專利名稱：多層電路板的形成方法及多層電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)使電子電路成層形成的多層電路，在每層電子電路層上面都裝有電子元件，以及形成上述多層電路板的方法。
背景技術(shù)：
參考圖5，6和7，用于形成多層電路板的常規(guī)方法描述如下?？砂堰@些方法概括地分為兩大類，在本文后面把它們稱之為接續(xù)形成方法和逐步形成方法。
在接續(xù)形成方法中，把事先準(zhǔn)備好所需數(shù)目的電路板使它們成層以便彼此連接，從而形成多路電路板。
在逐步形成方法中，首先形成一層電路板，然后再在它上面形成另一層電路板。重復(fù)這過(guò)程形成具有整體成層的所需數(shù)目的電路板。
圖5和圖6示出上述接續(xù)形成方法的一個(gè)例子。在這方法中，絕緣材料7與銅薄片8層壓在一起，然后腐蝕銅薄片8以形成電子電路。于是，在它上面安裝著上述電子電路的電路板就被形成了。然后把多個(gè)這樣的電路板彼此連接起來(lái)就形成了多層電路板。
圖5是通過(guò)由4層電路板C1，C2，C3和C4彼此連接(使其成層)結(jié)構(gòu)的多層電路板MSc1的橫截面圖。在下文中，把電路板C1，C2，C3和C4合稱為電路板C。每塊電路板C通過(guò)把熱塑粘合絕緣材料7與銅薄片8層壓在一起而形成，制作穿透絕緣材料7和銅薄片8這兩者的小孔來(lái)形成通路孔4，再腐蝕銅薄片來(lái)形成預(yù)定的電子電路。
通過(guò)由鉆孔，激光加工，或壓力加工的過(guò)程制作小孔。通常，這些小孔是通過(guò)激光加工或鉆孔一個(gè)一個(gè)地制作的。然后，通過(guò)印刷方法或定量涂敷機(jī)用導(dǎo)電材料來(lái)填充和涂敷每個(gè)小孔的內(nèi)壁來(lái)形成通路孔4。照這樣，就分別準(zhǔn)備好了電路板C1，C2，C3和C4。
圖6示出把第二層電路板C2放到第一層電路板C1上的過(guò)程。為了使電路板C1和電路板C2放在一起使其成層，可以認(rèn)為這些電路板已經(jīng)以如設(shè)計(jì)一樣的高精度尺寸來(lái)完成的，認(rèn)為這些電路和它們的元件是被按需求以所規(guī)定的高精度位置關(guān)系放置的，以致彼此不會(huì)干擾。
用以高度的位置精確度被放置在具有高度的尺寸精確度來(lái)準(zhǔn)備的這些電路板C1和C2，在預(yù)定溫度和壓力下對(duì)那些電路板的上面和下面加熱和加壓，從而由于絕緣材料7的熱塑性和粘結(jié)性在它們的表面上彼此連接起來(lái)。隨著這樣的熱和壓力，形成電子電路的銅薄片8除了被卷縮到通路孔4之外，還被嵌進(jìn)接觸著的絕緣材料7中，從而保證了在這些層之間的電導(dǎo)。同樣，順序連接電路板C3和電路板C4，從而形成多層電路板MSc1。
圖7示出上面的逐步形成方法的一個(gè)例子。在這方法中，隨著絲網(wǎng)印刷的采用，多塊電路板一塊塊地依次形成。在圖7中，在橫截面的圖解說(shuō)明中指出了有另一電路板形成在第一層電路板上。在過(guò)程P1中，示出了第一層已完成的電路板Ca的橫截面。在過(guò)程P2中，在過(guò)程P1中獲得的電路板的上面敷設(shè)了絕緣材料3作為第二層電路板Cb(未示出)。在過(guò)程P3中，在過(guò)程2中獲得的電路板Ca，還用第二層電路板Cb的導(dǎo)體2b來(lái)敷設(shè)。為便于描述，在本文后面按需要把對(duì)應(yīng)于過(guò)程P1，P2和P3的電路板分別稱之為電路板Cc(P1)，電路板Cc(P2)和電路板Cc(P3)。
電路板Ca是在過(guò)程P1中按下列步驟來(lái)完成的。首先，在絕緣的基底材料1a上制作一小孔，在其內(nèi)壁用電導(dǎo)材料來(lái)涂敷或填充以形成通路孔4a，其次，由相同導(dǎo)電材料制成的導(dǎo)體2a通過(guò)絲網(wǎng)印刷按預(yù)定的圖案印刷在絕緣基底材料的兩個(gè)面上以便與通路孔4a相接觸，從而印刷成第一層的電子電路。然后，通過(guò)干燥使導(dǎo)體2a變硬來(lái)完成電路板Ca。這里，在絕緣的基底材料1a的上面具有印刷著導(dǎo)體的部分Pp，在它上面印刷著導(dǎo)體2a以及未印刷著導(dǎo)體部分Pn，在它上面未印刷上導(dǎo)體2a。在印刷著導(dǎo)體部分Pp和未印刷著導(dǎo)體部分Pn間的一個(gè)高度差形成了一個(gè)臺(tái)階Dh，它代表離絕緣的基底材料1a的高度。
電路板Cc(P2)是在過(guò)程P2中按下列步驟完成的，除了在隨后的過(guò)程中在導(dǎo)體2a上形成通路孔4a的預(yù)定區(qū)域(在本文后面這樣一種區(qū)域被稱為“通路孔形成部分”外，把絕緣材料3絲網(wǎng)印刷到整個(gè)電路板Cc(P1)的上表面，從而形成要與第二層電路板Cb(未示出)相接觸的絕緣層L1。在形成的絕緣層L1的上表面明顯地反映出位于絕緣層L1下面的電路板Cc(P1)表面的凹凸不平處。這些凹凸不平處包括其中細(xì)微的一種是由導(dǎo)體2a特性或印刷板網(wǎng)格引起的而其中大的一種則是由印刷著導(dǎo)體部分Pp和未印刷著導(dǎo)體部分Pn引起的。尤其是，對(duì)應(yīng)于一組印刷著導(dǎo)體部分Pp和未印刷著導(dǎo)體部分Pn的部分絕緣層L1上具有大的凹/凸部分5。這凹/凸部分5包括對(duì)應(yīng)于未印刷著導(dǎo)體部分Pn的凹部分5n和對(duì)應(yīng)于印刷著導(dǎo)體部分Pp的凸部分5P。
