JP2018186198A - 基板および基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、基板の樹脂に埋め込む部品の移動を可及的に抑制する技術を提供することを課題とする。
【解決手段】基板は、第１の配線パターンが形成された板状の部材と、板状の部材の第１の配線パターンが形成されている面に形成された第１の樹脂層と、第１の樹脂層に積層された第２の樹脂層と、表面に形成された第２の配線パターンが第２の樹脂層に埋まった状態で第２の樹脂層に固定されている部品と、を備える。
【選択図】図１

Description

本願は、基板および基板の製造方法に関する。

電子機器は、小型化の一途を辿っている。電子機器を小型化する技術として、近年では、電子部品を内蔵した基板が提案されている（例えば、特許文献１−２を参照）。

特開２０１０−０５６１２６号公報 特開２００９−２２４７８６号公報

誘電体を金属同士で挟んだ３層構造の薄膜キャパシタ（Thin Film Capacitor：ＴＦＣ
）に例示されるような薄膜部品を内蔵した基板は、例えば、配線パターンが表面に形成されている板状の部材（以下、「コア」という）に薄い樹脂を貼り合わせ、この樹脂に部品を加熱加圧しながら埋め込んで形成することができる。しかし、樹脂に埋め込む部品は、樹脂の軟化で予期せぬ位置へ移動する場合がある。

そこで、本発明は、基板の樹脂に埋め込む部品の移動を可及的に抑制する技術を提供することを課題とする。

１つの態様では、基板は、第１の配線パターンが形成された板状の部材と、板状の部材の第１の配線パターンが形成されている面に形成された第１の樹脂層と、第１の樹脂層に積層された第２の樹脂層と、表面に形成された第２の配線パターンが第２の樹脂層に埋まった状態で第２の樹脂層に固定されている部品と、を備える。

１つの側面として、基板の樹脂に埋め込む部品の移動を可及的に抑制することができる。

図１は、基板の製造方法の各工程を示したフローチャートの一例である。 図２は、基板の製造工程を示した第１の図である。 図３は、基板の製造工程を示した第２の図である。 図４は、基板の製造工程を示した第３の図である。 図５は、基板の製造工程を示した第４の図である。 図６は、基板の製造工程を示した第５の図である。 図７は、製造工程を比較した図である。 図８は、コアと部品とアンダーフィルエリアとの位置関係の一例を示した図である。

以下、実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、単なる例示であり、本開示の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。

図１は、基板の製造方法の各工程を示したフローチャートの一例である。以下、実施形態に係る基板の製造方法の各工程について、図１に示すフローチャートに沿って説明する。

図２は、基板の製造工程を示した第１の図である。本製造方法では、両面に配線パターン２Ｂ，２Ｕが形成されたコア１が用意される。コア１は、本製造方法の製造物である基板の一部を構成するものであり、例えば、絶縁性の部材によって形成される。配線パターン２Ｂ，２Ｕは、例えば、コア１の表面に成膜された銅層をエッチングでパターニングすることにより形成することができる。

図３は、基板の製造工程を示した第２の図である。本製造方法では、コア１の配線パターン２Ｂ，２Ｕが形成されている面に、配線パターン２Ｂ，２Ｕを埋めるように第１の樹脂層３Ｂ１，３Ｕ１が形成される（Ｓ１０１）。第１の樹脂層３Ｂ１，３Ｕ１は、コア１の両面に未硬化の状態で貼り付けられたフィルム状の樹脂が硬化したものである。コア１の両面に貼り付けられるフィルム状の樹脂は、配線パターン２Ｂ，２Ｕの残銅率（配線パターンが形成されている面に占める配線パターンの部分の面積の割合）に応じたものが選定される。そして、コア１の両面に未硬化の状態で貼り付けられたフィルム状の樹脂は、硬化される前に平坦化される。よって、第１の樹脂層３Ｂ１，３Ｕ１は、配線パターン２Ｂ，２Ｕが形成されたコア１の表面に貼り付けられたフィルム状の樹脂が硬化したものであるにも関わらず、図３に示されるように表面が平坦になっている。

