专利名称：电路成形基板制造方法和用于制造电路成形基板的材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及制造电路形成基板的方法，该电路形成基板用于提供在各种电子设备中使用的电路基板，以及涉及用于制造电路成形基板的材料。
背景技术：
随着近年来电子设备的小型化和高密度化，具有安装于其上的电子元件的电路基板从单面电路基板变为双面、多层电路基板。因而开发出了可以集成越来越多电路和元件的高密度电路基板。
图5A到图5G是用于制备电路基板的传统电路成形基板的剖面图，用于说明日本专利公开第6-268345号中所公开的所述电路基板的制造方法。
如图5A所示，通过利用例如热辊的层压法，将薄膜17贴附到半固化片(pre-preg)12的两个表面。半固化片12由浸入诸如环氧树脂的热固性树脂的清漆(varnish)的玻璃纤维织物(增强材料)干燥后获得。半固化片12处于B阶段(B-stage)且具有100μm的厚度。薄膜17由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制造，厚度为20μm。薄膜17可以用诸如环氧树脂的热固性树脂涂布。
如图5B所示，通孔18通过诸如激光技术的工艺形成于半固化片12中。
接下来，如图5C所示，用由热固性树脂、硬化剂、溶剂和诸如铜粉的导电粒子混合制得的导电膏(conductive paste)13填充通孔18。
之后，如图5D所示，将薄膜17剥离。导电膏13从半固化片12上突出。然后，在半固化片12的两个表面都设置铜箔19。
然后，通过热压设备(未图示)对铜箔19加压以加热半固化片12、铜箔19和导电膏13。如图5E所示，该操作使半固化片12热硬化并压缩导电膏13以使其与铜箔19电连接。此时，半固化片12中浸渍的树脂流到半固化片12的外面，成为树脂12A。
然后，如图5F所示，切除端部的多余部分，由此提供电路形成基板。然后，将铜箔19蚀刻为预定的电路图案以得到图5G所示的电路图案15，从而提供双面电路基板。将该板切割来提供具有预定尺寸的电路基板16。为防止电路图案上附着多余的焊料，可以在电路图案15上形成焊料抗蚀剂。电路图案15可能还要经过最终处理，例如镀覆(plating)处理。
图6A到图6E是用图5A到图5F所示方法制造的电路基板16获得的多层电路基板的剖面图，用以说明多层电路基板的制造方法。在作为核心的电路基板16的两个表面都定位和放置了用导电膏13A填充的半固化片12B和铜箔19A，并将其加热加压以提供其两个表面都有电路图案15A的多层电路基板20。
在图5A到图5G所示的电路基板制造方法中，通过例如热压设备加热加压的导电膏13和13A可能导致如下问题。图7A到图7C为图5A到图5G所示的电路成形基板的剖面图。如图7A所示，将铜箔19放置在具有填充有导电膏13的通孔18的半固化片12的两个表面上。这些被夹在金属板14中间，被加热加压而被压缩。如图7B所示，施加于其的压力可以引起导电膏13变形，从而扭曲导电膏13的形状。
然后，如图7C所示，形成电路图案15，导电膏13成为彼此相邻的层间连接部分13B和13C。如果是高密度电路基板，则由于导电膏13的变形引起层间连接部分13B和13C之间的绝缘距离减小，因而减弱了导电膏之间的电绝缘。
对将半固化片12加热加压时，浸入半固化片12的树脂流动。当施加于导电膏13的压力过大时，导电膏13在面内方向12D上的延伸的比厚度方向12C上的压缩更大。因此，导电膏13中的导电粒子未被强烈地挤压而不相互接触，使得不能获得充分的电连接。如果每个通孔18的直径小于半固化片12的厚度，这种现象尤为明显。
如图6A到图6G所示，制造多层电路基板20期间，作为中心的电路基板16具有由电路图案15提供的粗糙表面且厚度不均。电路基板16的粗糙表面和厚度不均导致两个表面上的导电膏13A在加热加压时不能平衡(unstably)地被压缩，因此使导电膏13更容易变形。
发明内容
