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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Sachgebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine mehrschichtige Verdrahtungsplatte,
und insbesondere auf ein Verfahren zum Herstellen derselben.
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2. Beschreibung des in
Bezug stehenden Stands der Technik
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Da
sich die elektronischen Geräte
in den vergangenen Jahren in der Größe verkleinert haben und in der
Funktionsweise verbessert haben, ist es erforderlich, dass Halbleitervorrichtungen,
die in elektronischen Geräten
eingebaut sind und die mehrschichtige Verdrahtungsplatten zum Montieren
davon haben, im Aufbau mit einer höheren Funktionsweise und Zuverlässigkeit,
kleiner und dünner
werden. Aufgrund dieser Erfordernisse ist das Montageverfahren von
einem Package mit Stiften zum Einsetzen zu einem Montieren von Packages
auf der Oberfläche überführt worden,
und in neuerer Zeit ist ein Montageverfahren, bezeichnet als ein Bare-Chip-Mounting,
untersucht worden, bei dem die Halbleitervorrichtungen direkt auf
der gedruckten Verdrahtungsplatte gepackt werden. Mit dem Auftreten
der Mehrfach-Stift-Halbleitervorrichtungen ist ein zunehmender Bedarf
vorhanden, ein Mehrschicht-Substrat zum Montieren der Halbleitervorrichtungen
zu haben. Für dieses
Mehrschicht-Substrat ist ein Aufbauverfahren vorgeschlagen worden,
bei dem eine isolierenden Schicht, die aus einem foto- bzw. lichtempfindlichen
Harz, und eine Schicht, die durch Platieren oder Niederschlag gebildet
ist, alternierend auf einer Seite oder beiden Seiten des Substrats
gelegt werden. Allerdings bringt eine mehrschichtige Verdrahtungsplatte
bei dem Aufbauverfahren einen komplexen Herstellungsvorgang, mit
zahlreichen Schritten, mit sich, was zu einem Problem dahingehend
führt,
einen niedrigen Ertrag zu haben und mehr Zeit für die Lieferung zu benötigen. Auch
ist ein Mehrschichtverfahren vorgeschlagen worden (JP-A-8-288649),
bei dem ein Glasepoxid-Laminat mit einseitigem Kupfer einen Vorsprung
aus einer elektrisch leitenden Paste, gebildet auf einer Fläche (Kupfer-Fläche) durch
eine Abgabeeinrichtung, besitzt, und eine Klebeschicht und eine
Kupferfolie werden eine über
der anderen gelegt und gepresst, wobei dieser Vorgang wiederholt
wird, um die Mehrfachschicht herzustellen. Allerdings ist dieses
Verfahren in Bezug auf die Zuverlässigkeit einer Verbindung und
des Verbindungs-Widerstands,
der Schwierigkeit, die feine Schaltung aufzubringen, und in Bezug
auf die Mehrfachschicht, die erforderlich ist, um das Pressen mit
einer Anzahl von Schichten zu wiederholen, was mehr Zeit für die Herstellung
benötigt,
fraglich.
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Andererseits
wird, bei dem Bare-Chip-Mounting, ein Silizium-(Silicone)-Chip,
der einen thermischen Expansionskoeffizienten von 3 bis 4 ppm/°C besitzt,
direkt an einer gedruckten Schaltungsplatte angebondet, die einen
thermischen Expansionskoeffizienten von 10 bis 20 ppm/°C besitzt,
und zwar direkt über
ein Klebemittel. Dementsprechend wird eine Spannung aufgrund einer
Differenz in dem thermischen Expansionskoeffizienten dazwischen
aufgebracht, was zu einem Problem dahingehend führt, dass die Zuverlässigkeit
der Verbindung niedriger ist. Auch verursacht die Spannung ein Problem,
dass ein Riss in dem Klebemittel verursacht wird, was die Feuchtigkeitsbeständigkeit
herabsetzt. Um eine solche Spannung freizusetzen, kann die Spannung
dadurch verteilt werden, dass dem Klebemittel eine geringere Elastizität verliehen
wird. Allerdings kann mit jedem dieser Verfahren nicht die Zuverlässigkeit
dieser Verbindung vollständig
sichergestellt werden. Weiterhin ist es, um eine höhere Zuverlässigkeit
einer Verbindung sicherzustellen, unabdingbar, den thermischen Expansionskoeffizienten
des Substrats zu verringern.
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In
einer solchen Umgebung haben die vorliegenden Erfinder eine mehrschichtige
Verdrahtungsplatte und ein Verfahren zum Herstellen derselben vorgeschlagen,
die eine Vielzahl doppelseitiger Leiterplatten mit niedriger, thermischer
Expansion aufweist, wobei ein Verdrahtungsleiter auf jeder Seite
einer isolierenden Schicht vorgesehen ist, die ein organisches Harz
mit hohem Molekulargewicht aufweist, mit einem Metallkern als eine
Grundsubstanz, und wobei die verdrahtenden Verbinder auf beiden
Seiten der isolierenden Schicht elektrisch über ein Durchgangsloch verbunden
sind, wobei diese doppelseiti gen Leiterplatten als ein Teil über eine
Klebeschicht laminiert sind (Japanische Patentanmeldung No. 9-260201).
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Allerdings
besitzt, in der Vielzahl der doppelseitigen Leiterplatten für die Mehrschicht-Verdrahtungsplatte,
wie sie vorstehend beschrieben ist, das Durchgangsloch für das elektrische
Verbinden der Verdrahtungsleiter auf beiden Seiten der isolierenden
Schicht ein Problem, dass ein Riss innerhalb des oder an dem Eckenbereich
des Durchgangslochs gebildet wird, wie dies in einem beschleunigten
Umgebungstest, wie beispielsweise einem Temperatur-Zyklustest, herausgefunden
wurde. Deshalb kann die Dicke einer Platierung des Durchgangslochs
erhöht
werden, um die Zuverlässigkeit
zu verbessern. Allerdings kann in diesem Fall die verfeinerte Verdrahtung
nicht in einem Vorgang zum Bilden der Schaltung durch Ätzen gebildet
werden. Anderseits ist es, um die verfeinerte Verdrahtung zu bilden,
erforderlich, die Dicke einer Leiterschicht auf beiden Seiten zu
verringern, was zu einer niedrigeren Zuverlässigkeit des Durchgangslochs
führt.
Und in einem Verfahren, bei dem die Vielzahl der doppelseitigen
Leiterplatten über
die Klebeschicht einteilig laminiert sind, werden die Verdrahtungsleiter
auf den doppelseitigen Leiterplatten benachbart (gestapelt) elektrisch über einen gelöteten, elektrischen
Leiter verbunden. Allerdings wird, da der gelötete, elektrische Leiter nicht
an dem Durchgangsloch der doppelseitigen Leiterplatten vorgesehen
werden kann, der Freiheitsgrad bei der Verdrahtung stark behindert.
