专利名称：制造多层板的方法
技术领域：
本发明涉及一种制造多层板的方法。
背景技术：
用于电连接多层布线板的方法的实例包括将多层布线板封装以形成球栅阵列(BGA)封装或岸面栅格阵列(LGA)封装、再通过焊料凸点(solderbumps)将所获得的封装连接到母板上的方法以及利用引线接合或凸块(studbump)电连接多层布线板的方法。此外，日本未经审查的特开公报No.2003-243797披露了一种电连接多层布线板的方法，此方法利用固定销固定多层布线板以使端子彼此接触。
发明内容
在利用固定销固定多层布线板以使端子彼此机械接触地电连接多层布线板的方法中，固定销、其它夹具和装配组件尺寸大小的变化将不利地导致连接表面的低可靠性。此外，需要手动装配是不利的，因此增加了操作步骤。
因此，完成本发明以克服上述问题。本发明的目的在于提供一种易于制造多层板的方法，其中该多层板包括强有力地接合的多个基板。
为实现上述目的，本发明提供以下的方法。
即，在根据本发明一个方案的制造多层板的方法中，该多层板包括带有端子的第一基板、带有端子的第二基板、绝缘层以及导电元件，所述第一基板和所述第二基板通过设置于它们之间的该绝缘层接合，所述端子彼此相对并通过该导电元件电连接，所述方法包括以下步骤将接合油墨涂布在所述第一基板的端子上，该接合油墨包括含有填充物和固化剂的热固性树脂，该填充物由镀有焊料的金属颗粒形成，各所述金属颗粒均具有第一熔点，所述焊料具有比该第一熔点低的第二熔点；将所述第二基板接合到一接合片上，该接合片由热固性树脂构成并具有设置在与所述第二基板的端子相对应的部分中的通孔，该端子位于该通孔内；将所述第一基板和所述第二基板以如下方式定位，即所述端子彼此相对且所述第一基板和所述第二基板通过设置于它们之间的该接合片叠置；以及加热加压所获得的叠置体，以使该接合片和该接合油墨固化，以形成一体化的结构。
优选地，所述第一基板是母板，所述第二基板比该母板的尺寸小，并且为至少一个安装板。
可选择地，优选所述第二基板是母板，所述第一基板比该母板的尺寸小，并且为至少一个安装板。
在根据本发明另一方案的制造多层板的方法中，该多层板包括带有端子的第一基板、带有端子的第二基板、绝缘层以及导电元件，所述第一基板和所述第二基板通过设置于它们之间的该绝缘层接合，所述端子彼此相对并通过该导电元件电连接，所述方法包括以下步骤将所述第一基板接合到一接合片上，该接合片由热固性树脂构成并具有设置在与所述第一基板的端子相对应的部分中的通孔，该端子位于该通孔内；以使接合油墨覆盖该端子的方式将该接合油墨填充于该通孔中，该接合油墨包括含有填充物和固化剂的热固性树脂，该填充物由镀有焊料的金属颗粒形成，各所述金属颗粒均具有第一熔点，所述焊料具有比该第一熔点低的第二熔点；将所述第一基板和所述第二基板以如下方式定位，即所述端子彼此相对且所述第一基板和所述第二基板通过设置于它们之间的该接合片叠置；以及加热加压所获得的叠置体，以使该接合片和该接合油墨固化，以形成一体化的结构。
优选地，所述第一基板是母板，所述第二基板比该母板的尺寸小，并且为至少一个安装板。
可选择地，优选所述第二基板是母板，所述第一基板比该母板的尺寸小，并且为至少一个安装板。
如上所述，在本发明中，通过加热加压叠置体，使得接合油墨中的填充物的焊料熔化，以形成一体化的结构，从而高强度接合所述端子。因此，形成了柱状导电元件，进而获得良好的导电特性。此外，即使采用具有不同热膨胀系数的基板时，由于接合强度高，故也可确保所述基板的端子之间的电互连，由此连接的可靠性得以改善。此外，由于所述基板均不包含诸如半导体芯片之类的电子元件，因此在制造所述多层板的过程中，可进行加热和加压该叠置体的步骤，以实现接合油墨的固化，并由此强有力地连接所述端子。
图1示出具有如下结构的多层板，其中第二基板叠置于第一基板上且第二基板比第一基板的尺寸小；图2示出具有如下结构的多层板，其中多个第二基板叠置于第一基板上，多个第三基板叠置于所述第二基板上，各第二基板均比第一基板的尺寸小；图3示出具有如下结构的多层板，其中第二基板嵌入在第一基板中；图4示出具有如下结构的多层板，其中具有相同尺寸的第一基板和第二基板叠置；图5示出具有如下结构的多层板，其中第二基板叠置于第一基板的正面和背面上；图6示出具有如下结构的多层板，其中第三基板叠置于图5所示的第二基板上；图7A至图7E为根据第一实施例的制造多层板的方法的过程图；图8A至图8D为根据第二实施例的制造多层板的方法的过程图；图9A至图9E为根据第三实施例的制造多层板的方法的过程图；以及图10A至图10E为根据第四实施例的制造多层板的方法的过程图。
