JP5034289B2 - Multilayer printed wiring board and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、多層プリント配線板及びその製造方法に関し、特に、半導体装置その他の電子部品を実装するためのキャビティ(窪み、凹部)を有する多層プリント配線板及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a multilayer printed wiring board and a method for manufacturing the same, and more particularly to a multilayer printed wiring board having a cavity (depression, recess) for mounting a semiconductor device and other electronic components and a method for manufacturing the same.
各種電子機器の小型化、薄型化、軽量化、高機能化、複合化などの多様な要求に応えるため、複数種類の機器で共通に使われるような機能をまとめた電子部品実装済みの多層プリント配線板をモジュール基板として提供することが行われている。また、電子部品を実装する前の段階の多層プリント配線板をモジュール基板として提供することも行われている。 Multi-layer prints with electronic components mounted that combine functions commonly used in multiple types of devices in order to meet various requirements such as miniaturization, thinning, weight reduction, high functionality, and compounding of various electronic devices Providing a wiring board as a module substrate has been performed. In addition, a multilayer printed wiring board at a stage before mounting electronic components is provided as a module substrate.
このようなモジュール基板としての多層プリント配線板には、さらなる小型化、薄型化、高密度化が求められているほか、そのモジュール基板の使われ方によっては、柔軟性が求められる。例えば、狭い筐体内に折り曲げて配設できる程度の可撓性や、折り畳み式携帯電話の連結部のように何度も繰り返し屈曲できる屈曲性などが求められることがある。 Such a multilayer printed wiring board as a module substrate is required to be further reduced in size, thickness and density, and depending on how the module substrate is used, flexibility is required. For example, there is a demand for flexibility that can be bent and arranged in a narrow housing, and flexibility that can be bent repeatedly many times like a connecting portion of a folding mobile phone.
このような多層プリント配線板の一例として、フレキシブル配線板の片面に、例えばガラス―エポキシ系の未硬化のプリプレグを介して2つのリジッド配線板をそれぞれ離間させて積層し、加熱加圧して一体化して、リジッド配線板の導体パターンとフレキシブル配線板の導体パターンとを導体バンプなどの層間接続導体により導通させたリジッド−フレキシブル配線板が提案されている(例えば特許文献1)。 As an example of such a multilayer printed wiring board, two rigid wiring boards are laminated on one side of a flexible wiring board through a glass-epoxy uncured prepreg, for example, and are integrated by heating and pressing. There has been proposed a rigid-flexible wiring board in which a conductive pattern of a rigid wiring board and a conductive pattern of a flexible wiring board are made conductive by an interlayer connection conductor such as a conductor bump (for example, Patent Document 1).
一方、さらなる高密度化の要求に応えるために半導体装置その他の電子部品を埋め込むための窪み(キャビティ)を有するリジッド多層プリント配線板を用いて製造することが提案されている(例えば特許文献2)。 On the other hand, in order to meet the demand for higher density, it has been proposed to use a rigid multilayer printed wiring board having a recess (cavity) for embedding a semiconductor device or other electronic components (for example, Patent Document 2). .
電子部品を埋め込むためのキャビティを有するリジッド多層プリント配線板は、例えば、次のように製造される。すなわち、キャビティ内部に実装するための電子部品用の回路を有する下側プリント配線板と、この電子部品を埋め込むための所望の大きさの窓をあけた上側プリント配線板とを、絶縁性接着シートを介して積層一体化し、各配線層を導体バンプやスルーホール等の層間接続導体により導通させて、キャビティ付きリジッド多層プリント配線板とする。これにより、窓をあけた部分が、電子部品を埋め込むためのキャビティとなる。 A rigid multilayer printed wiring board having a cavity for embedding an electronic component is manufactured, for example, as follows. That is, an insulating adhesive sheet includes a lower printed wiring board having a circuit for electronic components to be mounted inside a cavity, and an upper printed wiring board having a window of a desired size for embedding the electronic components. Are laminated and integrated, and each wiring layer is made conductive by an interlayer connection conductor such as a conductor bump or a through hole, thereby forming a rigid multilayer printed wiring board with a cavity. Thereby, the part which opened the window becomes a cavity for embedding an electronic component.
特許文献2において、上側及び下側のプリント配線板としては、絶縁層として例えばガラス−エポキシ系プリプレグの硬化物を用いた2層以上のリジッド配線板が使われる。上側プリント配線板に所望の大きさの窓をあける方法としては、ルーター加工、打ち抜き加工、ドリル加工、レーザー加工等が用いられる。
In
このようにして製造されたキャビティ付き多層プリント配線板のキャビティ内には、後に、電子部品が実装され、必要に応じて、その上に他の電子部品や他の配線板が搭載されるなどして、モジュール基板又は最終的に機器に配設される構成の多層プリント配線板となる。
ところが、このようにルーター加工等によりリジッド配線板に設けられたキャビティに、粉塵等が残らないように清掃してから電子部品を実装しているにもかかわらず、実装してしばらく経過した後に、キャビティの側壁から発塵することがあるという問題があった。 However, after mounting electronic components after cleaning so that dust etc. do not remain in the cavity provided in the rigid wiring board by router processing etc., after mounting for a while, There was a problem that dust may be generated from the side wall of the cavity.
このキャビティ空間の一方を開放したままであれば、粉塵を除去することは不可能ではないため、キャビティ内部に電子部品を実装した後に発塵してもそれほど深刻な問題とはならない。しかし、このキャビティ空間を他の配線板や他の電子部品等なんらかの部材により閉鎖した後に発塵した場合は、粉塵を除去することは事実上不可能となるため、問題となる。 If one of the cavity spaces is left open, it is not impossible to remove the dust. Therefore, even if dust is generated after the electronic component is mounted inside the cavity, it is not a serious problem. However, when dust is generated after the cavity space is closed by some member such as another wiring board or other electronic component, it is practically impossible to remove the dust, which is a problem.
特に、電子部品として部品周囲の微粒子等に敏感なセンサなどをキャビティ内に実装した場合には、キャビティ内の発塵は誤動作の原因となるため深刻な問題となる。 In particular, when a sensor or the like sensitive to fine particles around the component is mounted in the cavity as an electronic component, dust generation in the cavity becomes a serious problem because it causes a malfunction.
本発明は、かかる問題を解決するためになされたもので、キャビティ内の発塵を防止したキャビティを有する多層プリント配線板およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a multilayer printed wiring board having a cavity in which dust generation in the cavity is prevented and a method for manufacturing the same.
上記目的を達成するために、本発明に係る多層プリント配線板は、電子部品実装用のキャビティを設けた多層プリント配線板であって、キャビティの内側壁面は合成樹脂でコーティングされていることを特徴としている。このキャビティの内側壁面をコーティングする樹脂は、この多層プリント配線板を構成するプリプレグの含浸樹脂から浸出した合成樹脂である。 In order to achieve the above object, a multilayer printed wiring board according to the present invention is a multilayer printed wiring board provided with a cavity for mounting electronic components, and the inner wall surface of the cavity is coated with a synthetic resin. It is said. Resin coating the inner wall surface of the cavity is a synthetic resin which is leached from the impregnating resin of the prepreg constituting the multilayer printed wiring board.
ここで、電子部品実装用のキャビティとは、その内部に半導体装置やチップ部品などの電子部品を実装するために必要な大きさの開口部と底面と内側壁面とを有した凹部である。キャビティ内部に電子部品を実装するためには、キャビティ底面に電子部品を載置する必要があるほか、電子部品の電極端子と接続される実装用端子が必要である。実装用端子は必ずしもキャビティ底面に設ける必要はなく、多層プリント配線板の最上層のキャビティ側壁近傍など、電子部品の電極と接続可能な位置に設けられていればよい。 Here, the electronic component mounting cavity is a recess having an opening, a bottom surface, and an inner wall surface of a size necessary for mounting an electronic component such as a semiconductor device or a chip component therein. In order to mount an electronic component inside the cavity, it is necessary to place the electronic component on the bottom surface of the cavity, and a mounting terminal connected to the electrode terminal of the electronic component. The mounting terminal is not necessarily provided on the bottom surface of the cavity, and may be provided at a position where it can be connected to the electrode of the electronic component, such as near the cavity side wall of the uppermost layer of the multilayer printed wiring board.
