(57)【要約】【課題】複合体を枠体にテープにより支持固定を行っているので、複合体に反り、歪み、皺を発生させ、加工精度に大きな要因を要していた。【解決手段】コンポジット４と第１フィルム１（及び第２フィルム２）と第３フィルム３の積層によって得た複合材料Ａを、適宜にハーフカットし除去することで複合体Ｂを得ることができ、複合体Ｂが、第３フィルム３によって枠体２３に貼り付けられることにより、複合体Ｂの剛性が強くなり、反り、歪み、皺を防止（抑制）することができ、ビアホール１０の貫通形成と、導電性ペースト１１の充填工程時の生産性を大きく向上させることができる。各ビアホール１０のピッチ精度を安定加工できるため、回路基板１２，１３の加圧加熱後（多層化工程後）においても、回路基板１２，１３との接合を安定して実現できる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンポジットの片面に第１フィルムまたは両面に第１フィルム及び第２フィルムが配置され、前記第１フィルムに接着手段を介して第３フィルムが積層されていることを特徴とする複合材料。
【請求項２】
コンポジットは、６０〜９５ｗｔ％の無機フィラーと半硬化樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１記載の複合材料。
【請求項３】
第３フィルムは、第１フィルムや第２フィルムよりも弾性率が大きいことを特徴とする請求項１または２記載の複合材料。
【請求項４】
第３フィルムは、第１フィルムや第２フィルムよりも厚みが厚いことを特徴とする請求項３記載の複合材料。
【請求項５】
第１フィルム、第２フィルム、第３フィルムは、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリピロピレン、ポリカカーボネイト、ポリイミド、ポロピロピレン、ポリエステルの何れかの材料で構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の複合材料。
【請求項６】
第１フィルムと第３フィルムとを貼り合わせる接着手段として、粘着材、熱可塑性樹脂、熱発泡性粘着材の何れかの材料を用いたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の複合材料。
【請求項７】
部品内蔵基板の製造方法において、コンポジットの片面に第１フィルムまたは両面に第１フィルム及び第２フィルムを配置し、前記第１フィルムに第３フィルムを積層して複合材料を構成し、この複合材料の前記第３フィルムを所定サイズにハーフカットした後、前記第１フィルム、コンポジット、第２フィルムを前記第３フィルムの所定サイズより大きいサイズにハーフカットし、前記第３フィルムのハーフカット内側と、前記第１フィルム、コンポジット、第２フィルムのハーフカット外側とを除去して複合体を構成し、この複合体を枠体に固定した状態にて搬送し、前記複合体にビアホールを貫通形成し、次に前記ビアホールに導電性ペーストを充填完了後、前記枠体から前記複合体を取り外し、前記第１フィルム及び第２フィルムを剥離した後、前記ビアホールと、内蔵部品を実装した基板の回路パターン上との位置合わせ積層を行い、加圧加熱することにより内蔵部品をコンポジットに埋設させることを特徴とする多層基板の製造方法。
【請求項８】
複合材料のハーフカット手段として、トムソン刃、カッターナイフ、レーザーの何れかを用いることを特徴とする請求項７記載の多層基板の製造方法。
【請求項９】
第１フィルム、コンポジット、第２フィルム及び第３フィルムの除去手段として、剥離側面の逆面を多孔質プレートを介して吸着することを特徴とする請求項７または８記載の多層基板の製造方法。
【請求項１０】
第３フィルムの粘着力によって枠体に固定支持されることを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の多層基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複合材料及び複合体を用いた多層基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多層回路基板の微細化技術の進歩に伴い、ますます高密度基板へ進化している。中でもモバイル機器等に用いられる基板については、更に３次元実装や基板への部品内蔵等の高密度化への要求が高まっている。
