TWI777958B - 多層線路板的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明是一種多層線路板的製造方法，具有印刷線路板製造步驟(I)與積層步驟(II)；該印刷線路板製造步驟(I)，其準備複數張印刷線路板，該等印刷線路板在同一面內具備電性連接墊與非電性連接墊的這兩者，該電性連接墊對印刷線路板間進行電性連接，該非電性連接墊不對印刷線路板間進行電性連接；該積層步驟(II)，其將前述複數張印刷線路板以使前述電性連接墊彼此對向之方式來加以重疊，並以藉由被配置於前述對向之電性連接墊彼此之間的導電性材料來接合前述複數張印刷線路板之方式，來加以積層；其中，在前述印刷線路板製造步驟(I)中，包含步驟(Ia)與步驟(Ib)；該步驟(Ia)將絕緣膜貼附至在前述積層步驟(II)中重疊前述複數張印刷線路板時相對向之對向面的至少一方的面上，該絕緣膜在該面上的與前述電性連接墊對應的位置上形成有貫穿孔；該步驟(Ib)將導電性材料配置於已被形成在前述絕緣膜上的貫穿孔中。

Description

多層線路板的製造方法
本發明關於多層線路板的製造方法。
先前技術的多層線路板的製造方法中，一般而言，是交互重疊複數張已形成有電路之雙面覆銅積層板與絕緣性黏著劑，並加以一體化積層而作成多層線路板，並在需要之處鑽出貫穿多層線路板的孔，並對該孔的內壁施加鍍覆，藉此來設置將各層電路加以電性連接的結構(貫穿孔)。
又，有一種附有局部層間導通孔(IVH：僅對特定層之間進行連接的非貫穿孔)之多層線路板，其對應於要構裝在多層線路板上的零件的高密度化，在將各自設置了貫穿孔之複數張印刷線路板加以一體化積層後，為了在複數張印刷線路板間進行電性連接，而在需要之處鑽出貫穿多層線路板的總厚度的孔，來設置貫穿孔。附有IVH之多層線路板，相較於以貫穿總厚度之貫穿孔來進行電性連接的多層線路板，可進行小口徑的鑽孔處理(開孔處理)，而能夠對窄節距化加以對應。
為了對應更進一步的高密度化，已提案有一種層間連接技術，其藉由非貫穿孔來僅對相鄰各層進行連接。作為一例，有一種所謂的增層(build-up)工法，是在形成有電路之絕緣基板上形成增設層，在該增設層的表面形成有線路，然後藉由雷射等方式設置非貫穿孔(僅貫穿增設層之孔)，並對該孔的內壁進行鍍覆並進行連接，藉此對應於所需要的層數來逐次層疊增設層。進一步，作為增層工法以外的層間連接技術，由各公司提出了一種無貫穿孔結構之多層線路板的製造技術，其不採用鍍覆技術，而是使用導電性糊或異向導電材料等來作為層間連接材料，例如已知有如下述的技術。
專利文獻1中，揭示有一種多層線路板的製造方法，其將熱硬化性樹脂含浸於不織布中並作成半硬化狀態，對如此形成的薄型預浸材進行鑽孔處理並將導電性糊填充於該孔中，然後利用2張雙面電路基板以夾持上述預浸材的方式來疊合並進行加熱、加壓來黏著，使得前述2張雙面電路基板的電路藉由被填充於前述預浸材的孔中的導電糊而達成電性連接，以製造出1張多層線路板。
專利文獻2中，揭示有一種形成層間連接部的方法，其在導體板上形成山型或大略圓錐狀的導電性凸塊，然後使前述導電性凸塊沖壓貫穿並***已加熱軟化的絕緣性預浸材基材，以形成由導電性凸塊所構成的層間連接部。
專利文獻3中，揭示有一種多層線路板的製造方法，其將具有變異形狀貫孔(via hole)之黏著樹脂片配置於電路基板間，其中該電路基板具有導體面積率不同的複數個區域，且該等變異形狀貫孔是根據與導體面積率對應的開口面積來鑽出的貫孔，該製造方法將導電性糊填充於變異形狀貫孔中，並進行熱沖壓而製造出1張多層線路板。
[先前技術文獻] (專利文獻) 專利文獻1：日本特開平11－87870號公報。 專利文獻2：日本特開平9－162553號公報。 專利文獻3：日本專利第5874343號公報。
(發明所欲解決的問題) 要構裝於多層線路板上的零件，目前的主流是藉由表面構裝之方式，而用來連接零件與多層線路板的連接端子正在逐年窄小化。進一步，要構裝的零件的數量則是逐年增加，因而被要求要達成用於多層線路板的電性連接之孔節距的窄小化和訊號線數量的增加等。
在以半導體檢查用治具用基板或主機板等作為代表的板厚超過5mm的大型且高的多層線路板領域中，隨著檢查零件和構裝零件等的小型化、窄節距化，也被要求要達成用於多層線路板的電性連接之孔節距的窄小化、訊號線數量的增加等。
要在高板厚(板的厚度大)的基板上形成小口徑的貫穿孔，有著鑽頭折斷的危險性，而若要自表面和背面雙方來形成貫穿孔，亦有位置對齊(定位)精準度的問題。又，進行鍍覆時，難以附著上勻鍍能力(throwing power)良好的鍍覆層，而非常難以製造尺寸比(aspect ratio，板厚除以貫穿孔徑而得的值)超過25的基板，其中勻鍍能力是貫穿孔入口附近與貫穿孔中央部的鍍覆層厚度的比值。因為上述理由，僅藉由貫穿總厚度之孔的貫穿孔結構來進行層間連接的多層線路板，由於尺寸比的增加而難以提供一種對於窄節距化加以對應的多層線路板，因此提案了專利文獻1～3等所記載的多層線路板的製造方法。
