CN105472895B - 两面覆金属层叠板、印制电路布线板、多层层叠板以及多层印制电路布线板的制造方法 - Google Patents

两面覆金属层叠板、印制电路布线板、多层层叠板以及多层印制电路布线板的制造方法 Download PDF

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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/022Processes for manufacturing precursors of printed circuits, i.e. copper-clad substrates

Abstract

本发明提供两面覆金属层叠板、印制电路布线板、多层层叠板以及多层印制电路布线板的制造方法。两面覆金属层叠板的制造方法通过在第一金属箔与第二金属箔之间夹着第一预浸料层而形成层叠物。然后,在对层叠物进行预热之后,对层叠物进行加热加压成形。

Description

两面覆金属层叠板、印制电路布线板、多层层叠板以及多层印 制电路布线板的制造方法
技术领域
本发明涉及两面覆金属层叠板的制造方法、印制电路布线板的制造方法、多层层叠板的制造方法、以及多层印制电路布线板的制造方法。详细而言,涉及在个人电脑、移动体通信用电话机、摄影机等各种电子设备中广泛应用的多层印制电路布线板的制造方法、以及作为该多层印制电路布线板的材料而优选的两面覆金属层叠板、印制电路布线板及多层层叠板的制造方法。
背景技术
近年来,随着电子设备的高功能化、高密度化,电子部件有越来越小型化、高集成化、高速化、多引脚化的倾向。伴随于此,对于印制电路布线板,高密度化、小径化、轻质化、薄板化的要求也不断提高。
为了响应这些要求,一般在降低布线的宽度、布线之间的间隙的基础上,还降低构成印制电路布线板的绝缘层、布线层的厚度。另外,一直以来,广泛使用布线的层数为四层的多层印制电路布线板(四层板)、以及布线的层数为六层的多层印制电路布线板(六层板)。另一方面,也使用从上述的多层印制电路布线板减少一个布线的层数的三层板、五层板等奇数层的多层印制电路布线板,由此降低印制电路布线板的厚度。
接下来,对现有的三层板的制造方法进行说明。图3A~图3F是示出现有的两面覆金属层叠板711、印制电路布线板11、多层层叠板721以及多层印制电路布线板101的制造方法的剖视图。首先,如图3A所示,通过在第一金属箔211与第二金属箔221之间配置第一预浸料层311来形成层叠物611。通过对层叠物611进行加热加压成形,从而第一预浸料层311硬化而形成第一绝缘层411,如图3B所示,获得具备第一绝缘层411、第一金属箔211以及第二金属箔221的两面覆金属层叠板711。在两面覆金属层叠板711的第一金属箔211与第二金属箔221中,仅对第一金属箔211实施布线形成处理。由此,如图3C所示,获得具备第二金属箔221、第一绝缘层411以及第一布线511的印制电路布线板11。通过在印制电路布线板11的第一布线511上依次层叠第二预浸料层321以及第三金属箔231,从而如图3D所示,制作多层层叠物621。对多层层叠物621进行加热加压成形。由此,第二预浸料层321硬化而形成第二绝缘层421,如图3E所示,获得第二金属箔221、第一绝缘层411、第一布线511、第二绝缘层421以及第三金属箔231依次层叠而成的多层层叠板721。通过对多层层叠板721的第二金属箔221以及第三金属箔231分别实施布线形成处理,从而形成第二布线521以及第三布线531。由此,如图3F所示,获得具备三层的布线(第一布线511、第二布线521、第三布线531)的多层印制电路布线板101(三层板)。
然而,三层板中容易产生翘曲。认为翘曲产生的机理如下。
在图3B所示的两面覆金属层叠板711中的第一绝缘层411内,产生硬化收缩引起的内部应力(图3B中的箭头811)。通过对该两面覆金属层叠板711中的第一金属箔211实施布线形成处理而形成第一布线511,从而制作印制电路布线板11。其结果是,内部应力在第一绝缘层411的第一布线511侧得到释放,从而如图3C所示,在印制电路布线板11中产生翘曲。因此,对印制电路布线板11进行多层化而获得的三层板也容易产生翘曲。
