(57)【要約】【課題】２枚の基板を接着シートを用いて接合して多層基板を製造する場合に、２枚の基板のコーナの部分を予め加熱ヘッドで仮接着する際の時間の短縮と面方向のずれによるアライメント精度の低下の改善を図る。【解決手段】エポキシ樹脂等の接着シートを介して２枚の基板１１、１２を互いに仮接着して積層するようにした多層基板において、一方の基板１１の例えば４つのコーナの部分にそれぞれ複数の加熱用小孔１７をを有する仮接着領域１６を形成し、加熱用小孔１７の内周面にメッキ層２５を形成して加熱ヘッド１８からメッキ層２５を通して接着シート１３に効率的に熱を伝達する。【選択図】　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の基板を接着層を介して積層して成る多層の回路基板において、
前記接着層によって仮接着される位置に熱を伝達する小孔が貫通して形成されることを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記熱を伝える小孔の内周面に金属層が形成されることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記内周面の金属層が基板の表面の仮接着領域の金属層と接触または連続するとともに、仮接着される領域の外側の金属層と分断されることを特徴とする請求項２に記載の回路基板。
【請求項４】
前記内周面の金属層が前記小孔の内周面に形成されるメッキから成り、前記基板の表面であって前記仮接着される領域に形成される金属層と接着層を介して接触することを特徴とする請求項３に記載の回路基板。
【請求項５】
前記熱を伝える小孔が配線パターンが形成されない領域に形成されることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項６】
前記熱を伝える小孔が分割された後に廃棄される領域に形成されることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項７】
複数枚の基板を接着層を介して積層して多層の回路基板を製造する製造方法において、
前記接着剤層を介して複数枚の回路基板を仮接着する位置に予め熱を伝達する小孔を形成し、
前記小孔の内周面に金属層を形成し、
加熱ヘッドによって前記小孔を通して前記接着層を加熱して複数枚の回路基板を互いに仮接着することを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項８】
接着層が接着シートであることを特徴とする請求項７に記載の回路基板の製造方法。
【請求項９】
接着シートが半硬化状態のＢステージのエポキシ樹脂シートであることを特徴とする請求項８に記載の回路基板の製造方法。
【請求項１０】
前記熱を伝達する小孔が直径が０．１〜１．０ｍｍの孔であることを特徴とする請求項７に記載の回路基板の製造方法。
【請求項１１】
前記熱を伝達する複数の小孔が互いに集合近接して仮接着領域に形成されるとともに、これらの小孔の内周面の金属層が基板の表面で該表面に形成されている金属層を介して互いに連続し、しかも前記基板の表面の仮接着領域の金属層が回路基板の他の領域の金属層から独立していることを特徴とする請求項７に記載の回路基板の製造方法。
【請求項１２】
回路基板の表面の４つのコーナの近傍にそれぞれ複数の熱を伝達する小孔を備える仮接着領域が形成されることを特徴とする請求項７に記載の回路基板の製造方法。
【請求項１３】
仮接着の後に本接着を行ない、回路基板の全面を接着することを特徴とする請求項７に記載の回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回路基板とその製造方法に係り、とくに複数枚の基板を接着層を介して積層して成る多層の回路基板とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回路装置の小型化および高密度化の要求に対応して、多層の回路基板が用いられる傾向にある。このような多層の回路基板の中で、片面のみ回路形成された２枚の基板を、回路形成面同士を接着層を介して貼合わせる工法が開発されている。このような回路基板は複数枚の基板を接着層を介して互いに積層したものであって、単層の基板よりもより高密度に回路を実装できるようになる。
【０００３】
