JP2000277917A - Multilayer printed wiring board and manufacture of the same - Google Patents
Multilayer printed wiring board and manufacture of the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、各種電子機器に
用いられる多層プリント配線板に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multilayer printed wiring board used for various electronic devices.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、携帯電話、ビデオカメラ、パソコ
ン等に代表されるように、電子機器の高機能化、小型
化、薄型化、軽量化の要求に伴い、電子機器を実現する
電子部品のLSIパッケージは、従来のQFP(Qua
d Flat Package)、SOP(Small
Outline Package)のリード付からB
GA(Ball Grid Array),CSP(C
hip Scale Package)のリードレスに
変遷し、従来の表面実装からチップサイズ実装技術へと
進展している。 これに伴い、プリント配線板は、チッ
プ部品の実装の増大や高密度化に伴なって部品からの発
熱量が増加しているほか、熱膨張係数が大きく熱放散性
・耐熱性に関するほか、高性能・多機能な電子機器にお
ける高密度実装後の基板信頼性に関して種々の問題が生
じつつある。 一方、従来の多層プリント配線板には、
ガラスエポキシ多層プリント基板、セラミック基板のほ
か、メタルコア基板がある。2. Description of the Related Art In recent years, as typified by mobile phones, video cameras, personal computers, and the like, there has been a demand for higher performance, smaller size, thinner, and lighter weight of electronic devices. The LSI package is a conventional QFP (Qua)
d Flat Package), SOP (Small
Outline Package) from lead to B
GA (Ball Grid Array), CSP (C
(Hip Scale Package), and has progressed from conventional surface mounting to chip size mounting technology. As a result, printed wiring boards have increased the amount of heat generated from components due to the increase in mounting of chip components and higher densities, and have a large coefficient of thermal expansion, heat dissipation and heat resistance. Various problems have been raised regarding the reliability of boards after high-density mounting in high-performance and multifunctional electronic devices. On the other hand, in the conventional multilayer printed wiring board,
In addition to glass epoxy multilayer printed circuit boards and ceramic substrates, there are metal core substrates.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のガラス
エポキシ多層プリント配線板は、ガラスエポキシ銅張板
をサブトラクト法によりエッチングして所望の内層パタ
ーンを形成した後、ガラスエポキシのプリプレグシート
と交互に重ね合わせ、表裏に銅箔をセットして積層成形
を行い、穴あけ、スルーホール銅めっき、外装パターン
形成等を施して製造されている。 かかる多層プリント
配線板は、一般特性として、ガラス転移温度125〜1
35℃、熱膨張係数XY方向15〜16ppm、Z方向
50〜60ppm、熱伝導性0.2W/MKであって種
々の分野で広く利用されているが、表面実装部品の低熱
膨張部品、発熱するパワー部品の搭載、高温環境下にお
ける信頼性に関して十分ではないという課題があった。However, in the conventional glass epoxy multilayer printed wiring board, a desired inner layer pattern is formed by etching a glass epoxy copper clad board by a subtraction method and then alternately with a glass epoxy prepreg sheet. It is manufactured by stacking, setting a copper foil on the front and back, performing lamination molding, drilling, through-hole copper plating, forming an exterior pattern, and the like. Such a multilayer printed wiring board has a glass transition temperature of 125 to 1 as a general property.
35 ° C, coefficient of thermal expansion 15-16 ppm in the XY direction, 50-60 ppm in the Z direction, thermal conductivity 0.2 W / MK, which is widely used in various fields. There was a problem that the mounting of power components and the reliability under a high temperature environment were not sufficient.
【0004】また、従来、プリント配線板に放熱性・低
熱膨張性を付与すべく、絶縁層としてセラミックを用い
たセラミック基板があるが、セラミックは機械加工性、
穴あけ加工性が極めて悪いため、セラミック製造前のグ
リーンシートの状態でスルーホールより大きい下穴をあ
けて焼成後に穴埋めをする必要があり、ドリル穴あけ加
工ができない等の課題があった。 また、プリプレグシ
ートの合成樹脂からなるセラミック多層プリント配線板
は、セラミックの熱膨張係数が低いため、半田耐熱試験
・ヒートサイクル試験時にセラミックの熱膨張差により
剥離し易い等の課題もあった。Conventionally, there is a ceramic substrate using a ceramic as an insulating layer in order to impart heat dissipation and low thermal expansion to a printed wiring board.
Since the drilling workability is extremely poor, it is necessary to drill a pilot hole larger than the through hole in the state of the green sheet before ceramic production and to fill the hole after firing, so that there is a problem that drilling cannot be performed. Further, a ceramic multilayer printed wiring board made of a synthetic resin of a prepreg sheet has a problem in that the ceramic has a low coefficient of thermal expansion, and is easily peeled off due to a difference in thermal expansion of the ceramic during a solder heat resistance test and a heat cycle test.
