技术领域
[0001] 本
发明涉及一种多层基板形成方法以及多层基板形成装置。
背景技术
[0002] 在上述技术领域中，
专利文献1公开了一种使用电
镀处理来制造多层基板的技术，还公开了一种在绝缘层的制造中使用掩膜的技术。
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1：日本特开2011-3567号
公报发明内容
[0006] 发明要解决的问题
[0007] 但是，在上述文献所记载的技术中，无法利用一个装置形成多层基板。
[0008] 本发明的目的在于，提供一种解决上述问题的技术。
[0009] 用于解决问题的手段
[0010] 为了达到上述目的，本发明的多层基板形成方法包括：固定步骤，将基板固定在
工作台上；第一层形成步骤，在固定于所述工作台上的所述基板上形成将导电材料与光
固化树脂混合而成的混合材料层；第一曝光步骤，使与预先准备的第一
电路图案数据相对应的激光对所述混合材料层扫描来进行曝光；第一清洗步骤，将在所述第一曝光步骤中曝光之后的所述基板上的所述混合材料洗掉；第二层形成步骤，向在所述第一清洗步骤中清洗后的所述基板上形成绝缘树脂层；第二曝光步骤，使与预先准备的贯通孔数据相对应的激光对所述绝缘树脂层扫描来进行曝光；第二清洗步骤，将在所述第二曝光步骤中曝光后的所述基板上的所述绝缘树脂洗掉；第三层形成步骤，向在所述第二清洗步骤中清洗后的所述基板上形成所述混合材料层；第三曝光步骤，使与预先准备的第二电路图案数据相对应的激光对所述混合材料层扫描来进行曝光；以及第三清洗步骤，将在所述第三曝光步骤中曝光后的所述基板上的所述混合材料洗掉。
[0011] 为了达到上述目的，本发明的多层基板形成装置具有：混合材料层形成单元，在基板上形成将导电材料与光固化树脂混合而成的混合材料层；绝缘树脂层形成单元，在所述基板上形成绝缘树脂层；曝光单元，进行曝光；清洗单元，进行清洗；以及控制单元，对所述混合材料层形成单元、所述绝缘树脂层形成单元、所述曝光单元及所述清洗单元进行控制，所述控制单元进行控制，使得在利用所述混合材料层形成单元形成混合材料层的处理、利用所述曝光单元使与第一电路图案数据相对应的激光扫描来进行曝光的处理、利用所述清洗单元将曝光后的所述混合材料清洗的处理、利用所述绝缘树脂层形成单元形成绝缘树脂层的处理、利用所述曝光单元使与贯通孔数据相对应的激光扫描来进行曝光的处理以及利用所述清洗单元将曝光后的所述绝缘树脂清洗的处理至少进行一次后，进行利用所述混合材料层形成单元形成混合材料层的处理、利用所述曝光单元使与第二电路图案数据相对应的激光扫描来进行曝光的处理、利用所述清洗单元将曝光后的所述混合材料清洗的处理。
[0012] 发明效果
[0013] 根据本发明，能够利用一个装置形成多层基板。
附图说明
[0014] 图1是示出本发明的第一实施方式的多层基板形成方法的
流程图。
[0015] 图2是示出本发明的第二实施方式的多层基板形成装置的功能结构的
框图。
[0016] 图3A是示出本发明的第二实施方式的多层基板形成装置的结构的图。
[0017] 图3B是示出本发明的第二实施方式的多层基板形成装置的曝光部的结构的图。
[0018] 图4A是对利用本发明的第二实施方式的多层基板形成装置形成电路图案(第一层)的一个示例进行说明的图。
[0019] 图4B是对利用本发明的第二实施方式的多层基板形成装置形成绝缘树脂层的一个示例进行说明的图。
[0020] 图4C是对利用本发明的第二实施方式的多层基板形成装置形成电路图案(第二层)的一个示例进行说明的图。
[0021] 图4D是对利用本发明的第二实施方式的多层基板形成装置制作完多层基板后的芯片安装的一个示例进行说明的图。
