特開 2024-83961 配線基板及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024083961

(43)【公開日】2024-06-24

(54)【発明の名称】配線基板及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/46 20060101AFI20240617BHJP

   H05K 1/02 20060101ALI20240617BHJP

【ＦＩ】

H05K3/46 Q

H05K3/46 B

H05K3/46 X

H05K1/02 C

H05K1/02 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022198081

(22)【出願日】2022-12-12

(71)【出願人】

【識別番号】000000158

【氏名又は名称】イビデン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112472

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 弘

(74)【代理人】

【識別番号】100202223

【弁理士】

【氏名又は名称】軸見 可奈子

(72)【発明者】

【氏名】谷口 普崇

【テーマコード（参考）】

5E316

5E338

【Ｆターム（参考）】

5E316AA02

5E316AA06

5E316AA26

5E316AA29

5E316AA35

5E316AA43

5E316AA55

5E316CC09

5E316CC13

5E316CC32

5E316DD22

5E316EE31

5E316GG15

5E316HH31

5E316JJ25

5E316JJ27

5E338AA03

5E338AA16

5E338BB19

5E338EE31

(57)【要約】

【課題】キャビティから樹脂を溢れ難くすることが可能な技術を開示することを目的とする。
【解決手段】本開示の配線基板には、配線基板の上面と側面とに開口する平面視多角形のキャビティが備えられている。そして、本開示の配線基板のキャビティには、内側面同士が交わる交差部が設けられていて、その交差部の少なくとも１つに、外側に膨出しかつ上方に開放される膨出部が設けられている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

配線基板の上面と側面とに開口する平面視多角形のキャビティを備え、そのキャビティに樹脂が充填される配線基板であって、
前記キャビティには、内側面同士が交わる交差部の少なくとも１つに、外側に膨出しかつ上方に開放される膨出部が設けられている。

【請求項2】

請求項１に記載の配線基板であって、
前記キャビティは、平面視四角形であり、
前記膨出部は、全ての前記交差部に配されている。

【請求項3】

請求項１に記載の配線基板であって、
上方から見て、前記膨出部の外縁は円弧状である。

【請求項4】

請求項１から３の何れか１の請求項に記載の配線基板であって、
前記キャビティ内に電子部品が載置され、
前記電子部品の上面が露出した状態で前記キャビティ内に前記樹脂が充填されている。

【請求項5】

請求項４に記載の配線基板であって、
前記電子部品の前記上面と、前記配線基板の最外面とが同じ高さになっている。

【請求項6】

請求項４に記載の配線基板であって、
前記キャビティの底面には、外縁部に配され、内側部分から段付き状に陥没する段差面が設けられ、
前記膨出部の底面は、前記段差面と略面一になっている。

【請求項7】

配線基板の上面と側面とに開口しかつ底面を有する平面視多角形状のキャビティを備える配線基板の製造方法であって、
前記キャビティの底面形成用の剥離層が配置されることと、
配線基板の一部の除去対象部を包囲しかつ前記剥離層に到達する包囲溝が切削工具により形成されることと、
前記除去対象部が剥離されることと、を含み、
前記包囲溝のうち配線基板の前記側面以外の箇所に設けられる角部の少なくとも一つが形成される際に、前記切削工具が外側に膨らむように動かされて、前記キャビティに膨出部が形成される。

【請求項8】

請求項７に記載の配線基板の製造方法であって、
前記膨出部の全体が前記切削工具により形成される。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、配線基板及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来からキャビティを有する配線基板が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１２９５５号公報（図２）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上述した従来の配線基板のキャビティに樹脂が充填されると、キャビティから樹脂が溢れて配線基板の表面に付着することがあった。そこで、本件では、キャビティから樹脂を溢れ難くすることが可能な技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の配線基板は、配線基板の上面と側面とに開口する平面視多角形のキャビティを備え、そのキャビティに樹脂が充填される配線基板であって、前記キャビティには、内側面同士が交わる交差部の少なくとも１つに、外側に膨出しかつ上方に開放される膨出部が設けられている。

