JP3921595B2

JP3921595B2 - 多層印刷回路基板のインターコネクト方法

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Publication number: JP3921595B2
Application number: JP2003301671A
Authority: JP
Inventors: 聖揆李; 貞鎬黄; ▲しゅん▼ 旭韓; 相旻李; 泰植魚; 有皙梁
Original assignee: エルジーエレクトロニクスインコーポレーテッド
Priority date: 2003-02-06
Filing date: 2003-08-26
Publication date: 2007-05-30
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Description

本発明は多層印刷回路基板に係るもので、詳しくは、多層に積層される回路パターン間を電気的に連結するために、多層の印刷回路基板をインターコネクトする方法に関するものである。

図3は従来の印刷回路基板のインターコネクト方法の一例を示した断面図で、特許文献１に開示されている。

このように、特許文献１に開示された従来の印刷回路基板のインターコネクト方法の一例においては、銅箔パターン3に導電性ペーストをスクリーン印刷法により塗布する過程を繰り返すことで、円錐型導体バンプ(conductor bump)2'を所定高さまで成長させ、フィルム状の合成樹脂系保持体4を各円錐型導体バンプ2'の表面に位置させた後ローラ等により圧着することで、円錐型導体バンプ2'が合成樹脂系保持体4を貫通して突出する突条形態に形成される。

その後、突出された導体バンプ2'の先方端に銅箔を位置させて圧着した後、銅箔に回路パターンを形成することで、インターコネクタ1が構成される。

また、図4Ａ〜図４Ｇは従来の印刷回路基板のインターコネクト方法の他の例を示した工程順序図で、特許文献２に開示されている。

このように、特許文献２に開示された従来の印刷回路基板のインターコネクト方法の他の例においては、先ず、図4Ａに示したように、第1銅層11及び第2銅層12をニッケル材のエッチングレジスト層13を介して積層することでベース材10を形成する。

ここで、第1銅層11は、積層される回路パターン間を電気的に接続するために後述する連結突条16を形成するためのもので、相対的に厚さを厚く形成する。また、第2銅層12は、回路パターンを形成するためのもので、相対的に厚さを薄く形成する。

次いで、図4Ｂに示したように、ベース材10の第1及び第2銅層11、12の表面には夫々レジスト膜14を形成するが、該レジスト膜14中、第1銅層11の表面に形成されるレジスト膜14は、連結突条16を形成するため中間にレジスト膜14が部分的に夫々除去されたウィンドウ15を形成し、第2銅層12の表面に形成されるレジスト膜14は、第2銅層12の表面を全て覆うように形成される。

このようにエッチング工程を行うことで、図4Ｃに示したように、各ウィンドウ15の部分にエッチング液が侵入して銅層が除去され、レジスト膜14の残った部分に連結突条16が夫々形成される。
このとき、連結突条16は、エッチングが表面から順次進行されるため、先方端に行くほど直径の小さい円錐形に形成され、かつ、第2銅層12は、上下両面のエッチングレジスト層13及びレジスト膜14により保護されるため、エッチング液の浸透が防止される。

このようにエッチング工程が終了されると、図4Ｄに示したように、レジスト膜14を除去し、エッチング溶液により、エッチングレジスト層13を除去し、その後、図4Ｅに示したように、連結突条16にプリプレグ(prepreg)フィルム17を位置させてローラにより圧着すると、プリプレグフィルム17が各連結突条16を貫通してそれら連結突条16間に形成されることで、連結突条16の先方端がプリプレグフィルム17の表面から夫々突出される。次いで、図4Ｆに示したように、露出された各連結突条16の先方端を研磨して除去し、回路パターンを形成するための第3銅層18を熱圧着すると、第2銅層12と第3銅層18が、連結突条16により電気的に接続された状態になる。その後、第2及び第3銅層12、18に通常の方法により回路パターン19を形成すると、印刷回路基板が構成される(図4Ｇ参照)。
韓国特許第203540号(対応米国特許第5,600,103号) 特開平13-111189号公報(対応米国特許第6,528,874号)

然るに、このような従来の印刷回路基板のインターコネクト方法においては、前記特許文献１に記載の場合、導体バンプ2'を所定高さに形成するために、導電性ペーストを塗布する過程を数回繰り返さなければならないので、工程が煩雑であるという不都合な点があった。