具体实施例方式
下文将结合附图详细说明本发明的优选实施例。
图1至图6示出了各种结构的多层板10。
术语“基板”指的是不含诸如半导体芯片、电阻、电容之类的电子元件的多层布线基板。
图1示出多层板10的一个实例，该多层板具有这样的结构，即第一基板(母板)12上设置有第二基板(安装板)14，且第二基板14比第一基板12的尺寸小。至少一个第二基板14设置于第一基板12的正面或背面上。而且，参照图2，所述第二基板14上可设置第三基板16。
当第二基板14定义为第一基板时，则第三基板16相对于第二基板14来说将被定义为第二基板。在本发明中，可将一对基板中的一个基板作为第一基板，而将另一个基板作为第二基板。在多层板具有三层或更多层的情况下，如果所述多层板中的相邻基板是通过根据本发明方案的方法所制造的，则所述多层板也包含在本发明的范围之内。
图3示出多层板10的另一实例，该多层板10具有这样的结构，即至少一个第二基板14嵌入在第一基板12的正面和/或背面中。
第一基板12可具有与第二基板14相同的尺寸。图4示出了多层板10的又一个实例，该多层板10具有这样的结构，即与第一基板12的尺寸相同的第二基板14设置于第一基板12的侧面上。图5示出了多层板10的再一个实例，该多层板10具有这样的结构，即与第一基板12的尺寸相同的第二基板14设置于第一基板12的两个侧面上。图6示出了多层板10的又一个实例，该多层板10具有这样的结构，即在第二基板14上还设置有第三基板16。
所述基板的叠置结构并不具体限定于这些。
图7A至图7E为根据第一实施例的用于制造多层板10的方法的流程图。
如图7A所示，通过刮板21利用金属掩模18将接合油墨(bonding ink)20印刷涂布于第一基板12的一个端子12a上。图7B示出了在端子12a上形成接合油墨层的状态。
在端子12a上设置有保护镀膜(未示出)，该保护镀膜由在下面的镍膜(underlying nickel film)上的金镀膜形成。
接合油墨20包括诸如环氧树脂之类的含有填充物和固化剂的热固性树脂。该填充物由镀有焊料的金属颗粒形成，每个金属颗粒均具有第一熔点，而焊料具有比第一熔点低的第二熔点。所述金属颗粒优选为铜颗粒。所述焊料优选由锡铋合金组成。所述填充物的含量依照以下方式确定，即当热固性树脂在如下文所述的加热及加压步骤中固化时，所述金属颗粒将彼此充分接触，然后所述焊料熔化以形成具有足够导电性的一体化的结构。当完成多层板10时，接合油墨20用作所述端子之间电连接的导电元件。
关于环氧树脂的固化剂，可以采用公知的包含如下混合物的固化剂，即该混合物包括选自羧基(carboxyl group)、氨基(amino group)、酚基(phenolgroup)中的一个基团(group)以及选自己二酸(adipic acid)、丁二酸(succinicacid)和癸二酸(sebacic acid)中的一种有机酸。
所述热固性树脂并不限于环氧树脂。
如图7C和图7D所示，接合片(bonding sheet)24由热固性树脂构成并具有设置在与第二基板14的端子14a相对应的部分中的通孔22，第二基板14带有端子14a，接合片24以将端子14a置于通孔22内的方式接合于第二基板14上。当完成多层板10时，接合片24用作绝缘层。
接合片24具有粘性且其每一表面上附着有剥离纸片(release pager sheet)(未示出)。接合片24被贯穿以形成所述通孔22。当使一张剥离纸片剥落后，所获得的接合片24便可接合于第二基板14上。
如图7E所示，通过采用诸如销钉之类的适当的定位元件(未示出)将第一基板12和带有接合片24的第二基板14以如下方式定位，即端子12a和端子14a彼此相对，随后第一基板12和第二基板14通过设置于它们之间的接合片24叠置。当然，在进行叠置之前，先剥去其余的剥离纸片。