另外,如图3D以及图3E所示,在对多层层叠物621进行加热加压成形而得到多层层叠板721时,在多层层叠板721中的第二绝缘层421内,产生硬化收缩引起的内部应力(图3E中的箭头831)。如图3F所示,通过实施布线形成处理,从而该内部应力得到释放。其结果是,如图3F所示,在多层印制电路布线板101中产生翘曲。
专利文献1中公开有用于对这样的三层板中的翘曲进行抑制的方法之一。在该方法中,在基材的两面上分别使用具有第一铜箔层的芯部基板,在该芯部基板的一方的面上实施布线形成处理而形成内层电路布线,并且通过蚀刻处理来除去芯部基板的另一方的面的第一铜箔层。在该芯部基板的两面上分别经由预浸料层来层叠外层电路布线形成用的第二铜箔层。对第二铜箔层分别实施布线形成处理来形成外层电路布线。通过该方法,形成三层的铜箔层。
在先技术文献
专利文献1:日本特开2010-056373号公报
发明内容
本发明的两面覆金属层叠板的制造方法通过在第一金属箔与第二金属箔之间夹着第一预浸料层而形成层叠物,在对层叠物进行预热之后,对层叠物进行加热加压成形。
另外,本发明的印制电路布线板的制造方法通过对上述制造的两面覆金属层叠板的第一金属箔实施布线形成处理而形成第一布线。
另外,本发明的多层层叠板的制造方法在上述制造的印制电路布线板的形成有第一布线的印制电路布线板的第一面上层叠第二预浸料层,在第二预浸料层上层叠第三金属箔,从而制作多层层叠物,在对多层层叠物进行预热之后,对多层层叠物进行加热加压成形。
另外,本发明的多层印制电路布线板的制造方法通过对上述制造的多层层叠板的第二金属箔与第三金属箔中的至少一方实施布线形成处理而形成第二布线。
并且,本发明的多层层叠板的制造方法中,准备印制电路布线板,所述印制电路布线板具有:绝缘层;在绝缘层的第一面上形成的第一布线;以及在绝缘层的与第一面相反一侧的第二面上形成的金属层,在形成有第一布线的绝缘层的第一面上层叠第二预浸料层,在第二预浸料层上层叠第三金属箔,从而制作多层层叠物,在对多层层叠物进行预热之后,对多层层叠物进行加热加压成形。
并且,本发明的多层印制电路布线板的制造方法通过对上述制造的多层层叠板的金属层与第三金属箔中的至少一方实施布线形成处理而形成第二布线。
附图说明
图1A~图1F是示出本发明的实施方式中的两面覆金属层叠板、印制电路布线板、多层层叠板以及多层印制电路布线板的制造方法的剖视图。
图2是示出金属箔以及预浸料层的温度与尺寸变化量之间的关系的曲线图。
图3A~图3F是示出现有的两面覆金属层叠板、印制电路布线板、多层层叠板以及多层印制电路布线板的制造方法的剖视图。
附图标记说明:
1、11 印制电路布线板
10、101 多层印制电路布线板
2 金属层
21、211 第一金属箔
22、221 第二金属箔
23、231 第三金属箔
31、311 第一预浸料层
32、321 第二预浸料层
41、411 第一绝缘层
42、421 第二绝缘层
51、511 第一布线
52、521 第二布线
53、531 第三布线
62、621 多层层叠物
71、711 两面覆金属层叠板
72、721 多层层叠板
81、811、831 箭头
具体实施方式
专利文献1所记载的方法基本上与四层板的制造方法相同。由该方法获得的三层板是从四层板除去一个布线层的结构。即,由专利文献1所记载的方法制造的三层板具备三个布线层和三个绝缘层(两个预浸料层和一个基材)。在专利文献1所记载的方法中需要基材,因此不能充分地降低整体的厚度。
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1A~图1F是示出本发明的实施方式中的两面覆金属层叠板71、印制电路布线板1、多层层叠板72以及多层印制电路布线板10的制造方法的剖视图。
两面覆金属层叠板71的制造方法通过在第一金属箔21与第二金属箔22之间夹着第一预浸料层31而形成层叠物61,在对层叠物61进行预热之后,对层叠物61进行加热加压成形。
在本实施方式中,作为印制电路布线板1以及多层印制电路布线板10的材料,准备金属箔以及预浸料层。在此,金属箔是指第一金属箔21、第二金属箔22以及第三金属箔23的总称。另外,预浸料层是指第一预浸料层31和第二预浸料层32的总称。
金属箔的线膨胀系数优选在16ppm/K以上且20ppm/K以下的范围内。优选使用铜箔作为金属箔,例如使用电解铜箔或轧制铜箔等。但是金属箔也可以不是铜箔,例如也可以是铝箔或不锈钢箔等。金属箔的厚度例如优选在0.001mm以上且0.070mm以下的范围内。
