JP4996302B2 - 個片基板の製造方法、個片基板、赤外線検出器 - Google Patents

Description

本発明は、個片基板の製造方法、個片基板、赤外線検出器に関するものである。

従来から、半導体素子等の実装部品が実装される個片基板６として、図８（ｃ）に示すように一表面（図８（ｃ）の上面）に樹脂基板（たとえば、エポキシ樹脂基板）６７が積層された主基板６６を有し、樹脂基板６７における主基板６６と反対側の一表面に金属層６８（たとえば、回路パターン６８ａを構成する）が形成され当該一表面側に凹部からなる立体形状部６ａが形成されたものが提供されている。図８（ｃ）の個片基板６では、主基板６６における樹脂基板６７側の一表面に回路部品８が実装され、この回路部品８を樹脂基板６７のうち主基板６６の厚み方向において立体形状部６ａと重ならない部分に埋設している。

この種の個片基板６の製造方法としては、図８（ａ）に示す一表面側に回路部品８が実装された主基板６６と樹脂基板６７と金属層６８の基礎となる金属シート（たとえば、銅箔）６９とを積層した積層基板６０を形成する積層工程と、図８（ｂ）に示すように積層基板６０（主基板６６と樹脂基板６７と金属シート６９）を熱圧着成形するとともに前記立体形状部６ａを成型するプレス工程とを有する製造方法が提案されている。回路部品８はプレス工程において樹脂基板６７に埋設される。ここにおいて、プレス工程で用いられるプレス金型４は、積層基板６０との当接部位に個片基板６の立体形状部６ａに対応する形状の凸部からなる成型部４ａを有し、この成型部４ａによりプレス工程において積層基板６０に立体形状部６ａを成型する。この製造方法では、プレス工程において積層基板６０の熱圧着成形と立体形状部６ａの成型、さらに樹脂基板６７への回路部品８の埋設とを同時に行うことができ、積層基板６０の熱圧着成形と立体形状部６ａの成型とをそれぞれ別工程で行う場合に比べて工数を少なくすることができる（たとえば特許文献１参照）。特許文献１に記載の発明では、プレス工程の後、金属層６８（金属シート６９）にエッチング処理を施すことにより回路パターン６８ａが形成される。ただし、回路パターン６８ａは個片基板６に形成された金属層６８の用途の一例に過ぎず、たとえば金属層６８を電磁シールドとして用いることも提案されている（たとえば特許文献２参照）。

ところで、上述した個片基板６の製造方法では、１回のプレス工程で複数の個片基板６を同時に形成する（所謂、多数個取り）ことが一般的である。そのため、図９（ａ）に示すように積層基板６０（主基板６６と樹脂基板６７と金属シート６９）としては個片基板６を複数取ることが可能な大きさのものが用いられるとともに、プレス工程においては複数の成型部４ａが配列されたプレス金型４が用いられ、１枚の積層基板６０に対して複数の立体形状部６ａが同時に成型される。そして、プレス工程の後の切出工程において積層基板６０から個々の個片基板６が切り出される。

なお、上述の製造方法で製造される個片基板６の一例として、立体形状部６ａ側の一表面に実装部品が実装される実装領域を備え、立体形状部６ａの少なくとも一部が実装領域に形成されるものでは、立体形状部６ａによって実装部品と樹脂基板６７との間に空隙が形成されるので、実装部品と樹脂基板６７との間の熱絶縁を図ることができる。そこで、この個片基板６をたとえば赤外線を検出する赤外線検出器に用いる場合には、実装領域に実装される実装部品として赤外線の受光量の変化を電圧信号に変換して出力する焦電素子を用い、実装領域において焦電素子の検知部に対応する位置に熱絶縁用の凹部からなる立体形状部６ａを形成することにより、焦電素子の感度向上を図ることが考えられる。
特開２００７−５９８４４号公報（第００２７−００３１段落、図６） 特開２００７−５９８４６号公報（第００１２段落）