用真空加压方式加热加压所获得的叠置体，以固化接合油墨20和接合片24，从而形成一体化结构，由此制成所需的多层板10。由于所述基板不包括诸如半导体芯片之类的电子元件，所以可采用真空加压方式进行加热加压。
在上述实施例中，第二基板14仅叠置在第一基板12的一侧上。然而，可以采用与上述相同的方式将第二基板14叠置在第一基板12的两侧上。
如图3所示的其内嵌入第二基板14的多层板10，除了在第一基板12中形成放置第二基板14的凹部(未示出)之外，可采用上述相同的方法来制造多层板10。
通过对叠置体进行如上所述的加热和加压，接合油墨中的填充物的锡铋焊料熔化，以形成一体化的结构。此外，设置于端子12a和14a上的保护镀膜中的金扩散，以露出镍膜。镍与所述填充物合金化，以形成强接合。因此，形成了柱形导电元件，从而获得良好的导电性。而且，即使采用具有不同热膨胀系数的基板时，由于接合强度高，故也可确保所述基板的端子之间的电互连(electrical interconnection)，由此连接的可靠性得以改善。另外，由于填充物的各颗粒均包含在较低温度下熔化的焊料膜，因此热固化可在较低温度下进行。这有助于利用具有不同热膨胀系数的多个基板以较低应力制成层叠体。此外，由于所述基板均不包含诸如半导体芯片之类的电子元件，因此在制造所述多层板的过程中，可进行加热和加压该叠置体的步骤，以实现接合油墨的固化，并由此强有力地连接所述端子。
在图7A至图7E所示的实施例中，当第一基板12称为母板时，则第二基板14称为至少一个安装板。
可选择地，当第一基板12称作安装板时，则第二基板14称为母板。
同时在这种情况下，如图8A和图8B所示，通过印刷将接合油墨20涂布于第一基板12的端子12a上。如图8C所示，具有通孔22的接合片24接合于具有端子14a的第二基板14上。如图8D所示，第一基板12和带有接合片24的第二基板14以如下方式定位，即端子12a与端子14a彼此相对，然后第一基板12和第二基板14通过设置于它们之间的接合片24叠置。对获得的叠置体进行加热加压，以使接合片24和接合油墨20固化，从而形成多层板10。在这种情况下，接合油墨20涂布于安装板12的端子12a上，而接合片24接合到母板14上。也就是说，这一结构与图7E所示的结构正好相反。
图9A至图9E示出了根据另一实施例的制造多层板10的过程。
如图9A和图9B所示，接合片24由热固性树脂构成并具有设置在与第一基板12的端子12a相对应的部分中的通孔22，接合片24以端子12a置于通孔22中的方式接合于第一基板12上。
如图9C和图9D所示，将接合油墨20填充于通孔22中，以使接合油墨20覆盖端子12a。该接合油墨20包括含有填充物和固化剂的热固性树脂，该填充物由镀有焊料的金属颗粒形成，各所述金属颗粒均具有第一熔点，所述焊料具有比第一熔点低的第二熔点。
如图9E所示，带有接合片24的第一基板12与第二基板14以如下方式定位，即端子12a和端子14a彼此相对，随后第一基板12和第二基板14通过设置于它们之间的接合片24叠置。对获得的叠置体进行加热加压，以使接合片24和接合油墨20固化，从而形成一体化的结构，由此制成多层板10。
同样在上述实施例中，可制造端子12a强有力地接合在端子14a上的多层板10。
图9A至图9E所示的实施例中，当第一基板12称为母板时，则第二基板14称为至少一个安装板。
可选择地，当第一基板12称为安装板时，则第二基板14称为母板。
同样在这种情况下，如图10A和图10B所示，接合片24由热固性树脂构成且具有设置在与第一基板12的端子12a相对应的部分中的通孔22，接合片24以端子12a置于通孔22中的方式接合于第一基板12上。
如图10C和图10D所示，将接合油墨20填充于通孔22中，以使接合油墨20覆盖端子12a。该接合油墨20包括含有填充物和固化剂的热固性树脂，该填充物由镀有焊料的金属颗粒形成，各所述金属颗粒均具有第一熔点，所述焊料具有比第一熔点低的第二熔点。
