JPH0334877B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、多層プリント配線板の積層方法およ
び装置に関するものであり、特に、剛性部分およ
び可撓性部分を有する多層プリント配線板の積層
方法および装置に関するものである。

さらに具体的に言えば本発明は、剛性部分およ
び可撓性部分を有する多層プリント配線板を積層
する為に、ガスがその中に導入されて加熱される
高圧圧力容器を用いるような多層プリント配線板
の積層方法および装置に関するものである。

（従来の技術） 多層プリント配線板は、絶縁層によつて相互に
分離され、かつ固体ボードを形成するように、一
体に積層されている多数の配線層よりなるもので
ある。それぞれの配線層は、その一方の側、又は
両方の側に銅配線がなされている絶縁層よりなつ
ている。絶縁層は、典型的には、フアイバガラス
の薄いシート、又は誘電体膜であり、このような
絶縁性シートが配線層の間に介在させられる。

過去においては、このような多層プリント配線
板は、水圧を加えられた一対の鋼板の間に挿入
し、加圧することによつて一体に積層されてい
た。プレスは予定の温度にまで加熱され、また予
定の時間の間だけ圧力が加えられていた。

また時には、多層の組立体は真空ポンプに連結
された気密封止チヤンバ内に収納され、これによ
つて部品の加熱の間に発生する気泡やガスが除去
されていた。

技術の発展に伴なつて、このような方法は、少
なくとも次の二つの理由によつて、不満足とされ
る場合が多くなつた。

過去においては、多層プリント配線板は剛性で
あるか、可撓性であるかのいずれかであつた。剛
性の回路基板においては、それぞれの配線層は剛
性材料で作られた絶縁層を有している。一方、可
撓性配線基板の場合には、それぞれの配線層は可
撓性材のシートから作られた絶縁層を有してい
る。

ところが最近の要求として、剛性部分および可
撓性部分の両方を有する回路基板の開発が望まれ
ている。このような基板を積層する場合には、積
層工程における熱的な膨脹の面、および圧力を均
等に印加すると言う面で多くの技術的な困難性を
生じている。

すなわち、剛性である多層プリント配線板の部
分は、可撓性である部分のそれとは違つた熱膨脹
係数を有している。

さらに、可撓性である回路基板の部分は、剛性
である回路基板の部分に比べて、典型的には非常
に薄い厚みしか有しないので、積層工程の間に、
すべての回路基板に均一な圧力を加える為には、
精密な介挿または介在物が開発されなければなら
ない。

他の問題は、それぞれの配線層における銅配線
パターンの間の間隔に関係している。すなわち、
配線パターンはより精細に、またより近接配置さ
れるようになつており、積層工程の間に、すべて
の配線パターンの間の間隔に絶縁材を均等に流し
込むことが必要となつている。

その理由は、絶縁層の機能が、単に多層プリン
ト配線板の、隣接する層上の対面する配線パター
ン（traces）から、その多層プリント配線板の一
つの層の上にある配線パターンを、配線すること
だけではなくて、それぞれの多層プリント配線板
の上の、それぞれの配線パターンを相互に絶縁す
ることでもあるからである。

従来の水力プレスの鋼板は剛性であるので、多
層配線の不規則性に順応することができず、均一
な圧力を印加することはできなかつた。均一な圧
力は配線パターン間のすべての空隙に、絶縁材を
均等に流し込む為に必要である。

それ故に、気泡が層と層との間にトラツプされ
るようになる。この空気が配線パターン間の空隙
を生ずるので、そこには絶縁材が充填されず、そ
の結果、その後の動作中に短絡を生じたり、多層
プリント配線板に故障をもたらしたりする。

従来において、二つの部品を一体に積層するた
めに、空気圧を用いられることが知られている。

一体の積層されようとしている二つの部品は、
典型的には容器内の真空バツグに入れられ、その
中に空気圧が導入される。容器内の空気は予定の
温度にまで加熱され、予定時間の間圧力が加えら
れる。

このように、空気圧を用いて二つの部品の積層
をすることは知られていたが、多くの多層プリン
ト配線板を積層して複合層を形成する場合に、必
要となるような複雑な積層を行なうために、この
ような技術を用いると言うことについては、今ま
で考えられたことがなかつた。

