JP2559954B2 - 階段状多層相互接続装置 - Google Patents

階段状多層相互接続装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、相互接続基板に関し、
特に、プリントワイヤボードに関する。
【0002】
【従来の技術】現在、集積回路に実装される回路の密度
は増加する傾向にあり、このため、電子部品に接続され
る入/出力接続の数が増加している。このように入/出
力接続の数が増加すると、プリントワイヤボードにより
電子素子の間に提供されるワイヤパスの数を増加するこ
とが必要になる。従来、ワイヤパスの数を増加させる方
法としては、層の数を増加させる方法、あるいは各層の
上の金属リンクの線の幅を狭める方法がある。この場
合、金属リンクの線の幅は、実際的には、信号伝送能
力、電流伝送能力、製造限界等による制限から、ある最
低値以下に狭めることはできない。一方、ワイヤパスの
数を増加させるためにはプリントワイヤボードの層の数
を増加させなければならない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、プリントワイ
ヤボードの層の数を増加させることは、ボードの製造コ
ストを増加させる。それ故に、必要な数のワイヤパスを
形成するのに必要以上に層を形成することは好ましくな
い。多くの応用例においては、プリントワイヤボードの
ある領域において必要なワイヤパスの数は他の領域にお
けるよりも少ない。しかし、現在のところ、異なる領域
で、異なる数の層を有するプリントワイヤボードを形成
する方法はない。それ故に、従来、プリントワイヤボー
ドのあらゆる領域で要求される最大数のワイヤパスを形
成するために、充分な数の層を有するプリントワイヤボ
ードが製造されている。従って、構造面で無駄な部分が
多く、製造コストが高くなるという問題を生じている。
また、プリントワイヤボードの中間層の金属リンクが破
損したり、間違えて配置したような場合には、それを修
理するために、全体のボードを再配置しなければなら
ず、作業性が悪いという問題もある。
【0004】本発明の目的は、ボードの各領域に必要最
小限の数の層を配置して、各領域に必要数のワイヤパス
を形成可能な多層相互接続装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明による階段状多層
相互接続装置は、第1多層相互接続基板を備え、この第
1多層相互接続基板は、複数の第1金属要素配置領域と
第1金属リンクとを有する上部外側層と、複数の第1金
属要素配置領域と第1金属リンクとを選択的に有する下
部外側層と、第1金属リンクと第1貫通導体を有する中
間層とを有する。この場合、少なくとも一つの第1金属
リンクによって一対の第1金属要素配置領域の間に電気
的接続を形成する。そして、第1多層相互接続基板の上
に、この第1多層相互接続基板より小面積の少なくとも
一つの第2多層相互接続基板を配置する。この第2多層
相互接続基板は、第2金属要素配置領域と第2金属リン
クとを有する上部外側層と、金属接続領域を有する下部
外側層と、第2金属リンクと第2貫通導体とを有する中
間層とを有する。この場合、少なくとも一つの第2リン
クによって第2金属要素配置領域と金属接続領域との間
に電気的接続を形成する。また、第1多層相互接続基板
と第2多層相互接続基板との間に異方性導電材料層を挿
入し、第2多層相互接続基板の下部外側層の金属接続領
域を第1多層相互接続基板の上部外側層の第1金属要素
配置領域に接続する。さらに、第2多層相互接続基板と
第1多層相互接続基板とを、これらを貫通して伸びる複
数の固定手段により固定する。
【0006】
【実施例】図1は本発明による階段状多層相互接続装置
10の一実施例を示す斜視図である。この階段状多層相
互接続装置10は、ガラスエポキシ材料やFR−4など
のプリントワイヤボード材料(プリントワイヤボードに
適した材料)製のプリント回路基板の複数の層121
122、123……12nからなる従来のプリントワイヤ
ボードに相当する第1多層相互接続基板12を有してい
る。この第1多層相互接続基板12はポリイミド材料、
またはセラミック材料からなる。ここで、層121と1
nは、第1多層相互接続基板12の外側層と称し、層
122、123、124……12n-1は中間層と称する。層
121、122、123……12nの全数は、第1多層相互
接続基板12の全ての領域で必要とされる最小数のワイ
ヤパスを提供するように選択される。
【0007】第1多層相互接続基板12の外側層121
と12nの一方または両方(図では、上部外側層121
み)の上に金属パターン14が形成され、この金属パタ
ーン14は金属要素配置領域16と金属リンク18とを
有する。この実施例では、金属要素配置領域16は金属
パッドとして形成されており、表面実装素子(図示せ
ず)の導電部材にハンダ接続するのに適している。ある
いは、この金属要素配置領域16は貫通素子(図示せ
ず)のリードを収納する金属化貫通孔として形成される
ことも可能である。図2から分かるように、中間層12
