專利名稱：制造多層板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造多層板的方法。
背景技術(shù)：
用于電連接多層布線板的方法的實例包括將多層布線板封裝以形成球柵陣列(BGA)封裝或岸面柵格陣列(LGA)封裝、再通過焊料凸點(diǎn)(solderbumps)將所獲得的封裝連接到母板上的方法以及利用引線接合或凸塊(studbump)電連接多層布線板的方法。此外，日本未經(jīng)審查的特開公報No.2003-243797披露了一種電連接多層布線板的方法，此方法利用固定銷固定多層布線板以使端子彼此接觸。

發(fā)明內(nèi)容
在利用固定銷固定多層布線板以使端子彼此機(jī)械接觸地電連接多層布線板的方法中，固定銷、其它夾具和裝配組件尺寸大小的變化將不利地導(dǎo)致連接表面的低可靠性。此外，需要手動裝配是不利的，因此增加了操作步驟。
因此，完成本發(fā)明以克服上述問題。本發(fā)明的目的在于提供一種易于制造多層板的方法，其中該多層板包括強(qiáng)有力地接合的多個基板。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的方法。
即，在根據(jù)本發(fā)明一個方案的制造多層板的方法中，該多層板包括帶有端子的第一基板、帶有端子的第二基板、絕緣層以及導(dǎo)電元件，所述第一基板和所述第二基板通過設(shè)置于它們之間的該絕緣層接合，所述端子彼此相對并通過該導(dǎo)電元件電連接，所述方法包括以下步驟將接合油墨涂布在所述第一基板的端子上，該接合油墨包括含有填充物和固化劑的熱固性樹脂，該填充物由鍍有焊料的金屬顆粒形成，各所述金屬顆粒均具有第一熔點(diǎn)，所述焊料具有比該第一熔點(diǎn)低的第二熔點(diǎn)；將所述第二基板接合到一接合片上，該接合片由熱固性樹脂構(gòu)成并具有設(shè)置在與所述第二基板的端子相對應(yīng)的部分中的通孔，該端子位于該通孔內(nèi)；將所述第一基板和所述第二基板以如下方式定位，即所述端子彼此相對且所述第一基板和所述第二基板通過設(shè)置于它們之間的該接合片疊置；以及加熱加壓所獲得的疊置體，以使該接合片和該接合油墨固化，以形成一體化的結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地，所述第一基板是母板，所述第二基板比該母板的尺寸小，并且為至少一個安裝板。
可選擇地，優(yōu)選所述第二基板是母板，所述第一基板比該母板的尺寸小，并且為至少一個安裝板。
在根據(jù)本發(fā)明另一方案的制造多層板的方法中，該多層板包括帶有端子的第一基板、帶有端子的第二基板、絕緣層以及導(dǎo)電元件，所述第一基板和所述第二基板通過設(shè)置于它們之間的該絕緣層接合，所述端子彼此相對并通過該導(dǎo)電元件電連接，所述方法包括以下步驟將所述第一基板接合到一接合片上，該接合片由熱固性樹脂構(gòu)成并具有設(shè)置在與所述第一基板的端子相對應(yīng)的部分中的通孔，該端子位于該通孔內(nèi)；以使接合油墨覆蓋該端子的方式將該接合油墨填充于該通孔中，該接合油墨包括含有填充物和固化劑的熱固性樹脂，該填充物由鍍有焊料的金屬顆粒形成，各所述金屬顆粒均具有第一熔點(diǎn)，所述焊料具有比該第一熔點(diǎn)低的第二熔點(diǎn)；將所述第一基板和所述第二基板以如下方式定位，即所述端子彼此相對且所述第一基板和所述第二基板通過設(shè)置于它們之間的該接合片疊置；以及加熱加壓所獲得的疊置體，以使該接合片和該接合油墨固化，以形成一體化的結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地，所述第一基板是母板，所述第二基板比該母板的尺寸小，并且為至少一個安裝板。
可選擇地，優(yōu)選所述第二基板是母板，所述第一基板比該母板的尺寸小，并且為至少一個安裝板。
