電子部品素子搭載用基板及びその製造方法
【課題】材料コストが安く、しかもパッケージとした際に、薄型化が可能で、異物の発生を抑制可能な電子部品素子搭載用基板及びその製造方法を提供するものである。
【解決手段】一方の面に設けられた内部接続端子と他方の面に設けられた外部接続端子とこれらの接続端子同士を電気的に接続する層間接続とを有する配線基板と、この配線基板の前記一方の面上に接着層を介して配置され、開口を有するキャビティ層と、このキャビティ層上に接着層を介して前記開口を塞ぐように配置される蓋基板とを有し、前記キャビティ層が補強材を有しない基材によって形成される電子部品素子搭載用基板及びその製造方法。
【解決手段】一方の面に設けられた内部接続端子と他方の面に設けられた外部接続端子とこれらの接続端子同士を電気的に接続する層間接続とを有する配線基板と、この配線基板の前記一方の面上に接着層を介して配置され、開口を有するキャビティ層と、このキャビティ層上に接着層を介して前記開口を塞ぐように配置される蓋基板とを有し、前記キャビティ層が補強材を有しない基材によって形成される電子部品素子搭載用基板及びその製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品素子搭載用基板及びその製造方法に関し、特には、電子部品素子として、マイクロエレクトロメカニカルシステム（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ、以下「ＭＥＭＳ」という。）に用いるＭＥＭＳ素子を搭載する電子部品素子搭載用基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品素子には、ＭＥＭＳ素子、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）素子、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）素子、ＰＡ（パワーアンプ）素子、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子など、種々のものがあり、これらを搭載するための種々の電子部品素子搭載用基板が用いられている。また、近年、電子部品素子として、ＭＥＭＳを利用したデバイスが開発されており、ＭＥＭＳ素子を搭載するための電子部品素子搭載用基板が種々提案されている。
【０００３】
このような電子部品素子搭載用基板として、配線基板にザグリ加工やルーター加工、金型パンチング等でキャビティとなる開口を形成して、この開口内にＭＥＭＳ素子を搭載し、これを覆うように蓋体を接合した電子デバイス用のものが開示されている（特許文献１）。また、配線基板の上に電子部品を搭載し、キャビティが構成された封止キャップを用いて、電子部品を封止する実装構造体に用いるものが開示されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２０９５８５号公報
【特許文献２】特開２００７−０４２７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のように、ガラスエポキシ基板を用いた配線基板にザグリ加工でキャビティとなる開口を形成する場合は、材料コストが高いうえ、薄型化が図り難く、さらに基板端面から異物（加工くず）が発生する問題がある。また、特許文献２のように、配線基板に搭載した電子部品素子を封止する蓋体や封止キャップにキャビティを形成する方法は、蓋体や封止キャップを形成するために、キャビティを形成するめの加工を要し、また、蓋体や封止キャップを、個々に、配線基板に接合する必要があるため、コスト高になる問題がある。
【０００６】
本願発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、材料や加工コストが安く、しかもパッケージとした際に、薄型化が可能で、異物の発生を抑制可能な電子部品素子搭載用基板及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は以下を特徴とする。
１． 一方の面に設けられた内部接続端子と他方の面に設けられた外部接続端子とこれらの接続端子同士を電気的に接続する層間接続とを有する配線基板と、この配線基板の前記一方の面上に接着層を介して配置され、開口を有するキャビティ層と、このキャビティ層上に接着層を介して前記開口を塞ぐように配置される蓋基板とを有し、前記キャビティ層が補強材を有しない基材によって形成される電子部品素子搭載用基板。
２． 項１において、キャビティ層の開口が、レーザ加工により形成される電子部品素子搭載用基板。
３． 一方の面に内部接続端子と他方の面に外部接続端子とこれらの接続端子同士を電気的に接続する層間接続とを有する配線基板を製造する工程と、補強材を有しない基材の表裏に接着層を形成し、開口を形成してキャビティ層を形成する工程と、前記配線基板の前記一方の面上に、前記開口を形成したキャビティ層を、前記キャビティ層に形成した接着層を介して配置する工程と、前記キャビティ層上に、前記キャビティ層に形成した接着層を介して、前記キャビティ層の開口を塞ぐように蓋基板を配置する工程と、を有する電子部品素子搭載用基板の製造方法。
４． 項３において、キャビティ層を形成する工程では、前記キャビティ層がポリエチレンテレフタレートにより形成される電子部品素子搭載用基板の製造方法。
