多層層壓電路板的製作方法
2023-06-05 09:38:41
專利名稱：多層層壓電路板的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種至少層疊兩片在絕緣薄膜的兩面形成有布線圖的電路板，並在各電路板之間形成電性連接的多層層壓電路板。
背景技術：
在安裝IC等電子元器件時，經常使用利用TAB(Tape AutomatedBonding)帶、CSP(Chip Sine Package)、BGA(Ball Grid Array)、FPC(Flexible Printed Circuit)等電子元器件安裝用薄膜載帶或者它們的層壓板，以及玻璃纖維環氧樹脂等剛性基板的多層層壓電路板等。
上述多層層壓電路板，在形成有齒孔的雙面覆銅疊層的正反兩面，分別塗布感光性樹脂形成的感光樹脂層進行曝光，經過曝光形成所需圖形之後，通過將如上所述形成的圖形作為掩模材料對覆銅層壓板進行蝕刻，在絕緣基板(或薄膜)的兩面形成布線圖，將上述在絕緣基板的兩面形成有布線圖的雙面電路板隔著絕緣層進行疊層，然後通過將層疊的雙面電路板電性連接。作為在上述布線圖之間實現電性連接的方法，在專利文獻1(特開2002-343901號公報)中公開的發明，其特徵在於，靠近印製電路板的基板設置衝塊形成用的導電材料，對該導電材料進行穿孔，與該穿孔實質上同時在所述基板上形成通孔，並且向該通孔中填充所述衝塊形成用導電材料，在所述基板上形成所需數量的衝塊，通過連接部分層疊單元印刷電路板，在加熱的條件下施壓來製造CSP。
如上所述，通過將衝塊形成用的導電材料和基板同時實施衝切，形成通孔的同時在形成的通孔中填充衝塊形成用的導電材料，這樣在絕緣基板的正反兩面形成的布線圖之間具有非常好的電性連接，但是在層疊單元印刷電路板時，有關上述通過在通孔中填充的衝塊形成用導電材料進行單元印刷電路板之間的電性連接，不能確保一定能得到可靠性高的連接。即，在通孔中填充的衝塊形成用導電性材料，與在另外單元印刷電路板上形成的布線圖表面的電性連接不一定充分，這樣層疊的單元印刷電路板中，很難確保在單元印刷電路板之間的穩定的電性連接，如果要確保穩定性高的連接，則工序變得非常繁瑣，要想高效地製造可靠性高的多層層壓電路板是極其困難的。
另外，在層疊所述單元印刷電路板時，在各單元印刷電路板之間介入絕緣層並層疊多個單元印刷電路板，但從進行該層疊時的絕緣層來看，也不是具有可靠特性的絕緣層，例如在使用高頻電流等情況中，有時該絕緣層的特性也成為降低多層層壓電路板特性的原因。
尤其是絕緣基板為聚醯亞胺等絕緣薄膜時，在層疊單元印刷電路板時使用的絕緣性粘結劑固化時，如固化應力等殘留在其內部，會使多層層壓電路板產生歪曲。另外，當該絕緣性粘結劑的絕緣性較低時，例如施加高頻電壓時，有時得不到充分的絕緣性。因此，在層疊單元印刷電路板時，為了確保各單元印刷電路板間的電性連接，現有的方法是不足的，並且對於在層疊疊層單元印刷電路板時使用的絕緣性粘結劑，也必須考慮現有電子元器件的特性或者其使用方法等，以選擇所使用的絕緣性粘結劑以及為確保單元印刷電路板間的電性連接的材料。
並且，有關多層層壓電路板，除了上述之外，熟知的有專利文獻2(特開平11-163529號公報)、專利文獻3(特開平11-163213號公報)、專利文獻4(特開2002-76557號公報)，但這些專利文獻中公開的多層層壓電路板，其製造過程非常繁瑣，不適於在工業上大批量生產具有穩定特性的多層層壓電路板。
如上所述，對於現有的多層層壓電路板，將形成有布線圖的基板進行多層層疊時，層疊各基板的作業本身需要非常多的步驟，其層疊作業非常繁瑣，同時，在層疊的電路板之間不易確保穩定的電性連接。另外，對於現有的多層層壓電路板，要製造特性穩定的多層層壓電路板未必是容易的。
專利文獻1特開2002-343901號公報專利文獻2特開平11-163529號公報專利文獻3特開平11-163213號公報專利文獻4特開2002-76557號公報發明內容本發明的目的在於，提供一種能夠確保各層之間的電性連接，並且可以容易地層疊各層的、由多數電路板構成的多層層壓電路板。