また、導体バンプ2'の高さを高くするためには、導体バンプ2'の底面部の直径を所定長さ以上に形成しなければならず、隣接する導体バンプ間の距離が遠くなるので、回路パターンを微細に形成することが難しく、かつ印刷回路基板の小型化が難しいという不都合な点があった。

更に、導電性ペーストを繰り返して塗布するとき、導電性ペーストを塗布する度毎に整列過程を経由しなければならないため生産性が低下し、繰り返して塗布される導電性ペースト間の結合力が低下するという不都合な点があった。

また、前記特許文献２に記載の場合は、各連結突条16を形成するために第1銅層11の厚さを厚くしなければならないので材料の損失が多く、それら連結突条16を形成するためのエッチング工程時、エッチングファクタ(factor)により各連結突条16の先方端の直径が底面部より小さくなるため、それら連結突条16の先方端の直径を所定値に形成するためにはそれら連結突条16の底面部の直径を大きくしなければならず、それら連結突条16間の間隔を適切に確保することが難しく、微細な回路パターンを形成することが難しいという不都合な点があった。

また、回路パターンを形成する第2銅層12の厚さは20μm（ミクロン）以下に形成され、連結突条16を形成する第1銅層11の厚さは100μm程度に形成されるため、それら連結突条16が形成された後、第2銅層12が撓むおそれがあるので、取扱が難しいという不都合な点があった。

更に、前記特許文献１,２に記載の従来の印刷回路基板のインターコネクト方法においては、連結突条を形成するためにスクリーン印刷法またはエッチング等の方法を使用するので、材料の損失が多く、形成された連結突条の強度が低下し、生産性が顕著に低下するという不都合な点があった。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、印刷回路基板の製造工程においてベース材の強度を増大させることで、回路パターンが形成される金属層の撓み変形を防止し、取扱いが容易で生産性を向上し得る多層印刷回路基板のインターコネクト方法を提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、多層印刷回路基板の複数の回路パターンを連結するための連結突条をメッキを施して形成することで、材料の損失を減らして各連結突条の強度を増大して、原価を低下し得る多層印刷回路基板のインターコネクト方法を提供することにある。

また、本発明の更に他の目的は、一回の工程により二つの基板を同時に製造することで、生産性を増大し得る多層印刷回路基板のインターコネクト方法を提供することにある。

このような目的を達成するため、本発明に係る多層印刷回路基板のインターコネクト方法においては、ベースシートの上下両面に、該ベースシートの長さよりも短い離型フィルムが夫々形成され、次に、前記ベースシートと前記離型フィルムが露出する上下表面に、第１金属薄膜を積層して、前記ベースシートと前記第１金属薄膜とが直接接着され、さらに、前記第１金属薄膜のそれぞれの表面にエッチングレジスト層を形成してなるベース材を準備する段階と、該ベース材に形成されたエッチングレジスト層を選択的に除去して前記第1金属薄膜が露出される複数の溝を形成する段階と、前記溝により露出された第1金属薄膜の表面に金属層を充填して連結突条を夫々形成する段階と、前記エッチングレジスト層を除去して前記第1金属薄膜に絶縁層を形成する段階と、該絶縁層の表面に、前記各連結突条の先方端と連結されるように第２金属薄膜を形成する段階と、前記ベースシートと前記第１金属薄膜との間に前記離型フィルムを介在させたことにより、前記ベースシートを基準にして上下両面に形成された二つの基板を夫々分離する段階と、前記分離された二つの基板に形成された第１及び第２金属薄膜に回路パターンを夫々形成する段階とを順次行うことを特徴とする。

また、第1金属薄膜は銅により形成され、エッチングレジスト層はドライフィルムにより形成されることを特徴とする。
また、メッキ溝は、露光/現像工程によりエッチングレジスト層を部分的に除去して形成されることを特徴とする。