在形成于材料板上的孔内形成导电部分。在材料板的表面上放置金属箔来提供积层板。将积层板加热加压以提供电路成形基板。金属箔包括压力吸收部分和与压力吸收部分相邻接的坚硬部分。压力吸收部分的厚度随施加于其的压力而改变。
通过该方法提供的电路成形基板提供具有可靠电连接的高品质的高密度电路基板。
图1A是用于示出根据本发明的一个示范性实施例的电路成形基板制造方法的电路成形基板剖面图。
图1B是用于示出根据该实施例的电路成形基板制造方法的电路成形基板剖面图。
图1C是用于示出根据该实施例的电路成形基板制造方法的电路成形基板剖面图。
图1D是用于示出根据该实施例的电路成形基板制造方法的电路成形基板剖面图。
图1E是加工根据实施例的电路成形基板中所用金属箔的加工设备的示意图。
图2A是用于示出根据该实施例的电路基板制造方法的电路基板剖面图。
图2B是用于示出根据该实施例的电路基板制造方法的电路基板剖面图。
图2C是用于示出根据该实施例的电路基板制造方法的电路基板剖面图。
图2D是用于示出根据该实施例的电路基板制造方法的电路基板剖面图。
图2E是用于示出根据该实施例的电路基板制造方法的电路基板剖面图。
图3是根据该实施例的电路基板的另一金属箔的剖面图。
图4A是用于示出根据该实施例的电路成形基板制造方法的另一电路成形基板剖面图。
图4B是用于示出根据该实施例的电路成形基板制造方法的另一电路成形基板剖面图。
图4C是用于示出根据该实施例的电路成形基板制造方法的另一电路成形基板剖面图。
图5A是用于示出电路成形基板制造方法的传统电路成形基板剖面图。
图5B是用于示出电路成形基板制造方法的传统电路成形基板剖面图。
图5C是用于示出电路成形基板制造方法的传统电路成形基板剖面图。
图5D是用于示出电路成形基板制造方法的传统电路成形基板剖面图。
图5E是用于示出电路成形基板制造方法的传统电路成形基板剖面图。
图5F是用于示出电路成形基板制造方法的传统电路成形基板剖面图。
图5G是用于示出电路成形基板制造方法的传统电路成形基板剖面图。
图6A是用于示出电路基板制造方法的传统电路基板剖面图。
图6B是用于示出电路基板制造方法的传统电路基板剖面图。
图6C是用于示出电路基板制造方法的传统电路基板剖面图。
图6D是用于示出电路基板制造方法的传统电路基板剖面图。
图6E是用于示出电路基板制造方法的传统电路基板剖面图。
图7A是用于示出电路成形基板制造方法的传统电路成形基板剖面图。
图7B是用于示出电路成形基板制造方法的传统电路成形基板剖面图。
图7C是用于示出电路成形基板制造方法的传统电路成形基板剖面图。
附图标记1铜箔1a压力吸收部分2材料板3导电膏4金属板5电路图案6可变形层10电路基板具体实施方式
图1A到图1D是用于示出根据本发明一个实施例的电路成形基板制造方法和用于制造电路基板的材料的剖面图。图1E是用于加工在电路基板中使用的铜箔1的加工设备的示意图。用于制造本实施例中电路成形基板的金属箔的铜箔1具有18μm的厚度。铜箔1作为用于制造电路成形基板的材料，在由阴极鼓1101输送时，经过硫酸铜的水溶液102。此时，在铜箔1不接触阴极鼓1101的表面1B上，通过电解作用电沉积并生长了一定量的铜，且形成了粗糙度，由此提供了十点平均粗糙度(Rz)约为10μm的粗面1B。在与表面1B相反而与阴极鼓1101相接触的铜箔1的表面1C上，提供突起状的铜以粗化表面1C，由此提供粗糙度Rz约为5μm的表面1C。于是，铜箔1具有由粗化表面1C形成的压力吸收部分1a。与图5A到图5D所示的半固化片12类似，在材料板2的两个表面上都贴附薄膜。通孔8经例如激光的加工方法形成，并用导电膏3填充。然后将这些薄膜剥离。这样，导电膏3从材料板2的表面突出。通过采用例如热辊的层压法将薄膜贴附到材料板2的两个表面上。材料板2通过干燥浸入诸如环氧树脂的热固性树脂的清漆后的玻璃纤维织物(增强组分)而获得。材料板2是厚度为100μm的处于B-stage的半固化片。根据本实施例的材料板2，甚至包括玻璃纤维的织物在内，防止了由于加热加压时组成织物的纱线移位而造成的导电膏3损坏。薄膜由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制造，厚度为20μm。薄膜也可以涂覆诸如环氧树脂的热固性树脂。导电膏3由热固性树脂、硬化剂、溶剂和铜粉等导电粒子混合获得。
