專利名稱：電路板、多層布線板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路板、多層布線板、制造電路板的方法、以及制造多層布線板的方法。具體地說，本發(fā)明涉及用作電子設(shè)備一部分的多層撓性印刷布線板、構(gòu)成所述多層布線板的部件的電路板、以及制造這些板的方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著電子設(shè)備的封裝密度的增強，在用在所述電子設(shè)備中的印刷布線板的層增加方面也取得進展，并且多層結(jié)構(gòu)的撓性布線板的使用得以普及。印刷布線板是剛性-撓性布線板，這是撓性布線板和剛性布線板的組合，并且其適用范圍很廣泛。
已提出了用于制造多層撓性布線板或剛性-撓性布線板的以下方法形成有圖案的銅箔和絕緣層以一個位于另一個之上的方式被交替布置以便于形成疊層板，然后在所述疊層板中形成用于層間連接的通孔，并且在將用于層間連接的鍍層涂覆在所述通孔上之后，執(zhí)行最外層電路等的加工；在每個單面布線板的絕緣體側(cè)上形成有未穿透銅箔的孔，之后用金屬或合金形成導(dǎo)體柱，之后對整個層進行表面涂覆，并且壓接粘合層和每個布線板，其中上述操作被重復(fù)必要的次數(shù)以便于實現(xiàn)期望的層增加。(例如，見JP-A-11-54934)。
在前一種方法中，通過以使得它們貫通所有層這樣一種方式形成通孔而進行層間連接。然而，這種連接方法，盡管在加工方面是簡單的，但是在電路設(shè)計上會受到許多限制。這種方法的最大缺點在于，由于所有層通過通孔被連接，因此形成在最外層中的通孔的數(shù)量增加了并且增加了通孔平部所占據(jù)的面積比率，從而不能提高電路密度，而提高電路密度對于零件和電路圖案的密集封裝是必不可少的。另外，在未來時間里，市場需求期望提高的高密度封裝和形成圖案將變成具有更復(fù)雜技術(shù)要求的工作。隨著封裝零件的小型化和致密化的進一步發(fā)展，層連接平部和通孔必須被形成在通過層的相同位置處，因此布線密度在設(shè)計上變得不完善，從而增加了零件封裝方面的問題。
在撓性布線板的傳統(tǒng)制造方法中，為了降低制造成本，通過將多個圖案布置在單層片上而制造撓性布線板。通過使用相同的方法也可在低成本下制造多層撓性布線板。然而，根據(jù)該方法，如果在所述片中存在任何缺陷圖案的話，在所述疊層板中具有所述缺陷圖案的多層撓性布線板也會變得有缺陷，導(dǎo)致層壓過程中處理量的減少。多層撓性或剛性-撓性布線板與多層剛性布線板之間的最大差異在于前者具有撓性部分而后者則沒有撓性部分。在該撓性部分的組成中，需要除去外層以使得撓性部分不會被層壓或者需要在層壓轉(zhuǎn)換移除外層，從而不可避免地導(dǎo)致板層壓中材料量的減少。而且，在設(shè)計用于各個層的不同尺寸圖案的情況下，每個片可形成的圖案數(shù)量受到最大尺寸圖案數(shù)量的限制，從而導(dǎo)致不令人滿意的圖案比率和低材料量。
在后一種制造方法中，包含通過激光將導(dǎo)體柱接收側(cè)上的襯底鉆孔、施加表面沾污去除處理并且在表面涂層中形成開口等特定操作的步驟，從而在這些特定操作和產(chǎn)量減少的技術(shù)形成方面存在問題。也存在這樣一個問題，即，當(dāng)構(gòu)造層的數(shù)量增加時，制造需要更長的時間和更高的成本并且增加了表面涂層的材料成本。

發(fā)明內(nèi)容
為了消除上述問題，本發(fā)明旨在提供多層撓性布線板以及制造所述多層撓性布線板的方法，所述多層撓性布線板易于制造并且能夠確實地形成層間連接，具有高可靠性并且允許外層布線板的層疊。
通過執(zhí)行本發(fā)明的以下實施例(1)到(22)可實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的。
(1)電路板，包括絕緣襯底；形成在所述襯底一側(cè)上的導(dǎo)體電路；以及電連接于所述導(dǎo)體電路的雙層導(dǎo)體柱；
其特征在于，所述雙層導(dǎo)體柱的每個都被形成在貫通所述絕緣襯底的孔中，并且包括其一端連接于所述雙層導(dǎo)體電路并且其另一端從所述絕緣襯底的另一側(cè)突出的突出端子，以及覆蓋所述端子的從所述絕緣襯底的另一側(cè)突出的部分的金屬涂層。
(2)如(1)中所述的電路板，其特征在于，所述金屬涂層是由從包括金、銀、鎳、錫、鉛、鋅、鉍、銻以及銅的組中選擇出來的至少一種金屬或包含所述金屬的合金構(gòu)成的。
(3)電路板，包括絕緣襯底；形成在所述絕緣襯底一側(cè)上的導(dǎo)體電路；以及電連接于所述導(dǎo)體電路的雙層導(dǎo)體柱；其特征在于，具有通量函數(shù)的粘合層被設(shè)在所述絕緣襯底的一側(cè)或兩側(cè)上。