電路板Cc(P3)是在過(guò)程P3中按下列步驟完成的。在過(guò)程P2獲得的電路板Cc(P2)中，在通過(guò)干燥使絕緣材料3變硬后，在上面通路孔形成部分的內(nèi)壁上涂敷或填充導(dǎo)電材料2a來(lái)形成通路孔4a。而且，在絕緣材料3上已經(jīng)印刷了用來(lái)形成第二層電子電路的導(dǎo)體2b。注意到，導(dǎo)體2b是經(jīng)過(guò)通路孔4a連接到第一層導(dǎo)體2a的。
導(dǎo)體2b對(duì)絕緣層3的附著狀態(tài)根據(jù)絕緣層L1表面的凹凸不平處而變的。這是因?yàn)閺慕z網(wǎng)印刷板到在其上印刷著導(dǎo)體2b的絕緣材料3的距離上，在凹部分與凸部分之間存在著差異。由于這個(gè)原因，導(dǎo)體2b以不規(guī)則的方式被印刷在絕緣材料3上。因此，所設(shè)計(jì)的導(dǎo)體2b的區(qū)域被改變成產(chǎn)生所設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確區(qū)域部分和被減小的區(qū)域部分6(未示出)。也即，當(dāng)減小區(qū)域發(fā)生時(shí)，用導(dǎo)體2b形成的電路圖案的有效寬度部分變小。并且，導(dǎo)體2b的區(qū)域被改變相當(dāng)于是電子電路的電性被改變。所以，上述不規(guī)定的印刷板大地使所設(shè)計(jì)電子電路的電特性變壞。
為了要抑制上述變壞，應(yīng)這樣來(lái)設(shè)置導(dǎo)體2b的印刷寬度，使之能考慮到這種被減小區(qū)域部分6。但是，這種處理不足以消除象在上述凹/凸部分5中出現(xiàn)的特別顯著的上述情況。此外，電路板層數(shù)愈大，被減小區(qū)域部分6的數(shù)和尺寸愈大。因此，當(dāng)層數(shù)增加時(shí)，要準(zhǔn)確形成電子電路就變得困難。于是，由于被減小區(qū)域部分6的原因，就限制了可以成層的電路板C的數(shù)目。
在第10-335787號(hào)(1998-335787)的日本專利公開(kāi)文本中提出了一種用于形成電路板的示范方法。在這方法中，把轉(zhuǎn)移薄片放在包含有機(jī)樹(shù)脂的絕緣板上，在該薄片中有一薄層金屬直接粘合到樹(shù)脂薄膜，然后，為了把金屬薄層轉(zhuǎn)移到該絕緣板，剝?nèi)ピ摌?shù)脂薄膜，從而在絕緣板表面上形成了金屬線的電路。
在上述接續(xù)形成方法中，待連接在一起的電路板必須以高精度的尺寸事先分別準(zhǔn)備好。同樣，這些電路板必須要有高精度的位置連接在一起，使得諸電路和諸元件不會(huì)與其它的電路和元件干擾。考慮到這兩類精確度，如果不適當(dāng)?shù)乜刂瞥叽绾臀恢蒙系钠?，那末?dāng)待連接電路板的數(shù)目增加時(shí)，這些偏差會(huì)累積起來(lái)，從而不便地限制了電路板層壓的數(shù)目，并且，在最壞的時(shí)候，會(huì)使不可能完成它本身的連接過(guò)程。
即使在精確度上的這些偏差被適當(dāng)?shù)乜刂?，但如果通過(guò)加熱和加壓過(guò)程在電路板間的位置關(guān)系有了變化，那末上述那些麻煩亦會(huì)發(fā)生。在加熱和加壓過(guò)程中，成層的諸電路板同時(shí)被加熱，引起絕緣材料軟化和變形。這往往會(huì)引起在各層間位置上的偏差。由于這個(gè)原因，也必須在加熱和加壓過(guò)程中控制位置的精確性。而且，為準(zhǔn)備通路孔的制作小孔的操作要化一些時(shí)間和幾個(gè)過(guò)程，從而，在這個(gè)方法中造成所需過(guò)程數(shù)的增加。
另一方面，在上述逐步形成方法中，在事先形成的電路板上具有印刷在它上面的另一電路板的元件及它們的連接元件。因此，不會(huì)發(fā)生在接續(xù)形成方法中的諸如在電路板間的關(guān)于位置上的高精度和要增加過(guò)程數(shù)以便制作用于準(zhǔn)備通路孔的小孔的上述諸問(wèn)題。不過(guò)，在導(dǎo)體上在上述凹/凸部處被減小區(qū)域部分的出現(xiàn)是特別顯著的。而且，電路板層愈多，被減小區(qū)域部分的數(shù)目和尺寸亦愈多。由于這個(gè)原因，當(dāng)層數(shù)增加時(shí)，要形成如所設(shè)計(jì)的電子電路變得困難了。因此，由于被減小區(qū)域部分的原因，可以成層的電路數(shù)受到限制。再有，要消除由導(dǎo)體印刷而引起的被減小區(qū)域部分是困難的，就是說(shuō)，無(wú)論每個(gè)導(dǎo)體的印刷寬度是如何來(lái)設(shè)定，以致于能考慮到這種被減小區(qū)域部分的出現(xiàn)，但總會(huì)有個(gè)限制。因此，準(zhǔn)確電路的形成是困難的，而同樣，層數(shù)上有一個(gè)限制。