專利文獻1所揭示的多層線路板的製造方法中，由於是藉由填充於包含不織布之預浸材的孔中之導電糊來進行層間連接，因此有時由於不織布的疏密所造成的厚度差異會使被連接的層間的高度(距離)產生偏差，於是連接電阻值會有變得不穩定的情況。因此，對於具有微小接合端子節距之多層線路板，當要以高密度來將構裝零件加以構裝時，難以進行位置精準度良好的加工。
專利文獻2所揭示的多層線路板的製造方法中，有時會因為凸塊高度或基板彎曲的影響而使得凸塊未能適當貫穿，又，由於不織布的疏密所造成的厚度差異，會在貫穿的容易程度上發生偏差。因此，會有在良率或可靠性的方面上發生問題的顧慮。
專利文獻3所揭示的多層線路板的製造方法中，使用了一種黏著樹脂片，其設置有要用來填充導電性材料之變異形狀貫孔，其中該等變異形狀貫孔具有不同的開口面積比，而在填充導電性材料時容易在變異形狀貫孔的橫向形成空隙，並且該空隙導致導電性材料的流動，而有發生短路缺陷的可能性。
本發明是有鑑於上述狀況而完成，目的在於提供一種能夠容易地製作高密度多層線路板的製造方法，該高密度多層線路板在連接可靠性上表現優異且為高板厚，並具備用於電性連接之小口徑且窄節距化的孔，且具備微小的接合端子節距。
(用於解決問題的手段) 本發明的多層線路板的製造方法，關於以下各手段。 1. 一種多層線路板的製造方法，具有印刷線路板製造步驟(I)與積層步驟(II)；該印刷線路板製造步驟(I)，其準備複數張印刷線路板，該等印刷線路板在同一面內具備電性連接墊與非電性連接墊的這兩者，該電性連接墊對印刷線路板間進行電性連接，該非電性連接墊不對印刷線路板間進行電性連接；該積層步驟(II)，其將前述複數張印刷線路板以使前述電性連接墊彼此對向之方式來加以重疊，並以藉由被配置於前述對向之電性連接墊彼此之間的導電性材料來接合前述複數張印刷線路板之方式，來加以積層；其中，在前述印刷線路板製造步驟(I)中，包含步驟(Ia)與步驟(Ib)，該步驟(Ia)將絕緣膜貼附至在前述積層步驟(II)中重疊前述複數張印刷線路板時相對向之對向面的至少一方的面上，該絕緣膜在與該面上的前述電性連接墊對應的位置上形成有貫穿孔(Ia)；該步驟(Ib)將前述導電性材料配置於已被形成在前述絕緣膜上的貫穿孔中。 2. 如上述1所述之多層線路板的製造方法，其中，在印刷線路板製造步驟(I)中，絕緣膜包含玻璃轉化溫度在180℃以上的熱硬化性樹脂組成物。 3. 如上述1或2所述之多層線路板的製造方法，其中：在印刷線路板製造步驟(I)中，絕緣膜包含填料等的粒子來作為強化材料。 4. 如上述1～3中任一項所述之多層線路板的製造方法，其中，在印刷線路板製造步驟(I)中，絕緣膜的貫穿孔，是藉由雷射鑽孔加工或是鑽頭鑽孔加工來形成，該貫穿孔被形成在與用來對印刷線路板間進行電性連接之墊對應之處。 5. 如上述1～4中任一項所述之多層線路板的製造方法，其中，在印刷線路板製造步驟(I)中，當進行步驟(Ib)時，亦即在將導電性材料配置於已被形成在絕緣膜上的貫穿孔中時，使用PET(聚對苯二甲酸乙二酯)膜來作為保護遮罩。 6. 如上述1～5中任一項所述之多層線路板的製造方法，其中，在印刷線路板製造步驟(I)中，在進行步驟(Ib)後，亦即在將導電性材料配置於已被形成在絕緣膜上的貫穿孔中之後，且在將複數張印刷線路板加以積層的步驟(II)之前，以溫度70～150℃、時間10～120分鐘的條件來進行印刷線路板的熱處理。 7. 如上述1～6中任一項所述之多層線路板的製造方法，其中，在印刷線路板製造步驟(I)中，將絕緣膜貼附至在前述積層步驟(II)中重疊複數張印刷線路板時相對向之對向面的雙方的面上，並且，針對一方的面，使用僅在與電性連接墊對應的位置處設置有貫穿孔之絕緣膜，且針對另一方的面，使用在與電性連接墊和非電性連接墊的這兩者對應的位置處設置有貫穿孔之絕緣膜。 8. 如上述1～7中任一項所述之多層線路板的製造方法，其中，在積層步驟(II)中，在複數張印刷線路板的平面上的相同處配置複數個位置對齊孔(定位孔)，並利用將針***已配置的位置對齊孔中，來一邊進行印刷線路板彼此的位置對齊一邊進行積層。 9. 如上述1～8中任一項所述之多層線路板的製造方法，其中，在積層步驟(II)中，藉由絕緣材料來填充已配置有電性連接墊之面上的未配置前述電性連接墊的部分。 10. 如上述1～9中任一項所述之多層線路板的製造方法，其中，在印刷線路板製造步驟(I)中，當進行步驟(Ia)時，亦即要貼附已形成有貫穿孔之絕緣膜時，貼附至印刷線路板上的絕緣膜的厚度，比自形成於前述絕緣膜上的貫穿孔露出的電性連接墊的墊厚度更厚。 11. 如上述1～10中任一項所述之多層線路板的製造方法，其中，在印刷線路板製造步驟(I)中，當進行步驟(Ib)時，亦即在將前述導電性材料配置到貫穿孔中時 ，被形成在與電性連接墊對應之處之絕緣膜的貫穿孔，藉由配置導電性材料而被全部填充起來。
(發明的功效) 根據本發明，藉由將至少2張以上的印刷線路板加以一體化積層，並在印刷線路板間進行電性連接，能夠提供一種能夠容易地製作高密度多層線路板的製造方法，該高密度多層線路板在連接可靠性上表現優異且為高板厚，並具備用於電性連接之小口徑且窄節距化的孔，且具備微小的接合端子節距。
