説明

積層回路基板および基板製造方法

【課題】積層圧力で接着シートの材料が流動して導電性材料を押し流すことを防止しつつ、基板の製造を容易にすることを課題とする。
【解決手段】積層回路基板1は、基板10Aおよび基板10Bの接合ランド12同士が導電材料13により接合され、複数の配線パターン11が電気的に結合された多層構造のプリント配線基板である。また、積層回路基板1は、基板10Aと基板10Bとの間に、接着樹脂を溜め込むための調整用貫通孔31と導電材料13を供給するための貫通孔が形成されたプレート30とを有する。調整用貫通孔31は、接続される基板の配線面の残銅率から求められた体積分に等しい総体積をもつ樹脂溜まり用の孔である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、積層回路基板および基板製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、多層構造のプリント配線基板であるビルドアップ基板を製造する方法として、絶縁板上に導体パターンを形成していくアディティブ法やセミアディティブ法などの基板製造方法が知られている。このような基板製造方法では、層数の増加に伴い、製造手番を短縮しつつ、歩留まりが著しく低下することを防止するために、別々に製造された基板の層を導電性材料などで一括接続して積層する手法が実施されている。
【0003】
具体的には、接着層に形成された貫通孔に溶融金属である導電性材料を供給し、積層される複数の基板を加圧しながら加熱することで積層する。ここで、積層の温度上昇により接着シートが軟化し低粘度化するため、積層圧力で接着シートの材料が流動し、導電性材料を押し流してしまう場合がある。
【0004】
このため、基板表面における配線パターンやランドなどの残銅率に応じて、接着樹脂量を調整することで、接着樹脂量の体積を必要最小限にして積層圧力で接着シートの材料が流動する量を抑えて、導電性材料が押し流されないようにする手法が知られている。具体的には、残銅率が異なる基板ごとに厚さの異なる接着シートを用意し、接着樹脂の厚さを調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2002−290032号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上述した基板表面における配線パターンやランドなどの残銅率に応じて、接着樹脂量を調整する手法では、残銅率が異なる基板ごとに異なる接着シートを用意するので、基板の製造工程が複雑化するという課題があった。
【0007】
そこで、この発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、積層圧力で接着シートの材料が流動して導電性材料を押し流すことを防止しつつ、基板の製造を容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、積層回路基板は、第一配線基板と第二配線基板との間に配置される接着樹脂の層であって、ランド同士を導電性材料にて電気的に接合する接着層と、導電性材料を供給するための貫通孔が形成されたプレートとを有する。そして、プレートは、積層時に生じる過剰な接着樹脂を溜める樹脂溜りが設けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本願の開示する積層回路基板の一つの態様によれば、積層圧力で接着シートの材料が流動して導電性材料を押し流すことを防止しつつ、基板の製造を容易にするという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】図1は、実施例1に係る積層回路基板の構成を示すブロック図である。
【図2】図2は、実施例1に係る積層回路基板の積層方法を説明する図である。
【図3】図3は、積層材料の詳細を説明する図である。
【図4】図4は、導電材料が供給された積層材料の詳細を説明する図である。
【図5】図5は、実施例2に係る積層回路基板の製造方法を説明する図である。
【図6】図6は、積層材料の詳細を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る積層回路基板および基板製造方法の実施例を詳細に説明する。なお、開示の技術は、目的を達成するため、LSI(Large Scale Integration)、インターポーザ、マザーボード、半導体素子一般、パッケージ基板一般、中継基板一般、回路基板一般に広く適用可能である。
【実施例1】
【0012】
以下の実施例では、実施例1に係る積層回路基板の構成、積層回路基板の積層方法を順に説明し、最後に実施例1による効果を説明する。
【0013】
[積層回路基板の構成]
まず、図1を用いて、積層回路基板1の構成を説明する。図1は、実施例1に係る積層回路基板1の構成を示すブロック図である。図1に示すように、積層回路基板1は、基板10A、基板10B、配線パターン11、接合ランド12、導電材料13、接着層20、プレート30および調整用貫通孔31を有する。
【0014】
