(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段が内蔵された一対の熱板の間に、中間板が複数枚配置されていて、複数枚のプリント基板を熱硬化性接着剤層を介して積層した積層体の複数組を前記中間板を介して重ね合わせ、一括して加熱加圧プレスすることによって、前記プリント基板を接着して複数枚の多層回路基板を形成させる多層回路基板の製造方法であって、
前記加熱加圧プレスの際に、前記中間板のうち熱板に接触している第１中間板の端部と、同熱板に接触されていない第２中間板の端部とを熱伝導可能に束ねることにより、前記熱板によって前記第１中間板を加熱するとともにこの第１中間板から前記端部を介して前記第２中間板を加熱することを含む多層回路基板の製造方法。
【請求項２】
加熱手段が内蔵された一対の熱板を有し、両熱板の間に複数枚の中間板を配置してなり、複数枚のプリント基板を熱硬化性接着剤層を介して積層した積層体の複数組を前記中間板を介して重ね合わせた状態で加圧加熱プレスすることにより多層回路基板を製造するプレス装置であって、
前記複数組の積層体を挟み付ける一対の熱板と、前記中間板のうち前記熱板に接触している第１中間板と、同熱板に接触されていない第２中間板と、前記第１中間板の端部と前記第２中間板の端部とを熱伝導可能に束ねる結束手段とを備え、前記熱板によって前記第１中間板を加熱するとともにこの第１中間板から前記端部を介して前記第２中間板を加熱するプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層回路基板の製造方法、および多層回路基板の製造に使用されるプレス装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多層回路基板の製造方法として、所定の導体回路を形成させたプリント基板の複数枚を積層し、一括プレスにより多層化する方法がある。このような多層回路基板の製造において、プリント基板の一面側に導電性バンプを突設させておき、この導電性バンプを対向するプリント基板の導体回路に押圧することによって、上下の導体回路を電気的に接続する技術が知られている。
【０００３】
図５には、多層回路基板の製造に使用される従来のプレス装置１０１の概略図を示した。このプレス装置１０１には、上下二枚のプレス板１０２が備えられている。このプレス板１０２間に、例えば熱硬化性の接着剤層を備えたプリント基板の複数枚を積層した積層体１０３を挿入する。次いで、加熱加圧プレスを行うと、昇温につれて一旦軟化した接着剤層を導電性バンプが貫通して、対向するプリント基板のランドに接続される。その後、接着剤層が硬化して各プリント基板が接着される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のようなプレス装置においては、上下二枚のプレス板１０２に備えられた電気ヒータにより加熱を行う。このため、複数組の積層体１０３を重ねて一度にプレスを行う場合には、プレス板１０２の近くに配された積層体１０３Ａと比較して遠くに配された積層体１０３Ｂへの熱の伝達が遅くなることが考えられる。このような場合には、プレス板１０２から遠くに配された積層体１０３Ｂにおいては、接着剤層が充分に軟化されない状態で加圧が行われ、導電性バンプと導体回路との接触が阻害されるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、プリント基板を加圧加熱プレスする際に熱の伝達に時間差の生じない多層回路基板の製造方法、およびプレス装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために請求項１の発明に係る多層回路基板の製造方法は、加熱手段が内蔵された一対の熱板の間に、中間板が複数枚配置されていて、複数枚のプリント基板を熱硬化性接着剤層を介して積層した積層体の複数組を前記中間板を介して重ね合わせ、一括して加熱加圧プレスすることによって、前記プリント基板を接着して複数枚の多層回路基板を形成させる多層回路基板の製造方法であって、前記加熱加圧プレスの際に、前記中間板のうち熱板に接触している第１中間板の端部と、同熱板に接触されていない第２中間板の端部とを熱伝導可能に束ねることにより、前記熱板によって前記第１中間板を加熱するとともにこの第１中間板から前記端部を介して前記第２中間板を加熱することを含む。
