JP2003017856A - 多層プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents

多層プリント配線板及びその製造方法

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JP2003017856A
JP2003017856A JP2001199734A JP2001199734A JP2003017856A JP 2003017856 A JP2003017856 A JP 2003017856A JP 2001199734 A JP2001199734 A JP 2001199734A JP 2001199734 A JP2001199734 A JP 2001199734A JP 2003017856 A JP2003017856 A JP 2003017856A
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Hideaki Fukuju
英明 福寿
Hiroshi Fukukawa
弘 福川
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Kyocera Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 位置決め時の操作が簡単、確実にでき、高収
率で高精度に製造可能なプリント配線基板及びその製造
方法を提供する。 【解決手段】 第1の金属箔に導体バンプ群12,1
2,…を印刷した上側に合成樹脂シート13と第2の金
属箔とを重ねて加熱プレスして2層板を形成する。2層
板をパターニングする際に、基板外周縁に位置決め用マ
ーキングを形成し、貫通孔19を穿孔し、2層板の配線
パターン上に導体バンプ17,17,…を印刷し、バン
プ付2層板18,28を得る。コア材40の対応箇所に
も位置決め用貫通孔40eを穿孔し、貫通孔19,2
9,40eにシャフト41,42を通して位置決めし、
加熱プレスし、多層板型プリント配線基板50を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプリント配線基板に
係り、更に詳細には、複数の絶縁層の間に介挿され、互
いに層間接続された複数の配線パターンを有する多層型
のプリント配線板とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】マルチメディア時代到来に呼応して、携
帯電話、インターネットモバイル機器、携帯パソコンな
どの電子機器の実用化から、プリント配線板には、小型
化、軽薄化、軽量化、高密度化、低コスト化などが要求
されている。この要求を満足するプリント配線板の製造
技術としてビルドアップ型多層プリント配線板が注目さ
れている。
【0003】そのなかでも、最近、銀ペーストなどの導
電性材料で形成した楔形の導体バンプを合成樹脂シート
の厚さ方向に貫挿して配線パターンどうしを層間接続さ
せる、「貫挿法」と呼ばれる新規のビルドアップ多層板
が注目されている。図5は貫挿法の代表的なプロセスを
図解した垂直断面図である。
【0004】この貫挿法によるビルドアップ多層板は図
5(a)に示すように銅箔101や内層板上にメタルス
クリーンを用いて銀ペーストを3〜6回繰り返し印刷し
て図5(c)に示したような円錐状のバンプ群102,
102,…を備えたバンプ付銅箔103を形成する。次
いで、合成樹脂シート(プリプレグ)105を重ね、バ
ンプを裏面まで貫通させた後、コア材110の表面に形
成された配線パターンの上に重ね、前記コア材110表
面の配線パターンに対して位置決めして重ねずれないよ
うに固定する。次いでこれら位置決めし固定したコア材
110、合成樹脂系シート(プリプレグ)105、及び
バンプ付銅箔103をプレスにかけて加熱加圧して多層
板120とする。この貫挿法はバンプにより一括してス
ルーホールを形成でき、またパッドオンビア構造を形成
できるためファインピッチの多層プリント板用などに使
用されてきている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この貫挿法で
は、導体バンプ102を銅箔101上に形成したバンプ
付銅箔103の状態でコア材110表面の配線パターン
に対して位置決めしなければならず、高多層板では工程
