(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板の片面である第一面と、前記第一面と反対側の面である第二面にそれぞれ電気部品を接続する電気部品付基板の製造方法であって、
前記ベース基板の前記第一面上に、前記電気部品と、前記電気部品よりも厚みの厚い支持基板とを配置し、前記電気部品と前記支持基板を接続材料を介して一緒に押圧して前記ベース基板に接続した後、
前記ベース基板を前記支持基板で支持した状態で、前記第二面に前記電気部品を載せ、前記電気部品を前記接続材料を介して前記第二面に接続する電気部品付基板の製造方法。
【請求項２】
前記支持基板と前記電気部品の押圧は、前記支持基板と前記電気部品に押圧ゴムを押し付ける請求項１記載の電気部品付基板の製造方法。
【請求項３】
前記電気部品と前記支持基板の配置は、前記ベース基板のスルーホールと、前記支持基板のスルーホールとが電気的に接続されるように、前記支持基板と位置させる請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の電気部品付基板の製造方法。
【請求項４】
前記支持基板は平面形状がリング形状であり、
前記支持基板のリング内側に前記電気部品を配置する請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の電気部品付基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気部品付基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、通信用モジュールや、無線ＬＡＮ、チューナーといったような電子部品モジュールは、携帯電話を始めとした電子機器に搭載されるため、小型・薄型であることが要求される。
電子部品モジュールは、通常、信号処理用などのＩＣ数点とＣ，Ｒなどの受動部品やその他異形部品を数十点有しており、これがマザーボードへ実装される。
【０００３】
電子部品モジュールとしては、ベース基板の表面及び裏面に電気部品が搭載された電気部品付基板があり、そのような基板の一例としては、ベース基板の表面又は裏面に、電気部品を取り囲むリング状の基板が形成されたものがあり、そのリング内側の空間（キャビティ）に電気部品が接続される。
【０００４】
このようなキャビティ構造は、ビルドアップ基板の製造プロセスでは作製し難いので、一般に、ベース基板の表面にリング状の基板を接続してキャビティ構造を形成しており、電気部品はキャビティ構造を形成してから、ベース基板に接続される。
【０００５】
しかしながら、その方法では、電気部品を接続する前にベース基板にキャビティ構造が形成されるので、キャビティ構造が半田等の接続材料の供給の邪魔になり、メタルマスク印刷や異方導電性フィルムの貼付等簡易な方法で接続材料を供給することができないという問題があった。そのため、接続材料の供給方法はディスペンサを使用するものに限定され、接続材料はディスペンサの吐出性に優れた物に限定される上、微細パターンに接続材料を供給することは困難であった。
【特許文献１】特開平１１−４５９０４号公報
【特許文献２】特開２０００−１０５３８８号公報
【特許文献３】特開２００２−９３９３３号公報
【特許文献４】特開２００２−３５９２６４号公報
【特許文献５】特開２００５−３２９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的はキャビティ構造を有する基板を簡易な方法で製造可能な技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、ベース基板の片面である第一面と、前記第一面と反対側の面である第二面にそれぞれ電気部品を接続する電気部品付基板の製造方法であって、前記ベース基板の前記第一面上に、前記電気部品と、前記電気部品よりも厚みの厚い支持基板とを配置し、前記電気部品と前記支持基板を接続材料を介して一緒に押圧して前記ベース基板に接続した後、前記ベース基板を前記支持基板で支持した状態で、前記第二面に前記電気部品を載せ、前記電気部品を前記接続材料を介して前記第二面に接続する電気部品付基板の製造方法である。
本発明は、電気部品付基板の製造方法であって、前記支持基板と前記電気部品の押圧は、前記支持基板と前記電気部品に押圧ゴムを押し付ける電気部品付基板の製造方法である。
本発明は、電気部品付基板の製造方法であって、前記電気部品と前記支持基板の配置は、前記ベース基板のスルーホールと、前記支持基板のスルーホールとが電気的に接続されるように、前記支持基板と位置させる電気部品付基板の製造方法である。
