專利名稱：電路基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有用于安裝半導(dǎo)體等部件而設(shè)置的腔結(jié)構(gòu)(cavity structure)的多層電路基板的制造方法及電路基板。
背景技術(shù)：
近年來，隨著電子設(shè)備的小型化、薄型化及高性能化的發(fā)展，對(duì)于構(gòu)
成電子設(shè)備的電子電路的電路基板也要求具有較高的布線收容性。特別是
在提高安裝密度的方面，在稱為母板的多層印刷布線板上進(jìn)一步安裝被安 裝了半導(dǎo)體等部件的電路基板的形式增加了 。
此外，人們關(guān)心與手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等小型電子設(shè)備，或RF等各種模 塊、LED相關(guān)的電子部件的安裝中，具有能夠降低安裝電子部件后的安裝 電路板的高度的腔結(jié)構(gòu)的多層電路基板，被通稱為LTCC(low temperature co-fired ceramic低溫共燒陶瓷)的4氐溫焙燒疊層陶瓷基板或通過樹脂成形而 成的立體電路基板等的腔結(jié)構(gòu)或部件內(nèi)置結(jié)構(gòu)的多層電路基板也漸漸為人 們所關(guān)注。
圖IOA表示現(xiàn)有的陶瓷電路基板的剖面圖?，F(xiàn)有的LTCC等陶資基板 的剖面結(jié)構(gòu)為如圖10A表示的多層電路基板，其通過疊層并燒結(jié)多個(gè)生片 50而成，該生片50在陶瓷基材上形成有布線導(dǎo)體或沖孔，或作為腔部的開 口 5、這種情況下，通常，低溫焙燒陶瓷的話在900。C以下，玻璃陶資基 板的話在1000 。C以下焙燒。
此外，圖10B表示現(xiàn)有的樹脂電路基板的剖面圖?，F(xiàn)有的通過樹脂成 形而成的立體多層電路基板如圖10B所示，樹脂成形一般為在下側(cè)的基板 52上形成模制樹脂層51,用模具等使樹脂熱熔融，再在其表面通過鍍敷形 成布線電路。
但是，上迷陶瓷基板存在下述問題，即使是低溫焙燒陶瓷的情況，也 需要用90(TC左右的高溫來燒結(jié)，受到由此產(chǎn)生的生片收縮的影響，難以確保尺寸精度及電路精度。而且，包含腔結(jié)構(gòu)的形成，存在制造訂貨時(shí)間
(leadtime)長，制造成本較高的問題。
此外，通過樹脂成形形成腔結(jié)構(gòu)的多層電路基板的情況下，如果成形 前形成導(dǎo)通孔則成形時(shí)的樹脂的流動(dòng)會(huì)造成導(dǎo)通孔變形，因此可能會(huì)產(chǎn)生 電路間絕緣性惡化或短路。因此，在使所有層為內(nèi)導(dǎo)通孔(IVH)結(jié)構(gòu)的層 間連接技術(shù)中，存在工藝上或結(jié)構(gòu)上的問題。為了解決這些問題，考慮在 樹脂成形后設(shè)置非貫通孔或貫通孔，然后通過導(dǎo)電鍍敷或?qū)щ娢镔|(zhì)形成導(dǎo) 通孔的方法，但是存在難以應(yīng)對(duì)小徑孔，難以實(shí)現(xiàn)近年來要求的精細(xì)的規(guī) 格的問題。
此外，上述陶乾基板或通過樹脂成形而成的電路基板的膨脹系數(shù)與安 裝搭載基板的母板(多層印刷布線板等)的膨脹系數(shù)，其值有很大不同， 在將這些基板安裝到母板上時(shí)，經(jīng)常受到各種各樣的制約。
于是，現(xiàn)在也開發(fā)了一種多層電路基板，其通過半固化薄片等的粘接 層疊層作為母板的多層印刷布線板和使用實(shí)質(zhì)相同的材料的多個(gè)電路基 板，并具備腔結(jié)構(gòu)。另外，作為與該發(fā)明申請(qǐng)相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)信息知 道有如專利文獻(xiàn)l、專利文獻(xiàn)2。
但是，在上述現(xiàn)有的使用半固化片的多層電路基板中，雖然能確保電 路基板間的粘接強(qiáng)度，但是在加熱加壓這些電路基板時(shí)，樹脂可能會(huì)從作 為粘接層的半固化片向腔內(nèi)部流出，在將部件安裝到腔部時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生問 題，與前述樹脂成形的電路基板相同，會(huì)產(chǎn)生樹脂流動(dòng)，因此IVH連接全 層在結(jié)構(gòu)上及制造工藝上也非常困難。
專利文獻(xiàn)1:日本專利特開平9-199824號(hào)公寺艮
專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2007-59844號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的電路基板的制造方法具備制成基板上具有開口部且在表層 形成有電路的上側(cè)基板的步驟；制成在表層形成有電路的下側(cè)基板的步 驟；制成具有開口部且具有在貫通孔填充有導(dǎo)電膏的導(dǎo)通孔的基板間連接 片的步驟；以及疊層并加熱加壓下側(cè)基板、基板間連接片和上側(cè)基板的步 驟。其特征在于，基板間連接片的材料為在載體膜上形成有含有無機(jī)填料 和熱固性樹脂的、且不含芯材的粘接層的片材。由此，可不經(jīng)焙燒步驟或樹脂成形步驟，高效率地制造具有凹狀的腔部的結(jié)構(gòu)和高層間連接可靠性 的全層IVH結(jié)構(gòu)的電路基板。
此外，本發(fā)明的電路基板的結(jié)構(gòu)中，基板間連接片的開口部由激光加 工形成，所述開口部的端面形成有由填料和變性后的熱固性樹脂構(gòu)成的變 質(zhì)層，由此，能夠防止樹脂從基板間連接片的端面流出，并且能防止導(dǎo)通 孔的塌陷等變形，并且，能夠防止從外界吸濕。由此能夠維持(提高)高 溫高濕中的電絕緣性。