（発明の概要） この発明においては、剛性部分と可撓性部分の
両方を有する、多層（多数）の多層プリント配線
板を一体に積層する為に、圧力容器が用いられ
る。圧力容器は、加熱素子および冷却素子をその
中に有している。

多層の剛性／可撓性回路基板が鋼板の上に置か
れる、前記鋼板はブリーダ（bleeder）プレート
の上に置かれ、さらに前記ブリーダプレートは真
空板の上に置かれる。配線層それから他の鋼板、
シート状のシリコーン材、ブリーザ（breather）
ブランケツトおよびプラスチツクの真空バツグで
覆われる。

前記真空バツグは、シリコーンの封止材を用い
て、真空板に気密に封止される。真空ラインは、
容器の外にある真空板から真空ポンプに連結され
る。封入された回路基板は圧力容器内に挿入さ
れ、圧力容器が封止される。

窒素または炭酸ガスのような不活性ガスが圧力
容器の中に導入され、所望の圧力が得られるよう
に調整される。それから圧力容器は適当な積層温
度まで加熱される。部品が加熱されている間は、
前記積層モジユール内に発散されるいかなるガス
も、真空ポンプによつて除去される。

ガス抜きが完了し、圧力容器内の温度が所定値
まで上げられた後、導入された高圧が、予定の時
間だけ保持される。その後、加熱素子が消勢さ
れ、適当な冷却素子が付勢されて、圧力が保持さ
れている間に、多層プリント配線板の冷却が行な
われる。この後、圧力が解放され、部品を取出す
為に開かれた圧力容器からガスが追出される。

この発明の教示に従えば、かなりな長さの回路
基板が、なんらの異物を付着させることなしに、
積層されることが出来る。さらに、剛体部分およ
び可撓性部分の両方を含む多層回路基板が、熱膨
脹の差を補償するような挿入物あるいは、その他
の何らかの試みを必要とせずに積層されることが
できる。

この発明の積層プロセスよれば、積層の為に従
来用いられていた機械的プロセスに比べて、格段
に大きな寸法の多層プリント配線板を得ることが
できる、という利点がある。この発明の教示に従
えば、形状にむらがある場合でも、配線層の間の
均一な厚みの絶縁層を実現することが出来る。

（実施例） 第１図には、可撓性１３によつて相互に結合さ
れた、主剛性部１１および副剛性部１２を含む多
層プリント配線板が、総括的に符号１０で示され
ている。

このような構造は極めて普通であり、主剛性部
１１は主回路板を構成し、副剛性部１２は一連の
端子を構成し、また可撓性１３は、前記主剛性部
１１および副剛性部１２が相異なる平面上に配置
され、および又は異つた角度で配置されることを
可能にする。

この発明によれば、多数の多層プリント配線板
１０を一体に積層するために、圧力容器４１（オ
ートクレーブ）が用いられる。前記のような積層
を行なうための装置は、第２、第３、第４および
第５図を参照することによつて、最もよく理解さ
れるであろう。

第２図および第３図には、多数の多層プリント
配線板１０を一体に積層る為に、圧力容器内に配
置されるように準備された、積層モジユールが全
体的に符号２０で示されている。前に述べたよう
に、多層プリント配線板１０は絶縁層によつて分
離された多くの配線層を有し、硬いボード
（solid bord）を形作るように一体に積層される
ものである。

それぞれの配線層は絶縁層を含んでおり、前記
絶縁層の上には、その片面あるいは両面に銅の回
路配線（circuit trace）がなされている。絶縁層
は、典型的にはフアイバガラス、又は絶縁薄膜の
シートからなつており、このような絶縁シートが
配線層の間に介挿される。

この発明は、従来のこのような種類の多層配線
板の構造に、何らかの変更を加えることを必要と
するものではない。この発明は単に、積層を実現
するための方法および装置に関するものである。

最下層から最上層まで、積重ねられている積層
モジユール２０は、真空板２１を含んでいる。前
記真空板２１は、一対の真空開口２２を有する単
純な剛体板（なるべくは鋼板）である。前記真空
板２１の底には、一対の真空ラインコネクタ２３
が、前記真空開口２２に強固に取付けられ、前記
真空板２１に対して真空を着脱可能に接続出来る
ようにされている。

