JP2007019516A - 電子部品を内蔵した配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品に位置決め手段を形成し、この位置決め手段と対応する収容孔を配線基板に形成することにより、配線基板の信頼度を高められる、電子部品内蔵配線基板の製造方法の提供。
【解決手段】絶縁部材、および下面に位置決め手段が設けられた電子部品を準備する工程と、この位置決め手段と対応する実装孔を絶縁部材に設ける工程と、位置決め手段が実装孔に合わせられるように、電子部品を絶縁部材に実装する工程と、電子部品を覆うように、接着剤の塗布された銅箔を絶縁部材に設置する工程と、銅箔を加熱および／または加圧する工程と、電子部品と電気的に連結されるように、銅箔にビアホールを設け、銅箔に回路を形成する工程とを含む、電子部品を内蔵した配線基板の製造方法を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、配線基板の製造方法に係り、より詳しくは、電子部品を内蔵した配線基板の信頼度を高められる、電子部品内蔵配線基板の製造方法に関する。

配線基板は、各種電子装置に適用される部品であって、電子部品を実装する基材となるのは勿論のこと、実装された各電子部品を電気的に連結する役割と共に、電子部品を固定する役割もする。近年、電子装置の複雑化などに伴い配線基板の役割が増加しており、これと対応して配線基板を多数積層して多層配線基板を形成し、あるいはその内部に電子部品などを実装して集積度を高めている。

現在、配線基板内に電子部品などを実装する製造技術に関する発明が多く出現している。その一例として、図６Ａ〜図６Ｅには、特許文献１に開示された「多層プリント配線板の製造方法」が示されている。

従来の技術の配線板の製造方法は、まず、図６Ａに示すように、コア基板３０にチップ収容用通孔３２を形成し、通孔３２の下端の開口部にはテーパー３２ａを設ける。

次に、図６Ｂに示すように、コア基板３０の通孔３２の下面にＵＶテープ４０を付着させる。

その次、図６Ｃに示すように、コア基板３０に形成された通孔３２のＵＶテープ４０上に、ダイパッド３８がＵＶテープ４０の接着面に接するように、チップ２０を実装する。

次いで、図６Ｄに示すように、コア基板３０の通孔３２内に充填剤４１を充填する。その後、減圧して充填剤４１中の気泡抜きを行う。

最後に、図６Ｅに示すように、ステンレスプレス板１００Ａ、１００Ｂによってコア基板３０を上下方向に加圧及び／または加熱する。

ところが、上述した構成を有する従来の技術の製造方法は、チップ２０を、ＵＶテープ４０の接着面に仮接着された状態で充填剤４１の硬化によってコア基板３０に固定されるように実装するため、チップ２０をＵＶテープ４０に実装するとき、所望の位置に正確に実装し難いうえ、正確に実装した後にも充填剤４１の充填過程でチップ２０が揺れ、ひいては実装位置から離脱する場合があって配線基板の信頼度を阻害させるという問題点があった。

特開２００２−２４６７５７号公報

そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、電子部品に位置決め手段を形成し、この位置決め手段と対応する収容孔を配線基板に形成することにより、配線基板の信頼度を高められる、配線基板の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、（ａ）絶縁部材、および下面に位置決め手段が設けられた電子部品を準備する工程と、（ｂ）この位置決め手段と対応する実装孔を絶縁部材に設ける工程と、（ｃ）位置決め手段が実装孔に合わせられるように、電子部品を絶縁部材に実装する工程と、（ｄ）電子部品を覆うように、接着剤の塗布された銅箔を絶縁部材に設置する工程と、（ｅ）銅箔を加熱および／または加圧する工程と、（ｆ）電子部品と電気的に連結されるように、銅箔にビアホールを設け、銅箔に回路を形成する工程とを含むことを特徴とする、電子部品を内蔵した配線基板の製造方法を提供する。