また、絶縁層はプリプレグにより形成され、該プリプレグが液体状の場合はスクリーン印刷法により塗布され、シート状のプリプレグフィルムの場合はローラ圧着法によりプリプレグフィルムを圧着して形成されることを特徴とする。
また、第2金属薄膜は、銅をプレスにより圧着して絶縁層の表面に形成することを特徴とする。
また、連結突条は、絶縁層を形成した後、該絶縁層の表面から突出される先方端を研磨して平坦にすることを特徴とする。

また、印刷回路基板を形成した後、ベースシートから前記第1金属薄膜を分離できるように、前記ベースシートと前記第1金属薄膜との間に離型フィルムが介在され、該離型フィルムの長さは、ベースシートの長さに比べて短く形成されて、ベースシート及び第1金属薄膜の両方端が相互接着されることを特徴とする。

また、ベースシートを基準に上下両面に形成された二つの基板を分離する方法は、ベース材の端部と離型フィルムの一部の両方を一緒に切断して、ベースシートと第1金属層が接着される部位を除去するように分離されることを特徴とする。

以上説明したように、本発明に係る多層印刷回路基板のインターコネクト方法においては、ベース材の中間にプリプレグにより形成されるベースシートを形成することで、製造時のベース材が十分な強度を有するようになるため、ベース材の取扱を容易にし、かつ生産性を増大し得るという効果がある。

また、積層される回路パターン間を電気的に連結する連結突条をメッキ工程により形成するため、スクリーン印刷法やエッチング等による方法に比べて、材料の損傷を減少させ、かつ連結突条の強度を増大し得るという効果がある。

また、ベースシートを中心に、それらベースシートの上下両方側に夫々印刷回路基板を製造することで、一回の製造工程で二つの印刷回路基板が製造されるため、生産性を増大し得るという効果がある。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。

図1Ａ〜図1Ｉは、本発明に係る多層印刷回路基板のインターコネクト方法の第1実施形態を示した工程順序図で、図示されたように、本発明に係る多層印刷回路基板のインターコネクト方法の第1実施形態においては、先ず、ベース材50を準備するが、該ベース材50は、所定厚さ及び強度を有するベースシート52の上下両面に離型フィルム(releasing film)54が夫々形成され、それら離型フィルム54が接着されたベースシート52の上下両面に第1金属薄膜56が積層される(図1Ａ参照)。

このとき、離型フィルム54の長さは、ベースシート52の長さより短く形成されて、第1金属薄膜56の両方端とベースシート52の両方端とが直接接着され、離型フィルム54が積層された部分の第1金属薄膜56とベースシート52とは相互接着されない。

また、ベースシート52は、プリプレグ(prepreg)により形成されて十分な強度を有するため、後述する回路パターンを形成する部分を十分に保持することができるので、ベース材50の取扱を容易にすることができる。

また、第1金属薄膜56は、銅材により形成されることが望ましく、電気伝導性の良い金属ならば如何なる材質でも使用可能である。さらに、離型フィルム54は、ベースシート52と第1金属薄膜56との接着を防止し得る如何なる材質でも使用可能であり、このようなベース材の製造方法は、本出願人に譲渡された米国特許6,210,518号明細書に開示されている。

次いで、第1金属薄膜56の表面に、エッチングレジスト層であるドライフィルム58を積層させる。このとき、ドライフィルム58の厚さは、後述する連結突条68の高さよりは相対的に高く形成される。

このように構成されたベース材50は、ベースシート52を中心に、上部と下部とが相互に対称となる構造を有するため、後述の工程においては、ベースシート52の上部及び下部が同時に行われる。

このようにベース材50が形成されると、露光/現像工程によりドライフィルム58を部分的に除去して複数のメッキ溝60を夫々形成する(図1Ｂ参照)。ここで、各メッキ溝60は、後述する複数の連結突条を形成するためのもので、第1金属薄膜56の表面が露出されるようにドライフィルム58が形成される。

その後、複数のメッキ溝60を通して露出された第1金属薄膜56の表面にメッキを施して、所定高さを有するメッキ層62を形成する(図1Ｃ参照)。ここで、該メッキ層62は、ドライフィルム58が形成されたメッキ溝60の内部に充填されて、第1金属薄膜56の表面に付着される。

