(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面及び第2主面を有し、該第1主面上に電子部品を搭載するための複数のバンプ状接続端子を備えた配線基板本体の上記第１主面と、第１補強板主面及び第２補強板主面を有し、透孔を備えた補強板の上記第２補強板主面と、を上記透孔より上記複数のバンプ状接続端子を露出させて接着した配線基板の製造方法であって、
上記配線基板本体および補強板を載置治具の平面上に載置する載置工程と、
上記配線基板本体および補強板を柔軟シートで覆い、この柔軟シートと上記載置治具とで上記配線基板本体および補強板とを包囲する包囲工程と、
上記柔軟シートと上記載置治具とで囲まれた空間を減圧して、上記柔軟シートにより加圧して、上記透孔より露出した複数のバンプ状接続端子の頂部を平坦化する平坦化工程と、
を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
第１主面及び第2主面を有し、該第1主面上に電子部品を搭載するための複数のバンプ状接続端子を備えた配線基板本体の上記第１主面と、第１補強板主面及び第２補強板主面を有し、透孔を備えた補強板の上記第２補強板主面と、を上記透孔より上記複数のバンプ状接続端子を露出させて接着した配線基板の製造方法であって、
上記配線基板本体および補強板を、上記第１主面と上記第２補強板主面とを接着材を介して重ねた状態にて、載置治具の平面上に載置する載置工程と、
上記配線基板本体および補強板を柔軟シートで覆い、この柔軟シートと上記載置治具とで上記配線基板本体および補強板とを包囲する包囲工程と、
上記柔軟シートと上記載置治具とで囲まれた空間を減圧して、上記柔軟シートにより加圧しつつ、加熱して、上記透孔より露出した複数のバンプ状接続端子の頂部を平坦化するとともに、上記配線基板本体の第１主面と上記補強板の第２補強板主面とを接着する平坦化・接着工程と、
を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記載置工程は、前記配線基板本体および前記第２補強板主面に予め接着シートを貼り付けた補強板を、前記第1主面と前記第２補強板主面とを対向した状態にて、前記載置治具の平面上に載置することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記補強板に予め貼り付けられる接着シートは、前記補強板の外形よりも小さく形成されていることを特徴とする配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線基板本体と補強板とを備える配線基板の製造方法に関し、特に、減圧により生じる柔軟シートの加圧力を利用し、加圧してバンプ状接続端子の頂部を平坦化する工程、または、バンプ状接続端子の頂部を平坦化するとともに配線基板本体と補強板とを接着する工程を備える配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、配線基板本体の主面上に、補強板を接着した配線基板が知られている。この補強板、いわゆるスティフナーは、配線基板の剛性を向上させ、その平坦性を維持するために用いられる。
【０００３】
このような配線基板のうち、フリップチップ型の集積回路チップを搭載する配線基板１０１について、図６にその断面図を示す。この配線基板１０１は、集積回路チップ１１１に対応する透孔１０３が形成された補強板１０２と、複数の電極パッド１０９および集積回路チップ１１１の端子１１２に対応する複数の接続パッド１０７が配置された配線基板本体１０６と、集積回路チップ１１１とを備える。補強板１０２と配線基板本体１０６とは、接着層１１０を介して接着されている。また、集積回路チップ１１１は、配線基板本体１０６の接続パッド１０７と集積回路チップ１１１の端子１１２とをハンダ１０８Ａを介して接続することにより、配線基板本体１０６に搭載されている。
【０００４】
