JPS6113690A - 相互接続回路板の製造法 - Google Patents

相互接続回路板の製造法

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JPS6113690A
JPS6113690A JP13673385A JP13673385A JPS6113690A JP S6113690 A JPS6113690 A JP S6113690A JP 13673385 A JP13673385 A JP 13673385A JP 13673385 A JP13673385 A JP 13673385A JP S6113690 A JPS6113690 A JP S6113690A
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conductor
wire
temperature
layer
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バーク リーオン
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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、製造中に本質的に導線の移動(ずれ)を生じ
ない導線書き込み(Wire −5cribed )回
路板の製造法、および、本発明の方法によって製造され
た導線書き込み回路板に関する。
従来技術 適切な支持体に接着的に付けられた不連続の導線を有す
る、導線書き込み回路板の製造法は公知である。この方
法は、米国特許第3.674゜602号、第3.674
.914号および第4,097,684号に記載されて
いる。す々わち、適切な導電性材料の接着層でプレハブ
基板を被覆し;基板上の選ばれた点と接続する予め定め
られたパターンでそれらを基板上に書き込むことによっ
て、絶縁された導線を適用するものである。導線は絶縁
されているだめ、それらは相互に交差出来、そのため、
単一層の配線中に高密度の導線パターンを完成すること
ができる。導線は、超音波の適用によって、接着層に結
合される。
圧力が同時に導線に適用される。その結果、導線は、接
着層中に圧入され、部分的に埋め込まれる。ついで、保
護用エポキシ樹脂含浸ガラス布(以下「プリプレグ」と
呼ぶ)を、導線ネットワーク上の表面に加圧積層される
。他の不連続な導線回路層を、最初の回路層の上に置い
て、数個の層をもつ、もつと複雑な回路を形成すること
も出来る。積層は、約175℃の温度、約2.4MPa
の圧力または積層を促進するに足る温度および圧力にお
いて実施される。
導線書き込み回路板の表面に導線端子を取るために、導
線を接続すべき点に、孔をあけて、導線の露出端が、孔
壁の一部をなすようにする。
ついで、この孔を金属化する。接続点とするつもりで々
い導線のところが穿孔されると、短絡が起こる。さらに
、指定の端子位置からずれた導線は、適切な孔と交差し
ないかまたは単に部分的に交差して、そのだめ、接続が
出来ないかまたは単に部分的に接続され、その結果、こ
れらの接続の品質が劣化する。
積層段階の間に、かなりの導線の移動が起こることが観
察されている。この移動は、導線の下に横たわる材料の
不安定さによると考えられる。例えば、支持接着層が、
一般に、導線書き込み回路板の製造に使用される。この
接着層は、接着材料一層、プリプレグ一層および接着剤
のもう一層で出来ている。層間結合は完全には安定でな
い傾向が若干あると考えられる。積層段階の間に、導線
に接触する接着剤層は、収縮して結合の性質により、プ
リプレグから引き離され、導線の移動を起こす傾向があ
る。加圧段階も導線の移動のもとになりうると考えられ
る。
この従来法は、特に導線の交差領域における、持ち上が
った導線の絶縁を来たし、その後の加工の間に、擦り傷
がつき、積層中に、損傷をうけることもわかっている。
このような回路板は積層のあと、廃棄しなければならな
いことになる。
導線の移動は長年の間、問題に々って来たが、最近のエ
レクトロニックパッケージの進歩によつて、導線密度の
増加、導線径の減少および回路板寸法の増加が必要とな
って来だので、その意義はますます重要さを増して来た
この問題の解決のだめの一つの試みが、米国特許第4.