ところで、上述した個片基板６の製造方法では、プレス工程においてプレス金型４の成型部４ａが金属シート６９を引き伸ばしながら立体形状部６ａを成型するので、金属シート６９における成型部４ａの先端面との当接部位に周囲の金属シート６９が引っ張られることにより、図９（ｂ）に示すように金属シート６９の一部と成型部４ａの表面との間に隙間が生じ、立体形状部６ａが成型部４ａの形状に倣わず立体形状部６ａの開口面が成型部４ａの基端部の断面に比べて大きくなってしまうことがある。その結果、樹脂基板６７に埋設された回路部品８と立体形状部６ａとが近接配置されていると、図９（ｃ）のように回路部品８と立体形状部６ａの金属層６８とが接触してしまう可能性がある。そのため、樹脂基板６７に埋設された回路部品８と立体形状部６ａとが近接配置されるような高密度な設計はできない。また、金属シート６９のうち成型部４ａとの間に隙間を生じる部分にしわが発生し、たとえばプレス工程後に金属層６８をパターニングすることで回路パターン６８ａを形成する場合に断線の原因となることもある。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、樹脂基板に埋設された回路部品と立体形状部とが近接配置されるような高密度な設計が可能で且つ金属層にしわを生じない個片基板の製造方法、個片基板、高感度化および信頼性の向上を図れる赤外線検出器を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、一表面に樹脂基板が積層された主基板を有し、樹脂基板における主基板と反対の一表面に金属層が形成され当該一表面側に凹部からなる立体形状部が形成されるとともに、主基板に実装された回路部品が樹脂基板のうち主基板の厚み方向において立体形状部と重ならない部分に埋設された個片基板の製造方法であって、回路部品が実装された主基板に樹脂基板および金属層の基礎となる金属シートを積層することで積層基板を形成する積層工程と、個片基板の立体形状部に対応する形状の凸部からなる成型部を具備するプレス金型を積層基板の金属シート側の表面に当接させてプレス加工を行うことにより、成型部で立体形状部を成型するとともに樹脂基板に回路部品を埋設するプレス工程とを有し、積層工程より前に、金属シートの一部を立体形状部に対応する形状に成型するプレフォーミング工程を有し、前記プレフォーミング工程において前記プレス工程と共通の前記プレス金型を使用し、前記プレフォーミング工程の後に前記金属シートを前記プレス金型から外すことなく前記プレス工程を行うことを特徴とする。

この発明によれば、積層工程より前に、金属シートの一部を立体形状部に対応する形状に成型するプレフォーミング工程を有するので、プレス工程において金属シートにおける成型部の先端面との当接部位に周囲の金属シートが引っ張られることはなく、金属シートの一部と成型部の表面との間に隙間が生じて立体形状部の開口面が成型部の基端部の断面に比べて大きくなってしまうことはない。したがって、成型部の形状に倣った立体形状部を成型することができ、立体形状部に近接する回路部品と立体形状部の金属層との接触を回避することができるので、樹脂基板に埋設された回路部品と立体形状部とが近接配置されるような高密度な設計が可能となる。また、金属シートと成型部との間に隙間が生じないので、金属層にしわを生じることもない。

また、この発明によれば、プレフォーミング工程からプレス工程にかけて金属シートをプレス金型から外すことによる金属シートのスプリングバックが生じないので、プレフォーミング工程において成型された金属シートの形状を維持したままプレス工程を行うことができ、結果的に、プレス工程において成型される立体形状部の精度が向上し、立体形状部に近接する回路部品と立体形状部の金属層との接触を確実に回避することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記プレフォーミング工程より前に、前記金属シートを焼なますことで軟化させる焼鈍工程を有することを特徴とする。

この発明によれば、プレフォーミング工程の前に金属シートが軟化するので、プレフォーミング工程において金属シートが伸びやすくなり、金属シートの一部を引き伸ばしながら立体形状部に対応する形状に成型する際に金属シートが破れにくくなる。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記プレス金型は、前記成型部のうち前記プレス工程において前記積層基板に最初に当接する先端面と当該先端面に隣接する側面との間の角部がアール形状に形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、成型部のうち積層基板に最初に当接する先端面と当該先端面に隣接する側面との間の角部が尖っている場合に比べて、積層基板において前記角部が当接する部位に応力集中が発生しにくくなるので、プレス工程時に金属シートが破れにくくなる。

請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の個片基板の製造方法によって製造された個片基板であって、前記立体形状部側の一表面に実装部品が実装される実装領域を備え、前記立体形状部は、少なくとも一部が実装領域に形成されることにより実装部品と前記樹脂基板との間に熱絶縁用の空隙を形成する凹部からなることを特徴とする。