此外，本發(fā)明的電路基板的結(jié)構(gòu)中，絕緣被膜層作為凸?fàn)畹慕^緣被膜 層分散形成在上側(cè)基板及下側(cè)基板的與基板間連接片疊層粘接側(cè)的面上， 所述凸?fàn)畹慕^緣被膜層被壓入所述基板間連接片的粘接層，由此來提高對(duì) 基板間連接片的錨固效果，防止樹脂的流出和形成在基板間連接片上的導(dǎo) 通孔的變形等，進(jìn)一步提高上側(cè)基板和下側(cè)基板的層間粘接強(qiáng)度。


圖1A是用于表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的電路基板的制造方法的電 路基板的剖面圖。
圖1B是用于表示本發(fā)明的第 一實(shí)施方式中的電路基板的制造方法的電 路基板的剖面圖。
圖1C是用于表示本發(fā)明的第 一 實(shí)施方式中的電路基板的制造方法的電 路基板的剖面圖。
圖1D是用于表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的電路基板的制造方法的電 路基板的剖面圖。
圖1E是用于表示本發(fā)明的第 一 實(shí)施方式中的電路基板的制造方法的電 路基板的剖面圖。
圖2A是用于表示本發(fā)明的第 一實(shí)施方式中的電路基板的制造方法的電 路基板的剖面圖。
圖2B是用于表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的電路基板的制造方法的電 路基板的剖面圖。
圖3A是用于表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的上側(cè)基板的制造方法的電 路基板的剖面圖。
圖3B是用于表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的上側(cè)基板的制造方法的電路基板的剖面圖。
圖3C是用于表示本發(fā)明的第 一實(shí)施方式中的上側(cè)基板的制造方法的電 路基板的剖面圖。
圖3D是用于表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的上側(cè)基板的制造方法的電 路基板的剖面圖。
圖3E是用于表示本發(fā)明的第 一實(shí)施方式中的上側(cè)基板的制造方法的電 路基板的剖面圖。
圖3F是用于表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的上側(cè)基板的制造方法的電 路基板的剖面圖。
圖4A是用于表示本發(fā)明的第 一實(shí)施方式中的上側(cè)基板的制造方法的電 路基板的剖面圖。
圖4B是用于表示本發(fā)明的第 一實(shí)施方式中的上側(cè)基板的制造方法的電 路基板的剖面圖。
圖4C是用于表示本發(fā)明的第 一實(shí)施方式中的上側(cè)基板的制造方法的電 路基板的剖面圖。
圖4D是用于表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的上側(cè)基板的制造方法的電 路基板的剖面圖。
圖5A是用于表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的下側(cè)基板的制造方法的電 路基板的剖面圖。
圖5B是用于表示本發(fā)明的第 一 實(shí)施方式中的下側(cè)基板的制造方法的電 路基板的剖面圖。
圖5C是用于表示本發(fā)明的第 一 實(shí)施方式中的下側(cè)基板的制造方法的電 路基板的剖面圖。
圖5D是用于表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的下側(cè)基板的制造方法的電 路基板的剖面圖。
圖6A是用于表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的連接片的制造方法的電路 基板的剖面圖。
圖6B是用于表示本發(fā)明的第 一 實(shí)施方式中的連接片的制造方法的電路 基板的剖面圖。
9圖6C是用于表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的連接片的制造方法的電路 基板的剖面圖。
圖6D是用于表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的連接片的制造方法的電路 基板的剖面圖。
圖6E是用于表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的連接片的制造方法的電路 基板的剖面圖。
圖6F是用于表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的連接片的制造方法的電路 基板的剖面圖。
圖6G是用于表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的連接片的制造方法的電路 基板的剖面圖。
圖6H是用于表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的連接片的制造方法的電路 基板的剖面圖。
圖7A是用于表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的連接片的制造方法的電路 基板的剖面圖。
圖7B是用于表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的電路基板的制造方法的電 路基板的剖面圖。
圖8A是用于表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的電路基板的制造方法的電 路基板的剖面圖。
圖8B是用于表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的電路基板的制造方法的電 路基板的剖面圖。