在上述接續(xù)形成方法中，導(dǎo)體是根據(jù)預(yù)定的尺寸和形狀在事先形成的。因此，不會(huì)出現(xiàn)像在逐步形成方法中出現(xiàn)的被減小區(qū)域部分。不過(guò)，在接續(xù)形成方法中，多個(gè)電路板通過(guò)加熱和加壓來(lái)軟化電路板的絕緣材料，從而把導(dǎo)體嵌入同時(shí)也與這些電路相連接。因此，在連接過(guò)程中不能直接控制加在絕緣材料和導(dǎo)體的溫度和壓力。因此，都不能控制絕緣材料和導(dǎo)體在位置上的和在尺寸上的準(zhǔn)確性。還有，也都不能控制由絕緣材料和導(dǎo)體組成的多層電路板在位置上和在尺寸上的精確性。
如果把采用轉(zhuǎn)移薄片為形成電路板的上述方法。應(yīng)用到連續(xù)形成方法中，則對(duì)尺寸精確度控制有望有所改善，但是不能指望對(duì)多個(gè)電路板的位置精確度控制能有所改善。而且，即使轉(zhuǎn)移薄片方法能應(yīng)用于逐步形成方法，還是不能解決被減小區(qū)域部分的問(wèn)題。因此，要解決由上面提到的、形成多層電路板的常規(guī)方法所獨(dú)有的問(wèn)題引起的各種缺點(diǎn)是不可能的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的意圖是要解決上面的諸缺點(diǎn)。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供具有高度精確和質(zhì)量的多層電路板以及形成上述多層電路板的方法。在該多層電路板中，可以容易地控制與相互成層的諸電路板的尺寸精確度和在它們間的位置精確度。同樣，也可解決各電路板表面的凹凸不平的地方。
為了達(dá)到上面提到的目的，本發(fā)明以形成多層電路板的方法為目標(biāo)，包括形成第一電路的第一電路形成過(guò)程，該第一電路由絕緣材料制成的平坦絕緣板的第一平坦表面上在一預(yù)定圖案上的導(dǎo)體制成的，該絕緣板還具有與第一平坦表面平行的第二平坦表面；把第一電路嵌入第一絕緣板的第一電路嵌入過(guò)程，這樣，第一表面和第一電路具有預(yù)定的表面平坦度且第一表面相對(duì)于第二平坦表面具有預(yù)定的平行度；在嵌入第一電路的部分表面上形成用于為通路孔形成定位孔的掩膜的掩膜形成過(guò)程；通過(guò)把絕緣材料作為薄層施加到第一平坦表面形成絕緣材料層的絕緣層形成過(guò)程，該第一平坦表面除了具有設(shè)置掩膜的部分表面外具有形成在其上面的掩膜；整平絕緣材料層表面，使得絕緣材料層表面具有平表面平坦度且相對(duì)于第二平坦表面的平行度的絕緣材料層整平過(guò)程；以及通過(guò)從第一電路隨著絕緣材料層被整平除去掩膜來(lái)形成定位孔的定位孔形成過(guò)程。
當(dāng)與附圖一起時(shí)，從本發(fā)明下列詳細(xì)描述中，可對(duì)本發(fā)明的這些和其它目的，特性，情況和優(yōu)點(diǎn)將變得更為清楚。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例形成多層電路板過(guò)程的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例多層電路板的橫截面圖；圖3是示出示于圖2的形成多層電路板過(guò)程的示意圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例形成多層電路板過(guò)程的示意圖；圖5是常規(guī)多層電路板的橫截面圖；圖6是示出示于圖5的形成多層電路板過(guò)程的示意圖；圖7是示出形成為一常規(guī)多層電路板過(guò)程的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在對(duì)本發(fā)明諸實(shí)施例進(jìn)行專門描述以前，在下面首先描述本發(fā)明的基本概念。本發(fā)明除了要改良將要成層諸電路板的位置和尺寸精確度之外，還要防止在上述采用絲網(wǎng)印刷的逐步形成方法中出現(xiàn)被減小的區(qū)域部分。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，進(jìn)一步發(fā)展了在常規(guī)接續(xù)形成方法中用于對(duì)事先準(zhǔn)備好的電路板進(jìn)行加熱和加壓并把一導(dǎo)體嵌入絕緣材料，并在那里相接觸的過(guò)程，和進(jìn)一步利用在逐步形成方法中敷設(shè)下一塊電路板的另一導(dǎo)體的接著發(fā)生的過(guò)程。與常規(guī)接續(xù)形成方法不一樣，本發(fā)明的方法能解決一個(gè)問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題是由于為電路板所需的加熱和加壓過(guò)程，要直接控制導(dǎo)體和絕緣材料位置和尺寸的精確度是不可能的，從而，反過(guò)來(lái)使得直接控制在電路板及導(dǎo)體和絕緣材料間的上述精確度成為不可能的。而且，本發(fā)明的方法能直接控制為導(dǎo)體和絕緣材料設(shè)置的溫度和壓力條件，而這在接續(xù)形成方法中只能簡(jiǎn)接地控制。因此，不僅可能保證多層電路板的尺寸精確度，而且還能保證在形成多層電路板的諸電路板相應(yīng)層上元件的尺寸和位置的精確度。