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Aus
der
EP 0905763 A2 sind
ein mehrschichtiges Verdrahtungssubstrat und ein Verfahren zum Herstellen
desselben bekannt. Aus der
US
4942076 A ist ein keramisches Substrat mit Metall, das über Löcher gefüllt ist,
für Hybrid-Mikroschaltungen
bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die vorstehend angegebenen
Nachteile gemacht worden, und deren Aufgabe ist es, eine mehrschichtige
Verdrahtungsplatte zu schaffen, die einen äußerst geringen, thermischen
Expansionskoeffizienten, eine hohe Verbindungs-Zuverlässigkeit
und einen hohen Freiheitsgrad besitzt, und ein Verfahren zum Herstellen
derselben zu schaffen.
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Die
mehrschichtige Verdrahtungsplatte gemäß der Erfindung ist so definiert,
wie sie in Anspruch 1 beansprucht ist. Deren entsprechendes Herstellungsverfahren
ist so definiert, wie es in Anspruch 4 beansprucht ist.
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Die
vorliegenden Erfinder haben eine Reihe von Untersuchungen vorgenommen,
um eine mehrschichtige Verdrahtungsplatte zu erhalten, die einen äußerst kleinen,
thermischen Expansionskoeffizienten, eine hohe Verbindungs-Zuverlässigkeit
und einen hohen Freiheitsgrad bei der Verdrahtung besitzt. Als eine Folge
haben die Erfinder herausgefunden, dass eine mehrschichtige Verdrahtungsplatte,
die einen äußerst kleinen,
thermischen Expansionskoeffizienten, eine hohe Verbindungs-Zuverlässigkeit
und einen großen
Freiheitsgrad bei der Verdrahtung besitzt, durch elektrisches Verbinden
der Verdrahtungsleiter auf beiden Seiten über ein Durchgangsloch, das
ein Metall mit niedrigem Schmelzpunkt mit einem Metallkern als eine
Grundsubstanz darin aufgefüllt
ist, hergestellt werden kann, und sind zu der vorliegenden Erfindung
gelangt. In der mehrschichtigen Verdrahtungsplatte der vorliegenden
Erfindung ist es möglich,
eine doppelseitige Leiterplatte mit niedriger, thermischer Expansion
zu erhalten, indem der Metallkern als eine Grundsubstanz vorgesehen
wird. Durch integrales Laminieren der doppelseitigen Leiterplatten
mit niedriger, thermischer Expansion ist es möglich, eine mehrschichtige
Leiterplatte mit niedriger, thermischer Expansion zu erhalten. Auch
kann, in der mehrschichtigen Leiterplatte der vorliegenden Erfindung,
ein Durchgangsloch, das mit einem Metall mit niedrigem Schmelzpunkt
darin aufgefüllt
ist, an Stelle des Durchgangslochs, vorgesehen werden. Hiermit tritt
kein Riss innerhalb oder an der Kante des Lochs in einem beschleunigten
Umgebungstest, wie beispielsweise einem Temperatur-Zyklustest, auf,
was zu einer hohen Verbindungs-Zuverlässigkeit führt. Durch Vorsehen eines gelöteten, elektrischen
Leiters an dem Durchgangsloch, das mit einem Metall mit niedrigem
Schmelzpunkt darin aufgefüllt
ist, können
die Verdrahtungsleiter der doppelseitigen Leiterplatten, die geschichtet
sind (benachbart dazu nach oben und nach unten), elektrisch verbunden
werden, was zu einem größeren Freiheitsgrad
führt. Andererseits
weist ein Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung ein zeitweiliges
Anbonden einer Klebeschicht auf der doppelseitigen Leiterplatte
in Ausrichtung, Bilden einer Lötmittelerhebung
auf einem Bohrungsbereich in dieser Klebeschicht, Laminieren der
doppelseitigen Leiterplatten in Ausrichtung und Aufbringen von Wärme und
Druck auf die laminierten, doppelseitigen Leiter platten, um sie
zu integrieren, auf. Deshalb kann eine Vielzahl von doppelseitigen
Leiterplatten durch gleichzeitiges Aufbringen von Wärme und
Druck integriert werden. Gleichzeitig können, wie groß auch immer
die Anzahl der Verdrahtungsleiterschichten ist, die Verdrahtungsleiter
elektrisch durch das gleichzeitige Aufbringen von Wärme und
Druck verbunden werden. In der vorliegenden Erfindung bedeutet der
Ausdruck "Präparieren
einer Klebeschicht, gebohrt an einer Position entsprechend zu einem
vorbestimmten Bereich jeder der Verdrahtungsleiter auf der doppelseitigen
Leiterplatte", dass
dieser einen Fall eines Bohrens nach Auflegen der Klebeschicht auf
die doppelseitige Leiterplatte umfasst.
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In
der vorliegenden Erfindung kann das Herstellen der doppelseitigen
Leiterplatten weiterhin die Schritte eines Präparierens eines Substrats,
das eine Leiterschicht auf beiden Seiten einer isolierenden Schicht,
die ein organisches Harz mit hohem Molekulargewicht aufweist, mit
einem Kern als eine Grundsubstanz, und eine Bohrung an einer vorgegebenen
Position des Metallkerns besitzt, Bilden eines Durchgangslochs,
das kleiner als die Bohrung an einem Bereich des Substrats entsprechend
der Bohrung ist, Auffüllen eines
Metalls mit niedrigem Schmelzpunkt in das Durchgangsloch hinein,
elektrisches Verbinden der Leiterschichten auf den beiden Seiten
des Substrats über
das Metall mit niedrigem Schmelzpunkt durch Platieren beider Seiten
des Substrats nach einem Auffüllen,
und Bilden einer Schaltung auf den Leiterschichten auf beiden Flächen nach
einem Platieren, aufweisen. Dadurch können die Leiterschichten auf
beiden Seiten elektrisch durch direktes Platieren des Metalls mit
niedrigem Schmelzpunkt, das in das Durchgangsloch des Substrats
hinein gefüllt
ist, verbunden werden, um dadurch die Leiterschicht dünner zu
gestalten.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine Querschnittsansicht, die eine Ausführungsform einer Mehrschicht-Leiterplatte entsprechend
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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2 zeigt
eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zum Herstellen einer
doppelseitigen Leiterplatte darstellt.
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3 zeigt
eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen der doppelseitigen
Leiterplatte darstellt.
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4 zeigt
eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen der doppelseitigen
Leiterplatte darstellt.
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5 zeigt
eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen der doppelseitigen
Leiterplatte darstellt.
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6 zeigt
eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen der doppelseitigen
Leiterplatte darstellt.
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7 zeigt
eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen der doppelseitigen
Leiterplatte darstellt.
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8 zeigt
eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zum Herstellen einer
Varianten der doppelseitigen Leiterplatte darstellt.
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9 zeigt
eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zum Herstellen der Varianten
darstellt.
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10 zeigt
eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zum Herstellen der Varianten
darstellt.