(4)電路板，包括絕緣襯底；形成在所述絕緣襯底一側(cè)上的導(dǎo)體電路；以及電連接于所述導(dǎo)體電路的雙層導(dǎo)體柱；其特征在于，表面涂層被設(shè)在所述絕緣襯底的一側(cè)上，所述涂層覆蓋所述導(dǎo)體電路但留下其一部分未被覆蓋，并且具有通量函數(shù)的粘合層被設(shè)在所述絕緣襯底的另一側(cè)上。
(5)如(1)到(4)中任意一項所述的電路板，其特征在于，所述雙層導(dǎo)體柱包含銅和一種金屬或銅和一種合金。
(6)如(3)或(4)中所述的電路板，其特征在于，所述雙層導(dǎo)體柱的每個都被形成在貫通所述絕緣襯底的孔中，并且包括其一端連接于所述導(dǎo)體電路并且其另一端從所述絕緣襯底的另一側(cè)突出的突出端子，以及覆蓋所述突出端子的從所述絕緣襯底的另一側(cè)突出的部分的金屬涂層。
(7)如(6)中所述的電路板，其特征在于，所述金屬涂層是由從包括金、銀、鎳、錫、鉛、鋅、鉍、銻以及銅的組中選擇出來的至少一種金屬或包含所述金屬的合金構(gòu)成的。
(8)多層布線板，包括多個電路板的層疊板，所述電路板包括(1)或(2)中所述的一個。
(9)多層布線板，包括多個電路板的層疊板，所述電路板包括(3)或(4)中所述的一個。
(10)多層布線板，包括多個電路板的層疊板，所述電路板包括(1)到(4)中任意一項所述的一個并且電路板包括絕緣襯底；形成在所述絕緣襯底兩側(cè)上的導(dǎo)體電路；被形成得覆蓋所述導(dǎo)體電路一部分的金屬層；以及覆蓋所述導(dǎo)體電路的除所述金屬層以外的部分的表面涂層。
(11)多層布線板，包括多個電路板的層疊板，所述電路板包括(1)或(2)所述的一個、(3)或(4)所述的一個，并且電路板包括絕緣襯底；形成在所述絕緣襯底兩側(cè)上的導(dǎo)體電路；被形成得覆蓋所述導(dǎo)體電路一部分的金屬層；以及覆蓋所述導(dǎo)體電路的除所述金屬層以外的部分的表面涂層。
(12)多層布線板，其中(1)到(4)中任意一項所述的電路板被連接于以下所述的另一個電路板的兩側(cè)，并且各個電路板的導(dǎo)體電路通過所述導(dǎo)體柱被電連接在指定位置處，所述另一個電路板包括絕緣襯底；形成在所述絕緣襯底兩側(cè)上的導(dǎo)體電路；被形成得覆蓋所述導(dǎo)體電路一部分的金屬層；以及覆蓋所述導(dǎo)體電路的除所述金屬層以外的部分的表面涂層。
(13)多層布線板，其中(3)或(4)所述的電路板被連接于以下所述的另一個電路板的兩側(cè)，(1)或(2)所述的電路板被連接于所述兩個電路板，并且各個電路板的導(dǎo)體電路通過所述導(dǎo)體柱被電連接在指定位置處，所述另一個電路板包括
絕緣襯底；形成在所述絕緣襯底兩側(cè)上的導(dǎo)體電路；被形成得覆蓋所述導(dǎo)體電路一部分的金屬層；以及覆蓋所述導(dǎo)體電路的除所述金屬層以外的部分的表面涂層。
(14)(11)到(13)中任意一項所述的多層布線板，其特征在于，所述表面涂層包括粘合層。
(15)(7)中所述的多層布線板，具有包括多層電路板的層疊板的多層部分，以及所述多層部分中的至少一個電路板從中延伸到其處的單層部分。
(16)(15)中所述的多層布線板，其特征在于，構(gòu)成所述單層部分的電路板是撓性電路板。
(17)多層撓性布線板，包括(i)多個單面布線板，具有形成在由絕緣材料制成的襯底的一側(cè)上的布線圖案和由銅和金屬或銅和合金制成的雙層導(dǎo)體柱，每個所述導(dǎo)體柱都從所述布線圖案突出到所述襯底的與所述布線圖案相反的一側(cè)，其中除最外層以外的襯底在與所述導(dǎo)體柱相反的一側(cè)上具有用于與導(dǎo)體柱形成連接的焊盤，并且所述布線圖案沒有表面涂層；(ii)撓性布線板，在其至少一側(cè)上具有用于連接于所述導(dǎo)體柱的焊盤并且包括有表面涂層涂覆于撓性部分上但沒有表面涂層涂覆于多層部分上的布線圖案；以及(iii)具有通量函數(shù)的粘合層，由此將各個板整體層壓在一起，其特征在于，通過所述粘合層的媒介由金屬或合金將所述導(dǎo)體柱和焊盤相連接，并且所述布線圖案被電連接。
(18)(17)中所述的多層撓性布線板，其特征在于，所述撓性布線板是被切割的獨立片。
(19)(17)或(18)中所述的多層撓性印刷布線板，其特征在于，所述金屬是金、銀、鎳、錫、鉛、鋅、鉍、銻以及銅中的至少一種。
(20)(17)到(19)中任意一項所述的多層撓性印刷布線板，其特征在于，所述合金包括錫、鉛、銀、鋅、鉍、銻以及銅中的至少兩種。
