JPH077867B2 - 単層スルーホールを有する多層印刷配線板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、印刷配線板に関するものであり、特にハン
ダの再溶融時にハンダがスルーホールに流れ落ちてハン
ダが乏しくならないようにリードレスチップキャリアの
取付けパッドの下の単一層スルーホールのみが設けられ
ている多層印刷配線板に関するものである。

［従来の技術］ 印刷配線板は、部品が印刷配線板上に取り付けられるこ
とができ、個々の配線にエラーが生じる機会がなく、高
価にもならないで複雑で広範囲の相互接続を行うように
一つのパッドから他のパッドに延在している導電金属材
料の導体を備えている。単層の印刷配線板はよく知られ
ているが、導体の交差の問題がある。この導体の交差の
問題を克服するために多層印刷配線板が開発された。多
層印刷配線板は複数の層上に導体を有している。層間の
相互接続はスルーホールによって行われている。スルー
ホールは印刷配線板を貫通する穴の形態である。穴はメ
ッキされて適当な層のそれぞれの印刷配線と接続され
る。

部品に接続を行うためにパッドが導体上に設けられる。
これらのパッドは通常ハンダで被覆され、接続はハンダ
の再溶融によって行われる。部品のパッドまたはリード
線が印刷配線板のパッドと接触するときハンダが再溶融
して部品と接続されるようにパッド上のハンダを溶融す
るような充分な熱が供給される。部品はパッケージのリ
ードフレーム、個々の配線により、またはリードレスチ
ップキャリアのパッドを印刷配線板のパッドと直接接触
するように配置することによって接続される。

このようなチップのパッドと印刷配線板のパッドとの接
続位置がスルーホールに隣接しているとき、印刷配線板
のパッド上のハンダの再溶融加熱によってハンダが溶融
し、パッドの付近に位置するスルーホール中に流れ込む
可能性がある。これはチップと印刷配線との接続のため
に使用されるハンダの量を減少させてハンダの量を不足
させる欠点があると共に、スルーホール中に流れ込んだ
ハンダは印刷配線板の反対側のスルーホールの開口から
つらら状に垂れ下がり、それを除去するための余分の工
程が必要となり好ましくない現象である。このつらら状
の垂れ下がりは印刷配線板の背面にハンダマスクを使用
して阻止することができるが、スルーホール中に流れ込
むことによって生じるハンダの不足を防止する有効な方
法は得られていない。したがって、このようなスルーホ
ールへの再溶融によるハンダの流入が生じないようにす
る手段を開発する必要がある。

また、このような再溶融によるハンダの流動による損失
を補うように予め過剰のハンダをパッドに設けておくこ
とはパッド上のハンダの高さの制御を困難にするのでこ
れも好ましくない。さらに、現在実用されている方法で
は印刷配線板のパッドをリードレスチップキャリアのハ
ンダパッドよりも長くしている。それはスルーホールの
位置をリードレスチップキャリアの外側に配置する必要
があるからである。スルーホールがないとき、印刷配線
板上のリードレスチップキャリアの取付けパッドはリー
ドレスチップキャリアの周辺まで延在する必要があるだ
けであり、これは延長部ゼロのパッドパターンと呼ばれ
ている。この延長部ゼロのパッドパターンの形態のリー
ドレスチップキャリアはハンダの高さの変動に対して影
響を受けることが少なく、したがって、これを利用する
ことによって自動ハンダ接続検査が可能になることが期
待され、部品の詰め込み密度を増加させることが可能で
ある。

［発明の解決すべき課題］ この発明の目的および利点は、大きな隣接する多層のス
ルーホールを通ってパッドのハンダが失われないような
形態の多層印刷配線板を提供することである。

この発明の別の目的および利点は、ハンダがスルーホー
ルを通って流れることがなく、ハンダパッドをスルーホ
ールから離すことによって背面のハンダマスクを除去す
ることのできる多層印刷配線板を提供することである。

この発明のさらに別の目的および利点は、ハンダ層が電
気メッキされて良好なパッドおよび導体の高さの制御が
行われ、パッドとスルーホールとの間の外部回路接続を
除去することによってより良好なパッドおよび導体の幾
何学的形状が得られる多層印刷配線板を提供することで
ある。

この発明のさらに別の目的および利点は、メッキされた
穴を有するスルーホールに導体に沿って溶融したハンダ
が流れることを阻止することにより印刷配線板上のハン
ダパッドの良好なハンダの高さの制御ができる多層印刷
配線板を提供することである。