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11 zeigt
eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zum Herstellen der Varianten
darstellt.
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12 zeigt
eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zum Herstellen der Varianten
darstellt.
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13 zeigt
eine Querschnittsansicht der Varianten.
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14 zeigt
eine Querschnittsansicht, die eine Klebeschicht darstellt.
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15 zeigt
eine Querschnittsansicht, die einen Zustand darstellt, bei dem die
Klebeschicht zeitweilig an der doppelseitigen Leiterplatte angebondet
ist.
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16 zeigt
eine Querschnittsansicht, die einen Zustand darstellt, bei dem eine
Lötmittelerhebung
auf der Klebeschicht gebildet ist.
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17 zeigt
eine Querschnittsansicht, die einen Zustand darstellt, bei dem die
doppelseitigen Leiterplatten laminiert sind.
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18 zeigt
eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen eines
Vergleichsbeispiels 1 darstellt.
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19 zeigt
eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen eines
Vergleichsbeispiels 2 darstellt.
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20 zeigt
eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen eines
Vergleichsbeispiels 2 darstellt.
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21 zeigt
eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen eines
Vergleichsbeispiels 2 darstellt.
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22 zeigt
eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen eines
Vergleichsbeispiels 2 darstellt.
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23 zeigt
eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zum Herstellen eines
Vergleichsbeispiels 3 darstellt.
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24 zeigt
eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen eines
Vergleichsbeispiels 3 darstellt.
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25 zeigt
eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen eines
Vergleichsbeispiels 3 darstellt.
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In
der vorliegenden Beschreibung bezeichnet 1 eine doppelseitige
Leiterplatte, 2 bezeichnet eine Legierungsfolie, 3 bezeichnet
eine isolierende Schicht, 4 bezeichnet eine Schaltung, 5a oder 7 bezeichnet
einen gelöteten
Leiter und 6 bezeichnet eine Klebeschicht.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend im Detail beschrieben.
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In
einer doppelseitigen Leiterplatte, die aus einer mehrschichtigen
Verdrahtungsplatte der vorliegenden Erfindung besteht, ist das organische
Material mit hohem Molekulargewicht zur Verwendung als eine isolierende
Schicht in geeigneter Weise, aber nicht darauf beschränkt, Polyimidharz,
und kann Polyetherimid, Polyethersulfon oder Epoxidharz sein. Das
Metall-Material, das die Verdrahtungsleiter auf beiden Seiten der
isolierenden Schicht bildet, ist in geeigneter Weise, allerdings
nicht darauf beschränkt,
Kupfer, und kann Gold oder Silber sein.
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Mittel
zum Öffnen
einer Durchgangsbohrung (Durchgangsloch) in der isolierenden Schicht
können
ein geeignetes Verfahren, in Abhängigkeit
von der Größe des Lochs,
einschließlich
Bohren, Stanzen oder Lasern, sein. Das Metall mit niedrigem Schmelzpunkt
zum Auffüllen
des Durchgangslochs kann ein gelöteter,
elektrischer Leiter, ausgewählt
unter Sn, Pb, Ag, Bi, Zn, Sb und Cu, sein. Der gelötete, elektrische
Leiter ist zum Beispiel, allerdings nicht darauf beschränkt, eine
Lötmittel-Zusammensetzung,
wie beispielsweise Sn-Pb, Sn-Ag, Sn-Sb, Sn-Bi, Sn-Ag-Bi, Sn-Zn und
Sn-Cu, und kann optimal entsprechend der Wärmebeständigkeit, die für das Substrat
erforderlich ist, bestimmt werden.
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Beim
Auffüllen
des Metalls mit niedrigem Schmelzpunkt in das Durchgangsloch kann
dieses Metall mit niedrigem Schmelzpunkt so aufgefüllt werden,
um sich über
den gesamten Raum des Durchgangslochs zu erstrecken. Eine Art und
Weise, das Metall mit niedrigem Schmelzpunkt einzufüllen, kann,
zum Beispiel, Einführen
eines Metallpulvers mit niedrigem Schmelzpunkt, oder einer Mischung
aus einem Pulver mit niedrigem Schmelzpunkt und eines organischen
Mittels, das ähnlich
einer Paste ist, so, wie dies erforderlich ist, von einer Seite
des doppelseitigen Substrats aus, durch Einquetschen, oder Einführen des
Metalls mit niedrigem Schmelzpunkt durch eine Presse von der oberen
Fläche
aus, nachdem eine überschüssige Menge
des Materials des Metalls mit niedrigem Schmelzpunkt auf dem oberen
Bereich des Durchgangslochs gedruckt ist, umfassen. Weiterhin kann
das Auffüllen
durch Aufbringen von Wärme
und Druck bei einer Temperatur oberhalb eines Schmelzpunkts sichergestellt
werden. Die überschüssige Menge
des Metalls mit niedrigem Schmelzpunkt kann so, wie dies erforderlich
ist, durch Polieren beider Seiten des doppelseitigen Substrats entfernt
werden.
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Die
Bildung einer Schaltung auf dem doppelseitigen Substrat, bei dem
das Metall mit niedrigem Schmelzpunkt in das Durchgangsloch eingefüllt ist,
kann durch elektrolytisches Platieren und Mustern durchgeführt werden.
Die Dicke einer Schaltungsschicht wird auf 36 μm oder geringer, vorzugsweise
18 μm oder geringer,
eingestellt. Außerhalb
dieses Bereichs ist eine verfeinerte Schaltungsverdrahtung schwierig.
Nach einem Mustern wird die Schaltungsschicht mit dem Metall durch
Aufbringen von Wärme
und Druck bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts des Metalls
mit niedrigem Schmelzpunkt verbunden, um die elektrische Verbindung
sicherzustellen. Nach Bilden eines Durchgangsfochs in der Klebeschicht
zuvor und Auffüllen des
Metalls mit niedrigem Schmelzpunkt darin kann das Mustern durch
Aufpastieren einer Kupferfolie auf jeder Seite dieser Klebeschicht
vorgenommen werden. Oder die Bildung der Schaltung kann, nachdem
das Metall mit niedrigem Schmelzpunkt in die Klebeschicht, mit dem
Durchgangsloch vorgesehen, gefüllt
ist, durch die Kombination eines nicht elektrolytischen Platierens,
eines Niederschlagens oder elektrolytischen Platierens vorgenommen
werden. Auf diese Art und Weise ist, wenn das Metall mit niedrigem
Schmelzpunkt in das Durchgangsloch eingefüllt ist, ein Vorteil dahingehend
vorhanden, dass das Metall mit niedrigem Schmelzpunkt direkt platiert
werden kann.
