JPH07503100A - プリント回路の製造方法及びプリント回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術の分野 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念に記載の多層の、即ち少なくとも２層の プリント回路の製造方法に関する。更に、本発明の対象は、請求の範囲第７項の 上位概念に記載の少なくとも２層のプリント回路に関する。

スルーコンタクティングより互いに接続された２つ以上の導体面を有する多層プ リント回路は、電子工業においては広範囲に使用される。少な（とも３つの面を 有するプリント回路は、マルイチレイヤーと称される。

技術の水準 多層プリント回路の個々の導体面間の導電接続を行うためには、先に穿孔した又 は打抜いた孔の電気化学的金属化（スルーコンタクティング）方法が公知である 。この種のスルーコンタクティングは、一般にエポキシ樹脂／ガラスラミネート においてのみ適用され、かつ技術的に著しく費用がかかり、従って高価である両 面に銅クラツドされた基材からなる２層プリント回路の場合には、両面の導体路 の導電接続を導電性ペーストを予め穿孔した孔に圧入することにより行うことが 公知である。引き続き、導電性ペーストを高温を作用させて硬化させる。この方 法は、接触の信頼性が悪いという欠点を有する。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１５４０２４９号明細書、ヨーロッパ特許第０ １３７２７９号明細書及びフランス国特許第１，４６４，２８８号明細書から、 それぞれ、基板上に、先にエツチング処理した導体パターンを有する基板層から なる別の、比較的薄いプリント配線板層を積層する方法が公知である。個々の面 の接触ないし接続面の導電接続ははんだ付けにより行われ、この際接触は部品リ ード線の領域でのみ行われる。このことにより、該方法の実地の適用性は著しく 制限される。

類似した方法が、米国特許第３．０５２，８２３号明細書から公知であり、この 場合には、積層された第２の又は別のプリント配線板層が、それぞれその下にあ る導体面の接触面への接近を行うために、孔を有する。接触は、上記孔の領域の はんだ付けにより行われ、この場合には並列したコンタクないし接続箇所は直接 、即ちリード線を補助を必要とせずに接続することができる。この方法は、手動 はんだ付けにおいてのみ十分な信頼性をもって作業されるので、工業的には採用 できなかった。

ドイツ連邦共和国特許出願公告第１９２３１９９号明細書から、絶縁層によって 互いに分離された少なくとも２つの導体面を有する回路板を製造する方法が公知 であり、該方法では、導体面を、絶縁層内の孔により例えばはんだ錫を被覆した 接触スポットを用いて点状に接続する。接触は、選択した圧力で接触面にプレス することにより行われ、この場合、外側の層が内側の層にプレスされかつ内側の 層と接続される。類似した方法が、米国特許第４．３１９，７０８号明細書から も公知である。この方法は、著しく費用がかかりかつ高い搭載密度をもった多層 プリント配線板の製造を行うことはできない。

最後に、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３１５２６０３号明細書（ヨーロッパ 特許公開第００６７２３１号明細書）から、本願発明が出発点とした方法が公知 である。該方法では、第１の導体面及び接触面を有する基板にまず、接触面を解 放する絶縁層を施す。この絶縁層に、接着剤層を介して銅フィルムをクラッドす る、この際接着剤層及び銅フィルムは、第１の導体面の接触面が存在する箇所に 孔を有する。引き続き、導電性フィルムからエッチング二より接続面を有する第 ２の導体面を製造する、その際接触面は接着剤一層内の孔を包囲するはんだイー ヤとして形成される。はんだイーヤと接触面との接触は、銀導電性ペースト又は はんだ錫のような導電性材料を施すことにより行う。

この方法では、第１の導体面の接触面は第２の導体面のはんだイーヤから接着剤 層の厚さだけによって分離される。それにもかかわらず、接触面とはんだイーヤ との自動はんだ付け、例えばウェーブはんだ槽での接続は十分には保証されない 。これに類似した方法は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第２７１６５４５号明 細書にも記載されている。

