(57)【要約】  積層構成要素は、第１及び第２の表面を有するセパレーター、セパレーターの第１の表面に対して配置された導電性薄膜層、及びセパレーターの第２の表面に対して配置された非機能薄膜層を備える。導電性薄膜層及び非機能薄膜層の両者は、各薄膜層の部分がセパレーターより先に伸びるように、セパレーターより大きい横方向寸法を持つ。導電性薄膜層及び機能薄膜層の伸びている部分は一緒に接合されて、積層構成要素を封鎖する。一実施例においては、導電性薄膜層の第１の表面上に接着剤のバンドが配置されて、その内側に囲まれた中央区域を定め、この中央区域内にセパレーターが置かれる。非機能薄膜層の伸びている部分が接着剤に押し付けられて、導電性薄膜層と非機能薄膜層との間の接合部を形成する。
2007526141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷回路板のような物品の製造に使用するための積層構成要素であって：
第１及び第２の表面を有するセパレーター；
前記セパレーターの前記第１の表面に対して配置された導電性薄膜層；及び
前記セパレーターの前記第２の表面に対して配置された非機能薄膜層
を備えた前記構成要素。
【請求項２】
印刷回路板のような物品の製造に使用するための積層構成要素であって：
第１及び第２の表面を有するセパレーター；
前記セパレーターの前記第１の表面に対して配置された導電性薄膜層であって、前記導電性薄膜層の一部分が前記セパレーターより先に伸びるように前記セパレーターより大きい横方向寸法を有する前記導電性薄膜層；及び
前記セパレーターの前記第２の表面に対して配置された非機能薄膜層であって、前記非機能薄膜層の一部分が前記セパレーターより先に伸びるように前記セパレーターより大きい横方向寸法を有する前記非機能薄膜層
を備え、前記導電性薄膜層の前記伸びている部分及び前記非機能薄膜層の前記伸びている部分が互いに接合される
前記構成要素。
【請求項３】
前記導電性薄膜層の前記伸びている部分及び前記非機能薄膜層の前記伸びている部分が、接着剤により互いに接合される請求項２の構成要素。
【請求項４】
前記導電性薄膜層の前記伸びている部分及び前記非機能薄膜層の前記伸びている部分が、前記導電性薄膜層及び非機能薄膜層の周囲で互いに接合される請求項２の構成要素。
【請求項５】
前記セパレーターがアルミニウムで作られた請求項２の構成要素。
【請求項６】
前記セパレーターが約２５４及び７６２ミクロンの厚さを有する請求項５の構成要素。
【請求項７】
前記導電性薄膜層が銅で作られる請求項２の構成要素。
【請求項８】
前記非機能薄膜層が、アルミニウム、ポリテトラフルオロエチレン及びシリコンよりなるグループから選ばれた材料で作られる請求項２の構成要素。
【請求項９】
印刷回路板のような物品の製造に使用するための積層構成要素であって：
囲まれた中央区域を内側に定めるように第１の表面上に配置された接着剤のバンドを有する導電性薄膜層；
前記中央区域内で前記導電性薄膜層の前記第１の表面上に置かれたセパレーター；及び  前記セパレーター上に位置決めされた非機能薄膜層であって、前記非機能薄膜層の一部分が前記セパレーターより先に伸びるように、前記セパレーターより大きい横方向寸法を有する前記非機能薄膜層
を備え、前記非機能薄膜層の前記伸びている部分が、前記導電性薄膜層と前記非機能薄膜層との間の接合部を形成するように前記接着剤に対して押し付けられる前記構成要素。
【請求項１０】
前記接合部が前記導電性薄膜層と前記非機能薄膜層とをそれらの周囲において一緒に接合する請求項９の構成要素。
【請求項１１】
前記接合部が前記中央区域を封鎖する請求項９の構成要素。
【請求項１２】
前記セパレーターと前記接合部との間に空間を更に備える請求項９の構成要素。
【請求項１３】
前記セパレーターがアルミニウムで作られる請求項９の構成要素。
【請求項１４】
前記セパレーターが約２５４及び７６２ミクロンの厚さを有する請求項１３の構成要素。
【請求項１５】
前記導電性薄膜層が銅で作られる請求項９の構成要素。
【請求項１６】
前記非機能薄膜層が、アルミニウム、ポリテトラフルオロエチレン及びシリコンよりなるグループから選ばれた材料で作られる請求項９の構成要素。