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Die
Kern-Materialien für
die Verwendung, um das Substrat mit niedriger, thermischer Expansion
zu realisieren, können
Fe, Ni, Cr, Al, Ti, Cu, Co, eine Legierungsfolie davon, oder ein
keramisches Material umfassen. Die vorstehende Metallfolie oder
das keramische Material wirken dahingehend, die Expansion der Leiterschicht
und der isolierenden Schicht zu unterdrücken. Deshalb ist es erforderlich,
dass deren eigener, thermischer Expansionskoeffizient ausreichend
klein ist. In dem Fall, bei dem das Kernmaterial eine Ni-Fe-Legierungsfolie
ist, beträgt
das Inhalts-Verhältnis
von Ni (Gew.-%) 31 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 31 bis 45 Gew.-%,
da der thermische Expansionskoeffizient mit diesem Verhältnis variiert
wird. Oberhalb oder unterhalb dieses Bereichs ist der thermische
Expansionskoeffizient groß,
und der thermische Expansionskoeffizient äquivalent zu demjenigen des
Chips kann nicht erreicht werden. Die Dicke der Metallfolie beträgt 10 bis
300 μm,
vorzugsweise 10 bis 200 μm,
noch bevorzugter 10 bis 100 μm.
Unterhalb dieser Dicke kann die Differenz in der thermischen Expansion
zwischen der Leiterplatte und dem Silizium-Chip nicht unterdrückt werden.
Um eine Mehrfachschicht aus der doppelseitigen Leiterplatte herzustellen,
wird eine Klebeschicht, gebohrt an einer Position entsprechend zu
der Stelle, die auf der doppelseitigen Leiterplatte notwendig ist,
ausgerichtet und temporär
an einer Seite oder beiden Seiten der doppelseitigen Leiterplatte
angebondet. Eine Lötmittelpaste wird
in einen Bohrungsbereich durch Drucken eingebracht, und wird durch
Erwärmen
geschmolzen, um eine Lötmittelerhebung
zu bilden. Eine Vielzahl doppelseitiger Leiterplatten mit Lötmittelerhebung
werden ausgerichtet, eine über
die andere gelegt und durch Aufbringen von Wärme und Druck integriert. Hierbei
kann der Bohrungsbereich auf die Schaltung oberhalb des Durchgangslochs
aufgebracht werden, mit dem die Verdrahtungsleiter auf beiden Seiten
der doppelseitigen Leiterplatte elektrisch verbunden werden.
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Die
Klebeschicht wird eine isolierende Schicht nach einem Laminieren
und einer Integration. Demzufolge können die Klebemittel für diese
Klebeschicht vorzugsweise Polyimid, Epoxidharz oder eine Mischung davon
unter den Aspekten der Wärmebeständigkeit
und der elektrischen Charakteristika sein. Die Dicke der Klebemittelschicht
kann ungefähr
0,01 mm bis ungefähr
1,0 mm sein. Unterhalb dieses Bereichs kann die Bearbeitbarkeit
niedrig sein. Oberhalb dieses Bereichs kann die Lötmittelpaste
nicht gut in den Bohrungsbereich hineingefüllt werden, was bewirkt, dass
die Zuverlässigkeit
herabgesetzt wird. Mittel zum Öffnen
einer Bohrung in dieser Klebemittelschicht können ein geeignetes Verfahren
sein, in Abhängigkeit
von der Größe der Bohrung,
zum Beispiel Bohren, Stanzen oder Laserbearbeitung umfassend.
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In
einem Schritt, um temporär
die Klebeschicht zu befestigen, kann die Klebeschicht, die eine
Bohrung besitzt, temporär
unter Verwendung einer Wärmepresse
an einer bestimmten Position auf einer Fläche oder auf beiden Flächen der
doppelseitigen Leiterplatte mit niedriger, thermischer Expansion
angebondet werden. Oder sie kann, nachdem die Klebeschicht temporär an einer
Seite oder beiden Seiten der doppelseitigen Leiterplatte angebondet
ist, unter Verwendung eines Lasers, gebohrt werden. Der Laser kann
geeignet ein CO2-Gas-, Eximer- oder ein
YAG-Laser sein.
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Beim
Bilden der Lötmittelerhebung
kann die Lötmittelpaste
kommerziell erhalten werden, wobei die Größe der Lötmittelteilchen 100 μm oder geringer,
vorzugsweise 50 μm
oder geringer, noch bevorzugter 10 μm oder geringer, ist. Die Zusammensetzung
des Lötmittels
ist nicht spezifisch eingeschränkt
und kann entsprechend der Wärmebeständigkeit
für das
Substrat ausgewählt
werden. Die Lötmittelerhebung
wird, nach einem Laminieren, kontaktiert, indem ein Kontakt mit
einer gegenüberliegenden
Elektrode gebildet wird, allerdings kann, falls erforderlich, das
Substrat oberhalb des Schmelzpunkts des Lötmittels für die Metallverbindung erwärmt werden.
Ein Verfahren einer Metallverbindung wird gleichzeitig durchgeführt, während das
Substrat integriert wird, unter Aufbringen von Wärme und Druck, oder kann durch
Erwärmen
erneut nach einem Integrieren durchgeführt werden.
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Die
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im Detail unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen beschrieben.
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1 stellt
eine Ausführungsform
einer mehrschichtigen Leiterplatte der vorliegenden Erfindung dar. In
der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine doppelseitige
Leiterplatte, die eine Schaltung (Verdrahtungsleiter) 4,
hergestellt aus einer Kupferfolie, die auf beiden Seiten einer isolierenden
Schicht 3, hergestellt aus Polyimidharz, mit einer Ni-Fe-Legierungs-Folie 2 als
eine Grundsubstanz, gebildet ist. In dieser Ausführungsform werden drei doppelseitige
Leiterplatten 1 verwendet. Dadurch wird eine Leiterplatte
mit sechs Schichten als mehrschichtige Leiterplatte hergestellt.
Das Bezugszeichen 5 bezeichnet ein Durchgangsloch, das
einen gelöteten,
elektrischen Leiter 5a besitzt, der in ein Durchgangsloch
(Verbindungsloch) 1a, das in jeder der doppelseitigen Leiterplatten 1 geöffnet ist,
eingefüllt
ist, wobei das Durchgangsloch elektrisch die Schaltungen 4 auf
beiden Seiten verbindet. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet
eine Polyimid-Klebeschicht, um die doppelseitigen Leiterplatten 1 miteinander
zu verbinden. Das Bezugszeichen 7 bezeichnet einen gelöteten, elektrischen
Leiter für
ein elektrisches Verbinden der Schaltungen 4 auf den zwei
doppelseitigen Leiterplatten 1, die eine auf die andere
(angrenzend nach oben und nach unten) gelegt sind.