次いで、メッキ層62の形成後、ドライフィルム58を除去すると、第1金属薄膜56の表面にメッキ層62のみ残り、該メッキ層62は連結突条68を形成するようになる(図1Ｄ参照)。次いで、連結突条68にソフトエッチングを施して、連結突条68の先方端の直径が第1金属薄膜56に付着された底面部の直径より小さくなるようにする(図1Ｅ参照)。従って、連結突条68は、第1金属薄膜56に付着された底面部から先方端に行くほどその直径が小さくなる、上方端が切開された円錐形を有する。

次いで、連結突条68が付着された第1金属薄膜56の表面に絶縁層70を形成する(図1Ｆ参照)。該絶縁層70はプリプレグにより形成され、該プリプレグが液体状の場合はスクリーン印刷法により塗布し、シート状のプリプレグフィルムの場合は、ローラ圧着法によりプリプレグフィルムを圧着して連結突条68がプリプレグフィルムを貫通するようにする。

このように絶縁層70を形成した後、連結突条68の先方端を研磨して連結突条68の表面を平坦にする(図1Ｇ参照)。このとき、該連結突条68の先方端は、絶縁層70の表面から所定高さだけ突出される。

その後、連結突条68の先方端と接触されるように、絶縁層70の表面に第2金属薄膜76を積層する(図1Ｈ参照)。このように、絶縁層70の表面に第2金属薄膜76を形成した後プレス等により圧着すると、第1金属薄膜56と第2金属薄膜76とが連結突条68により相互電気的に連結される。ここで、第2金属薄膜76は、銅材により形成されることが望ましく、電気伝導性の優秀な如何なる材質でも使用可能である。

このように、第2金属薄膜76の積層が終了されると、第1及び第2金属薄膜56、76が積層された状態のベース材50の両方端を破線で示された切断線71に沿って切断する(図1Ｈ)。このとき、ベース材50の両方端を切断する切断線71には、離型フィルム54の一部が含まれるように形成することで、ベースシート52と第1金属層56との接着部位が除去され、離型フィルム54により、ベースシート52を中心に上下両方側に第1及び第2基板80、82が夫々分離形成される(図1Ｉ)。次いで、それら分離された二つの第1及び第2基板80、82の第1及び第2金属薄膜56、76に通常の方法により回路パターン86、88を形成することで、二つの印刷回路基板を得ることができる(図1Ｊ)。

図2Ａ〜図２Ｆは、本発明に係る多層印刷回路基板のインターコネクト方法の第2実施形態を示した工程順序図で、図示されたように、本発明に係る多層印刷回路基板のインターコネクト方法の第2実施形態においては、先ず、ベース材102を準備するが、該ベース材102は、プリプレグにより形成されるベースシート104の上下両面に離型フィルム106が夫々形成され、該離型フィルム106が接着されたベースシート104の上下両面に第1金属薄膜108が積層される。その後、それら第1金属薄膜108の表面に感光性絶縁材110を積層し、該感光性絶縁材110の表面にエッチングレジスト層であるドライフィルム112を積層する(図2Ａ参照)。

ここで、離型フィルム106の長さは、ベースシート104の長さより短く形成することで、第1金属薄膜108の両方端とベースシート104の両方端とが直接接着され、離型フィルム106が積層された部分の第1金属薄膜108とベースシート104とは相互接着されない。

また、プリプレグにより形成されるベースシート104は、後述の工程で硬質化されて十分な強度を有するようになるため、後述する回路パターンを形成する部分を十分に保持することができるので、ベース材102の取扱いを容易にすることができる。

さらに、第1金属薄膜108は、銅材により形成されることが望ましく、電気伝導性の良い金属ならば如何なる材質でも使用可能である。かつ、離型フィルム106は、ベースシート104と第1金属薄膜108との接着を防止し得る如何なる材質でも使用可能である。感光性絶縁材110は、液状またはフィルム状のポリイミドにより形成されることで、以降印刷回路基板の絶縁層の役割をする。

このように構成されたベース材102は、ベースシート104を中心に、上部と下部とが相互対称する構造を有するため、後述の工程においては、ベースシート104の上部及び下部が同時に行われる。

