多层印制布线板及其制造方法

专利名称：多层印制布线板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及多层印制布线板，涉及例如在便携设备内用作模块基板 的多层印制布线板及其制造方法。
背景技术：
近年来，例如以便携电话等为代表的便携设备的小型化、轻量化、 高功能化、复合化正在发展。随之，对于便携设备内用作模块基板的多 层印制布线板除了要求进一步的小型化、薄型化、高密度化之外，还要 求得到规定强度的程度的硬质性和能够弯曲配置在狭窄的壳体内的程 度的柔软性(可挠性)。
作为兼具这样的硬质性和柔软性的基板，硬性一挠性布线基板从过 去就已知。本申请人以材料的合格率较高地容易提供硬性一挠性布线基 板为目的，提出了专利文献l的方案。在该专利文献l中公开了硬性一挠 性布线基板及其制造方法，该硬性一挠性布线基板如下形成分别单独 准备硬性布线基板和挠性布线基板，例如通过玻璃一环氧树脂类的半硬 化状态的预浸料坯进行层叠配置，进行加热加压使其一体化，通过贯穿 了预浸料坯(半固化浸胶物)的导电性凸块等层间连接导体将硬性布线 板的布线图形和挠性布线板的布线图形电连接(例如专利文献l)。
专利文献l:(日本)特开2005 — 322878号公报
但是，专利文献l所示的硬性一挠性布线基板在材料的合格率较高 地容易提供兼具硬质性和柔软性的基板这一点上优良，但是，若不减少 安装在基板表面的电气/电子部件，则不能将基板进一步小型化。发明内容本发明是考虑上述情况而做出的，其目的在于提供一种不减少安装 的电气/电子部件也能进一步小型化基板、且兼具硬质性和柔软性的多 层印制布线板及其制造方法。本发明的一种方式要实现上述目的涉及多层印制布线板，其特征在 于，具备挠性布线基板，在两主面具有布线层；硬性布线基板，在两 主面具有布线层，与上述挠性布线基板的一个主面相对置而配置成一体、且面积比上述挠性布线基板小；及电气/电子部件，内置在上述挠性 布线基板的硬性布线基板侧的位置。在本发明的一例中，上述多层印制布线板还具备绝缘层，夹在上 述挠性布线基板和上述硬性布线基板之间；层间连接导体，贯穿该绝缘 层而夹入设置在上述挠性布线基板的硬性布线基板侧的布线层、与上述 硬性布线基板的上述挠性布线基板侧的布线层之间，并具有与层叠方向 一致的轴，该层间连接导体是直径变化为上述硬性布线基板侧的直径比 上述挠性布线基板侧小的形状。本发明另一方式涉及多层印制布线板，其特征在于，该印制布线板 是将硬性布线基板和挠性布线基板隔着绝缘层而层叠一体化，通过贯穿 该绝缘层的层间连接导体电连接两布线基板的布线层而形成的，上述层 间连接导体是形成在上述挠性布线基板的连接焊接区上、并贯穿上述绝 缘层而与在上述硬性布线基板的一个外层面露出其前端的连接焊接区 抵接、塑性变形的导电性凸块，在上述硬性布线基板侧内置有电气/电子 部件。另外，本发明的其它方式涉及多层印制布线板的制造方法，其特征 在于，包括在第一硬性基板的一个主面上形成的布线层上安装连接电
气/电子部件的工序；准备如下的第二硬性基板的工序在第二硬性基板 的一个主面上形成的布线层的规定位置形成层间连接导体，并且，在上 述第二硬性基板的上述层间连接导体形成面上重叠半固化状态的预浸 料坯使上述层间连接导体的头部贯穿上述预浸料坯而露出，对应于上述 安装的电气/电子部件的位置设置有沿板厚方向贯穿的退避部;将安装有 上述电气/电子部件的第一硬性基板和上述层间连接导体的头部露出的 第二硬性基板，使安装有上述电气/电子部件的布线层的面和上述层间连 接导体形成面对置地层叠一体化，来制作硬性布线基板的工序；准备在 一个主面上形成有布线层并在该布线层的规定位置形成了层间连接导 体的挠性布线基板，在该挠性布线基板的层间连接导体形成面上重叠半 固化状态的预浸料坯，制作上述层间连接导体的头部贯穿上述预浸料坯 露出的挠性布线基板的工序；及使上述挠性布线基板的上述层间连接导 体的头部露出的面和上述制作的硬性布线基板的上述第二硬性基板的 外层面对置而层叠一体化的工序。
根据本发明可以提供一种多层印制布线板及其制造方法，该多层印 制布线板的电气/电子部件内置在硬性布线基板侧，所以不减少安装的 电气/电子部件就可以小型化基板，而且，该多层印制布线板兼具硬质 性和柔软性。因此，将本发明的多层印制布线板应用于模块基板，从而 可以实现小型模块。


图l (a)是示意地示出本发明的实施方式涉及的多层印制布线板的 构成的一例的俯视图。
图l (b)是示意地示出本发明的实施方式涉及的多层印制布线板的 构成的一例的底面图。
图2是沿图1的A-A线的示意截面图。
图3是表示图2所示的多层印制布线板的变形例的示意截面图。 图4是表示图2所示的多层印制布线板的其它变形例的示意截面图。
图5是用于说明图2所示的多层印制布线板的制造方法的概要的图。
图6是将图2所示的多层印制布线板的一部分即硬性布线基板的制 造过程的一部分用示意截面表示的工序图。
图7A是将图2所示的多层印制布线板的一部分即硬性布线基板的制 造过程的另一部分用示意截面表示的工序图。
图7B是表示图7A所示的工序的变形例的图。
图8是将图2所示的多层印制布线板一部分即硬性布线基板的制造 过程的再一其它部分用示意截面表示的工序图。
图9是将图2所示的多层印制布线板的一部分即硬性布线基板的一 例用示意截面表示的工序图。
图10是用于说明图6 图8所示的制造过程的变形例的图。
图11是将图2所示的多层印制布线基板的一部分即挠性布线基板侧
的制造过程的一例用示意截面表示的工序图。