５． 項３又は４において、キャビティ層を形成する工程では、キャビティ層の開口が、レーザ加工により形成される電子部品素子搭載用基板の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、材料や加工コストが安く、しかもパッケージとした際に、薄型化が可能で、異物の発生を抑制可能な電子部品素子搭載用基板及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の電子部品素子搭載用基板の断面図である。
【図２】本発明の電子部品素子搭載用基板に用いるキャビティ層の製造工程を表すフロー図である。
【図３】本発明の電子部品素子搭載用基板の製造工程を表すフロー図です。
【図４】従来の電子部品素子搭載用基板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の電子部品素子搭載用基板は、電子部品素子を搭載するための基板である。本発明において、電子部品素子とは、ＭＥＭＳ素子、ＩＣ素子、ＳＡＷ素子、ＰＡ素子、ＬＥＤ素子、等をいう。電子部品素子を、搭載する用途であれば、特に限定はないが、例えば、ＭＥＭＳ素子を搭載して、ＭＥＭＳを利用したデバイスを形成するための部材として、主にマイクロフォン、圧力センサー、加速度センサー、角速度センサーなどのモジュールに用いられるのが望ましい。
【００１１】
本発明の電子部品素子搭載用基板の一実施形態としては、図１に示すように、一方の面に設けられた内部接続端子７と他方の面に設けられた外部接続端子８とこれらの接続端子７、８同士を電気的に接続する層間接続９とを有する配線基板２と、この配線基板の一方の面上に接着層４を介して配置され、開口６を有するキャビティ層３と、このキャビティ層３上に接着層４を介して前記開口６を塞ぐように配置される蓋基板５とを有し、前記キャビティ層３が補強材を有しない基材１３によって形成される電子部品素子搭載用基板１が挙げられる。このように、キャビティ層３を挟んで、配線基板２と蓋基板５とを設けることにより、キャビティ層３内に、電子部品素子１０を収納することができるので、電子部品素子１０を搭載したパッケージとしての小型化・薄型化を図ることができる。また、キャビティ層３を挟んで、配線基板２と蓋基板５とを貼り合せることで容易に構成可能なので、工程の簡素化を図ることができ、材料選択の自由度も大きい。このため、キャビティ層３や蓋基板５として、安価で加工性のよい材料を用いることにより、低コスト化を図ることができる。さらに、キャビティ層３や蓋基板５として、開口６を設けるための加工を行っても、開口６端面からの脱落のない材料を用いることにより、異物の脱落を抑制可能となる。
【００１２】
本発明において、配線基板とは、電子部品素子を搭載し、また電子部品素子を他の配線基板等と電気的に接続して機能させるための電気回路を構成するものである。本発明の配線基板は、一方の面に設けられた内部接続端子と他方の面に設けられた外部接続端子とこれらの接続端子同士を電気的に接続する層間接続とを有している。必要に応じて、これら以外の導体パターンが形成され、また内層を有していてもよい。ガラスエポキシやガラスポリイミド等の有機基材、セラミックやガラス等の無機基材、等の配線基板に用いられる公知の材料を用い、公知の製法で形成することができる。
【００１３】
本発明において、内部接続端子とは、電子部品素子を搭載して電気的に接続するための導体パターンをいう。内部接続端子は、配線基板において一般に用いられる、銅箔や銅めっき等の公知の材料を用い、エッチング等の公知の製法によって形成することができる。また、内部接続端子上には、内部接続端子を保護し、電子部品素子との電気的接続の際の接続信頼性を確保するための防錆処理や貴金属めっきを行ってもよい。内部接続端子と電子部品素子との電気的接続は、いわゆるフリップチップ接続やワイヤボンド接続等の公知の方法を用いることができる。
【００１４】
外部接続端子とは、電子部品素子搭載用基板を、他の配線基板等に電気的に接続するための導体パターンをいう。外部接続端子は、配線基板において一般に用いられる、銅箔や銅めっき等の公知の材料を用い、エッチング等の公知の製法によって形成することができる。また、外部接続端子上には、内部接続端子を保護し、電子部品素子との電気的接続の際の接続信頼性を確保するための防錆処理や貴金属めっきを行ってもよい。
【００１５】
層間接続とは、配線基板の異なる層の導体パターンを電気的に接続するものである。例えば、配線基板の一方の面に設けられた内部接続端子と他方の面に設けられた外部接続端子とを、電気的に接続するものである。配線基板に貫通孔や非貫通孔を設け、スルーホールめっきやフィルドビアめっきを行う等の、配線基板において公知の方法で形成することができる。
【００１６】
キャビティ層とは、配線基板上にキャビティを形成するものである。例えば、シート状の基材に開口を形成することで作製することができる。基材としては、補強材を有しない基材であれば、特に限定はなく用いることができる。ここで補強材とは、基材の機械的強度を向上させるために用いられるものをいい、ガラス繊維等が挙げられる。このような補強材を有しない基材として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド、液晶ポリマー等が挙げられる。特に、ポリエチレンテレフタレートを用いた場合は、材料コストが安く、レーザ加工性がよいので開口をレーザで形成した場合に、開口の基材端面からの異物（レーザ加工くず）の発生を抑制できるので好ましい。ポリイミド、液晶ポリマーを用いた場合は、レーザ加工性がよいことに加えて、リフロー耐熱性を有するので好ましい。また、キャビティ層は、接着層を介して配線基板上に配置される。
