專利名稱:印刷電路板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種印刷電路板及其制造方法,適合具有高性能的各種電子機器的高密度安裝,并且具有優(yōu)異的耐彎曲剛性或吸濕特性和耐修復(fù)性。
特別是在最近,在快速安裝技術(shù)的進展的同時,強烈希望廉價地提供能夠在印刷電路板上直接并高密度地安裝LSI等半導(dǎo)體器件的裸芯片(ベァチシプ)的、并且還能對應(yīng)于高速信號處理電路的多層布線結(jié)構(gòu)的電路襯底。在這種多層布線電路襯底中,具有在細微的布線間距中形成的多層布線圖形間的高的電連接可靠性或優(yōu)化的高頻特性是重要的,以及要求與半導(dǎo)體裸芯片的高的連接可靠性。
針對該問題,在已有的多層電路板中具有一種樹脂多層電路板,代替成為層間連接主流的通孔內(nèi)壁的銅電鍍導(dǎo)體,在間隙式通孔(ィンタ-スティシヤルビアホ-ル)(也稱為IVH)中填充導(dǎo)體來實現(xiàn)連接可靠性提高的同時,能夠在部件脊面正下方或任意層間形成IVH的、可實現(xiàn)襯底尺寸小型化和高密度安裝的全層IVH結(jié)構(gòu)(特開平6-268345號公報)。
圖12A-圖12G公開了上述印刷電路板的制造方法。首先,如圖12A所示,在作為在芳族聚酰胺無紡布中浸含熱固化環(huán)氧樹脂的芳族聚酰胺環(huán)氧預(yù)浸料坯的多孔基材402的兩個面上層壓聚脂等分離膜401。接著,如圖12B所示,在多孔基材402的規(guī)定位置用激光加工方法形成通孔403。然后,如圖12C所示,在通孔403中填充導(dǎo)電糊劑404。作為填充方法,可在網(wǎng)印印刷機的臺上設(shè)置具有通孔403的多孔基材402,直接從分離膜401的上面印刷導(dǎo)電糊劑404。此時,印刷面的分離膜401實現(xiàn)印刷掩模的作用和防止多孔基材402表面的污染的作用。接著,從多孔基材402的兩個面上剝離分離膜401。接著,在多孔基材402的兩個面上貼附銅箔等金屬箔405。通過在此狀態(tài)下加熱加壓,如圖12D所示,壓縮多孔基材402,使其厚度變薄。此時,也壓縮通孔403內(nèi)的導(dǎo)電糊劑404,在此時壓出導(dǎo)電糊劑內(nèi)的粘合成分,加強了導(dǎo)電成分之間和導(dǎo)電成分與金屬箔405之間的結(jié)合,致密化導(dǎo)電糊劑404中的導(dǎo)電物質(zhì),得到層間的電連接。之后,固化作為多孔基材402的組成成分的熱固化樹脂和導(dǎo)電糊劑404。然后,如圖12E所示,選擇蝕刻在規(guī)定的圖形中的金屬箔405來完成兩面電路板。然后,如圖12F所示,在所述兩面電路板的兩側(cè)上貼附印刷導(dǎo)電糊劑408的多孔基材406和金屬箔407,加熱加壓后,如圖12G所示,通過按規(guī)定的圖形選擇蝕刻金屬箔407來完成多層電路板。
使用這些電路形成用襯底而形成的樹脂多層襯底具有所謂低膨脹率、低介電常數(shù)、重量輕的優(yōu)點,而被利用于大部分的電子機器中。
但是,在具有上述全層IVH結(jié)構(gòu)的樹脂多層電路板中,現(xiàn)在其主要構(gòu)成材料如上述,將芳族聚酰胺無紡布作為芯材,電絕緣性基材的構(gòu)成的環(huán)氧樹脂和芳族聚酰胺無紡布纖維變?yōu)榫鶆蚧旌系臓顟B(tài)。以芳族聚酰胺無紡布作為芯材的電絕緣性基材的厚度方向的熱膨長系數(shù)(也稱為CTE)為100ppm/℃左右,與形成全層IVH結(jié)構(gòu)的內(nèi)部轉(zhuǎn)接(ィニナ-ビフ)導(dǎo)體的CTE(約17ppm/℃)大不相同。
因此,因為在發(fā)生急劇溫度變化的電子機器的惡劣的使用環(huán)境下,可見若干特性劣化,所以期望可靠性高的印刷電路板。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種印刷電路板,加入上述第一目的中,通過變小絕緣襯底整體的熱膨脹系數(shù)(CTE)來改善布線圖形與絕緣襯底的粘接性和與內(nèi)部轉(zhuǎn)接導(dǎo)體的連接可靠性。
為了達到上述目的,對于本發(fā)明的第一個目的的印刷電路板,在電絕緣性基材的厚度方向上開的通孔中填充包含導(dǎo)電性填料的導(dǎo)體,由上述導(dǎo)體電連接在上述電絕緣性基材的兩個面上形成規(guī)定圖形的布線層,其特征在于上述電絕緣性基材由在玻璃纖維布(ガラスクロヌ)或玻璃無紡布中浸含混入微粒的熱固化環(huán)氧樹脂的基材形成,并且浸含在所述導(dǎo)體中的導(dǎo)電性填料的平均粒徑比所述微粒的平均粒徑大。