後で詳細に述べるように、一方のラインは、積
層モジユール２０内に真空を得るように真空ポン
プに接続されることができる。また他方のライン
は、その真空を監視するための計測および制御装
置に接続される。

真空板２１の上面には、ブリーダプレート２４
（なるべくは鋼製の）が設けられる。前記ブリー
ダプレート２４の上側の表面は平らであるが、そ
の底面には一連の縦横ブリーダ溝２５が形成され
る。溝２５は、真空開口２２からブリーダプレー
ト２４の周辺部に至る連続した通路を形成する。

ブリーダプレート２４の上面には、通常の下側
積層板２６（なるべくは鋼製の）が配置される。
前記下側積層板２６は、その上面から上側に向つ
て突起する、多数の位置決めピン２７を有してい
る。位置決めピン２７は、多層プリント配線板１
０内に設けられた対応する孔２８と係合する。

多層プリント配線板１０が下側積層板２６の上
に置かれる前に、適当なフイルムからなるシート
２９が、下側積層板２６の両面に置かれ、これに
よつて、積層加工工程が完了した後に、多層プリ
ント配線板１０を下側積層板２６から取り去るこ
とが容易化される。このようなシート２９の利用
は、この分野の当業者には良く知られていること
である。

プリント配線板１０が、下側積層板２６の上に
置かれた後、上側積層板３０がその上に置かれる
前に、もう一つのシート２９が、多層プリント配
線板１０の上に配置される。上側積層板３０は多
数の孔３１を有し、その中にピン２７の上端が嵌
合される。

ここで注意すべきことは、上側積層板３０は、
積層プロセスにとつて基本的なものではないが、
孔３１がピン２７の上端を受け入れて、ピン２７
が真空バツグをパンクさせることがないようにす
る為には、それが利用されることが望ましい。

上側積層板３０のすぐ上に、シリコーンゴムか
らなるシート３２が配置される。シリコーンゴム
３２の上には、多孔質のブリーザブランケツト３
３が配置される。このための望ましい材料は、Ａ
−3000レジンブリーダと呼ばれるものであり、こ
れはデイキシコ・インコーポレーテツド
（Dixico Incorporated）のリツチモンド
（Richmond）工場で製造されている。

前記Ａ−3000は、ドラパビリテイ
（Drapeability）を持つた伸張可能な有機繊維で
あり、部品の輪郭に正確に合致することができ
る。ブリーザブランケツト３３が、ブリーダプレ
ート２４の端部を越えて広がつていることは注意
すべきことである。

最後に、前述した全ての組立体は、プラスチツ
クの真空バツグ３４で覆われる。前記真空バツグ
３４は、シリコーン封じ剤を用いて、真空板２１
の上側表面に気密に接合される。

つぎに第６図を参照すると、積層モジユール２
０内で多層プリント配線板１０の真空積層を行な
う為の、積層装置が、全体として符号４０で示さ
れている。

積層装置４０は、公知の圧力容器４１、真空ポ
ンプ４２、および計測制御装置４３を含んでい
る。真空ポンプ４２は、主真空ライン４４を介し
てマニホールド４５に連結され、前記主真空ライ
ン４４から、それぞれ弁４７を有する多くの真空
ライン４６が分岐されている。

図に示した特定の例では、真空ライン４６が８
個示されている。この構成によれば、８個の積層
モジユール２０が、圧力容器４１内に同時に収納
され、８個の多層プリント配線板１０の、同時的
な積層作業を行なうことができる。

計測制御装置４３からは、それぞれ対応する弁
４９を有する多くの（真空）ライン４８が延びて
いる。前記ライン４６および４８はすべて、オー
トクレーブ４１の壁５０を貫通し、それぞれの対
応する積層モジユール２０に連結されている。

前述のようにして組立てられた１または複数の
積層モジユール２０に対して、真空ライン４６お
よび計測制御ライン４８が、真空ラインコネクタ
２３を介して連結される。それぞれの積層モジユ
ール２０が、まだ圧力容器４１の外側にある間
に、真空ポンプ４２が作動させられ、前記積層モ
ジユール２０に真空が供給される。

ブリーダプレート２４に設けられた溝２５は、
空気が真空開口２２へ流れる為の通路を形成す
る。ブリーダプレート２４の面全体に広がつてい
る多数の溝は、空気が多層プリント配線板１０か
ら真空ポンプ４２へ流れる為の均等な通路を保証
する。