キャビティの内側壁面をコーティングする樹脂には、黒色もしくは暗色の染料もしくは顔料を添加してもよい。そうすることで、光の吸収率が高くなるので、キャビティ内への迷光の進入を防ぐことができる。 A black or dark dye or pigment may be added to the resin that coats the inner wall surface of the cavity. By doing so, since the light absorptance is increased, stray light can be prevented from entering the cavity.
本発明に係る多層プリント配線板は、電子部品実装用のキャビティとなる貫通穴をあけた上側プリント配線板とキャビティ底部となる面を構成する下側プリント配線板とをプリプレグを介して積層一体化させた多層プリント配線板であって、キャビティの内側壁面はプリプレグの含浸樹脂から浸出した合成樹脂によりコーティングされていることを特徴とする。 In the multilayer printed wiring board according to the present invention, an upper printed wiring board having a through hole serving as a cavity for mounting electronic components and a lower printed wiring board constituting a surface serving as a bottom of the cavity are laminated and integrated through a prepreg. The multilayer printed wiring board is characterized in that the inner wall surface of the cavity is coated with a synthetic resin leached from the impregnating resin of the prepreg.
下側プリント配線板と上側プリント配線板とは、下側プリント配線板の接続ランドに形設された略円錐形の導体バンプがプリプレグを貫通してその先端が上側プリント配線板の接続ランドに当接し塑性変形した層間接続導体により電気的に接続されていることが好ましい。そうすることで、スルーホールを形成して層間接続するのに比べて工程を減らすことができる上、実装領域を減らさずに済むという効果が得られる。 The lower printed wiring board and the upper printed wiring board have a substantially conical conductor bump formed in the connection land of the lower printed wiring board passing through the prepreg and the tip of the bump contacting the connection land of the upper printed wiring board. It is preferable that they are electrically connected by an interlayer connection conductor which is in contact and plastically deformed. By doing so, it is possible to reduce the number of processes as compared to forming through holes and connecting between layers, and it is possible to obtain an effect that the mounting area is not reduced.
電子部品実装用のキャビティとなる貫通穴をあけた上側プリント配線板としては、リジッド配線板を用い、キャビティ底部となる面を構成する下側プリント配線板としては、フレキシブル配線板を用いることが好ましい。そうすることで、電子部品実装用のキャビティを備え、かつ、硬質性と柔軟性を併せ持つモジュール基板を提供することができる。 It is preferable to use a rigid wiring board as the upper printed wiring board with a through hole serving as a cavity for mounting electronic components, and a flexible wiring board as the lower printed wiring board constituting the surface to be the bottom of the cavity. . By doing so, it is possible to provide a module substrate having a cavity for mounting electronic components and having both rigidity and flexibility.
また、本発明に係る多層プリント配線板の製造方法は、電子部品実装用のキャビティを設けた多層プリント配線板の製造方法であって、少なくとも一方の外層面に導体パターンが設けられ該導体パターンの所定位置に層間接続導体となる導体バンプが形設された下側プリント配線板を用意し、該下側プリント配線板の導体バンプ形設面に流動性を有する樹脂を含有させた未硬化のプリプレグを重ねて加熱加圧し、前記導体バンプの先端が前記未硬化のプリプレグを貫通して露出した下側プリント配線板を作成するとともに、少なくとも一方の外層面に導体パターンと該導体パターンに接続され前記下側プリント配線板の導体バンプに対応する接続ランドが形成された上側プリント配線板を用意し、該上側プリント配線板の所定位置に前記キャビティとなる貫通穴をあける工程と、前記上側プリント配線板と前記下側プリント配線板とを、前記導体バンプと前記接続ランドとを対向させて積層し、加熱加圧して、前記貫通して露出した導体バンプの先端を他方のプリント配線板の前記接続ランドに当接し塑性変形させて電気的に接続し機械的に一体化するとともに前記キャビティの内側壁面を前記プリプレグの含浸樹脂から浸出した合成樹脂でコーティングする工程とを有することを特徴とする。 The method for producing a multilayer printed wiring board according to the present invention is a method for producing a multilayer printed wiring board provided with a cavity for mounting an electronic component, wherein a conductor pattern is provided on at least one outer layer surface. An uncured prepreg having a lower printed wiring board in which conductor bumps serving as interlayer connection conductors are formed at predetermined positions and containing a resin having fluidity on the conductive bump forming surface of the lower printed wiring board The lower end of the conductor bump is exposed through the uncured prepreg, and the lower printed wiring board is exposed and connected to the conductor pattern and the conductor pattern on at least one outer layer surface. An upper printed wiring board on which connection lands corresponding to the conductor bumps of the lower printed wiring board are formed is prepared, and the cap is placed at a predetermined position on the upper printed wiring board. A step of making a through-hole serving as a tee, and the upper printed wiring board and the lower printed wiring board are laminated with the conductor bumps and the connection lands facing each other, heated and pressed, and exposed through A synthetic resin in which the tip of the conductive bump is brought into contact with the connecting land of the other printed wiring board and plastically deformed to be electrically connected and mechanically integrated, and the inner wall surface of the cavity is leached from the impregnating resin of the prepreg And a coating step.
すなわち、本発明に係る多層プリント配線板の製造方法では、電子部品を実装するキャビティとなる穴を設けた上側プリント配線板とキャビティ底面を構成する下側プリント配線板との間に介在させる接着性絶縁シートとして、流動性を有する樹脂を含有させた未硬化のプリプレグを用いている。よって、このプリプレグを介して上側プリント配線板と下側プリント配線板とを積層一体化すると同時に、このプリプレグの含浸樹脂が流動性を得ることによりキャビティ内側壁面のコーティングを行うことができる。したがって、製造工程を増やすことなく、キャビティ内の発塵を防止したキャビティを有する多層プリント配線板を提供することができる。 That is, in the method for producing a multilayer printed wiring board according to the present invention, the adhesiveness interposed between the upper printed wiring board provided with holes serving as cavities for mounting electronic components and the lower printed wiring board constituting the cavity bottom surface. As the insulating sheet, an uncured prepreg containing a fluid resin is used. Therefore, the upper printed wiring board and the lower printed wiring board are laminated and integrated through the prepreg, and at the same time, the impregnating resin of the prepreg obtains fluidity to coat the cavity inner wall surface. Therefore, it is possible to provide a multilayer printed wiring board having a cavity that prevents dust generation in the cavity without increasing the number of manufacturing steps.
本発明によれば、キャビティ内の発塵を防止したキャビティを有する多層プリント配線板およびその製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the multilayer printed wiring board which has the cavity which prevented the dust generation in a cavity, and its manufacturing method can be provided.
すなわち、本発明に係る多層プリント配線板に設けられたキャビティは、その内側壁面が合成樹脂でコーティングされている。したがって、多層プリント配線板の絶縁層内で発塵したとしても、その粉塵がキャビティ内に混入することがない。よって、キャビティ内の発塵を防止することができる。 That is, the cavity provided in the multilayer printed wiring board according to the present invention has an inner wall surface coated with a synthetic resin. Therefore, even if dust is generated in the insulating layer of the multilayer printed wiring board, the dust does not enter the cavity. Therefore, dust generation in the cavity can be prevented.
これにより、キャビティ内部に実装する電子部品が部品周囲の粉塵等に敏感なセンサなどであっても、発塵に起因する誤動作を防ぐことができる。 Thereby, even if the electronic component mounted inside the cavity is a sensor sensitive to dust or the like around the component, it is possible to prevent malfunction due to dust generation.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。以下、原則として、同じものには同じ符号を付し、説明を省略する。なお、本発明の実施形態を図面に基づいて記述するが、それらの図面は図解のために提供されるものであり、本発明はそれらの図面に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Hereinafter, in principle, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. Although embodiments of the present invention are described based on the drawings, the drawings are provided for illustration, and the present invention is not limited to the drawings.