が複雑になり、層間の位置精度が十分とは言えず、また
製造コストアップなどの問題があった。
【0006】本発明は上記従来の問題を解決するために
創作された発明である。即ち、本発明は位置決め時の操
作が簡単かつ確実に行うことができ、高収率で高精度に
製造することのできるプリント配線基板やそのようなプ
リント配線基板の製造方法を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のプリント配線基
板の製造方法は、複数の配線パターンを有する絶縁基板
の配線パターン上に導体バンプ及び位置決め用マーキン
グを形成してバンプ付基板ユニットを形成する工程と、
合成樹脂シートを介挿し、位置決め用マーキングを備え
たコア材、及び、前記バンプ付基板ユニットを、前記位
置決め用マーキングを介して位置決めして重ねる工程
と、前記コア材、前記合成樹脂シート、及び前記バンプ
付基板ユニットを加圧して前記導体バンプを前記合成樹
脂シートに貫挿し、前記基板ユニットと前記コア材とを
電気的に接続する工程とを具備する。
【0008】上記プリント配線基板の方法において、前
記複数の配線パターンを有する絶縁基板は、単層の絶縁
基板の両面に配線パターンを備えた単板の配線基板でも
良く、1又は2以上の配線パターンを介挿して積層した
複数の絶縁基板の積層体であっても良い。更に、配線パ
ターンどうしを層間接続するビアホールやスルホール、
導体バンプ等の層間接続部材を有していてもいなくても
よい。また、コア材に対して積み上げる基板ユニットは
一つでもよく、二つの基板ユニットをコア材の両面に一
度に積み上げても良い。
【0009】本発明の他のプリント配線基板の製造方法
は、第1の金属箔の片面の所定位置に導体バンプを形成
する工程と、前記第1の金属箔の導体バンプ上に合成樹
脂シート及び第2の金属箔を重ねる工程と、前記第1の
金属箔、前記絶縁基板前駆体、及び前記第2の金属箔を
加圧して前記絶縁基板に前記導体バンプを貫挿させ、前
記第1の金属箔と前記第2の金属箔とを電気的に接続す
る工程と、前記第1の金属箔、及び、前記第2の金属箔
をパターニングして第1の配線パターン、及び/又は第
2の配線パターン、及び、位置決め用マーキングを形成
する工程と、前記第1の配線パターン又は第2の配線パ
ターン上に導体バンプを形成してバンプ付2層板を形成
する工程と、単層又は複数の絶縁基板と互いに層間接続
された複数の配線パターンとが交互に積層され、位置決
め用のマーキングを備えたコア材の配線パターン上に、
合成樹脂シートと、前記バンプ付2層板とを重ね、前記
位置決め用マーキングを介して前記バンプ付2層板と前
記コア材とを位置決めする工程と、前記位置決めしたコ
ア材、合成樹脂シート、及び、バンプ付2層板を加圧し
て前記導体バンプを前記絶縁基板に貫挿させ、前記バン
プ付2層板の配線パターンと前記コア材の配線パターン
とを電気的に接続する工程とを具備する。
【0010】上記プリント配線基板の製造方法におい
て、前記バンプ付2層板の位置決め用マーキングの例と
して、前記バンプ付2層板の厚さ方向に光を透過させる
光透過孔を挙げることができ、前記コア材の位置決め用
マーキングの例として、前記コア材の厚さ方向に光を透
過させる光透過孔を挙げることができ、前記位置決め用
マーキングを介して前記バンプ付2層板と前記コア材と
を位置決めする工程の例として、前記バンプ付2層板の
光透過孔と前記コア材の光透過孔との間に光を通すこと
により前記バンプ付2層板と前記コア材とを位置決めす
る工程を挙げることができる。
【0011】上記プリント配線基板の製造方法におい
て、前記バンプ付2層板を形成する工程の例として、前
記絶縁基板内に配設された導体バンプの底面側に前記導
体バンプを形成する工程を挙げることができ、前記バン
プ付2層板と前記コア材とを位置決めする工程の例とし
て、前記バンプ付2層板内に配設された導体バンプの先
端側が外向きになるように位置決めする工程を挙げるこ
とができる。
【0012】本発明のプリント配線基板は、プリント配
線基板の表面に配設された実装用配線パターンと、実装
用配線パターンを支持する最外側絶縁基板と、前記最外
側絶縁基板の厚さ方向に、先端部を外向きにして貫挿さ
れ、前記実装用配線パターンと内側の配線パターンとを
電気的に接続する最外側導体バンプとを具備する。
【0013】本発明のプリント配線基板製造方法では、