(21)制造多層撓性布線板的一種方法，包括以下步驟將絕緣材料制成的襯底鉆孔，之后在所述襯底的鉆孔側(cè)上形成由銅和金屬或銅和合金制成的突起的雙層導(dǎo)體柱；在所述襯底的與所述雙層導(dǎo)體柱相反的一側(cè)上形成布線圖案；通過層壓或印刷在每個襯底的除具有與所述雙層導(dǎo)體柱相反的焊盤的布線圖案側(cè)上的最外層襯底以外的整個表面上形成具有通量函數(shù)的粘合層，從而形成單面布線板；形成包括布線圖案的撓性布線板，在其至少一側(cè)上具有用于連接于所述雙層導(dǎo)體柱的焊盤；通過層壓或印刷在具有所述撓性布線板的焊盤的布線圖案一側(cè)上在其整個表面或部分表面上形成具有通量函數(shù)的粘合層；通過所述粘合層的媒介熱壓粘結(jié)所述雙層導(dǎo)體柱和所述焊盤。
(22)可通過(21)中所述的方法獲得的多層撓性布線板。


圖1(a)到圖1(g)是用于示出本發(fā)明中所使用的形成最外層的單面布線板和用于制造所述單面布線板的工藝的截面圖。
圖2(a)到圖2(e)是用于示出本發(fā)明中所使用的撓性布線板和用于制造所述撓性布線板的工藝的截面圖。
圖3(a)和圖3(b)是用于示出本發(fā)明所涉及的四層結(jié)構(gòu)的多層撓性布線板和用于制造所述多層撓性布線板的工藝的截面圖。
圖4(a)到圖4(g)是用于示出本發(fā)明中所使用的形成內(nèi)層的單面布線板和用于制造所述單面布線板的工藝的截面圖。
圖5(a)和圖5(b)是用于示出本發(fā)明所涉及的六層結(jié)構(gòu)的多層撓性布線板和用于制造所述多層撓性布線板的工藝的截面圖。
附圖中所使用的附圖標記由以下表示101、201、401銅箔102、202、402襯底205、406布線圖案107、206表面涂層108表面涂層中的開口
103、403襯底中的開口105、405雙層導(dǎo)體柱104、404銅柱110單面層疊板106、204焊盤207、407具有通量函數(shù)的粘合層120外層單面布線板203通孔210雙面板220層間撓性布線板310多層(四層)撓性布線板320、520多層部分330、530撓性部分410單面層疊板420層間單面布線板510多層(六層)撓性布線板具體實施方式
下面將參照附圖針對實施例描述本發(fā)明，但是應(yīng)該理解的是，這些實施例僅是出于示出的目的，不應(yīng)認為是以任何方式限制本發(fā)明的保護范圍。
圖1到圖5是示出了體現(xiàn)本發(fā)明的多層撓性布線板的示例以及其制造方法的附圖。圖3(b)和圖5(b)是示出了依照本發(fā)明所獲得的多層撓性布線板的結(jié)構(gòu)的截面圖，其中圖3(b)示出了具有多層部分320和撓性部分330的四層撓性布線板310，圖5(b)示出了具有多層部分520和撓性部分530的六層撓性布線板510。
為了描述本發(fā)明所涉及的多層撓性布線板的制造方法，首先將描述用于制造示范性四層撓性布線板的方法。所述程序可被分成為以下步驟A、B和C。在步驟A(圖1)中，形成了外層單面布線板120。之后，在步驟B(圖2)中，形成了層間撓性布線板220，最終在步驟C(圖3)中，將外層單面布線板120層壓在層間撓性布線板220上從而完成多層撓性布線板310。
為了制造具有五層或多層的布線板，將步驟A中制成的單面布線板120用作最外層布線板。為了從外側(cè)制造從第二到中心層雙面板的結(jié)構(gòu)，在步驟D(圖4)中形成層間單面布線板420，其中步驟B(圖2)中形成的層間撓性布線板220用作中心層布線板。在步驟E中，層間單面布線板420被層壓在形成中心層的層間撓性布線板220上，而單面布線板120被層壓在其上用作最外層以便于形成多層撓性布線板510。為了制造具有五層或多層的結(jié)構(gòu)，期望數(shù)量的層間單面布線板420被層壓在構(gòu)成中心層的每個最外層單面布線板120與層間撓性布線板220之間。
為了制造步驟A中的外層單面布線板120，首先制備具有沉積在襯底102一側(cè)上的銅箔101的單面層疊板110，襯底102包括通過固化諸如聚酰亞胺或環(huán)氧樹脂(圖1(a))等樹脂而獲得的絕緣材料。應(yīng)該注意的是，這里為了防止不利于導(dǎo)體連接的沾污，最好在襯底和銅箔之間不存在用于粘結(jié)它們的粘合層，盡管用于粘結(jié)的粘合劑的使用不總是不可接受的。在襯底102中，開口103被形成得直到露出了銅箔101(圖1(b))?？赏ㄟ^允許形成小直徑孔的激光方法容易地形成所述開口。最好通過諸如使用高錳酸鉀水溶液的干燥表面沾污去除或等離子體干燥表面沾污去除等方法移除殘留在襯底開口103中的樹脂，這是由于這有助于層間連接的可靠性。在這些襯底開口103的每個中，雙層導(dǎo)體柱105被形成得從襯底102表面突出(圖1(d))?？赏ㄟ^首先通過膠合或電鍍法(圖1(c))形成銅柱104之后再用金屬或合金鍍覆而形成雙層導(dǎo)體柱105。