(57)【要約】【課題】  基板の両面に硬化度が異ならないように樹脂層を形成する製造方法を提供する。【解決手段】  部品実装ベース基板２と液状樹脂２１を硬化冶具３１に収容し、部品実装ベース基板２を液状樹脂２１に浸漬する。熱硬化で部品実装ベース基板２の両主面に樹脂層８を形成し、硬化冶具から取出す。ローラ型ブレード３４で両主面の樹脂層８の上面を研磨し、ビアホール１１を形成し、外部接続用電極１２を形成し、ダイサーで分割して、モジュール基板１０を形成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方主面および他方主面を有するベース基板を準備する工程と、
前記ベース基板に実装部品を実装し、部品実装ベース基板とする実装工程と、
収容部を有する冶具に前記部品実装ベース基板と液状樹脂を収容して、前記部品実装ベース基板を液状樹脂に浸漬する浸漬工程と、
前記液状樹脂を熱硬化し、前記部品実装ベース基板の両主面に樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
前記冶具から、両主面に樹脂層が形成された前記部品実装ベース基板を取出す工程と、を備えるモジュール基板の製造方法。
【請求項２】
前記浸漬工程において、前記冶具に前記部品実装ベース基板を収容し、さらに減圧雰囲気で前記冶具に液状樹脂を注入して収容する、請求項１に記載のモジュール基板の製造方法。
【請求項３】
前記浸漬工程の後、前記部品実装ベース基板と前記液状樹脂が収容された前記冶具を減圧雰囲気におく減圧工程を備える、請求項１または請求項２に記載のモジュール基板の製造方法。
【請求項４】
前記浸漬工程の後、前記部品実装ベース基板と前記液状樹脂が収容された前記冶具を加圧雰囲気におく加圧工程を備える、請求項１乃至３の何れか１項に記載のモジュール基板の製造方法。
【請求項５】
前記冶具から、両主面に樹脂層が形成された前記部品実装ベース基板を取出す工程の後、両主面のうち少なくとも一方の主面の樹脂層を研磨する研磨工程を備える、請求項１乃至４の何れか１項に記載のモジュール基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の両面に樹脂層を有するモジュール基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液状樹脂を用いて基板に樹脂層を形成する方法として、スピンコート法が知られている。このスピンコート法を用いた樹脂層の形成方法としては、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１には、図５に示すように、基板５０に少量の液状樹脂５１を滴下し、基板５０を高速回転させることで、基板５０の一面に樹脂層５２を形成する方法が開示されている。熱硬化することで基板５０上に実装された電子部品（図示せず）を樹脂封止し、モジュール基板が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２８３１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしスピンコート法によって基板の両面に樹脂層を形成する場合には、以下の課題がある。すなわち一方の面にスピンコートで樹脂層を形成し、熱硬化した後でなければ、他方の面にスピンコートで樹脂層を形成することはできない。したがって先に形成された一方の面の樹脂層は、他方の面の樹脂層の熱硬化によってさらに硬化が進み、両者の硬化度は異なることになる。
【０００５】
基板両面の樹脂層の硬化度が異なる場合には、完成したモジュール基板を回路基板にリフロー実装する時など、再度熱が加えられたときに図６に示すように基板６０の基板反りが発生する。これは基板両面の樹脂層の硬化度が異なることにより、再度熱が加えられたときの熱収縮がそれぞれの樹脂層で異なるためである。そのため熱収縮の大きい樹脂層に基板が引っ張られることになり、基板反りが発生する。基板反りによって樹脂層と基板の剥離や、実装部品の端子外れによる断線が生じるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するために、本発明のモジュール基板の製造方法は、一方主面および他方主面を有するベース基板を準備する工程と、前記ベース基板に実装部品を実装し、部品実装ベース基板とする実装工程と、収容部を有する冶具に前記部品実装ベース基板と液状樹脂を収容して、前記部品実装ベース基板を液状樹脂に浸漬する浸漬工程と、前記液状樹脂を熱硬化し、前記部品実装ベース基板の両主面に樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、前記冶具から、両主面に樹脂層が形成された前記部品実装ベース基板を取出す工程と、を備える。
【０００７】
このモジュール基板の製造方法を用いると、両主面の樹脂層の硬化度が異なることなくモジュール基板を製造できるため、モジュール基板に再度熱が加えられたときの基板反りの発生を抑えることができる。
【０００８】