(第一實(shí)施例)參考圖1，在下面描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例形成多層電路板的方法。根據(jù)本發(fā)明多層電路板MS1是通過(guò)采用象在上述常規(guī)逐步形成方法中同樣的絲網(wǎng)印刷法形成的。
圖1示出了從通過(guò)采用絲網(wǎng)印刷方法的第一層電路板開(kāi)始逐個(gè)地依次形成電路板的過(guò)程，這過(guò)程包括按逐步示出的過(guò)程P1p，P2p，P3p，P4p，P5p，P6p，P7p和P8p。為便于描述，對(duì)應(yīng)于這些過(guò)程的電路板，在本文下面分別被稱為電路板CP(P1p)，電路板CP(P2p)，電路板CP(P3p)，電路板CP(P4p)，電路板CP(P5p)，電路板CP(P6p)，電路板CP(P7p)和電路板CP(P8p)。
在過(guò)程P1p中，把形成第一層電路板CP的絕緣板放在具有預(yù)定平坦度的襯墊18上。在絕緣板11a上絲網(wǎng)印刷了導(dǎo)體12a，來(lái)形成電子電路，然后燃煅。
在過(guò)程P2p中，隨著電路板CP(P1p)被加熱并維持在預(yù)定溫度下來(lái)軟化絕緣板11a，把具有預(yù)定表面平坦度S′的推板(push plate)19在預(yù)定壓力F下壓到導(dǎo)體12a上一段預(yù)定時(shí)間t，使得推板19相對(duì)于襯墊18有預(yù)定平行度。要注意，在圖1中，為了較好的視見(jiàn)度沒(méi)有示出用于維持加到電路板CP上熱的裝置和用于施加預(yù)定壓力到推板19的裝置。
絕緣板11a可以是任意的，只要它是由具有塑性的元素和電絕緣元素的樹(shù)脂制成就可。絕緣板11a的例子包括聚酯樹(shù)脂，環(huán)氧樹(shù)脂，聚酰亞胺樹(shù)脂，和聚烯烴樹(shù)脂的薄膜或薄片。
此外，導(dǎo)體12a可由導(dǎo)電金屬制成，且可以是金、銀、銅、鎳、錫或鈀，或它們的混合物的粉末或粒子。換句話說(shuō)，導(dǎo)體12a可以是具有可印刷的粘滯性和攪溶性的奶油狀粉末或粒子。上述奶油狀粉末或粒子可以是那些主要由上面提及的任何金屬形成的合金與作為粘合劑的樹(shù)脂混合的流體。換句話說(shuō)，上述奶油狀粉末或粒子可以是每個(gè)用包括塑性元素樹(shù)脂鍍上的粉末或粒子，以便形成微膠囊，然后在預(yù)定溫度或被一種溶劑使其產(chǎn)生具有粘合性。
在過(guò)程P3p中，撤去了被推板19施加的壓力，然后冷卻絕緣板。于是，絕緣板11a的上表面變成平坦，且有導(dǎo)體12a被嵌在它的里面。因此，具有嵌合在其里面導(dǎo)體12a的絕緣板11a的上表面，除了有相對(duì)于緊靠著襯墊18絕緣板11a下表面的預(yù)定的平行度P之外，還有預(yù)定的表面平坦度S。這樣來(lái)選擇上面推板19的表面平坦度S′和平等度P′，使得具有嵌入在其內(nèi)的導(dǎo)體12a的絕緣板11a上表面的表面平坦度S和平行度P范圍下列方程(1)和(2)S＜10μm……(1)和P＜10μm……(2)。
而且，較佳的是，S＜5μm和P＜5μm。
在采用由聚酯樹(shù)脂制成的絕緣板11a的示范案例中，上述的加熱溫度T是100℃到200℃，而壓力F是20×106Pa到5×106Pa。這加熱溫度T和壓力P是有相互關(guān)系的。作為例子，如果加熱溫度T是100℃，則壓力F是5×106Pa。就是說(shuō)，在加熱溫度T和壓力F間的關(guān)系可由下列方程(3)表達(dá)300×106Pa≤T×F≤600×106Pa……(3)而且，更佳的是，可把加熱工T和壓力F選擇得以致滿足下列方程(4)400×106Pa≤T×F≤500×106Pa……(4)為了要在預(yù)定溫度T加熱電路板CP(P1a)，可把推板19按所需所加熱。而且，也把襯墊18加熱。加壓可在絕緣板11a已通過(guò)加熱軟化后完成。用另一種方法，加熱和加壓可同時(shí)進(jìn)行。
在過(guò)程P4p中，在嵌入導(dǎo)體12a上的一預(yù)定區(qū)域中裝備掩膜14來(lái)形成通路孔4。掩膜14是通過(guò)具有對(duì)應(yīng)于通路孔4的形狀和位置的小孔15的掩膜覆蓋層13來(lái)形成的，因而覆蓋了絕緣板11a和導(dǎo)體12a的整個(gè)上表面。若是這樣就無(wú)需多說(shuō)，掩膜覆蓋層13覆蓋了在上面的表面，使得圍繞小孔15的區(qū)域除了導(dǎo)體12a外沒(méi)有留有空間。
掩膜覆蓋層13不限于具有對(duì)應(yīng)于通路孔4的形狀和位置的小孔15的金屬薄膜或樹(shù)脂薄膜。例如，通過(guò)印刷可把樹(shù)脂覆蓋除了對(duì)應(yīng)于通路孔4的形位置之外的電路板CP(3P)的整個(gè)上表面。換句話說(shuō)，可以首先把樹(shù)脂薄膜敷設(shè)在電路板CP(3P)的整個(gè)上表面，然后，可用激光光束來(lái)除去對(duì)應(yīng)于通路孔4的形狀和位置的部分。
