金属多層基板の製造方法
【目的】 放熱特性に優れるとともに、ピン間の密度を高くできるＢＧＡ等の表面実装型パッケージに好適に使用できる金属多層基板の製造方法を提供する。
【構成】 絶縁性樹脂板３の片面または両面の所定部分に回路パターン５を設けた後、絶縁性樹脂板３の一部を金属芯材１の形状に打ち抜き、その打ち抜き穴部３１に金属板を打ち抜いて形成した金属芯材１を嵌め込んで内層板６を得、ついで、得られた内層板６を１乃至複数枚用い、内層板６の片面又は両面に絶縁層４を設けるとともに、最外層に絶縁層４を介して金属箔２を載置し、積層一体化することを特徴とする金属多層基板の製造方法。
【効果】 放熱性や強度に優れた金属多層基板が得られ、また量産性に優れているという利点があり、スルーホールピッチの狭いＢＧＡ等の表面実装型パッケージへの利用性が大きい。
【構成】 絶縁性樹脂板３の片面または両面の所定部分に回路パターン５を設けた後、絶縁性樹脂板３の一部を金属芯材１の形状に打ち抜き、その打ち抜き穴部３１に金属板を打ち抜いて形成した金属芯材１を嵌め込んで内層板６を得、ついで、得られた内層板６を１乃至複数枚用い、内層板６の片面又は両面に絶縁層４を設けるとともに、最外層に絶縁層４を介して金属箔２を載置し、積層一体化することを特徴とする金属多層基板の製造方法。
【効果】 放熱性や強度に優れた金属多層基板が得られ、また量産性に優れているという利点があり、スルーホールピッチの狭いＢＧＡ等の表面実装型パッケージへの利用性が大きい。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属多層基板の製造方法に係り、特に放熱特性に優れるとともに、ピン間の密度を高くできるボール・グリッド・アレイ等の表面実装型パッケージに好適に使用できる金属多層基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術とその課題】ＬＳＩ等の半導体部品を搭載した表面実装型パッケージとして、多数のリードピンを用いたピン・グリッド・アレイ（ＰＧＡ）や、リードの代りに球状のハンダをアレイ状に並べてピン間の密度を高くしたボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）等が使用されているが、近年、より集積度の高い半導体部品が搭載されるようになり、半導体部品の発熱が大きいため、使用する基板として放熱性に優れたものが要求されている。
【０００３】このような放熱性が要求される基板としては、通常、銅板やアルミニウム板等の金属板の両外面に絶縁樹脂層を介して、表面に所定パターンの導電回路を形成した金属芯印刷配線基板が知られている。ここで、電子部品の高集積度化に伴ない端子数が増加傾向にあり、ピン間の密度をより高くしたり、導電回路の層数を増やした多層基板が要求されているが、上記金属芯印刷配線基板を用いて端子数を増加することは金属芯での貫通孔の絶縁性の制約から困難であり、また多層化することは工程が複雑になるという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解消できる金属多層基板の製造方法を見出したものであって、その要旨とするところは、絶縁性樹脂板３の片面または両面の所定部分に回路パターン５を設けた後、絶縁性樹脂板３の一部を金属芯材１の形状に打ち抜き、その打ち抜き穴部３１に金属板を打ち抜いて形成した金属芯材１を嵌め込んで内層板６を得、ついで、得られた内層板６を１乃至複数枚用い、内層板６の片面又は両面に絶縁層４を設けるとともに、最外層に絶縁層４を介して金属箔２を載置し、積層一体化することを特徴とする金属多層基板の製造方法にある。
【０００５】以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は本発明で使用する内層板の製造方法の一例を示す概略斜視図、図２は内層板を用いて積層板を得る方法の一例を示す断面概略図、図３は積層板を得る方法の他の例を示す断面概略図、図４は図１、図２の方法により得られた印刷基板を用いたＢＧＡの一例を示す一部断面概略図である。
【０００６】ここで、本発明の絶縁性樹脂板３に使用する樹脂としては、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン等の熱可塑性樹脂やエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂が使用でき、必要に応じてガラス繊維布や無機フィラー等の補強材を介在させてもよい。上記絶縁性樹脂板の厚みは用途や層数により異なるが絶縁性と熱伝導性の点から０．５〜５ｍｍ、好ましくは１〜３ｍｍの範囲とすればよい。また、金属芯材１には放熱性に優れた銅板、アルミニウム板、銅／インバー／銅板、鉄板等が使用でき、厚みは上記絶縁性樹脂板と略同一のものを使用する。