この発明によれば、立体形状部に近接する回路部品と立体形状部の金属層との接触を回避することができるので、立体形状部によって実装部品と樹脂基板との間の熱絶縁をとりながらも、回路部品と立体形状部とが近接配置されるような高密度な設計が可能となる。

請求項５の発明は、請求項４記載の個片基板と、前記実装部品として前記実装領域に実装される焦電素子とを備え、前記立体形状部は、前記実装領域において焦電素子の検知部に対応する位置に形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、焦電素子の検知部と樹脂基板との間の熱絶縁をとることができるので、焦電素子の感度が高くなる。しかも、立体形状部に近接する回路部品と立体形状部の金属層との接触を回避できるので、たとえば金属層をパターニングして回路パターンを形成する場合に、回路パターンと回路部品との短絡を防止でき、信頼性の向上を図れる。

請求項１の発明は、積層工程より前に、金属シートの一部を立体形状部に対応する形状に成型するプレフォーミング工程を有するので、樹脂基板に埋設された回路部品と立体形状部とが近接配置されるような高密度な設計が可能で且つ金属層にしわを生じないという効果がある。

請求項５の発明は、焦電素子の感度向上および信頼性の向上を図れるという効果がある。

以下の各実施形態では、赤外線を検出する赤外線検出器に用いる個片基板の製造方法を例示するが、本発明の個片基板の製造方法は、赤外線検出器に用いる個片基板に限らず、一表面に樹脂基板が積層された主基板を有し、樹脂基板における主基板と反対の一表面に金属層が形成され当該一表面側に凹部からなる立体形状部が形成されるとともに、主基板に実装された回路部品が樹脂基板のうち主基板の厚み方向において立体形状部と重ならない部分に埋設された構成の様々な個片基板の製造方法として用いることができる。

（実施形態１）
以下、本実施形態で例示する赤外線検出器の構成について図２および図３を参照して説明する。

本実施形態の赤外線検出器は、赤外線の受光量の変化を電圧信号として出力する焦電素子１を個片基板６に実装した回路ブロック１０と、回路ブロック１０を収納するパッケージ２とを備えている。回路ブロック１０には、少なくとも焦電素子１の出力を信号処理する信号処理回路が形成されている。

パッケージ２は、金属製であって円盤状に形成されたステム２１と、金属製であって後面が開放された有底円筒状に形成されたキャップ２２とを有し、キャップ２２の後面をステム２１で閉塞する形に組み立てられる。ステム２１には絶縁材料からなるスペーサ７を介して回路ブロック１０が実装され、キャップ２２は、ステム２１との間に回路ブロック１０を収納する空間を形成するようにステム２１に固着される。ここで、ステム２１には回路ブロック１０と電気的に接続される複数本（ここでは３本）の端子ピン２５が挿通されており、パッケージ２の外部空間から回路ブロック１０に対する電気的接続を可能としてある。なお、スペーサ７と回路ブロック１０とステム２１とは接着剤により固着される。

キャップ２２のうち焦電素子１の前方に位置する前壁には、矩形状（ここでは正方形状）の窓部２ａが形成されており、焦電素子１の受光面（前面）に赤外線を集光する赤外線レンズ３が、キャップ２２の内側に窓部２ａを覆う形で配設されている。ステム２１は、上述の各端子ピン２５それぞれが挿通される複数の端子用孔２１ｂが厚み方向に貫設されており、各端子ピン２５が端子用孔２１ｂに挿通された状態で封止部２４により封止される。本実施形態ではキャップ２２およびステム２１は鋼板から形成されており、ステム２１の周部に形成されたフランジ部２１ｃに対して、キャップ２２の後端縁から外方に延設された鍔部２２ｃを溶接により封着してある。