このような多層の回路基板の製造の際には、回路形成面同士の位置精度が重要となるため、一挙に本接着によって基板の全面を接着して積層するのに先立って、例えば精密な位置合わせのために、精密位置決めを行なった後に基板のコーナの部分を仮接着し、この後に本接着を行なうようにしている。すなわち従来より複数枚の基板を積層する際に、仮接着と本接着の２工程の接着を順次行なうようにしている。
【０００４】
図７はこのような多層の回路基板を積層する際における仮接着の状態を示している。ここでは一対の基板１１、１２を接着シート１３を介して接着する。そして一方の基板１１はその接着シート１３と接する面に銅箔２２をエッチングして配線パターン２６を予め形成している。これに対して他方の基板１２の銅箔３０をエッチングし、これによって積層シート１３と接合される部分に配線パターン３１を形成している。
【０００５】
このように接合面にそれぞれ配線パターン２６、３１が形成された一対の基板１１、１２を接着シート１３を介して重合わせる。そして基板の仮接着領域、例えばコーナの部分に加熱ヘッド１８を当てがって押圧し、これによって上記加熱ヘッド１８と対応する領域において接着シート１３を溶融させ、これによって上下の基板１１、１２を互いに仮接着して接合している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示すように接着シート１３を介して一対の基板１１、１２を加熱ヘッド１８によって仮接着する際に、加熱ヘッド１８から接着シート１３の仮接着領域に熱を良好に伝達する方法がなかったために、接着シート１３を接着可能な温度にまで上昇させるために通常５分以上の時間を要し、これによって工程の所要時間が増大する問題があった。そしてこのような加熱に要する時間がかかることから、生産性が低下していた。
【０００７】
また図７に示すように加熱ヘッド１８によって加熱しながら接着シート１３の対応する仮接着領域を仮接着する際に、時間がかかるために、図７Ａにおいて矢印４０で示すように加熱ヘッド１８からの熱が基板１１の表面に沿ってとくに銅箔２２上を伝達するとともに、仮接着領域以外の領域において接着シート１３が軟化し、これによって図７Ｂに示すように上下の基板１１、１２が互いに位置ずれを発生し易くなっていた。上下の基板１１、１２が面方向に互いにずれるとアライメント精度が低下し、回路基板の品質に悪影響を及し、あるいはまた不良の基板が製造されて歩留りが低下する問題があった。
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、とくに複数枚の基板を積層して多層の回路基板を製造する際における仮接着時の加熱に要する時間を短縮し、さらには仮接着時に互いに接合される基板の相互の位置ずれを防止してアライメント精度の低下を回避するようにした回路基板とその製造方法を提供することを目的とするる
【課題を解決するための手段】
本願の主要な発明は、
複数枚の基板を接着層を介して積層して成る多層の回路基板において、
前記接着層によって仮接着される位置に熱を伝達する小孔が貫通して形成されることを特徴とする回路基板に関するものである。
【０００９】
ここで前記熱を伝える小孔の内周面に金属層が形成されることが好適である。また前記内周面の金属層が基板の表面の仮接着領域の金属層と接触または連続するとともに、仮接着される領域の外側の金属層と分断されることが好適である。また前記内周面の金属層が前記小孔の内周面に形成されるメッキから成り、前記基板の表面であって前記仮接着される領域に形成される金属層と接着層を介して接触することが好ましい。また前記熱を伝える小孔が配線パターンが形成されない領域に形成されるようにしてよい。また前記熱を伝える小孔が分割された後に廃棄される領域に形成されることが好ましい。
【００１０】
製造方法に関する主要な発明は、
複数枚の基板を接着層を介して積層して多層の回路基板を製造する製造方法において、
前記接着剤層を介して複数枚の回路基板を仮接着する位置に予め熱を伝達する小孔を形成し、
前記小孔の内周面に金属層を形成し、
加熱ヘッドによって前記小孔を通して前記接着層を加熱して複数枚の回路基板を互いに仮接着することを特徴とする回路基板の製造方法に関するものである。
【００１１】