4.27,478号に記載されている。配線を行なうべ
き回路板の上に、感光性接着層が施される。導線パター
ンを形成させてのち、この複合材料は紫外線露光され、
これによって感光層は架橋して導線を、位置に保持する
。しかし、架橋は紫外線の通路に露光された領域でしか
起こらない。導線パターンは感光層を紫外線から、部分
的に遮断するため、導線で遮断された領域は硬化しない
。さらに、交差領域にある導線は、回路板に接着された
いため1.泳動を防ぐことができない。
米国特許出願筒254,132号は、マイクロエレクト
ロニックチップの担体と使用するのに適した特殊な導線
書き込み板の製造法を記載しているが、これは組立ての
ために完全に平坦な表面が要る。厚い平らな熱硬化樹脂
の層が導線書き込み板の」−に重ねられ、室温または1
(10℃より低い温度でセットされ、平坦面を形成する
ために平滑化される。ついで平坦面は、リード線なしの
セラミックチップ担体に入ったマイクロエレクトロニッ
ク素子を組みこむのに使用される。
発明の目的 本発明の目的は、接着剤の硬化、積層工程およびその後
の加工の間に導線の移動のないような導線書き込み回路
板の製造法を与えることにある。
本発明のもう一つの目的は、積層工程中に、導線が本質
的に静止している導線書き込み回路板の製造法を与える
ことにある。
本発明のさらにもう一つの目的は、加工中の物理的取り
扱いによる損傷から導線を保護する方法を与えることに
ある。
本発明のさらにもう一つの目的は、導線書き込み回路板
中での導線の移動を防ぐ経済的な方法を与えることにあ
る。
発明の構成 不連続な絶縁導線の導線の移動を、経済的かつ効率的に
予期されない程度まで本質的に防止する、導線書き込み
回路板の製造法が発明された。配線段階の後に、埋めこ
まれた導線をもつ回路板の表面を、エネルギー(例えば
、熱エネルギーまだは紫外線)の供給によって硬化でき
る材料の層で被覆し、これによって材料の硬い層を形成
する。
本発明の方法は、特に、下記の各段階を用いて導線書き
込み回路板を製造することに関する一基板を接着層で被
覆し、不連続の導線を接着層に接着させる。ついで、熱
または紫外線その他で硬化出来る、エネルギー活性化可
能なポリマーの上塗り(以下「上塗り」と呼ぶ)を導線
および接着層の上に塗布し導線を包みこみかつ接着層を
被覆する。上塗りは少くとも部分的に硬くなるようにし
、それによって、回路板に加えられるその後の加工中に
導線が移動するのを防ぐ。場合により、他の材料の層を
回路板の上に施こし高温で積層してもよい。上塗り層は
、硬化して、その後の積層工程中、隣接の導線をその位
置に保持する。上塗り層は、その後の熱または圧力のも
とでずれたり不安定になったりしない熱硬化性材料でな
ければならない。
との導線書き込み回路板の製造法は、公知の方法に比べ
て多くの長所をもっている。この上塗りは、積層または
その他の工程の間、有効に導線の移動を制限する。それ
は導線を被覆し、加工中の移動を防ぐ。導線の書き込み
の直後に適用することによって、この被覆は、過剰の取
扱いによる導線の損傷を防ぐ方法をも与える。
上塗り層は、硬い材料となって普通の材料取扱いによる
擦傷を防ぐ。この方法は、安価かつ効率的に導線の移動
の問題を解決する。その実施は、驚くほど容易であり、
装置や経費の追加なしに、従来の製造法に追加出来る。
時間がかからず、効率よ〈実施できる。本発明の方法の
使用に、特別の訓練は要らない。
架橋可能なポリマー、例えば熱または紫外線に当てるこ
とによって熱硬化し、下記の特性を・ もつようになる
ポリマーならどれでも、本発明により実施する方法で導
線の移動を防ぐのに適している。本発明の方法への使用
に適するためには、上塗り材料は、上塗り材料と界面を
形成する表面を有効に湿潤するか包み込む能力があるべ
きである。この表面とは、例えば、接着被覆をもつかま
たはもたない絶縁導線、底部接着層、当該導線を書き込
んだ露出面、および、もし塗装した場合は、プリプレグ
層のよう力、その上面に施こした次の層などである。上