【請求項１７】
印刷回路板を作る方法であって：
積層構成要素を準備し、各積層構成要素は、第１及び第２の表面を有するセパレーター、前記セパレーターの前記第１の表面に対して配置された導電性薄膜層、及び前記セパレーターの前記第２の表面上に配置された非機能薄膜層を備え；
第１の鋼板、前記第１の鋼板上に置かれた第１の構成要素、前記第１の構成要素上に置かれたコア組立体、前記コア組立体上に置かれた第２の積層構成要素、及び前記第２の積層構成要素上に置かれた第２の鋼板を有するブックを組み立て、ここに各積層構成要素はその導電性薄膜層が前記コア組立体に当たりかつその非機能薄膜層が前記鋼板の対応したものに当たるように配置され；更に
前記ブックを加熱しかつ加圧する
ことを含む前記方法。
【請求項１８】
前記ブックの加熱及び加圧後に、前記非機能薄膜層と前記セパレーターとを前記導電性薄膜層から分離することを更に含む請求項１７の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に印刷回路板に関し、特に印刷回路板を製造するために使用される方法及び構成要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷回路板は、一般に導電性経路が形成された誘電性材料の基板を備える。基板は、導電性経路により接続された種々の電子構成要素を支持する。印刷回路板は、典型的に両面に導電性薄膜層が積層された「プレプレグ」として通常知られるガラス繊維を含んだエポキシ樹脂シートより構成される。導電性薄膜層は典型的に銅箔であるが、金箔又は銀箔のようなその他の導電性材料を使用することもできる。次いで、銅箔は希望の導電性経路を作るためにエッチングされる。相互に接続されたデバイスとしてとしても知られる多層印刷回路板は、積み重ねられた多数のプレプレグ層よりなり、これらプレプレグ層は隣接したプレプレグ層の各対の間に散在する導電性の「内部層」を持つ。各内部層は、２層の回路を含むようにその両面に回路が形成される。最外側の２個のプレプレグ層の各の外側面に外側層（典型的に銅箔）が積層される。単層の印刷回路板と同様に、続いて、希望の回路を作るために外側層がエッチングされる、
印刷回路板、特に高密度多層印刷回路板の製造は、過去約１５年にわたって定常的な発展を示してきた。製造工程の最終段階のいくつかを示す外側層の製造は、その時点までに装置になされた時間及び材料の投資のため製造業者にとって重要である。言い換えれば、外側層の製造前の、プレプレグ及び内側層の製造とこれらを多層デバイスの中央部を構成する（ここでは「コア組立体」と呼ばれる）積層体に組み立てる際にかなりの資源が消費される。もしどちらかの外側層が不正確に作られたならば、デバイス全体を廃棄しなければならない。高密度で複雑なデバイスの場合は、失われた資源がかなり大きくなる可能性がある。
【０００３】
印刷回路板の製造には、収集処理のため、複数の印刷回路板をブックと呼ばれる積重ねに材料を組み合わせることが含まれるのが普通である。初期の製造方法は、導電性薄膜の外側層の１枚のシートとコア組立体との組合せに（通常、約１．７５ｍｍ（０．０６２インチ）厚の）鋼板を使用する。これらの材料を鋼板、導電性薄膜層、コア組立体、別の導電性薄膜層、及び別の鋼板の順に積み重ねる。この配列が、ブックの各印刷回路板について繰り返される。導電性外側層をコア組立体に接合するためにブック全体を加熱し圧力を加え、そしてプレプレグを固化させる。冷却後、個々の板が互いに分離され、そして最終の処理を受ける。この方法は、「通常の積層法」として知られる。
【０００４】
しかし、通常の積層法は廃棄率が比較的大きい。廃棄物は、主として樹脂屑又は導電性薄膜を含んだ金属の削り屑のような破片によるものであり、これが外側層を汚染する。この廃棄物源は、組立の行われる環境であり、或いは材料自体によることが多い。この破棄物が、積層作業中に導電性薄膜の外側層に損傷を与える。導電性薄膜層に外側層の回路を撮像したとき、損傷を受けた領域では、導電経路又はその他のランド部分はデバイス検査段階で断線又は短絡が分かることが多く、このデイスは廃棄することが必要であろう。
【０００５】