課題 従って、本発明の課題は、請求の範囲第１項の上位概念に記載の方法及び請求の 範囲第７項の上位概念に記載の少なくとも２層のプリント回路を更に改良して、 第１の導体面の接触面と第２の導体面の対応する接続面との導電接続を簡単かつ 確実に行うことができるようにすることである。

発明の構成 前記課題は、請求の範囲第１項の特徴部分に記載の当該方法及び請求の範囲第７ 項に記載の少なくとも２層のプリント回路により解決される。

まず、少なくとも片面に第１の導体面を備えた基板に接着剤層を被覆した導電性 フィルムを５０〜１５０バール、特に８０〜１２０バールの圧力及び８０℃以上 の温度で積層する。プレスは有利には多段プレスで行う。この際、ラミネートは 最低５分間１４０℃を越える温度を有するべきである。このプレス条件で、基材 は軟化するので、第１の導体面の接触面は少なくとも部分的に、即ちその面の部 分領域で、接着剤が被覆された導電性フィルムの孔を貫通して導電性フィルムの 表面に方向に湾曲せしめ、られる。この第１の導体面の接触面の突起ないしは隆 起湾曲は、穿孔したフィルムが孔を有する箇所でのみ行われる。それというのも 、これらの箇所ではプレスの際に背圧が存在しないか又は少な（とも小さいから である。

第１の導体面を備えた基板は、自体公知方法で例えばエツチング（サブストラク チブ法）で銅クラツドしたラミネート（基材）から製造することができる。しか しながら、従来の技術水準から公知の別の方法、例えばアディッチブ技術又は同 種の技術を使用することもできる。

基板としては、樹脂を含浸させた紙層からなるラミネート、特に、例えばＦａ、 　）ｆｕｅｌｓ　Ｔｒｏｉｓｄｏｒｆ　ＡＧがら商品名”Ｔｒｏｌｉｔａｘ”’ 　ＤＮ　８３４’として市販されているフェノール樹脂紙ラミネー１−　（ＦＲ −２）を使用するのが有利である。該樹脂は、接着剤を施した穿孔した導電性フ ィルムを積層する際にプレス条件下で、少なくとも、第１の導電面の接触面の例 えば銅材料の、積層された導電性フィルムの孔を貫通する、導電性フィルムの表 面もしくは第２の導電面の接続面の方向への所望の突起ないしは隆起湾曲が可能 になる程度に軟化すべきである。

接着剤層を有する穿孔した導電性フィルムは、本発明の有利な１実施態様によれ ば、直接、即ち付加的な層を介さずに、第１の導電面を有する基板にクラッドす る。この場合、接着剤は第１と第２の導電面の間の唯一の絶縁（絶縁層）を形成 する。

本発明の有利な１実施態様によれば、接着剤として熱軟化性アクリレート系接着 剤を使用する。有利には、接着剤層は、２０〜１５０μｍ１特に３５〜６０μｍ の厚さを有する。驚異的にも、第１の導体面と第２の導体面との間の絶縁抵抗は 接着剤層の極めて薄い厚さにもかかわらず導体路の交差点でも完全に十分である ことが判明した。接着剤は有利には５０〜７０℃のガラス転移温度を有する。

接着剤層を有する導電性フィルムは、例えば打抜きにより、後で第１の面の導体 の接触面と、−第２の面の導体の接続面との間の接触、すなわち導電接続を行う べき箇所に孔を設する。鎖孔は、有利には第１の導体面の相応する接触面積より も小さい、この場合孔の面積は、投影図で見て、積層物の積層後にそれぞれ完全 に対応する接触面の面積の内部に位置する。

接着剤を被覆した導電性フィルムの打抜き後に、該フィルムを第１の導体面を備 えた基板に、例えば周辺領域内での唯一の接着点により、固定する。引き続き、 穿孔した導電性フィルムを基板と積層する。穿孔した積層物と基板との積層は、 有利には基板の樹脂のガラス転移温度Ｔ、よりも高い温度で、特に１４０〜１８ ０℃の温度で行う。これにより達成される、クラッドされた接着剤を被覆した導 電性フィルムの孔内への第１の導体面の接触面の湾曲は、第１の導体面の接触面 と第２の導体面の接続面との後からの導電接続に決定的に好ましく作用するので 、この接続は、特に自動はんだ付けにより、例えばウェーブないしは噴出はんだ 槽内で、高い信頼性をもって行うことができる。プレス後に、接触面の表面（そ の最高の隆起）から導電性フィルムの表面平面までの距離は導電性フィルムの厚 さよりも小さくなる、有利には導電性フィルムの厚さの半分より小さく、特に１ ０μｍより小さくなる。