塗り層は、液の状態で回路板上の交差点で導線の間に浸
み込み、そのまわりに可能な限り最大限にそれらを包み
込むのが望ましい。
この被覆に必要な性質は、 −上塗り材料は、硬化中に少くとも長さ方向には本質的
な寸法変化を示さ力いこと。
−上塗り材料は、本質的に接着層を軟化しまだは分解し
ない温度および露光で硬化すること。
− 接着層および/または導線被覆の表面に確実に接着
すること、および −完全硬化まだは部分硬化の段階で、次の層への確実な
接触に適したものであること。その材料は非導電体であ
るのが望ましいが、導電材料も使える。
本発明の上塗りポリマー組成物は、架橋して、積層や穿
孔のようなそのあと回路板に施される工程に耐える能力
があるものでなければならない。」二塗り材料として好
ましいものとしては、エポキシ、アクリル、ポリイミド
、その他の架橋性ポリマーが含まれる。エポキシを基材
として選んだ場合は、上塗り材料はさらに硬化剤、好ま
しくはジアミン、第三アミンおよびゴムを含む。より好
ましくは、エポキシ系が選ばれた場合、硬化剤は、芳香
族ジアミン、トリージメチルアミノフェノールおよびカ
ルボキシ末端ブチルニトリル(CTBN)ゴムを含むべ
きである。
また、好ましくは、レベリング剤を含むべきである。レ
ベリング剤は、破泡剤および/まだは脱ガス剤であって
もよい。好ましくは、組成物がエポキシ系である場合、
レベリング剤は微粒子の蒸発シリカ(fumed 5i
lica )であるべきである。
上塗り組成物は、好ましくは、エポキシ樹脂。
アクリルポリマー液、無電解メッキ用触媒、蒸発シリカ
およびアミン系硬化剤を含む。より好ましくは、上塗り
組成物は、フェノール系ノボラックエポキシ、高粘度ア
クリルポリマー、エポキシ樹脂およびジメチル−ホルム
アミドを含むパラジウム触媒、蒸発シリカ、および、芳
香族ジアミン、ゴムおよび少量のトリージメチルアミン
フェノールを含む硬化剤を含有する。
他の好ましい上塗り組成物は、約30重量%のビス−フ
ェノールAエポキシアクリレート樹脂、約12%のフェ
ノキシ−エチル−アクリレート、約12%のブチレンゲ
リコールジメタクリレート、約40%の微粉タルクおよ
び水和アルミア、および痕跡量の微粉蒸発シリカ、ポリ
エチレン、安息香酸エーテル、ジメチルアミンプロピル
メタクリルアミドおよびレベリング剤を含む。この組成
物は紫外線で硬化できる。他の好ましい熱硬化上塗り組
成物は、4と5の間の官能基をもつ固体のエポキシ−ノ
ボラック樹脂、ジエチレングリコールエチルエーテル、
エポキシ−ノボラック樹脂、アルミナおよび少量の蒸発
シリカ、および平滑剤、多量の芳香族ジアミンを含む硬
化剤、および少量のカルボキシ末端ブタジェンゴムおよ
びエポキシ樹脂を含む。
他の好ましい上塗シ組成物は、多量のポリイミド樹脂上
ツマ−および、レベリング剤として少量の蒸発シリカお
よび鉱物油を使用して製造出来る。
上塗り組成物は、また一種以上の溶媒を含んでもよい。
溶媒の添加は組成物の粘度を下げるので、溶媒成分を入
れる程度は、上塗りの施工法によって左右される。塗布
法の中には、比較的粘度の高い組成物を必要とするもの
もあり(例えばシルクスクリーン法)一方比較的粘度の
低い組成物の必要なものもある(例えば、浸漬塗布)。
本発明による導線書き込み回路板の製造法は、いくつか
の段階がある。担体基板は、熱可塑性まだは熱硬化性樹
脂状材料またはセラミック材料から成り、かつ好ましく
は、強化材で非導電性であり、接着層で被覆される。接
着層は、当業者に公知の接着組成物を含む。より好まし
くは、上塗り層がエポキシ系の場合、接着層はエポキシ
系組成物であるべきである。
ついで、ここに文献として引用した前述の米国特許第3
.674.602号、第3.674.9 ] 4号およ
び第4.047.684号に開示かつ記載されているよ
うな装置を使用して予め決められたパターンで、導線が
担体基板」−に適用すなわち書き込まれる。
導線は導電性捷たは非導電性の被覆または絶縁体で被覆
してもよい。被覆は熱硬化樹脂または他の適切な絶縁体
でもよい。