[第1の実施形態]
まず、第1の実施形態に係るキャビティ付き多層プリント配線板100およびその製造方法の一例について、図1〜図8に基づき説明する。
[First Embodiment]
First, an example of a multilayer printed
図1は、このキャビティ付き多層プリント配線板100のキャビティ開口部側から見た平面図である。図2は、図1のA−A線に沿った断面を幅方向に比べて厚さ方向を強調して模式的に示した断面図である。なお、図2において、図面右下に示す2本の波線は、この波線の間の部分が省略されていることを示している。
FIG. 1 is a plan view of the multilayer printed
図1及び図2に示すように、この多層プリント配線板100は、その内部にICチップやセンサなどの所望の電子部品を実装するための開口部を有するキャビティ1を備えている。このキャビティ1は、その内部に所望の電子部品を所望の向きで載置し埋め込める大きさ及び深さとされている。キャビティ1の底面には、キャビティ内部に載置される電子部品を電気的に接続するための実装用端子2が露出している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the multilayer printed
キャビティ1の内側壁面1aは樹脂でコーティングされている。これにより、キャビティ1内側壁の繊維を固定することができ、発塵を防止することができる。すなわち、キャビティ1がガラス繊維やアラミド繊維など粉塵を生じやすい材料を含む絶縁基板をルーター加工やレーザー加工等で切断することにより形成された場合であっても、その絶縁基板に含まれる材料に起因する粉塵がキャビティ内側壁面からキャビティ内部に混入するのを防ぐことができる。したがって、キャビティ内に埋め込む電子部品が、部品周囲の粉塵等に敏感な各種センサなどであっても、キャビティ内の発塵に起因する誤動作を防ぐことができる。
The
また、図1及び図2に示すように、この多層プリント配線板100は、導体パターンが形成された6層の配線層を有している。各配線層12、22、32は、それぞれ層間接続導体13、23、33により導通されている。多層プリント配線板100の最外層は、導体パターンの一部が後に種々の電子部品などを実装するための実装用端子3として露出され、その他の部分は、ソルダーレジスト等の保護膜8で被覆されている。なお、上記したキャビティ1底部に露出した実装用端子2や最外層に露出した実装用端子3などを含む導体パターンの構成は、任意であり、図示したものに限られないことはもちろんである。また、配線層は6層である必要はなく何層であってもよいが、小型化、高密度化の要請から3層以上とされる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the multilayer printed
キャビティ内部に電子部品を実装するには、その電子部品の電極と電気的に接続するための実装用端子が必要となる。その実装用端子は、図1及び図2に示す符号2のようにキャビティ底面に設けられていることが好ましいが、キャビティ底面である必要はなく、多層プリント配線板の最上層のキャビティ開口部の周縁部など、電子部品の電極と接続可能な箇所に設けられていればよい。一方、別の実施の形態としてリジッド配線板30を有せず、下側配線板20の端部が単に接続端子となっている場合もある。
In order to mount an electronic component inside the cavity, a mounting terminal for electrical connection with the electrode of the electronic component is required. The mounting terminals are preferably provided on the bottom surface of the cavity as indicated by
この多層プリント配線板100の上側部分は、図1及び図2に示すように、キャビティ1となる開口部を設けた4層リジッド配線板10及びそれと離間して配設された開口部を設けていない小面積の4層リジッド配線板30とで構成されている。この多層プリント配線板100の下側部分は、全面的に、両面フレキシブル配線板20で構成されている。リジッド配線板10とリジッド配線板30とは、両面フレキシブル配線板20に形成された導体パターン22より電気的に接続されている。なお、この例ではリジッド配線板30はリジッド配線板10に比べて小面積であるが、リジッド配線板30はリジッド配線板10と同程度の面積であってもよく、リジッド配線板30にもキャビティとなる貫通穴があけられていてもよいことはもちろんである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the upper part of the multilayer printed
リジッド配線板10の層間絶縁層11、及び、リジッド配線板30の層間絶縁層31は、硬質な(リジッドな)絶縁層であり、例えば、ガラス繊維、アラミド繊維などの有機繊維の不織布、紙等の基材に、未硬化のエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド系樹脂、フェノール系樹脂等を含浸させたプリプレグ(例えばガラス―エポキシ系プリプレグ)を積層しガラス転移温度以上に加熱加圧して硬化させたものである。
The interlayer insulating
フレキシブル配線板20の層間絶縁層21は、可撓性を有する柔軟な(フレキシブルな)絶縁層であり、例えば、液晶ポリマー、ポリイミド樹脂、ガラス布を基材としながら硬化後も柔軟性を有するプリプレグなどで構成される。
The interlayer insulating
上側プリント配線板であるリジッド配線板10及びリジッド配線板30と、下側プリント配線板であるフレキシブル配線板20とは、絶縁層7を介して積層され加熱加圧により一体化されている。フレキシブル配線板20のリジッド配線板10と接続する側の配線層22の一部である接続ランド5と、リジッド配線板10のフレキシブル配線板20と接続する側の配線層12の一部である接続ランド4との間は、層間接続導体6により導通されている。この層間接続導体6は、例えば、フレキシブル基板側の接続ランド5上に導電性ペーストをスクリーン印刷することにより形成された導体バンプを、その先端を絶縁層7となる未硬化のプリプレグに貫挿させ対向する接続ランド4に当接させて塑性変形して固化したものである。
The
このように、この多層プリント配線板100は、ICチップやセンサその他の電子部品を実装するための凹部であるキャビティ1を具備し、併せて、硬質性と柔軟性を兼ね備えた基板でもある。また、この多層プリント配線板100は、スルーホールを用いていないから、高密度化が容易であり、製造工程も簡略化できる。キャビティ1の内側壁面1aは樹脂でコーティングされており、キャビティ内側壁面からキャビティ内部に粉塵が混入するのを防ぐことができる。したがって、例えば、小型化、薄型化、高密度化が求められ、かつ、何度も繰り返し屈曲させる連結部分を有する電子機器のセンサモジュールやカメラモジュールなどに用いるモジュール基板として好適である。
As described above, the multilayer printed
図3〜図8は、この多層プリント配線板100の製造方法として最適な実施形態の一例を説明するための模式的な断面図である。図において波線で示した部分の右側又は左側は、省略されていることを示している。
3 to 8 are schematic cross-sectional views for explaining an example of the optimum embodiment as a method for manufacturing the multilayer printed
まず、図3に示すように、キャビティとなる窓(貫通穴)を設ける上側プリント配線板として、窓をあけていないリジッド配線板10を用意する。
First, as shown in FIG. 3, a
リジッド配線板10の構成は、必要な回路、電子部品を埋め込むのに必要な厚さ及び大きさ、モジュール基板として要求される厚さ(薄さ)及び大きさ、その他の設計事項を考慮して、適宜定められる。配線層は何層であってもよいが、予め、内層及び外層に導体パターンからなる配線層を形成し、層間接続導体で導通しておく。
The configuration of the
リジッド配線板10は、複数の配線層を有するリジッドプリント配線板として周知の材料及び方法により製造することができ、その材料や製造方法は特に限定されない。例えば、周知のスルーホール、レーザービアホールなどの層間接続法を用いたものでもよい。ここでは、一例として、B2it(登録商標)と呼ばれる例えば特開平06−342977号公報により知られる製法により、図3に模式的に示す4層の導体パターンを具備したリジッド配線板10を製造した。
The
図3において、符号11は、厚さ40〜60μmのガラス−エポキシ系プリプレグの硬化物である硬質な絶縁層、符号12は、厚さ18μmの電解銅箔を周知のフォトリソグラフィ技術を用いたパターニングにより形成された導体パターンである。符号13は、電解銅箔又は導体パターンの上に形成されたポリマータイプの銀系の導電性ペーストの硬化物からなる略円錐形(例えば底面の直径0.15mm、高さ60〜150μm)の導体バンプを、未硬化のプリプレグに貫挿させ、導体パターン12に当接させて、加圧加熱することにより、略円錐台形に塑性変形して固化した層間接続導体である。符号8はソルダーレジスト等の保護膜である。
In FIG. 3,
図2及び図3に示すように、リジッド配線板10の多層プリント配線板100として外層になる側(図面上側)は、実装用端子3となる導体パターン領域を残して、ソルダーレジスト等の保護膜8で被覆されている。また、リジッド配線板10のフレキシブル配線板20と接続される側(図面下側)には、絶縁層を介してフレキシブル配線板20と導通できるように、所定位置に接続ランド4が形成され、ソルダーレジスト等の保護膜8は形成されていない。電子部品を埋め込むキャビティ1となる貫通穴14を形成する領域には、導体パターン等は形成されていない。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the side (the upper side in the drawing) of the
なお、層間接続導体13は、この例では、上記したように導体パターン12の所定位置に形成された略円錐形の導体バンプがリジッドな絶縁層11を貫通して対向する導体パターンに当接して塑性変形して固化したもので構成されている。これにより、スルーホール、レーザービアホールなど孔をあけてその内壁をめっきするタイプの層間接続法による場合に比べて、導体パターンの微細化に対応でき、製造工程も簡略化できるという利点がある。
