JP2013062440A - Printed board and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば電子部品が表面実装されるプリント基板及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a printed circuit board on which, for example, an electronic component is surface-mounted, and a method for manufacturing the same.
従来より、樹脂基材、導電層及び接着層を有するプリント基板において、リフロー時や吸湿リフロー試験、熱衝撃試験等の環境試験時に接着剤層に含まれる有機接着剤及び樹脂基材の揮発成分や水分が膨張したり、基板外部から水分が浸入したりして基板に剥がれや膨れが生じることがあった。特に、これらプリント基板を積層して多層化した場合により生じることがあった。このような不具合を防止するために、下記特許文献1に開示されたプリント基板では、基板の剥がれや膨れが生じ易い箇所にスルーホール等を形成して、例えば蒸発した揮発成分及び水分を逃す構成となっている。
Conventionally, in a printed circuit board having a resin base material, a conductive layer, and an adhesive layer, the organic adhesive and the volatile component of the resin base material included in the adhesive layer at the time of environmental tests such as reflow, moisture absorption reflow test, thermal shock test, etc. In some cases, moisture expands or moisture enters from the outside of the substrate, causing peeling or swelling of the substrate. In particular, it may occur when these printed boards are laminated to form a multilayer. In order to prevent such inconvenience, the printed circuit board disclosed in the following
しかしながら、上記特許文献1に開示されたプリント基板では、基板の剥がれや膨れが生じ易い箇所の表層にスルーホール等を形成する必要がある。このため、プリント基板を多層化した場合には内在する層の有機接着剤、揮発成分及び水分や、外部から浸入した水分などを逃すには不十分な構造となり、基板の剥がれや膨れを効果的に抑制することが困難となってしまう。
However, in the printed circuit board disclosed in
また、樹脂基材と導電層とは線膨張係数が異なるため、残銅率が高い方が基板の反りなどを防ぐことができるが、残銅率が高いプリント基板を多層化した場合には、同様に内在する層の有機接着剤、揮発成分及び水分、或いは外部から浸入した水分などを逃すには不十分な構造となってしまう。 In addition, since the linear expansion coefficient is different between the resin base material and the conductive layer, it is possible to prevent warping of the substrate with a higher residual copper ratio, but when a printed circuit board with a high residual copper ratio is multilayered, Similarly, the structure is insufficient to escape the organic adhesive, volatile components and moisture of the underlying layer, or moisture that has entered from the outside.
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消し、基板の反りを防止しつつ、リフロー時や環境試験時などにおける基板の剥がれや膨れを防止することができるプリント基板及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention provides a printed circuit board capable of preventing the above-described problems caused by the prior art, preventing the substrate from warping, and preventing the substrate from peeling or swelling during reflow or environmental testing, and a method for manufacturing the same. The purpose is to do.
本発明に係るプリント基板は、第1樹脂基材と、前記第1樹脂基材上に全面的に形成された第1配線層及び第1電極層と、前記第1配線層及び第1電極層を覆い前記第1樹脂基材上に形成された接着層と、前記接着層に密着して形成された第2樹脂基材とを有し、前記第1電極層にスルーホールが形成されていることを特徴とする。 The printed circuit board according to the present invention includes a first resin base, a first wiring layer and a first electrode layer formed on the entire surface of the first resin base, and the first wiring layer and the first electrode layer. An adhesive layer formed on the first resin substrate and a second resin substrate formed in close contact with the adhesive layer, and a through hole is formed in the first electrode layer. It is characterized by that.
本発明に係るプリント基板によれば、第1樹脂基材上に第1配線層及び第1電極層が全面的に形成され、接着層及び第2樹脂基材との間に存在する第1電極層にスルーホールが形成されている。このため、リフロー時や環境試験時などにおいて高温に曝され、接着層等に含まれる揮発成分及び水分や、外部から浸入した水分などが膨張したとしても、第1電極層のスルーホールを通って第1及び第2樹脂基材から基板の外部に効率よく排出される。これにより、基板の剥がれや膨れを最小限に止めることができる。また、第1配線層及び第1電極層が第1樹脂基材上に全面的に形成されていることから、残銅率が高く基板の反りを防止することができる。 According to the printed board according to the present invention, the first wiring layer and the first electrode layer are entirely formed on the first resin base, and the first electrode exists between the adhesive layer and the second resin base. A through hole is formed in the layer. For this reason, even if it is exposed to high temperatures during reflow or environmental tests, etc., even if volatile components and moisture contained in the adhesive layer or the like, or moisture that has entered from the outside expands, it passes through the through hole of the first electrode layer. It is efficiently discharged from the first and second resin base materials to the outside of the substrate. Thereby, peeling and swelling of the substrate can be minimized. Further, since the first wiring layer and the first electrode layer are formed on the entire surface of the first resin base material, the remaining copper ratio is high and the warpage of the substrate can be prevented.
