JPH02125498A - 高密度配線板およびその製造法 - 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、信号線に細い金属導体を使用し、この金属導
体をパッドに溶接固定し、かつ、シールド層を有する高
密度配線板およびその製造法に関する。

（従来の技術） 電子機器の小型化、多機能化、軽量化のために、半導体
素子の高集積化、多機能化が要求され、このような素子
の小型化とともに、それらを搭載する配線板も高密度化
、高性能化が進み、電子機器の軽量化、小型化に貢献し
てきた。

従来、ＩＣのパッケージ形態としては、パンケージ本体
側面から延びた平行な２列のリードを持つＤＩＰ型パッ
ケージが主流である。このＤＩＰ型パッケージのリード
線は、約２．５鶴（１００ａｉｌｓ）間隔に配置されて
おり、これらの素子の電気的接続は、低密度な配線パタ
ーンが形成された配線板に約２．５ｍｍ間隔で配列され
内壁が金属化された貫通孔を設け、この貫通孔とＩＣパ
ッケージのリード線をはんだ等で接続することによりな
される。

しかし、電子機器の小型化、軽量化、多機能化の要求は
益々増大しており、より小さなスペースに多くの素子を
搭載するようになってきているために、ＩＣチップの機
能数が増加し、パッケージ当たりのリード線の数も増加
する傾向にある。

従って、多くの接続端子を持つｔＣチップにおいて、こ
れまでのＤＩＰ型パッケージでは、チップサイズに比べ
てパッケージサイズが大きくなってしまい、部品搭載面
積がかえって増加する傾向にあった。

そこで、これら複雑なＩＣチップに適応するような新し
いパッケージ形態が開発され、この新しいパンケージ形
態の一つにチップキャリヤと呼ばれるものがあり、この
ものは四角形であり、リード線を基板に挿入するのでは
なく、四つの側面に設けられた接続端子とそれに対応す
る基板上の接続端子をはんだ等で接続するものである。

このチップキャリヤの端子間隔は約１．３ｍ＋ｗ　（５
０ｍ１ｌＳ）もしくは、約０．６　＋＋ｎ　（２５ｗｉ
ｔｇ）あるいはそれ以下である。このチップキャリヤの
出現により、パッケージ面積がＤＩＰ型パッケージの場
合よりも減少したが、さらに最近では、ＴＡＢ　（テー
プオートメイテッドボンディング）　、ＰＧＡ　（ビン
グリッドアレイ）　、ＣＯＢ　（チップオンボード）と
呼ばれるフィルムキャリヤを用いたり、基板に直接ＩＣ
チップを搭載する方法が採用されるようになり、部品接
続部が基板表面を主体にしつつある。

しかしながら、パッケージ数やパッケージ入出力端子数
の増大は、配線板の端子密度を増加させ、より高い配線
密度を必要とするため、接続端子とバイアホールを用い
た接続方法、小径貫通孔、配線導体（信号ラインに絶縁
被覆電線を用いた場合には電線の直径）の微細化などに
よって配線の高密度化が検討されている。

（発明が解決しようとする課題） この配線の微細化において、不要な導体をエツチング除
去するサブトラクト法では、エツチング時のサイドエツ
チングによる配線導体の細り、微細な異物がエツチング
レジストと導体間に存在することによる導体の欠損など
を完全になくすことは困難であり、実用に耐える程度で
あってもそのための設備や工程の複雑さによって経済的
ではなく、現在量産的に可能な配線導体幅は、８０〜１
００μｍであるといわれている。

また、必要な配線パターンを無電解めっきによって形成
するアディティブ法では、配線導体幅５０〜７０μｍを
形成することが可能であるが、無電解めっきを行うとき
に無電解めっき液中での銅析出による銅ぷりと呼ばれる
現象が起こり易く配線導体の短絡となるので、銅ふり現
象の起こり難い無電解めっき液や液中での析出銅を吸着
し難いめっきレジストの開発が必要である。