図４は、基板の製造工程を示した第３の図である。本製造方法では、第１の樹脂層３Ｂ１，３Ｕ１に第２の樹脂層３Ｂ２，３Ｕ２が積層される（Ｓ１０２）。第２の樹脂層３Ｂ２，３Ｕ２は、第１の樹脂層３Ｂ１，３Ｕ１の表面に貼り付けられた未硬化のフィルム状の樹脂である。第１の樹脂層３Ｂ１，３Ｕ１の表面に貼り付けられるフィルム状の樹脂は、少なくとも第２の樹脂層３Ｂ２，３Ｕ２に固定される部品４Ｂ，４Ｕの表面に形成されている配線パターン５Ｂ，５Ｕの残銅率に応じたものが選定される。

図５は、基板の製造工程を示した第４の図である。本製造方法では、第２の樹脂層３Ｂ２に配線パターン５Ｂが埋まる状態で第２の樹脂層３Ｂ２に部品４Ｂが固定される（Ｓ１０３）。すなわち、本製造方法では、硬化前の第２の樹脂層３Ｂ２に配線パターン５Ｂが埋まる状態で第２の樹脂層３Ｂ２に部品４Ｂが貼り合わされ、その後に第２の樹脂層３Ｂ２の硬化が行われる。

図６は、基板の製造工程を示した第５の図である。本製造方法では、部品４Ｂと同様、第２の樹脂層３Ｕ２に配線パターン５Ｕが埋まる状態で第２の樹脂層３Ｕ２に部品４Ｕが固定される（Ｓ１０３）。すなわち、本製造方法では、硬化前の第２の樹脂層３Ｕ２に配線パターン５Ｕが埋まる状態で第２の樹脂層３Ｕ２に部品４Ｕが貼り合わされ、その後に第２の樹脂層３Ｕ２の硬化が行われる。部品４Ｂと部品４Ｕを両面に同時に固定するのではなく、片面ずつ固定することで、部品４Ｂ，４Ｕをプレスする際の圧力のかかる方向が一定になるため、部品４Ｂ，４Ｕの移動量が抑制される。

上記一例の製造工程を経ることにより、部品４Ｕ，４Ｂを有する基板６が形成される。なお、本実施形態では、部品４Ｂが第２の樹脂層３Ｂ２に固定された後に部品４Ｕが第２の樹脂層３Ｕ２に固定されているが、固定の順序は逆であってもよい。また、基板６は、部品４Ｕと部品４Ｂのうち何れか一方のみを有するものであってもよい。

図７は、製造工程を比較した図である。上記実施形態の製造方法では、両面に配線パターン２Ｂ，２Ｕが形成されたコア１に第１の樹脂層３Ｂ１，３Ｕ１が形成される（Ｓ１，
Ｓ２）。そして、第１の樹脂層３Ｂ１，３Ｕ１に第２の樹脂層３Ｂ２，３Ｕ２が更に積層される（Ｓ３）。そして、第２の樹脂層３Ｂ２，３Ｕ２に部品４Ｂ，４Ｕが固定される（Ｓ４）。

一方、比較例の製造方法では、両面に配線パターン２Ｂ，２Ｕが形成されたコア１に樹脂層３Ｂ，３Ｕが形成される（Ｓ１，Ｓ３）。そして、未硬化の状態の樹脂層３Ｂに配線パターン５Ｂが埋まる状態で樹脂層３Ｂに部品４Ｂが貼り合わされてから樹脂層３Ｂが硬化され、未硬化の状態の樹脂層３Ｕに配線パターン５Ｕが埋まる状態で樹脂層３Ｕに部品４Ｕが貼り合わされてから樹脂層３Ｕが硬化される（Ｓ４）。すなわち、比較例の製造方法では、実施形態の第１の樹脂層３Ｂ１と第２の樹脂層３Ｂ２の２つが形成する部位を樹脂層３Ｂの１つで形成し、実施形態の第１の樹脂層３Ｕ１と第２の樹脂層３Ｕ２の２つが形成する部位を樹脂層３Ｕの１つで形成している。

