CN102458056A - 制造布线基板的方法 - Google Patents

Abstract

提供一种能够以低成本容易地制造可与线束等相连并且具有良好散热性能的布线基板的制造布线基板的方法。制造布线基板(11)的方法包括：在成为金属芯(22)的金属板中形成连接端子(31)的固定部(32)的形成工序；利用掩膜材料覆盖金属板的端子形成区域的掩膜工序；将具有导电层(24)的绝缘层(23)层叠并层压在金属板上以使该绝缘层在金属板上一体化的层叠工序；移除所述端子部形成区域中的绝缘层(23)和导电层(24)以使金属板露出的移除工序；以及处理露出的金属板以形成连接端子(31)的端子部(33)的形成工序。

Description

制造布线基板的方法

技术领域

本发明涉及一种制造上面安装有各种电气和电子部件的布线基板的方法。

背景技术

传统地，关于上面安装有各种电气和电子部件的布线基板，已知的是一种具有多层结构的金属芯基板，其具有设置在金属板的正面和背面上的绝缘层以及形成在该绝缘层上的导电层。根据该金属芯基板，通过金属板使电气和电子部件的热顺利地辐散(例如，参见专利文献1和2)。

关于制造布线基板的方法，已知的是一种将具有铜箔的绝缘片层压并层叠在金属板的正面和背面上的层压成型法(例如，参见专利文献3至5)。

[专利文献1]日本专利公开JP-A-2003-46022

[专利文献2]日本专利公开JP-A-2002-353584

[专利文献3]日本专利公开JP-A-2001-189536

[专利文献4]日本专利公开JP-A-2009-218305

[专利文献5]日本专利公开JP-A-62-179200

为了将线束等连接于布线基板1，如图16所示，将连接器2安装并固定在布线基板1上。当安装连接器2时，需要将设置在连接器2中的多个连接销3插入形成在布线基板1的安装表面1a上通孔中并且将所述多个连接销3焊接在导体布图中的麻烦的安装操作，这增加了布线基板1的制造成本。此外，也增加了具有连接销3的连接器2的单价，使得其上安装有连接器2的布线基板1的成本也进一步增加。

已作出本发明来解决上述问题。本发明的目的是提供一种能够以低成本容易地制造可连接于线束等并具有优异散热性能的布线基板的方法。

为了实现该目的，根据本发明制造布线基板的方法特征如下。

(1)一种制造布线基板的方法，该布线基板包括基板和连接端子，在该基板中，在板状金属芯的正面和背面中的至少一面上，以导电层布置在金属芯的相对侧的方式层叠具有导电层的绝缘层，并且具有导电层的导电布图的表面用作电气或电子部件的安装表面，所述连接端子由金属芯的一部分形成，并且具有用作固定于基板的固定部的一端以及用作从基板的侧缘延伸的端子部的另一端，该方法包括：

形成工序，该形成工序在变为金属芯的金属板中形成所述连接端子的固定部；

掩膜工序，该掩膜工序利用掩膜材料来覆盖上面层叠了金属板的绝缘层的表面上的端子部形成区域，该端子部形成区域包括其中要形成所述连接端子的端子部的区域；

层叠工序，该层叠工序将具有导电层的绝缘层层叠并层压在金属板上，以使该绝缘层在金属板上一体化；

移除工序，该移除工序移除所述端子部形成区域中的绝缘层和导电层，以使金属板露出；以及

形成工序，该形成工序处理露出的金属板以形成所述连接端子的端子部。

(2)根据(1)所述的方法，其中所述层叠工序包括压平处理，在层压了所述绝缘层之后，该压平处理将层压的金属板和绝缘层加热并加压，以将所述绝缘层的表面压平。

(3)根据(1)或(2)所述的方法，还包括粗化工序，在所述掩膜工序之后，该粗化工序使金属板上层叠了所述绝缘层的表面粗化。

(4)根据(1)或(2)所述的方法，其中，在所述掩膜工序中，掩膜带用作掩膜材料并且附着在所述金属板上，并且，在所述移除工序中，沿着所述端子部形成区域的内周将所述绝缘层钻沉孔，以形成沟槽部，然后移除所述掩膜带，以移除所述端子部形成区域中的所述绝缘层和导电层。