在本实施方式中,预浸料层是指由一片预浸料构成形成的层、或者由多片预浸料形成且将该多片预浸料层叠而构成的层。
预浸料例如通过在加固件中浸渗热硬化性树脂组合物之后,根据需要对热硬化性树脂组合物进行加热干燥而得到。
作为加固件,优选使用玻璃纺布。但是加固件也可以是玻璃无纺布。加固件也可以是由芳族聚酰胺纤维、PBO(聚对苯撑苯并二噁唑)纤维、PBI(聚苯并咪唑)纤维、PTFE(聚四氟乙烯)纤维、PBZT(聚对苯撑苯并二噻唑)纤维、全芳香族聚酯纤维等有机纤维构成的纺布或无纺布。加固件也可以是由玻璃纤维以外的无机纤维构成的纺布或无纺布。
热硬化性树脂组合物中的热硬化性树脂优选含有环氧树脂。其中,热硬化性树脂也可以含有聚酰亚胺树脂、酚醛树脂或双马来酰亚胺三嗪树脂等。热硬化性树脂组合物也可以含有无机填充材料。
预浸料也可以不具备加固件。不具备加固件的预浸料例如通过将热硬化性树脂组合物成形为片状之后,根据需要进行加热干燥而获得。
预浸料的厚度例如优选在0.013mm以上且0.500mm以下的范围内。
预浸料层的小于玻璃化转变温度时的线膨胀系数优选在3ppm/K以上且30ppm/K以下的范围内,玻璃化转变温度以上的线膨胀系数优选在4ppm/K以上且40ppm/K以下的范围内。通过适当调整作为预浸料层的材料的热硬化性树脂组合物中的热硬化性树脂的种类、热硬化性树脂组合物中的填充材料的种类以及量、作为预浸料层的材料的加固件的种类等,能够对预浸料层的线膨胀系数进行调整。
预浸料层的玻璃化转变温度是指预浸料层所含有的预浸料的玻璃化转变温度。预浸料的玻璃化转变温度通过热机械分析法(TMA法)来测定。
以下,对本实施方式中的印制电路布线板1的制造方法以及多层印制电路布线板10的制造方法进行详细地说明。
首先,如图1A所示,通过在第一金属箔21与第二金属箔22之间配置第一预浸料层31来形成层叠物61。
接着,在对层叠物61进行预热之后,对层叠物61进行加热加压成形。
对层叠物61进行预热时的加热温度优选在第一预浸料层31的玻璃化转变温度±20℃的范围内,并且比对层叠物61进行加热加压成形时的最高加热温度低。即,对层叠物61进行预热时的加热温度优选为从第一预浸料层31的玻璃化转变温度以下20℃到玻璃化转变温度以上20℃的范围。在对层叠物61进行预热期间,优选不向层叠物61施加人为的压缩力。对层叠物61进行预热的时间优选在5秒以上且300秒以下的范围内。
第一预浸料层31的玻璃化转变温度例如在80℃以上且180℃以下的范围内。在该情况下,将对层叠物61进行预热时的加热温度例如设在60℃以上且200℃以下的范围内。这样,将预热的加热温度设定为与第一预浸料层31的玻璃化转变温度相应的温度。
作为层叠物61的预热方法,例如使用干燥炉。
在对层叠物61进行预热之后,若对层叠物61进行加热加压成形,则第一预浸料层31热硬化而形成第一绝缘层41。由此,如图1B所示,获得具备第一金属箔21、第一绝缘层41以及第二金属箔22的两面覆金属层叠板71。在此,第一绝缘层41位于第二金属箔22上。第一金属箔21位于第一绝缘层41上。
开始层叠物61的加热加压成形的时期优选为层叠物61的预热刚结束后。换言之,在层叠物61的预热结束后,优选在层叠物61的温度降低之前开始层叠物61的加热加压成形。
作为对层叠物61进行加热加压成形的方法,例如可以举出多级真空压制、双层带压制、以及使用线压辊或真空层压装置的成形方法等。
对层叠物61进行加热加压成形时的最高加热温度比对层叠物61进行预热时的加热温度高。对层叠物61进行加热加压成形的条件设定为使第一预浸料层31充分地热硬化。例如,加热加压成形中的加热温度在80℃以上且350℃以下的范围内,成形压力在0.5MPa以上且6.0MPa以下的范围内,成形时间在1分钟以上且240分钟以下的范围内。
在对层叠物61进行加热加压成形期间,也可以使加热温度阶段性地变化。例如使层叠物61以80℃以上且180℃以下的范围内的加热温度成形1分钟,接着以180℃以上且350℃以下的范围内的加热温度在1分钟以上的240分钟以下的范围内进行成形。