更詳細地，本發明的目的在於，提供一種確保層疊的多層電路板的各層之間的電性連接，並且能夠可靠地粘貼層疊的雙面電路板，另外，即使應用在高頻等場合也能夠維持較高特性的多層層壓電路板。
本發明的多層層壓電路板，是由至少兩片電路板層疊而成，其電路板在至少兩片絕緣基板中的至少一片的兩面，形成有由導電金屬構成的布線圖，在該絕緣基板上形成的布線圖的至少一部分，通過貫穿絕緣基板的通孔的導電金屬形成連接，並且在各電路板之間形成電性連接，其特徵在於，在各電路板層疊面上形成有連接端子，通過將連接端子表面上配置的低熔點導電金屬層進行接合，使各電路板形成電性連接，同時，通過在各電路板的連接端子以外的部分，有選擇性地網板印刷塗布聚醯亞胺類粘結性樹脂，粘貼至少兩片電路板。
並且，本發明的多層層壓電路板，是由至少兩片雙面電路板層疊形成，該雙面電路板在絕緣基板的兩面形成有由導電金屬構成的布線圖、在該絕緣基板上形成的各布線圖通過貫穿絕緣基板的通孔的導電金屬形成連接，並且在各雙面電路板之間形成電性連接，其特徵在於，。在各雙面電路板層疊上形成有連接端子，通過將連接端子表面上配置的低熔點導電金屬層進行接合，使各雙面電路板形成電性連接，同時，通過在各雙面電路板的連接端子以外的部分，有選擇性地網板印刷塗布聚醯亞胺類粘結性樹脂，粘貼至少兩片雙面電路板。
如上所述，本發明可以至少層疊兩片雙面電路板，另外，也可以不在形成最外層的電路板的外側面上形成布線圖。即，本發明的多層層壓電路板也包括厚度方向上形成3層、5層等奇數層的布線圖的形式。
尤其是在本發明中，優選在聚醯亞胺等絕緣薄膜的兩面形成有銅等導電金屬層的雙面導電性基板上，重疊銅箔等導電金屬箔，用衝頭將導電金屬箔衝孔的同時，通過衝出的導電金屬箔片，打通雙面導電性基板，並且將該用於衝孔的導電金屬箔片插入雙面導電性基板中，確保雙面導電性基板的正反兩面電性導通，或者，在預先形成有通孔的絕緣基板或雙面金屬層壓板的表面上重疊導電金屬箔，通過穿孔方法將導電金屬箔打通，並將這樣打通而形成的導電金屬片插入到預先形成有通孔的絕緣基板或雙面金屬層壓板中，確保雙面導電性基板的正反兩面電性導通。
並且，在本發明的多層層壓電路板中，優選通過如上所述的電性連接正反兩面的導電金屬箔片插入部，確保與層疊的其它雙面電路板之間的電性連接，並通過在該接觸面上形成低熔點導電金屬層，然後，作為粘接多層電路板的粘結劑，使用特定的聚醯亞胺類粘結性樹脂，通過網板印刷有選擇地進行塗布，並在加熱的條件下施壓而進行粘結，從而能夠可靠地層疊雙面電路板。
根據本發明，用非常簡單的步驟就可以得到具有優秀可靠性的多層層壓電路板。即，形成在絕緣基板兩面的布線圖恰好利用插入在通孔中的導電金屬片電性連接，能夠非常容易地得到如上所述多層層壓電路板。
圖1為製造本發明的多層層壓電路板時，各步驟中的電路板的截面剖視圖。
圖2為在絕緣基板上形成通孔，同時在通孔中插入金屬片之後形成導電金屬層，在該導電金屬層上製造布線圖的實施例的剖視圖。
圖3為在雙面具有導電金屬層的絕緣基板上形成通孔，在通孔中插入金屬片以實現絕緣基板的正反兩面電性連接的實施例的剖視圖。
圖4為實施例2中製造的多層層壓電路板的截面模式圖。
圖5為實施例3中製造的多層層壓電路板的截面模式圖。
圖6為實施例3中製造的多層層壓電路板的厚度方向的電阻值的曲線圖。
圖7為實施例4中製造的多層層壓電路板的截面模式圖。
圖8為實施例4中製造的多層層壓電路板的厚度方向的電阻值的曲線圖。
附圖標記10 絕緣基板12a、12b 導電金屬層13 雙面金屬層壓板14a、14b 圖形15a、15b 布線圖20 雙面電路板20-1、20-2 雙面電路板21 通孔22 導電金屬片25 導電金屬箔30 衝頭30a、30b、30c、30d 連接端子(布線圖)
33 低熔點導電金屬層34 連接金屬層35-1、35-2 粘結劑層35 粘結劑層42a、42b 導電金屬層43 雙面金屬層壓板50 多層層壓電路板具體實施方式
下面，參照附圖對本發明的多層層壓電路板進行更詳細的說明。
圖1為製造本發明的多層層壓電路板時，各步驟中的電路板的截面剖視圖。圖2及圖3為生產在製造本發明的多層層壓電路板時使用的複合基板的實施例的剖視圖。