圖8C是用于表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的電路基板的制造方法的電 路基板的剖面圖。
圖9是本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的電路基板的剖面圖。 圖IOA是現(xiàn)有的陶瓷電路基板的剖面圖。 圖IOB是現(xiàn)有的樹脂電路基板的剖面圖。 附圖標(biāo)記說明
1 上側(cè)基板
2 下側(cè)基板
3 基板間連接片
4、 41 粘接層
5、 6、 9 開口部7、 7a、 7b、 7c 阻焊劑
8 緩沖構(gòu)件
8a 脫沖莫層
8bSUS板
10、 20、 30 電路基板
11 腔
12 電子部件
13 基板
21、 31 半固化片
22、 42a、 42b 脫模膜
23、 43 貫通孔
24、 34、 44 導(dǎo)電膏 25a、 25b、 35 金屬箔 26、 36 電路圖案
42 載體膜 45 接觸部
具體實(shí)施方式
(第一實(shí)施方式)
在本實(shí)施方式中，首先說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，其次說明構(gòu)成本發(fā)明 的要素及其他示例。圖1E是本發(fā)明的電路基板的剖面圖。本發(fā)明的電路基 板通過在作為疊層基板的下側(cè)基板2上重疊具有腔11的作為疊層基板的上 側(cè)基板1而構(gòu)成。
第一，說明基本的制造工藝。圖1A 圖1E、圖2A、圖2B是用于表示 本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的電路基板的制造方法的電路基板的剖面圖。首 先，如圖1A所示，制成并準(zhǔn)備表層形成有電路的上側(cè)基板1和下側(cè)基板 2。上側(cè)基板1和下側(cè)基板2都具備在貫通孔23填充導(dǎo)電膏24而成的導(dǎo)通 孔，通過導(dǎo)通孔兩面表層的電路被層間連接。其次，如圖1B所示，制成并 準(zhǔn)備貫通孔被填充了導(dǎo)電膏24的基板間連接片3。此時(shí)，基板間連接片3 處于絕續(xù)J時(shí)脂為半固化的B階段狀態(tài)。
上述上側(cè)基板1及基板間連接片3為在包含各自中央部的區(qū)域具有一定面積的開口部5、開口部6的結(jié)構(gòu)。具備粘接層4的基板間連接片3由與 上側(cè)基板1及下側(cè)基板2不同的材料構(gòu)成。此外，基板間連接片3具備將 導(dǎo)電膏填充到形成在處于B階段狀態(tài)的基板材料上的貫通孔中而成的導(dǎo)通 孔，從而具有粘接基板和電連接層間的功能。另外，上側(cè)基板l、下側(cè)基板 2、基板間連接片3的結(jié)構(gòu)及用于準(zhǔn)備其的制造方法的詳細(xì)內(nèi)容將后述。
接著，如圖1C所示，按照下側(cè)基板2、基板間連接片3、上側(cè)基板1 的順序進(jìn)行疊層，并加熱加壓(真空熱壓)使之成形固化，通過基板間連 接片3粘接下側(cè)基板2和上側(cè)基板1，如圖1D所示地形成多層電路基板 10。上側(cè)基板1的開口部5及基板間連接片3的開口部6在相同位置上下以 大致相同的大小構(gòu)成，從而成為電路基板10的腔11部分。
接著，如圖1E所示，在除上側(cè)基板l和下側(cè)基板2的表面的連接電極 等一部分電路圖案以外的區(qū)域選擇性地形成作為絕緣被膜層的阻焊劑7，之 后對(duì)露出的導(dǎo)體實(shí)施鍍鎳及鍍金。即，在除上側(cè)基板1和下側(cè)基板2的表 面的一部分以外的區(qū)域上選擇性地形成絕緣被膜層的步驟之后，進(jìn)行在露 出的上述表面上形成鍍金層的步驟。
另外，在本示例中，用圖1E所示的步驟形成阻焊劑7，但是用圖1A 的準(zhǔn)備步驟形成也可，其詳細(xì)內(nèi)容后述。
另外，圖1C的由熱壓機(jī)進(jìn)行的加熱加壓步驟，由于存在開口部5、開 口部6，優(yōu)選特別是上側(cè)經(jīng)由圖2A所示的緩沖構(gòu)件8,并用圖2B所示的 SUS板8b夾持來進(jìn)行。緩沖構(gòu)件8適合使用在表層具備脫模層8a的硅橡 膠或丁基橡膠等。
上述緩沖構(gòu)件8在真空熱壓裝置升溫的過程中流動(dòng)，如圖2B所示，加 壓注入到開口部5、開口部6的空洞部(腔11)中，均勻地加壓一皮疊層物 的整個(gè)面。此外，也可使用在脫模層8a與硅橡膠或丁基橡膠等之間具備流 動(dòng)性材料的緩沖構(gòu)件。此外，也可使用具備體積與開口部5、開口部6的容 積大致相同的凸部的模具進(jìn)行加熱加壓。
第二，以下說明在圖1A的步驟中準(zhǔn)備的上側(cè)基板1的結(jié)構(gòu)和工藝。圖 3A 圖3F、圖4A 圖4C是用于表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的上側(cè)基板的 制造方法的電路基板的剖面圖。首先，在圖3A中，21是300 x 250mm，厚 度約為lOOpm的B階段狀態(tài)的、作為基板材料的半固化薄片(以下稱半固 化片)，例如使用使玻璃織物的基材中浸漬了熱固性環(huán)氧樹脂的復(fù)合材料等，也用于稱為母板的印刷布線板中。脫模膜22a、 22b為在單面涂布Si系 脫模劑的、厚度約為12pm塑料片，例如使用聚對(duì)苯二甲酸乙二酯。
接著，如圖3B所示，利用激光加工法等在兩面粘接有脫^t膜22a、 22b的半固化片21的規(guī)定位置形成貫通孔23。接著，如圖3C所示，在貫 通孔23中填充導(dǎo)電膏24。作為填充方法，通過使用印刷機(jī)(未圖示)將導(dǎo) 電膏24直接印刷到脫模膜22上來進(jìn)行。此時(shí)，脫模膜22起到印刷掩膜的 作用和防止半固化片21的表面污染的作用。