バンプ付2層板を形成してからコア材に対して積層して
ゆくので、コア材に対してバンプ付2層板の位置決め固
定が正確で行いやすく、また位置決め時に銅箔が破損す
る虞れもない。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係るプリ
ント配線基板の製造方法について説明する。図1は本実
施形態に係るプリント配線基板の製造方法のフローチャ
ートであり、図2は本実施形態に係るプリント配線基板
の製造途中の垂直断面図である。本実施形態に係るプリ
ント配線基板を製造するには、まず図2(a)に示した
ような銅箔などの金属箔11の一方の表面上の所定位
置、正確には配線パターンに対応する位置に、印刷技術
を用いて銀ペースト等の導電性ペーストを印刷して図2
(b)に示したような導体バンプ12を形成する(ステ
ップ1)。
【0015】このとき、導体バンプ12の形成に使用さ
れる導電ペーストは、使用する金属としては、金、銀、
銅、ハンダ等の導電性粉末、これら金属の合金粉末を使
用する。その形状は球状、鱗片状など使用可能でありそ
れらの混合物でも良い。
【0016】これら金属粉末と、例えばエポキシ樹脂、
ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエステ
ル樹脂、フェノキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド
樹脂等のバインダー成分とを混合して調整する。導電性
ペーストはメタルマスク版などにより、銅箔面や内層板
の回路面に印刷して、バンプ群を容易に形成することが
できる。
【0017】導体バンプ12の形成が完了したら、図2
(c)に示したように、合成樹脂シート13を重ねてプ
レスし、前記導体バンプ12をプリプレグ13に貫挿す
る(ステップ2)。このとき、合成樹脂シートを形成す
る樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂及びこ
れらの変性樹脂が挙げられ、これらは単独又は混合して
使用することができる。また、樹脂には絶縁性無機物や
有機系の充填物を含有することもできる。これらの樹脂
を使用して絶縁層を形成するが、その方法は特に限定さ
れるものではなくガラスクロスに含浸したプリプレグ状
態や樹脂単独でのコーティング方法など公知の方法で形
成することができる。
【0018】次いで導体バンプ12の頭部が突き出たプ
リプレグ13表面に銅箔などの金属箔14を重ねてプレ
スし、図2(d)に示したような2層板15を形成する
(ステップ3)。この2層板15は絶縁基板(硬化後の
合成樹脂シート13の両面に金属箔11,14が配設さ
れており、これらの金属箔11,14は絶縁基板13の
厚さ方向に貫挿された導体バンプ12により電気的に接
続されている。次にこの2層板15両面の金属箔11,
14についてマスキングした後にエッチング処理を施す
などの既知の方法によりパターニングを行い(ステップ
4)、金属箔11,14からそれぞれ配線パターン11
a,14aを形成する。なお、このときのパターニング
は金属箔11と14の両面について一度に行ってもよ
く、また二度に分けて片面ずつ行っても良い。工程的に
は金属箔11,14について一度に行うのが効率上有利
である。
【0019】本実施形態に係るプリント配線基板の製造
方法では、このパターニングの際に2層板15の周縁部
分に位置決め用のマーキング11b,14bを形成す
る。これらのマーキング11b,14bは例えば小円形
のエッチング部として形成する。これらのマーキング1
1b,14bは2層板15の絶縁基板13を挟んで対向
する位置に形成する。マーキング11b,14bの大き
さは後述する位置合わせ用の棒状部材41,42がちょ
うど通る程度の大きさとする。
【0020】また、このパターニングで形成する際に導
体バンプ12の先端側が当接する配線パターン14aは
微細な配線パターン(ファインパターン)を形成するこ
とができる。これは上記導体バンプ12の全長が100
〜200μmであり、底面の直径が100〜200μm
であり、先端側の当接面の直径が50〜100μmであ
ることから、配線パターン14aの最小ライン幅は10
0〜200μmとすることができる。従ってこの配線パ
ターン14aを多層板表面の実装面にすることにより、
