JPS6175596A - スルホール多層回路基板の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は基板上に凹部が形成され、かつ該凹部に導ｍ回
路が形成された多層回路基板及びその製造方法に係わり
、特に高密度実装が要求される回路基板や半導体素子搭
載用基板、チップキャリア、ビングリッドアレイなどの
パッケージ用基板に応用されろものである。

〔従来の技術〕

従来、ノに板上に凹部を形成して凹部内に回路を有する
多層回路基板の製造方法としては、基板の１部を所定の
形状に切断除去、及び穿孔された焼成前のセラミックシ
ート（グリーンシート）に導電ペーストをスクリーン印
刷して導電回路を形成した後、それらを積層し、孔内に
導電塗料を吸入又は圧入させることによりスルホールを
形成する方法（１）が知られている。まｔこ、プラスチ
ック基板や金属基板においては回路を形成し１こ後基板
を加熱・加圧により変形させ、凹部を形成する方法（Ｉ
）が知られている。一方、複数の回路を形成したスルホ
ール基板の１部を除去し積層プレスした後に該スルホー
ル内に溶融ハンダを流入させることにより各層の回路を
接続させる方法（釦が実用化されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで回路の高密度化や部品実装の高さが制限される
ような高密度薄型基板や極めて限定され１こ部分に多数
の接続導体を形成しなければならない半導体素子搭載用
基板、半導体素子パッケージ用基板においては基板に凹
部を持つキャビティ構造を取ることが有効である。しか
しながら、上記の従来方法（１）〜（１）ではキャビテ
ィ内に導体を形成し、それらの導体を高い信頼性を保ち
ながら外層回路と接続し、さらに高い生産性をも維持す
ることは極めて困難であった。たとえば、従来の方法に
おいて、（１）の方法は、スクリーン印刷方法によるた
め構成する基板の厚さが増したり、回路密度が高くなる
に従って充分なペーストが孔内に供給できず各層を接続
することが困難であった。また、（１）の方法は、回路
を凹部内にも形成できるが、もともと内向配線層にくぼ
みをつけ１こだけであり、表面回路と凹部内の回路を分
離し、配線密度を向上させることはできない。そして、
　（１）の方法は、各配線層の電気的接続をスルホール
内に流入したハンダにより実現する方法であるが、ハン
ダ流入時のブローホールやハンダの不完全な充填が発生
し易く極めて信頼性に乏しいものである。

本発明は、セラミック、プラスチック基板を問わず高い
信頼性を有する三次元回路の形成技術を提供し、かつ、
上記の欠点を解決した、安価な多層回路基板を提供する
ものである。

〔問題点を解決するための手段、およびその作用〕本発
明の印刷回路基板の製造方法を接着シートを用いた方法
により、具体的に説明する。

第１図（ａ）は、２枚の印刷回路用基板（イ）と（ロ）
を接着シート（ハ）を用いて貼り合せる前の製品の部分
断面図であり、基板（イ）と接着シートｅ→は予め、凹
部を形成する貫通穴（４）が示されている。（１）の基
材としては、無機系素材、または有機樹脂系素材であっ
て特に限定されない。たとえば、アルミナ、シリコンカ
ーバイドなどのセラミック、ガラスエポキシ樹脂基板、
ガラスポリイミド樹脂基板、紙エポキシ樹脂基板、ガラ
ストリアジン樹脂基板などがある。これらの基材の片面
又は、両面には、予め銅箔や蒸着金属膜等の導電被膜が
形成されているものであってもよい。（２）は、感光性
樹脂を用いたフォトエツチング方法や導電ペーストをス
クリーン印刷する通常の方法により形成された所望の導
？４ｆ回路である。

ここで、基板（イ）に予めＮＣ制御によるドリル等によ
り穴明が行なわれており、基板（イ）の両面を導通する
様ｊ（導ｆｆｆ回路が）１≦成されていてもよい。

（３）は、（２）がスルホールを形成する金属（５）と
同じ金属の場合に導体上に形成される異種の金属層であ
り、たとえば、（２）の金属が銅の場合は、ハンダ。

スズ、ニッケル、金などがあるが好ましくは、融点の高
いニッケル、金などが使用される。ここで導通回路（２
）と金属（５）が異種の場合は、金属層（３）は特に必
要ではない。導体上に異種金属層を形成する方法として
、導電回路パターンを形成する前に、所望の形状に、メ
ッキを行ってから、エツチングにて導電回路を形成する
方法と、導電回路を形成後、メッキにより、異種金属層
を形成する方法とがあるが、特に限定されるものではな
い。

