JPH08162769A

JPH08162769A - 多層プリント基板の製造方法

Info

Publication number: JPH08162769A
Application number: JP6301973A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Shirotsuki; 恒雄城月; Tsuneo Yamazaki; 恒男山崎; Toshiro Kodama; 敏郎児玉; Minoru Oishi; 実大石; Hideki Ishida; 秀樹石田; Keishiro Maruyama; 恵司郎丸山; Yukihiro Haniyuda; 幸弘羽生田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1994-12-06
Filing date: 1994-12-06
Publication date: 1996-06-21

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は一括積層製造を行う場合に、凹状部分
が階段状に形成されるキャビティー部を高信頼に形成す
ることができる多層プリント基板の製造方法を提供する
ことを目的とする。【構成】回路接続用の貫通孔で上下面の形成回路パター
ンが接続されてなる中間層６の間に、熱硬化性樹脂７を
介在させて積層し、この積層体の中央部分に、ボンディ
ングパッドの実装面４０を有する凹状の穴であるキャビ
ティー部２が形成される積層体を、上下からフラット形
状の金型２１によって加圧及び加熱して一括積層を行う
にあたって、中間層６及び熱硬化性樹脂７の何れかと同
材料であって、キャビティー部２の凹状と対応する凸状
の治具２０を、キャビティー部２０に介在させて金型２
１で加圧及び加熱して一括積層を行うように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多層プリント基板の製造
方法に関する。電子機器の急速な進歩に伴って、半導体
部品に代表される電子部品は、高密度化及び小型化が促
進されており、電子部品を実装するプリント基板も配線
層を多層化した多層プリント基板が使用されるようにな
っている。

【０００２】多層プリント基板の中でも、ＢＧＡ(Ball
Grid Array) 、ＰＧＡ(Pin Grid Array)等に代表される
半導体実装部分である基板中央部に凹状のキャビティー
部が形成されたキャビティー構造のものが注目されてい
る。

【０００３】キャビティー部は多入出力端子を有する半
導体を実装するために凹状部分が階段状に成形されてい
るが、多層基板を積層する際に上下から圧力をかける一
般的なフラットタイプの金型では階段状部分のキャビテ
ィー部に均一な圧力が加わらず適正な多層プリント基板
を形成することができない。そこでそのような欠点を解
消する製造方法が要望されている。

【０００４】

【従来の技術】図８に従来の階段状のキャビティー部を
有する多層プリント基板の構造を示し、その説明を行
う。

【０００５】図８（Ｂ）において、符号１は多層プリン
ト基板の平面構造図を示すものであり、符号２が凹状部
分が階段状に形成されたキャビティー部、３が半導体素
子である。また４で示す枠の部分の断面構造図を矢印５
で指示するように平面構造図の上方に図８（Ａ）として
示し、同一部分に同一符号を付した。

【０００６】図８（Ａ）の断面構造図において、６は中
間層であり、有機材料の基板の上下面に、回路パターン
が焼き付けられた後、エッチングされることによって形
成され、更に上下面の回路パターンがビアによって接続
されたものである。

【０００７】７はプリプレグであり、中間層６を接着し
て多層化するものである。プリプレグ７は、ワニス状の
ものが加熱されることによって反硬化状、硬化状とな
る。即ち、中間層６の間にプリプレグ７を介在させた
後、上下から図示せぬフラット形状の金型で圧力をかけ
ると共に加熱して一括積層し、これによって多層プリン
ト基板１を形成する。

【０００８】また、符号８は半導体素子３の入出力端
子、９はキャビティー部２に設けられたボンディングパ
ッドであり、双方は金ワイヤ（ボンディングワイヤ）１
０で接続されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の多層プリント基板１を一括積層して形成する際に、
フラット形状の金型を用いるが、これでは凹状のキャビ
ティー部２に均一な力が加わらないために、中間層６と
プリプレグ７間にボイド（空気残り）ができたり、キャ
ビティー部２の中間層６が適正に張り合わされなかった
りして、信頼性が低下する問題があった。

【００１０】また、キャビティー部２のボンディングパ
ッド９が、ボンディング時の影響を受けないようにキャ
ビティー部２の表面の清浄化、平坦化、有効面積の確保
等の実装性に影響がでないようにする必要がある。しか
し、プリプレグ７が加圧時にボンディングパッド９の設
置面にはみ出し、清浄化、平坦化、有効面積の確保がで
きなくなることが生じる問題があった。