ところで、回路ブロック１０の個片基板６は、ガラスエポキシなどからなり信号処理回路等の構成要素であるＩＣ６３やチップ状電子部品６４が実装される回路基板６２と、ガラスエポキシなどからなり回路基板６２と共に信号処理回路等の回路を形成する主基板６６と、回路基板６２および主基板６６の間に積層された樹脂層６５と、主基板６６における樹脂層６５と反対側の一表面に積層される樹脂基板６７と、樹脂基板６７における主基板６６と反対側の一表面に積層される金属層６８とで構成されており、回路基板６２、樹脂層６５および樹脂基板６７、金属層６８は、後述する個片基板６の製造方法を用いて主基板６６に一体的に積層されるように形成される。ここにおいて、回路基板６２および主基板６６はチップ状電子部品６４が実装された状態で樹脂層６５を挟んで成型されることにより、チップ状電子部品６４を樹脂層６５に埋設した状態で樹脂層６５と共に所謂部品内蔵基板からなる多層回路板を構成する。つまり、本実施形態の個片基板６は、樹脂基板６７および金属層６８を多層回路板に積層することにより構成されている。

なお、回路基板６２は、図３における下面側にＩＣ６３がフリップチップ実装され（または、図示しないがＩＣ６３をダイボンディング後、ワイヤボンディングにて接続し樹脂封止してもよい）、上面側に複数のチップ状電子部品６４が半田リフローにより実装されている。なお、本実施形態の赤外線検出器は、人体から放射される赤外線を検出することで人の動きを検知する用途に用いるものであり、ＩＣ６３は、焦電素子１の所定周波数帯域（たとえば、０．１〜１０Ｈｚ程度）の出力を増幅する増幅回路（バンドパスアンプ）や増幅回路の後段のウインドウコンパレータなどが集積化されている。

焦電素子１は、個片基板６のうち樹脂基板６７において金属層６８が積層された上記一表面の実装領域６７ａに実装されるものであって、個片基板６の実装領域６７ａのうち焦電素子１の検知部に対応する部位には、焦電素子１の検知部と樹脂基板６７との間に熱絶縁用の空隙を形成する形の凹部からなる立体形状部６ａが形成されている。この立体形状部６ａを設けたことにより、焦電素子１の検知部と樹脂基板６７との間の熱絶縁をとることができ、焦電素子１の感度が高くなる。ここでは、立体形状部６ａ（凹部）は平面視が長円状に形成されており、個片基板６の上記一表面における立体形状部６ａの短径方向の両側は焦電素子１の両端部を支持する支持部として機能する。この支持部には、焦電素子１の両端部に形成されている電極（図示せず）を接続するパッド６８ｂが形成されている。

さらに、主基板６６における樹脂基板６７側の一表面には回路部品８（図１参照）が実装されており、この回路部品８は樹脂基板６７のうち主基板６６の厚み方向において立体形状部６ａと重ならない部分に埋設される。図２，３では回路部品８の図示を省略する。

回路ブロック１０は、回路基板６２、樹脂層６５、主基板６６、樹脂基板６７のそれぞれに、上述の端子ピン２５が挿通されるスルーホール６２ｂ，６５ｂ，６６ｂ，６７ｂが厚み方向に貫設されており、焦電素子１と信号処理回路とが端子ピン２５を介して電気的に接続されるようになっている。なお、本実施形態では、回路基板６２、樹脂層６５、主基板６６、樹脂基板６７を積層し、これらの厚み方向に貫通する貫通孔を形成する１回の孔あけ加工でスルーホール６２ｂ，６５ｂ，６６ｂ，６７ｂを形成しており、これにより各スルーホール６２ｂ，６５ｂ，６６ｂ，６７ｂを個別に形成する場合に比べて製造工程の簡略化を図れ、回路ブロック１０内の電気的接続が容易に行える。

樹脂基板６７の上記一表面に形成された金属層６８は、上述したパッド６８ｂを構成するとともに、パッド６８ｂに電気的に接続されたパターン部６８ｃを構成している。以下では、樹脂基板６７の上記一表面に金属層６８から形成されたパッド６８ｂやパターン部６８ｃを回路パターン６８ａと称する。

上述の３本の端子ピン２５は、１本が給電用の端子ピン２５（２５ａ）、他の１本が信号出力用の端子ピン２５（２５ｂ）、残りの１本がグランド用の端子ピン２５（２５ｃ）である。ここで、端子ピン２５ａ，２５ｂを封止する封止部２４，２４（２４ａ，２４ｂ）は、絶縁性を有する封着用のガラスにより形成されており、端子ピン２５ｃを封着する封止部２４（２４ｃ）は、金属材料により形成されている。要するに、端子ピン２５ａ，２５ｂにおいては金属製のステム２１と電気的に絶縁されているのに対し、グランド用の端子ピン２５ｃにおいてはステム２１と同電位に設定されている。