接著，如圖3D所示，將脫模膜22從半固化片21的兩面剝離。接著， 如圖3E所示，用金屬箔25a、 25b夾著半固化片21進(jìn)行疊層。接著如圖3F 所示，用熱壓^/L加熱加壓整個(gè)面，使半固化片21固化。此時(shí)，導(dǎo)電膏24 被壓縮，兩面的金屬箔25a和金屬箔25b被電連接。
接著，如圖4A所示，選擇性地蝕刻銅箔等金屬箔25a和金屬箔25b， 得到形成了電^"圖案26的兩層電路基板20。而且，如圖4B所示，在包含 中央部的區(qū)域形成一定面積(10mmx 10mm)的開口部5。開口部5的形 成方法有在圖4A的步驟中的選擇性地蝕刻中央部的金屬箔25a、 25b后用 激光加工切斷去除的方法、或通過模具沖壓加工的方法，或通過銑刀進(jìn)行 溝槽加工的方法等。
另外，可以將形成有開口部5的上側(cè)基板l作為用圖1A的步驟準(zhǔn)備的 基板，但是作為更優(yōu)選的方式，有將如圖4C所示地形成有作為絕緣被膜的 阻焊劑7的基板作為上側(cè)基板1,再用圖1C的步驟疊層該基板的方法。該 方法的優(yōu)點(diǎn)是，除了通過在上側(cè)基板1為平面狀態(tài)的階段形成阻焊劑確保 制造工序上的容易性和生產(chǎn)性之外，還可以采用以下說明的方式。
圖4D表示放大其主要部分的剖面圖。如圖所示，在除了作為上側(cè)基板 1的電路基板20的附圖上側(cè)的連接電極等電路圖案26以外的大致全部區(qū)域 上形成作為絕緣被膜層的感光顯像型(photo)阻焊劑7。作為電路基板的 功能可至少通過形成阻焊劑7實(shí)現(xiàn)，但是優(yōu)選在開口部5的端面也形成阻 焊劑7a。向開口部5的端面的阻焊劑的涂布可通過靜電涂布、輥式涂布、 浸漬涂布等方法進(jìn)行。
并且，在與基板間連接片3相接的面(附圖下側(cè))上，在沒有形成基 板間連接片3的導(dǎo)通孔的部分以分散的方式形成直徑約為50 100(am的凸?fàn)?的阻焊劑7b。此外，在從開口部5的端部開始的一定范圍內(nèi)形成阻焊劑7c。阻焊劑7a防止從端面吸濕，并且防止從基板材料的端面產(chǎn)生的灰塵。 阻焊劑7b防止對(duì)基板間連接片3的錨固效果和形成在基板間連接片3上的 導(dǎo)通孔的變形等，與阻焊劑7c—起防止基板間連接片3的樹脂的流出。
上述說明是上側(cè)基板1 (附圖下側(cè)/接觸面)中的部分，優(yōu)選在下側(cè)基 板2的與基板間連接片3接觸的面上也形成凸?fàn)钭韬竸?b。但是，在下側(cè) 基板2不設(shè)置開口部的情況下，不需要阻焊劑7c。
通過該阻焊劑7b,可以應(yīng)對(duì)因圖1C的步驟中的上側(cè)基板1、下側(cè)基板 2的熱膨脹不同而造成的基板連接片3的變形，從而可以維持上側(cè)基板l和 下側(cè)基板2的導(dǎo)通連接。特別是在不包含織物或無紡布等芯材的基板間連 接片3中，凸?fàn)钭韬竸?b的存在較為有效，通過以比導(dǎo)通焊盤用的電路圖 案徑小的直徑形成，可提高效果，凸?fàn)畹淖韬竸?b的存在可提高基板間連 接片3與上側(cè)基板1、下側(cè)基板2的粘接強(qiáng)度。
另外，在圖4D中，與附圖上側(cè)的阻焊劑7的形成以適當(dāng)曝光量來進(jìn)行 相對(duì)，附圖下面的阻焊劑7b的形成優(yōu)選以過度曝光的條件來進(jìn)行。由此， 能夠使凸?fàn)畹淖韬竸?b形成梯形狀或楔形狀。因此，通過^f吏凸?fàn)畹淖韬竸?7b被壓入到基板間連接片3的粘接層，可進(jìn)一步提高牢固地咬合不動(dòng)的錨 固效果。
此外，構(gòu)成基板間連接片3的粘接層4具有低流動(dòng)性，且上側(cè)基板l、 下側(cè)基板2為完全被固化的C階段狀態(tài)的基板，因此需要進(jìn)一步提高層間 的粘接強(qiáng)度。這種情況下，特別是通過使構(gòu)成凸?fàn)畹淖韬竸?b的樹脂和粘 接層4中的樹脂為同系，對(duì)提高粘接強(qiáng)度更有效果。
此外，通常的阻焊劑的形成步驟為在曝光、顯像后，通過加熱進(jìn)行完 全固化或二次UV固化(post UV curing)的步驟，但是本實(shí)施方式中的阻 焊劑，只停留在曝光后顯像，在基板間連接片3與上側(cè)基板1、下側(cè)基板2 的熱壓的步驟中可兼進(jìn)行上述完全固化。這種情況下的優(yōu)點(diǎn)是提高了粘接 層4中的樹脂和凸?fàn)畹淖韬竸┲械臉渲煞值娜诤暇o密性，特別是兩樹脂 為同系的情況，可進(jìn)一步提高層間的粘接強(qiáng)度。
接著，說明下側(cè)基板2的結(jié)構(gòu)和制造工藝。即，以下說明在圖1A的步 驟中準(zhǔn)備的下側(cè)基板2的結(jié)構(gòu)和工藝。圖5A 圖5D是用于表示制造方法的 下側(cè)基板的剖面圖。
首先如圖5A所示，準(zhǔn)備用圖3A 圖3F、圖4A 圖4D的步驟形成的兩層電路基板20。接著，準(zhǔn)備2片用圖3A 圖3D表示的制造方法制作的半 固化片31和2片金屬箔35。如圖5B所示，將金屬箔35和半固化片31載 置在定位臺(tái)(未圖示)上，其上疊層作為內(nèi)層用芯板的電路基板20,再疊 層半固化片31、金屬箔35。對(duì)這些進(jìn)行預(yù)粘接(temporarily bonding)并固 定從而制成疊層結(jié)構(gòu)物。
接著，如圖5C所示，用熱壓機(jī)加熱加壓上述疊層結(jié)構(gòu)物的整個(gè)面，使 之成形固化，從而粘接半固化片31和金屬箔35及電路基板20形成多層結(jié) 構(gòu)。此時(shí)，導(dǎo)電膏34被壓縮，正反面的金屬箔35通過導(dǎo)電膏34與內(nèi)層的 電路基板IO的電路圖案電連接。而且，如圖5D所示，通過用蝕刻等選擇 性地去除金屬箔35形成電路圖案36，完成4層的多層電路基板30。
另外，在多層化4層以上的情況下，將4層以上的多層電路基板作為 內(nèi)層用的芯板反復(fù)上述步驟即可。