外側層の銅の表面の損傷を助長させる別の要件は、作業者が薄い導電性薄膜を積み重ねる際に発生する捩れ、折れ曲がり、及びしわである。
【０００６】
１９９０年代の初期には、通常の積層物の欠点に対処するために、「積層箔」と呼ばれる製品の部類が開発された。積層箔は、銅、金、銀、又はその他の導電性材料で作り得る電着された導電性薄膜の層、セパレーターと呼ばれる剛い合金層（最も典型的には厚さ２５４から５０６ミクロン（０．０１０から０．０２０インチ）の間のアルミニウム）、及び第２の導電性薄膜層を備える。セパレーターの表面及び隣接した導電性薄膜層の表面は清浄でかつ汚染の無いように作られる。多種の積層箔において、これら清浄な表面は、次いで接着剤又は機械的な溶接により四辺すべてに沿って封鎖される。ブックを組み立てるために、積層箔がコア組立体の各対の間に置かれる。次いで、ブックが加熱及び加圧され導電性薄膜層を隣接のコア組立体に接合する。導電性薄膜層は印刷回路板の外側層となる。積層工程の後、セパレーターが廃棄される。
【０００７】
印刷回路板の外側層になるように予定された導電性薄膜の表面を封鎖することにより、通常の積層工程において損傷を起こすことの多い破片は、封鎖されたパッケージ内に入ることができない。このため、通常の積層法と比べて廃棄率が格段に減らされる。加えて、積層箔セパレーターが「剛く」するように作用し、又は薄い導電性薄膜層に構造的支持を提供する。これは、通常の積層技術の積み重ね作業中における、分離した導電性薄膜層の取扱いの際に起こり得る損傷をかなり減らす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
積層箔セパレーターにより、製造業者は、通常の積層法においてブックの組立てに使用される鋼板の使用を大きく中断することができる。鋼板を使用しないことによる幾つかの利点がある。第１に、鋼は熱に対する障壁である。各デバイス組立体間に鋼板を有して組み立てられた積層ブックは、温度をあげるためにプレスにおいてより多くの時間とエネルギーと費やす。第２に、鋼板は表面を損傷なしに保つために継続製造を必要とする。最後に、鋼板は、その重量のため、積層以前の組立工程及び積層後の分解工程を遅くする。
【０００９】
電子部品の超小型化傾向のため、多層印刷回路板の密度又は層数が年々著しく増加する傾向がある。積層箔を使用している製造業者は、「画像移転」と呼ばれる現象を経験し始めた。この現象は、回路の画像が、アルミニウムセパレーターが有るにもかかわらず、下の内側層から外側層を作っている銅層内に写り込むことである。この「グラブストンラビング（墓石磨き）」効果のため、後段の処理をより困難なものにする粗い表面形状を有する外側層が生じ、生産量がより低くなる。画像移転を減らすために、より硬質なアルミニウムが開発されたが、より密度の大きい回路デバイスに向かう傾向は停止しない。ある状況においては、入手可能の最硬質のアルミニウムでも画像移転を管理して平滑な外側を作ることができなかった。この問題を解決するために、多くの製造業者は、最終的に、ある種の応用における画像移転を避ける唯一の方法は、積層ブックの各組立体間の鋼板使用を再導入することであるとの実感に達した。しかし、積層箔は、導電性薄膜の表面の汚染を防ぎかつ極めて薄い導電性薄膜の取り扱いを容易にするために使用され続けた。このため、この産業は、事実上、積層箔の導入以前に使用された通常の積層技術とほとんど同じではあるが積層箔の費用の増加した方法に戻ってしまった。
【００１０】
積層箔の使用の費用に加えて別の欠点は、熱膨張の差に関係する問題である。積層工程中に加熱されたとき、アルミニウムと銅との熱膨張係数の差のため、アルミニウムセパレーターは銅の薄膜層より大きく広がる。銅の薄膜層はアルミニウムのセパレーターに接合されているため、この熱膨張の差が箔への封着を破壊する可能性のある表面の大きな引張り力を作る。
【００１１】