接著,本發(fā)明的第二個目的的印刷布線板的兩面的特征在于由內(nèi)層電路板和外層電路板構(gòu)成,該內(nèi)層電路板具有由第一內(nèi)部轉(zhuǎn)接導(dǎo)體連接的至少2層的第一布線圖形,該外層電路板具有在所述內(nèi)層電路板的兩面上通過在其內(nèi)部壓縮作為絕緣性基材的玻璃環(huán)氧樹脂而具有導(dǎo)電性的第二內(nèi)部轉(zhuǎn)接導(dǎo)體和配置在所述絕緣性基材的最外表面上的第二布線圖形,通過所述第二內(nèi)部轉(zhuǎn)接導(dǎo)體來電連接所述內(nèi)層電路板表面的所述第一布線圖形和所述外層電路板的所述第二布線圖形。
下面,對于本發(fā)明的第一個制造方法,其特征在于在玻璃纖維布或玻璃無紡布中浸含混入微粒的熱固化環(huán)氧樹脂的預(yù)浸料坯構(gòu)成的電絕緣性基材的兩個面上覆蓋分型膜后,設(shè)置通孔,在所述通孔中填充包含平均粒徑比所述微粒的平均粒徑大的導(dǎo)電填料的導(dǎo)體,在剝離所述分離膜后,在所述電絕緣性基材的兩側(cè)上重疊金屬箔,加熱加壓重疊所述金屬箔的所述電絕緣性基材,通過壓縮,將所述電絕緣性基材與所述金屬箔粘接,電連接所述金屬箔,將所述金屬箔形成為規(guī)定的圖形。
下面,對于本發(fā)明的第二個制造方法,其特征在于在具有由第一內(nèi)部轉(zhuǎn)接導(dǎo)體連接的至少2層第一布線圖形的內(nèi)層電路板的兩個面上,配置在任意位置的通孔內(nèi)填充形成第二內(nèi)部轉(zhuǎn)接導(dǎo)體用的導(dǎo)電糊劑的預(yù)浸料坯狀態(tài)的玻璃環(huán)氧樹脂絕緣襯底,之后,分別在所述兩個玻璃環(huán)氧樹脂絕緣襯底的外側(cè)配置銅箔后,通過從所述兩個銅箔的外側(cè)加壓、加熱所述內(nèi)層電路板和預(yù)浸料坯狀態(tài)的玻璃環(huán)氧樹脂絕緣襯底,在所述預(yù)浸料坯狀態(tài)的玻璃環(huán)氧樹脂絕緣襯底的內(nèi)部壓入突出所述內(nèi)層電路板的兩個面設(shè)置的布線圖形,同時,壓縮設(shè)置在所述玻璃環(huán)氧樹脂絕緣襯底上的所述導(dǎo)電糊劑,電連接所述最外層銅箔和所述內(nèi)層電路板的第一布線圖形后,選擇地蝕刻所述銅箔以形成第二布線圖形作為外層電路板。
發(fā)明的詳細說明根據(jù)本發(fā)明的第一印刷電路板,能夠提供一種印刷電路板,通過提高印刷電路板整體的耐濕性來優(yōu)化連接可靠性、耐修復(fù)性,并提高了電絕緣性基材的彎曲剛性等機械強度。另外,當(dāng)在構(gòu)成電絕緣性基材的環(huán)氧樹脂中混入無機填料時,提高了環(huán)氧樹脂的熔融粘度,抑制了加熱加壓時在電絕緣性基材和金屬箔的界面中產(chǎn)生的樹脂流動,通過防止環(huán)氧樹脂浸入金屬箔和導(dǎo)體的界面中,在導(dǎo)體中進行充分壓縮,得到穩(wěn)定的連接可靠性。
另外,無機填料的平均粒徑比導(dǎo)電性填料的平均粒徑小時,抑制了加熱加壓時導(dǎo)電性填料的擴散,在導(dǎo)體中進行充分壓縮,得到穩(wěn)定的連接可靠性。另外,無機填料的平均粒徑最好為導(dǎo)電性填料的平均粒徑的10-50%。
上述導(dǎo)電性填料可以使用金、銀、銅、鋁等的金屬粉。通路孔的孔徑約為50μm左右時,導(dǎo)電性填料的平均粒徑優(yōu)選為5μm左右,通路孔的孔徑約為30μm左右時,導(dǎo)電性填料的平均粒徑優(yōu)選為1~3μm左右。
另外,無機填料是從SiO2、TiO2、Al2O3、MgO、SiC和AlN粉末中選擇的至少一種時,可得到提高了彎曲強度等機械強度的印刷電路板。
另外,當(dāng)無機填料的添加量為25-45vol.%時,保證溶融粘度,并能夠在導(dǎo)體中進行充分壓縮。當(dāng)無機填料的添加量不足25vol.%時,不能得到充分的溶融粘度,因而引起過剩的樹脂流出,超過45vol.%時,環(huán)氧樹脂的流動性變差,不能在導(dǎo)體中進行充分壓縮,并降低了密封性。另外,無機填料的添加量最好為35-40vol.%。