ついで、ここに文献として引用した米国特許第3.67
4.914号に記載されているように、回路導線は、接
着剤でおおわれた回路板の上に書き込みによって置かれ
る。
ついで本発明の」二塗り組成物を担体基板組立て品に塗
布される。好ましくは、塗布はスクリーン印刷方式で行
なわれる。スクリーン印刷は比較的粘度の高い上塗りを
要し、これは液状でヌクリーンの上に伸ばされる。上塗
シの薄い層が板の上に拡げられる。本発明の上塗シ組成
物は、接着層ならびに導線をおおうべきである。
塗布のとき、わずかにチクソトロピー性を示すのが好ま
しい。
」二塗りの塗布は、当業者に公知の他の方法によって達
成出来る。浸漬塗布は一つの他の塗布法である。回路板
上に上塗りの薄い層を付着させるために、比較的サラサ
ラした上塗り材料に担体基板を浸ける。もう一つの塗布
方法であるドクターブレード法は、もっと粘度の高い材
料を施工出来る。この方法では上塗シ材料を直接担体基
板の上にのせ、板上で棒をづ1つ張って板上に層を付着
させる。ローラー塗布法では、上塗シ層をローラーの上
に置き、回路板をローラーを通して引っ張って塗布する
。カーテン塗布法は、比較的低粘度の上塗シ材料を要求
する。
上塗り液を圧力下に広いオリフィスに通し、落ちてくる
液の下に回路板を通して材料の薄い塗膜を得る。これら
の導電材料の書き込み手段はどんな形の図解も要らない
ので、経済的であることは注目に値する。
エネルギーで活性化された上塗シの塗布膜の厚さは比較
的広範囲にある。予期に反して、薄い皮膜も厚い皮膜と
同様に導線を位置に固定することがわかった。出来上が
シの乾燥上塗シ皮膜は、約12.5ミクロメートルから
約125ミクロメートルの範囲に及び得る。薄い皮膜は
コヌトがかからず、塗布しやすい。
もちろん、業界公知の他の塗布法例えば溶媒蒸発法など
も使用出来る。
スクリーン法その他若干の方法では、熱硬化性材料の皮
膜を塗布した後、好ましくは、回路板を室温で5〜10
分放置して気泡を抜く。もちろん、硬化温度および露光
は、上塗り塗料の組成と塗布法によって左右される。与
えられたデータは固定したパラメーターではないが、後
記の実施例に記載されたよりな或種の組成物に適してい
る。担体基板は部分的硬化のため、温かいオーブンの中
に約40℃ないし約70℃で約5分間放置して完全に表
面を湿潤させ、生成した気泡を破壊する。これはまた上
塗り材料のチクソトロピー性を失わせ、一時的にたるみ
、平準化される。ついで板を約110℃ないし約130
℃で約10〜20分間、焼付けて、さらに部分硬化を起
こさせる。組成物中に存在する破泡剤と低温オーブン中
の遅れ(delay )が上塗り材料の脱ガスに貢献す
る。板は後に約30分間約165℃で焼付けて、接着剤
を完全に硬化させることができる。
担体基板は、本質的に導線の移動なしにさらに加工出来
る。ついでプリプレグ層を塗布し、積層出来る。場合に
より、板は積層のあと約1時間約175℃で焼付けてプ
リプレグを完全に硬化出来る。
積層につづいて、外界に導線を接続する手段を与えるだ
めに、機械的またはレーザーによる穿孔によって接触し
た導線と交差する孔を担体基板中に形成させる。孔は、
当業者は公知の無電解メッキ法を用いて、金属化、好ま
しくはメッキされる。すなわち、本発明の上塗り組成物
は、無電解メッキを促進する触媒組成物を含むのが好ま
しい。しかし、孔のメッキには、当業者に公知のどんな
方法も使用できる。
すなわち、本発明の方法は担体基板に接着層を施こし、
担体基板に導線を書き込み、担体基板の全表面にわたっ
て上塗り材料を施こして、それが接着層と導線を完全に
湿潤し、被覆するようにし、−F塗り層を部分硬化し、
エポキシガラス層を施こし、基板を積層させ、そこで上
塗9層を完全に硬化させるという段階を含んでいる。も
しプリプレグ層を施さないときは、板をそのあとの加工
にかけるまえに上塗り層を完全に硬化させる。
下記の実施例が、本発明の方法の利点を説明する。もち
ろん、それらは本発明の範囲を何ら限定するものではな
い。
実施例 1 長方形の2オンスの銅板を印刷し、所望のフォーマット