【００１７】
キャビティ層に設けられる開口は、配線基板上に配置された際に、キャビティとなるものである。レーザ加工により形成されると、開口の基材端面からの異物（レーザ加工くず）の発生が抑制される点で好ましい。開口の大きさや形状は、限定されるものではなく、キャビティ内に搭載する電子部品素子のサイズや形状、電子部品素子の搭載方法、その他の設計条件に応じて形成することができる。例えば、開口の形状が円形の場合、開口の大きさは、直径０．０５〜５．０ｍｍ程度とすることができる。開口の形状が四角形の場合、開口の大きさは、縦・横ともに、０．０５〜５．０ｍｍ程度とすることができる。
【００１８】
キャビティ層の厚みは、キャビティ内に搭載する電子部品素子の厚み、その他の設計条件に応じて設定することができる。例えば、ＭＥＭＳ素子等の電子部品素子の厚みに応じて、０．２０〜１．２ｍｍ程度とする。
【００１９】
接着層とは、配線基板とキャビティ層、及び、キャビティ層と蓋基板とを、それぞれ貼り合せるものである。接着層を形成する材料としては、一般の配線基板において、多層化接着等に使用されているもの等を使用することができるが、キャビティ層と貼り合せた状態で、レーザ加工することを考慮すると、補強材を有しないものが好ましい。例えば、高分子量エポキシ樹脂を主成分とする接着シート等を使用することができ、このような接着シートとしては、ＡＳ−３０００、ＡＳ−２６００（何れも日立化成工業株式会社製、商品名）等が例示できる。
【００２０】
接着層は、キャビティ層の両面に仮接着し、キャビティ層と両面の接着層に同時に、キャビティ層となる開口を形成するのが好ましい。これにより、不要な箇所の接着層を除去することができ、また、その後、電子部品素子を搭載した配線基板とキャビティ層と蓋基板とをこの順番に配置し、本接着する方法により、電子部品素子搭載用基板を形成できる。ここで、仮接着とは、接着層が半硬化状態で接着し、まだ接着機能を有している状態をいう。例えば、ＡＳ−３０００、ＡＳ−２６００（何れも日立化成工業株式会社製、商品名）のような高分子量エポキシ樹脂を主成分とする接着シートを用いた場合、熱プレス装置を用い、例えば、１６０℃、５．０ＭＰａ、９０分の条件で、仮接着することができる。本硬化とは、接着層が完全に硬化した状態で接着状態をいう。上記接着シートを用いた場合、熱プレス装置を用いて、例えば、２２０℃、５．０ＭＰａ、１２０分の条件で、本接着することができる。接着層の厚みは、特に限定はないが、一般に、１０〜１５０μｍ程度のものが用いられる。
【００２１】
蓋基板とは、キャビティ層に設けた開口を塞ぐように、キャビティ層上に配置される基板をいう。蓋基板を形成する材料としては、配線基板に用いられるガラスエポキシやガラスポリイミド、ポリエチンレンテレフタレート等の有機基材、セラミックやガラス等の無機基材、等の配線基板に用いられる公知の材料を用い、公知の製法で形成することができる。ＭＥＭＳを利用したデバイスが、マイクロフォン等の場合は、蓋基板に、貫通孔を設けるが、この場合は、貫通孔の基板端面から異物が発生するのを抑制するため、基材としては、キャビティ層と同様に、補強材を有しない基材を用いるのが好ましい。このような基材として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド、液晶ポリマー等が挙げられる。貫通孔のサイズや形状は、ＭＥＭＳを利用したデバイスの設計により選択される。ＭＥＭＳを利用したデバイスが、マイクロフォンの場合は、一般に直径０．０５〜５．０ｍｍの円形である。貫通孔はレーザ加工で形成されるのが、貫通孔の基材端面からの異物発生を抑制する点で好ましい。また、蓋基板は、接着層を介してキャビティ層上に配置される。接着層としては、配線基板とキャビティ層との接着に用いたものと同様のものを使用できる。蓋基板の厚みは、種々の設計条件に応じて設定することができる。例えば、ＭＥＭＳを利用したデバイスが、マイクロフォンの場合は、０．０２５〜０．２０ｍｍ程度とする。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、本実施例に限定されない。
【００２３】
＜蓋基板の準備＞
蓋基板として、補強材を有しない基材である、厚さ０．１０ｍｍで、長さ５００ｍｍ、幅４００ｍｍのＰＥＴ（帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名テイジンテトロンフィルム、テイジン及びテトロンは登録商標）を準備した。この蓋基板に、炭酸ガスレーザを用いて、直径０．５ｍｍの貫通孔を形成した。
【００２４】
＜キャビティ層の作製＞
図２（Ａ）に示すように、補強材を有しない基材１３として、厚さ０．５０ｍｍで、長さ５００ｍｍ、幅４００ｍｍのＰＥＴ帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名テイジンテトロンフィルム、テイジン及びテトロンは登録商標）を準備した。
【００２５】
図２（Ｂ）に示すように、接着層４として、厚さ３０μｍで、長さ５００ｍｍ、幅４００ｍｍのＡＳ２６００（日立化成工業株式会社製、商品名）を準備し、補強材を有しない基材１３であるＰＥＴの両面に仮接着した。仮接着は、熱プレス装置を用い、１６０℃、５．０ＭＰａ、９０分の条件で行った。
【００２６】
