位置決め精度を高めるためには、図３Ｄに示す、最短距離Ｗ２が得られる面において、貫通キャビティの隅の角の曲率半径が、電子部品を回転させた場合描かれる電子部品の頂点の軌跡の曲率半径よりも小さくなっていることが好ましい。この関係が成り立つ場合、電子部品が貫通キャビティ内で回転しにくく、回転方向における位置決め精度が良好になる。
　本発明の基板の貫通キャビティの外縁に、壁面が樹脂基板の厚さ方向に対して傾斜している傾斜部が設けられている場合に、貫通キャビティに電子部品を収納した電子部品内蔵基板においては、鉛直部における電子部品と貫通キャビティの外縁との最短距離Ｗ３よりも、傾斜部における電子部品と貫通キャビティの外縁との最短距離のうち短い方の距離である最短距離Ｗ２が小さいことが好ましい。最短距離Ｗ３と最短距離Ｗ２がこのような関係となっていると、電子部品内蔵基板における電子部品の位置決め精度が高くなる。
　傾斜部１２２を樹脂基板の厚さ方向に沿って切断した断面形状において、傾斜部１２２の底辺の長さが１０μｍ以下であることが好ましい。図３Ｂには、傾斜部１２２の底辺の長さを両矢印Ｘで示している。この長さが１０μｍ以下であると、傾斜部１２２における貫通キャビティ１３の外縁１３ａと電子部品２００の底面２０２との最短距離Ｗ２、電子部品２００の上面２０１との最短距離Ｗ１の差が大きくなり過ぎないので、電子部品２００が貫通キャビティ１３にちょうど良く収納される。
　また、傾斜部１２２の底辺の長さが１μｍ以上であることが好ましい。
　電子部品が貫通キャビティに収納された後には、電子部品と貫通キャビティ壁面の隙間に封止材としての樹脂が充填されるが、電子部品が貫通キャビティにちょうど良く収納されていると、電子部品と貫通キャビティの間の空間の体積が小さく、空間を封止する樹脂の量が少なくなる。樹脂の量が少ないと、樹脂と電子部品の熱膨張係数の差に起因して発生する応力が小さくなる。そのため、基板に電子部品を収納して貫通キャビティを封止材で封止した電子部品内蔵基板における反りが小さくなる。
　また、電子部品が貫通キャビティにちょうど良く収納されており、貫通キャビティを封止する樹脂の量が少ない場合、貫通キャビティを封止した後に再配線層（ＲＤＬ）を設けた際に、封止材の上に形成される再配線層に加わる応力を小さくすることができる。そのため、再配線層の信頼性を向上させることができる。
　貫通キャビティの外縁には、壁面が樹脂基板の厚さ方向に平行な面である鉛直部を有する。
　図３Ｅは、図３Ａに示す上面図のＪ－Ｊ線断面図である。基板１１において、貫通キャビティ１３を上面視した形状の隅以外の部分には鉛直部１１２が設けられている。
　電子部品の位置決めを容易にするためには貫通キャビティ１３の外縁の一部に傾斜部があればよく、貫通キャビティ１３の外縁の全体が傾斜部である必要はない。むしろ、電子部品２００を貫通キャビティ１３に入れやすくするためには貫通キャビティ１３の外縁の全体が傾斜部１２２ではないほうが好ましいので、貫通キャビティ１３の外縁には鉛直部１１２を有するようにする。
　本発明の基板の製造方法により本発明の基板を製造する場合には、ルーター加工により形成され、さらにレーザー加工が行われなかった部位を鉛直部とすることができる。
　本発明の基板において、貫通キャビティのサイズは、例えば０．５ｍｍ×３．０ｍｍ以上、３．０ｍｍ×３．０ｍｍ以下、とすることができる。このサイズの貫通キャビティに収納する電子部品のサイズは、例えば０．４ｍｍ×０．２ｍｍ以上、２．５ｍｍ×２．５ｍｍ以下、とすることができる。
　なお、貫通キャビティのサイズは、貫通キャビティの寸法が大きい面（図３Ｂの上側及び図３Ｃに示す面）において定める。
