專利名稱：多層印刷電路板和制造多層印刷電路板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多層電路板和一個(gè)制造多層電路板的方法，尤其涉及一種借助通孔將不同層的多個(gè)電路電連接起來(lái)的多層印制電路板和一種制造多層印制電路板的方法。
隨著電子設(shè)備越來(lái)越小和高效，印制電路板必須在有限的空間具有大量導(dǎo)線。對(duì)于布線來(lái)說(shuō)，增加印制電路板的電路層數(shù)并把電路板制成多層電路板是有效的。多個(gè)這樣的電路層通過(guò)電路接通洞孔互相連接。
將參照

圖1敘述制造常規(guī)多層電路板的過(guò)程。圖1是一個(gè)示出制造常規(guī)印制電路板的方法的工藝過(guò)程圖。首先在具有一個(gè)絕緣層的基片10上形成導(dǎo)電體11(圖1a)。然后在導(dǎo)電體11上涂覆光刻膠12并有選擇地曝光以將光刻膠顯影(圖1b)。有選擇地腐蝕導(dǎo)體11以形成所要求的下層線路13(圖1C)并再除去殘留的光刻膠12(圖1d)。下一步，在所形成的下層線路上，淀積一層感光絕緣樹脂14(圖1e)。將這一樹脂層有選擇地曝光，然后蝕刻形成一個(gè)電路接通洞孔15，并露出下層線路13(圖1f)，再使用一種諸如無(wú)電涂覆、淀積、以及濺射法之類的薄膜成形技術(shù)，在電路接通洞孔15和感光絕緣層14之上形成上層線路16(圖1g)。通過(guò)反復(fù)執(zhí)行這些形成絕緣層和線路層的步驟，就在基片上形成了多層線路。
這樣形成的印制電路板借助金線一類的金屬線連接到一些電路上。這一點(diǎn)通過(guò)將金線焊在電路板上而達(dá)到。圖2是一個(gè)簡(jiǎn)圖，示出金線焊在印制電路板上的狀態(tài)。如圖2a所示，金線16被連接到形成在感光絕緣樹脂層14上的上層線路15的一個(gè)預(yù)定區(qū)域即連接區(qū)。在正常的導(dǎo)線焊接中，金線16以大約50g至150g的重力壓向連接區(qū)，同時(shí)，超聲振動(dòng)加到該連接區(qū)上，使得金線通過(guò)熱壓焊接固定到該連接區(qū)。
用作上述感光樹脂層的例如說(shuō)是具有感光性的環(huán)氧樹脂。一般，可以用液體感光環(huán)氧樹脂制成的PROBIMER-52(日本Chiba Gaigi公司制造)。雖然還有幾種別的材料，但這些感光樹脂層都是易于受高溫或高壓變形的。因而，在將金線16焊到焊托15時(shí)，存在感光絕緣層被使用熱量和使用壓力的熱壓焊接軟化、因而在金線16被壓方向出現(xiàn)一個(gè)凹陷部的情形，如圖2a中的參考字符A所示。除了熱量和壓力引起的軟化以外，凹陷部在進(jìn)行焊接時(shí)還有可能被加到壓焊塊15上的超聲振動(dòng)放大。
如果在這種狀態(tài)下進(jìn)行金線焊接，將有可能在B處被焊機(jī)的毛細(xì)管頭17和凹陷部A的邊緣夾住，金線16局部過(guò)度受壓并被割斷，如圖2b所示。另一方面，如果把進(jìn)行焊接時(shí)所用的溫度設(shè)置成一個(gè)低溫度來(lái)防止感光樹脂層14的這種凹陷的話，則又將有一個(gè)在金線和壓焊塊之間不能獲得足夠連接強(qiáng)度并因而造成連接可靠性降低的問(wèn)題。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的就是防止感光樹脂層因外加熱量、壓力或超聲振動(dòng)而凹陷。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是實(shí)現(xiàn)不降低金線和壓焊塊之間的連接強(qiáng)度的焊接。