図２（Ｃ）に示すように、両面に接着層４を仮接着したＰＥＴに、炭酸ガスレーザを用いて、キャビティとなる開口６を形成した。開口６の大きき・形状は、直径２．０ｍｍの円形とした。
【００２７】
＜配線基板の作製＞
配線基板用の材料として、厚さ１８μｍの銅箔を張り合わせた、絶縁樹脂層の公称厚さ０．１ｍｍ、長さ５００ｍｍ、幅４００ｍｍのガラスエポキシ製の両面銅張積層板である、ＭＣＬ−Ｅ−６７９ＦＧ（日立化成工業株式会社製、商品名、「ＭＣＬ」は登録商標。）を準備した。この両面銅張積層板の一方の面の銅箔にエッチングで窓孔を形成し、レーザ加工で直径０．１ｍｍの非貫通孔を形成し、過マンガン酸カリウム処理によるスミア除去を施した。次いで約１μｍの無電解銅めっきを施し、さらにこの無電解銅めっきを給電層として、電解めっきでフィルドアめっきを形成した。ドライフィルムＮＩＴ２２５（ニチゴー・モートン株式会社製、商品名）をラミネータで仮圧着し、フィルム状のフォトマスクマスクを貼り合わせて露光量１４０ｍＪ／ｃｍ２の紫外線で両面に、導体パターンを焼付け、０．９質量％炭酸ナトリウム水溶液で現像してエッチングレジストを形成した。次いで、エッチングレジストのない部分を塩化銅エッチング液でエッチング除去して、内部接続端子７、外部接続端子８及び電子部品素子搭載部１２等となる導体パターンを形成した。その後、図３（Ａ）に示すように、電子部品素子搭載部１２に電子部品素子１０をダイボンド材（図示しない。）を用いて搭載し、ボンディングワイヤ１４で、電子部品素子１０と内部接続端子７とを電気的に接続した。
【００２８】
＜電子部品素子搭載用基板の作製＞
図３（Ｂ）に示すように、電子部品素子１０を搭載した配線基板２上に、先に準備した開口６を形成したキャビティ層３と、蓋基板５とをこの順番に配置し、熱プレス装置を用いて、２２０℃、５．０ＭＰｓ、１２０分の条件で、本接着を行った。
【００２９】
（比較例）
以下、比較例を説明する。
【００３０】
＜蓋基板の準備＞
蓋基板として、厚さ１８μｍの銅箔を張り合わせた、絶縁樹脂層の公称厚さ０．１０ｍｍ、長さ５００ｍｍ、幅４００ｍｍのガラスエポキシ製の両面銅張積層板である、ＭＣＬ−Ｅ−６７９ＦＧ（日立化成工業株式会社製、商品名）を準備した。この両面銅張積層板の銅箔をエッチング除去した後、直径０．５ｍｍの貫通孔を形成した。貫通孔の形成は、レーザ加工では加工性が悪いため、ドリルを用いて行った。
【００３１】
＜キャビティ層の作製＞
キャビティ層用の基材として、厚さ１８μｍの銅箔を張り合わせた、絶縁樹脂層の公称厚さ０．５０ｍｍ、長さ５００ｍｍ、幅４００ｍｍのガラスエポキシ製の両面銅張積層板である、ＭＣＬ−Ｅ−６７９ＦＧ（日立化成工業株式会社製、商品名、「ＭＣＬ」は登録商標。））を準備した。この両面銅張積層板の銅箔をエッチング除去した後、実施例と同様の接着層を準備し、実施例と同様にして接着層を仮接着した。その後、実施例と同様にして、キャビティとなる開口を形成した。開口の形成は、レーザ加工では加工性が悪いため、ドリルを用いて行った。
【００３２】
＜配線基板の作製＞及び＜電子部品素子搭載用基板の作製＞
実施例と同様の材料を準備し、実施例と同様にして配線基板を作製し、電子部品を配線基板に搭載した。
【００３３】
実施例の電子部品素子搭載用基板は、キャビティ層と蓋基板が比較的材料コストの安いＰＥＴを用いて構成しており、また、キャビティ層の開口や蓋基板の貫通孔をレーザ加工で加工できるので加工コストも比較的安価にすることができた。さらに、キャビティ層の開口及び蓋基板の貫通孔の何れの基材端面からも異物の発生は認められなかった。一方、比較例では、キャビティ層と蓋基板が材料コストの比較的高いガラスエポキシ基材を用いて構成しており、また、キャビティ層の開口や蓋基板の貫通孔をドリルで加工する必要があるので、加工コストも比較的高くなった。さらに、キャビティ層の開口及び蓋基板の貫通孔の何れの基材端面からも異物の発生が認められた。
【符号の説明】
【００３４】
１．電子部品素子搭載用基板
２．配線基板
３．キャビティ層
４．接着層
５．蓋基板
６．（キャビティとなる）開口またはキャビティ
７．内部接続端子
８．外部接続端子
９．層間接続
１０．電子部品素子
１１．貫通孔
１２．電子部品素子搭載部
１３．補強材を有しない基材
１４．ボンディングワイヤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品素子搭載用基板及びその製造方法に関し、特には、電子部品素子として、マイクロエレクトロメカニカルシステム（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ、以下「ＭＥＭＳ」という。）に用いるＭＥＭＳ素子を搭載する電子部品素子搭載用基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品素子には、ＭＥＭＳ素子、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）素子、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）素子、ＰＡ（パワーアンプ）素子、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子など、種々のものがあり、これらを搭載するための種々の電子部品素子搭載用基板が用いられている。また、近年、電子部品素子として、ＭＥＭＳを利用したデバイスが開発されており、ＭＥＭＳ素子を搭載するための電子部品素子搭載用基板が種々提案されている。