另外,電絕緣性基材的厚度比在電絕緣性基材的厚度方向上開的通孔的直徑小時,能夠抑制使用激光加工機等形成通孔時的錐形,提供一種在保證剛性的同時薄型輕重量的印刷電路板。并且,電絕緣性基材的厚度越薄,因為越容易壓縮導(dǎo)體(僅分離膜的厚度部分,因為導(dǎo)體變厚,壓縮率變高。),所以對于通孔直徑為100-200μm而言,電絕緣性基材的厚度最好為50-100μm。
另外,當(dāng)預(yù)浸料坯的電絕緣性基材中含有空穴時,加熱加壓時僅壓縮空穴部分的電絕緣性基材,在導(dǎo)體中進行充分壓縮,得到穩(wěn)定的連接可靠性。
另外,在電絕緣性基材的厚度方向上開的通孔中填充的導(dǎo)體的厚度方向的熱膨脹系數(shù)(CTE)與電絕緣性基材厚度方向的熱膨脹系數(shù)基本相等時,即使在發(fā)生急劇溫度變化的環(huán)境下,也可抑制由CTE間隙產(chǎn)生的變形,得到穩(wěn)定的連接可靠性。并且,導(dǎo)體厚度方向的CTE最好等于電絕緣性基材厚度方向的CTE。
另外,可以是積層多個本發(fā)明的印刷電路板的多層印刷電路板。由此,可提供一種具有高可靠性的通路孔連接的多層印刷電路板。
另外,在本發(fā)明的多層印刷電路板中,在電絕緣性基材的厚度方向上開的通孔中填充的導(dǎo)體厚度基本相等時,能夠提供一種得到優(yōu)化的阻抗特性、適應(yīng)于高頻電路的印刷電路板。
另外,當(dāng)導(dǎo)體為導(dǎo)電性糊劑時,在通孔內(nèi)的導(dǎo)電性糊劑中進行壓縮時,導(dǎo)電性糊劑中的樹脂成分從通孔內(nèi)排出,致密化導(dǎo)電性糊劑中的導(dǎo)體成分,能夠形成具有高可靠性的通路孔連接。
另外,由激光加工機來形成通孔時,容易形成具有對應(yīng)于布線圖形細微化的細微直徑的通孔,并能以高速進行操作。
下面,根據(jù)本發(fā)明的第一制造方法,可提供一種兩面印刷電路板,優(yōu)化了耐濕性、連接可靠性或耐修復(fù)性,并提高了電絕緣性基材的彎曲剛性等機械強度。
另外,電絕緣性基材的厚度在加熱加壓前后變薄時,能夠在導(dǎo)體中進行充分壓縮。并且,為了抑制樹脂流動,電絕緣性基材的厚度在加熱加壓前后最好薄至10-15%。
另外,在電絕緣性基材的厚度方向開的通孔中填充的導(dǎo)體厚度在加熱加壓前后變薄時,通過充分壓縮,致密化導(dǎo)體中的導(dǎo)體成分,可形成具有高可靠性的通路孔連接。并且,導(dǎo)體的厚度通過加熱加壓最好薄至30-40%。
另外,當(dāng)加熱加壓后的電絕緣性基材的中央和周圍的厚度基本相等時,在加熱加壓時在電絕緣性基材整體中進行均勻壓縮,可抑制連接電阻的參差不齊。
另外,通過具有在所述兩面印刷電路板的兩側(cè)上粘附由在填充導(dǎo)體的玻璃纖維布或玻璃無紡布中浸含熱固化環(huán)氧樹脂的預(yù)浸料坯構(gòu)成的電絕緣性基材和金屬箔、加熱加壓后通過壓縮、在所述電絕緣性基材的表面樹脂層中埋置上述兩面印刷電路板的布線層后的整個導(dǎo)體厚度基本相等的工序和將所述金屬箔形成規(guī)定圖形的工序,能夠形成具有優(yōu)化可靠性的、能夠高密度安裝超小型化的電子部件等的致密布線圖形,可得到剛性高的薄型小型多層印刷電路板。
另外,通過具有在所述多個兩面印刷電路板之間匯集粘附由在填充導(dǎo)體的玻璃纖維布或玻璃無紡布中浸含熱固化環(huán)氧樹脂的預(yù)浸料坯構(gòu)成的電絕緣性基材、加熱加壓后通過壓縮、在所述電絕緣性基材的表面樹脂層中埋置上述兩面印刷電路板的布線層后的整個導(dǎo)體厚度基本相等的工序,能夠由較少的工序而廉價得到形成具有優(yōu)化可靠性的、能夠高密度安裝超小型化的電子部件等的致密布線圖形的多層印刷電路板。
下面,根據(jù)本發(fā)明的第二印刷電路板,通過配置作為外層電路板的、具有高機械強度和耐濕性的玻璃環(huán)氧樹脂襯底,可得到優(yōu)化高的彎曲強度和耐濕性的復(fù)合型印刷電路板。
另外,作為內(nèi)層電路板,最好使用在芳族聚酰胺無紡布中浸含熱固化性環(huán)氧樹脂的材料作為絕緣性基材,由此,可在絕緣性基材的任意位置上設(shè)細微直徑的第一內(nèi)部轉(zhuǎn)接導(dǎo)體,因為全層IVH結(jié)構(gòu),所以可得到形成高密度布線的印刷電路板。
另外,作為外層電路板,最好在浸含于玻璃纖維中的環(huán)氧樹脂中以30重量%-70重量%的范圍內(nèi)混合從SiO2、TiO2、Al2O3、MgO、SiC或AlN粉末等無機填料中選擇的至少一種,可由此提高彎曲強度,得到優(yōu)化壓縮性的印刷電路板。