如上所述，在本發(fā)明中，通過加熱加壓疊置體，使得接合油墨中的填充物的焊料熔化，以形成一體化的結(jié)構(gòu)，從而高強(qiáng)度接合所述端子。因此，形成了柱狀導(dǎo)電元件，進(jìn)而獲得良好的導(dǎo)電特性。此外，即使采用具有不同熱膨脹系數(shù)的基板時，由于接合強(qiáng)度高，故也可確保所述基板的端子之間的電互連，由此連接的可靠性得以改善。此外，由于所述基板均不包含諸如半導(dǎo)體芯片之類的電子元件，因此在制造所述多層板的過程中，可進(jìn)行加熱和加壓該疊置體的步驟，以實現(xiàn)接合油墨的固化，并由此強(qiáng)有力地連接所述端子。


圖1示出具有如下結(jié)構(gòu)的多層板，其中第二基板疊置于第一基板上且第二基板比第一基板的尺寸小；圖2示出具有如下結(jié)構(gòu)的多層板，其中多個第二基板疊置于第一基板上，多個第三基板疊置于所述第二基板上，各第二基板均比第一基板的尺寸小；圖3示出具有如下結(jié)構(gòu)的多層板，其中第二基板嵌入在第一基板中；圖4示出具有如下結(jié)構(gòu)的多層板，其中具有相同尺寸的第一基板和第二基板疊置；圖5示出具有如下結(jié)構(gòu)的多層板，其中第二基板疊置于第一基板的正面和背面上；圖6示出具有如下結(jié)構(gòu)的多層板，其中第三基板疊置于圖5所示的第二基板上；圖7A至圖7E為根據(jù)第一實施例的制造多層板的方法的過程圖；圖8A至圖8D為根據(jù)第二實施例的制造多層板的方法的過程圖；圖9A至圖9E為根據(jù)第三實施例的制造多層板的方法的過程圖；以及圖10A至圖10E為根據(jù)第四實施例的制造多層板的方法的過程圖。
具體實施例方式
下文將結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖1至圖6示出了各種結(jié)構(gòu)的多層板10。
術(shù)語“基板”指的是不含諸如半導(dǎo)體芯片、電阻、電容之類的電子元件的多層布線基板。
圖1示出多層板10的一個實例，該多層板具有這樣的結(jié)構(gòu)，即第一基板(母板)12上設(shè)置有第二基板(安裝板)14，且第二基板14比第一基板12的尺寸小。至少一個第二基板14設(shè)置于第一基板12的正面或背面上。而且，參照圖2，所述第二基板14上可設(shè)置第三基板16。
當(dāng)?shù)诙?4定義為第一基板時，則第三基板16相對于第二基板14來說將被定義為第二基板。在本發(fā)明中，可將一對基板中的一個基板作為第一基板，而將另一個基板作為第二基板。在多層板具有三層或更多層的情況下，如果所述多層板中的相鄰基板是通過根據(jù)本發(fā)明方案的方法所制造的，則所述多層板也包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
圖3示出多層板10的另一實例，該多層板10具有這樣的結(jié)構(gòu)，即至少一個第二基板14嵌入在第一基板12的正面和/或背面中。
第一基板12可具有與第二基板14相同的尺寸。圖4示出了多層板10的又一個實例，該多層板10具有這樣的結(jié)構(gòu)，即與第一基板12的尺寸相同的第二基板14設(shè)置于第一基板12的側(cè)面上。圖5示出了多層板10的再一個實例，該多層板10具有這樣的結(jié)構(gòu)，即與第一基板12的尺寸相同的第二基板14設(shè)置于第一基板12的兩個側(cè)面上。圖6示出了多層板10的又一個實例，該多層板10具有這樣的結(jié)構(gòu)，即在第二基板14上還設(shè)置有第三基板16。
所述基板的疊置結(jié)構(gòu)并不具體限定于這些。
圖7A至圖7E為根據(jù)第一實施例的用于制造多層板10的方法的流程圖。
如圖7A所示，通過刮板21利用金屬掩模18將接合油墨(bonding ink)20印刷涂布于第一基板12的一個端子12a上。圖7B示出了在端子12a上形成接合油墨層的狀態(tài)。
在端子12a上設(shè)置有保護(hù)鍍膜(未示出)，該保護(hù)鍍膜由在下面的鎳膜(underlying nickel film)上的金鍍膜形成。