ここで接着層が接着シートであることが好適である。また接着シートが半硬化状態のＢステージのエポキシ樹脂シートであることが好ましい。また前記熱を伝達する小孔が直径が０．１〜１．０ｍｍの孔であることが好適である。また前記熱を伝達する複数の小孔が互いに集合近接して仮接着領域に形成されるとともに、これらの小孔の内周面の金属層が基板の表面で該表面に形成されている金属層を介して互いに連続し、しかも前記基板の表面の仮接着領域の金属層が回路基板の他の領域の金属層から独立していることが好ましい。また回路基板の表面の４つのコーナの近傍にそれぞれ複数の熱を伝達する小孔を備える仮接着領域が形成されることが好適である。また仮接着の後に本接着を行ない、回路基板の全面を接着することが好適である。
【００１２】
本願に含まれる発明の好ましい態様は、片面に回路構成をしたリジッドな回路基板を接着シートを介して接着し、多層の回路基板を製造する製造方法において、基板間の仮接着時に熱伝達性を向上させるためのサーマルビアから成る熱を伝達する小孔を配置するようにしたものである。ここで小孔から成るサーマルビアはその内周面の金属層が基板の該仮接着領域に設けられかつ他の領域の金属層から独立した導体の金属層を備えている。またサーマルビアは回路基板に形成される貫通孔から成るインナーバイアホールと同時に形成される。
【００１３】
このような態様によれば、サーマルビアをスポット接着に使用することによって、加熱ヘッドから接着手段への熱伝導の効率が大幅に向上する。またサーマルビアの部分に他の領域から独立の金属層から成るランドを形成することによって、熱の仮接着領域の以外の領域への拡散が抑制でき、同様の効果が得られる。これによって仮接着工程の期間が大幅に短縮され、生産性が大幅に向上する。
【００１４】
また上記サーマルビアを設けることによって仮接着工程の工程時間が短縮され、仮固定された基板間で仮接着工程時に面方向にずれが発生し難くなる。これによってアライメント精度が向上し、接着工程の品質が大幅に向上する。またサーマルビアを他の領域の貫通穴から成るインナーバイアホールと同時に形成することによって、特別な追加工程を必要としなくなり、これによって製造コストの増大にはつながらない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図示の実施の形態によって説明する。本実施の形態は例えばガラスエポキシ樹脂やセラミック等の各種の絶縁材料から成る２枚のリジッドな基板１１、１２を接着シート１３を介して接着するようにした多層の回路基板とその製造方法に関する。
【００１６】
ここで２枚の基板１１、１２は例えばこれらの基板１１、１２のコーナの領域にそれぞれ形成された円形の仮接着領域１６の部分において、加熱ヘッド１８によって加熱されて仮接着されるようになっている。そして上記仮接着領域１６には複数の加熱用小孔１７が近接して形成されるようになっている。なお図２に示すように、基板１１の４つのコーナの部分にそれぞれ形成される仮接着領域１６は例えば分割用スリット１９によって分割されて廃棄される周囲の不必要な部分に形成されることが好ましい。
【００１７】
２枚の基板１１、１２間に介在してこれらの基板１１、１２の接合面を互いに接合する接着シート１３は半硬化状態のＢステージのエポキシ樹脂シートであることが好ましい。このようなエポキシ樹脂シートは加熱および加圧することによって両側の基板を接着する低フロータイプの接着シートである。
【００１８】
上記接着シート１３の仮接着領域を加熱するための仮接着領域１６はその直径が３〜１２ｍｍの範囲内のほぼ円形の領域であってよい。この仮接着領域１６の大きさは基板１２の全体の大きさや重量等に応じて任意に変更可能であるが、一般には基板１１、１２の寸法が大きくなるに従って仮接着領域１６の大きさを大きくすることが好ましく、逆に基板１１、１２の大きさが小さい場合には仮接着領域１６の大きさも小さくなる。また仮接着に使用される加熱ヘッド１８が、仮接着領域１６外に接触することで発生する加熱ヘッド１８の熱の拡散を防ぐために、仮接着領域１６の大きさは、加熱ヘッド１８の大きさとほぼ同じかそれより少し大きいことが望ましい。またこのような仮接着領域１６に形成される加熱用小孔１７はその直径が０．１〜１．０ｍｍの範囲内であってよく、より好ましくはその直径が０．２〜０．５ｍｍの範囲内である。また仮接着領域の大きさや小孔１７の数に応じて任意に調整可能である。なお小孔１７の数は少なくとも５つ以上、好ましくは７〜１５個である。一般には仮接着領域１６内において複数の、例えば１０個の加熱用小孔１７が図１および図２に示すように近接した状態で集合して形成される。
【００１９】