【０００３】
このような電子部品素子搭載用基板として、配線基板にザグリ加工やルーター加工、金型パンチング等でキャビティとなる開口を形成して、この開口内にＭＥＭＳ素子を搭載し、これを覆うように蓋体を接合した電子デバイス用のものが開示されている（特許文献１）。また、配線基板の上に電子部品を搭載し、キャビティが構成された封止キャップを用いて、電子部品を封止する実装構造体に用いるものが開示されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２０９５８５号公報
【特許文献２】特開２００７−０４２７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のように、ガラスエポキシ基板を用いた配線基板にザグリ加工でキャビティとなる開口を形成する場合は、材料コストが高いうえ、薄型化が図り難く、さらに基板端面から異物（加工くず）が発生する問題がある。また、特許文献２のように、配線基板に搭載した電子部品素子を封止する蓋体や封止キャップにキャビティを形成する方法は、蓋体や封止キャップを形成するために、キャビティを形成するめの加工を要し、また、蓋体や封止キャップを、個々に、配線基板に接合する必要があるため、コスト高になる問題がある。
【０００６】
本願発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、材料や加工コストが安く、しかもパッケージとした際に、薄型化が可能で、異物の発生を抑制可能な電子部品素子搭載用基板及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は以下を特徴とする。
１． 一方の面に設けられた内部接続端子と他方の面に設けられた外部接続端子とこれらの接続端子同士を電気的に接続する層間接続とを有する配線基板と、この配線基板の前記一方の面上に接着層を介して配置され、開口を有するキャビティ層と、このキャビティ層上に接着層を介して前記開口を塞ぐように配置される蓋基板とを有し、前記キャビティ層が補強材を有しない基材によって形成される電子部品素子搭載用基板。
２． 項１において、キャビティ層の開口が、レーザ加工により形成される電子部品素子搭載用基板。
３． 一方の面に内部接続端子と他方の面に外部接続端子とこれらの接続端子同士を電気的に接続する層間接続とを有する配線基板を製造する工程と、補強材を有しない基材の表裏に接着層を形成し、開口を形成してキャビティ層を形成する工程と、前記配線基板の前記一方の面上に、前記開口を形成したキャビティ層を、前記キャビティ層に形成した接着層を介して配置する工程と、前記キャビティ層上に、前記キャビティ層に形成した接着層を介して、前記キャビティ層の開口を塞ぐように蓋基板を配置する工程と、を有する電子部品素子搭載用基板の製造方法。
４． 項３において、キャビティ層を形成する工程では、前記キャビティ層がポリエチレンテレフタレートにより形成される電子部品素子搭載用基板の製造方法。
５． 項３又は４において、キャビティ層を形成する工程では、キャビティ層の開口が、レーザ加工により形成される電子部品素子搭載用基板の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、材料や加工コストが安く、しかもパッケージとした際に、薄型化が可能で、異物の発生を抑制可能な電子部品素子搭載用基板及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の電子部品素子搭載用基板の断面図である。
【図２】本発明の電子部品素子搭載用基板に用いるキャビティ層の製造工程を表すフロー図である。
【図３】本発明の電子部品素子搭載用基板の製造工程を表すフロー図です。
【図４】従来の電子部品素子搭載用基板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の電子部品素子搭載用基板は、電子部品素子を搭載するための基板である。本発明において、電子部品素子とは、ＭＥＭＳ素子、ＩＣ素子、ＳＡＷ素子、ＰＡ素子、ＬＥＤ素子、等をいう。電子部品素子を、搭載する用途であれば、特に限定はないが、例えば、ＭＥＭＳ素子を搭載して、ＭＥＭＳを利用したデバイスを形成するための部材として、主にマイクロフォン、圧力センサー、加速度センサー、角速度センサーなどのモジュールに用いられるのが望ましい。
【００１１】
本発明の電子部品素子搭載用基板の一実施形態としては、図１に示すように、一方の面に設けられた内部接続端子７と他方の面に設けられた外部接続端子８とこれらの接続端子７、８同士を電気的に接続する層間接続９とを有する配線基板２と、この配線基板の一方の面上に接着層４を介して配置され、開口６を有するキャビティ層３と、このキャビティ層３上に接着層４を介して前記開口６を塞ぐように配置される蓋基板５とを有し、前記キャビティ層３が補強材を有しない基材１３によって形成される電子部品素子搭載用基板１が挙げられる。このように、キャビティ層３を挟んで、配線基板２と蓋基板５とを設けることにより、キャビティ層３内に、電子部品素子１０を収納することができるので、電子部品素子１０を搭載したパッケージとしての小型化・薄型化を図ることができる。また、キャビティ層３を挟んで、配線基板２と蓋基板５とを貼り合せることで容易に構成可能なので、工程の簡素化を図ることができ、材料選択の自由度も大きい。このため、キャビティ層３や蓋基板５として、安価で加工性のよい材料を用いることにより、低コスト化を図ることができる。さらに、キャビティ層３や蓋基板５として、開口６を設けるための加工を行っても、開口６端面からの脱落のない材料を用いることにより、異物の脱落を抑制可能となる。