[0022] 图5是示出本发明的第二实施方式的多层基板形成装置的处理步骤的流程图。
[0023] 图6是示出本发明的第三实施方式的多层基板形成装置的功能结构的框图。
[0024] 图7是示出本发明的第三实施方式的多层基板形成装置的结构的图。
[0025] 图8是示出本发明的第四实施方式的多层基板形成装置的结构的图。
具体实施方式
[0026] 以下，参照附图，例示性地对用本发明的实施方式进行详细的说明。但是，以下的实施方式所记载的结构、数值、处理流程、功能要素等只不过是一个示例，可自由地对其进行
变形或变更，而并非旨在将本发明的技术范围限定在以下所记载的范围内。
[0027] [第一实施方式]
[0028] 使用图1来对本发明的第一实施方式的多层基板形成方法进行说明。图1是示出本实施方式的多层基板形成方法的流程图。该流程图由多层基板形成装置的CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)使用RAM(Random Access Memory：随机存取
存储器)来执行，实现多层基板形成装置的功能结构部。
[0029] 在步骤S101中，多层基板形成装置将基板固定在工作台上。在步骤S103中，多层基板形成装置，在固定于工作台上的基板上形成将导电材料与光固化树脂混合而成的混合材料层。在步骤S105中，多层基板形成装置使与预先准备的第一电路图案数据相对应的激光对混合材料层扫描来进行曝光。在步骤S107中，多层基板形成装置将在步骤S105中曝光后的基板上的混合材料洗掉。
[0030] 在步骤S109中，多层基板形成装置向在步骤S107中清洗后的基板上形成绝缘树脂层。在步骤S111中，多层基板形成装置使与预先准备的贯通孔数据相对应的激光对绝缘树脂层扫描来进行曝光。在步骤S113中，多层基板形成装置将在步骤S111中曝光后的基板上的绝缘树脂洗掉。
[0031] 在步骤S115中，多层基板形成装置向在步骤S113中清洗后的基板上形成混合材料层。在步骤S117中，多层基板形成装置使与预先准备的第二电路图案数据相对应的激光对混合材料层扫描来进行曝光。在步骤S119中，多层基板形成装置将在步骤S117中曝光后的基板上的混合材料洗掉。
[0032] 根据本实施方式，能够利用一个装置形成多层基板。
[0033] [第二实施方式]
[0034] 接着，使用图2至图5，对本发明的第二实施方式的多层基板形成装置进行说明。图2是示出本实施方式的多层基板形成装置的功能结构的框图。多层基板形成装置200具有混合材料层形成部201、绝缘树脂层形成部202、曝光部203、清洗部204以及控制部205。
[0035] 混合材料层形成部201在基板上形成将导电材料与光固化树脂混合而成的混合材料层。绝缘树脂层形成部202在基板上形成绝缘树脂层。曝光部203进行曝光。清洗部204进行清洗。控制部205对混合材料层形成部201、绝缘树脂层形成部202、曝光部203以及清洗部204进行控制。
[0036] 而且，控制部205进行控制，使得在利用混合材料层形成部201形成混合材料层的处理、利用曝光部203使与第一层的电路图案数据相对应的激光扫描来进行曝光的处理、利用清洗部204将曝光后的混合材料清洗的处理、利用绝缘树脂层形成部202形成绝缘树脂层的处理、利用曝光部203使与贯通孔数据相对应的激光扫描来进行曝光的处理以及利用清洗部204将曝光后的绝缘树脂清洗的处理至少进行一次后，进行以下处理：利用混合材料层形成部201形成混合材料层的处理、利用曝光部203使与第二层的电路图案数据相对应的激光扫描来进行曝光的处理以及利用清洗部204将曝光后的混合材料清洗的处理。这样，多层基板形成装置200利用一个装置执行上述处理，形成多层基板。
