JPH03285388A - 多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はポータプルテープレコーダーやビデオカメラ等
の小型電子機器の多層プリント配線板の製造方法に関す
るものである。

従来の技術 近年、電子機器の小型化、高密度実績化に伴いプリント
配線板の薄膜化、高宗度化が要請され、回路基板を何枚
も積層した多層プリント配線板が実用化されている 従来、これらの多層プリント配線板は銅張基板にエツチ
ング等の方法で配線パターンを形成じた複数枚の回路基
板を適当な厚さの絶縁材料（プリプレグ）を介じて上下
の位置合わせを行いながら加熱、加圧して接着、積層し
てまず多層板を作製し、次に各層の電気的接続は上から
下まで貫通したスルホールを開け、この内壁にメツキ等
で導電体層を形成し上下層の短絡を行っていた。

これ以外に各層間での任意の位置での短絡法としては、
ガラス・エポキシ等の樹脂基板の場合は一部で第８図に
示す構造のものが使用されている。

第１層として基板８１に配線パターン８２を形成した後
、第２層として必要箇所に穴８３をあけた基板８４（も
しくは穴開けしたプリプレグ）を第１Ｎと位置合わせし
た後接合し、次に全体をメツキして第２層表面、穴の底
面（第１層の導体層上）および穴の側面に導体層８５を
形成する。この後、第２層のメツキ部をエツチング技術
で必要部分のみ残し配線パターンを形成する。以下同様
にして多層化を行い、多層プリント配線板を作製する。

一方、基板としてアルミナ等のセラミックを用いたもの
の場合は、第９図に示すようにセラミックのグリーンシ
ート９１上に銅酸化物等のレジネートで配線パターン９
２を形成する。この上に第２層として第１層との短絡箇
所にベアホールを有し、このベアホール中に吸引しなが
らスクリーン印刷を行い、レジネートを埋め込み、さら
にもう−度通常のスクリーン印刷を行い、配線パターン
９３を形成したグリーンシート９４を積層する。この様
にベアホールにレジネートが充填されたグリーンシート
を必要枚数だけ正確に位置合わせを行い、積層する。最
後にこの積層シートを加圧しながら焼成し、レジネート
を還元して金属導体化する。例えば、日経ニューマティ
リアル１９８９年１１月２０日号ｐ８５記事参照。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、第１の従来法では各層のプリント配線板
を積層するには、ガラス布にエポキシ樹脂等を半硬化状
態で含浸させたプリプレグを各層間に介在させるため、
基板の厚みがどうしても厚くなり、プリント配線板の薄
膜化を阻害していた。

さらに上下の層を任意の位置で短絡させるスルホール（
ベアホール）の作製が不可能であり、このため回路設計
が複雑となり、積層数も増加し、コスト高となる欠点を
有していた。

第２の従来法では、任意の位置でのベアホールの作製は
可能であるが、その工程が非常に複雑でコスト高となる
。さらにベアホールの周辺（内壁）のみにメツキがされ
、断線の危険性も高い。

セラミックグリーンシートを用いた第３の従来法では、
工程もかなり簡素化されベアホール部での接続状態も良
いが、材料費が高価であり、基板の重量も重くなる欠点
を持つ。

本発明は上記課題に鑑み、工程が簡単でコストが安く任
意の位置にベアホールを形成でき、電気的接合性にも優
れた軽量の多層プリント配線板の製造方法を提供するも
のである。

課題を解決するための手段 本発明は、ヘアホールによる上下層の電気的接合法とは
異なり、直接ワイヤ線で上下層を接続するもので、ワイ
ヤ線の形成方法として第１層（下層）上にワイヤーボン
ドによりバンブを上下層の接続必要箇所に作製する。

次に、この上にポリイミド等の熱硬化性樹脂をロールコ
ーティング法や噴霧法や浸漬法でバンブの高さより薄く
塗布、硬化させて絶縁層を形成する。この熱硬化性樹脂
が光硬化性であれば硬化が短時間ですみより効率的であ
る。

次に、絶縁層上に突出したバンプの頭部をカッター等で
切断し、金属面を露出させる。この上に第２層の配線パ
ターンを形成して上下層の電気的接続を行なう。以下同
様にして多層化を行なう多層プリント配線板の製造方法
を提供するものである。

作用 絶縁層がキャスティング法によって形成されるため膜厚
が薄くでき多層プリント配線板自体の厚さも薄くするこ
とができる。また、工程も容易で材料費も安く製造コス
トを大幅に低下できる利点もある。さら；二重下層間の
電気的接続も従来のスルホールタイプのものと比べ湯道
断面積が大きく安定している。

実施例 以下に本発明の第１の一実施例について、図面を参照し
ながろ説明する。第１図は本発明の第１の実施例におけ
る配線パターン形成後の概観図、第２図はバンプ形成工
程の概観図、第３図は熱硬化性樹脂の塗布工程の概観図
、第４図：よバンブの突出部の切断工程の概観図、第５
図は完成した多層プリント配線板の断面図である。ここ
で１１はボリイミドフィルム、１２は金ペースト、２１
はワイヤーボンディング装置、２２は金線、２３はバン
ブ、３１は光硬化性ポリイミド樹脂、３２は噴霧器、３
３は紫外線ランプ、４１はバンブ、４２はポリイミド絶
縁層、４３はカッター、５１はポリイミド絶縁層、５２
は配線パターン、５３はバンブ、５４はチップ部品であ
る。