次に、基板（イ）と（ロ）を接着シート（ハ）を用いて
貼り合せる。この方法としては、特にその手段は限定さ
れないが、たとえば、高温高圧によりプレス圧着がある
。ここで、基板（イ）と反対側にも、凹部を形成する貫
通穴を有する基板を積層することにより、さらに高密度
実装を可能にすることができる。

該印刷回路基板は、所望の位置に穴をあけ、穴及び積層
後に形成された凹部を含む基板全体に無電解メッキ又は
無電解メッキ及び電解メッキを施こしスルホールメッキ
（５）を行う。メッキされる金属としてはニッケル、銅
などがある。積層後の、凹部を除く基板表面には、予め
回路を形成しなくとも、該メッキ金属層（５）をフォト
エツチングにより回路形成することも可能である。

（４）は、所望の位置に金型による打抜、ドリルによる
穴明、ルー々−加工により形成された貫通部である。（
５）は、（４）と同じ形状に切断除去された、接着シー
トである。

第１図（ｂ）及び（Ｃ）は、多層印刷回路基板にスルホ
ールを形成した後の基板の部分断面図である。前記（１
）〜（６）は前回と同様であり（７）は、所望のスルホ
ール部に、フォトレジスト膜を形成し、選択的に金属（
７）のみをエツチングするか、あるいは、スルホール部
のみに、スルホールメッキと異種金属のメッキにより被
覆し、選択的に金属層（５）のみを工、ソチングするこ
とにより形成する。

〔実施例〕

両面銅張ガラスエポキシ基板上に、＠光性樹脂によりレ
ジストを形成した後、ニッケルメッキを５μＩｎ、さら
に金めつきをＱ　、　５　ｐｍの厚みにメッキした。次
に、レジストを剥膜し、アルカリエツチングを行い、所
望の導電回路を得た。こうして、導電回路を形成した各
々の印刷回路基板の少なくとも一枚について、所望の位
置に金型により切断除去した。

次に、接着シートの所望の位置（上記切断除去したもの
と同じ）に、金型により切断除去した。そこで、これら
の印刷回路基板との間に上記切断除去した接着シートを
組み合せ、高温、高圧の下で熱圧着し、積層一体化した
。

そして各層間で導通を必要とする位置に％制御によるド
リル加工で、穴明を行なった。さらに穴を含む基板表面
全体に、通常の前処理、無電解銅メッキを施し、電解銅
メッキを１５μｍ程度行なった。

そこで、感光性樹脂により、スルホール部をテンティン
グし、エツチングレジストを形成した。

この後、この基板を、アルカリエツチングにて、銅のみ
を選択的に除去し、スルホールを形成した。

そこで導電回路のボンディング用端子部以外には、ソル
ダーレジスト被膜を印刷し、ニッケル、その上に金メッ
キを施した。次に必要とする外形寸法に、金型により切
断除去した。

ここで、プリント配線板についての実施例を第２図（イ
）を用いて具体的に説明する。（１）は、プリント配線
基板に半田により実装される端子であり、表面は、半田
、または、金めつきが施こされている。（岨ま、キャビ
ティに半導体封止用樹脂を流入した場合に、樹脂の凹凸
により、プリント配線基板への実装を不可能にする問題
点を解決するものである。

（■は、半導体、とワイヤーボンディングするための端
子であり、プリント配線基板の実装端子（］）と導通し
ている。端子の表面は、金めつきが施こされ、ている、 （４）は、半導体の搭載用キャビティであり、表層は金
メッキが施こしである。また、このキャビティに半導体
が搭載された後、半導体封止用樹脂が流入されることも
ある。