この発明のさらに別の目的および利点は、パッドがリー
ドレスチップキャリアの周辺を越えて延在しないような
形状にされ、パッドを表面導体に横方向で取付けないよ
うにパッドを分離することにより、リードレスチップキ
ャリアと表面導体との間に生じる部分的ハンダフィレッ
トを生成することなくリードレスチップキャリアに対応
するパッドが最適に取付けられる多層印刷配線板を提供
することである。

［課題解決のための手段］ この発明の多層印刷配線板は、重ねられた第１および第
２の層を具備し、第１の層はその上に最上部スルーホー
ルパッドおよび取付けパッドを定めるエッチングされた
銅クラッド層を有する印刷配線板であり、最上部スルー
ホールパッドおよび取付けパッドは前記第１の層の上面
で物理的に分離されて位置しており、第２の層の下側に
はそれと接触している第３の層を備え、第１の層の上部
表面の最上部スルーホールパッドと第１の層と第２の層
との境界部にある第１のスルーホールパッドとを貫通
し、第１、第２、第３の層を含む多層印刷配線板を貫通
して延在する第１のスルーホールと、第１の層の上部表
面の取付けパッド層と第１の層と第２の層との境界部に
ある第２のスルーホールパッドとの間に第１の層を貫通
して延在し、第２のスルーホールパッドを貫通している
第２のスルーホールとが形成され、第１の層および第３
の層はファイバ充填熱硬化樹脂ポリマー組成物材料板で
あり、第２の層は組立てられるときは未硬化状態である
ファイバ強化熱硬化樹脂ポリマー組成物材料板であって
組立て状態において前記第２の層中の熱硬化樹脂ポリマ
ー組成物材料が熱硬化前に第２のスルーホール中に入込
んで前記第１および第３の層と共に熱硬化され、第１の
層はその上下両面に銅クラッド層を有し、前記第１およ
び第２の層の境界部において最上部スルーホールパッド
の下に位置する第１のスルーホールパッドと、取付けパ
ッドの下に位置する第２のスルーホールパッドと、それ
ら第１および第２のスルーホールパッドを接続する導体
がこの第１の層の下面の銅クラッド層に形成され、第１
の層の上面の銅クラッド層はその上に銅をメッキされて
第２のスルーホールが被覆され、その上のハンダが付着
されて前記取付けパッドがハンダ接続可能にされ、さら
に、第１の層の上面には複数の取付けパッドが形成さ
れ、多層印刷配線板を貫通して延在する複数のスルーホ
ールを備え、それら複数の取付けパッドの少くともいく
つかのものは第１と第２の層の間の境界部において対応
するスルーホールに接続され、最上部スルーホールパッ
ドと第１のスルーホールパッドとは第１のスルーホール
中の導体によって接続され、取付けパッドと第２のスル
ーホールパッドとは第２のスルーホール中の導体によっ
て接続され、境界部における第１のスルーホールパッド
と第２のスルーホールパッドとを接続する導体によって
第１の層の上面に沿った電気相互接続なしに最上部スル
ーホールパッドが取付けパッドに接続され、リードレス
チップキャリアが取付けパッド上のハンダ層によって取
付けられて機械的に固定されて電気的に接続されている
ことを特徴とする。

この発明のその他の目的および利点は添付図面を参照に
した以下の実施例の説明により当業者には明白であろ
う。

［実施例］ 第２図は全体を符号10で示す多層印刷配線板を示す。印
刷配線板10は通常の構造である。層12,14,16および18は
その上側および下側に回路導体を有するファイバ強化有
機材料板である。回路導体は複雑な相互接続を行うよう
に配置されている。通常は誘電体層はその各面に積層さ
れた銅層を有する。これらの層は感光性マスクを設けら
れ、露光され、それからエッチングされて回路導体が形
成される。層12,14,16および18上の回路導体は図ではス
ルーホール部20の部分のパッドだけが示されている。パ
ッド22および24は層18上に示され、同様のパッドは他の
上方の層に設けられている。導体およびパッドが処理さ
れた後層12,14,16および18は単一の板に積層される。マ
ット26,28および30は熱硬化樹脂により予め含浸され、
図示のように層間に位置している、これらのマットは使
用前に熱硬化樹脂を予め含浸されているために業界では
プリプレグと呼ばれている。この様にして組み立てられ
治具中で圧縮された後、炉中でプリプレグの熱硬化処理
が行われる。これによって基本的な多層印刷配線板10が
形成される。スルーホール部20はスルーホールの穴32を
形成するように多層印刷配線板に穿孔することにより製
作される。スルーホールの穴32は底部のパッド24および
上部のパッド34を貫通する。次に銅層36がクラッド層34
の上面にメッキされる。次に銅層38がスルーホール部20
を通してメッキされ、また背面のパッド24上に銅のメッ
キ層40が形成される。スルーホール処理の最後の段階と
してハンダ層42が銅層38の上面とスルーホール部分の銅
層38上にメッキされ、これによってスルーホール部が完
成する。