【0005】更に、従来では、パワー部品の搭載、放熱
性の向上のため、アルミ・銅板を用いたメタルコア多層
基板は、メタルに予めスルーホールより大きい下穴をド
リル又はプレスにて穴あけをした後、メタル表面処理、
穴あけ用プリプレグや樹脂シートや銅箔による穴埋め成
形し、次にサブトラクト法による内層パターン成形、プ
リプレグシートと交互の配置・積層成形、穴あけ・スル
ーホール銅めっき・外層パターン成形により製造されて
いる。 従って、メタルコア多層基板は挿入部品に対し
て実装後の信頼性が高く、放熱効果も期待できるが、表
面実装部品のQFP搭載品等に関し、実装後の信頼性に
次のような課題もあった。 即ち、メタルコア基板は、
ガラスエポキシ多層プリント配線板に比べて弾性率が極
めて大きく、熱伝導性が良く放熱性似優れているが、ヒ
ートサイクル時に基板温度の上昇・下降が急激に生じる
ため、弾性率と基板の温度差の積なる歪みが大きくな
り、表面実装部品の半田接合部にストレスが生じ、基板
のパッドと半田間や実装部品と半田間にクラックが発生
し易く、ヒートサイクル試験の進行に伴い破断を引き起
こす等の信頼性に関する課題もあった。Further, conventionally, in order to mount power components and improve heat dissipation, a metal core multilayer board using an aluminum / copper plate is prepared by drilling a pilot hole larger than a through hole in a metal in advance by drilling or pressing. , Metal surface treatment,
It is manufactured by filling a hole with a prepreg for drilling, a resin sheet or copper foil, forming an inner layer pattern by a subtraction method, alternately arranging and laminating the prepreg sheet, forming a hole, forming a through-hole copper plating, and forming an outer layer pattern. Therefore, the metal core multilayer board has high reliability after mounting on the insertion component and can be expected to have a heat radiation effect. However, there are the following problems in the reliability after mounting on the surface mounting component QFP mounting product and the like. . That is, the metal core substrate
Compared to glass epoxy multilayer printed wiring boards, the elastic modulus is extremely large, the thermal conductivity is good and the heat dissipation is excellent, but the substrate temperature rises and falls rapidly during the heat cycle, so the difference between the elastic modulus and the substrate temperature And the solder joints of the surface mount components are stressed, cracks are likely to occur between the pads on the board and the solder or between the mount components and the solder, causing breakage as the heat cycle test progresses, etc. There were also issues related to reliability.
【0006】このように従来のガラスエポキシ多層プリ
ント配線板は基板の放熱性、耐熱性、熱膨張性等の点
で、またセラミック多層基板は加工性、プリプレグシー
トとの熱膨張係数の差による剥離し易い等の点で、更に
メタルコア多層基板は表面実装部品の基板と半田接合部
に熱ストレスの歪みがかかり、クラックが発生し易い等
の点で課題があった。そこで、この発明はかかる課題を
解決するためになされたものであり、熱伝導率が高く、
熱膨張係数が小さく、かつ、放熱性、低膨張性に優れた
新規な多層プリント配線板及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。As described above, the conventional glass epoxy multilayer printed wiring board has a heat radiation property, heat resistance, thermal expansion property and the like of the board, and the ceramic multilayer board has a workability and peeling due to a difference in thermal expansion coefficient from the prepreg sheet. In addition, the metal core multilayer board has a problem in that thermal stress is applied to the solder joint between the substrate of the surface mount component and the solder joint, and cracks easily occur. Then, this invention was made in order to solve such a subject, and has high heat conductivity,
It is an object of the present invention to provide a novel multilayer printed wiring board having a small thermal expansion coefficient and excellent heat dissipation and low expansion properties, and a method for manufacturing the same.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る多層プリント配線板は、主成分のアルミナにホウ素を
添加し、熱硬化性樹脂を介在させて内層パターンを形成
した銅張セラミック板と、この銅張セラミック板の両面
にそれぞれ設けられ、アラミド繊維ペーパに耐熱性樹脂
を含浸させてその表面に銅箔を設けたプリプレグシート
と、上記銅張セラミック板及び上記プリプレグシートに
スルーホールを形成し、このスルーホールに形成された
銅薄層とを備えたものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a multilayer printed wiring board comprising a copper-clad ceramic board having an inner layer pattern formed by adding boron to alumina as a main component and interposing a thermosetting resin. And, a prepreg sheet provided on both sides of this copper-clad ceramic plate and impregnated with heat-resistant resin in aramid fiber paper and provided with a copper foil on the surface thereof, and a through-hole in the copper-clad ceramic plate and the prepreg sheet. And a thin copper layer formed in the through hole.