【０００７】
請求項２の発明は、加熱手段が内蔵された一対の熱板を有し、両熱板の間に複数枚の中間板を配置してなり、複数枚のプリント基板を熱硬化性接着剤層を介して積層した積層体の複数組を前記中間板を介して重ね合わせた状態で加圧加熱プレスすることにより多層回路基板を製造するプレス装置であって、前記複数組の積層体を挟み付ける一対の熱板と、前記中間板のうち前記熱板に接触している第１中間板と、同熱板に接触されていない第２中間板と、前記第１中間板の端部と前記第２中間板の端部とを熱伝導可能に束ねる結束手段とを備え、前記熱板によって前記第１中間板を加熱するとともにこの第１中間板から前記端部を介して前記第２中間板を加熱する。
【０００９】
ここで、中間板の材質としては、熱伝導性のものであれば特に制限はなく、例えば金属製のものが好ましく使用できる。
【００１０】
また、「熱伝導可能に束ねる」とは、例えば熱板と中間板、もしくは中間板同士を直接接触させていてもよい。あるいは、熱伝導性を備えた連結部材を介してプレス板と中間板、もしくは中間板同士を連結させていてもよい。
【００１１】
【発明の作用、および発明の効果】
本発明の多層回路基板の製造方法およびプレス装置によれば、各積層体間に中間板を配し、この中間板を加熱する。このようにすれば、各積層体に均等に熱を伝達することができ、熱板の近くに配された積層体と遠くに配された積層体との熱の伝達に時間差が生じることがない。このため、すべての積層体において、接着剤層が充分に軟化された状態で加圧を行うことができ、導電性バンプと導体回路との接触性を確保することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
【００１３】
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図３を参照しつつ詳細に説明する。
【００１４】
図１には、本実施形態のプレス装置１の概略図を示した。このプレス装置１には箱状に形成された本体２が備えられ、本体２の天井部分には、断熱性の固定板３が設置されている。この固定板３の下面側には上部熱板４（本発明のプレス板に該当する）が固定されている。また、上部熱板４の下方には、油圧シリンダ６によって上下方向に可動とされた下部熱板５（本発明のプレス板に該当する）が備えられている。両熱板４、５には電気ヒータ（図示せず）が内蔵されて、所定の温度に加熱可能とされている。本体２の側面には、本体２内部の空間と連通する吸引パイプ７が備えられており、この吸引パイプ７は図示しない吸引ポンプに連結されている。
【００１５】
上部熱板４と下部熱板５の間には、例えばステンレス製の中間板８（厚さ１ｍｍ）が複数枚配置されていて、各中間板８の間に後述の積層体２１を挟みこむことが可能とされている。そして、各中間板８の一方の端部８Ｃは、それぞれ中央方向へ向けて折り曲げられて、クリップ９によって一つに束ねられている。
【００１６】
次に、本実施形態の多層回路基板１１を構成するプリント基板１２の製造方法について説明する。
【００１７】
多層回路基板１１を形成するプリント基板１２の出発材料は、片面銅張積層板１３である。片面銅張積層板１３は、例えば板状のガラス布エポキシ樹脂により形成される絶縁性基板１４の一方の面（図２において下面側）に、全面に銅箔１５が貼り付けられた周知の構造である（図２Ａ）。
【００１８】
この絶縁性基板１４の所定の位置に、絶縁性基板１４の銅箔１５とは反対側の面（図２において上面側）からレーザ照射を行い、絶縁性基板１４の厚さ方向に貫通して銅箔１５に到達するビアホール１６を形成する（図２Ｂ）。レーザ加工は、例えばパルス発振型炭酸ガスレーザ加工装置によって行うことが可能であり、その場合には、パルスエネルギーが２．０ｍＪ〜１０．０ｍＪ、パルス幅が１μｓ〜１００μｓ、パルス間隔が０．５ｍｓ以上、ショット数が３〜５０という条件で形成することが望ましい。
【００１９】
この後、生成されたビアホール１６の内部に残留する樹脂を取り除くためのデスミア処理を行う。デスミア処理は、例えば過マンガン酸カリウム処理、酸素プラズマ放電、コロナ放電処理等により行うことができる。
【００２０】