下面,根據(jù)本發(fā)明的第二個制造方法,可提供一種優(yōu)化高的彎曲強度和耐濕性的復(fù)合印刷電路板。
下面參照附圖來具體說明本發(fā)明的實施例。
第一實施例圖1A-圖1F為表示本發(fā)明的第一實施例中的兩面電路板的制造方法的工序剖面圖。
首先,如圖1A所示,在電絕緣性基材102的兩個面上層壓聚脂等分離膜101,該電絕緣性基材102是在玻璃纖維布中浸含混入了40vol.%的平均粒子直徑為2μm的SiC的微粒后的熱固化環(huán)氧樹脂的玻璃環(huán)氧預(yù)浸坯料。在120℃下進行層壓。由此,稍熔融電絕緣性基材102的表面樹脂層后可貼附分離膜101。在本實施例中,作為電絕緣性基材,可使用玻璃纖維布厚度為100μm、表面樹脂層厚度為15μm、基材厚度為130μm的玻璃環(huán)氧預(yù)浸料坯。圖5是表示印刷電路板的基材樹脂層厚度與初始電阻值的依賴性的關(guān)系圖?;臉渲瑢拥暮穸茸儽?,則初始電阻值變低,在本實施例中使用樹脂層厚度為130μm的基材。之后,在分離膜中使用19μm厚的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。并且,使用玻璃無紡布來替代玻璃纖維布,可使用在表面形成樹脂層的電絕緣性基材。
另外,作為微粒,在無機填料中,除SiC外,還有SiO2、TiO2、Al2O3、MgO、和AlN,有機填料中,可包含苯并二氨基三嗪、聚酰胺、聚酰亞胺、三聚氰氨樹脂、環(huán)氧樹脂等,也可混合無機填料和有機填料。
接著,如圖1B所示,在電絕緣性基材102的規(guī)定位置中通過激光加工法來形成通孔103。由上述激光加工機形成的通孔的孔徑約為100μm。另外,在玻璃環(huán)氧的預(yù)浸料坯中包含10vol.%的空孔,空孔的直徑為3μm。
接著,如圖1C所示,在通孔103中填充導(dǎo)電糊劑104。作為填充方法,可由網(wǎng)印印刷機從分離膜101上直接印刷導(dǎo)電糊劑104來進行填充。此時,通過在印刷面和相對側(cè)介入日本紙等多孔片來進行真空吸附,吸取通孔103內(nèi)的導(dǎo)電糊劑104中的樹脂成分,能夠通過增加導(dǎo)體成分的比例來更致密地填充導(dǎo)體成分。另外,分離膜101可起印刷掩模的作用和防止多孔基材102表面的污染的作用。并且,導(dǎo)電糊劑中的導(dǎo)電填料的平均粒徑是5μm比空孔直徑大,并且還比微粒的粒徑大。
接著,如圖1D所示,從電絕緣性基材102的兩面剝離分離膜101,在電絕緣性基材102的兩面上重疊銅箔等金屬箔105,加熱加壓。加熱加壓由真空環(huán)境下進行。條件是溫度200℃,壓力4.9Mpa,真空度5.33×103Pa(40Torr),處理時間1小時。
通過在該條件下進行加熱加壓,如圖1E所示,壓縮電絕緣性基材102,其厚度變?yōu)橹醒胩帪?18μm,周圍116μm,中央與周圍的厚度差約為2%。全體的壓縮率約為10%。此時,也壓縮通孔103內(nèi)的導(dǎo)電糊劑104,此時壓出導(dǎo)電糊劑內(nèi)的粘合成分,加強導(dǎo)電成分間和導(dǎo)電成分與金屬箔105之間的結(jié)合,致密化導(dǎo)電糊劑104中的導(dǎo)電物質(zhì)。此時導(dǎo)體的壓縮率為(168-117)×100/168=30.4%。之后,通過在溫度200℃,壓力4.9Mpa,真空度5.33×103Pa(40Torr)下處理1小時來固化作為電絕緣性基材102組成成分的熱固化性樹脂和導(dǎo)電糊劑104。
最后,如圖1F所示,通過將金屬箔105選擇蝕刻為規(guī)定圖形,得到電絕緣性基材102表里的布線層106之間的電連接,完成兩面電路板。
在本實施例中,包含在導(dǎo)電性糊劑中的導(dǎo)電粉的平均粒徑為5μm,無機填料的平均粒徑為導(dǎo)電粉平均粒徑的40%。另外,導(dǎo)體厚度方向的CTE約為30ppm/℃,電絕緣性基材厚度方向的CTE約為20ppm/℃,導(dǎo)體的CTE比電絕緣性基材的CTE大。
由此,通過使用比微粒的平均粒徑大的填料,在加熱加壓時,在電絕緣性基材表面的樹脂層中,微粒變成阻擋而抑制了導(dǎo)電性填料的擴散,在導(dǎo)體中可進行充分壓縮,得到穩(wěn)定的連接可靠性,并得到優(yōu)化的吸濕特性。由此,焊劑浸泡或修復(fù)時,也可抑制由急劇的溫度變化引起的導(dǎo)體與布線層的剝離。