接合油墨20包括諸如環(huán)氧樹脂之類的含有填充物和固化劑的熱固性樹脂。該填充物由鍍有焊料的金屬顆粒形成，每個金屬顆粒均具有第一熔點(diǎn)，而焊料具有比第一熔點(diǎn)低的第二熔點(diǎn)。所述金屬顆粒優(yōu)選為銅顆粒。所述焊料優(yōu)選由錫鉍合金組成。所述填充物的含量依照以下方式確定，即當(dāng)熱固性樹脂在如下文所述的加熱及加壓步驟中固化時，所述金屬顆粒將彼此充分接觸，然后所述焊料熔化以形成具有足夠?qū)щ娦缘囊惑w化的結(jié)構(gòu)。當(dāng)完成多層板10時，接合油墨20用作所述端子之間電連接的導(dǎo)電元件。
關(guān)于環(huán)氧樹脂的固化劑，可以采用公知的包含如下混合物的固化劑，即該混合物包括選自羧基(carboxyl group)、氨基(amino group)、酚基(phenolgroup)中的一個基團(tuán)(group)以及選自己二酸(adipic acid)、丁二酸(succinicacid)和癸二酸(sebacic acid)中的一種有機(jī)酸。
所述熱固性樹脂并不限于環(huán)氧樹脂。
如圖7C和圖7D所示，接合片(bonding sheet)24由熱固性樹脂構(gòu)成并具有設(shè)置在與第二基板14的端子14a相對應(yīng)的部分中的通孔22，第二基板14帶有端子14a，接合片24以將端子14a置于通孔22內(nèi)的方式接合于第二基板14上。當(dāng)完成多層板10時，接合片24用作絕緣層。
接合片24具有粘性且其每一表面上附著有剝離紙片(release pager sheet)(未示出)。接合片24被貫穿以形成所述通孔22。當(dāng)使一張剝離紙片剝落后，所獲得的接合片24便可接合于第二基板14上。
如圖7E所示，通過采用諸如銷釘之類的適當(dāng)?shù)亩ㄎ辉?未示出)將第一基板12和帶有接合片24的第二基板14以如下方式定位，即端子12a和端子14a彼此相對，隨后第一基板12和第二基板14通過設(shè)置于它們之間的接合片24疊置。當(dāng)然，在進(jìn)行疊置之前，先剝?nèi)テ溆嗟膭冸x紙片。
用真空加壓方式加熱加壓所獲得的疊置體，以固化接合油墨20和接合片24，從而形成一體化結(jié)構(gòu)，由此制成所需的多層板10。由于所述基板不包括諸如半導(dǎo)體芯片之類的電子元件，所以可采用真空加壓方式進(jìn)行加熱加壓。
在上述實施例中，第二基板14僅疊置在第一基板12的一側(cè)上。然而，可以采用與上述相同的方式將第二基板14疊置在第一基板12的兩側(cè)上。
如圖3所示的其內(nèi)嵌入第二基板14的多層板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來制造多層板10。
通過對疊置體進(jìn)行如上所述的加熱和加壓，接合油墨中的填充物的錫鉍焊料熔化，以形成一體化的結(jié)構(gòu)。此外，設(shè)置于端子12a和14a上的保護(hù)鍍膜中的金擴(kuò)散，以露出鎳膜。鎳與所述填充物合金化，以形成強(qiáng)接合。因此，形成了柱形導(dǎo)電元件，從而獲得良好的導(dǎo)電性。而且，即使采用具有不同熱膨脹系數(shù)的基板時，由于接合強(qiáng)度高，故也可確保所述基板的端子之間的電互連(electrical interconnection)，由此連接的可靠性得以改善。另外，由于填充物的各顆粒均包含在較低溫度下熔化的焊料膜，因此熱固化可在較低溫度下進(jìn)行。這有助于利用具有不同熱膨脹系數(shù)的多個基板以較低應(yīng)力制成層疊體。此外，由于所述基板均不包含諸如半導(dǎo)體芯片之類的電子元件，因此在制造所述多層板的過程中，可進(jìn)行加熱和加壓該疊置體的步驟，以實現(xiàn)接合油墨的固化，并由此強(qiáng)有力地連接所述端子。
在圖7A至圖7E所示的實施例中，當(dāng)?shù)谝换?2稱為母板時，則第二基板14稱為至少一個安裝板。
可選擇地，當(dāng)?shù)谝换?2稱作安裝板時，則第二基板14稱為母板。
