(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＩＣ（銅・インバー・銅の積層板）をコアとするメタルコアプリント配線板のＣＩＣメタルコア製作において、
ガラス布入り半硬化樹脂シートによりＣＩＣを裏打ちするようにＣＩＣとガラス布入り半硬化樹脂シートとを加熱加圧接着し、
プリント配線板製品外形加工線に沿って、連続して全周に渡り該加工線を跨ぐ所定の幅のスリット状ＣＩＣ除去部を形成することを特徴とするＣＩＣメタルコアプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はメタルコアプリント配線板に係り、特にＣＩＣメタルコアプリント配線板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線板が電子機器の基幹部品となって久しいが、振り返ってみるとプリント配線板に搭載される電子部品の進歩は目覚しく、その電子部品の開発に合わせるようにプリント配線板も新しい技術を開発しながら進歩してきた。
プリント配線板は電子部品を固定するとともに電子部品の入出力端子間を結線する役割を担うものであるが、電子部品とプリント配線板との接続を考えた時にプリント配線板にとって二つの大きな変革があった。その一つが、１９６０年代にスルーホールプリント配線板が実用化されたことであり、他の一つが、１９８０年代後半〜１９９０年代にプリント配線板に搭載する部品が従来のリード部品から表面実装部品に移行したことである。
【０００３】
スルーホールプリント配線板はリード部品の実装においてその接続信頼性を飛躍的に向上させたことにおいて画期的である。スルーホールでなかったプリント配線板の場合には、部品リードをプリント配線板の部品孔に挿入した上で部品リードを折り曲げることでプリント配線板のランドとの接続面積を確保する必要があった。このような実装上の配慮をしてもなお接続不良を撲滅できなかった。
【０００４】
スルーホールプリント配線板の登場で、上記部品リードの折り曲げが不要になったことから自動実装装置が普及することになった。また、接続信頼性が格段に向上し、実装条件の管理により接続不良を撲滅することが可能になった。
【０００５】
一方、リード部品から表面実装部品への移行は、プリント配線板への部品実装に関して新たな接続信頼性の問題を提起することになった。すなわち、スルーホールによって格段に向上した接続信頼性について、初めからの見直しになっただけでなく、さらに搭載ＩＣのパッケージあるいはインターポーザ基板とプリント配線板の熱膨張係数整合の必要性が出てきた。これは、搭載ＩＣとプリント配線板とで熱膨張係数の差が大きいと、製品使用環境温度の変動により、はんだ接合部分に応力がかかるため接続寿命が短くなってしまうというもので、ＩＣパッケージサイズが小さい場合には影響が少なく、また、大きいサイズのＩＣでもＱＦＰパッケージのようにガルウイング型リードを持つ表面実装部品の場合は、そのリードが環境温度変動に伴う接合部応力を吸収するので大きな問題にはならなかった。
【０００６】
しかしながら、マイクロプロセッサの開発進歩は目覚しく、それに伴い集積規模が大きくなり、入出力ピン数が増加し、前記ＱＦＰのリードピッチでは限界になってしまった。そこで採用されたＢＧＡパッケージのＩＣは、格子上に配置したバンプと呼ばれる入出力端子をプリント配線板のパッド上に載置し、はんだ接合するものである。そのため、前述の搭載ＩＣとプリント配線板との熱膨張係数の差があると、温度変化による応力がすべて接合箇所にかかってしまい接合部の寿命を短くしてしまうという問題がでてきた。
【０００７】
この問題を解決するためのプリント配線板における対応策として、銅・インバー・銅の積層板（以下、ＣＩＣという。）を芯材にしたメタルコアプリント配線板を使用することでセラミックインタポーザまたはセラミックパッケージの熱膨張係数に近づける方法がある。該熱膨張係数調整は、銅張り積層板の材質選定と、基材全体厚に対するＣＩＣメタルコア厚の比率すなわちＣＩＣの枚数を変化させることにより行なう。ＣＩＣの厚み比率が１：６：１で０．１５ｍｍ厚のＣＩＣをコアに使用してセラミックパッケージの熱膨張係数に合わせるＣＩＣメタルコアプリント配線板を製造するのに、計算上及び実験の結果、例えば１０層板３．２ｍｍ厚さのガラスエポキシ基材でＣＩＣメタルコア３枚使用で目的を達成することができた。