之后,在構(gòu)成電絕緣性基材的環(huán)氧樹脂中混合40vol.%的作為無機填料的SiC,平均粒徑為2μm。圖4A-C為表示印刷電路板電阻值的參差不齊的分布圖。如圖4A所示,在填料填充量為20vol.%的情況下,電阻值變得參差不齊。與此相對,如圖4B所示,在填料填充量為30vol.%的情況下,分布雖然集中,但可見若干參差不齊。因此,如圖4C所示,在填料填充量為40vol.%的情況下,可見集中的分布。
當(dāng)微粒的添加量為25-45vol.%時,因為可保證熔融粘度,并在導(dǎo)體內(nèi)進行充分壓縮,所以可得到穩(wěn)定的連接可靠性。當(dāng)微粒的添加量不足25vol.%時,不能得到充分的熔融粘度,因而在電絕緣性基材中引起過剩的樹脂流出,因為包含于導(dǎo)體內(nèi)的導(dǎo)電性填料擴散,所以導(dǎo)體內(nèi)的壓力也擴散。因此,擴散的導(dǎo)電性填料自身引起遷移,從而可能導(dǎo)致絕緣不良。另外,當(dāng)微粒的添加量超過45vol.%時,僅得到充分密封性的環(huán)氧樹脂的量不足,并且,環(huán)氧樹脂的流動性變差,不能在導(dǎo)體中進行充分壓縮。另外,期望微粒的添加量為30-35vol.%。
本實施例的印刷電路板提供了一種提高了電絕緣性基材的彎曲剛性等機械強度、并優(yōu)化了連接可靠性、吸濕特性的印刷電路板。
第二實施例圖2A-D為表示本發(fā)明的第二實施例中的兩面電路板的制造方法的工序剖面圖。
首先,如圖2A所示,準備與第一實施例的圖1F相同制作的芯部襯底201。
其次,如圖2B所示,在電絕緣性基材201的兩側(cè)上重疊第一實施例的圖1C工序中的電絕緣性基材202,并在其兩側(cè)上重疊金屬箔203,加熱加壓。加熱加壓由真空環(huán)境下進行。條件是溫度200℃,壓力4.9Mpa,真空度5.33×103Pa(40Torr),處理時間1小時。
通過加熱加壓,電絕緣性基材202壓縮變薄,之后,將布線層204埋入電絕緣性基材202中。此時,壓縮導(dǎo)電性糊劑205,壓出導(dǎo)電性糊劑內(nèi)的粘合劑成分,加強導(dǎo)電成分之間和導(dǎo)電成分與金屬箔之間的結(jié)合,致密化導(dǎo)電性糊劑205中的導(dǎo)電物質(zhì)。之后,固化作為電絕緣性基材202組成成分熱固化性樹脂和導(dǎo)電性糊劑205。
接著,如圖2C所示,通過將金屬箔203選擇蝕刻為規(guī)定圖形,可得到布線層204和布線層206之間的電連接,完成4層電路板。
最后,如圖2D所示,在4層電路板的兩側(cè)重疊電絕緣性基材207,經(jīng)過與圖2B、圖2C相同的工序,得到布線層206與布線層208之間的電連接,完成6層電路板。
本實施例的6層電路板可提供一種多層印刷電路板,通過由玻璃環(huán)氧樹脂構(gòu)成全層,形成可高密度安裝超小型化電子部件的致密布線圖形,優(yōu)化剛性、吸濕性或修復(fù)性。
第三實施例圖3A、圖3B為表示本發(fā)明的第三實施例中的兩面電路板的制造方法的工序剖面圖。
首先,如圖3A所示,準備3個與第一實施例的圖1F相同制作的芯部襯底301、2個第一實施例的圖1C工序中的電絕緣性基材302,在芯部襯底301之間分別重合電絕緣性基材302,加熱加壓。加熱加壓是由真空壓機進行。條件為溫度200℃,壓力4.9Mpa,真空度5.33×103Pa(40Torr),處理時間1小時。
通過加熱加壓,如圖3B所示,電絕緣性基材302壓縮變薄,之后,將布線層303埋入電絕緣性基材302中。此時,壓縮導(dǎo)電性糊劑304,壓出導(dǎo)電性糊劑內(nèi)的粘合劑成分,加強導(dǎo)電成分之間和導(dǎo)電成分與布線層303之間的結(jié)合,致密化導(dǎo)電性糊劑304中的導(dǎo)電物質(zhì)。之后,通過所述加熱加壓來固化作為電絕緣性基材302組成成分的熱固化性樹脂和導(dǎo)電性糊劑304,進行布線層303之間的電連接,完成6層電路板。
本實施例的6層電路板可以較少工序廉價地提供一種多層印刷電路板,通過由玻璃環(huán)氧樹脂構(gòu)成全層,進行集中積層來形成可高密度安裝超小型化電子部件的致密布線圖形,優(yōu)化剛性、吸濕性或修復(fù)性。