積層後に、例えば自体公知方法で、導電性フィルムから、導電性フィルムの接続 面を有する上方導体パターンのみがそのまま残る′ように、上方導体面をエツチ ングする。導電性フィルムが孔を有する箇所に、クラッドされた積層物の孔が少 な（とも接触しかつ有利には完全に包囲し、ひいてはそれぞれ１つのはんだイー ヤを形成する上方導体面の接続面が存在する。はんだイーヤ孔及び接着剤層の孔 を通して、その下にある第１の導体面の接触面を見ることができる。

有利には、多層のプリント回路は、エツチング後に自体公知方法ではんだストッ プラッカーを施し、穿孔ないし打抜き、装着し、かつ引き続き自動的にはんだ付 けする。この際、はんだストップラッカーは、第２の導体面に、第２の導体面の 接続面からそれぞれ１つの、はんだでぬらしすことのできる面が排除されるよう に施す。これらのはんだストップラッカーを有しない面は、例えば、接着剤層内 の孔を通して見ることができる、第１の導体面の接触面の部分を包囲するはんだ イーヤの形を有する。これにより接触面と接続面の特に確実な接続が達成される 、というのも液状のはんだが均一に両者の面（接触面及び接続面）に分配される からである。

はんだの際に、第１の導体面の接触面を、クラッドされた接着剤被覆された導電 性フィルムが孔を有する全ての箇所で、第２の導体面の対応する接続面と導電接 続される。場合により、第１の導体面の接続面と第２の導体面の対応する接続面 との導電接続は、また導電性ペースト、例えば銀ペーストを塗布しかつ硬化させ ることにより行うことができる。しかしながら、はんだ付けによる接続が廉価で あり、したがって有利である。

基板に、接着剤層を有しかつ穿孔した導電性フィルムを積層する際に少量の接着 剤が導電性フィルムの孔内に浸透し、それにより第１の導体面の接触面を部分的 に覆うことを完全に排除することはできないので、本発明の有利な１実施態様に よれば、上方導体面の接続面ないしははんだイーヤの内部の基板を貫通する孔を 設することを提案する。従って、これらの例えば０．７ｍｍの直径を有する孔は 、上方の（第２の）導体面の接続面ないしははんだイーヤ、第１の導体面の接触 面並びに基板を完全に貫通する。ウェーブもしくは噴出はんだ槽内ではんだ付け する場合には、少な（とも部分的にはんだの高い温度で気化する接着剤残渣は前 記の排気孔を経て向かい合ったプリント配線板表面に導出することができる。こ れによりはんだ接続の信頼性を更に向上させることができる。

本発明の方法は、驚異的に簡単かつ廉価な方式で第１の導体面と、該導体面から 接着剤層によって分離された第２の導体面とを有する多層のプリント回路の製造 を可能にし、この際第１の導体面は接触面（パッド）をかつ第２の導体面は該接 触面に対応する接続面（はんだイーヤ）を有し、かつ接触面とそれに対応する接 続面は互いに導電接続することができる。接着剤層が、接触面を対応する接続面 と互いに導電接続することができる位置に孔を有し、鎖孔を貫通して第１の導体 面の接触面が少なくとも部分的に第２の導体面の接続面の表面の方向に湾曲せし められ、かつ接触面の表面がそれぞれ、接続面の厚さよりも小さい、第２の導体 面の接続面の表面までの距離を有しているので、また自動的はんだ付けにより導 電接続が特に高い信頼性をもって達成される。