[0037] 图3A是示出本实施方式的多层基板形成装置的结构的图。多层基板形成装置200具有工作台301、混合材料层形成部302、绝缘树脂层形成部303、曝光部304、清洗部305、控制部306、存储部307以及干燥部308。
[0038] 基板311固定在工作台301上。若是使基板311不在工作台301上移动的固定方法，则各种固定方法皆可。在基板311上形成具有多个电路图案层的多层电路312。基板311例如是
液晶高分子树脂基板、聚酰亚胺树脂基板、玻璃基板、陶瓷基板、玻璃环
氧基板，但并不限于此。
[0039] 混合材料层形成部302在被固定在工作台301的基板311上形成将导电材料和光固化树脂混合而成的混合材料层。例如从混合材料层形成部302将混合材料涂敷到基板311上，利用平整部321将涂敷的混合材料以变为期望的厚度的方式平整，由此形成混合材料层。利用混合材料层形成部302形成的混合材料层的厚度是10～15μm，但并不限于此。
[0040] 平整部321是棒状的细长构件。此外，为了易于涂敷，混合材料形成为膏状。混合材料层形成部302以能够在工作台301上移动的方式设置。平整部321以追随混合材料层形成部302的移动而移动的方式设置。
[0041] 作为导电材料，例如有
银、金、
铜、铂金、铅、锌、
锡、
铁、
铝、钯、
碳等，但并不限于此。光固化树脂例如是
丙烯酸树脂(
聚合物型丙烯酸酯)、聚
氨酯树脂(聚氨酯丙烯酸酯)、乙烯基酯树脂、聚酯
醇酸树脂(环氧丙烯酸酯)等紫外线固化树脂。但是，光固化树脂只要是因光线照射而固化的树脂即可，并不限于此。
[0042] 绝缘树脂层形成部303在基板311上形成绝缘树脂层。例如通过从绝缘树脂层形成部303将绝缘树脂涂敷在基板311上，利用平整部331将涂敷的绝缘树脂以变为期望的厚度的方式平整，由此形成绝缘树脂层。利用绝缘树脂层形成部303形成的绝缘树脂的厚度是8～12μm，但并不限于此。
[0043] 平整部331是棒状的细长构件。此外，绝缘树脂具有易于涂敷的硬度。绝缘树脂层形成部303以能够在工作台上移动的方式设置。平整部331以追随绝缘树脂层形成部303的移动而移动的方式设置。
[0044] 从曝光部304放射的激光是
波长约为405nm的激光，但并不限于此。激光例如可以是200nm～400nm的波长的光线，但并不限于此。
[0045] 清洗部305洗掉曝光后的混合材料来清洗。同样地，清洗部305洗掉曝光后的绝缘树脂来清洗。清洗部305是
喷嘴式构件，从喷嘴朝向基板311喷射
清洗剂来进行清洗。清洗部305在喷射清洗剂时，可以对清洗剂施加压
力来喷射。由此，能够可靠地将应该除去的混合材料以及绝缘树脂洗掉。清洗剂例如是挥发性的清洗剂，但并不限于此。
[0046] 控制部306对混合材料层形成部302、绝缘树脂层形成部303、曝光部304、清洗部305以及干燥部308进行控制。控制部306对混合材料层形成部302进行控制，在基板311上形成混合材料层。
[0047] 并且，控制部306对曝光部304进行控制，使与预先准备的电路图案相对应的激光对混合材料层扫描来进行曝光。混合材料层的曝光结束后，控制部306对清洗部305进行控制，将基板311上的混合材料洗掉。由此，例如形成第一层的电路图案。
[0048] 接着，控制部306对绝缘树脂层形成部303进行控制，在基板311上形成绝缘树脂层。然后，控制部306对曝光部304进行控制，使与预先准备的贯通孔数据相对应激光对绝缘树脂层扫描来进行曝光。绝缘树脂层的曝光结束后，控制部306对清洗部305进行控制，将基板311上的绝缘树脂洗掉。由此，形成设置有贯通孔的第一层的绝缘树脂层。