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Die
doppelseitige Leiterplatte 1 kann in der folgenden Art
und Weise hergestellt werden. Eine Bohrung 2a wird zuerst
an einer vorgegebenen Position (eine Position für das Durchgangsloch 5,
um den gelöteten, elektrischen
Leiter 5a einzufüllen)
der Ni-Fe-Legierungsfolie 2,
wie dies in 2 dargestellt ist, geöffnet. Dann werden
die Leiterschichten 4a, die eine Kupferfolie aufweisen,
von beiden Seiten der Ni-Fe-Legierungsfolie 2, unter Verwendung
einer Polyimid-Klebeschicht 11 (die die isolierende Schicht 3 für ein Substrat 8 ist,
wie später
beschrieben wird), aufpastiert. So wird das Substrat 8 hergestellt,
wie dies in 3 dargestellt ist. (Das Bezugszeichen 12 bezeichnet
eine Polyimidharzschicht, die auf einer Seite der Leiterschicht 4a in 2 gebildet ist.)
Dann wird, wie in 4 dargestellt ist, ein Durchgangsloch 1a,
das kleiner als ein Bohrungsbereich 2a ist, an einem Bereich
entsprechend zu dem Bohrungsbereich 2a der Ni-Fe-Legierungsfolie 2 des
Substrats 8 vorgesehen. Dann werden, wie in 5 dargestellt
ist, nachdem der gelötete,
elektrische Leiter 5a in dieses Durchgangsloch 1a eingefüllt ist,
die Leiterschichten 4a auf beiden Seiten einem elektrolytischen
Kupferplatieren unterworfen, um elektrisch die Leiterschichten 4a auf
beiden Seiten zu verbinden (siehe 6). Der
thermische Expansionskoeffizient eines Substrats 9, erhalten
auf diese Art und Weise, ist für
die Ni-Fe-Legierung aufnahmefähig, die
ein Material für
den Kern ist, und kann durch Ändern
des Verhältnisses
von Ni-Fe und der Dicke der Folie eingestellt werden. Dann wird
eine Schaltung 4 auf jeder der Leiterschichten 4a auf
beiden Seiten des Substrats 9 gebildet, wie dies in 6 dargestellt
ist, um eine doppelseitige Leiterplatte 1 herzustellen (siehe 7).
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Die
doppelseitige Leiterplatte 1 kann auch in der folgenden
Art und Weise hergestellt werden. Die Bohrung 2a wird zuerst
an einer vorbestimmten Position (eine Position für das Durchgangsloch 5,
um den gelöteten,
elektrischen Leiter 5a einzufüllen) der Ni-Fe-Legierungsfolie 2,
wie dies in 8 dargestellt ist, geöffnet. Dann
wird die Polyimid-Klebeschicht 11 (die
die isolierende Schicht 3 für ein Substrat 18 ist,
wie später
beschrieben wird) von jeder Seite der Ni-Fe-Legierungsfolie 2 aufpastiert,
um das Substrat 18 herzustellen, wie dies in 9 dargestellt
ist. Dann wird, wie in 10 dargestellt ist, das Durchgangsloch 1a,
das kleiner als der Bohrungsbereich 2a ist, an einem Bereich
entsprechend zu dem Bohrungsbereich 2a der Ni-Fe-Legierungs-Folie 2 des
Substrats 18 vorgesehen. Dann werden, wie in 11 vorgesehen
ist, nachdem der gelötete,
elektrische Leiter 5a in dieses Durchgangsloch 1a eingefüllt ist,
die Leiterschichten 4a, die die Kupferfolie aufweisen,
von beiden Seiten aufpastiert, um elektrisch die Leiterschichten 4a auf
beiden Seiten zu verbinden (siehe 12). Das
Substrat wird der Aufbringung von Wärme und Druck oberhalb eines
Schmelzpunkts des gelöteten,
elektrischen Leiters 5a für die sichere Verbindung unterworfen.
Dann wird die Schaltung auf jeder der Leiter schichten 4a auf
beiden Seiten des Substrats 19 gebildet, wie dies in 12 dargestellt
ist, um die doppelseitige Leiterplatte 1 herzustellen (siehe 13).
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Die
mehrschichtige Leiterplatte kann in der folgenden Art und Weise
hergestellt werden. Das bedeutet, dass drei doppelseitige Leiterplatten 1 (siehe 7 oder 8),
die die Schaltung 4 besitzen, die die Kupferfolie, gebildet
auf beiden Seiten der isolierenden Schicht 3, hergestellt
aus Polyimidharz, aufweisen, und zwei Klebeschichten 13 (siehe 14),
hergestellt aus Polyimid-Klebemittel, präpariert werden. Dann wird,
wie in 15 dargestellt ist, jede Klebeschicht 13 temporär auf der
oberen Fläche
von zwei (von drei) doppelseitigen Leiterplatten 1 angebondet,
so dass ein Bohrungsbereich 13a jeder Klebeschicht 13 an
einer vorbestimmten Position (eine Position für den gelöteten, elektrischen Leiter 7 in 1)
der Schaltung 4 auf jeder der doppelseitigen Leiterplatten 1 ausgerichtet
ist. Dann wird, wie in 16 dargestellt ist, eine Lötmittelpaste
in den Bohrungsbereich 13a jeder der Klebeschichten 13 durch
Siebdrucken und Schmelzen durch Wärme, um die Lötmittelerhebung 14 auf
der Schaltung 4 jeder der doppelseitigen Leiterplatten 1 zu
bilden, eingegossen. Dann werden die doppelseitigen Leiterplatten 1,
die mit der Lötmittelerhebung 4 versehen
sind, und eine doppelseitige Leiterplatte 1, einfach gebildet
mit der Schaltung 4, eine auf die andere in Ausrichtung
gelegt (siehe 17), und werden durch Aufbringung
von Wärme
und Druck integriert. In diesem Zustand wird jede Klebeschicht 13 die
Klebeschicht 6, und jede Lötmittelerhebung 14 wird
der gelötete,
elektrische Leiter 7. Dadurch kann eine Leiterplatte mit
sechs Schichten, die drei doppelseitige Leiterplatten 1,
die laminiert und integriert sind, besitzt, erhalten werden. Wie
vorstehend beschrieben ist, können,
in dieser Ausführungsform,
drei doppelseitige Leiterplatten 1 durch gleichzeitiges
Aufbringen von Wärme
und Druck integriert werden, und gleichzeitig kann die elektrische
Verbindung zwischen sechs Schichten vorgenommen werden. Und die
Ni-Fe-Legierungs-Folie 2 wird
unter einem Verhältnis
einer Schicht zu zwei Schichten der Schaltung 4 angeordnet.
Deshalb kann, wenn die Schaltung 4 durch die Kupferfolie
aufgebaut ist, der thermische Expansionskoeffizient der insgesamt
sechsschichtigen Leiterplatte verringert werden, was zu einer extrem
hohen Zuverlässigkeit
führt. Da
der gelötete,
elektrische Leiter 5a, 7 für die sechsschichtige, elektrische
Verbindung (elektrische Verbindung zwischen sechs Schichten) verwendet
wird, ist der Verbindungs-Widerstand niedrig, was zu einer Verbindung
mit einer hohen Zuverlässigkeit
führt.