ポリイミドフィルム１１（東し・デュポン社製カプトン
、膜厚２５μｍ）上に金ペース目２をスクリーン印刷法
で塗布し、配線パターンを形成した。

次に、この形成された配線パターン上において上層（第
２層）との接合（短絡）部にワイヤ・ボンディング装［
２１を用い、線径２０μｍの金線２２を先端部に電気放
電によって金ボールを形成させ、これを超音波で第１層
配線パターンの必要箇所に接合し、その後ワイヤ部を直
ちにヘアピン状に湾曲させて切断し、頭部（スタッド）
に尻尾の付いた形状のバンブ２３を形成した。このバン
ブ径の大きさは約６０μｍ、高さは約５０．ｃｚｍであ
った。バンブ形状としては、このようなスタッドバンブ
形状に限定されないがスタッドがある方が下地との接着
性に優れ、接触抵抗も小さくなる利点がある。

次に、この上に光硬化性ポリイミド樹脂３１を噴霧器３
２からイエロールーム内で噴霧、配線パターンを全面的
にバンブの高さより薄くコーティングする。この後、紫
外線ランプ３３によって、樹脂上に紫外線を照射しポリ
イミド樹脂を完全硬化させ、絶縁層（膜厚約３５μｍ）
を形成する。しかし、この状態ではポリイミド樹脂上に
突出したバンブの上にも樹脂が存在し、絶縁状態である そこでカッター４３によってポリイミド絶縁層４２から
突出しているバンブ４１を切断し、バンブの金を露出さ
せる。

次に、このポリイミド絶縁層５１および切断されたバン
ブ５３の上に再び金ペーストをスクリーン印刷すること
で配線パターンを形成した。以下同様の工程を繰り返し
て多層化を行い、最後の表面部分に抵抗、コイル、コン
デンサおよび半導体等のチップ部品５４．５４’　、５
４″を実装して多層プリント配線板を完成した。

配線材料として金ペーストが使用できるのは今のところ
比抵抗の大きさからデジタル回路に限定されるが、作製
工程が容易で製造コストを大幅に下げることができる。

以上のようにして作製した多層プリント配線板は、絶縁
層の厚みが約３５μｍで金ペーストからなる配線パター
ンの段差（約１５μｍ）を抑えることができ、より複数
の多層化が可能となった。さらに基板がポリイミドフィ
ルムであるため可とう性があり、湾曲したところへの基
板の配置も可能である。また、多層プリント配線板の製
造コストも大幅に低下した。

以下に本発明の第２の実施例について図面を参照しなが
ら説明する。第６図は熱硬化性樹脂の塗布工程の概観図
である。６１はポリイミドフィルム、６２はニッケル配
線パターン、６３はロール、６４はベルトコンベア、６
５は光硬化性エポキシアクリレート樹脂、６６は紫外線
ランプ、６７はバンプである。

ポリイミドフィルム６１の上を塩化第一錫溶液で処理し
て感度付与を行った後、塩化パラジウム溶液を塗布し、
これをよ（水洗いしてから硫酸ニッケルとホウ酸からな
るカセイアルカリ性溶液に浸した。９０℃１時間で約１
５μｍの膜厚となった。次にこの上に配線パターンをレ
ジストインクで印刷し、エツチング液中に浸漬して不要
部分を溶かし、配線パターンを形成する。その後、配線
パターン上のレジストインクを除去し、パターン上の必
要箇所に第１の実施例と同様の方法でバンプを形成した
。

次に、第６図に示すようにポリイミドフィルム６１上に
ニッケル配線パターン６２およびバンプ６７が形成され
た基板をヘルドコンベア６４の上に乗せ、少し柔らかい
ゴム等からなるロール６３の下を通し、光硬化性エポキ
シアクリレート樹脂６５を基板全面に塗布し、その後紫
外線ランプ６６の元を通し樹脂を硬化させた。その後、
カッターで突出したバンプの先端部を切断し、再びメ・
７キ、配線パターン印刷、エツチング、レジスト除去の
各工程を経て第２層目の配線パターンを形成する。以下
、同様の工程で多層化を行った。

光硬化性エポキシアクリレートをロールコーテイングす
ることによって塗布材料の使用量が最小限に抑えられる
利点がある。但し、表面性は噴霧法に比べかなり劣る。

一方、配線材料をメツキ法で作製することによって配線
パターンの製造コストは上がるが、配線抵抗を大きく下
げれるメリットがある。

以下に本発明の第３の実施例について図面を参照しなが
ら説明する。第７図は熱硬化性樹脂の塗布工程の概観図
である。７１はアルミナ基板、７２はニッケル配線パタ
ーン、７３はバンブ、７４は保護フィルム、７５は熱硬
化性フェノール樹脂、７６は熱風炉である。