本発明の一つの実施形態においては、前記第1電極層が、グランド電極又はダミー電極からなる。 In one embodiment of the present invention, the first electrode layer comprises a ground electrode or a dummy electrode.
本発明の他の実施形態においては、前記第2樹脂基材の前記接着層との密着面とは反対面に、第2配線層及び第2電極層が形成され、前記第2電極層にスルーホールが形成されている。 In another embodiment of the present invention, a second wiring layer and a second electrode layer are formed on the surface of the second resin base opposite to the contact surface with the adhesive layer, and the second electrode layer has a through hole. A hole is formed.
本発明の更に他の実施形態においては、前記第2電極層のスルーホールが、前記第1電極層のスルーホールと同軸位置に形成されている。 In still another embodiment of the present invention, the through hole of the second electrode layer is formed coaxially with the through hole of the first electrode layer.
本発明に係るプリント基板の製造方法は、第1樹脂基材と、前記第1樹脂基材上に形成された第1配線層及び第1電極層と、前記第1配線層及び第1電極層を覆い前記第1樹脂基材上に形成された接着層と、前記接着層に密着して形成された第2樹脂基材とを有するプリント基板の製造方法であって、前記第1樹脂基材上に全面的に前記第1配線層及び第1電極層を形成し、前記第1電極層に前記第1樹脂基材まで到達するスルーホールを形成し、前記第2樹脂基材を前記第1樹脂基材上に前記接着層を介して積層することを特徴とする。 The printed circuit board manufacturing method according to the present invention includes a first resin base material, a first wiring layer and a first electrode layer formed on the first resin base material, and the first wiring layer and the first electrode layer. A printed circuit board manufacturing method comprising: an adhesive layer formed on the first resin base material; and a second resin base material formed in close contact with the adhesive layer, the first resin base material The first wiring layer and the first electrode layer are formed on the entire surface, a through hole reaching the first resin base material is formed in the first electrode layer, and the second resin base material is connected to the first resin base material. It is characterized by laminating on a resin substrate via the adhesive layer.
本発明に係るプリント基板の製造方法によれば、第1樹脂基材上に全面的に第1配線層及び第1電極層を形成し、第1電極層に第1樹脂基材まで到達するスルーホールを形成した上で、第2樹脂基材を接着層を介して第1樹脂基材上に積層している。このため、リフロー時などに水分を第1電極層のスルーホールを通して第1及び第2樹脂基材から基板の外部に効率よく排出することができ、上述のように基板の反りを防止しつつ基板の剥がれや膨れを最小限に止めることができるプリント基板を製造することができる。 According to the method for manufacturing a printed circuit board according to the present invention, the first wiring layer and the first electrode layer are formed on the entire surface of the first resin base material, and the first electrode layer reaches the first resin base material. After forming the holes, the second resin base material is laminated on the first resin base material via the adhesive layer. For this reason, moisture can be efficiently discharged from the first and second resin base materials to the outside of the substrate through the through-holes of the first electrode layer during reflow, and the substrate is prevented from warping as described above. It is possible to manufacture a printed circuit board that can minimize peeling and swelling.
本発明の一つの実施形態においては、前記第2樹脂基材を前記第1樹脂基材に積層するに先立って、前記第2樹脂基材の前記接着層との密着面とは反対面に、第2配線層及び第2電極層を形成し、前記第2電極層に前記第2樹脂基材まで到達するスルーホールを形成する。 In one embodiment of the present invention, prior to laminating the second resin base material on the first resin base material, on the surface opposite to the contact surface of the second resin base material with the adhesive layer, A second wiring layer and a second electrode layer are formed, and a through hole reaching the second resin base material is formed in the second electrode layer.
また、本発明の他の実施形態においては、前記第2電極層のスルーホールが、前記第1電極層のスルーホールと同軸位置に形成されている。 In another embodiment of the present invention, the through hole of the second electrode layer is formed coaxially with the through hole of the first electrode layer.
本発明によれば、基板の反りを防止しつつ、リフロー時や環境試験時などにおける基板の剥がれや膨れを防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the substrate from peeling or swelling during reflow or environmental testing while preventing the substrate from warping.
