JP2009130051A - Multilayer printed circuit board and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多層プリント基板およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a multilayer printed circuit board and a method for manufacturing the same.
従来、多層プリント基板の製造方法として、例えば特許文献1、特許文献2等に開示された多層基板の製造方法がある。 Conventionally, as a method for manufacturing a multilayer printed board, for example, there are methods for manufacturing a multilayer board disclosed in Patent Document 1, Patent Document 2, and the like.
特許文献1には、層間接続をした複数の両面基板を製造し、この複数の両面基板を層間接続可能な処理をしたフィルム状絶縁体を介して積層することで、基板の両面に電極を有する多層基板を製造する方法が開示されている。 In Patent Document 1, a plurality of double-sided substrates with interlayer connection are manufactured, and the plurality of double-sided substrates are stacked via a film-like insulator that has been processed to allow interlayer connection, thereby having electrodes on both sides of the substrate. A method of manufacturing a multilayer substrate is disclosed.
特許文献2には、樹脂フィルムの片面にのみ導体パターンが形成された片面導体パターンフィルムを積層し、電極が露出するように樹脂フィルムを除去することで、両面に電極を有する多層基板を製造する方法が開示されている。また、特許文献2には、多層基板表面をなす片面導体パターンフィルムを除いて、片面導体パターンフィルムには、導体パターンを底面とする有底ビアホールが形成され、その有底ビアホール内に導電ペーストを充填することにより、この導電ペーストを介して隣接する片面導体パターンフィルム同士の導体パターンを導通させる技術が開示されている。これによると、多層基板の各導体パターン層間をビアホール内の導電ペーストにより導通させることができる。
ところで、上記特許文献1に開示された従来技術では、片面に導体パターンが形成された複数の樹脂フィルムの隣接する2つの樹脂フィルム間に別の樹脂フィルムが介在している構成である。また、上記特許文献2に開示された従来技術でも、両面に導体パターンが形成された複数の樹脂フィルムの隣接する2つの樹脂フィルム間に別の樹脂フィルムが介在している構成である。このため、部品点数が多く、製造コストが高くなる。 By the way, in the prior art disclosed by the said patent document 1, it is the structure by which another resin film interposes between two adjacent resin films of the some resin film in which the conductor pattern was formed in the single side | surface. Further, even the conventional technique disclosed in Patent Document 2 has a configuration in which another resin film is interposed between two adjacent resin films of a plurality of resin films having conductor patterns formed on both surfaces. For this reason, the number of parts is large and the manufacturing cost becomes high.
また、融着プレス時に、隣接する2つの樹脂フィルム間に別の樹脂フィルムが変形しやすく、電気的に全ての層間接続をとるのが難しく、層間接続信頼性が低い。特に樹脂フィルムに熱可塑性樹脂を用いると、融着プレス時にフィルムが変形しやすく、多層基板としての厚さにバラツキが発生する不具合が顕著であった。 Further, at the time of fusion press, another resin film is easily deformed between two adjacent resin films, it is difficult to electrically connect all the interlayers, and the interlayer connection reliability is low. In particular, when a thermoplastic resin is used for the resin film, the film is likely to be deformed at the time of fusion press, and there is a remarkable problem that the thickness of the multilayer substrate varies.
本発明は、このような従来の問題点に鑑みて為されたもので、その目的は、部品点数を少なくして製造コストの低減を図れると共に、層間接続信頼性が高い多層プリント基板およびその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to reduce the number of parts to reduce the manufacturing cost, and to provide a multilayer printed board having high interlayer connection reliability and the manufacturing thereof. It is to provide a method.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明に係る多層プリント基板は、スルーホールと、片面に形成された導体パターンと、前記スルーホールの内壁に前記導体パターンと一体に形成された導電スルーホールとをそれぞれ有する樹脂フィルムが、上下方向を同じにして複数枚重ね合わされており、前記複数の樹脂フィルムのうちの隣接する2つの樹脂フィルム間で対向する前記導体パターンと前記導電スルーホールのランド部との間にそれぞれ設けた導電体が金属間結合していることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a multilayer printed board according to the invention described in claim 1 is formed integrally with the conductor pattern on a through hole, a conductor pattern formed on one side, and an inner wall of the through hole. A plurality of resin films each having a conductive through hole are stacked in the same vertical direction, and the conductive pattern and the conductive through hole facing each other between two adjacent resin films of the plurality of resin films. Each of the conductors provided between the two land portions is bonded to the metal.
この構成によれば、片面に形成された導体パターンと導電スルーホールとを有する樹脂フィルムが上下方向を同じにして複数枚重ね合わされ、これら複数枚の樹脂フィルムのうちの隣接する2つの樹脂フィルム間において、導電体が、対向する導体パターンおよび導電スルーホールと金属間結合している。これにより、隣接する2つの樹脂フィルム間において、対向する導体パターンおよび導電スルーホールが、導電体により電気的に接続されると共に、機械的に結合される。このようにして一体化された多層プリント基板では、隣接する2つの樹脂フィルム間に別の樹脂フィルムを介在させずに、各樹脂フィルムの導体パターン間での層間接続が、導体パターンと一体の導電スルーホールおよび導電体を介してなされる。従って、部品点数を少なくして製造コストの低減を図れると共に、層間接続信頼性が高い。 According to this configuration, a plurality of resin films having a conductor pattern and a conductive through hole formed on one side are overlapped in the same vertical direction, and between two adjacent resin films among the plurality of resin films. , The conductor is metal-to-metal coupled with the opposing conductor pattern and conductive through hole. Thereby, between two adjacent resin films, the opposing conductor pattern and the conductive through hole are electrically connected by the conductor and mechanically coupled. In the multilayer printed circuit board integrated in this way, the interlayer connection between the conductive patterns of each resin film can be integrated with the conductive pattern without interposing another resin film between two adjacent resin films. This is done through a through hole and a conductor. Therefore, the number of parts can be reduced to reduce the manufacturing cost, and the interlayer connection reliability is high.
請求項2に記載の発明に係る多層プリント基板は、前記導体パターンと前記導電スルーホールは、下地金属層と、該下地金属層上に形成された導体層とを有し、前記導体パターンが前記導体層に形成されていることを特徴とする。 The multilayer printed circuit board according to the invention of claim 2, wherein the conductor pattern and the conductive through hole have a base metal layer and a conductor layer formed on the base metal layer, and the conductor pattern It is formed in a conductor layer.