【０００３】
以下、従来の複合材料と複合体及び多層基板を用いた部品内蔵基板の構成及び製造方法について、図１４〜図２１を参照し説明する。
図１４は、部品内蔵基板の説明図である。この図１４において、部品内蔵基板は、回路基板１２、コンポジット４、回路基板１３の積層構造から形成されている。回路基板１２上には、フリップチップ実装技術を用いて半導体素子１５の実装を行っている。コンポジット４には、ビアホール加工機でビアホール１０、半導体素子１５の内蔵用空隙が形成されており、ビアホール１０には導電性ペースト１１を充填している。そして、最上面層の回路基板１３にも半導体素子１５がフリップチップ実装されており、下面の回路基板１２は、コンポジット４の導電性ペースト１１を介して接続をしている。また、各回路基板１２，１３上に形成されている半導体素子１５や回路パターン１４は、コンポジット４に埋設している。
【０００４】
以下に、詳細に各工程順に説明する。
図１５は、第１フィルム１、コンポジット４、第２フィルム２からなる複合材料Ａを、枠体２３の内側に納めるために、枠体２３の内側サイズより小さめのサイズに切断刃２０で切断加工して得た複合体Ｂの説明図である。この図１５において、第１フィルム１、第２フィルム２の厚みが１０〜３０μｍと非常に薄いため、第１フィルム１、コンポジット４、第２フィルム２からなる複合材料Ａは、非常に反りや歪みを発生しやすい積層構造である。
【０００５】
図１６は、枠体２３に複合体Ｂをテープ２８で支持固定している説明図である。この図１６において、枠体２３を設置し、この枠体２３の内側に、隙間２３Ａを置いた状態で複合体Ｂのセッティングを行う。この時に複合体Ｂに歪み皺が発生するので、テープ２８で複合体Ｂの左右外側へ張力をかけながら、枠体２３の内側へと支持固定させる。
【０００６】
図１７は、複合体Ｂに対する半導体埋設用の空隙９とビアホール１０との形成説明図である。この図１７において、複合体Ｂを枠体２３へ支持固定した後に、パンチャー加工機（図示せず。）を用いて複合体Ｂに半導体素子埋設用の空隙９を形成する。次にビアホール１０の貫通形成を行い、このビアホール１０へ導電性ペースト１１の充填を行うが、このまま導電性ペースト１１をビアホール１０へ充填すると空隙９にも導電性ペースト１１が充填されるので、開口している空隙９を新たな第２フィルム２で閉じる必要がある。残存している前記第２フィルム２をコンポジット４から取り外し、新たに第２フィルム２をコンポジット４上に真空ラミネター機（図示せず。）で貼り付け、パンチャー加工機で内径０．０５〜０．５ｍｍまでのビアホール１０を形成する。
【０００７】
図１８は、枠体２３から複合体Ｂを取り外す説明図である。この図１８において、複合体Ｂから第１フィルム１、第２フィルム２を取り除くために、枠体２３から複合体Ｂを切り離す必要があるので、カッターナイフ２４により、枠体２３と複合体Ｂを左右に支持固定しているテープ２８を複合体Ｂの外周部に沿って切断し、テープ２８の切断後に複合体Ｂを枠体２３から取り除く。
【０００８】
図１９は、複合体Ｂをペースト充填機へセッティングし、導電性ペースト１１を貫通形成したビアホール１０に充填した説明図である。
図２０は、複合体Ｂから第１フィルム１と第２フィルム２を取り除いた説明図である。
【０００９】
図２１は、コンポジット４と回路基板１２、１３をアライメント積層して加圧加熱固定を行って、多層基板Ｃを製造した説明図である。この図２１において、多層基板積層治具（図示せず。）上に内蔵部品である半導体素子１５が実装された回路基板１２、コンポジット４、内蔵部品である半導体素子１５が実装された回路基板１３の順にセッティングを行う。このセッティング時に各回路基板１２、１３の回路パターン１４とコンポジット４に貫通形成したビアホール１０の位置合わせを行い、１００℃〜２５０℃温度調整した熱プレス機にて加圧加熱硬化を行うことで、図２１に示すように多層基板Ｃが得られる。