如图10E所示，带有接合片24的第一基板12与第二基板14以如下方式定位，即端子12a和端子14a彼此相对，且第一基板12和第二基板14通过设置于它们之间的接合片24叠置。对获得的叠置体加热加压，以使接合片24和接合油墨20固化，从而形成一体化的结构，由此制成多层板10。
在这种情况下，接合片24接合于第一基板12上，而通孔22填充有接合油墨20。也就是说，这一结构与图9E所示的结构正好相反。
权利要求
1.一种制造多层板的方法，该多层板包括带有端子的第一基板、带有端子的第二基板、绝缘层以及导电元件，所述第一基板和所述第二基板通过设置于它们之间的该绝缘层接合，所述端子彼此相对并通过该导电元件电连接，所述方法包括以下步骤将接合油墨涂布在所述第一基板的端子上，该接合油墨包括含有填充物和固化剂的热固性树脂，该填充物由镀有焊料的金属颗粒形成，各所述金属颗粒均具有第一熔点，所述焊料具有比该第一熔点低的第二熔点；将所述第二基板接合到一接合片上，该接合片由热固性树脂构成并具有设置在与所述第二基板的端子相对应的部分中的通孔，该端子位于该通孔内；将所述第一基板和所述第二基板以如下方式定位，即所述端子彼此相对且所述第一基板和所述第二基板通过设置于它们之间的该接合片叠置；以及加热加压所获得的叠置体，以使该接合片和该接合油墨固化，以形成一体化的结构。
2.根据权利要求1所述的制造多层板的方法，其中所述第一基板为母板，所述第二基板比该母板的尺寸小，并且为至少一个安装板。
3.根据权利要求1所述的制造多层板的方法，其中所述第二基板为母板，所述第一基板比该母板的尺寸小，并且为至少一个安装板。
4.根据权利要求1所述的制造多层板的方法，其中该接合片具有接合于该接合片的正面与背面的剥离片。
5.根据权利要求1所述的制造多层板的方法，其中该填充物由铜颗粒形成，各所述铜颗粒的表面上均具有焊料镀膜，该焊料镀膜由锡铋合金组成。
6.一种制造多层板的方法，该多层板包括带有端子的第一基板、带有端子的第二基板、绝缘层以及导电元件，所述第一基板和所述第二基板通过设置于它们之间的该绝缘层接合，所述端子彼此相对并通过该导电元件电连接，所述方法包括以下步骤将所述第一基板接合到一接合片上，该接合片由热固性树脂构成并具有设置在与所述第一基板的端子相对应的部分中的通孔，该端子位于该通孔内；以使接合油墨覆盖该端子的方式将该接合油墨填充于该通孔中，该接合油墨包括含有填充物和固化剂的热固性树脂，该填充物由镀有焊料的金属颗粒形成，各所述金属颗粒均具有第一熔点，所述焊料具有比该第一熔点低的第二熔点；将所述第一基板和所述第二基板以如下方式定位，即所述端子彼此相对且所述第一基板和所述第二基板通过设置于它们之间的该接合片叠置；以及加热加压所获得的叠置体，以使该接合片和该接合油墨固化，以形成一体化的结构。
7.根据权利要求6所述的制造多层板的方法，其中所述第一基板为母板，所述第二基板比该母板的尺寸小，并且为至少一个安装板。
8.根据权利要求6所述的制造多层板的方法，其中所述第二基板为母板，所述第一基板比该母板的尺寸小，并且为至少一个安装板。
9.根据权利要求6所述的制造多层板的方法，其中该接合片具有接合于该接合片的正面与背面的剥离片。
10.根据权利要求6所述的制造多层板的方法，其中该填充物由铜颗粒形成，各所述铜颗粒的表面上均具有焊料镀膜，该焊料镀膜由锡铋合金组成。
全文摘要
本发明提供一种制造多层板的方法，所述方法包括以下步骤将接合油墨涂布在第一基板的端子上，该接合油墨包括含有填充物和固化剂的热固性树脂，该填充物由镀有焊料的金属颗粒形成，各所述金属颗粒均具有第一熔点，所述焊料具有比该第一熔点低的第二熔点；将所述第二基板接合到一接合片上，该接合片由热固性树脂构成并具有设置在与所述第二基板的端子相对应的部分中的通孔；对带有该接合片的所述第一基板与所述第二基板以所述第一基板的端子与所述第二基板的端子彼此相对的方式加热加压，以使接合片和接合油墨固化，从而形成一体化的结构。
文档编号H05K3/12GK101090610SQ20061017327
公开日2007年12月19日 申请日期2006年12月31日 优先权日2006年6月16日
发明者中川隆, 菅野诚一, 饭田宪司, 前原靖友, 铃木均, 杉本薰, 福园健治, 菅田隆, 伊达仁昭, 八木友久 申请人:富士通株式会社