また、本発明は、（ａ）絶縁部材、及び下面に位置決め手段が設けられた電子部品を準備する工程と、（ｂ）この位置決め手段と対応する実装孔を絶縁部材に設ける工程と、（ｃ）位置決め手段が実装孔に合わせられるように、電子部品を絶縁部材に実装する工程と、（ｄ）電子部品を覆うように、絶縁部材の両面に層間接着材を設置する工程と、（ｅ）層間接着材の両面に銅箔を設置する工程と、（ｆ）銅箔を加熱および／または加圧する工程と、（ｇ）電子部品と電気的に連結されるように、銅箔にビアホールを設け、銅箔に回路を形成する工程とを含むことを特徴とする、電子部品を内蔵した配線基板の製造方法を提供する。ここで、層間接着材は、プリプレグとし、或いは固相または液相の材料から構成してもよい。

本発明の製造方法は、絶縁部材を樹脂、プリプレグまたは金属コアで製造してもよい。

また、位置決め手段は、電子部品と電気的に連結される金属パッドであり、あるいは電子部品と電気的に断絶される位置決め突起であってもよい。

本発明の配線基板の製造方法によれば、絶縁部材に設けられた実装孔と、電子部品に設けられた実装孔に対応する位置決め手段を媒介として、絶縁部材に電子部品を固定されるように実装することにより、配線基板の製造の際に電子部品の揺れ或いは位置ずれが発生しないため、配線基板の信頼度を大幅高めることができる。

また、本発明によれば、電子部品全体ではなく、その下面に設けられた位置決め手段のみが絶縁部材の実装孔に挿入されるため、絶縁部材に実装孔を大きく形成する必要がなくて実装孔の許容誤差を減らすことができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例に係る電子部品内蔵配線基板の製造方法について詳細に説明する。

まず、図１および図２Ａ〜図２Ｆを参照して、本発明の一実施例に係る配線基板の製造方法について説明する。

図１に示すように、本発明の一実施例に係る配線基板の製造方法は、絶縁部材、および下面に位置決め手段が設けられた電子部品を準備する工程（Ｓ１１０）と、絶縁部材に実装孔を設ける工程（Ｓ１２０）と、電子部品の下面に設けられた位置決め手段が実装孔に合わせられるように、絶縁部材に電子部品を実装する工程（Ｓ１３０）と、接着剤の塗布された銅箔を絶縁部材に設置する工程（Ｓ１４０）と、銅箔の両面を加熱及び／または加圧する工程（Ｓ１５０）と、銅箔と電子部品とが電気的に連結されるように、ビアホールを設け、銅箔に回路を形成する工程（Ｓ１６０）とを含む。

図１の構成を有する本実施例の製造方法を、図２Ａ〜図２Ｆを参照して詳細に説明する。

まず、図２Ａに示すように、絶縁部材１０１を準備する。

次いで、図２Ｂに示すように、絶縁部材１０１に所定のサイズの孔１０２、具体的に電子部品が実装される実装孔１０２を設ける。この際、実装孔１０２は、数値制御ドリルなどの所定のドリルを用いてドリリングすることにより設けられ、所望のサイズを持つように適切なドリル刃が選択されて使用される。

絶縁部材１０１は、ガラス繊維などに樹脂を浸透させた半硬化性資材のプリプレグ(prepreg)を素材として製造する。本実施例では、絶縁部材１０１の素材としてプリプレグを用いたが、これとは異なり、絶縁部材を硬化性樹脂のみで製造し或いは金属コアで製造してもよい。

その後、図２Ｃに示すように、絶縁部材１０１に電子部品１０３を実装する。この際、位置決め手段として電子部品１０３の下面に設けられたパッド１０４が、絶縁部材１０１に設けられた実装孔１０２に正確に合わせられるように、電子部品１０３が絶縁部材１０１に実装される。

位置決め手段としてのパッド１０４は、多数、好ましくは２つ以上を形成することがよく、本実施例では３つを形成した。パッド１０４は、電子部品１０３の下面に金属などの形で形成し、電子部品１０３と電気的に連結される。

