JPH0669654A - 多層金属ベース基板の導体層間の電気的接続構造およびその電気的接続方法 - Google Patents

多層金属ベース基板の導体層間の電気的接続構造およびその電気的接続方法

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JPH0669654A
JPH0669654A JP4223069A JP22306992A JPH0669654A JP H0669654 A JPH0669654 A JP H0669654A JP 4223069 A JP4223069 A JP 4223069A JP 22306992 A JP22306992 A JP 22306992A JP H0669654 A JPH0669654 A JP H0669654A
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conductor layer
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hole
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Michihiko Yoshioka
道彦 吉岡
Hiroshi Araki
宏 荒木
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Mitsubishi Cable Industries Ltd
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    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/05Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
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  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単に導体層間の電気的接続がなされ、ま
た、チップ部品や端子等の実装時に確実に固定がなされ
る信頼性の高い多層金属ベース基板の導体層間の電気的
接続構造およびその電気的接続方法を提供すること。 【構成】 多層回路構造を有する金属ベース基板Aの上
部導体層1から下部導体層3表面が露出する孔6が設け
られ、この上部導体層1表面に上記孔6の開口部Xを囲
むレジスト層7を設けて凹部8が形成されてなり、少な
くとも上記孔6中に導電体Mが充填されて上記上部導体
層1と下部導体層3とが電気的に接続されてなるもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多層回路構造をもった
金属ベース基板の上部導体層と下部導体層との導体層間
の電気的接続構造およびその電気的接続方法に関する。
【0002】
【従来の技術】多層回路構造を有する金属ベース基板
(以下、多層金属ベース基板という)の上部導体層と下
部導体層との導体層間の電気的な接続方法として、従
来、ワイヤーボンドを用いて両者を接続する方法や、ス
ルーホールのメッキ層によって導通させる方法等が用い
られている。しかし、それらの方法は工程数が多く、複
雑な加工を必要とするためにコストが高くなるという問
題がある。一方、多層金属ベース基板に上層導体表面か
ら下層導体表面を露出する連通孔を形成し、この連通孔
に半田や導電性樹脂を充填して上層導体と下層導体とを
接続する方法が知られている(特開昭61−7698号
公報参照)。この接続構造は、図1に示すように、金属
ベース5に、絶縁層4、下部導体層3、絶縁層2、上部
導体層1を積層して構成される多層金属ベース基板の上
記上部導体層1と絶縁層2とを貫通し下部導体層3の表
面が露出する孔6を設けた構造として、この孔6中に導
電体Mを充填することによって、上記上部導体層1と下
部導体層3とを電気的に接続するものである。ところが
上記方法では、導電体Mとして使用する半田や導電性樹
脂の表面張力の作用によって、孔6中に充填する導電体
量を適正量に制御することが困難であって、例えば孔6
中に充填する導電体量が少ない場合は、充填不足による
導通不良が発生し、多い場合は上部導体層1の表面に流
展して、回路間を短絡させるおそれがある。また、特に
チップ部品や端子等を実装する場合には、導電体のつき
まわり性に基づく固定強度に問題が生じ、電気的接続や
固定強度の信頼性に問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記問
題を解消し、簡単に導体層間の電気的接続がなされ、ま
た、チップ部品や端子等の実装時に確実に固定がなされ
る信頼性の高い多層金属ベース基板の導体層間の電気的
接続構造およびその電気的接続方法を提供することであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の多層金属ベース
基板の導体層間の接続構造は、多層回路構造を有する金
属ベース基板の上部導体層表面から下部導体層表面が露
出する孔が設けられ、この上部導体層表面に形成される
上記孔の開口部周囲を囲むレジスト層を設けて凹部が形