如图1A所示，铜箔1设置在其中具有通孔8的材料板2上，通孔8内填充有导电膏3。
然后，如图1B所示，将材料板2和铜箔1放在诸如SUS板的金属板4之间，通过加热加压彼此结合，得到积层板10B。铜箔1的表面1B(Rz约为10μm的粗糙度)面对材料板2。表面1C(Rz约为5μm的粗糙度)充当压力吸收部分1a。铜箔1的表面1B和1C的粗糙程度不特别局限于这些值，且面对材料板2的表面1B的粗糙度优选大于与表面1B相对的表面1C的粗糙度。加热加压期间，铜箔1表面1C的压力吸收部分1a被变形以吸收对其施加的压力。因此，压力不会集中于从材料板2表面突出的导电膏3上。由此，导电膏3在厚度方向2A上被压缩，而在面内方向2B上不延伸，由此避免了图7B所示的传统电路成形基板的问题。即，包括表面1C的铜箔1的表面部分1F相应于压力吸收部分1a。铜箔1具有与压力吸收部分1a相邻接的坚硬部分1G。
在图1B所示的加热加压过程期间，铜箔1的压力吸收部分1a被变形，以致树脂从部分的材料板2流出，减小了部分的材料板2的厚度。于是，在部分的材料板2上的铜箔1的部分1D的高度变得基本相同于在导电膏3上面的铜箔1的部分1E的高度。由此刻，压力被有效地施加到导电膏3以压迫导电膏3中的导电粒子去接触表面1B，与表面1B进行稳定的电连接。也就是说，压力吸收部1a上的施加有压力的部分局部地发生厚度变化，从而提供本实施例的电路成形基板。
接下来，如图1C所示，例如将铜箔1蚀刻来形成具有预定形状的电路图案5，由此提供电路基板10A。
然后，如图1D所示，通过抛光或轻微的蚀刻，除去电路图案5表面的压力吸收部分1a以提高对焊料的浸润性，由此提供电路基板10。为了进一步提高对焊料的浸润性，电路图案15可以再经过诸如镀覆的最后处理。
为防止电路图案5上附着多余的焊料，可以在电路图案5上形成焊料抗蚀剂。可以在形成焊料抗蚀剂之后除去压力吸收部分1a，或者也可以在通过蚀刻形成电路图案5之前除去压力吸收部分1a。
通过该方法提供的电路成形基板具有高密度和高品质。即使通孔8的直径小，也可以稳定地压缩导电膏3从而与铜箔1可靠地连接。
图2A到图2E是用于示出根据实施例的电路基板制造方法的多层电路基板剖面图。
如图2A所示，制备如图1C所示的电路基板10A作为核心板。在电路基板10A的电路图案5表面上保留了粗糙表面压力吸收部分1a。
接下来，如图2B到图2D所示，在电路基板10A的两个表面上都设置用导电膏3A填充的材料板2C和具有压力吸收部分101a的铜箔101，并通过加热和加压将其彼此结合。然后，如图2E所示，蚀刻铜箔101以形成电路图案5A，从而提供多层电路基板10B。
在作为核心板的电路基板10A的电路图案5的表面上保留压力吸收部分1a，以提供具有粗糙度的表面。该粗糙度提高了铜箔1和导电膏3A之间的粘合强度。
图3是实施例的电路成形基板的另一金属箔铜箔201的剖面图。使用铜箔201替代图1A中所示的铜箔1。代替压力吸收部分1a，在面对材料板2的表面相反的铜箔201的表面处形成可变形层6。对其施加有压力的可变形层6的部分的局部地发生厚度改变，类似于压力吸收部分1a。铜箔1包括与可变形层6相邻接的坚硬部分1G。坚硬部分1G比可变形层6要更坚硬。
如图1B所示方式在加热加压期间，可变形层6变形，并且优选地可变形层6具有小于铜箔1的硬度。可变形层6可以由多种材料制成，例如有机材料或无机材料。可变形层6若由无机材料制成，在被加热时产生较少的杂质或挥发组分。可变形层6可以由耐热性好(thermal resistance)的环氧树脂或硅树脂制成，其通过采用浇注法或帘式淋涂(curtain coat)形成于铜箔1上，具有约10μm的厚度，具有与压力吸收部分1a相同的效果。
没有导电膏的电路成形基板，例如包含铜箔1和通过镀覆形成于通孔8内的导电部分的电路成形基板，提供与实施例中的板同样的效果。当将铜箔1加热并压到导电部分的上时，导电部分可免于由于压力引起的损伤。