(5)根据(4)所述的方法，其中，在所述移除工序中，将绝缘层的变为了所述端子形成区域的端子部所伸出的端面的部分钻沉孔，以形成非贯通沟槽部，并且，从该非贯通沟槽部的两端朝着所述布线基板的侧向形成贯通沟槽部。

(6)根据(5)所述的方法，其中所述贯通沟槽部的一部分形成有残留的所述掩膜带或者层叠在所述掩膜带上的绝缘层。

在上述(1)的制造布线基板的方法中，在不使用单独的昂贵连接器的情况下，能够容易地制造具有能够与线束等连接的连接端子的布线基板。另外，由于通过层压处理使绝缘层在金属板上一体化并且层叠，所以与层压处理技术相比，能够在不保持处理中的库存的情况下进行连续的处理，可以在防止构成绝缘层的半固化片的树脂的空隙的同时使绝缘层顺利地一体化并层叠，并且可以削减半固化片。此外，由于在成为连接端子的端子部的部分被掩膜从而被保护的状态下使绝缘层层叠，所以能够保持所形成的端子部的表面平坦。因此，可以将端子部顺利且可靠地连接到配对连接端子。

也就是说，由于能够顺利地连接到线束等，并且使成为金属芯的金属板的一部分作为连接端子，所以能够以低成本容易地制造具有多层结构和良好散热性能的布线基板。

在上述(2)的制造布线基板的方法中，由于通过压平处理使绝缘层的用作电气和电子部件的安装表面的表面平坦化，所以能够制造能够顺利地安装电气和电子部件的高品质布线基板。

在上述(3)的制造布线基板的方法中，由于使金属板上层叠了绝缘层的表面粗化，所以能够显著地提高金属板与绝缘层之间的附着力。

在上述(4)的制造布线基板的方法中，将绝缘层钻沉孔以形成沟槽部。因此，可以容易地移除端子部形成区域中的绝缘层和导电层。

在上述(5)的制造布线基板的方法中，由于形成了贯通沟槽部，所以能够容易地移除端子部形成区域中的绝缘层和导电层。

在上述(6)的制造布线基板的方法中，由于在贯通沟槽部中保留有掩膜带或者层叠在该掩膜带上的绝缘层，所以能够利用相应的部分进一步容易地分离并移除端子部形成区域中的绝缘层和导电层。