従って、積層箔に付随する費用及び熱膨張の問題を減らすと同時に積層の基本的な長所を維持する印刷回路板製造用の構成要素を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の要求は、第１及び第２の表面を有するセパレーター、セパレーターの第１の表面に対して配置された導電性薄膜層、及びセパレーターの第２の表面に対して配置された非機能薄膜層を有する積層構成要素を提供する本発明により対処される。導電性薄膜層と非機能薄膜層との両者は、各薄膜層の一部分がセパレーターより先に伸びるようにセパレーターより大きい横方向寸法を持つ。導電性薄膜層及び非機能薄膜層の伸びている部分は互いに接合されて積層構成要素を密閉する。一実施例においては、導電性薄膜層の第１の表面に接着剤のバンドが配置され、その内側に囲まれた中央区域を定め、そしてセパレーターはこの中央区域内に置かれる。非機能薄膜層の伸びている部分は接着剤に押し付けられ、導電性薄膜層と非機能薄膜層との間の接合部を形成する。
【００１３】
本発明及び従来技術に勝るその利点は、付属図面を参照した以下の詳細な説明及び特許請求の範囲の読解により容易に理解されるであろう。
【００１４】
本発明に関連する主題は、明細書の結論部分において特に指摘され明確に請求される。しかし、本発明は、付属図面に関連してなされる以下の説明を参照することにより最もよく理解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
種々の図面を通じて同じ部品を同様な番号で示す図面を参照すれば、図１及び２は、印刷回路板のような品物の製造に有用な積層構成要素１０を示す。構成要素１０は、導電性薄膜層１２、中間層又はセパレーター１４、及び非機能薄膜層１６より構成される。導電性薄膜層１２は、銅、金、銀又は同等のような導電性金属の薄いシートである。構成要素１０は、厳密級１００のクリーンルーム状態下で適用されることが好ましい。
【００１６】
導電性薄膜層１２は適宜の厚さとすることができるが、約５−７０ミクロンの範囲の厚さが典型的である。導電性薄膜層１２の第１又は内側の面に接着剤１８が塗布される。接着剤１８は、内面２０上に囲まれた内側の中央区域２２を定めるバンドを作るように、導電性薄膜層１２の四辺の各に沿ってストリップ状に塗布される。接着剤１８は、（図２に示されるように）導電性薄膜層１２の外側の縁の各に正しく塗布し、又は外側の縁からわずか内側に塗布することができる。以下説明されるであろうように、中央区域２２は、多層印刷回路板の機能外側層となるであろう。結果的に、中央区域２２の横方向寸法は印刷回路板の横方向の計画寸法に適合するであろう。非機能薄膜層１６は、最終的には廃棄され、印刷回路板の機能部分となることはない。
【００１７】
セパレーター１４は、アルミニウムより作られることが好ましく、そして積層構成要素１０にある程度の剛性を提供するに十分な厚さであることが好ましいが適宜の厚とすることができる。アルミニウムセパレーターについては約２５４から７６２ミクロン（０．０１０−０．０３０インチ）の範囲の厚さが適切である。比較的剛いセパレーター１４は、導電性薄膜層１２のための構造的支持を提供し、構成要素１０の取扱い中における導電性薄膜層１２に対する損傷を減らすであろう。セパレーター１４に対してはアルミニウムが好ましい材料であるが、チタン、ステンレス鋼、ニッケル合金、セラミックス又はある種のプラスチックのようなその他の材料も使用することができる。セパレーター１４は、中央区域２２より小さい横方向寸法を持つ。正確な処理により、セパレーター１４は、その第１の表面２４を、導電性薄膜層１２の内側面２０に対して平らに配置された状態で中央区域２２内に位置決めされる。
【００１８】
非機能薄膜層１６の第１又は内面２６がセパレーター１４の第２の表面２８にたいして平らに配置されるように非機能薄膜層１６がセパレーター１４上に置かれる。非機能薄膜層１６がそのすべての辺においてセパレーター１４より先に伸びるように、非機能薄膜層１６の横方向寸法はセパレーター１４のそれより大きい。特に、非機能薄膜層は、図面に示されるように、接着剤のストリップ１８の寸法に少なくも適合しかつ導電性薄膜層１２の横方向寸法に相当し得るように寸法が決められる。非機能薄膜層１６はアルミニウム、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＥＥ）、又はシリコンのような適宜適切な材料の薄いシートである。非機能薄膜層１６は適宜の厚さとすることができるが、約１７．８−１２７ミクロンの範囲の厚さが普通である。