このような配線基板１０１は、次のようにして製造する。すなわち、図７（ａ）に示すように、配線基板本体１０６を用意し、所定の位置に接着シート１１０Ａ載置し、さらに、その上に位置合わせをして補強板１０２を載置する。次に、図７（ｂ）に示すように、補強板１０２の上に錘ＷＴを載せ、加熱圧着して、接着層１１０を介して補強板１０２を配線基板本体１０６に接着する。次に、錘ＷＴを取り除いた後、図７（ｃ）に示すように、配線基板本体１０６のバンプ状接続端子（以下、単にハンダバンプともいう）１０８上に平坦化治具ＰＴを載置し、プレスで加圧して、ハンダバンプ１０８の頂部を平坦化する。次に、平坦化治具ＰＴを取り除くと、図７（ｄ）に示す配線基板ができる。さらに、集積回路チップ１１１をハンダバンプ１０８上に載置し、これを加熱してハンダを溶融させて集積回路チップ１１１と配線基板本体１０６とを接続すると、図６に示す配線基板１０１が完成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにして配線基板１０１を製造すると、多数の配線基板を量産する場合には、平坦化治具ＰＴを一つ一つの配線基板の透孔内に位置決めしつつ配置し、また、ハンダバンプ１０８の平坦化工程後に平坦化治具ＰＴを回収する必要があり、非常に面倒であり、製造コストの引き上げる要因となっていた。
【０００６】
また、上述した従来の方法では、補強板１０２と配線基板本体１０６とを接着する接着層１１０の中に気泡が残り、接着強度や気密性が低下するなど接着信頼性が低い。また、補強板１０２を配線基板１０６に接着する作業と、配線基板本体１０６の平坦化する作業とを別々に行うために手間がかかる。さらには、錘ＷＴを載せて接着し、あるいは平坦化治具ＰＴを載せてプレスして平坦化を行うと、必ずしも均一には荷重がかからず、配線基板１０１に大きな反りや歪みが生じたり、ハンダバンプ１０８の頂部がなすコポラナリティが大きくなってしまうことがあった。
【０００７】
本発明はかかる現状に鑑みてなされたものであって、配線基板のバンプ状接続端子（ハンダバンプ）の平坦化を配線基板毎に平坦化治具を用いず、多数の配線基板のバンプ状接続端子を同時に平坦化することで、作業を簡易化することができ、かつ、配線基板の反りやバンプ状接続端子の頂部がなすコポラナリティを小さくすることのできる配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための請求項１の発明は、第１主面及び第2主面を有し、該第1主面上に電子部品を搭載するための複数のバンプ状接続端子を備えた配線基板本体の上記第１主面と、第１補強板主面及び第２補強板主面を有し、透孔を備えた補強板の上記第２補強板主面と、を上記透孔より上記複数のバンプ状接続端子を露出させて接着した配線基板の製造方法であって、上記配線基板本体および補強板を載置治具の平面上に載置する載置工程と、上記配線基板本体および補強板を柔軟シートで覆い、この柔軟シートと上記載置治具とで上記配線基板本体および補強板とを包囲する包囲工程と、上記柔軟シートと上記載置治具とで囲まれた空間を減圧して、上記柔軟シートにより加圧して、上記透孔より露出した複数のバンプ状接続端子の頂部を平坦化する平坦化工程と、を含むことを特徴とする配線基板の製造方法を要旨とする。
【０００９】
本発明によれば、柔軟シートと載置治具とで包囲された空間に配線基板本体および補強板を配置し、この空間を減圧し、減圧によって生じる柔軟シートの加圧力を利用して、透孔より露出した複数のバンプ状接続端子の頂部を平坦化するので、多数の配線基板のバンプ状接続端子の頂部を共通の柔軟シートで同時に平坦化できる。したがって、一つ一つの配線基板に平坦化治具を配置する必要もなく、また、平坦化工程後に平坦化治具をそれぞれ回収する必要もないので、作業を簡易化できる。
【００１０】
また、減圧することにより、柔軟シート全体に均一に加圧力が生じるので、従来のように平坦化治具を個々の配線基板に載せて加圧するのに比べて、配線基板本体及び補強板を均一に加圧することができる。このため、平坦化工程後のバンプ状接続端子の頂部がなすコポラナリティを小さくすることのできる。
【００１１】
ここで、配線基板本体としては、絶縁層と配線層とを有するものであればよく、例えば、金属基板または絶縁基板からなるコア基板の片面あるいは両面に絶縁層と配線層とを交互に複数層積層した多層配線基板等が挙げられるが、一層のみの配線基板であっても構わない。また、配線基板本体の第2主面上には、例えば、マザーボード等の他のプリント配線基板に接続するための接続パッドやハンダバンプ、ピン等の端子が形成されていても良い。