アルミナ基板７１上に第２の実施例と同様にメツキ法で
配線パターン７２を形成した。この際基板の裏側に保護
フィルム７４を張ってお（。次に第１の実施例と同様の
方法で必要箇所にバンブ７３を形成した後、基板全体を
熱硬化性フェノール樹脂７５に浸漬し、熱風炉７６で樹
脂を硬化させた。バンブの先端切断工程以下は第１の実
施例と同様に行い、多層プリント配線板を作製し、最後
に保護フィルムを除去して完成した。

浸漬法による保護膜形成は基板の裏面にも樹脂がつくた
め若干のコスト高となる反面、表面性に優れた緻密な保
護膜が得られる利点を有する。

上記３つの実施例の多層プリント配線板と従来のガラス
・エポキシ基板にベアホールを形成したタイプの多層プ
リント配線板を８５’Ｃ８５％ＲＨの条件で加速し、抵
抗値の変化を調べたところ、本実施例においては２００
０時間後においても抵抗の変化はほとんど認められなか
ったが、従来品では１．６倍程度抵抗が増加した。

以上のように本実施例によれば上下層の電気的接続をバ
ンプによって行なうため、工数を大幅に削減できコスト
ダウンがはかれる。また、接続抵抗も少なく信頼性の面
でも優れている。さらにポリイミド等の熱硬化性樹脂の
キャスティングで絶縁層を形成するため、絶縁層が薄く
でき、軽量で柔軟性を有する多層プリント配線板が可能
となる。

発明の効果 以上のように本発明は、上下層の電気的接触をベアホー
ルによって行なうのではなくワイヤーボンディングによ
りバンブを形成して行なうため、工数を大幅に削減でき
コストダウンがはかれる。

また、接続抵抗もベアホールの場合のように内壁部のみ
で接合しているのではなく、バンプ全体に電流が流れる
ため少なくなる。寿命等の信頼性の面でも優れている。

さらにポリイミド等の熱硬化性樹脂のキャスティングで
絶縁層を形成するため、絶縁層が薄くでき、セラミック
多層基板に比べ軽量で柔軟性を有する多層プリント配線
板が可能となる。

以上のように本発明は製造工程が少なく低コストで作製
可能な、かつ接続抵抗が小さく信頼性にも優れた軽量で
薄型の多層プリント配ｖＡ板の製造方法を提供するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例における配線パターン形成後の概観図
、第２図は本実施例におけるバンプ形成工程の概観図、
第３図は熱硬化性樹脂の塗布工程の概観図、第４図はバ
ンブの突出部の切断工程の概観図、第５図は完成した多
層プリント配線板の断面図、第６図は熱硬化性樹脂の塗
布工程の概観図、第７図は熱硬化性樹脂の塗布工程の概
観図、第８図は従来のガラス・エポキシ等の多層樹脂基
板の概観図、第９図は従来のセラミック多層基板の概観
図である。 １１・・・・・・ポリイミドフィルム、１２・・・・・
・金ペースト、２１・・・・・・ワイヤーボンディング
装置、２２・・・・・・金線、２３・・・・・・バンブ
、３Ｌ　３１’・・・・・・光硬化性ポリイミド樹脂、
３２・・・・・・噴霧器、３３・・・・・・紫外線ラン
プ、４１・・・・・・バンプ、４２・・・・・・ポリイ
ミド絶縁層、４３・・・・・・カッター、５１・・・・
・・ポリイミド絶′Ｕ層、５２・・・・・配線パターン
、５３・・・・・・バンプ、５４．５４’　、　５４″
・・・・・・チ、ブ部品、６１・・・・・ポリイミドフ
ィルム、６２・・・・・・ニッケル配線パターン、６３
・・・・・・ロール、６４・・・・・・ヘルドコンベア
、６５・・・・・・光硬化性エボキンアクリレート樹脂
、６６・・・・・・紫外線ランプ、６７・・・・・・バ
ンブ、７１・・・・・・アルミナ基板、７２・・・・・
・ニッケル配線パターン、７３・・・・・・バンブ、７
４・・・・・・保護フィルム、７５・・・・・・熱硬化
フェノール樹脂、７６・・・・・・熱風炉。 ／１ ワイマーボンテ゛インク娯１ 金線 ハ゛ンフ０ カッター ヘ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）樹脂製フィルムもしくはセラミック板に配線パタ
   ーンを形成した後、上部配線パターンとの短絡部にワイ
   ヤーボンドによりバンプを形成する。 次に熱硬化性樹脂を前記配線パターン上に前記バンプよ
   り薄い厚さで形成し、十分硬化させた後、突出している
   バンプの先端部を切断する。この上に２層目の配線パタ
   ーンを形成し、この後同様の操作を繰り返して多層化を
   行なうことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法
   。
2. （２）熱硬化性樹脂層をロールコーティングで形成した
   ことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
3. （３）熱硬化性樹脂層を噴霧法によって形成したことを
   特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
4. （４）熱硬化性樹脂層を浸漬法によって形成したことを
   特徴とする多層プリント配線板の製造方法。