絶縁層の孔が第１の導体面の対応する接触面よりも小さくかつ孔の面積が、投影 図で見て、それぞれ完全に対応する接触面の面積の内部にあるのが、特に有利で ある。

この明細書中に第１と第２の導体面に関して言及する限り、この言及は、別の導 体面を相応する形式で施すことができることも包含する。更に、両面に銅クラツ ドした基材から出発し、そうして１つの導電性フィルムを有する片面被覆により 総計３層の回路、又はそれぞれ１つの導電性フィルムを両面に施すことにより・ ４層のプリント回路を得ることが可能である。

本発明を実施するための最良の方法 本発明の以下に記載する実施例では、まず、３５μｍの銅層を有する市販の片面 に銅クラツドした基材から出発する。この基材（ラミネート）は、Ｆａ、１Ｉｕ ｅｌｓＴｒｏｉｓｄｏｒｆ　ＡＧから商品名”ＴｒｏｌｉｔａｘＲＤＮ　８０３ ４”で市販されている。該ラミネートは、フェノール−硬質紙をベースとする基 板２と、接着剤層３と、銅フィルム４とからなる。自体公知方法で、該ラミネー トからエツチングにより導体路５及び接触面（パッド）６を有する（第１の）導 体面７を備えたプリント配線板を製造する（第１図）。

第２図から、接触面６はほぼ円形又は卵形であることが明らかである。これらの 接触面６の正確な形は重要でない。それというのも、接着剤を被覆しかつ穿孔し た銅フイルム９内の形のみがはんだ付は可能な接触面６の後での形を決定するか らである。

接着剤層を有する穿孔した導電性フィルムを製造するには、３５μｍの厚さの銅 フィルム１１に４０μｍの厚さの接着剤層１０を施す。接着剤としては、Ｂ状態 で硬化（開始）する市販のアクリレート系接着−剤を使用する。この場合、６０ °Ｃのガラス（転移）温度Ｔ０に調整する。接着剤層１０を形成する接着剤は、 後でのラミネート１内の十分な層結合を達成するために十分な接着力が維持され るだけ架橋することが重要である。他面では、接着剤は、プレスの際に銅フィル ム１１の孔】２内への接着剤の侵入を抑制するために十分な高さの粘度を有する べきである。

引き続き、接着剤層１０を備えた銅フィルム１１（導電性フィルム）に打抜き工 具で、第１の導体面７の接触面６と第２の導体面１９の接続面１６との間の接触 部１７が設けられる全ての箇所に接着剤被覆フィルム９を貫通する孔１２が打抜 かれるように穿孔する。

鎖孔１２は、特に第５図から明らかなような、円形を有する。

穿孔したフィルム９（第３図）を、引き続き、正確に合わせて、エツチングした プリント配線板に載せ、唯一の接着点により固定しかつ多段プレスで１００ノく 一ルの圧力でプレスする。この際、プレスは約１６０℃の温度に加熱する。エツ チングしたプリント配線板８及び打抜いたフィルム９から形成されたラミネート １３を、プレスの際に熱伝導により１６０℃に約２０分間加熱する。引き続き、 圧力を保持して更に３０分間以内冷却する。

プレス工程中に接着剤層１０並びにエツチングしたプリント配線板８の基板２は 軟化する。フィルム９が孔１２を有する箇所では、プレス圧はかからないか又は 少なくとも小さいので、孔１２の下にある、第１の導体面７の接触面６の部分は 、孔１２を貫通して上向きに第２の導体面１９の方向に湾曲せしめられる。この 効果は第６図に明確に示されている。この孔１２を貫通する部分的隆起湾曲によ り、接着剤層１０の接着剤の孔１２内への侵入が十分に阻止される。同時に、接 触面６の（隆起湾曲した）表面と、隣接した接続面１６の表面とは、接続面１６ の厚さより小さい間隔まで近づくにで、孔による後での接触が簡単になる。プレ スする際に、接着剤層１０の接着剤は、第１の導体面７の導体路５と接触面６と の間の空隙に分配され、。

