專利名稱：生產(chǎn)多層印刷電路板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)多層印刷電路板的方法。
多層印刷電路板的高致密化通常是通過(guò)增加電路層數(shù)實(shí)現(xiàn)的。但是當(dāng)簡(jiǎn)單地增加電路層時(shí)，用于各層連接電路的通孔數(shù)目會(huì)隨著通孔面積的增大而增多，從而降低了其形成電路的能力。為了消除這一缺點(diǎn)，人們提出了一種方法，以便僅僅在必須連接的部分形成連接孔，從而提供“通路孔”。
舉例來(lái)說(shuō)，人們提議使用下列多層印刷電路板的生產(chǎn)方法，其中包括在絕緣層一例具有半固化絕緣粘合層的單側(cè)包銅層壓材料上或者在其一側(cè)具有半固化絕緣粘合層的銅箔上鉆鑿用于通路孔的小孔，在加壓加熱條件下將所形成的鉆孔片材與內(nèi)層電路基片層壓在一起形成整體層壓板，必要時(shí)，鋁鑿?fù)撞⑶覍?duì)用于通路孔的小孔和通孔進(jìn)行鍍涂處理。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于易于制作內(nèi)層電路的連接孔。但是在加壓加熱條件下進(jìn)行層壓時(shí)，由于孔內(nèi)壁上樹(shù)脂首先熔化，隨后固化，其表面變得光滑。因此，即使是化學(xué)鍍銅沉積，樹(shù)脂表面與鍍銅沉積之間的粘合強(qiáng)度仍然很低。因此，由于多層印刷電路板生產(chǎn)過(guò)程中采用了熱處理而導(dǎo)致鍍銅沉積與樹(shù)脂表面相剝離，并形成了空間。在此空間中，浸泡了各種被用于多層印刷電路板生產(chǎn)過(guò)程中的處理溶液，由于在裝配電子零件之時(shí)焊接熱使得鍍層被腐蝕、鍍層溶脹或剝離。此外，當(dāng)粘合樹(shù)脂層不含補(bǔ)強(qiáng)纖維時(shí)，樹(shù)脂易于流動(dòng)，從而填充小孔并且使孔徑在承受壓力和熱量時(shí)變得太小，進(jìn)而使其難以形成足夠的面積與內(nèi)層電路接通。
另外，JP-A-2-62095披露了一種生產(chǎn)多層印刷電路板的方法，其中包括粘合一種補(bǔ)強(qiáng)材料如金屬箔以便保護(hù)銅箔的一側(cè)并且在銅箔的另一側(cè)上粘合一層粘合片材，預(yù)先鉆鑿?fù)房子玫男】?，在?nèi)層電路基片上層壓所形成的片材以便形成整體層壓板，用金屬處理通路孔的內(nèi)壁，以及接通電路。按照該方法，有必要形成粘合片材并且完成使粘合片材與銅箔粘結(jié)的步驟，這使得該方法較為復(fù)雜。此外，由于粘合片材被作為單一物體處理，因此有必要通過(guò)使用耐熱性低的橡膠組分使其具備柔韌性。再者，即使可以通過(guò)選用被涂敷有粘合劑的銅箔以便減少了操作步驟，盡管可以通過(guò)不采用耐熱性低的橡膠組分改進(jìn)此方法，仍然會(huì)出現(xiàn)圖4所示銅箔卷曲的問(wèn)題，其中數(shù)字1表示銅箔，2表示呈半固化狀態(tài)的粘合層，銅箔的厚度為12微米或更薄。在鉆孔與多層層壓和粘合的步驟中，卷曲銅箔的工作效率很低。此外，當(dāng)力圖平整卷曲銅箔時(shí)，薄銅箔有時(shí)會(huì)破裂。
本發(fā)明的目的是提供一種其鍍層與孔內(nèi)壁粘合力和連接可靠性俱佳的多層印刷電路板的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種其電路密度高、工效率高的多層印刷電路板的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種在不使用玻璃棉的條件下能夠同時(shí)滿足層間連接可靠性和表面光滑性這兩方面要求的多層印刷電路板的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明提供生產(chǎn)多層印刷電路板的方法，其中包括a.于由單側(cè)包銅層壓層(在絕緣層表面上具有呈A階段或B階段固化態(tài)的絕緣粘合層)獲得的膜材料或者于通過(guò)在銅箔的一側(cè)形成具有A階段或B階段固化態(tài)的絕緣粘合層而得到的膜材料的預(yù)定位置上鉆孔，b.將鉆孔的膜材料層壓于內(nèi)層電路基片上以便使絕緣粘合層與內(nèi)層電路基片相接觸并進(jìn)行熱壓以便得到整體層壓層，c.在加壓加熱壓層的條件下粗糙化處理流入孔的絕緣粘合層表面，d.通過(guò)借助導(dǎo)電漿料填充孔或鍍涂孔內(nèi)壁使內(nèi)層電路基片上的電路與膜材料的銅質(zhì)部分或銅箔之間形成電連接，以及e.通過(guò)加工膜材料的銅箔形成電路。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)多層印刷電路板的方法，其中包括a.于由形成在載體之上具有絕緣粘合層(在銅箔上呈A階段或B階段固化態(tài))的超薄銅箔制得的膜材料的預(yù)定位置鉆孔，b.將鉆孔的膜材料層壓于內(nèi)層電路基片上以便使絕緣粘合層與內(nèi)層電路基片相接觸并進(jìn)行熱壓以便得到整體層壓層，c.脫除層壓材料中的載體，d.通過(guò)脫除載體后于膜材料中形成的孔在內(nèi)層電路基片上的電路與膜材料的銅箔之間建立電連接，以及e.通過(guò)加工膜材料的銅箔形成電路。