如圖1及圖2所示，在本發明中，至少準備兩片雙面電路板20，該雙面電路板20使用在絕緣基板10的兩面具有導電金屬層12a、12b的雙面金屬層壓板13，並有選擇地蝕刻絕緣基板10表面的導電金屬層12a、12b，從而在絕緣基板10的兩面形成布線圖15a、15b，並將他們層疊。
在本發明中使用的雙面電路板20上，為確保絕緣基板10的正反兩面電性導通而形成有通孔21，並通過在該通孔21中插入導電金屬片22，使得形成在絕緣基板10表面的布線圖15a和形成在背面的布線圖15b，在必要部分形成電性連接。
上述絕緣基板10上的通孔21中插入的導電金屬片22，例如，如圖2所示，在絕緣基板10的表面搭置導電金屬箔25，使用衝頭30同時對導電金屬箔25和絕緣基板10穿孔，衝出用於插入絕緣基板10的導電金屬片22，接著在對絕緣基板10穿孔時，將該衝出的導電金屬片22作為衝頭的先端使用，在絕緣基板10上形成通孔21的同時，將用於形成該通孔21而使用的導電金屬片22保留在絕緣基板10上形成的通孔21中。上述在通孔21中停留的導電金屬片22，成為對形成在絕緣基板10正反兩面的布線圖15a、15b的進行電性連接的連接手段。其中用於形成通孔21的衝頭的直徑為1～1000μm，優選為10～500μm左右，可以形成非常微細的通孔。另外，在此使用的導電金屬箔25具有和絕緣基板10相同的厚度或者比絕緣基板10稍厚一點。另外，也可以在絕緣基板10上預先使用衝頭形成通孔之後，在形成有該通孔的絕緣基板10的表面搭置導電金屬箔25，使用衝頭30衝壓導電金屬箔25，衝出用於插入到絕緣基板10的導電金屬片22，接著將該衝出的導電金屬片22插入形成在絕緣基板10上的通孔中並停留，作為在絕緣基板10的正反兩面上形成的布線圖的電性連接裝置。
在本發明中，絕緣基板10可以使用具有較好耐熱性、耐藥性以及溼熱穩定性等的合成樹脂薄膜。這樣的合成樹脂薄膜可以使用聚醯亞胺薄膜、聚醯亞胺醯胺薄膜、耐熱性聚酯薄膜、BT樹脂薄膜、酚醛樹脂薄膜、液晶聚合物薄膜等，但在本發明中優選使用具有卓越的耐熱性、耐藥性以及溼熱穩定性的聚醯亞胺薄膜。在本發明中，絕緣基板10的厚度通常在5～150μm，優選在5～125μm範圍內，搭置在該絕緣基板10表面的導電金屬箔25厚度，與該絕緣基板10的厚度相同或者比該絕緣基板10稍厚一點。此時的導電金屬箔25的厚度通常在50～200μm，優選在80～120μm範圍內。即，相對於絕緣基板10的厚度，作為該導電金屬箔25通常使用具有100～300％、優選為200～240％的相對厚度的導電金屬箔25。如上所述，通過使用稍厚一點的導電金屬箔25，使得導電金屬片22從絕緣基板10的表面稍微露出，該露出的部分可以卷邊，能夠防止在通孔21中停留的導電金屬片22脫落。
如上所述，在絕緣基板10上的通孔21中插入導電金屬片22之後，在該絕緣基板10的表面形成導電金屬層12a、12b以覆蓋所述導電金屬片22。該導電金屬層12a、12b可以通過將絕緣基板10和導電金屬箔層疊而形成。另外可以利用鍍層技術，在絕緣基板10的表面通過澱積銅、鋁等導電金屬而形成。另外，還可以利用蒸鍍技術，通過在絕緣基板10的表面澱積導電金屬而形成導電金屬層12a、12b。上述導電金屬層12a、12b可以是由導電金屬形成的單層，也可以是由多種導電金屬形成的層壓板。
另外，如圖3所示，製作一種在絕緣基板10的表面層疊有導電金屬層42a、42b的雙面金屬層壓板43，在該雙面金屬層壓板43的表面搭置導電金屬箔25，使用衝頭30同時打穿導電金屬箔25和雙面金屬層壓板43，衝出插入雙面金屬層壓板43中的導電金屬片22，接著將這樣衝出的導電金屬片22作為衝頭30的先端使用，打穿雙面金屬層壓板43，在雙面金屬層壓板43上形成通孔21的同時，將用於形成該通孔21的導電金屬片22保留在形成在雙面金屬層壓板43上的通孔21中。上述保留在通孔21中的導電金屬片22電性連接形成在絕緣基板10的正反兩面的導電金屬層42a、42b。然後，例如進行3～6μm的鍍銅處理，以提高和導電金屬片22的連接可靠性。其它的鍍層處理例如有鍍鎳、鍍焊料、鍍無鉛焊料以及鍍錫。