以下，使用各圖來說明本發明之多層線路板的製造方法的實施型態，但本發明並不限定於該等實施型態。在以下說明中，表示將3張印刷線路板加以一體化積層之多層線路板的製造方法的例子，且將一體化積層前的印刷線路板表示成第一印刷線路板8、第二印刷線路板9、第三印刷線路板10。
本實施型態之多層線路板的製造方法，具有印刷線路板製造步驟(I)與積層步驟(II)；該印刷線路板製造步驟(I)，其準備複數張印刷線路板(第一、第二、第三印刷線路板)，該等印刷線路板在同一面內具備電性連接墊與非電性連接墊的這兩者，該電性連接墊對印刷線路板間進行電性連接，該非電性連接墊不對印刷線路板間進行電性連接；該積層步驟(II)，其將複數張印刷線路板以使前述電性連接墊彼此對向之方式來加以重疊，並以藉由被配置於前述對向之電性連接墊彼此之間的導電性材料來接合複數張印刷線路板之方式，來加以積層；其中，在印刷線路板製造步驟(I)中，包含步驟(Ia)與步驟(Ib)；該步驟(Ia)將絕緣膜貼附至在積層步驟(II)中重疊複數張印刷線路板時相對向之對向面的至少一方的面上，該絕緣膜在該面上的與電性連接墊對應的位置上形成有貫穿孔；該步驟(Ib)將前述導電性材料配置於已被形成在絕緣膜上的貫穿孔中。
本實施型態中，所謂「電性連接墊」，是指在印刷線路板間進行電性連接的墊，其以隔著後述的導電性材料而對向之方式而被重疊，並以藉由導電性材料來接合之方式而被積層，藉此在印刷線路板間進行電性連接。又，所謂「非電性連接墊」，是指不被用於在印刷線路板間進行電性連接的墊。又，所謂「複數張印刷線路板(第一、第二、第三印刷線路板)，該等印刷線路板在同一面內具備電性連接墊與非電性連接墊的這兩者」，是指複數張印刷線路板(第一、第二、第三印刷線路板)的各個印刷線路板，在其表面和背面的至少其中一方的面上具備電性連接墊與非電性連接墊的這兩者，而各個印刷線路板，也可以在其表面或背面的另外一方的面上亦具備電性連接墊與非電性連接墊的這兩者。例如，第一印刷線路板，在表面具備電性連接墊與非電性連接墊的這兩者，第二印刷線路板和第三印刷線路板在背面具備電性連接墊與非電性連接墊的這兩者。
＜印刷線路板製造步驟(I)＞ (印刷線路板的準備) 根據第1～3圖來說明本實施型態之多層線路板的製造方法的各步驟。 首先，製造第一印刷線路板8、第二印刷線路板9及第三印刷線路板10。各印刷線路板可以是雙面電路基板、多層線路板、或是以絕緣披覆引線來形成必要線路圖案之多引線線路板均可。用於印刷線路板之支持基材1的種類沒有限定，不過為了控制因積層時的加壓加熱所造成的變形(尺寸變化)，較佳為含有玻璃布等強化材料之絕緣基材，更佳為NEMA(National Electrical Manufacturers Association，國家電氣製造商協會)規格的FR(Flame Retardant，阻燃性)－5等級之基材或聚醯亞胺樹脂系等玻璃轉化溫度較高的基材。
第一印刷線路板8、第二印刷線路板9、第三印刷線路板10，如第2圖(A)所示，較佳為施加了所謂埋孔、蓋鍍(lid-plating)處理的印刷線路板，這是指，藉由銅電鍍或無電解銅鍍覆的方法，在以貫穿印刷線路板之方式被鑽出的孔內施加通孔鍍覆，然後以非導電性材料(埋孔樹脂3)來將孔內埋填，並以覆蓋該孔且與貫穿孔內的鍍覆層連接之方式來形成金屬層。這是因為，在不施加蓋鍍而維持著以埋孔樹脂3來埋填以貫穿印刷線路板之方式被鑽出的孔的情況下，墊2的中央部成為非導電性材料，如此將會擔憂用來連接印刷線路板間之必要的導電性材料與印刷線路板的連接部之接觸面積降低的緣故。
第一印刷線路板8、第二印刷線路板9、第三印刷線路板10的表面處理，較佳為金鍍覆。通常來說，要確保貫穿孔的連接性而進行蓋鍍的情況下，多半使用銅鍍覆。然而，若將銅鍍覆放置在大氣環境中，有時在表面會形成氧化銅皮膜，而使與導電性材料6的連接性降低。為了抑制因氧化劣化所導致的連接性不良，較佳為有金等的保護皮膜在表面上。第2圖(A)的墊2所示的虛線，便是表示有這樣的保護皮膜的情況，而在其他墊上省略此虛線。
第一印刷線路板8、第二印刷線路板9、第三印刷線路板10，在進行電性連接的面上形成有墊2。在進行電性連接的面上，除了電性連接墊以外，亦可具有非電性連接墊或焊墊、或是根據需求而具有線路。
(絕緣膜的製造) 接著，如第2圖(B)所示，製作絕緣膜4，其用來貼附在印刷線路板間的對向面的至少其中一方的面上。絕緣膜4上，在與第一印刷線路板8、第二印刷線路板9、第三印刷線路板10的電性連接墊相同之處設置有貫穿孔7。設置於絕緣膜4上的貫穿孔7，可使用任何方法來加以開口，例如能夠藉由鑽頭鑽孔加工或是雷射鑽孔加工來加以形成。進行鑽孔加工時，為了抑制異物附著於絕緣膜4，較佳為在絕緣膜4的雙面上貼附脫模膜5(例如PET(聚對苯二甲酸乙二酯)膜)。由於如此能夠在各步驟內防止異物附著至絕緣膜4的表面上，並且在之後要配置導電性材料6時，即便沒有針對每種製品圖案來準備配合其導電性材料6的配置位置而加以開口的專用保護遮罩，也能夠使用已被鑽孔過的脫模膜5來作為保護遮罩的代用品，因此能夠謀求製造成本的減低。作為脫模膜5，例如可舉出帝人DuPont股份有限公司製的單面脫模處理PET膜，商品名為A－53。