図面では、電子部品として単層の集積チップを実装した状態を示したが、これとは異なり、多数の集積チップが積層された積層チップを実装してもよい。この場合、後で設置される層間接着材を厚い固相にし、あるいは粘度の良い液相を用いて電子部品の厚さに塗布することが好ましい。

次いで、図２Ｄに示すように、一面に樹脂が塗布された銅箔１０５を絶縁部材１０１の両面に設置する。この際、上部の銅箔１０５は、絶縁部材１０１に実装される電子部品１０３の上面に接するように実装され、下部の銅箔１０５は、絶縁部材１０１の下面に接するように実装される。

その次、図２Ｅに示すように、銅箔１０５の両面を矢印方向にＶプレスなどの所定の加圧手段を用いて加圧し、および／または所定の加熱手段を用いて加熱する。

加圧手段の加圧によって絶縁部材１０１に銅箔１０５が強く結合する。この際、銅箔１０５に塗布された樹脂によって電子部品１０３への伝達加圧力が防止されるため、電子部品１０３が損傷することはない。また、電子部品１０３の位置決め手段としてのパッド１０４が絶縁部材１０１の実装孔１０２に正確に合わせられるように、電子部品１０３が絶縁部材１０１に実装されているため、加圧工程の際に電子部品１０３が左右に揺れ、あるいは原位置から離脱するという問題がなくなる。

また、加熱手段の加熱によって銅箔１０５に塗布されていた樹脂が溶融されながら、電子部品１０３の外面を全て覆うと同時に実装孔１０２が充填され、これにより電子部品１０３が外部と完全に遮断される。

次に、図２Ｆに示すように、電子部品１０３と銅箔１０５とが電気的に連結されるように、ビアホール１０７、１０８を設け、その内壁に銅メッキを施す。ビアホール１０７、１０８の加工は、所定のドリリングを用いて加工し、加工中に発生する各種の汚染と異物は、デスミア(desmear)によって除去する。ビアホール１０７、１０８の内壁の銅メッキは、無電解メッキによってホールの内壁に導電性を与え、電解銅メッキによってホールの内壁に厚い銅メッキ皮膜を形成する。

また、所定の工程を経て銅箔１０５に所望の回路１０９を形成する。回路１０９を形成する過程は、一般に知られている方法を使用するため、詳細な説明は省略する。

次いで、図３及び図４Ａ〜図４Ｇを参照して、本発明の他の実施例に係る配線基板の製造方法について説明する。

図３に示すように、本発明の他の実施例に係る配線基板の製造方法は、絶縁部材、および下面に位置決め手段が設けられた電子部品を準備する工程（Ｓ２１０）と、絶縁部材に実装孔を設ける工程（Ｓ２２０）と、電子部品の下面に設けられた位置決め手段が実装孔に合わせられるように、絶縁部材に電子部品を実装する工程（Ｓ２３０）と、絶縁部材の両面に層間接着材を設置する工程（Ｓ２４０）と、層間接着材の両面に銅箔を設置する工程（Ｓ２５０）と、銅箔の両面を加熱および／または加圧する工程（Ｓ２６０）と、銅箔と電子部品とが電気的に連結されるように、ビアホールを設け、銅箔に回路を形成する工程（Ｓ２７０）とを含む。

図３の構成を有する本実施例の製造方法を図４Ａ〜図４Ｇを参照して詳細に説明する。

まず、図４Ａに示すように、絶縁部材２０１を準備する。

次いで、図４Ｂに示すように、絶縁部材２０１に所定のサイズの孔２０２、具体的に電子部品の実装される実装孔２０２を形成する。この際、実装孔２０２は、数値制御ドリルなどの所定のドリルを用いてドリリングすることにより設けられ、所望のサイズを持つように適切なドリル刃が選択されて使用される。

絶縁部材２０１は、ガラス繊維などに樹脂を浸透させた半硬化性資材のプリプレグを素材として製造する。本実施例では、絶縁部材２０１の素材としてプリプレグを用いたが、これとは異なり、絶縁部材を硬化性樹脂のみで製造し或いは金属コアで製造してもよい。

