JP3456784B2 - 回路形成基板の製造方法および回路形成基板の製造装置 - Google Patents
回路形成基板の製造方法および回路形成基板の製造装置Info
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
- H05K3/4611—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards
Landscapes
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Description
法および製造装置に関するものである。
って、電子部品を搭載する基板も従来の片面基板から両
面、多層基板の採用が進み、より多くの回路を基板上に
集積可能な基板の開発が行われている。
を用いて、微小な電子部品を高密度で基板上に実装する
ため基板の反りを極力低減する必要がある。特に部品端
子の半田付けをリフロー法などで行なう場合には熱によ
る基板の反りにも注意する必要がある。
方法も従来の貫通スルーホールから、接続すべき層間に
のみビアホールを設けるIVH(インタースティシャル
ビアホール)の検討が行われている。
ーホールと同様にメッキを用いるものや導電性ペースト
を用いる方法が検討されている。特に導電性ペーストを
用いる方法は接続の信頼性が確保できればIVHの構成
として非常に有望である(特開平4−338695
等)。
いて図面を参照しながら説明する。図5は従来の回路形
成基板の製造方法を示す断面図である。まず(a)に示
すようなガラス繊維織布にエポキシ樹脂を含浸させ乾燥
によってエポキシ樹脂を半硬化状態にしたプリプレグ1
0を用意する。
ね熱板12によって両面より加熱加圧する(b)。これ
を積層工程と呼び、その加熱はエポキシ樹脂を流動させ
成形する温度(約120℃)と硬化させる温度(約17
0℃)の2段階で行うのが一般的である。加圧は十分に
エポキシ樹脂を流動させるために40〜50kgf/cm
2の圧力をかける。エポキシ樹脂が十分に硬化した後、
熱板12を開放し(c)に示すようにスルーホールが必
要な部分に貫通孔13をドリル等を用いて加工する。
る(d)。最後に(e)に示すように銅箔11と銅メッ
キ膜14をエッチングし回路15を両面に形成した回路
形成基板を完成する(回路形成工程)。
製造方法を示す断面図である。まず(a)に示すように
プリプレグ10に貫通孔13をドリル、レーザー等を用
いて加工する。
刷等の方法で充填する(b)。導電性ペースト16はエ
ポキシ樹脂等に銀、銅等の金属粒子を分散させたものを
用いる。
て加熱加圧する(c)。樹脂の硬化が終了すると共に導
電性ペースト16によって表裏の銅箔11は導通してい
る。
路15を形成した回路形成基板を完成する(d)。さら
に工程を繰り返すことにより多層基板を製造することも
出来る(e)。
法を示す。(a)に示すように回路形成基板1に搭載す
る電子部品の大きさに合わせた回路15が銅箔により形
成されている。回路15は電子部品を搭載するためのラ
ンドと配線からなるが図中にはランドのみ示した。
田ペースト17を印刷等の方法で塗布する。次に(c)
に示すようにチップ状部品18を半田ペースト17上に
載せる。次に回路形成基板1を加熱すると半田ペースト
17が溶融して(d)に示すように回路15にチップ状
部品18が半田付けされる。
て(e)のように反りを生じると半田付け不良やチップ
状部品18の脱落などの不良が発生する。
いる回路形成基板の構成としてはエポキシ樹脂などの高
分子材料が用いられることが多く、半田付け時の加熱に
よって全く反りを生じない回路形成基板を製造すること
は難しい。
密度の回路形成基板においてはさほど問題にならなかっ
た程度の半田付け時の反りについても、チップ状部品の
高密度な表面実装を行うような回路形成基板では重要な
課題である。
られる。まず、半田付け時の加熱によるエポキシ樹脂の
硬化反応により、エポキシ樹脂の硬化収縮が生じる。こ
の硬化収縮は金属箔による回路パターンのある部分では
金属箔によって阻害されるために小さく、無い部分では
大きくなり回路形成基板の面内で不均一となる。そのた
めに発生した応力により回路形成基板は反りを生じる。
合度を高めるほど高温下での特性は安定する。そこで積
層工程の条件を変更してエポキシ樹脂の重合度を上げて
やれば、半田付け時の硬化反応および硬化収縮は小さく
なり、反りも減少すると予想される。
℃で行っていたエポキシ樹脂の硬化を200℃以上に変
更した場合でも半田付け時の反りは改善されなかった。
用いて行うためにあまり高温では装置の熱板の平行度を
保ちながら加圧することが難しく、加熱時間を延長して
硬化を進めることも生産効率の点から考えて望ましいも
のではない。
あり、回路形成基板の品質向上に貢献できうるものであ
る。
に、本発明の回路形成基板の製造方法は、絶縁基板と金