對絕緣膜4進行鑽孔時，雖然可以進行與電性連接墊相同之處的鑽孔處理，但為了製作出位置精準度更佳且連接可靠性優異的印刷線路板，較佳為以直徑比電性連接墊更大0～200μm的開口徑來進行鑽孔處理，且更佳為以直徑比電性連接墊更大25～75μm的開口徑來進行鑽孔處理。又，在同一面內具備電性連接墊與非電性連接墊的這兩者之印刷線路板中，為了確保足夠的非電性連接墊的絕緣距離，貼附在第一印刷線路板8與第三印刷線路板10的對向面的至少其中一方的面上的絕緣膜4，較佳為僅對與貼附面的電性連接墊相同之處進行鑽孔處理。
(絕緣膜的貼附(1a)) 接著，如第2圖(C)所示，將在與電性連接墊相同之處形成有貫穿孔7之絕緣膜4，貼附至第一印刷線路板8的具備電性連接墊之面上。絕緣膜4，較佳為貼附至第一印刷線路板8與第三印刷線路板10的對向面的至少其中一方的面上，更佳為貼附至第一印刷線路板8與第三印刷線路板10的對向面的兩個面上。
又，和第一印刷線路板8與第三印刷線路板10同樣地，第二印刷線路板9與第三印刷線路板10中，亦較佳為將絕緣膜4貼附至第二印刷線路板9與第三印刷線路板10的對向面的至少其中一方的面上，更佳為將絕緣膜4貼附至第二印刷線路板9與第三印刷線路板10的對向面的兩個面上。
在對向面的兩個面上貼附絕緣膜4的情況下，如第4圖(A)所示，較佳為對於配置導電性材料6之一側的絕緣膜4，是貼附一種僅在與電性連接墊相同之處有鑽孔之絕緣膜4，而對於未配置導電性材料6之一側的絕緣膜4，是貼附一種在電性連接墊與非電性連接墊的這兩者處均有鑽孔之絕緣膜4。將僅在與電性連接墊相同之處設置有貫穿孔7之絕緣膜7貼附至對向面的兩個面上時，由於非電性連接墊彼此所對向之處與電性連接墊彼此所對向之處在實際的層間距離上不同(第4圖(B))，因此有時在接合時會發生連接不良的情形，但在使用如第4圖(A)所示的絕緣膜的情況下，便能夠確保絕緣性並且在墊的橫向不會出現空隙，而確保足夠的連接可靠性。
絕緣膜4的厚度，較佳為使絕緣膜4的厚度大於自藉由鑽孔處理所形成的貫穿孔7露出的墊的墊厚度。絕緣膜的厚度，若將墊的墊厚度規定為100，則絕緣膜厚度較佳為100～500。在使用比墊厚度更薄的絕緣膜的情況下，由於不具有用以保持層間的絕緣距離之足夠的絕緣膜厚度，有時會發生層間密接不足的情形、或是導致用以確保電性連接之導電性材料的流動。
又，絕緣膜4，只要是具有絕緣性的薄膜則任何材料均可，較佳為含有能夠控制流動性的聚合物成分之樹脂組成物，更佳為熱硬化性樹脂。進一步，由於必須要能夠承受零件構裝時的回流條件，硬化物的玻璃轉化溫度較佳為150℃以上，並且在180℃以上會更佳。又，由於能夠抑制絕緣膜4的硬化物的熱膨脹率，較佳為含有填料等的粒子來作為強化材料。作為這樣的絕緣膜4，例如能夠舉出以下產品：日立化成股份有限公司製，商品名：AS－9500、AS－401HS等。 此外，本實施型態中，所謂的絕緣膜，是指由樹脂組成物所構成的薄膜、或是由樹脂組成物和填料所構成的薄膜。 絕緣膜4，亦可進一步含有纖維。不過，在含有纖維的情況下，從防止對於小口徑、窄節距的孔加工造成不良影響的觀點來看，纖維的長度較佳為200μm以下。 絕緣膜4，較佳為不包含由玻璃纖維或碳纖維所構成的不織布或是玻璃布、碳布。在絕緣膜4包含由玻璃纖維或碳纖維所構成的不織布或是包含玻璃布、碳布的情況下，會因為不織布、布料的疏密而造成厚度的差異，而導致電性連接墊間的高度出現偏差，因此有時會使連接電阻值變得不穩定。
＜玻璃轉化點的測量＞ 玻璃轉化溫度，能夠以下述方法來加以測量。 (樣本製作方法) 使用塗抹器將熱硬化性樹脂組成物以乾燥後的膜厚成為100μm之方式塗佈於脫模PET(帝人DuPont股份有限公司製，商品名：A－53)上，以溫度130℃、時間30分鐘的條件加以乾燥，製作出半硬化的薄膜。之後，自脫模PET剝下半硬化的薄膜，以2張金屬製的框夾持半硬化的薄膜來加以固定，並以溫度185℃、時間60分鐘的條件加以乾燥，製作出由硬化後的熱硬化性樹脂組成物所構成的薄膜。 (測量方法) 使用TA儀器公司製的裝置名為TMA－2940的裝置來加以測量，並自所獲得的溫度－位移曲線，藉由切線法來求出玻璃轉化溫度。上述測量的條件為，治具：拉伸式，夾頭距離：15mm，測量溫度：室溫～350℃，昇溫速度10℃/分鐘，拉伸負載：0.05N，樣本尺寸：寬5mm×長25mm。
(導電性材料的配置(1b)) 接著，如第2圖(D)所示，將導電性材料6配置於自形成在絕緣膜4上的貫穿孔7露出的電性連接墊上，其中該絕緣膜4貼附至第一印刷線路板8與第三印刷線路板10的對向面的至少一方的面上、以及第二印刷電路9與第三印刷線路板10的至少一方的面上。導電性材料6，只要具有導電性，可為任何材料，而較佳的材料可在一般的印刷線路板中的積層溫度(200℃以下)熔融而在與電性連接墊之間形成金屬間結合，並且形成後的再熔融溫度在250℃以上。作為導電性材料6，例如可舉出：ORMET公司製的商品名HT－710、拓自達電線股份有限公司製的商品名MPA500等。