接下来,在两面覆金属层叠板71的第一金属箔21以及第二金属箔22中,仅对第一金属箔21实施布线形成处理,从而形成第一布线51。布线形成处理是指例如通过减成法(subtractive prosess)或加成法(additive process)来形成布线的处理。由此,得到具备由第二金属箔22形成的面状的金属层2、第一绝缘层41以及第一布线51的印制电路布线板1。在此,第一绝缘层41位于第二金属箔22(金属层2)上。第一布线51位于第一绝缘层41上。
需要说明的是,在将印制电路布线板1用于制造多层印制电路布线板10时,印制电路布线板1优选如上述那样利用包括层叠物61的预热的方法制造。然而,印制电路布线板1也可以由上述以外的方法制造。例如,在印制电路布线板1的制造时,在对多层层叠物62进行预热的情况下,也可以不对层叠物61进行预热。
接下来,如图1D所示,通过在印制电路布线板1的第一布线51上依次层叠第二预浸料层32以及第三金属箔23,从而得到多层层叠物62。即,通过在印制电路布线板1的形成有第一布线51的面(第一面)上层叠第二预浸料层32,在第二预浸料层32上层叠第三金属箔23,从而制作多层层叠物62。
接着,在对多层层叠物62进行预热之后,对多层层叠物62进行加热加压成形。
对多层层叠物62进行预热时的加热温度优选比第二预浸料层32的玻璃化转变温度高50℃以上,且比对多层层叠物62进行加热加压成形时的最高加热温度低。该加热温度例如在比第二预浸料层32的玻璃化转变温度高50℃的温度以上且比第二预浸料层32的玻璃化转变温度高150℃的温度以下的范围内。第二预浸料层32的玻璃化转变温度例如在80℃以上且180℃以下的范围内。在该情况下,将对多层层叠物62进行预热时的加热温度例如设在130℃以上且330℃以下的范围内。这样,将预热的加热温度设定为与第二预浸料层32的玻璃化转变温度相应的温度。在对多层层叠物62进行预热期间,优选不向多层层叠物62施加人为的压缩力。对多层层叠物62进行预热的时间优选在5秒以上且300秒以下的范围内。
作为多层层叠物62的预热方法,例如使用干燥炉。
接下来,对多层层叠物62进行加热加压成形。由此,第二预浸料层32热硬化而形成第二绝缘层42。由此,如图1E所示,得到具备金属层2、第一绝缘层41、第一布线51、第二绝缘层42以及第三金属箔23的多层层叠板72。在此,第一绝缘层41位于金属层2上。第一布线51位于第一绝缘层41上。第二绝缘层42位于第一布线51上。第三金属箔23位于第二绝缘层42上。
开始多层层叠物62的加热加压成形的时期优选为多层层叠物62的预热刚结束后。换言之,在多层层叠物62的预热结束后,优选在多层层叠物62的温度降低之前开始多层层叠物62的加热加压成形。
作为对多层层叠物62进行加热加压成形的方法,例如可以举出多级真空压制、双层带压制、以及使用线压辊或真空层压装置的成形方法等。
对多层层叠物62进行加热加压成形时的最高加热温度比对多层层叠物62进行预热时的加热温度高。对多层层叠物62进行加热加压成形的条件设定为使第二预浸料充分地热硬化。例如对多层层叠物62进行加热加压成形时的加热温度在130℃以上且350℃以下的范围内,成形压力例如在0.5MPa以上且6.0MPa以下的范围内,成形时间例如在1分钟以上且240分钟以内的范围内。
在对多层层叠物62进行加热加压成形期间,也可以使加热温度阶段性地变化。例如使多层层叠物62以130℃以上且230℃以下的范围内的加热温度成形1分钟,接着以180℃以上且350℃以下的范围内的加热温度在1分钟以上的240分钟以下的范围内进行成形。
接下来,对多层层叠板72中的金属层2实施布线形成处理,由此形成第二布线52。另外,通过对多层层叠板72中的第三金属箔23实施布线形成处理,从而形成第三布线53。需要说明的是,在金属层2以及第三金属箔23中,也可以仅对一方实施布线形成处理。布线形成处理是指例如通过减成法或加成法来形成布线的处理。由此,得到具备第二布线52、第一绝缘层41、第一布线51、第二绝缘层42以及第三布线53的多层印制电路布线板10。在此,第一绝缘层41位于第二布线52上。第一布线51位于第一绝缘层41上。第二绝缘层42位于第一布线51上。第三布线53位于第二绝缘层42上。