この構成によれば、導体パターンと導電スルーホールとを、下地金属層と導体層を有する2層構造にすることで、導体層の樹脂フィルムとの密着性が良くなるので、層間接続信頼性がさらに向上する。 According to this configuration, since the conductive pattern and the conductive through-hole have a two-layer structure having a base metal layer and a conductive layer, the adhesiveness between the conductive layer and the resin film is improved. Further improve.
請求項3に記載の発明に係る多層プリント基板は、前記下地金属層は、Pが2〜6%で厚さが0.05ミクロンのNi−P合金で形成され、前記導体層は、Cuで形成されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the multilayer printed board, the base metal layer is formed of a Ni-P alloy having P of 2 to 6% and a thickness of 0.05 microns, and the conductor layer is made of Cu. It is formed.
請求項4に記載の発明に係る多層プリント基板は、前記導電体がSnを含む金属であることを特徴とする。
The multilayer printed board according to the invention described in
請求項5に記載の発明に係る多層プリント基板は、前記樹脂フィルムは、ガラス転移点および融点が150℃以上350℃以下である熱可塑性樹脂であることを特徴とする。 The multilayer printed board according to the invention described in claim 5 is characterized in that the resin film is a thermoplastic resin having a glass transition point and a melting point of 150 ° C. or higher and 350 ° C. or lower.
請求項6に記載の発明に係る多層プリント基板は、前記樹脂フィルムは、結晶が光学的異方性を有するフィルムであることを特徴とする。 The multilayer printed board according to the invention described in claim 6 is characterized in that the resin film is a film in which crystals have optical anisotropy.
請求項7に記載の発明に係る多層プリント基板は、前記樹脂フィルムは、ポリアリールケトン樹脂と非晶質ポリエーテルイミドからなることを特徴とする。 The multilayer printed circuit board according to the invention described in claim 7 is characterized in that the resin film is made of a polyaryl ketone resin and an amorphous polyetherimide.
上記課題を解決するために、請求項8に記載の発明に係る多層プリント基板の製造方法は、スルーホールと、片面に形成された導体パターンと、前記スルーホールの内壁に前記導体パターンと一体に形成された導電スルーホールとをそれぞれ有する樹脂フィルムを作製する工程と、前記樹脂フィルムの前記導体パターンと前記導電スルーホールのランド部との少なくとも一方に、Snを含むめっき層を形成する工程と、複数の前記樹脂フィルムを、上下方向を同じにして、かつ、隣接する2つの前記樹脂フィルム間で対向する前記導体パターンと前記導電スルーホールとの間に、前記Snを含むめっき層がそれぞれ介在するように積み重ねると共に、前記樹脂フィルムを複数枚積み重ねた積層体を熱融着プレスにより重ね合わせる工程と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a method for manufacturing a multilayer printed board according to an eighth aspect of the invention includes a through hole, a conductor pattern formed on one side, and the conductor pattern integrally formed on an inner wall of the through hole. Forming a resin film each having a formed conductive through hole; forming a plating layer containing Sn on at least one of the conductor pattern of the resin film and a land portion of the conductive through hole; The plating layers containing Sn are interposed between the conductive pattern and the conductive through-holes, which are arranged in the same vertical direction and face each other between the two adjacent resin films. And stacking a plurality of laminates of the resin films using a heat fusion press. Characterized in that it obtain.
この構成によれば、片面に形成された導体パターンと導電スルーホールとを有する樹脂フィルムが上下方向を同じにして複数枚重ね合わされ、これら複数枚の樹脂フィルムのうちの隣接する2つの樹脂フィルム間において、Snを含むめっき層が熱融着プレスにより溶融して形成された導電体が、対向する導体パターンおよび導電スルーホールのランド部と金属間結合する。これにより、隣接する2つの樹脂フィルム間において、対向する導体パターンおよび導電スルーホールのランド部が、導電体により電気的に接続されると共に、機械的に結合される。このようにして一体化された多層プリント基板では、隣接する2つの樹脂フィルム間に別の樹脂フィルムを介在させずに、各樹脂フィルムの導体パターン間での層間接続が、導体パターンと一体の導電スルーホールおよび導電体を介してなされる。従って、部品点数を少なくして製造コストの低減を図れると共に、層間接続信頼性が高い。 According to this configuration, a plurality of resin films having a conductor pattern and a conductive through hole formed on one side are overlapped in the same vertical direction, and between two adjacent resin films among the plurality of resin films. , A conductor formed by melting a plating layer containing Sn by a heat fusion press is metal-to-metal bonded to the opposing conductor pattern and the land portion of the conductive through hole. Thereby, between two adjacent resin films, the opposing conductor pattern and the land portion of the conductive through hole are electrically connected by the conductor and mechanically coupled. In the multilayer printed circuit board integrated in this way, the interlayer connection between the conductive patterns of each resin film can be integrated with the conductive pattern without interposing another resin film between two adjacent resin films. This is done through a through hole and a conductor. Therefore, the number of parts can be reduced to reduce the manufacturing cost, and the interlayer connection reliability is high.