真空が引かれるにつれて、真空バツグ３４は、
これと真空板２１との間にあるすての部品の回り
に強く吸付けられる。シート３２は、上側積層板
３０の尖つた端部が真空バツグ３４をパンクさせ
ることを防止する。

さらにブリーザブランケツト３３は、これとブ
リーダプレート２４との間にあるすべての部品を
全体的に被覆し、真空バツグ３４の下側に空隙を
作つて、真空バツグ３４がブリーダプレート２
４、下側積層板２６および上側積層板３０の側面
に対して、強力に吸付けられることが出来ないよ
うにする。このこともまた、空気が真空開口２２
へ流れる為の均一な通路を保証することになる。

したがつて、前述のような構造の積層モジユー
ル２０に関しては、配線層の中にトラツプされて
いるいかなる空気も、真空によつて引出され、真
空開口２２へ送り出される。

ライン４８および計測制御装置４３は真空を監
視し、積層工程が始められる前に、すべてが正常
であることを確認するのに役立つ。すべての装置
が正常に作動しているならば、積層モジユール２
０が圧力容器４１の中に導入され、圧力容器４１
が密閉される。

このとき、窒素または炭酸ガスのような不活性
ガスが圧力容器４１の中に導入され、所望の圧力
が得られるように調整される。それから圧力容器
４１は、適当な加熱手段（図示せず）によつて、
適当な積層温度にまで加熱される。部品が加熱さ
れている間は、前記積層モジユール２０内に発散
されるいかなるガスも、真空ポンプ４２によつて
除去される。

ガス抜きが完了し、圧力容器４１内の温度は所
定値まで上げられた後、導入された高圧が、予定
の時間だけ保持される。その後、加熱素子が消勢
され、適当な冷却素子（図示せず）が付勢され
て、圧力が保持されている間に、多層プリント配
線板１０の冷却が行なわれる。このとき、圧力が
解放され、部品を取出す為に開かれた圧力容器４
１からガスが追出される。

この発明の教示に従えば、かなりな長さの回路
基板が、なんらの異物を付着させることなしに、
積層されることが出来る。さらに、剛体部分およ
び可撓性部分の両方を含む多層回路基板が、熱膨
脹の差を補償するような挿入物あるいは、その他
の何らかの試みを必要とせず積層されることがで
きる。

この発明の積層プロセスによれば、積層の為に
従来用いられていた機械的プロセスに比べて、格
段に大きな寸法の多層プリント配線板を得ること
ができる、という利点がある。この発明の教示に
従えば、形状にむらがある場合でも、配線層の間
の均一な厚みの絶縁層を実現することが出来る。

以上においては、望ましい物理的な構造を有す
る実施例に関して、この発明が説明されたが、こ
の分の技術者には明らかなように、発明の範囲お
よび精神を逸脱することなしに、多くの変型や改
善がなされ得ることは明らかである。