(積層步驟前的熱處理) 導電性材料6，能夠藉由網版印刷法、點膠(dispenser)法等來配置於已被形成在絕緣膜4上的貫穿孔7中。導電性材料6中，有些可藉由將金屬材料混合黏結劑樹脂來保持黏性，使網版印刷或點膠加工更為容易。在使用這樣的導電性材料6的情況下，為了保持導電性材料6的形狀，較佳是在導電性材料6配置後進行熱處理，並進行黏結劑樹脂的預硬化來提高黏性。亦能夠以溫度70～150℃、時間10～120分鐘的範圍來進行熱處理，來提高黏性並保持形狀。在溫度低於70℃且時間短於10分鐘的情況下，有時無法充分提高黏性，而使得形狀崩壞。又，在溫度高於150℃且時間長於120分鐘的情況下，有時黏性會變得太高，且黏結劑樹脂的硬化程度進展，使得導電性材料6即便熔融也無法形成足夠的金屬間化合物、或是在積層時無法變形而不能確保足夠的連接性。
＜積層步驟(II)＞ 接著，如第3圖(A)所示，依照1張第一印刷線路板8、至少1張以上第三印刷線路板10、1張第二印刷線路板9的順序，以配置有導電性材料6之面與未配置導電性材料6之面對向之方式來加以重疊配置(步驟IIa)，並如第3圖(B)所示進行加熱、加壓積層(步驟IIb)。藉此，各印刷線路板間的電性連接墊彼此隔著導電性材料6而接合，藉此達成電性連接。此外，若所使用的絕緣膜4，是在表面上具備如脫模膜5這類的保護膜之絕緣膜4，則在使基板彼此重疊之前將保護膜剝離。
積層時，在第一印刷線路板8、第二印刷線路板9及第三印刷線路板10的平面上的相同之處，配置複數個位置對齊孔，將長度比積層後的多層線路板更短，但比要積層的第一印刷線路板8與第三印刷線路板10的總板厚更長的針***至已配置在第一印刷線路板8上的位置對齊孔，並將該針***至已配置在第三印刷線路板10上的位置對齊孔，進一步***至已配置在第二印刷線路板9上的位置對齊孔，藉此一邊進行印刷線路板彼此的位置對齊，一邊進行積層，能夠精準度良好地對各印刷線路板彼此進行位置對齊，因此較佳。
印刷線路板的尺寸、形狀、及導體的層數並未特別限定，亦可組合不同尺寸、不同形狀的印刷線路板彼此來製造多層線路板11。
根據本實施型態，藉由將至少2張以上的印刷線路板加以一體化積層，並對印刷線路板間進行電性連接，能夠提供一種易於製造高密度化印刷線路板的製造方法，該高密度印刷線路板在連接可靠性上表現優異且為高板厚，並具備用於電性連接之小口徑且窄節距化的孔，且具備微小的接合端子節距。
[實施例] (實施例1) 第1圖表示本發明的實施例1的製造步驟的流程。
製作11張內層基板(未圖示)，該等內層基板在環氧樹脂系覆銅積層板(日立化成股份有限公司製，商品名：MCL─E─679，其中「MCL」為註冊商標)的雙面形成配線電路，該覆銅積層板的樹脂層厚度為0.1mm，銅箔厚度為18μm，尺寸為510mm×510mm。
接著，以針式層疊(pin lamination)的方式來進行基板間的構成位置對齊，將厚度18μm且尺寸540mm×540mm的電解銅箔(日本電解股份有限公司製，商品名：YGP－18)配置於最外層，並在內層將前述複數張內層基板和2張樹脂層的標稱厚度為0.03mm且尺寸為510mm×510mm的預浸材(日立化成股份有限公司製，商品名：GEA－679)交互積層，然後使用真空沖壓機來進行加熱、加壓沖壓而一體化，並為了除去自端面溢出的預浸材樹脂而對基板進行裁切而使其尺寸成為500mm×500mm，藉此來形成板厚3.0mm的多層線路板。
接著，利用直徑0.15mm且刃長4.0mm的鑽頭，自基板的其中一方的面起，配合內層位置而鑽出深度1.8mm的孔；又，自另外一方的面起，配合其中一方的孔位置來進行深度1.8mm的鑽孔處理，而獲得貫穿孔。此時，貫穿孔的最小節距作成0.40mm。
接著，藉由過錳酸處理來除去孔內的污跡(smear)，並使用厚層無電解銅鍍覆之方式來形成厚度30μm的通孔鍍覆層。
接著，使用真空印刷機，將埋孔樹脂(太陽製墨股份有限公司製，商品名：THP－100DX1)利用網版印刷法來進行貫穿孔內的樹脂埋填後，藉由厚層無電解銅鍍覆之方式進行30μm的蓋鍍處理。
接著，以蓋孔(tenting)法之方式來蝕刻銅箔而形成表面層電路，作成第一印刷線路板。此時，在表面層的面上，配置印刷線路板間的電性連接墊與非電性連接墊。
接著，使用與第一印刷線路板相同的材料構成與製程來製作第二印刷線路板、第三印刷線路板。此時，在表面層的面上，配置印刷線路板間的電性連接墊與非電性連接墊。
接著，針對在其中一面已貼附上厚度0.025mm的PET薄膜之尺寸510mm×510mm且標稱厚度0.065mm的熱硬化性樹脂系絕緣膜(日立化成股份有限公司製，商品名：AS－401HS)，使用NC(numerical control，數值控制)控制鑽孔機，利用鑽頭以0.30mm的孔徑來進行鑽孔處理。
接著，將已利用鑽頭來進行過鑽孔處理的絕緣膜，以使電性連接墊露出之方式，載置於第一印刷線路板、第三印刷線路板的印刷線路板間之配置有電性連接墊的面上，並使用真空層疊機，以溫度85℃、壓力0.5MPa、加壓時間30秒(抽真空30秒)的條件來進行貼附處理。
接著，使用網版印刷機，利用網版印刷法，將拓自達電線股份有限公司製的商品名為MPA500的產品作為導電性材料，填充於前述絕緣膜上被鑽出的孔中。填充的孔數為20000孔。此時，網版使用作成厚度0.1mm的金屬遮罩，且設置有490mm×490mm的開口來作為印刷區域者。又，使用附著於絕緣膜表面上的PET薄膜來作為未配置MPA500的部分之基板表面的保護遮罩。