並且，上述雙面金屬層壓板43可以在上述絕緣基板的兩面層疊導電金屬箔，或者在絕緣基板的兩面利用鍍層法、蒸鍍法等澱積導電金屬來製造。該導電金屬層可以是銅、銅合金或者鋁等導電金屬的單層，也可以是由不同金屬構成的多個層形成的層壓板。另外，在本發明中，也可以在預先通過衝孔而形成有通孔的雙面金屬層壓板43的表面上，搭置導電金屬箔25，使用衝頭30打通導電金屬箔25，將衝出的導電金屬片22插入形成在雙面金屬層壓板43上的通孔21中並保留，將該保留在通孔21中的導電金屬片22作為電性連接手段，來連接形成在絕緣基板10的正反兩面的導電金屬層42a、42b。
這樣形成的導電金屬層12a、12b、42a、42b的厚度通常為4～35μm，優選為6～15μm。
形成本發明中的多層層壓電路板50的雙面電路板20，可以通過使用上述在兩面形成導電金屬層12a、12b的雙面金屬層壓板13，或兩面具有導電金屬層42a、42b的雙面金屬層壓板43，如圖2所示，在導電金屬層12a、12b的表面形成例如感光性樹脂層，通過將該感光性樹脂進行曝光、顯影，在各導電金屬層12a、12b的表面上形成由感光性樹脂形成的圖形14a、14b，將該圖形14a、14b作為掩模，有選擇地蝕刻導電金屬層12a、12b而形成。在圖2中，形成在絕緣基板10的表面的布線圖12a和形成在背面的布線圖12b可以通過插入到絕緣基板10中的導電金屬片22電性連接。
本發明的多層層壓電路板50由至少兩片如上所述形成的雙面電路板20層疊而成。圖1所示為層疊兩片雙面電路板21-1和20-2的狀態示意圖。
在圖1的右側所示的序號20-1的雙面電路板上，通過疊層，和左側所示的序號20-2的雙面電路板接合的面是形成有布線圖15b的面(背面)，具體地說布線(連接端子)30d以及布線(連接端子)30e成為連接用的端子。另外，在序號20-2所示的雙面電路板上，接合的面是形成有布線圖15a的面(正面)，具體地說，布線(連接端子)31c以及布線(連接端子)31d成為連接用的端子。
在本發明中，層疊雙面電路板20-1和雙面電路板20-2，為確保二者之間的電性連接，在雙面電路板20-1背面上的連接端子30d、30e的表面以及雙面電路板20-2背面上的連接端子31a、31b的表面上，形成低熔點導電金屬層33。這裡，低熔點導電金屬層33使用熔點通常小於等於300℃、優選為180～240℃的金屬或者合金。上述低熔點的金屬或者合金例如有，焊料、無鉛焊料、錫、金以及鎳金。形成該低熔點導電金屬層33的金屬或者合金可以單獨或者組合使用。即，該低熔點導電金屬層33可以是由單獨的金屬或者合金形成的單一層，也可以是由多種金屬或者合金構成的多層的層壓板。
上述低熔點導電金屬層33由上述金屬或者合金組成，可以在上述連接端子30d、30e以及連接端子31a、31b的表面上，通過各種方法形成由上述金屬或者合金構成的低熔點導電金屬層33，但在本發明中，優選利用鍍層法形成該低熔點導電金屬層33。當利用鍍層法形成低熔點導電金屬層33時，位於雙面電路板20-1、20-2的正面上的、不參與雙面電路板20-1和雙面電路板20-2之間的電性連接的布線圖15a、15b等，最好使用樹脂覆膜對其表面進行保護。即，在該雙面電路板20-1、20-2的正面有選擇地露出連接端子30d、30e以及連接端子31a、31b，而對其它部分塗布樹脂等進行覆膜後，進行鍍層處理。在這種使用保護樹脂等的有選擇的塗布中，可以使用掩蔽連接端子30d、30e以及連接端子31a、31b的網格掩模(Screen mask)方法。另外，在本發明中，所述保護樹脂可以使用後敘的用於形成粘結層樹脂的聚醯亞胺類粘結性樹脂，當使用上述聚醯亞胺類粘結性樹脂時，優選在使用和上述相同的網格掩模進行塗布之後，進行加熱使其臨時固化。
可以將這種從雙面電路板20-1、20-2表面有選擇地露出連接端子30d、30e以及連接端子31a、31b的雙面電路板20-1、20-2，浸泡在含有所需金屬的鍍液中，對連接端子30d、30e以及連接端子31a、31b的表面進行鍍層處理，以形成低熔點導電金屬層33。尤其在本發明中，該低熔點導電金屬層33優選為，由鍍焊料層、鍍無鉛焊料層、鍍錫層、鍍金層以及鍍鎳金層構成的組中選擇的至少一種金屬鍍層。特別是，在本發明中，該低熔點導電金屬層33為鍍焊料層或鍍無鉛焊料層。在本發明中，形成低熔點導電金屬層33時的鍍層處理可以是電解鍍，也可以是非電解鍍。