また本発明では、前記浸漬工程において、前記冶具に前記部品実装ベース基板を収容し、さらに減圧雰囲気で前記冶具に液状樹脂を注入して収容することが好ましい。
【０００９】
また本発明では、前記浸漬工程の後、前記部品実装ベース基板と前記液状樹脂が収容された前記冶具を減圧雰囲気におく減圧工程を備えることが好ましい。
【００１０】
また本発明では、前記浸漬工程の後、前記部品実装ベース基板と前記液状樹脂が収容された前記冶具を加圧雰囲気におく加圧工程を備えることが好ましい。
【００１１】
これらの場合は、樹脂層内部のボイドの発生を抑えることができ、また実装部品のすき間への液状樹脂の充填性を向上することができる。
【００１２】
また本発明では、前記冶具から、両主面に樹脂層が形成された前記部品実装ベース基板を取出す工程の後、両主面のうち少なくとも一方の主面の樹脂層を研磨する研磨工程を備えることが好ましい。
【００１３】
この場合は、モジュール基板のコプラナリティ（Ｃｏｐｌａｎａｒｉｔｙ）を維持することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、再度熱が加えられたときの基板反りの発生を抑えることができる。この結果、基板反りによる樹脂層と基板の剥離や、実装部品の端子外れを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態におけるモジュール基板の製造工程を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態におけるモジュール基板の製造工程のうちの一部を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態において樹脂未充填部へ樹脂が充填されることを説明する図である。
【図４】本発明の第３実施形態におけるモジュール基板の製造工程のうちの一部を示す図である。
【図５】従来のスピンコート法による樹脂層の形成方法を示す図である。
【図６】従来の基板反りが発生したモジュール基板における実装部品の端子外れを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係るモジュール基板の製造方法の実施形態を、図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１は、本第１実施形態であるモジュール基板の製造方法における各工程を示す断面図である。集合基板１はモジュール基板のベース基板３が複数集合した基板である。集合基板１としては、セラミック基板が用いられ、ここではＬＴＣＣ（低温焼成セラミックス：Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ）基板を用いた場合について説明する。
【００１７】
ＬＴＣＣ基板を用いて集合基板１を作成する場合、まずＰＥＴフィルム上にセラミックスラリーをコーティングした後、乾燥させ、厚み１０〜２００μｍのセラミックグリーンシートを作成する。作成したセラミックグリーンシートのうち必要に応じて、金型、レーザー等により直径略０．１ｍｍのビアホールをＰＥＴフィルム側から形成する。
【００１８】
次に、ビアホールを形成したセラミックグリーンシートについて、銀又は銅を主成分とする金属粉、樹脂、有機溶剤を混練した電極ペーストをビアホール内に充填して乾燥させる。そして、セラミックグリーンシート上に同種の電極ペーストを所望のパターンにスクリーン印刷し、乾燥させ、内部配線４を形成する。また所定のセラミックグリーンシート上に表面電極５を形成する。
【００１９】
上記の内部配線４または表面電極５を有するセラミックグリーンシートと内部配線や表面電極を有さないセラミックグリーンシートを複数の層にわたって積み重ね、圧力１００〜１５００ｋｇ／ｃｍ2 、温度４０〜１００℃にて圧着する。その後、電極ペーストが銀を主成分とする場合には空気中で略８５０℃、銅を主成分とする場合には窒素雰囲気中で略９５０℃にて焼成する。焼成後、表面電極５、５、・・・上にＮｉ／Ｓｎメッキ膜又はＮｉ／Ａｕメッキ膜等を湿式メッキ等で成膜する。このようにして集合基板１を作製する。ここで集合基板１の端部には外枠基板部６が形成される。
【００２０】
次に、集合基板１の両主面に形成された表面電極５、５、・・・にハンダを印刷し、電子部品７、７、・・・を実装し、リフローによりハンダ付けすることで、図１（ａ）に示す両主面に電子部品７が実装された部品実装ベース基板２が形成される。
【００２１】
次に、部品実装ベース基板２を硬化冶具３１の内部に配置する。図１（ｂ）に示す硬化冶具３１は、内部に空洞部を有し、空洞部には部品実装ベース基板２と液状樹脂２１を収容できるように構成されている。硬化冶具３１の内部に支持台３２を配置し、支持台３２で部品実装ベース基板２の外枠基板部６を支えることで、硬化冶具３１の内部に部品実装ベース基板２を配置する。
【００２２】
