JP6444651B2 - Multilayer printed wiring board - Google Patents
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Description
本発明は、高周波基板を有する非対称構成の多層プリント配線板において、低反り性に優れる多層プリント配線板に関する。 The present invention relates to a multilayer printed wiring board having an asymmetric configuration having a high-frequency substrate and excellent in low warpage.
近年、自動車分野においては、安全システムが急速に進化している。このうち、予防安全(アクティブセーフティ)システムは、事故の発生防止や、衝突時の衝撃を軽減するためのものであり、今後益々普及していくことが期待されている。これらはミリ波レーダーがセンサーとして搭載されおり、耐天候性が高い理由から、24GHz帯や77GHz帯という高周波数帯が広く使用されている。 In recent years, safety systems have rapidly evolved in the automobile field. Among them, the preventive safety (active safety) system is intended to prevent the occurrence of an accident and reduce the impact at the time of a collision, and is expected to become increasingly popular in the future. For these, millimeter wave radars are mounted as sensors, and high frequency bands such as 24 GHz band and 77 GHz band are widely used because of high weather resistance.
プリント配線板においては、この高周波数帯に対応するため、低誘電率且つ、低誘電正接の高周波基材が開発されている。しかし、これらの高周波基材は非常に高価であるため、多用することは避けたい。そこで、これらの材料は、高周波数帯の電波を送受信するアンテナや、マイクロストリップライン等からなる高周波用配線パターン部のみで使用し、他の低周波用配線パターン部では、安価な一般材(FR−4材等)で構成した多層プリント配線板が、特許文献1に記載されている。これらの製造方法と特徴を図15にて説明する。 In the printed wiring board, a high-frequency substrate having a low dielectric constant and a low dielectric loss tangent has been developed to cope with this high frequency band. However, since these high-frequency substrates are very expensive, they should not be used frequently. Therefore, these materials are used only in the high-frequency wiring pattern portion composed of an antenna that transmits and receives radio waves in a high frequency band, a microstrip line, and the like, and in other low-frequency wiring pattern portions, an inexpensive general material (FR Patent Document 1 discloses a multilayer printed wiring board composed of -4 materials. These manufacturing methods and features will be described with reference to FIG.
まず、低周波用配線パターンが形成されているベース基板BP2を用意する。このベース基板BP2は、一般的なFR−4材を使用し、ビルドアップ法等により作製する。これと同時に、高周波基材21の両面に金属箔22a及び22bを貼り付けた高周波基板23を用意し、このうち、内層ILの金属箔22bをエッチングし、所望の配線パターンを形成する。その後、これらの両基板を、半硬化状態の絶縁接着層24(硬化することで絶縁接着層DLとなる)を用いて積層一体化することで、ベース基板BP2の片面に高周波基板23を有した多層プリント配線板Pbが得られる。 First, a base substrate BP2 on which a low frequency wiring pattern is formed is prepared. The base substrate BP2 is manufactured by using a general FR-4 material by a build-up method or the like. At the same time, a high frequency substrate 23 in which metal foils 22a and 22b are attached to both surfaces of the high frequency base material 21 is prepared, and among these, the metal foil 22b of the inner layer IL is etched to form a desired wiring pattern. Thereafter, these two substrates were laminated and integrated using a semi-cured insulating adhesive layer 24 (which becomes the insulating adhesive layer DL when cured), thereby having the high-frequency substrate 23 on one surface of the base substrate BP2. A multilayer printed wiring board Pb is obtained.
このように、必要な箇所のみを高周波基板23に置き換えることで、より安価に高周波特性を有した多層プリント配線板Pbを作製することができる。しかし、このように異なる材料を組み合わせた構成では、多層プリント配線板自体に反りが生じてしまう(図15(b)参照)。これは、各層を構成している特性の異なる材料が、非対称で配置された状態で積層一体化されたことに起因している。 In this way, by replacing only necessary portions with the high-frequency substrate 23, the multilayer printed wiring board Pb having high-frequency characteristics can be manufactured at a lower cost. However, in such a configuration in which different materials are combined, the multilayer printed wiring board itself is warped (see FIG. 15B). This is due to the fact that materials having different characteristics constituting each layer are laminated and integrated in an asymmetrical arrangement.
本発明は上記の如き従来の問題に鑑みてなされたものであり、高周波基板を有する非対称構成の多層プリント配線板において、低反り性に優れる多層プリント配線板を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a multilayer printed wiring board having excellent low warpage in a multilayer printed wiring board having an asymmetric configuration having a high-frequency substrate.