【0008】この発明の請求項2に係る多層プリント配
線板は、上記プリプレグシートにメタルコアを埋設した
ことを特徴とする請求項1に記載のものである。A multilayer printed wiring board according to a second aspect of the present invention is the multi-layer printed wiring board according to the first aspect, wherein a metal core is embedded in the prepreg sheet.
【0009】この発明の請求項3に係る多層プリント配
線板は、主成分のアルミナにホウ素を添加し、熱硬化性
樹脂を介在させて内層パターンを形成した銅張セラミッ
ク板と、この銅張セラミック板の両面にそれぞれ設けら
れ、アラミド繊維ペーパに耐熱性樹脂を含浸させてその
表面に銅箔を設けたプリプレグシートとを有するプリン
ト配線板を複数段積層したことを特徴とする請求項1に
記載のものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a multilayer printed wiring board comprising: a copper-clad ceramic plate in which boron is added to alumina as a main component and an inner layer pattern is formed by interposing a thermosetting resin; 2. A printed wiring board having a prepreg sheet having a prepreg sheet provided on both sides of a board and impregnated with a heat-resistant resin in aramid fiber paper and having a copper foil on the surface thereof, is laminated in a plurality of stages. belongs to.
【0010】この発明の請求項4に係る多層プリント配
線板は、上記銅箔の上記プリプレグシートの接触面をそ
の反対側の面よりも粗面としたことを特徴とする請求項
1乃至3のいずれかに記載のものである。The multilayer printed wiring board according to claim 4 of the present invention is characterized in that the contact surface of the prepreg sheet of the copper foil is rougher than the surface on the opposite side. It is described in any of them.
【0011】この発明の請求項5に係る多層プリント配
線板の製造方法は、主成分のアルミナにホウ素を添加
し、熱硬化性樹脂を介在させた銅張セラミック板に内層
パターンを形成する第1の工程と、アラミド繊維ペーパ
に耐熱性樹脂を含浸させたプリプレグシートを上記銅張
セラミック板の両面にそれぞれ重畳する第2の工程と、
上記各プリプレグシート上に銅箔を加圧成形する第3の
工程と、上記銅張セラミック板、上記プリプレグシート
及び上記銅箔にスルーホールを形成し、そのスルーホー
ルに銅めっき層を形成する第4の工程と、しかる後に上
記各プリプレグシート上に上記銅箔を介して上記プリプ
レグシートと同一のプリプレグシートを更に重畳して加
圧成形を行い、このプリプレグシートの表面に設けた銅
箔の所定部分をエッチングにより除去する第5の工程
と、上記所定部分にスルーホールを形成して、そのスル
ーホールに銅めっき層を形成する第6の工程とを備えた
ものである。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a multilayer printed wiring board, wherein boron is added to alumina as a main component, and an inner layer pattern is formed on a copper-clad ceramic plate with a thermosetting resin interposed therebetween. And a second step of superimposing a prepreg sheet impregnated with a heat-resistant resin on aramid fiber paper on both surfaces of the copper-clad ceramic plate, respectively.
A third step of pressure-forming a copper foil on each of the prepreg sheets, and forming a through-hole in the copper-clad ceramic plate, the prepreg sheet and the copper foil, and forming a copper plating layer in the through-hole. Step 4, and after that, the same prepreg sheet as the prepreg sheet is further superimposed on each of the prepreg sheets via the copper foil to perform pressure molding, and the predetermined copper foil provided on the surface of the prepreg sheet is formed. The method includes a fifth step of removing a portion by etching, and a sixth step of forming a through hole in the predetermined portion and forming a copper plating layer in the through hole.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態1】以下、この発明の実施の形態1
に係る多層プリント配線板について図1を用いて説明す
る。図1は、この実施の形態1に係る多層プリント配線
板の断面構成図である。 図1において、1は両面銅張
セラミック絶縁板で、主成分のアルミナにホウ素(B)
を添加し、一般に熱硬化性樹脂として呼ばれているもの
を介在して穴あけ機械加工を可能としたものであり、サ
ブトラクト法により内層パターンを形成したものであ
る。この両面銅張セラミック絶縁板1は、熱伝導率18
W/mKのアルミナを主成分としてホウ素を添加するこ
とにより、可とう性を付与したものである。Embodiment 1 Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described.
1 will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a sectional configuration diagram of the multilayer printed wiring board according to the first embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a double-sided copper-clad ceramic insulating plate.
Is added, and drilling machining is enabled through what is generally called a thermosetting resin, and an inner layer pattern is formed by a subtractive method. This double-sided copper-clad ceramic insulating plate 1 has a thermal conductivity of 18
It has flexibility by adding boron with W / mK alumina as a main component.