上記課題を解決するために、請求項9に記載の発明に係る多層プリント基板の製造方法は、スルーホールと、片面に形成された導体パターンと、前記スルーホールの内壁に前記導体パターンと一体に形成された導電スルーホールとをそれぞれ有する樹脂フィルムを作製する工程と、複数の前記樹脂フィルムを、上下方向を同じにして、かつ、隣接する2つの前記樹脂フィルム間で対向する前記導体パターンと前記導電スルーホールのランド部との間に、導電ペースト或いは金属粉をそれぞれ介在させて積み重ねると共に、前記樹脂フィルムを複数枚積み重ねた積層体を熱融着プレスにより重ね合わせる工程と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, a manufacturing method of a multilayer printed circuit board according to an invention described in claim 9 includes a through hole, a conductor pattern formed on one side, and an integral part of the conductor pattern on an inner wall of the through hole. A step of producing resin films each having a formed conductive through hole; and a plurality of the resin films having the same vertical direction, and the conductive pattern facing the two adjacent resin films and the conductive pattern And stacking the conductive paste or metal powder between the land portions of the conductive through-holes, and stacking a laminate of the plurality of the resin films by a heat fusion press. And
この構成によれば、片面に形成された導体パターンと導電スルーホールとを有する樹脂フィルムが上下方向を同じにして複数枚重ね合わされ、これら複数枚の樹脂フィルムのうちの隣接する2つの樹脂フィルム間において、導電ペーストが硬化して形成された導電体が、対向する導体パターンおよび導電スルーホールと金属する。これにより、隣接する2つの樹脂フィルム間において、対向する導体パターンおよび導電スルーホールが、導電体により電気的に接続されると共に、機械的に結合される。このようにして一体化された多層プリント基板では、隣接する2つの樹脂フィルム間に別の樹脂フィルムを介在させずに、各樹脂フィルムの導体パターン間での層間接続が、導体パターンと一体の導電スルーホールおよび導電体を介してなされる。従って、部品点数を少なくして製造コストの低減を図れると共に、層間接続信頼性が高い。 According to this configuration, a plurality of resin films having a conductor pattern and a conductive through hole formed on one side are overlapped in the same vertical direction, and between two adjacent resin films among the plurality of resin films. , The conductor formed by curing the conductive paste metalizes the opposing conductor pattern and conductive through hole. Thereby, between two adjacent resin films, the opposing conductor pattern and the conductive through hole are electrically connected by the conductor and mechanically coupled. In the multilayer printed circuit board integrated in this way, the interlayer connection between the conductive patterns of each resin film can be integrated with the conductive pattern without interposing another resin film between two adjacent resin films. This is done through a through hole and a conductor. Therefore, the number of parts can be reduced to reduce the manufacturing cost, and the interlayer connection reliability is high.
請求項10に記載の発明に係る多層プリント基板の製造方法は、前記樹脂フィルムを作製する工程において、前記樹脂フィルムの片面および前記スルーホールの内壁に無電解めっきによって下地金属層を形成し、該下地金属層上に電気めっきによって導体層を形成した後、該導体層に前記導体パターンを形成することを特徴とする。
In the method for producing a multilayer printed board according to the invention of
この構成によれば、導体パターンの導体と導電スルーホールとを、下地金属層と導体層を有する2層構造にすることで、導体層の密着性が良くなる。これにより、層間接続信頼性がさらに向上する。また、下地金属層は無電解めっきにより形成するので、導体パターンと導電スルーホールの導体厚を薄くすることができる。これにより、微細な導体パターンを形成することができる。これに対して、上記特許文献1,2に開示された従来技術では、銅箔をフィルムに融着プレスしてから導体パターンを形成するため、銅箔の厚さに制限があり、微細加工に向かない。さらに、導体パターンと導電スルーホールは同時に形成するため、接続信頼性が高く、かつ、導体パターンと導電スルーホールの導体厚が均一になる。 According to this configuration, the adhesion of the conductor layer is improved by forming the conductor of the conductor pattern and the conductive through hole into a two-layer structure having the base metal layer and the conductor layer. Thereby, the interlayer connection reliability is further improved. Further, since the base metal layer is formed by electroless plating, the conductor thickness of the conductor pattern and the conductive through hole can be reduced. Thereby, a fine conductor pattern can be formed. On the other hand, in the prior art disclosed in Patent Documents 1 and 2 above, the conductor pattern is formed after the copper foil is fusion-pressed to the film, so the thickness of the copper foil is limited, and the fine processing Not suitable. Furthermore, since the conductor pattern and the conductive through hole are formed at the same time, the connection reliability is high and the conductor thickness of the conductive pattern and the conductive through hole is uniform.
請求項11に記載の発明に係る多層プリント基板の製造方法は、前記導電ペーストが少なくともSn,Cu,Agを含む金属粉からなることを特徴とする。
The method for producing a multilayer printed board according to the invention of
本発明によれば、部品点数を少なくして製造コストの低減を図れると共に、層間接続信頼性が高い多層プリント基板を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the number of components and reduce the manufacturing cost, and it is possible to obtain a multilayer printed board having high interlayer connection reliability.
次に、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態の説明において同様の部位には同一の符号を付して重複した説明を省略する。 Next, embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of each embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
(第1実施形態)
第1実施形態に係る多層プリント基板を図1乃至図4に基づいて説明する。
(First embodiment)
A multilayer printed circuit board according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
図1は第1実施形態に係る多層プリント基板の一部の概略構成を示す断面図、図2は図1の一部を拡大した部分断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a part of the multilayer printed board according to the first embodiment, and FIG. 2 is a partial cross-sectional view enlarging a part of FIG.