本発明は、導体層と絶縁樹脂層とを所望とする層数分繰り返し積層してなるベース基板と、当該ベース基板の一方の面に絶縁接着層を介して積層された、導体層と高周波特性に優れる絶縁樹脂層とを有し、その両面がブラインドバイアホールにより導通接続されてなる高周波基板と、を少なくとも備えた多層プリント配線板であって、
当該ベース基板における他方の面の最外層に位置する絶縁樹脂層が、当該高周波基板を当該ベース基板に積層するのと同じ工程で積層された半硬化状態の絶縁樹脂層の硬化物からなり、且つその両面が当該高周波基板のブラインドバイアホール開口径より小径のブラインドバイアホールにより導通接続されてなることを特徴とする多層プリント配線板により上記課題を解決したものである。
The present invention relates to a base substrate obtained by repeatedly laminating a desired number of layers of a conductor layer and an insulating resin layer, and a conductor layer and high frequency characteristics laminated on one surface of the base substrate via an insulating adhesive layer. A multilayer printed wiring board comprising at least a high-frequency substrate having an insulating resin layer excellent in electrical conductivity and having both surfaces thereof conductively connected by blind via holes ,
Insulating resin layer positioned at the outermost layer of the other surface of the base substrate, Ri Do the high frequency substrate from the cured product of the insulating resin layer in a semi-cured state of being laminated in the same process as to laminate on the base substrate, and a multilayer printed wiring board whose both sides, characterized in Rukoto such are conductively connected by the small diameter of the blind via hole from the blind via hole opening diameter of the high-frequency substrate in which the above-mentioned problems are eliminated.
本発明によれば、片側に高周波基板を有する多層プリント配線板において、ベース基板の一方の面に半硬化状態の絶縁接着層を介して高周波基板を配置し、これを積層一体化すると共に、ベース基板の他方の面では、ベース基板の最外層を成す絶縁樹脂層を、半硬化状態の絶縁樹脂層として配置し、同じタイミングで積層し、硬化させる。これにより、高周波基板を接着する絶縁接着層の硬化収縮による影響は、ベース基板の最外層を成す絶縁樹脂層の硬化収縮により相殺される。よって、高周波基板を有する非対称構成のプリント配線板においても、低反り性に優れる多層プリント配線板が得られる。 According to the present invention, in a multilayer printed wiring board having a high-frequency substrate on one side, the high-frequency substrate is disposed on one surface of the base substrate via the semi-cured insulating adhesive layer, and this is laminated and integrated. On the other surface of the substrate, the insulating resin layer that forms the outermost layer of the base substrate is disposed as a semi-cured insulating resin layer, and is laminated and cured at the same timing. Thereby, the influence by the curing shrinkage of the insulating adhesive layer that adheres the high-frequency substrate is offset by the curing shrinkage of the insulating resin layer that forms the outermost layer of the base substrate. Therefore, a multilayer printed wiring board excellent in low warpage can be obtained even in an asymmetric printed wiring board having a high-frequency substrate.
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の第一の実施形態に係る多層プリント配線板Pb1を、図1を用いて説明する。
本発明の多層プリント配線板Pb1は、ベース基板BPの一方の面に、絶縁接着層DL1を介して、高周波基板3が積層一体化されており、当該高周波基板3の外層OL1には、導体層(金属箔2aと金属膜5と金属膜11とからなる)をエッチングして形成された高周波用配線パターン12を有している。一方、ベース基板BPの他方の面側には、ベース基板BPの最外層を成す絶縁樹脂層DL2が、半硬化状態の絶縁樹脂層の硬化物からなると共に、前記の絶縁接着層DL1を介する高周波基板3の積層と同じ工程でベース基板中間体BP1上に積層形成されており、当該絶縁樹脂層DL2上の外層OL2には、導体層(金属箔8と金属膜11とからなる)をエッチングして形成された低周波用配線パターン13を有する構造となっている。
A multilayer printed wiring board Pb1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the multilayer printed wiring board Pb1 of the present invention, the high frequency substrate 3 is laminated and integrated on one surface of the base substrate BP via the insulating adhesive layer DL1, and the outer layer OL1 of the high frequency substrate 3 has a conductor layer. It has a high-frequency wiring pattern 12 formed by etching (made of a metal foil 2a, a metal film 5, and a metal film 11). On the other hand, on the other surface side of the base substrate BP, an insulating resin layer DL2 constituting the outermost layer of the base substrate BP is made of a cured product of a semi-cured insulating resin layer, and a high frequency via the insulating adhesive layer DL1. It is laminated on the base substrate intermediate BP1 in the same process as the lamination of the substrate 3, and a conductor layer (consisting of the metal foil 8 and the metal film 11) is etched on the outer layer OL2 on the insulating resin layer DL2. Thus, the low-frequency wiring pattern 13 is formed.