また加熱用小孔１７による仮接着領域１６が形成される基板１１はその両面にそれぞれ銅箔２２が接合されている。そしてとくに仮接着領域１６には、同じく銅箔２３が接合されている。これらの銅箔２２、２３はともに基板１１の表面に形成された銅箔をエッチングして形成したものであって、仮接着領域１６の銅箔２３の外周側には隙間２４が形成されている。この隙間２４が遮断部を構成しており、外周側への熱の伝達を阻止するためのものである。また加熱用小孔１７の内周面にはとくに図３Ｃに示すようにメッキ層２５が形成され、このメッキ層２５が仮接着領域１６の銅箔２３と接触または連続することになる。
【００２０】
次に図１に示す上下一対の基板１１、１２の内の上側の基板１１の製作の工程を図３によって説明する。両面に銅箔２２が接合されている絶縁材料から成る板状の基材、すなわち基板１１を図３Ａに示すように用意する。そしてこのような基板１１に図３Ｂに示すように、ＮＣドリルによって加熱用小孔１７と貫通孔２７とを形成する。すなわちこの加工の特徴はスルーホールを構成する貫通穴２７と加熱用小孔１７とを同時に形成することにある。これによって加熱用小孔１７を形成するための別の工程が不要になる。
【００２１】
この後に図３Ｃに示すように上記加熱用小孔１７の内周面と貫通孔２７の内周面にそれぞれメッキを施す。すなわち貫通孔２７から成るインナーバイアホールのスルーメッキの際に、加熱用小孔１７の内周面が同時にメッキされ、内壁にメッキの金属が形成される。従って加熱用小孔１７の内周面に金属層を形成するための別の工程が必要でない。
【００２２】
この後に図３Ｄに示すように、接着シート１３と接合される面であって接合後に外部に露出する面とは反対側の面に配線パターン２６を形成する。この配線パターン２６は上記基板１１の表面に形成された銅箔２２のエッチングによって行なわれる。そしてこのとき同時にエッチングによって図２に示す隙間から成る遮断部２４が形成され、この遮断部２４の内側に銅箔２３が残存することになる。この銅箔２３が上記加熱用小孔１７の内側のメッキ層２５と連続することになる。
【００２３】
次に相手側の基板１２の作り方について図４により説明する。基板１２も図４Ａに示すように両面に銅箔３０が形成された板状の基材から成る基板を用いる。そしてこの基板１２の一方の面であって上記接着シート１３と接合され、接合された後に外部に露出される面とは反対側の面の銅箔をエッチングし、これによって配線パターン３１を図４Ｂに示すように形成する。
【００２４】
この後に図４Ｃに示すように基板１１の配線パターン３１が形成された面に接着シート１３を接合する。そしてこの後に図４Ｄに示すようにＮＣドリル等によって穴加工を行ない、貫通孔３２を形成する。貫通孔３２は基板１２のみならず接着シート１３をも貫通する。なおこの段階ではまだ貫通孔３２の内周面のメッキ加工は行なわない。
【００２５】
次に図３に示すようにして製作された基板１１と図４に示すようにして製作された基板１２とを接着シート１３を用いて接着して積層する工程を図５によって説明する。配線パターン３１が形成されるとともに接着シート１３が接合された基板１２上に基板１１を対向させて位置決めする。このときに基板１１の下面であって配線パターン２６が形成された面が上記接着シート１３と対向するようにする。この状態で図５Ｂに示すように上下の基板１１、１２を面方向に正しく位置決めした状態で接着シート１３を介して互いに接合する。すなわち加熱用小孔１７を形成した基板１１と接着シート１３を接着した基板１２とを位置合わせして固定する。
【００２６】
この後に図５Ｃに示すように位置合わせ後の上下一対の基板１１、１２に対して上側の基板１１の仮接着領域１６の部分に加熱ヘッド１８を押当てて押圧する。このときの加熱ヘッド１８による加熱温度は１５０℃以上とするとともに、例えば直径が７ｍｍの加熱ヘッドの場合には、１〜３Ｋｇ／ｃｍ２　の加圧力を付与する。
【００２７】
これによって仮接着領域１６の加熱用小孔１７を利用してこの仮接着領域１６の下側の接着シート１３を溶融し熱硬化させる。とくに加熱ヘッド１８からの熱が仮接着領域１６に形成されている複数の加熱用小孔１７の内周面のメッキ層２５を通して接着シート１３に効果的に伝達される。従ってこのプロセスによって、上下の基板１１、１２はとくに仮接着領域１６で確実に固定されるようになり、位置ずれの可能性がほとんどなくなる。
【００２８】