根据本发明，能够提供一种能够以低成本容易地制造可与线束等相连并且具有良好散热性能的布线基板的制造布线基板的方法。

已经简要描述了本发明。通过下面参考附图的本发明的实施例的说明，本发明的详细构造将进一步明确。

附图说明

图1是通过根据本发明的实施例制造布线基板的方法所制造的布线基板的透视图。

图2是沿图1的线II-II截取的剖视图。

图3图示出了根据本发明的实施例制造布线基板的方法，其中(a)是工件的平面图，而(b)是工件的放大平面图。

图4图示出了根据本发明的实施例制造布线基板的方法，其中(a)是工件的平面图，而(b)是工件的放大平面图。

图5图示出了根据本发明的实施例制造布线基板的方法，其中(a)是工件的平面图，而(b)是工件的放大平面图。

图6是制造期间的布线基板的平面图，图示出了根据本发明的实施例制造布线基板的方法。

图7是制造期间的布线基板的平面图，图示出了根据本发明的实施例制造布线基板的方法。

图8是制造期间的布线基板的平面图，图示出了根据本发明的实施例制造布线基板的方法。

图9是制造期间的布线基板的平面图，图示出了根据本发明的实施例制造布线基板的方法。

图10图示出了根据本发明的实施例制造布线基板的方法，其中(a)至(c)是工件的局部剖视图。

图11图示出了根据本发明的实施例制造布线基板的方法，其中(a)至(c)是布线基板的局部剖视图。

图12是实施层压成型的层压成型设备的示意性侧视图。

图13图示出了根据本发明的另一实施例制造布线基板的方法，其中(a)是工件的平面图，而(b)是工件的放大平面图。

图14图示出了根据本发明的又一实施例制造布线基板的方法，其中(a)和(b)是从布线基板的纵向方向观察时的工件的局部剖视图。

图15是制造期间的布线基板的局部平面图，图示出了制造具有连接端子的布线基板的方法的又一实施例。

图16是示出了布线基板的安装实例的布线基板的透视图。

具体实施方式

下文中，将参考附图来描述本发明的实施例。

图1是通过根据本发明的实施例制造布线基板的方法所制造的布线基板的透视图，而图2是沿图1的线II-II截取的剖视图。

如图1和2所示，通过根据本发明的实施例制造布线基板的方法所制造的布线基板11具有基板21以及设置于该基板21的多个连接端子31。

基板21在其厚度方向的中心处具有由铜、铜合金等制成的板状金属芯22。由诸如具有热固性和绝缘性的合成树脂的材料制成的绝缘层23在金属芯22的正面和背面上分别形成为两层。

每个绝缘层23的表面都形成有铜箔(导电层)24，该铜箔形成导体布图。暴露于基板21外侧的绝缘层23的外表面构成安装表面21a，电气和电子部件安装在该安装表面21a上。此外，通过具有电镀内周的通孔25使形成电路布图的相应绝缘层23的铜箔24彼此导通，从而形成电路。另外，通过通孔25还使形成电路布图的铜箔24与金属芯22导通。同时，可以形成包括金属芯22的电路。

如上所述，基板21是设置有金属芯22并从而具有优异的散热性能和均热性能的金属芯基板。此外，该基板21是具有五层的多层基板，包括金属芯22以及层叠在该金属芯22的正面和背面上的多个绝缘层23。各种电气和电子部件安装在由多层基板构成的基板21的正面和背面的安装表面21a上。通过金属芯22，使从作为金属芯基板的基板21的电气和电子部件产生的热流畅地均匀化，并且辐散到外部。

基板21在相对的侧缘部21b处形成有凹槽部26。多个连接端子31以对齐的方式从在纵向方向上构成凹槽部26的底端部延伸。通过形成在基板21中的通孔25，连接端子31与形成电路布图的铜箔24导通。

连接端子31由金属芯22的一部分形成，并且被绝缘层23夹在中间并固定。

连接端子31的被绝缘层23夹在中间并固定的一端(基端部)用作固定部32，而从基板21的侧缘部21b延伸并暴露在外的另一端(前端部)用作端子部33。

采用如上所述构成的布线基板11，能够将连接端子31连接于另一布线基板或者可以将诸如连接器壳体的部件安装到连接端子31。

根据布线基板11，由于连接端子31从基板21的侧缘部21b延伸，所以不需要进行将连接器的连接销焊接并连接于安装表面21a的麻烦操作，使得能够尽可能多地减少制造成本。另外，不需要具有多个连接销的昂贵连接器，使得能够进一步减少成本。

下面，参考图3至11来描述根据制造具有上述构造的布线基板11的实施例的制造布线基板的方法。

图3至5图示出了根据本实施例制造布线基板的方法，在每幅图中，(a)是工件的平面图，而(b)是工件的放大平面图。图6至9是制造期间的布线基板的平面图，图示出了根据本实施例制造布线基板的方法。图10图示出了根据本实施例制造布线基板的方法，其中(a)至(c)是工件的局部剖视图。图11图示出了根据本发明的实施例制造布线基板的方法，其中(a)至(c)是布线基板的局部剖视图。

(固定部的形成工序)

如图3(a)和3(b)以及图10(a)所示，制备能够形成有多个(例如，12片)金属芯22的金属板41。通过按压金属板41，形成通孔25等所穿过的孔部42以及连接端子31的固定部32。同时，通过将具有梳状的开口部43布置成大致与金属板41的侧缘部平行，形成固定部32。

(掩膜工序)

接下来，如图4(a)和4(b)以及图10(b)所示，将掩膜材料附着在端子部形成区域中，该端子部形成区域包含连接端子31的端子部33要形成在金属板41的层叠了绝缘层23的正面和背面上的部分。换句话说，掩膜材料44覆盖从固定部32的端部到开口部43的相对侧。作为掩膜材料44，可以使用具有耐热性的树脂带等。例如，可以使用由聚铣亚胺或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)制成的掩膜带44。

(粗化工序)

在附着了掩膜带44以掩盖端子部形成区域之后，通过喷砂或化学药剂，使其上层叠了绝缘层23的金属板41的正面和背面粗化。此时，由于端子部形成区域被掩膜带44掩盖，所以不会使该区域粗化。