本發(fā)明還提供采用形成于上述載體之上的超薄銅箔生產(chǎn)多層印刷電路板的方法，于其步驟b)中，另外將一種受熱時(shí)呈現(xiàn)流動(dòng)性的襯墊材料層壓于膜材料與內(nèi)層電路基片之上以便形成整體層壓材料。
附圖簡(jiǎn)介

圖1A至1F為用于解釋具有粗糙化處理流入孔內(nèi)粘合劑這一步驟的本發(fā)明實(shí)施方案之一中各步驟的橫截面圖。
圖2A至2F為用于解釋具有粗糙化處理流入孔內(nèi)粘合劑這一步驟的本發(fā)明另一實(shí)施方案中各步驟的橫截面圖。
圖3為解釋粘合樹(shù)脂在加壓加熱條件下進(jìn)行層壓時(shí)流入孔內(nèi)這一狀態(tài)的橫截面圖。
圖4為在其一側(cè)具有半固化粘合劑層的卷曲銅箔的橫截面圖。
圖5為載體上形成的超薄銅箔的橫截面圖。
圖6A-6H為解釋其中選用于載體上形成的超薄銅箔這一本發(fā)明實(shí)施方案之一中各步驟的橫截面圖。
圖7為在未采用襯墊材料的條件下獲得的層壓材料的橫截面圖。
圖8為采用襯墊材料得到的層壓材料的橫截面圖。
圖9為采用襯墊材料時(shí)層壓材料的橫截面圖。
借助方法A可以制備一種多層印刷電路板，該方法包括a.于由單側(cè)包銅層壓層(在絕緣層表面上具有呈A階段或B階段固化態(tài)的絕緣粘合層)獲得的膜材料或者于通過(guò)在銅箔的一側(cè)形成具有A階段或B階段固化態(tài)的絕緣粘合層而得到的膜材料的預(yù)定位置上鉆孔，b.將鉆孔的膜材料層壓于內(nèi)層電路基片上以便使絕緣粘合層與內(nèi)層電路基片相接觸并進(jìn)行熱壓以便得到整體層壓層，c.在加壓加熱層壓的條件下粗糙化處理流入孔的絕緣粘合層表面，d.通過(guò)借助導(dǎo)電漿料填充孔或鍍涂孔內(nèi)壁使內(nèi)層電路基片上的電路與膜材料的銅質(zhì)部分或銅箔之間形成電連接，以及e.通過(guò)加工膜材料的銅箔形成電路。
方法A的特征在于具有步驟c)，其中流入孔內(nèi)的粘合樹(shù)脂經(jīng)過(guò)粗糙化處理，從而增強(qiáng)了孔內(nèi)鍍層的粘著性并且增加了連接可靠性。
在步驟c)中，可以采用含有高錳酸鹽或鉻酸的水溶液進(jìn)行絕緣粘合劑層表面的粗糙化過(guò)程。
為了強(qiáng)化粘合劑層的粗糙化過(guò)程，可以添加可溶于酸的無(wú)機(jī)填料如碳酸鈣、碳酸鈣鎂、硅酸鈣等。也可以添加可溶于堿的無(wú)機(jī)填料如各類硅酸鹽玻璃粉末。
可以通過(guò)采用光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡觀察經(jīng)過(guò)處理的表面得到的結(jié)果來(lái)確定最適宜的粗糙化組分濃度、粗糙化處理溫度和粗糙化時(shí)間。
當(dāng)通過(guò)溶解表面上暴露出的填料粗糙化處理先前含有一種或多種可溶性填料的粘合劑層表面時(shí)，可以依據(jù)粘合劑層中所含填料種類選用酸性或堿性粗糙化溶液。
同樣可以利用借助高錳酸鉀堿性水溶液或鉻酸與硫酸水溶液的粗糙化方法以及溶解可溶性填料的方法。
為了控制粘合樹(shù)脂的流動(dòng)性，可以采用含有一種或多種步驟(a)中無(wú)機(jī)填料的粘合劑層。
能夠控制粘合樹(shù)脂的流動(dòng)性的無(wú)機(jī)填料為碳黑、滑石、金屬氧化物如氧化鈦、玻璃粉末、碳酸鈣、碳酸鈣鎂、硅酸鈣等。
可以同時(shí)使用進(jìn)行粗糙化處理所需的可溶性填料和上述無(wú)機(jī)填料。舉例來(lái)說(shuō)，玻璃粉末可以被氟化氫和氫氧化鈉溶解，碳酸鈣與碳酸鎂鈣可以被鹽酸和硫酸溶解，而硅酸鈣則可以溶于鹽酸。因此，當(dāng)上述無(wú)機(jī)填料與孔的內(nèi)壁相接觸時(shí)，可以通過(guò)溶解這些無(wú)機(jī)填料使內(nèi)壁發(fā)生所需要的粗糙化過(guò)程。