さらに、必要な配線に絶縁電線を用いたマルチワイヤー
配線板では、絶縁基板の上に絶縁電線を固定するための
接着剤を塗布し、絶縁電線を超音波振動する布線針によ
ってその接着剤に固定し、接続の必要な箇所に絶縁電線
を切断し絶縁基板を貫通する孔を明け、その孔内壁を金
属化して表裏の絶縁電線若しくは内層の配線導体と接続
しているため、絶縁電線に加わる機械力例えば布線針の
超音波振動、布線するために絶縁電線を布線方向と反対
方向に加える機械力、隣接する絶縁電線と交差させるた
めに双方の絶縁電線に加わる機械力や貫通孔での接続面
積の確保のために絶縁電線の直径は０．０６ｍｍ以下と
することができないという制限があり、また、布線する
ために必要となる布線針の寸法の制限のために隣接する
絶縁電線との間隔が０．２ｍｍ以上にできないという制
限がある。

また、以上に説明したどの配線板においても、配線導体
の間隔を縮めると、隣接する配線導体間での電磁干渉に
よるクロストークが大きくなることは必至である。

このクロストークを低減した上で、さらに高密度の配線
を実現しようとすることは、前記に説明したように困難
である。

本発明は、クロストークを低減し配線密度に優れた配線
板とその製造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、内層回路層ををする基板表面に設けたバンド
と、このパッドに溶接された絶縁被覆層を有する金属導
体と、パッドを被覆する絶縁樹脂と、この樹脂と金属導
体の絶縁被覆層と基板の表面に形成したシールド層と、
シールドを保護する樹脂層と、電子部品を搭載するため
の端子とを備えた配線板であり、以下の工程により製造
することができる。すなわち、 Ａ、内層回路を有する基板の表面にパッドを形成する工
程。

Ｂ、パッド間に絶縁被覆層を有する金属導体をはわせ、
この導体の端末のｗＩ！、縁被覆層を除去して、パッド
に溶接する工程。

Ｃ０このパッドを絶縁樹脂で被覆後、硬イヒする工程。

Ｄ、この絶縁樹脂と金属導体の絶縁被覆層と基板の表面
にシールド層を形成する工程。

Ｅ、シールド層の表面に樹脂層を設ける工程。

Ｆ９部品搭載端子を形成する工程。

このときに、パッドを被覆する絶縁樹脂力く光硬化型絶
縁樹脂であれば、硬化のときに高し）温度力毫加わらず
基板の熱による影響を排除でき女子まし％ｚ。

また、シールド層を保護する樹脂層上に基牟反表面を平
坦化するために平坦化用樹脂を設しナれｂｆ、その表面
にさらに配線導体を精密に形成することも容易となり、
好ましい。

本発明の配線板の一実施例の構造を第１図番こ示す、こ
の配線板は、内層回路Ｎ１を有する基）反２の表面に設
けたパッド３と、この）＜−）ド３に溶接された絶縁被
覆層４を有する金属導体５と、バンド３を被覆する絶縁
樹脂６と、この樹脂６と金属導体５の絶縁被覆層４と基
板２の表面に形成したシールド層７と、シールド層７を
保護する樹脂層８と、電子部品１０を搭載するためのボ
ンディング用端子９とを備えている。

この配線板の製造法の一実施例を、第２図（ａ）〜（ｅ
）に、製造工程順に示す。

第２図（ａ）においては、内層回路１を有する基板２に
スルーホール１０となる孔を明け、その孔内壁を金属化
しスルーホール１０を形成し両面の導体を接続する。こ
のときに、内層回路板は、現在配線板に使用されている
材料はプラスチック、セラミック、ガラス、金属芯等す
べて使用でき、内層回路の製造についても現在配線板に
使用されている方法であって内層回路板の材料に適した
方法であればどのような方法でも使用できる。

第２図（ｂ）では、パッド３となる部分にエツチングレ
ジストを形成して、不要の導体をエツチング除去し、そ
の表面にパッド３を形成した後、パッド３を形成した面
のエツチングレジストは除去する。このとき、裏面にも
エツチングレジスト１１をその全面に形成するが、その
エツチングレジスト１１は、裏面の導体を保護するため
に除去しない。