多層印刷配線板10の上面の層34,36,38,40が直接ハンダ
パッドに取付けられるならば、溶融したハンダはスルー
ホール内面を流れ落ちて接続部で乏しくなり、スルーホ
ールの底部からつららとなってぶらさがる。このつらら
を阻止するために背面のハンダマスクが使用されるが、
ハンダがスルーホール内に流れ落ちて接続部で乏しくな
ることを防止する方法で満足すべきものは得られていな
い。

ここで示したようにスルーホールからパッドを離すこと
によってハンダが接続部で乏しくなることを防止するよ
うにした分離した取付けパッド構造が使用される。第１
図で複数のパッドはリードレスチップキャリアを直接そ
の上に位置させるために方形形態で示されている。パッ
ド44はスルーホール部20と関連して示されている。上述
のように方形のパッドがリードレスチップキャリアを直
接その上に取付けるために示されているが、パッドはフ
ラッドパックのリードフレームの取付けのために向かい
合った平行な列で配置されることもできる。パッドに取
付ける部品に応じて他の配置も可能である。第３図はプ
リプレグ層26の上面を見下ろした図であるが、層12の底
面上の導体およびパッドを層12の上面におけるパッドに
対応した位置で示すためにそのクラッド層上の底部にお
ける断面として示されている。

層12の下側のクラッド層46は導体48および大きいスルー
ホールパッド50ならびに小さいスルーホールパッド52を
残すようにエッチングされる。小さいスルーホール54は
多層印刷配線板の組み立てに先立って層12を貫通するよ
うに穿孔される。小さいスルーホール54は小さいスルー
ホールパッド52および取付けパッド56を形成する層12の
上面のクラッド層を貫通して穿孔される。層12の底面の
クラッド層のエッチングおよび小さいスルーホール54の
穿孔の後、銅層36を形成する銅のメッキ層が導体48、パ
ッド50,52,56上にメッキされる。第２図において、取付
けパッド56上の銅のメッキ層は58で示され、それはスル
ーホールコネクタ60となるため（第４図参照）小さいス
ルーホール54をメッキしている層である。銅メッキ層は
パッド50および52ならびに導体48の下面に延在してい
る。この段階において個々の層は多層印刷配線板10を形
成するようにプリプレグにより積層されている。第２図
および第４図に示されるようにプリプレグ層26はスルー
ホールコネクタ60の穴中に突出してそれを充填すること
が好ましい。これは上からの開口を閉じる。この組立て
後、スルーホール部20が上記のように形成され、このプ
ロセス中に銅メッキ層62が形成される。銅メッキ層62は
第４図に示すように直接スルーホールコネクタ60を横切
って延在する。次にハンダメッキ層42が形成され、パッ
ドハンダ層64が形成され、パッド44が完成する。したが
って再溶融でハンダ層64が溶融するとき、それは導体に
沿って流れたり、スルーホールを流れ落ちることはな
い。何故ならば、第１図に示されるように直接それに接
続されているものはないからである。第１図において各
スルーホールは関連するパッドから分離されている。ス
ルーホールとパッドの関係は第３図に示されている。し
かし第１図および第３図は単なる例示のための概略図で
あることを理解すべきである。