材料板2可以是浸入了B-stage热固性树脂的玻璃纤维板，例如织物或非织物，而形成的半固化片。也可以使用芳香族聚酰胺树脂等有机纤维板板代替玻璃纤维板。此外，材料板2也可以用B-stage膜或由诸如聚酰亚胺膜的树脂膜和粘合材料组成的B-stage板代替纤维板。
此外，材料板2可以是由作为增强组分的织物和非织物组合材料制造的半固化片。例如，材料板2可以是包括两种玻璃纤维织物和一种介于其间的玻璃纤维无纺织物的半固化片。
根据该实施例的热固性树脂可以是环氧树脂(epoxy resin)、环氧-三聚氰胺树脂(epoxy-melamine resin)、非饱和聚酯树脂(unsaturated polyester resin)、酚树脂(phenol resin)、聚酰亚胺树脂(polyimide resin)、氰酸盐树脂(cyanateresin)、氰酸酯树脂(シアン酸エステル)、萘树脂(naphthalene resin)、尿素树脂(urea resin)、氨基树脂(amino resin)、醇酸树脂(alkyd resin)、硅树脂(siliconeresin)、呋喃树脂(furan resin)、聚氨基甲酸乙酯树脂(polyurethane resin)、氨基醇酸树脂(aminoalkyd resin)、丙烯酸树脂(acrylic resin)、氟树脂(fluororesin)、聚苯醚树脂(polyphenylene ether resin)、氰酸酯树脂(cyanate ester resin)(シアネ一トエステル)或上述树脂两种或两种以上的组合。或者，热固性树脂可以具有由热塑性树脂进行改性的热固性树脂。此外，如果必要，可以向热固性树脂中添加阻燃材料或无机填料。
根据实施例的铜箔1或201不必用于多层电路基板的所有的层。在靠近电路基板外侧的层中，不同层的用于连接电路图案(铜箔)的导电部分很可能被损伤，因此，根据实施例的铜箔1或201可用于靠近外部的层。即，在有十层的电路基板中，铜箔1或201可以仅用于第十层或第八层和第十层，就可提供与其他实施例中其它电路基板的铜箔相同的效果。
图4A到图4C是用于示出根据实施例的电路成形基板的制造方法的另一电路成形基板的剖面图。在图1A到图1D所示的电路成形基板中，压力吸收部分1a设置在面对材料板2的铜箔1的表面1C处。如图4A所示，金属箔的铜箔501具有面对材料板2的表面501B和背对表面501B的表面501C。压力吸收部分501a设置在包括铜箔501的表面501B在内的表面部分501G处。压力吸收部分501a有例如Rz为5μm的粗糙度。铜箔501具有与压力吸收部分501a相邻接的坚硬部分501F，坚硬部分501F比压力吸收部分501a要硬。如图4B所示，类似于图1B，铜箔501和材料板2夹在金属板4的中间，并在厚度方向2A上施加压力。压力吸收部分501a在2A方向上的厚度根据对其施加的压力而改变，因而具有与图1B中所示的压力吸收部分1a同样的效果。然后，加工铜箔501，例如通过蚀刻来形成电路图案505。
用作连接到铜箔的导电部分的导电膏可以由导电粒子和具有适当粘度的高分子材料的混合物制成，使得在加热加压期间导电膏可以释放入材料板2中，该混合物也可通过混合导电粒子和溶剂等得到或者用各向异性导电胶获得。
形成于通孔8中并连接到铜箔的导电部分可以使用通过例如镀覆形成的柱状导电突起或没有形成为导电膏的具有大颗粒尺寸的导电颗粒来取代导电膏。
工业应用性根据本发明的电路成形基板制造方法允许材料板、金属箔、和诸如设置于材料板上的通孔内的导电膏的导电部分被加热加压，防止导电部分受损伤。该方法提供了金属箔和导电部分之间的可靠电连接，由此提供了具有高密度和高品质的电路基板。
权利要求