【0013】2は、両面銅張セラミック絶縁板の両面に
それぞれ重ね合わせたプリプレグシートで、強化繊維と
してのアラミド繊維ペーパ(デュポン製)に耐熱性エポ
キシ樹脂を含浸し、130℃で10分乾燥したものであ
る。このプリプレグシート2として、アラミド繊維ペー
パを用いるとしたのは、熱膨張係数が小さく、セラミッ
クとの接着界面においてセラミックとの熱膨張係数の差
が小さいため、ヒートサイクル試験時においてセラミッ
クとの界面剥離が発生し難いからである。 また、この
プリプレグシート2は耐熱性エポキシ樹脂を含浸し、セ
ラミックとの複合材を形成しているので、反り等による
クラック、割れに対する補強を行うとともに、耐振動性
の向上を図っている。 このプリプレグシート2の膜厚
は0.05mm〜0.1mmを用いる。例えば、プリプ
レグシート2の厚さが0.05mm以下の場合には絶縁
耐圧、耐湿性が低下するので好ましくなく、一方0.1
mm以上の場合には積層成形時にミクロボイドが残存
し、プリプレグシート2の熱伝導率の低下、熱膨張係数
の増加を招くなど好ましくないからである。 このプリ
プレグシート2は両面銅張セラミック絶縁板1に密着さ
せるが、この両面銅張セラミック絶縁板1の銅箔はセラ
ミックに密着すべき面を粗面化しているため、その銅箔
をエッチング除去して内層の回路形成をするとき、その
セラミックに銅箔の粗面化した面の形状が残ってプリプ
レグシート2、2の密着性を向上させている。 また、
両面銅張セラミック絶縁板1とアラミド繊維ペーパに耐
熱性エポキシ樹脂を含浸させたプリプレグシート2との
構成により、アラミドプリプレグシートのみを使用した
場合に比して熱膨張係数が小さくなることから、熱膨張
の低下により表面実装部品の実装後の半田接合部におけ
る信頼性も向上する。Reference numeral 2 denotes a prepreg sheet which is superposed on both sides of a double-sided copper-clad ceramic insulating plate. Aramid fiber paper (manufactured by DuPont) as a reinforcing fiber is impregnated with a heat-resistant epoxy resin and dried at 130 ° C. for 10 minutes. Things. Aramid fiber paper is used as the prepreg sheet 2 because it has a small coefficient of thermal expansion and a small difference in coefficient of thermal expansion with the ceramic at the bonding interface with the ceramic. This is because it is hard to occur. Further, since the prepreg sheet 2 is impregnated with a heat-resistant epoxy resin to form a composite material with ceramic, cracks and cracks due to warpage and the like are reinforced and vibration resistance is improved. The thickness of the prepreg sheet 2 is 0.05 mm to 0.1 mm. For example, when the thickness of the prepreg sheet 2 is 0.05 mm or less, the withstand voltage and the moisture resistance decrease, which is not preferable.
If it is not less than mm, microvoids remain during the lamination molding, which is not preferable because the thermal conductivity of the prepreg sheet 2 decreases and the coefficient of thermal expansion increases. The prepreg sheet 2 is brought into close contact with the double-sided copper-clad ceramic insulating plate 1, but since the copper foil of the double-sided copper-clad ceramic insulating plate 1 has a roughened surface to be brought into close contact with the ceramic, the copper foil is removed by etching. When the circuit of the inner layer is formed, the roughened surface of the copper foil remains on the ceramic to improve the adhesion of the prepreg sheets 2 and 2. Also,
With the configuration of the double-sided copper-clad ceramic insulating plate 1 and the prepreg sheet 2 in which aramid fiber paper is impregnated with a heat-resistant epoxy resin, the thermal expansion coefficient becomes smaller than when only the aramid prepreg sheet is used. Due to the reduced expansion, the reliability of the solder joint after mounting the surface mount component is also improved.
【0014】3はプリプレグシート2、2上に片面を粗
面化し、その粗面がプリプレグシート2、2に接するよ
うに重ね合わせた銅箔であり、真空プレスを用いて圧力
30kg/平方cm、温度180℃、90分加圧成形し
たものである。このように、両面銅張セラミック絶縁板
1にアラミド繊維ペーパに耐熱性エポキシ樹脂を含浸さ
せたプリプレグシート2を接着させ、外部からの機械的
応力に対するクラックや割れの耐力を向上させている。Reference numeral 3 denotes a copper foil formed by roughening one surface of the prepreg sheets 2 and 2 so that the rough surface is in contact with the prepreg sheets 2 and 2. It was molded under pressure at a temperature of 180 ° C. for 90 minutes. Thus, the prepreg sheet 2 impregnated with heat-resistant epoxy resin on aramid fiber paper is bonded to the double-sided copper-clad ceramic insulating plate 1 to improve the resistance to cracks and cracks against external mechanical stress.