属箔を交互に配して加熱加圧し、多層基板とする積層工
程と、前記金属箔をパターンニングして回路を形成する
回路形成工程と、前記各工程を積層工程、回路形成工程
の順序で複数回繰り返して回路形成基板を製造する工程
と、前記製造工程によって得られた回路形成基板を少な
くとも2枚準備し、少なくとも2枚の回路形成基板を重
ねてホルダーによって加圧保持し、ホルダーによって加
圧保持された少なくとも2枚の回路形成基板を再度加熱
加圧する熱処理工程を有し、前記熱処理工程の加熱温度
が前記積層工程の加熱温度より高く、前記熱処理工程の
加圧力が前記積層工程の加圧力より低いことを特徴とす
る少なくとも2枚の回路形成基板の製造方法である。ま
た、本発明の別の回路形成基板の製造方法は、絶縁基板
の片面または両面に金属箔を配して加熱加圧し、片面あ
るいは両面の基板とする積層工程と、前記金属箔をパタ
ーンニングして回路を形成して回路形成基板を製造する
工程と、前記製造工程によって得られた回路形成基板を
少なくとも2枚準備し、前記少なくとも2枚の回路形成
基板を重ねてホルダーによって加圧保持し、前記ホルダ
ーによって加圧保持された少なくとも2枚の回路形成基
板を再度加熱加圧する熱処理工程を有し、前記熱処理工
程の加熱温度が前記積層工程の加熱温度より高く、前記
熱処理工程の加圧力が前記積層工程の加圧力より低いこ
とを特徴とする少なくとも2枚の回路形成基板の製造方
法である。
圧は従来通りの条件で行うことができ、かつ半田付け時
の基板反り量を低減出来るものである。
熱処理工程を前記積層工程より高温で行なうことにより
エポキシ樹脂の硬化反応および硬化収縮を進め、かつ基
板が反らずに保持できる程度の前記積層工程より低い圧
力で加圧を行なうことで達成されるものである。
性を重視した条件で行い、回路形成後の熱処理工程によ
り回路形成基板を反らせずに硬化収縮が行わせるという
製造工程となり、半田付け時の加熱による硬化収縮は減
少し反りの問題は解決する。
行っても回路形成基板全体に接着されている金属箔によ
り阻害されるため硬化収縮は十分に行われず、回路形成
後に熱処理を行う場合でも積層工程のような高い圧力で
行うと硬化収縮が阻害されるために熱処理の効果が現れ
ないことを見いだしたものである。
するものには同一番号を付して詳しい説明を省略し、相
違する点について説明する。
の回路形成基板の製造方法を示す断面図である。回路形
成基板1は従来例と同じ方法により製造したものであ
る。
体を200℃になるように加熱し、1時間保持した後に
冷却し回路形成基板1を取りだした。発明者の実験では
加熱の方法は恒温槽に投入したが、金属板2にヒーター
を内蔵する等の方法でも良い。
に、積層工程のような高い圧力は必要なく、金属板2の
平滑な表面に回路形成基板1が沿うていどのいわゆる接
触圧で良い。発明者の実験では1kgf/cm2以下の圧
力で十分であった。この工程を積層工程、回路形成工程
に対して熱処理工程と呼ぶ。
検討した結果を示す。
シプリプレグを基材として用い、大きさが200mm角で
厚み1mmの基板である。
いて各々5枚の回路形成基板を用いて実験を行った。反
り量の測定は回路形成基板を精密定盤の上に凸面を下に
して静置し、回路形成基板の四隅が定盤より浮き上がっ
ている量をすき間ゲージ等を用いてそれぞれ測定し、5
枚中の最大値を反り量とした。
反り量は0.5mm以下であった。熱処理工程を通さなか
った回路形成基板では半田付け後の反り量は5mm程度あ
ったものが加熱温度200℃の熱処理工程を通した基板
については0.5mmであった。
種類、回路パターン、構成材料等によって異なるが、紙
フェノールプリプレグやアラミドエポキシプリプレグ等
の材料を用いた実験でも効果は確認された。
の配向性が制御しにくいため織布を用いた回路形成基板
より反り量は大きくなる場合があったが熱処理工程の導
入により問題の無いレベルに低減できた。
多層のいずれにおいても熱処理工程の効果は同様であ
る。
シ樹脂硬化物のガラス転移点温度以上で起こるため、エ
ポキシ樹脂硬化物のガラス転移点温度以上で熱処理を行
わなければならない。本実施例の回路形成基板では熱処
理工程前のエポキシ樹脂のガラス転移点温度は(表1)
に示すように195℃であった。そのため195℃以下
の加熱温度では効果は得られなかった。
むにつれて、硬化物の硬度、弾性率、ガラス転移点温度
が上昇し、高温領域での特性は安定する。
は失われる。本実施例においても熱処理の温度を必要以
上に高くしたり処理時間を長くすると、エポキシ樹脂と
銅箔の間の接着強度が低下してしまう。
な熱処理温度を選定する必要がある。本実施例の回路形
成基板について、その表面の銅箔の引き剥し強度を測定
したところ(表1)に示すように200℃以下で処理し
たサンプルについては約1kgf/cmの強度を示した
が、250℃で処理すると約0.2kgf/cmに低下
した。
を用いて行った実験では、加圧力を積層工程と同じよう