為達(dá)到以上目的并根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種多層電路板，具有一個(gè)基片，一個(gè)形成在基片之上的第一導(dǎo)電電路層，一個(gè)形成在第一導(dǎo)電電路層之上的感光絕緣層，以及一個(gè)形成在感光絕緣層之上并通過(guò)形成于感光絕緣層之中的多個(gè)電路接通洞孔電連接到第一導(dǎo)電電路層的第二導(dǎo)電電路層。在多層電路板中，第二導(dǎo)電電路層具有一個(gè)布置著多個(gè)導(dǎo)線的布線區(qū)和一個(gè)承受外部熱量和壓力以連接導(dǎo)電引線的壓焊區(qū)，至少第二導(dǎo)電電路層在壓焊區(qū)的厚度大于第二導(dǎo)電電路層在布線區(qū)的厚度。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種多層電路板，具有一個(gè)基片，一個(gè)形成在基片上的第一導(dǎo)電電路層，一個(gè)形成在第一導(dǎo)電電路層之上的感光絕緣層，以及一個(gè)形成在感光絕緣層之上并通過(guò)形成于感光絕緣層之中的多個(gè)電路接通洞孔電連接到第一導(dǎo)電電路層的第二導(dǎo)電電路層。在多層電路板中，第二導(dǎo)電電路層具有一個(gè)布置著多個(gè)導(dǎo)線的布線區(qū)和一個(gè)承受外加熱量或壓力以連接一個(gè)導(dǎo)電引線的壓焊區(qū)，并且至少在壓焊區(qū)部分區(qū)域下方的感光絕緣層的厚度小于除電路接通洞孔以外的布線區(qū)下方的感光絕緣層的厚度。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供一種制造多層電路板的方法，包括的步驟為在基片上形成一個(gè)具有預(yù)定的布線圖案的第一導(dǎo)電電路層；在第一導(dǎo)電電路層上形成一個(gè)感光絕緣層；將感光絕緣層曝光以在形成電路接通洞孔的電路接通洞孔區(qū)形成感光絕緣層中的第一洞孔，第一洞孔具有使第一導(dǎo)電電路層露出的深度；至少在形成壓焊塊的壓焊區(qū)的一個(gè)部分形成感光絕緣層中的第二洞孔，第二洞孔具有一個(gè)使第一導(dǎo)電電路層不露出的深度；至少在電路接通洞孔區(qū)和壓焊區(qū)，有選擇地形成一個(gè)第二導(dǎo)電電路層；以及將導(dǎo)電引線焊接到壓焊區(qū)的第二導(dǎo)電電路層上。
根據(jù)上述發(fā)明，在形成壓焊塊的區(qū)域中，至少在容易因加熱而達(dá)到使感光絕緣層軟化的高溫的區(qū)域中不存在感光絕緣層，并提供不易軟化的一些其他材料。因而不大可能出現(xiàn)由軟化造成的凹陷。
附圖概述圖1是一個(gè)工藝程序圖，示出一種制造常規(guī)印制電路板的方法；圖2是一個(gè)簡(jiǎn)圖，示出金絲被焊接在印制電路板上的狀態(tài)；圖3是一個(gè)工藝程序圖，示出一種制造本發(fā)明的多層電路板的方法；以及圖4是多層電路板的連接壓焊區(qū)的放大截面視圖。
31…有機(jī)基片32…金屬層33…感光絕緣層40…連接壓焊塊42…金線44…引線下面，將敘述本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，圖3是一個(gè)工藝程序圖，示出一種制造具有兩個(gè)電路層的多層電路板的方法。
首先，使用淀積法，濺射法或者無(wú)電涂覆法在有機(jī)基片31上形成一層銅質(zhì)金屬覆蓋層32(圖3a)。
這個(gè)金屬層32組成一個(gè)預(yù)定的布線圖案(圖3b)。這一點(diǎn)通過(guò)在金屬層32上形成一層有圖案的感光膠實(shí)現(xiàn)。
