JP2015050309A

JP2015050309A - 配線基板の製造方法

Info

Publication number: JP2015050309A
Application number: JP2013180767A
Authority: JP
Inventors: 大祐鳴海; Daisuke Narumi
Original assignee: Kyocera Circuit Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Circuit Solutions Inc
Priority date: 2013-08-31
Filing date: 2013-08-31
Publication date: 2015-03-16
Also published as: TW201524297A; CN104427775A; US20150059170A1; US9655248B2; KR20150026901A

Abstract

【課題】絶縁信頼性の高い配線基板を提供することを課題とする。
【解決手段】中央部にキャビティ形成領域Ｘおよび外周部にキャビティ形成領域Ｘを取り囲む配線形成領域Ｙを有する絶縁層１ａと、第１金属箔Ｍ１および第２金属箔Ｍ２が分離可能に密着されて成る分離可能金属箔Ｍとを準備する工程と、分離可能金属箔Ｍを絶縁層１ａの少なくとも下面側に第１金属箔Ｍ１を被着面として被着させる工程と、絶縁層１ａの上面側からキャビティ形成領域Ｘに、絶縁層１ａの下面側の第２金属箔Ｍ２に達するとともに第２金属箔Ｍ２を貫通しない深さだけ絶縁層１ａおよび分離可能金属箔Ｍを掘削してキャビティ２を形成する工程と、キャビティ２内に固定用樹脂Ｊを注入する工程と、固定用樹脂Ｊが注入されたキャビティ２内に電子部品Ｄを挿入するとともに固定用樹脂Ｊを硬化させて固定させる工程と、第２金属箔Ｍ２を第１金属箔Ｍ１との密着面から剥離する工程とを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、絶縁層に設けられたキャビティ内に電子部品が収容されて成る電子部品内蔵型の配線基板の製造方法に関するものである。

まず、図４を基に、従来の製造方法により製造される配線基板Ｂの一例を説明する。配線基板Ｂは、絶縁基板２１と、配線導体２４と、絶縁基板２１上および配線導体２４上に形成されたソルダーレジスト層２６と、絶縁基板２１中に収容された電子部品Ｄとを具備する。

絶縁基板２１は、第１絶縁層２１ａと、その上下面に積層された第２絶縁層２１ｂとを備えている。第１絶縁層２１ａには、電子部品Ｄを収容するキャビティ２２が形成されている。そして、キャビティ２２内に、電子部品Ｄが上下の第２絶縁層２１ｂの一部により固着された状態で収容されている。
また、第１絶縁層２１ａには、スルーホール２３が形成されている。そして、第１絶縁層２１ａの上下面およびスルーホール２３内に配線導体２４が被着されており、第１絶縁層２１ａ上下の配線導体２４同士がスルーホール２３を介して電気的に接続される。
第２絶縁層２１ｂには、複数のビアホール２５が形成されている。第２絶縁層２１ｂの表面およびビアホール２５内にも配線導体２４が被着されている。第２絶縁層２１ｂ表面の配線導体２４の一部は、第１絶縁層２１ａ上下面の配線導体２４にビアホール２５を介して電気的に接続されている。また、第２絶縁層２１ｂ表面の配線導体２４の別の一部は、電子部品Ｄの電極Ｔにビアホール２５を介して電気的に接続されている。
電子部品Ｄとしては、例えば半導体素子Ｓへの電力の供給を安定化させるチップコンデンサー等が挙げられる。

さらに上面側の絶縁層２１ｂの上面に形成された配線導体２４の一部は、ソルダーレジスト層２６に形成された開口部２６ａに露出して、半導体素子接続パッド２７を形成している。そして、この半導体素子接続パッド２７に、半導体素子Ｓの電極を半田バンプを介して接続することにより、配線基板Ｂの上面に半導体素子Ｓが搭載される。
また、下面側の絶縁層２１ｂの下面に形成された配線導体２４の一部は、ソルダーレジスト層２４に形成された開口部２６ｂに露出して、外部の電気回路基板と接続するための外部接続パッド２８を形成している。そして、外部接続パッド２８と電気回路基板の電極とを接続することにより、半導体素子Ｓが外部の電気回路基板に電気的に接続され、半導体素子Ｓと外部の電気回路基板との間で配線導体２４および電子部品Ｄを介して信号を伝送することにより半導体素子Ｓが稼働する。