此外，作為其他事例，有下述情況，通過具備在貫通孔填充導(dǎo)電膏而 成的層間連接用導(dǎo)通孔的半固化片，將兩片表層具有電路的兩面或多層布 線基板(包含本發(fā)明的電路基板)作為多層電路基板。
層間連接來構(gòu)成多層布線基板，該導(dǎo)通孔通過導(dǎo)電鍍敷形成。作為芯板的 內(nèi)層基板也可是通過由導(dǎo)電鍍敷形成的導(dǎo)通孔來正反面間或?qū)娱g連接的基 板。特別是可通過采用具備貫通孔、鍍敷通孔的基板，提高散熱性。
接著，說明基板間連接片3的結(jié)構(gòu)和工藝。即，以下說明在圖1B的步 驟中準(zhǔn)備的基板間連接片3的結(jié)構(gòu)和工藝。圖6A 圖6H是用于表示制造方 法的基板間連接片3的剖面圖。
如圖6A所示，準(zhǔn)備在載體膜42上形成有厚度約為lOOpm的(多功 能)有機(jī)系粘接層41的大小為300 x 250mm的片材。另外，粘接層41的 厚度可從30~300|im中選定。本發(fā)明的發(fā)明者確認(rèn)了使用50pm、 100|Lmi、 200pm的情況，根據(jù)部件安裝后的部件高度，在本實(shí)施方式中，對(duì)粘接層 41的厚度約為lOOitim的情況進(jìn)行說明。
片材的結(jié)構(gòu)為在作為載體膜42的PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)上，作 為粘接層41形成有填料以高含有率被填充的熱固性樹脂層，具體為將作為 填料的二氧化硅或氧化鋁等無機(jī)物的粉末與55 90wt。/。的環(huán)氧樹脂混合，不 使用作為芯材的玻璃織物等的基材。因此，片材的縱橫厚度方向的熱膨脹系數(shù)比通常的玻璃環(huán)氧疊層板的 熱膨脹系數(shù)低，特別是本實(shí)施方式的片材的厚度方向的在低于玻璃化轉(zhuǎn)變
溫度的狀態(tài)下的膨脹系數(shù)od為12ppm/°C，作為上側(cè)基板l、下側(cè)基板2的 材料的玻璃布環(huán)氧樹脂的半固化薄片的厚度方向的膨脹系數(shù)od為65ppm/ 。C。此外，片材由于以較高的比例填充了填料所以具有低流動(dòng)性，為了進(jìn) 一步確保低流動(dòng)性，也可根據(jù)需要混合橡膠系的材料。
接著，如圖6B所示，在包含片材的中央部的區(qū)域形成一定面積的開口 部6。開口部6的形成考慮制造步驟中的操作性，優(yōu)選在存在載體膜42時(shí) 進(jìn)行。開口部6的形成可以是使用模具的沖壓加工，但是優(yōu)選使用激光加 工切斷去除。特別是本實(shí)施方式中的粘接層41以環(huán)氧樹脂為主料，含有重 量比55%以上二氧化硅或氧化鋁等作為填料成分的構(gòu)成的情況下，通過使 用波長為9.4~10.6|im的二氧化碳?xì)怏w激光切斷去除，可抑制切斷端面的樹 脂的流動(dòng)。該機(jī)理中，激光的加工能量被粘接層41中的填料吸收并被轉(zhuǎn)化 為熱量，由此使環(huán)氧樹脂變性化，由作為內(nèi)芯的填料和變性后的熱固性樹 脂構(gòu)成的變質(zhì)層沿著切斷端面而形成。
由此，可防止圖1D的步驟中加熱加壓時(shí)，樹脂從基板間連接片3的端 面的流出，并且能夠防止導(dǎo)通孔的塌陷等變形。此外，切斷端面中，通過 用激光加工熱量使加工面變質(zhì)，能夠防止從外界吸濕。由此，能夠保持或 提高高溫高濕中的電絕緣性。并且也能夠防止填料或樹脂成分從開口部6 的端面脫落等造成的垃圾的產(chǎn)生。
并且，開口部6的面積優(yōu)選比圖4B的步驟中形成的上側(cè)基板1的開口 部5的面積大。如果開口部5是邊長為A (mm)的正方形的話，使開口部 6是邊長為(A + a) (mm)的正方形，a的值優(yōu)選設(shè)定為A的0.5 1.0%。 例如，開口部5是一邊為10mm的正方形的情況下，開口部6以比開口部5 大50~100|am的范圍形成。由此，具有如下效果，確保對(duì)于基板間連接片 3的樹脂流出的間隙，并且嵌合在形成在前述上側(cè)基板1的開口部5的端部 的阻焊劑7c,防止基板間連接片3的樹脂的流出。
接著，如圖6C所示，將脫模膜42a層壓在片材的載體膜42的相反 側(cè)。另外，脫模膜42a也可層壓在片材的包含載體膜42的兩面上，但是在 本實(shí)施方式中，采用了單面層壓方法。脫模膜42a是單面涂布了 Si系脫模 劑的厚度約為12pm的塑料片，例如，使用聚對(duì)苯二曱酸乙二酯。接著，如圖6D所示，剝離載體膜42。接著，如圖6E所示，通過使用 真空層壓裝置以真空狀態(tài)將脫模膜42b層壓在剝離了載體膜42后的面上， 如圖所示，在開口部6形成脫才莫膜42a、 42b相接觸的4妄觸部45。
另外，真空層壓裝置具備層壓輥(未圖示)，由此可一邊加熱加壓脫模 膜42a、 42b—邊將其層壓到片材上。此時(shí)，在本實(shí)施方式中，由于以真空 狀態(tài)層壓，脫模膜的接觸部45凹入開口部6內(nèi)，該部分不被層壓輥加熱加 壓，可以保持僅以真空壓接觸的狀態(tài)。由此，在后述的圖6H表示的步驟中 能容易地進(jìn)行脫模膜42a、 42b的剝離。
并且，通過在開口部6設(shè)置接觸部45,可提高粘接層41的剛性，可容 易地進(jìn)行作為后續(xù)工序的激光孔加工或膏填充等的步驟中的片材的操作。
另外，本實(shí)施方式中表示了使用具備層壓輥的真空層壓裝置，但是也 可使用真空加壓裝置將脫模膜層壓在片材上。即使在這種情況下，只要是 以真空狀態(tài)進(jìn)行，就能在開口部6設(shè)置接觸部45。
此外，在上述圖6D中， 一旦剝離載體膜42后，在圖6E的步驟中層壓 脫模膜42b,該步驟的目的是為了形成真空層壓后的接觸部45。除了為了 提高前述操作性之外，也為了作為后續(xù)工序的激光孔加工中激光加工上最 適合的條件，在兩面層壓相同材料的脫模膜42a、 42b。