In this example, the
次に、図4に示すように、このリジッド配線板10に、電子部品実装用のキャビティ1とするための所望の大きさ及び形状で、リジッド配線板10を貫通する窓(貫通穴)14をあける。この窓14は、ルーター加工、打ち抜き加工、ドリル加工、レーザー加工等によりあけることができる。粉塵の発生しにくい加工方法であることが好ましい。ここでは、一例として、ルーター加工により、リジッド配線板10に窓14をあけた。穴あけ後、例えばゴミ取りロール又は水洗などにより清掃し、リジッド配線板10の窓14の近傍に粉塵がない状態にした。
Next, as shown in FIG. 4, a window (through hole) 14 penetrating the
一方、図5に示すように、リジッド配線板10、30の下側に積層されるフレキシブル配線板20を用意する。フレキシブル配線板20として、ここでは、リジッド配線板10、30と同じ幅で、かつ、リジッド配線板10とリジッド配線板30とを繋ぐのに必要十分な長さのものを用意した。そうすることで、図1に示す多層プリント配線板100の裏面側が全面的にフレキシブル配線板20となるため実質的に平坦になるので、フレキシブル配線板20とリジッド配線板10、30との積層一体化が容易になる。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the
キャビティ1の底部を構成する下側プリント配線板としてのフレキシブル配線板の構成は、必要な回路、モジュール基板として要求される厚さ(薄さ)及び大きさ、その他の設計事項を考慮して、適宜定められる。下側プリント配線板の配線層は何層であってもよいが、下側プリント配線板には、予め、内層及び外層に導体パターンを形成しておく必要がある。配線層を複数にする場合には、各配線層間は、予め層間接続導体で導通しておく。
The configuration of the flexible printed circuit board as the lower printed circuit board that constitutes the bottom of the
キャビティ1の底部を構成するフレキシブル配線板20は、公知の材料や製造方法で製造することができ、その材料や製造方法は特に限定されない。ここでは、一例として、B2it(登録商標)と呼ばれる例えば特開平06−342977号公報により知られる製法により、図5に模式的に示す2層の導体パターンを具備したフレキシブル配線板20を製造した。
The
図5において、符号21は、硬化後にも通常のリジッド基板用のプリプレグよりも柔軟性を有する、フレキシブル基板用のプリプレグの硬化物からなるフレキシブルな絶縁層で、その厚さは40〜60μmである。符号22は、厚さ18μmの電解銅箔のパターニングにより形成された導体パターンである。符号23は、電解銅箔又は導体パターンの上に形成されたポリマータイプの銀系の導電性ペーストの硬化物からなる略円錐形(例えば底面の直径0.15mm、高さ60〜150μm)の導体バンプを、フレキシブルな絶縁層21に貫挿させ、導体パターン22に当接させて、加圧加熱することにより、略円錐台形に塑性変形して固化した層間接続導体である。8はソルダーレジスト等の保護膜である。
In FIG. 5, the code |
図2及び図5に示すように、フレキシブル配線板20の多層プリント配線板100として外層になる側(図面下側)は、実装用端子3となる導体パターン領域を残して、ソルダーレジスト等の保護膜8で被覆されている。また、フレキシブル配線板20のリジッド配線板10と接続される側(図面上側)には、絶縁層を介してリジッド配線板10と導通できるように、所定位置に接続ランド5が形成され、ソルダーレジスト等の保護膜8は形成されていない。
As shown in FIGS. 2 and 5, the side (lower side of the drawing) of the flexible printed
次に、フレキシブル配線板20とリジッド配線板10、30との層間接続導体とするため、用意した両面フレキシブル配線板20の一方の面の導体パターン22の所定位置(接続ランド5)に、略円錐形の導体バンプ26を形成した。すなわち、板厚150μmのステンレス又はアルミ合金等の材質からなる金属板の所定箇所に0.15mm径の穴を明けたメタルマスクを用意し、このメタルマスクをフレキシブル配線板20の片面側に位置決め配置して導電性ペーストを印刷し、この印刷された導電性ペーストの乾燥後、同一位置に再度印刷する方法で印刷を繰り返し、高さ60〜150μmの略円錐形の導体バンプ26を必要数まとめて形成した。ここで、導体バンプ26の底面の径及び高さは、この例には限定されず、配線間隔や貫通する絶縁層の厚さを考慮して適宜定められる。
Next, in order to obtain an interlayer connection conductor between the
一方、リジッド配線板10、30とフレキシブル配線板20との間の接着性絶縁層7とするため、厚さ40〜60μmの未硬化のプリプレグ27を用意した。プリプレグ27は、フレキシブル基板20のリジッド配線板10と積層される領域およびリジッド配線板10と積層される領域に対応する大きさ及び形状のものを用意すればよい。したがって、プリプレグ27にも、リジッド配線板10と同様に、予め、ルーター加工等で窓(貫通穴)を形成した。
On the other hand, an
ここで、プリプレグ27は、例えば、ガラス繊維、アラミド繊維などの有機繊維の不織布、紙等の基材に、電気絶縁性及び熱融着性を有する未硬化の合成樹脂を含浸させたフィルム状のシートである。プリプレグ27としては、通常のリジッド基板の絶縁層と同様に、流動性のない樹脂を含浸させたノンフロータイプのガラス−エポキシ系のプリプレグを用いることもできるが、流動性を有する合成樹脂を含有させてフロータイプとしたものを用いることが好ましい。プリプレグ27として、流動性を有する合成樹脂を含有させたものを用いることで、その合成樹脂により、キャビティ1の内側壁面をコーティングすることができる。
Here, the
すなわち、リジッド配線板10とフレキシブル配線板20との間に積層し介在させる未硬化のプリプレグ27として、流動性を有する合成樹脂を含有させたものを用いることで、これらを位置合わせして積層し加熱加圧すると、このプリプレグ27の含浸樹脂が流動性を得て、リジッド配線板10とフレキシブル配線板20とがプリプレグ27を介して熱圧着されると共に、キャビティ1の内側壁面1aがこのプリプレグ27の含浸樹脂から浸出した合成樹脂で一体的にコーティングされる。そして、未硬化のプリプレグ27は熱硬化して絶縁層7となる。よって、絶縁層7に含まれる樹脂と同一樹脂で一体的に内側壁面がコーティングされたキャビティ付き多層プリント配線板100が得られる。
That is, as the
すなわち、プリプレグ27の含浸樹脂が流動性を有することで、プリプレグ27は、電子部品実装用のキャビティ1となる貫通穴をあけたリジッド配線板10とキャビティ1底面を構成するフレキシブル配線板20との間に積層される絶縁性接着シートであるとともに、キャビティ1の内側壁面1aをコーティングする材料ともなる。
That is, since the impregnating resin of the
ここで、含浸樹脂が流動性を有するとは、成形加工温度において、樹脂流れ性が0.5〜65%であるものを指し、望ましくは20〜50%のものである。具体的な例としては、プリプレグの厚さが100μmの場合で樹脂流れ性が43±7%、厚さが60μmの場合で樹脂流れ性が33±7%程度である松下電工社製のプリプレグ(型番R1551)が挙げられる。この程度の流動性があれば、リジッド配線板10とフレキシブル配線板20とを積層一体化すると共にキャビティ1の内側壁面1aをコーティングすることができるので、積層一体化とコーティングとを別工程で行うのに比べて、製造工程を簡略することができ、材料も節約できる。
Here, that the impregnating resin has fluidity means that the resin flowability is 0.5 to 65% at the molding processing temperature, desirably 20 to 50%. As a specific example, when the thickness of the prepreg is 100 μm, the resin flowability is 43 ± 7%, and when the thickness is 60 μm, the resin flowability is about 33 ± 7%. Model number R1551). With this level of fluidity, the
この場合において、樹脂流れ性は次のようにして測定し計算した値である。すなわち、まず、試験片を100±0.3mmの幅に切断し、総量が20g程度になるように長さを調整して秤量し、この値をaとする。ついで、予め170±3℃に調整した試験用プレスに試験片を入れ、14±1.4kg/cm2の圧力で20分間加圧した後流れ出た樹脂を取り除き、再び試験片を秤量し、この値をbとする。そして、計算式[((a−b)/a)*100]により、樹脂流れ性(%)を算出する。 In this case, the resin flowability is a value measured and calculated as follows. That is, first, a test piece is cut into a width of 100 ± 0.3 mm, the length is adjusted so that the total amount is about 20 g, and weighed, and this value is defined as a. Next, the test piece is placed in a test press adjusted to 170 ± 3 ° C. in advance, pressurized for 20 minutes at a pressure of 14 ± 1.4 kg / cm 2 , the resin that has flowed out is removed, and the test piece is weighed again. Let the value be b. Then, resin flowability (%) is calculated by the calculation formula [((ab) / a) * 100].