成されてなり、少なくとも上記孔中に導電体が充填され
て上部導体層と下部導体層とが電気的に接続されてなる
ものである。また、本発明の多層金属ベース基板の導体
層間の接続方法は、多層回路構造を有する金属ベース基
板の上部導体層から下部導体層表面が露出する孔を設
け、ついで上部導体層表面にレジスト層を被着して上記
孔の開口部を囲む凹部を形成し、この凹部に導電体を充
填し、必要に応じて加熱処理を施し、少なくとも上記孔
中に上記導電体を充填して、上記上部導体層と下部導体
層との導体層間を電気的に接続することを特徴とする。
【0005】以下、本発明を、図面に基づき詳細に説明
する。図2は、多層金属ベース基板の導体層間の接続構
造を示す部分断面図である。前記図1と同一箇所には同
一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図1と相
違する点は、上部導体層1の表面に形成される孔6の開
口部Xの周囲をレジスト層7によって囲み、この開口部
Xよりも面積が大きい開口部Yを有する凹部8を設けた
点である。
【0006】本発明では、上記凹部8は、少なくとも孔
6の容積に相当する容積を有するように形成される。こ
の条件を満足させるために、上記凹部8は、上部導体層
1の表面に形成される孔6の開口部Xよりも大きい面積
となる開口部Yとし、レジスト層7の厚さによって変化
するが、好ましくは上記開口部Xの130〜1000
%、より好ましくは150〜700%、特に好ましくは
200〜500%の面積とする。
【0007】本発明で用いる多層金属ベース基板として
は、従来公知の製造方法によって作製されるものであれ
ば、いずれの種類のものであっても使用できる。一例を
示すと、まず、導体箔の片側全面に接着性を有する絶縁
シートを被着させ、上部導体層1と絶縁層2の積層板を
得る。つぎに、この導体層1と絶縁層2の積層板の所定
位置に、円形や方形等の任意の形状の貫通孔6を、ドリ
リング、プレス加工等の方法で形成する。一方、金属ベ
ース板5の上に絶縁層4を、さらにその上に下部導体層
3を被着し、エッチング法等で下部導体層3に回路パタ
ーンを形成しベース板ブロックとする。つぎに、上記積
層板とベース板ブロックとを接着し、上部導体層1にエ
ッチング法等で回路パターンを形成して多層金属ベース
基板Aを得る。本発明では、さらに上記多層金属ベース
基板Aの上部導体層1の表面を、レジスト層7でコーテ
ィングし、前記孔6の開口部Xの周囲近傍をレジスト層
7で囲むようにして、開口部Xよりも面積が大きい開口
部Yを有する凹部8を形成する。
【0008】本発明の多層金属ベース基板の導体層間の
接続方法は、上記凹部8に導電体Mを充填し、必要に応
じて加熱処理を行い、少なくとも孔6中を導電体Mで充
填して上部導体層と下部導体層とを電気的に接続するも
のである。本発明では、上記導電体としては、半田、導
電性樹脂などを使用する。この導電体の充填は、リフロ
ー法、導電ペーストの印刷法、導電性粘着物をスポット
で注入するディスペンサー法等の方法でなされる。
【0009】
【作用】本発明によれば、多層金属ベース基板の上部導
体層の表面上に形成される孔の開口部の周囲近傍に、こ
の開口部よりも面積が大きい開口部を有する凹部を形成
しているので、表面張力の影響を受けることなく導電体
を孔中に充填することができるようになる。したがっ
て、適正量の導電体を充填できるようになり、しかも充
填不足による導通不良や、上層表面に流展することが防
止できる。また、チップ部品や端子等を実装する場合に
は、所定の実装場所が凹部で確保され、実装部品を凹部
に載置して導電体を注入すれば実装部品を広範な面積で
強固に固定できるようになる。したがって、実装部品の
電気的接続や固定強度の信頼性等を向上できる。さら
に、異層間にわたって部品を実装する場合、実装部品の
取り付け位置の直下で、実装部品を上層導体層と下層導
体層とに接続できるので、接続のための特別な場所を不
要にできる。したがって、省スペースの実装が可能とな
り、実装密度が向上し、その上異層間の電気接続箇所が
結果的に増加するので、層間の接続信頼性も向上する。
【0010】
【実施例】以下、実施例を示し、本発明方法をより具体
的に説明する。図2は、本発明の一実施例を示すもの
で、二層の導体層を有する多層金属ベース基板の導体層
間の接続構造を示す断面図である。同図において、Aは
多層金属ベース基板で、基板5上に絶縁層4、下部導電
層3、絶縁層2、上部導電層1およびレジスト層7が接
合されて構成されている。6は貫通孔で、上記上部導電
層1の表面から絶縁層2を貫通して下部導電層3の表面
を露出するように形成されている。8は凹部で、上記上
部導電層1の表面に上記孔6の開口部Xの周囲にレジス
ト層7を被着して形成されている。Mは電導体で、少な
くとも上記孔6に充填され、上記上部導電層1と下部導
電層3とを電気的に接続するものである。
【0011】上記構造によれば、凹部8に電導体Mを所
定量注入するだけで、上部導電層1の表面に流展させる
ことなく簡単に孔6に充填させることができるようにな
る。したがって、確実に下部導電層3と上部導電層1と
を電気的に接続できるようになる。また、電導体Mが上
部導電層1の表面に流展しなくなるので、回路間を短絡
させることが防止できるようになる。
【0012】なお、上記多層金属ベース基板の作製およ
