(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面銅張り積層板の両面を電気的に接続するスルーホールを設け、このスルーホール内に充填物を充填してなる非貫通導通穴の両端面に金属導体層を形成する工程と、前記銅張り積層板の裏面側のみに内層回路となる回路導体や接続ランドを形成する工程と、からなる上部配線板を製造する第１工程と、
片面銅張り積層板の絶縁樹脂面に接着剤層を形成する工程と、電子部品収納部となる貫通穴を形成する工程と、からなる下部配線板を製造する第２工程と、
前記の第１工程と第２工程とを分けて製造した後、前記の上部配線板の裏面側に下部配線板の接着剤層を介して下部配線板を加熱圧着して一体化する工程と、この一体化した配線板の逆凹部形状の電子部品収納部に穴埋め樹脂を充填・乾燥する工程と、該一体化配線板に外層回路導体を形成する工程と、電子部品収納部の穴埋め樹脂を除去する工程と、からなる一体化した配線板に外層回路導体を形成する第３工程と、からなることを特徴とする立体形配線板の製造方法。
【請求項２】
両面銅張り積層板の両面を電気的に接続するスルーホールを設け、このスルーホール内に充填物を充填してなる非貫通導通穴の両端面に金属導体層を形成する工程と、前記銅張り積層板の裏面側のみに内層回路となる回路導体や接続ランドを形成する工程と、からなる上部配線板を製造する第１工程と、
接着剤樹脂付き銅箔材に電子部品収納部となる貫通穴を形成する下部配線板を製造する第２工程と、
前記の第１工程と第２工程とを分けて製造した後、前記の上部配線板の裏面側に下部配線板の接着剤樹脂を介して下部配線板を加熱圧着し一体化する工程と、この一体化した配線板の逆凹部形状の電子部品収納部に穴埋め樹脂を充填・乾燥する工程と、該一体化配線板に外層回路導体を形成する工程と、電子部品収納部の穴埋め樹脂を除去する工程と、からなる一体化した配線板に外層回路導体を形成する第３工程と、からなることを特徴とする立体形配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品の搭載などに用いられる立体形配線板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来では所定の回路導体が形成された平面形配線板に半導体素子やチップ部品等の複数の電子部品を搭載してモジュール基板とするか、又はハイブリッドＩＣとしてマザーボードに平面的に重ね実装している。
図６に基づいて、従来の平面的な平面形配線板１０に電子部品を搭載してモジュール基板としてからマザーボードに平面的に重ね実装した状態を説明する。
まず、両面、又は多層の平面形配線板１０に所定の回路導体，電子部品の接続ランド３、スルーホール４，外部に電気的に接続するための平面形配線板の端面電極５などが形成されている。
上記の平面形配線板１０の上部表面にある接続ランド３にチップ形電子部品３０を半田３５で面付実装して電気的に接続する。
【０００３】
次に、複数のチップ形電子部品３０を搭載したモジュール基板は、上記の平面形配線板１０に設けられた端面電極５を用いてマザーボード４０の接続端子４５に加熱実装して接続される。
平面形配線板１０は、平担な両面又は多層の平面形配線板の表裏の両面に所定の回路導体，接続ランド，ボンディングパッドなどを設け、電子部品を平担な平面形配線板１０の両面に実装してからマザーボードに搭載する側となる平担な平面形配線板１０の下部である裏面側にスペーサ基板，コネクター，ピンボードなどを取り付けてマザーボードに実装するものである。
平面形配線板１０に複数のチップ形電子部品３０を搭載したモジュール基板をマザーボード４０に安定して実装するには、通常平面形配線板１０の裏面側となる下部表面にはチップ形電子部品３０などは搭載することはしない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来はチップ形電子部品を平面形配線板の表裏の両面に搭載したモジュール基板をマザーボードに密着して実装することは、マザーボード基板に接する側のモジュール基板の下部側にスペーサやコネクターを取り付けマザーボードから浮かせる必要があった。つまり平面形配線板の下部側にはチップ形電子部品を高密度に密着して水平にマザーボード基板に実装することは困難となっていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するため両面銅張り積層板の裏面側に内層回路となる回路導体や接続ランドを形成する上部配線板を製造する工程と、片面銅張り積層板や接着剤樹脂付き銅箔材に電子部品収納部を形成する下部配線板を製造する工程とを分けて製造し、その後、前記の上部配線板の裏面側に下部配線板を張り合わせ積層一体化した配線板の電子部品収納部に穴埋め樹脂を充填し、この一体化した配線板に外層回路導体を形成するものである。