上述低熔點導電金屬層33的厚度可以根據所使用的金屬或合金適當設定，但通常在0.5～10μm，優選在3～6μm範圍內。通過以上述厚度形成低熔點導電金屬層33，可以在雙面電路板20-1和雙面電路板20-2之間形成良好的電性連接，同時，可以防止在形成電性連接時，剩餘的低熔點金屬層引起短路。
形成在上述層疊的一個雙面電路板的電性接合面上的第1導電金屬層，和形成在與該雙面電路板電性連接的其它雙面電路板的電性連接面上的第2導電金屬層，優選為由鍍焊料層/鍍鎳金層、鍍焊料層/鍍鎳-金層、鍍錫層/鍍鎳-金層、鍍焊料層/鍍焊料層、鍍錫層/鍍鎳-金層、鍍無鉛焊料層/鍍無鉛焊料層、鍍無鉛焊料層/金膠層以及鍍金層/鍍金層構成的組中選擇的至少一組導電金屬層的組合。尤其優選為鍍焊料層/鍍焊料層的組合、鍍焊料層/鍍鎳-金層的組合、鍍錫層/鍍鎳-金層的組合。
形成低熔點導電金屬層33之後，如形成有樹脂覆膜時，樹脂覆膜被剝離。
如上所述，在連接端子30d、30e，連接端子31a、31b的表面形成有低熔點導電金屬層33的雙面電路板20-1以及雙面電路板20-2的粘接對象面上，形成粘結劑層35-1、35-2。即，在雙面電路板20-1上，使背面露出連接端子30d、30e，而在雙面電路板20-2上，使正面露出連接端子31a、31b，來形成粘結劑層35-1、35-2。本發明中使用的粘結劑為聚醯亞胺類粘結性樹脂。本發明中使用的聚醯亞胺類粘結性樹脂，具有含有聚醯亞胺基的硬段和結合該硬段的軟段。這裡硬段為下述化學式(1)中表示的有代表性的芳香族聚醯亞胺骨架，軟段為例如在下述化學式(2)中表示的由矽氧烷聚醯亞胺構成的骨架等。
上述式(1)以及式(2)中，R為碳氫基，Ar為芳香族基，Siloxane為由矽氧烷衍生的基，m以及n為任意整數。
上述聚醯亞胺類粘結性樹脂通常具有300000～150000左右的重量平均分子量。
本發明使用的聚醯亞胺類粘結性樹脂中含有聚醯亞胺前體，是熱固化型樹脂。另外，該聚醯亞胺類粘結性樹脂優選為溶解參數在17.5～22.5(MJ/m3)1/2範圍內的物質，該聚醯亞胺類粘結性樹脂相對於形成雙面電路板的聚醯亞胺，具有非常優質的親和性。另外，該聚醯亞胺類粘結性樹脂(固化物)的拉伸彈性率在125～175MPa範圍內，由於聚醯亞胺類粘結性樹脂具有上述拉伸彈性率，粘接本發明的多層層壓電路板時，不易產生內部應力而引起的變形。另外，本發明中使用的聚醯亞胺類粘結性樹脂的上述溶解度參數以及拉伸彈性率，可以通過聚醯亞胺類粘結性樹脂的軟段構造以及形成主鏈的元素數量進行調整。上述聚醯亞胺類粘結性樹脂，例如有日立化成(株)製造的SN-9000、宇部興產(株)製造的ユピコ一トFS-100L、宇部興產(株)製造的ユピコ一トFS-510。上述聚醯亞胺粘結性樹脂，優選使用甲基吡咯烷酮、γ-丁內酯、環氧樹脂等調整粘度。
將上述聚醯亞胺類粘結性樹脂塗布在雙面電路板20-1的粘接面即背面上，以露出連接端子30d、30e，還塗布在雙面電路板20-2的粘接面即正面上，以露出連接端子31a、31b。在本發明中，在雙面電路板的粘接面上需要塗布聚醯亞胺類粘結性樹脂以露出連接端子，對於上述有選擇地塗布聚醯亞胺類粘結性樹脂，可以使用網格掩模方法。即，通過使用網格掩模方法，對包括形成有連接端子的部分在內的不塗布聚醯亞胺類粘結性樹脂的部分進行掩蔽，可以在所需部分有選擇地塗布聚醯亞胺類粘結性樹脂。其中，在鍍覆低熔點金屬層33時，如使用聚醯亞胺類粘結性樹脂的臨時固化體作為掩模，通常可以將該臨時固化的聚醯亞胺樹脂粘結性樹脂層直接用作粘結劑層。
如上所述塗布的聚醯亞胺類粘結性樹脂的塗布厚度，最好為使連接端子30d、30e的表面或者連接端子31a、31b的表面，和塗布的聚醯亞胺類粘結性樹脂的表面幾乎成同一平面的厚度，塗布厚度(當包含溶劑時為去除溶劑後的厚度)通常為5～20μm，優選為10～15μm。