在形成掩膜14后，一種鍍層劑用等離子體鍍膜或加熱通過(guò)掩膜覆蓋層13濺射到導(dǎo)體12a上。鍍層劑的例子包括諸如4氟化樹(shù)脂或4-6氟化樹(shù)脂的氟化樹(shù)脂，包含上述氟化樹(shù)脂(2-全氟烷基乙醇，雙六氟丙烷等)的化合物，聚丙烯樹(shù)脂，聚乙烯樹(shù)脂，尼龍樹(shù)脂，一種升化化合物(例如，萘)，以及一種堿性化合物(琥珀酸，己二酸等)。
掩膜14的材料具有防止丙烯酸酯樹(shù)脂，環(huán)氧樹(shù)脂，或形成第二層電路板CPb絕緣層11b的同類物的可濕性，以及增加接觸角θ的特性。而且，當(dāng)絕緣層11b被印刷在掩膜14和沒(méi)有形成掩膜14的部分之間時(shí)，這材料具有有區(qū)別地形成掩膜4的邊界部分的特性。
在填充或敷設(shè)導(dǎo)體12a來(lái)形成通路孔4之前，必須在其后的過(guò)程P5p中除去掩膜14。如果敷設(shè)是有節(jié)制的，則可以較容易地除去掩膜14。這里，掩膜14的一個(gè)目的是在印刷時(shí)防止絕緣層11b的可濕性。因此，當(dāng)氟化樹(shù)脂或包含氟化樹(shù)脂的化合物被用作為掩膜14的材料時(shí)，有能力相對(duì)于由聚酯樹(shù)脂制成的絕緣層11b能增加接觸角θ的，例如，只要掩膜14是在掩膜14材料幾個(gè)或更多的表層分子的薄膜形狀形成的，則上述目的是可以達(dá)到的。而且，薄膜14除了用PVD，CVD，PCVD，濺射，印刷，或其它方法來(lái)形成外，還可通過(guò)等離子體鍍層來(lái)形成。這些方法與印刷不同，需要掩蔽覆蓋層13。形成掩膜14的方法是在考慮了所需特性，其它過(guò)程，成本等再來(lái)合適地選定的。在掩膜14的形成完成時(shí)，除去掩膜覆蓋層13，然后進(jìn)行下一個(gè)過(guò)程(過(guò)程P5p)。
在過(guò)程P5p中，把掩膜14形成在導(dǎo)體12a上，然后通過(guò)印刷把絕緣層11b形成在除去掩膜14以外的導(dǎo)體12a的整個(gè)上表面。這樣來(lái)形成絕緣層11b以致與掩膜14相接觸或略有交疊。同樣，絕緣層11b是由具有中等粘滯度和攪溶性的奶油狀丙烯酸鹽樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂制成的。用上述方式形成的絕緣層11b在它的表面上具有微觀的凹凸不平物17，且在掩膜14的邊界處也有接觸角θ。微觀離絕緣層11b時(shí)引起的。當(dāng)絕緣層的粘沾度和攪溶性是高的時(shí)，上述微觀的凹凸不平物往往會(huì)保留在表面上。
當(dāng)絕緣層11b具有高的可濕度或低的粘沾度和攪溶性時(shí)，接觸角是小的。因此，濕的絕緣層11b布滿了掩膜14的表面上，從而使得難以在預(yù)定的尺寸下形成通道孔。所以，被選作為絕緣層11b的材料是一種具有在掩膜14的邊界處理想地具有接觸角為70到90度接觸角的，且有高的粘沾度與攪溶性的樹(shù)脂，從而使得它有可能準(zhǔn)確地形成用于通道孔的形狀。同樣，用作絕緣層11b的材料可以是一種具有塑性，與絕緣板11a和導(dǎo)體12有高粘結(jié)度，且其線膨脹系數(shù)等于或類似于絕緣板11a和導(dǎo)體12的線膨脹數(shù)的樹(shù)脂。
在過(guò)程P6p中，除去了在絕緣層11b表面上觀察到的、由在上一過(guò)程P5p通過(guò)印刷形成的大量凹凸不平物17。就是說(shuō)，把絕緣層11b的表面整平。在這個(gè)過(guò)程中的整平工作是在類似于上面過(guò)程P2p或P3p的整平工作的方式下完成的。由于在整平工作中所用的裝置和條件與上述的裝置和條件是相同的，所以不在此描述它們。
但是，與上述過(guò)程P2p不一樣，對(duì)襯墊18的加熱可損壞電子電路現(xiàn)有的絕緣板11和導(dǎo)體12a，所以需要謹(jǐn)慎小心。還有，整平絕緣層11b的表面不僅可通過(guò)加熱和加壓來(lái)完成，它可通過(guò)諸如拋光或研磨的機(jī)械加工來(lái)完成。但是，這種加工可能會(huì)形成問(wèn)題，就象由機(jī)械加工引起的鋸屑會(huì)損壞電路的絕緣頂量，而機(jī)械加工與加熱和加壓過(guò)程相比還需要較長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)完成平整。
在過(guò)程P7p中，為了要形成通路孔4，從第一層導(dǎo)體12a除去掩膜14。因此，一部分導(dǎo)體12a被這去除暴露了出來(lái)，而在被暴露部分周圍的絕緣層11b的圓柱形壁形成了通路孔4的定位孔20。通過(guò)采用堿性腐蝕劑或酸性腐蝕劑的化學(xué)腐蝕，通過(guò)輻射電子束對(duì)掩膜噴射或?yàn)R射的等離子腐蝕，把掩膜14除去。此外，如果掩膜14是一種升華化合物，通過(guò)加熱來(lái)升華的方法也可用來(lái)去除它。就是說(shuō)，掩膜14的去除是通過(guò)采用選擇對(duì)掩膜14材料適宜的方法來(lái)完成的。
在過(guò)程P8p中，用導(dǎo)體12填充或敷設(shè)定位孔20來(lái)形成通過(guò)絕緣層11b限定的在圓柱形壁周圍的通路孔4。這通路孔4是與第一層導(dǎo)體12a相連接的。重復(fù)上面的過(guò)程P1p直到P8p，形成在其中具有成層的所需電路板的多層電路板MS。