[0049] 然后，控制部306对混合材料层形成部302、曝光部304、清洗部305进行控制，重复与第一层电路图案的形成相同的步骤，来形成第二层电路图案。
[0050] 存储部307存储在对混合材料层进行曝光时所使用的电路图案数据。电路图案数据按照形成的混合材料层的层数存储。同样地，存储部307存储在对绝缘树脂层进行曝光时所使用的贯通孔数据。贯通孔数据按照形成的绝缘树脂层的层数存储。
[0051] 干燥部308朝向基板311喷出空气或热
风。由此，在利用清洗部305进行清洗后，能够快速地使清洗剂干燥。
[0052] 图3B是示出本实施方式的多层基板形成装置的曝光部的结构的图。曝光部304具有二维MEMS(Micro Electro Mechanical System：微
机电系统)反射镜341。二维MEMS反射镜341是机电式反射镜。
[0053] 激
光源342是激光的光源。从激光源342放射的激光被引导至聚光部343。聚光部343包括聚光透镜和
准直透镜等。另外，激光源342是
半导体LD(Laser Diode：激光
二极管)，是放射(振荡)可见光的激光等的激光振荡元件。并且，入射到聚光部343的激光例如经聚光透镜汇聚并经
准直透镜变为平行光，之后出射。
[0054] 在此，从激光源342放射的激光被反射镜344以及反射镜345反射而到达二维MEMS反射镜341。反射镜345配置在曝光部304的底部(底面)。然后，反射镜344使来自激光源342的激光的反射光朝向配置在底面的反射镜345向下方反射。然后，反射镜345使来自反射镜344的激光朝向配置在反射镜345的上方的二维MEMS反射镜341自上方反射。二维MEMS反射镜341使来自反射镜345的反射光在二维方向上扫描来进行照射。此外，在上述说明中，说明了激光的光源为一个的示例，但激光的光源也可以是多个。在多个光源的情况下，因为能够区分使用波长不同的多个激光，所以能够在曝光混合材料层的情况下以及曝光绝缘树脂层的情况下使用不同波长的激光。
[0055] 图4A是对利用本实施方式的多层基板形成装置形成电路图案(第一层)的一个示例进行说明的图。首先，在基板311上涂敷混合材料401(410)。接着，向所涂敷的混合材料401照射激光来进行曝光(420)。然后，对曝光后的混合材料401进行清洗(430)。这样，在基板311上形成电路图案402(例如第一层)。此外，清洗后可以加入干燥工序。
[0056] 图4B是对利用本实施方式的多层基板形成装置形成绝缘树脂层的一个示例进行说明的图。首先，在形成有电路图案402的混合材料层上涂敷绝缘树脂403(440)。接着，向所涂敷的绝缘树脂403照射激光来进行曝光(450)。然后，对曝光后的绝缘树脂403进行清洗(460)。这样，形成绝缘树脂层(抗蚀层)，绝缘树脂层形成有贯通孔404。其中，贯通孔404是用于将上下层之间连接的孔，也称为穿通孔(through-hole)或导通孔(via hole)。另外，贯通孔的形状并不限于圆形，可以是椭圆形、矩形、多边形等任意形状。贯通孔的大小与混合材料层的厚度、绝缘树脂层的厚度相对应。此外，在清洗后，可以加入干燥工序。另外，绝缘树脂层的形成不需要光掩膜。
[0057] 图4C是对利用本实施方式的多层基板形成装置形成电路图案(第二层)的一个示例进行说明的图。首先，在形成有贯通孔404的绝缘树脂层上涂敷混合材料401(470)。接着，向涂敷的混合材料401照射激光来进行曝光(480)。然后，对曝光后的混合材料401进行清洗(490)。这样，在基板311上形成电路图案405(第二层)。此外，在清洗后可以加入干燥工序。