作為單側(cè)包銅的層壓材料，可以采用在其一側(cè)粘合有絕緣材料(即絕緣層)的銅箔，舉例來(lái)說(shuō)，使用浸透環(huán)氧樹(shù)脂的玻璃纖維的單側(cè)包有銅箔的層壓材料，使用撓性聚酰亞胺膜的單側(cè)包有銅箔的層壓材料等。
作為絕緣材料，可以采用通過(guò)用樹(shù)脂浸漬補(bǔ)強(qiáng)纖維如紙張、無(wú)紡織物、玻璃纖維織物等而獲得的有機(jī)材料，非補(bǔ)強(qiáng)樹(shù)脂產(chǎn)物，撓性膜，由這些材料與陶瓷形成的復(fù)合材料。
作為樹(shù)脂，可以使用酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、含氟樹(shù)脂等。
可以使用這些絕緣材料分散用于化學(xué)鍍的催化劑。
作為粘合劑，可以選用環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑、丙烯酸改性樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂粘合劑等。
這類粘合劑可以借助，舉例來(lái)說(shuō)，輥涂法、浸涂法、幕涂法等被涂敷于銅箔一側(cè)或單側(cè)包覆銅箔的層壓材料的絕緣層一側(cè)。
還可以選用以膜形式存在并且經(jīng)層壓附著在銅箔上的粘合劑。
這類粘合劑膜可以從市場(chǎng)上購(gòu)得，例如環(huán)氧粘合劑膜AS-3000(商品名，日立化學(xué)有限公司制造)和MCF-3000E(粘著于環(huán)氧粘合劑上的銅箔的商品名，日立化學(xué)有限公司制造)。
附著于銅箔上的粘合劑層呈半固化狀態(tài)，更具體地，處于A階段或B階段固化態(tài)，以B階段為佳。
優(yōu)選的半固化態(tài)意味著在40℃或更低時(shí)無(wú)粘著性，經(jīng)過(guò)多層層壓，其粘合強(qiáng)度達(dá)到0.8千克力/厘米或更高數(shù)值。
通過(guò)選擇加熱條件即時(shí)間和溫度以實(shí)驗(yàn)方法確定半固化狀態(tài)。
在步驟a)中，預(yù)先鉆鑿一個(gè)用于評(píng)估粘合劑流量的、直徑為A的孔。在步驟c)與d)之間，測(cè)定與流入孔中的粘合劑接觸的內(nèi)層電路的直徑C。在膜材料中鉆孔所需的孔徑B由式B＝D+(A-C)計(jì)算，式中A為用于評(píng)估流量的孔徑，C為經(jīng)過(guò)層壓后尺寸縮減了的孔徑，D為連接所需的最小孔徑。這樣，可以選用不滿足連接所需最小孔徑的孔。此外，在選用粘合劑時(shí)可以考慮的因素還有無(wú)機(jī)填料的種類與數(shù)量以及層壓條件。
用于通路孔的小孔可以通過(guò)沖壓、鉆鑿等傳統(tǒng)方法形成?？讖酱笮∨c常規(guī)地用于印刷電路板層間連接的孔徑相同，例如0.1-1.5毫米。
在步驟b)中，在加壓加熱條件下進(jìn)行層壓過(guò)程，粘合劑層流入孔內(nèi)從而使用于連接內(nèi)層電路基片的孔徑(直徑c)變小。這樣，在A-C之差等于粘合劑的流量C和連接所需的孔徑D被預(yù)先確定這一條件下，便可以依據(jù)D+(A-C)的計(jì)算值確定膜材料鉆鑿孔徑。
舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)孔徑A為0.4毫米時(shí)，層壓之后的直徑C為0.2毫米，粘合劑的流量(A-C)為0.2毫米。若連接所需的最小直徑為0.3毫米，則鉆鑿直徑可達(dá)0.5毫米或更大。
連接所需的最小直徑可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得，同時(shí)要考慮產(chǎn)物所需的條件，例如對(duì)溫度滯后的連接阻力、在必要的焊接浴的溫度與時(shí)間條件下的連接阻力、或者為最大限度滿足用戶需要所需的條件。
作為用于步驟d)的導(dǎo)電漿料，可以采用銀漿料等。
可以按照所需的多層的數(shù)目重復(fù)步驟a)至e)。
還可以通過(guò)方法B生產(chǎn)多層印刷電路板，其中包括a.于形成在載體之上具有絕緣粘合層(在銅箔上呈A階段或B階段固化態(tài))的超薄銅箔制得的膜材料的預(yù)定位置鉆孔，b.將鉆孔的膜材料層壓在內(nèi)層電路基片上以便使絕緣粘合層與內(nèi)層電路基片相接觸并且將其加壓加熱以便得到整體層壓層，c.脫除層壓材料中的載體，d.通過(guò)脫除載體后于膜材料中形成的孔在內(nèi)層電路基片上的電路與膜材料的銅箔之間建立電連接，以及e.通過(guò)加工膜材料的銅箔形成電路。