【００１０】
なお、別の製造方法としては、中心が打ち抜かれた４辺を持ったパレットに、両面テープを用いてセラミックシートを張り付けるセラミックシートの加工方法が提供されている（たとえば、特許文献１参照。）。
【００１１】
【特許文献１】
特開昭６１−２５６６５９号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１６で示した従来方法である複合体Ｂを枠体２３にテープ２８で固定する際に、このテープ２８が１０〜１００μｍと薄いために、複合体Ｂと枠体２３との間でテープ２８に歪み皺が発生することになって、この複合体Ｂに反り、歪み、皺を与える応力が発生し、ビアホール形成時の加工精度不良の大きな要因となっていた。これは製造上の不良であることから、歩留まり低下は大きな問題となっていた。また生産性が悪く、製品の信頼性も十分でないという問題も有していた。
【００１３】
本発明は、前述したような複合体を枠体へ貼り付ける方法の課題を考慮し、枠体と複合体には、反り、歪み、皺のダメージがない複合材料と複合体及び多層基板の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するため、本発明の請求項１記載の複合材料は、コンポジットの片面に第１フィルムまたは両面に第１フィルム及び第２フィルムが配置され、前記第１フィルムに接着手段を介して第３フィルムが積層されていることを特徴としたものである。
【００１５】
したがって請求項１の発明によると、コンポジットと第１フィルム（及び第２フィルム）と第３フィルムの積層によって、剛性が強い複合材料を提供し得る。
また本発明の請求項２記載の複合材料は、上記した請求項１記載の構成において、コンポジットは、６０〜９５ｗｔ％の無機フィラーと半硬化樹脂で構成されていることを特徴としたものである。
【００１６】
そして本発明の請求項３記載の複合材料は、上記した請求項１または２記載の構成において、第３フィルムは、第１フィルムや第２フィルムよりも弾性率が大きいことを特徴としたものである。
【００１７】
さらに本発明の請求項４記載の複合材料は、上記した請求項３記載の構成において、第３フィルムは、第１フィルムや第２フィルムよりも厚みが厚いことを特徴としたものである。
【００１８】
したがって請求項４の発明によると、厚みが厚い第３フィルムによって剛性を確保し得る。
しかも本発明の請求項５記載の複合材料は、上記した請求項１から４のいずれかに記載の構成において、第１フィルム、第２フィルム、第３フィルムは、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリピロピレン、ポリカカーボネイト、ポリイミド、ポロピロピレン、ポリエステルの何れかの材料で構成されていることを特徴としたものである。
【００１９】
また本発明の請求項６記載の複合材料は、上記した請求項１から５のいずれかに記載の構成において、第１フィルムと第３フィルムとを貼り合わせる接着手段として、粘着材、熱可塑性樹脂、熱発泡性粘着材の何れかの材料を用いたことを特徴としたものである。
【００２０】
本発明の請求項７記載の多層基板の製造方法は、部品内蔵基板の製造方法において、コンポジットの片面に第１フィルムまたは両面に第１フィルム及び第２フィルムを配置し、前記第１フィルムに第３フィルムを積層して複合材料を構成し、この複合材料の前記第３フィルムを所定サイズにハーフカットした後、前記第１フィルム、コンポジット、第２フィルムを前記第３フィルムの所定サイズより大きいサイズにハーフカットし、前記第３フィルムのハーフカット内側と、前記第１フィルム、コンポジット、第２フィルムのハーフカット外側とを除去して複合体を構成し、この複合体を枠体に固定した状態にて搬送し、前記複合体にビアホールを貫通形成し、次に前記ビアホールに導電性ペーストを充填完了後、前記枠体から前記複合体を取り外し、前記第１フィルム及び第２フィルムを剥離した後、前記ビアホールと、内蔵部品を実装した基板の回路パターン上との位置合わせ積層を行い、加圧加熱することにより内蔵部品をコンポジットに埋設させることを特徴としたものである。