　これまで説明した基板は、貫通キャビティを上面視した形状が四角形（長方形）であり、四角形の４つの隅に傾斜部が設けられているものである。このような形態であると直方体状の電子部品を収納する場合に適しているが、基板の形状はこのような形態に限定されるものではない。
　以下に、本発明の基板における貫通キャビティを上面視した形状の好ましい形態と、傾斜部が設けられる位置の好ましい形態の例について説明する。
　本発明の基板においては、貫通キャビティを上面視した形状が多角形であり、多角形の隅のうちの少なくとも１つに傾斜部が設けられていることが好ましい。
　多角形としては、四角形の他に五角形以上の多角形、例えば六角形、八角形、十二角形等が挙げられる。また、四角形の場合には、長方形の他に平行四辺形、ひし形、正方形、台形等であってもよい。また、多角形の隅のうちの少なくとも１つに傾斜部を設けて、当該傾斜部により電子部品の位置決めを容易にするようにしてもよい。
　また、貫通キャビティを上面視した形状は、上記の多角形の角を切り落とした（面取りした）形状であってもよい。
　また、多角形の隅に傾斜部が設けられる場合、多角形の隅のみに傾斜部が設けられていてもよい。
　本発明の基板においては、貫通キャビティを上面視した形状が多角形であり、多角形の辺の一部に傾斜部が設けられていてもよい。傾斜部の位置は多角形の隅に限定されるものでなく、多角形の辺に設けられていてもよく、多角形の辺に傾斜部を設けて、当該傾斜部により電子部品の位置決めを容易にするようにしてもよい。
　多角形の辺に傾斜部を設ける場合は、当該辺の全体を傾斜部としてもよく、当該辺の一部を傾斜部として、辺としては傾斜部と鉛直部の両方を含むようにしてもよい。
　また、傾斜部を多角形の隅と多角形の辺にそれぞれ設けてもよい。
　本発明の基板においては、多角形が四角形であり、四角形のうちの対向する少なくとも２つの隅に傾斜部が設けられていてもよい。また、基板の製造時において、四角形のうちの対向する少なくとも２つの隅に対してのみレーザー加工が行われてもよい。
　この形態について、当該基板を製造する方法も含めて図面を用いて説明する。
　図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは、基板の製造方法の実施形態の別の一例を模式的に示す上面図及び断面図である。
　図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは、上面図と、各上面図のＫ－Ｋ線、Ｌ－Ｌ線、及びＭ－Ｍ線断面図の組み合わせである。
　図４Ｂ及び図４Ｃに示す基板１２は同じものであり、断面図を描くための断面線の位置が異なる。
　図４Ｄ及び図４Ｅは、図４Ｂ及び図４Ｃに示す基板に電子部品を収納した形態を模式的に示す上面図及び断面図である。
　図４Ｄ及び図４Ｅは、上面図と、各上面図のＮ－Ｎ線、及びＯ－Ｏ線断面図の組み合わせである。
　図４Ｄ及び図４Ｅに示す基板１２は同じものであり、断面図を描くための断面線の位置が異なる。
　図４Ａには、レーザー加工前の樹脂基板１００を示している。この樹脂基板１００は、ルーター加工での加工パターンが図１Ｃ及び図２Ａに示したものとは異なる。図４Ａに示す樹脂基板１００では、左上の隅において左上方向により深く削るように加工しており、右下の隅において、右下方向により深く削るように加工している。
　図４Ａに示す樹脂基板１００では、そのＫ－Ｋ線断面図に示すように、貫通キャビティ１１０の外縁１１０ａの壁面が樹脂基板の厚さ方向に平行である鉛直部１１２となっている。