第４図はリードレスチップキャリア66がその上に配置け
られ、ハンダの再溶融によりその位置でハンダ付けされ
た後の多層印刷配線板10を示している。リードレスチッ
プキャリア66はその底面にハンダに濡れるパッドを備
え、それらのパッドの延長部分はリードレスチップキャ
リアの端部で上方に延在する。リードレスチップキャリ
アはそのパッドが印刷配線板上のパッドと重なるように
位置され、組立て体は気相ハンダ付け等によってハンダ
付け温度にされる。ハンダが溶融すると流動してリード
レスチップキャリアの接続パッドを濡らす。リードレス
チップキャリアが端部から上方に延在する接続パッドを
有し、リードレスチップキャリアが印刷配線板上のパッ
ド群の外側輪郭線よりも小さい寸法であるとき、第４図
に示すようなフィレット68が形成される。フィレット68
は電気接続区域に延在し、肉眼で検査可能である。別の
場合としてはリードレスチップキャリアは底面のみにパ
ッドを有し、側面に立上がってまで延在していない。そ
のような場合にはリードレスチップキャリアの端部がパ
ッド群の外縁の線と一致することが好ましい。そのよう
な場合にはリードレスチップキャリアの右端部がパッド
44の右端部と一致する。その場合にはフィレットは形成
されないが、ハンダによる取付けは印刷配線板上のパッ
ドとそのすぐ上のリードレスチップキャリアのパッドと
の間で行われる。印刷配線板上のパッドがリードレスチ
ップキャリアのパッドの周辺を越えて延在しないこのよ
うなシステムはハンダの少ない場合の高さが感知されて
ハンダ接続部の自動検査が可能なシステムを提供する。