次に、銅箔１５を例えばポリエチレンテレフタレート製の保護フィルムで覆った状態で（図示せず）、ビアホール１６内に、銅箔１５を一方の電極とした電気めっき法により、めっき導体１７を形成させる（図２Ｃ）。めっき導体１７の充填量は、その上面が絶縁性基板１４の表面から僅かに低くなる程度とするのが好ましい。めっき金属としては、銅がもっとも好ましいが、スズ、銀、はんだ、銅／スズ、銅／銀等、めっき可能な金属であればよい。
【００２１】
ビアホール１６内のめっき導体１７に重ねるようにして、バンプめっきにより例えばはんだ等の低融点材料からなる導電性バンプ１８を形成させる。導電性バンプ１８は、絶縁性基板１４の上面から僅かに突出されるように充填される（図２Ｄ）。この後、前記の保護フィルムを銅箔１５から剥ぎ取った後、銅箔１５を周知のエッチング手法によりエッチングすることにより、導体回路１９が形成される（図２Ｅ）。導体回路１９の一部には、対向するプリント基板１２の導電性バンプ１８と接続可能なランド１９Ａが形成される。
【００２２】
次いで、導電性バンプ１８を形成させた面上に、接着剤層２０が形成される（図２Ｆ）。接着剤層２０としては、例えばエポキシ樹脂に硬化剤を配合した熱硬化性接着剤を使用し、これをロールコート法により塗布して乾燥、固化させる。
このようにして、プリント基板１２が形成される。
【００２３】
次に、このプリント基板１２を積層し、プレスすることにより多層回路基板１１を製造する工程について説明する。
【００２４】
上記のようにして形成された２枚のプリント基板１２を位置合わせして重ね合わせ、積層体２１とする（図３Ａ）。より詳細には、下側のプリント基板１２が、導体回路１９が下側を向き、導電性バンプ１８が上側を向くようにして配置されており、その上方に位置するプリント基板１２は、下側に導体回路１９が位置するようにして積層される。こうして、下側に位置するプリント基板１２の導電性バンプ１８が、上側に位置するプリント基板１２のランド１９Ａに接続可能な方向に積層される。このとき、導電性バンプ１８とランド１９Ａとの間には、接着剤層２０が存在する状態となっている。また、上側のプリント基板１２の表面には、銅箔１５が積層される。
【００２５】
このようにして積層された積層体２１をプレス装置１にセットする。プレス装置１の下部熱板５上には、中間板８を載置し、その上面側に、両面にクッション材２２（例えばクラフト紙が使用できる）を重ね合わせた積層体２１を載置する。そしてその上面側に、中間板８と積層体２１とを順次載置し、最上層の積層体２１の上面側にも中間板８を配置する。
【００２６】
この状態で、吸引パイプ７に接続された真空ポンプを作動させて、本体２内部を真空にする。次いで、油圧シリンダ６を作動させて下部熱板５を押し上げ、上部熱板４との間で積層体２１および中間板８を挟みつけて２０ｋｇｆ／ｃｍ2で加圧する。同時に、プレス板を４℃／ｍｉｎで第１のプレス温度に達するまで昇温する。第１のプレス温度は、接着剤層２０を導電性バンプ１８が貫通可能な程度に軟化させた状態とすることが可能な温度であって、９０℃〜１２０℃が好ましく、１００℃がより好ましい。
【００２７】
両熱板４、５が第１のプレス温度に達したところで昇温を停止し、一定温度で３０分間保持する。これにより、導電性バンプ１８は軟化した接着剤層１０を突きぬけて、上側に位置するランド１９Ａに接触する（図３Ｂ）。このとき、中間板８はその端部８Ｃがクリップ９によって一つに束ねられている。このため、両熱板４、５からの熱は最上層及び最下層の中間板８Ａに伝達され、さらに束ねられた端部８Ｃを介して、内層に配された中間板８Ｂに速やかに伝達される。このため、これらの中間板８Ａ、８Ｂを介して、すべての積層体２１に均等に熱を伝達することができる。
【００２８】
次に、再びプレス板を４℃／ｍｉｎで第２のプレス温度に達するまで昇温する。第２のプレス温度は１８０℃が好ましい。そして、第２のプレス温度に達したところで昇温を停止し、一定温度で７０分間保持する。これにより、導電性バンプ１８が上側に位置するランド１９Ａと反応して金属接続が形成されるとともに、接着剤層１０が完全に硬化する（図３Ｃ）。
【００２９】
この後、プレス板を水冷し、６０℃まで温度が低下したところでプレス圧を解除する。最後に、最上層に積層された銅箔１５をエッチングして所定の導体回路（図示せず）を形成させることにより、多層回路基板１１が完成する。
【００３０】