　図４Ｂ及び図４Ｃには、レーザー加工後の基板１２を示している。図４Ｂ及び図４Ｃには、貫通キャビティ１１０の外縁１１０ａの一部に対してレーザー加工を行った部位を点線で囲んだレーザー加工部位１２１として示している。
　レーザー加工部位１２１は、加工部位が傾斜部１２２となるようにレーザー加工を行った部位である。
　レーザー加工は、貫通キャビティを上面視した形状の四角形のうちの対向する２つの隅である左下及び右上の隅のみに対して行っている。貫通キャビティを上面視した形状の四角形のうちの対向する２つの隅である左上及び右下の隅に対してはレーザー加工を行っていない。
　傾斜部１２２は、貫通キャビティ１３の上面視形状の四角形（長方形）の対向する２つの隅（左下及び右上）に設けられている。
　貫通キャビティ１３に電子部品２００を収納した際の傾斜部１２２と電子部品２００の位置関係を図４Ｅに示している。傾斜部１２２に沿って電子部品２００が収納されるので、電子部品２００の位置決めが容易になる。
　一方、鉛直部１１２は、貫通キャビティ１３の上面視形状の四角形（長方形）の対向する２つの隅（左上及び右下）に設けられている。
　この２つの隅については、レーザー加工を行わないため、あらかじめルーター加工において深く削るようにして、電子部品２００を収納できるようにしている。
　貫通キャビティ１３に電子部品２００を収納した際の鉛直部１１２と電子部品２００の位置関係を図４Ｄに示している。鉛直部１１２と電子部品２００の間には隙間があり、余裕を持って電子部品が収納されている。
　このように、貫通キャビティを上面視した形状の四角形のうちの対向する少なくとも２つの隅に対してのみレーザー加工を行うことで、レーザー加工の加工時間を短縮することができる。また、２つの隅に対してのみ傾斜部が設けられていても、電子部品の位置決めを容易に行うことができる。
　本発明の基板に電子部品を収容して、更に必要な配線層を設けることにより、電子部品内蔵基板とすることができる。以下に、本発明の基板の用途例として、電子部品内蔵基板及び電子部品内蔵基板の製造方法の例について説明する。
［電子部品内蔵基板］
　図５は、電子部品内蔵基板の一例を模式的に示す断面図である。
　図５に示す電子部品内蔵基板３００は、これまで説明した基板１０の貫通キャビティ１３に電子部品２００が収納され、貫通キャビティ１３の外縁の壁面と電子部品２００の間に設けられた封止材３０とを有する。
　図５の上側に示す電子部品２００の電極にはビア導体４０が接続され、さらに、ビア導体４０と接続された、再配線層である第１ビルドアップ層６０が設けられている。
　第１ビルドアップ層６０は、少なくとも１つの絶縁層６１と少なくとも１つの配線層６２とが交互に積層されている。
　また、基板１０の下側の面である、第１ビルドアップ層６０が形成された面とは反対側の面には、第２ビルドアップ層７０が設けられている。第２ビルドアップ層７０も第１ビルドアップ層６０と同様に、少なくとも１つの絶縁層７１と少なくとも１つの配線層７２とが交互に積層されている。
　第１ビルドアップ層６０の配線層６２と、第２ビルドアップ層７０の配線層７２はスルーホール８０により接続されている。
　電子部品内蔵基板３００において基板１０に収納する電子部品２００としては、本発明の基板に収納される電子部品として例示した、ＣＰＵ、メモリ等の半導体部品、コンデンサ（例えば積層セラミックコンデンサ（ＭＬＣＣ））、インダクタ等の受動部品が挙げられる。
［電子部品内蔵基板の製造方法］
　図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、図６Ｄ及び図６Ｅは、電子部品内蔵基板の製造方法の一例を模式的に示す工程図である。また、図６Ｆ、図６Ｇ、図６Ｈ、及び図６Ｉは、電子部品内蔵基板の製造方法の一例を模式的に示す工程図である。