Weiterhin ist die Positi on der Verbindung jedes gelöteten, elektrischen
Leiters 7 nicht für
diejenige des gelöteten,
elektrischen Leiters 5a des Durchgangslochs 5 zugänglich, und
kann an irgendeiner Position angeordnet werden, was zu einem höheren Freiheitsgrad
und einer höheren Verdrahtungsdichte
führt.
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Der
Effekt der Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels gezeigt.
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BEISPIEL 1
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Eine
Kupferfolie 4a, die eine Dicke von 18 μm besitzt, wurde durch Aufbringen
von Wärme
und Druck (40 kg/cm2, 200°C, 60 min),
unter Verwendung einer Polyimid-Klebeschicht 11 (hergestellt
von Nippon Steel Chemical: SPB-035A), mit einer Dicke von 35 μm, auf beiden
Seiten einer 36-Alloy-Folie 2 (Ni: 36 Gew.-%, Fe: 64 Gew.-%,
thermischer Expansionskoeffizient: 1,5 ppm/°C), mit einer Dicke von 50 μm, mit einer
Bohrung 2a an einer vorgegebenen Position unter einer Teilung
von 300 μm
durch eine Stanzung mit 150 μm
im Durchmesser, angebondet, um dadurch eine doppelseitige Leiterplatte 8 mit
niedrigem Expansionskoeffizienten herzustellen (siehe 3).
Dann wurde ein Durchgangsloch 1a an derselben Position
wie die Bohrung 2a der 36-Alloy-Folie 2, unter
Verwendung einer Stanze mit 100 μm
im Durchmesser (siehe 4), geöffnet. Der obere Bereich des
Durchgangslochs 1a wurde einem Siebdrucken eines Lötmittelpulvers
(mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 10 μm), unter
Verwendung einer Metallmaske (200 μm im Durchmesser, 100 μm in der
Dicke), unterworfen, und das Lötmittelpulver
wurde darin durch eine Presse (100 kg/cm2,
30°C, 5 min)
eingebracht. Dann wurde eine überschüssige Menge
des Lötmittels
durch Polieren entfernt, um ein gelötetes Durchgangsloch 5 zu
erhalten (siehe 5). Danach wurde es einer elektrolytischen
Kupferplatierung mit einer Platierungsdicke von 10 μm unterworfen
(siehe 6). Eine Schaltung 4 wurde auf der Kupferfolie 4a auf
beiden Seiten durch ein herkömmliches Ätzverfahren
gebildet, um eine doppelseitige Leiterplatte 1 herzustellen
(siehe 7).
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Auf
der doppelseitigen Leiterplatte 1 mit niedriger, thermischer
Expansion, hergestellt durch das vorstehende Verfahren, wurde eine
Polyimid-Klebeschicht 13 (hergestellt von Nippon Steel
Chemical: SPB-035A) (siehe 14) mit
einer Bohrung 13a, die durch einen Stanzstempel mit 150 μm Durchmesser
geöffnet
wurde, an eine vorgegebene Position gelegt. In diesem Zustand wurden
sie durch Aufbringen von Wärme
und Druck (20 kg/cm2, 175°C, 30 min)
angebondet (siehe 15). Dann wurde eine Lötmittelpaste
(hergestellt von Tamura Kaken: SQ10-11) in den Bohrungsbereich 13a der
Klebeschicht 13 durch Siebdrucken eingefüllt und
bei deiner Temperatur von 220°C
einem Reflow-Vorgang
unterworfen, um zu reinigen und das Flussmittel zu entfernen, um
eine Lötmittelerhebung 14 herzustellen
(siehe 16). Durch dasselbe Verfahren
wurde eine andere, doppelseitige Leiterplatte mit der Lötmittelerhebung 14 und
den doppelseitigen Leiterplatten 1, die hergestellt wurden,
um die Schaltung 4 zu bilden, hergestellt. Dann wurden
diese drei doppelseitigen Leiterplatten eine auf die andere in Ausrichtung
zueinander gelegt und durch Aufbringen von Wärme und Druck (50 kg/cm2, 175°C,
60 min) integriert (siehe 17), um
eine mehrschichtige Leiterplatte mit niedriger, thermischer Expansion
mit einer sechsschichtigen Struktur herzustellen (siehe 1).
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BEISPIEL 2
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Eine
Kupferfolie 4a, die eine Dicke von 18 μm besaß, wurde durch Aufbringen von
Wärme und
Druck (40 kg/cm2, 200°C, 60 min) (siehe 8),
unter Verwendung einer Polyimid-Klebeschicht 11 (hergestellt
von Nippon Steel Chemical: SPB-035A), mit einer Dicke von 35 μm, auf beiden
Seiten einer 36-Alloy-Folie 2 (Ni: 36 Gew.-%, Fe: 64 Gew.-%, thermischer Expansionskoeffizient:
1,5 ppm/°C)
mit einer Dicke von 50 μm,
mit einer Bohrung 2a an einer vorgegebenen Position unter
einer Teilung von 300 μm
unter Verwendung einer Stanze mit 150 μm im Durchmesser geöffnet, angebondet,
um dadurch eine doppelseitige Leiterplatte 18 mit niedriger,
thermischer Expansion herzustellen (siehe 9). Dann
wurde eine Durchgangsbohrung 1a an derselben Position wie
die Bohrung 2a der 36-Alloy-Folie 2, unter Verwendung
einer Stanze mit 100 μm
im Durchmesser (siehe 10), geöffnet. Der obere Bereich des
Durchgangslochs 1a wurde einem Siebdrucken eines Lötmittelpulvers
(mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 10 μm), unter
Verwendung einer Metallmaske (200 μm im Durchmesser, 100 μm in der
Dicke), unterworfen, und das Lötmittelpulver
wurde darin durch eine Presse (100 kg/cm2,
30°C, 5
min) eingebracht. Dann wurde eine überschüssige Menge des Lötmittels
durch Polieren entfernt, um ein gelötetes Durchgangsloch 5 zu
erhalten (siehe 11). Dann wurde eine Kupferfolie 4a,
die eine Dicke von 18 μm
besaß,
durch Aufbringen von Wärme
und Druck (40 kg/cm2, 200°C, 60 min)
auf beiden Seiten der Leiterplatte 18 mit niedriger, thermischer
Expansion angebondet. Eine Schaltung 4 wurde auf der Kupferfolie 4a auf beiden
Seiten durch das herkömmliche Ätzverfahren
gebildet, um eine doppelseitige Leiterplatte 1 herzustellen
(siehe 13).
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Danach
wurde, in derselben Art und Weise wie bei dem Beispiel 1, eine Klebeschicht 13 temporär an der
doppelseitigen Leiterplatte angebondet, und eine Lötmittelerhebung 14 wurde
dann gebildet. Die doppelseitige Leiterplatte wurde durch Aufbringen
von Wärme
und Druck integriert und die elektrische Verbindung wurde zwischen
den Schichten gebildet. Als Ergebnis wurde eine mehrschichtige Leiterplatte
mit niedriger, thermischer Expansion mit einer sechsschichtigen
Struktur hergestellt.