その際導体路５と銅フィルム１１との間の絶縁層２３は維持される。この実施例 で選択した、４０μｍの接着剤層１０の厚さは、３５μｍの第１の導体面７の使 用導体厚さで、約１５〜２０μｍの残留絶縁厚さを保証する。このことは十分な 絶縁をもたらす。

接着剤層１０の使用接着剤及び基板２の樹脂の硬度ないしは粘度に基づき、第１ の導体面７の導体路５もプレスの際に完全に又は部分的に基板２の表面内に押し 込まれるので、残留する絶縁層２３の厚さはほぼ接着剤層１０の初期の厚さに相 当する（図面には示されていない）。

積層に引き続き、上方の銅フィルム（導電性フィルム１１）を自体公知方法で第 ２の導体面１９を除いてエツチング除去する、それにより銅フィルム（導電性フ ィルム１１）から専ら導体路１５及び接続面１６だけが後に残る（第７図）。

引き続き、エツチングしたラミネート１４に従来の方法ではんだストップラッカ ー２０を施す。この場合、上方の接続面１６は、孔１２を通して見ることのでき る接触面６の部分を包囲するはんだイーヤの形を包含するように制限する。

はんだストノブラカ−２０を施した後に、多層のプリント回路１に自体公知方法 で穿孔しく孔２２）、装着しく第８図、第９図）、引き続きウェーブはんだ槽で はんだ付けする。この場合、一方では部品リード線２１が第２の導体面１９の上 方の導体路１５とはんだ錫１８により接続される。リード線２１は、また、接着 剤層１０が相応する箇所で予め除去されているか又はフィルム９内のより大きな 孔により切欠かれている限り、第１の導体面の相応するはんだイーヤと接続する こともできる（図示せず）。

第９図には、はんだ１８による接続面１８とその下にある接触面６との間の接触 部１７が示されている。

場合により、接続面１６、接触面６並びに基板２を貫通する排気孔６により、は んだ接続の信頼性の向上を達成することができる。

はんだ接触の信頼性のためには、接触面６の表面ができるかぎり少ない接着剤残 渣を有し、かつ接触面の表面ができるかぎり深く接着剤被覆された穿孔した銅フ ィルム９の孔１２に押し込まれ、ひいては接続面１６とほぼ同じ表面レベルにあ ることが重要である。はんだ１７でぬねらすことのできる、接続面６及び接続面 １６の面の選択により、表面張力効果１こより（よんだ錫１８を均一に分配され ることが達成される。