図1に示す多層プリント基板10は、一例として3層の多層プリント基板に形成されている。この多層プリント基板10は、スルーホール11と、片面に形成された導体パターン12と、スルーホール11の内壁に導体パターン12と一体に形成された導電スルーホール14とをそれぞれ有する樹脂フィルム15A,15B,15Cが、上下方向を同じにして複数枚重ね合わされている。
A multilayer printed
本実施形態では、一例として、同じ形状をそれぞれ有する3つの樹脂フィルム15A,15B,15Cが重ね合わされている。これら3つの樹脂フィルム15A,15B,15Cは、導電スルーホール14の中心が一致するよう重ね合わされている。
In the present embodiment, as an example, three
また、多層プリント基板10では、樹脂フィルム15A,15B,15Cの各導電スルーホール14は、スルーホール11の内壁から、導体パターン12が形成されている面とは反対側の面上に屈曲して延びたランド14a(図3(D)参照)をそれぞれ有している。
In the multilayer printed
この多層プリント基板10では、樹脂フィルム15A,15B,15Cのうちの隣接する2つの樹脂フィルム間、すなわち、樹脂フィルム15A,15B間および樹脂フィルム15B,15C間に、対向する導体パターン12および導電スルーホール14のランド部14aと金属間結合した導電体23がそれぞれ設けられている。この導電体23は、導電スルーホール14のランド部14aにSnを含むめっき(Snめっき)をおこなってSnめっき層23A(図3(E)参照)を形成し、熱融着プレス時、もしくは、プレス後にSnめっき層23AのSnを溶融させたものである。これにより、隣接する2つの樹脂フィルム15A,15B間および樹脂フィルム15B,15C間でそれぞれ対向する導体パターン12と導電スルーホール14のランド部14aが導電体23を介して電気的に接続されると共に機械的に結合されている。
In this multilayer printed
さらに、多層プリント基板10は、その両側にある樹脂フィルム15A,15Cの一方(樹脂フィルム15C)の導体パターン12全体を覆うレジスト膜41と、その他方(樹脂フィルム15A)の導電スルーホール14のランド14a全体を覆うレジスト膜42とを備えている。レジスト膜41には、導体パターン12の一部(電極となる箇所)を露出させるための貫通孔41aが形成されている。一方、レジスト膜42には、導電スルーホール14のランド14aを露出させるための貫通孔42aが形成されている。
Further, the multilayer printed
また、各樹脂フィルム15A,15B,15Cの導体パターン12と導電スルーホール14は、一つの導体13に形成されている。この導体13は、図2に示すように、下地金属層13aと、下地金属層13a上に形成された導体層13bとを有する。導体パターン12は、各樹脂フィルム15A,15B,15Cの片面にある導体層13bに形成されている。
In addition, the
樹脂フィルム15A,15B,15Cおよびレジスト膜41,42は、例えば同じフィルム基材で構成されている。フィルム基材は、一般的なガラス布基材エポキシ樹脂やBTレジンなどを用いてもよいが、融着プレスで複数枚接合させる観点からは、フィルム基材に熱可塑性樹脂を用いた方が好都合である。熱可塑性フィルムのなかでは、液晶ポリマーフィルム,PEEK(Polyetheretherketone),PES(Polyethersulfone),PPE(Polyphenyeneether),PTFE(Polytetrafluoroethylene)などがあげられる。また、熱可塑性ポリイミドを用いてもよい。
The
以上の構成を有する多層プリント基板10は、樹脂フィルム15A,15B,15Cおよびレジスト膜41,42を図1に示すように積み重ねた状態で、熱融着プレスにより一体化される。この熱融着プレスにより、Snめっき層23AのSnが溶融して導体パターン12および導電スルーホール14のランド14aと金属間結合した導電体23ができる。このようにして一体化された多層プリント基板10では、樹脂フィルム15A,15B,15Cのうちの隣接する2つの樹脂フィルム間に別の樹脂フィルムを介在させずに、各樹脂フィルムの導体パターン12間での層間接続が、導体パターン12と一体の導電スルーホール14および導電体23を介してなされる。
The multilayer printed
次に、上記構成を有する多層プリント基板10の製造方法を、図3および図4に基づいて説明する。図3は樹脂フィルムの作製手順を示す工程図、図4は熱融着プレスの実施前における各構成部材の配置順を示す説明図である。
Next, a method for manufacturing the multilayer printed
(1)まず、スルーホール11と、片面に形成された導体パターン12と、スルーホール11の内壁に導体パターン12と一体に形成された導電スルーホール14とをそれぞれ有する樹脂フィルム15A,15B,15Cを作製する工程を実施する。これらの樹脂フィルム15A,15B,15Cは同じ構成を有するので、ここでは、樹脂フィルム15Aを作製する工程について説明する。
(1) First,
この工程では、まず、図3(A)に示す樹脂フィルム15Aに、スルーホール11を穴あけ加工により形成する(図3(B)参照)。
In this step, first, the through
次に、図3(C)に示すように、樹脂フィルム15Aの両面およびスルーホール11の内壁に、下地金属層13aとこの下地金属層13a上に形成された導体層13bとを有する導体13(図2参照)を形成する。下地金属層13aは無電解めっき処理により形成する。また、導体層13bは電気めっき処理により形成する。
Next, as shown in FIG. 3C, a conductor 13 (having a
次に、導体13のうち、樹脂フィルム15Aの片面にある導体13の導体層13b(図2参照)に、導体パターン12を、フォトエッチングなどにより形成する(図3(D)参照)。また、樹脂フィルム15Aの導体パターン12とは反対側の面にある導体を、導電スルーホール14のランド14aを残してエッチングなどにより除去する。
Next, the
(2)次に、樹脂フィルム15B,15Cの導電スルーホール14およびランド部14aにSnめっき(Sn電気めっき)をおこなってSnめっき層23Aを形成する。(図3(E)参照)。
(2) Next, Sn plating (Sn electroplating) is performed on the conductive through
Sn電気めっきは、メルテックス製ロナスタンEC−Jを添加剤に用いた。 For Sn electroplating, Meltex Ronastan EC-J was used as an additive.
Sn電気めっき液
硫酸第一すず 40g/L
硫酸 100mL/L
添加剤 ロナスタンEC−J
温度 20℃
電流密度 2A/dm2
また、Snのみに限らず、Sn−Cu合金めっき(めっき浴:奥野製薬工業株式会社製トップフリードBRなど)でも構わない。Sn−Ag合金めっきでも構わない。
Sn electroplating solution
First tin sulfate 40g / L
Sulfuric acid 100mL / L
Additives Lonastan EC-J
Temperature 20 ° C
Current density 2A / dm 2
Moreover, not only Sn but Sn-Cu alloy plating (plating bath: Top Freed BR etc. by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) may be used. Sn-Ag alloy plating may be used.
また、Snめっきの方法は電気めっきに限らず、置換めっきでも構わない。その場合、両面の導体パターンをエッチング除去した後、下記のめっき液(3種類のいずれでも可)に浸し、銅表面を置換してSnを2ミクロン形成した。
置換めっき:
塩化第一すず 18.8g/L
シアン化ナトリウム 188 g/L
水酸化ナトリウム 22.5g/L
温度 常温
すず酸ナトリウム 60g/L
シアン化ナトリウム 120g/L
水酸化ナトリウム 7.5g/L
温度 21〜65℃
塩化第一すず 6g/L
チオ尿素 55g/L
酒石酸 39g/L
温度 12〜14℃
Further, the Sn plating method is not limited to electroplating, and displacement plating may be used. In that case, the conductive patterns on both sides were removed by etching, and then immersed in the following plating solution (any of three types) to replace the copper surface to form Sn with a thickness of 2 microns.