由感光樹脂構(gòu)成的絕緣層33覆蓋到金屬層32上。然后，將感光絕緣層33曝光，使得在感光絕緣層33的一個(gè)區(qū)域35處形成一個(gè)洞孔34。洞孔34具有一個(gè)使下電路層露出的深度。下一步，在感光絕緣層33的區(qū)域36的部位形成一個(gè)洞孔37，洞孔37具有一個(gè)使下電路層32不露出的深度(圖3C)。區(qū)域35是一個(gè)用于形成電路接通洞孔(下電路層32通過(guò)它電連接到在下一步驟形成的上電路層38)的區(qū)域。區(qū)域37是用于形成下一步要形成的連接壓焊塊的區(qū)域，并且引線就連接到連接壓焊塊上。具有不同深度的洞孔34和37可以分兩步形成，或者可以同時(shí)在一個(gè)單步驟形成。在分兩步形成洞孔的情形，使用預(yù)定的曝光條件和預(yù)定的掩模首先形成任何一個(gè)洞孔，然后通過(guò)改換曝光條件和掩模形成不同深度的另一個(gè)洞孔。在用單步驟同時(shí)形成兩個(gè)洞孔的情形，這樣來(lái)形成較淺孔37的直徑，使得小于較深洞孔34的直徑。因?yàn)榧词蛊毓鈼l件相同，洞孔的直徑和深度也是互相成正比例的，洞孔的深度可通過(guò)變化洞孔直徑的尺寸來(lái)控制。如果利用這一特性，就有可能在同一步驟中形成不同深度的直徑。
如圖3d所示，一個(gè)厚度達(dá)到預(yù)定水準(zhǔn)位置C的上電路層38在整個(gè)表面上形成。這個(gè)電路層38，像對(duì)金屬層(下電路層)32一樣，可以通過(guò)使用薄膜形成法例如電鍍法形成。然后這樣磨掉電路層38的表層，使得電路層38的厚度達(dá)到水準(zhǔn)位置C(圖3d)。如果電路層38的厚度在這一步驟達(dá)不到水準(zhǔn)位置C，則即使在這個(gè)形成連接壓焊塊的步驟磨掉電路層的表層還是會(huì)留下一個(gè)凹陷部D，因而，會(huì)出現(xiàn)得不到平坦的連接壓焊塊的可能性。如果這樣留下凹陷部D，則在后續(xù)工序中引線焊接的連接強(qiáng)度將降低。因而，為了避免出現(xiàn)這類的凹陷部D，必須填平洞孔37。然后，執(zhí)行磨掉涂覆層表層的校平步驟以除去凹陷部D并使連接壓焊塊40的表面平坦。
上電路層38形成圖案(圖3e)。用這個(gè)辦法，在區(qū)域34形成一個(gè)電路接通洞孔39。在區(qū)域36形成連接壓焊塊40。進(jìn)而，形成布線區(qū)(未示出)。
最后，通過(guò)將金線焊到連接基托40，多層電路板即告完成。
圖4是一個(gè)放大了的截面視圖，示出這樣形成的多層電路板的區(qū)域37。構(gòu)成一個(gè)預(yù)定的布線圖案的金屬層32先在有機(jī)基片31上形成。然后，在金屬層32上形成由感光有機(jī)樹脂構(gòu)成的絕緣層33。感光絕緣層33的區(qū)域37形成表面平坦的連接壓焊塊40，連接壓焊塊40用上述方法在洞孔37上形成。因而，在連接金線42的區(qū)域43中的連接壓焊塊的厚度，也就是說(shuō)上電路層的厚度l1大于形成上層線路44的布線區(qū)41內(nèi)的電路層的厚度l2。
換句話說(shuō)，至少在形成連接壓焊塊40的區(qū)域的一局部，處在承受外加熱量和壓力的區(qū)域43之下的感光絕緣層33的厚度m1變得小于布線區(qū)41之下的感光絕緣層33的厚度m2。
使用這樣的結(jié)構(gòu)，在形成壓焊塊的區(qū)域，形成洞孔37，由此至少在區(qū)域43(它承受著感光絕緣層因外加熱量而被軟化的溫度)存在上電路層。存在于洞孔37中的電路層材料，與感光絕緣層相比，是一種在焊接時(shí)不易因受熱而變形、并且還具有強(qiáng)抗壓和抗超聲振動(dòng)的材料。因而，即使在引線焊到區(qū)域43的情形，區(qū)域43也不容易凹陷。此外，由這種材料組成的區(qū)域43通過(guò)一個(gè)圓弧形的表面與感光絕緣層接觸，接觸部分的表面積較大。因而，由于加到區(qū)域43的壓力是分布開的，所以單位面積的絕緣層應(yīng)力降低，因而這個(gè)接觸部位的絕緣層變得比較不易變形。