(绝缘层的层叠工序)

接下来，通过层压成型法，使具有导电层(铜箔)24的绝缘层23层叠在金属板41的正面和背面上。

这里，描述通过层压成型法来层叠绝缘层23。图12示出了用于实现层压成型的层压成型设备。

如图12所示，层压成型设备包括：上部运送系统，该上部运送系统通过运送用PET上膜的卷取辊52，将由运送用PET上膜的馈送辊51馈送的运送用PET上膜(或仅是膜)50卷绕；下部运送系统，该下部运送系统通过运送用PET下膜的卷取辊62，将由运送用PET下膜的馈送辊61馈送的运送用PET下膜(或仅是膜)60卷绕；第一工作台70，该第一工作台70位于上部运送系统与下部运送系统之间，并且进行首先加热、加压和层叠运送的产品的层压处理；以及第二工作台80，该第二工作台80进行加热和加压产品的正面和背面的压平处理以将该正面和背面压平。

在层压成型设备中，通过下面的操作使绝缘层23层叠在金属板41的正面和背面上。

首先，将包括具有铜箔24的绝缘层23的工件W摆放在运送用PET下膜60的上游侧处并且朝着下游侧运送，所述铜箔24和绝缘层23在金属板41的上方和下方分别层叠成两层，使得铜箔24位于金属板41的相对侧。在运送期间，用运送用PET上膜50覆盖工件W，然后该工件W以被夹在运送用PET上膜50与运送用PET下膜60中间的方式被运送到第一工作台70。

在第一工作台70中，进行如下层压处理：在真空下加热并加压工件W，然后将绝缘层23层压在金属板41上，并且还对堆叠的绝缘层23进行层压。具体地，使真空室密闭以降低其中的压力，使由橡胶隔膜构成的可动板靠近固定板来热夹压该板，使得绝缘层23的半固化片和铜箔24被加热、加压并从而被层叠。因此，如图5(a)和5(b)所示，使绝缘层23与导电层(铜箔)24一体化并且附着于金属板41，使得它们覆盖金属板的正面和背面。因此，如图10(c)所示，工件W具有五层结构，其中分别使具有导电层24的两个绝缘层23一体化，并且层叠在金属板41的正面和背面上。

同时，作为绝缘层23的半固化片，使用其中浸渍有热固性树脂的玻璃布。在层压处理中，将半固化片制成的绝缘层23热固性树脂加热并熔融，使其插入到其中形成有金属板41的固定部32的开口43中，并且插入到成为通孔25的孔部42等中，而不会有空隙和间隔。另外，由于使除了掩膜带44的附着部之外的金属板41粗化，所以绝缘层23的树脂有力地附着在金属板的正面和背面上。

在第一工作台70中，由于绝缘层23中使用的热固性树脂能够充分地熔融和固化，所以不特别地限制加热和加压的条件。

同时，作为设置于各绝缘层23的铜箔24，优选使用通过蚀刻处理提前在上面形成了电路布图的铜箔。可以通过后续的蚀刻处理使该设置在绝缘层23的外表面上的铜箔24形成有电路布图。

在第一工作台70中层压的工件W被运出，而后被运入第二工作台80。

在第二工作台80中，进行将工件W加热并加压并从而将工件W的正面和背面压平的压平处理，该工件W在真空下被加热并加压并从而通过形成电路布图的铜箔24而在该工件W的正面和背面上具有凹凸。具体地，在预定的温度下，通过构成第二工作台80的压平机对工件W加压，使得工件W的正面和背面被压平。压平机具有固定的上板，由与上板相对的橡胶隔膜构成的并且能够相对于上板移动的下板，以及使下板垂直移动并且与上板协作进行夹压的驱动装置。通过加热装置加热工件W，并且在通过驱动装置使下板移动时夹压该工件W，使得进行压平正面和背面的二次处理。

在第二工作台80中，由于能够压平工件W的正面和背面的凹凸，所以不特别地限制加热和加压条件。

在被夹在运送用PET上膜50与运送用PET下膜60之间的情况下，将第二工作台80中所压平的具有正面和背面的工件W从第二工作台80运出。

运送用PET膜分别卷绕在运送用PET上膜的卷取辊52上，以及下游侧处的运送用PET下膜的卷取辊62上。此时，工件W被运送到外部。

(切割和分离工序)