【００２１】
したがって請求項７の発明によると、コンポジットと第１フィルム（及び第２フィルム）と第３フィルムの積層によって得た複合材料を、適宜にハーフカットし除去することで複合体を得、この複合体が、その第３フィルムによって枠体に貼り付けられることにより、複合体の剛性が強くなり、反り、歪み、皺を防止し得、以てビアホールの貫通形成と、導電性ペースト充填の工程時の生産性を大きく向上し得る。
【００２２】
また本発明の請求項８記載の多層基板の製造方法は、上記した請求項７記載の構成において、複合材料のハーフカット手段として、トムソン刃、カッターナイフ、レーザーの何れかを用いることを特徴としたものである。
【００２３】
そして本発明の請求項９記載の多層基板の製造方法は、上記した請求項７または８記載の構成において、第１フィルム、コンポジット、第２フィルム及び第３フィルムの除去手段として、剥離側面の逆面を多孔質プレートを介して吸着することを特徴としたものである。
【００２４】
したがって請求項９の発明によると、ハーフカットを行った複合材料における剥離側面の逆面を、多孔質プレートを用いて皺、歪みがでないように吸着した状態で、不用部分の除去を行える。
【００２５】
さらに本発明の請求項１０記載の多層基板の製造方法は、上記した請求項７から９のいずれかに記載の構成において、第３フィルムの粘着力によって枠体に固定支持されることを特徴としたものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１３を参照して説明する。但し、本発明は、以下に具体的に示す実施の形態に限定されるものではない。
【００２７】
図１は本発明の実施の形態を示す複合体の概略説明図、図２はその部分拡大断面図であり、図３は複合材料の製造方法の説明図である。
図３において、６０〜９５ｗｔ％の無機フィラーと半硬化樹脂で構成されている半硬化状態のコンポジット（樹脂層）４を使用し、このコンポジット４の両面に第１フィルム１及び第２フィルム２が配置された積層構造に構成されている。片面に配置された第１フィルム１の外面に第３フィルム３が、粘着材（接着手段の一例）５を介して貼り合わされている。ここで、無機フィラーの含有率が多いほど硬くて壊れ易いことになる。すなわち、もし無機フィラーを９５ｗｔ％よりも多くすると、脆くなり、取り扱えないことになる。また６０ｗｔ％より少ないと、誘電率や熱膨張係数が特性に合わないことになる。その際に第３フィルム３としては、第１フィルム１や第２フィルム２よりも弾性率が大きくかつ厚みが厚い材質を使用し、第１フィルム１や第２フィルム２を真空ロールラミネター機で貼り合わせ、以て積層構造の複合材料Ａを製造する。
【００２８】
図４は、複合体を製造する工程におけるハーフカット方法の説明図である。この図４において、複合材料Ａの第３フィルム３を、トムソン刃−切断機の切断刃２０にて所定サイズにハーフカットした後、第１フィルム１、コンポジット４及び第２フィルム２を、第３フィルム３の所定サイズより大きいサイズにトムソン刃−切断機の切断刃２０でハーフカットする。
【００２９】
図５は、複合体を製造する工程における複合材料除去方法の説明図である。この図５において、ハーフカットを行った複合材料Ａにおける第２フィルム２の外面（剥離側面の逆面）を、真空吸着テーブル（多孔質プレートの一例）２１を用いて、すなわち吸気口２２を通して皺、歪みがでないように真空吸着した状態で、第３フィルム３におけるハーフカットにより生じた切断溝よりも内側の部分を除去する。
【００３０】
図６は、複合体を製造する工程における下面側の複合材料除去方法の説明図である。この図６において、第３フィルム３のハーフカット内側を除去した個所に、この第３フィルム３の厚みと同じ寸法の多孔質シート７を挿入したのち、ハーフカットを行った複合材料Ａにおける第３フィルム３の外面（剥離側面の逆面）を、真空吸着テーブル２１を用いて、すなわち吸気口２２と多孔質プレート７の吸気口８とを通して、皺、歪みがでないように真空吸着した状態で、第１フィルム１、コンポジット４、第２フィルム２におけるハーフカットにより生じた切断溝６よりも外側の除去を行い、以て複合体Ｂの形成を行う。