この平面形配線板の下部裏面の逆凹部形状の電子部品収納部を有する立体形配線板は、該逆凹部形状の露呈している穴内の内層回路の接続ランドにチップ形電子部品を面付実装して接続し、電子部品の収納部にチップ形電子部品の全体を高密度に収納することの出来る立体形配線板の製造方法を提供するものである。
【０００６】
製造方法１としては、下記の方法がある。
両面銅張り積層板の両面を電気的に接続するスルーホールを設け、このスルーホール内に充填物を充填してなる非貫通導通穴の両端面に金属導体層を形成する工程と、前記銅張り積層板の裏面側のみに内層回路となる回路導体や接続ランドを形成する工程と、からなる上部配線板を製造する第１工程と、
片面銅張り積層板の絶縁樹脂面に接着剤層を形成する工程と、電子部品収納部となる貫通穴を形成する工程と、からなる下部配線板を製造する第２工程と、
前記の第１工程と第２工程とを分けて製造した後、前記の上部配線板の裏面側に下部配線板の接着剤層を介して下部配線板を加熱圧着して一体化する工程と、この一体化した配線板の逆凹部形状の電子部品収納部に穴埋め樹脂を充填・乾燥する工程と、該一体化配線板に外層回路導体を形成する工程と、電子部品収納部の穴埋め樹脂を除去する工程と、からなる一体化した配線板に外層回路導体を形成する第３工程と、からなる立体形配線板の製造方法である。
【０００７】
製造方法２としては、下記の方法がある。
両面銅張り積層板の両面を電気的に接続するスルーホールを設け、このスルーホール内に充填物を充填してなる非貫通導通穴の両端面に金属導体層を形成する工程と、前記銅張り積層板の裏面側のみに内層回路となる回路導体や接続ランドを形成する工程と、からなる上部配線板を製造する第１工程と、
接着剤樹脂付き銅箔材に電子部品収納部となる貫通穴を形成する下部配線板を製造する第２工程と、
前記の第１工程と第２工程とを分けて製造した後、前記の上部配線板の裏面側に下部配線板の接着剤樹脂を介して下部配線板を加熱圧着し一体化する工程と、この一体化した配線板の逆凹部形状の電子部品収納部に穴埋め樹脂を充填・乾燥する工程と、該一体化配線板に外層回路導体を形成する工程と、電子部品収納部の穴埋め樹脂を除去する工程と、からなる一体化した配線板に外層回路導体を形成する第３工程と、からなる立体形配線板の製造方法である。
【０００８】
なお、製造方法１、製造方法２において、上部配線板を製造する第１工程で充填物を充填してなる非貫通導通穴の近傍に貫通穴を形成する工程と、上部配線板と下部配線板を接着剤で加熱圧着し一体化した配線板に前記上部配線板の貫通穴の上方からレーザー光で下部配線板の樹脂部分除去する工程と、該一体化配線板の貫通穴や非貫通穴および外層にある表裏面にパネルめっきをする工程と、を追加することもある。
また、上部配線板を製造する第１工程において、両面銅張り積層板の代わりに内層回路導体が形成された多層配線板を適用したり、下部配線板を製造する第２工程において、接着剤樹脂付き銅箔の代わりに両面銅張り積層板を適用することも出来る立体形配線板の製造方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の立体形配線板の製造方法の実施例１について図１と図２の工程断面図に基づいて説明する。
図１（ａ）に示すように両面銅張り積層板１に所定のＮＣ穴１２明けをし、次に図１（ｂ）に示すように無電解めっき、電解めっきをし積層板の表裏両面の銅箔を電気的に接続するスルーホール４を形成する。
その後、電子部品収納部に配置されるスルーホール４は平面形配線板を貫通してフラックス，封止樹脂，処理液などが浸透しないようにスルーホール４内部に収縮率の小さい耐酸性の熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂などの充填物６を充填し非貫通のスルーホールとなる非貫通導通穴７とする。