1.制造电路成形基板的方法，其特征在于，包括以下步骤提供金属箔，所述金属箔具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述金属箔包括压力吸收部分和坚硬部分，所述压力吸收部分设置于所述第一表面，所述坚硬部分与所述压力吸收部分相邻接，所述压力吸收部分的厚度因施加于其上的压力而改变；提供表面上形成有孔的材料板；在所述材料板上的所述孔内形成导电部分；在所述材料板的所述表面上设置所述金属箔以提供积层板；以及加热加压所述积层板。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述坚硬部分比所述压力吸收部分硬度高。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提供积层板包括使得所述金属箔的第二表面与所述材料板相对。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述金属箔的所述第一表面粗化，并且所述压力吸收部分由包含有所述第一表面的所述金属箔的表面部分构成。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述提供积层板包括允许所述金属箔的所述第二表面与所述材料板相对，所述提供金属箔包括粗化所述金属箔的所述第二表面，以及所述金属箔的所述第二表面比所述金属箔的所述第一表面粗糙度更大。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压力吸收部分包含可变形的有机材料。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压力吸收部分包括可变形的无机材料。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在所述加热加压积层板步骤之后除去所述压力吸收部分。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述材料板上的所述孔内形成导电部分的步骤包括用导电膏填充所述材料板上的所述孔内。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提供积层板包括使得所述金属箔的所述第一表面与所述材料板相对。
11.用于制造电路成形基板的材料，其特征在于，所述材料包括压力吸收部分，其厚度因施加于其上的压力而改变；金属箔，具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述压力吸收部分设在所述第一表面上，所述金属箔包括与所述压力吸收部分相邻接的坚硬部分，其中所述电路成形基板包含表面形成有孔的材料板和提供于所述孔内的导电部分；以及所述材料被设置在所述材料板的表面上并且与所述材料板和所述导电部分共同被加压。
12.根据权利要求11所述的材料，其特征在于，所述坚硬部分比所述压力吸收部分硬度高。
13.根据权利要求11所述的材料，其特征在于，所述金属箔的所述第二表面与所述材料板相对。
14.根据权利要求11所述的材料，其特征在于，所述金属箔的所述第一表面被粗化，并且所述压力吸收部分是包含有所述金属箔的所述第一表面的表面部分。
15.根据权利要求14所述的材料，其特征在于，设置所述金属箔的所述第二表面与所述材料板相对，所述金属箔的所述第二表面被粗化；以及所述金属箔的所述第二表面比所述金属箔的所述第一表面粗糙度大。
16.根据权利要求11所述的材料，其特征在于，所述压力吸收部分包含可变形的有机材料。
17.根据权利要求11所述的材料，其特征在于，所述压力吸收部分包含可变形的无机材料。
全文摘要
在形成于材料板中的孔内形成导电部分。在材料板的表面上设置金属箔来提供积层板。将积层板加热加压来提供电路成形基板。金属箔包括压力吸收部分和与压力吸收部分相邻接的坚硬部分。压力吸收部分的厚度因对其施加的压力而改变。用该方法提供的电路成形基板可以提供具有可靠电连接的高品质的高密度电路基板。
文档编号H05K3/40GK1771773SQ20058000025
公开日2006年5月10日 申请日期2005年1月21日 优先权日2004年1月26日
发明者西井利浩 申请人:松下电器产业株式会社