集積度の高い多層板や半導体モジュールを形成すること
ができる。
【0021】パターニング工程で丸穴状の位置決めマー
キング11b,14bを形成したら、次の工程で位置決
め用マーキング11b,14bに合わせて絶縁基板13
を穴あけし(ステップ5)、図2(f)のような位置決
め用の貫通孔19を形成する。穴あけの方法はドリルな
どによる機械的方法や、レーザー光線を照射して焼き切
るなどの非接触法などの既知の方法であけることができ
る。なお、この貫通孔19の穿孔は必須ではなく、例え
ばハンダ小手のような加熱という熱融着方法により位置
決めを行う場合には位置決めマーキング11b,14b
としての金属箔剥離部分をエッチングにより形成するだ
けでも良い。
【0022】次に位置決め用の貫通孔19を設けた2層
板16の片面の配線パターン11a上に上記ステップ1
と同様の方法により、導体バンプ17を形成し、図2
(g)に示したようなバンプ付2層板18を形成する。
なお、このとき導体バンプ17を配線パターン11a上
に形成したのは、微細な配線パターン14aを多層板の
実装面として残しておく必用があるからである。一方、
上記ステップ1〜6を行うことにより、バンプ付2層板
28を形成しておく。
【0023】次いで図3(a)に示したようなコア材4
0と合成樹脂シート20,30を用意し、上記バンプ付
2層板18,28と共に重ね合わせを行う(ステップ
7)。このとき、コア材40の表面には配線パターン4
0a,40bが形成されており、これら配線パターン4
0a,40bはスルーホール40cにより層間接続され
ている。配線パターン40aは配線パターン11aと対
応しており、これらの配線パターン40aと11aとを
位置合わせするための位置合わせマーキング40dがコ
ア材40上に形成されており、更にマーキング40dを
貫通する位置決め用の貫通孔40eが穿孔されている。
【0024】従って、コア材40とバンプ付2層板18
とを正しく位置合わせするには図3(a)に示したよう
に貫通孔19と40eに位置決め用のシャフト41及び
42を通すだけでよい。全く同様に、コア材40とバン
プ付2層板28についても、貫通孔40eと貫通穴29
に位置決め用のシャフト41,42を通すだけで配線パ
ターン40bと21aとを正確に位置合わせすることが
できる。従って図3(a)に示したように、下から順に
バンプ付2層板28、合成樹脂シート30、コア材4
0、合成樹脂シート20、及び、バンプ付2層板18を
位置決め用シャフト41,42に通して積層することに
より正確な位置合わせが行なわれる。また、合成樹脂シ
ートは予めバンプ付両面板と積層し、バンプを貫通させ
ておく。
【0025】次いでこの積層した状態で加熱下にプレス
(ステップ8)することにより、導体バンプ12,22
が合成樹脂シート20,30を貫通し、バンプ12,2
2の先端部が対向する配線パターン40a,40bにそ
れぞれ当接してバンプ付2層板18,28とコア材40
表面の配線パターン40a,40bとの間が電気的に接
続される。また、この加熱により合成樹脂シート20,
30が硬化して図3(b)に示したような多層板50が
形成される。硬化が完了してある程度温度が低下した
ら、多層板50の外周縁部分をトリミング(ステップ
9)することにより、図4に示したような、8層の配線
パターンを備えた多層板型のプリント配線基板51が得
られる。位置決め用シャフトにはピンやハトメなどが使
用できる。また、位置決め後接着剤などで固定しても良
い。
【0026】以上説明したように、本実施形態に係るプ
リント配線基板の製造方法では、2層板を先に作ってお
き、それに導体バンプを形成し、プリプレグを介挿して
コア材に突き当てて多層化してゆくので、コア材に対し
て位置合わせを行う際に、十分な強度を備えた2層板の
位置を調節しながら位置合わせすることができ、正確か
つ高収率で多層板を製造することができる。特に位置合
わせ用のマーキングとして位置合わせ用の貫通孔を形成
しておき、コア材にも対応する位置に位置合わせ用の貫
通孔を形成し、二つの貫通孔に位置合わせ用のシャフト
を通すことで位置合わせを行えば、正確に位置合わせが
行えるばかりでなく、簡単な操作で位置合わせを正確に
行うことができ、更に加熱プレス時にもコア材に対して
2層板が位置ずれを起こす事が未然に防止され、収率良
く多層板型プリント配線基板を製造することができる。
【0027】更に、本実施形態に係るプリント配線基板