將形成有粘結劑層35-1的雙面電路板20-1，和形成有粘結劑層35-2的雙面電路板20-2，配置成使該粘結劑層35-1和粘結劑層35-2相對，並且，定位成使雙面電路板20-1的連接端子30d以及連接端子30e，和雙面電路板20-2的連接端子31b以及連接端子31a分別對應，從上下兩個方向，在加熱的條件下，將雙面電路板20-1和雙面電路板20-2進行加壓。為粘接雙面電路板，此時的加熱溫度大於等於聚醯亞胺類粘結性樹脂的固化溫度，通常為150～300℃，優選為190～250℃。在上述溫度下施加1～4kg/cm2左右的壓力的同時，經過加熱通常1～20秒、優選5～10秒，在雙面電路板20-1和雙面電路板20-2之間，由聚醯亞胺類粘結性樹脂發揮其粘結性，從而形成使雙面電路板20-1和20-2粘結為一體的粘結劑層35。上述由聚醯亞胺類粘結性樹脂粘結為一體的雙面電路板20-1和20-2構成的層壓板，根據需要，通過在加熱加壓的條件下繼續保持一段時間，以提高該層壓板的粘結強度。
另外，如上所述，通過在加壓的條件下進行加熱，還有，根據需要通過施加超聲波等，搭接的連接端子30d以及31b、30e以及31a的各個表面的構成低熔點導電金屬層33的金屬或者合金，變成熔融狀成為一體而形成連接金屬層34。通過形成連接金屬層34，雙面電路板20-1和雙面電路板20-2通過連接金屬層34形成電性連接。
並且，在形成的上述兩片雙面電路板的層壓板的多層層壓電路板上，與上述同樣，通過層疊雙面電路板或者單面電路板，可以製造更多層的層壓電路板。
另外，通過將相同的上述多層層壓電路板隔著絕緣層進行層疊，能夠製造由更多層的電路板層疊的多層電路板。接著，在上述形成的多層層壓電路板的表面上，通過組合進行諸如形成絕緣性樹脂層、掩模以及局部鍍覆等工序，可以層疊更多層的布線，還可以在該多層層壓電路板上安裝電子元器件接著重疊層。
另外，對於上述多層層壓電路板，為確保層疊方向的導電性，例如可以使用穿孔設備或者雷射等穿設通孔，根據需要進行清除(de-smear)處理之後，通過在開通的通孔內壁表面形成由導電金屬構成的鍍層，或者通過在通孔內填充導電金屬或插入導電金屬，從而在多層層壓電路板的層疊方向上形成新的電性連接。
其中，上述說明主要對在絕緣基板正反兩面形成有布線圖的雙面電路板進行層疊的實施例進行了敘述，但本發明的多層層壓電路板也可以層疊，例如那些兩片雙面電路板中的一側或者兩側的位於最外側的絕緣基板表面上沒有形成布線圖的電路板。
本發明的多層層壓電路板還可以進行更多各種各樣的變化。
例如，在上述說明中，主要對為實現雙面電路板正反兩面的電性連接，對導電金屬箔和基板同時穿孔，將衝出的導電金屬片保留於形成在基板上的衝孔中，通過該導電金屬片，電性連接基板的表面和背面的方法，進行了說明，但並不局限於該方法，例如，也可以使用穿孔設備或者雷射在基板上形成通孔，在該通孔的內壁表面上有選擇地澱積導電金屬，來形成基板的正面和背面之間的電性連接。另外，還可以在該通孔中填充含有大量導電金屬的導電膠，來形成基板的正面和背面之間的電性連接。
再有，在上述說明中，對層疊絕緣基板的兩面形成有布線圖的雙面電路板的形式進行了敘述，但也可以在該雙面電路板上安裝一個或者多個電子元器件。
另外，當本發明使用的雙面電路板為具有柔性的帶狀時，為移動該帶也可以在帶的兩端形成齒孔，並且還可以形成用於定位該帶的定位孔。
再有，對本發明的多層層壓電路板的表面上的布線圖可以進行鍍層處理等必要的表面處理，並且，可以形成焊料保護層以露出該布線圖的端子部分而保護其它部分。另外，在該多層層壓電路板上可以形成外導線、外焊點等外部端子。
上述多層電路板可以用於例如安裝電子元器件的場合。
並且，根據本發明，將雙面形成有布線圖的多個電路板，在電路板之間形成可靠性高的電性連接的同時容易地進行層疊，能夠得到可靠性高的多層層壓電路板。
根據本發明，用非常簡單的步驟就可以得到具有優質可靠性的多層層壓電路板。即，形成在絕緣基板兩面的布線圖，恰好通過插入到通孔內的導電金屬片形成電性連接，能夠非常容易地得到上述多層層壓電路板。尤其在本發明中，為形成雙面電路板間的電性連接，而形成由特定的低熔點導電金屬構成的鍍層，通過由該低熔點導電金屬層構成的鍍層來形成電性連接，可以在厚度方向上可靠地形成電性連接。並且，通過使用特定的聚醯亞胺類粘結性樹脂層疊雙面電路板，能夠形成不產生變形等，且可靠性高的多層層壓電路板。