【００３１】
図７は、複合体Ｂを搬送用の枠体２３に取り付けるための説明図である。この図７において、複合体Ｂと多孔質シート７との厚み寸法が枠体２３の厚み寸法と同等になるように、この多孔質シート７の厚み調整を行う。次に真空吸着テーブル２１の上面に枠体２３を設置し、この枠体２３の内側に多孔質シート７を挿入後、真空吸着を行う。これにより、複合体Ｂにおける第２フィルム２の面方向と積層構造になるように、複合体Ｂを枠体２３の内側に、隙間２３Ａを置いた状態で設置し、複合体Ｂの皺、歪みを取り除き、ハーフカット後に残存している第３フィルム３の粘着力を用いて、枠体２３と複合体Ｂを強力に支持固定することができる。
【００３２】
この後、真空吸着テーブル２１の上から外されるとともに、多孔質シート７が除去され、以て図１、図２に示すように、枠体２３に複合体Ｂを支持固定させた状態にできる。
【００３３】
図８は、複合体Ｂに半導体埋設用の空隙９の形成を行った説明図である。この図８において、複合体Ｂを枠体２３へ支持固定した後に、パンチャー加工機（図示せず。）を用いて複合体Ｂに半導体素子埋設用の空隙９の形成を行う。
【００３４】
図９は、ビアホール形成と導電ペースト充填を行った説明図である。この図９において、ビアホール１０の貫通形成を行い、このビアホール１０へ導電性ペースト１１の充填を行うが、このまま導電性ペースト１１をビアホール１０へ充填すると空隙９にも導電ペースト１１を充填されるので、開口している空隙９を新たな第２フィルム２で閉じる必要がある。残存している前記第２フィルム２をコンポジット４から取り外し、新たに第２フィルム２をコンポジット４上に真空ラミネター機（図示せず。）で貼り付ける。そして、第２フィルム２を貼り付けた後にビアホール１０の貫通形成を行い、このビアホール１０へ導電性ペースト１１の充填を行う。
【００３５】
図１０は、枠体２３から複合体Ｂを取り外す説明図である。この図１０において、複合体Ｂから第１フィルム１、第２フィルム２を取り除くために、枠体２３から複合体Ｂを切り離す必要があるので、カッターナイフ２４により、枠体２３と複合体Ｂを左右に支持固定している第３フィルム３を複合体Ｂの外周部に沿って外側切断する。
【００３６】
図１１は、第３フィルム３の切断後に複合体Ｂを枠体２３から取り外した説明図である。この図１１において、第１フィルム１上に残存していた第３フィルム３も、適宜の手段によって取り除かれている。
【００３７】
図１２は、複合体Ｂから第１フィルム１、第２フィルム２を取り外して（剥離して）、コンポジット４を単体にした説明図である。
図１３は、コンポジット４と回路基板１２，１３とを、加圧加熱により固定した多層基板製造方法の説明図である。この図１３において，多層基板積層治具（図示せず。）上に、内蔵部品の一例である半導体素子１５が実装された回路基板１２、コンポジット４、内蔵部品の一例である半導体素子１５が実装された回路基板１３の順にセッティングを行う。このセッティング時に、各回路基板１２，１３の回路パターン１４とコンポジット４に貫通形成したビアホール１０の位置合わせを行い、１００℃〜２５０℃に温度調整した熱プレス機にて加圧加熱の硬化を行う。これにより、図１３に示すように多層基板Ｃが得られる。
【００３８】
上記した実施の形態において、第１フィルム１、第２フィルム２、第３フィルム３は、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリピロピレン、ポリカカーボネイト、ポリイミド、ポロピロピレン、ポリエステルの何れかの材料で構成されている。
【００３９】
上記した実施の形態において、第１フィルム１と第３フィルム３とを貼り合わせる接着手段として粘着材５が示されているが、これは熱可塑性樹脂や熱発泡性粘着材などの材料を用いた接着手段であってもよい。
【００４０】