上述した構成の赤外線検出器を組み立てる際には、回路ブロック１０をステム２１にスペーサ７を介して実装した後に、赤外線レンズ３が固着されたキャップ２２の鍔部２２ｃとステム２１のフランジ部２１ｃとを溶接することにより、密封された金属製のパッケージ２内に回路ブロック１０を収納すればよい。なお、パッケージ２は所謂ＣＡＮパッケージであり、外来ノイズに対するシールド効果を高めるとともに、気密性の向上による耐候性の向上を図ることができる。また、個片基板６に実装される実装部品は、上述した焦電素子１に限るものではなく、たとえばサーミスタ型の赤外線検出素子、サーモパイル型の赤外線検出素子、抵抗ボロメータ型の赤外線検出素子などのように、赤外線受光量の変化を電気信号変化に変換できるものであればよい。

次に、上述した赤外線検出器で用いる個片基板６の製造方法について図１を参照して説明する。ここでは、生産性を向上させるために従来例と同様に１回のプレス工程で複数の個片基板６を同時に形成する（所謂、多数個取り）方法を採用している。なお、図１では、回路基板６２および樹脂層６５の図示を省略している。

まず、回路基板６２にチップ状電子部品６４を実装するとともに主基板６６に回路部品８を実装して信号処理回路等の回路を形成する。また、図１（ａ）に示すようにプレス金型４を用いて、上述の金属層６８の基礎となる金属シート６９（たとえば、厚みが１８μｍ程度の銅箔）の一部を立体形状部６ａに対応する形状に成型する（以下、プレフォーミング工程と称する）。プレフォーミング工程にて用いるプレス金型４は、図１（ａ）に示すように金属シート６９の表面との当接部位に、個片基板６の立体形状部６ａ（ここでは、熱絶縁用の凹部）に対応する形状（ここでは、平面視が長円状）の凸部からなる成型部４ａを有し、この成型部４ａにより立体形状部６ａに対応する形状を金属シート６９の一部に成型する。ここにおいて、プレス金型４は、成型部４ａに対応する凹部からなる雌側成型部４ａ’を有する雌型４’と共に用いられ、プレス金型４における成型部４ａの形成された面（以下、成型面４ｂと称する）と、雌型４’における雌側成型部４ａ’が形成された面（以下、雌側成形面４ｂ’と称する）との間に、図１（ｂ）のように金属シート６９を挟み込むことにより金属シート６９を成型する。つまり、プレフォーミング工程においては、金属シート６９が雌型４’の雌側成型面４ｂ’とプレス金型４の成形面４ｂとの間に配置され、この状態でプレス加工が行われることにより、図１（ｃ）に示すように金属シート６９の一部が立体形状部６ａに対応した形状に成型される。本実施形態では、１回のプレス工程で複数の個片基板６を同時に形成するために、金属シート６９として個片基板６を複数取ることができる大きさのものが用いられるとともに、上記成型面４ｂに同形状の複数の成型部４ａが配列されたプレス金型４、上記雌側成型面４ｂ’に同形状の複数の雌側成型部４ａ’が配列された雌型４’が用いられる。ここでは、一例として複数の成型部４ａが格子点状に形成されることで成型面４ｂに等間隔で成型部４ａが整列されたプレス金型４を使用する。

その後、回路基板６２と樹脂層６５と主基板６６とを積層し、さらに樹脂基板６７を主基板６６の表面に積層し、上述のプレフォーミング工程で予め成型された金属シート６９を樹脂基板６７の表面に積層することで、図１（ｄ）に示す位置関係となるように回路基板６２と樹脂層６５と主基板６６と樹脂基板６７と金属シート６９とを積層した積層基板６０を形成する（以下、積層工程と称する）。ここで、積層基板６０としては個片基板６を複数取ることができる大きさのものが用いられる。なお、本実施形態では矩形板状の積層基板６０を形成している。また、本実施形態では、比較的高い伸び率と引っ張り強度をもち常温では強靭性があって破れにくいＢステージ状態の樹脂シートを重ねたものをそれぞれ樹脂層６５および樹脂基板６７として用いている。樹脂シートとしては、たとえば厚みが１０〜１０００μｍ程度で、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂にシリカ等の無機フィラーを高充填（たとえば６０〜９５ｗｔ％程度）したエポキシ樹脂シートのような有機グリーンシートを用いることができる。要するに、回路基板６２と主基板６６との間に樹脂シートを複数枚（たとえば１３枚）重ねて積層することにより樹脂層６５を形成し、主基板６６に樹脂シートを複数枚（たとえば３枚）重ねて積層することにより樹脂基板６７を形成する。