第四實施例圖6表示本發(fā)明的第四實施例的印刷電路板。將玻璃環(huán)氧樹脂作為絕緣性基材5的外層電路板6與第一實施例一樣制作。因此,在將形成第一內(nèi)部轉(zhuǎn)接導(dǎo)體1a和第一布線圖形2a的芳族聚酰胺環(huán)氧樹脂作為絕緣性基材3的3層結(jié)構(gòu)的全層IVH結(jié)構(gòu)的內(nèi)層電路板4的兩個面上配置外層電路板6,該外層電路板6將具有由第二內(nèi)部連接導(dǎo)體1b與內(nèi)層電路板4的第一布線圖形2a連接的最外層第二布線圖形2b的玻璃環(huán)氧樹脂作為絕緣性基材5。第二內(nèi)部轉(zhuǎn)接導(dǎo)體1b在積層并一體形成內(nèi)層電路板4和外層電路板6時,壓縮在通孔內(nèi)填充的導(dǎo)電性糊劑而形成。如此形成的第二內(nèi)部轉(zhuǎn)接導(dǎo)體1b具有足夠的導(dǎo)電性。
第五實施例下面,圖7為表示本發(fā)明的第五實施例的圖,與第四實施例不同的是,如圖7所示,內(nèi)層電路板4變?yōu)閷⒎甲寰埘0翻h(huán)氧樹脂作為絕緣性基材3的兩面電路板,其它結(jié)構(gòu)與第一實施例相同。
第六實施例下面,用圖8A-圖8C、在與圖6中相同部分中賦予相同參數(shù)來說明本發(fā)明第六實施例中的印刷電路板的制造方法。
如圖8A所示,在各層的第一布線圖形2a具有由第一內(nèi)部轉(zhuǎn)接導(dǎo)體1a連接的全層IVH結(jié)構(gòu)的內(nèi)層電路板4的兩個面上配置絕緣性基材5,該絕緣性基材5通過由印刷等填充以形成第二內(nèi)部轉(zhuǎn)接導(dǎo)體1b用的銀或銅等導(dǎo)電性粉末為主要成分的導(dǎo)電性糊劑7的預(yù)浸料坯狀態(tài)的玻璃環(huán)氧樹脂構(gòu)成,之后,在其兩個外側(cè)上配置銅箔8。
之后,如圖8B所示,從其兩側(cè)面用金屬模等沖壓機加熱加壓來壓縮、積層整體。由此在內(nèi)層電路板4的最外層形成的第一布線圖形2a在壓入壓縮前處于預(yù)浸料坯狀態(tài)下的玻璃環(huán)氧樹脂襯底5的表面層的內(nèi)部的同時,壓縮設(shè)置在玻璃環(huán)氧樹脂絕緣性基材5上的導(dǎo)電性糊劑7來產(chǎn)生導(dǎo)電性,形成第二內(nèi)部轉(zhuǎn)接導(dǎo)體1b來電連接第一布線圖形2a和銅箔8。此時,銅箔8通過流動的環(huán)氧樹脂層牢固地粘接在絕緣性基材5的表面上。
下面,如圖8C所示,通過由通常的光刻法選擇地將粘接在兩個面上的最外層銅箔8形成圖形來形成第二布線圖形2b,可得到由第一內(nèi)部轉(zhuǎn)接導(dǎo)體1a和第二內(nèi)部轉(zhuǎn)接導(dǎo)體1b相互連接第一布線圖形2a和第二布線圖形2b的多層結(jié)構(gòu)的復(fù)合印刷電路板。
圖9A是表示部分放大圖8A所示制造方法中在內(nèi)層電路板4上積層絕緣性基材5和銅箔8時的狀態(tài)的圖,如圖9A所示,由預(yù)浸料坯狀態(tài)的玻璃環(huán)氧樹脂構(gòu)成的絕緣性基材5為玻璃纖維5a凝聚在絕緣性基材的內(nèi)層、且環(huán)氧樹脂5b滯留在絕緣性基材5的表面上的狀態(tài)。
之后,如圖所示配置絕緣性基材5和內(nèi)層電路板4以及銅箔8后,通過從兩側(cè)面加熱加壓,如圖9B所示,內(nèi)層電路板4的布線圖形2a被壓入滯留在絕緣性基材5的表面上的環(huán)氧樹脂5b的內(nèi)部后形成埋入狀態(tài)。
另外,與此同時,填充在絕緣性基材5的通孔內(nèi)的導(dǎo)電性糊劑7的厚度從初始的t1壓縮至t2,能夠形成低阻抗的第二內(nèi)部轉(zhuǎn)接導(dǎo)體1b,并電連接內(nèi)層電路板4的第一布線圖形2a和銅箔8。
下面,圖10表示向圖9A-圖9B所示添加在玻璃環(huán)氧樹脂中混入30重量%-70重量%的范圍內(nèi)的SiO2、TiO2、Al2O3、MgO、SiC或AlN等粉末構(gòu)成的無機填料9的至少一種來用作絕緣性基材的情況下的外層電路板10。通過添加無機填料9,提高了環(huán)氧樹脂的粘性,因為可防止電絕緣性環(huán)氧樹脂浸入第一布線圖形2a或銅箔8與導(dǎo)電性糊劑的界面內(nèi),所以可提高電連接可靠性。并且也能實現(xiàn)印刷電路板的機械強度的提高。如上所述,加熱加壓導(dǎo)電性糊劑來形成第二布線圖形1b。
另外,通過混入無機填料,因為絕緣性基材的厚度方向的CTE減小至20ppm-30ppm,接近內(nèi)部轉(zhuǎn)接導(dǎo)體的CTE(約17ppm),所以在提高布線圖形與內(nèi)部轉(zhuǎn)接導(dǎo)體的連接可靠性的同時,由于也減小了印刷電路板平面方向的熱膨脹系數(shù),所以在安裝半導(dǎo)體芯片的時候可提高其連接可靠性。