如上所述，在金属板41的正面和背面处分别形成有具有导电层24的两个绝缘层23并从而具有五层结构之后，如图6所示，将该具有五层结构的工件W切割并分离，以制成具有由金属板41构成的金属芯22的五层结构的多个布线基板11。

然后，如图7所示，通过钻孔器等使通孔25形成在预定的位置处，并且将其内周电镀而按需要使铜箔24、金属芯22和连接端子31导通，从而形成电路。

(绝缘层的移除工序)

然后，移除布线基板11的端子部形成区域中的绝缘层23和铜箔24，而使金属芯22露出。

具体地，如图7和11(a)所示，通过钻床或铣床，从布线基板11的正面和背面，将绝缘层23和导电层24的用作端子部形成区域的端子部所伸出的端面的部分钻沉孔，使得形成了非贯通沟槽部46。同时，通过钻沉孔处理而形成的非贯通沟槽部46具有当移除掩膜带44时使得该非贯通沟槽部46接触或略微切削金属芯22的深度。接着，在与非贯通沟槽部46大致垂直的方向上，通过刳刨机朝着布线基板11的侧边切削非贯通沟槽部46的两端，使得形成贯通沟槽部47。

然后，当从非贯通沟槽部46的侧面完整地移除端子部形成区域中的其上具有绝缘层23和导电层24的掩膜带44的时候，仅仅使端子部形成区域中的金属芯22露出。

(端子部的形成工序)

如图9和11(c)所示，通过利用刳刨机的压力加工或切削加工来处理端子部形成区域中露出的金属芯22，使得形成与连接端子31的固定部32对应的端子部33。然后，通过锡等来电镀连接端子31的端子部33。

通过上述工序，能够容易地制造具有用作安装表面21a的正面和背面以及从侧缘部21b延伸的连接端子31的五层结构的布线基板11。

如上所述，根据上述制造布线基板的方法，在不使用单独的高价连接器的情况下，能够容易地制造具有能够与线束等连接的连接端子31的布线基板11。此外，由于通过层压处理使绝缘层23在金属板41上一体化并且层叠，所以与层压处理技术相比，能够在不保持处理中的库存的情况下进行连续的处理，以在防止构成绝缘层23的半固化片的树脂的空隙的同时使绝缘层顺利地一体化并层叠，并且可以削减半固化片。此外，由于在用作连接端子31的端子部33的部分被掩膜从而被保护的状态下使绝缘层23层叠，所以能够保持所形成的端子部33的表面平坦。因此，可以将端子部顺利且可靠地连接到配对连接端子。

也就是说，能够以低成本容易地制造布线基板11，其能够连接于线束等并且通过金属芯22来确保良好的散热性能。

此外，由于通过压平处理使最外面的绝缘层23的用作电气和电子部件的安装表面21a的表面平坦化，所以能够制造能够顺利地安装电气和电子部件的高品质布线基板11。

此外，由于使金属板41的层叠了绝缘层23的表面粗化，所以能够显著地提高金属板41与绝缘层23之间的附着力。

另外，将绝缘层23钻沉孔以形成非贯通沟槽部46。因此，可以连同掩膜带44一起容易地移除端子部形成区域中的绝缘层23和导电层24。

此外，具有铜箔24(导电层24)的多个绝缘层23层叠在金属板41的两个表面上，使得形成多层结构。因此，能够在抑制布线基板11的面积的同时制成与复杂的电路设计相对应的布线基板11。

本发明不局限于上述实施例，并且能够被适当地修改和改进等。只要能够实现本发明，上述实施例中的相应构成元件的材料、形状、尺寸、排布位置等是任意的，并且不受上述限制。

例如，在绝缘层的移除工序中，仅仅需要移除端子部形成区域上的绝缘层23和导电层24。换句话说，可以通过如下方式移除绝缘层和导电层：沿着端子部形成区域的内周对绝缘层23钻沉孔来形成非贯通沟槽部，而后移除掩膜带44。

例如，在上述实施例中，在绝缘层的层叠工序之后，进行将工件W分成单独的布线基板11的切割和分离工序。然而，如图13(a)和13(b)所示，在工件W的状态下，能够将用作端子部形成区域中的端子部所伸出的端面的部分钻沉孔来形成非贯通沟槽部46，然后进行刳刨机处理来切割布线基板11，并在端子部形成区域中形成贯通沟槽部47。