同時在這種情況下，如圖8A和圖8B所示，通過印刷將接合油墨20涂布于第一基板12的端子12a上。如圖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。如圖8D所示，第一基板12和帶有接合片24的第二基板14以如下方式定位，即端子12a與端子14a彼此相對，然后第一基板12和第二基板14通過設(shè)置于它們之間的接合片24疊置。對獲得的疊置體進(jìn)行加熱加壓，以使接合片24和接合油墨20固化，從而形成多層板10。在這種情況下，接合油墨20涂布于安裝板12的端子12a上，而接合片24接合到母板14上。也就是說，這一結(jié)構(gòu)與圖7E所示的結(jié)構(gòu)正好相反。
圖9A至圖9E示出了根據(jù)另一實施例的制造多層板10的過程。
如圖9A和圖9B所示，接合片24由熱固性樹脂構(gòu)成并具有設(shè)置在與第一基板12的端子12a相對應(yīng)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。
如圖9C和圖9D所示，將接合油墨20填充于通孔22中，以使接合油墨20覆蓋端子12a。該接合油墨20包括含有填充物和固化劑的熱固性樹脂，該填充物由鍍有焊料的金屬顆粒形成，各所述金屬顆粒均具有第一熔點(diǎn)，所述焊料具有比第一熔點(diǎn)低的第二熔點(diǎn)。
如圖9E所示，帶有接合片24的第一基板12與第二基板14以如下方式定位，即端子12a和端子14a彼此相對，隨后第一基板12和第二基板14通過設(shè)置于它們之間的接合片24疊置。對獲得的疊置體進(jìn)行加熱加壓，以使接合片24和接合油墨20固化，從而形成一體化的結(jié)構(gòu)，由此制成多層板10。
同樣在上述實施例中，可制造端子12a強(qiáng)有力地接合在端子14a上的多層板10。
圖9A至圖9E所示的實施例中，當(dāng)?shù)谝换?2稱為母板時，則第二基板14稱為至少一個安裝板。
可選擇地，當(dāng)?shù)谝换?2稱為安裝板時，則第二基板14稱為母板。
同樣在這種情況下，如圖10A和圖10B所示，接合片24由熱固性樹脂構(gòu)成且具有設(shè)置在與第一基板12的端子12a相對應(yīng)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。
如圖10C和圖10D所示，將接合油墨20填充于通孔22中，以使接合油墨20覆蓋端子12a。該接合油墨20包括含有填充物和固化劑的熱固性樹脂，該填充物由鍍有焊料的金屬顆粒形成，各所述金屬顆粒均具有第一熔點(diǎn)，所述焊料具有比第一熔點(diǎn)低的第二熔點(diǎn)。
如圖10E所示，帶有接合片24的第一基板12與第二基板14以如下方式定位，即端子12a和端子14a彼此相對，且第一基板12和第二基板14通過設(shè)置于它們之間的接合片24疊置。對獲得的疊置體加熱加壓，以使接合片24和接合油墨20固化，從而形成一體化的結(jié)構(gòu)，由此制成多層板10。
在這種情況下，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。也就是說，這一結(jié)構(gòu)與圖9E所示的結(jié)構(gòu)正好相反。
權(quán)利要求
1.一種制造多層板的方法，該多層板包括帶有端子的第一基板、帶有端子的第二基板、絕緣層以及導(dǎo)電元件，所述第一基板和所述第二基板通過設(shè)置于它們之間的該絕緣層接合，所述端子彼此相對并通過該導(dǎo)電元件電連接，所述方法包括以下步驟將接合油墨涂布在所述第一基板的端子上，該接合油墨包括含有填充物和固化劑的熱固性樹脂，該填充物由鍍有焊料的金屬顆粒形成，各所述金屬顆粒均具有第一熔點(diǎn)，所述焊料具有比該第一熔點(diǎn)低的第二熔點(diǎn)；將所述第二基板接合到一接合片上，該接合片由熱固性樹脂構(gòu)成并具有設(shè)置在與所述第二基板的端子相對應(yīng)的部分中的通孔，該端子位于該通孔內(nèi)；將所述第一基板和所述第二基板以如下方式定位，即所述端子彼此相對且所述第一基板和所述第二基板通過設(shè)置于它們之間的該接合