[0058] 通过适当地重复以上的操作，得到混合材料层与绝缘树脂层交替堆积而形成的多层基板。另外，在以上的操作中，基板311并不移动，而是一直固定在工作台301上。此外，基板311的大小并不被限定，但根据多层基板形成装置200，例如即使是大小为1.6mm×0.8mm的基板311，也能够形成多层基板。另外，也能够形成能够安装在BGA(Ball Grid Array：球形阵列)封装上的尺寸的多层基板。
[0059] 图4D是对利用本实施方式的多层基板形成装置制作完多层基板后的芯片安装的一个示例进行说明的图。对经过图4A至图4C的步骤而得到的多层基板涂敷膏状钎
焊料，将芯片406载置在其上，通过回流法将芯片406与多层基板
焊接。由此，能够将芯片406安装在多层基板上。
[0060] 图5是示出本实施方式的多层基板形成装置的处理步骤的流程图。在步骤S501中，多层基板形成装置200将基板311固定在工作台301上。在步骤S503中，多层基板形成装置200在基板311上形成将导电材料与光固化树脂混合而成的混合材料层。在步骤S505中，多层基板形成装置200使与预先准备的电路图案数据(第一层)相对应的激光扫描来进行曝光。在步骤S507中，多层基板形成装置200将曝光后的混合材料冲掉来进行清洗，吹出干燥用的风来使清洗后的基板311干燥。由此，形成电路图案(第一层)。
[0061] 在步骤S509中，多层基板形成装置200在所形成的电路图案上形成绝缘树脂层。在步骤S511中，多层基板形成装置200使与预先准备的贯通孔数据相对应的激光扫描来进行曝光。在步骤S513中，多层基板形成装置200将曝光后的绝缘树脂冲掉来进行清洗，吹出干燥用的风来使清洗后的基板311干燥。由此，形成绝缘树脂层(抗蚀层)，该绝缘树脂层(抗蚀层)形成有贯通孔。
[0062] 在步骤S515中，多层基板形成装置200，在形成有电路图案的混合材料层以及形成有贯通孔的绝缘树脂层上，为了形成第二层电路图案而形成混合材料层。在步骤S517中，多层基板形成装置200使与预先准备的电路图案数据(第二层)相对应的激光扫描来进行曝光。在步骤S519中，多层基板形成装置200将曝光后的混合材料洗掉来进行清洗，吹出干燥用的风来使清洗后的基板311干燥。
[0063] 在步骤S521中，多层基板形成装置200判断多层基板形成是否结束。在判断为多层基板形成未结束的情况下(步骤S521的否)，多层基板形成装置200重复步骤S503以后的步骤。在判断为多层基板形成结束的情况下(步骤S521的是)，多层基板形成装置200结束处理。
[0064] 根据本实施方式，能够利用一个装置形成多层基板，因此能够迅速且容易地形成多层基板。另外，因为不需要用于形成绝缘层的光掩膜，所以能够简单且迅速地形成多层基板。
[0065] [第三实施方式]
[0066] 接着，使用图6以及图7，对本发明的第三实施方式的多层基板形成装置进行说明。图6是示出本实施方式的多层基板形成装置的功能结构的框图。本实施方式的多层基板形成装置与上述第二实施方式的不同点在于，具有收纳部以及粘贴部。因为其他的结构以及动作与第二实施方式相同，所以对相同结构以及动作标注相同的附图标记，省略其详细说明。
[0067] 多层基板形成装置600具有收纳部601和粘贴部602。收纳部601收纳光固化片材以及绝缘片材，光固化片材由将导电材料与光固化树脂混合而成的混合材料预先形成，绝缘片材由绝缘树脂预先形成。
[0068] 在此，光固化片材是在规定的片材上以各种厚度涂敷混合材料而成的。绝缘片材是在规定的片材上以各种厚度涂敷绝缘树脂而成的。收纳部601收纳光固化片材以及绝缘片材，光固化片材具有以各种厚度涂敷的混合材料层，绝缘片材具有以各种厚度涂敷的绝缘树脂层。这样，只要预先准备以各种厚度涂敷有混合材料或绝缘树脂的片材即可，能够省略涂敷混合材料层和绝缘树脂的操作。