完成上面的過(guò)程P5p和P6p的次序是相互可交換的。并且，用導(dǎo)體12來(lái)填充通路孔4的定位孔20的過(guò)程可與形成在已整平絕緣層11b表面上的第二層電子電路的過(guò)程同時(shí)完成。此外，已對(duì)在絕緣層11a上表面上已完成的逐步形成方法作了示范性的描述。不過(guò)，成層的過(guò)程可在其下表面完成。
(第二實(shí)施例)參考圖2和圖3，另一種用于把導(dǎo)體和絕緣層印刷在絕緣板上形成多層電路板的方法描述如下。圖2是根據(jù)第二實(shí)施例多層電路板MS2的橫截面圖。圖3用妥示出了形成該多層電路板MS2的過(guò)程。
正如在圖2中所示，該多層電路板MS2是把6塊絕緣板11-1，11-2，11-3，11-4，11-5和11-6使其成層而形成的，每塊都在其上安裝了電子電路。此處，用于本實(shí)施例的元件，加熱和加壓方法，及其條件基本上與在第一實(shí)施例中所描述的那些是相同的，所以，除非有特殊需要，就不再描述。
正如在圖3中所示，在過(guò)程P1p-1中首先準(zhǔn)備的是絕緣板11-1，它是由包含諸如聚酯樹(shù)脂，聚酰亞胺樹(shù)脂，或環(huán)氧樹(shù)脂的塑料元素的薄片或薄膜形成的，并在預(yù)定的位置裝有用來(lái)連接上、下表面的諸小孔。添加該塑料元素，在加熱時(shí)可使樹(shù)脂按照整平絕緣板11-1的方向。就是說(shuō)，選擇這樣的樹(shù)脂是因?yàn)榫哂薪咏谟脕?lái)整平的加熱溫度(100℃到200°)的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)。于是，所有的小孔都用導(dǎo)體12-1來(lái)填充或敷設(shè)。
在過(guò)程P2p-a中，第一層電子電路通過(guò)絲網(wǎng)印刷形成在絕緣板11-1的表面上。同樣，電子電路被連接到導(dǎo)體12-1，小孔就用它來(lái)填充或敷設(shè)，然后，干燥并使其變硬。
在過(guò)程P2p-a中，在上述預(yù)定溫度T和壓力F下，把導(dǎo)體12-1加熱和加壓。因此，在導(dǎo)體12-1嵌入絕緣板11-1時(shí)獲得了平坦表面。
在過(guò)程P3p-a中，把掩膜14形成在預(yù)定位置。這過(guò)程是當(dāng)在第一層導(dǎo)體12-1上形成第二層電子電路時(shí)，用于為把第一層的電子電路和第二層的那些電子電路相連接的通路孔4的準(zhǔn)備中完成的。
在過(guò)程P4p-a中，除去掩膜覆蓋層13。
在過(guò)程P5p-a中，除了在設(shè)置掩膜14的區(qū)域之外，把絕緣層11-2印刷到絕緣板11-1和導(dǎo)體12-1的整個(gè)表面上。
在過(guò)程P6p-a中，把在絕緣層112表面上的微觀凹凸不平物整平。
在過(guò)程P7p-a中，除去掩膜14。于是形成第一層電子電路的部分導(dǎo)體12-1被暴露出來(lái)以形成通道孔4的定位孔20。
在過(guò)程P8p-a中，用導(dǎo)體12-1填充或敷設(shè)定位孔20以形成通道孔4。
在過(guò)程P9p-a中，導(dǎo)體12-2被絲網(wǎng)印刷到在步驟P6p-a中整平的絕緣層11-2上以形成第二層電子電路。也把導(dǎo)體12-2連接到通路孔4，以便與第一層電子電路的導(dǎo)體12-1相連接。
重復(fù)上述過(guò)程P4p-a直到P9p-a就可形成在其中具有成層的所需電路板數(shù)的多層電路板MS2。
(第三實(shí)施例)參考圖4，一種用于形成與諸如半導(dǎo)體，電阻器，電容器和線圈結(jié)合的多層電路板的方法描述如下。圖4用圖解示出了根據(jù)第三實(shí)施例形成多層電路板MS3的過(guò)程。此外，用于本實(shí)施例的元件，加熱和加壓方法，及其條件基本上與在第一或第二實(shí)施例中所描述的那些是相同的，所以，除非有特殊需要，就不再描述。
在過(guò)程P1p-b中，由根據(jù)第一或第二實(shí)施例的方法形成的并為形成電子電路用導(dǎo)體12嵌入的絕緣板11-a與具有在電極部分形成的凸出處32的半導(dǎo)體器件31裝在一起。把半導(dǎo)體器件31放在絕緣板11-a的預(yù)定位置上，要使得半導(dǎo)體器件31的凸出處32的側(cè)面被取作絕緣板11-a的主表面。然后，根據(jù)它們的熱特性在預(yù)定溫度T對(duì)包含塑料元素和半導(dǎo)體器件31的絕緣板11-a加熱，從而軟化了絕緣板11-a。
在過(guò)程P2p-b中，被加熱的半導(dǎo)體器件31被主配合并嵌入到已加熱并已變軟的絕緣板11-a。對(duì)于壓入配合，要確認(rèn)絕緣板11-a已經(jīng)變軟是重要的，然后，在沒(méi)有傾斜的情況下?lián)鍓喊雽?dǎo)體器件31。在嵌入后，設(shè)置半導(dǎo)體器件31凸出處的表面與絕緣板11-a的表面使處在同一平面。并且，凸出處32有一從約緣板11-a的表面突出的形態(tài)。此時(shí)，按照需要，通過(guò)例如研磨或腐蝕部分地除去絕緣板11-a，直到凸出處暴露出來(lái)為止。在嵌入半導(dǎo)體器件31后，把絕緣板冷卻并使其變硬。