【0015】ここで、NCドリルマシンを用いて、スル
ーホール形成用の穴あけを行い、スルーホール銅めっき
を施すことにより銅めっき層を形成する。 次に、これ
らの銅箔3、3上に上述のプリプレグシート2、2を積
層し、更にその上に片面を粗面化した銅箔3、3をそれ
ぞれ重ね合わせ、真空プレスを用いて圧力30kg/平
方cm、温度180℃、90分加圧・加熱成形し、積層
コア材を形成する。この積層コア材にフイルム合わせ穴
をあけ、ドライフイルムをラミネートし、非貫通スルー
ホール4の径にプラス逃げを設けたマスクフイルムを積
層コア材の表裏にセットして露光、現像、エッチングを
行い、予め非貫通スルーホール4に該当する個所の銅箔
3を除去する。次に、NCドリルを用いて両面銅張セラ
ミック絶縁板1を貫通する貫通スルーホール5の穴あけ
を行うとともに、アラミド繊維は高分子繊維であるため
炭酸ガス(NC−CO2)レーザ装置を用いて非貫通ス
ルーホール4の穴あけを行う。 炭酸ガスレーザによる
ビアの穴あけ時に、予め銅箔を所望のビア径よりも大き
い径の逃げを設けてエッチングを行う。 従って、レー
ザによるビア周辺における残存銅箔の密着性が低下する
のも効果的に防止でき、レーザによるビアの穴形状がす
り鉢状となるため、めっき付きまわり性・非貫通スルー
ホールの信頼性も大幅に向上する。 次いで、過マンガ
ン酸にて残膜処理をしてスルーホール銅めっきを施す。
最後に、通常のサブトラクト法により回路形成を行って
多層プリント配線板を構成する。このようにして、両面
銅張セラミック絶縁板1に貫通スルーホール5を形成し
て放熱性を向上させている。また、貫通スルーホール5
の形成時に、セラミックにクラックや割れを生じないよ
うにフイルムを貼っている。Here, a hole for forming a through-hole is formed by using an NC drill machine, and a copper plating layer is formed by applying a through-hole copper plating. Next, the above-mentioned prepreg sheets 2 and 2 are laminated on these copper foils 3 and 3, and the copper foils 3 and 3 each having a roughened surface are superimposed thereon, and a pressure of 30 kg is applied using a vacuum press. / Square cm, temperature 180 ° C., pressure and heat molding for 90 minutes to form a laminated core material. Drill film holes are made in this laminated core material, a dry film is laminated, and a mask film provided with a plus relief in the diameter of the non-through through hole 4 is set on the front and back of the laminated core material, and exposed, developed, and etched. The copper foil 3 corresponding to the non-through hole 4 is removed in advance. Next, a through-hole 5 penetrating the double-sided copper-clad ceramic insulating plate 1 is drilled using an NC drill, and the aramid fiber is a polymer fiber. Drill the through-hole 4. When drilling a via with a carbon dioxide gas laser, the copper foil is etched in advance by providing a relief with a diameter larger than the desired via diameter. Therefore, it is possible to effectively prevent the adhesiveness of the residual copper foil around the vias from being reduced by the laser, and since the hole shape of the vias by the laser becomes a mortar shape, the reliability of the plated roundness and the reliability of the non-penetrating through holes are also improved. Significantly improved. Next, the remaining film is treated with permanganic acid and plated with through-hole copper.
Finally, a circuit is formed by a normal subtraction method to form a multilayer printed wiring board. In this way, the through-holes 5 are formed in the double-sided copper-clad ceramic insulating plate 1 to improve heat dissipation. In addition, through through hole 5
During the formation of the film, a film is stuck so as not to cause cracks and cracks in the ceramic.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態2】この発明の実施の形態2につい
て、図2を用いて説明する。この実施の形態2は、実施
の形態1と同様な両面銅張セラミック絶縁板1を2枚用
い、これらの間に同様なアラミド繊維ペーパからなるプ
リプレグシート2を介在させて重ね合わせ、これらの両
面銅張セラミック絶縁板1、1の上方側にそれぞれプリ
プレグシート2、2をさらに重ね合わせる。これらのプ
リプレグシート2、2上には片面を、例えば18μmに
粗面化した銅箔を重ね合わせ、真空プレスにより加圧・
加熱して積層成形を行う。この積層成形品にNCドリル
により貫通スルーホール4を形成し、プラズマによるデ
スミアー処理・スルーホールめっき処理を施して、通常
のサブトラクト法により回路形成を行う。 このように
NCドリルにより貫通スルーホール4の形成時のデスミ
アー処理としてプラズマによるとしたのは、デスミアー
処理が同時にできるためである。Second Embodiment A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, two double-sided copper-clad ceramic insulating plates 1 similar to the first embodiment are used, and a prepreg sheet 2 made of similar aramid fiber paper is interposed between the two, and they are superposed. The prepreg sheets 2 and 2 are further superimposed on the copper-clad ceramic insulating plates 1 and 1 respectively. On each of these prepreg sheets 2 and 2, a copper foil whose one surface is roughened to, for example, 18 μm is overlapped and pressed by a vacuum press.