雖然在上面的實(shí)施例中敘述了具有兩個(gè)電路層的電路板，但本發(fā)明顯然適用于具有三個(gè)或多個(gè)電路層的電路板。若將圖3和4所示的有機(jī)基片31看作是具有和絕緣層33同樣材料的感光絕緣層，并且假定在絕緣層的下方有一個(gè)有機(jī)基片，則圖3和4的敘述實(shí)際上將適用于具有三個(gè)或多個(gè)電路層的電路板。注意，電路板可以這樣構(gòu)成，使得至少在形成壓焊塊40的一部分區(qū)域43的下方存在穿過(guò)絕緣層33的下金屬層32。在用感光絕緣層替代有機(jī)基片31的情形，也就是說(shuō)，在具有三個(gè)或多個(gè)電路層的結(jié)構(gòu)中，像這樣的金屬層存在于連接壓焊塊的下方。這一金屬層能有效地防止加于連接壓焊塊的熱量、壓力或振動(dòng)傳遞到存在于金屬層32的下方的絕緣層。因而，在這個(gè)金屬層下方的絕緣層的變形可被消除。
再者，雖然在上面的實(shí)施例中敘述了用上電路層本身填滿洞孔37，但該洞孔也可以用具有強(qiáng)抗熱性的輔助材料填充，并且電路層在材料上形成連接壓焊塊。此外，像對(duì)洞孔34一樣，洞孔37可以這樣形成，使之具有一個(gè)露出下電路層32的深度(m1＝0)。正是在這一情形，可以有效地防止出現(xiàn)凹陷，不過(guò)必須注意，下電路層不能互相連接并且最大限度地縮小閉塞空間的出現(xiàn)。
在上面的實(shí)施例中，雖然連接焊接引線的壓焊塊是作為承受外部熱量或壓力的區(qū)域的例子示出的，但本發(fā)明并不為局限于這一領(lǐng)域，而是廣泛地適用于承受外部熱量或壓力的領(lǐng)域。本發(fā)明中的壓焊塊區(qū)域在包括這種領(lǐng)域的廣義上使用。
于是，在本發(fā)明中，感光絕緣層的凹陷可被有效地防止并且使得易于實(shí)現(xiàn)焊接而不會(huì)降低引線和壓焊塊之間的連接強(qiáng)度成為可能。
權(quán)利要求
1.一種多層電路板，具有一個(gè)基片；一個(gè)形成于所述基片之上的第一導(dǎo)電電路層；一個(gè)形成于所述第一導(dǎo)電電路層之上的感光絕緣層；以及一個(gè)形成于所述感光絕緣層之上且通過(guò)形成于所述感光絕緣層之中的多個(gè)電路接通洞孔電連接到所述第一導(dǎo)電電路層的第二導(dǎo)電電路層；所述第二導(dǎo)電電路層具有一個(gè)布置著多個(gè)導(dǎo)線的布線區(qū)和一個(gè)承受外部熱量或壓力的壓焊區(qū)，所述第二導(dǎo)電電路層至少在所述壓焊區(qū)的厚度大于所述第二導(dǎo)電電路層在所述布線區(qū)的厚度。
2.一種多層電路板，具有一個(gè)基片；一個(gè)形成于所述基片上的第一導(dǎo)電電路層；一個(gè)形成于所述第一導(dǎo)電電路層之上的感光絕緣層；以及一個(gè)形成于所述感光絕緣層之上并且通過(guò)形成于所述感光絕緣之中的多個(gè)電路接通洞孔電連接到所述第一導(dǎo)電電路層的第二導(dǎo)電電路層；所述第二導(dǎo)電電路層具有一個(gè)布置著多個(gè)導(dǎo)線的布線區(qū)和一個(gè)承受外部熱量或壓力的壓焊區(qū)，至少位于所述壓焊區(qū)下方的所述感光絕緣的厚度小于除所述電路接通洞孔以外的布線區(qū)下方的所述感光絕緣層的厚度。