使用金、銀、鎳、錫、鉛、鋅、鉍和銻中的至少一種作為金屬，并且所述柱可為單層或可具有兩層或多層的結(jié)構(gòu)。這里所使用的合金是包括從錫、鉛、銀、鋅、鉍、銻以及銅中選擇出來的兩種或多種金屬的焊料。例如，可使用錫-鉛、錫-銀、錫-鋅、錫-鉍、錫-銻、錫-銀-鉍以及錫-銅合金，但是本發(fā)明中所使用的焊料不局限于金屬組合或合成物，并且可選擇使用任何適宜的合金。柱的厚度為0.05μm或更大，最好是0.5μm或更大。之后將襯底102一側(cè)上的銅箔101蝕刻以便于形成布線圖案106(圖1(e))，并且表面涂層107被涂覆在布線圖案(圖1(f))上。可通過膠合包含涂有粘合劑的絕緣樹脂的覆膜或通過直接在襯底上印刷油墨而形成該表面涂層107。在該表面涂層107中可形成有開口108以助于諸如電鍍的表面處理。
具有通量函數(shù)的粘合層可被形成在雙層導(dǎo)體柱105所突出的襯底102的一側(cè)上，但是為了防止布線圖案204(圖2(c))的氧化，最好在具有用于連接于導(dǎo)體柱的焊盤的層間撓性布線板220(圖2(e))上形成所述粘合層。可通過諸如通過印刷方法在襯底102上涂覆具有通量函數(shù)的粘合層等各種方法形成具有通量函數(shù)的粘合層，但是更有利的是將一片粘合劑層壓在襯底102上。最后，依照多層部分的尺寸適當(dāng)?shù)厍懈罟ぜ员阌讷@得外層單面布線板120的獨立片(圖1(g))。
也可通過首先在單面層疊板110上形成布線圖案106，之后在襯底中形成開口103，并且提供雙層導(dǎo)體柱105和表面涂層107而獲得該外層單面布線板120。
本發(fā)明中所使用的具有通量函數(shù)的粘合劑是具有用于清潔金屬表面的功能的粘合劑，例如，去除或減少存在于金屬表面上的氧化膜的功能，并且首要優(yōu)選粘合劑成分包括(A)諸如具有酚羥基團的熱塑性酚醛樹脂、熱塑性甲酚樹脂、熱塑性烷基酚醛樹脂(alkylphenolicnovolak resin)、甲酚樹脂和聚乙烯酚醛(polyvinylphenol)樹脂等樹脂以及(B)用于這些樹脂的固化劑。此處可使用的固化劑的示例包括苯酚基環(huán)氧樹脂，諸如雙酚基、熱塑性酚醛基、熱塑性烷基酚醛基、聯(lián)苯酚(biphenol)基、萘酚基以及間苯二酚基環(huán)氧樹脂，通過脂肪族、脂環(huán)族或不飽和脂肪族基干作為基體以及異氰酸鹽成分被環(huán)氧化的環(huán)氧樹脂。
所要混合的具有酚羥基團的樹脂的量最好占總粘合劑的重量的20到80％。如果它的量小于重量的20％的話，清潔金屬表面的合成物的活動性較低，而如果它的量超過重量的80％的話，可能難于獲得充分固化的產(chǎn)品，從而導(dǎo)致降低的粘結(jié)強度和可靠性。另一方面，用作固化劑的樹脂或化合物的比率最好占總粘合劑的重量的20到80％。所述粘合劑可包含所需的各種粘合劑，諸如染料、無機填料、各種偶聯(lián)劑、溶媒等。
第二優(yōu)選粘合劑成分包括(C)苯酚基環(huán)氧樹脂，諸如雙酚基、熱塑性酚醛基、熱塑性烷基酚醛基、聯(lián)苯酚(biphenol)基、萘酚基以及間苯二酚基環(huán)氧樹脂，或者通過脂肪族、脂環(huán)族或不飽和脂肪族基干作為基體被環(huán)氧化的環(huán)氧樹脂；以及(D)用于所述環(huán)氧樹脂的固化劑，所述固化劑具有咪唑環(huán)。具有咪唑環(huán)的固化劑的示例是咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基咪唑、1-苯甲基-2-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、以及雙(2-乙基-4-甲基-咪唑)。
環(huán)氧樹脂含量最好占總粘合劑的重量的30到99％。如果它的量小于重量的30％的話，不能獲得滿意固化的產(chǎn)品。除以上所述的兩種組分以外，粘合劑還可包括熱固性或熱塑性樹脂，諸如氰酸鹽樹脂、丙烯酸樹脂、異丁烯酸樹脂以及順丁烯二酰亞胺樹脂。如果需要的話，可加入染料、無機填料、各種偶聯(lián)劑、溶媒等。具有咪唑環(huán)并用作用于所述環(huán)氧樹脂的固化劑的樹脂占總粘合劑的重量的1到10％。如果其含量低于重量的1％的話，粘合劑的金屬表面清潔性能不令人滿意并且環(huán)氧樹脂可能不會被充分地固化。如果其含量超過于重量的10％的話，固化反應(yīng)可能迅速進行，導(dǎo)致粘合劑層流動性的降低。