图12是将图2所示的多层印制布线板的制造过程的一部分用示意截 面表示的工序图。
图13是将图3所示的多层印制布线板的制造过程的一部分用示意截 面表示的工序图。
图14是用于说明图4所示的多层印制布线板的制造过程的一部分的图。
图15是用于说明图4所示的多层印制布线板的制造过程的其它一部 分的图。
图16是用于说明图4所示的多层印制布线板的制造过程的其它一部 分的图。
具体实施例方式
参照附图对本发明的实施方式进行说明。以下，作为原则对相同或 相当于相同的部件赋予相同的符号，省略说明。并且，根据附图叙述本 发明的实施方式，但是这些附图是为了图解而提供的，本发明不限定在
这些附图上。并且，各图是示意性的，因此各部分的缩小比例并不一定 相同。
首先，对于本发明的实施方式涉及的多层印制布线板，根据图1
图4进行说明。图l (a)是该多层印制布线板的俯视图，图l (b)是该 多层印制布线板的仰视图(底面图)。图2是沿图1的A-A线的示意截面 图。图3是表示图1及图2所示的多层印制布线板的变形例的示意截面 图。图4是表示图1及图2所示的多层印制布线板的再一其它变形例的示 意截面图。
如图1及图2所示，该多层印制布线板100包括在两主面具有布 线层的硬性布线基板l;在两主面具有布线层的挠性布线基板2;及其它 硬性布线基板3;这些构成为具有期望的模块基板的功能并被一体化。 多层印制布线板100的底面侧整个面由挠性布线基板2构成。与挠性布线 基板2的上表面侧相对置，硬性布线基板1及硬性布线基板3隔开设置在 长度方向上。挠性布线基板2和硬性布线基板1之间以及挠性布线基板2 和硬性布线基板3之间分别夹着硬性的绝缘层14。在硬性布线基板l侧， 内置有电气/电子部件4 (以下将"电气/电子部件"简称为"部件")。
在此，挠性布线基板2的长度比硬性布线基板1长，硬性布线基板l 及3的长度分别比挠性布线基板2短。这样，在硬性布线基板l和硬性布 线基板3之间仅由可挠性的挠性布线基板2构成，所以具有可挠性、柔软 性。
此外，硬性布线基板1及硬性布线基板3的宽度实质上与挠性布线基 板2相等，因此，可以使该多层印制布线板100的底面侧实质上平坦。并 且，对于挠性布线基板2露出的部分，也可以使宽度比硬性布线基板l稍 窄。此外，硬性布线基板1和硬性布线基板3实质上厚度相同。g卩，该多 层印制布线板100的上表面除了仅露出挠性布线基板2的部分以外实质 上平坦。
在多层印制布线板100的两面，最外层的布线图形的一部分作为外 部安装用端子5露出，其它部分被阻焊剂等保护层6覆盖。这里，外部安
装用端子5是之后作为安装连接各种电气/电子部件的焊接区(land)露 出于最外层的端子。这样，可以使上下(表背)两面都实质上平坦，因 此，不会成为之后用安装机安装部件时的障碍。并且，包括这些外部安 装用端子5的布线图形的结构是为了表示在多层印制布线板100的两面 可以充分安装部件的情况，当然不限于图示的结构。并且，硬性布线基 板1例如图2及图3所示，可以是4层布线基板，如图4所示地也可以是8层 布线基板。
多层印制布线板100的具体尺寸不被特别限定，若根据本实施方式, 可以设为适合收容在轻松携带的便携设备中的模块基板的尺寸。
此外，多层印制布线板100例如图3所示，不具有硬性布线基板3， 挠性布线基板2的图右侧的端部可以单纯地构成为与其它部件或基板等 连接用的连接端子。并且，也可以是在硬性布线基板3中也内置有部件 的结构。以下，对硬性布线基板3省略说明。
作为内置的部件4例如可举出片式电阻、片式电容器、片式电感、 片式二极管等无源部件、及可倒装片连接的类型的有源部件(裸片)。 并且，作为部件4的尺寸例如优选0. 4mmX0. 2mm (0402)或O. 6mmX0. 3mm (0603)等。这些片式部件的厚度与部件的短边的长度是相同程度，可 以内置在厚度O. 5mm左右的基板内。
如图2 图4所示，在本实施方式的多层印制布线板100中，部件4位 于与多层印制布线板100的内层布线层22的一部分即安装用焊接区的面 对置的位置。部件4的各电子端子4a和布线层22的各安装用焊接区分别 通过连接部51电且机械地连接。并且，部件4位于通过连接部51连接的 布线层22的挠性布线基板2侧(图面下侧)。通过采用这样的结构，能 够容易地将部件4预先安装在平坦的硬性基板的主面上。
并且，连接部51在这里使用熔点比在后面安装连接其它电子部件时 等所用的焊锡高的膏状焊锡(例如熔点200 240左右的焊锡)。通过这 样，在后面安装连接其它部件时等，可以避免连接部51的再熔融。
如图2所示，包含连接了部件4的布线层22而位于比其靠外层侧的部
分的绝缘层ll是平板状，提供搭载部件4的基底。该绝缘层ll是在安装 部件之前准备的硬性基板(第一硬性基板)。配置成围绕部件4的平板 绝缘层13对应于部件4的位置及外形而具有退避部13a。即，绝缘层13是 用于提供埋设部件4的空间的硬性基板(第二硬性基板)。
硬性绝缘层11 14例如由玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维等有机纤维 的无纺布、纸等基材上含浸了未固化的环氧树脂、聚酰亚胺树脂、粘胶 系马来酰胺树脂、酚醛类树脂等预浸料坯(例如，玻璃纤维布一环氧类 预浸料坯)等构成。挠性的绝缘层15例如由以玻璃纤维布作为基板并在 固化后也具有柔软性的挠性布线基板用的预浸料坯构成。挠性绝缘层15 可以作为挠性基板用而由一般的聚酰亚胺树脂薄膜构成。