用于步驟a)的膜材料可以通過(guò)下列方法制備將絕緣粘合劑材料涂敷于銅箔一側(cè)并將載體(或補(bǔ)強(qiáng)片材)如金屬片或有機(jī)材料片層壓在銅箔另一側(cè)，或者將絕緣粘合劑材料涂敷在形成于載體如金屬片材或有機(jī)材料片之上的銅箔的銅箔側(cè)面上。
作為載體(或補(bǔ)強(qiáng)片材)，可以選用在高溫下彈性很強(qiáng)的金屬箔或有機(jī)片材。金屬箔的實(shí)例為銅箔、鋁箔等，以及由粘合劑涂敷的金屬箔。此外，還可以使用鍍有一種或多種不同金屬的銅箔，例如可剝離的電解銅箔(商品名，F(xiàn)urukawa電路箔片有限公司制造，一種由70微米厚的鋁箔與5微米厚銅箔形成的層壓板)、CCT箔板(商品名，日立化學(xué)有限公司制造，一種復(fù)合金屬箔，包含作為電路并且具備適合與其它樹(shù)脂粘合的粗糙度的第一銅層、0.04-1.5微米厚的鎳—磷合金中間層和具備充足強(qiáng)度的第二銅層，該復(fù)合金屬箔為金屬箔或印刷電路板，參見(jiàn)JP-A-5-203599)。銅箔的其它實(shí)例為40E5(商品名，由Mitsui Mining & Smelting Co.，Ltd.制造，具有厚度為5微米的銅層和可蝕刻鋁層)，40E9(商品名，具有厚度為9微米的銅層和70微米的銅層載體)。
任何情況下，銅箔的厚度以少于12微米為佳，為0.5微米或更厚。市售銅箔的厚度為1微米或更厚。
作為有機(jī)材料片，可以由下列材料制成聚酰亞胺、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚偏二氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚酰胺、賽璐玢等。
作為絕緣粘合劑，可以選用環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑、丙烯酸改性樹(shù)脂粘合劑、聚酰亞胺粘合劑等。
絕緣粘合劑層應(yīng)該處于A階段或B階段固化態(tài)。在方法B中，固化態(tài)優(yōu)選為在40℃或更低時(shí)無(wú)粘著性并且在多層層壓處理之后產(chǎn)生粘合強(qiáng)度為0.6千克力/厘米或更高。
這種絕緣粘合劑材料屬市售產(chǎn)品，例如As-3000(日立化學(xué)有限公司)、MCF-3000(日立化學(xué)有限公司制備，涂敷有絕緣粘合劑的銅箔)。
絕緣粘合層可以有二個(gè)或多個(gè)處于不同固化狀態(tài)的層以便平衡粘合劑的電路充填性能和流量。舉例來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)下列步驟獲得具有二層或多層的結(jié)構(gòu)，在銅箔上涂敷清漆而形成第一涂層，加熱固化涂層直至B或C階段固化態(tài)，隨后涂敷第二涂層，在比先前緩和的條件下加熱固化至A或B階段。
作為可供選擇的替代方式，可以選用下列物質(zhì)作為第一涂層流動(dòng)性較低的撓性基片或?qū)尤绺叻肿酉鹉z、苯氧基樹(shù)脂、高分子量環(huán)氧樹(shù)脂、其中主要組分為高分子量環(huán)氧樹(shù)脂的樹(shù)脂等，在第一涂層上涂敷第二涂層，隨后加熱固化至A或B階段。
在本發(fā)明中，A、B和C階段表示通常被用于先有技術(shù)的絕緣粘合劑材料的固化程度。A階段代表幾乎未固化、未膠凝、最終釋放的熱量占固化釋放總熱量的0-20％。B階段代表略微固化和輕度膠凝，最終釋放熱量占固化釋放總熱量的20-60％。C階段代表固化與膠凝狀態(tài)明顯，最終釋放熱量占固化釋放總熱量的60-100％。
通過(guò)采用繞線棒刮涂器、輥涂機(jī)等將粘合劑清漆涂敷于銅箔上或膜上制備的絕緣粘合劑層，厚度幾乎均勻一致，幾乎不存在縮孔與空隙。
當(dāng)配置放熱量較大的電子零件時(shí)，絕緣粘合劑層可以含有其用量以50％(體積)或更低為佳的一種或多種有機(jī)填料如氧化鋁、氧化硅、氮化鋁等。隨著無(wú)機(jī)填料添加量的增加，放熱性能增強(qiáng)而粘合劑片材的流動(dòng)性卻下降，從而導(dǎo)致銅箔與粘合劑片材之間的粘著性減弱。當(dāng)添加量超過(guò)50％(體積)時(shí)，便無(wú)法獲得足夠強(qiáng)的焊接耐熱可靠性。
通過(guò)將1-40片膜材料疊放在一起并且同時(shí)鉆鑿或沖孔來(lái)完成鉆孔過(guò)程。疊放數(shù)目越多，工作效率越高。但是當(dāng)膜材料片疊放數(shù)目超過(guò)40時(shí)，會(huì)使孔徑分散并且產(chǎn)生毛邊。
在步驟b)中，可以借助常規(guī)方法進(jìn)行加壓加熱層壓過(guò)程，可以采用壓機(jī)、真空壓機(jī)。