2、123、124……12n-1は、その上に少なくとも一
つあるいは複数の金属リンク18を有している。上部外
側層121の上の各金属要素配置領域16は、この上部
外側層121の上の金属リンク18に直接接続される
か、あるいは、貫通導体20を介して他の層の上の金属
リンク18に接続されている。各中間層の上の金属リン
ク18は貫通導体20により他の層の金属リンク18に
接続されている。このようにして、主基板(たとえば、
外部基板)表面の上の金属要素配置領域16は、選択的
に層121、122、123……12nの上の金属リンク1
8を介して、他の領域に接続され、第1多層相互接続基
板12の主表面上に載置されている一対の要素(図示せ
ず)間にワイヤパスを形成する。
【0008】前述したように、従来のプリントワイヤボ
ード(図示せず)は、このワイヤボードの全ての領域で
必要とされる最大数のワイヤパスを形成するために、充
分な数の層を有するように形成される。これに対して、
本実施例の第1多層相互接続基板12は、基本的な構成
は従来のプリントワイヤボードと同様であるが、基板の
大部分の領域に必要とされる最小数のワイヤパスを形成
するのに充分な必要最小限の数の層を有する点で従来の
プリントワイヤボードとは異なる。
【0009】本実施例においては、第1多層相互接続基
板12の層の数は、必要な領域毎に個別の第2多層相互
接続基板22(その内一つのみが図示されている)を付
加することにより、必要な領域でのみ増加している。各
第2多層相互接続基板22は第1多層相互接続基板12
と同一材料で形成されたより小面積の多層相互接続基板
である。従って、この実施例では、第1多層相互接続基
板12はプリントワイヤボードであり、各第2多層相互
接続基板22は、第1多層相互接続基板12と同様のガ
ラスエポキシ材料やFR−4などのプリントワイヤボー
ド材料製の複数の層221、222、223……22nから
形成されたより小面積のプリントワイヤボードである。
図1においてわかるように、第2多層相互接続基板22
の上部外側層層221の露出表面には金属要素配置領域
24と金属リンク26のパターンが形成されており、こ
れらは第1多層相互接続基板12の上部外側層121
上の金属要素配置領域16と金属リンク18のパターン
に類似している。また、図2からわかるように、第2多
層相互接続基板22の下部外側層22nの底部表面には
金属接続領域27のパターンが形成されている。
【0010】図2において、第2多層相互接続基板22
の各中間層222、223……22n-1は、一つまたは好
ましくは複数の金属リンク26をその上に有している。
各中間層222、223……22n-1の上の各金属リンク
26は、貫通導体29を介して、他の層の上の金属リン
ク、あるいは、金属要素配置領域24または金属接続領
域27の一つにそれぞれ接続される。このようにして、
金属要素配置領域24は金属リンク26により金属接続
領域27に接続される。
【0011】第2多層相互接続基板22の下部外側層2
nと第1多層相互接続基板12の上部外側層121との
間には、異方性導電材料層30が挟まれ、金属要素配置
領域27を対応する金属要素配置領域16に接続してい
る。この異方性導電材料層30は、シリコンラバー、レ
ジン、または非導電性接着剤で形成されたマトリックス
31内に、複数の導電性粒子32(たとえば、金属フレ
ーク、ワイヤ、粒子)が混入されて構成されている。こ
の導電性粒子32は柱形状とされており、マトリックス
31の一対の主表面の間に伸び、層22nと121の上の
金属要素配置領域27と金属要素配置領域16との電気
的接触を形成する。マトリックス31は、それ自身は非
導電性なので、導電性粒子32の柱の間で電気的接続を
形成することはない。この異方性導電材料層30がシリ
コンラバーのマトリックスから形成された場合には、若
干圧縮されたときに最も優れた電気的特性を示す。この
ため、複数の機械的接続具(この実施例ではピン33及
び33’)が、第2多層相互接続基板22と第1多層相
互接続基板12とを貫通して伸びるように配置され、異
方性導電材料層30を圧縮するように締め付けられてい
る。この実施例では、ピン33はプラスチック製の先割
ピンであり、このピン33の最下端の中央部で分割され
てなる一対の突起34の各部は、第1多層相互接続基板
12の下部外側層12nと係合するよう形成され、ピン
33の頭は第2多層相互接続基板22の上部外側層22
1に係合している。ピン33’はプラスチック製のピン
で、第2多層相互接続基板22と第1多層相互接続基板
12を順に串刺しにした後、その先端が加熱されて係合
部が形成され、第1多層相互接続基板12の下部外側層
12nに係合される。ピンの形状は、上記のもの以外に
も、種々なものが考えられる。
【0012】上述したように、本実施例の階段状多層相
互接続装置10は第1多層相互接続基板12を有し、こ
の第1多層相互接続基板12に第2多層相互接続基板2
2が異方性導電材料層30により接続され、ピン33及
び33’により結合される。この構成の利点は、第1多
層相互接続基板12を、従来必要とされていた層の数よ