図７に示した実施形態と比較例を見比べると判るように、実施形態では部品４Ｕ，４Ｂが貼り合わされる際に未硬化となっている部分の樹脂が第２の樹脂層３Ｕ２，第２の樹脂層３Ｂ２であるのに対し、比較例では部品４Ｕ，４Ｂが貼り合わされる際に未硬化となっている部分の樹脂が樹脂層３Ｕ，樹脂層３Ｂである。すなわち、部品４Ｕ，４Ｂが貼り合わされる際に未硬化となっている部分の樹脂の厚さは、実施形態の方が比較例よりも薄い。

部品４Ｕ，４Ｂの位置ズレは、未硬化の樹脂に対し真空下で加圧する際、溶融した樹脂の軟化と部品４Ｕ，４Ｂへの加重とが互いに影響し合って発生する。部品４Ｕ，４Ｂの位置ズレは、未硬化樹脂の厚さが厚いほど顕著であり、軟化した樹脂に対して加圧される部品４Ｕ，４Ｂの移動の方向も一定ではない。部品４Ｕ，４Ｂの位置ズレは、次のような支障を招く可能性を高める。すなわち、部品４Ｕ，４Ｂの位置ズレが発生すると、例えば、基板６に貫通孔を加工する際、部品４Ｕ，４Ｂが貫通孔に接触し、部品４Ｕ，４Ｂが形成されている配線層と他の配線層とが互いに短絡したり信頼性の低下を招いたりする。この点、部品４Ｕ，４Ｂが貼り合わされる際に未硬化となっている部分の樹脂の厚さは、実施形態の方が比較例よりも薄い。よって、未硬化の樹脂に貼り合わされた部品４Ｕ，４Ｂが樹脂の軟化で予期せぬ位置へ移動する可能性は、実施形態の方が比較例よりも低くなる。

また、部品４Ｕ，４Ｂの位置ズレを抑制するために、例えば、比較例で部品４Ｕ，４Ｂを樹脂層３Ｕ，３Ｂに固定する際、部品４Ｕ，４Ｂへの加圧を弱くしたり、或いは、部品４Ｕ，４Ｂへの加熱を弱くしたりすると、配線パターン２Ｕ，２Ｂや配線パターン５Ｕ，５Ｂの隙間に樹脂が充填しきれずにボイドが発生する可能性が高まる。配線パターン２Ｕ，２Ｂや配線パターン５Ｕ，５Ｂの隙間に樹脂が充填しきれずにボイドが発生すると、Ｃｕめっきがボイド内に析出した場合に、配線の短絡や信頼性の低下といった不具合が起きる。この点、上記実施形態では、部品４Ｂ，４Ｕが固定される部分の樹脂を、シート状の樹脂を２回に分けて貼り付けたもので形成しているため、部品４Ｕ，４Ｂの位置ズレを抑制するために加圧を弱くしたり、或いは、部品４Ｕ，４Ｂへの加熱を弱くしたりする必要が無い。

図８は、コア１と部品とアンダーフィルエリアとの位置関係の一例を示した図である。上記実施形態や比較例の製造方法の後、基板にアンダーフィルエリア７が形成されるものとする。例えば、基板の一部分を覆うように形成されるアンダーフィルエリア７よりも更に小さい部品４Ｓは、軟化した樹脂に置かれると、比較的大きい部品４Ｌに比べて移動量が大きくなりやすいため、品質が安定しない。また、例えば、部品がキャパシタの場合には、小さい部品４Ｓだと満足な静電容量を確保できないおそれがある。しかし、比較例の方法で樹脂に固定する場合、樹脂に固定する部品が大きいと、配線パターン２Ｕ，２Ｂや配線パターン５Ｕ，５Ｂの隙間に樹脂が充填しきれない箇所が発生する可能性がある。こ
の点、上記実施形態では、部品４Ｂ，４Ｕが固定される部分の樹脂を、シート状の樹脂を２回に分けて貼り付けたもので形成しているため、配線パターン２Ｕ，２Ｂや配線パターン５Ｕ，５Ｂの隙間に樹脂が充填しきれない箇所が発生する可能性が低い。したがって、実施形態の方法であれば、例えば、大容量のキャパシタを部品４Ｂ，４Ｕとして適用することも可能である。