在本实施方式中,能够不会导致厚度的增大地,获得翘曲减少的印制电路布线板1以及多层印制电路布线板10。需要说明的是,“不会导致厚度的增大”是指,本实施方式中的减少印制电路布线板1以及多层印制电路布线板10的翘曲的方案不需要增大印制电路布线板1以及多层印制电路布线板10的厚度。并不意味着本实施方式中的印制电路布线板1以及多层印制电路布线板10的厚度尺寸比现有的印制电路布线板1以及多层印制电路布线板10的厚度尺寸小。
在本实施方式中,认为获得翘曲减少的印制电路布线板1以及多层印制电路布线板10的理由如下。
在本实施方式中,如图1A所示,在对层叠物61进行预热之后进行加热加压成形的情况下,首先,通过预热使第一预浸料层31、第一金属箔21以及第二金属箔22分别热膨胀。由此,第一预浸料层31、第一金属箔21以及第二金属箔22的相对的位置关系确定。接着,在对层叠物61进行加热加压成形时,第一预浸料层31与第一金属箔21以及第二金属箔22粘接,并且第一预浸料层31、第一金属箔21以及第二金属箔22分别与温度变化相应地进行膨胀、收缩。因此,在探讨印制电路布线板1的翘曲产生的机理时,必须以预热时的温度为基准来考虑第一预浸料层31、第一金属箔21以及第二金属箔22的各自的尺寸变化。
若以预热时的温度为基准,则作为由于加热加压成形而产生的第一预浸料层31、第一金属箔21以及第二金属箔22的尺寸变化的主要原因,可以举出第一预浸料层31的硬化收缩引起的尺寸变化、和第一金属箔21、第二金属箔22、第一预浸料层31以及第一绝缘层41的按照各自的热膨胀系数的温度变化引起的膨胀以及收缩。
图2是示出金属箔以及预浸料层的温度与尺寸变化量之间的关系的例子的曲线图。图2的横轴表示温度,纵轴表示以25℃为基准的尺寸变化量。Tg表示预浸料层的玻璃化转变温度。另外,一般而言,预浸料层的硬化物(绝缘层)的尺寸变化与玻璃化转变温度以下的预浸料层的尺寸变化大致相同。
参照图2可知,若从常温起对层叠物61进行预热,则与第一预浸料层31的尺寸的增大量相比,第一金属箔21以及第二金属箔22的尺寸的增大量更大。通过预热,在该状态下第一预浸料层31与第一金属箔21以及第二金属箔22分别粘接,它们的相对的位置关系得到固定。
若仅考虑第一预浸料热硬化而形成第一绝缘层41时产生的硬化收缩,则与第一金属箔21以及第二金属箔22的尺寸相比,第一绝缘层41的尺寸更小。
另一方面,以预热时的状态为基准的仅起因于第一金属箔21、第二金属箔22、第一预浸料层31以及第一绝缘层41的温度变化引起的膨胀以及收缩的尺寸变化如下。
首先,当通过对层叠物61进行加热加压成形而层叠物61的温度进一步上升时,与第一金属箔21以及第二金属箔22的尺寸的增大量相比,第一预浸料层31的尺寸的增大量更大。即,与第一金属箔21以及第二金属箔22的尺寸相比,第一预浸料层31的尺寸更大。
接下来,在第一预浸料层31通过加热加压成形而热硬化从而形成第一绝缘层41之后,当第一金属箔21、第二金属箔22以及第一绝缘层41冷却至常温时,第一金属箔21、第二金属箔22以及第一绝缘层41收缩。如上所述,第一绝缘层41的尺寸变化与玻璃化转变温度以下的第一预浸料层31的尺寸变化大致相同,因此参照图2可知,第一金属箔21以及第二金属箔22的尺寸的减少量比第一绝缘层41的尺寸的减少量大。从而,在常温下,与第一金属箔21以及第二金属箔22的尺寸相比,第一绝缘层41的尺寸更大,该尺寸的差比加热加压成形时更大。
这样,若仅考虑温度变化引起的膨胀以及收缩,则通过进行预热,而使与第一金属箔21以及第二金属箔22的尺寸相比,第一绝缘层41的尺寸更大。
如上所述,若仅考虑起因于第一预浸料热硬化而产生的硬化收缩的尺寸变化,则与第一金属箔21以及第二金属箔22的尺寸相比,第一绝缘层41的尺寸更小。然而,若仅考虑起因于温度变化引起的膨胀以及收缩的尺寸变化,则相反地,与第一金属箔21以及第二金属箔22的尺寸相比,第一绝缘层41的尺寸更大。通过同时产生这样的两种尺寸变化,从而第一金属箔21以及第二金属箔22与第一绝缘层41之间的尺寸差变小。需要说明的是,在仅考虑起因于硬化收缩的尺寸变化的情况下产生的尺寸差的绝对值比在仅考虑起因于温度变化引起的膨胀以及收缩的尺寸变化的情况下产生的尺寸差的绝对值大。然而,在本实施方式中,通过进行预热,从而上述的尺寸差的绝对值之差变小。
在两面覆金属层叠板71中,第一绝缘层41被第一金属箔21以及第二金属箔22约束。因此,实际上第一金属箔21以及第二金属箔22与第一绝缘层41之间不产生尺寸差,而在第一绝缘层41内,在第一绝缘层41收缩的方向(由图1B中的箭头81示出的方向)上产生内部应力。在本实施方式中,与不进行预热的情况(参照图3B)相比,内部应力变小。