片疊置；以及加熱加壓所獲得的疊置體，以使該接合片和該接合油墨固化，以形成一體化的結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造多層板的方法，其中所述第一基板為母板，所述第二基板比該母板的尺寸小，并且為至少一個安裝板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造多層板的方法，其中所述第二基板為母板，所述第一基板比該母板的尺寸小，并且為至少一個安裝板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造多層板的方法，其中該接合片具有接合于該接合片的正面與背面的剝離片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造多層板的方法，其中該填充物由銅顆粒形成，各所述銅顆粒的表面上均具有焊料鍍膜，該焊料鍍膜由錫鉍合金組成。
6.一種制造多層板的方法，該多層板包括帶有端子的第一基板、帶有端子的第二基板、絕緣層以及導(dǎo)電元件，所述第一基板和所述第二基板通過設(shè)置于它們之間的該絕緣層接合，所述端子彼此相對并通過該導(dǎo)電元件電連接，所述方法包括以下步驟將所述第一基板接合到一接合片上，該接合片由熱固性樹脂構(gòu)成并具有設(shè)置在與所述第一基板的端子相對應(yīng)的部分中的通孔，該端子位于該通孔內(nèi)；以使接合油墨覆蓋該端子的方式將該接合油墨填充于該通孔中，該接合油墨包括含有填充物和固化劑的熱固性樹脂，該填充物由鍍有焊料的金屬顆粒形成，各所述金屬顆粒均具有第一熔點(diǎn)，所述焊料具有比該第一熔點(diǎn)低的第二熔點(diǎn)；將所述第一基板和所述第二基板以如下方式定位，即所述端子彼此相對且所述第一基板和所述第二基板通過設(shè)置于它們之間的該接合片疊置；以及加熱加壓所獲得的疊置體，以使該接合片和該接合油墨固化，以形成一體化的結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造多層板的方法，其中所述第一基板為母板，所述第二基板比該母板的尺寸小，并且為至少一個安裝板。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造多層板的方法，其中所述第二基板為母板，所述第一基板比該母板的尺寸小，并且為至少一個安裝板。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造多層板的方法，其中該接合片具有接合于該接合片的正面與背面的剝離片。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造多層板的方法，其中該填充物由銅顆粒形成，各所述銅顆粒的表面上均具有焊料鍍膜，該焊料鍍膜由錫鉍合金組成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制造多層板的方法，所述方法包括以下步驟將接合油墨涂布在第一基板的端子上，該接合油墨包括含有填充物和固化劑的熱固性樹脂，該填充物由鍍有焊料的金屬顆粒形成，各所述金屬顆粒均具有第一熔點(diǎn)，所述焊料具有比該第一熔點(diǎn)低的第二熔點(diǎn)；將所述第二基板接合到一接合片上，該接合片由熱固性樹脂構(gòu)成并具有設(shè)置在與所述第二基板的端子相對應(yīng)的部分中的通孔；對帶有該接合片的所述第一基板與所述第二基板以所述第一基板的端子與所述第二基板的端子彼此相對的方式加熱加壓，以使接合片和接合油墨固化，從而形成一體化的結(jié)構(gòu)。
文檔編號H05K3/12GK101090610SQ20061017327
公開日2007年12月19日 申請日期2006年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月16日
發(fā)明者中川隆, 菅野誠一, 飯?zhí)飸椝? 前原靖友, 鈴木均, 杉本薰, 福園健治, 菅田隆, 伊達(dá)仁昭, 八木友久 申請人:富士通株式會社