この多層プリント配線板Pb1は、ベース基板BPの一方の面にのみ、高周波基板3が接着された非対称な構成であるにも拘らず、反りが小さく抑えられる。これは、ベース基板BPに高周波基板3を積層する際に生じる絶縁接着層DL1(実際は半硬化状態の絶縁接着層)の硬化収縮が、ベース基板BPの他方の面側において、当該高周波基板3の積層と同じ工程で積層されたベース基板BPの最外層を成す絶縁樹脂層DL2の半硬化状態の絶縁樹脂層が硬化する際に生じる硬化収縮により、相殺されるためである。 Although the multilayer printed wiring board Pb1 has an asymmetrical structure in which the high-frequency substrate 3 is bonded only to one surface of the base substrate BP, the warpage is suppressed to be small. This is because the curing shrinkage of the insulating adhesive layer DL1 (actually a semi-cured insulating adhesive layer) generated when the high-frequency substrate 3 is laminated on the base substrate BP is caused on the other surface side of the base substrate BP. This is because the semi-cured insulating resin layer of the insulating resin layer DL2 that forms the outermost layer of the base substrate BP laminated in the same process as the lamination is offset by curing shrinkage that occurs when the insulating resin layer is cured.
また、反りが低減されたことで、異種材料の界面IFでの歪みも低減されるため、半田リフロー等の高温処理を行っても、デラミネーションが発生する可能性を低減することができる。よって、本発明の多層プリント配線板Pb1は、反りを抑制することにより、耐熱性にも優れた構造となっている。 Further, since the warpage is reduced, distortion at the interface IF of different materials is also reduced, so that the possibility of delamination can be reduced even when high-temperature processing such as solder reflow is performed. Therefore, the multilayer printed wiring board Pb1 of the present invention has a structure excellent in heat resistance by suppressing warpage.
因みに、絶縁接着層DL1と絶縁樹脂層DL2は、絶縁性を有する樹脂層という意味では同じであるが、絶縁接着層DL1は、高周波基板を接着するものであり、絶縁樹脂層DL2はベース基板BPの一部を成すものであり、それぞれ異なる目的で使用される。 Incidentally, the insulating adhesive layer DL1 and the insulating resin layer DL2 are the same in terms of an insulating resin layer, but the insulating adhesive layer DL1 adheres a high-frequency substrate, and the insulating resin layer DL2 is the base substrate BP. Are used for different purposes.
次に、本発明の第一の実施形態に係るプリント配線板の製造方法を図2〜図7の概略断面工程図を用いて説明する。 Next, the manufacturing method of the printed wiring board concerning 1st embodiment of this invention is demonstrated using the schematic cross-sectional process drawing of FIGS.
まず、図2(a)に示したように、高周波基材1の両面に金属箔(外層OL1側の金属箔2a、内層IL側の金属箔2b)が貼り付けられた高周波基板3を用意する。高周波基材1としては、絶縁性を有し、かつ、高周波特性に優れるものであれば、特に制限はないが、比誘電率3.0以下、誘電正接0.002以下であれば、配線パターンを極端に厳密調整する必要がなく、数GHz帯において十分な高周波特性が得られるので好ましい。このような材料候補としては、液晶ポリマーやPTFE材等が適宜挙げられる。更に、これらの材料に、アルミナやシリカ等のフィラーを混ぜたものを使用すれば、剛性や放熱性の向上及び、熱膨張率を低減することができる。 First, as shown in FIG. 2A, a high frequency substrate 3 is prepared in which metal foils (a metal foil 2a on the outer layer OL1 side and a metal foil 2b on the inner layer IL side) are attached to both surfaces of the high frequency base material 1. . The high-frequency substrate 1 is not particularly limited as long as it has insulating properties and excellent high-frequency characteristics, but if the relative dielectric constant is 3.0 or less and the dielectric loss tangent is 0.002 or less, the wiring pattern Is not required to be strictly adjusted, and sufficient high frequency characteristics can be obtained in the several GHz band. Examples of such material candidates include liquid crystal polymers and PTFE materials as appropriate. Furthermore, if these materials are mixed with a filler such as alumina or silica, the rigidity and heat dissipation can be improved and the thermal expansion coefficient can be reduced.