ここで、キャビティ1の内側壁面1aをコーティングする材料となるプリプレグ27には、光の吸収率が高い色の染料もしくは顔料を添加することが好ましい。そうすることで、キャビティ1の内側壁面1aが、その色にコーティングされ、光の吸収率が高まるので、多層プリント配線板100を構成する絶縁層の基材にガラス繊維を用いた場合でも、キャビティ1内への迷光の進入を防止することができる。ここで、光の吸収率が高い色としては、黒色が好適であるが、黒色でない暗色であってもよい。黒色もしくは暗色のプリプレグとしては、例えば、三菱瓦斯化学社製の型番GHPL−832HSが挙げられる。
Here, it is preferable to add a color dye or pigment having a high light absorption rate to the
すなわち、多層プリント配線板の絶縁層として通常用いられるプリプレグは無色もしくはクリーム色の透明なものであり、しかもガラス繊維を含んでいる。そのため、従来は、埋め込まれた電子部品がCCD(Charge Coupled Devices)、光センサ(フォトセンサ)など、受光素子や受光量に基づいて動作する電子部品である場合には、キャビティの側壁から漏れてキャビティ内に進入した迷光(Stray Light)で誤動作するときがあるという問題があった。この問題は、上記したように、キャビティの内側壁面のコーティング材料となるプリプレグに、光の吸収率が高い色の染料もしくは顔料を添加することで、解決された。 That is, the prepreg usually used as the insulating layer of the multilayer printed wiring board is colorless or cream-colored and contains glass fibers. Therefore, conventionally, when the embedded electronic component is an electronic component that operates based on the light receiving element or the amount of light received, such as a CCD (Charge Coupled Devices) or a photo sensor (photo sensor), it leaks from the side wall of the cavity. There was a problem that it sometimes malfunctioned by stray light that entered the cavity. As described above, this problem was solved by adding a dye or a pigment having a high light absorption rate to the prepreg serving as a coating material for the inner wall surface of the cavity.
次に、図6に示すように、導体バンプ26の先端側にこのプリプレグ27を当接させ、アルミ箔及びゴムシートを介して、たとえば100℃に保持した熱板の間に配置し、1MPaで1分間ほど加熱加圧することにより、導体バンプ26の先端をこのプリプレグ27に貫挿させて、導体バンプ26の先端がこのプリプレグ27から突き出したフレキシブル配線板20を得た。
Next, as shown in FIG. 6, the
次に、図7に示すように、十分な大きさの平板の押さえ板61の上に、導体バンプ26の先端がこのプリプレグ27から突き出したフレキシブル配線板20を、導体バンプ26の先端側を上にして載置する。その上に、窓14をあけたリジッド配線板10を、導体バンプ26とリジッド配線板10の接続ランド4とが対向するように位置合わせして、積層配置する。その上に、リジッド配線板10に形成された窓14に対応する位置に対応する大きさに窓あけされた第1の押さえ板62を積層配置する。その上に、上下に離型フィルム52を積層した低融点の樹脂フィルムからなるコンフォーマル材51を積層配置する。最上層に、窓あけされていない平板の押さえ板63を積層配置する。
Next, as shown in FIG. 7, the
ここで、コンフォーマル材51は、プリプレグ27に含浸された樹脂が窓14の内側壁面の形状に沿って流動することによりキャビティ1の内側壁面が確実にコーティングされるように、樹脂の流路を形成し樹脂の流量を制御するためのものである。コンフォーマル材51としては、プリプレグ27のガラス転移温度より融点が低い樹脂、例えば、融点が90℃程度の低融点ポリエチレンからなるフィルムを用いることができる。
Here, the
押さえ板61、62、63としては、寸法や変形の少ない金属板もしくは耐熱性樹脂板、たとえばステンレス板、真鍮板、ポリイミド樹脂板(シート)、ポリテトラフロロエチレン樹脂板(シート)などが使用される。
As the
このとき、押さえ板62に設ける窓(貫通穴)は、図7に示すように、リジッド配線板10に設けた窓14よりも少し小さくしておくことが好ましい。例えば、この押さえ板62にあける貫通穴は、上側リジッド配線板10にあけた窓(貫通穴)14よりも小さく形成され、貫通穴どうしを重ね合わせたときに、押さえ板62の貫通穴と上側リジッド配線板10の貫通穴14の各縁部の差が、キャビティ内側壁面1aのコーティング厚さよりもわずかに大きくすることが好ましい。そうすることで、キャビティ内側壁面1aに沿って適切な厚さでコーティングできるとともに樹脂のキャビティ内壁上部端面の位置をそろえることができる。
At this time, it is preferable that the window (through hole) provided in the holding
そして、このコンフォーマル材51の融点以上かつプリプレグ27の含浸樹脂が可塑状態になる温度未満の温度、例えば95±5℃、に保持した熱板の間に配置し、例えば2MPaで数10分間ほど加熱加圧する。すると、コンフォーマル材51が流動性を得て、自重により、押さえ板62にあけられた貫通穴を通して下側に積層された離型フィルム52と共に落下して、図8に示すように、キャビティ1(貫通穴14とキャビティ1底面を構成するフレキシブル配線板20の上面とで形成される凹部)の内側の形状に概ね沿った形状に変形する。
And it arrange | positions between the hot plates hold | maintained to the temperature which is more than melting | fusing point of this
このとき、図7及び図8に示すように、押さえ板62の窓とリジッド配線板10の窓14の各縁部の差を少し設けているので、キャビティ1の内側壁面に沿ってコンフォーマル材51との間に隙間ができる。この隙間が、キャビティ1の内側壁面をコーティングする樹脂の流路となる。
At this time, as shown in FIG. 7 and FIG. 8, there is little difference between the edges of the window of the holding
その後、さらに温度を上げて加熱加圧する。すると、図8に示すように、プリプレグ27から突き出た導体バンプ26の先端が対向するリジッド配線板10の接続ランド4に当接してその先端が円錐台状に塑性変形し、リジッド配線板10の接続ランド4とフレキシブル配線板20の接続ランド5とを直接接続する層間接続導体6となるとともに、プリプレグ27の含浸樹脂が流動性を得て、キャビティ1の内側壁面に沿って、変形したコンフォーマル材51との隙間に浸出し、キャビティ1の内側壁面がこの樹脂によりコーティングされる。
Thereafter, the temperature is further raised and heated and pressurized. Then, as shown in FIG. 8, the tips of the conductor bumps 26 protruding from the
そして、プリプレグ27を硬化させた後、冷却してから、押さえ板61、63、変形したコンフォーマル材51、その両面に積層された離型フィルム52、及び、貫通穴をあけた押さえ板62を剥離して、図1及び図2に示すキャビティ付き多層プリント配線板100を得た。
And after hardening the
図1及び図2に示すキャビティ付き多層プリント配線板100は、以上のようにして製造される。
The multilayer printed
図9及び図10は、本実施形態に係るキャビティ付き多層プリント配線板100のキャビティ1の一方の側の側壁近傍の変形例を拡大して示す模式的断面図である。図9及び図10において、導体パターンや層間接続部等の細部は図示を省略しているが、符号10は、リジッドな絶縁層11と導体パターンからなる配線層12とが交互に積層され導通されたリジッド配線板であり、キャビティ1となる貫通穴が設けられた上側プリント配線板でもある。符号20は、図5及び図6のところで説明したのと同様の両面フレキシブル配線板であり、下側プリント配線板でもある。図2、図8に示したのと同様に、図面右側のほうにも左右対称に同様のキャビティ側壁があるが、図9及び図10においては図示を省略している。
FIG. 9 and FIG. 10 are schematic cross-sectional views showing, in an enlarged manner, modified examples in the vicinity of the side wall on one side of the
図9及び図10に示すように、下側プリント配線板20のキャビティ1底面の側壁近傍に、その一部を上側プリント配線板10の下側に介在させて、絶縁性の支持膜68を配設してもよい。そうすることで、キャビティ1となる貫通穴14を設けた上側プリント配線板10と、下側プリント配線板20とをプリプレグ27を介して積層して加熱加圧した際に、リジッド配線板10のキャビティ側壁近傍の下側に積層されたプリプレグ27が押しつぶされて、キャビティ側壁近傍部分が傾斜してしまうのを防止することができる。すなわち、リジッド配線板10や、リジッド配線板10とフレキシブル配線板20との間に積層するプリプレグ27が薄くなると、加熱加圧した際に、その圧力により、キャビティ側壁近傍のリジッド配線板10およびプリプレグ27が押しつぶされて傾斜する場合がある。傾斜すると、リジッド配線板10の側壁下部の導体パターン12とフレキシブル配線板20の上面に形成された導体パターン(図示せず)が短絡したり、リジッド配線板10の最上層の平坦性が失われるという問題があった。図9及び図10に示すように、絶縁性の支持膜68を配設することで、その問題を解決することができる。
As shown in FIGS. 9 and 10, an insulating
絶縁性の支持膜68としては、ソルダーレジストを用いることができる。図5及び図6のところで説明したように、フレキシブル配線板20の最外層には部分的にソルダーレジスト等の保護膜8を配設する。その際に、キャビティ側壁の下部となる位置の近傍に、リジッド配線板10の下側に重なる領域とキャビティ底面として露出する領域とに跨るように、絶縁性の支持膜68としてのソルダーレジストを配設しておくとよい。そうすることで、製造工程を増やさずに絶縁性の支持膜68を配設することができ、キャビティ側壁近傍部分の傾斜を防止することもできるという効果が得られる。ソルダーレジスト8のかわりに、フレキシブル配線板20の製造工程において通常用いるフォトレジスト(図示せず)を用いてもよい。
As the insulating