に数十kgf/cm2にすると、熱処理の効果が十分に得
られないだけでなく、スルホール部分のメッキあるいは
導電性ペースト等による層間の接続について、熱処理前
後でスルホール1箇所当たり数mΩから数百mΩの接続
抵抗の上昇がみられた。
めにはできるだけ加圧力を低くすることが望ましく、前
述のように1kg/cm2以下となるよう熱処理工程に使
用する装置については配慮が必要である。
樹脂の重合度が通常の基板と比較して高いために吸水率
が低く、層間の接続などを含めた湿度に対する信頼性が
改善される。特に導電性ペーストを層間の接続に使用し
た場合は導電性ペースト中のエポキシ樹脂の吸水率も低
くなるため、その効果は大である。
実施例の回路形成基板の製造装置を示す斜視図および断
面図である。
であったが、実際の工程では何枚かの基板を同時に処理
できねばならない。
挟んで熱処理を行うと基板間の温度差が生じて均一な加
熱が行えない。
の間に10枚程度の回路形成基板1を挟む際に、重ねた
回路形成基板1の中央にスペーサ3を挟む。スペーサ3
は金属板2a、2bと同様の金属板を数mmの間隔で支柱
を挟んで張り合わせたものである。
ペーサ3を挟んだ金属板2a、2bをホルダー5に固定
する。ホルダー5と金属板2aの間にあるスプリング4
によって回路形成基板1には所望の圧力が加わる。
6を恒温槽7内に導入する。温風6は図2中の矢印に示
すようにスペーサ3内にも循環し、ホルダー5内に挟み
込まれた10枚程度の回路形成基板1は均一に加熱され
る。
実験では、5から10枚毎にスペーサ3を挟むことで数
十枚の回路形成基板1を同時に処理することも可能であ
る。温風6は通常は大気であるが、回路形成基板1の変
色および銅箔の酸化が問題になる場合には窒素等の不活
性ガスを温風6に用いることで防止できる。
の回路形成基板の製造装置を示す断面図である。実施例
2においては恒温槽を使用するため実際の生産において
は効率の点で不都合を生じる場合がある。
挟み込んだホルダー5をベルト8によってヒータ9の中
を順次通過させる。ヒータ9の温度とベルト8の速度を
調整することで所望の熱処理条件を設定できる。
し熱処理が行えるので、実施例2に比べて作業効率の点
では優れている。実施例2と同じ理由でヒータ9の内部
に不活性ガスを導入しても良い。また、ヒータ9の加熱
方法は遠赤外線、近赤外線、温風等を問わない。
は回路形成基板の製造において、回路形成基板を少なく
とも2枚準備し、少なくとも2枚の回路形成基板を重ね
てホルダーによって加圧保持し、ホルダーによって加圧
保持された少なくとも2枚の回路形成基板を再度加熱加
圧する熱処理工程を有し、前記熱処理工程の加熱温度が
前記積層工程の加熱温度より高く、前記熱処理工程の加
圧力が前記積層工程の加圧力より低くすることで、回路
形成基板の半田付け時の反りを改善でき得るものであ
る。
め湿度に対する回路形成基板の信頼性も向上する。
発明の効果はエポキシ樹脂の例を用いて説明したが、フ
ェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド等の高分子材
料、あるいはその混合物、変成物を用いた基板材料にお
いて同様の効果を得ることができる。
示す断面図
斜視図
す断面図
施例を示す断面図
Claims (12)
- 【請求項1】 絶縁基板と金属箔を交互に配して加熱加
圧し、多層基板とする積層工程と、前記金属箔をパター
ンニングして回路を形成する回路形成工程と、前記各工
程を積層工程、回路形成工程の順序で複数回繰り返して
回路形成基板を製造する工程と、前記製造工程によって
得られた回路形成基板を少なくとも2枚準備し、前記少
なくとも2枚の回路形成基板を重ねてホルダーによって
加圧保持し、前記ホルダーによって加圧保持された少な
くとも2枚の回路形成基板を再度加熱加圧する熱処理工
程を有し、前記熱処理工程の加熱温度が前記積層工程の
加熱温度より高く、前記熱処理工程の加圧力が前記積層
工程の加圧力より低いことを特徴とする少なくとも2枚
の回路形成基板の製造方法。 - 【請求項2】 積層工程前に絶縁基板に貫通孔を設け、
前記貫通孔を通じて電気的接続手段による層間の接続を
行なう工程を備えたことを特徴とする請求項1記載の回
路形成基板の製造方法。 - 【請求項3】 電気的接続手段に導電性ペーストを用い
たことを特徴とする請求項2記載の回路形成基板の製造
方法。 - 【請求項4】 電気的接続手段に電解メッキもしくは無
電解メッキを用いたことを特徴とする請求項2記載の回
路形成基板の製造方法。 - 【請求項5】 積層工程後に基板に貫通孔を設け、電解
メッキもしくは無電解メッキを施すことにより層間の接
続を行なう工程を備えたことを特徴とする請求項1記載
の回路形成基板の製造方法。 - 【請求項6】 ガラス繊維織布もしくはガラス繊維不織
布に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを絶縁基板に