次に、図５〜図６を基に、従来の配線基板Ｂの製造方法を説明する。なお、図５〜図６においては、製造工程毎の要部を概略断面図で示す。
まず、図５（ａ）に示すように、上下面を貫通するスルーホール２３が形成された第１絶縁層２１ａの上下面およびスルーホール２２内に、配線導体２４を被着させる。
配線導体２４は、例えば周知のセミアディティブ法やサブトラクティブ法により形成される。

次に、図５（ｂ）に示すように、第１絶縁層２１ａにキャビティ２２を形成する。キャビティ２２は、例えばブラスト加工やレーザー加工により形成される。

次に、図５（ｃ）に示すように、第１絶縁層２１ａを粘着シートＮ上に載置する。

次に、図５（ｄ）に示すように、キャビティ２２内に電子部品Ｄを挿入して、キャビティ２２内に露出する粘着シートＮ上に電子部品Ｄを載置する。

次に、図５（ｅ）に示すように、第１絶縁層２１ａの上側に第２絶縁層２１ｂを積層する。第１絶縁層２１ａの上側に第２絶縁層２１ｂを積層するには、例えば真空状態で行うことで第２絶縁層２１ｂを第１絶縁層２１ａに強く密着させることができる。

次に、図５（ｆ）に示すように、粘着シートＮを剥離する。

次に、図６（ｇ）に示すように、第１絶縁層２１ａの下側に第２絶縁層２１ｂを積層する。これにより、絶縁基板２１が形成される。

次に、図６（ｈ）に示すように、第２絶縁層２１ｂ表面から電子部品Ｄおよび第１絶縁層２１ａ上の配線導体２４を露出するビアホール２５を形成した後、第２絶縁層２１ｂ表面およびビアホール２５内に配線導体２４を被着させる。

最後に、図６（ｉ）に示すように、第２絶縁層２１ｂ表面に形成された配線導体２４を露出させる第１開口部２６ａおよび第２開口部２６ｂを有するソルダーレジスト層２６を被着することで配線基板Ｂが形成される。

しかしながら、このような方法で配線基板Ｂを形成する場合に、上述した第１絶縁層２１ａの上側に第２絶縁層２１ｂを真空状態で強く密着させる工程の影響で、粘着シートＮと第１絶縁層２１ａとの間も強く密着してしまう。このため、粘着シートＮを第１絶縁層２１ａから剥離する工程において、粘着シートＮの粘着剤が第１絶縁層２１ａ表面に残ってしまうことがある。このように、第１絶縁層２１ａ表面に粘着剤が残ってしまうと、第１絶縁層２１ａと第２絶縁層２１ｂとの密着が阻害されて両者の間で剥がれる場合があり配線導体２４同士の間の絶縁性が不十分になる結果、配線基板Ｂの絶縁信頼性が低くなってしまうという問題がある。

特開２００７−５７６８号公報

本発明は、第１絶縁層と第２絶縁層との間で剥がれが生じることを防止して、配線導体同士の間の絶縁性を良好なものとすることで、絶縁信頼性の高い配線基板を提供することを課題とする。

本発明の配線基板の製造方法は、中央部にキャビティ形成領域および外周部にキャビティ形成領域を取り囲む枠状の配線形成領域を有する絶縁層と、第１金属箔および第２金属箔が互いに分離可能に密着されて成る分離可能金属箔とを準備する工程と、分離可能金属箔を、絶縁層の少なくとも下面側に第１金属箔を被着面として被着させる工程と、絶縁層の上面側からキャビティ形成領域に、絶縁層の下面側の第２金属箔に達するとともに第２金属箔を貫通しない深さだけ絶縁層および分離可能金属箔を掘削してキャビティを形成する工程と、キャビティ内に固定用樹脂を注入する工程と、固定用樹脂が注入されたキャビティ内に電子部品を挿入するとともに固定用樹脂を硬化させて固定させる工程と、第２金属箔を、第１金属箔との密着面から剥離する工程と、を含むことを特徴とするものである。