通過(guò)采用載體(或補(bǔ)強(qiáng)片材)，改進(jìn)層壓時(shí)轉(zhuǎn)位步驟的加工性。具體地，當(dāng)采用薄銅箔時(shí)，可以在不使粘著于絕緣粘合材料的銅箔發(fā)生卷曲的條件下保持良好的加工性。載體厚度以約為10-200微米為佳。
在步驟c)中，可以通過(guò)剝離或采用傳統(tǒng)的化學(xué)蝕刻溶液如含有KMnO420-90克/升和KOH或NaOH20克/升或更多的溶液脫除載體。
在步驟d)中，可以通過(guò)采用導(dǎo)電漿料、鍍涂、軟纖焊、絲焊等方法完成層間連接。
可以依據(jù)所需多層數(shù)目重復(fù)方法B的步驟a)至e)。
在上述方法B中，當(dāng)將受熱后會(huì)具有流動(dòng)性的襯墊材料進(jìn)一步層壓在膜材料和步驟b)中的內(nèi)層電路基片上時(shí)，可以通過(guò)控制流入用于通路孔的小孔的粘合劑數(shù)量提高連接可靠性。在不采用玻璃布的條件下采用方法C生產(chǎn)多層印刷電路板特別有效。
作為襯墊材料，可以選用紙張、橡膠片材、硅酮橡膠片材，各種膜材料例如聚丙烯、聚乙烯、聚偏二氯乙烯，各種含氟材料如聚四氟乙烯等。還可以采用選自紙張、橡膠與各類熱塑膜的材料的組合形式。
可以由各種條件如絕緣粘合劑材料的厚度、層壓溫度、層壓壓力等確定襯墊材料的厚度。
絕緣粘合劑層的固化狀態(tài)為A階段和B階段。至于粘合劑樹(shù)脂的流動(dòng)性，優(yōu)選采用其流量折算成面積改變速率為0.2-5.0％的粘合劑材料(測(cè)定在由涂敷狀態(tài)至170℃/15兆帕/10分鐘固化態(tài)之間進(jìn)行)。當(dāng)流量(或面積改變速率)小于0.2％時(shí)，內(nèi)層電路中導(dǎo)體之間的填充空間不充足。另外，當(dāng)流量(或面積變化速率)大于5.0％時(shí)，襯墊材料控制樹(shù)脂滲出的效果不佳，從而使樹(shù)脂滲出量增大，進(jìn)而降低了層間連接的可靠性。此外，當(dāng)流動(dòng)性太大時(shí)，各層之間厚度減小幅度加大，從而不必要地降低了絕緣可靠性。
載體(或補(bǔ)強(qiáng)片材)厚度以約為10-200微米為佳。當(dāng)其太薄時(shí)，具體地厚度小于10微米時(shí)，表面光滑性降低。另外，當(dāng)厚度太大時(shí)，例如大干200微米，襯墊材料的流動(dòng)性受到影響，由于樹(shù)脂滲出失控導(dǎo)致樹(shù)脂滲出量增大。當(dāng)孔徑為200微米時(shí)，載體厚度以約為50微米為佳。
按照方法C，由于襯墊材料流入孔內(nèi)從而防止了載體流入用于連接的鉆孔內(nèi)，使得絕緣粘合劑材料的滲出量降低。因此，可以減小用于層間連接的孔徑。此外，由于襯墊材料流入載體未鉆孔部分的數(shù)量較少，可以通過(guò)絕緣粘合劑材料平整內(nèi)層銅箔以便改善表面光滑性。
按照方法C，可以同時(shí)鉆鑿絕緣粘合劑材料與載體，以免錯(cuò)位，以便使鉆鑿費(fèi)用低于采取分別鉆孔后層壓方式完成的方法。
在方法C中，依據(jù)所需多層的數(shù)目重復(fù)步驟a)至e)。
實(shí)施例1通過(guò)在1-18微米厚銅箔1上形成具有高分子量環(huán)氧聚合物的2-50微米粘合劑層制備如圖1A所示在一側(cè)具有絕緣粘合劑層的銅箔(商品名為MCF-3000E，日立化學(xué)有限公司制備)。
在被加放粘合劑層的銅箔上，粘合劑的流量(A-C)為0.1毫米。
隨后，如圖1B所示鉆鑿直徑為0.3毫米的用于通路孔的小孔。連接所需的最小孔徑為0.15毫米。
如圖1c所示，將鉆孔的包覆銅的層壓材料層壓到內(nèi)層電路基片4上以便形成內(nèi)層電路。
隨后，加熱加壓內(nèi)層電路基片與帶有粘合劑層的鉆孔銅箔，得到整體層壓板。如圖1D所示，粘合劑層流入孔內(nèi)。
如圖1E所示，通過(guò)在70℃下于下列粗糙化溶液中浸漬3分鐘來(lái)粗化流動(dòng)的粘合劑層5的表面。圖中數(shù)字6表示粗化部分。
(粗糙化溶液組成)高錳酸鈉 70克/升
NaOH 40克/升待以通常方式完成底漆化學(xué)鍍涂之后，進(jìn)行銅電鍍至厚度達(dá)25微米為止，借助傳統(tǒng)的脫除雜質(zhì)方法最終形成圖1F所示的電路。其中數(shù)字7表示外層布線，數(shù)字8代表孔部分中鍍層。
結(jié)果表明即使是在加熱至260℃的金屬熔化浴中浸漬1分鐘后多層印刷電路板也未出現(xiàn)孔部分中鍍層剝離或產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象。