の製造方法では、コア材の外側に積み上げるための2層
板を先に形成してから、積み上げるので、2層板の向き
を選択することができる。そのため、2層板内に貫挿さ
れた導体バンプの向きについて底面側を積み上げるコア
材の方に向けて積層することにより、導体バンプの先端
側を多層板の外側に向けることができる。先端側は細い
ピッチでラインが形成されるので、多層板の表面に微細
なピッチのファインパターンを形成することができ、集
積度の高い半導体パッケージ用多層板型プリント配線基
板を製造することができる。
【0028】(実施例)次に、本発明のプリント配線板
の実施例について説明する。図2〜図4は多層プリント
配線板の層間接続工程を、工程順に説明するための垂直
断面図である。
【0029】(実施例1)銀ペースト(MS−89、東
芝ケミカル(株)製)を厚さ100ミクロンのメタルス
クリーンを介して銅箔11上に5回印刷塗布して乾燥
し、導体バンプ群12,12,…を形成した。これに厚
さ100ミクロンのガラスエポキシプリプレグ(TLP-55
1HN、東芝ケミカル(株)製商品名)13を重ね合わ
せ、加圧して銅箔11の突起部分12,12,…を突き
抜けさせた。さらに銅箔14と重ね合わせ加熱加圧成形
してバンプ入り銅張積層板15を製造した。さらに予め
設計された配線回路パターンを形成し、片側に前記同様
にしてバンプ17,17,…を形成した。別にスルーホ
ール入り回路形成した4層板(コア材)40を用意し、
厚さ100ミクロンのガラスエポキシプリプレグ20,
30を介して上記のバンプ付回路板18,28を上下に
重ね合わせて全体をハトメ41,42により固定して加
熱加圧成形した。
【0030】以上のようにしてビルドアップ型多層プリ
ント配線板を製造した。
【0031】(実施例2)実施例1で図のように外層の
バンプ付回路板のバンプ断面積の小さい方の面が外側に
くるように重ね合わせた他は同様にしてビルドアップ型
多層プリント配線板を製造した。
【0032】(比較例1)銀ペースト(MS−89、東
芝ケミカル(株)製)を厚さ100ミクロンのメタルス
クリーンを介して5回印刷塗布して乾燥しバンプ群を形
成した。これに厚さ100ミクロンのガラスエポキシプ
リプレグ(TLP-551HN、東芝ケミカル製(株)商品名)
を重ね合わせ加圧して銅の突起部分を突き抜けさせた。
この積層体をスルーホール入り回路形成した4層板の上
下に重ね合わせ加熱加圧をして6層板を得た。6層板の
最外層を所定の回路形成を行い、さらにに前記積層体を
重ね合わせ加熱加圧成形して8層板を得た。さらに最外
層に所定の回路形成を行い、ビルドアップ型多層プリン
ト配線板を製造した。
【0033】以上のようにして作成したビルドアップ型
多層プリント配線板を260℃の高温油中での層間の接続
信頼性を試験した。また、表層ランド最少径、比較例1
を100としたときの製造価格のについて実施例1、2
及び比較例1の試験結果を表1に示したが、本発明の顕
著な効果が認められた。
【0034】
【表1】
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、位置決め時の操作が簡
単かつ確実に行うことができ、高収率で高精度に製造す
ることのできるプリント配線基板やそのようなプリント
配線基板の製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプリント配線基板の製造方法のフロー
チャートである。
【図2】本発明のプリント配線基板の製造途中の垂直断
面図である。
【図3】本発明のプリント配線基板の製造途中の垂直断
面図である。
【図4】本発明のプリント配線基板の製造途中の垂直断
面図である。
【図5】従来のプリント配線基板の製造途中の垂直断面
図である。
【符号の説明】
11…金属箔(第1の金属箔)、12…導体バンプ、1
3…合成樹脂シート、14…金属箔(第2の金属箔)、
11a…配線パターン(第1の配線パターン)、12…
バンプ、14a…配線パターン(第2の配線パター
ン)、11b…位置決め用マーキング、14b…位置決
め用マーキング、18…バンプ付2層板、28…バンプ
付2層板、19…位置決め用貫通孔、29…位置決め用
貫通孔、40…コア材、41…シャフト(棒状部材)、
