モジュール基板の製造方法
【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。
【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。
【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
【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
【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。
【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。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【公開番号】特開2011−249530(P2011−249530A)
【公開日】平成23年12月8日(2011.12.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−120646(P2010−120646)
【出願日】平成22年5月26日(2010.5.26)
【出願人】(000006231)株式会社村田製作所 (3,635)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年12月8日(2011.12.8)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年5月26日(2010.5.26)
【出願人】(000006231)株式会社村田製作所 (3,635)
【Fターム(参考)】
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