通过对两面覆金属层叠板71的第一金属箔21实施布线形成处理而形成第一布线51,从而得到印制电路布线板1。这样一来,第一绝缘层41的内部应力得到释放,如图1C所示,印制电路布线板1中会产生翘曲,然而该翘曲与不对层叠物61进行预热的情况(参照图3C)相比得到抑制。
参照图2可知,在对层叠物61进行预热时的加热温度为第一预浸料层31的玻璃化转变温度附近的情况下,仅考虑温度变化引起的膨胀以及收缩时,第一金属箔21以及第二金属箔22的尺寸与第一绝缘层41之间的尺寸差尤其大。因此,为了有效地抑制印制电路布线板1的翘曲,对层叠物61进行预热时的加热温度优选在第一预浸料层31的玻璃化转变温度附近,尤其优选在如上所述的第一预浸料层31的玻璃化转变温度±20℃的范围内。
需要说明的是,参照图2可知,在对层叠物61进行预热时的加热温度为比第一预浸料层31的玻璃化转变温度附近高的温度的情况下,印制电路布线板1的翘曲可能会进一步减少。这是因为,若对层叠物61进行预热时的加热温度高,则以预热时为基准的冷却时的温度变化变大,因此在仅考虑起因于温度变化引起的膨胀以及收缩的尺寸变化的情况下产生的第一金属箔21以及第二金属箔22与第一预浸料层31之间的尺寸差进一步变大。然而,参照图2可知,若第一预浸料层31的温度比玻璃化转变温度高,则其热膨胀系数急剧变大。因此,若对层叠物61进行预热时的加热温度为比第一预浸料层31的玻璃化转变温度附近高的温度,则加热温度的微小的偏差有时会对第一金属箔21以及第二金属箔22与第一预浸料层31之间的尺寸差带来较大的影响。因此,有时会对弹性模量小的印制电路布线板1的翘曲带来较大的影响。
因此,为了稳定地控制第一金属箔21、第二金属箔22以及预浸料层的尺寸变化而抑制印制电路布线板1的翘曲,对层叠物61进行预热时的加热温度优选相对于第一预浸料层31的玻璃化转变温度不会过高。尤其优选如上所述的第一预浸料层31的玻璃化转变温度±20℃的范围内。
另外,在本实施方式中,如图1D所示,在对多层层叠物62进行预热之后进行加热加压成形的情况下,首先通过预热使第二预浸料层32、第三金属箔23以及印制电路布线板1热膨胀。由此,第二预浸料层32、第三金属箔23以及印制电路布线板1的相对的位置关系确定。接着,在对多层层叠物62进行加热加压成形时,第二预浸料层32与第三金属箔23以及印制电路布线板1分别粘接,并且第二预浸料层32、第三金属箔23以及印制电路布线板1分别与温度变化相应地进行膨胀、收缩。因此,在探讨多层印制电路布线板10的翘曲产生的机理时,必须以预热时的温度为基准来考虑第二预浸料层32、第三金属箔23以及印制电路布线板1的各自的尺寸变化。尤其认为,弹性模量大的第二预浸料层32的尺寸变化和印制电路布线板1的尺寸变化相对于多层印制电路布线板10的翘曲产生处于支配性地位。
若以预热时的温度为基准,则作为由于加热加压成形而产生的第二预浸料层32以及印制电路布线板1的尺寸变化的主要原因,可以举出第二预浸料层32热硬化而形成第二绝缘层42时产生的硬化收缩引起的尺寸变化、和第三金属箔23、第二预浸料层32以及印制电路布线板1的按照各自的热膨胀系数的温度变化引起的膨胀以及收缩。印制电路布线板1是金属层2、第一绝缘层41以及第一布线51层叠而成的复合体,因此认为金属层2的尺寸变化相对于印制电路布线板1整体的尺寸变化处于支配性地位。
在此,设想第三金属箔23、第二预浸料层32以及金属层2层叠而成的结构。这样一来,由于与制造印制电路布线板1时相同的理由,通过进行预热,从而在本实施方式中,第二预浸料层32热硬化而形成的第二绝缘层42与第三金属箔23以及金属层2之间的尺寸差变小。因此,在多层层叠板72的第二绝缘层42内产生的内部应力通过进行预热而变小。因此,多层印制电路布线板10的翘曲得到抑制。
另外,着眼于第二预浸料层32与印制电路布线板1之间的关系,若仅考虑温度变化引起的膨胀以及收缩,则参照图2可知,金属层2的收缩量比第二绝缘层42的收缩量大。预热温度越高,金属层2的收缩量与第二绝缘层42的收缩量之间的差越大。该收缩量之差能够抵消第二预浸料层32热硬化而形成第二绝缘层42时产生的硬化收缩。因此,多层印制电路布线板10的翘曲得到抑制。