【0006】

本開示の配線基板の製造方法は、配線基板の上面と側面とに開口しかつ底面を有する平面視多角形状のキャビティを備える配線基板の製造方法であって、前記キャビティの底面形成用の剥離層が配置されることと、配線基板の一部の除去対象部を包囲しかつ前記剥離層に到達する包囲溝が切削工具により形成されることと、前記除去対象部が剥離されることと、を含み、前記包囲溝のうち配線基板の前記側面以外の箇所に設けられる角部の少なくとも一つが形成される際に、前記切削工具が外側に膨らむように動かされて、前記キャビティに膨出部が形成される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本開示の一実施形態に係る配線基板の断面図

【図2】配線基板の平面図

【図3】配線基板の製造工程を示す側断面図

【図4】配線基板の製造工程を示す側断面図

【図5】配線基板の製造工程を示す側断面図

【図6】配線基板の製造工程を示す平面図

【図7】配線基板の製造工程を示す側断面図

【図8】配線基板の製造工程を示す側断面図

【図9】配線基板の製造工程を示す側断面図

【図10】変形例に係る配線基板の製造工程を示す平面図

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図１～図９を参照して本開示の一実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態の配線基板１０は、コア基板１１と、その表裏の両面（第１面１１Ｆ、第２面１１Ｓ）に積層される第１と第２のビルドアップ層１２Ａ，１２Ｂとを有する。

【0009】

コア基板１１は、例えば、絶縁層１１Ｋと、その表裏の両面に積層される導電層１３とを備え、絶縁層１１Ｋにスルーホール導体１４が形成されている。第１と第２のビルドアップ層１２Ａ，１２Ｂは、絶縁層１５と導電層１６とが交互に積層され、絶縁層１５にビア導体１５Ｄが形成されている。また、第１と第２のビルドアップ層１２Ａ，１２Ｂ上には、導電層１６に含まれる複数のパッド１８に対応して複数の開口部１７Ａを有するソルダーレジスト層１７が積層されている。

【0010】

なお、本実施形態では、第１と第２のビルドアップ層１２Ａ，１２Ｂは、同じ層数になっているが、互いに異なる層数であってもよい。

【0011】

図１及び図２に示されるように、配線基板１０のうち、第１のビルドアップ層１２Ａには、キャビティ２０が形成されている。本実施形態では、配線基板１０及びキャビティ２０は、共に、例えば、平面視四角形をなし、キャビティ２０の一辺が配線基板１０の一辺と重なるように配置されて、キャビティ２０が配線基板１０の表裏の一方の面である第１面１０Ｆと一側面１０Ｍとに開口している。以下、キャビティ２０のうち第１面１０Ｆの開口を「上面開口２１Ａ」といい、一側面１０Ｍの開口を「側面開口２１Ｂ」ということとする。

【0012】

キャビティ２０は、第１のビルドアップ層１２Ａを貫通し、配線基板１０の第１面１０Ｆに対して略垂直な内側面２０Ａと、コア基板１１の導電層１３によって構成される底面２０Ｃとを有する。キャビティ２０の底面２０Ｃは、パッド２２になっている。

【0013】

図１及び図２に示されるように、キャビティ２０の底面２０Ｃの外縁部には、溝３０が形成されている。溝３０は、キャビティ２０のうち内側面２０Ａを有する３辺に沿って形成され、底面３０Ｃと、底面３０Ｃを挟んで対向する外周面側の内側面３０Ａと、内周面側の内側面３０Ｂとからなり、溝３０の内側面３０Ａがキャビティ２０の内側面２０Ａと連続している。一方、キャビティ２０の底面２０Ｃの外縁部のうち、側面開口２１Ｂ側の一辺には、底面２０Ｃに対して段付き状に陥没する段差部３４が形成されている。段差部３４は、溝３０の底面３０Ｃと連続する段差面３４Ｃと、段差面３４Ｃと底面２０Ｃとの間を連絡する側面３４Ｂとを備える。なお、本実施形態の例では、溝３０は一定幅をなし、段差部３４は溝３０に対して半分以下の幅になっている。

【0014】

本実施形態では、キャビティ２０のパッド２２に電子部品９０が搭載される。そして、電子部品９０のうち、上面開口２１Ａ側を向く第１面９０Ａが露出した状態でキャビティ２０に樹脂２０Ｊが充填されて、キャビティ２０の側面開口２１Ｂが樹脂２０Ｊにて閉塞されている。電子部品９０は、例えば、フォトＩＣであって、第１面９０Ａと、第１面９０Ａと反対側を向く第２面９０Ｂとに複数の電極９０Ｔが備えられている。また、本実施形態の例では、電子部品９０の第１面９０Ａと配線基板１０の第１面１０Ｆとは同じ高さになっていて、配線基板１０の第１面１０Ｆと電子部品９０の第１面９０Ａとに跨るように電子部品９１が搭載される。樹脂２０Ｊは、熱硬化性樹脂であり、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂になっている。

【0015】

本実施形態では、図２に示されるように、キャビティ２０の内側面２０Ａ同士が交差する交差部２０Ｋに膨出部２３が備えられている。膨出部２３は、複数の交差部２０Ｋ全て（本実施形態では、２つの交差部２０Ｋ全て）に設けられている。膨出部２３は、外側に膨出する円弧状の内側面２３Ａを有し、上方に開放して、底面が溝３０の底面３０Ｃ（本開示の「段差面」に相当する。）と同じ位置に配置されて面一になっている。

【0016】

なお、本実施形態では、配線基板１０及びキャビティ２０が平面視四角形になっているが、例えば、平面視四角形以外の多角形等であってもよい。また、本実施形態では、キャビティ２０が、配線基板１０の四側面のうちの一側面１０Ｍにのみ開口していたが、例えば、配線基板１０の四側面のうちの二つの側面に開口していてもよい。

【0017】

本実施形態の配線基板１０は、配線基板１０となる製品領域Ｒ１を含むベース基板１００を製造した後、ベース基板１００から製品領域Ｒ１を切り出すことにより形成される。本実施形態の例では、図６に示されるように、ベース基板１００に一点鎖線にて示される製品領域Ｒ１が１つのみ設けられている。以下、この構成を例に、配線基板１０の製造方法を説明する。

【0018】

（１）絶縁層１１Ｋの両面に銅箔１１Ｃが積層されている銅張積層板１１Ｚが用意される。図３（Ａ）に示されるように、銅張積層板１１Ｚの両面にレーザが照射されて複数のスルーホール１４Ｈが形成される。

【0019】

（２）銅張積層板１１Ｚの表裏の両面に、公知の製造方法により、導電層１３が形成されると共に、スルーホール１４Ｈにスルーホール導体１４が形成される（図３（Ｂ）参照）。これにより、コア基板１１が形成される。

【0020】

（３）次いで、図３（Ｃ）に示されるように、コア基板１１のうち、第１のビルドアップ層１２Ａ側となる第１面１１Ｆ上の一部に、剥離フィルムで構成される剥離層１９が敷設される。このとき、剥離層１９は、後工程でキャビティ２０を形成するために除去される除去対象部４６（図５参照）と平面視で重なる領域に設けられる。

【0021】

（４）コア基板１１の両面に、公知の製造方法により、第１と第２のビルドアップ層１２Ａ，１２Ｂと、開口部１７Ａを有するソルダーレジスト層１７とが形成される（図４参照）。

【0022】

（５）次いで、第１のビルドアップ層１２Ａにキャビティ２０となる領域を包囲する包囲溝４０が切削加工により形成される。具体的には、図５及び図６に示されるように、第１のビルドアップ層１２Ａのソルダーレジスト層１７上から剥離層１９を貫通する位置まで（例えば、コア基板１１を貫通する位置まで）、切削工具としてのドリルＤを突入させ、四角形の枠状にドリルＤを走らせる。このとき、ドリルＤは、その回転軸方向が、コア基板１１の厚み方向と平行となるように配置され、包囲溝４０の１対の溝内側面がベース基板１００の上面（配線基板１０の第１面１０Ｆとなる面）に対して垂直に形成される。また、本実施形態では、包囲溝４０のうち、キャビティ２０の側面開口２１Ｂとなる一辺（以下、「第１溝部４１」という）が製品領域Ｒ１と製品外領域Ｒ０とに跨って形成される。