在過(guò)程P3p-b中，通過(guò)把導(dǎo)體12-a印刷到在絕緣板11-a在表面上(在圖4中的下表面)形成電子電路。此時(shí)，也把導(dǎo)體12-a印到凸出處32上，而半導(dǎo)體器件31作為它們?cè)械囊粋€(gè)元件被連接到電子電路。于是，使形成電子電路的導(dǎo)體12-a干燥并使其變硬。
在過(guò)程P4p-b中，用如在第一或第二實(shí)施例所描述的用于形成通路孔4的相同方式來(lái)形成掩膜14。于是，通過(guò)印刷形成絕緣層11-b。然后，通過(guò)加熱和加壓整平絕緣層11-b表面上的微觀凹凸不平物。
在過(guò)程P5p-b中，在除去掩膜14后，用導(dǎo)體12填充或敷設(shè)每個(gè)定位孔20以形成通路孔4。通過(guò)在絕緣板11-b中的嵌入，電子電路的導(dǎo)體12-a被連接到半導(dǎo)體器件31，而半導(dǎo)體器件31進(jìn)一步被推入絕緣板11-b。
在過(guò)程P6p-b中，把另一絕緣板11-b和通路孔4形成在用被嵌入導(dǎo)體12-a平的絕緣板11-a上。在本過(guò)程中的方法需要較厚的絕緣體11-a，且與過(guò)程P3p-b相比較，需要更多的操作。但是，絕緣板11-a上、下表面的位置彼此變得靠近。這是對(duì)弓形和變形是有利的。是采用在過(guò)程P1p-b的方法還是在過(guò)程P6p-b的方法是在考慮了成本，特性和質(zhì)量后再作合適的決定。
除了半導(dǎo)體器件31之外，要結(jié)合另一元件33，通過(guò)采用根據(jù)第一或第二實(shí)施例的方法，首先把用于形成通路孔4的掩膜14形成在電子電路導(dǎo)體12的預(yù)定位置上。于是，在過(guò)程P6p-b中，通過(guò)采用導(dǎo)體12或另一種導(dǎo)體作為電子連接材料，把元件33的一個(gè)電極接入，例如，或者通過(guò)焊接。于是，為了形成電阻，電容，薄膜和薄膜元件，印刷了連接，電阻膠或電介質(zhì)膠。然后，在通過(guò)印刷形成絕緣層11-b后以致覆蓋了元件33，整平了絕緣層11-b，除去了掩膜14，且用導(dǎo)體12填充定位孔20。半導(dǎo)體31和元件33不是與絕緣板11-a結(jié)合就是與絕緣層11-b結(jié)合。
如上所述，在本發(fā)明中，包括第一層電路板的所有元件都在它們所成層的層上按次序依次地被形成。所以，與接續(xù)形成方法不一樣，它不需要事先準(zhǔn)備好彼此要連接的，有高的尺寸精確度，或保證可能在連接那些電路板時(shí)所需位置精確度的電路板。
而且，所需表面平坦度和平行度對(duì)每層是有保證的。因此，可以防止在常規(guī)逐步形成方法中成為問(wèn)題的減小區(qū)域部分的出現(xiàn)。本發(fā)明能使在整平的絕緣層上印刷導(dǎo)體的過(guò)程具有高的精確度，從而形成具有高的多層電路板。
另外，可以取得在各層中能夠精確設(shè)置元件的多層電路板，這里元件可如半導(dǎo)體器件、電阻、電容和線圈。
此外，可以通過(guò)打印方案更精確地形成連接多層的通孔。
盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是前面的描述在所有方面都是說(shuō)明性的且不是限制的。要理解在不背離本發(fā)明的下可以作出許多的其它修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種形成多層電路板的方法，其特征在于，包括形成第一電路的第一電路形成過(guò)程，所述第一電路是在由絕緣材料制成的平坦絕緣板第一平坦表面上按預(yù)定的圖案由導(dǎo)體制成的。該絕緣板還具有近似地與第一平坦表面平行的第二平坦表面；把第一電路嵌入第一絕緣板的第一電路嵌入過(guò)程，使得第一表面和第一電路具有預(yù)定的表面平坦度(S)，且第一表面具有相對(duì)于第二平坦表面的預(yù)定平行度(P)；在已嵌入的第一電路的部分表面上形成用于為通路孔形成定位孔掩膜的制作掩膜過(guò)程；通過(guò)把絕緣材料作為一層敷設(shè)到第一平坦表面的形成絕緣材料層的絕緣層形成過(guò)程，所述第一平坦，除設(shè)置掩膜的部分表面外，具有形成在其上的掩膜，整平絕緣材料層表面的絕緣材料層整平過(guò)程，使得絕緣材料層表面具有表面平坦度(S)和相對(duì)于第二平坦表面的平行度(P)；以及在絕緣材料層被整平的情況下，通過(guò)從第一電路除去掩膜來(lái)形成定位孔的定位孔形成過(guò)程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述形成多層電路板的方法，其特征在于，S＜5μm，以及P＜5μm，此外S是表面平坦度，而P是平行度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述形成多層電路板的方法，其特征在于，第一電路嵌入過(guò)程包括加熱并把絕緣材料和第一電路保持在預(yù)定溫度T的過(guò)程；以及把已加熱的和保持著的絕緣材料和第一電路在預(yù)定壓力F下加壓到具有表面平坦度和平行度的第二平坦表面的過(guò)程，其中100℃≤T≤200℃，2×106Pa≤F≤5×106Pa，以及300×106Pa≤T×F≤600×106Pa