下面，參照具體實施例對本發明的多層層壓電路板進行進一步的詳細說明，但本發明並不局限於此。
實施例1使用厚度為50μm的聚醯亞胺薄膜作為絕緣基板，準備了在該聚醯亞胺薄膜的兩面上形成有厚度為12μm的銅層的雙面覆銅層壓板(寬35mm)。在該帶狀雙面覆銅層壓板的寬度方向的兩端形成有齒孔。
在該雙面覆銅層壓板(總厚度74μm)上形成直徑為100μm的衝孔，在其表面上重疊平均厚度為100μm的軋制銅箔，使用直徑為100μm的衝頭打穿軋制銅箔，在形成的衝孔中保留由軋制銅箔形成的衝孔片，從而形成對雙面覆銅層壓板的正反兩面電性連接。
在上述衝孔中插有衝孔片的雙面覆銅層壓板的銅層表面，進行厚度為3μm的鍍銅處理，然後塗布感光性樹脂之後，將該感光性樹脂進行曝光、顯影，形成所需圖形。
然後，將如上所述形成的圖形作為掩模材料，通過有選擇地蝕刻，在雙面覆銅層壓板的正反兩面形成布線圖。在如上所述形成的布線圖的局部形成有所述衝孔，該衝孔中插有衝壓片，上述布線圖藉助衝壓片電性連接。
在這樣形成的雙面電路板的連接面上具有衝孔，在層疊時，為露出用於基板間電性連接的布線圖，使用網格掩模技術，塗布乾燥厚度為15μm的聚醯亞胺類粘結性樹脂(日立化成(株)製造，SN9000)。塗布聚醯亞胺類粘結性樹脂之後，通過將該聚醯亞胺類粘結性樹脂在120℃下加熱5分鐘，臨時固化聚醯亞胺類粘結性樹脂。將由上述臨時固化的聚醯亞胺類粘結性樹脂掩蔽的雙面電路板，放入焊料鍍液，在用於連接的布線圖表面形成作為低熔點導電金屬層的厚度為3μm的鍍焊料層。
然後設置兩片雙面電路板，使上述雙面電路板中形成臨時固化的聚醯亞胺類粘結性樹脂層的面相對，並在250℃下加熱10秒鐘，通過將聚醯亞胺類粘結性樹脂加熱固化來粘結基板，同時，將作為連接端子的鍍焊料層成為熔融狀態，以形成兩基板之間的電性連接。
其中，該聚醯亞胺類粘結性樹脂具有形成聚醯亞胺結合的硬段，和含有對所形成的聚醯亞胺結合部進行連接的、上述化學式(2)中表示的矽氧烷結合的軟段，有關該聚醯亞胺類粘結性樹脂，通過其它途徑測定的固化體的介電常數為1MHzε＝3.38、Tan δ＝0.019。另外，該聚醯亞胺類粘結性樹脂的溶解參數為19(MJ/m3)1/2，拉伸彈性率為140MPa。另外其它途徑進行的該聚醯亞胺類粘結性樹脂的對於聚醯亞胺薄膜的粘結強度為450g/25mm。
經過上述過程得到的多層層壓電路板，正面和背面之間的電阻值的偏離較小，是可靠性非常高的多層層壓電路板。
實施例2與實施例1同樣，製造圖4所示構造的多層層壓電路板。使用得到的多層層壓電路板進行耐腐蝕試驗(PCT試驗，條件2.5個氣壓、127℃、100％RH、120小時)、溫度特性試驗1(熱油試驗，條件將260℃(5秒)、23℃(15秒)作為一個周期，進行10個周期)、溫度特性試驗2(回流(reflow)試驗，條件260℃×10秒、3次)，測定多層層壓電路板的厚度方向的電阻值變化。
將目標變化電阻值設定為小於等於10mΩ/孔，測定試驗前和試驗後的電阻值。100個測定樣品其電阻值的變化率全部為±10％。該100個測定樣品的PCT試驗、熱油試驗、回流試驗的結果在表1中表示。
實施例3與實施例1同樣，如圖5所示，層疊形成有鍍鎳金層、鍍焊料層的雙面電路板，形成電性連接。
測定得到的多層層壓電路板的厚度方向的電阻值。目標值為電阻值的偏離小於等於10mΩ。其結果如圖6所示。
如圖6所示，電阻值的平均值為2.25mΩ，最大值為3.66mΩ，最小值為1.92mΩ，偏離較小，可以得知本發明的雙面電路板具有優質的電特性。
實施例4與實施例1同樣，如圖7所示，層疊形成有鍍錫層、鍍鎳金層的雙面電路板，形成電性連接。
測定得到的多層層壓電路板的厚度方向的電阻值。目標值為電阻值的偏離小於等於10mΩ。其結果如圖8所示。
如圖8所示，電阻值的平均值為3.75mΩ，最大值為5.96mΩ，最小值為1.19mΩ，偏離較小，可以得知本發明的雙面電路板具有優質的電特性。
權利要求