【００１２】
補強板としては、剛性、熱膨張率等を考慮してその材質を適宜選択すればよいが、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、ステンレス等の金属板の他、剛性を高めた樹脂板などが挙げられる。また、補強板には、集積回路チップに対応した透孔以外にも、他の電子部品（チップコンデンサ等）を搭載する配線基板においては、それに対応した透孔が形成されていてもよい。さらに、補強板の表面には、必要に応じてメッキ層を形成してもよく、例えば、ニッケルメッキ層、金メッキ層等を形成するとよい。
【００１３】
接着材としては、補強板及び配線基板本体との接着性や熱膨張率等を考慮して選択すれば良く、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂などのペースト状の接着剤を用いても良いし、これらを予めフィルム状に加工した接着シートを用いても良い。接着シートとしては、例えば、エポキシ樹脂等をガラス繊維や連続多孔質ＰＴＦＥ等の三次元網目状フッ素樹脂基材に含浸させたフィルム状のものを利用してもよい。なお、本明細書中では、ペースト状の接着剤とフィルム状の接着シート等の接着手段を総称して接着材と呼ぶこととする。
【００１４】
載置治具としては、接着材を介して重ねた配線基板本体及び補強板が配置される平面を有し、柔軟シートと載置治具とで包囲して減圧可能な空間ができるものであればよい。また、柔軟シートとしては、ゴムや樹脂などからなる柔軟な材質からなるものを用いればよい。このような柔軟シートを用いれば、柔軟シートと載置治具とを囲まれた空間を減圧する際に、その空間の気密性を高くし易いので、接着工程を容易に、また、確実に行うことができる。
【００１５】
さらに、請求項２に記載の発明は、第１主面及び第2主面を有し、該第1主面上に電子部品を搭載するための複数のバンプ状接続端子を備えた配線基板本体の上記第１主面と、第１補強板主面及び第２補強板主面を有し、透孔を備えた補強板の上記第２補強板主面と、を上記透孔より上記複数のバンプ状接続端子を露出させて接着した配線基板の製造方法であって、上記配線基板本体および補強板を、上記第１主面と上記第２補強板主面とを接着材を介して重ねた状態にて、載置治具の平面上に載置する載置工程と、上記配線基板本体および補強板を柔軟シートで覆い、この柔軟シートと上記載置治具とで上記配線基板本体および補強板とを包囲する包囲工程と、上記柔軟シートと上記載置治具とで囲まれた空間を減圧して、上記柔軟シートにより加圧しつつ、加熱して、上記透孔より露出した複数のバンプ状接続端子の頂部を平坦化するとともに、上記配線基板本体の第１主面と上記補強板の第２補強板主面とを接着する平坦化・接着工程と、を含むことを特徴とする配線基板の製造方法を要旨とする。
【００１６】
本発明によれば、柔軟シートと載置治具とで包囲された空間に、配線基板本体及び補強板を配置し、この空間を減圧し、減圧により生じる加圧力を利用して、バンプ状接続端子の平坦化とともに、配線基板本体と補強板とを接着する。このように従来別々であったバンプ状接続端子の平坦化工程と、配線基板本体と補強板との接着工程とを同時に行えるので、工程を簡易化でき、製造コストを低減できる。
【００１７】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記載置工程は、前記配線基板本体および前記第２補強板主面に予め接着シートを貼り付けた補強板を、前記第1主面と前記第２補強板主面とを対向した状態にて、前記載置治具の平面上に載置することを特徴とする配線基板の製造方法を要旨とする。
【００１８】
本発明によれば、接着シートが予め補強板に貼り付けされているので、接着シートに皺や破れが生じ難く、平坦で均一な厚みを維持できるので、配線基板本体と補強板との接着が良好となる。
【００１９】
さらに、請求項４に記載の発明は、前記補強板に予め貼り付けられる接着シートは、前記補強板の外形よりも小さく形成されていることを特徴とする配線基板の製造方法を要旨とする。
【００２０】