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述形成多層電路板的方法，其特征在于，還包括通過(guò)用導(dǎo)體填充定位孔形成通路孔的通路孔形成過(guò)程；通過(guò)按預(yù)定的圖案把導(dǎo)體敷設(shè)到已整平的絕緣材料層表面以形成第二電路的第二電路形成過(guò)程；以及用于把第二電路嵌入已整平的絕緣材料層的第二電路嵌入過(guò)程，使得已整平的絕緣材料層和第二電路具有表面平坦度且已整平的絕緣材料層具有相對(duì)于第二平坦表面的平行度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述形成多層電路板的方法，其特征在于，還包括通過(guò)進(jìn)行重復(fù)第二電路形成過(guò)程和第二電路嵌入過(guò)程預(yù)定的次數(shù)以依次地形成預(yù)定數(shù)電路的電路板多層成層過(guò)程。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述形成多層電路板的方法，其特征在于，其中絕緣材料包含塑料組分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述形成多層電路板的方法，其特征在于，其中導(dǎo)體是從包括金，銀，銅，鎳，錫和鈀這一組中選出。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述形成多層電路板的方法，其特征在于，其中導(dǎo)體是從包括金化合物，銀化合物，銅化合物，鎳化合物，錫化合物和鈀化合物這一組中選出。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述形成多層電路板的方法，其特征在于，其中導(dǎo)體是從包括主要包含金，銀，銅，鎳，錫和把中任一種的一個(gè)合金這一組中選出。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述形成多層電路板的方法，其特征在于，其中導(dǎo)體是主要包含金，銀，銅，鎳，錫和鈀中任一種的一個(gè)合金和有機(jī)化合物的混合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述形成多層電路板的方法，其特征在于，其中掩膜是從包括包含氟，單體，樹(shù)脂，聚乙烯樹(shù)脂，聚丙烯樹(shù)脂，氯乙烯樹(shù)脂，尼龍樹(shù)脂，升華化合物和基本酸化合物的化合物這一組中選出。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述形成多層電路板的方法，其特征在于，其中掩膜是通過(guò)等離子體鍍膜，PVD，CVD，PCVD濺射和印刷中的任一方法形成的。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述形成多層電路板的方法，其特征在于，其中掩有暮通過(guò)選自包括等離子體腐蝕，噴射，化學(xué)腐蝕和加熱這一組的方法去除的。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述形成多層電路板的方法，其特征在于，其中在第一電路形成過(guò)程中，第一電路包括一個(gè)元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求4所述形成多層電路板的方法，其特征在于，其中在第二電路形成過(guò)程中，第二電路包括一個(gè)元件。
16.一種多層電路板，其特征在于，是通過(guò)采用根據(jù)權(quán)利要求1所述方法形成的。
17.一種多層電路板，其特征在于，是通過(guò)采用根據(jù)權(quán)利要求4所述方法形成的。
全文摘要
提供一種多層電路板和形成這多層電路板的方法。在第一電路形成過(guò)程中(P1p)，第一電路(12a)是用導(dǎo)體(12a)在絕緣板(11a)上形成的；在電路嵌入過(guò)程中(P2p)，第一電路(12a)被嵌入絕緣板(11a)以致具有預(yù)定表面平坦度(S)和預(yù)定平行度(P)；在制作掩膜過(guò)程中(P4p)，把用于通路孔(4，4a)的定位孔(15，20)在電路(12a)上制作掩膜；在絕緣層形成過(guò)程中(P5p)，除了掩膜(14)之外，把絕緣材料(11b)作為一層施加到該表面；在絕緣材料層整平過(guò)程中，絕緣材料層(11b)表成被整平，以致具有預(yù)定的表面平坦度(S)和預(yù)定的平行度(P)，以及在定位孔形成過(guò)程中，除去掩膜(14)。
文檔編號(hào)H05K3/00GK1496216SQ03145809
公開(kāi)日2004年5月12日 申請(qǐng)日期2003年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月5日
發(fā)明者西川和宏, 冢原法人, 大谷博之, 之, 人 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社