接著，將附著於絕緣膜表面上的0.025mm的PET薄膜自絕緣材料剝離。
接著，使第一印刷線路板、第二印刷線路板、第三印刷線路板疊合，利用真空沖壓機以溫度180℃、時間90分鐘、壓力3MPa的沖壓條件來加以加熱、加壓沖壓，藉此進行積層而將其黏著。此時，在第一基板的配置有MPA500之面上，以第三印刷線路板的未配置MPA500但配置有電性連接墊之面與其對向之方式，來將第三印刷線路板重疊配置，並且在第三基板的配置有MPA500之面上，以第二印刷線路板的未配置MPA500但配置有電性連接墊之面與其對向之方式，來將第二印刷線路板重疊配置。
(實施例2) 使用聚醯亞胺系多層材料MCL－I－671(日立化成股份有限公司製，商品名)與預浸材GIA－671(日立化成股份有限公司製，商品名)來作為內層基板，除此之外，與實施例1同樣地進行多層線路板的製造。
(實施例3) 使用日立化成股份有限公司製的AS－9500來作絕緣膜，除此之外，與實施例1同樣地進行多層線路板的製造。
(實施例4) 對絕緣膜進行鑽孔處理時，使用CO2 (二氧化碳)雷射加工機，除此之外，與實施例1同樣地進行多層線路板的製造。
(實施例5) 在導電性材料印刷後，作為預備乾燥條件而追加溫度70℃、時間10分鐘的條件，除此之外，與實施例1同樣地進行多層線路板的製造。
(實施例6) 作為導電性材料的預備乾燥條件，變更成溫度150℃、時間120分鐘的條件，除此之外，與實施例1同樣地進行多層線路板的製造。
(實施例7) 加熱、加壓沖壓時，使用位置對齊用的針(長度4.5mm)來進行加熱、加壓沖壓，除此之外，與實施例1同樣地進行多層線路板的製造。
(實施例8) 不使用金屬遮罩來作為將導電性材料加以印刷時的保護遮罩，除此之外，與實施例1同樣地進行多層線路板的製造。
(實施例9) 針對製作出來的第一印刷線路板與第二印刷線路板，使用多引線線路板，除此之外，與實施例1同樣地進行多層線路板的製造。
(實施例10) 加熱、加壓沖壓時，使用位置對齊用的針(長度4.5mm)來進行加熱、加壓沖壓，所使用的第一印刷線路板與第二印刷線路板，以山榮化學股份有限公司製的底塗墨(商品名：UC－3000)來填充已配置電性連接墊之面上的未配置電性連接墊處，並且不使用金屬遮罩來作為將導電性材料加以印刷時的保護遮罩，除此之外，與實施例1同樣地進行多層線路板的製造。
(實施例11) 使用第一印刷線路板、第二印刷線路板、至少1張以上的第三印刷線路板，合計為使用至少3張以上的印刷線路板，來取代實施例1的第一印刷線路板、第二印刷線路板，除此之外，與實施例1同樣地進行多層線路板的製造。
(比較例1) 使用玻璃環氧多層材料(日立化成股份有限公司製，商品名：E－679)，形成基板尺寸500mm×500mm、板厚3.0mm的26層線路板。利用直徑0.15mm的鑽頭，以貫穿孔間的最小節距0.40mm的圖案來進行20000孔的鑽孔處理，對孔的內壁進行銅鍍覆以作成電性連接，使用埋孔樹脂(太陽製墨股份有限公司製，商品名：THP－100DX1)對全部的孔內進行樹脂埋填後，藉由厚層無電解銅鍍覆之方式進行40μm的蓋鍍處理。又，在基板的表面層的另外一方的面上，於貫穿孔的位置處配置直徑0.30mm的印刷線路板間的電性連接墊。又，在基板4個角落的490mm×490mm的位置處，設置直徑5.0mm的孔。將此基板作為第一印刷線路板。
接著，使用與第一印刷線路板相同的材料與製程，形成板厚3.0mm的26層線路板，作為第二印刷線路板。此時，在第二印刷線路板的表面層的另外一方的面上，於20000孔的貫穿孔的位置處配置直徑0.30mm的印刷線路板間的電性連接墊。又，在基板4個角落的490mm×490mm的位置處，設置直徑5.0mm的孔。
接著，使用標稱厚度0.06mm的玻璃布基板預浸材(日立化成股份有限公司製，商品名：GEA－679F)，並使用CO2 雷射加工機對此預浸材進行精加工孔徑0.25mm的鑽孔處理。
接著，使用金屬遮罩，將導電性材料(拓自達電線股份有限公司製，商品名：MPA500)填充至設置於預浸材上的孔中。
接著，使第一印刷線路板、已在孔內填充了導電性材料之預浸材、及第二印刷線路板疊合，利用真空沖壓機以溫度180℃、時間90分鐘、壓力3MPa的沖壓條件來加以加熱、加壓沖壓，藉此將其黏著。此時，以使第一印刷線路板與第二印刷線路板的配置有電性連接墊之面彼此對向之方式來加以配置，並以使預浸材被夾持在第一印刷線路板與第二印刷線路板之間之方式來加以疊合。第一印刷線路板、預浸材及第二印刷線路板的位置對齊，是利用將長度5mm、直徑5.0mm的針***至位置對齊孔中來進行，該等位置對齊孔是利用直徑5.0mm的鑽頭，預先在第一印刷線路板、預浸材、第二印刷線路板的平面上的490mm×490mm的基板4個角落的位置鑽出的孔。