そして、積層工程で形成された積層基板６０上にプレス金型４を配置した状態で、樹脂シートを軟化させて真空雰囲気中でプレス金型４に圧力をかけることにより積層基板６０の熱圧着成形を行い、さらに所定の温度で樹脂シートをＣステージ状態まで硬化させる（以下、プレス工程と称する）。プレス工程にて用いるプレス金型４は、プレフォーミング工程で用いるプレス金型４（雄型）と共通であって、図１（ｄ）に示すように成型部４ａにより積層基板６０に立体形状部６ａを成型する。つまり、プレス工程においては、プレス金型４が成型部４ａの形成された成型面４ｂを積層基板６０の金属シート６９側の表面に突き合わせるように積層基板６０上に配置され、この状態でプレス加工が行われることで、積層基板６０には成型部４ａにより立体形状部６ａが成型される。さらに、プレス工程においては積層基板６０の熱圧着成形（つまり、回路基板６２、樹脂層６５、主基板６６、樹脂基板６７、金属層６８の一体化）が行われるので、このとき、主基板６６に実装されている回路部品８が樹脂基板６７に埋設される。その結果、図１（ｅ）に示すようにプレス工程において積層基板６０の熱圧着成形と立体形状部６ａの成型と、さらに樹脂基板６７への回路部品８の埋設とを同時に行うことができ、工数を比較的少なくすることができる。ここにおいて、回路基板６２と主基板６６とプレス金型４とは、それぞれの四隅に形成された透孔（図示せず）にピン（図示せず）が挿通されることによって主基板６６の厚み方向に直交する面内で位置合わせされた状態でプレス加工される。回路部品８は樹脂基板６７のうち主基板６６の厚み方向において立体形状部６ａと重ならない部分に埋設される。また、上述の熱圧着成形の条件は適宜設定可能であるが、たとえば圧力を０．２〜５ＭＰａ、温度を１００〜１５０℃、時間を６０〜６００秒とすればよい。さらに、Ｃステージ状態まで硬化させるため、温度を１５０〜２００℃、時間を１０〜１８０分にして硬化させる。

また、プレス工程後の回路形成工程において、プレス工程で一体化された積層基板６０に対してスルーホール６２ｂ，６５ｂ，６６ｂ，６７ｂやビアホールを形成するとともに、スルーホール６２ｂ，６５ｂ，６６ｂ，６７ｂ内やビアホール内に導電路を形成し、さらに金属層６８をパターニングすることで金属層６８から上述した回路パターン６８ａを形成する。具体的には、金属層６８において回路パターン６８ａとなる部分をレジスト（図示せず）で被覆し、金属層６８にエッチング処理を施すことにより金属層６８のうち回路パターン６８ａ以外の不要な部分（立体形状部６ａの金属層６８を含む）をエッチング除去する。その後、レジストを除去すれば、樹脂基板６７の一表面に回路パターン６８ａが形成されることとなる。その後、切出工程において積層基板６０から個々の個片基板６が切り出される。

以上説明した個片基板６の製造方法によれば、積層工程より前に、金属シート６９の一部を立体形状部６ａに対応する形状に予め成型するプレフォーミング工程を有するので、プレス工程において金属シート６９における成型部４ａの先端面との当接部位に周囲の金属シート６９が引っ張られることはなく、金属シート６９の一部と成型部４ａの表面との間に隙間が生じて立体形状部６ａの開口面が成型部４ａの基端部の断面に比べて大きくなってしまうことはない。したがって、成型部４ａの形状に倣った立体形状部６ａを成型することができ、立体形状部６ａに近接する回路部品８と立体形状部６ａの金属層６８との接触を回避することができるので、樹脂基板６７に埋設された回路部品８と立体形状部６ａとが近接配置されるような高密度な設計が可能となる。また、金属シート６９と成型部４ａとの間に隙間が生じないので、金属層６８にしわを生じることもない。