接著，如圖6F所示，利用激光加工法等在除開口部6以外的區(qū)域上形 成貫通孔43。接著，如圖6G所示，將導(dǎo)電膏44填充到貫通孔43。作為填 充方法，進(jìn)行與圖3C所示的步驟實(shí)質(zhì)相同的步驟。接著，如圖6H所示， 將脫模膜42a、 42b從片材的上下面上剝離，完成基板間連接片3。
在以上的說明中，圖1表示了經(jīng)由完成的基板間連接片3疊層上側(cè)基 板1、下側(cè)基板2的事例，但是也可采用稍有不同的方法。圖7A 圖7B是 用于表示本發(fā)明的第 一 實(shí)施方式中的連接片的不同的制造方法的電路基板 的剖面圖。如圖7A的連接片的剖面圖所示，準(zhǔn)備只剝離了背面的脫模膜 42b的、脫模膜42a依然層壓在表面的狀態(tài)的基板間連接片3。接著，如圖 7B所示，將具備脫模膜42a的面的相反面作為接觸面而將基板間連接片3 定位在下側(cè)基板2上進(jìn)行層壓，預(yù)壓接多個(gè)點(diǎn)。之后，以真空狀態(tài)通過層 壓機(jī)預(yù)壓接整個(gè)面。
因?yàn)楸緦?shí)施方式中的基板間連接片3具有低流動(dòng)性且具有高剛性，所 以在多個(gè)點(diǎn)的預(yù)壓接中，在熱壓的步驟時(shí)，位置可能會(huì)偏離，本制造方法是為了上述情況而進(jìn)行的。由于存在脫模膜42a，能夠保持已被填充的導(dǎo)電 膏的狀態(tài)，并且，能夠均勻地將包含開口部6的端部的基板間連接片3的 整個(gè)面預(yù)壓接在下側(cè)基板2上。之后，剝離脫模膜42a，將上側(cè)基板l層壓 在基板間連接片3上，經(jīng)過與圖1D之后所示的步驟相同的步驟后完成電路 基板。
此外，與通過真空層壓預(yù)壓接整個(gè)面的方法不同，還可用熱壓機(jī)均勻 地預(yù)壓接整個(gè)面。此時(shí)，脫模膜42a除了能保護(hù)被填充的導(dǎo)電膏外，還能 起到作為熱壓時(shí)的脫模膜的作用。
另外，基板間連接片3的結(jié)構(gòu)，也可是表層上具備1 2pm的樹脂層的 結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)也可通過在載體膜42上準(zhǔn)備樹脂層、粘接層41、樹脂層這3 層結(jié)構(gòu)的片材，經(jīng)由與圖6A 圖6H相同的步驟來形成。此外，也可通過使 用具備樹脂層的脫模膜，在圖6C 圖6E的步驟中，通過加熱加壓將樹脂層 轉(zhuǎn)印到粘接層41側(cè)來形成。
通過上述結(jié)構(gòu)，能夠提高基板間連接片3與上側(cè)基板1、下側(cè)基板2的 粘接強(qiáng)度。特別是使樹脂層與構(gòu)成上側(cè)基板1、下側(cè)基板2的基板材料的樹 脂為同系樹脂時(shí)，更有效杲。此外，通過組合該結(jié)構(gòu)和前述凸?fàn)畹淖韬竸?7c的結(jié)構(gòu)，能進(jìn)一步提高效果。 (第二實(shí)施方式)
接著，以下說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式的電路基板的制造方法。在本 實(shí)施例中，基本結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式相同，由在作為疊層基板的下側(cè)基板2 上重疊具有腔11的作為疊層基板的上側(cè)基板1而構(gòu)成。圖8A 圖8C是用 于表示本發(fā)明第二實(shí)施方式中的電路基板的制造方法的電路基板的剖面 圖。首先，如圖8A所示，準(zhǔn)備通過第一實(shí)施方式中圖4A的步驟形成的電 路基板20和通過圖6H的步驟形成的基板間連接片3。
接著，將基板間連接片3單面的脫模膜42b剝離后，如圖8B所示，形 成在作為上側(cè)基板1的電路基板20上疊層粘接有基板間連接片3的基板 13。接著，如圖8C所示，在基板13的包含中央部的區(qū)域用溝槽加工或沖 孔加工形成一定面積的開口部9。接著，將基板13的脫模膜42a剝離。之 后，將該基板以與該基板的基板間連接片3側(cè)相接的方式疊層在下側(cè)基板2 上。在附圖上，變?yōu)樯蟼?cè)基板l反轉(zhuǎn)后的疊層。以后的步驟與圖1D以后的 步驟相同地進(jìn)行。本實(shí)施方式中的電路基板的制造方法具有以下優(yōu)點(diǎn)。通過將不含芯材
的基板間連接片3與C階段狀態(tài)的上側(cè)基板1粘接，能夠容易地進(jìn)行制造 工藝中的操作。此外，因?yàn)槟軌蛟谕徊襟E中形成基板間連接片3和上側(cè) 基板1的開口部，所以能夠提高生產(chǎn)率。并且，因?yàn)榕c圖7的事例一樣， 能夠?qū)⒕邆涿撃Ｄ?2a的基板間連接片3預(yù)壓接在上側(cè)基板1的整個(gè)面上， 所以能夠防止熱壓步驟時(shí)的錯(cuò)位。
通過以上實(shí)施方式中說明的制造方法得到的本發(fā)明的電路基板的結(jié)構(gòu) 為，如圖9所示，為整層IVH結(jié)構(gòu)且具備能夠安裝電子部件12的腔11， 并且能安裝到多層印刷布線板等母板上。特別是構(gòu)成本發(fā)明的電路基板的 上側(cè)基板1和下側(cè)基板2能夠選擇與母板相同的基板材料。
此外，連接上側(cè)基板1和下側(cè)基板2的基板間連接片3由其厚度方向 的熱膨脹系數(shù)比這些基板的都低的材料構(gòu)成，因此能夠抑制翹曲量，從而 能夠提高與母板的安裝可靠性。
此外，基板間連接片3由低流動(dòng)性的材料構(gòu)成，因此能夠防止樹脂向 腔11內(nèi)部的流出，及樹脂流動(dòng)造成的導(dǎo)通孔變形，從而能夠?qū)崿F(xiàn)具有高層 間連接可靠性的整層IVH結(jié)構(gòu)。
并且，本發(fā)明的電路基板的制造方法可不經(jīng)過焙燒工序、锪孔加工工 序或樹脂成形工序，也能高效率地且容易地進(jìn)^"凹陷成凹狀的腔11部的形 成，可提供一種不變更模具等，就能對(duì)應(yīng)實(shí)裝在腔11的電子部件的高度的 電路基板。