對于制備粘合劑來說，各種方法都是可用的。例如，具有酚羥基團的固態(tài)樹脂(A)和用作固化劑的固態(tài)樹脂(B)被溶解在溶媒中；具有酚羥基團的固態(tài)樹脂(A)被溶解在用作固化劑的液態(tài)樹脂(B)中；用作固化劑的固態(tài)樹脂(B)被溶解在具有酚羥基團的液態(tài)樹脂(A)中；或者具有咪唑環(huán)并用作環(huán)氧樹脂固化劑的樹脂(D)被分散或溶解在通過將固態(tài)環(huán)氧樹脂(C)溶解在溶媒中而制備的溶液中。可使用丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁酮、環(huán)己烷、甲苯、苯基溶纖劑、乙烷基溶纖劑、N-甲基吡咯烷酮、GBL(γ-butylactone)等作為溶媒。最好使用具有200℃或200℃以下的沸點的溶媒。
用于制造步驟B中的層間撓性布線板220的工藝包括以下程序。制備包括通常用于撓性布線板(諸如聚酰亞胺和銅箔201)的耐熱樹脂202的雙面板210(圖2(a))。該雙面板210構(gòu)成成品多層撓性布線板的撓性部分。最好在銅箔201和耐熱樹脂202之間不允許存在粘合劑層以便于增強撓曲特性，盡管不總是排除這樣一種粘合劑層的存在。通過通孔203使得該雙面板210的前后側(cè)導(dǎo)電(圖2(b))，之后通過蝕刻形成布線圖案和能夠接收雙層導(dǎo)體柱105的焊盤204(圖2(c))。之后，聚酰亞胺等的表面涂層206被涂覆在與撓性部分330(圖2d)相對應(yīng)的布線圖案204的部分上以便于用作層間撓性布線板。這里，為了通過雙層導(dǎo)體柱105提高可潤濕性以便于確保連接可靠性，可使用金屬或合金通過電鍍或焊涂使得布線圖案205經(jīng)受表面處理。這里將使用的金屬沒有具體指定，但是由于錫的低熔點，錫是優(yōu)選的。這里所使用的合金是包括從錫、鉛、銀、鋅、鉍、銻以及銅中選擇的至少兩種金屬的焊料。例如，建議錫/鉛、錫/銀、錫/鋅、錫/鉍、錫/銻、錫-銀-鉍以及錫/銅的組合，但是本發(fā)明中可使用的焊料不局限于金屬組合或化合物，并且選擇并使用最適合的焊料。然后，將具有通量函數(shù)的粘合劑層207形成在與多層部分320相對應(yīng)的布線圖案204的部分上(圖2(e))。層間撓性布線板可在層壓之前被切割成獨立片。
通過將外層單面布線板120的獨立片擱置在層間撓性布線板220的兩側(cè)上執(zhí)行步驟C中多層撓性布線板310的形成?？赏ㄟ^其中由圖像識別機讀出預(yù)先形成在每層布線圖案上的定位標記的一種方法或其中使用定位銷執(zhí)行定位的一種方法進行該操作中的定位。然后將工件加熱到可進行焊接的溫度下，之后在加熱下進行壓制直到將雙層導(dǎo)體柱105和層間撓性布線板220的焊盤部分204利用通過插在它們之間的通量函數(shù)粘合劑層207焊接在一起，之后在不會導(dǎo)致焊料熔化的溫度下再加熱以便于固化粘合劑層207并且進行層間粘合，從而實現(xiàn)外層單面布線板120和層間撓性布線板220的層疊(圖3(b))?？衫缤ㄟ^真空壓制成形或熱層疊與烘焙的組合執(zhí)行各個層的層疊。
在前述中，已參照圖1到圖3描述了其多層部分由四層構(gòu)成的多層撓性布線板的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明的實施例包括兩層結(jié)構(gòu)以及三層結(jié)構(gòu)，其中焊盤被單獨設(shè)在層間撓性布線板的一側(cè)上，其中一個獨立的外層單面布線板的片被放置在所述焊盤的每個上，在所述三層結(jié)構(gòu)中層間撓性布線板是雙面的。具有連續(xù)放置有單面布線板的獨立片的四層或更多層撓性布線板也包含在本發(fā)明的實施例中。在以下描述中，將描述其多層部分由六層構(gòu)成的多層撓性布線板。
在六層結(jié)構(gòu)的情況下，形成最外層的單面布線板120和形成中心層的層間撓性布線板220與四層結(jié)構(gòu)中所使用的那些是相同的，但是在步驟D中層間單面布線板420被形成為設(shè)置在每個最外層與中心層之間的層。
用于制造步驟D中的層間單面布線板420的工藝包括以下程序。通過將銅箔401附在由通過固化樹脂(諸如聚酰亞胺或環(huán)氧樹脂(圖4(a))獲得的絕緣材料制成的襯底402的一側(cè)上而制備單面層疊板410。在該操作中，為了防止沾污，所述沾污成為導(dǎo)體連接的障礙，最好不允許粘合劑層存在于襯底與銅箔之間以便于粘結(jié)它們，盡管用于粘結(jié)的粘合劑的使用也可在本發(fā)明的概念之內(nèi)。之后開口403被形成在襯底402中，所述開口403達到可露出銅箔401的程度(圖4(b))。通過允許形成小直徑孔的激光方法可容易地形成所述開口。最好還通過諸如使用高錳酸鉀的水溶液的干燥表面沾污去除的方法或諸如等離子干燥表面沾污去除的方法去除殘留在襯底開口403中的樹脂，這是由于這有助于層間連接的可靠性的增強。在這些襯底開口403的每個中，雙層導(dǎo)體柱405被形成得從襯底402表面突出(圖4(d))?？