図10に示すように、絶縁性の支持膜68を、上側プリント配線板10の下側に介在させた部分よりもキャビティ1内側の部分を高くさせて配設してもよい。そうすることで、加熱加圧した際に、プリプレグ27の含浸樹脂のキャビティ1内側に浸出する流れをせき止めて、樹脂の流量を制御することができる。さらに、絶縁性の支持膜68のキャビティ内側のほうの端部と、その内側に配設するソルダーレジスト等の保護膜8との間には、間隙部9(ソルダーレジストも導体パターンも設けず、下側プリント配線板20の絶縁層21が露出した部分、又は、導体パターンのみが形成されて絶縁性の支持膜68より低くなった部分)をわずかに設けておくとよい。そうすることで、加熱加圧した際に、コンフォーマル材51(図示せず)が流動性を得てこの間隙部に入り込み、キャビティ1内側に浸出する樹脂の流れをせき止めるので、より確実に、樹脂の流量を制御することができる。絶縁性の支持膜68のキャビティ1内側の部分を高くさせて配設するには、図10に示すように、絶縁性の支持膜68の下部にダミー導体パターン69を形成するとよい。すなわち、予め、フレキシブル配線板20の最外層に導体パターンを形成する際に、キャビティ底面の側壁近傍となる位置に、ダミー導体パターン69を設けておくとよい。そして、その上に、ソルダーレジストにより絶縁性の支持膜68を配設するとよい。そうすることで、製造工程を増やすことなく、キャビティ1側壁近傍の傾斜を防止することができると共にキャビティ1内側に浸出する樹脂量を制御することができる。
As shown in FIG. 10, the insulating
なお、本発明において、電子部品を埋め込むキャビティを形成する方法やキャビティ内側壁面をコーティングする方法は、上記方法に限られない。例えば、多層プリント配線板の上層部を座繰り加工することにより電子部品を埋め込む開口部を有するキャビティを形成することはできるし、キャビティ形成後に別途コーティング樹脂を塗布することにより内側壁面をコーティングすることはできる。しかし、キャビティとなる貫通穴をあけた上側プリント配線板とキャビティ底面を構成する下側プリント配線板とをプリプレグを介して積層するのではなく、上層部を座繰り加工することによりキャビティを形成する場合には、キャビティ底面に形成された配線部を傷つけないように配慮する必要があるので困難を伴う。また、キャビティ形成後に別途コーティング樹脂を塗布することにより内側壁面をコーティングする場合には、垂直な内壁面に沿って均一に樹脂を塗布することが困難であるほか、別工程が必要になる。上記実施形態で説明した多層プリント配線板の製造方法によれば、これらの困難は回避される。したがって、上記実施形態で説明した多層プリント配線板の製造方法は、キャビティ内側壁面を樹脂でコーティングしたキャビティ付き多層プリント配線板を製造する方法として最適である。 In the present invention, the method for forming the cavity for embedding the electronic component and the method for coating the inner wall surface of the cavity are not limited to the above methods. For example, a cavity having an opening for embedding an electronic component can be formed by countersinking the upper layer portion of a multilayer printed wiring board, and the inner wall surface can be coated by separately applying a coating resin after the cavity is formed. I can. However, the upper printed wiring board with a through hole serving as a cavity and the lower printed wiring board constituting the bottom surface of the cavity are not stacked via a prepreg, but a cavity is formed by countersinking the upper layer portion. In some cases, it is necessary to take care not to damage the wiring portion formed on the bottom surface of the cavity, which is difficult. Further, when coating the inner wall surface by separately applying a coating resin after forming the cavity, it is difficult to uniformly apply the resin along the vertical inner wall surface, and a separate process is required. According to the manufacturing method of the multilayer printed wiring board demonstrated in the said embodiment, these difficulties are avoided. Therefore, the method for producing a multilayer printed wiring board described in the above embodiment is optimal as a method for producing a multilayer printed wiring board with a cavity in which the cavity inner wall surface is coated with a resin.
また、層間接続導体となる導体バンプとしては、たとえば銀、金、銅、半田粉などの導電性粉末、これらの合金粉末もしくは複合(混合)金属粉末と、たとえばポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂などのバインダー成分とを混合して調製されたペースト状の導電性組成物(導電性ペースト)、あるいは導電性金属などで構成することができる。導体バンプを導電性組成物で形成する場合、たとえば比較的厚いメタルマスクを用いた印刷法により、アスペクト比の高いバンプを形成することができる。導電性金属で導体バンプを形成する手段としては、(a)ある程度形状もしくは寸法が一定の微小金属魂を、粘着剤層を予め設けておいた導電性金属層面に散布し、選択的に固着させる(このときマスクを配置して行ってもよい)、(b)電解銅箔面にめっきレジストを印刷・パターニングして、銅、錫、金、銀、半田などめっきして選択的に微小な金属柱(バンプ)を形成する、(c)導電性金属層面に半田レジストの塗布・パターニングして、半田浴に浸漬して選択的に微小な金属柱(バンプ)を形成する、(d)金属板の一部をレジストにて被覆し、エッチングして微小な金属バンプを形成する、などが挙げられる。ここで、導体バンプに相当する微小金属魂ないし微小な金属柱は、異種金属を組合わせて成る多層構造、多層シェル構造でもよい。たとえば銅を芯にし表面を金や銀の層で被覆して耐酸化性を付与したり、銅を芯にし表面を半田層被覆して半田接合性をもたせたりしてもよい。なお、本発明において、導体バンプを導電性組成物で形成する場合には、めっき法などの手段で行う場合に較べて、さらに工程など簡略化し得るので、低コスト化の点で有効である。 In addition, as the conductor bumps serving as the interlayer connection conductor, for example, conductive powder such as silver, gold, copper, solder powder, alloy powder or composite (mixed) metal powder, and polycarbonate resin, polysulfone resin, polyester resin, It can be composed of a paste-like conductive composition (conductive paste) prepared by mixing a binder component such as phenoxy resin, phenol resin, or polyimide resin, or a conductive metal. When the conductive bump is formed of a conductive composition, the bump having a high aspect ratio can be formed by, for example, a printing method using a relatively thick metal mask. As means for forming a conductive bump with a conductive metal, (a) a fine metal soul having a certain shape or size is spread on a conductive metal layer surface on which an adhesive layer has been provided in advance, and is selectively fixed. (At this time, a mask may be arranged), (b) A plating resist is printed and patterned on the surface of the electrolytic copper foil, and copper, tin, gold, silver, solder, etc. are plated to selectively form a minute metal. Forming columns (bumps); (c) applying and patterning a solder resist on the surface of the conductive metal layer; and dipping in a solder bath to selectively form minute metal columns (bumps); (d) metal plate A part of the film is covered with a resist and etched to form a fine metal bump. Here, the fine metal soul or the fine metal pillar corresponding to the conductor bump may have a multilayer structure or a multilayer shell structure in which different metals are combined. For example, copper may be cored and the surface may be coated with a gold or silver layer to provide oxidation resistance, or copper may be cored and the surface may be coated with a solder layer to provide solder jointability. In the present invention, when the conductive bump is formed of a conductive composition, the process can be further simplified as compared with the case where the conductive bump is formed by means such as plating, which is effective in terms of cost reduction.