にエツチングを施こした。板を黒色酸化物で処理し、つ
いで樹脂を浸漬塗布し、1時間乾燥して、焼付けた。表
面をブラシでこすす、エチレングリコールブチルエーテ
ル、エポキシ樹脂、アクリル・レベリング剤、パラジウ
ム触媒組成物、界面活性剤水溶液、蒸発シリカ。
芳香族ジアミン、カルボキシ末端ブチルニトリル(CT
BN)ゴムおよびトリージメチルアミノフェノールを含
む硬化剤を含む組成物を、スクリーン印刷法で塗布した
。板を焼付けた。ブチル士ロソルプ、エポキシ樹脂、ア
クリル平滑剤。
゛パラジウム触媒、界面活性剤水溶液、蒸発シリカ、お
よびCTBNゴムを含む類似の組成物をついで、板の上
にヌクリーン捺染し、板を焼付けた。表面をブラシでこ
すった。
ついで板の表面に接着剤を適用した。これは、アクリロ
ニトリルブタジェン共重合物、20.8%C17/L/
 キ/l/ 7 工/ −3z樹脂、  EIPon 
](1(11TM(シェル化学のエポキシm 脂) 、
クロルヌルホン化ポリエチレン、熱硬化性エポキシノボ
ラックフェノ−)V樹脂、および痕跡量の珪酸ジルコニ
ウム、パラジウム触媒、蒸発シリカ、アクリルポリマー
、顔料およびセロソルブア士テートを含む接着被膜の0
.025ffBの層、ガラス布の層。
および接着剤の0.05mの層から成っていた。
板は、ついで、120℃で5.7MPa の圧力下に6
分間積層され、高圧で6分間冷却した。
その後、導線を板上、縦横方向に格子状におよび板の縁
に沿って書き込んだ。導線を書き込んだ板は、6.4 
MPa 、 120℃で20分間フラッシュ加圧して、
導線を接着層中に部分的に埋め込んだ。ついで、板を1
75℃で30分間焼付けた。
調節板格子上の10個の位置で、導線の移動を測定した
ついで、14.5%のブチルセロソルブ、77%のDI
’i:N 438TMエポキシ(ダウケミカルのフエン
トの特許アクリルポリマー)、1.0%のPEC8パラ
ジウム触W(14,6%のジメチルホルムアミド、88
.7%のE I)On 828 TMヒヌ7−I: /
 −lAエポキシ樹脂、シェル化学)および1.7%の
塩化パラジウムを含む)、0.2%のL vel 27
TM♀ (微粒子の蒸発シリカ姥  )および8.0%のCTB
Nゴムを含む上塗り材料を、前述の同一方法で製造した
、A、 B、、 C,DおよびEと標示した5枚の導線
書き込み回路板に、60メツシユのヌクリーンを通して
書き込み導線および露出表面の上に塗布した。室温に5
分間静置した。
65bて5〜10分焼付け、ついで約120℃で20分
間焼付けて溶媒を除来した。この5枚の板を、ついで、
165℃30分間焼付けて、接着剤を硬化させた。2枚
のプリプレグをのせ、全体を1201s 、 8.5 
MPaで20分間積層した。ついで全体を約165″C
で1時間焼付けた。積層ののち、導線の移動を測定した
。上塗シ処理なしの板の導線の移動の結果を第1表に示
す。5枚の上塗り処理板の全導線の移動の測定結果を第
■表に示す。
実施例 2 従来のフォーマット板を使用するfI机は、実施例1に
記載した方法によって4枚の導線書き込み結線板を製作
した。ガラス布を含ま々い池は実施例1に記載した接着
組成物を適用した。
電気的試験によって、板のうち3枚はショートもオープ
ンもなく、1枚は5つのショートがありオープンはなか
った。本発明の」二塗り材料で被覆していない2枚の従
来法の板は約29のショートと5つのオープンおよび6
2のショートと5つのオープンをそれぞれもつことがわ
かった。
第   ■   表 上塗りなしの導線の移動 導線の移動(賜) 測定位置  フラッシュ加圧後  プリプレグ後  合
   計1     1.(10”       0 
      1.(102     0       
  0.50     0.’503     0.7
5       0       0.755    
 0         1、.75     1..7
56     0.75       1.(10  
   1.7’57     2、25       