另外，在本實(shí)施方式中，對(duì)將兩層電路基板20作為上側(cè)基板1,將4 層電路基板30作為下側(cè)基板2的情況進(jìn)行了說明，但是上側(cè)基板1及下側(cè) 基板2的層數(shù)并不限定于此。
此外，說明了上側(cè)基板1及下側(cè)基板2由玻璃織物基材環(huán)氧樹脂浸漬 材料固化而成，但是并不限定于玻璃織物，也可使用芳族聚酰胺等的無紡 布基材。被浸漬的樹脂也不限定于環(huán)氧樹脂，在與基板間連接片中被使用 的材料的厚度方向的熱膨脹系數(shù)的比較中，只要含有本發(fā)明的目的的結(jié) 構(gòu)，可根據(jù)電路基板的規(guī)格選擇各種各樣的樹脂。
此外，在上側(cè)基板和下側(cè)基板的面上選擇性地形成的絕緣被膜層為感 光顯像型阻焊劑，但是也可使用負(fù)載圖(road map )等部件布圖用絕緣被膜 材料形成。其方式也不限于感光顯像型，也可使用感光膠片。并且，如果使用著墨孔的剖面為梯形形狀的金屬板或絲網(wǎng)等也可通過印刷法形成凸?fàn)?的絕緣被膜層。
此外，在實(shí)施方式中說明的、對(duì)基板及金屬箔或薄片等材料進(jìn)行疊層
的步驟適當(dāng)包含在靜置在定位臺(tái)上的材料或基板上用CCD等識(shí)別裝置對(duì)定 位用標(biāo)記(或孔)進(jìn)行識(shí)別定位并且疊層后，用加熱沖壓才幾加熱加壓，被 預(yù)粘接固定的工序。為簡潔之變省略說明。
此外，優(yōu)選具備了開口部5的狀態(tài)的上側(cè)基板1和下側(cè)基并反2的面方 向上的線熱膨脹系數(shù)大致相等。通過使之大致相等，能夠進(jìn)一步抑制形成 在基板間連接片3中的導(dǎo)通孔的變形(塌陷)。具體而言，通過對(duì)應(yīng)開口部 5的面積設(shè)定上側(cè)基板1或下側(cè)基板2的殘銅率、層數(shù)、厚度等能夠?qū)崿F(xiàn)。
并且，作為粘接層4可使用熱塑性樹脂(PPS/聚苯^Jt、 PEEK/聚醚醚 酮、PES/聚醚砜)或熱塑聚酰亞胺等。作為條件，只要具備與本實(shí)施方式 中例示的基板間連接片的粘接層4相同的或比其更好的^f氐膨脹率或激光加 工特性或?qū)娱g粘接性即可。
工業(yè)利用可能性
本發(fā)明是為了滿足近年來電路基板的多層化、高密度化的要求。本發(fā) 明所提供的電路基板作為現(xiàn)有LTCC (低溫?zé)Y(jié)疊層陶瓷基板)的替代技 術(shù)，在生產(chǎn)性、可靠性及制造成本方面很有效。本發(fā)明適用于以由玻璃環(huán) 氧樹脂疊層構(gòu)成的多層印刷布線板為母板的安裝方式，本發(fā)明的工業(yè)利用 可能性很大。
權(quán)利要求
1、一種電路基板的制造方法，其特征在于，具備制成具有開口部且在表層形成有電路和絕緣被膜層的上側(cè)基板的步驟；制成在表層形成有電路和絕緣被膜層的下側(cè)基板的步驟；在具有開口部的基板間連接片上，制成在貫通孔填充有導(dǎo)電膏的導(dǎo)通孔的步驟；以及疊層并加熱加壓所述下側(cè)基板、所述基板間連接片及所述上側(cè)基板的步驟；所述上側(cè)基板及所述下側(cè)基板由浸漬在基材中的樹脂固化而成，作為所述基板間連接片的材料使用在載體膜上形成有含有無機(jī)物填料和熱固性樹脂的、且不含芯材的粘接層的片材。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路基板的制造方法，其中，所述基板間片 材的厚度方向的熱膨脹系數(shù)比構(gòu)成所述上側(cè)基板及所述下側(cè)基板的材料的 厚度方向的熱膨脹系數(shù)低。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的電路基板的制造方法，其中，在所述上側(cè)基 板和所述下側(cè)基板的至少 一方的面上選擇性地形成絕緣^皮膜層。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的電路基板的制造方法，其中，在所述上側(cè)基 板的開口部的端面形成絕緣被膜層。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路基板的制造方法，其中，使絕緣被膜層 呈凸?fàn)罘稚⒃谒錾蟼?cè)基板的上面，和所述下側(cè)基板的與所述基板間連接 片相接的一側(cè)的面上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的電路基板的制造方法，其中，使所述基板間 連接片的所述開口部的面積比所述上側(cè)基^1的所迷開口部的面積大。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路基板的制造方法，其特征在于，所述上 側(cè)基板和所述下側(cè)基板制成有在貫通孔填充有導(dǎo)電膏的導(dǎo)通孔，并通過所 述導(dǎo)通孔層間連"^妄兩面表層的電路。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路基板的制造方法，其特征在于，在所述 加熱加壓的步驟之后，具備在除所述上側(cè)基板和所述下側(cè)基板的表面的一部分以外的區(qū)域上選擇性地形成絕緣被膜層的步驟，以及在露出的所述表 面上形成鍍金層的步驟。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電路基板的制造方法，其特征在于， 制成所述基板間連接片的步驟包括在所述載體膜上形成有所述粘接層的片材上形成開口部的步驟； 將脫模膜層壓到所述片材的所述載體膜的相反側(cè)的步驟； 剝離所述載體膜的步驟；在剝離了所述載體膜的面上以真空狀態(tài)層壓另一脫模膜，在所述開口 部形成兩面的所述脫模膜相接觸的接觸部的步驟； 進(jìn)行孔加工從而形成貫通孔的步驟； 將導(dǎo)電膏填充到所述貫通孔的步驟；以及 剝離所述脫模膜的步驟。