[0069] 粘贴部602将光固化片材以及绝缘片材粘贴到基板311上。粘贴部602在粘贴光固化片材后，粘贴绝缘片材，在粘贴绝缘片材后，粘贴光固化片材。这样，粘贴部602选择性地粘贴光固化片材和绝缘片材。控制部205以使粘贴部602选择性地粘贴光固化片材和绝缘片材的方式进行控制。
[0070] 图7是示出本实施方式的多层基板形成装置的结构的图。多层基板形成装置600具有收纳部701、收纳部702以及粘贴部703。收纳部701收纳混合材料层的厚度不同的多种光固化片材711。收纳部702收纳绝缘树脂层的厚度不同的多种绝缘片材721。
[0071] 粘贴部703从收纳部701取出光固化片材711，并粘贴到基板311上。粘贴部703从收纳部702取出绝缘片材721，并粘贴到基板311上。粘贴部703具有例如接通或断开静电的
开关机构。并且，粘贴部703利用静电
吸附并保持光固化片材711以及绝缘片材721，使光固化片材711以及绝缘片材721移动至工作台301上的基板311上的规定
位置。
[0072] 然后，控制部306如果使光固化片材711以及绝缘片材721移动至基板311上的规
定位置，则断开静电。若断开静电，则被粘贴部703保持的光固化片材711以及绝缘片材721离开粘贴部703，粘贴到基板311上。
[0073] 根据本实施方式，因为利用粘贴部在基板上粘贴光固化片材以及绝缘片材，所以能够以简单的结构，容易且迅速地粘贴片材。另外，因为在收纳部收纳有厚度不同的多种光固化片材以及绝缘片材，所以能够简单、迅速地得到在各层形成有厚度不同的电路图案以及贯通孔的多层基板。
[0074] [第四实施方式]
[0075] 接着，使用图8，对本发明的第四实施方式的多层基板形成装置进行说明。图8是示出本实施方式的多层基板形成装置的结构的图。本实施方式的多层基板形成装置与上述第三实施方式的不同点在于，具有臂部。因为其他式相同，所以对于相同结构以及动作标注相同附图标记，省略其详细说明。
[0076] 多层基板形成装置800具有臂部801、802。臂部801从未图示的收纳部取出光固化片材711，并粘贴到基板311上。臂部802从未图示的收纳部取出绝缘片材721，并粘贴到基板311上。在收纳部中收纳有厚度不同的多种光固化片材以及绝缘片材。
[0077] 根据本实施方式，利用臂部在基板上粘贴光固化片材以及绝缘片材，因此能够容易、迅速地粘贴片材。另外，因为收纳部收纳有厚度不同的多种光固化片材以及绝缘片材，所以能够简单、迅速地得到在各层形成有厚度不同的电路图案以及贯通孔的多层基板。
[0078] [其他实施方式]
[0079] 此外，在上述实施方式中，具有贯通孔的绝缘树脂层用的绝缘树脂可以是光固化性树脂，也可以是光塑性树脂。当是光固化性树脂时，用激光对贯通孔之外的部分进行扫描，当是光塑性树脂时，用激光对贯通孔的部分进行扫描。
[0080] 以上，参照实施方式说明了本发明，但是本发明不限定于上述实施方式。在本发明的范围内，能够对本发明的结构或细节进行本领域技术人员能理解的各种变更。另外，将各实施方式所包含的个别特征以任意方式组合而成的系统或装置也包含在本发明的范畴内。
[0081] 另外，本发明可以适用于由多个设备构成的系统，也可以适用于单个装置。而且，本发明还能够适用于将实现实施方式的功能的信息处理程序直接或远程地提供给系统或装置的情况。因此，为了在计算机上实现本发明的功能，安装在计算机中的程序、存储该程序的介质或者下载该程序的WWW(World Wide Web：
万维网)
服务器也包含在本发明的范畴内。尤其，至少存储有用于使计算机执行上述实施方式所包含的处理步骤的程序的非暂时性计算机可读介质(non-transitory computer readable medium)包含在本发明的范畴内。