并且，硬性的绝缘层11 14的各层的厚度优选在部件4的厚度为 0.2mra时，例如是50 120um程度；在部件4的厚度为0.3mm时，例如优 选80 160um程度，但不限于此。例如成为绝缘层12及绝缘层13的预浸 料坯可以比构成其它绝缘层的预浸料坯厚，以便更可靠地埋设部件4。
此外，作为绝缘层12及绝缘层14的材料也可以使用包含成型加工温 度的流动性高的树脂的预浸料坯。通过这样，可以更可靠地填埋部件4 的周围的空间。挠性绝缘层15的厚度例如优选20 60um程度。若比它 薄，则绝缘性或强度不充分，若比它厚，则损害弯曲性。并且，如后所 述，提供部件的基底的绝缘层ll、具有与部件对应的退避部的绝缘层13 如图4的一例所示，可以由多片预浸料坯构成。
并且，绝缘层12填埋绝缘层11和绝缘层13之间，并且，还填埋内置 的部件4的周围的空间(包含绝缘层13的退避部13a内)，具有复杂的形 状。这是在制造过程中，构成绝缘层12的预浸料坯的含浸树脂通过加热 加压得到流动性，填埋布线层21的布线图形的间隙、布线层22的布线图 形的间隙、部件4的周围等，变形为这样的形状。
因此，绝缘层12的形状可以根据部件或布线图形的大小、形状、配 置等可以进行各种变换。在该例子中，绝缘层12还覆盖部件4的上表面 (在图2中下侧)，但不限于此。例如，如图3的变形例所示，绝缘层12
至少覆盖连接部51即可。并且，用绝缘层12和绝缘层14无间隙地填埋部 件4的周围即可。无论如何，部件4埋设在硬性绝缘层11和挠性布线基板 2之间的绝缘层内。
在图3所示的变形例中，设置在具有与部件4对应的退避部的硬性绝 缘层13和挠性绝缘层15之间并连接两者的绝缘层14，浸出到绝缘层13的 退避部的部分，密封部件4的上部空间。gp，仅用绝缘层12不能完全覆 盖部件4的周围，但是，将绝缘层12和绝缘层14对准，无遗漏地填埋部 件4的周围的空间。由此，部件4可靠地埋设在硬性的绝缘层内被保护。
采用图3所示的多层印制布线板100，可以使基板的总厚度与部件4 的厚度相比相对地较薄。并且，作为图3所示的例子的再一变形例，与 图1及图2所示的同样，当然也可以是在右侧部分具有硬性布线基板3的 结构。
另外，如图4所示，使用多片预浸料坯作为绝缘层13的材料的情况 下，例如部件4的厚度是比一般的预浸料坯厚几倍的情况下，也可以层 叠一般的厚度的预浸料坯使用，例如可以通过利用导电性凸块的层间连 接可以做成更可靠的部件。并且，由于可以增加布线层，所以可以进行 更自由的布线设计，并且，也可以縮小多层印制布线板100的平面尺寸。
并且，在图4所示的变形例中，将绝缘层11和绝缘层13两个都做成3 层，但是不需要做成相同的层数。例如，也可以是绝缘层ll做成由l片 预浸料坯构成的l层，绝缘层13做成由3片预浸料坯构成的3层的结构。 并且，构成绝缘层11的预浸料坯和构成绝缘层13的预浸料坯不需要做成 相同厚度，但是，做成相同厚度的情况下，可以防止层叠压制时的基板 的翘起。
此外，这样使用了多片预浸料坯的情况下，绝缘层12和绝缘层14的 边界不需要做成如图4所示的那样，可以做成如图2所示。即，可以构成 为绝缘层12还覆盖部件4的上表面。不管怎样，部件4通过成为绝缘层12 的预浸料坯及/或成为绝缘层14的预浸料坯的含浸树脂无间隙地覆盖 即可。通过这样，可以保护部件4及连接部51。
层间连接导体31 35在此分别将通过糊状的导电性组成物(称为导 电性浆料)的丝网印刷形成的导电性凸块作为由来，依据该制造工序， 直径在轴向(图2的图示中上下的层叠方向)变化。并且，该导电性浆 料例如在糊状的树脂中分散了银、金、铜等具有良好的导电性的金属微 粒子的浆料，用导电性浆料形成导电性凸块的情况下，例如通过使用比 较厚的金属掩膜的丝网印刷法，可以形成高宽比高的凸块。导电性凸块 的形成时的底面的直径及高度，可以考虑布线间隔或贯穿的预浸料坯的 厚度来适当设定。
夹入设置在与连接有部件的布线层22对置的布线层23之间、贯穿绝 缘层12来电连接布线层22和布线层23的层间连接导体32如图2 图4所 示，安装有部件4的布线层22侧的直径小，布线层23侧(绝缘层13侧) 直径大。这是因为，如后所述地成为层间连接导体32的导电性凸块设置 在布线层23的连接焊接区上。
这样，将成为层间连接导体32的导电性凸块设置在绝缘层13侧的布 线层23的连接焊接区上，这一点比设置在与安装部件4的面相同的面上 容易且效率高。例如，用于安装部件4的膏状焊锡和用于形成导电性凸 块的银浆料同时在同一面要进行丝网印刷的情况下，需要特殊的印刷装 置等，增加制造的负担。
此外，层间连接导体34如图2 图4所示，布线层24侧(硬性布线基 板l侧)的直径小，布线层25侧(挠性布线基板2侧)的直径大。这是因 为，如后所述地成为层间连接导体34的导电性凸块不是设置在布线层24 侧而是设置在布线层25的连接焊接区上。这样，将导电性凸块设置在挠 性布线基板2侧的布线层25的连接焊接区上，使导电性凸块的前端与硬 质的绝缘性基板侧抵接，与方向相反相比较可以更可靠地连接。
并且，对于绝缘层ll (第一硬性基板)、绝缘层13 (第二硬性基板)、 绝缘层15 (挠性基板)内部的层间连接导体31、 33、 35，可以是任意侧 的直径大，但是，优选形成更微细的布线图形的一侧(通常是外侧)的 直径小。并且，将形成在绝缘层11的两主面上的布线层21和22电连接的
层间连接导体31可以由不依赖导电性凸块的层间连接导体、例如公知的 通孔内导电膜等构成。对于将形成在绝缘层13的两主面上的布线层23和 24电连接的层间连接导体33、将形成在绝缘层15的两主面上的布线层25 和26电连接的层间连接导体35也是同样。