本発明は、電気部品付基板の製造方法であって、前記支持基板は平面形状がリング形状であり、前記支持基板のリング内側に前記電気部品を配置する電気部品付基板の製造方法である。
【０００８】
本発明は上記のように構成されており、電気部品と支持基板は、異方導電性接着剤、異方導電性フィルム、ペースト状の導電材料、低融点金属（半田）等の接続材料によってベース基板に接続される。
【０００９】
第一面に電気部品を接続する前は、第一面には支持基板も接続されておらず、接続材料の配置の邪魔になるものが無いため、接続材料の配置方法は、ディスペンサを用いた方法に限定されない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電気部品と支持基板を一度に接続することが可能であり、従来に比べて接続工程の数が少ないので、電気部品付基板の製造時間が短縮される。また、電気部品や支持基板を接続する工程で加熱が必要な場合、接続工程の数が少ないとベース基板や電気部品が加熱される回数が少なくなるので、加熱によるダメージが少なくなる。支持基板と反対側の面に電気部品を接続するときには、支持基板は処理台に接触するが、支持基板と同じ面に接続された電気部品は処理台に接触しないので、特別なバックアップ治具が無くても、電気部品が傷つかない。押圧ゴムが変形するときには、押圧ゴムの流れは支持基板で堰き止められるので、電気部品の位置ずれが起こらず、信頼性の高い電気部品付基板が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図４（ｈ）符号１は本発明の製造方法により製造された電気部品付基板の一例を示しており、電気部品付基板１は、ベース基板１０と、支持基板２０とを有している。
【００１２】
ベース基板１０は基板本体１１を有しており、基板本体１１の表面及び裏面には、パターニングによって形成された配線膜１２が配置されている。
配線膜１２はパターニングによって幅広にされた接続部１６と、パターニングによって細長にされた配線部１７とを有しており、接続部１６と接続部１６の間は配線部１７によって互いに接続されている。
【００１３】
基板本体１１の表面には電気部品３２と、ここでは異形部品３３が配置され、基板本体１１の裏面には電気部品３１と、該電気部品３１よりも厚みの薄い電気部品３２とが配置されている。
電気部品３１〜３３は接続端子３６、３７を有しており、基板本体１１表面の電気部品３２は接続端子３７が接続部１６に接触した状態で、固化した半田１８によって固定され、異形部品３３も固化した半田によって接続部１６上に固定されている。
基板本体１１裏面の電気部品３１、３２は、接続端子３６、３７が接続部１６に直接又は後述する導電性粒子を介して接触した状態で、硬化した接着剤層４６によって固定されている。従って、電気部品３１〜３３は配線膜１２に電気的に接続された状態で、ベース基板１０に機械的にも接続されている。
【００１４】
基板本体１１には表面から裏面まで貫通するスルーホール１５が設けられており、スルーホール１５の内部には不図示の導電体が形成されている。スルーホール１５の両端には接続部１６が接続されており、基板本体１１の表面の配線膜１２と、裏面の配線膜１２はスルーホール１５の導電体を介して電気的に接続されている。上述したように、電気部品３１〜３３は配線膜１２に接続されているから、電気部品３１〜３３はスルーホール１５にも電気的に接続されている。
【００１５】
支持基板２０は基板本体２１と、基板本体２１を表面から裏面まで貫通するスルーホール２５と、スルーホール２５の一端と他端に形成された配線膜（ランド）２２とを有している。
支持基板２０は平面形状がリング形状であって、そのリング内周の大きさは基板本体１１の平面形状よりも小さくされており、少なくとも１個の電気部品３１、３２をリング内周で取り囲むように、基板本体１１の裏面上に硬化した接着剤層４６によって固定されている。
【００１６】
ランド２２はスルーホール２５の真上に位置しており、ベース基板１０のスルーホール１５の真上にある接続部１６は該ランド２２に接続されている。従って、ベース基板１０のスルーホール１５と支持基板２０のスルーホール２５は直線上に並んだ状態で互いに接続されている。
【００１７】
尚、スルーホール１５、２５は直線上に並ぶ場合に限定されず、ベース基板１０のスルーホール１５が支持基板２０のスルーホール２５の真上におらず、離間した位置にある場合も含まれる。
【００１８】
上述したように、ベース基板１０に接続された電気部品３１、３２は、ベース基板１０のスルーホール１５に接続されているから、電気部品３１、３２は支持基板２０のスルーホール２５に接続されたことになる。