積層回路基板1は、基板10Aおよび基板10Bの接合ランド12同士が導電材料13により接合され、複数の配線パターン11が電気的に結合された多層構造のプリント配線基板である。また、積層回路基板1は、基板10Aと基板10Bとの間に、基板10Aと基板10Bとの間に、接着樹脂を溜め込むための調整用貫通孔31と導電材料13を供給するための貫通孔32とが形成されたプレート30を有する。
【0015】
基板10Aは、印刷技術によって配線パターン11が印刷されるとともに、表面に接合ランド12が形成されている。また、基板10Aの接合ランド12は、基板10Bの接合ランド12と導電材料13により接合されており、配線パターン11が相互に電気的に結合されている。配線パターン11は、銅配線であり、接合ランド12は、必要に応じて、金めっきなどの貴金属めっきや、バリアメタルとして有効なニッケルめっき、または、これらの複合めっきが施されていてもよい。
【0016】
また、基板10Bも同様に、印刷技術によって配線パターン11が印刷されるとともに、表面に接合ランド12が形成されており、自接合ランド12と基板10Aの接合ランド12とが導電材料13により接合されて配線パターン11が電気的に結合されている。
【0017】
接着層20は、基板10Aと基板10Bとの間に配置され、基板10Aの接合ランド12と基板10Bの接合ランド12を導電材料13にて電気的に接合する。具体的には、接着層20は、複数の基板10A、10Bの接着樹脂で積層される被着面へ接合ランド12と配線パターン11を覆うように配置される。接着層20となる樹脂は、一般的なエポキシ材料などの熱硬化性樹脂や、ポリエーテル・エーテル・ケトン系などの熱可塑性樹脂を用いることができる。
【0018】
プレート30は、積層時に生じた過剰樹脂の溜り場となる調整用貫通孔31と、導電材料13を形成する位置に対応する貫通孔32とを有する。また、プレート30の材料は、一般のプリント基板の基材を用いることができる。例えば、銅張り板の銅箔をエッチングして基材を得ることができる。この基材に、積層される配線パターン11および接合ランド12の体積から過分となる接着樹脂の体積に等しい量に合わせて、ドリル加工やルーター加工により調整貫通孔31が加工され、プレート30が完成される。
【0019】
調整用貫通孔31は、接続される基板の配線面の残銅率から求められた体積分に等しい総体積をもつ樹脂溜まり用の孔である。具体的には、調整用貫通孔31は、複数の基板10A、10Bが加圧および過熱を行って積層される際に、積層圧力で流動する接着シートの接着樹脂を溜める孔である。なお、樹脂を溜める孔を貫通孔とすることで、積層する双方の基板10A、10Bの積層面の配線に合わせて、一括して加工できるため、両面双方をそれぞれ加工するよりも工程が簡素化できる。
【0020】
積層回路基板1は、接合ランド12と接合ランド12との間を電気的に接続する層において、導電材料13を充填のするための貫通孔32と接続される基板の配線面の残銅率から求められた体積分に等しい総体積をもつ複数の調整用貫通孔31を設けたプレート30が挟み込まれている。
【0021】
このため、積層回路基板1は、調整用貫通孔31に過剰な接着樹脂が溜まる結果、接着樹脂が流動することを防止し、基板10A、10Bの接合ランド12間を接合するための導電材料13が接着樹脂の流れにより押し流されることを防ぐことができる。
【0022】
また、積層する基板10A、10Bの表面の残銅率に合わせて、接着樹脂の過剰分を溜める調整用貫通孔31をエリアごとに調整することで、接着材料の流れ速度が大きくなる現象を防止することができ、エリアごとの接着樹脂の流れ量、樹脂流れ速度を最小限にすることができる。
【0023】
[積層回路基板の製造方法]
次に、図2を用いて、実施例1に係る積層回路基板1の製造方法について説明する。図2は、実施例1に係る積層回路基板1の積層方法を説明する図である。積層回路基板の製造方法として、まず、接着シートである接着層20を積層する基板10A、10Bにラミネートする。このとき、基板10A、10Bとラミネート側の反対面にはマイラーフィルム21が配置されている。
【0024】
そして、基板10A、10Bの接合ランド12と配線パターン11を覆うように、接着樹脂を例えば熱を加えながらラミネートした後、基板10A、10Bにラミネートされた接着層へ、マイラーフィルム21の上から、接合ランド12上に貫通穴32を形成する。なお、一般的なエポキシ材料を用いた場合には、ラミネート温度は50〜100℃程度である。
【0025】
また、貫通孔32の形成には、例えば炭酸ガスレーザなどが用いられ、絶縁樹脂を熱昇華して孔空けを行う。加工後、導電ランドの界面には加工で融けた樹脂(スミア)が残っているため、必要に応じてプラズマ処理などにより除去する。次に、加工した貫通孔32へ、導電材料13が充填される。なお、導電材料13の充填する方法として、ステンシル法により印刷で供給する方法や、デンペンス方法などを用いて充填を行う。
【0026】
具体的には、図2に示すように、スキージ40の移動により基板10A上に導電性材料を塗布(印刷)することにより、貫通孔32に接合ランド12間を接続するための導電材料13を充填する(図2の(1))。