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VERGLEICHSBEISPIEL 1
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Eine
Polyimid-Klebeschicht 11 (hergestellt von Nippon Steel
Chemical: SPB-035A), mit einer Dicke von 35 μm, wurde durch Aufbringen von
Wärme und
Druck auf beiden Seiten einer 36-Alloy-Folie 2 (Ni: 36 Gew.-%,
Fe: 64 Gew.-%, thermischer Expansionskoeffizient: 1,5 ppm/°C) mit einer
Dicke von 50 μm,
mit einer Bohrung 2a an einer vorgegebenen Position unter
einer Teilung von 300 μm
unter Verwendung einer Stanze mit 150 μm im Durchmesser geöffnet, angebondet,
um dadurch eine doppelseitige Leiterplatte 18 mit niedriger, thermischer
Expansion herzustellen (siehe 9). Dann
wurde eine Durchgangsbohrung 1a an derselben Position wie
die Bohrung 2a der 36-Alloy-Folie 2, unter Verwendung
einer Stanze mit 100 μm
im Durchmesser, geöffnet.
Der obere Bereich des Durchgangslochs 1a wurde einem Siebdrucken
mit einer elektrisch leitfähigen Paste
unterworfen und gehärtet
(175°C,
60 min), um ein elektrisch leitendes Durchgangsloch 15 zu
erhalten (siehe 18). Hierbei war die elektrisch
leitende Paste eine Mischung aus einem kugelförmigen Kupferpulver, das einen
durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 5 μm besaß, als ein elektrisch leitfähiger Füller, einem
thermisch härtenden
Epoxidharz als ein Harz und einem Säureanhydrid als ein härtendes
Mittel unter einem Verhältnis
von 85 Gew.-%, 12,5 Gew.-% und 2,5 Gew.-%. Dann wurde eine Kupferfolie 4a,
die eine Dicke von 18 μm
besaß,
durch Aufbringen von Wärme
und Druck (40 kg/cm2, 200°C, 60 min)
auf beiden Seiten der Leiterplatte mit niedriger, thermischer Expansion
angebondet. Eine Schaltung 4 wurde auf der Kupferfolie 4a auf
beiden Seiten durch das herkömmliche Ätzverfahren
gebildet, um eine doppelseitige Leiterplatte 1 herzustellen.
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Danach
wurde, in derselben Art und Weise wie die vorstehenden Beispiele,
eine Klebeschicht 13 temporär an der doppelseitigen Leiterplatte
angebondet, und eine Lötmittelerhebung 14 wurde
gebildet. Die doppelseitige Leiterplatte wurde durch Aufbringen
von Wärme
und Druck integriert, und die elektrische Verbindung zwischen den
Schichten wurde gebildet. Als ein Ergebnis wurde eine mehrschichtige
Leiterplatte mit niedriger, thermischer Expansion einer sechsschichtigen
Struktur hergestellt.
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VERGLEICHSBEISPIEL 2
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Eine
Kupferfolie 4a, mit einer Dicke von 18 μm, wurde durch Aufbringen von
Wärme und
Druck, unter Verwendung einer Polyimid-Klebeschicht 11 (hergestellt
von Nippon Steel Chemical: SPB-035A), mit einer Dicke von 35 μm, auf beiden
Seiten einer 36-Alloy-Folie 2 (Ni:
36 Gew.-%, Fe: 64 Gew.-%, thermischer Expansionskoeffizient: 1,5
ppm/°C),
mit einer Dicke von 50 μm,
mit einer Bohrung 2a, die an einer vorgegebenen Position
unter einer Teilung von 300 μm
unter Verwendung einer Stanze mit 150 μm im Durchmesser geöffnet wurde,
angebondet, um dadurch eine doppelseitige Leiterplatte 8 mit
niedriger, thermischer Expansion, herzustellen (siehe 19).
Dann wurde ein Durchgangsloch 1a an derselben Position
wie die Bohrung 2a der 36-Alloy-Folie 2, unter
Verwendung einer Stanze mit 100 μm
im Durchmesser (siehe 20), geöffnet. Dann wurde das Durchgangsloch
mit Kupfer mit einer Platierungsdicke von 10 μm (unter Bilden eines Durchgangsloch-Platierungsbereichs 16)
platiert, wie dies in 21 dargestellt ist. Eine Schaltung 4 wurde
auf der Kupferfolie 4a auf beiden Seiten durch das herkömmliche Ätzverfahren
gebildet, um eine doppelseitige Leiterplatte 1 herzustellen
(siehe 22).
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Danach
wurde, in derselben Art und Weise wie bei den vorstehenden Beispielen,
eine Klebeschicht 13 temporär an der doppelseitigen Leiterplatte
angebondet, und eine Lötmittelerhebung 14 wurde
gebildet. Die doppelseitige Leiterplatte wurde durch Aufbringen
von Wärme
und Druck integriert und die elektrische Verbindung wurde zwischen
den Schichten gebildet. Als Ergebnis wurde eine mehrschichtige Leiterplatte
mit niedriger, thermischer Expansion mit einer sechsschichtigen
Struktur hergestellt.
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VERGLEICHSBEISPIEL 3
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An
einer vorgegebenen Position auf einem doppelseitigen, mit Kupfer
ausgekleideten Polyimid-Substrat 23 (hergestellt von Mitsui
Toatu: NEOFLEX-231R), mit einer Kupferfolienschicht 22 (18 μm dick),
vorgesehen auf beiden Seiten einer isolierenden Schicht 21 (50 μm dick),
aufweisend ein Polyimidharz, wurde ein Durchgangsloch 23a unter
Verwendung einer Stanze mit einem Durchmesser von 100 μm geöffnet (siehe 23).
Dann wurde, in derselben Art und Weise wie bei den vorstehenden
Beispielen, ein gelötetes
Durchgangsloch 24 gebildet (siehe 24) und
dann plattiert. Eine Schaltung 25 wurde gebildet, um eine
doppelseitige Leiterplatte 26 herzustellen (siehe 25).
Dann wurde, in derselben Art und Weise wie bei den vorstehenden
Beispielen, eine Klebeschicht 13 temporär auf der doppelseitigen Leiterplatte 26 angebondet
und eine Lötmittelerhebung 14 wurde
gebildet. Die doppelseitige Leiterplatte 26 wurde durch
Aufbringen von Wärme
und Druck integriert, und die elektrische Verbindung zwischen den
Schichten wurde in derselben Art und Weise wie bei den vorstehenden
Beispielen gebildet, um eine mehrschichtige Leiterplatte mit niedriger,
thermischer Expansion einer sechsschichtigen Struktur herzustellen.
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VERGLEICHSBEISPIEL 4
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Eine
sechsschichtige Leiterplatte wurde in derselben Art und Weise wie
in dem Vergleichsbeispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, dass
das elektrisch leitende Durchgangsloch 15 des Vergleichsbeispiels
1 verwendet wurde, anstelle davon, dass das gelötete Durchgangsloch 24,
verwendet in dem Vergleichsbeispiel 3, vorgesehen wurde.