實(shí)施例2通過(guò)在1-18微米厚銅箔1上形成具有高分子量環(huán)氧聚合物的2-50微米粘合劑層制備如圖2A所示在一側(cè)具有絕緣粘合劑層的銅箔(商品名為MCF-3000E，日立化學(xué)有限公司制備)。
在被加放粘合劑層的銅箔上，粘合劑的流量(A-C)為0.3毫米。
隨后，如圖2B所示采用沖孔機(jī)鉆鑿直徑為1.0毫米的用于通路孔的小孔3。連接所需的最小孔徑為0.5毫米。
如圖2c所示，將鉆孔的包覆銅的層壓材料層壓到內(nèi)層電路基片4上以便形成內(nèi)層電路。
隨后，加熱加壓內(nèi)層電路基片與帶有粘合劑層的鉆孔銅箔，得到整體層壓板。如圖1D所示，粘合劑層流入孔內(nèi)。被流涂的部分以實(shí)施例1的方式被粗糙化處理。
通過(guò)蝕刻脫除外部銅箔的不必要部分以便形成表面布線7(圖2E)。
隨后用銀漿料11選擇性印刷孔周?chē)钠矫娌糠峙c孔部分以便完成內(nèi)層布線與外層布線(圖2F)之間的電連接。
當(dāng)所形成的多層印刷電路板經(jīng)過(guò)熱沖擊試驗(yàn)(其試件于260℃被浸于油中5秒鐘，隨后浸于常溫水中5秒鐘，此為一個(gè)周期，重復(fù)此周期20次)后，外層布線與內(nèi)層布線的連接阻力的上升速率在10％以內(nèi)，孔部分的連接可靠性足以滿足要求。
圖3是用于解釋其中在加壓加熱下進(jìn)行層壓時(shí)刻粘合劑樹(shù)脂流入孔的階段的橫截面圖。數(shù)字9代表固化絕緣粘合劑層，10代表內(nèi)層布線，1、4、5如上所定義。
如上所述，方法A可以生產(chǎn)其中各層之間電連接充分的多層印刷電路板。
實(shí)施例3如圖6B所示，將含分子量為100,000或更高的環(huán)氧樹(shù)脂的粘合劑2涂敷于可剝離電解銅箔(商品名，由Furudawa電路箔片有限公司制造。如圖6A所示，在鋁片載體12上具有厚度為1-5微米的超薄銅箔)的銅箔表面，以便形成厚度為50微米并且呈半固化(B—階段)狀態(tài)的粘合劑層，此時(shí)未發(fā)生卷曲現(xiàn)象。
如圖6C所示，用于通路孔的小孔3的直徑為0.3毫米。
如圖6D所示，作為內(nèi)電路基片4的包銅層壓材料的厚度為0.3毫米，可以借助傳統(tǒng)的蝕刻箔方法制備和完成內(nèi)層布線。
如圖6E所示，將具有粘合劑層的鉆孔銅箔與內(nèi)層電路基片層壓在一起并且在25千克力/厘米2的壓力和170℃加熱條件下壓制60分鐘，形成整體層壓材料。在圖6E中，13代表通路孔。
如圖6F所示，鉆鑿?fù)?，如圖6G所示，機(jī)械剝離作為載體的鋁片，隨后采用含有高錳酸鹽和堿的溶液進(jìn)行涂敷脫除處理，鍍涂后沉積20微米厚的鍍涂金屬，形成蝕刻阻礙，通過(guò)蝕刻脫除不必要的銅，得到導(dǎo)體的為線/空間為60微米的電路板。
對(duì)比實(shí)施例1重復(fù)實(shí)施例3，所不同的是采用12微米厚的銅箔代替可剝離電解銅箔。但是，具有粘合劑層的銅箔卷曲，無(wú)法進(jìn)行鉆孔和層壓操作。
對(duì)比實(shí)施例2重復(fù)實(shí)施例3的方法，所不同的是采用18微米厚的銅箔代替對(duì)比實(shí)施例1中使用的銅箔。未發(fā)生卷曲現(xiàn)象，但是無(wú)法獲得線/空間(line/space)為60微米/60微米的高密度布線。
如上所述，按照方法B，可以較高的生產(chǎn)效率制備具有高布線密度的多層印刷電路板。
實(shí)施例4按照下列步驟(1)-(8)生產(chǎn)多層印刷電路板(1)在18微米厚的銅箔上涂敷環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑，干燥后形成70微米厚的膜，隨后在130℃下干燥10分鐘，得到具有絕緣粘合劑層的銅箔。粘合劑樹(shù)脂的流量為0.3％。
(2)借助被用作載體的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯粘合片(膜厚70微米)進(jìn)一步層壓具有絕緣粘合劑層的銅箔。
(3)鉆鑿形成的層壓材料，得到孔徑為0.2毫米用于層間連接的孔。
(4)作為襯墊材料，將150微米厚的聚乙烯膜層壓在粘著有粘合劑材料的銅箔上的銅箔一側(cè)，將其層壓在銅箔電路厚度為18微米的內(nèi)層電路基片上，隨后在30千克力/厘米2和170℃下將其壓制1小時(shí)，形成整體層壓材料。
(5)剝離作為載體的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯粘合片。
(6)對(duì)銅箔表面進(jìn)行磨光、洗滌和鍍涂預(yù)處理。