【0023】

ここで、包囲溝４０の四辺を第１溝部４１から反時計回りに、第２溝部４２、第３溝部４３、第４溝部４４とすると、本実施形態では、第２溝部４２と第３溝部４３との角部と、第３溝部４３と第４溝部４４との角部は、以下のようにドリルＤが動かされる。即ち、図６にドリルＤの回転軸の軌道が一転鎖線にて示されるように、第２溝部４２の一端部から他端部に向かってドリルＤが直線状に動かされて他端部まで至ると、ドリルＤが外側へ円軌道を描いて動かされる。そして、４分の３周程度、円弧が描かれると、第１溝部４１と平行に直線状にドリルＤが動かされて第３溝部４３が形成される。これにより、円弧状の内側面２３Ａを有する膨出部２３が形成される。同様に、第３溝部４３と第４溝部４４との角部においても、ドリルＤが円軌道を描くように動かれて膨出部２３が形成される。そして、第２溝部４２と平行に直線状にドリルＤが動かされて第４溝部４４が形成されて第１溝部４１に連絡される。これらにより、包囲溝４０と共に２つの膨出部２３が形成される。また、包囲溝４０にて包囲された部分が除去対象部４６となる。

【0024】

なお、本実施形態では、包囲溝４０が第１溝部４１から反時計回りに形成される例を説明したが、包囲溝４０は第１溝部４１～第４溝部４４の何れから形成されてもよい。

【0025】

（６）次いで、包囲溝４０に工具が差し込まれ、除去対象部４６が除去されて凹部５０が形成される（図７参照）。すると、包囲溝４０のうち、剥離層１９より下側部分が溝３０として残されると共に、包囲溝４０の外周面側の溝内側面が凹部５０の内側面５０Ａとして残される。また、溝３０にて囲まれた凹部５０の底面がパッド２２となる。

【0026】

（７）次いで、パッド１８，２２に、例えば、有機保護膜（ＯＳＰ）の形成やＮｉ／Ｐｄ／Ａｕめっき等の表面処理がなされる。

【0027】

（８）電子部品９０が用意され、図８に示されるように、電子部品９０がマウンター（図示せず）によって凹部５０に収められる。すると、電子部品９０の第１面９０Ａと、ベース基板１００の上面（配線基板１０の第１面１０Ｆとなる面）とが略同じ高さになる。

【0028】

（９）図９に示されるように、凹部５０と電子部品９０との間に、例えば、ノズルＮにより硬化前の液体状の樹脂２０Ｊが電子部品９０の第１面９０Ａを露出する位置まで充填された後、樹脂２０Ｊが硬化される。

【0029】

このとき、樹脂２０Ｊは、凹部５０の内側面５０Ａをつたうように内側面５０Ａと電子部品９０との間の隙間を流れる。従来の配線基板では、その内側面が他の内側面と交差する交差部で樹脂が他の内側面に衝突して、樹脂が凹部から溢れることがあった。これに対し、本実施形態では、交差部２０Ｋに膨出部２３が設けられているので、樹脂２０Ｊを膨出部２３へ逃がすことができる。そして、膨出部２３に流入した樹脂２０Ｊを内側面２３Ａによって円弧状に案内することで、流動の勢いを弱められる。これにより、本実施形態では、凹部５０から樹脂２０Ｊを溢れ難くすることができる。

【0030】

なお、図９に示される例では、一本のノズルＮで樹脂２０Ｊを充填しているが、例えば、複数のノズルＮで樹脂２０Ｊを充填してもよい。また、図９では、ノズルＮが凹部５０の内側面５０Ａと電子部品９０との間の隙間のうち、２つの膨出部２３同士の間に差し込まれる例を説明したが、ノズルＮを差し込む位置はこれに限らず、どこに差し込んでもよい。

【0031】

（１０）ベース基板１００が例えば、ルータによって図６の一点鎖線に沿って切り分けられる。すると、ベース基板１００の凹部５０が切り分けられて、第１面１０Ｆに開口する上面開口２１Ａと、一側面１０Ｍに開口しかつ樹脂２０Ｊにて閉塞されている側面開口２１Ｂとを有するキャビティ２０が形成される（図１参照）。また、凹部５０の４つの内側面５０Ａのうち、一辺を除く三辺がキャビティ２０の内側面２０Ａとして残されると共に、溝３０の一辺が切り分けられて段差部３４として残される。以上により、配線基板１０が完成する。

【0032】

なお、本実施形態の例では、ベース基板１００から製品領域Ｒ１を切り分ける前の凹部５０に電子部品９０を収容して樹脂２０Ｊを充填していたが、例えば、ベース基板１００から製品領域Ｒ１を切り分けてキャビティ２０を有する配線基板１０としてから、キャビティ２０に電子部品９０を収容して樹脂２０Ｊを充填してもよい。具体的には、ベース基板１００から製品領域Ｒ１を切り分けた後、配線基板１０の一側面１０Ｆにテープを貼り付けてキャビティ２０の側面開口２１Ｂを閉塞し、上面開口２１Ａからキャビティ２０に電子部品９０を収容して樹脂２０Ｊを充填すればよい。