【００１２】
本発明において、配線基板とは、電子部品素子を搭載し、また電子部品素子を他の配線基板等と電気的に接続して機能させるための電気回路を構成するものである。本発明の配線基板は、一方の面に設けられた内部接続端子と他方の面に設けられた外部接続端子とこれらの接続端子同士を電気的に接続する層間接続とを有している。必要に応じて、これら以外の導体パターンが形成され、また内層を有していてもよい。ガラスエポキシやガラスポリイミド等の有機基材、セラミックやガラス等の無機基材、等の配線基板に用いられる公知の材料を用い、公知の製法で形成することができる。
【００１３】
本発明において、内部接続端子とは、電子部品素子を搭載して電気的に接続するための導体パターンをいう。内部接続端子は、配線基板において一般に用いられる、銅箔や銅めっき等の公知の材料を用い、エッチング等の公知の製法によって形成することができる。また、内部接続端子上には、内部接続端子を保護し、電子部品素子との電気的接続の際の接続信頼性を確保するための防錆処理や貴金属めっきを行ってもよい。内部接続端子と電子部品素子との電気的接続は、いわゆるフリップチップ接続やワイヤボンド接続等の公知の方法を用いることができる。
【００１４】
外部接続端子とは、電子部品素子搭載用基板を、他の配線基板等に電気的に接続するための導体パターンをいう。外部接続端子は、配線基板において一般に用いられる、銅箔や銅めっき等の公知の材料を用い、エッチング等の公知の製法によって形成することができる。また、外部接続端子上には、内部接続端子を保護し、電子部品素子との電気的接続の際の接続信頼性を確保するための防錆処理や貴金属めっきを行ってもよい。
【００１５】
層間接続とは、配線基板の異なる層の導体パターンを電気的に接続するものである。例えば、配線基板の一方の面に設けられた内部接続端子と他方の面に設けられた外部接続端子とを、電気的に接続するものである。配線基板に貫通孔や非貫通孔を設け、スルーホールめっきやフィルドビアめっきを行う等の、配線基板において公知の方法で形成することができる。
【００１６】
キャビティ層とは、配線基板上にキャビティを形成するものである。例えば、シート状の基材に開口を形成することで作製することができる。基材としては、補強材を有しない基材であれば、特に限定はなく用いることができる。ここで補強材とは、基材の機械的強度を向上させるために用いられるものをいい、ガラス繊維等が挙げられる。このような補強材を有しない基材として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド、液晶ポリマー等が挙げられる。特に、ポリエチレンテレフタレートを用いた場合は、材料コストが安く、レーザ加工性がよいので開口をレーザで形成した場合に、開口の基材端面からの異物（レーザ加工くず）の発生を抑制できるので好ましい。ポリイミド、液晶ポリマーを用いた場合は、レーザ加工性がよいことに加えて、リフロー耐熱性を有するので好ましい。また、キャビティ層は、接着層を介して配線基板上に配置される。
【００１７】
キャビティ層に設けられる開口は、配線基板上に配置された際に、キャビティとなるものである。レーザ加工により形成されると、開口の基材端面からの異物（レーザ加工くず）の発生が抑制される点で好ましい。開口の大きさや形状は、限定されるものではなく、キャビティ内に搭載する電子部品素子のサイズや形状、電子部品素子の搭載方法、その他の設計条件に応じて形成することができる。例えば、開口の形状が円形の場合、開口の大きさは、直径０．０５〜５．０ｍｍ程度とすることができる。開口の形状が四角形の場合、開口の大きさは、縦・横ともに、０．０５〜５．０ｍｍ程度とすることができる。
【００１８】
キャビティ層の厚みは、キャビティ内に搭載する電子部品素子の厚み、その他の設計条件に応じて設定することができる。例えば、ＭＥＭＳ素子等の電子部品素子の厚みに応じて、０．２０〜１．２ｍｍ程度とする。
【００１９】
接着層とは、配線基板とキャビティ層、及び、キャビティ層と蓋基板とを、それぞれ貼り合せるものである。接着層を形成する材料としては、一般の配線基板において、多層化接着等に使用されているもの等を使用することができるが、キャビティ層と貼り合せた状態で、レーザ加工することを考慮すると、補強材を有しないものが好ましい。例えば、高分子量エポキシ樹脂を主成分とする接着シート等を使用することができ、このような接着シートとしては、ＡＳ−３０００、ＡＳ−２６００（何れも日立化成工業株式会社製、商品名）等が例示できる。
【００２０】
接着層は、キャビティ層の両面に仮接着し、キャビティ層と両面の接着層に同時に、キャビティ層となる開口を形成するのが好ましい。これにより、不要な箇所の接着層を除去することができ、また、その後、電子部品素子を搭載した配線基板とキャビティ層と蓋基板とをこの順番に配置し、本接着する方法により、電子部品素子搭載用基板を形成できる。ここで、仮接着とは、接着層が半硬化状態で接着し、まだ接着機能を有している状態をいう。例えば、ＡＳ−３０００、ＡＳ−２６００（何れも日立化成工業株式会社製、商品名）のような高分子量エポキシ樹脂を主成分とする接着シートを用いた場合、熱プレス装置を用い、例えば、１６０℃、５．０ＭＰａ、９０分の条件で、仮接着することができる。本硬化とは、接着層が完全に硬化した状態で接着状態をいう。上記接着シートを用いた場合、熱プレス装置を用いて、例えば、２２０℃、５．０ＭＰａ、１２０分の条件で、本接着することができる。接着層の厚みは、特に限定はないが、一般に、１０〜１５０μｍ程度のものが用いられる。