【００１９】
ここでは、支持基板２０のベース基板１０とは反対側に配置されたランド２２には、スルーホール２５を他の配線板や電気装置に接続するための半田ボール２７が配置されている。
【００２０】
ベース基板１０の支持基板２０が接続された側の面を第一面１３、第一面１３とは反対側の面を第二面１４とすると、支持基板２０は第一面１３に配置された電気部品３１、３２よりも厚くされている。
【００２１】
従って、支持基板２０は電気部品３１、３２よりも第一面１３から高く突き出されており、この電気部品付基板１を他の配線板に接続する時に、配線板の端子に支持基板２０のランド２２を当接させ、配線板と電気部品付基板１とを電気的に接続することができる。
【００２２】
次に、上述した電気部品付基板１を製造する工程について説明する。
図１（ａ）は電気部品３１、３２と支持基板２０が接続される前のベース基板１０を示しており、ここではベース基板１０はリジッド基板である。
【００２３】
第一面１３の接続部１６上には接着剤層４５が配置されており、ベース基板１０を載置台４８に載せ、第二面１４の配線膜１２を載置台４８の平坦な載置面４９に密着させると、第一面１３は凹凸の無い平面内に配置される（図２（ａ））。
図１（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれベース基板１０に接続される前の支持基板２０と、電気部品３１、３２を示しており、ここでは支持基板２０はリジッド基板である。
【００２４】
ベース基板１０の電気部品３１、３２が接続される場所は、電気部品３１、３２毎に予め決められている。厚い電気部品３１と薄い電気部品３２をそれぞれ第一面１３上の決められた場所に配置すると、厚い電気部品３１の接続端子３６と薄い電気部品３２の接続端子３７は接着剤層４５を挟んで決められた接続部１６上に乗せられる。
【００２５】
支持基板２０とベース基板１０の相対的な位置関係は予め設定されている。不図示のアライメントマークが重なり合うように、電気部品３１、３２よりも厚い支持基板２０とベース基板１０の位置合わせを行った後、支持基板２０を第一面１３上に載せると、支持基板２０のランド２２が接着剤層４５を挟んで所定の接続部１６に乗せられる（図２（ｂ））。
【００２６】
上述したように、支持基板２０は第一面１３上の電気部品３１、３２よりも厚いから、支持基板２０と電気部品３１、３２とを第一面１３上に載せた状態では、支持基板２０の先端は、電気部品３１、３２の先端よりも第一面１３から高く突き出されている。
【００２７】
図２（ｂ）の符号４０は金属製の押圧板４１に押圧ゴム４２が取り付けられた押圧ヘッドを示している。
押圧ゴム４２はエラストマーのような弾性材料で構成されており、押圧ヘッド４０が下降されると、先ず、押圧ゴム４２は先ず支持基板２０の先端に接触し、更に下降されると、押圧ゴム４２は支持基板２０に押圧され、押圧ゴム４２に横方向の力が加わっても、押圧ゴム４２の支持基板２０に押圧された部分は移動せず、支持基板２０に対して静止した状態になる。
【００２８】
上述したように、電気部品３１、３２の厚みは異なるから、第一面１３から電気部品３１、３２先端までの高さは異なる。
【００２９】
押圧ヘッド４０が更に下降され、最も厚い電気部品３１に接触され、次に、厚みの薄い電気部品３２に接触され、電気部品３１、３２は押圧ゴム４２によって押圧される。
このとき、電気部品３１、３２によって押圧ゴム４２は凹み、その分、他の部分が膨らんでが電気部品３1、３２の間の隙間や、電気部品３１、３２と支持基板２０の間の隙間に移動するが、押圧ゴム４２の支持基板２０と密着した部分は移動しないから、押圧ゴム４２の膨らみにより、支持基板２０のリング中心から外側に向かう力が働いたとしても、押圧ゴム４２がリング内側から支持基板２０を超えて外側には流れず、電気部品３１、３２には見かけ上横方向の力は加わらない。
電気部品３１、３２が押圧ゴム４２で押圧される時、電気部品３１、３２の周囲に支持基板２０が無いと、押圧ゴム４２が外側に流れ、電気部品３１、３２に外側に移動する力が働いて位置ずれが起こる。
ここでは、電気部品３１、３２は支持基板２０のリング内側に位置しており、電気部品３１、３２に見かけ上横方向の力が加わらないから、電気部品３１、３２と支持基板２０は押圧ゴム４２で一緒に押圧される際、電気部品３１、３２が横方向に移動せず、電気部品３１、３２の位置ずれは起こらない。
【００３０】