如以上说明，本实施方式的多层印制布线板100内置有0402片式部 件等电气/电子部件，所以可以不减少安装的电气/电子部件而使基板小 型化。并且，具有硬性布线基板l，所以具有硬质性，存在仅由具有可 挠性的挠性布线基板2构成的部分，因此，还具有柔软性。此外，根据 本实施方式，部件4被内置(埋设)在由硬质的材料构成的硬性基板l侧， 所以保护免受来自外部的冲击。
此外，在多层印制布线板100的两外层面可以安装部件，所以可以 有效地活用基板面。即，不仅在硬性布线基板l侧(上表面侧)的外层 面，还可以在挠性布线基板2侧(下表面侧)的外层面也可以安装部件。
艮P，根据多层印制布线板IOO，可以内置过去安装在布线基板的表 面的部件，所以，在使基板的尺寸与过去相同的情况下，与过去相比， 可以安装较多的部件，在安装的部件数量与过去相同的情况下，可以与 过去相比实现基板的小型化。
因此，多层印制布线板100例如实现小型化、薄型化、高密度化， 而且，作为在组装时具有弯曲收纳的连结部分的便携用的电子设备中设 置的传感器模块、或摄像机模块等中使用的模块基板较适合。 (制造方法)
接着，参照图5 图16对本发明的多层印制布线板的制造方法的最 佳实施方式的一例，将变形例也包括在内进行说明。在这些图中，与图 1 图4所示的构成要素相同或相当于相同的要素赋予相同符号。
如图5所示，本实施方式的多层印制布线板例如可以分别单独准备 搭载有应内置部件4的第一硬性布线板素材10、在具有与部件的位置对 应的退避部的第二硬性基板上形成层间连接体32而使预浸料坯12A贯穿 的第二硬性布线板素材20、及在挠性布线基板2上形成层间连接体32而
使预浸料坯贯穿的素材2B，对准位置进行层叠，进行加热加压(层叠压 制)来制造。在说明时，从硬性布线基板的制作开始进行说明。
(硬性布线基板的制作)
(搭载了应内置的部件的硬性基板的准备)
图6表示图2所示的各结构中以搭载了部件4的硬性绝缘层11 (第--硬性基板)为中心的部分的制造工序的一例。图3及图4所示的变形例的 情况下，也能够以同样的制造工序准备。首先，如图6 (a)所示，在规 定厚度的导体箔(电解铜箔)22A上，作为层间连接导体31例如通过上 述以导电性浆料为墨的丝网印刷，形成大致圆锥形(底面直径例如 200ym,高度例如160"m)的导电性凸块。印刷层间连接导体31 (导电
性凸块)后，使其干燥固化。
接着，如图6 (b)所示，在导体箔22A的层间连接导体31形成面侧 层叠规定厚度的预浸料坯11A，进行加压，使层间连接导体31的头部(前 端侧)露出。在露出时或之后，可以使其层间连接导体31的前端塑性变 形而压扁。无论如何，层间连接导体31的形状具有与层叠方向一致的轴、 且直径沿该轴向变化的形状。接着，如图6 (c)所示，在预浸料坯11A 上层叠配置导体箔(电解铜箔)21A进行加压并加热，使整体形成一体。 这时，导体箔21A成为与层间连接导体31电导通的状态，预浸料坯11A完 全固化形成绝缘层ll。层间连接导体31的形状例如是大致圆锥形状的头 部(前端侧)被压扁、底面侧稍宽的大致圆锥台形状。
接着，如图6 (d)所示，对单侧(成为内侧的面)的导体箔22A施 以例如采用公知的光刻的构图，将它加工为包含安装用焊接区及连接焊 接区的布线图形22。在此，安装用焊接区是用于安装部件4的焊接区， 连接焊接区是与图2及图3所示的层间连接导体32的前端部(小直径侧) 抵接的焊接区。并且，在由加工得到的安装用焊接区上，如图6 (e)所 示，例如通过丝网印刷来印刷膏状焊锡51A，膏状焊锡51A若采用丝网印
刷则容易印刷成规定图形。取代丝网印刷也可以使用调剂。并且，可以 取代膏状焊锡51A使用导电性树脂。
接着，例如安装器将部件4间隔着膏状焊锡51A放置在安装用焊接区 上，再接下来，将膏状焊锡51A例如用回流炉进行回流。由此，如图6(f) 所示，得到部件4间隔着连接部51连接在布线层22的安装用焊接区上的 状态的布线板素材10A。对使用该布线板素材10A之后的工序用图8后面 叙述。
(提供埋入部件的空间的硬性基板的准备)
图7A表示将图2及图3所示的各结构中以绝缘层13及绝缘层12为中 心的部分(相当于图5中以符号20表示的部分)的制造工序。首先如图 7A (a)所示，准备在硬性的绝缘层13的两主面上层叠规定厚度的导体 箔(电解铜箔)23A、 24A、导体箔23A和24A由层间连接导体33导通的硬 性基板(完成导通的两面粘贴导体箔的硬性基板)。这样的硬性基板可 以与图6的(a) (c)同样地制作。
接着，如图7A (b)所示，利用公知的光刻包含连接焊接区23地对 导体箔23A (位于与绝缘层ll对置的位置的面侧的导体箔)进行预定的 构图而形成布线层(布线图形)23。在此，连接焊接区23是指形成着图 2及图3所示的层间连接导体32的底面侧(大直径侧)的焊接区，形成在 与布线图形22的一部分即连接焊接区对应的位置(规定位置)。
接着，如图7A (c)所示，在连接焊接区23上作为层间连接导体32 例如通过以上述导电性浆料为墨的丝网印制形成大致圆锥形(底面直径 例如200um，高度例如160pm)的导电性凸块。印刷层间连接导体32(导 电性凸±央)后，使其干燥固化。
接着，如图7A (d)所示，将应做成绝缘层12的规定厚度的半固化 状态(B阶段)的预浸料坯12A，在布线层23侧例如使用压制机进行层叠。 在该层叠工序中，使作为层间连接导体32的导电性凸块的头部贯穿于预 浸料坯12A，使其前端露出。在露出时或之后，可以如图7A (d)所示那 样使其前端塑性变形而压扁，也可以不压扁(未图示)。无论如何，层 间连接导体32的形状是具有与层叠方向一致的轴、直径沿其轴向变化的 形状。通过该工序，布线层23位于陷入预浸料坯12A侧的位置。