その後、図４Ｃに示すように、絶縁部材２０１に電子部品２０３を実装する。この際、位置決め手段として電子部品２０３の下面に設けられたパッド２０４が、絶縁部材２０１に設けられた実装孔２０２に正確に合わせられるように、電子部品２０３が絶縁部材２０１に実装される。

位置決め手段としてのパッド２０４は、多数、好ましくは２つ以上を形成することがよく、本実施例では３つを形成した。パッド２０４は、電子部品２０３の下面に金属などの形で設けられ、電子部品２０３と電気的に連結される。

図面では、電子部品として単層の集積チップを実装した状態を示したが、これとは異なり、多数の集積チップが積層された積層チップを実装してもよい。この場合、後で設置される層間接着材を厚い固相にし、或いは非常に粘性のある（highly viscous）液相を用いて電子部品の厚さに塗布することが好ましい。

次いで、図４Ｄに示すように、絶縁部材２０１の両面に層間接着材２０５を設置する。この際、上部の層間接着材２０５は、絶縁部材２０１に実装された電子部品２０３の上面に接するように実装され、下部の層間接着材２０５は、絶縁部材２０１の下面に接するように実装される。

層間接着材２０５は、樹脂、或いは固相および／又は液相の接着剤を使用することができ、本実施例ではプリプレグを使用した。

その後、図４Ｅに示すように、層間接着材２０５の両面に銅箔２０６を設置する。銅箔２０６は、銅の圧延などによって数十〜数百μｍの厚さに薄く加工される銅で形成される。

次に、図４Ｆに示すように、銅箔２０６の両面を矢印方向にＶプレスなどの所定の加圧手段を用いて加圧し、および／又は所定の加熱手段を用いて加熱する。

加圧手段の加圧によって絶縁部材２０１に銅箔２０６が強く結合する。この際、層間接着材２０５によって電子部品２０３への伝達加圧力が防止されるため、電子部品２０３が損傷することはない。また、電子部品２０３の位置決め手段としてのパッド２０４が絶縁部材２０１の実装孔２０２に正確に合わせられるように、電子部品２０３が絶縁部材２０１に実装されているため、加圧工程の際に電子部品２０３が左右に揺れ、あるいは原位置から離脱するという問題がなくなる。

また、加熱手段の加熱によって層間接着材２０５が溶融されながら、電子部品２０３の外面を全て覆うと同時に実装孔２０２が充填され、これにより電子部品２０３が外部と完全に遮断される。

次いで、図４Ｇに示すように、電子部品２０３と銅箔２０６とが電気的に連結されるように、ビアホール２０７、２０８を設け、その内壁に銅メッキを施す。ビアホール２０７、２０８の加工は、所定のドリリングを用いて加工し、加工中に発生する各種の汚染と異物は、デスミアによって除去する。ビアホール２０７、２０８の内壁の銅メッキは、無電解メッキによってホールの内壁に導電性を与え、電解銅メッキによってホールの内壁に厚い銅メッキ皮膜を形成する。

また、所定の工程を経て銅箔２０６に所望の回路２０９を形成する。回路２０９を形成する過程は、一般に知られている方法を使用するため、詳細な説明は省略する。

上述した実施例では、電子部品の位置を決める手段として、電子部品に半田付けられる金属パッドを使用したが、これとは異なり、プラスチック素材または樹脂素材を用いて位置決め手段を形成してもよく、これを図５に示した。

図５に示すように、絶縁部材１０１に電子部品１０３を実装する。この際、電子部品１０３の下面には、電子部品１０３と電気的に連結される多数、ここでは３つの金属パッド１０４を形成し、この金属パッド１０４の外郭には電子部品１０３の位置を決めるための位置決め突起１０４ａを絶縁部材１０１の実装孔（図示せず）に合わせて形成する。位置決め突起１０４ａは、プラスチックまたは樹脂で製造することができるが、ここでは熱によって容易に溶融されるプラスチックで製造した。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかである。