Displacement plating:
1st tin chloride 18.8g / L
Sodium cyanide 188 g / L
Sodium hydroxide 22.5g / L
Temperature
Sodium stannate 60g / L
Sodium cyanide 120g / L
Sodium hydroxide 7.5g / L
Temperature 21-65 ° C
1 st tin chloride 6g / L
Thiourea 55g / L
Tartaric acid 39g / L
Temperature 12-14 ° C
(3)次に、樹脂フィルム15A,15B,15Cを図4に示すように上下方向を同じにして積み重ねる共に、樹脂フィルム15Cの上にレジスト膜41を、樹脂フィルム15Aの下にレジスト膜42をそれぞれ積み重ね、積み重ねた積層体を熱融着プレスにより重ね合わせる工程を実施する。
(3) Next, the
上記熱融着プレスにより、各導体パターン12と導電スルーホール25の両端部25aとの間にそれぞれ設けた導電ペースト23Aが硬化し、導体パターン12および導電スルーホール14の端部14aと金属間結合した導電体23となり、図1に示す多層プリント基板10が完成する。これにより、図1に示す多層プリント基板10が完成する。熱融着プレスにより、各導体パターン12と導電スルーホール14のランド部14aとの間にそれぞれ設けたSnめっき層23Aが溶融し、導体パターン12および導電スルーホールのランド部14aと金属間結合した導電体(Snを含む金属)23となる。
By the heat sealing press, the
なお、Sn融点より低い温度で熱融着プレスをおこなった後、再度Sn融点以上に熱をかけてSnを溶融させ、金属間結合した導体を形成してもよい。 In addition, after performing the heat-fusing press at a temperature lower than the Sn melting point, heat may be applied again to the Sn melting point or higher to melt the Sn to form a metal-bonded conductor.
また、前述の工程では、樹脂フィルム15A,15B,15Cの各導電スルーホール14が同軸上になる場合の例を示したが、必ずしも各導電スルーホール14が同軸上にある必要はない。隣接する2つの樹脂フィルム間で、導体パターン12と樹脂フィルム22の導電スルーホール25のランド部25aが任意の場所で導電体23によって金属間結合すれば良い。
Moreover, although the example in which each conductive through-
以上のように構成された第1実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
○片面に形成された導体パターン12と導電スルーホール14とを有する樹脂フィルム15A,15B,15C(複数枚の樹脂フィルム)が上下方向を同じにして重ね合わされた樹脂フィルムのうちの隣接する2つの樹脂フィルム間において、導電体23が、対向する導体パターン12および導電スルーホール14のランド部14aと金属間結合している。この導電体23は、熱融着プレス時、もしくは、プレス後にSnめっき層23AのSnを溶融させたものである。これにより、隣接する2つの樹脂フィルム間において、対向する導体パターン12および導電スルーホール14が、導電体23により電気的に接続されると共に、機械的に結合される。このようにして一体化された多層プリント基板10では、隣接する2つの樹脂フィルム間に別の樹脂フィルムを介在させずに、各樹脂フィルムの導体パターン間での層間接続が、導体パターン12と一体の導電スルーホール14および導電体23を介してなされる。従って、部品点数を少なくして製造コストの低減を図れると共に、層間接続信頼性が高い多層プリント基板を得ることができる。
According to 1st Embodiment comprised as mentioned above, there exist the following effects.
A
○導体パターン12と導電スルーホール14とが形成される一つの導体13を、下地金属層13aと導体層13bを有する2層構造にすることで、導体層13bの樹脂フィルムとの密着性が良くなるので、層間接続信頼性がさらに向上する。
○ Adhesiveness between the
○下地金属層13aは無電解めっきにより形成するので、導体パターン12と導電スルーホール14の導体厚を薄くすることができる。これにより、微細な導体パターン12を形成することができる。
Since the
○導体パターン12と導電スルーホール14は同時に形成するため、接続信頼性が高く、かつ、導体パターン12と導電スルーホール14の導体厚が均一になる。
○ Since the
(第2実施形態)
第2実施形態に係る多層プリント基板10Aを図5乃至図7に基づいて説明する。
(Second Embodiment)
A multilayer printed
次に、本発明の第2実施形態に係る多層プリント基板10Aを図5乃至図7に基づいて説明する。
Next, a multilayer printed
上記第1実施形態の多層プリント基板10では、導体パターン12および導電スルーホール14と金属間結合している導電体23は、Snめっき層23AのSnを溶融させたものである。
In the multilayer printed
これに対して、第2実施形態に係る多層プリント基板10Aでは、導体パターン12および導電スルーホール14と金属間結合している導電体33(図5参照)は、導電ペースト33A(図6(E),図7参照)が硬化されたものである。これにより、隣接する2つの樹脂フィルム間、すなわち、樹脂フィルム15A,15B間および樹脂フィルム15B,15C間で対向する導体パターン12と導電スルーホール14が、導電体33を介して電気的に接続されると共に機械的に結合されている。つまり、この多層プリント基板10Aでは、樹脂フィルム15(15A,15B,15C)における導電スルーホール11の内壁に形成された導電スルーホール14と、導電体33および樹脂フィルム22における導電スルーホール25とを、層間接続に用いている。多層プリント基板10Aのその他の構成は、第1実施形態の多層プリント基板10と同様である。
On the other hand, in the multilayer printed
次に、上記構成を有する多層プリント基板10Aの製造方法を、図6および図7に基づいて説明する。図6は樹脂フィルムの作製手順を示す工程図、図7は熱融着プレスの実施前における各構成部材の配置順を示す説明図である。
Next, a method for manufacturing the multilayer printed
この場合の工程は、上記(1)の工程を実施した後(図6(A)乃至(D)参照)、上記(2),(3)の工程を以下の工程(2A),(3A)で置き換えたものとなる。 In this case, after the step (1) is performed (see FIGS. 6A to 6D), the steps (2) and (3) are changed to the following steps (2A) and (3A). Will be replaced with
(3A)導電ペースト33Aを、導体パターン12と第2の導電スルーホール25の両ランド部25aとの間にそれぞれ介在させる(図7(E)参照)。本例では、各第2の導電スルーホール25の両ランド部25a上に導電ペースト33Aを塗布させる。
(3A) The
(4A)次に、第1の樹脂フィルム15と第2の樹脂フィルム22とを交互に積み重ねる工程を実施する。
(4A) Next, a step of alternately stacking the
この工程では、レジスト膜42、第1の樹脂フィルム15、第2の樹脂フィルム22、およびレジスト膜41を、図8に示す順番に積み重ね、これらの積層体を熱融着プレスにより重ね合わせる。これにより、図1に示す多層プリント基板10Aが完成する。熱融着プレスにより、各導体パターン12と第2の導電スルーホール25の両ランド部25aとの間にそれぞれ設けた導電ペースト33Aが硬化し、導体パターン12および第2の導電スルーホール25の両ランド部25aと金属間結合した導電体33となる。