接着，如图7A(e)所示，在相当于内置的部件4的位置与部件4的外 形相对应形成期望的大小的退避部13a。 g卩，为了做成退避部13a,形成 沿板厚度方向贯穿的孔(贯穿孔)43。贯穿孔43 (退避部13a)的形成 可以使用公知的钻孔加工、槽刨(router)加工、冲压加工、激光加工 等贯穿孔形成工序，根据内置的部件4的大小可以容易地较小或较大地 形成。然后，内置部件4，所以最好是难以发生粉尘的加工方法。优选 形成贯穿孔43 (退避部13a)之后，例如通过垃圾收集辊、鼓风机、吸 尘器等清扫绝缘层13,以便在退避部13a的附近成为没有粉尘的状态。 另外，如果预先在层间连接导体32露出的前端部及预浸料坯12A的表面 设置了可剥离的保护膜的状态(未图示)下形成贯穿孔43，则可以防止 上述粉尘附着在层间连接体32的前端及预浸料坯12A的表面。将通过以 上工序得到的布线板素材作为布线板素材20A。
由该图7A和图6的对比可知，图6所示的工序中的部件4的布局位置， 只要允许形成布线层22的图形，可以自由地进行设定。设置在绝缘层13 的退避部13a (贯穿孔43)的形成位置或大小仅依此来设定，部件4的布
局位置不受该形成位置或大小的制约。
图7B是表示图7A所示的工序的变形例的图。如图7B所示，以上的图 7A所示的工序可以按照以下的顺序。即，在图7A(c)的阶段中，取代形 成层间连接导体32，而如图7B(c)所示，对由布线层23、绝缘层13、及 导体箔24A构成的硬性基板，形成部件内置用的期望大小的退避部13a (贯穿孔43)。接着，如图7B (d)所示，在连接焊接区23上作为层间 连接体32，例如通过将导电性浆料作为墨的丝网印刷，形成大致圆锥形 的导电性凸块。这时，为了避免丝网印刷的丝网沿着贯穿孔43弯曲的不 良情况，可以用夹具61填埋贯穿孔43使表面平滑(参照图7B (d))。
接着，如图7B (e)所示，除去丝网印刷用夹具61，层叠预先形成 了部件内置用的退避部13a (贯穿孔43)的规定厚度的半固化状态(B阶 段)的预浸料坯12A,得到具有期望的贯穿孔43的布线板素材20A。根据 该图7B所示的方法，在形成贯穿孔43之后形成层间连接体32 (例如凸
块)，因此，能够利用清洗等公知的手段去除在形成贯穿孔43时产生的 粉尘等污垢之后形成层间连接体32，可以减轻上述污垢的影响。
并且，层间连接导体33取代导电性凸块，例如通过镀敷了导体通孔、 填充了浆料状的导电性组成的通孔等公知的方法构成。例如，若绝缘层 13与内置的部件配合而变厚，则从加高贯穿它的导电性凸块的高度的必 要性来看，导电性凸块的底面也往往增大，所以有时使用了通孔的层间 连接导体较好。这时，层间连接导体33的形状具有沿层叠方向一致的轴， 形成直径沿其轴向不变的形状。无论怎样，在硬性布线基板l和挠性布 线基板2的层叠工序之前，布线层23和布线层24通过层间连接导体33导 通即可。
(硬性布线板层叠一体化)
图8是表示层叠通过上述工序得到的布线板素材10A、 20A的配置关 系的图。如该图所示，以这样的配置来层叠配置布线板素材10A、 20A并 用压制机进行加热加压。B卩，使部件4与贯穿孔43嵌合，并且，使设置 在布线层22上的连接焊接区和导电性凸块32的头部相对置地对准位置 进行层叠，从上下两侧进行加压加热。由此，预浸料坯12A完全固化， 整体被层叠一体化。由此，布线层22的布线图形与层间连接导体32电连 接。
这时，由于通过加热得到的预浸料坯12A的流动性，预浸料坯12A变 形进入部件4周围的空间，不产生空隙。至少部件4的下表面及连接部51 的周围由预浸料坯12A的含浸树脂密封。由此，部件4的连接部分由树脂 可靠地保护，所以可以防止部件4从布线层22的安装用焊接区上脱落。 如部件4那样的较小的部件的电极端子的连接面积也较小，所以通过焊 锡回流等表面安装在基板上，与较大的部件相比，之后容易发生脱落的 情况。通过这样，可以提高连接的可靠性。
该层叠工序之后，利用公知的光刻对两面的导体箔21A、 24A如图9 所示预定地进行构图，分别形成布线层21、 24。布线层24的布线图形上 包含抵接图2所示的层间连接导体34的前端侧(小径侧)的连接焊接区。
并且，在成为最外层的布线层21侧，在除了成为露出于外层面的外部安 装用端子5的部分以外的区域的表面，形成阻焊剂等保护层6。并且，布 线层24是与挠性布线基板2连接的一侧，不形成阻焊剂等保护层6。如上 那样，如图9所示，可以得到将部件4埋设在绝缘层内的硬性布线基板1。 并且，在图6 图8中，将表面安装了部件4的第一硬性基板和设置 了与部件4对应的贯穿孔43的第二硬性基板，间隔着预浸料坯进行层叠 一体化之后，形成作为硬性基板1的外层的布线层21、 24的布线图形及 保护层6，但如图10所示，也可以形成作为硬性基板1的外层的布线层21、 24的布线图形及保护层6后进行层叠一体化。不论怎样，硬性布线基板l 与挠性布线基板2层叠之前，形成作为硬性基板1的外层的布线层21、 24 的布线图形即可。并且，在布线层24的布线图形的规定位置，预先形成 挠性布线基板2侧的层间连接导体、即导电性凸块34的前端所抵接的连 接焊接区。