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Ein
thermischer Schock-Test (Flüssigkeitsschicht: –65°C bis 150°C, jeweils
5 min), wurde durchgeführt,
um eine Abschätzung
der Zuverlässigkeit
der elektrischen Bindung für
jedes Durchgangsloch 5, 15, 24 in der
sechsschichtigen Leiterplatte, hergestellt so, wie vorstehend, wie
dies in den Beispielen 1, 2 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 4
beschrieben ist, vorzunehmen. Die Tabelle 1 nachfolgend gibt die
Anzahl von Zyklen an, mit denen ein Kontinuitäts-Fehler in jedem Durchgangsloch 5, 15 und 24 auftrat.
Hierbei wurde die Variation im Widerstand oberhalb von ± 10% als
der Kontinuitäts-Fehler
berücksichtigt.
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Wie
anhand der vorstehenden Tabelle 1 deutlich wird, trat ein Kontinuitäts-Fehler
bei 100 oder weniger Zyklen in dem Vergleichsbeispiel 2 auf (eine
sechsschichtige Leiterplatte, die die herkömmliche Durchgangsloch-Struktur
besaß).
Im Gegensatz dazu wird, in einer sechsschichtigen Leiterplatte,
wie sie in den Beispielen 1, 2 und dem Vergleichsbeispiel 3 dargestellt
ist, die Variation im Widerstand jedes Durchgangslochs innerhalb von ± 10% bis
zu 1000 Zyklen beibehalten. Es wird ersichtlich werden, dass die
Zuverlässigkeit
der Verbindung der sechsschichtigen Leiterplatte hoch ist, wobei
die elektrische Verbindung zwischen jeder Schaltung 4 durch jedes
Durchgangsloch 5, 24, mit dem gelöteten, elektrischen
Leiter 5a darin eingefüllt,
gebildet ist. Als ein Vergleich zwischen den Vergleichsbeispielen
1 und 4, bei denen die elektrische Verbindung zwischen jeder Schaltung 4 durch
ein elektrisch leitendes Durchgangsloch 15 gebildet ist,
wird die Ni-Fe-Legierungs-Folie 2 als
der Kern verwendet, was zu einer wesentlich erhöhten Zuverlässigkeit führt.
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Als
ein Vergleich unter den Beispielen 1 und 2 und dem Vergleichsbeispiel
3, wo die elektrische Verbindung zwischen jeder Schaltung 4 durch
das gelötete
Durchgangsloch 5 gebildet ist, während der Kontinuitäts-Widerstand
nach 1000 Zyklen in dem Vergleichsbeispiel 3 erhöht wird, wird die Variation
in dem Kontinuitäts-Widerstand
innerhalb von ± 10%
auch nach 2000 Zyklen in den Beispielen 1 und 2 beibehalten, wo
die Ni-Fe-Legierungs-Folie 2 als
der Kern verwendet wird. Da die Ni-Fe-Legierungs-Folie 2 den
Umfang einer Variation in der Richtung der Z-Achse um das Durchgangsloch 15 herum unterdrücken kann,
wird davon ausgegangen, dass die Zuverlässigkeit in allen Fällen der
Beispiele 1 und 2 und des Vergleichsbeispiels 1 verbessert wurde.
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In
Bezug auf die Beispiele 1, 2 und die Vergleichsbeispiele 1, 3 und
4 kann die Verbindung zwischen jeder Schicht durch jedes kleine
Durchgangsloch 5, 15 und 24 gebildet
werden, was zu einem höheren
Freiheitsgrad führt.
Als Ergebnis ist deutlich, dass die höhere Verdrahtungsdichte einfach
realisiert werden kann.
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Weiterhin
enthält
die isolierende Schicht der doppelseitigen Leiterplatte 1 ein
Kern-Material mit
niedriger, thermischer Expansion, das eine Ni-Fe-Legierungs-Folie 2 aufweist,
unter einem Verhältnis
einer Schicht zu der Leiterschicht 4a. Der thermische Expansionskoeffizient
der sechsschichtigen Leiterplatte, wie sie in den Beispielen 1,
2 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 beschrieben ist, wurde in
einem Bereich von Raumtemperatur (25°C) bis 200°C gemessen. Die Ergebnisse sind
in der Tabelle 2 nachfolgend aufgelistet.
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Wie
in Tabelle 2 aufgelistet ist, sind die thermischen Expansionskoeffizienten
der sechsschichtigen Leiterplatten in den Beispielen 1, 2 und den
Vergleichsbeispielen 1, 2, die eine Ni-Fe-Legierungs-Folie 2 als das
Kern-Material verwenden, extrem klein. Es ist deutlich, dass diese
sechsschichtigen Leiterplatten für
die reine Chip-Montage geeignet sind. Es muss hierbei nicht gesagt
werden, dass die mehrschichtige Leiterplatte mit nied rigem, thermischen
Expansionskoeffizienten für
die reine Chip-Montage geeignet ist und in der elektrischen Verbindung
sehr zuverlässig
ist.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, ist die mehrschichtige Leiterplatte
der vorliegenden Erfindung mit dem Durchgangsloch, das mit dem Metall
mit niedrigem Schmelzpunkt darin aufgefüllt ist, anstelle des Durchgangslochs,
versehen, und erzeugt keinen Riss innerhalb oder an der Ecke des
Durchgangslochs in einem beschleunigten Umgebungs-Test, wie beispielsweise
einem Temperaturzyklus-Test, um so in der elektrischen Verbindung
hoch zuverlässig
zu sein. Zwei doppelseitige Leiterplatten, eine über die andere gelegt (benachbart
dazu nach oben und nach unten), können elektrisch verbunden werden,
indem der gelötete
Leiter an dem Durchgangsloch, mit dem Metall mit niedrigem Schmelzpunkt
darin eingefüllt,
vorgesehen wird, und besitzen einen großen Freiheitsgrad für eine Verdrahtung.
Andererseits wird, in dem Verfahren zum Herstellen der vorliegenden
Erfindung, die Klebeschicht auf der doppelseitigen Leiterplatte
ausgerichtet und daran temporär
angebondet, der Bohrungsbereich in dieser Klebemittelschicht wird
mit der Lötmittelerhebung
gebildet, und die doppelseitigen Leiterplatten werden in Ausrichtung
laminiert und unter Aufbringen von Wärme und Druck integriert. Deshalb
kann eine Vielzahl von doppelseitigen Leiterplatten durch Aufbringen
von Wärme
und Druck gleichzeitig integriert werden. Auch kann die elektrische
Verbindung zwischen den Verdrahtungsleitern durch Aufbringen von
Wärme und
Druck gleichzeitig, unabhängig
der Anzahl der Schichten des Verdrahtungsleiters, hergestellt werden.