ところで、本実施形態ではプレフォーミング工程とプレス工程とで共通のプレス金型４（雄型）を用いているが、プレフォーミング工程とプレス工程とで個別のプレス金型４を用いるようにしてもよい。ただし、プレフォーミング工程とプレス工程とで個別のプレス金型４を用いる場合には、図４（ａ）、（ｂ）に示すようにプレフォーミング工程の後でプレフォーミング工程用のプレス金型４から金属シート６９を外す必要がある。ここにおいて、図５（ａ）、（ｂ）に示すようにプレフォーミング用のプレス金型４から金属シート６９を外す際に、金属シート６９にスプリングバックが発生して金属シート６９が変形することがある。そして、金属シート６９にスプリングバックが発生した状態で図４（ｃ）、（ｄ）に示すようにプレス工程が実行されると、図５（ｃ）に示すように立体形状部６ａの形状にスプリングバックによる変形後の金属シート６９の形状が反映され、立体形状部６ａの成型の精度が低下する可能性がある。

これに対して、本実施形態ではプレフォーミング工程とプレス工程とで共通のプレス金型４を用い、プレフォーミング工程の後に金属シート６９をプレス金型４から外すことなくプレス工程に移行するようにしている。したがって、金属シート６９をプレス金型４から外す際の金属シート６９のスプリングバックが生じないので、プレフォーミング工程において成型された金属シート６９の形状を維持したままプレス工程を行うことができ、結果的に、プレフォーミング工程とプレス工程とで個別のプレス金型４を用いる上記製造方法に比較して、プレス工程にて成型される立体形状部６ａの成型の精度が向上する。

（実施形態２）
本実施形態で示す個片基板６の製造方法は、実施形態１で説明した個片基板６の製造方法と基本部分は同じであって、プレフォーミング工程あるいはプレス工程において金属シート６９が破れにくくなるようにした点が実施形態１と相違する。なお、実施形態１と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

ところで、立体形状部６ａのアスペクト比（ここでは、深さ／短径）が比較的大きい場合には、プレフォーミング工程においてプレス金型４の成型部４ａが金属シート６９を引き伸ばしながら成型する際に、金属シート６９の伸び量が大きく、図６（ｂ）に示す比較例のように立体形状部６ａに対応する部位で金属シート６９が破れてしまう可能性がある。金属シート６９が破れると、プレス工程において金属シート６９の破れたところから樹脂基板６７の樹脂が滲み出て金属層６８の表面に付着するなどの不具合を生じることがある。これに対して、本実施形態では以下の方法により金属シート６９を破れにくくしている。

すなわち、本実施形態で示す個片基板６の製造方法は、プレフォーミング工程より前に金属シート６９を焼なますことで軟化させる焼鈍工程を有する。具体的には、焼鈍工程において金属シート６９を適当な温度に加熱し、その後徐冷して金属シート６９の再結晶化を行うことにより金属シート６９を軟化させる。一例として、金属シート６９として銅箔を用いる場合には、銅箔の再結晶温度付近の温度（たとえば１３０〜２５０℃）で金属シート６９を１時間以上（たとえば１．５時間）加熱することで、金属シート６９を軟化させることができる。このようにプレフォーミング工程前に金属シート６９を軟化させておくと、プレフォーミング工程において金属シート６９が伸びやすくなって金属シート６９が破れにくくなる。たとえば、焼なまし前において破れない範囲での伸び率が５％程度の金属シート６９を用いる場合、金属シート６９の焼なましを行わなければ、プレフォーミング工程において金属シート６９が破れてしまうことがあるが、本実施形態では焼なますことで上記金属シート６９の破れない範囲での伸び率を２０％程度まで向上させることができるので図６（ａ）に示すように金属シート６９の破れを防止することができる。