0       2.258     1.75   
    0.75     2.501.0     
 ]、、75       1.(10    2.7
5a すべてのデータは±0. 50wI第   ■   表 上塗りした板の導線の移動 導線の移動合計(鶴) 測定位置 バネ/I/:  A   B   CD  
 El         0a  (1005(103
        0   1.(100   0   
04        0.50 1.(10 0.50
 0   06        0.5(10   0
   0   07        1.25 0.7
5 0   1.(10 08        1.(
100   0   0   0.509      
  0   0.750   0   010    
    0.50 1.(10 0   0   0.
50a すべてのデー タは±0.50路特許出m人    コルモーゲン テ
クノロジイズコーポレイション

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)a)プレハブ平面基板を接着層で被覆し、b)予
    め決定されたパターンで基板上に絶縁導線を書き込み、 c)導線を動かすには不充分な温度で、基板を乾燥し、 d)接着層および絶縁導線の表面を包み込むように、基
    板の表面上にエネルギー活性化可能なる上塗材料を塗装
    し、そして、 e)このエネルギー活性化可能な上塗材料を、当該上塗
    材料を硬化し、その後の工程の間に導線が動くのを防ぐ
    に充分な温度に加熱することを特徴とする導線書き込み
    回路板の製造法。
  2. (2)当該上塗材料をまず、約40℃と約70℃の間の
    温度に加熱し、ついで約110℃と約130℃の間の温
    度で約10ないし20分間焼付け、ついで約165℃の
    温度で約30分間焼付けることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項による方法。
  3. (3)部分硬化した上塗材料の上に、ポリマー含浸ガラ
    ス布層を適用し、この布層をラミネートすることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項による方法。
  4. (4)当該上塗材料が架橋性ポリマー、硬化剤およびレ
    ベリング剤を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項による方法。
  5. (5)当該架橋性ポリマーが、エポキシ樹脂、アクリル
    樹脂、ポリイミド樹脂またはその組み合わせであること
    を特徴とする特許請求の範囲第4項による方法。
  6. (6)当該ポリマーがエポキシ樹脂であることを特徴と
    する特許請求の範囲第5項による方法。
  7. (7)当該硬化剤がジアミン、第三アミンおよびカルボ
    キシブチルニトリルゴムを含むことを特徴とする特許請
    求の範囲第4項による方法。
  8. (8)当該レベリング剤が蒸発シリカ微粒子を含むこと
    を特徴とする特許請求の範囲第4項による方法。
  9. (9)当該上塗材料が、溶媒を含むことを特徴とする特
    許請求の範囲第4項による方法。
  10. (10)特許請求の範囲第1項によつて製造された、導
    線書き込み結線回路板。
  11. (11)当該上塗材料が硬化中に本質的に寸法変化を起
    こさず、本質的に接着層を軟化または分解しない温度お
    よび露光で硬化し、接着層の表面に確実に接着すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項による方法。
JP13673385A 1984-06-25 1985-06-21 相互接続回路板の製造法 Pending JPS6113690A (ja)

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