【００１１】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、一括積層製造を行う場合に、凹状部分が階
段状に形成されるキャビティー部を高信頼に形成するこ
とができる多層プリント基板の製造方法を提供すること
を目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】図１に本発明の原理図を
示す。図中、１は多層プリント基板、６は回路接続用の
貫通孔で上下面の形成回路パターンが接続されてなる中
間層、７は中間層６の間に介在された熱硬化性樹脂、２
は中間層６と熱硬化性樹脂７との積層体の中央部分に、
ボンディングパッドの実装面４０を有する凹状のキャビ
ティー部である。

【００１３】２０は本発明の特徴要素の治具であり、中
間層６及び熱硬化性樹脂７の何れかと同材料であって、
キャビティー部２の凹状に対応する凸状のものである。
２１は積層体を、上下から加圧するフラット形状の金型
である。

【００１４】

【作用】上述した本発明によれば、多層プリント基板１
を金型２１で上下から加圧及び加熱する一括積層により
製造する際に、治具２０をキャビティー部２に介在させ
て行う。

【００１５】治具２０は、中間層６及び熱硬化性樹脂７
の何れかと同材料なので、加熱時の温度の上昇時又は下
降時に多層プリント基板１のキャビティー部２と同じ伸
縮挙動を行い、この結果、キャビティー部２の凹状の加
圧状態を均一とすることができ、これによって、中間層
６が平滑に接着される。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。図２は本発明の一実施例による多層プリ
ント基板を一括積層製造する際に用いられる中子の形成
方法を説明するための図である。

【００１７】従来例で説明したように、図８に示した多
層プリント基板１を一括積層する場合にフラット形状の
金型で上下から加圧するが、本実施例ではその際に、図
３に符号２０で示す中子を介在させ、キャビティー部２
に均一な圧力をかけるようにする。但し、中子２０は、
多層プリント基板１のキャビティー部２の階段状の凹状
に対応する凸状であって、多層プリント基板１と同様の
構成材料の治具である。

【００１８】図２を参照して中子２０の製造方法を説明
する。図２において、符号２１は鉄、ステンレス等の材
料による金型であり、この金型２１は従来例で用いられ
るものと同様なものである。

【００１９】２２は多層プリント基板１に対応するダミ
ーであり、多層プリント基板１と同一の回路が形成され
た中間層を有し、キャビティー部２に対応するキャビテ
ィー部対応部２３が形成されているものとする。

【００２０】また、中間層の間には多層プリント基板１
のプリプレグ７に対応する接着シートと同一の厚さを有
する絶縁材料が介在されている。ダミー２２の代わりに
多層プリント基板１を用いてもよい。

【００２１】２４は耐熱シートであり、中子２０と多層
プリント基板１の離型材としての２５μｍのアクリル系
材料によるものである。２５は周知されている変性ポリ
イミドプリプレグであり、中子２０の凸状形成材料とな
るものである。

【００２２】２６は絶縁板であり、約１ｍｍの厚さを有
するものである。２７はゴムシートであり、クッション
材として使用される熱可塑系のテフロンシートシリコン
系のものである。

【００２３】以上のような配置構成で上下の金型２１で
加圧しながら、変性ポリイミドプリプレグ２５の推奨条
件である積層温度プロファイルで加熱することによって
中子２０を形成することができる。

【００２４】中子２０の主材料として変性ポリイミドプ
リプレグ２５を用いたが、多層プリント基板１に使用さ
れる基材又は接着シートと同様の材料或いは、同等の熱
膨張特性、耐熱性を有す特性の材料であればよい。

【００２５】これは、中子２０を用いた多層プリント基
板１の積層時に、温度プロファイルを設定して多層化す
るが、温度の上昇時又は下降時に基材が伸縮挙動をなす
ことから多層プリント基板１と同等の材料を使用するこ
とが必要なためである。これによって、多層プリント基
板１と中子２０は、積層時の温度プロファイル時に同一
挙動を示すことから製品の凹状の加圧状態を均一とする
ことができる。

【００２６】また中子２０が、多層プリント基板１の回
路パターンを傷つけることのない、多層プリント基板１
のキャビティー部２の凹状に対応する凸状に形成されて
いるので、中子２０を使用した際に回路パターンが傷つ
くことがない。