びその導電層間の電気的接続は、次の方法によって行っ
た。まず、上部導体層1となる厚さ0.035mmの銅
箔の片側全面に、絶縁層2となる接着性を有する厚さ
0.060mmのエポキシ樹脂製絶縁シートを被着さ
せ、上部導体層1と絶縁層2の積層板を得た。ただし、
この時点では上部導体層1には回路パターンは形成され
ていない。つぎに、この導体層1と絶縁層2の積層板の
所定位置に、1.5×1.0mmの方形の貫通孔6を、
プレス加工で形成した。一方、金属ベース板5となる厚
さ2.0mmのアルミ板の上に、絶縁層4となる厚さ
0.120mのエポキシ樹脂製絶縁シートと、さらにそ
の上に下部導体層3となる厚さ0.105mmの銅箔を
被着し、エッチング法で下部導体層3に下層回路パター
ンを形成しベース板ブロックとした。つぎに、上記積層
板とベース板ブロックとを接着し、上部導体層1にエッ
チング法で上層回路パターンを形成した。最後に、上部
導体層1の表面上に厚さ20μmの半田レジスト7を、
孔6の開口部Xの周囲から0.5mm間隔をおいた領域
を残し、コーティングを行い凹部8を形成した多層金属
ベース基板Aを得た。
【0013】次に、上記凹部8にクリーム半田Mをメタ
ルマスク版による印刷によって充填し、これをさらに2
20℃で1分間加熱した。この結果、孔6中にクリーム
半田Mが充填され、上部導体層1と下部導体層3とを電
気的に接続することができた。
【0014】図3は、他の実施例を示し、部品を実装し
た接続構造を示す部分断面図である。同図において、前
記図2と相違するところは、抵抗、コンデンサ等のチッ
プ部品Pの電極部Dが、凹部8に固定されるとともに、
上部導体層1および下部導体層3に電気的に接続されて
いることである。上記構造によれば、チップ部品Pの取
り付け位置に凹部8を設けているので、チップ部品Pの
電極 を上記凹部8に載置し、この凹部8に電導体Mを
所定量注入するだけで、上部導電層1の表面に電導体M
を流展させることなく、簡単に固定できるとともに、上
部導体層1および下部導体層3に電気的に接続できる。
したがって、上記チップ部品Pを多層金属ベース基板A
の所定位置に簡単に取り付けるとともに、容易にこの多
層金属ベース基板Aに電気的に接続できるようになる。
また、凹部8にほぼいっぱいに電導体Mを充填すれば、
チップ部品Pの電極が広範囲に電導体Mと接触して固定
されるようになるので、その取り付け強度が一層向上す
るとともに、電気的接続の信頼性が向上するようにな
る。また、チップ部品Pの取り付け位置の直下で、チッ
プ部品Pを上層導体層と下層導体層とに接続できるの
で、接続のための特別な場所が不要にできて、実装密度
が向上するようになる。したがって、その取り付け効率
が向上する。
【0015】上記多層金属ベース基板Aへの上記チップ
部品の取り付けおよび電気的接続は、次のようにして行
った。多層金属ベース基板Aのチップ部品Pの取り付け
位置に、前記実施例と同様にして、孔6および該チップ
部品Pの電極 の形状に応じた凹部8を形成した。次
に、該凹部8に印刷によってクリーム半田Mを充填し、
ついでこの上にチップ部品Pの電極Dを載置し、220
℃で1分間加熱した。この結果、孔6中にクリーム半田
Mが充填され、上部導体層1と下部導体層3とを電気的
に接続するとともに、電極Dがクリーム半田Mで固定さ
れて、チップ部品Pを多層金属ベース基板Aに強固に取
り付けることができた。
【0016】図4は、その他の実施例を示し、端子を実
装した接続構造を示す部分断面図である。図3と相違す
るところは、チップ部品にかえて電極にL型端子部品が
実装されている。そのために、この実施例では、L型端
子Qの下端部が挿通できる大きさの開口部を有する孔6
が形成されている。上記構造によれば、L型端子Qの取
り付け位置に凹部8を設けているので、凹部8に電導体
Mを所定量充填するだけで、上部導電層1の表面に電導
体Mを流展させることなく、簡単に上記L型端子Qを所
定の位置に固定できるとともに、多層金属ベース基板A
に電気的に接続できるようになる。また、L型端子Qの
取り付け位置にゆるやかなはめあいを設けているので、
電導体Mを凹部8にほぼ一杯充填すれば、L型端子Qの
下端部を電導体Mが取り巻いて固定されるようになり、
その取り付け強度が一層向上するようになる。また、L
型端子Qの取り付け位置の直下で、L型端子Qを上層導
体層と下層導体層とに接続できるので、接続のための特
別な場所が不要にできて、実装密度が向上するようにな
る。したがって、その取り付け効率を向上する。
【0017】上記多層金属ベース基板AへのL型端子Q
の取り付けおよび電気的接続は、次のようにして行っ
た。多層金属ベース基板AのL型端子Qの取り付け位置
に、前記実施例と同様にして、L型端子Qの下端部が挿
通できる大きさの開口部を有する孔6および上記開口部
の周囲にこの開口部よりも面積が大きい開口部を有する
凹部8を形成した。次に、該凹部8に印刷によってクリ
ーム半田Mを充填し、ついでこの上からL型端子Qを押
し込み、220℃で1分間加熱した。この結果、孔6中
にクリーム半田Mが充填され、このL型端子Qを上部導
体層1と下部導体層3とを電気的に接続するとともに、
L型端子Qがクリーム半田Mで固定されて、L型端子Q
を多層金属ベース基板Aに強固に取り付けることができ
た。なお、L型端子Qは、下端面の形状は1.0×1.