此外，在本发明中，端子部形成工序可以在布线基板11中形成通孔25之前进行。

另外，在本发明中，在绝缘层移除工序中，当形成贯通沟槽部47时，可以调节刳刨机处理的深度，以形成带有如图14(a)所示的保留了掩膜带44的端部44a或者保留了层叠在掩膜带44上的绝缘层23的端部23a的贯通沟槽部47。在保留了掩膜带44的端部44a的情况下，由于该掩膜带44从金属芯22伸出，所以能够利用掩膜带44非常容易地移除绝缘层23和导电层24。此外，在保留了绝缘层23的端部23a的情况下，由于掩膜带44和层叠在该掩膜带44上的绝缘层23彼此附着，所以当移除绝缘层23时，可以连同绝缘层23和导电层24一起完整地移除掩膜带44。

同时，当绝缘层23和导电层24层叠在金属芯22的两个表面上时，可能能够从表面来切削端子部形成区域中的一个贯通沟槽部47，并且从背面切削另一贯通沟槽部47，以形成掩膜带44的剩余端部44a和绝缘层23的剩余端部23a。

另外，图15示出了制造具有连接端子31的布线基板11的方法的另一实施例。在该实施例中，将提前制备的连接端子31布置在金属芯22的端子形成区域中，而后通过带48等来保持。此后，将绝缘层23层压并层叠在金属芯22的正面和背面上，以保持连接端子31好像绝缘层包裹着连接端子31的固定部32一样。因此，能够制造具有从基板21的侧缘部21b延伸的连接端子31的布线基板11。

在本发明的实施例中，已经描述了具有包含金属芯22的五层结构的布线基板11。然而，不特别地限制结构，而可具有2至4层以及6层或更多层。

Claims (6)

1.一种制造布线基板的方法，该布线基板包括基板和连接端子，在所述基板中，在板状金属芯的正面和背面中的至少一面上，以导电层布置在所述金属芯的相对侧的方式层叠具有所述导电层的绝缘层，并且具有所述导电层的导电布图的表面用作电气或电子部件的安装表面，所述连接端子由所述金属芯的一部分形成，并且具有用作固定于所述基板的固定部的一端以及用作从所述基板的侧缘延伸的端子部的另一端，所述方法包括：

形成工序，该形成工序在变为所述金属芯的金属板中形成所述连接端子的所述固定部；

掩膜工序，该掩膜工序利用掩膜材料来覆盖上面层叠了所述金属板的所述绝缘层的表面上的端子部形成区域，所述端子部形成区域包括其中要形成所述连接端子的所述端子部的区域；

层叠工序，该层叠工序将具有所述导电层的所述绝缘层层叠并层压在所述金属板上，以使所述绝缘层在所述金属板上一体化；

移除工序，该移除工序移除所述端子部形成区域中的所述绝缘层和所述导电层，以使所述金属板露出；以及

形成工序，该形成工序处理所述露出的金属板以形成所述连接端子的所述端子部。

2.根据权利要求1所述的方法，其中

所述层叠工序包括压平处理，在层压了所述绝缘层之后，所述压平处理将所述层压的金属板和绝缘层加热并加压，以将所述绝缘层的表面压平。

3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括

粗化工序，在所述掩膜工序之后，该粗化工序使所述金属板上层叠了所述绝缘层的表面粗化。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中

在所述掩膜工序中，掩膜带用作掩膜材料并且附着在所述金属板上，并且，

在所述移除工序中，沿着所述端子部形成区域的内周将所述绝缘层钻沉孔，以形成沟槽部，然后移除所述掩膜带，以移除所述端子部形成区域中的所述绝缘层和所述导电层。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，

在所述移除工序中，将所述绝缘层的变为了所述端子形成区域的所述端子部所伸出的端面的部分钻沉孔，以形成非贯通沟槽部，并且，从所述非贯通沟槽部的两端朝着所述布线基板的侧向形成贯通沟槽部。

6.根据权利要求5所述的方法，其中

所述贯通沟槽部的一部分形成有残留的所述掩膜带或者层叠在所述掩膜带上的绝缘层。

Images