本発明によれば、接着シートの外形が補強板の外形よりも小さく形成されているため、加圧接着時の接着材のはみ出し量を少なくできるので、はみ出した接着材が、補強板の透孔内のバンプ状接続端子の表面を被覆し、集積回路チップとの接続不良を引き起こすのを効果的に防止できる。
【００２１】
さらに好ましくは、接着材は、減圧後、接着材の硬化が始まる温度以下の予備加熱をした後に硬化させるとよい。このようにすると、接着材から出る溶剤等のアウトガスにより、補強板の表面等に施された金メッキ等のメッキが変色するのを防止できるからである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図を参照しつつ説明する。
本実施形態で製造する配線基板１について、図１（ａ）に拡大断面図を示し、図１（ｂ）に補強板２の第１補強板主面２Ａ側から見た平面図を示す。
この配線基板１は、平面視４０×４０ｍｍの略ロ字形の板状であり、補強板２と配線基板本体６とを備える。補強板２と配線基板本体６とは、補強板２の第２補強板主面と配線基板本体６の第１主面とが、連続多孔質ＰＴＦＥ基材にエポキシ樹脂を含浸させた複合材からなる接着層１０を介して接着されている。
【００２３】
このうち補強板２は、厚さ０．７ｍｍの銅板からなり、第１補強板主面２Ａと第２補強板主面２Ｂとを有する４０×４０ｍｍの略正方形の板形状である。その略中央には、搭載するフリップチップ接続タイプの集積回路チップ（図示しない）に対応して、第１補強板主面２Ａと補強板主面２Ｂとの間を貫通し、１５×１５ｍｍの略正方形状の透孔３が形状されている。また、補強板２の表面には、ニッケルメッキ及び金メッキ（図示しない）が形成される。
【００２４】
一方、配線基板本体６は、第１主面６Ａと第２主面６Ｂとを有する４０×４０mmの略正方形の板状で、その第１主面６Ａ側には、搭載する集積回路チップの端子に対応して、直径φ１１５μｍの接続パッド７が略格子状に多数配置され、それぞれの接続パッド７には、共晶ハンダからなるハンダバンプ８が形成されている。これらのハンダバンプ８は、図１（ｂ）に示すように、補強板２の透孔３内に露出するように配置されている。また、これらのハンダバンプ８の頂部８Ａは、後述する柔軟シート１４によって、平坦化されている。また、第２主面６Ｂ側には、多数の電極パッド９が形成されている。また、この配線基板本体６は、連続多孔質ＰＴＦＥ基材にエポキシ樹脂を含浸させた複合材からなる樹脂絶縁層、および配線層（図示しない）が複数層積層されたものである。
【００２５】
次に、この配線基板１の製造方法について、図２乃至図４を参照しつつ説明する。
まず、補強板２の第２補強板主面２Ｂの所定の位置にフィルム状の接着シート１０Aを、１００〜１２０℃を仮接着しておき、載置工程において、図２に示すように、この接着シート１０Ａを貼り付けた補強板２を、公知の手法により制作された上記配線基板本体６の第１主面６Ａ上に、位置合わせして載置する。
【００２６】
次に、図３に示すように、この接着シート１０Ａを介して重ねた補強板２および配線基板本体６を配線基板本体６の第２主面６Ｂが載置治具１１の載置面１１Ａに接するようにして、載置面１１Ａ上に載置する。この載置治具１１は、載置面１１Ａを底面とする凹部１１Ｒを有し、その側壁１１Ｂには、後述する接着・平坦化工程において、載置治具１１と柔軟シート１４で包囲した空間を減圧するための排気管１２が形成されている。
【００２７】
次に、包囲工程において、図４に示すように、複数の配線基板１の上面全面をシリコンゴムからなる厚さ１．０ｍｍの柔軟シート１４で覆い、この柔軟シート１４と載置治具１１とによって、接着シート１０Ａを介して重ねた補強板２及び配線基板本体６とを包囲する。
【００２８】
次に、接着・平坦化工程において、図５に示すように、排気管１２から柔軟シート１４と載置治具１１とで囲まれた空間を減圧する。この、減圧下で、１００℃、３０分間の予備加熱を行った後、１７０℃、６０分間加熱して接着シート１０Ａを硬化させ、減圧による柔軟シートからの加圧を利用しつつ、補強板２と配線基板本体６とを接着する。このとき、同時に、ハンダバンプ８の頂部は、柔軟シート１４からの加圧により柔軟シートの下面１４Ｂによって平坦化される
その後、柔軟シート１４を取り除くと、図１に示す配線基板１が完成する。