1.一種多層層壓電路板，由至少兩片電路板層疊而成，其電路板在至少兩片絕緣基板中的至少一片絕緣基板的兩面，形成有由導電金屬構成的布線圖，在該絕緣基板上形成的布線圖的至少一部分，通過貫穿絕緣基板的通孔的導電金屬形成連接，並且在各電路板之間形成電性連接，其特徵在於在各電路板層疊面上形成有連接端子，通過將連接端子表面上配置的低熔點導電金屬層進行接合，使各電路板形成電性連接，同時，通過在各電路板的連接端子以外的部分，有選擇性地進行網板印刷塗布聚醯亞胺類粘結性樹脂，粘貼至少兩片電路板。
2.如權利要求1所述的多層層壓電路板，其特徵在於，所述聚醯亞胺類粘結性樹脂含有加熱固化型聚醯亞胺。
3.如權利要求1所述的多層層壓電路板，其特徵在於，所述聚醯亞胺類粘結劑的經固化後的介電常數在3.1～3.7範圍內。
4.如權利要求1所述的多層層壓電路板，其特徵在於，插入在貫穿所述絕緣基板的通孔中的導電金屬，使該絕緣基板的正反兩面形成電性連接，即，在所述絕緣基板的表面設置其厚度與該絕緣基板相同或者更厚的導電金屬箔，對該導電金屬箔進行穿孔，然後由通過穿孔而產生的衝孔片，繼續對絕緣基板進行穿孔的同時，將該導電金屬片插入到在絕緣基板上形成的衝孔中，從而使該絕緣基板的正反兩面形成電性連接，或者，對形成有衝孔的絕緣基板，在該絕緣基板的表面設置其厚度與該絕緣基板相同或者更厚的導電金屬箔，將穿孔該導電金屬而形成的該導電金屬片，插入到形成在絕緣基板上的衝孔中，從而使該絕緣基板的正反兩面形成電性連接。
5.如權利要求1所述的多層層壓電路板，其特徵在於，插入在貫穿所述絕緣基板的通孔中的導電金屬，使該金屬層壓板的正反兩面形成電性連接，即，在該金屬層壓板的表面設置其厚度與該金屬層壓板相同或者更厚的導電金屬箔，並對該導電金屬箔進行穿孔，然後由通過該穿孔而產生的衝孔片繼續對絕緣基板進行穿孔的同時，將該導電金屬片插入到在金屬層壓板上形成的衝孔中，從而使該金屬層壓板的正反兩面形成電性連接，或者，對形成有衝孔的金屬層壓板，在該金屬層壓板的表面設置其厚度與該金屬層壓板相同或者更厚的導電金屬箔，將穿孔該導電金屬而形成的該導電金屬片，插入到形成在金屬層壓板上的衝孔中，從而使該金屬層壓板的正反兩面形成電性連接。
6.如權利要求1或4所述的多層層壓電路板，其特徵在於，所述絕緣基板是具有柔性的絕緣樹脂薄膜。
7.如權利要求1所述的多層層壓電路板，其特徵在於，所述低熔點導電金屬層是由鍍焊料層、鍍無鉛焊料層、鍍錫層、鍍金層以及鍍鎳金層構成的組中選擇的至少一種金屬鍍層。
8.如權利要求1所述的多層層壓電路板，其特徵在於，形成在所述層疊的一個電路板的電性接合面上的第1導電金屬層，和形成在與該一個電路板電性連接的其它電路板的電性連接面上的第2導電金屬層為，鍍焊料層/鍍鎳金層、鍍焊料層/鍍鎳-金層、鍍錫層/鍍鎳-金層、鍍焊料層/鍍焊料層、鍍錫層/鍍鎳-金層、鍍無鉛焊料層/鍍無鉛焊料層、鍍無鉛焊料層/金膠層(Gold paste layer)以及鍍金層/鍍金層構成的組中選擇的至少一組導電金屬層的組合。
9.如權利要求1所述的多層層壓電路板，其特徵在於，所述布線圖由含有銅或銅合金的導電金屬形成。
10.如權利要求1所述的多層層壓電路板，其特徵在於，插入在貫穿所述絕緣基板的通孔中的導電金屬是，含有銅或銅合金的導電金屬。
全文摘要
本發明的多層層壓電路板，是由至少兩片在絕緣基板的兩面形成有由導電金屬構成的布線圖、在該絕緣基板上形成的各布線圖經由貫穿絕緣基板的通孔的導電金屬連接的雙面電路板層疊形成，並且在各雙面電路板之間具有電性連接的多層電路板，通過將各雙面電路板的、形成在層疊面的連接端子表面上的低熔點導電金屬層進行接合，使各雙面電路板形成電性連接，同時，通過在各雙面電路板的連接端子以外的部分，有選擇性地進行網板印刷塗布聚醯亞胺類粘結性樹脂，使至少兩片雙面電路板粘結而形成。根據本發明的多層層壓電路板，多層層壓電路板能夠可靠地層疊的同時，各層間也能夠可靠地形成電性連接。
文檔編號H05K3/00GK1922943SQ20058000599
公開日2007年2月28日 申請日期2005年2月15日 優先權日2004年2月26日
發明者林克彥 申請人:三井金屬礦業株式會社