このようにして仮接着領域１６のみにおいて上下の基板１１、１２を互いに仮接着したならば、この状態で静かに加熱ヘッド１８を退避させる。すると仮接着によって上下の基板１１、１２が図５Ｄに示すように結合される。この状態では上下の基板１１、１２はその面方向の位置が定まっており、両者は位置ずれを起すことがない。
【００２９】
この後に図６に示すように仮接着された上下の基板１１、１２をベース３５上に載置し、押圧ヘッド３６によって加熱しながら上側から基板１１、１２を互いに接合して本接着を行なう。このときの加熱条件は１５０℃以上、例えば１７５℃であってしかも押圧ヘッド３６によって真空条件下で２０〜５０Ｋｇ／ｃｍ２の加圧力を付加した状態で行なう。そしてこのような本接着を終了したならば、押圧ヘッド３６をを上昇させてベース３５上から積層された基板を取出せばよい。
【００３０】
なおこの後互いに接合された基板１１、１２の外表面であって基板１１側の銅箔２２の部分をエッチングして配線パターンを形成し、さらに基板１２の外表面側の銅箔３０をエッチングして配線パターンを形成する。また基板１２側の貫通孔３２の内表面にメッキを施し、これによって配線パターン２６、３１と基板１２の外表面に新たに形成される配線パターンとの導通をとる。そしてこの後に基板１１、１２の外表面上に部品をマウントすることによって、電子回路装置が得られる。
【００３１】
以上本願に含まれる発明を図示の実施の形態によって説明したが、本願に含まれる発明は上記実施の形態によって限定されることなく、本願発明の技術的思想の範囲内で各種の変更が可能である。例えば上記実施の形態は２枚の基板１１、１２の接合構造に関するものであるが、本願発明は３枚以上の基板の接合にも適用することが可能である。また上記実施の形態においては仮接着領域１６を加熱ヘッド１８によって仮接着しているが、熱ではなく加熱されたガスを発生するヘッドによって加熱してもよい。また上記実施の形態においては、一方の基板１１に加熱用小孔１７を形成しているが、双方の基板１１、１２にともに加熱用小孔１７を形成することも可能である。
【００３２】
【発明の効果】
本願の主要な発明は、複数枚の基板を接着層を介して積層して成る多層の回路基板において、接着層によって仮接着される位置に熱を伝達する小孔が貫通して形成されるようにしたものである。
【００３３】
従ってこのような回路基板によれば、上記小孔を通して加えられる熱によって仮接着がより確実に行なわれ、仮接着に要する時間を短縮するとともに、仮接着時における面方向のずれを防止してアライメント精度を改善することが可能になる。
【００３４】
製造方法に関する主要な発明は、複数枚の基板を接着層を介して積層して多層の回路基板を製造する製造方法において、接着剤層を介して複数枚の回路基板を仮接着する位置に予め熱を伝達する小孔を形成し、小孔の内周面に金属層を形成し、加熱ヘッドによって小孔を通して接着層を加熱して複数枚の回路基板を互いに仮接着したものである。
【００３５】
従ってこのような製造方法によれば、加熱ヘッドによって小孔を通して接着層を効果的に加熱して仮接着を行なうことが可能になり、仮接着時における熱伝導の改善と時間の短縮とを図ることが可能になる。従って仮接着の時間が短縮されて生産性が改善され、しかも仮接着時の位置ずれが発生し難くなって品質の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】回路基板の接合を示す要部分解斜視図である。
【図２】同要部平面図である。
【図３】加熱用小孔を備える基板の作製を示す縦断面図である。
【図４】相手側の基板の作製を示す要部縦断面図である。
【図５】仮接着の状態を示す要部縦断面図である。
【図６】本接着の状態を示す要部縦断面図である。
【図７】従来の仮接着の動作を示す要部縦断面図である。
【符号の説明】
１１、１２‥‥基板、１３‥‥接着シート、１６‥‥仮接着領域、１７‥‥加熱用小孔、１８‥‥加熱ヘッド、１９‥‥分割用スリット、２２、２３‥‥銅箔、２４‥‥隙間（遮断部）、２５‥‥メッキ層、２６‥‥配線パターン、２７‥‥貫通孔、３０‥‥銅箔、３１‥‥配線パターン。３２‥‥貫通孔、３５‥‥ベース、３６‥‥押圧ヘッド、４０‥‥矢印
【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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【図７】
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