圖11是測定構(gòu)成涉及本發(fā)明的印刷電路板的內(nèi)層電路板4、外層電路板6和添加無機填料的外層電路板10的各自彎曲剛性的圖,從圖中可知,由環(huán)氧樹脂構(gòu)成的外層電路板6具有比由芳族聚酰胺環(huán)氧樹脂構(gòu)成的內(nèi)層電路板4高的彎曲強度,添加了無機填料的外層電路板10具有更優(yōu)化的彎曲強度。
另外,在由芳族聚酰胺環(huán)氧樹脂構(gòu)成的內(nèi)層電路板4的兩側(cè)面上配置由玻璃環(huán)氧樹脂構(gòu)成的外層電路板6或10的涉及本發(fā)明的印刷電路板可具有優(yōu)化各種電子部件的安裝可靠性、部件的修復(fù)性和耐濕性等特性。
另外,當(dāng)無機填料9的添加量不足30重量%時,不能期待提高機械強度,超過70重量%時,環(huán)氧樹脂的流動性變差,降低了對玻璃纖維的浸含性,難以得到均勻的玻璃環(huán)氧樹脂絕緣襯底。
符號的說明1a第1內(nèi)部轉(zhuǎn)接導(dǎo)體1b第2內(nèi)部轉(zhuǎn)接導(dǎo)體2a第1布線圖形2b第2布線圖形3,5絕緣基材4內(nèi)層電路板5a玻璃纖維5b環(huán)氧樹脂6,10外層電路板7導(dǎo)電性糊劑8銅箔9無機填料101,401分離膜102,202,207,302電絕緣性基材402,406多孔基材103,403貫通孔104,205,304,404,408導(dǎo)電性糊劑105,203,405,407金屬箔201,301芯基板204,206,208,303布線層
權(quán)利要求
1.一種印刷電路板,它是在電絕緣性基材的厚度方向上開的通孔中填充包含導(dǎo)電性填料的導(dǎo)體,由上述導(dǎo)體電連接在上述電絕緣性基材的兩個面上形成規(guī)定圖形的布線層的印刷電路板,其特征在于上述電絕緣性基材由包含在玻璃纖維布或玻璃無紡布中浸含混入微粒的熱固化環(huán)氧樹脂的基材的材料形成,并且浸含在所述導(dǎo)體中的導(dǎo)電性填料的平均粒徑比所述微粒的平均粒徑大。
2.權(quán)利要求1所述的印刷電路板,其特征在于所述微粒是從Si2、TiO2、Al2O3、MgO、SiC和AIN粉末中選擇的至少一種無機填料。
3.權(quán)利要求1或2所述的印刷電路板,其特征在于填充在開在所述電絕緣性基材的厚度方向上的通孔內(nèi)的導(dǎo)體厚度方向的熱膨脹系數(shù)比電絕緣性基材厚度方向的熱膨脹系數(shù)大。
4.權(quán)利要求1至3的任一項印刷電路板,其特征在于所述微粒的添加量為25-50vol.%。
5.權(quán)利要求1至4的任一項所述的印刷電路板,其特征在于所述電絕緣性基材的厚度比開在電絕緣性基材的厚度方向上的通孔的直徑小。
6.權(quán)利要求1至5的任一項所述的印刷電路板,其特征在于在所述預(yù)浸料坯狀態(tài)的電絕緣性基材中含有空穴。
7.權(quán)利要求1至6的任一項所述的印刷電路板,其特征在于所述印刷電路板為一個。
8.權(quán)利要求1至7的任一項所述的印刷電路板,其特征在于所述印刷電路板為積層多個的多層印刷電路板。
9.權(quán)利要求8所述的印刷電路板,其特征在于填充在所述多層印刷電路板的電絕緣性基材厚度方向所開的通孔中的導(dǎo)體厚度基本相等。
10.權(quán)利要求1至9的任一項所述的印刷電路板,其特征在于所述電絕緣性基材將在玻璃纖維布或玻璃無紡布中浸含混入微粒的熱固化環(huán)氧樹脂的基材作為外層電路板,將具有由通過壓縮賦予導(dǎo)電性的內(nèi)部轉(zhuǎn)接導(dǎo)體電連接的至少2層布線圖形的電路板作為內(nèi)層電路板,電連接所述外層電路板的布線圖形和所述內(nèi)層電路板的布線圖形。
11.權(quán)利要求10所述的印刷電路板,其特征在于所述內(nèi)層電路板為在芳族聚酰胺中浸含熱固化環(huán)氧樹脂的絕緣基材。
12.權(quán)利要求10所述的印刷電路板,其特征在于外層電路板至少多層形成于一側(cè)的面上。
13.一種印刷電路板的制造方法,它是權(quán)利要求1至9的任一項所述的印刷電路板的制造方法,其特征在于在玻璃纖維布或玻璃無紡布中浸含混入微粒的熱固化環(huán)氧樹脂的預(yù)浸料坯構(gòu)成的電絕緣性基材的兩個面上覆蓋分型膜后,設(shè)置通孔,在所述通孔中填充包含平均粒徑比所述微粒的平均粒徑大的的導(dǎo)電性填料的導(dǎo)體,在剝離所述分離膜后,在所述電絕緣性基材的兩側(cè)上重疊金屬箔,加熱加壓重疊所述金屬箔的所述電絕緣性基材,通過壓縮,將所述電絕緣性基材與所述金屬箔粘接,電連接所述金屬箔,將所述金屬箔形成為規(guī)定的圖形。