【００２７】これは、回路形成時にエッチング法又はメ
ッキ法等の手法で回路形成するが回路の厚さが約１０〜
５０μｍであることから均一に加圧するためにはパター
ン形状も大切な要因の一つになるからである。

【００２８】中子２０の製造時に、ダミー２２でなく製
品としての多層プリント基板１を用いた場合、積層時の
温度プロファイルに耐えうる耐熱シート２４を多層プリ
ント基板１との間に介在させることによって、中子２０
の製作完了後に多層プリント基板１と中子２０の離型性
がよくなり、多層プリント基板１の回路パターンの傷防
止となり、多層プリント基板１の品質を向上させること
ができる。

【００２９】また、ゴムシート２７を用いることによっ
て、中子２０の製造時に凹凸吸収が充分によくなる。こ
のような中子２０を用いて一括積層により多層プリント
基板１を形成すれば、凹状のキャビティー部２に均一な
力を加えることが可能なので、従来のように中間層６と
プリプレグ７間にボイドができたり、キャビティー部２
の中間層６が適正に張り合わされなかったりして、信頼
性が低下するといったことがなくなる。

【００３０】ところで、多層プリント基板１の製造ワー
クは、製造性を向上させるために、図４に符号１２で示
すような大型のワークサイズの基板に、多数の多層プリ
ント基板１をレイアウトする場合がある。

【００３１】この場合に、個々を分離した中子を形成す
る場合、中子の個数増又は、積層時に個々の製品内に中
子をセットする工数増に繋がり、中子の作業の能率低下
に繋がる。

【００３２】また中子の製作費アップによる製品のコス
トアップにも繋がる。しかし、上述した実施例の中子２
０の製造方法によれば、製造ワークと同一形状ワークで
製造することから多数の中子２０を容易に製造すること
ができる。

【００３３】次に、多層プリント基板１を一括積層製造
する際の加圧時にプリプレグ７がキャビティー部２のボ
ンディングパッド８の実装表面にはみ出さないようにす
るための方法を図５〜図７を参照して説明する。

【００３４】まず、プリプレグ７（或いは接着シート）
のはみ出し量を事前に調査し、加圧時にプリプレグ７が
中間層６のボンディングパッド８実装面の手前で停止す
るように、中間層６を加工するか、或いはプリプレグ７
の介在量を調整するものである。

【００３５】これは、図５に符号３１で示す多層プリン
ト基板１のキャビティー部２の断面図に符号３１で示す
ように、中間層６に、はみ出し量をコントロールするた
めのプリプレグ７が介在されないコントロール部分を形
成するか、或いはそのコントロール部分３１に該当する
範囲にプリプレグ７が介在されないようにしたものであ
る。

【００３６】コントロール部分３１は例えば０．１〜
０．５ｍｍの長さであるとする。このようにすることに
よって、符号３３で示すボンディングパッド８の実装平
面図に示すように加圧時に、移動するプリプレグ７はコ
ントロール部分３１までで済むので、矢印３４で示す実
装表面以降にプリプレグ７がはみ出すことはなくなる。

【００３７】次に、図６を参照して他のはみ出し防止方
法を説明する。この方法は、中間層６間に介在されるプ
リプレグ７のはみ出しをせき止めるための堤防部３６
を、中間層６のボンディングパッド８の実装面の、ボン
ディングパッド８とプリプレグ７との境界部分に形成し
たものである。

【００３８】堤防部３６は、例えば一般的に使用される
ソルダーレジストを用い、幅０．２〜０．３ｍｍ、高さ
０．１ｍｍに形成する。このように堤防部３６を形成す
ることによってプリプレグ７のはみ出しを完全に防止す
ることができる。

【００３９】次に、図７を参照してその他のはみ出し防
止方法を説明する。この方法は、プリプレグ７のキャビ
ティー部２の周辺となる部分を所定幅硬化させることに
よってプリプレグ７のはみ出しを防止するものである。
プリプレグ７としては、一般的に熱硬化性樹脂が使用さ
れているので、その硬化特性を部分的に変動させるもの
である。

【００４０】図７にＡで示す部分は、プリプレグ７のキ
ャビティー部２に対応する部分であり、例えば、Ｂに太
線３８で示すように、その周囲が０．２〜０．３ｍｍの
幅で残るように他の部分を耐熱絶縁材料で覆い、１５０
〜２００℃のドライヤーによる熱で加熱する。