【０００７】本発明で使用する内層板の製造方法の実施例を図１の概略斜視図（ａ）〜（ｃ）に従い説明する。
（ａ）まず、絶縁性樹脂板３の片面または両面の所定部分に回路パターン５を設ける。回路パターン５の形成方法としてはアディティブ法、サブトラクティブ法等の通常の回路形成方法によればよく、また同時に次工程の穴部形成用の基準マーク５１を設けてもよい。
【０００８】（ｂ）ついで、上記絶縁性樹脂板３の所定部分に打ち抜き穴部３１を設ける。穴部３１の形状はその中に嵌め込む金属芯材１の形状と同一であり、放熱性や強度等を考慮して適宜決めればよい。また個数についても同様に適宜決めることができる。打ち抜き穴部３１の形成方法は、基準マーク５１により位置決めし、通常の穴開け加工機により加工すればよい。
【０００９】（ｃ）上記打ち抜き穴部３１内に金属芯材１を嵌め込んで内層板６を得る。ここで、内層板６を得るための方法としては、種々の方法があるが、特開平２−１９０２９８号や特開平２−２０５４１９号に示されている方法によればよく、絶縁性樹脂板３とほぼ同一の外形寸法を有する金属芯材１形成用の金属板を重ね、金属板側から順次金属芯材の形状に打ち抜き、絶縁性樹脂板３の打ち抜き穴３１に金属芯材１を圧入する方法が量産に適しており好ましい。
【００１０】つぎに上記方法にて得られた内層板６を用い、図２の断面概略図に示すように内層板６の両面に絶縁層４を介して金属箔２を載置し、積層一体化することにより金属積層基板が得られる。絶縁層４に使用する樹脂としては絶縁性樹脂板３に使用するものと同一でも相違してもよく、さらに両者間に接着剤層を介在してもよい。また必要に応じてガラス繊維布や無機フィラー等の補強材を介在させてもよい。絶縁層４の厚みとしては５０〜３００μｍのものが好適に使用できる。金属箔２としては通常の圧延銅箔や電解銅箔等で厚みが９〜１１０μｍのものが使用できる。上記内層板６と絶縁層及び金属箔を積層一体化する方法としては、通常の加熱プレス法によればよく、使用する樹脂の種類等により加熱温度、圧力、加圧時間を適宜決めればよい。
【００１１】上記方法により得られた金属積層基板を用い、Ｘ線穴開け機等により内層板６の基準マーク５２を探り出し必要な箇所にスルーホールを設け、また表面の金属箔に各種エッチング法により導電回路を形成して金属印刷回路基板が得られる。得られた金属印刷回路基板を用いてなるＢＧＡの例を図４の一部断面概略図に示したが、スルーホール７を絶縁性樹脂のみの箇所に設けることができるため、そのスルーホールピッチを極めて狭くでき、通常の樹脂基板と同一ピッチとすることができる。
【００１２】さらに、上記の例では内層板を１枚使用しているが、図３では内層板を２枚使用した例を示しており、本発明では必要に応じて層数を容易に増加できハンダボール７２の数を増加できる。以下、本発明を実施例により説明する。
【００１３】
【実施例】図１乃至図２に示した製造工程に従がい、下記の内容により図４に示すような４層の金属印刷回路基板からなるＢＧＡを得た。
金属芯材１…銅板（厚み：０．５ｍｍ、２０ｍｍ×２０ｍｍ角）
絶縁性樹脂板３…ガラス繊維布含有ポリエーテルエーテルケトン樹脂板（厚み：０．５ｍｍ）
絶縁層４…エポキシ樹脂 （厚み：０．２ｍｍ）
金属箔２… 銅箔 （厚み：１８μｍ）
加熱プレス条件…１９０℃×４０ｋｇｆ／ｃｍ2 、１２０分得られたＢＧＡ（２４ｍｍ×２４ｍｍ角）は放熱性と強度に優れ、実用上問題がなく、またスルーホールピッチを１．２７ｍｍと通常の樹脂基板と同一とすることができた。なお、金属芯材１の圧入は絶縁性樹脂板３と金属芯材１形成用の金属板を重ね、金属板側から順次金属芯材１の形状に打ち抜き、絶縁性樹脂板３の打ち抜き穴３１に金属芯材１を圧入する方法で行なった。
【００１４】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば放熱性や強度に優れた金属多層基板が得られ、また量産性に優れているという利点があり、スルーホールピッチの狭いＢＧＡ等の表面実装型パッケージへの利用性が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用する内層板の製造方法の一例（ａ）〜（ｃ）を示す概略斜視図。
【図２】内層板を用いて積層板を得る方法の一例を示す断面概略図。
【図３】内層板を用いて積層板を得る方法の他の例を示す断面概略図。
【図４】図１、図２の方法により得られた印刷基板を用いたＢＧＡの一例を示す一部断面概略図。
【符号の説明】
１ 金属芯材
２ 金属箔
３ 絶縁性樹脂板
３１ 打ち抜き穴
４ 絶縁層
５ 回路パターン