上記した実施の形態において、複合材料Ａのハーフカット手段として、トムソン刃−切断機の切断刃２０が示されているが、これはカッターナイフやレーザーなどであってもよい。
【００４１】
上記した実施の形態では、複合材料Ａとして、コンポジット４の両面に第１フィルム１及び第２フィルム２が配置された積層構造が示されているが、これはコンポジット４の片面に第１フィルム１が配置された積層構造などであってもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように本発明の複合材料及び多層基板の製造方法によれば、コンポジットと第１フィルム（及び第２フィルム）と第３フィルムの積層によって得た複合材料を、適宜にハーフカットし除去することで複合体を得ることができ、この複合体が、その第３フィルムによって枠体に貼り付けられることにより、複合体の剛性が強くなり、反り、歪み、皺を防止（抑制）することができ、以てビアホールの貫通形成と、導電性ペーストの充填工程時の生産性を大きく向上させることができる。また、各ビアホールのピッチ精度を安定して加工できるため、回路基板の加圧加熱後（多層化工程後）においても、回路基板との接合を安定して実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示し、複合体の概略説明図
【図２】同複合体の部分拡大断面図
【図３】同複合材料の製造方法の説明図
【図４】同複合体の製造方法におけるハーフカット方法の説明図
【図５】同複合体の製造方法における複合材料除去方法の説明図
【図６】同複合体の製造方法における下面側の複合材料除去方法の説明図
【図７】同多層基板の製造方法における複合体を枠体に取り付けるための説明図
【図８】同多層基板の製造方法における複合体に空隙形成を行った説明図
【図９】同多層基板の製造方法におけるビアホール形成と導電性ペースト充填を行った説明図
【図１０】同多層基板の製造方法における枠体から複合体を取り外す説明図
【図１１】同多層基板の製造方法における第３フィルムの切断後に枠体から複合体を取り外した説明図
【図１２】同多層基板の製造方法におけるコンポジットを単体にした説明図
【図１３】同多層基板の製造方法の説明図
【図１４】従来の多層基板の製造方法における部品内蔵基板の説明図
【図１５】同多層基板の製造方法における複合材料の切断加工説明図
【図１６】同多層基板の製造方法におけるテープによる支持固定説明図
【図１７】同多層基板の製造方法における空隙形成とビアホール形成との説明図
【図１８】同多層基板の製造方法における枠体から複合体を取り外す説明図
【図１９】同多層基板の製造方法における導電性ペースト充填を行った説明図
【図２０】同多層基板の製造方法における複合体から第１フィルムと第２フィルムを取り除いた説明図
【図２１】同多層基板の製造方法における多層基板を製造した説明図
【符号の説明】
１    第１フィルム
２    第２フィルム
３    第３フィルム
４    コンポジット（樹脂層）
５    粘着材（接着手段）
７    多孔質シート
９    空隙
１０    ビアホール
１１    導電性ペースト
１２    回路基板
１３    回路基板
１４    回路パターン
１５    半導体素子（内蔵部品）
２０    切断刃
２１    真空吸着テーブル（多孔質プレート）
２３    枠体
Ａ    複合材料
Ｂ    複合体
Ｃ    多層基板
【図１】
2004311793.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2004311793.tif 000017
【図１６】
2004311793.tif 000018
【図１７】
2004311793.tif 000019
【図１８】
2004311793.tif 000020
【図１９】
2004311793.tif 000021
【図２０】
2004311793.tif 000022
【図２１】
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