如图10所示，对作为硬性基板1的外层的布线层21、 24先进行构图 后，将第一硬性布线板素材10和第二硬性布线板素材20对准位置进行层 叠一体化的情况下，将部件4内置在硬性布线基板1内之后，不需要形成 外层布线图形。因此，在仅用绝缘层12 (预浸料坯12A的含浸树脂)不 能覆盖部件4的上表面的情况、或部件4的一部分从绝缘层13的上表面突 出的情况下较适合。
(挠性布线基板的准备)
接着，参照图11对在硬性布线基板1的下侧层叠的挠性布线基板2的
制造工序的一例进行说明。
首先，如图ll (a)所示，在规定厚度的导体箔(电解铜箔)25A上， 例如通过将上述导电性浆料作为墨的丝网印刷，形成大致圆锥形(底面 直径例如200y m，高度例如160 u m)的导电性凸块作为层间连接导体35。 印刷层间连接导体35 (导电性凸块)后，使其干燥固化。
接着，如图ll (b)所示，在导体箔25A (导电性凸块35A形成面侧) 上层叠预浸料坯15A，该预浸料坯是半固化状态(B阶段)并在固化后也
比硬性基板用的预浸料坯具有柔软性。并且，通过加压，使该导电性凸
块35A贯穿预浸料坯15A,使其头部露出。在露出时或之后，可以将其前 端压扁。接着，如图ll (c)所示，在预浸料坯15A上层叠配置规定厚度 (例如18um)的导体箔(电解铜箔)26A，进行加压并加热，使整体形 成一体。这时，导体箔26A成为与层间连接导体35电导通的状态，预浸 料坯15A完全固化形成挠性的绝缘层(板)15。层间连接导体35的形状 例如是具有与层叠方向一致的轴，直径在其轴向变化的形状，且导体箔 26A侧是小直径。这样得到两面粘贴铜的挠性基板2A。
接着，如图ll (d)所示，在该两面粘贴铜的挠性基板2A的两面的 导体箔25A、 26A施以例如采用公知的光刻的构图，将它加工为规定的布 线图形25、 26。由此，在作为挠性的绝缘层15的多层印制布线板100而 成为内层的一侧，形成了包含连接焊接区的布线图形25。并且，该连接 焊接区形成在与图2 图5所示的硬性布线基板1侧的最下布线层24的一
部分即连接焊接区所对应的位置(规定位置)。另一方面，在作为挠性 的绝缘层15的多层印制布线板100而成为外层的一侧，形成了包含安装 用端子5的布线图形26。接着，残留安装用端子5或连接焊接区等应露出 的部分，形成阻焊剂等保护层6，覆盖表面，这样得到两面挠性布线基 板2。
接着如图ll (e)所示，在该布线层25的连接焊接区上，例如通过 将导电性浆料作为墨的丝网印刷，形成作为层间连接导体34的导电性凸 块34A (底面直径例如200ym，高度例如160ym)。印刷导电性凸块34A
后，使其干燥固化。
接着，如图ll (O所示，用压制机在布线层25侧层叠图2所示的应 做成绝缘层14的规定厚度的预浸料坯14A。这时，虽省略图示，但是， 在与图2所示的硬性布线基板3相对置的区域也层叠预浸料坯14A。并且， 也可以在预浸料坯14A上与绝缘层13同样地设置与内置的部件4相当的 部分的贯穿孔43 (参照图13)。通过这样，例如图3所示的例子中使用 的应做成绝缘层14的预浸料坯14A的情况，即使内置的部件4的上表面 (图下侧)和挠性布线基板2的布线层25之间狭窄，也不会有包含在预 浸料坯中的玻离纤维布等加强件压迫部件4的情况。
在该层叠工序中，使作为导电性凸块34A的头部(前端侧)贯穿于 预浸料坯14A,使其头部露出。在露出时或之后，可以如图7A (e)所示 那样使其前端塑性变形而压扁，也可以如图ll (f)那样不压扁。无论 如何，层间连接导体34的形状是具有与层叠方向一致的轴、直径在其轴 向上变化的形状。通过该工序，布线层25位于陷入预浸料坯14A侧的位 置。
将由以上得到的完成凸块贯穿的双面挠性布线基板方便地做成布 线板素材2B。并且，挠性布线基板2的结构及制造工序，不限于此。挠 性布线基板2例如可以利用聚酰亚胺等公知的材料或公知的通孔等的层 间连接法制造。但是，如图ll (e) 、 (f)所示的工序即成为层间连接 导体34的导电性凸块的形成、向层间连接导体34的头部侧(前端侧)的 预浸料坯14A的层叠贯穿，在本实施方式中是必要的。 (硬性布线基板与挠性布线基板的层叠一体化)
接着，如图12所示，将由图9得到的硬性布线基板1和由图11得到的 布线板素材2B (层间连接导体34的头部从预浸料坯14A露出的挠性布线 基板2)，使布线层24的连接焊接区和层间连接导体34的前端对置进行 层叠配置，从上下方向加压并加热，将整体一体化。
由此，层间连接导体34的前端与硬性布线基板1的布线层24的连接 焊接区抵接而塑性变形，布线层24成为与层间连接导体34电导通的状 态，预浸料坯14A完全固化形成绝缘层14。层间连接导体34的形状是例 如大致圆锥形状的头部(前端侧)被压扁、底面侧稍宽的大致圆锥台形。 无论如何，层间连接导体34的形状是直径在层叠方向变化的形状，布线 层24侧(即硬性布线基板l侧)是小直径，布线层25侧(即挠性布线基 板2侧)成为大直径。这样，得到图1及图2所示的多层印制布线板100。
接着，参照图14 图16对图4所示的多层印制布线板100的制造工 序的一例进行说明。
首先，如图14的上下分别表示那样，作为安装着部件的第一硬性基 板，准备硬性的具有3层绝缘层的4层布线基板，作为提供埋入部件的空 间的第二硬性基板，准备硬性的具有3层绝缘层的4层布线基板。若参考 图6 9中说明的内容就可以容易地制造这样的4层布线基板。并且，第 一硬性基板和第二硬性基板的内部结构是自由的，可以是任意的结构。