第２図＜ｃ＞では、溶接用針１２とパッド３との間に交
流電圧を印可し絶縁被覆層４を熱によって溶解除去し、
さらに導体５をパッド３に溶接し、光硬化性樹脂６をデ
イスペンサー１３から一定量パッド３の位置に供給しパ
ッド３を被覆した後、ライトケーブル１４から供給され
る紫外線によってその樹脂６を硬化する。このときに、
絶縁被覆層４を有する金属導体５としては、直径が２０
〜５０μｍの銅、金、アルミニウムの線、一般の線に金
めつき又は銀めっきを行った線等を用いることができる
。また、紫外線を照射する場合に、ライトケーブルのよ
うなスポットで照射するのではなく、配線板の配線パタ
ーンを形成するときに用いるような面積の大きい装置を
用いることもできる。ｔｌ接装置は、通常、半導体のチ
ップと半導体の接続端子を接続するときに広く使用され
ているワイヤボンディング装置、交流式抵抗溶接装置又
はレーザ照射装置等を用いることができる。

第２図（ｄ）では、露出しているこのｉ縁樹脂６と金属
導体５の絶縁被覆層４と基板２の表面に無電解めっきに
よって、導体のシールド層７を形成する。

このシールド層は、無電解めっきに限らず、金、銀、銅
又はカーボンの粒子を樹脂中に分散させた導電性塗料に
浸漬塗布したり、スプレーによりて吹き付けたりしても
形成することができるが、層の均一性から、めっきのほ
うが好ましく、無電解めっきのほか、薄（無電解めっき
を行った後に電解めっきを行っても形成できる。さらに
、真空蒸着法や、スパッタリング法によっても同様に形
成できる。

第２図（ｅ）では、シールド層７の表面に保護のための
樹脂層８を塗布し硬化し、さらにその表面を平滑にする
ための樹脂１６を塗布した後、ステンレス製の平板で挟
んで加熱加圧し、エツチングレジスト１１の部品搭載端
子９となる部分以外を除去した後、裏面の導体の不要な
部分をエツチング除去する。

（作用） 本発明による配線板は、配線導体に絶縁電線を有するも
のであるが、配線導体の固定に接着剤を用いないので、
接着剤に固定するときに必要な絶縁電線に加わる機械力
例えば布線針の超音波振動、布線するために絶縁電線を
布線方向と反対方向に加える機械力や隣接する絶縁電線
と交差させるために双方の絶縁電線に加わる機械力がな
く、また、絶縁電線の接続がパッドとの溶接なので、そ
の接続面積は従来の絶縁電線の切断断面と比較すると広
くなり絶縁電線の直径の制限は、絶縁電線を製造すると
きの制限のみとなる。

また、シールド層を有するので、クロストークを制限で
きる。

実施例 両面銅張ガラス−ポリイミド積層ＦｉＭＣＬ−Ｉ−６’
？　（日立化成工業株式会社、商品名）の表面に所望の
エツチングレジストを形成し、不要の銅箔をエツチング
除去して、内層の電源・グランド層を形成して内層回路
板とした。

この内層回路板の表面に、ガラス−ポリイミドのプリプ
レグＣＩＡ−６７Ｎ（日立化成工業株式会社、商品名）
と厚さ１８μｍの銅箔を重ね、１８０℃、３０ｋｇ／−
の条件で、９０分間加熱加圧し、さらに２１０℃で４０
分間加熱硬化させた。

このようにして得られた積層板の所望の箇所に直径１．
５曽翔のドリルで孔明けをし、洗浄、触媒付与、密着促
進後、無電解鋼めっきを行い、孔内壁と銅箔表面に約３
０μｍの無電解銅層を形成し、その片面のパッドの必要
な箇所と接続に必要な配線及び裏面全体にエツチングレ
ジストを形成し、−面の不要な銅箔をエツチング除去し
た。

このときに、約０．６３５＋ｕ＋　（２５ｍ１ｌｓ）の
格子点に直径０．３３５ｍｍのパッドを、約２０００個
形成した。

エツチングレジストを除去した後、エツチングされてい
ない面に、感光性レジストであるリストンＴ−１２２０
（デエポン社、商品名）をラミネートし、パッドとスル
ーホール内壁に厚さ２μｍのニッケルめっきを行い、さ
らに厚さ３μｍの金めつきを行った。

直径２０μｍの銅線に４フツ化エチレンを被覆し外径６
５μｍとした絶縁電線を、所望のバンド間に、ウェッジ
ボンド方式のワイヤボンダであるＵＳＷ−５Ｚ６０Ｓ　
（超音波工業株式会社、商品名）を用いて、ボンディン
グ接続した。

このときに、従来の絶縁電線を用いた配線板の製造に用
いていた布線用装置の一部を使用し、基板はステップモ
ータ式の精密位置決めテーブルに固定し、絶縁電線を供
給した。