以上、この発明は現在考えられる最上のものに関連して
説明されたが、この説明は単なる例示のためのものであ
り、当業者には多くの変形、モード、実施例が可能であ
ることは明瞭である。したがってこの発明の技術的範囲
は添付された特許請求の範囲に記載によってのみ限定さ
れるべきものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による多層印刷配線板の一部の平面
図である。 第２図は、第１図の２−２線に沿った拡大した断面図で
ある。 第３図は、第２図の線３−３に沿った多層印刷配線板の
上面層の下側の導体を示す第１図と同じスケールの平面
図である。 第４図は、リードレスチップキャリアを取付けた上面層
のパッド部分における部分的断面図である。 10……多層印刷配線板、12,14,16,18……層、20……ス
ルーホール部、66……リードレスチップキャリア。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−131498（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−189695（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−48996（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−175796（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重ねられた第１および第２の層を具備し、 第１の層はその上に最上部スルーホールパッドおよび取
   付けパッドを定めるエッチングされた銅クラッド層を有
   する印刷配線板であり、前記最上部スルーホールパッド
   および取付けパッドは前記第１の層の上面で物理的に分
   離されて位置しており、 前記第２の層の下側にはそれと接触している第３の層を
   備え、 前記第１の層の上部表面の前記最上部スルーホールパッ
   ドと第１の層と第２の層との境界部にある第１のスルー
   ホールパッドとを貫通し、前記第１、第２、第３の層を
   含む多層印刷配線板を貫通して延在する第１のスルーホ
   ールと、前記第１の層の上部表面の前記取付けパッド層
   と第１の層と第２の層との境界部にある第２のスルーホ
   ールパッドとの間に第１の層を貫通して延在し、第２の
   スルーホールパッドを貫通している第２のスルーホール
   とが形成され、 前記第１の層および第３の層はファイバ充填熱硬化樹脂
   ポリマー組成物材料板であり、前記第２の層は組立てら
   れるときは未硬化状態であるファイバ強化熱硬化樹脂ポ
   リマー組成物材料板であって組立て状態において前記第
   ２の層中の熱硬化樹脂ポリマー組成物材料が熱硬化前に
   前記第２のスルーホール中に入込んで前記第１および第
   ３の層と共に熱硬化され、 前記第１の層はその上下両面に銅クラッド層を有し、前
   記第１および第２の層の境界部において前記最上部スル
   ーホールパッドの下に位置する第１のスルーホールパッ
   ドと、前記取付けパッドの下に位置する第２のスルーホ
   ールパッドと、それら第１および第２のスルーホールパ
   ッドを接続する導体がこの第１の層の下面の銅クラッド
   層に形成され、前記第１の層の上面の銅クラッド層はそ
   の上に銅をメッキされて前記第２のスルーホールが被覆
   され、その上のハンダが付着されて前記取付けパッドが
   ハンダ接続可能にされ、 さらに、前記第１の層の上面には複数の取付けパッドが
   形成され、多層印刷配線板を貫通して延在する複数のス
   ルーホールを備え、それら複数の取付けパッドの少くと
   もいくつかのものは前記第１と第２の層の間の境界部に
   おいて対応するスルーホールに接続され、 前記最上部スルーホールパッドと前記第１のスルーホー
   ルパッドとは第１のスルーホール中の導体によって接続
   され、 前記取付けパッドと前記第２のスルーホールパッドとは
   第２のスルーホール中の導体によって接続され、 前記境界部における第１のスルーホールパッドと第２の
   スルーホールパッドとを接続する導体によって前記第１
   の層の前記上面に沿った電気相互接続なしに前記最上部
   スルーホールパッドが前記取付けパッドに接続され、 リードレスチップキャリアが前記取付けパッド上のハン
   ダ層によって取付けられて機械的に固定されて電気的に
   接続されていることを特徴とする多層印刷配線板。
2. 【請求項２】第１、第２、および第３の層を含む複数の
   層を具備し、 前記第１および第３の層のそれぞれはその上下面にクラ
   ッド層を備え、第１の層の上面のクラッド層はその上に
   最上部スルーホールパッドおよび取付けパッドを有し、
   前記第１の層の下面と、前記第３の層の上面および下面
   はその上に別のスルーホールパッドおよび導体を有して
   おり、 多層配線板の全ての層を貫通する第１のスルーホールお
   よびこの多層印刷配線板の第１の層のみを貫通する第２
   のスルーホールを具備し、 第１のスルーホールは前記第１の層の上面の最上部スル
   ーホールパッドおよび第１の層の下面の第１のスルーホ
   ールパッドを含む複数のスルーホールパッドを通って延
   在し、 第２のスルーホールは前記第１の層の上面の取付けパッ
   ドおよび前記第１の層の下面の第２のスルーホールパッ
   ドを通って延在し、 前記第２の層は補強ファイバを混合した未硬化の熱硬化
   樹脂ポリマー組成物材料で構成され、 前記第１の層の下面の前記クラッド層の回路導体は前記
   第１のスルーホールパッドと第２のスルーホールパッド
   との間に延在し、導体被覆が第１および第２ののスルー
   ホールの内面に被覆され、第１のスルーホールの内面に
   被覆された導電被覆が前記多層印刷配線板を貫通する前
   記第１のスルーホールにおける全てのパッドを接続し、
   第２のスルーホールの内面に被覆された導電被覆が前記
   取付けパッドと前記第２のスルーホールパッドとを接続
   し、前記第２の層は前記第２のスルーホールを充填する
   ように前記第２のスルーホール中に突出しており、 ハンダが前記取付けパッドに付着され、この取付けパッ
   ドは前記第１のスルーホールから離されており、それに
   より前記取付けパッド上のハンダが溶融されたとき前記
   第１のスルーホール中に流れ込まないように構成され、 前記取付けパッド上の前記ハンダによって電気部品の接
   続端子が取付けられていることを特徴とする多層印刷配
   線板。
3. 【請求項３】上下両面に銅クラッド層を備えた第１の層
   と、絶縁体の第２の層と、少くとも１面に銅クラッド層
   を備えた第３の層とから少くとも形成された多層印刷配
   線板の製造方法において、 前記第１の層の上面に最上部スルーホールパッドおよび
   どの導体とも接続されない前記第１の層の上面上の取付
   けパッドを形成するように前記第１の層の上面をエッチ
   ングし、 前記第１の層の上面上の最上部スルーホールパッドの下
   の第１のスルーホールパッドと、前記上面上の取付けパ
   ッドの下の第２のスルーホールパッドと、それら第１お
   よび第２のスルーホールパッド間を接続している導体と
   を前記第１の層の下面に形成し、 前記第１の層の上面上の取付けパッドと下面上の前記第
   ２のスルーホールパッドを貫通する第２のスルーホール
   を穿孔し、 前記第１の層の上下面の前記各種パッドおよび回路導体
   をメッキし、前記第２のスルーホールの内面をメッキし
   て第１の層の上面の前記取付けパッドと下面上の前記第
   ２のスルーホールパッドとを電気的に接続し、 第１の層と第３の層の間に第２の絶縁層を挟んで多層印
   刷配線板を組立て、前記第２の層は最初はファイバを含
   む未硬化の熱硬化樹脂ポリマー組成物材料で構成され、
   多層印刷配線板に組立てるために各層を重ねて圧縮し、
   それによって未硬化の熱硬化樹脂ポリマー組成物材料の
   一部を前記第１の層を貫通している第２のスルーホール
   中に突出させ、それから前記第２の層を熱硬化し、 多層印刷配線板の全ての層を貫通し、前記第１の層の上
   面の前記最上部スルーホールパッドと、その下の前記第
   １の層の下面の前記第１のスルーホールパッドとを貫通
   して穿孔し、多層印刷配線板を貫通するスルーホールの
   内面にメッキし、それによって前記第１の層の上面の導
   体なしに前記スルーホールパッドを前記取付けパッドに
   接続することを特徴とする多層印刷配線板の製造方法。