りも少ない数の層から形成できることである。そして、
必要数のワイヤパスは、さらに追加層が必要とされる領
域において、第2多層相互接続基板22を追加し、それ
を第1多層相互接続基板12に異方性導電材料層30に
よって接続することにより、比較的安価に得られる。本
実施例の階段状多層相互接続装置10の他の利点は、第
2多層相互接続基板22内で金属リンク26が破損した
り、間違えて配置したような場合、それを修理するの
に、ピン33と33’を切断し、その部分を置き換えれ
ば、簡単に修理できるという点である。
【0013】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明の階段状多層
相互接続装置によれば、ボードの各領域に必要最小限の
数の層を配置して、各領域に必要数のワイヤパスを形成
でき、また、金属リンクの破損、誤配置に対しても、そ
の一部を交換するだけでよいという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による階段状多層相互接続装置の一実施
例を示す斜視図である。
【図2】図1の2−2面に沿った断面図である。
【符号の説明】
10 階段状多層相互接続装置 12 第1多層相互接続基板 121、122、123……12n 層 14 金属パターン 16 金属要素配置領域 18 金属リンク 20 貫通導体 22 第2多層相互接続基板 221、222、223……22n 層 24 金属要素配置領域 26 リンク 27 金属接続領域 29 貫通導体 30 異方性導電材料層 31 マトリックス 32 導電性粒子 33、33’ ピン

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上部外側層と下部外側層とその間の少な
    くとも一つの中間層とを有する第1多層相互接続基板を
    備え、 前記外側層のうち少なくとも上部外側層は、複数の第1
    金属要素配置領域と第1金属リンクとを有し、 前記中間層は、第1金属リンクとこの第1金属リンクを
    接続する第1貫通導体を有し、 前記外側層及び中間層の少なくとも一つの層の第1金属
    リンクの少なくとも一つは、前記外側層の一対の金属要
    素配置領域の間に電気的接続を形成するように構成さ
    れ、 前記第1多層相互接続基板の上に、この第1多層相互接
    続基板より小面積の少なくとも一つの第2多層相互接続
    基板が配置され、 この第2多層相互接続基板は、上部外側層と下部外側層
    とその間の少なくとも一つの中間層とを有し、 前記第2多層相互接続基板の上部外側層は、第2金属要
    素配置領域と第2金属リンクとを有し、 前記第2多層相互接続基板の下部外側層は金属接続領域
    を有し、 前記第2多層相互接続基板の中間層は、第2金属リンク
    とこの第2金属リンクを接続する第2貫通導体とを有
    し、 前記第2多層相互接続基板の少なくとも一つの層の第2
    金属リンクの少なくとも一つは、前記第2金属要素配置
    領域と金属接続領域との間に電気的接続を形成するよう
    に構成され、 前記第1多層相互接続基板と第2多層相互接続基板との
    間に、前記第2多層相互接続基板の下部外側層の金属接
    続領域と前記第1多層相互接続基板の上部外側層の第1
    金属要素配置領域との間に少なくとも一つの電気的接続
    を形成する異方性導電材料層が挿入され、 前記第2多層相互接続基板と第1多層相互接続基板とを
    貫通して伸び、これらを固定する複数の固定手段が配置
    された、 ことを特徴とする階段状多層相互接続装置。
  2. 【請求項2】 前記第1多層相互接続基板は、前記外側
    層と共に必要数の中間層を組み合わせて、基板を貫通す
    る所定の最小数のワイヤパスを形成するように構成され
    たことを特徴とする請求項1の装置。
  3. 【請求項3】 前記第2多層相互接続基板は、前記第1
    多層相互接続基板に接続された場合に、第1多層相互接
    続基板と第2多層相互接続基板の層の合計数が、所定の
    最大数のワイヤパスを形成するのに充分な数となるよう
    な数の層を有することを特徴とする請求項1の装置。
  4. 【請求項4】 前記第1多層相互接続基板の外部層と中
    間層は、ガラスエポキシ材料とFR−4の中から選択さ
    れた材料で構成されたことを特徴とする請求項1の装
    置。
  5. 【請求項5】 前記第2多層相互接続基板の外部層と中
    間層は、ガラスエポキシ材料とFR−4の中から選択さ
    れた材料で構成されたことを特徴とする請求項1の装
    置。
  6. 【請求項6】 前記固定手段は、先端が二股に分かれた
    ピンであることを特徴とする請求項1の装置。
  7. 【請求項7】 前記固定手段は、熱硬化性プラスチック
    ピンであることを特徴とする請求項1の装置。
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