赏ㄟ^首先通過膠合或電鍍法(圖4(c))形成銅柱404之后再用金屬或合金鍍覆而形成雙層導(dǎo)體柱405。使用金、銀、鎳、錫、鉛、鋅、鉍和銻中的至少一種作為金屬，并且所述柱可為單層或可具有兩層或多層的結(jié)構(gòu)。這里所使用的合金是包括從錫、鉛、銀、鋅、鉍、銻以及銅中選擇出來的兩種或多種金屬的焊料。例如，可使用錫-鉛、錫-銀、錫-鋅、錫-鉍、錫-銻、錫-銀-鉍以及錫-銅合金，但是本發(fā)明中所使用的焊料不局限于金屬組合或合成物，并且可選擇使用任何適宜的合金。柱的厚度為0.05μm或更大，最好是0.5μm或更大。之后將襯底402一側(cè)上的銅箔401蝕刻以便于形成布線圖案406(圖4(e))，并且具有通量函數(shù)的粘合劑層407被形成在布線圖案406(圖4(g))上?？赏ㄟ^印刷形成具有通量函數(shù)的該粘合劑層，但是更有利的是在布線圖案406上層疊粘合劑片。該粘合劑層可被形成在具有焊盤的一側(cè)需要的位置上以便于連接于所述柱。一個所述粘合劑層的插入可確保層疊板之間的連接。最后，依照多層部分的尺寸適當(dāng)?shù)厍懈罟ぜ员阌讷@得外層單面布線板420的獨立片(圖4(g))。
為了形成步驟E中的多層撓性布線板510，層間單面布線板420被擱置在層間撓性布線板220上，并且最外層單面布線板120被進一步擱置在其外側(cè)上。
通過層疊所需數(shù)量的層間單面布線板420可獲得七層或更多層的結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明中用于層增加的熱壓制粘結(jié)方法沒有具體限定。例如，可在每次層間撓性布線板的獨立片被擱置時執(zhí)行熱壓制粘結(jié)。或者，可首先擱置外表面單面布線板的所有獨立片，之后是整個層壓板的熱壓制粘結(jié)。作為另一種方法，在擱置的暫時粘結(jié)的步驟中，通過施加超過焊料熔點的熱量而焊接有待連接于雙層柱的焊盤，之后在低于熔點的溫度下固化層間粘合劑以便于提供期望的層壓板。
示例1(外層單面布線板的制造)通過將12μm厚的銅箔101附在由包括固化環(huán)氧樹脂的絕緣材料制成的50μm厚的襯底102(Sumitomo Bakelite Co.，Ltd制造的SUMILITE APL-4001)一側(cè)上而形成單面層疊板110。從襯底102側(cè)將UV激光束施加于該層疊板110以便于在襯底102中形成具有100μm直徑的開口103，然后使用高錳酸鉀的水溶液使其經(jīng)受表面沾污去除。之后對于襯底開口103的內(nèi)側(cè)施加銅電鍍到55μm的堆積，之后進行5μm的焊料鍍覆以形成雙層導(dǎo)體柱105。之后，將單面層疊板110的銅箔101蝕刻以便于形成布線圖案106，并且在印刷液體保護層(由Hitachi Chemical Co.，Ltd.制造的SR9000W)之后，涂覆表面涂層107。最后，將工件成形為層疊部分的規(guī)則尺寸以便于獲得外層單面布線板120。
(層間撓性布線板的制造)由鉆孔機對于由12μm厚的銅箔201和25μm厚的聚酰亞胺膜構(gòu)成的兩層雙面板210(Mitsui Chemical Co.，Ltd.制造的NEX23FE(25T))進行鉆孔，在施加直鍍法之后，通過銅電鍍形成通孔203以使得板的前后側(cè)導(dǎo)電。之后，通過蝕刻形成布線圖案和能夠接收雙層導(dǎo)體柱105的焊盤204。之后，通過涂覆25μm厚的聚酰亞胺(KanegafuchiChemical Industry Co.，Ltd.制造的APICAL NPI)和25μm厚的熱固化粘合劑(我公司研發(fā)的材料)將表面涂層206形成在與撓性部分330相對應(yīng)的布線圖案205的部分上。之后，具有通量函數(shù)的20μm厚的熱固化粘合劑片(Sumitomo Bakelite Co.，Ltd制造的層間粘合劑片RCF)被層壓在與多層部分320相對應(yīng)的布線圖案204的部分上以便于形成具有通量函數(shù)的粘合劑層，從而構(gòu)成片側(cè)層間撓性布線板220。
(多層撓性布線板的制造)通過使用具有定位銷導(dǎo)軌的夾具將外層單面布線板120擱置在層間撓性布線板220的兩側(cè)上。之后，在130℃下在0.2Mpa下使用真空壓制層合機暫時粘結(jié)60秒鐘之后，在260℃下在0.02Mpa下使用液壓機壓制工件30秒鐘。通過插入具有通量函數(shù)的粘合劑層207而將雙層導(dǎo)體柱105焊接于層間撓性布線板220的焊盤204以便于形成金屬粘結(jié)，之后在150℃下加熱組件60分鐘以獲得層疊(多層)的撓性布線板310。
示例2除在制造外層單面布線板中，通過將襯底開口103的直徑改變到最小的50μm而形成雙層導(dǎo)體柱105以外，以與示例1相同的方式獲得多層撓性布線板。