次に、樹脂供給装置３３によって液状樹脂２１を硬化冶具３１の内部に注入する。液状樹脂２１は熱硬化性樹脂と無機フィラーを混合した複合樹脂である。熱硬化性樹脂は、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂等である。無機フィラーは、例えばＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2等である。このようにして硬化冶具３１の内部で、部品実装ベース基板２を液状樹脂２１に浸漬する。
【００２３】
液状樹脂２１がエポキシ樹脂である場合、硬化開始温度が例えば１００度であれば、それより１０〜２０度低い温度に加熱することで液状樹脂２１の流動性を向上させることができる。そのため、硬化冶具３１に液状樹脂２１を注入するとき、硬化冶具３１と液状樹脂２１を例えば８０度に加熱し、液状樹脂の流動性を向上させることで、ベース基板３と電子部品７のすき間などに樹脂がまわり易くすることができる。
【００２４】
浸漬後、１００度に加熱し樹脂の１次硬化を行う。硬化時間は例えば６０〜９０分である。１次硬化が終了して、硬化冶具３１より両面に樹脂層８が形成された部品実装ベース基板２を取出す。次に１５０度に加熱し樹脂の２次硬化を行う。硬化時間は例えば６０〜９０分である。図１（ｃ）が両面に樹脂層８が形成された部品実装ベース基板２である。
【００２５】
２次硬化終了後、図１（ｄ）に示すようにローラ型ブレード３４で両面の樹脂層８の上面を研磨する。なお、両面ではなく、片面の樹脂層８のみの上面を研磨してもよい。
【００２６】
研磨後、樹脂層８の所定の位置に樹脂層８を貫通するビアホール１１を形成する。加工方法としてはレーザーにて樹脂層８に貫通穴を形成して、次に薬液により貫通穴をデスミア処理した後、貫通穴に導電性ペーストを充填し硬化すればよい。導電性ペーストは金属粒子と熱硬化性樹脂を混合したものである。金属粒子は、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｂｉ等の粒子である。熱硬化性樹脂は、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂等である。
【００２７】
形成されたビアホール１１の上面に銅箔を貼り付け、エッチングレジストを印刷してエッチングを行い、外部接続用電極１２を形成する。さらに必要に応じて外部接続用電極１２の表面にＮｉ／Ｓｎメッキ膜又はＮｉ／Ａｕメッキ膜等を湿式メッキ等で形成する。最後に部品実装ベース基板２を樹脂層８と共にダイサー（図示せず）で分割し、図１（ｅ）に示すモジュール基板１０が形成される。
【００２８】
以上のように、本第１実施形態のモジュール基板の製造方法によって、両面の樹脂層８を同時に形成できるため、両面の樹脂層８の硬化度をほぼ同じとすることができる。そのため再度熱が加えられたとき、両面の樹脂層８の熱収縮の違いによるモジュール基板１０の基板反り発生を抑えることができる。基板反り発生を抑えることで、樹脂層８とベース基板３の剥離や、電子部品７の端子外れによる断線を防止することができる。
【００２９】
また、モジュール基板の製造工程の途中で基板反りが発生していた場合には、反り直しという煩雑な工程が必要であったが、本発明では基板反りが発生しないため、その必要がなく製造工程を容易とすることができる。
【００３０】
また、本発明では樹脂層８を形成するために液状樹脂２１を用いている。このような液状樹脂２１は、いわゆるＢステージ状態の樹脂シートと比較して安価であり、製造コストを下げることが可能である。
【００３１】
また、液状樹脂２１を使用しているため、電子部品７がワイヤーボンディングした部品であっても樹脂封止することが可能である。液状樹脂２１であればワイヤーへの負荷を小さくすることができるためである。
【００３２】
本第１実施形態において、硬化冶具３１の内部に部品実装ベース基板２を配置してから液状樹脂２を注入したが、硬化冶具３１に液状樹脂２を先に注入しておき、その後に部品実装ベース基板２を硬化冶具３１の内部に設置することで、液状樹脂２１に部品実装ベース基板２を浸漬させてもよい。
【００３３】
また液状樹脂２１に部品実装ベース基板２を浸漬した後の硬化前に、硬化冶具３１を減圧装置に入れ、減圧雰囲気におくことで液状樹脂２１の脱泡を行ってもよい。脱泡によって硬化後の樹脂層８に発生するボイドを低減することができる。
（第２実施形態）
図２は、本第２実施形態であるモジュール基板の製造工程のうちの一部を示す概略説明図である。ここで第１実施形態と同じ工程については、記載を省略する。第２実施形態において第１実施形態と異なるのは、液状樹脂２１を注入する方法である。
【００３４】
まず第１実施形態と同様に形成した部品実装ベース基板２を用意し、硬化冶具３５の内部に配置する。硬化冶具３５は内部に空洞部を有し、空洞部には部品実装ベース基板２と液状樹脂２１を収容できるように構成されている。
【００３５】