接着，如图14所示，与图6 (d) 图6 (f)中说明的内容同样地使 部件4位于与布线层22的安装用焊接区对置的位置，通过各连接部51分 别连接各电极端子4a和布线层22，得到第一硬性布线板素材IO。另一方 面，与图7A或图7B中说明的同样，在硬性的绝缘基板13的一个主面上形 成的布线图形23的规定位置，形成作为层间连接导体32的导电性凸块， 并且，在该层间连接导体32的形成面层叠半固化状态的预浸料坯12A， 该层间连接导体32的头部贯穿预浸料坯12A露出，得到与部件4的位置对 应而设置有沿板厚度方向贯穿的期望的大小的贯穿孔43的第二硬性布 线板素材20。并且，露出层间连接导体32时或之后，可以使其前端塑性 变形而压扁，也可以不压扁。
接着，如图14所示，将第一硬性布线板素材10和第二硬性布线板素 材20，例如用压制机对准位置进行层叠并加热加压(层叠压制)。于是， 整体被一体化，得到图15所示的硬性布线基板1。层间连接导体32的形 状如图15所示是具有与层叠方向一致的轴且直径沿该轴方向变化的形 状，第一硬性布线板素材10侧(绝缘层ll侧)成为小直径。然后，如图 16所示，与挠性布线基板2侧相对置进行层叠压制，从而得到图4所示的 多层印制布线板IOO。
如上说明那样，采用该制造方法，将安装了应内置的部件的硬性基 板和设置有与该部件对应的贯穿孔的硬性基板，层叠压制进行一体化， 做成硬性布线基板，再以能够可靠地内置部件那样的配置关系层叠压制 挠性布线基板。因此，能够容易地提供内置部件并兼具硬质性和柔软性 的多层印制布线板。 ,
艮P，根据该制造方法，内置的部件被安装在一体形成在硬fe基板的单面的布线图形上，因此，可以利用普通的安装机容易地安装。此外， 将预备了内置的部件用的空间的硬性布线基板进行层叠，所以部件不会 受硬性基板压迫。并且，通过普通的印制布线板材料即预浸料坯的含浸 树脂来内置部件，不需要为了内置部件而使用特别的密封材料。并且， 与层叠压制同时内置部件，所以能够简化制造工序。
此外，根据该制造方法，作为电连接各布线层之间的层间连接导体 使用通过加压加热贯穿了绝缘层的导电性凸块，所以高密度化较容易， 制造工序也被简化。并且，在导通的布线板上安装部件，所以能够在内 置之前需事先检查部件的连接状态。因此，有助于提高合格率，能够减 少制造的负荷。并且，作为硬性基板、挠性基板，印制布线板材料可以 使用一般的材料，可以降低制造成本。
并且，成为绝缘层12的预浸料坯及成为绝缘层13的预浸料坯以预先 除去了与部件4对应的部分的状态被层叠，在部件4的周围不存在作为加 强件包含于预浸料坯中的玻璃纤维等。因此，加强件不会压迫部件4， 适当地保护所内置的部件4。并且，内置的部件4周围的空间由从预浸料
坯的含浸树脂中浸出的树脂填埋，从而还避免由玻璃纤维或粉尘引起的 部件4的错误动作。
艮P，被内置的部件4的周围的空间，由构成绝缘层12、 14的硬性基
板材料即从预浸料坯的含浸树脂中浸出的合成树脂填埋，所以不会受玻 离纤维或芳香族聚酰胺纤维等加强件压迫。并且，在被内置的部件4的 上下(板厚方向)，配置有至少一层由用玻璃纤维等加强件加强的预浸 料坯构成的硬质的绝缘层。因此，内置的部件4被保护以不受到来自外 部的压或弯曲等冲击。
并且，根据本实施方式，间隔着预浸料坯14A将硬性布线基板1和挠 性布线基板2层叠一体化，如图5或图11中说明那样，将成为层间连接导 体34的导电性凸块34A不形成在硬性布线基板1侧，而形成在挠性布线基 板2侧。即，如图2 图4所示，成为层间连接导体34的导电性凸块34A的 底面侧朝向挠性布线基板2侧，其头部(前端侧)朝向硬性布线基板l侧。
层间连接导体34的两侧均是由相同的导体箔形成的布线图形24、 25，形成有布线图形24的硬性布线基板1的绝缘基板比形成了布线图形 25的挠性布线基板2的绝缘基板硬。因此，形成在挠性布线基板2侧的导 电性凸块，通过将其前端与硬性布线基板l侧抵接，前端侧塑性变形， 如图2等所示，形成挠性布线基板2侧是大直径、硬性布线基板l侧是小 直径的大致圆锥台形状的层间连接导体34。这样，将导电性凸块设置在 挠性布线基板2侧的布线图形25 (连接焊接区25)上，将该导电性凸块 34A的前端侧与硬性布线基板l侧的布线图形24 (连接焊接区24)抵接使 其塑性变形，从而可靠地连接。即，在相对柔软的挠性布线基板侧的连 接焊接区上，直接形成大直径的基部，导电性凸块的小直径的前端部被 推压向硬性布线基板侧，所以挠性布线基板侧不会因应力而变形，相反， 与硬性布线基板侧抵接的导电性凸块的前端部容易塑性变形而形成圆 锥台状的层间连接导体。因此，得到硬性布线基板1和挠性布线基板2的 连接可靠性提高的效果。
也可以与本实施方式相反地在硬性布线基板l侧形成导电性凸块进 行层叠一体化，但是由于上述理由，将导电性凸块形成在挠性布线基板 2侧较好。
并且，在本实施方式中，如上述说明，将部件安装在硬性基板上后 埋设，所以能够谋求降低制造的负担，可靠性的提高也上升。但是，对 于将部件安装成平板状这一点来说，还可以考虑不安装在硬性基板上， 而是安装在挠性基板上。但是，若将用于将部件与布线图形连接的膏状 焊锡和层间连接用的导电性凸块，例如通过丝网印刷同时形成在同一面 上，则丝网印刷机需要特别的设计，增大制造的负担。因此，为了不形 成在同一面上，将导电性凸块形成在硬性基板侧，但是，如上所述，若 将该凸块的头部朝向挠性布线基板侧抵接，则导电性凸块不塑性变形而 挠性基板侧会变形，有时不能可靠地进行基于导电性凸块的布线层之间 的电连接。
在本实施方式中，基于这样的见解，将部件安装在第一硬性基板上，