　図６Ａには貫通キャビティを形成する前の樹脂基板１００を示している。
　図６Ｂに示すように、樹脂基板１００に対して、本発明の基板の製造方法の手順により貫通キャビティ１３を設けて本発明の基板１０を得る。基板１０を得る工程におけるレーザー加工工程の際に、スルーホール用貫通穴１８０を設ける。
　図６Ｃに示すように、支持基板２１０の上に基板１０を載置し、さらに貫通キャビティ１３内に電子部品２００を収納する。
　図６Ｄに示すように、封止材３０となる樹脂を貫通キャビティ１３内及びスルーホール用貫通穴１８０に充填する。また、支持基板２１０と反対側の面においても封止材３０と同じ材料の樹脂層を設けて、貫通キャビティ１３内で電子部品２００を封止（固定）する。この樹脂層は第２ビルドアップ層の絶縁層７１となる。
　図６Ｅに示すように、上下反転して支持基板２１０を剥離し、電子部品２００の電極２０３が形成された面に絶縁層６１を設けて、フォトリソグラフィによりビア穴４１を形成する。
　図６Ｆに示すように、スルーホール用貫通穴１８０内に充填された封止材３０に対して再度レーザー加工により穴をあけてスルーホール用貫通穴１８０を貫通させる。
　図６Ｇに示すように、めっき及びエッチングを行って、配線層６２、配線層７２及びスルーホール８０を形成する。この過程で第１ビルドアップ層６０及び第２ビルドアップ層７０が形成される。
　図６Ｈに示すように、第１ビルドアップ層６０の表面にソルダーレジスト層６３を、第２ビルドアップ層７０の表面にソルダーレジスト層７３をそれぞれ形成する。
　図６Ｉに示すように、最表面に電極パッド６４及び電極パッド７４を設ける。
　上記工程により、電子部品内蔵基板３００が製造される。
　本発明の基板を用いると、電子部品の収納時に貫通キャビティ内への電子部品の位置決めを容易に行うことができ、電子部品内蔵基板を効率よく製造することができる。
本明細書には、以下の内容が開示されている。
＜１＞
　樹脂基板にルーター加工で貫通キャビティを形成する工程と、
　前記樹脂基板の一方の主面から前記貫通キャビティの外縁のうちの一部にレーザー光を照射するレーザー加工工程を含む、基板の製造方法。
＜２＞
　前記ルーター加工に使用するドリルビット径が、φ１００μｍ以上、φ２００μｍ以下である、＜１＞に記載の基板の製造方法。
＜３＞
　前記レーザー加工に使用するレーザーがＵＶレーザーである＜１＞又は＜２＞に記載の基板の製造方法。
＜４＞
　樹脂基板に貫通キャビティが設けられており、前記貫通キャビティの外縁には、壁面が樹脂基板の厚さ方向に対して傾斜している傾斜部と、壁面が前記厚さ方向に平行な面である鉛直部とを有する基板。
＜５＞
　前記貫通キャビティを上面視した形状が多角形であり、前記多角形の隅のうちの少なくとも１つに前記傾斜部が設けられている＜４＞に記載の基板。
＜６＞
　前記多角形の辺の一部に前記傾斜部が設けられている＜５＞に記載の基板。
＜７＞
　前記多角形が四角形であり、前記四角形のうちの対向する少なくとも２つの隅に前記傾斜部が設けられている＜５＞又は＜６＞に記載の基板。
＜８＞
　前記多角形が四角形であり、前記四角形の４つの隅に前記傾斜部が設けられている＜５＞～＜７＞のいずれか１つに記載の基板。
＜９＞
　前記多角形の隅のみに前記傾斜部が設けられている＜５＞～＜８＞のいずれか１つに記載の基板。
＜１０＞
　前記多角形の隅に前記傾斜部が設けられている部分において、前記多角形の隅の曲率半径が３０μｍ以下である、＜５＞～＜８＞のいずれか１つに記載の基板。
＜１１＞