The laminate is formed by heating. A through-hole 4 is formed in this laminated molded product by an NC drill, and a desmear process and a through-hole plating process using plasma are performed, and a circuit is formed by a normal subtraction method. The reason why plasma is used as the desmear processing when the through-hole 4 is formed by the NC drill is that the desmear processing can be performed simultaneously.
【0017】次に、この表裏面にさらにプリプレグシー
ト2を重ね合わせ、それらの上にそれぞれ片面を、例え
ば12μmに粗面化した銅箔を重ね、真空プレスにより
積層成形を行う。この成形品にフイルム合わせ穴を設
け、ドライフイルムをラミネートし、非貫通スルーホー
ルの径のプラス逃げを設けたマスクフイルムを用いて露
光、現像、銅箔のエッチング処理を施す。 次いで、N
Cドリルにより貫通スルーホール5を設け、炭酸レーザ
装置により非貫通スルーホール4を形成する。その後
は、実施の形態1で説明したと同様にして図2に示すよ
うな多層プリント配線板を完成する。 尚、アラミド繊
維ペーパからなるプリプレグシート2のレーザによる非
貫通スルーホール4のビア形成時においても、その残膜
処理にプラズマ処理を用いる。このように、実施の形態
2によれば、図2に示すような2枚の両面銅張セラミッ
ク絶縁板を使用しているため放熱性が向上するほか、両
面銅張セラミック絶縁板1、1を基本構成したときに対
象配置の構成となるので、反りやねじれが低減できる。
また、高多層構造となっても両面銅張セラミック絶縁
板に直接に貫通スルーホール5を形成するため、この貫
通スルーホール5を介しても放熱が可能となる。Next, a prepreg sheet 2 is further superimposed on the front and back surfaces, a copper foil roughened to, for example, 12 μm is superposed on each of them, and lamination molding is performed by vacuum press. A film alignment hole is provided in this molded product, a dry film is laminated, and exposure, development, and copper foil etching are performed using a mask film provided with a relief of the diameter of the non-through hole. Then N
A through-hole 5 is provided by a C drill, and a non-through-hole 4 is formed by a carbon dioxide laser device. Thereafter, a multilayer printed wiring board as shown in FIG. 2 is completed in the same manner as described in the first embodiment. In addition, even when the via of the non-penetrating through hole 4 is formed by the laser on the prepreg sheet 2 made of aramid fiber paper, the plasma treatment is used for the remaining film treatment. As described above, according to the second embodiment, the use of the two double-sided copper-clad ceramic insulating plates as shown in FIG. Since the target configuration is obtained when the basic configuration is performed, warpage and twist can be reduced.
Further, even in the case of a high multilayer structure, since the through-holes 5 are formed directly on the double-sided copper-clad ceramic insulating plate, heat can be radiated through the through-holes 5.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態3】この発明の実施の形態3は、メ
タルコアを使用した多層プリント配線板であり、図3を
用いて説明する。 図3は、この実施の形態3に係る多
層プリント配線板の断面構成図である。 同図中、6
は、例えばアルミを用いたメタルコアであり、予めスル
ーホール径よりも1mm程度の大きな穴をNCドリルに
より形成する。 このメタルコア6の両側に対して耐熱
性樹脂を含浸させたプリプレグシート2を重ね、その上
に片面を、例えば18μmに粗面化した銅箔を重ね、真
空プレスにより所定条件下で加圧・加熱成形を行って2
層金属芯銅張板を構成する。この2層金属芯銅張板にN
Cドリルにより貫通スルーホールを形成し、この貫通ス
ルーホールとの密着性を向上させるため、過マンガン酸
処理を施す。しかる後、スルーホール銅めっきを施し、
通常のサブトラクト法により回路構成をして2層金属芯
基板を構成する。この2層金属芯基板の表裏にプリプレ
グシート2を重ね、その上にそれぞれ実施の形態1で説
明した両面銅張セラミック絶縁板1を重ねる。更に両面
銅張セラミック絶縁板1上にそれぞれプリプレグシート
2及び銅箔3を重ねて所定条件下で積層成形する。その
後の工程は、実施の形態1で説明したと同様にして、図
3に示すような多層プリント配線板を完成する。この実
施の形態3によれば、金属芯基板の表裏側にプリプレグ
シート2及び両面銅張セラミック絶縁板を接着すること
により、金属芯基板の低熱膨張化を実現し得、これによ
り寸法安定化も向上するほか、金属芯基板を用いること
によりQFP等の表面実装部品の搭載も可能となる。更
に、低熱膨張化に伴い、ヒートサイクル試験時における
スルーホール導通抵抗の信頼性も向上する。Third Embodiment A third embodiment of the present invention relates to a multilayer printed wiring board using a metal core, which will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a sectional configuration diagram of the multilayer printed wiring board according to the third embodiment. In the figure, 6
Is a metal core using, for example, aluminum, and a hole having a diameter of about 1 mm larger than the diameter of the through hole is previously formed by an NC drill. A prepreg sheet 2 impregnated with a heat-resistant resin is stacked on both sides of the metal core 6, and a copper foil roughened to one side of, for example, 18 μm is stacked on the prepreg sheet 2. Perform molding 2
A layer metal core copper clad plate is formed. This two-layer metal-core copper-clad