将作为硬性布线基板和挠性布线基板之间的层间连接导体的导电性凸 块设置在挠性布线基板侧，准备设置了部件用的退避部的第二硬性基 板，将作为第一硬性基板和第二硬性基板之间的层间连接导体的导电性 凸块设置在第二硬性基板侧。
根据本发明，采用上述说明那样的结构和制造方法，因此，不减少 安装在表面的部件而可以小型化，可以容易地提供兼具硬质性和软质性 的多层印制布线板。还可以确保连接可靠性。
以上，参照

了本发明的实施方式，但是，本发明不限于图 示的方式，在不脱离其主旨的范围内可以进行各种变形。
权利要求
1.一种多层印制布线板，其特征在于，具备挠性布线基板，在两主面具有布线层；硬性布线基板，在两主面具有布线层，与上述挠性布线基板的一个主面相对置而配置成一体、且面积比上述挠性布线基板小；及电气/电子部件，内置在上述挠性布线基板的硬性布线基板侧的位置。
2. 如权利要求l所述的多层印制布线板，其特征在于，还具备 绝缘层，夹在上述挠性布线基板和上述硬性布线基板之间； 层间连接导体，贯穿该绝缘层而夹入设置在上述挠性布线基板的硬性布线基板侧的布线层、与上述硬性布线基板的上述挠性布线基板侧的 布线层之间，并具有与层叠方向一致的轴，该层间连接导体是直径变化 为上述硬性布线基板侧的直径比上述挠性布线基板侧小的形状。
3. 如权利要求l所述的多层印制布线板，其特征在于，上述电气/ 电子部件位于与上述硬性布线基板的内层的一个布线层的上述挠性布 线基板侧的面对置的位置,上述电气/电子部件的电极端子和该布线层由 连接部连接。
4. 如权利要求3所述的多层印制布线板，其特征在于，还具备 第二布线层，设置成与连接了上述电气/电子部件的布线层的上述挠性布线基板侧的面对置；层间连接导体，夹入设置在连接了上述电气/电子部件的布线层和上 述第二布线层之间，并贯穿层间绝缘层，该层间连接导体是直径变化为 上述第一布线层侧的直径比上述第二布线层侧小的形状。
5. —种多层印制布线板，其特征在于，该多层印制布线板是将硬性布线基板和挠性布线基板间隔着绝缘 层层叠一体化，通过贯穿该绝缘层的层间连接导体，电连接两布线基板 的布线层而形成的，上述层间连接导体是形成在上述挠性布线基板的连接焊接区上、并 贯穿上述绝缘层而与在上述硬性布线基板的一个外层面露出其前端的 连接焊接区抵接、塑性变形的导电性凸块，在上述硬性布线基板侧内置 有电气/电子部件。
6. 如权利要求5所述的多层印制布线板，其特征在于，上述硬性布线基板具备第一硬性基板，在形成在一个主面上的布线层上安装并电连接有电气/电子部件；第二硬性基板，与上述第一硬性基板的连接有上述电气/电子部件的 布线层的面相对置、且位于与该第一硬性基板隔开的位置，而且，对应 于安装有上述电气/电子部件的位置形成有沿层厚度方向贯穿的退避部;绝缘层，设置成填埋上述第一硬性基板和上述第二硬性基板之间隔 开的间隙，而且，设置成围绕上述电气/电子部件的至少一部分来填埋上 述第二硬性基板的上述退避部的至少一部分；及层间连接导体，贯穿该绝缘层而夹入设置在上述第一硬性基板和上 述第二硬性基板的相对的面的布线层之间，是直径变化为上述第一硬性 基板侧的直径比第二硬性基板侧小的形状；使上述硬性布线基板的第二硬性基板侧与上述挠性布线基板侧对 置而层叠一体化。
7. 如权利要求5所述的多层印制布线板，其特征在于， 上述多层印制布线板的一个面在整个面上露出上述挠性布线基板且实质上平坦，在另一个面上露出了上述硬性布线基板和上述挠性布线 基板。
8. 如权利要求6所述的多层印制布线板，其特征在于， 上述电气/电子部件的周围的空间被从构成上述多层印制布线板的预浸料坯的含浸树脂中浸出的树脂填埋。
9. 一种多层印制布线板的制造方法，其特征在于，包括 在第一硬性基板的一个主面上形成的布线层上，安装并连接电气/ 电子部件的工序；准备如下第二硬性基板的工序在第二硬性基板的一个主面上形成 的布线层的规定位置形成层间连接导体，并且，在上述第二硬性基板的 上述层间连接导体形成面上重叠半固化状态的预浸料坯而使上述层间 连接导体的头部贯穿上述预浸料坯露出，对应于上述安装的电气/电子部 件的位置设置有沿板厚方向贯穿的退避部；将安装有上述电气/电子部件的第一硬性基板和上述层间连接导体 的头部露出的第二硬性基板，使安装有上述电气/电子部件的布线层的面 和上述层间连接导体形成面对置地层叠一体化，来制造硬性布线基板的 工序；准备在一个主面上形成有布线层并在该布线层的规定位置形成了 层间连接导体的挠性布线基板，在该挠性布线基板的层间连接导体形成 面重叠半固化状态的预浸料坯，制作上述层间连接导体的头部贯穿上述 预浸料坯露出的挠性布线基板的工序；及使上述挠性布线基板的上述层间连接导体的头部露出的面和上述 制作的硬性布线基板的上述第二硬性基板的外层面对置而层叠一体化 的工序。
10.如权利要求9所述的多层印制布线板的制造方法，其特征在于， 上述层间连接导体是由丝网印刷形成的导电性凸块。
全文摘要
本发明提供一种不减少安装的电气/电子部件也能进一步小型化基板、且兼具硬质性和柔软性的多层印制布线板及其制造方法。一种多层印制布线板，其特征在于，具备挠性布线基板，在两主面具有布线层；硬性布线基板，在两主面具有布线层，与上述挠性布线基板的一个主面相对置而配置成一体、且面积比上述挠性布线基板小；及电气/电子部件，内置在上述挠性布线基板的硬性布线基板侧的位置。
文档编号H05K3/46GK101115352SQ200710136750
公开日2008年1月30日 申请日期2007年7月27日 优先权日2006年7月28日
发明者伊贺上真左彦, 佐原隆广, 小林厚志, 竹内清 申请人:大日本印刷株式会社