本発明の配線基板の製造方法によれば、絶縁層の下面側の第２金属箔に達するとともに第２金属箔を貫通しない深さだけ絶縁層および分離可能金属箔を掘削してキャビティを形成する。そして、固定用樹脂が注入されたキャビティ内に電子部品を挿入するとともに固定用樹脂を硬化させることで電子部品を固定させる。そして、固定用樹脂が硬化された後に第２金属箔を第１金属箔との密着面から剥離する。このように、固定用樹脂が未硬化の間は絶縁層表面が第１金属箔により被覆されているため、絶縁層の表面に固定用樹脂が被着することがない。これにより絶縁層の表面に別の絶縁層を安定的に密着することが可能となり、各絶縁層に形成された配線導体同士の間の絶縁性が良好な絶縁信頼性の高い配線基板を提供することができる。

図１は、本発明の製造方法により製造される配線基板の実施形態の一例を示す概略断面図である。図２（ａ）〜（ｆ）は、本発明の製造方法における実施形態の一例を説明するための工程毎の要部概略断面図である。図３（ｇ）〜（ｋ）は、本発明の製造方法における実施形態の一例を説明するための工程毎の要部概略断面図である。図４は、従来の製造方法により製造される配線基板の実施形態の一例を示す概略断面図である。図５（ａ）〜（ｆ）は、従来の製造方法における実施形態の一例を説明するための工程毎の要部概略断面図である。図６（ｇ）〜（ｉ）は、従来の製造方法における実施形態の一例を説明するための工程毎の要部概略断面図である。

まず、図１を基に、本発明の製造方法により製造される配線基板Ａの一例を説明する。
配線基板Ａは、絶縁基板１と、配線導体４と、絶縁基板１上および配線導体４上に形成されたソルダーレジスト層６と、絶縁基板１に収容された電子部品Ｄとを具備する。

絶縁基板１は、第１絶縁層１ａと、その上下面に積層された第２絶縁層１ｂとを備えている。また、絶縁基板１は、中央部にキャビティ形成領域Ｘおよび外周部にキャビティ形成領域Ｘを取り囲む枠状の配線形成領域Ｙを有している。キャビティ形成領域Ｘには、電子部品Ｄを収容するキャビティ２が形成されている。そして、キャビティ２内に、電子部品Ｄが固定用樹脂Ｊにより固着された状態で収容されている。
また、第１絶縁層１ａには、複数のスルーホール３が形成されている。そして、第１絶縁層１ａの上下面およびスルーホール３内に配線導体４が被着されており、第１絶縁層１ａ上下の配線導体４同士がスルーホール３を介して電気的に接続される。
第２絶縁層１ｂには、複数のビアホール５が形成されている。第２絶縁層１ｂの表面およびビアホール５内にも配線導体４が被着されている。第２絶縁層１ｂ表面の配線導体４の一部は、第１絶縁層１ａ上下面の配線導体４にビアホール５を介して電気的に接続されている。また、第２絶縁層１ｂ表面の配線導体４の別の一部は、電子部品Ｄの電極Ｔにビアホール５を介して電気的に接続されている。
さらに上面側の第２絶縁層１ｂの上面に形成された配線導体４の一部は、ソルダーレジスト層６に形成された第１開口部６ａに露出して、半導体素子接続パッド７を形成している。そして、この半導体素子接続パッド７に、半導体素子Ｓの電極を半田バンプを介して接続することにより、配線基板Ａの上面に半導体素子Ｓが搭載される。
また、下面側の絶縁層１ｂの下面に形成された配線導体４の一部は、ソルダーレジスト層６に形成された第２開口部６ｂに露出して、外部の電気回路基板と接続するための外部接続パッド８を形成している。そして、外部接続パッド８と電気回路基板の電極とを接続することにより、半導体素子Ｓが外部の電気回路基板に電気的に接続され、半導体素子Ｓと外部の電気回路基板との間で配線導体４および電子部品Ｄを介して信号を伝送することにより半導体素子Ｓが稼働する。
電子部品Ｄとしては、例えば半導体素子Ｓへの電力の供給を安定化させるチップコンデンサー等が挙げられる。