A through-hole is formed by a C drill, and a permanganate treatment is performed to improve the adhesion with the through-hole. After that, through-hole copper plating is applied,
A circuit is formed by a normal subtraction method to form a two-layer metal core substrate. The prepreg sheet 2 is placed on the front and back of the two-layer metal core substrate, and the double-sided copper-clad ceramic insulating plate 1 described in the first embodiment is placed thereon. Further, the prepreg sheet 2 and the copper foil 3 are respectively laminated on the double-sided copper-clad ceramic insulating plate 1 and laminated and formed under predetermined conditions. Subsequent steps are performed in the same manner as described in the first embodiment to complete a multilayer printed wiring board as shown in FIG. According to the third embodiment, by bonding the prepreg sheet 2 and the double-sided copper-clad ceramic insulating plate to the front and back sides of the metal core substrate, it is possible to realize a low thermal expansion of the metal core substrate, thereby stabilizing the dimensions. In addition to using a metal core substrate, it becomes possible to mount surface mount components such as QFP. Further, with the lower thermal expansion, the reliability of the through-hole conduction resistance during the heat cycle test is also improved.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態4】この発明の実施の形態4につい
て、図4を用いて説明する。図4は、実施の形態3で説
明した2層金属芯基板を2枚用い、その表裏側に実施の
形態3で説明したと同様の工程により積層成形した多層
プリント配線板の断面構成図である。この実施の形態4
では、メタルコア6を2枚用い、その上に両面導張セラ
ミック絶縁板及びプリプレグシート2の複合体構成とし
ているため、大幅な放熱性が期待できるはか、表面実装
部品の搭載、ヒートサイクル試験時の半田接合部におけ
る信頼性も更に向上する。Fourth Embodiment A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional configuration diagram of a multilayer printed wiring board in which two two-layer metal core substrates described in the third embodiment are used, and the front and back sides of the multilayer printed wiring board are formed by the same steps as those described in the third embodiment. . Embodiment 4
Since two metal cores 6 are used and a composite structure of a double-sided stretched ceramic insulating plate and a prepreg sheet 2 is used on them, it is possible to expect a large heat dissipation. The reliability at the solder joint is further improved.
【0020】[0020]
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、主成分
のアルミナにホウ素を添加し、熱硬化性樹脂を介在した
ので、穴あけ機械加工が可能となり、放熱性が向上し、
かつ、銅張セラミック絶縁板とアラミド繊維ペーパに耐
熱性樹脂を含浸させたプリプレグシートとの構成により
熱膨張係数が小さくなり、表面実装部品の実装後の信頼
性が向上するとともに、ヒートサイクル試験時にセラミ
ックとの界面剥離が発生し難く、セラミックとの複合材
を形成しているので、反り等によるクラック、割れに対
する補強をも行い得るという効果を奏する。As described above, according to the present invention, since boron is added to alumina as a main component and a thermosetting resin is interposed, drilling machining becomes possible, and heat dissipation is improved.
In addition, the thermal expansion coefficient is reduced by the structure of the copper-clad ceramic insulating plate and the prepreg sheet impregnated with heat-resistant resin in aramid fiber paper, and the reliability after mounting surface-mounted components is improved. Since the interface separation with the ceramic hardly occurs and the composite material with the ceramic is formed, there is an effect that reinforcement against cracks and cracks due to warpage or the like can be performed.
【0021】[0021]
【図1】 この発明に係る多層プリント配線板の断面構
成図である。FIG. 1 is a sectional configuration diagram of a multilayer printed wiring board according to the present invention.
【図2】 この発明に係る多層プリント配線板の断面構
成図である。FIG. 2 is a sectional configuration diagram of a multilayer printed wiring board according to the present invention.
【図3】 この発明に係る多層プリント配線板の断面構
成図である。FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram of a multilayer printed wiring board according to the present invention.
【図4】 この発明に係る多層プリント配線板の断面構
成図である。FIG. 4 is a sectional configuration view of a multilayer printed wiring board according to the present invention.