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電路基板的制造方法，其特征在于， 在所述片材上形成所述開口部的步驟用激光加工來進(jìn)行。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路基板的制造方法，其特征在于，疊層 并加熱加壓所述下側(cè)基板、所述基板間連接片、以及所述上側(cè)基板的步驟 中，所述基板間連接片是在單面層壓有脫模膜的結(jié)構(gòu)，所述疊層并加熱加壓所述下側(cè)基板、所述基板間連接片、以及所述上 側(cè)基板的步驟包含將具備所述脫模膜的面的相反面作為接觸面，將所述 基板間連接片疊層到下側(cè)基板上的步驟；通過以真空狀態(tài)層壓或熱壓所述 被疊層的所述基板間連接片和所述下側(cè)基板來預(yù)壓接整個(gè)面的步驟；剝離 所述脫模膜的步驟；以及將所述上側(cè)基板疊層到所述基板間連接片上的步 驟。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路基板的制造方法，其特征在于，制成 所述上側(cè)基板的步驟、制成所述基板間連接片的步驟及疊層并加熱加壓所 述下側(cè)基板、所述基板間連接片、以及所述上側(cè)基板的步驟包含形成疊層粘接了形成所述開口部之前的所述上側(cè)基板和形成所述開口 部之前的所述基板間連接片的基板的步驟；在所述基板上形成開口部的步 驟；以及以與所述基板的基板間連接片側(cè)相接的方式將所述基板疊層在下 側(cè)基板上的步驟。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路基板的制造方法，其特征在于，制成所述上側(cè)基板的步驟包含將脫4莫膜層壓到B階段狀態(tài)的基板材料的兩面的步驟；形成貫通孔的步驟；將導(dǎo)電膏填充到所述貫通孔的步驟；剝離所述脫模膜的步驟；將金屬箔疊層到所述基板材料的兩面并加熱加壓的步驟； 在所述金屬箔上形成電路并且去除包含中央部的一部分區(qū)域的金屬箔 的步驟；以及去除包含所述基板材料的中央部的 一部分區(qū)域的基板材料從而形成開 口部的步驟。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路基板的制造方法，其特征在于，所述 上側(cè)基板或所述下側(cè)基板使用多層基板，通過由導(dǎo)電鍍敷形成的導(dǎo)通孔使 所述表層的電路與作為芯板的內(nèi)層基板進(jìn)行層間連接。
15、 一種電路基板，其特征在于，上側(cè)基板和下側(cè)基板通過具有開口部且具備層間連接用導(dǎo)通孔的基板 間連接片被疊層，所述上側(cè)基板具有開口部且在表層具備電路和絕緣被膜 層，所述下側(cè)基板在表層具有電路和絕緣被膜層，由所述上側(cè)基板的所述開口部和所述基^反間連接片的所述開口部構(gòu)成腔，所述上側(cè)基板及所述下側(cè)基板由浸漬在基材中的樹脂固化而成， 所述基板間連接片由包含無機(jī)物填料和熱固性樹脂的、且不含芯材的 粘接層的所述熱固性樹脂固化而成。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的電路基板，其特征在于，所述基板間連接 片的所述開口部的端面形成有由填料和用激光加工而變性后的熱固性樹脂 構(gòu)成的變質(zhì)層。
17、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的電路基板，其特征在于，所述絕緣被膜層 呈凸?fàn)罘稚⑿纬稍谒錾蟼?cè)基板或所述下側(cè)基板的與所述基板間連接片疊 層粘接側(cè)的面上，并被壓入到所述基板間連接片的粘接層。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路基板，其特征在于，構(gòu)成所述絕緣被 膜層的熱固性樹脂為與所述基板間連接片的所述粘接層相同的材料。
19、 一種電路基板，其特征在于，上側(cè)基板和下側(cè)基板通過具有開口部且具備層間連接用導(dǎo)通孔的基板間連接片被疊層而構(gòu)成，所述上側(cè)基板 具有開口部且具備表層電路和層間連接用導(dǎo)通孔，所述下側(cè)基板具備表層 電路和層間連接用導(dǎo)通孔，所述基板間連接片的材料的厚度方向的熱膨脹系數(shù)比構(gòu)成所述上側(cè)基 板及所述下側(cè)基板的材料的厚度方向的熱膨脹系數(shù)低。
20、根據(jù)權(quán)利要求19所述的電路基板，其特征在于，所述上側(cè)基板及 所述下側(cè)基板由浸漬在基材中的樹脂固化而成，所述基板間連接片由包含 無機(jī)物填料和熱固性樹脂的、且不含芯材的粘接層的所述熱固性樹脂固化 而成。
全文摘要
疊層并加熱加壓上側(cè)基板、基板間連接片以及下側(cè)基板，該上側(cè)基板具有開口部且在表層形成有電路，該基板間連接片具有開口部且具有在貫通孔填充導(dǎo)電膏而成的導(dǎo)通孔，該下側(cè)基板在表層形成有電路。特別是基板間連接片為與上側(cè)基板及下側(cè)基板不同的材料。能夠制造具備腔結(jié)構(gòu)及較高的層間連接可靠性的全層IVH結(jié)構(gòu)的多層電路基板。
文檔編號(hào)H05K3/40GK101543149SQ20088000033
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2008年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月29日
發(fā)明者中村禎志, 北貴之, 古郡計(jì)廣, 深澤航太, 勝又雅昭 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社