次に、図２〜図３を基に、本発明の配線基板の製造方法を説明する。なお、図２〜図３においては、製造工程毎の要部を概略断面図で示し、図１を基に説明した配線基板Ａと同一の箇所には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
まず、図２（ａ）に示すように、第１絶縁層１ａと、第１金属箔Ｍ１および第２金属箔Ｍ２が互いに分離可能に密着されて成る分離可能金属箔Ｍとを準備する。第１絶縁層１ａは、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料から成る。また、分離可能金属箔Ｍは、経済性や加工性の観点から銅箔が好適に用いられる。第１金属箔Ｍ１の厚みはおよそ１〜３μｍ程度であり、第２金属箔Ｍ２の厚みはおよそ１８〜３５μｍ程度である。

次に、図２（ｂ）に示すように、第１絶縁層１ａの上下面に分離可能金属箔Ｍを第１金属箔Ｍ１が第１絶縁層１ａ側になるように配置したうえで、加熱加圧することで被着する。

次に、図２（ｃ）に示すように、上側の分離可能金属箔Ｍの表面に、キャビティ形成領域Ｘに対応する分離可能金属箔Ｍを露出させる開口部を有するブラストレジストＲを形成する。

次に、図２（ｄ）に示すように、第１絶縁層１ａの上面に被着された分離可能金属箔Ｍにおける、ブラストレジストＲの開口部に露出する部分をエッチング除去する。

次に、図２（ｅ）に示すように、ブラストレジストＲの開口部に露出する第１絶縁層１ａを、上方からブラスト加工により掘削して電子部品Ｄを収容するキャビティ２を形成する。このとき、第１絶縁層１ａ下側の第２金属箔Ｍ２に到達するとともに、第２金属箔Ｍ２を貫通しない深さに第１絶縁層１ａおよび分離可能金属箔Ｍを掘削する。なお、上述のように第１金属箔Ｍ１の厚みよりも、第２金属箔Ｍ２の厚みを厚くしておくことでこのような加工が容易になる。また、下側の第２金属箔Ｍ２に形成される窪みの深さは、およそ１０μｍ程度であることが好ましい。１０μｍを超えると固定用樹脂Ｊと第２金属箔Ｍ２との接触面積が大きくなるため、第２金属箔Ｍ２を第１金属箔Ｍ１から剥離する後述の工程において剥離しにくくなる場合がある。

次に、図２（ｆ）に示すように、第１絶縁層１ａからブラストレジストＲを剥離除去する。

次に、図３（ｇ）に示すように、キャビティ２内に固定用樹脂Ｊを注入した上でキャビティ２内に電子部品Ｄを挿入する。そして、固定用樹脂Ｊを硬化させることで電子部品Ｄをキャビティ２内に固定する。このとき、第２金属箔Ｍ２は、未硬化の固定用樹脂Ｊが被着しないように第１絶縁層１ａを被覆する役割を有している。

次に、図３（ｈ）に示すように、第２金属箔Ｍ２を第１金属箔Ｍ１との密着界面から剥離除去する。

次に、図３（ｉ）に示すように、第１絶縁層１ａにスルーホール３を形成するとともに、第１絶縁層１ａ表面およびスルーホール３内に配線導体４を形成する。スルーホール３の直径は、５０〜３００μｍ程度であり、例えばドリル加工やレーザー加工、あるいはブラスト加工により形成される。また、配線導体４を形成するには、周知のセミアディティブ法により形成すればよい。このとき、スルーホール３内に無電解めっきを施しておき、この無電解めっきと、第１絶縁層１ａ表面の第１金属箔Ｍ１を下地金属として電解めっきを被着することで配線導体４を形成してもよい。