図２の概略説明図に示すように、部品実装ベース基板２を内部に配置した硬化冶具３５をチャンバー３６の内部に配置する。減圧装置３７はチャンバー３６の内部を減圧する。減圧は例えば減圧雰囲気が１０3Ｐａ以下となるまで行われる。減圧雰囲気となった後に、樹脂供給装置３８から液状樹脂２１を硬化冶具３５に注入する。このとき硬化冶具３５と液状樹脂２１は例えば８０度に加熱される。加熱により液状樹脂２１は樹脂粘度が低下し流動性が上昇するため、ベース基板３と電子部品７のすき間などに樹脂がまわり易い。このようにして減圧雰囲気において硬化冶具３５の内部で、部品実装ベース基板２を液状樹脂２１に浸漬する。その後、チャンバー３６から硬化冶具３５を取り出し大気圧に戻してから、第１実施形態と同様に熱硬化し、研磨、外部接続用電極の形成、分割によってモジュール基板を形成する。
【００３６】
以上のように、本第２実施形態のモジュール基板の製造方法によれば、減圧雰囲気で液状樹脂２１を注入するため、液状樹脂２１をより脱泡することが可能となり、完成した樹脂層１８のボイドを低減できる。またベース基板３と電子部品７のすき間などに樹脂未充填部分が残ることがあったが、減圧雰囲気から大気圧に戻す際の圧力差によって、樹脂未充填部分への液状樹脂２１の充填が可能となる。これによりモジュール基板の信頼性が向上する。
【００３７】
減圧雰囲気から大気圧に戻したときの様子を図３を用いて説明する。図３（ａ）は減圧雰囲気の状態であり、液状樹脂２１がベース基板３と電子部品７のすき間に充填できず、樹脂未充填部分２２が残っている。減圧雰囲気から大気圧に戻すときに、圧力差によって図３（ｂ）に示すように樹脂未充填部分２２が小さくなり、大気圧に戻ると図３（ｃ）に示すように樹脂未充填部分２２の部分に液状樹脂２１を充填することができる。
【００３８】
本第２実施形態において、硬化冶具３５に液状樹脂２１を注入する前に、液状樹脂２１のみを減圧雰囲気で脱泡してもよい。ボイド低減の効果をより大きくすることができる。また液状樹脂２１を注入する際には、樹脂供給装置３８によって例えば０．２〜０．４ＭＰａの注入圧をかけてもよい。チャンバー３６の内部が減圧されているため、大気圧との圧力差で液状樹脂２１は注入されるが、注入圧をかけることで注入速度が上昇し、注入する工程に要する時間を短縮することができる。またベース基板３と電子部品７のすき間などへの液状樹脂２１の充填性も向上する。液状樹脂２１が注入された硬化冶具３５をさらに継続して一定時間のあいだ減圧雰囲気におくことで、液状樹脂２１の脱泡を行ってもよく、ボイド低減の効果をより大きくすることができる。
（第３実施形態）
図４は、本第３実施形態であるモジュール基板の製造工程のうちの一部を示す概略説明図である。ここで第１実施形態および第２実施形態と同じ工程については、記載を省略する。
【００３９】
第３実施形態において異なる点は、加圧雰囲気におくことである。
【００４０】
図４の概略説明図を用いて説明する。第２実施形態と同様に、硬化冶具３９の内部に部品実装ベース基板２を配置して、減圧雰囲気で液状樹脂２１を注入する。次に、図４に示すように硬化冶具３９をチャンバー４０の内部に配置し、チャンバー４０の内部を加圧装置４１で加圧する。加圧雰囲気としては、例えば大気圧以上で３ＭＰａ以下が望ましい。それ以上に加圧すると、電子部品７等を破損する問題がある。
【００４１】
加圧雰囲気においた後、第１実施形態および第２の実施形態と同様に熱硬化し、研磨、外部接続用電極の形成、分割によってモジュール基板を形成する。
【００４２】
以上のように、本第３実施形態のモジュール基板の製造方法によれば、加圧雰囲気におくことで完成した樹脂層１８のボイドを低減でき、また液状樹脂２１がベース基板３と電子部品７のすき間などの樹脂未充填部にも充填され、モジュール基板の信頼性をさらに向上することができる。
【００４３】
第２実施形態において、減圧雰囲気から大気圧に戻したときに液状樹脂２１がベース基板３と電子部品７のすき間などの樹脂未充填部に充填されることを、図３を用いて説明したが、本第３実施形態のように減圧雰囲気からさらに加圧雰囲気におくことで、樹脂未充填部への樹脂充填の効果をより大きくすることができる。
【００４４】
本第３実施形態において、加圧雰囲気においた後に熱硬化したが、熱硬化を加圧雰囲気で行ってもよい。加圧と熱硬化を同時に行うことで加工時間を短縮することができる。
【００４５】
以上の実施形態においては、ベース基板としてＬＴＣＣ基板の例を示したが、ガラス、エポキシ樹脂等からなるベース基板を用いてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１  集合基板
２  部品実装ベース基板
３  ベース基板
４  内部配線
５  表面電極
６  外枠基板部
７  電子部品
８  樹脂層
１０  モジュール基板
１１  スルーホール
１２  外部接続用電極
２１  液状樹脂
２２  樹脂未充填部分
３１、３５、３９  硬化冶具
３２  支持台
３３、３８  樹脂供給装置
３４  ローラ型ブレード
３６、４０  チャンバー
３７  減圧装置
４１  加圧装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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