用いたことを特徴とする請求項1記載の回路形成基板の
製造方法。 - 【請求項7】 アラミド繊維織布もしくはアラミド繊維
不織布に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを絶縁基
板に用いたことを特徴とする請求項1記載の回路形成基
板の製造方法。 - 【請求項8】 熱処理工程の加熱温度が絶縁基板に用い
た樹脂のガラス転移点温度以上であることを特徴とする
請求項1記載の回路形成基板の製造方法。 - 【請求項9】 熱処理工程の加圧力が1kgf/cm2以
下であることを特徴とする請求項1記載の回路形成基板
の製造方法。 - 【請求項10】 絶縁基板の片面または両面に金属箔を
配して加熱加圧し、片面あるいは両面の基板とする積層
工程と、前記金属箔をパターンニングして回路を形成し
て回路形成基板を製造する工程と、前記製造工程によっ
て得られた回路形成基板を少なくとも2枚準備し、前記
少なくとも2枚の回路形成基板を重ねてホルダーによっ
て加圧保持し、前記ホルダーによって加圧保持された少
なくとも2枚の回路形成基板を再度加熱加圧する熱処理
工程を有し、前記熱処理工程の加熱温度が前記積層工程
の加熱温度より高く、前記熱処理工程の加圧力が前記積
層工程の加圧力より低いことを特徴とする少なくとも2
枚の回路形成基板の製造方法。 - 【請求項11】 回路形成基板を2枚以上重ねて加圧保
持するホルダーと、所望の温度に調節された空気あるい
は不活性ガスを循環させた、前記ホルダーを収容可能な
恒温槽と、前記ホルダーに重ねた回路形成基板1枚毎あ
るいは2枚以上毎に回路形成基板間に挟むスペーサから
なり、前記スペーサに空気あるいは不活性ガスの流入空
間を設けたことを特徴とする回路形成基板の製造装置。 - 【請求項12】 二枚の金属板を金属ブロックをギャッ
プ形成材として重ねて貼り合わせ、スペーサとして用い
たことを特徴とする請求項11記載の回路形成基板の製
造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6772895A JP3456784B2 (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 回路形成基板の製造方法および回路形成基板の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP6772895A JP3456784B2 (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 回路形成基板の製造方法および回路形成基板の製造装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003121197A Division JP2003283109A (ja) | 2003-04-25 | 2003-04-25 | 回路形成基板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08264943A JPH08264943A (ja) | 1996-10-11 |
JP3456784B2 true JP3456784B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=13353316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6772895A Expired - Lifetime JP3456784B2 (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 回路形成基板の製造方法および回路形成基板の製造装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3456784B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3914606B2 (ja) * | 1997-04-25 | 2007-05-16 | 松下電器産業株式会社 | 接着層の製造装置、両面基板の製造装置および多層基板の製造装置 |
JP2007134369A (ja) * | 2005-11-08 | 2007-05-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 積層基板の製造方法 |
-
1995
- 1995-03-27 JP JP6772895A patent/JP3456784B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08264943A (ja) | 1996-10-11 |
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