另外,对多层层叠物62进行预热时的加热温度越高,起因于温度变化引起的膨胀以及收缩的金属层2与第二绝缘层42之间的收缩量之差越大。其结果是,即便考虑到形成第二绝缘层42时产生的硬化收缩,金属层2的收缩量也能够比第二绝缘层42的收缩量大。这样一来,即便印制电路布线板1中产生翘曲,也向该印制电路布线板1施力以消除翘曲。由此,多层印制电路布线板10的翘曲也得到抑制。
为了通过消除印制电路布线板1的翘曲来抑制多层印制电路布线板10的翘曲,如上所述,对多层层叠物62进行预热时的加热温度优选比多层层叠物62中的第二预浸料层32的玻璃化转变温度高50℃以上。
通过将本实施方式中的多层层叠物62用作芯部基材,进一步对多层层叠物62进行多层化,也能够得到五层板、七层板等那样的具备五层以上的奇数的布线层的多层印制电路布线板。由于芯部基材的翘曲得到抑制,因此也能够抑制具备五层以上的布线层的多层印制电路布线板的翘曲。
【实施例】
以下,通过实施例对本发明进行更具体地说明。
(实施例1)
首先,通过下述的步骤制作预浸料层(第一预浸料层31)。
分别准备19质量份的热硬化性树脂、65质量份的无机填充材料、16质量份的硬化剂以及0.02质量份的硬化促进剂。并且,准备纺布基材。在此,作为热硬化性树脂使用作为多官能环氧树脂的日本化药株式会社制“EPPN502H”。作为无机填充材料使用作为球状二氧化硅的Admatechs株式会社制“SO-C6”(平均粒径2μm)。作为硬化剂使用作为酚系硬化剂的明和化成株式会社制“MEH7600”。作为硬化促进剂使用2-乙基-4-甲基咪唑(四国化成工业株式会社制)。作为纺布基材使用作为玻璃布的旭化成株式会社制“1017cloth”(厚度15μm)。
对上述的热硬化性树脂、无机填充材料、硬化剂以及硬化促进剂进行混合,再用溶剂(甲乙酮)进行稀释,由此制备清漆状的热硬化性树脂组合物。
将该热硬化性树脂组合物浸渗到上述的纺布基材之后,在100℃以上且200℃以下的范围内,并在5分钟以上且15分钟以内的范围内在乾燥炉内进行加热干燥(一次加热),直至热硬化性树脂组合物成为半硬化状态。然后在120℃下追加加热干燥(二次加热)2分钟。由此,得到玻璃化转变温度为120℃、小于玻璃化转变温度时的线膨胀系数为16ppm/K、玻璃化转变温度以上时的线膨胀系数为20ppm/K、其热硬化物的线膨胀系数为10ppm/K的预浸料层。预浸料层中的热硬化性树脂组合物相对于该预浸料层总量的百分比(树脂含量)为75质量%。
接着,使用上述的预浸料层以下述的步骤来制作印制电路布线板1。
在两片铜箔(第一金属箔21以及第二金属箔22)之间配置上述的预浸料层作为第一预浸料层31,由此得到层叠物61。在此,作为铜箔,使用厚度12μm、线膨胀系数18ppm/K的三井金属矿业株式会社制“3EC-VLP”。将该层叠物61首先在作为预浸料层的玻璃化转变温度的120℃下预热1分钟。接着,维持层叠物61的温度为120℃不变,将层叠物61载置于加热至120℃后的板上,在该状态下以使用了多级真空压制的加热加压方式进行加热加压成形。在进行加热加压成形时,对层叠物61首先在加热温度120℃、加压力4.5MPa、成形时间1分钟的条件下进行成形,接着在加热温度220℃、加压力4.5MPa、成形时间160分钟的条件下进行成形。由此,得到两面覆金属层叠板71。
仅对两面覆金属层叠板71的一个铜箔通过减成法实施布线形成处理,从而形成布线(第一布线51)。由此,得到印制电路布线板1。
接着,使用上述的印制电路布线板1以下述的步骤来制作多层印制电路布线板10。
在印制电路布线板1的布线上依次层叠上述的预浸料层以及铜箔作为第二预浸料层32,从而得到多层层叠物62。在此,使用厚度12μm的三井金属矿业株式会社制“3EC-VLP”作为铜箔。将该多层层叠物62首先在220℃下预热1分钟。接着,维持多层层叠物62的温度为220℃不变,将多层层叠物62载置于加热至220℃后的板上,并在该状态下以使用多级真空压制的加热加压方式进行加热加压成形。在进行加热加压成形时,对多层层叠物62在加热温度220℃、加压力4.5MPa、成形时间160分钟的条件下进行成形。由此,得到多层层叠板72。
(实施例2)
将对层叠物61进行预热时的加热温度设为100℃。除此以外,在与实施例1相同的条件下制作多层层叠板。
(实施例3)