接着剤層４５はバインダーに導電性粒子が分散された異方導電性接着剤で構成されており、支持基板２０と電気部品３１、３２とが押圧されると、接着剤層４５が押圧によって押し退けられ、電気部品３１、３２の接続端子３６、３７と、支持基板２０のランド２２が、直接又は導電性粒子を介して接続部１６に当接され、支持基板２０と電気部品３１、３２がベース基板１０に電気的に接続される。
【００３１】
ここでは、載置台４８に加熱手段４７が設けられており、加熱手段４７によって載置台４８は予め加熱され、熱伝導によって接着剤層４５が加熱される。接着剤層４５のバインダーは熱硬化性樹脂を含有しており、接着剤層４５が所定温度以上に昇温すると熱硬化性樹脂が重合して接着剤層４５が硬化する。
【００３２】
図３（ｄ）は接着剤層４５を硬化させた後、押圧ヘッド４０を電気部品３１、３２や支持基板２０から離した状態を示している。
支持基板２０と電気部品３１、３２は硬化した接着剤層４５によってベース基板１０に電気的に接続されたまま固定されており、従って支持基板２０と電気部品３１、３２はベース基板１０に機械的にも電気的にも接続されている。
【００３３】
ここでは、第一面１３の配線膜１２は同一平面内に位置しており、上述したように、支持基板２０は電気部品３１、３２よりも厚いので、支持基板２０と電気部品３１、３２がベース基板１０に電気的にも機械的にも接続された状態では、支持基板２０先端の第一面１３からの高さは、電気部品３１、３２先端の第一面１３からの高さよりも高くなっている。
【００３４】
支持基板２０と電気部品３１、３２とが接続された状態のベース基板１０を、支持基板２０を下側にして、処理台５１の平坦な処理面５２に載置すると、支持基板２０が処理面５２と接触するが、電気部品３１、３２は第一面１３に懸垂された状態になり、電気部品３１、３２と処理面５２の間には隙間がある（図３（ｅ））。
【００３５】
第二面１４が略水平になるように処理台５１を配置した状態で、第二面１４の接続部１６上に半田ペーストを配置して低融点金属層１８を形成し、次いで、電気部品３２と異形部品３３を第二面１４上の決められた場所に載せると、電気部品３２の接続端子３７が低融点金属層１８を挟んで接続部１６と対面し、異形部品３３も接続部１６上に乗せされた状態になる（図３（ｆ））。
【００３６】
第二面１４が略水平な状態を維持したまま、例えば、ベース基板１０を処理台５１と一緒にリフロー炉に入れて加熱し、低融点金属層１８を融点以上に昇温させると、低融点金属層１８が軟化し、電気部品３２の接続端子３７が接続部１６に当接され、異形部品３３も接続部１６に当接され、電気部品３２と異形部品３３がベース基板１０に電気的に接続される（図４（ｇ））。
【００３７】
低融点金属層１８が昇温される時には、硬化した接着剤層４６も昇温するが、熱硬化性樹脂の重合物は、少なくとも低融点金属層１８の溶融温度では軟化せず、接着剤層４６が硬化したままであるので、第一面１３側の電気部品３１、３２は落下せず、懸垂された状態が維持される。
【００３８】
次いで全体を冷却して低融点金属層１８を固化させると、電気部品３２と異形部品３３はベース基板１０に接続されたまま固化した低融点金属層１８で固定される。従って、電気部品３２と異形部品３３は固化した低融点金属層１８によって電気的にも機械的にもベース基板１０に接続される。
次いで、ベース基板１０とは反対側のランド２２に半田ボール２７を配置すれば、図４（ｈ）に示した電気部品付基板１が得られる。
【００３９】
以上は、ベース基板１０と支持基板２０はリジッド基板（例えばガラスエポキシ基板）に限定されず、フレキシブル配線板を用いることもできる。支持基板２０にフレキシブル配線板を用いる場合には、ベース基板１０を支持するときに圧縮変形しないものが好ましい。
【００４０】
ベース基板１０に可撓性を有するフレキシブル配線板を用いるときには、ベース基板１０を載置台４８に載せるときに、ベース基板１０が撓まないようにし、第一面１３を平面内に位置させた状態で、支持基板２０と電気部品３１、３２の接続を行えば、支持基板２０と電気部品３１、３２が接続されたベース基板１０を処理台５１に移載した時に、ベース基板１０が撓まず、電気部品３１、３２が処理台５１に接触しない。
【００４１】
支持基板２０のリング形状は四角形、円形等特に限定されない。そのリング形状やリングの大きさは、支持基板２０が第一面１３から落下せずに、ベース基板１０上に配置可能であればよく、例えば、リングの一部がベース基板１０の縁からはみ出してもよい。
【００４２】
また、支持基板２０はリング形状のものに限定されず、支持基板２０でベース基板１０を支持可能であれば、コの字形状、Ｌ字形状、直線状、柱状の物を用いることもできるが、支持基板２０がリング形状であれば、上述したように電気部品３１、３２の位置ずれが防止される。