【0027】
そして、各接合ランド12に対応する位置にプレート30を準備した後、接着層20のマイラーフィルム21を剥離し、プレート30と各基板10A、10Bの張り合わせ面との位置決めを行う(図2の(2)参照)。そして、積層される基板10A、10B間にプレートを挟み込み、基板10Aおよび10Bに直交する方向に加圧しながら真空中で加熱して積層を行って、積層回路基板1を製造する。真空中で積層することにより、接着層20にボイドを発生することなく基板10A、10B同士が接合されるととともに、接合ランド12間の接続が得られる。
【0028】
このように積層を行うことで、図2に示すように、積層回路基板1では、積層圧力で流動する接着層20の接着樹脂が調整用貫通孔31に溜まっている。このため、積層圧力で接着層20の接着樹脂が流動する速度を抑え、導電材料13を押し流してしまうことを防止することができる。
【0029】
[実施例1の効果]
上述してきたように、積層回路基板1は、表面に接合ランド12が形成されている基板10Aと、表面に接合ランド12が形成されている基板10Bと、基板10Aと基板10Bとの間に配置される接着樹脂の層であって、接合ランド12同士を導電性材料にて電気的に接合する接着層と、導電材料13を供給するための貫通孔32が形成されたプレート30とを有する。そして、プレート30は、積層時に生じる過剰な接着樹脂を溜める樹脂溜りである調整用貫通孔31が設けられているので、積層圧力で接着シートの材料が流動して導電性材料を押し流すことを防止することが可能である。また、残銅率が異なる基板ごとに異なる接着シートを用意する必要がないので、基板の製造を容易にすることが可能である。
【0030】
また、実施例1によれば、樹脂溜まりが貫通孔であるので、積層する双方の基板10A、10Bの積層面の配線に合わせて、一括して加工できるため、両面双方をそれぞれ加工するよりも工程を簡素化することが可能である。
【実施例2】
【0031】
ところで、上記の実施例1では、基板に接着層をラミネートした後に、プレートを積層する場合を説明したが、実施例はこれに限定されるものではなく、プレートに接着層を設けた積層材料を基板にラミネートするようにしてもよい。
【0032】
そこで、以下の実施例2では、プレートに接着層を設けた積層材料を基板にラミネートする場合として、図3〜5を用いて、実施例2に係る積層回路基板の積層材料および製造方法について説明する。図3は、積層材料の詳細を説明する図である。図4は、導電材料が供給された積層材料の詳細を説明する図である。図5は、実施例2に係る積層回路基板の製造方法を説明する図である。
【0033】
図3に示すように、積層材料は、マイラーフィルム21、接着層20、プレート30、接着層20、マイラーフィルム21の順に積層されている。また、図3の例では、積層材料は、マイラーフィルム21をステンシル版として印刷供給するため、一方の接着層20(図3の例では、プレート上部の接着層)には、プレート30の調整用貫通孔31に対応する位置に孔を設けていない。なお、一方の接着層20に調整用貫通孔31に対応する位置に孔を設けた理由としては、本貫通孔の空気を積層時に抜けやすくするためである。また、図4に示すように、積層材料は、貫通孔32に導電材料13が充填される。
【0034】
次に、図5を用いて、実施例2に係る積層回路基板の製造方法を説明する。まず、積層する基板10A、10Bを準備するとともに、プレート30に接着層20を設けた積層材料を用意する。そして、積層材料を積層される一方の基板10Aにラミネートする(図5の(1)参照)。
【0035】
そして、スキージ40の移動により基板10A上に導電性材料を塗布(印刷)することにより、貫通孔32に接合ランド12間を接続するための導電材料13を充填する(図5の(2)参照)。なお、図5の例では、積層する片方の基板10Aに導電材料13を供給し、基板10Bには、導電材料を供給しない。片方の基板10Aで十分な導電材料の体積を得ることができれば、両方の基板に導電材料を供給する必要はないからである。
【0036】
そして、各接合ランド12に対応する位置に貫通孔32が形成された複数のプレート30を準備した後、接着層20のマイラーフィルム21を剥離し、各基板10A、10Bの張り合わせ面との位置決めを行う(図5の(3)参照)。そして、複数のプレート30と位置決めされた複数の基板10Aおよび10Bに直交する方向に加圧しながら真空中で加熱して積層を行う(図5の(4)参照)。
【0037】
このように、上記の実施例2では、積層回路基板1は、プレート30の表裏に接着層が予め形成されているので、積層回路基板1の製造をより簡易にすることが可能である。
【0038】
また、プレート30の表裏に形成された接着層20の接着表面がマイラーフィルム21で覆われているので、接着層20の接着表面をマイラーフィルム21で保護することが可能である。
【0039】
また、プレートの表裏に形成された接着層のうちのいずれか一方の接着層のみに、過剰な接着樹脂を溜める貫通孔が設けられているので、積層回路基板1の製造をより簡易にすることが可能である。