以下、添付の図面を参照して、この発明の実施の形態に係るプリント基板及びその製造方法を詳細に説明する。 Hereinafter, a printed circuit board and a manufacturing method thereof according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係るプリント基板の構造を示す平面図である。図2は、プリント基板の構造を示す断面図である。なお、図2はプリント基板の一部を断面で示している。図1及び図2に示すように、本実施形態に係るプリント基板100は、例えば第1基板10上に接着層9を介して第2基板20を積層した多層構造を備えてなる。第1基板10は、第1樹脂基材11の一方の面11a上に全面的に形成された第1配線層12及び第1電極層13を備えている。
FIG. 1 is a plan view showing the structure of a printed circuit board according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the printed circuit board. FIG. 2 shows a part of the printed board in cross section. As shown in FIGS. 1 and 2, the printed
第1電極層13は、例えばグランド(GND)電極又はダミー電極からなり、第1配線層12とは電気的に絶縁されている。第1電極層13には、第1樹脂基材11の一方の面11aまで到達するスルーホール14が形成されている。このスルーホール14は、例えば第1基板10の側端面から0.5mm〜2.0mmの範囲内の第1電極層13に形成されている。なお、本例では第1樹脂基材11の他方の面11bは、プリント基板100の底面を構成している。
The
一方、第2基板20は、第1基板10と同様に、第2樹脂基材21の一方の面21a上に全面的に形成された第2配線層22及び第2電極層23を備えている。そして、第2樹脂基材21の他方の面21bと第1樹脂基材11の一方の面11aとの間には、第1基板10と第2基板20とを接着する接着層9が形成されている。
On the other hand, like the
また、第2基板20の第2樹脂基材21及び接着層9には、第2配線層22及び第2電極層23に到達するビアホール8が形成されている。そして、このビアホール8内に形成されたインナービア7によって、第1及び第2配線層12,22同士、第1及び第2電極層13,23同士が、それぞれ電気的に層間接続されている。
In addition, a
なお、第2電極層23は、第1電極層13のスルーホール14と同様の構成で形成されたスルーホール24を備えている。第2電極層23のスルーホール24は、例えば第1電極層13のスルーホール14と同軸位置に形成されている。各スルーホール14,24は、例えば直径φが10μm〜30μmの大きさで形成されている。
The
第1及び第2樹脂基材11,21は、例えばポリイミド樹脂等の絶縁樹脂からなり、各配線層12,22及び電極層13,23は、銅箔等の導電材料をパターン形成してなる。第1及び第2基板10,20は、例えば片面銅張積層板(片面CCL)、両面銅張積層板(両面CCL)などを用いてもよい。接着層9は、エポキシ系やアクリル系接着剤など、揮発成分が含まれた有機系接着剤などからなる。
The first and second
本実施形態に係るプリント基板100は、このように構成されることにより、次のような作用効果を奏する。すなわち、リフロー時などに高温に曝され、接着層9等に含まれる揮発成分や水分が発生したり、基板の外部から浸入した水分などが膨張したとしても、これらは第1電極層13のスルーホール14を通って第1樹脂基材11から外部に効率よく排出される。
The printed
同様に、水分は、第2樹脂基材21を通って第2電極層23のスルーホール24から同様に基板の外部に効率よく排出される。また、スルーホール14内に接着層9を構成する接着剤が入り込んでいるため、アンカー効果が作用し、各基板10,20の密着力を高めることができる。これにより、基板の剥がれや膨れを最小限に止めることができる。更に、各配線層12,22及び各電極層13,23が各樹脂基材11,21上に全面的に形成されていることから、各基板10,20の残銅率が高く基板全体の反りを防止することができる。
Similarly, moisture is efficiently discharged from the through
本出願人は、このように構成されたプリント基板100について、次のような吸湿リフロー試験を実施した。すなわち、試験環境(温度30℃、相対湿度60%の雰囲気、リフロー時ピーク温度260℃)中にプリント基板100を192時間放置した。その結果、基板の反りや膨れ等は確認できなかった。一方、スルーホール14が形成されてないプリント基板を同様の試験環境中に放置した場合は、膨れが発生し、剥離が生じていることが確認された。
The present applicant conducted the following moisture absorption reflow test on the printed
本実施形態に係るプリント基板100は、例えば次のように製造される。図3は、プリント基板の製造工程を示すフローチャートである。図4及び図5は、プリント基板を製造工程順に示す断面図である。まず、図4(a)に示すように、一方の面11a(21a)上の全面に導体層6が形成された樹脂基材11(21)を準備する(ステップS100)。
The printed
次に、導体層6の面11a(21a)とは反対側の面上に、レジストを貼り付け、露光・現像を行った後にエッチングなどを施すことにより、図4(b)に示すように、所定のマスクパターン5を形成する(ステップS102)。そして、エッチングなどを行って、図4(c)に示すように、配線層12(22)及び電極層13(23)を形成する(ステップS104)。
Next, by applying a resist on the surface opposite to the
その後、マスクパターン5を薬液処理などにより除去し、図4(d)に示すように、エキシマレーザなどを用いて電極層13(23)にスルーホール14(24)を形成する(ステップS106)。ここまでの処理を繰り返すことにより、配線層12(22)などが形成された第1及び第2樹脂基材11,21を有する第1及び第2基板10,20得ることができる。
Thereafter, the