3.一種多層電路板，具有一個(gè)基片；一個(gè)形成于所述基片之上的第一導(dǎo)電電路層；一個(gè)形成于所述第一導(dǎo)電電路層之上的感光絕緣層；以及一個(gè)形成于所述感光絕緣層之上且通過(guò)形成于所述感光絕緣層中的多個(gè)電路接通洞孔電連接到所述第一導(dǎo)電電路層的第二導(dǎo)電電路層；所述第二導(dǎo)電電路層具有一個(gè)布置著多個(gè)導(dǎo)線的布線區(qū)和一個(gè)連接引線的壓焊區(qū)，至少在所述壓焊塊部位的所述第二導(dǎo)電電路層的厚度大于所述布線區(qū)的所述第二導(dǎo)電電路層的厚度。
4.一種多層電路板，具有一個(gè)基片；一個(gè)形成于所述基片之上的第一導(dǎo)電電路層；一個(gè)形成于所述第一導(dǎo)電電路層之上的感光絕緣層；以及一個(gè)形成于所述感光絕緣層之上且通過(guò)形成于所述感光絕緣層之中的多個(gè)電路接通洞孔電連接到所述第一導(dǎo)電電路層的第二導(dǎo)電電路層；所述第二導(dǎo)電電路層具有一個(gè)布置著多個(gè)導(dǎo)線的布線區(qū)和一個(gè)形成連接引線的壓焊塊的壓焊區(qū)，至少存在于所述壓焊區(qū)的部分面積下方的所述感光絕緣層的厚度小于除所述電路接通洞孔之外的所述布線區(qū)下方的所述感光絕緣層的厚度。
5.權(quán)利要求1，2，3或4中提出的多層電路板，其特征在于所述壓焊區(qū)中的所述第二導(dǎo)電電路層的表面形狀是平坦的。
6.權(quán)利要求1，2，3或4中提出的多層電路板，其特征在于所述第一導(dǎo)電電路層存在于所述壓焊區(qū)的至少一部分區(qū)域的下方。
7.一種制造多層電路板的方法，包括的步驟是在基片上形成具有預(yù)定布線圖案的第一導(dǎo)電電路層；在所述第一導(dǎo)電電路層上形成一個(gè)感光絕緣層；將所述感光絕緣層曝光，使得在形成電路接通洞孔的電路接通區(qū)域中，形成所述感光絕緣層里的一個(gè)第一洞孔，第一洞孔具有一個(gè)使所述第一導(dǎo)電電路層露出來(lái)的深度；至少在形成焊托的一部分焊托區(qū)域中形成所述感光絕緣層中的一個(gè)第二洞孔，第二洞孔具有一個(gè)使所述第一導(dǎo)電電路層不露出來(lái)的深度；至少在所述電路接通洞孔區(qū)和所述壓焊區(qū)中，有選擇地形成一個(gè)第二導(dǎo)電電路層；以及將導(dǎo)電引線焊到所述壓焊區(qū)中的所述第二導(dǎo)電電路層上。
8.權(quán)利要求7提出的制造多層電路板的方法，其特征在于還包括磨去所述第二導(dǎo)電電路層表層以使所述壓焊區(qū)平坦的步驟。
9.權(quán)利要求7或8提出的制造多層電路板的方法，其特征在于所述第二洞孔的直徑這樣形成，使得小于所述第一洞孔的直徑。
10.權(quán)利要求7或8提出的制造多層電路板的方法，其特征在于所述深度不同的第一和第二洞孔通過(guò)將所述第二洞孔的直徑做得小于所述第一洞孔的直徑而在同一個(gè)步驟中形成。
全文摘要
在具有一個(gè)形成于有機(jī)基片31上的下電路層32、一個(gè)形成于電路層32之上的感光絕緣層33，以及形成于感光絕緣層33之上且通過(guò)多個(gè)形成于感光絕緣層33之中的多個(gè)電路接通洞孔電連接到下電路層32的上電路層40和44的多層電路板中，上電路層具有一個(gè)布置著多個(gè)導(dǎo)線的布線區(qū)44和一個(gè)承受外部熱量或壓力的壓焊區(qū)40，至少壓焊區(qū)40的一部分43的厚度文檔編號(hào)H05K3/00GK1162243SQ96121748
公開日1997年10月15日 申請(qǐng)日期1996年11月22日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月5日
發(fā)明者岡部修一, 櫻井敬三 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司