【００２９】
なお、本実施形態では、１７０℃での加熱硬化に先立ち、減圧下（真空）での予備加熱を施した。これは、接着材から発生する溶剤等のアウトガスによって補強板２及び配線基板本体６の表面の配線等に施された金メッキ層が変色するのが防止できるからである。減圧下での予備加熱の温度は、接着材の硬化が始まる温度以下で、さらに好ましくはそのうちで高めの温度で適宜行えばよいが、本実施形態の接着材は１４０℃以上で硬化が始まるため、予備加熱の温度を１００℃とした。
【００３０】
本実施形態の製造方法により製造した上記配線基板１は、ハンダバンプ８の頂部がなすコポラナリティを小さくすることができ、また、補強板２のそれぞれの透孔の中に平坦化治具を配置する必要がなく、また、平坦化工程後にこの平坦化治具を回収する必要もない。したがって、複数の配線基板１を一挙に精度良く平坦化することができる。
【００３１】
また、補強板２と配線基板本体６とを接着する接着層１０中の気泡の発生が抑制され、接着信頼性が高い。さらに、この接着とハンダバンプ８の頂部の平坦化とを同時に行えるので、作業を簡略化できる。
【００３２】
なお、本実施形態では載置工程において、予め補強板２に接着シート１０Ａを仮接着したものを、配線基板本体６に載置しているが、配線基板本体６上に、接着シート１０Ａと補強板２とを順に重ねてもよい。ただし、本実施形態のようにすると、補強板２、接着シート１０Ａ及び配線基板本体６の位置合わせが容易になるので好適である。また、接着材のはみ出しを防止するために、接着シート１０Ａは補強板２の外形よりも少し引き下がった形状のものを用いるとよい。さらに、本実施形態のように配線基板本体６の絶縁層と近似した材質の接着シート１０Ａを用いると、これらの間で熱膨張率等が適合するので好ましい。また、接着シート１０Ａの代わりにペースト状の接着剤を用いてもよい。
【００３３】
また、本実施形態では、包囲工程において、シリコンゴムからなる柔軟シート１４を用いているが、これに限らず、柔軟な樹脂やそれ以外のものを用いても良い。
【００３４】
以上において、本発明の実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係り、配線基板を示す図であり、（ａ）は拡大断面図を示し、（ｂ）は補強板の第１補強板主面から見た平面図を示す。
【図２】本発明の実施形態に係る配線基板の製造方法を示す図であり、配線基板本体に接着シートを重ねた状態を示す。
【図３】本発明の実施形態に係る配線基板の製造方法を示す図であり、載置工程で、複数の配線基板本体および補強板を載置治具に配置した状態を示す。
【図４】本発明の実施形態に係る配線基板の製造方法を示す図であり、包囲工程で柔軟シートで覆い、載置治具とで包囲した状態を示す。
【図５】本発明の実施形態に係る配線基板の製造方法を示す図であり、接着・平坦化工程で柔軟シートにより複数の配線基板のハンダバンプの頂部を平坦化し、補強板と配線基板本体とを接着した状態を示す。
【図６】従来技術に係り、補強板を有する配線基板の拡大断面図を示す。
【図７】従来の配線基板の製造方法を示す図であり、（ａ）配線基板本体に接着シートを介して補強板を載置した状態を示し、（ｂ）は補強板上に錘を載せて接着シートを加熱硬化させた状態を示す図であり、（ｃ）はハンダバンプ上にバンプ平坦化治具を載置した状態を示し、（ｄ）はハンダバンプの頂部を平坦化した配線基板を示す。
【符号の説明】
１：配線基板
２：補強板
２Ａ：第１補強板主面
２Ｂ：第２補強板主面
３：透孔
６：配線基板本体
６Ａ：第１主面
６Ｂ：第２主面
７：接続パッド
８：ハンダバンプ（バンプ状接続端子）
８Ａ：ハンダバンプの頂部
１０Ａ：接着シート
１０：接着層
１１：載置治具
１１Ａ：載置面
１４：柔軟シート
【整理番号】        ９９−０３５４
【図１】
0003637438.tif 000002
【図２】
0003637438.tif 000003
【図３】
0003637438.tif 000004
【図４】
0003637438.tif 000005
【図５】
0003637438.tif 000006
【図６】
0003637438.tif 000007
【図７】
0003637438.tif 000008