(比較例2) 使用玻璃環氧多層材料(日立化成股份有限公司製，商品名：E－679)，形成基板尺寸500mm×500mm、板厚3.0mm的26層線路板。利用直徑0.15mm的鑽頭，以貫穿孔間的最小節距0.40mm的圖案來進行20000孔的鑽孔處理，對孔的內壁進行銅鍍覆以作成電性連接，使用埋孔樹脂(太陽製墨股份有限公司製，商品名：THP－100DX1)對全部的孔內進行樹脂埋填後，藉由厚層無電解銅鍍覆之方式進行40μm的蓋鍍處理。又，在基板的表面層的另外一方的面上，於貫穿孔的位置處配置直徑0.25mm的印刷線路板間的電性連接墊。又，在基板4個角落的490mm×490mm的位置處，設置直徑5.0mm的孔。將此基板作為第一印刷線路板。
接著，使用與第一印刷線路板相同的材料與製程，形成板厚3.0mm的26層線路板，作為第二印刷線路板。此時，在第二印刷線路板的表面層的另外一方的面上，於20000孔的貫穿孔的位置處配置直徑0.30mm的印刷線路板間的電性連接墊。又，在基板4個角落的490mm×490mm的位置處，設置直徑5.0mm的孔。
接著，在第一印刷線路板的電性連接墊上，使用金屬遮罩將共晶焊料糊(千住金屬工業股份有限公司製，商品名：M705－WSG36－T5K)加以網版印刷，並以峰值溫度235℃、時間5秒的條件來進行回流處理，以形成高度0.13mm的山形焊料凸塊。
接著，使第一印刷線路板、標稱厚度0.060mm的絕緣膜(日立化成股份有限公司製，商品名：AS－401HS)、及第二印刷線路板疊合，利用真空沖壓機以溫度180℃、時間90分鐘、壓力3MPa的沖壓條件來加以加熱、加壓沖壓，藉此將其黏著。此時，以形成在第一印刷線路板上的焊料凸塊與第二印刷線路板的電性連接墊對向之方式來疊合印刷線路板，並以標稱厚度0.075mm的絕緣膜(日立化成股份有限公司製，商品名：AS－401HS)被夾持在第一印刷線路板與第二印刷線路板之間之方式來加以配置，並使山形的焊料貫穿絕緣材料來進行連接。又，印刷線路板彼此間的位置對齊，是利用將長度5mm、直徑5.0mm的針***至孔中來進行，該等孔是利用直徑5.0mm的鑽頭，預先在第一印刷線路板與第二印刷線路板的平面上的490mm×490mm的4個角落的位置鑽出的孔。
(比較例3) 使用標稱厚度0.06mm的玻璃布基板預浸材(日立化成股份有限公司製，商品名：GEA－679F)，以預浸材接觸電性連接墊之方式，載置在第一印刷線路板的配置有印刷線路板間之電性連接墊之面上，並使用真空沖壓機，以溫度150℃、壓力1.0MPa、加壓時間30分鐘、具有抽真空的條件來進行貼附處理。又，導電性材料的印刷中，使用以下的金屬遮罩：僅在要配置導電性材料之孔的位置處，以與絕緣膜的孔徑相同的直徑來加以開口。除此之外，與實施例1同樣地進行多層線路板的製造。
針對以實施例、比較例所製造出來的基板的特性，如下述來進行評價。
作為評價圖案，使用將菊鍊(daisy chain)圖案配置在50處而成之基板，該菊鍊圖案包含400孔的接合點、及已接合的第一印刷線路板、第二印刷線路板、第三印刷線路板的內層連接。連接電阻值，是使用毫歐姆計，在1個菊鍊圖案的起始端與終點端進行電阻值的測量，之後將測量到的電阻值除以400孔，求出平均每一點的連接電阻值。對50個區塊(block)全體進行此操作，求出平均值。
回流耐熱，是切出菊鍊圖案的1個區塊，並使用回流裝置，以峰值溫度235℃、時間5秒的條件進行3次處理。回流處理後，使用毫歐姆計進行連接電阻值的測量。
將實施例中的評價結果表示於表1。 [表1]
Figure 106118686-A0304-0001
可確認到，藉由實施例的製造方法，能夠容易地製造一種高密度多層線路板，該高密度多層線路板在連接可靠性上表現優異且為高板厚，並具備用於電性連接之小口徑且窄節距化的孔，且具備微小的接合端子節距。
將比較例中的評價結果表示於表2。 [表2]
Figure 106118686-A0304-0002
自比較例1所獲得到的基板，在20000點的連接處中有50點發生連接不良的情形。其原因在於，由於不織布的疏密所造成的厚度差異，使電性連接墊間的高度發生偏差，而有一部分的導電性材料未接觸到。 自比較例2所獲得到的基板，在20000點的連接處中有200點發生連接不良的情形。其原因在於，由於對導電性凸塊施加壓力而產生導電性凸塊的破損、或是因為凸塊高度的偏差和印刷線路板的彎曲的影響而使凸塊沒有適當地貫穿。 自比較例3所獲得到的基板，在20000點的連接處中有100點發生連接不良的情形。其原因在於，與比較例1同樣由於不織布的厚度差異，使電性連接墊間的高度發生偏差，而有一部分的導電性材料未接觸到。並且，由於使用金屬遮罩，導電性材料的配置處有一部分出現位置偏離。
1‧‧‧支持基板 2‧‧‧墊 2a‧‧‧電性連接墊 2b‧‧‧非電性連接墊 3‧‧‧埋孔樹脂 4‧‧‧絕緣膜 5‧‧‧脫模膜 6‧‧‧導電性材料 7‧‧‧貫穿孔 8‧‧‧第一印刷線路板 9‧‧‧第二印刷線路板 10‧‧‧第三印刷線路板 11‧‧‧多層線路板