【００２１】
蓋基板とは、キャビティ層に設けた開口を塞ぐように、キャビティ層上に配置される基板をいう。蓋基板を形成する材料としては、配線基板に用いられるガラスエポキシやガラスポリイミド、ポリエチンレンテレフタレート等の有機基材、セラミックやガラス等の無機基材、等の配線基板に用いられる公知の材料を用い、公知の製法で形成することができる。ＭＥＭＳを利用したデバイスが、マイクロフォン等の場合は、蓋基板に、貫通孔を設けるが、この場合は、貫通孔の基板端面から異物が発生するのを抑制するため、基材としては、キャビティ層と同様に、補強材を有しない基材を用いるのが好ましい。このような基材として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド、液晶ポリマー等が挙げられる。貫通孔のサイズや形状は、ＭＥＭＳを利用したデバイスの設計により選択される。ＭＥＭＳを利用したデバイスが、マイクロフォンの場合は、一般に直径０．０５〜５．０ｍｍの円形である。貫通孔はレーザ加工で形成されるのが、貫通孔の基材端面からの異物発生を抑制する点で好ましい。また、蓋基板は、接着層を介してキャビティ層上に配置される。接着層としては、配線基板とキャビティ層との接着に用いたものと同様のものを使用できる。蓋基板の厚みは、種々の設計条件に応じて設定することができる。例えば、ＭＥＭＳを利用したデバイスが、マイクロフォンの場合は、０．０２５〜０．２０ｍｍ程度とする。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、本実施例に限定されない。
【００２３】
＜蓋基板の準備＞
蓋基板として、補強材を有しない基材である、厚さ０．１０ｍｍで、長さ５００ｍｍ、幅４００ｍｍのＰＥＴ（帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名テイジンテトロンフィルム、テイジン及びテトロンは登録商標）を準備した。この蓋基板に、炭酸ガスレーザを用いて、直径０．５ｍｍの貫通孔を形成した。
【００２４】
＜キャビティ層の作製＞
図２（Ａ）に示すように、補強材を有しない基材１３として、厚さ０．５０ｍｍで、長さ５００ｍｍ、幅４００ｍｍのＰＥＴ帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名テイジンテトロンフィルム、テイジン及びテトロンは登録商標）を準備した。
【００２５】
図２（Ｂ）に示すように、接着層４として、厚さ３０μｍで、長さ５００ｍｍ、幅４００ｍｍのＡＳ２６００（日立化成工業株式会社製、商品名）を準備し、補強材を有しない基材１３であるＰＥＴの両面に仮接着した。仮接着は、熱プレス装置を用い、１６０℃、５．０ＭＰａ、９０分の条件で行った。
【００２６】
図２（Ｃ）に示すように、両面に接着層４を仮接着したＰＥＴに、炭酸ガスレーザを用いて、キャビティとなる開口６を形成した。開口６の大きき・形状は、直径２．０ｍｍの円形とした。
【００２７】
＜配線基板の作製＞
配線基板用の材料として、厚さ１８μｍの銅箔を張り合わせた、絶縁樹脂層の公称厚さ０．１ｍｍ、長さ５００ｍｍ、幅４００ｍｍのガラスエポキシ製の両面銅張積層板である、ＭＣＬ−Ｅ−６７９ＦＧ（日立化成工業株式会社製、商品名、「ＭＣＬ」は登録商標。）を準備した。この両面銅張積層板の一方の面の銅箔にエッチングで窓孔を形成し、レーザ加工で直径０．１ｍｍの非貫通孔を形成し、過マンガン酸カリウム処理によるスミア除去を施した。次いで約１μｍの無電解銅めっきを施し、さらにこの無電解銅めっきを給電層として、電解めっきでフィルドアめっきを形成した。ドライフィルムＮＩＴ２２５（ニチゴー・モートン株式会社製、商品名）をラミネータで仮圧着し、フィルム状のフォトマスクマスクを貼り合わせて露光量１４０ｍＪ／ｃｍ２の紫外線で両面に、導体パターンを焼付け、０．９質量％炭酸ナトリウム水溶液で現像してエッチングレジストを形成した。次いで、エッチングレジストのない部分を塩化銅エッチング液でエッチング除去して、内部接続端子７、外部接続端子８及び電子部品素子搭載部１２等となる導体パターンを形成した。その後、図３（Ａ）に示すように、電子部品素子搭載部１２に電子部品素子１０をダイボンド材（図示しない。）を用いて搭載し、ボンディングワイヤ１４で、電子部品素子１０と内部接続端子７とを電気的に接続した。
【００２８】
＜電子部品素子搭載用基板の作製＞
図３（Ｂ）に示すように、電子部品素子１０を搭載した配線基板２上に、先に準備した開口６を形成したキャビティ層３と、蓋基板５とをこの順番に配置し、熱プレス装置を用いて、２２０℃、５．０ＭＰｓ、１２０分の条件で、本接着を行った。
【００２９】
（比較例）
以下、比較例を説明する。
【００３０】
＜蓋基板の準備＞
蓋基板として、厚さ１８μｍの銅箔を張り合わせた、絶縁樹脂層の公称厚さ０．１０ｍｍ、長さ５００ｍｍ、幅４００ｍｍのガラスエポキシ製の両面銅張積層板である、ＭＣＬ−Ｅ−６７９ＦＧ（日立化成工業株式会社製、商品名）を準備した。この両面銅張積層板の銅箔をエッチング除去した後、直径０．５ｍｍの貫通孔を形成した。貫通孔の形成は、レーザ加工では加工性が悪いため、ドリルを用いて行った。
【００３１】
＜キャビティ層の作製＞