【００１９】
図３に最もよく見られるように、導電性薄膜層１２及び非機能薄膜層１６のセパレーター１４より先に伸びている部分は、接着剤のストリップ１８上で互いに押されて接合部３０を形成する。接着剤１８は、導電性薄膜層１２及び非機能薄膜層１６の全周に沿って導電性薄膜層１２の内側面２０を非機能薄膜層１６の内側面２６に接合する。接合部３０は、構成要素１０の内部を外部環境から遮断し、かつ導電性薄膜層１２と非機能薄膜層１６との間におけるセパレーター１４の定位置への保持を支援する。上述のように、構成要素１０は、構成要素１０の内側面ができるだけ清浄であるように、厳密級１００のクリーンルーム状態下で組み立てられることが好ましい。封鎖接合部３０は、内側面、特に（印刷回路板の機能的外側層となるであろう）導電性薄膜層の内側面２０の中央区域２２が、続く積重ね及び積層工程中に汚染されないことを保証する。仕様により構成要素１０に加工用の穴（図示せず）が加えられる。接着剤１８はまず導電性薄膜層１２に塗布されると先に説明されたが、非機能薄膜層１６に、或いは薄膜層１２及び１６の両者に塗布するように変更することもできる。
【００２０】
接合部３０は、接合部以外の手段により作ることができる。導電性薄膜層１２及び非機能薄膜層１６のセパレーター１４より先に伸びている部分を接合する変更例には、溶接、半田付け、及びパンチ又はスタンプのような機械的手段が含まれる。
【００２１】
セパレーター１４は、導電性薄膜層１２と非機能薄膜層１６との間で、どちらの層にも直接接合されることなく定位置に保持される。更に、セパレーター１４は接着剤１８により定められた中央区域２２より小さいため、セパレーター１４の縁と接合部３０との間に空間３１がある。これによりアルミニウムセパレーター１４は導電性薄膜層１２と比較して自由に広がることができ、このため、熱膨張の差による導電性薄膜層１２の表面の張力及び／又は変形を無くす。
【００２２】
図４を参照すれば、積層にされた構成要素１０を使用して多層印刷回路板を作る方法が説明される。印刷回路板を作るために使用される種々の要素が積層ブック３２に組み立てられる。このブック３２は、下から上に、第１の鋼板３４、第１の積層構成要素１０、コア組立体３６、第２の積層構成要素１０、及び第２の鋼板３４を備える。本技術において知られるように、コア組立体３６は、プレプレグ層と導電性内側層との交互層の積重ねよりなる積層体であり、各内側層はその両面に回路が形成される。各積層構成要素１０は、その導電性薄膜層１２が隣接のコア組立体３６と当たり、更にその非機能薄膜層１６が隣接の鋼板３４と当たるように配列される。この連鎖がブック３２の部分である各印刷回路板について繰り返される。図４は４個の印刷回路板を有するブック組立体を示すが、本発明はこの数には限定されない。
【００２３】
次いで、ブック全体が加熱され加圧されてコア組立体３８のプレプレグ樹脂を固化し、導電性薄膜層１２を対応したコア組立体３６に接合する。冷却後、ブック３２から鋼板３４が取り去られ、４個の回路板組立体が残る。非機能薄膜層１６及びセパレーター１４が接合された導電性薄膜層１２から分離され、廃棄される。接合された導電性薄膜層１２、特に中央区域２２が、最終の印刷回路板の機能外側層として残る。
【００２４】
本発明の特別な実施例が説明されたが、本技術熟練者には、特許請求の範囲に定められた本発明の精神及び範囲から離れることなくこれに種々の変更をなし得ることが明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】印刷回路板のような物品の製造に有用な積層された構成要素の分解側面図である。
【図２】非機能薄膜層を有する図１の積層構成要素の一部切り取られた平面図である。
【図３】積層構成要素の一部分の拡大断面側面図である。
【図４】図１の積層構成要素を含んだ積層ブックの側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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