0mm、端子厚さは0.2mm、下端面からの端子長さ
は5mmのものを使用した。
【0018】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
凹部に所定量の導電体を充填すればよいので、導電体の
充填量を制御できる。したがって、多層金属ベース基板
の導体層間の電気的接続を、簡易かつ低コストで実施可
能となる。また、凹部を孔の開口部よりも大きな面積の
開口部を有するものとしたので、表面張力の影響を受け
ることなく導電体を孔中に充填することができる。した
がって、適正量の導電体を充填できるようになり、しか
も充填不足による導通不良や、上部導体層表面に流展す
ることが防止できる。また、チップ部品や端子等を実装
する場合には、所定の実装場所が凹部で確保され、この
凹部に電導体を充填した上に実装部品を載置し、必要に
応じて加熱処理するだけで、実装部品を多層金属ベース
基板に取り付けるとともに、電気的接続がなされる。し
たがって、実装部品の電気的接続や固定強度の信頼性等
を向上できる。さらに、実装部品の取り付け位置の直下
で、実装部品を上層導体層と下層導体層とに接続できる
ので、接続のための特別な場所を設ける必要がなく、省
スペースの実装が可能となり、実装密度が向上する。
【0019】
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の多層金属ベース基板の導体層間の接続構
造を示す部分断面図である。
【図2】本発明の一実施例による多層金属ベース基板の
導体層間の接続構造を示す部分断面図である。
【図3】本発明の他の実施例による部品実装における多
層金属ベース基板の導体層間の接続構造を示す部分断面
図である。
【図4】本発明のその他の実施例による部品実装におけ
る多層金属ベース基板の導体層間の接続構造を示す部分
断面図である。
【符号の説明】
A 多層金属ベース基板 1 上部導体層 3 下部導体層 6 孔 7 レジスト層 8 凹部 M 導電体 X 開口部 Y 開口部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多層回路構造を有する金属ベース基板の
    上部導体層から下部導体層表面が露出する孔が設けら
    れ、この上部導体層表面に上記孔の開口部を囲むレジス
    ト層を設けて凹部が形成されてなり、少なくとも上記孔
    中に導電体が充填されて上記上部導体層と下部導体層と
    が電気的に接続されてなる多層金属ベース基板の導体層
    間の電気的接続構造。
  2. 【請求項2】 凹部が、上部導体層表面に形成される孔
    の開口部面積の130%〜1000%の開口部を有する
    ものである請求項1記載の多層金属ベース基板の導体層
    間の電気的接続構造。
  3. 【請求項3】 多層回路構造を有する金属ベース基板の
    上部導体層から下部導体層表面が露出する孔を設け、つ
    いで上部導体層表面にレジスト層を被着して上記孔の開
    口部を囲む凹部を形成し、この凹部に導電体を充填し、
    必要に応じて加熱処理を施し、少なくとも上記孔中に上
    記導電体を充填して、上記上部導体層と下部導体層との
    導体層間を電気的に接続することを特徴とする多層金属
    ベース基板の導体層間の電気的接続方法。
  4. 【請求項4】 レジスト層で形成される凹部が、上部導
    体層表面に形成される孔の開口部面積の130%〜10
    00%の開口部を有するものである請求項3記載の多層
    金属ベース基板の導体層間の電気的接続方法。
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