キャビティ層用の基材として、厚さ１８μｍの銅箔を張り合わせた、絶縁樹脂層の公称厚さ０．５０ｍｍ、長さ５００ｍｍ、幅４００ｍｍのガラスエポキシ製の両面銅張積層板である、ＭＣＬ−Ｅ−６７９ＦＧ（日立化成工業株式会社製、商品名、「ＭＣＬ」は登録商標。））を準備した。この両面銅張積層板の銅箔をエッチング除去した後、実施例と同様の接着層を準備し、実施例と同様にして接着層を仮接着した。その後、実施例と同様にして、キャビティとなる開口を形成した。開口の形成は、レーザ加工では加工性が悪いため、ドリルを用いて行った。
【００３２】
＜配線基板の作製＞及び＜電子部品素子搭載用基板の作製＞
実施例と同様の材料を準備し、実施例と同様にして配線基板を作製し、電子部品を配線基板に搭載した。
【００３３】
実施例の電子部品素子搭載用基板は、キャビティ層と蓋基板が比較的材料コストの安いＰＥＴを用いて構成しており、また、キャビティ層の開口や蓋基板の貫通孔をレーザ加工で加工できるので加工コストも比較的安価にすることができた。さらに、キャビティ層の開口及び蓋基板の貫通孔の何れの基材端面からも異物の発生は認められなかった。一方、比較例では、キャビティ層と蓋基板が材料コストの比較的高いガラスエポキシ基材を用いて構成しており、また、キャビティ層の開口や蓋基板の貫通孔をドリルで加工する必要があるので、加工コストも比較的高くなった。さらに、キャビティ層の開口及び蓋基板の貫通孔の何れの基材端面からも異物の発生が認められた。
【符号の説明】
【００３４】
１．電子部品素子搭載用基板
２．配線基板
３．キャビティ層
４．接着層
５．蓋基板
６．（キャビティとなる）開口またはキャビティ
７．内部接続端子
８．外部接続端子
９．層間接続
１０．電子部品素子
１１．貫通孔
１２．電子部品素子搭載部
１３．補強材を有しない基材
１４．ボンディングワイヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に設けられた内部接続端子と他方の面に設けられた外部接続端子とこれらの接続端子同士を電気的に接続する層間接続とを有する配線基板と、この配線基板の前記一方の面上に接着層を介して配置され、開口を有するキャビティ層と、このキャビティ層上に接着層を介して前記開口を塞ぐように配置される蓋基板とを有し、前記キャビティ層が補強材を有しない基材によって形成される電子部品素子搭載用基板。
【請求項２】
請求項１において、キャビティ層の開口が、レーザ加工により形成される電子部品素子搭載用基板。
【請求項３】
一方の面に内部接続端子と他方の面に外部接続端子とこれらの接続端子同士を電気的に接続する層間接続とを有する配線基板を製造する工程と、
補強材を有しない基材の表裏に接着層を形成し、開口を形成してキャビティ層を形成する工程と、
前記配線基板の前記一方の面上に、前記開口を形成したキャビティ層を、前記キャビティ層に形成した接着層を介して配置する工程と、
前記キャビティ層上に、前記キャビティ層に形成した接着層を介して、前記キャビティ層の開口を塞ぐように蓋基板を配置する工程と、を有する電子部品素子搭載用基板の製造方法。
【請求項４】
請求項３において、キャビティ層を形成する工程では、前記キャビティ層がポリエチレンテレフタレートにより形成される電子部品素子搭載用基板の製造方法。
【請求項５】
請求項３又は４において、キャビティ層を形成する工程では、キャビティ層の開口が、レーザ加工により形成される電子部品素子搭載用基板の製造方法。
【請求項１】
一方の面に設けられた内部接続端子と他方の面に設けられた外部接続端子とこれらの接続端子同士を電気的に接続する層間接続とを有する配線基板と、この配線基板の前記一方の面上に接着層を介して配置され、開口を有するキャビティ層と、このキャビティ層上に接着層を介して前記開口を塞ぐように配置される蓋基板とを有し、前記キャビティ層が補強材を有しない基材によって形成される電子部品素子搭載用基板。
【請求項２】
請求項１において、キャビティ層の開口が、レーザ加工により形成される電子部品素子搭載用基板。
【請求項３】
一方の面に内部接続端子と他方の面に外部接続端子とこれらの接続端子同士を電気的に接続する層間接続とを有する配線基板を製造する工程と、
補強材を有しない基材の表裏に接着層を形成し、開口を形成してキャビティ層を形成する工程と、
前記配線基板の前記一方の面上に、前記開口を形成したキャビティ層を、前記キャビティ層に形成した接着層を介して配置する工程と、
前記キャビティ層上に、前記キャビティ層に形成した接着層を介して、前記キャビティ層の開口を塞ぐように蓋基板を配置する工程と、を有する電子部品素子搭載用基板の製造方法。
【請求項４】
請求項３において、キャビティ層を形成する工程では、前記キャビティ層がポリエチレンテレフタレートにより形成される電子部品素子搭載用基板の製造方法。
【請求項５】
請求項３又は４において、キャビティ層を形成する工程では、キャビティ層の開口が、レーザ加工により形成される電子部品素子搭載用基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−７４１５１（Ｐ２０１３−７４１５１Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１２５６２（Ｐ２０１１−２１２５６２）
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
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