(7)通過(guò)鍍銅建立上層電路與下層電路的層間連接。
(8)通過(guò)蝕刻脫除表面銅箔的不必要部分，從而形成所需的電路。
實(shí)施例5重復(fù)實(shí)施例4的方法，所不同的是采用通過(guò)下列步驟獲得的復(fù)合銅箔在18微米厚的銅箔上涂敷作為第一涂層的70微米厚的環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑，在150℃下干燥10分鐘后涂敷作為第二涂層的環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑，使第一和第二涂層總厚達(dá)140微米，隨后在130℃干燥10分鐘。
第二涂層中樹(shù)脂的流量為0.3％。
實(shí)施例6通過(guò)下列步驟制備多層印刷電路板。
(1)在厚度為79微米(第一層為70微米，第二層為9微米銅層)的可剝離電解銅箔(商品名，F(xiàn)urukjawa電路箔片有限公司制造)上涂敷環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑70微米，在130℃干燥10分鐘后形成具有絕緣粘合劑材料的銅箔。粘合劑材料樹(shù)脂流量為0.3％。
(2)將具有絕緣粘合劑層的銅箔鉆孔以便形成孔徑為0.2毫米、用于層間連接的小孔。
(3)作為襯墊材料的厚度為150微米的聚乙烯膜被層壓在粘著有粘合劑材料的銅箔的銅箔一側(cè)，將其與銅箔電路厚度為18微米的內(nèi)層電路基片層壓在一起，在30千克力/厘米2和170℃壓制1小時(shí)，形成整體層壓材料。
(4)剝離第一銅層。
(5)通過(guò)鍍銅建立上層電路與下層電路的層間連接。
(6)通過(guò)蝕刻脫除表面銅箔上不必要部分，得到所需電路。
實(shí)施例7通過(guò)下列步驟制備多層印刷電路板(1)通過(guò)使用復(fù)合金屬箔CCT箔(商品名，日立化學(xué)有限公司制造，具有厚度為5微米、有待形成電路的第一銅層(其中電路的表面粗糙度適合于與樹(shù)脂粘著)，0.4微米厚的Ni-P合金中間層和20微米厚的第二銅層)制備具有絕緣粘合劑層的銅箔，在CCT箔上涂敷環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑以便得到厚度為70微米的膜，在140℃下干燥10分鐘。粘合劑材料的樹(shù)脂的流量為0.3％。
(2)在具有絕緣粘合劑層的銅箔上鉆鑿孔徑為0.2毫米、用于層間連接的孔。
(3)將作為襯墊材料的150微米厚的聚乙烯膜層壓在粘著有粘合劑材料的銅箔的銅箔一側(cè)，將其層壓在具有18微米厚銅箔電路的內(nèi)層電路基片上，在30千克力/厘米2和170℃壓制1小時(shí)，形成整體層壓材料。
(4)通過(guò)蝕刻脫除第二銅層。
(5)通過(guò)鍍銅在上層電路與下層電路之間建立層間連接。
參考實(shí)施例1重復(fù)實(shí)施例4，所不同的是未采用載體。
參考實(shí)施例2，重復(fù)實(shí)施例6，所不同的是未采用襯墊材料。
參考實(shí)施例3重復(fù)實(shí)施例4，所不同的是未采用載體和襯墊材料。
對(duì)比實(shí)施例3
重復(fù)實(shí)施例6，所不同的是采用樹(shù)脂流量為0.1％的粘合劑片材。
對(duì)比實(shí)施例4重復(fù)實(shí)施例6，所不同的是采用樹(shù)脂流量為7％的粘合劑片材。
對(duì)上面生產(chǎn)的多層印刷電路板進(jìn)行下述試驗(yàn)。
〔表面不均勻性〕采用表面粗糙度計(jì)測(cè)量表面不均勻性并且將最高部分與最低部分之間的水平差定義為表面不均勻性(微米)。
〔滲出量〕將具有孔徑為0.2毫米的小孔的粘合劑片材層壓于電路基片上，測(cè)量于170℃和30千克力/厘米2經(jīng)過(guò)1小時(shí)層壓后粘合劑材料滲入或流入孔內(nèi)的距離(微米)。
〔孔隙的產(chǎn)生〕若用顯微鏡觀察未發(fā)現(xiàn)在下層銅箔與絕緣粘合劑材料之間形成直徑為10微米或更大的孔隙，則將其評(píng)定為“好”結(jié)果。
若孔徑大于或等于10微米，則為“不好”。
試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。
表1
按照方法C，內(nèi)層銅箔的不均勻性可以借助絕緣粘合劑材料得到平整，從而改善了表面平滑性。此外，可以得到在外層電路的電路形成性能方面得到改進(jìn)的細(xì)線路。因此可以實(shí)現(xiàn)多層印刷電路板的微型化并且減少瑕疵的產(chǎn)生。