このようにベース材102が形成されると、該ベース材102に通常の露光/現像工程によりドライフィルム112及び感光性絶縁材110を部分的に除去して複数のメッキ溝116を夫々形成する(図2Ｂ参照)。ここで、それらメッキ溝116は、後述する連結突条を形成するためのもので、第1金属薄膜108の表面が露出されるようにドライフィルム112及び感光性絶縁材110を貫通して形成される。

次いで、複数のメッキ溝116を通して露出された第1金属薄膜108の表面にメッキを施してメッキ層120を形成する(図2Ｃ参照)。ここで、該メッキ層120は、メッキ溝116の内部に充填されて第1金属薄膜108の表面に付着され、感光性絶縁材110の高さより高く形成されるが、ドライフィルム112の表面から突出されないように形成される。

このようにメッキ層120を形成した後ドライフィルム112を除去すると、第1金属薄膜108の表面にメッキ層120及び感光性絶縁材110のみが残り、該メッキ層120は連結突条124を形成するようになる(図2Ｄ参照)。

その後、図2Ｅに示したように、感光性絶縁材110の表面に第2金属薄膜126を積層する。感光性絶縁材110の表面に第2金属薄膜126を形成した後プレス等により圧着すると、第1金属薄膜108と第2金属薄膜126とが連結突条124により相互に電気接続される。
ここで、第2金属薄膜126は銅材により形成されることが望ましく、電気伝導性の優秀な如何なる材質でも使用可能である。

次いで、第2金属薄膜126の積層が終了されると、第1及び第2金属薄膜108、126が積層された状態のベース材102の両方端を破線で示された切断線111に沿って切断する(図2Ｅ)。このとき、ベース材102の両方端を切断する切断線111には、離型フィルム106の一部が含まれるように形成することで、ベースシート104と第1金属薄膜108との接着部位が除去され、離型フィルム106により、ベースシート104を中心に上下両方側に第1及び第2基板130、132が夫々分離形成される(図2Ｆ)。次いで、それら分離された二つの第1及び第2基板130、132の第1及び第2金属薄膜108、126に通常の方法により回路パターン136、138を形成することで、二つの印刷回路基板を得ることができる(図2Ｇ)。

Ａは、本発明に係る印刷回路基板のインターコネクト方法の第1実施形態を示した工程順序図である。Ｂは、本発明に係る印刷回路基板のインターコネクト方法の第1実施形態を示した工程順序図である。Ｃは、本発明に係る印刷回路基板のインターコネクト方法の第1実施形態を示した工程順序図である。Ｄは、本発明に係る印刷回路基板のインターコネクト方法の第1実施形態を示した工程順序図である。Ｅは、本発明に係る印刷回路基板のインターコネクト方法の第1実施形態を示した工程順序図である。Ｆは、本発明に係る印刷回路基板のインターコネクト方法の第1実施形態を示した工程順序図である。Ｇは、本発明に係る印刷回路基板のインターコネクト方法の第1実施形態を示した工程順序図である。Ｈは、本発明に係る印刷回路基板のインターコネクト方法の第1実施形態を示した工程順序図である。Ｉは、本発明に係る印刷回路基板のインターコネクト方法の第1実施形態を示した工程順序図である。Ｊは、本発明に係る印刷回路基板のインターコネクト方法の第1実施形態を示した工程順序図である。Ａは、本発明に係る印刷回路基板のインターコネクト方法の第2実施形態を示した工程順序図である。Ｂは、本発明に係る印刷回路基板のインターコネクト方法の第2実施形態を示した工程順序図である。Ｃは、本発明に係る印刷回路基板のインターコネクト方法の第2実施形態を示した工程順序図である。Ｄは、本発明に係る印刷回路基板のインターコネクト方法の第2実施形態を示した工程順序図である。Ｅは、本発明に係る印刷回路基板のインターコネクト方法の第2実施形態を示した工程順序図である。Ｆは、本発明に係る印刷回路基板のインターコネクト方法の第2実施形態を示した工程順序図である。Ｇは、本発明に係る印刷回路基板のインターコネクト方法の第2実施形態を示した工程順序図である。従来の印刷回路基板のインターコネクト方法の一例を示した断面図である。Ａは、従来の印刷回路基板のインターコネクト方法の他の例を示した工程順序図である。Ｂは、従来の印刷回路基板のインターコネクト方法の他の例を示した工程順序図である。Ｃは、従来の印刷回路基板のインターコネクト方法の他の例を示した工程順序図である。Ｄは、従来の印刷回路基板のインターコネクト方法の他の例を示した工程順序図である。Ｅは、従来の印刷回路基板のインターコネクト方法の他の例を示した工程順序図である。Ｆは、従来の印刷回路基板のインターコネクト方法の他の例を示した工程順序図である。Ｇは、従来の印刷回路基板のインターコネクト方法の他の例を示した工程順序図である。