さらに、充填物６を充填した非貫通導通穴７の端面に無電解めっき、電解めっきで非貫通導通穴７と接する第２のめっき層を形成してから、両面銅張り積層板１の裏面（下面）側のみに内層回路となる回路導体や接続ランド３を形成する。
充填物６を充填した非貫通導通穴７上の両端面に非貫通導通穴７と接する金属導体層を形成するものであり、いわゆるフラットスルーホール７Ａと呼ばれ、この非貫通導通穴７の両方の平坦となっている端面に内層回路となる回路導体や電子部品の接続ランド３を形成することにより高密度の電子部品実装を達成することがきるものである。
すなわち、上記の回路導体の形成は、該両面銅張り積層板１の裏面（下面）側のみにの内層回路となる回路導体，電子部品の接続ランド３等を写真法や印刷法で形成するものである。
以上までの工程を第１工程とし、上部配線板１Ａの裏面部の内層回路導体Ｂを形成するものである。
【００１０】
その次に図１（ｃ）に示すように、片面銅張り積層板１の上部側にある絶縁樹脂面に半硬化状態のプリプレグ，接着剤，接着シート等で接着剤層１３を形成してから、片面銅張り積層板１の所定の箇所に指定の形状となる貫通穴１４をプレス加工，ルーター加工，フライス加工などで形成して下部配線板１Ｂを製造する工程を第２工程とする。
また、上記の接着剤層１３として貫通穴１４部分への接着剤の流れだしが少ない低フロータイプの接着シートを適用することが良好である。
尚、この下部配線板１Ｂを製造する第２工程において、片面銅張り積層板の代わりに両面銅張り積層板を適用し、プリプレグを介して上部配線板と積層して多層化の増加を図ることもできる。
【００１１】
次に、図２に基づいて本発明のプリント配線板の製造方法の実施例１の後工程を説明する。
図２（ｄ）に示すように、前記の第１工程でできた上部配線板１Ａの裏面側に第２工程でできた下部配線板１Ｂを前記の半硬化状態の接着剤層１３を介して加熱圧着し積層一体化する。
上記の加熱圧着条件として、圧力は通常の約２倍となる５０〜７０ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力とし、約１４０゜Ｃ〜１８０゜Ｃで６０分の加熱条件とした。
次に図２（ｅ）に示すように上部配線板１Ａと下部配線板１Ｂを貫通する所望するＮＣ穴１２を所定の箇所に穴明けをする。
【００１２】
その次に図２（ｆ）に示すように無電解めっき、電解めっきをし、一体基板の表裏両面の導体を電気的に接続するスルーホール４やチップ型の電子部品の接続端子とするための端面電極とするスルーホール４を形成する。
それから電子部品収納穴内部の内層回路導体や電子部品の接続ランド３等の内層回路導体が、これより後工程のスルーホールめっき工程と、該配線板の表面外層回路導体を形成するエッチング工程や貴金属めっき工程等で、既に形成されている電子部品収納穴内部の内層回路導体がめっき付着、エッチングなどによる汚染や損傷などで回路不良や品質不良が生じないように、めっきやエッチングから内層回路導体を保護するため逆凹部で片方に開口している逆凹部の穴１６の内部に熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂などの穴埋め樹脂１５を前記逆凹部の穴１６の端部がほぼかくれるように充填する。
【００１３】
その次に図２（ｇ）に示すように、上部配線板１Ａと下部配線板１Ｂを積層一体化した多層配線板の表裏外層面の全面銅箔となっている両面に印刷法や写真法でエッチングレジストを形成し、エッチング処理により所定の外層回路導体，電子部品の接続ランド３等を形成してから穴埋め樹脂を溶解除去して多層配線板を製造する。
このようにして上部配線板１Ａの表面部外層回路導体Ａと、下部配線板１Ｂの下側裏面部外層回路導体Ｃを形成することにより一体基板の多層配線板である実施例１による立体形配線板１８を製造する。
尚、電子部品収納穴内部の内層回路導体や電子部品の接続ランド３等には電子部品との接続が良好となるようにニッケルめっきや金めっきの層を形成することが一般的である（図示せず）。
【００１４】
本願発明の立体形配線板の上部配線板１Ａ，下部配線板１Ｂの基板としては、エポキシ樹脂系，フェノール樹脂系，ポリエステル樹脂系，ポリイミド樹脂系，ＢＴレジン樹脂系等の熱硬化性樹脂をガラス，シリコン等の無機質繊維や、ポリエステル，ポリアミド，ポリイミド，ポリアクリル等の有機繊維や、木綿，紙等の天然繊維の基材に含浸させた材質の基板を選定することができる。