次に、図３（ｊ）に示すように、周知のビルドアップ法により第１絶縁層１ａおよび配線導体４の上面に、第２絶縁層１ｂを積層してビアホール５を形成後、第２絶縁層１ｂおよびビアホール５内に配線導体４を形成する。ビアホール５の直径は、２０〜１００μｍ程度であり、例えばレーザー加工により形成される。第２絶縁層１ｂは、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料から成る。

最後に、図３（ｋ）に示すように、上側の第２絶縁層１ｂの表面に第１開口部６ａ、下側の第２絶縁層１ｂの表面に第２開口部６ｂを有するソルダーレジスト層６を形成することで、配線基板Ａが形成される。
ソルダーレジスト層６は、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料から成る樹脂ペーストまたはフィルムを第２絶縁層１ｂおよび配線導体４の上に塗布または貼着して熱硬化させることにより形成される。

ところで、本発明の配線基板の製造方法によると、第１絶縁層１ａの下面側の第２金属箔Ｍ２に達するとともに第２金属箔Ｍ２を貫通しない深さだけ第１絶縁層１ａおよび分離可能金属箔Ｍを掘削してキャビティ２を形成する。そして、固定用樹脂Ｊが注入されたキャビティ２内に電子部品Ｄを挿入するとともに、固定用樹脂Ｊを硬化させることで電子部品Ｄを固定させる。そして、固定用樹脂Ｊが硬化された後に第２金属箔Ｍ２を第１金属箔Ｍ１との密着面から剥離する。このように、固定用樹脂Ｊが未硬化の間は第１絶縁層１ａ表面が第１金属箔Ｍ１により被覆されているため、第１絶縁層１ａの表面に固定用樹脂Ｊが被着することがない。これにより第１絶縁層１ａの表面に第２絶縁層１ｂを安定的に密着することが可能となり、第１および第２絶縁層に形成された配線導体４同士の間の絶縁性が良好な絶縁信頼性の高い配線基板を提供することができる。

なお、本発明は上述の実施形態の一例に特定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば、上述した一例では、キャビティ２をブラスト加工により形成する例を示したが、レーザー加工やルーター加工、あるいはドリル加工により形成しても良い。

１ａ第１絶縁層
２キャビティ
Ａ配線基板
Ｄ電子部品
Ｊ固定用樹脂
Ｍ分離可能金属箔
Ｍ１第１金属箔
Ｍ２第２金属箔
Ｘキャビティ形成領域
Ｙ配線形成領域

Claims

中央部にキャビティ形成領域および外周部に前記キャビティ形成領域を取り囲む枠状の配線形成領域を有する絶縁層と、第１金属箔および第２金属箔が互いに分離可能に密着されて成る分離可能金属箔とを準備する工程と、
前記分離可能金属箔を、前記絶縁層の少なくとも下面側に前記第１金属箔を被着面として被着させる工程と、
前記絶縁層の上面側から前記キャビティ形成領域に、前記絶縁層の下面側の前記第２金属箔に達するとともに該第２金属箔を貫通しない深さだけ前記絶縁層および前記分離可能金属箔を掘削してキャビティを形成する工程と、
前記キャビティ内に固定用樹脂を注入する工程と、
前記固定用樹脂が注入された前記キャビティ内に電子部品を挿入するとともに前記固定用樹脂を硬化させて固定させる工程と、
前記第２金属箔を、前記第１金属箔との密着面から剥離する工程と、を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
前記配線形成領域に、前記第１金属箔の少なくとも一部を用いて配線導体を形成することを特徴とする請求項１記載の配線基板の製造方法。
前記第１金属箔の厚みが、前記第２金属箔の厚みよりも薄いことを特徴とする請求項１および２記載の配線基板の製造方法。