【0040】
また、プレートの貫通孔には、接合ランド12同士を接続するための導電材料13が予め充填されているので、積層回路基板1の製造をより簡易にすることが可能である。
【実施例3】
【0041】
さて、これまで実施例1、2について説明したが、上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では実施例3として他の実施例を説明する。
【0042】
(1)積層材料
上記の実施例2では、積層材料における二層の接着層のうち、一方の接着層20に調整用貫通孔31に対応する位置に孔を設けた場合を説明したが、これに限定されるものではなく、両方の接着層に調整用貫通孔31を設けるようにしてもよい。
【0043】
具体的には、図6に示すように、積層材料は、実施例2と同様に、マイラーフィルム21、接着層20、プレート30、接着層20、マイラーフィルム21の順に積層されている。そして、プレート30の上部にある接着層20と、プレートの下部にある接着層20と両方に、プレート30の調整用貫通孔31に対応する位置に孔を設けている。
【0044】
(2)貫通孔
また、調整用貫通孔31および貫通孔32を空ける手順は、特別限定するものではない。接着層とプレートを個別に加工して、張り合わせても良く、また、接着層とプレートの同一箇所について、張り合わせ後加工してもよい。また、加工方法についても、限定するものではなく、通常のドリルや、レーザーを用いて加工することができる。
【0045】
(3)適用対象
また、開示の技術は、目的を達成するため、LSI(Large Scale Integration)、インターポーザ、マザーボード、半導体素子一般、パッケージ基板一般、中継基板一般、回路基板一般に広く適用可能である。
【符号の説明】
【0046】
1 積層回路基板
10A、10B 基板
11 配線パターン
12 接合ランド
13 導電材料
20 接着層
30 プレート
31 調整用貫通孔
32 貫通孔

【特許請求の範囲】
【請求項1】
表面に第一ランドが形成されている第一配線基板と、
表面に第二ランドが形成されている第二配線基板と、
前記第一配線基板と前記第二配線基板との間に配置される接着樹脂の層であって、前記第一ランドと前記第二ランドを導電性材料にて電気的に接合する接着層と、
前記導電性材料を供給するための貫通孔が形成されたプレートと、を備え、
前記プレートは、積層時に生じる過剰な接着樹脂を溜める樹脂溜りが設けられたことを特徴とする積層回路基板。
【請求項2】
前記樹脂溜まりが貫通孔であることを特徴とする請求項1に記載の積層回路基板。
【請求項3】
前記プレートの表裏に前記接着層が予め形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の積層回路基板。
【請求項4】
前記プレートの表裏に形成された接着層の接着表面がマイラーフィルムで覆われていることを特徴とする請求項3に記載の積層回路基板。
【請求項5】
前記プレートの表裏に形成された接着層のうちのいずれか一方の接着層のみに、前記過剰な接着樹脂を溜める貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項3または4に記載の積層回路基板。
【請求項6】
前記プレートの貫通孔には、前記第一ランドと前記第二ランドとの間を接続するための導電性材料が予め充填されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の積層回路基板。
【請求項7】
第一配線基板の表面に形成されている第一ランドと、前記第二配線基板の表面に形成されている第二ランドとを導電性材料にて電気的に接合する接着層を前記第一配線基板および前記第二配線基板の被着面に形成する接着層形成ステップと、
前記接着層に対して、導電性材料を充填するための貫通孔を形成する貫通孔形成ステップと、
前記貫通孔形成ステップによって形成された貫通孔に導電性材料を充填する導電性材料充填ステップと、
前記第一配線基板および前記第二配線基板の張り合わせ面に、積層時に生じる過剰な接着樹脂を溜める樹脂溜りが形成されたプレートを位置決めする位置決めステップと、
前記位置決めステップによって位置決めされたプレートと、前記第一配線基板および前記第二配線基板との積層面に直交する方向に加圧しながら過熱して積層する積層ステップと、
を含んだことを特徴とする基板製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2011−258779(P2011−258779A)
【公開日】平成23年12月22日(2011.12.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−132395(P2010−132395)
【出願日】平成22年6月9日(2010.6.9)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.マイラー
【出願人】(000005223)富士通株式会社 (25,993)
【Fターム(参考)】