14.權(quán)利要求13所述的印刷電路板的制造方法,其特征在于預(yù)浸料坯的表面樹脂層的厚度為5μm以上25μm以下。
15.權(quán)利要求13或14所述的印刷電路板的制造方法,其特征在于在所述預(yù)浸料坯狀態(tài)的電絕緣性基材中含有空穴。
16.權(quán)利要求13-15的任一項所述的印刷電路板的制造方法,其特征在于空孔的直徑比包含于導(dǎo)體中的導(dǎo)電性填料的直徑小。
17.權(quán)利要求13-16的任一項所述的印刷電路板的制造方法,其特征在于通過加熱加壓,變薄電絕緣性基材的厚度。
18.權(quán)利要求13-16的任一項所述的印刷電路板的制造方法,其特征在于通過加熱加壓來變薄填充于開在電絕緣性基材厚度方向上的通孔中的導(dǎo)體的厚度。
19.權(quán)利要求13-18的任一項所述的印刷電路板的制造方法,其特征在于加熱加壓后的電絕緣性基材的中央與周圍的厚度基本相等。
20.一種印刷電路板的制造方法,通過在由權(quán)利要求13-19的任一所述的制造方法形成的印刷電路板的兩側(cè)上貼附由浸含了在填充導(dǎo)體的玻璃纖維布或玻璃無紡布中混入微粒的熱固化環(huán)氧樹脂的預(yù)浸料坯所構(gòu)成的電絕緣性基材和金屬箔、加熱加壓后壓縮,在所述電絕緣性基材的表面樹脂層中埋置所述印刷電路板,將所述金屬箔形成為規(guī)定的圖形。
21.一種印刷電路板的制造方法,通過在由權(quán)利要求13-19的任一項所述的制造方法形成的多個兩面印刷電路板之間集中貼附由浸含了在填充導(dǎo)體的玻璃纖維布或玻璃無紡布中混入微粒的熱固化環(huán)氧樹脂的預(yù)浸料坯所構(gòu)成的電絕緣性基材、加熱加壓后壓縮,在所述電絕緣性基材的表面樹脂層中埋置所述印刷電路板,全部導(dǎo)體的厚度基本相等。
22.一種印刷電路板的制造方法,它是權(quán)利要求10-12的任一項所述的印刷電路板的制造方法,其特征在于在具有由第一內(nèi)部轉(zhuǎn)接導(dǎo)體連接的至少2層第一布線圖形的可壓縮的內(nèi)層電路板的兩個面上,配置在任意位置的通孔內(nèi)填充形成第二內(nèi)部轉(zhuǎn)接導(dǎo)體用的導(dǎo)電性糊劑的預(yù)浸料坯狀態(tài)的玻璃環(huán)氧樹脂絕緣襯底,之后,分別在所述兩個玻璃環(huán)氧樹脂絕緣襯底的外側(cè)配置銅箔后,通過從所述兩個銅箔的外側(cè)加壓、加熱所述內(nèi)層電路板和預(yù)浸料坯狀態(tài)的玻璃環(huán)氧樹脂絕緣襯底,在所述預(yù)浸料坯狀態(tài)的玻璃環(huán)氧樹脂絕緣襯底的內(nèi)部壓入突出所述內(nèi)層電路板的兩個面設(shè)置的布線圖形,同時,壓縮設(shè)置在所述玻璃環(huán)氧樹脂絕緣襯底上的所述導(dǎo)電糊劑,電連接所述最外層銅箔和所述內(nèi)層電路板的第一布線圖形后,選擇地蝕刻所述銅箔以形成第二布線圖形作為外層電路板。
全文摘要
一種印刷電路板及其制法,在電絕緣性基材(201)的厚度方向開的通孔中填充含導(dǎo)電性填料的導(dǎo)體(205),在通過所述導(dǎo)體(205)將形成規(guī)定圖形的布線層(204、206、208)電連接在所述電絕緣性基材的兩面上的印刷電路板中,所述電絕緣性基材(201)由在玻璃布或玻璃無紡布中浸含混入微粒的熱固化環(huán)氧樹脂的基材形成,并且,含于所述導(dǎo)體中的導(dǎo)電性填料的平均粒徑比所述微粒的平均粒徑大。由此,可提高印刷電路板整體的耐濕性,優(yōu)化連接可靠性、耐修復(fù)性,并提高電絕緣性基材的彎曲剛性等機構(gòu)強度。
文檔編號H05K3/46GK1336789SQ0112212
公開日2002年2月20日 申請日期2001年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月14日
發(fā)明者安藤大藏, 越后文雄, 中村禎志, 仲谷安廣, 上田洋二, 西山東作, 越智正三 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社