1…両面銅張セラミック絶縁板、…低熱膨張プリプレグ
シート、3…銅箔、4…非貫通スルーホール、5…貫通
スルーホール、6…メタルコアDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Double-sided copper-clad ceramic insulation board ... Low thermal expansion prepreg sheet 3 ... Copper foil 4 ... Non-through through hole 5 ... Through through hole 6 ... Metal core
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒井 秀明 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 5E343 AA02 AA13 BB24 BB67 DD80 GG04 5E346 AA02 AA06 AA12 AA15 AA22 AA25 AA42 AA43 BB01 CC05 CC08 CC17 CC32 DD02 DD12 DD32 EE02 EE06 EE07 EE09 EE13 EE19 EE31 FF07 GG15 GG17 GG28 HH11 HH17 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Hideaki Arai 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsui Electric Co., Ltd. F-term (reference) 5E343 AA02 AA13 BB24 BB67 DD80 GG04 5E346 AA02 AA06 AA12 AA15 AA22 AA25 AA42 AA43 BB01 CC05 CC08 CC17 CC32 DD02 DD12 DD32 EE02 EE06 EE07 EE09 EE13 EE19 EE31 FF07 GG15 GG17 GG28 HH11 HH17
Claims (5)
硬化性樹脂を介在させて内層パターンを形成した銅張セ
ラミック板と、この銅張セラミック板の両面にそれぞれ
設けられ、アラミド繊維ペーパに耐熱性樹脂を含浸させ
てその表面に銅箔を設けたプリプレグシートと、上記銅
張セラミック板及び上記プリプレグシートにスルーホー
ルを形成し、このスルーホールに形成された銅薄層とを
備えたことを特徴とする多層プリント配線板。1. A copper-clad ceramic plate in which boron is added to alumina as a main component and an inner layer pattern is formed with a thermosetting resin interposed, and provided on both surfaces of the copper-clad ceramic plate, respectively. A prepreg sheet impregnated with a heat-resistant resin and provided with a copper foil on its surface, a through-hole formed in the copper-clad ceramic plate and the prepreg sheet, and a thin copper layer formed in the through-hole. A multilayer printed wiring board characterized by the following.
設したことを特徴とする請求項1に記載の多層プリント
配線板。2. The multilayer printed wiring board according to claim 1, wherein a metal core is embedded in the prepreg sheet.
硬化性樹脂を介在させて内層パターンを形成した銅張セ
ラミック板と、この銅張セラミック板の両面にそれぞれ
設けられ、アラミド繊維ペーパに耐熱性樹脂を含浸させ
てその表面に銅箔を設けたプリプレグシートとを有する
プリント配線板を複数段積層したことを特徴とする請求
項1に記載の多層プリント配線板。3. A copper-clad ceramic plate in which boron is added to alumina as a main component and a thermosetting resin is interposed to form an inner layer pattern, and provided on both surfaces of the copper-clad ceramic plate, respectively. The multilayer printed wiring board according to claim 1, wherein a plurality of printed wiring boards each including a prepreg sheet having a copper foil provided on a surface thereof impregnated with a heat-resistant resin are laminated.
面をその反対側の面よりも粗面としたことを特徴とする
請求項1乃至3のいずれかに記載の多層プリント配線
板。4. The multilayer printed wiring board according to claim 1, wherein a contact surface of the copper foil with the prepreg sheet is rougher than a surface opposite to the prepreg sheet.
硬化性樹脂を介在させた銅張セラミック板に内層パター
ンを形成する第1の工程と、アラミド繊維ペーパに耐熱
性樹脂を含浸させたプリプレグシートを上記銅張セラミ
ック板の両面にそれぞれ重畳する第2の工程と、上記各
プリプレグシート上に銅箔を加圧成形する第3の工程
と、上記銅張セラミック板、上記プリプレグシート及び
上記銅箔にスルーホールを形成し、そのスルーホールに
銅めっき層を形成する第4の工程と、しかる後に上記各
プリプレグシート上に上記銅箔を介して上記プリプレグ
シートと同一のプリプレグシートを更に重畳して加圧成
形を行い、このプリプレグシートの表面に設けた銅箔の
所定部分をエッチングにより除去する第5の工程と、上
記所定部分にスルーホールを形成して、そのスルーホー
ルに銅めっき層を形成する第6の工程とを備えたことを
特徴とする多層プリント配線板の製造方法。5. A first step of forming an inner layer pattern on a copper-clad ceramic plate in which boron is added to alumina as a main component and a thermosetting resin is interposed, and an aramid fiber paper is impregnated with a heat-resistant resin. A second step of superimposing a prepreg sheet on both sides of the copper-clad ceramic plate, a third step of pressure-forming a copper foil on each of the prepreg sheets, and the copper-clad ceramic plate, the prepreg sheet, and the A fourth step of forming a through hole in the copper foil and forming a copper plating layer in the through hole, and thereafter, further superimposing the same prepreg sheet as the prepreg sheet on the prepreg sheet via the copper foil. A fifth step of removing a predetermined portion of the copper foil provided on the surface of the prepreg sheet by etching, and forming a through-hole on the predetermined portion. And forming a copper plating layer in the through-holes of the multilayer printed wiring board.
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- 1999-03-26 JP JP8302599A patent/JP2000277917A/en active Pending
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