このＣＩＣメタルコアプリント配線板は、熱膨張率の整合が得られるだけでなく、放熱性の向上とプリント配線板のそり低減、曲げに対する強度向上が得られるので、苛酷な環境下で使用され高信頼性が要求される航空機等に搭載する電子機器の超高集積半導体部品実装に極めて有用である。
【０００８】
前記ＣＩＣメタルコアプリント配線板の従来製造方法におけるＣＩＣメタルコアを図３に示す。図３において、６はＣＩＣメタルコア、６１はＣＩＣ、６２は製品部、６３は作業ボード外周部、６４は製品外形加工線、６５はつなぎ部分、６６はＣＩＣ除去部、６７は基準孔である。ここで、作業ボード外周部６３はプリント配線板製造工程中に必要な部分であり、最終的には製品外形加工線６４で切り離して破棄されるものである。従来、ＣＩＣメタルコア６を製作するにあたっては、ＣＩＣ６１を機械的またはケミカルミリングにより図３に示す形状に加工していた。すなわち製品外形加工線６４に沿って製品部６２と作業ボード外周部６３を数箇所（例では４箇所）つなぎ部分６５として残してＣＩＣ除去部６６を設けた形状であるが、このつなぎ部分６５は、作業ボード外周部６３に設けた基準孔６７に対して製品部６２の位置がずれないように保持する役割を果たしているものである。この時、図では省略しているが、プリント配線板のスルーホールに該当する箇所全てにクリアランスホールを同時加工するのは勿論である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記対応策のＣＩＣメタルコアプリント配線板を製造する方法は、図３に示すように、製品部６２と作業ボード外周部６３が数箇所（図では４箇所）のつなぎ部分６５で連結された状態であるので、最終的にプリント配線板製品外形に仕上げた際に該製品端面に前記つなぎ部分６５のＣＩＣ切断面が露出することになってしまい、プリント配線板を筐体に取り付けた時にＣＩＣ露出部と筐体とが接触し、電子回路の動作不安定を来すという問題があった。また、プリント配線板製品外形加工にあたり、硬いＣＩＣを切断するのは作業性が悪い上、ルータービットの摩耗が激しいためルータービットを頻繁に交換しなければならないという問題もあった。さらに、複数枚のＣＩＣメタルコアに電源層とグランド層を割り当てた場合には、前記ＣＩＣ切断面の露出部における電源ショートを防止するため、プリント配線板製造工程中の積層後に前記つなぎ部分を穿孔により切断し、該穿孔箇所を樹脂充填するという面倒な作業行程を追加しなければならないという問題もあった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ＣＩＣ切断面が製品外形端面に露出することがなく、また、外形加工が容易なＣＩＣメタルコアプリント配線板の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１のＣＩＣメタルコアプリント配線板の製造方法は、ＣＩＣ（銅・インバー・銅の積層板）をコアとするメタルコアプリント配線板のＣＩＣメタルコア製作において、ガラス布入り半硬化樹脂シートによりＣＩＣを裏打ちするようにＣＩＣとガラス布入り半硬化樹脂シートとを加熱加圧接着し、プリント配線板製品外形加工線に沿って、連続して全周に渡り該加工線を跨ぐ所定の幅のスリット状ＣＩＣ除去部を形成することを特徴とする。
【００１１】
請求項１のＣＩＣメタルコアプリント配線板の製造方法によれば、プリント配線板製品外形船上のＣＩＣが、連続して全周に渡って予め除去されるので、外形加工時にＣＩＣを切断する必要がなく、また、外形加工後のプリント配線板製品端面にＣＩＣが露出することがない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のＣＩＣメタルコアプリント配線板の製造方法について図面を使用して説明する。図１は本発明のＣＩＣメタルコア形状を示す図、図２は本発明のＣＩＣメタルコアプリント配線板の層構成一実施例を示す断面図である。図１において、１はＣＩＣメタルコアボード、１１はＣＩＣ、１２はガラス布入り半硬化樹脂シート（以下、プリプレグという）によるガラス繊維入り樹脂層、１３は製品部、１４は作業ボード外周部、１５は製品外形加工線、１６はＣＩＣ除去部、１７は基準孔である。先ず、図１の形状に加工する前に、基準孔１７穿孔済みのＣＩＣ１１と、同じく基準孔１７穿孔済みのプリプレグとを熱圧着により接着し、ＣＩＣメタルコアボード１を形成する。
このようにＣＩＣ１１にプリプレグを接着するのは、後に設けるＣＩＣ除去部１６にガラス繊維入り樹脂層１２を介在させ、基準孔１７を設けた作業ボード外周部１４と製品部１３との正確な位置関係を保持するためである。