それ故に、この発明は前述の特定の実施例に限
定されるべきものではなくて、添付の請求の範囲
によつてのみ、限定されるべきであることは当然
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は剛性部分と可撓性部分の両方を有する
多層プリント配線板の斜視図である。第２図は組
立てを完了し、積層の為に圧力容器に挿入される
ように準備された積層モジユールの斜視図であ
る。第３図は第２図の積層モジユールの分解斜視
図である。第４図は第２図の積層モジユールの真
空板の底面を示す斜視図である。第５図は第２図
の積層モジユールのブリーダプレートの底面を示
す斜視図である。第６図は第２図および第３図に
示したような多層積層モジユールに用いる為の積
層装置の斜視図である。 １０……多層プリント配線板、１１……主剛性
部、１２……副剛性部、１３……可撓部、２０…
…積層モジユール、２１……真空板、２２……真
空開口、２３……真空ラインコネクタ、２４……
ブリーダプレート、２５……溝、２６……下側積
層板、２９，３２……シート、３０……上側積層
板、３３……ブリーザブランケツト、３４……真
空バツグ、４０……積層装置、４１……圧力容
器、４２……真空ポンプ、４３……計測制御装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多層の多層プリント配線板１０を下側積層板
   ２６の上に配置する工程と、 その一方の側に真空開口２２および真空ライン
   コネクタ２３を有する真空板２１を準備する工程
   と、 前記多層プリント配線板１０から前記真空開口
   ２２へ、空気が流れる為の多数の溝を形成するよ
   うに、前記真空板２１と下側積層板２６との間に
   配置される介挿手段２４を介して、前記下側積層
   板２６を真空板２１の反対の側に配置する工程
   と、 前記多層プリント配線板１０、前記下側積層板
   ２６および前記介挿手段２４を、多孔質のブラン
   ケツト３３で被覆する工程と、 前記多孔質のブランケツト３３を真空バツグ３
   ４で被覆し、前記真空バツグを前記真空板２１に
   気密に封止する工程と、 前記真空板２１とその上に配置された部品を圧
   力容器内４１に挿入する工程と、 真空ライン４６を前記真空板２１の前記真空ラ
   インコネクタ２３に接続する工程と、 前記圧力容器４１内で多層の前記多層プリント
   配線板１０を積層する工程とからなることを特徴
   とする多層プリント配線板の積層方法。 ２ 前記圧力容器内で多層プリント配線板の積層
   を行なう工程は、前記圧力容器を封止する前に、
   前記真空板に真空を導入することを特徴とする前
   記特許請求の範囲第１項記載の多層プリント配線
   板の積層方法。 ３ 前記多層プリント配線板を積層する工程は、 前記真空ラインを介して前記真空板に真空を導
   入する工程と、 前記圧力容器に不活性ガスを導入して予定の圧
   力を得る工程と、 前記真空が保持されている間に、前記圧力容器
   を適当な積層温度にまで加熱する工程と、 予定の時間だけ、前記積層温度および圧力を保
   持する工程とからなることを特徴とする前記特許
   請求の範囲第１項記載の多層プリント配線板の積
   層方法。 ４ 空気が流れる為の複数の溝を形成する前記手
   段は、前記下側積層板と接触する為の平滑な上側
   表面と、その下側表面に形成され、その周辺まで
   延長していて、空気が、前記多層プリント配線板
   から前記真空開口へ、均等に流れる為の通路を形
   成するような、多数の相互に交差した溝とを有す
   るブリーダプレートからなることを特徴とする前
   記特許請求の範囲第１項記載の多層プリント配線
   板の積層方法。 ５ 多層の前記多層プリント配線板１０の上に、
   上側積層板３０を配置する工程と、 前記上側積層板３０の上に、ゴムのような材料
   からなるシート３２を配置する工程と、 前記ゴム様材からなるシート３２を前記多孔性
   材のブランケツト３３で被覆する工程とをさらに
   含むことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項
   記載の多層プリント配線板の積層方法。 ６ その一方の側に真空開口２２および真空ライ
   ンコネクタ２３を有する真空板２１と、 前記真空板の反対側に配置されて、前記真空開
   口２２から当該介挿手段の周辺に達する複数の空
   気通路２５を、前記真空板２１との間に形成する
   為の介挿手段２４と、 前記介挿手段２４の上に配置され、その上に多
   層の多層プリント配線板１０が配置されるように
   された下側積層板２６と、 前記多層プリント配線板１０、下側積層板２６
   および前記介挿手段２４を被覆するための、多孔
   性材よりなるブランケツト３３と、 前記多孔性材のブランケツト３３を被覆し、前
   記真空板２１に気密に封止される真空バツグ３４
   とよりなることを特徴とする多層プリント配線板
   の積層装置。 ７ 前記の空気通路形成用の介挿手段２４はブリ
   ーダプレートよりなり、前記ブリーダプレート
   は、前記下側積層板と係合するための平滑な上側
   表面と、その下側表面に形成され、その周辺部ま
   で延びて、空気が、前記多層プリント配線板から
   前記真空開口へ均等に流れる為の、通路を形成す
   るような、多数の溝とを有することを特徴とする
   前記特許請求の範囲第６項記載の多層プリント配
   線板の積層装置。 ８ 前記多層の多層プリント配線板の上に配置さ
   れた上側積層板と、 前記上側積層板の上に配置されたゴムのような
   材料のシートとをさらに具備し、 前記多孔性材のブランケツトが、前記ゴムのよ
   うな材料のシートを被覆していることを特徴とす
   る前記特許請求の範囲第６項記載の多層プリント
   配線板の積層装置。