上方の導体面１９の被覆及び接触を行ったと同じ方法で、基板２の背面に１つ又 は２つの付加的導体面を設けることができる。

図面の簡単な説明 次に、本発明を実施例並びに図面につき詳細に説明する。この場合、 第１図は、第１の導体面を有する基板の断面図、第２図は、第１図の基板の平面 図、 第３図は、接着剤層を有する穿孔した導電性フィルムの断面図、 第４図は、基板とその上に固定した穿孔した導電性フィルムの断面図、 第５図は、第４図の基板の平面図、 第６図は、積層後のプリント配線板の断面図、第７図は、上方の導電性フィルム のエツチング後の導体面の断面図、 第８図は、はんだストップラッカーを施した後のプリント配線基板の断面図、 第９図は、装着しかつ穿孔した２層のプリント回路の断面図であり、 これらの図面は、縮尺どおりには示めされていない２　Ｆｌｇ、４ 国際調査報告 国際調査報告 国際調査報告 フロントページの続き （７２）発明者　ケプニック、シークフリートドイツ連邦共和国　Ｗ−Ｄ−５２ １０トロイスドルフ　ランゲマルツクシュトラーセ１４アー （７２）発明者　ウッゴヴイッツアー、ヴエルナーオーストリア国　Ａ−９１７ ０フェルラッハドライレルヒエンヴエーク　１６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第１の導体面（７）及び接触面（パッド６）を有する基板（２）に、接着剤 層（１０）を備えた導電性フィルム（１１）を８０℃よりも高い温度でクラッド する、その際前記接着剤層（１０）及導電性フィルム（１１）は、第１の導体面 （７）の接触面（パッド６）に対応する孔（１２）を有する、引き続き、導電性 フィルム（１１）から接続面（はんだイーヤ１６）を有する第２の導体面（１９ ）を製造する、その際第２の導体面（１９）の接続面（はんだイーヤ１６）は接 着剤層（１０）の孔（１２）と境を接している、 その後、第１の導体面（７）の接触面（パッド６）と、第２の導体面（１０）の 対応する接触面（はんだイーヤ１６）とを接着剤層（１０）の孔（１２）を貫通 させてはんだ付け又は導電性ペーストを塗布することにより導電接続する ことにより、基板（２）と、接触面（パッド６）を有する第１の導体面（７）と 、接触面（はんだイーヤ１６）を有する第２の導体面（１９）とを有する少なく とも２層のプリント回路（１）を製造する方法において、 接着剤層（１０）を備えた、穿孔した導電性フィルム（１１）と、第１の導体面 （７）を有する基板（２）とを５０〜１５０バールの圧力で積層し、その際、第 １の率体面（７）の接触面（６）を、少なくとも部分的に、接着剤層（１０）及 び導電性フィルム（１１）の孔（１２）を貫通して導電性フィルム（１０）の表 面に方向に湾曲させ、それにより、導電性フィルム（１１）から接触面（１６） を有する第２の導体面（１９）を製造した後に、接触面（６）の表面がそれぞれ 、接触面（１６）の厚さよりも小さい、第２の導体面（１９）の接触面（１６） の表面までの距離を有するようにすることを特徴とする、少なくとも２層のプリ ント回路の製造方法。 ２．接着剤層（１０）が、ガラス転移温度ＴＧ５０〜７０℃及び厚さ２０〜１５ ０μｍ、有利には３５〜６０μｍを有する熱軟化性アクリレート系接着剤からな る、請求の範囲第１項記載の方法。 ３．第１の導体面（７）の接触面（パッド６）と、第２の導体面（１９）の対応 する接触面（はんだイーヤ１６）とをウエーブはんだ構内での自動はんだ付けに より接続する、請求の範囲第１項又は第２項記載の方法。 ４．両者の導体面（７，１９）の接触面（はんだ用ランド１６）及び接触面（６ ）によるはんだ付け前に、基板（２）を貫通する孔（２２）を穿孔又は打抜く、 請求の範囲第３項記載の方法。 ５．基板（２）として、樹脂を含浸させた紙層からなるラミネートを使用する、 請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１項記載の方法。 ６．接着剤層（１０）を備えた、穿孔した導電性フィルム（１１）と、第１の導 体面（７）を有する基板（２）とを８０〜１２０バールの圧力を作用させて１４ ０℃よりも高い温度でクラッドする、請求の範囲第５項記載の方法。 ７．第１の導体面（７）と、該導体面から接着剤層（１０）により分離された第 ２の導体面（１９）とを有する、少なくとも２層のプリント回路（１）であって 、 前記第１の導体面（７）が接触面（パッド６）、及び第２の導体面がそれに対応 する接触面（はんだイーヤ１６）を有し、かつ 前記接触面（６）と、対応する接触面（１６）とが互いに導電接続することがで き、 前記接着剤層（１０）が、前記接触面（６）と、対応する接触面（１６）とを互 いに導電接続することができる箇所に孔（１２）を有するものにおいて第１の導 体面（７）の接触面（６）が、少なくとも部分的に接着剤層（１０）の孔（１２ ）を貫通して第２の導体面（１９）の接触面（１６）の表面に方向に湾曲してお り、かつ 接触面（６）の表面がそれぞれ、接触面（１６）の厚さよりも小さい、第２の導 体面（１９）の接触面（１６）の表面までの距離を有するようにすることを特徴 とする、少なくとも２層のプリント配線回路。 ８．導電性フィルム（１１）と、該フィルムに直に施された接着剤層（１０）と を有する、請求の範囲第１項から第６項までのいずれか１項記載の方法で使用す るための接着剤を被覆した銅フィルムにおいて、アクリレートベースの接着剤層 （１０）が５０〜７０℃のガラス転移温度ＴＧを有することを特徴とする、銅フ ィルム。