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属多層基板の製造方法に係り、特に放熱特性に優れるとともに、ピン間の密度を高くできるボール・グリッド・アレイ等の表面実装型パッケージに好適に使用できる金属多層基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術とその課題】ＬＳＩ等の半導体部品を搭載した表面実装型パッケージとして、多数のリードピンを用いたピン・グリッド・アレイ（ＰＧＡ）や、リードの代りに球状のハンダをアレイ状に並べてピン間の密度を高くしたボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）等が使用されているが、近年、より集積度の高い半導体部品が搭載されるようになり、半導体部品の発熱が大きいため、使用する基板として放熱性に優れたものが要求されている。
【０００３】このような放熱性が要求される基板としては、通常、銅板やアルミニウム板等の金属板の両外面に絶縁樹脂層を介して、表面に所定パターンの導電回路を形成した金属芯印刷配線基板が知られている。ここで、電子部品の高集積度化に伴ない端子数が増加傾向にあり、ピン間の密度をより高くしたり、導電回路の層数を増やした多層基板が要求されているが、上記金属芯印刷配線基板を用いて端子数を増加することは金属芯での貫通孔の絶縁性の制約から困難であり、また多層化することは工程が複雑になるという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解消できる金属多層基板の製造方法を見出したものであって、その要旨とするところは、絶縁性樹脂板３の片面または両面の所定部分に回路パターン５を設けた後、絶縁性樹脂板３の一部を金属芯材１の形状に打ち抜き、その打ち抜き穴部３１に金属板を打ち抜いて形成した金属芯材１を嵌め込んで内層板６を得、ついで、得られた内層板６を１乃至複数枚用い、内層板６の片面又は両面に絶縁層４を設けるとともに、最外層に絶縁層４を介して金属箔２を載置し、積層一体化することを特徴とする金属多層基板の製造方法にある。
【０００５】以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は本発明で使用する内層板の製造方法の一例を示す概略斜視図、図２は内層板を用いて積層板を得る方法の一例を示す断面概略図、図３は積層板を得る方法の他の例を示す断面概略図、図４は図１、図２の方法により得られた印刷基板を用いたＢＧＡの一例を示す一部断面概略図である。
【０００６】ここで、本発明の絶縁性樹脂板３に使用する樹脂としては、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン等の熱可塑性樹脂やエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂が使用でき、必要に応じてガラス繊維布や無機フィラー等の補強材を介在させてもよい。上記絶縁性樹脂板の厚みは用途や層数により異なるが絶縁性と熱伝導性の点から０．５〜５ｍｍ、好ましくは１〜３ｍｍの範囲とすればよい。また、金属芯材１には放熱性に優れた銅板、アルミニウム板、銅／インバー／銅板、鉄板等が使用でき、厚みは上記絶縁性樹脂板と略同一のものを使用する。
【０００７】本発明で使用する内層板の製造方法の実施例を図１の概略斜視図（ａ）〜（ｃ）に従い説明する。
（ａ）まず、絶縁性樹脂板３の片面または両面の所定部分に回路パターン５を設ける。回路パターン５の形成方法としてはアディティブ法、サブトラクティブ法等の通常の回路形成方法によればよく、また同時に次工程の穴部形成用の基準マーク５１を設けてもよい。
【０００８】（ｂ）ついで、上記絶縁性樹脂板３の所定部分に打ち抜き穴部３１を設ける。穴部３１の形状はその中に嵌め込む金属芯材１の形状と同一であり、放熱性や強度等を考慮して適宜決めればよい。また個数についても同様に適宜決めることができる。打ち抜き穴部３１の形成方法は、基準マーク５１により位置決めし、通常の穴開け加工機により加工すればよい。
【０００９】（ｃ）上記打ち抜き穴部３１内に金属芯材１を嵌め込んで内層板６を得る。ここで、内層板６を得るための方法としては、種々の方法があるが、特開平２−１９０２９８号や特開平２−２０５４１９号に示されている方法によればよく、絶縁性樹脂板３とほぼ同一の外形寸法を有する金属芯材１形成用の金属板を重ね、金属板側から順次金属芯材の形状に打ち抜き、絶縁性樹脂板３の打ち抜き穴３１に金属芯材１を圧入する方法が量産に適しており好ましい。