此外，即使有可能增加膜的成本，但是組成壓制過(guò)程的轉(zhuǎn)位卻是不必要的，從而使生產(chǎn)成本的增加降低至非常低的水準(zhǔn)。此外，即使添加用于層壓載體與剝離載體的步驟，這些步驟也會(huì)自動(dòng)進(jìn)行，對(duì)加工時(shí)間幾乎不產(chǎn)生任何影響。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)多層印刷電路板的方法，其中包括a.于由單側(cè)包銅層壓層(在絕緣層表面上具有呈A階段或B階段固化態(tài)的絕緣粘合層)獲得的膜材料或者于通過(guò)在銅箔的一側(cè)形成具有A階段或B階段固化態(tài)的絕緣粘合層而得到的膜材料的預(yù)定位置上鉆孔，b.將鉆孔的膜材料層壓于內(nèi)層電路基片上以便使絕緣粘合層與內(nèi)層電路基片相接觸并進(jìn)行熱壓以便得到整體層壓層，c.在加壓加熱層壓的條件下粗糙化處理流入孔的絕緣粘合層表面，d.通過(guò)借助導(dǎo)電漿料填充孔或鍍涂孔內(nèi)壁使內(nèi)層電路基片與膜材料的銅質(zhì)部分或銅箔之間形成電連接，以及e.通過(guò)加工膜材料的銅箔形成電路。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中粗化步驟借助含有高錳酸鹽或者鉻酸或同時(shí)含有它們二者的水溶液完成。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其中步驟a)采用的絕緣粘合劑層含有一種或多種無(wú)機(jī)填料，粗糙化步驟c)借助含有酸或堿的處理溶液完成。
4.按照權(quán)利要求3的方法，其中無(wú)機(jī)填料選自玻璃粉、磺酸鈣、磺酸鈣鎂和硅酸鈣，處理溶液含有氫氟酸、鹽酸、硫酸或氫氧化鈉。
5.按照權(quán)利要求1的方法，其中在步驟a)中，預(yù)先形成直徑為A、用于評(píng)估粘合劑流量的小孔，在步驟c)和d)中測(cè)量用于內(nèi)層電路(不含流入孔的粘合劑)的直徑C，就電連接所需的最小孔徑D而論，有待于膜材料上鉆鑿的孔徑依據(jù)D+(A-C)確定。
6.一種生產(chǎn)多層印刷電路板的方法，其中包括a.于形成在載體之上具有絕緣粘合層(在銅箔上呈A階段或B階段固化態(tài))的超薄銅箔制得的膜材料的預(yù)定位置鉆孔，b.將鉆孔的膜材料層壓于內(nèi)層電路基片上以便使絕緣粘合層與內(nèi)層電路基片相接觸并且將其加壓加熱以便得到整體層壓層，c.脫除層壓材料中的載體，d.通過(guò)脫除載體后于膜材料中形成的孔在內(nèi)層電路基片上的電路與膜材料的銅箔之間建立電連接，以及e.通過(guò)加工膜材料的銅箔形成電路。
7.按照權(quán)利要求6的方法，其中超薄銅箔的厚度小于12微米。
8.按照權(quán)利要求6的方法，其中載體為銅箔，鋁箔或樹(shù)脂膜。
9.按照權(quán)利要求6的方法，其中載體被剝離脫除。
10.按照權(quán)利要求6的方法，其中通過(guò)使用化學(xué)蝕刻溶液脫除載體。
11.按照權(quán)利要求6的方法，其中在步驟b)中，將一襯墊材料進(jìn)一步層壓至膜材料和內(nèi)層電路基片上。
12.按照權(quán)利要求11的方法，其中襯墊材料為紙板、橡膠片材、硅酮橡膠片材、聚丙烯膜、聚乙烯膜、聚偏二氯乙烯膜或含氟材料膜。
13.按照權(quán)利要求11的方法，其中粘著于膜材料上的粘合劑層的流量為0.2-5.0％。
全文摘要
一種生產(chǎn)多層印刷電路板的方法，包括在至少含有銅箔與絕緣半固化粘合劑層的復(fù)合膜材料上鋁鑿用于通路孔的小孔，將形成的膜材料層壓于內(nèi)層電路基片上，建立內(nèi)層電路與外層銅箔之間的電連接，當(dāng)粗化處理流入孔的粘合劑樹(shù)脂時(shí)，或當(dāng)采用其中形成于載體之上的銅箔厚度小于12微米的復(fù)合膜材料時(shí)，或者當(dāng)一種特定襯墊材料被進(jìn)一步層壓在內(nèi)層電路基片與膜材料的層壓材料上時(shí)，電連接可靠性得到增強(qiáng)并且可以借助簡(jiǎn)易步驟增大電路密度。
文檔編號(hào)H05K3/00GK1136758SQ9512113
公開(kāi)日1996年11月27日 申請(qǐng)日期1995年12月21日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月23日
發(fā)明者中祖昭士, 津山宏一, 大塚和久, 荻野晴夫, 田村義廣, 稻田禎一, 山本和德, 木田明成, 高橋敦之, 靏義之, 有家茂晴 申請(qǐng)人:日立化成工業(yè)株式會(huì)社