尚、本発明の実施の形態は３層平面形配線板で詳細説明をしているが、３層以上の多層平面形配線板の製造方法に適用できるものである。
【００１５】
次いで、図３と図４の工程断面図に基づいて実施例２の立体形配線板１８の製造方法を説明する。
図３（ａ）は実施例１と同一とし、次に図３（ｂ）に示す工程において実施例１のスルーホール４内部に充填物６を充填し非貫通導通穴７とし、この充填した非貫通導通穴７上の端面に無電解めっき、電解めっきで非貫通導通穴７と接する第２のめっき層を形成する、つまりフラットスルーホール７Ａの他に両面銅張り積層板１を貫通する所望するＮＣ穴１２を所定の通り穴明けしてから両面銅張り積層板１の裏面（下面）側のみに回路導体や接続ランド３を形成する。
【００１６】
図３（ｃ）は、高密度で薄型の立体形配線板１８を効率良く安価に製造するため、接着剤樹脂１３付き銅箔１１材を使用するものである。
接着剤樹脂１３付き銅箔１１材、例えば銅張りフィルム体である接着剤樹脂付き銅箔材にチップ形電子部品を搭載するため、所定の箇所に指定の形状となる貫通穴１４をプレス加工，ルーター加工，フライス加工およびレーザー加工などで形成して下部配線板１Ｂを製造する工程を第２工程とする。
この下部配線板１Ｂの厚さはチップ形電子部品を貫通穴１４内部に搭載するため、チップ形電子部品の厚みより、やや厚くする必要がある。
つまり、下部配線板１Ｂの厚さは０．２ｍｍ〜１．０ｍｍとすることが多い。
【００１７】
それから、図４に基づいて本発明の実施例２の立体形配線板の製造方法の後工程を説明する。
図４（ｄ）に示すように、前記の第１工程でできた上部配線板１Ａの裏面（下部）側に第２工程でできた接着剤樹脂１３付き銅箔１１の下部配線板１Ｂを前記の半硬化状態の接着剤樹脂１３を介して張り合わせ加熱圧着して積層一体化して多層配線板とする。
立体形配線板１８の裏面（下部）側にはチップ形電子部品を搭載するための逆凹部の穴１６が形成される。
【００１８】
次に図４（ｅ）に示すように上部配線板１Ａを貫通するＮＣ穴１２の上方部からＮＣ穴１２を遮蔽マスクとして、レーザー光を照射して下部配線板１Ｂの裏面側の銅箔１１まで半硬化状態の接着剤樹脂１３を除去して下部配線板１Ｂの下側の片端面が金属導体のみで閉口された非貫通穴２を形成する。
【００１９】
それから図４（ｆ）に示すように、上部配線板１Ａと下部配線板１Ｂを張り合わせ積層一体化した多層配線板に無電解めっき、電解めっきをし、一体基板となっている多層配線板の表裏両面の銅箔を電気的に接続する下部配線板１Ｂの下側の片端面が金属導体のみで閉口された非貫通導通穴８を形成する。
この片端面が金属導体のみで閉口された非貫通導通穴８は穴内部を空洞化させ、チップ型の電子部品の接続端子とするための端面電極とする片端面が金属導体のみで閉口された非貫通導通穴８を形成するものである。
次に下部配線板１Ｂのチップ形電子部品を搭載するための逆凹部の穴１６の内部に穴埋め樹脂１５をロールコータ法，スキージ印刷法，デスペンサー法等で充分に充填し、乾燥、研磨をして、下部配線板１Ｂの下面の金属導体と、ほぼ平坦となるようにする。
【００２０】
その次に図４（ｇ）に示すように、上部配線板１Ａと下部配線板１Ｂを積層一体化した多層配線板の表裏外層面の全面銅箔となっている両面に印刷法や写真法でエッチングレジストを形成し、エッチング処理により所定の回路導体，電子部品の接続ランド３等を形成してから穴埋め樹脂を溶解除去して多層配線板をサブトラクティブ法で製造する工程である。
上部配線板１Ａの表面部外層回路導体Ａと、下部配線板１Ｂの下側裏面部外層回路導体Ｃを形成することにより一体基板の多層配線板を製造する。
穴内部が空洞化している片端面が金属導体のみで閉口された非貫通導通穴８のほぼ中央部を切断分割して、外部に端面電極５が露呈しているチップ型の電子部品を搭載するための実施例２による立体形配線板１８を製造するものである。
つまり、実施例１の一体基板の表裏両面の導体を電気的に接続するスルーホール４と配線板の接続端子である端面電極５とするスルーホール４との２つのスルーホールを穴内部が空洞化している片端面が金属導体のみで閉口された非貫通導通穴８の１つで代替えすることができるものである。
また、実施例２による立体形配線板１８を製造する方法において、外層表面回路導体はアディティブ法で形成してもよい。