本発明の好適な一実施例に係る配線基板の製造方法の概略順序図である。 図１の配線基板の製造方法を示す概略工程図である。 図１の配線基板の製造方法を示す概略工程図である。 図１の配線基板の製造方法を示す概略工程図である。 図１の配線基板の製造方法を示す概略工程図である。 図１の配線基板の製造方法を示す概略工程図である。 図１の配線基板の製造方法を示す概略工程図である。 本発明の好適な他の実施例に係る配線基板の製造方法を示す概略順序図である。 図３の配線基板の製造方法を示す概略工程図である。 図３の配線基板の製造方法を示す概略工程図である。 図３の配線基板の製造方法を示す概略工程図である。 図３の配線基板の製造方法を示す概略工程図である。 図３の配線基板の製造方法を示す概略工程図である。 図３の配線基板の製造方法を示す概略工程図である。 図３の配線基板の製造方法を示す概略工程図である。 本発明の変形実施例に係る配線基板を示す概略図である。 従来の技術の配線基板の製造方法を示す工程図である。 従来の技術の配線基板の製造方法を示す工程図である。 従来の技術の配線基板の製造方法を示す工程図である。 従来の技術の配線基板の製造方法を示す工程図である。 従来の技術の配線基板の製造方法を示す工程図である。

符号の説明

１０１、２０１ 絶縁部材
１０２、２０２ 実装孔
１０３、２０３ 電子部品
１０４、２０４ 位置決め突起
１０５ 樹脂塗布銅箔
２０５ 層間接着材
２０６ 銅箔

Claims (7)

1. （ａ）絶縁部材、および下面に位置決め手段が設けられた電子部品を準備する工程と、
   （ｂ）前記絶縁部材に前記位置決め手段と対応する実装孔を設ける工程と、
   （ｃ）前記位置決め手段が前記実装孔に合わせられるように、前記電子部品を前記絶縁部材に実装する工程と、
   （ｄ）前記電子部品を覆うように、接着剤の塗布された銅箔を前記絶縁部材に設置する工程と、
   （ｅ）前記銅箔を加熱および／または加圧する工程と、
   （ｆ）前記電子部品と電気的に連結されるように、前記銅箔にビアホールを設け、前記銅箔に回路を形成する工程とを含むことを特徴とする、電子部品を内蔵した配線基板の製造方法。
2. （ａ）絶縁部材、及び下面に位置決め手段が設けられた電子部品を準備する工程と、
   （ｂ）前記絶縁部材に前記位置決め手段と対応する実装孔を設ける工程と、
   （ｃ）前記位置決め手段が前記実装孔に合わせられるように、前記電子部品を前記絶縁部材に実装する工程と、
   （ｄ）前記電子部品を覆うように、前記絶縁部材の両面に層間接着材を設置する工程と、
   （ｅ）前記層間接着材の両面に銅箔を設置する工程と、
   （ｆ）前記銅箔を加熱および／または加圧する工程と、
   （ｇ）前記電子部品と電気的に連結されるように、前記銅箔にビアホールを設け、前記銅箔に回路を形成する工程とを含むことを特徴とする、電子部品を内蔵した配線基板の製造方法。
3. 前記層間接着材は、プリプレグであることを特徴とする、請求項２に記載の配線基板の製造方法。
4. 前記層間接着材は、固相または液相であることを特徴とする、請求項２に記載の配線基板の製造方法。
5. 前記絶縁部材は、樹脂、プリプレグまたは金属コア(metal core)で製造されることを特徴とする、請求項１または２に記載の配線基板の製造方法。
6. 前記位置決め手段は、前記電子部品と電気的に連結される金属パッドであることを特徴とする、請求項１または２に記載の配線基板の製造方法。
7. 前記位置決め手段は、前記電子部品と電気的に断絶される位置決め突起であることを特徴とする、請求項１または２に記載の配線基板の製造方法。
   

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