（５）は、２枚のプリント配線基板を貼合せるための接
着シートである。

次に、電子部品搭載用基板についての実施例を第２図（
ロ）を用いて具体的に説明する。

第２図（「ｊ）は、三層構造のピングリッドアレイの断
面図である。（６）は、半導体とワイヤーボンディング
するための端子である。

（７）ｌ！、ビンと導通を行うためのスルポールであり
、表面は金メッキが施こされている。

（８）は、スルホール（７）と導通している内層パター
ンである。

（９）は、半導体とワイヤーボンディング用端子であり
、内ＭＪパターン（８）に導通されている。

（１０）は、１体搭載用キャビティである。

（ｂ）は、半導体搭載用ダイパッドである。

（１２）は、接着シートである。

（１３）は、プリント配線基板に実装される際に、導通
用ビンである。

〔発明の効果〕

以上のように本発明の製造方法によれば、導電塗料をス
ルホール内に塗布又は吸入させる方法や溶融ハンダをス
ルホール内に流入させるなどの方法でなく、一般的な方
法によりスルホールを形成し、かつ基板」二に形成され
た凹部内にも回路を形成できるＴコめ、信頼性の高い安
価な高密度実装用基板が各種の絶縁材料を用いて、製造
できることが可能となった。この製造方法により作られ
たプリント配線基板は、電子部品を基板凹部に搭載し、
凹部内で電子部品と回路を胃、気的に接続できるたま１
こ、本発明をチップキャリアピングリッドアレイなどの
半導体パッケージ基板として利用した場合は、ワイヤー
ボンディング用端子を半導体チップに近いエリア（範囲
）に何層かにわｔ二って配誼することができ、従来より
も大幅に基板を小さくかつボンディングワイアの長さを
均一にすることが可能となり出入力端子数が多くなった
場合にも柔軟に対仏できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ｎ）〜第１図（ｅ）は本発明の製造方法のフロ
ーシートを説明する断面図であり、 （１）　　絶縁基板 （２）金属層（銅） （３）金属層（銅以外の金属で、例えば、半田、ニッケ
ル、金など） （４）打抜部分 （５）　　接着シート （６）スルホール （η　金属層（銅） （８）パターン形成後のスルホール 第２図（イ）及び（ロ）は、本発明による多層回路基板
の各実施例であるプリント配線板（イ）並びにビングリ
ッドアレイ（ロ）の断面図であり、 （ａ）　　基板実装用端子 （ｂ）絶縁基板 （ｅ）　　ワイヤーボンディング用端子（ｄ）　　半導
体搭載用キャビティ （ｅ）　　接着シート （ｃワイヤーボンディング用端子（第一層）（ω　スル
ホール Φ）内層パターン （ｉ）　　ワイヤーボンディング用端子（第二層）（ｊ
）　　半導体搭載用キャビティ （→　半導体搭載用ダイパッド （→　接着シート に）導通ビン

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）片面又は両面に、１種又は２種以上の金属
   により導電回路（２）が形成された複数の絶縁基板（イ
   ）、（ロ）であって、その１部分が所望の形状（４）に
   切断除去された１枚以上の基板（イ）と切断除去されて
   いない基板（ロ）とから成り、前記基板（イ）又は（ロ
   ）の１表面に接着性物質が介在して基板（イ）及び（ロ
   ）が接合され、これらの絶縁基板が積層一体化されるこ
   とにより凹部が形成されて多層回路基板を作る工程と、
   （ｂ）前記多層回路基板は、各導電回路層を電気的に接
   続するためのスルホール（６）を形成する貫通穴が所定
   の箇所にあけられ、導電回路（２）の表面を形成する金
   属（３）とは異なる金属（５）を通常の方法により貫通
   穴（４）及び凹部を含む基板全面に析出させる工程と、 （ｃ）必要に応じて形成された最外層の回路（７）及び
   貫通穴（６）を除く他の全面に形成された析出金属（５
   ）をエッチング除去する工程とからなる前記凹部内にも
   回路を有するスルホール多層回路基板の製造方法。
2. （２）前記（ａ）の工程において、切断除去された部分
   が貫通孔とならないように組み合わされることにより、
   その内部に回路を有する凹部を基板の表裏に形成したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の製造方法。
3. （３）前記導電回路（２）が両面に形成された複数の基
   板のうち、少なくとも１枚の基板はあらかじめスルホー
   ルメッキが施こされていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項又は第２項の製造方法。
4. （４）前記導電回路（２）の表面を形成する金属（３）
   がニッケル、金又はそれらの複合であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項〜第３項記載の製造方法。
5. （５）前記絶縁基板（イ）及び（ロ）が有機樹脂である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第４項記載の
   製造方法。
6. （６）前記スルホール（６）を形成した後、すべての導
   電回路が基板外形線上又は外部に引き出され接続されて
   いる多層回路基板であり、該接続導体を通してさらにメ
   ッキを施こした後所定の形状に切断加工し、該接続導体
   を分離して成る多層回路基板の製造方法。
7. （７）前記凹部内にも回路を有するスルホール多層回路
   基板は、プリント配線板、電子部品搭載用チップキャリ
   ア、ピングリッドアレイのいずれかであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項〜第６項記載の製造方法。