示例3除焊接鍍被施加在與層間撓性布線板的多層部分320相對應(yīng)的布線圖案204的部分上以外，以與示例1相同的方式獲得多層撓性布線板。
比較示例1除表面涂層206被形成在層間撓性布線板220的整個布線圖案上、通過CO2激光在表面涂層中形成用作用于接收導(dǎo)體柱105的焊盤的開口、以及增加了進行表面沾污去除的步驟以外，以與示例1相同的方式獲得多層撓性布線板。
比較示例2除用不具有通量函數(shù)的普通粘合劑片(Du Pont制造的PYRALUX LF100)替代層間撓性布線板220的具有通量函數(shù)的粘合劑片207以外，以與示例1相同的方式獲得多層撓性布線板。
在示例1到3的多層撓性布線板中，通過金屬-金屬粘結(jié)確保層間連接，并且在溫度循環(huán)試驗中，不會出現(xiàn)斷開并且金屬點處的粘結(jié)狀態(tài)良好。另外，在絕緣電阻試驗中沒有觀察到絕緣電阻的增長。此外，通過將外層單面布線板切割成獨立片，與片狀層疊板相比較增強了層疊板的位置精度，從而提高產(chǎn)量。然而，在比較示例1的情況中，多層撓性布線板的產(chǎn)量降低并且制造成本和材料成本增加了。在比較示例2中，在兩層柱與其接收焊盤之間不能形成金屬性粘結(jié)。
工業(yè)實用性依照本發(fā)明，使用具有用于清潔金屬表面的功能的層間粘合劑，在布線板層疊板中的金屬性接合處可形成高可靠性的連接，并且由于在外層單面布線板的表面中不存在連接孔(諸如通孔)，因此可實現(xiàn)高密度電路布線或零件的高密度封裝。此外，通過層壓布線板的獨立片，可單獨層壓合格板并且可以高產(chǎn)量制造多層撓性布線板。
權(quán)利要求
1.一種電路板，包括絕緣襯底；形成在所述襯底一側(cè)上的導(dǎo)體電路；以及電連接于所述導(dǎo)體電路的雙層導(dǎo)體柱；其中，所述雙層導(dǎo)體柱的每個都被形成在貫通所述絕緣襯底的孔中，并且包括其一端連接于所述雙層導(dǎo)體電路并且其另一端從所述絕緣襯底的另一側(cè)突出的突出端子，以及覆蓋所述端子的從所述絕緣襯底的另一側(cè)突出的部分的金屬涂層。
2.依照權(quán)利要求1中所述的電路板，其特征在于，所述金屬涂層是由從包括金、銀、鎳、錫、鉛、鋅、鉍、銻以及銅的組中選擇出來的至少一種金屬或包含所述金屬的合金構(gòu)成的。
3.一種電路板，包括絕緣襯底；形成在所述絕緣襯底一側(cè)上的導(dǎo)體電路；以及電連接于所述導(dǎo)體電路的雙層導(dǎo)體柱；其中，具有通量函數(shù)的粘合層被設(shè)在所述絕緣襯底的一側(cè)或兩側(cè)上。
4.一種電路板，包括絕緣襯底；形成在所述絕緣襯底一側(cè)上的導(dǎo)體電路；以及電連接于所述導(dǎo)體電路的雙層導(dǎo)體柱；其中，表面涂層被設(shè)在所述絕緣襯底的一側(cè)上，所述涂層覆蓋所述導(dǎo)體電路但留下其一部分未被覆蓋，并且具有通量函數(shù)的粘合層被設(shè)在所述絕緣襯底的另一側(cè)上。
5.依照權(quán)利要求1到4中任意一項所述的電路板，其特征在于，所述雙層導(dǎo)體柱包含銅和一種金屬或銅和一種合金。
6.依照權(quán)利要求3或4中任意一項所述的電路板，其特征在于，所述雙層導(dǎo)體柱的每個都被形成在貫通所述絕緣襯底的孔中，并且包括其一端連接于所述導(dǎo)體電路并且其另一端從所述絕緣襯底的另一側(cè)突出的突出端子，以及覆蓋所述突出端子的從所述絕緣襯底的另一側(cè)突出的部分的金屬涂層。
7.依照權(quán)利要求6中所述的電路板，其特征在于，所述金屬涂層是由從包括金、銀、鎳、錫、鉛、鋅、鉍、銻以及銅的組中選擇出來的至少一種金屬或包含所述金屬的合金構(gòu)成的。
8.一種多層布線板，包括多個電路板的層疊板，所述電路板包括權(quán)利要求1或2中所述的一個。
9.一種多層布線板，包括多個電路板的層疊板，所述電路板包括權(quán)利要求3或4中所述的一個。
10.一種多層布線板，包括多個電路板的層疊板，所述電路板包括權(quán)利要求1到4中任意一項所述的一個以及如下的一個電路板，該電路板包括絕緣襯底；形成在所述絕緣襯底兩側(cè)上的導(dǎo)體電路；被形成得覆蓋所述導(dǎo)體電路一部分的金屬層；以及覆蓋所述導(dǎo)體電路的除所述金屬層以外的部分的表面涂層。
11.一種多層布線板，包括多個電路板的層疊板，所述電路板包括權(quán)利要求1或2中所述的一個、權(quán)利要求3或4中所述的一個以及如下的一個電路板，該電路板絕緣襯底；形成在所述絕緣襯底兩側(cè)上的導(dǎo)體電路；被形成得覆蓋所述導(dǎo)體電路一部分的金屬層；以及覆蓋所述導(dǎo)體電路的除所述金屬層以外的部分的表面涂層。