42…シャフト(棒状部材)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5E346 AA22 AA43 CC02 CC04 CC09 CC10 CC32 DD02 DD12 DD32 EE03 EE06 EE07 FF35 GG19 GG28 HH25 HH32

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の配線パターンを有する絶縁基板の
    配線パターン上に導体バンプ及び位置決め用マーキング
    を形成してバンプ付基板ユニットを形成する工程と、 合成樹脂シートを介挿し、位置決め用マーキングを備え
    たコア材、及び、前記バンプ付基板ユニットを、前記位
    置決め用マーキングを介して位置決めして重ねる工程
    と、 前記コア材、前記合成樹脂シート、及び前記バンプ付基
    板ユニットを加圧して前記導体バンプを前記合成樹脂シ
    ートに貫挿し、前記基板ユニットと前記コア材とを電気
    的に接続する工程と、を具備するプリント配線基板の製
    造方法。
  2. 【請求項2】 第1の金属箔の片面の所定位置に導体バ
    ンプを形成する工程と、 前記第1の金属箔の導体バンプ上に合成樹脂シート、及
    び第2の金属箔を重ねる工程と、 前記第1の金属箔、前記絶縁基板前駆体、及び前記第2
    の金属箔を加圧して前記絶縁基板に前記導体バンプを貫
    挿させ、前記第1の金属箔と前記第2の金属箔とを電気
    的に接続する工程と、 前記第1の金属箔、及び、前記第2の金属箔をパターニ
    ングして第1の配線パターン、及び/又は第2の配線パ
    ターン、及び、位置決め用マーキングを形成する工程
    と、 前記第1の配線パターン又は第2の配線パターン上に導
    体バンプを形成してバンプ付2層板を形成する工程と、 単層又は複数の絶縁基板と互いに層間接続された複数の
    配線パターンとが交互に積層され、位置決め用のマーキ
    ングを備えたコア材の配線パターン上に、合成樹脂シー
    トと、前記バンプ付2層板とを重ね、前記位置決め用マ
    ーキングを介して前記バンプ付2層板と前記コア材とを
    位置決めする工程と、 前記位置決めしたコア材、合成樹脂シート、及び、バン
    プ付2層板を加圧して前記導体バンプを前記絶縁基板に
    貫挿させ、前記バンプ付2層板の配線パターンと前記コ
    ア材の配線パターンとを電気的に接続する工程と、を具
    備するプリント配線基板の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のプリント配線基板の製
    造方法であって、前記バンプ付2層板の位置決め用マー
    キングが、前記前記バンプ付2層板の厚さ方向に形成さ
    れた貫通孔であり、 前記コア材の位置決め用マーキングが、前記コア材の厚
    さ方向に形成された貫通孔であり、 前記位置決め用マーキングを介して前記バンプ付2層板
    と前記コア材とを位置決めする工程が、前記バンプ付2
    層板の貫通孔と前記コア材の貫通孔との間に棒状部材を
    通すことにより前記バンプ付2層板と前記コア材とを位
    置決め固定する工程であることを特徴とするプリント配
    線基板の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項2又は3に記載のプリント配線基
    板の製造方法であって、前記バンプ付2層板を形成する
    工程が、前記絶縁基板内に配設された導体バンプの底面
    側に前記導体バンプを形成する工程であり、 前記バンプ付2層板と前記コア材とを位置決めする工程
    が、前記バンプ付2層板内に配設された導体バンプの先
    端側が外向きになるように位置決めする工程であること
    を特徴とするプリント配線基板の製造方法。
  5. 【請求項5】 プリント配線基板の表面に配設された実
    装用配線パターンと、 実装用配線パターンを支持する最外側絶縁基板と、 前記最外側絶縁基板の厚さ方向に、先端部を外向きにし
    て貫挿され、前記実装用配線パターンと内側の配線パタ
    ーンとを電気的に接続する最外側導体バンプと、を具備
    するプリント配線基板。
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