実施形態の効果を検証したので、その結果を以下に示す。本検証において、上記実施形態に相当する試作については２５μｍの厚さのシート状の未硬化樹脂で第１の樹脂層３Ｂ１，３Ｕ１と第２の樹脂層３Ｂ２，３Ｕ２を形成し、比較例に相当する試作については５０μｍの厚さのシート状の未硬化樹脂で樹脂層３Ｂ，３Ｕを形成した。検証の結果、比較例では部品４Ｂ，４Ｕが最大で１００μｍ程度移動したのに対し、実施形態では最大でも３０μｍ程度の移動量であった（硬化による樹脂の収縮分を含む）。これは、部品４Ｂ，４Ｕの位置ズレに起因する不良品の発生率に換算すると、比較例では８０〜９０％であるのに対し、実施形態では１０％以内という結果になる。

なお、本検証では、比較例に相当する試作で用いたシート状の樹脂の厚さが５０μｍであったため、第２の樹脂層３Ｂ２，３Ｕ２をそれぞれ２５μｍの厚さのシート状の樹脂で形成した。しかし、上記実施形態は、部品４Ｂ，４Ｕが固定される部分の樹脂を、シート状の樹脂を２回に分けて貼り付けたもので形成しているため、第２の樹脂層３Ｂ２，３Ｕ２については、配線パターン５Ｂ，５Ｕの残銅率に応じた薄い樹脂（例えば、１０〜２０μｍ程度の厚さの樹脂）を用いることも可能である。

１・・コア
２Ｂ，２Ｕ，５Ｂ，５Ｕ・・配線パターン
３Ｂ１，３Ｕ１・・第１の樹脂層
３Ｂ２，３Ｕ２・・第２の樹脂層
４Ｂ，４Ｕ，４Ｓ，４Ｌ・・部品
６・・基板
７・・アンダーフィルエリア

Claims (6)

1. 第１の配線パターンが形成された板状の部材と、
   前記板状の部材の前記第１の配線パターンが形成されている面に形成された第１の樹脂層と、
   前記第１の樹脂層に積層された第２の樹脂層と、
   表面に形成された第２の配線パターンが前記第２の樹脂層に埋まった状態で前記第２の樹脂層に固定されている部品と、を備える、
   基板。
2. 前記部品は、前記基板に設けられるアンダーフィルエリアよりも大きい、
   請求項１に記載の基板。
3. 第１の配線パターンが形成された板状の部材の、前記第１の配線パターンが形成されている面に第１の樹脂層を形成する工程と、
   前記第１の樹脂層に第２の樹脂層を積層する工程と、
   表面に形成された第２の配線パターンが前記第２の樹脂層に埋まる状態で前記第２の樹脂層に部品を固定する工程と、を有する、
   基板の製造方法。
4. 前記第２の樹脂層を積層する工程では、硬化した前記第１の樹脂層に前記第２の樹脂層を未硬化の状態で積層し、
   前記部品を固定する工程では、未硬化の状態の前記第２の樹脂層に前記部品を貼り合わせてから前記第２の樹脂層を硬化させて前記部品を固定する、
   請求項３に記載の基板の製造方法。
5. 前記部品は、前記基板に設けられるアンダーフィルエリアよりも大きい、
   請求項３または４に記載の基板の製造方法。
6. 前記第１の樹脂層を形成する工程では、前記板状の部材の両面に前記第１の樹脂層を形成し、
   前記第２の樹脂層を積層する工程では、前記板状の部材の両面に各々形成された前記第１の樹脂層に前記第２の樹脂層を積層し、
   前記部品を固定する工程では、前記板状の部材の一方の面に前記第１の樹脂層を介して形成された前記第２の樹脂層に第１の部品を固定した後、前記板状の部材の他方の面に前記第１の樹脂層を介して形成された前記第２の樹脂層に第２の部品を固定する、
   請求項３から５の何れか一項に記載の基板の製造方法。

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