なお、本実施形態では、リジッド配線板10とフレキシブル配線板20とをプリプレグ27を介して積層一体化するにあたり、図6のところで説明したように、層間接続導体6となる導体バンプ26を、リジッド配線板10側ではなくフレキシブル配線板20側に形設している。この導体バンプ26は、フレキシブル配線板20側の接続ランド5上に形設された略円錐状の導電性ペーストからなるものである。すなわち、図7及び図8に示すように、層間接続導体6となる導体バンプ26の底面側はフレキシブル配線板20側に向いており、その先端側はリジッド配線板10側に向いている。層間接続導体となる導体バンプ26の両側はいずれも銅箔から形成された接続ランド4、5であるが、その接続ランド4、5(導体パターン11、12)の形成されている絶縁基板は、リジッド配線板10のほうがフレキシブル配線板20よりも硬い。したがって、フレキシブル配線板20側に形成された導体バンプ26は、その先端をリジッド配線板10側に当接することで先端側が塑性変形して、図2及び図8に示すようにフレキシブル配線板20側が大径でリジッド配線板10側が小径の略円錐台形状の層間接続導体である導体バンプ6となる。このように、導体バンプ26をフレキシブル配線板20側の接続ランド5に形設して、その導体バンプ26をリジッド配線板10側の接続ランド4に当接させて塑性変形させることで、確実に接続される。すなわち、相対的に柔らかいフレキシブル配線板側の接続ランドには、大径の基部が直接形成され導体バンプの小径の先端部がリジッド配線板側に押圧されるので、フレキシブル配線板側が応力で変形されるようなことはなく、逆にリジッド配線板側に当接する導体バンプの先端部は容易に塑性変形して円錐台状の層間接続導体が形成される。したがって、リジッド配線板とフレキシブル配線板との接続信頼性が高まるという効果が得られる。
In the present embodiment, when the
本実施形態と逆にリジッド配線板10側に導体バンプ26を形成して積層一体化することもできるが、上記理由により、導体バンプ26をフレキシブル配線板20側に形成したほうが好ましい。
Contrary to the present embodiment, conductor bumps 26 may be formed on the
本実施形態では、上側プリント配線板として、2つのリジッド配線板をそれぞれ離間させて、キャビティ底部を構成するフレキシブル配線板20の上に積層配置した例を示した。これに限られず、上側プリント配線板としてのリジッド配線板は1つでもよい。すなわち、図面右側に示されたリジッド配線板30を備えない構成の多層リジッド−フレキシブル配線板であってもかまわない。また、配線層数はこれに限られるものではなく、他の層数であっても同様に実施できることはもちろんである。
In the present embodiment, as an upper printed wiring board, an example in which two rigid wiring boards are separated from each other and stacked on the
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態について、図11〜図12を参照して説明する。第1の実施形態と共通する部分については、原則として同じ符号を付し、説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. In principle, the same reference numerals are given to portions common to the first embodiment, and description thereof is omitted.
図11は、第2の実施形態に係る多層プリント配線板200をキャビティ1側から見た平面図、図12は、図11のB−B線に沿った垂直断面を模式的に示した断面図である。
11 is a plan view of the multilayer printed
図11及び図12に示すように、この多層プリント配線板200は、電子部品を埋め込む開口部を有するキャビティ1を設けた上側プリント配線板である4層リジッド配線板210と開口部を設けていない下側プリント配線板である4層リジッド配線板220とが絶縁層7を介して積層一体化されたキャビティ付き8層リジッドプリント配線板である。上側プリント配線板210と下側プリント配線板220とは同じ外形を有している。
As shown in FIG. 11 and FIG. 12, this multilayer printed
この多層プリント配線板200も第1の実施形態と同様にして製造されている。キャビティ1の底面を構成する下側プリント配線板220がリジッド配線板であるという点、上側プリント配線板210と下側プリント配線板220とは同じ外形を有しているという点の違いがある他は、第1の実施形態と同様の構成であり、製造方法も同様である。
This multilayer printed
すなわち、この多層プリント配線板200は、キャビティ1となる貫通穴をあけた上側プリント配線板であるリジッド配線板210と、キャビティ1の底面を構成する下側プリント配線板であるリジッド配線板220とを、流動性を有する樹脂を含有させたプリプレグ27の硬化物である絶縁層7により積層一体化されている。キャビティ1の内側壁面1aは、加熱加圧により流動性を得たプリプレグ27の含浸樹脂により、絶縁層7と一体的にコーティングされている。
That is, the multilayer printed
リジッド配線板210の図面最下層の導体パターンの一部である接続ランド4とリジッド配線板220の図面最上層の導体パターンの一部である接続ランド5とは、接続ランド5上に形設され、加圧加熱により絶縁層7を貫挿し、その先端を接続ランド4に当接して塑性変形した導体バンプ(層間接続導体)6により導通されている。
The
なお、本実施形態では、両配線板ともリジッド基板であるから、層間接続導体6となる略円錐形の導体バンプは逆側(接続ランド4側)に形設してもよい。
In this embodiment, since both the wiring boards are rigid boards, the substantially conical conductor bumps to be the
このように、多層プリント配線板は、リジッド配線板どうしを積層したものであってもよい。この場合には、リジッド−フレキシブル配線板で得られる、硬質性と柔軟性を兼ね備えた配線板という効果は得られない。それでも、キャビティ1の内側壁面1aが樹脂でコーティングされるので、キャビティ側壁部を構成する材料に起因する粉塵がキャビティ1内に混入することはなく、発塵防止の効果は得られる。また、キャビティ1の内側壁面1aのコーティングを別工程で行う必要がないので、工程を簡略化することができるという効果が得られる。
Thus, the multilayer printed wiring board may be a laminate of rigid wiring boards. In this case, the effect of a wiring board having both rigidity and flexibility, which is obtained with a rigid-flexible wiring board, cannot be obtained. Still, since the
また、第1の実施形態と同様に、リジッド配線板210と220との間に積層される絶縁層7及びキャビティ1の内側壁面1aのコーティング材料となるプリプレグに、光の吸収率が高い染料もしくは顔料、すなわち、黒色もしくは暗色の染料もしくは顔料を添加して混合してもよい。そうすることで、キャビティ内側壁面1aは黒色もしくは暗色にコーティングされるので、多層プリント配線板200を構成する絶縁層の基材にガラス繊維を用いた場合でも、そのガラス繊維を通過する光が、キャビティ内側壁面1aでほとんど吸収されるので、キャビティ1内への迷光の進入を防止することができる。
Similarly to the first embodiment, a dye or a high light absorption rate is applied to the prepreg which is a coating material for the insulating
図13は、図11及び図12の多層プリント配線板200のキャビティ内部に電子部品70を実装した例を模式的に示した断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing an example in which the
同図に示すように、キャビティ付き多層プリント配線板200を製造した後、キャビティ1内には、電子部品70を実装することができる。この例では、電子部品70は、側面に複数の電極端子71を備えている。その複数の電極端子71は、半田ボール72を介して、キャビティ1の底面に設けられた実装用端子2に接続されている。
As shown in the drawing, after the multilayer printed
[その他]
キャビティ内に埋め込む電子部品の接続形態は、図13に示すものに限らず、いろいろの形態を採り得る。図14〜図17は、そのような例を説明するためのもので、第1の実施形態と同様にしてキャビティとなる窓を設けたリジッド配線板10と窓を設けないフレキシブル配線板20とが絶縁層7を介して積層一体化されたキャビティ付きリジッド−フレキシブル6層配線板のキャビティ1内に電子部品70を実装した状態を模式的に示す断面図である。
[Others]
The connection form of the electronic component embedded in the cavity is not limited to that shown in FIG. 13 and can take various forms. 14 to 17 are for explaining such an example. As in the first embodiment, a
図14は、側面に複数の電極端子71を備えた電子部品70がキャビティ1内部に載置され、その電子部品70の各電極端子71が、キャビティ1底面に設けられた各実装用端子2に、半田ボール72により各々接続された例を示している。本発明の多層プリント配線板は、このような構成で電子部品70をキャビティ1内に実装するためのものであってもよい。なお、半田ボール72に限らず、半田バンプ、導電性ペーストバンプ、その他のバンプ等で接続してもよいことはもちろんである。
In FIG. 14, an