符号の説明

50、102：ベース材
52、104：ベースシート
54、106：離型フィルム
56、108：第1金属薄膜
58、112：ドライフィルム
60、116：メッキ溝
62、120：メッキ層
68、124：連結突条
70：絶縁層
71、111：切断線
76、126：第2金属薄膜
80、130：第1基板
82、132：第2基板
86、88、136、138：回路パターン
110：感光性絶縁材

Claims

ベースシートの上下両面に、該ベースシートの長さよりも短い離型フィルムが夫々形成され、次に、前記ベースシートと前記離型フィルムが露出する上下表面に、第１金属薄膜を積層して、前記ベースシートと前記第１金属薄膜とが直接接着され、さらに、前記第１金属薄膜のそれぞれの表面にエッチングレジスト層を形成してなるベース材を準備する段階と、
該ベース材に形成されたエッチングレジスト層を選択的に除去して前記第1金属薄膜が露出される複数の溝を形成する段階と、
前記溝により露出された第1金属薄膜の表面に金属層を充填して連結突条を夫々形成する段階と、
前記エッチングレジスト層を除去して前記第1金属薄膜に絶縁層を形成する段階と、
該絶縁層の表面に、前記各連結突条の先方端と連結されるように第２金属薄膜を形成する段階と、
前記ベースシートと前記第１金属薄膜との間に前記離型フィルムを介在させたことにより、前記ベースシートを基準にして上下両面に形成された二つの基板を夫々分離する段階と、
前記分離された二つの基板に形成された第１及び第２金属薄膜に回路パターンを夫々形成する段階と、
を順次行うことを特徴とする多層印刷回路基板のインターコネクト方法。
前記エッチングレジスト層は、ドライフィルムにより形成されることを特徴とする請求項１記載の多層印刷回路基板のインターコネクト方法。
前記ベース材は、プリプレグにより形成される前記ベースシートを基準に両側が相互に対称となるように形成されることを特徴とする請求項１記載の多層印刷回路基板のインターコネクト方法。
前記エッチングレジスト層に形成される各溝は、露光/現像工程によりエッチングレジスト層を部分的に除去することによって形成されることを特徴とする請求項１記載の多層印刷回路基板のインターコネクト方法。
前記各連結突条は、前記各溝により露出された第1金属薄膜の表面に、メッキを施すことでメッキ層を形成することにより作られることを特徴とする請求項１記載の多層印刷回路基板のインターコネクト方法。
前記各連結突条は、ソフトエッチングを施して、先方端の直径が前記第1金属薄膜に付着された底面部の直径に比べて小さくなるように形成されることを特徴とする請求項１記載の多層印刷回路基板のインターコネクト方法。
前記各連結突条は、前記絶縁層を形成した後、該絶縁層の表面から突出される先方端を研磨して平坦にすることを特徴とする請求項１記載の多層印刷回路基板のインターコネクト方法。
前記絶縁層は、プリプレグにより形成されることを特徴とする請求項１記載の多層印刷回路基板のインターコネクト方法。
前記プリプレグが液体状の場合はスクリーン印刷法により塗布され、シート状のプリプレグフィルムの場合はローラ圧着法によりプリプレグフィルムを圧着して形成されることを特徴とする請求項８記載の多層印刷回路基板のインターコネクト方法。
前記ベースシートを基準に上下両面に形成された二つの基板を分離する方法は、前記ベース材の端部と前記離型フィルムの一部の両方を一緒に切断して、前記ベースシートと前記第1金属層が接着される部位を除去するように分離されることを特徴とする請求項１記載の多層印刷回路基板のインターコネクト方法。