In this step, the resist
このようにして作製された多層プリント基板10Aによれば、隣接する2つの第1の樹脂フィルム15,15間で対向する導体パターン12と導電スルーホール14が、導電体33を介して電気的に接続されると共に機械的に結合されているので、上記第1実施形態と同様の作用効果を奏する。
(実施例1)
<多層プリント基板10或いは10Aの製造方法>
導電スルーホール14のランド部14a上と内壁にSnめっきをおこなった。Snめっきは1ミクロン厚のSnめっき層23Aを形成した。
According to the multilayer printed
(Example 1)
<Method for Manufacturing Multilayer Printed
Sn plating was performed on the
次に、レジスト膜42、複数の樹脂フィルム、およびレジスト膜41を、図7に示す順番に積み重ね、一括熱融着プレスを行った。
Next, the resist
プレス温度は150〜350℃の範囲、プレス圧力0.5〜10MPaの範囲で行った。下記の表1に示す実施例1では280℃にて1MPaのプレスにより、ランド部14a上にめっきされたSnを溶融させ、導電スルーホールを導体パターンと金属間結合させ、電気的な接続をとった。
The pressing temperature was in the range of 150 to 350 ° C. and the pressing pressure in the range of 0.5 to 10 MPa. In Example 1 shown in Table 1 below, Sn plated on the
実施例3では、フィルム基材として、厚さ50μmのPEEK/PEI(三菱樹脂株式会社製IBUKI(登録商標))を用いた。プレス圧力、プレス温度は表1に示す条件で熱融着をおこなった。 In Example 3, PEEK / PEI (IBUKI (registered trademark) manufactured by Mitsubishi Plastics, Inc.) having a thickness of 50 μm was used as the film substrate. The press pressure and the press temperature were heat-sealed under the conditions shown in Table 1.
実施例4〜6は、表1に示す樹脂フィルム、プレス条件で多層基板を作製した。第2のフィルムの導電スルーホールと第1の樹脂フィルムの導体パターンとの接続には、Agペーストを用いた。導電ペースト33Aを、スクリーン印刷にて塗布し、熱融着プレスにより、導電ペースト33Aを硬化させ、各導電ペースト33Aが硬化した導電体33(図6参照)が、導体パターンおよび第2の導電スルーホールと金属間結合させた。導電ペースト33AはAgペーストとして、藤倉化成のドータイトXA−824を用いた。プレス条件は表1に示す。
In Examples 4 to 6, multilayer substrates were produced using the resin films and press conditions shown in Table 1. Ag paste was used for the connection between the conductive through hole of the second film and the conductor pattern of the first resin film. The
実施例で7〜9は、表1に示す樹脂フィルム、プレス条件で多層基板を作製した。第2のフィルムの導電スルーホールと第1の樹脂フィルムの導体パターンとの接続には、AgSnペーストを用いた。ペーストの詳細は、特許第3473601号公報の段落0075に記載のものを用いた。実施例4〜6と同様にして多層基板を作製した。 In Examples 7 to 9, multilayer substrates were prepared using the resin films and press conditions shown in Table 1. An AgSn paste was used for connection between the conductive through hole of the second film and the conductor pattern of the first resin film. For the details of the paste, the one described in paragraph 0075 of Japanese Patent No. 3473601 was used. A multilayer substrate was produced in the same manner as in Examples 4-6.
炭酸ガスレーザによりスルーホール11を形成した。
The through
スルーホール11は、炭酸ガスレーザだけでなく、小径ではUV-YAGレーザを用いてもよく、エキシマレーザを用いても良い。また、機械ドリルでスルーホール11を加工してもよい。
フィルム粗面化・デスミア:
穴あけ加工した第1の樹脂フィルム15を強アルカリに浸して表面を溶解し粗面化した。
The through-
Film roughening / desmear:
The drilled
10規定の水酸化カリウム溶液に80℃で15〜30分間浸して、表面に凹凸を形成した。同時に、スルーホール11形成時に発生した樹脂スミアを溶解除去し、スルーホール11内壁表面も粗面化した。
Irregularities were formed on the surface by dipping in a 10 N potassium hydroxide solution at 80 ° C. for 15 to 30 minutes. At the same time, the resin smear generated during the formation of the through
無電解めっきにより、樹脂フィルム15表面に下地めっき(下地金属層13a)としてNi−Pをめっきした。
Ni-P was plated on the surface of the
コンディショナー処理、ニッケルリン合金の無電解めっき処理、熱処理、銅の電気めっき処理の各処理を順に施してフィルム金属張積層体を製造した。
無電解めっき:
コンディショナー処理は、奥野製薬工業株式会社製のOPC−350コンディショナーにより、高分子フィルムの表面を洗浄した。ここで、パラジウムを含む触媒付与液として奥野製薬工業株式会社製のOPC−80キャタリスト、活性化剤としてOPC−500アクセラレーターを用いた。
A film metal-clad laminate was manufactured by sequentially performing a conditioner treatment, a nickel-phosphorous alloy electroless plating treatment, a heat treatment, and a copper electroplating treatment.
Electroless plating:
In the conditioner treatment, the surface of the polymer film was washed with an OPC-350 conditioner manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd. Here, an OPC-80 catalyst manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd. was used as a catalyst-providing liquid containing palladium, and an OPC-500 accelerator was used as an activator.