【００１３】
その後、ＣＩＣメタルコアボード１のＣＩＣ１１表面に感光性樹脂フィルムによりレジスト膜を形成し、その上に予め作成したマスキングフィルムを重ね合わせて露光し、続いて、現像する。ここで、予め作成するマスキングフィルムの模様には、製品外形加工線１５全周を跨ぐ所定の幅のスリット状ＣＩＣ除去部１６と、図では省略したプリント配線板スルーホール位置該当部に設けたクリアランスホールとを含むものとする。なお、ＣＩＣをスルーホールに接続する場合には、該スルーホール位置に該スルーホール径より小さい径の下穴を前記マスキングフィルムの模様に追加しておくことで、ドリル工程において硬いＣＩＣを穿孔する助けになる。
露光、現像済みの上記ＣＩＣメタルコアボード１を塩化第二鉄等のエッチング液でケミカルミリングすることによりＣＩＣ除去部１６と前記クリアランスホール部のＣＩＣ１１を除去し、続いてレジスト膜を剥離する。
【００１４】
ここで、ＣＩＣ除去部１６の具体的寸法例を説明する。ＣＩＣ除去部１６の寸法を、製品外形加工時に使用するルータービットの直径が２ｍｍとして、製品外形加工線１５を中心とした５ｍｍ幅に設定すれば、プリント配線板最終製品の外形端面から２．５ｍｍ内側にＣＩＣメタルコアが納まることになる。また、この外形端面からＣＩＣまでの距離を０．５ｍｍとするには、製品外形加工線４の内側０．５ｍｍ、外側２．５ｍｍ、合計３ｍｍ幅のＣＩＣ除去部１６を形成すれば良い。上記は、ルータービットの直径を２ｍｍとしたが、より大きい径のルータービットを使用する場合には、ＣＩＣ除去部１６の寸法を増加すればよい。
【００１５】
次に、図２を参照して本発明のＣＩＣメタルコアプリント配線板の製造工程を説明する。図２において、１は前記ＣＩＣメタルコアボード、２は予め製作した内層、３は外層用銅張り積層板、４はプリプレグ、５はボンディングプレートである。
前記製作したＣＩＣメタルコアボード１と、内層２、外層用銅張り積層板３とをプリプレグ４を介しボンディングプレート５で挟み込み、図２に示す順で図では省略した基準孔をピンに挿入し、スタックする。スタック完了した上記構成を真空プレス積層装置により加熱加圧して積層する。その後は、一般的なプリント配線板の製造工程により、ドリル、銅めっき、レジスト処理、エッチング、マーキング、表面処理等を経て最後に外形加工を行なう。
【００１６】
前記により加工したＣＩＣメタルコアボード１の形状は、図３に示す従来のＣＩＣメタルコア形状６と異なり、製品外形加工線１５を跨ぐつなぎ部分にＣＩＣ１１を残さず、プリプレグによるガラス繊維入り樹脂層１２で製品部１３と作業ボード外周部１４とがつながれているだけであるので、プリント配線板製造工程の最終段階で外形加工を行なう際、外形線でＣＩＣを切断することがない。従って、プリント配線板最終製品の外形端面にＣＩＣが露出することがない。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、プリント配線板の外形端面にＣＩＣが露出することがないので、部品搭載後のプリント配線板を筐体に収納しても筐体間との絶縁不良の問題は発生しない。また、外形加工時に硬いＣＩＣを切断する必要がないので、効率よく作業することが可能になり、ルータービットの頻繁な交換も必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＣＩＣメタルコアプリント配線板に使用するＣＩＣボード形状を示す図である。
【図２】本発明のＣＩＣメタルコアプリント配線板層構成の一実施例を示す断面図である。
【図３】従来製造方法におけるＣＩＣメタルコアプリント配線板のＣＩＣボード形状を示す図である。
【符号の説明】
１  ＣＩＣメタルコアボード
１１  銅・インバー・銅の積層板（ＣＩＣ）
１２  プリプレグによるガラス繊維入り樹脂層
１３  製品部
１４  作業ボード外周部
１５  製品外形加工線
１６  ＣＩＣ除去部
１７  基準孔
２  内層
３  外層用銅張り積層板
４  プリプレグ
５  ボンディングプレート
６  従来のＣＩＣメタルコア形状
６１  銅・インバー・銅の積層板（ＣＩＣ）
６２  製品部
６３  作業ボード外周部
６４  製品外形加工線
６５  つなぎ部分
６６  ＣＩＣ除去部
６７  基準孔
【図１】
0003790120.tif 000002
【図２】
0003790120.tif 000003
【図３】
0003790120.tif 000004