また、本実施形態の他の例として、図７（ａ）に示すように成型部４ａのうちプレス工程において積層基板６０に最初に当接する一面と当該一面に隣接する他面との間の角部４ｄがアール形状に面取りされているプレス金型４を用いるようにしてもよい。要するに、成型面４ｂから突出した成型部４ａの先端面が成型部４ａのうちで積層基板６０に最初に当接する一面となるから、前記先端面と当該先端面に隣接する成型部４ａの側面との間の角部４ｄが積層基板６０側に凸となる曲面状に形成されたプレス金型４を使用してプレス工程を行う。ここでは、一例として曲率半径が０．０５ｍｍ以上のアール形状とする。この方法では、成型部４ａのうち積層基板６０に最初に当接する一面と当該一面に隣接する他面との間の角部４ｄが尖っている場合に比べて、図７（ｂ）に示すように積層基板６０において前記角部４ｄが当接する部位に応力集中が発生しにくくなるので、プレス工程時に金属シート６９が破れにくくなる。さらにプレフォーミング工程においても、同一のプレス金型４を用いることで金属シート６９が破れにくくなる。

ところで、上述した各実施形態では、回路基板６２と樹脂層６５と主基板６６と樹脂基板６７と金属シート６９（金属層６８）とを積層したものを積層基板６０としたが、この構成の積層基板６０に限るものではなく、少なくとも主基板６６の（回路部品８側の）一表面に樹脂基板６７および金属シート６９が積層された積層基板６０であれば本発明の製造方法を適用して個片基板６を製造することができる。

本発明の実施形態１の個片基板の製造方法を示す要部の工程断面図である。 同上の赤外線検出器を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。 同上の赤外線検出器を示す概略分解斜視図である。 同上の比較例を示す要部の工程断面図である。 （ａ）は図４（ａ）の要部Ａの拡大図、（ｂ）は図４（ｂ）の要部Ｂの拡大図、（ｃ）は図４（ｄ）の要部Ｃの拡大図である。 （ａ）は本発明の実施形態２の個片基板の製造方法を示す要部の概略断面図、（ｂ）は比較例の要部の概略断面図である。 （ａ）は同上の他の例で用いるプレス金型の要部の概略断面図、（ｂ）は（ａ）のプレス金型で形成される立体形状部の概略断面図である。 従来例の個片基板の製造方法を示す要部の工程断面図である。 他の従来例の個片基板の製造方法を示す要部の工程断面図である。

符号の説明

１ 焦電素子
４ プレス金型
４ａ 成型部
４ｄ 角部
６ 個片基板
６ａ 立体形状部
８ 回路部品
６０ 積層基板
６６ 主基板
６７ 樹脂基板
６７ａ 実装領域
６８ 金属層
６９ 金属シート

Claims (5)

1. 一表面に樹脂基板が積層された主基板を有し、樹脂基板における主基板と反対の一表面に金属層が形成され当該一表面側に凹部からなる立体形状部が形成されるとともに、主基板に実装された回路部品が樹脂基板のうち主基板の厚み方向において立体形状部と重ならない部分に埋設された個片基板の製造方法であって、回路部品が実装された主基板に樹脂基板および金属層の基礎となる金属シートを積層することで積層基板を形成する積層工程と、個片基板の立体形状部に対応する形状の凸部からなる成型部を具備するプレス金型を積層基板の金属シート側の表面に当接させてプレス加工を行うことにより、成型部で立体形状部を成型するとともに樹脂基板に回路部品を埋設するプレス工程とを有し、積層工程より前に、金属シートの一部を立体形状部に対応する形状に成型するプレフォーミング工程を有し、
   前記プレフォーミング工程において前記プレス工程と共通の前記プレス金型を使用し、前記プレフォーミング工程の後に前記金属シートを前記プレス金型から外すことなく前記プレス工程を行うことを特徴とする個片基板の製造方法。
2. 前記プレフォーミング工程より前に、前記金属シートを焼なますことで軟化させる焼鈍工程を有することを特徴とする請求項１記載の個片基板の製造方法。
3. 前記プレス金型は、前記成型部のうち前記プレス工程において前記積層基板に最初に当接する先端面と当該先端面に隣接する側面との間の角部がアール形状に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の個片基板の製造方法。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の個片基板の製造方法によって製造された個片基板であって、前記立体形状部側の一表面に実装部品が実装される実装領域を備え、前記立体形状部は、少なくとも一部が実装領域に形成されることにより実装部品と前記樹脂基板との間に熱絶縁用の空隙を形成する凹部からなることを特徴とする個片基板。
5. 請求項４記載の個片基板と、前記実装部品として前記実装領域に実装される焦電素子とを備え、前記立体形状部は、前記実装領域において焦電素子の検知部に対応する位置に形成されていることを特徴とする赤外線検出器。

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