図15は、一方の主面に複数の電極端子71を備えた電子部品70が、電極端子71面をキャビティ開口部側に向けてキャビティ1内部に載置され、その電子部品70の各電極端子71が、キャビティ1底面に設けられた各実装用端子2に、ボンディングワイヤ73により各々接続された例を示している。本発明の多層プリント配線板は、このような構成で電子部品70をキャビティ1内に実装するためのものであってもよい。
In FIG. 15, an
図16は、一方の主面に複数の電極端子71を備えた電子部品70が、電極端子71面をキャビティ開口部側に向けてキャビティ1内部に載置され、その電子部品70の各電極端子71が、リジッド配線板10の最外層のキャビティ側壁近傍に設けられた各実装用端子3に、ボンディングワイヤ73により各々接続された例を示している。本発明の多層プリント配線板は、このような構成で電子部品70をキャビティ1内に実装するためのものであってもよい。すなわち、電子部品70の各電極端子71と接続される実装用端子はキャビティ1底面に設けられていなくてもよい。
In FIG. 16, an
図17は、図14に示した状態のものに、キャビティ1の開口部を塞ぐように他の電子部品70を搭載し、その各電極端子71を、リジッド配線板10の最外層に設けられた各実装用端子3に、ボンディングワイヤ73により各々接続された例を示している。本発明の多層プリント配線板は、このような構成で電子部品を接続するものであってもよい。
In FIG. 17, another
キャビティ内に実装される電子部品の接続方法は、これらに限られず、いろいろの形態を採ることができる。 The connection method of the electronic component mounted in the cavity is not limited to these, and can take various forms.
上記説明したように、キャビティ内に実装される電子部品の構成やその接続方法はいろいろの形態を採り得るが、いずれの場合であっても、キャビティの内側壁面は、樹脂でコーティングされている。したがって、多層プリント配線板の材料に起因してキャビティの側壁近傍で発塵したとしても、その粉塵がキャビティ内に混入することがない。よって、キャビティ内の発塵を防止することができる。 As described above, the configuration of the electronic component mounted in the cavity and the connection method thereof can take various forms. In any case, the inner wall surface of the cavity is coated with resin. Therefore, even if dust is generated near the side wall of the cavity due to the material of the multilayer printed wiring board, the dust does not enter the cavity. Therefore, dust generation in the cavity can be prevented.
1…キャビティ、1a…キャビティ内側壁、2,3…実装用端子、4,5…接続ランド、6…導体バンプ(層間接続導体)、7…流動性を有する樹脂を含有したプリプレグの硬化物(絶縁層)、8…ソルダーレジスト、10…リジッド配線板(上側プリント配線板)、11…硬質な絶縁層、20…フレキシブル基板(下側プリント配線板)、21…柔軟な絶縁層、12,22,32…導体パターンからなる配線層、13,23,33…層間接続導体、14…窓(貫通穴)、26…導体バンプ、27…流動性を有する樹脂を含有した未硬化のプリプレグ、51…コンフォーマル材、52…離型フィルム、61…押さえ板、62…貫通穴をあけた押さえ板、63…押さえ板、68…支持膜(ソルダーレジスト)、69…ダミーパターン、70…電子部品、71…電極端子、72…半田ボール、73…ボンディングワイヤ、100…キャビティ付き多層リジッド−フレキシブル配線板、200…キャビティ付き多層リジッド配線板。
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記キャビティの内側壁面は、前記多層プリント配線板を構成するプリプレグの含浸樹脂から浸出した合成樹脂でコーティングされていることを特徴とする多層プリント配線板。 A multilayer printed wiring board provided with a cavity for mounting electronic components,
An inner wall surface of the cavity is coated with a synthetic resin leached from an impregnating resin of a prepreg constituting the multilayer printed wiring board.
前記キャビティの内側壁面は前記プリプレグの含浸樹脂から浸出した合成樹脂によりコーティングされていることを特徴とする多層プリント配線板。 A multilayer printed wiring board in which an upper printed wiring board having a through hole serving as a cavity for mounting electronic components and a lower printed wiring board constituting a surface serving as the bottom of the cavity are laminated and integrated via a prepreg. ,
An inner wall surface of the cavity is coated with a synthetic resin leached from an impregnating resin of the prepreg.
少なくとも一方の外層面に導体パターンが設けられ該導体パターンの所定位置に層間接続導体となる導体バンプが形設された下側プリント配線板を用意し、該下側プリント配線板の導体バンプ形設面に流動性を有する樹脂を含有させた未硬化のプリプレグを重ねて加熱加圧し、前記導体バンプの先端が前記未硬化のプリプレグを貫通して露出した下側プリント配線板を作成するとともに、
少なくとも一方の外層面に導体パターンと該導体パターンに接続され前記下側プリント配線板の導体バンプに対応する接続ランドが形成された上側プリント配線板を用意し、該上側プリント配線板の所定位置に前記キャビティとなる貫通穴をあける工程と、
前記上側プリント配線板と前記下側プリント配線板とを、前記導体バンプと前記接続ランドとを対向させて積層し、加熱加圧して、前記貫通して露出した導体バンプの先端を他方のプリント配線板の前記接続ランドに当接し塑性変形させて電気的に接続し機械的に一体化するとともに前記キャビティの内側壁面を前記プリプレグの含浸樹脂から浸出した合成樹脂でコーティングする工程と
を有することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。 A method for manufacturing a multilayer printed wiring board provided with a cavity for mounting electronic components,
A lower printed wiring board is prepared in which a conductor pattern is provided on at least one outer layer surface, and a conductor bump serving as an interlayer connection conductor is formed at a predetermined position of the conductor pattern, and the conductor bump formation of the lower printed wiring board is provided. While stacking uncured prepreg containing fluid resin on the surface and heating and pressurizing, creating the lower printed wiring board in which the tip of the conductor bump is exposed through the uncured prepreg,
An upper printed wiring board having a conductor pattern and a connection land corresponding to the conductor bump of the lower printed wiring board formed on at least one outer layer surface is prepared, and the upper printed wiring board is placed at a predetermined position on the upper printed wiring board. A step of making a through hole serving as the cavity;
The upper printed wiring board and the lower printed wiring board are laminated with the conductor bumps and the connection lands facing each other, heated and pressurized, and the leading end of the conductor bump exposed through the other printed wiring And a step of abutting the connection land of the plate, plastically deforming and electrically connecting and mechanically integrating, and coating the inner wall surface of the cavity with a synthetic resin leached from the impregnating resin of the prepreg. A method for producing a multilayer printed wiring board.
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