溶接の条件は、前記ワイヤボンダの超音波の出力を０．
２Ｗ、発信時間を０．１秒とした。

その溶接を行った部分に、紫外線硬化型エポキシ樹脂で
あるラディキュアＲＣ２０００（日立化成工業株式会社
、商品名）を滴下し、露出した金属部分を被覆した後、
露光量３５０ｍｊ／−の紫外線を照射して樹脂を硬化さ
せた。

ついで、フン素樹脂の表面処理液であるテトラエッチ（
潤工社、商品名）に５秒浸漬後、６０℃の温水に浸漬し
、無電解めっき用触媒であるＨ３−１０１Ｂ（日立化成
工業株式会社、商品名）に１０分間浸漬し、５分間水に
浸漬し、無電解銅めっき液）（ｉｄ−４１０（日立化成
工業株式会社、商品名）に浸漬して、約ｌＯμｍの銅シ
ールド層を形成した。

この表面に、シールド層保護用の樹脂として、以下の組
成の樹脂を塗布し、１６０℃で４０分間乾燥した。

〔組成〕

・ニトリルゴム１Ｎ−１４３２Ｊ　（日本ゼオン株式会
社、商品名） ７０部 ・フェノール樹脂；Ｈ−２４００（日立化成工業株式会
社、商品名） ：　３０部 ・メチルエチルケトン；　（株式会社ゴードー製）８２
５０部 その後、感光性エツチングレジストを塩化メチレンに浸
漬して除去した。

感光性レジストであるリストンＴ−１２２０（デュポン
社、商品名）を用いて、裏面の導体表面の部品搭載用端
子と接続に必要な部分にエツチングレジストを形成し、
不要な導体部分をエツチング除去して配線板とした。

（発明の効果） 以上に説明したように、本発明によって、以下の効果を
有する配線板とその製造法を提供することができた。

（１）　　従来よりも細い導体を使用することができ、
より高密度の配線ができる。

（２）　　シールド層によって、クロストークを低減で
きる。

（３）絶縁電線をバッドに溶接しているので、接続の信
頼性が高い。

（４）絶縁電線の絶縁被覆の表面にシールド層を設ける
ので、その被覆の厚さを制御することにより、配＆ｉ導
体の特性インピーダンスを制御でき（５）絶縁電線を最
短距離で配線でき、伝搬遅延を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面斜視図、第２図（
ａ）〜（＋）は本発明の一実施例を説明するための製造
工程における断面図である。 符号の説明 １、内層回路層　　　２．基板 ３、パッド　　　　　４．絶縁被覆層 ５、金属導体　　　　６．絶縁樹脂 ７、シールド層　　　８．１Ｍ脂層 ９、部品搭載用端子 １０、スルーホール １１、　　レジスト １２、溶接針 １３、デイスペンサ １４、ライトケーブル （Ｃ） 第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．内層回路層を有する基板表面に設けたパッドと、こ
   のパッドに溶接された絶縁被覆層を有する金属導体と、
   パッドを被覆する絶縁樹脂と、この樹脂と金属導体の絶
   縁被覆層と基板の表面に形成したシールド層と、シール
   ドを保護する樹脂層と、電子部品を搭載するための端子
   とを備えたことを特徴とする高密度配線板。
2. ２．次の工程を有することを特徴とする高密度配線板の
   製造法。 Ａ．内層回路を有する基板の表面にパッドを形成する工
   程。 Ｂ．パッド間に絶縁被覆層を有する金属導体をはわせ、
   この導体の端末の絶縁被覆層を除去して、パッドに溶接
   する工程。 Ｃ．このパッドを絶縁樹脂で被覆後、硬化する工程。 Ｄ．この絶縁樹脂と金属導体の絶縁被覆層と基板の表面
   にシールド層を形成する工程。 Ｅ．シールド層の表面に樹脂層を設ける工程。 Ｆ．部品搭載端子を形成する工程。
3. ３．パッドを被覆する絶縁樹脂が光硬化型絶縁樹脂であ
   ることを特徴とする請求項１記載の高密度配線板。
4. ４．シールド層を保護する樹脂層上に基板表面を平坦化
   するために平坦化用樹脂を設けたことを特徴とする請求
   項１記載の高密度配線板。