電気部品３１、３２は支持基板２０のリング内側だけに配置する場合に限定されず、支持基板２０のリング外側に配置した電気部品３１、３２を、支持基板２０や、支持基板２０のリング内側に位置する電気部品３１、３２と一緒にベース基板１０に接続してもよい。
【００４３】
支持基板２０がＬ字形状の場合、ベース基板１０を安定して支持するためにはベース基板１０の第一面１３側に、支持基板２０を２つ以上接続することが望ましい。また、支持基板２０が直線状や柱状の場合には、ベース基板１０の第一面１３側に支持基板２０を３個又は４個以上間隔を空けて接続することが望ましい。
【００４４】
支持基板２０が直線状又は柱状の場合には、第一面１３に接続する支持基板２０に固定器具を取り付け、支持基板２０同士の相対的な位置関係を固定しておけば、ベース基板１０が可撓性を有するフレキシブル配線板であっても、支持基板２０でベース基板１０を支持するときに、ベース基板１０の撓みが生じない。
【００４５】
以上は、第一面１３だけに支持基板２０を接続する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、第一、第二面１３、１４の両方に支持基板２０を接続することもできる。この場合、第一面１３に支持基板２０を接続した後、その支持基板２０でベース基板１０を支持した状態で、第二面１４に支持基板２０を接続する。
【００４６】
以上は、電気部品３１、３２を第二面１４に接続する接続材料に低融点金属（半田）を用い、低融点金属を溶融させて接続を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４７】
例えば、ベース基板１０がリジッド基板等であり、押圧しても変形しない基板で構成された場合には、第二面１４上で電気部品３２や異形部品３３を接続するときに、電気部品３２や異形部品３３を押圧しても、ベース基板１０が曲がらないので、第一面１３に電気部品３１、３２が懸垂された状態が維持される。
従って、第二面１４に電気部品３２や異形部品３３を接続するときの接続材料として、低融点金属以外にも、熱硬化性接着剤、熱可塑性接着剤等も用いることができる。
【００４８】
第二面１４に電気部品３２や異形部品３３を接続するときに加熱する場合には、その加熱温度を、第一面１３に電気部品３１、３２を固定する接続材料が溶融又は破壊されない温度に設定する。
【００４９】
例えば、第一面１３に電気部品３１、３２を接続するには、第二面１４に電気部品３２や異形部品３３を接続するときの加熱温度よりも融点の高い低融点金属、該加熱温度よりも軟化温度の低い熱可塑性接着剤を用いることができる。
【００５０】
本発明に用いる熱硬化性の接着剤とは、熱硬化性樹脂を含有するバインダーに導電性粒子が分散されたものであり、熱可塑性の接着剤とは熱可塑性樹脂を含有するバインダーに導電性粒子が分散されたものである。また、熱硬化性接着剤のバインダーに熱可塑性樹脂も含有させれば、熱硬化性接着剤の接着性が向上する。
【００５１】
第一、第二面１３、１４の接続材料の配置方法は特に限定されず、所定パターンの開口が形成されたマスクを用い、接続材料を所定パターンに塗布するマスク印刷法、ディスペンサを用いて接続材料を吐出するディスペンサ法、フィルム状の接続材料（接着フィルム）を貼付する方法等、種々の方法を採用することができる。
【００５２】
また、接続材料の配置方法が限定されないため、接続材料の種類も限定されず、電気部品３１、３２、３３や支持基板２０の特性に合わせて接続材料を選択することができる。
ベース基板１０に接続する電気部品３１、３２には、例えば、半導体チップ、抵抗素子等があるが、その種類も特に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】（ａ）：ベース基板の断面図、（ｂ）：支持基板の断面図、（ｃ）、（ｄ）：電気部品の断面図
【図２】（ａ）〜（ｃ）：電気部品付基板の製造工程を説明する断面図
【図３】（ｄ）〜（ｆ）：電気部品付基板の製造工程を説明する断面図
【図４】（ｇ）、（ｈ）：電気部品付基板の製造工程を説明する断面図
【符号の説明】
【００５４】
１……電気部品付基板    １０……ベース基板    １２……配線膜    １３……第一面    １４……第二面    １６……接続部    ２０……支持基板    ３１、３２、３３……電気部品    ４５……接着剤層
【図１】
0004795067.tif 000002
【図２】
0004795067.tif 000003
【図３】
0004795067.tif 000004
【図４】
0004795067.tif 000005