【００２１】
図５に基づいて、一体基板の立体形配線板１８に電子部品を搭載してモジュール基板とする方法や、このモジュール基板をマザーボード４０に実装した状態を詳細に説明する。
前記で図３、図４に基づいて説明した実施例２の立体形配線板１８の上部配線板の外部に面した上部表面に形成した電子部品の接続ランド３にチップ形電子部品３０やハイブリッドＩＣなどを半田３５で面付実装したり、電子部品収納部２０に露出している内部底面に形成されている電子部品の接続ランド３に半田３５で逆凹部の深さより薄いチップ形電子部品３０面付実装したり、また半田ボールなどのボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）の接続パット等に電子部品を電気的な接続と機械的な固定によって実装・搭載することが出来るものである。
【００２２】
それから、立体形配線板１８の両面、つまり一体基板の立体形配線板１８の上部の平坦な表面と、立体形配線板１８の裏面側の逆凹型構造の電子部品収納部２０と、にチップ形電子部品３０を面付け実装して完成したモジュール基板を、立体形配線板１８の逆凹部の電子部品収納部２０を下部側とし、立体形配線板１８の下部側の外層回路導体Ｃの接続ランドがマザーボード４０の接続端子４５に密着して設置し、半田３５でモジュール基板の端面電極５と接続し密着・実装する。
また、本発明の逆凹型構造の凹部を有する立体形配線板１８は、下部側に表面外層回路導体Ｃが形成されており、接続ランド，ＢＧＡの接続パット，接続用の電極端子部などが形成され半田付けやワイヤーボンディング等でマザーボード４０の接続端子４５と直接電気的な接続を図ることも出来る。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の平面形配線板の製造方法は次のような効果がある。
（１）３層以上の立体形配線板において、上部表面の外層回路導体に各種の電子部品を面付実装し、立体形配線板の下部裏面の逆凹部の外部に開口している穴内部の露出している平担な内層回路導体に各種のチップ形電子部品を立体形配線板の下部側底面から、はみ出さないように面付実装して高密度にチップ形電子部品を収納をすることのできる立体形配線板の製造方法を提供できる。
（２）前記の一体基板の上部表面の外層回路導体と、下部裏面の逆凹部の電子部品収納部に露呈する内層回路導体とを電気的に接続するスルーホールに充填物を充填した非貫通導通穴の両端面に金属導体層を形成するフラットスルーホールを適用し、この非貫通導通穴の両端面を接続ランドとすることにより電子部品を高密度に搭載することのできる立体形配線板の製造方法である。
（３）多層配線板の表裏両面の導体を電気的に接続することと配線板の端面電極とすることのため穴内部が空洞化している非貫通導通穴のほぼ中央部を切断分割して、外部に端面電極が露呈している立体形配線板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の立体形配線板の製造方法を説明する前工程の断面図である。
【図２】実施例１の立体形配線板の製造方法を説明する後工程の断面図である。
【図３】実施例２の立体形配線板の製造方法を説明する前工程の断面図である。
【図４】実施例２の立体形配線板の製造方法を説明する後工程の断面図である。
【図５】立体形配線板にチップ形電子部品を搭載してマザーボードに実装した状態を説明する断面図である。
【図６】従来の平面形配線板にチップ形電子部品を搭載してマザーボードに実装した状態を説明する断面図である。
【符号の説明】
１…銅張り積層板  ２…非貫通穴  ３…接続ランド  ４…スルーホール
５…端面電極  ６…充填物  ７…非貫通導通穴  ７Ａ…フラットスルーホール
８…片端面が金属導体のみで閉口された非貫通導通穴  １０…平面形配線板
１１…銅箔  １２…ＮＣ穴  １３…樹脂  １４…貫通穴  １５…穴埋め樹脂
１６…逆凹部の穴  １８…立体形配線板  ２０…電子部品収納部
３０…チップ形電子部品  ３５…半田  ４０…マザーボード  ４５…接続端子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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