　前記傾斜部を前記厚さ方向に沿って切断した断面形状において前記傾斜部の底辺の長さが１０μｍ以下である、＜４＞～＜１０＞のいずれか１つに記載の基板。
＜１２＞
　前記樹脂基板は樹脂層を有し、前記樹脂層は樹脂材料とガラスクロスからなる＜４＞～＜１１＞のいずれか１つに記載の基板。
＜１３＞
　前記樹脂材料はエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、又はアラミド樹脂である＜１２＞に記載の基板。
　１０、１１、１２　基板
　１３　貫通キャビティ（レーザー加工後）
　１３ａ　貫通キャビティの外縁
　３０　封止材
　４０　ビア導体
　４１　ビア穴
　６０　第１ビルドアップ層
　６１　絶縁層
　６２　配線層
　６３　ソルダーレジスト層
　６４　電極パッド
　７０　第２ビルドアップ層
　７１　絶縁層
　７２　配線層
　７３　ソルダーレジスト層
　７４　電極パッド
　８０　スルーホール
　１００　樹脂基板
　１０１　樹脂層
　１０２　銅箔
　１１０　貫通キャビティ（ルーター加工後）
　１１０ａ　貫通キャビティの外縁
　１１２　鉛直部
　１２０、１２１　レーザー加工部位　　　
　１２２　傾斜部
　１８０　スルーホール用貫通穴
　２００　電子部品
　２０１　電子部品の上面
　２０２　電子部品の底面
　２０３　電子部品の電極
　２１０　支持基板
　３００　電子部品内蔵基板

 

Claims (13)

  1. 　樹脂基板にルーター加工で貫通キャビティを形成する工程と、
    　前記樹脂基板の一方の主面から前記貫通キャビティの外縁のうちの一部にレーザー光を照射するレーザー加工工程を含む、基板の製造方法。
  2. 　前記ルーター加工に使用するドリルビット径が、φ１００μｍ以上、φ２００μｍ以下である、請求項１に記載の基板の製造方法。
  3. 　前記レーザー加工に使用するレーザーがＵＶレーザーである請求項１又は２に記載の基板の製造方法。
  4. 　樹脂基板に貫通キャビティが設けられており、前記貫通キャビティの外縁には、壁面が樹脂基板の厚さ方向に対して傾斜している傾斜部と、壁面が前記厚さ方向に平行な面である鉛直部とを有する基板。
  5. 　前記貫通キャビティを上面視した形状が多角形であり、前記多角形の隅のうちの少なくとも１つに前記傾斜部が設けられている請求項４に記載の基板。
  6. 　前記多角形の辺の一部に前記傾斜部が設けられている請求項５に記載の基板。
  7. 　前記多角形が四角形であり、前記四角形のうちの対向する少なくとも２つの隅に前記傾斜部が設けられている請求項５又は６に記載の基板。
  8. 　前記多角形が四角形であり、前記四角形の４つの隅に前記傾斜部が設けられている請求項５～７のいずれかに記載の基板。
  9. 　前記多角形の隅のみに前記傾斜部が設けられている請求項５～８のいずれかに記載の基板。
  10. 　前記多角形の隅に前記傾斜部が設けられている部分において、前記多角形の隅の曲率半径が３０μｍ以下である、請求項５～８のいずれかに記載の基板。
  11. 　前記傾斜部を前記厚さ方向に沿って切断した断面形状において前記傾斜部の底辺の長さが１０μｍ以下である、請求項４～１０のいずれかに記載の基板。
  12. 　前記樹脂基板は樹脂層を有し、前記樹脂層は樹脂材料とガラスクロスからなる請求項４～１１のいずれかに記載の基板。
  13. 　前記樹脂材料はエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、又はアラミド樹脂である請求項１２に記載の基板。

     
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