【0033】

本実施形態の配線基板１０の構造及びその製造方法に関する説明は以上である。次に配線基板１０の作用効果について説明する。本実施形態の配線基板１０では、キャビティ２０のうち内側面２０Ａ同士が交差部２０Ｋの少なくとも１つに外側に膨らむ膨出部２３が設けられているので、内側面２０Ａ（樹脂充填時における凹部５０の内側面５０Ａ）を伝って交差部へと流れる樹脂２０Ｊを膨出部２３に逃がすことができ、従来よりキャビティ２０から樹脂２０Ｊを溢れ難くすることができる。また、本実施形態では、交差部２０Ｋの全てに膨出部２３が設けられているので、キャビティ２０から樹脂２０Ｊをより溢れ難くすることができる。さらに、本実施形態では、膨出部２３は円弧状の内側面２３Ａによって樹脂２０の流動の勢いを弱めることができる。

【0034】

また、本実施形態では、膨出部２３が包囲溝４０を形成する過程で形成され、膨出部２３の底面と溝部３０の底面３０Ｃとが略面一に形成されている。これにより、膨出部２３の底面側と、上面開口側とで樹脂２０Ｊが同じように流れ、電子部品９０がズレにくい。また、本実施形態では、膨出部２３により配線基板１０の第１面１０Ｆに加えて、電子部品９０の第１面９０Ａについても樹脂２０Ｊが乗り上がり難くなるので、配線基板１０の第１面１０Ｆと電子部品９０の第１面９０Ａとを同じ高さにし易い。これにより、配線基板１０の第１面１０Ｆと電子部品９０の第１面９０Ａとに跨って配置される電子部品９１が精度よく搭載される。

【0035】

［他の実施形態］
（１）上記実施形態では、包囲溝４０を形成する過程で膨出部２３を形成しているが、例えば、包囲溝４０を形成してから各交差部２０Ｋに上方からドリルＤを差し込んで膨出部２３を形成してもよい。また、後者の場合には、膨出部２３を形成するドリルＤを、包囲溝４０を形成するドリルＤより大きな直径のものを使用して形成してもよい。

【0036】

（２）図２に示される例では、内側面２０Ａ同士が交差する交差部２０Ｋより外側に膨らむように内側面２３Ａを有する膨出部２３が形成されているが、図１０に示されるように、交差部２０Ｋを通るような内側面２３Ａを有する膨出部２３であってもよい。

【0037】

（３）また、膨出部２３の形成にあたり、図１０に示されるように、除去対象部４６の角部に外側に張り出す張出部４６Ｈが形成されてもよい。なお、図６に示されるように、除去対象部４６を平面視四角形とする方が、張出部４６Ｈを有する除去対象部４６に比べて除去対象部４６を容易に除去することができる。

【0038】

（４）さらに、上記実施形態では、図６に示されるように、包囲溝４０の４つの角部のうち第１溝部４１以外で形成される２つの角部にのみ（キャビティ２０の側面開口２１Ｂ以外の箇所に設けられる角部にのみ）膨出部２３が形成されているが、図１０に示されるように、４つの角部全てに膨出部２３が形成されていてもよい。

【0039】

（５）上記実施形態では、配線基板１０に電子部品９０及び樹脂２０Ｊを含んでいるが、配線基板１０は電子部品９０及び樹脂２０Ｊを含まないものであってもよい。

【0040】

なお、本明細書及び図面には、特許請求の範囲に含まれる技術の具体例が開示されているが、特許請求の範囲に記載の技術は、これら具体例に限定されるものではなく、具体例を様々に変形、変更したものも含み、また、具体例から一部を単独で取り出したものも含む。

【符号の説明】

【0041】

１０ 配線基板
１９ 剥離層
２０ キャビティ
２０Ａ 内側面
２０Ｋ 交差部
２０Ｊ 樹脂
２１Ａ 上面開口
２１Ｂ 側面開口
２３ 膨出部
４０ 包囲溝
４６ 除去対象部
９０ 電子部品
Ｄ ドリル（切削工具）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】