ニッケル合金の無電解めっき処理は、第1の樹脂フィルム15両面にニッケル(P)−リン(P)めっきを行った。リン濃度5%以下のものとして、市販のニッケル−リンめっき液から選定した。奥野製薬工業株式会社の化学ニッケルEXCを用い、Niめっき厚を0.2ミクロン厚形成した。
In the electroless plating treatment of the nickel alloy, nickel (P) -phosphorus (P) plating was performed on both surfaces of the
めっき液はこれに限定するものではなく、株式会社メルデックスのエンプレートNi−426、奥野製薬工業株式会社のトップニコロンLPH−LFなどを用いても良い。 The plating solution is not limited to this, and Enplate Ni-426 of Meldex Co., Ltd., Top Nicolon LPH-LF of Okuno Pharmaceutical Co., Ltd., etc. may be used.
銅めっき前に密着性を向上させるため、熱処理を行っても良い。230〜250℃の温度にて、30秒〜30分の加熱を行った。本実施例では、240℃、3分の加熱を施した。
銅電気めっき:
さらに銅電気めっきを行い、導体13の導体層13bを1〜10ミクロン厚に形成した。銅(Cu)の電気めっき処理は、導体層13bの導体厚が5ミクロンになるように銅を形成した。銅電気めっき液は下記を用いた。尚、添加剤として、荏原ユージライト株式会社製のキューブライトTH−RIIIを使用した。
硫酸銅 120 g/L
硫酸 150 g/L
濃塩酸 0.125mL/L(塩素イオンとして)
導体パターン12の作製:
導体パターン12は、サブトラクティブ法で第1の樹脂フィルム15の両面(導体13の導体層13b)に回路を形成した。感光レジストを塗布し、紫外線にて露光し、現像を行った。次に、エッチング工程を行い、導体パターンを形成した後、レジストを剥離した。なお、さらに微細な回路形成には、電気銅めっき厚(導体厚)を2〜3ミクロン厚にして、めっきレジストを形成してから導体パターン部に電気銅めっきを行うセミアディティブ法を用いても構わない。
In order to improve adhesion before copper plating, heat treatment may be performed. Heating was performed at a temperature of 230 to 250 ° C. for 30 seconds to 30 minutes. In this example, heating was performed at 240 ° C. for 3 minutes.
Copper electroplating:
Further, copper electroplating was performed to form a
Copper sulfate 120 g / L
Sulfuric acid 150 g / L
Concentrated hydrochloric acid 0.125mL / L (as chloride ion)
Production of conductor pattern 12:
The
<多層プリント基板10Aの製造方法>
各第2の導電スルーホール25の両ランド部25a上に導電ペースト33Aを、スクリーン印刷にて塗布した。
<Method for Manufacturing Multilayer Printed
A
次に、レジスト膜42、第1の樹脂フィルム15、第2の樹脂フィルム22、およびレジスト膜41を、図5に示す順番に積み重ね、一括熱融着プレスを行った。
Next, the resist
プレス温度は150〜350℃の範囲、プレス圧力0.5〜10MPaの範囲で行った。このプレスにより、各導電ペースト33Aを硬化させ、各導電ペースト33Aが硬化した導電体33が、導体パターンおよび第2の導電スルーホールと金属間結合している。
The pressing temperature was in the range of 150 to 350 ° C. and the pressing pressure in the range of 0.5 to 10 MPa. By this pressing, the respective
この導電体33と樹脂フィルム15の導体パターン12とを電気的に接続させた。導電ペースト33AはAgペーストとして、藤倉化成のドータイトXA−824を用いた。また、導電ペースト33AはAgSnペーストを用いた。ペーストの詳細は、特許第3473601号公報の段落0075に記載のものを用いた。
This
実施例2では、フィルム基材として、厚さ50μmの液晶ポリマーフィルム(株式会社クラレ製のVecstar(登録商標)CT−50N)を用いた。 In Example 2, a liquid crystal polymer film (Vecstar (registered trademark) CT-50N manufactured by Kuraray Co., Ltd.) having a thickness of 50 μm was used as a film substrate.
実施例3では、フィルム基材として、厚さ50μmのPEEK/PEI(三菱樹脂株式会社製IBUKI(登録商標))を用いた。 In Example 3, PEEK / PEI (IBUKI (registered trademark) manufactured by Mitsubishi Plastics, Inc.) having a thickness of 50 μm was used as the film substrate.
実施例4,5,7および8では、実施例2と同様のフィルム基材を用いた。
実施例6,9では、実施例3と同様のフィルム基材を用いた。
In Examples 4, 5, 7 and 8, the same film substrate as in Example 2 was used.
In Examples 6 and 9, the same film substrate as in Example 3 was used.
なお、実施例2〜9では、多層基板は実施例1と同様にして作製し、プレス圧力、温度は表1による条件でおこなった。 In Examples 2 to 9, the multilayer substrate was produced in the same manner as in Example 1, and the press pressure and temperature were performed under the conditions shown in Table 1.
(比較例)
比較例1〜6として、銅箔とフィルムを張り合わせた片面積層板、および、両面積層板を用い、層間接続には、フィルムに形成したブラインドビアホールに導電ペーストを充填したものを熱融着プレスして多層基板を作製した。条件を下記の表2に示す。
(Comparative example)
As Comparative Examples 1 to 6, a single-area layer plate in which a copper foil and a film are laminated, and a double-sided laminated plate are used, and for interlayer connection, a thermal via press is performed by filling a blind via hole formed in a film with a conductive paste. A multilayer substrate was prepared. The conditions are shown in Table 2 below.
比較例1〜6の多層基板の作成方法を以下に示す。
銅箔とフィルムを熱融着した銅張積層板を用い、エッチングにより導体パターンを形成した。レーザでビアホールを形成した。
導電ペーストをフィルムのビアホールにスクリーン印刷法にて塗布した。
導電ペーストを埋め込んだフィルムを融着したものを複数枚重ね合わせ、一括熱融着プレスをおこなった。プレス温度は230〜350℃の範囲、プレス圧力0.5〜10MPaの範囲でおこなった。このプレスにおいて、フィルム同士を融着することと、フィルムのビアホールに充填した導電ペーストを硬化させ、導電ペーストとフィルムの導体パターンとを電気的に接続させた。導電ペーストはAgペーストとして、藤倉化成のドータイトXA−824を用いた。また、導電ペーストはAgSnペーストを用いた。ペーストの詳細は、特許3473601号公報の段落0075に記載のものを用いた。
The production method of the multilayer substrate of Comparative Examples 1-6 is shown below.