将对层叠物61进行预热时的加热温度设为140℃。除此以外,在与实施例1相同的条件下制作多层层叠板。
(实施例4)
将对多层层叠物62进行预热时的加热温度设为170℃。除此以外,在与实施例1相同的条件下制作多层层叠板。
(实施例5)
将对层叠物61进行预热时的加热温度设为80℃。除此以外,在与实施例1相同的条件下制作多层层叠板。
(实施例6)
将对层叠物61进行预热时的加热温度设为160℃。除此以外,在与实施例1相同的条件下制作多层层叠板。
(实施例7)
将对多层层叠物62进行预热时的加热温度设为150℃。除此以外,在与实施例1相同的条件下制作多层层叠板。
(比较例)
不对层叠物进行预热地进行加热加压成形,并且不对多层层叠物进行预热地进行加热加压成形。除此以外,在与实施例1相同的条件下制作多层层叠板。
(多层印制电路布线板的翘曲量评价)
从在各实施例以及比较例中得到的多层层叠板切出俯视尺寸20cm×20cm的试样。将该试样的两面的铜箔通过蚀刻而全部除去之后,将该试样在200℃下加热1小时。
接下来,将试样以如下方式进行配置:制作印制电路布线板时形成的布线与制作印制电路布线板时形成的绝缘层相比位于上方。在该状态下测定试样的翘曲量。翘曲量在试样中产生朝向上方呈凸状的翘曲情况下由正值限定,而在产生朝向下方呈凸状的翘曲的情况下由负值限定。将其结果示于表1。在表1中,线膨胀系数的单位是ppm/K。
【表1】
由表1可以明确,与比较例相比,各实施例中的印制电路布线板以及多层印制电路布线板的翘曲得到抑制。
尤其在实施例1~4中,对层叠物61进行预热时的加热温度在预浸料层(第一预浸料层31)的玻璃化转变温度±20℃的范围内,且对多层层叠物62进行预热时的加热温度比多层层叠物62中的预浸料层(第二预浸料层32)的玻璃化转变温度高50℃以上。因此,翘曲量非常小。
在实施例5、6中,对多层层叠物62进行预热时的加热温度比多层层叠物62中的预浸料层的玻璃化转变温度高50℃以上。然而,对层叠物61进行预热时的加热温度不是预浸料层的玻璃化转变温度±20℃的范围内。因此,实施例5、6的翘曲量虽然比比较例小,但是比实施例1~4大。
在实施例7中,对层叠物61进行预热时的加热温度在预浸料层的玻璃化转变温度±20℃的范围内。然而,对多层层叠物62进行预热时的加热温度并不比多层层叠物62中的预浸料层的玻璃化转变温度高50℃以上。因此,实施例7的翘曲量虽然比比较例小,但是比实施例1~4大。
如以上那样,本发明能够提供一种能够不增大多层印制电路布线板的厚度地抑制多层印制电路布线板的翘曲的多层印制电路布线板的制造方法。
另外,本发明能够提供一种内部应力降低的两面覆金属层叠板的制造方法、翘曲减少的印制电路布线板的制造方法、以及内部应力降低的多层层叠板的制造方法。

Claims (5)

1.一种两面覆金属层叠板的制造方法,其中,
通过在两个金属箔之间配置预浸料层而形成层叠物,
在对所述层叠物整体进行预热之后,对所述层叠物进行加热加压成形,
对所述层叠物进行预热时的加热温度为从所述预浸料层的玻璃化转变温度以下20℃到所述玻璃化转变温度以上20℃的范围,且对所述层叠物进行预热时的加热温度比对所述层叠物进行加热加压成形时的最高加热温度低。
2.一种印制电路布线板的制造方法,其中,
利用权利要求1所述的方法制造两面覆金属层叠板,
仅对所述两面覆金属层叠板中的所述两个金属箔中的一方的金属箔实施布线形成处理。
3.一种多层层叠板的制造方法,其中,
利用权利要求2所述的方法制作印制电路布线板,所述印制电路布线板具备面状的金属层、位于所述金属层上的绝缘层以及位于所述绝缘层上的导体布线,
通过在所述印制电路布线板的所述导体布线上依次层叠预浸料层和金属箔,从而制作多层层叠物,
在对所述多层层叠物整体进行预热之后,对所述多层层叠物进行加热加压成形。
4.根据权利要求3所述的多层层叠板的制造方法,其中,
对所述多层层叠物进行预热时的加热温度比所述多层层叠物中的所述预浸料层的玻璃化转变温度高50℃以上,且比对所述多层层叠物进行加热加压成形时的最高加热温度低。
5.一种多层印制电路布线板的制造方法,其中,
利用权利要求3或4所述的方法制造多层层叠板,
对所述多层层叠板中的所述金属箔与所述金属箔中的至少一方实施布线形成处理。
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