12.一種多層布線板，其中權(quán)利要求1到4中任意一項所述的電路板被連接于以下所述的另一個電路板的兩側(cè)，并且各個電路板的導(dǎo)體電路通過所述導(dǎo)體柱被電連接在指定位置處，所述另一個電路板包括絕緣襯底；形成在所述絕緣襯底兩側(cè)上的導(dǎo)體電路；被形成得覆蓋所述導(dǎo)體電路一部分的金屬層；以及覆蓋所述導(dǎo)體電路的除所述金屬層以外的部分的表面涂層。
13.一種多層布線板，其中權(quán)利要求3或4所述的電路板被連接于以下所述的另一個電路板的兩側(cè)，權(quán)利要求1或2所述的電路板被連接于所述兩個電路板，并且各個電路板的導(dǎo)體電路通過所述導(dǎo)體柱被電連接在指定位置處，所述另一個電路板包括絕緣襯底；形成在所述絕緣襯底兩側(cè)上的導(dǎo)體電路；被形成得覆蓋所述導(dǎo)體電路一部分的金屬層；以及覆蓋所述導(dǎo)體電路的除所述金屬層以外的部分的表面涂層。
14.權(quán)利要求11到13中任意一項所述的多層布線板，其特征在于，所述表面涂層包括粘合層。
15.權(quán)利要求7中所述的多層布線板，具有包括多層電路板的層疊板的多層部分、以及一個單層部分，所述多層部分中的至少一個電路板從所述單層部分延伸到該單層部分。
16.權(quán)利要求15中所述的多層布線板，其特征在于，構(gòu)成所述單層部分的電路板是撓性電路板。
17.一種多層撓性布線板，包括(i)多個單面布線板，具有形成在由絕緣材料制成的襯底一側(cè)上的布線圖案和由銅和金屬或銅和合金制成的雙層導(dǎo)體柱的每個所述導(dǎo)體柱都從所述布線圖案突出到所述襯底的與所述布線圖案相反的一側(cè)，其中除最外層以外的襯底在與所述導(dǎo)體柱相反的一側(cè)上具有用于與導(dǎo)體柱形成連接的焊盤，并且所述布線圖案沒有表面涂層；(ii)撓性布線板，在其至少一側(cè)上具有用于連接于所述導(dǎo)體柱的焊盤并且包括在撓性部分上涂覆有表面涂層但在多層部分上未涂覆有表面涂層的布線圖案；以及(iii)具有通量函數(shù)的粘合層，由此將各個板整體層壓在一起，其特征在于，通過所述粘合層的媒介由金屬或合金將所述導(dǎo)體柱和焊盤相連接，并且所述布線圖案被電連接。
18.權(quán)利要求17中所述的多層撓性布線板，其特征在于，所述撓性布線板是被切割的獨立片。
19.權(quán)利要求17或18中所述的多層撓性印刷布線板，其特征在于，所述金屬是金、銀、鎳、錫、鉛、鋅、鉍、銻以及銅中的至少一種。
20.權(quán)利要求17到19中任意一項所述的多層撓性印刷布線板，其特征在于，所述合金包括錫、鉛、銀、鋅、鉍、銻以及銅中的至少兩種。
21.一種制造多層撓性布線板的方法，包括以下步驟將絕緣材料制成的襯底鉆孔，之后在所述襯底的鉆孔側(cè)上形成由銅和金屬或銅和合金制成的突起的雙層導(dǎo)體柱；在所述襯底的與所述雙層導(dǎo)體柱相反的一側(cè)上形成布線圖案；通過層壓或印刷在每個襯底的除具有與所述雙層導(dǎo)體柱一側(cè)相反的焊盤的布線圖案側(cè)上的最外層襯底以外的整個表面上形成具有通量函數(shù)的粘合層，從而形成單面布線板；形成包括布線圖案的撓性布線板，在其至少一側(cè)上具有用于連接于所述雙層導(dǎo)體柱的焊盤；通過層壓或印刷在具有所述撓性布線板的焊盤的布線圖案一側(cè)上在其整個表面或部分表面上形成具有通量函數(shù)的粘合層；通過所述粘合層的媒介熱壓粘結(jié)所述雙層導(dǎo)體柱和所述焊盤。
22.可通過權(quán)利要求21中所述的方法獲得的多層撓性布線板。
全文摘要
本發(fā)明的多層撓性布線板可肯定地進行層間連接、具有高可靠性并且允許外層布線板的層壓。所述多層撓性布線板每個都包括(1)多個單面布線板，每個單面布線板都在相應(yīng)襯底的一側(cè)上具有布線圖案以及從布線圖案突出到與布線圖案相對的襯底的一側(cè)的雙層導(dǎo)體電路，其中除最外層襯底以外的襯底具有將被連接于與導(dǎo)體柱相反的一側(cè)上的雙層導(dǎo)體柱的焊盤，并且布線圖案不具有表面涂層；(2)撓性布線板，在其至少一側(cè)上具有用于連接于導(dǎo)體柱的焊盤，并且包括其中表面涂層被涂覆在撓性部分上而沒有表面涂層被涂覆在多層部分上的布線圖案，以及(3)具有通量函數(shù)的粘合劑層，其中所述導(dǎo)體柱和焊盤通過金屬或合金相連接，并且布線圖案被電連接。
文檔編號H05K1/00GK1714609SQ20038010360
公開日2005年12月28日 申請日期2003年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月27日
發(fā)明者近藤正芳, 加藤正明, 中馬敏秋, 中尾悟, 藤浦健太郎 申請人:住友電木株式會社