A conductor pattern was formed by etching using a copper clad laminate in which a copper foil and a film were heat-sealed. Via holes were formed with a laser.
The conductive paste was applied to the via hole of the film by a screen printing method.
A plurality of films fused with conductive paste embedded were superposed and batch heat fusion press was performed. The press temperature was in the range of 230 to 350 ° C. and the press pressure in the range of 0.5 to 10 MPa. In this press, the films were fused together, the conductive paste filled in the via holes of the film was cured, and the conductive paste and the conductive pattern of the film were electrically connected. As the conductive paste, Dokuratite XA-824 made by Fujikura Kasei was used as the Ag paste. Moreover, AgSn paste was used as the conductive paste. For the details of the paste, the one described in paragraph 0075 of Japanese Patent No. 3473601 was used.
接続信頼性の比較:
JIS C 5012の付図2.1のLに準じる導体パターンの6層基板を作製した。ただし層間接続部の穴径100ミクロンとし、ランド径は0.5mm、配線幅は0.3mmとし、スルーホールの間隔は7.62mmとした。比較例では、本発明と同じスルーホールの位置に100ミクロン径のビアホールを作製し導電ペーストを充填した。本発明では、JIS C 5012の9.1.3記載条件1に該当する温度サイクル試験を実施し、層間接続信頼性について調査した。初期抵抗に対し20%以上抵抗値が増加した時点で接続不良とみなした。
Connection reliability comparison:
A six-layer substrate having a conductor pattern according to L in Fig. 2.1 of JIS C 5012 was produced. However, the hole diameter of the interlayer connection portion was 100 microns, the land diameter was 0.5 mm, the wiring width was 0.3 mm, and the interval between the through holes was 7.62 mm. In the comparative example, a via hole having a diameter of 100 microns was formed at the same position of the through hole as in the present invention and filled with a conductive paste. In the present invention, a temperature cycle test corresponding to 9.1.3 description condition 1 of JIS C 5012 was performed, and the interlayer connection reliability was investigated. When the resistance value increased by 20% or more with respect to the initial resistance, it was regarded as a connection failure.
上記各実施例によれば、次のような効果が得られた。
融着プレス後のプレス厚さ変形量が小さい。
スルーホールの接続信頼性が高い。
According to each of the above embodiments, the following effects were obtained.
The deformation amount of the press thickness after the fusion press is small.
Through hole connection reliability is high.
なお、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。
・上記各実施形態において、樹脂フィルムの積層数は「3」に限らず、本発明は、樹脂フィルムを複数枚重ね合わせた多層プリント基板に広く適用可能である。
・上記第2実施形態において、導電ペースト33Aに代えて、金属粉を用いてもよい。
In addition, this invention can also be changed and embodied as follows.
In each of the above embodiments, the number of resin films stacked is not limited to “3”, and the present invention can be widely applied to a multilayer printed circuit board in which a plurality of resin films are stacked.
In the second embodiment, metal powder may be used instead of the
10,10A:多層プリント基板
11:スルーホール
12:導体パターン
13:導体
13a:下地金属層
13b:導体層
14:導電スルーホール
15,15A,15B,15C:樹脂フィルム
23,33:導電体
23A:Snを含むめっき層
33A:導電ペースト
10, 10A: Multilayer printed circuit board 11: Through hole 12: Conductor pattern 13:
Claims (11)
前記複数の樹脂フィルムのうちの隣接する2つの樹脂フィルム間で対向する前記導体パターンと前記導電スルーホールのランド部との間にそれぞれ設けた導電体が金属間結合していることを特徴とする多層プリント基板。 A plurality of resin films each having a through hole, a conductive pattern formed on one side, and a conductive through hole formed integrally with the conductive pattern on the inner wall of the through hole are stacked in the same vertical direction. And
Conductors provided between the conductive patterns facing each other between two adjacent resin films of the plurality of resin films and the land portions of the conductive through holes are metal-to-metal bonded. Multilayer printed circuit board.
前記樹脂フィルムの前記導体パターンと前記導電スルーホールのランド部との少なくとも一方に、Snを含むめっき層を形成する工程と、
複数の前記樹脂フィルムを、上下方向を同じにして、かつ、隣接する2つの前記樹脂フィルム間で対向する前記導体パターンと前記導電スルーホールとの間に、前記Snを含むめっき層がそれぞれ介在するように積み重ねると共に、前記樹脂フィルムを複数枚積み重ねた積層体を熱融着プレスにより重ね合わせる工程と、
を備えることを特徴とする多層プリント基板の製造方法。 Producing a resin film each having a through hole, a conductive pattern formed on one side, and a conductive through hole formed integrally with the conductive pattern on the inner wall of the through hole;
Forming a plating layer containing Sn on at least one of the conductor pattern of the resin film and the land portion of the conductive through hole;
The plating layers containing Sn are interposed between the conductive pattern and the conductive through-holes, which are arranged in the same vertical direction and face each other between the two adjacent resin films. And stacking a plurality of the laminates of the resin films by a heat fusion press,
A method for producing a multilayer printed circuit board, comprising:
複数の前記樹脂フィルムを、上下方向を同じにして、かつ、隣接する2つの前記樹脂フィルム間で対向する前記導体パターンと前記導電スルーホールのランド部との間に、導電ペースト或いは金属粉をそれぞれ介在させて積み重ねると共に、前記樹脂フィルムを複数枚積み重ねた積層体を熱融着プレスにより重ね合わせる工程と、
を備えることを特徴とする多層プリント基板の製造方法。 Producing a resin film each having a through hole, a conductive pattern formed on one side, and a conductive through hole formed integrally with the conductive pattern on the inner wall of the through hole;
Conductive paste or metal powder is placed between the conductive pattern and the land portion of the conductive through-hole, the plurality of the resin films having the same vertical direction and facing each other between the two adjacent resin films. A step of stacking a plurality of the resin films stacked with a heat fusion press, and interposing and stacking;
A method for producing a multilayer printed circuit board, comprising:
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