【００４１】これによってボンディングパッド８の境界
部分が硬化されることになるので、多層プリント基板１
の一括積層を行う際の加圧時に、プリプレグ７がボンデ
ィングパッド８の実装面に流れることがなくなる。

【００４２】また、図３に示した中子２０を加圧の際に
用いれば、その形状がキャビティー部２の凹状の側面に
丁度当接した形となるので、その中子２０の側面によっ
てもプリプレグ７のはみ出しが防止できる。

【００４３】以上説明したはみ出し防止方法によれば、
加圧時にプリプレグ７がボンディングパッド８の実装面
にはみ出すといったことがなくなるので、実装面の清浄
化、平坦化、有効面積の確保を行うことができる。

【００４４】なお、ボンディングパッド８の実装面に流
れだしたプリプレグ７を、金属部分と樹脂を選択的に分
解できるエキシマレーザにより焼き取ってもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一括積層製造を行う場合に、凹状部分が階段状に形成さ
れるキャビティー部を高信頼に形成することができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明の一実施例による多層プリント基板を一
括積層製造する際に用いられる中子の形成方法を説明す
るための図である。

【図３】実施例による中子の断面図である。

【図４】ワークサイズ説明図である。

【図５】実施例によるプリプレグはみ出し防止方法説明
図である。

【図６】実施例による他のプリプレグはみ出し防止方法
説明図である。

【図７】実施例によるその他のプリプレグはみ出し防止
方法説明図である。

【図８】従来例説明図である。

【符号の説明】

１多層プリント基板２キャビティー部６中間層７熱硬化性樹脂２０治具２１金型４０ボンディングパッドの実装面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者児玉敏郎神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者大石実神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者石田秀樹神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者丸山恵司郎神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者羽生田幸弘神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回路接続用の貫通孔で上下面の回路パタ
ーンが接続されてなる中間層の間に、熱硬化性樹脂を介
在させて積層し、この積層体の中央部分に、ボンディン
グパッドの実装面を有する凹状の穴であるキャビティー
部が形成される積層体を、上下から金型によって加圧及
び加熱して積層を行う多層プリント基板の製造方法にお
いて、前記中間層及び前記熱硬化性樹脂の何れかと同材料であ
って、前記キャビティー部の凹状と相反する凸状の治具
を、該キャビティー部に介在させて前記金型で加圧及び
加熱して積層を行うことを特徴とする多層プリント基板
の製造方法。
【請求項２】前記治具を、前記中間層或いは前記熱硬
化性樹脂と同等の熱膨張特性及び耐熱性を有する第１の
材料で形成したことを特徴とする請求項１記載の多層プ
リント基板の製造方法。
【請求項３】前記治具を、前記キャビティー部の上方
に、前記中間層及び前記熱硬化性樹脂の何れかと同材料
の前記凸状構成材料と、絶縁板とを重ね、上下から前記
金型で加圧及び加熱することによって形成することを特
徴とする請求項１記載の多層プリント基板の製造方法。
【請求項４】前記キャビティー部と前記第１の材料又
は前記中間層及び前記熱硬化性樹脂の何れかと同材料の
前記凸状構成材料との間に、耐熱シートを介在させるこ
とを特徴とする請求項２記載の多層プリント基板の製造
方法。
【請求項５】前記絶縁板と、この絶縁板の上方の前記
金型との間に、クッションシートを介在させることを特
徴とする請求項３又は４に記載の多層プリント基板の製
造方法。
【請求項６】前記金型による前記積層体の加圧時に、
前記ボンディングパッドの実装面に前記熱硬化性樹脂が
はみ出ないように前記中間層の間に該熱硬化性樹脂を介
在させることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載
の多層プリント基板の製造方法。
【請求項７】前記中間層に介在された前記熱硬化性樹
脂と前記ボンディングパッドの実装面のボンディングパ
ッド実装部分との境界部分に、前記金型による前記積層
体の加圧時に、該熱硬化性樹脂が該実装面にはみ出ない
ように堤防部を形成したことを特徴とする請求項１〜５
の何れかに記載の多層プリント基板の製造方法。
【請求項８】前記中間層に介在された前記熱硬化性樹
脂の、前記ボンディングパッドの実装面との境界部分を
所定幅加熱して硬化させたことを特徴とする請求項１〜
５の何れかに記載の多層プリント基板の製造方法。