第1圖是表示本發明之多層線路板的製造方法的一實施型態的流程的流程圖。 第2圖表示本發明之多層線路板的製造方法的一實施型態中的印刷線路板製造步驟(I)；其中，(A)是所準備的第一、第二、第三印刷線路板的示意剖面圖；(B)是表示在貼附有保護遮罩之絕緣膜上形成貫穿孔後的狀態的示意剖面圖；(C)是表示狀態(Ia)的示意剖面圖，在該狀態(Ia)下，已將具有貫穿孔之絕緣膜貼附於印刷線路板；(D)是表示狀態(Ib)的示意剖面圖，在該狀態(Ib)下，已將導電性材料配置於被形成在絕緣膜上的貫穿孔中。 第3圖表示本發明之多層線路板的製造方法的一實施型態中的積層步驟(II)；其中，(A)是表示狀態(IIa)的示意剖面圖，在該狀態(IIa)下，已針對第一、第二、第三的這3張印刷線路板，以使配置有導電性材料之面與未配置有導電性材料之面對向之方式來加以重疊配置；(B)是表示狀態(IIb)的示意剖面圖，在該狀態(IIb)下，已進行加熱、加壓積層。 第4圖的(A)是表示以下情況時的示意剖面圖：當要在印刷線路板彼此的對向面的兩面上貼附絕緣膜時，貼附上僅在與電性連接墊對應之處鑽孔的絕緣膜、及在與電性連接墊和非電性連接墊的這兩者對應之處鑽孔的絕緣膜。 第4圖的(B)是表示以下情況時的示意剖面圖：當要在印刷線路板彼此的對向面的兩面上貼附絕緣膜時，貼附上僅在與電性連接墊對應之處鑽孔的絕緣膜。
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Claims (11)

  1. 一種多層線路板的製造方法，具有印刷線路板製造步驟(I)與積層步驟(II)；該印刷線路板製造步驟(I)，其準備複數張印刷線路板，該等印刷線路板在同一面內具備電性連接墊與非電性連接墊的這兩者，該電性連接墊對印刷線路板間進行電性連接，該非電性連接墊不對印刷線路板間進行電性連接；該積層步驟(II)，其將前述複數張印刷線路板以使前述電性連接墊彼此對向之方式來加以重疊，並以藉由被配置於前述對向之電性連接墊彼此之間的導電性材料來接合前述複數張印刷線路板之方式，來加以積層；其中，在前述印刷線路板製造步驟(I)中，包含步驟(Ia)與步驟(Ib)；該步驟(Ia)將絕緣膜貼附至在前述積層步驟(II)中重疊前述複數張印刷線路板時相對向之對向面的至少一方的面上，該絕緣膜在與該面上的前述電性連接墊對應的位置上，以具有比前述電性連接墊更大的內徑之方式形成有貫穿孔；該步驟(Ib)將前述導電性材料配置於形成在前述絕緣膜上的貫穿孔中；在印刷線路板製造步驟(I)中，將絕緣膜貼附至在前述積層步驟(II)中重疊複數張印刷線路板時相對向之對向面的雙方的面上，並且，針對一方的面，使用僅在與電性連接墊對應的位置處設置有貫穿孔之絕緣膜，且針對另 一方的面，使用在與電性連接墊和非電性連接墊的這兩者對應的位置處設置有貫穿孔之絕緣膜。
  2. 如請求項1所述之多層線路板的製造方法，其中，在印刷線路板製造步驟(I)中，絕緣膜包含玻璃轉化溫度在180℃以上的熱硬化性樹脂組成物。
  3. 如請求項1或2所述之多層線路板的製造方法，其中，在印刷線路板製造步驟(I)中，絕緣膜包含填料等的粒子來作為強化材料。
  4. 如請求項1或2所述之多層線路板的製造方法，其中，在印刷線路板製造步驟(I)中，絕緣膜的貫穿孔，是藉由雷射鑽孔加工或是鑽頭鑽孔加工來形成，該貫穿孔被形成在與用來對印刷線路板間進行電性連接之墊對應之處。
  5. 如請求項1或2所述之多層線路板的製造方法，其中，在印刷線路板製造步驟(I)中，當進行步驟(Ib)時，亦即在將導電性材料配置於形成在絕緣膜上的貫穿孔中時，使用聚對苯二甲酸乙二酯膜來作為保護遮罩。
  6. 如請求項1或2所述之多層線路板的製造方法，其中，在印刷線路板製造步驟(I)中，在進行步驟(Ib)後，亦即在將導電性材料配置於形成在絕緣膜上的貫穿孔中之後，且在將複數張印刷線路板加以積層的步驟(II)之前，以溫度70~150℃、時間10~120分鐘的條件來 進行印刷線路板的熱處理。
  7. 如請求項1或2所述之多層線路板的製造方法，其中，在積層步驟(II)中，在複數張印刷線路板的平面上的相同處配置複數個位置對齊孔，並利用將針***已配置的位置對齊孔中，來一邊進行印刷線路板彼此的位置對齊一邊進行積層。
  8. 如請求項1或2所述之多層線路板的製造方法，其中，在積層步驟(II)中，藉由絕緣材料來填充已配置有電性連接墊之面上的未配置前述電性連接墊的部分。
  9. 如請求項1或2所述之多層線路板的製造方法，其中，在印刷線路板製造步驟(I)中，當進行步驟(Ia)時，亦即要貼附已形成有貫穿孔之絕緣膜時，貼附至印刷線路板上的絕緣膜的厚度，比自形成於前述絕緣膜上的貫穿孔露出的電性連接墊的墊厚度更厚。
  10. 如請求項1或2所述之多層線路板的製造方法，其中，在印刷線路板製造步驟(I)中，當進行步驟(Ib)時，亦即在將前述導電性材料配置到貫穿孔中時，被形成在與電性連接墊對應之處之絕緣膜的貫穿孔，藉由配置導電性材料而被全部填充起來。
  11. 如請求項1或2所述之多層線路板的製造方法，其中，在印刷線路板製造步驟(I)中，當進行步驟 (Ib)時，亦即在將前述導電性材料配置到形成於前述絕緣膜上的貫穿孔中時，以使前述導電性材料自前述貫穿孔漏出到外側的方式來填充；並且，在積層步驟(II)中，是使用前述導電性材料漏出之狀態的前述絕緣膜來積層前述複數張印刷線路板。
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