次に、第2樹脂基材21について、図4(e)に示すように、他方の面21b上にマスク付き接着剤シート(マスク部分は省略)を貼って接着層9を形成する(ステップS108)。そして、図4(f)に示すように、レーザ加工等により接着層9及び第2樹脂基材21にビアホール8を形成する(ステップS110)。
Next, as shown in FIG. 4E, the
その後、図5(g)に示すように、ビアホール8内に導電ペーストなどを充填してインナービア7を形成する(ステップS112)。なお、導電ペーストの材料としては、各種半田、ACF、銀ペースト、これらのペーストの混合材料や、微量の異種金属を混合したペースト材料などを用いることができる。また、導電ペーストの充填方法としては、例えば印刷工法、スピン塗布工法、スプレー塗布工法、ディスペランス工法、ラミネート工法、及びこれらを併用した工法などを用いることができる。
After that, as shown in FIG. 5G, the inner via 7 is formed by filling the via
最後に、図5(h)に示すように、第2基板20を第1基板10上に位置合わせして重ね合わせると共に、例えば別途作成しておいた第3基板30や第4基板40などを順次重ね合わせて加熱加圧し、積層処理を行うことで(ステップS114)、プリント基板100を製造する。なお、図5(h)に示すプリント基板100は4層構造となっているが、積層する基板数を変更すればより多層構造のプリント基板100を製造することができる。
Finally, as shown in FIG. 5 (h), the
以上述べたように、上記の実施形態に係るプリント基板によれば、基板の反りを防止しつつ、リフロー時や環境試験時などにおける基板の剥がれや膨れを防止することができる。なお、以上はポリイミド等の樹脂基材を用いたプリント基板に本発明を適用した例について説明したが、エポキシ樹脂、紙フェノール等の樹脂基材を用いた場合でも、本発明は適用可能である。また、各電極層13,23のスルーホール14,24は、同軸位置に形成されているとしたが、例えばインナービア7の近傍箇所などの基板が膨れ易い任意の箇所に形成されてもよい。
As described above, according to the printed circuit board according to the above-described embodiment, it is possible to prevent the substrate from being peeled or swollen during reflow or an environmental test while preventing the substrate from warping. In addition, although the above demonstrated the example which applied this invention to the printed circuit board using resin base materials, such as a polyimide, even when using resin base materials, such as an epoxy resin and paper phenol, this invention is applicable. . Moreover, although the through
7 インナービア
8 ビアホール
9 接着層
10 第1基板
11 第1樹脂基材
11a,11b 面
12 第1配線層
13 第1電極層
14 スルーホール
20 第2基板
21 第2樹脂基材
21a,21b 面
22 第2配線層
23 第2電極層
24 スルーホール
100 プリント基板
7 inner via 8 via
Claims (7)
前記第1電極層にスルーホールが形成されている
ことを特徴とするプリント基板。 A first resin base material; a first wiring layer and a first electrode layer formed entirely on the first resin base material; and the first resin base material covering the first wiring layer and the first electrode layer. An adhesive layer formed thereon, and a second resin substrate formed in close contact with the adhesive layer,
A through hole is formed in the first electrode layer.
前記第1樹脂基材上に全面的に前記第1配線層及び第1電極層を形成し、
前記第1電極層に前記第1樹脂基材まで到達するスルーホールを形成し、
前記第2樹脂基材を前記第1樹脂基材上に前記接着層を介して積層する
ことを特徴とするプリント基板の製造方法。 A first resin base material, a first wiring layer and a first electrode layer formed on the first resin base material, and formed on the first resin base material so as to cover the first wiring layer and the first electrode layer A method for producing a printed circuit board comprising: an adhesive layer formed; and a second resin substrate formed in close contact with the adhesive layer,
Forming the first wiring layer and the first electrode layer entirely on the first resin substrate;
Forming a through hole reaching the first resin base material in the first electrode layer;
The method for producing a printed circuit board, wherein the second resin base material is laminated on the first resin base material via the adhesive layer.
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