以上のように本実施形態によれば、各中間板８の端部８Ｃがクリップ９によって一つに束ねられている。このため、両熱板４、５からの熱はすべての中間板８Ａ、８Ｂに速やかに伝達される。これにより、これらの中間板８を介して、各積層体２１に均等に熱を伝達することができ、熱板４、５の近くに配された積層体２１Ａと遠くに配された積層体２１Ｂとの熱の伝達に時間差が生じることがない。従って、熱板４、５から遠くに配された積層体２１Ｂにおいても、接着剤層２０を充分に軟化して導電性バンプ１８を確実に貫通させることができ、導電性バンプ１８と導体回路１９との接触性を確保することができる。
【００３１】
＜参考例＞
【００３２】
次に、本発明の参考例について、図４を参照しつつ詳細に説明する。
【００３３】
本参考例と第１実施形態との相違点は、中間板３２の加熱方法にある。図４には、本参考例のプレス装置３０の概略図を示した。このプレス装置１においては、各中間板３２の一方の端部が側方（図４において右方向）へ延出されている。そして、本体３１内部の上面および底面には、この延出部分３２Ｃを挟むように一対の電磁誘導加熱装置３３Ａ、３３Ｂ（本発明の加熱手段に該当する）が備えつけられている。電磁誘導加熱装置３３Ａ、３３Ｂの内部には、磁力発生コイル３４が内蔵されており、この磁力発生コイル３４は図示しない電源に接続されている。ここで、各中間板３２の延出部分３２Ｃの長さについては、両熱板４、５と接している中間板３２Ａについては短くされている。また、両熱板４、５から離れ、熱の伝達が遅い内層に配された中間板３２Ｂについては、両熱板４、５と接している中間板３２Ａよりも長く延出され、電磁誘導加熱装置３３Ａ、３３Ｂによってより大きな熱を発生可能な構成とされている。
【００３４】
このプレス装置３０に第１実施形態と同様に積層体２１を載置し、プレスを行う。このとき、電磁誘導加熱装置３３Ａ、３３Ｂを作動させることにより、中間板３２を発熱させる。これにより、これらの中間板３２を介して、各積層体２１に均等に熱を伝達することができ、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００３５】
なお、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態によって限定されるものではなく、例えば次に記載するようなものも本発明の技術的範囲に含まれる。その他、本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶものである。
（１）上記実施形態では、２枚のプリント基板１２を積層させて多層回路基板１１を製造したが、本発明によれば、プリント基板の積層枚数は上記実施形態の限りではなく、３枚あるいはそれ以上であってもよい。
（２）参考例においては、電磁誘導加熱装置３３Ａ、３３Ｂにより中間板３２を加熱したが、中間板の加熱方法は本参考例の限りではなく、例えば電気ヒータを中間板に接続することにより加熱を行ってもよい。
（３）参考例においては、上下のプレス板を電気ヒータを備えた上部熱板４、下部熱板５としたが、プレス板の構成は本参考例の限りではなく、加熱手段を備えないプレス板としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のプレス装置の概略図
【図２】本実施形態におけるプリント基板の製造工程を示す断面図
（Ａ）銅張積層板の断面図
（Ｂ）銅張積層板にビアホールを形成したときの断面図
（Ｃ）ビアホールにめっき導体を充填したときの断面図
（Ｄ）ビアホールに導電性バンプを形成させたときの断面図
（Ｅ）銅箔をエッチングして導体回路を形成させたときの断面図
（Ｆ）プリント基板に接着剤層が塗布されたときの断面図
【図３】本実施形態における多層回路基板の製造工程を示す断面図
（Ａ）プリント基板を積層した断面図
（Ｂ）導電性バンプが接着剤層を貫通した断面図
（Ｃ）導電性バンプとランド間で金属接合が形成された断面図
【図４】参考例のプレス装置の概略図
【図５】従来のプレス装置の概略図
【符号の説明】
１...プレス装置
４、５...熱板
８...中間板
１０...接着剤層
１１...多層回路基板
１２...プリント基板
２１...積層体
３３Ａ、３３Ｂ...電磁誘導加熱装置
【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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