【００１０】つぎに上記方法にて得られた内層板６を用い、図２の断面概略図に示すように内層板６の両面に絶縁層４を介して金属箔２を載置し、積層一体化することにより金属積層基板が得られる。絶縁層４に使用する樹脂としては絶縁性樹脂板３に使用するものと同一でも相違してもよく、さらに両者間に接着剤層を介在してもよい。また必要に応じてガラス繊維布や無機フィラー等の補強材を介在させてもよい。絶縁層４の厚みとしては５０〜３００μｍのものが好適に使用できる。金属箔２としては通常の圧延銅箔や電解銅箔等で厚みが９〜１１０μｍのものが使用できる。上記内層板６と絶縁層及び金属箔を積層一体化する方法としては、通常の加熱プレス法によればよく、使用する樹脂の種類等により加熱温度、圧力、加圧時間を適宜決めればよい。
【００１１】上記方法により得られた金属積層基板を用い、Ｘ線穴開け機等により内層板６の基準マーク５２を探り出し必要な箇所にスルーホールを設け、また表面の金属箔に各種エッチング法により導電回路を形成して金属印刷回路基板が得られる。得られた金属印刷回路基板を用いてなるＢＧＡの例を図４の一部断面概略図に示したが、スルーホール７を絶縁性樹脂のみの箇所に設けることができるため、そのスルーホールピッチを極めて狭くでき、通常の樹脂基板と同一ピッチとすることができる。
【００１２】さらに、上記の例では内層板を１枚使用しているが、図３では内層板を２枚使用した例を示しており、本発明では必要に応じて層数を容易に増加できハンダボール７２の数を増加できる。以下、本発明を実施例により説明する。
【００１３】
【実施例】図１乃至図２に示した製造工程に従がい、下記の内容により図４に示すような４層の金属印刷回路基板からなるＢＧＡを得た。
金属芯材１…銅板（厚み：０．５ｍｍ、２０ｍｍ×２０ｍｍ角）
絶縁性樹脂板３…ガラス繊維布含有ポリエーテルエーテルケトン樹脂板（厚み：０．５ｍｍ）
絶縁層４…エポキシ樹脂 （厚み：０．２ｍｍ）
金属箔２… 銅箔 （厚み：１８μｍ）
加熱プレス条件…１９０℃×４０ｋｇｆ／ｃｍ2 、１２０分得られたＢＧＡ（２４ｍｍ×２４ｍｍ角）は放熱性と強度に優れ、実用上問題がなく、またスルーホールピッチを１．２７ｍｍと通常の樹脂基板と同一とすることができた。なお、金属芯材１の圧入は絶縁性樹脂板３と金属芯材１形成用の金属板を重ね、金属板側から順次金属芯材１の形状に打ち抜き、絶縁性樹脂板３の打ち抜き穴３１に金属芯材１を圧入する方法で行なった。
【００１４】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば放熱性や強度に優れた金属多層基板が得られ、また量産性に優れているという利点があり、スルーホールピッチの狭いＢＧＡ等の表面実装型パッケージへの利用性が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用する内層板の製造方法の一例（ａ）〜（ｃ）を示す概略斜視図。
【図２】内層板を用いて積層板を得る方法の一例を示す断面概略図。
【図３】内層板を用いて積層板を得る方法の他の例を示す断面概略図。
【図４】図１、図２の方法により得られた印刷基板を用いたＢＧＡの一例を示す一部断面概略図。
【符号の説明】
１ 金属芯材
２ 金属箔
３ 絶縁性樹脂板
３１ 打ち抜き穴
４ 絶縁層
５ 回路パターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】 絶縁性樹脂板（３）の片面または両面の所定部分に回路パターン（５）を設けた後、絶縁性樹脂板（３）の一部を金属芯材（１）の形状に打ち抜き、その打ち抜き穴部（３１）に金属板を打ち抜いて形成した金属芯材（１）を嵌め込んで内層板（６）を得、ついで、得られた内層板（６）を１乃至複数枚用い、内層板（６）の片面又は両面に絶縁層（４）を設けるとともに、最外層に絶縁層（４）を介して金属箔（２）を載置し、積層一体化することを特徴とする金属多層基板の製造方法。
【請求項１】 絶縁性樹脂板（３）の片面または両面の所定部分に回路パターン（５）を設けた後、絶縁性樹脂板（３）の一部を金属芯材（１）の形状に打ち抜き、その打ち抜き穴部（３１）に金属板を打ち抜いて形成した金属芯材（１）を嵌め込んで内層板（６）を得、ついで、得られた内層板（６）を１乃至複数枚用い、内層板（６）の片面又は両面に絶縁層（４）を設けるとともに、最外層に絶縁層（４）を介して金属箔（２）を載置し、積層一体化することを特徴とする金属多層基板の製造方法。
【図２】
【図３】
【図１】
【図４】
【図３】
【図１】
【図４】
【公開番号】特開平７−２１２０４８
【公開日】平成７年（１９９５）８月１１日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平６−３７５９
【出願日】平成６年（１９９４）１月１８日
【出願人】（０００００６１７２）三菱樹脂株式会社 (1,977)
【公開日】平成７年（１９９５）８月１１日
【国際特許分類】
【出願日】平成６年（１９９４）１月１８日
【出願人】（０００００６１７２）三菱樹脂株式会社 (1,977)
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