また、高周波基材1の厚みについては、外層OL1側に形成する高周波用配線パターンにより選択すれば良いが、マイクロストリップラインの他に、アンテナ(マイクロストリップアンテナ等)を形成する場合は、アンテナが利得を確保する必要があるため、アンテナパターンに適するように高周波基材1の厚みを設定する。 The thickness of the high-frequency substrate 1 may be selected according to the high-frequency wiring pattern formed on the outer layer OL1 side. However, when an antenna (microstrip antenna or the like) is formed in addition to the microstrip line, the antenna Since it is necessary to ensure the gain, the thickness of the high-frequency substrate 1 is set so as to be suitable for the antenna pattern.
金属箔2a、2bは、後工程でエッチングにより回路形成できる金属であれば、特に制限はないが、導電性やコストメリットを考慮すると、銅箔が適宜使用される。 The metal foils 2a and 2b are not particularly limited as long as they can form a circuit by etching in a later step, but copper foils are appropriately used in consideration of conductivity and cost merit.
因みに、上記の通り、高周波基板3の高周波特性は、高周波基板1の厚みが大きく影響する。このため、高周波基材1と金属箔2a、2bが一体化されたコア材(銅張積層板)を使用すれば、大量生産時においても、より安定して高周波特性が得られる。 Incidentally, as described above, the thickness of the high-frequency substrate 1 greatly affects the high-frequency characteristics of the high-frequency substrate 3. For this reason, if the core material (copper clad laminated board) with which the high frequency base material 1 and metal foil 2a, 2b were integrated is used, a high frequency characteristic will be obtained more stably also at the time of mass production.
次に、この高周波基板3の両面の金属箔を導通させるために、貫通孔4を形成する(図2(b)参照)。貫通孔4を形成する方法としては、特に制限はないが、ドリルDRで加工する場合、ドリルDRを入れる面として、内層ILの金属箔2b側から挿入することが好ましい。それは、高周波基材1にPTFE材のような低弾性材をベースとして使用した場合、ドリルDRを引き抜く方向へ高周波基材1とその両面の金属箔2a、2bが伸ばされ易い(図8参照)。このため、外層OL1側に配置される金属膜2aのコーナー部は、曲線形状となり、内層IL側の金属箔2bは、引き抜き方向へ尖った形状となる。 Next, in order to make the metal foils on both surfaces of the high-frequency substrate 3 conductive, the through holes 4 are formed (see FIG. 2B). Although there is no restriction | limiting in particular as a method of forming the through-hole 4, When processing with drill DR, it is preferable to insert from the metal foil 2b side of inner layer IL as a surface into which drill DR is put. That is, when a low-elastic material such as PTFE material is used as the base for the high-frequency base 1, the high-frequency base 1 and the metal foils 2a and 2b on both sides thereof are easily stretched in the direction of pulling out the drill DR (see FIG. 8). . For this reason, the corner part of the metal film 2a arranged on the outer layer OL1 side has a curved shape, and the metal foil 2b on the inner layer IL side has a sharp shape in the drawing direction.
その結果、この貫通孔は導電化処理され、最終的に多層プリント配線板の最外層OL1に配置されることになるが、コーナー部が曲線形状となっていることで、高周波基材の熱膨張(特にPTFE材は高い熱膨張率を示す)による応力集中が緩和されるため、コーナークラックの発生を低減することができる。一方、内層IL側は、尖った形状になっているため、後工程でベース基板と接着する際、これらを接着する絶縁接着層に食い込む形状となるため、接着性が向上する。 As a result, this through hole is subjected to a conductive treatment and is finally disposed in the outermost layer OL1 of the multilayer printed wiring board. However, the corner portion has a curved shape, so that the thermal expansion of the high-frequency substrate is performed. Since stress concentration due to (in particular, PTFE material exhibits a high coefficient of thermal expansion) is alleviated, the occurrence of corner cracks can be reduced. On the other hand, since the inner layer IL side has a pointed shape, when it is bonded to the base substrate in a later step, the inner layer IL has a shape that bites into an insulating adhesive layer that bonds them, thereby improving the adhesion.
次に、高周波基板3を導電化処理し、全面に金属膜5を形成する。これにより、両面の金属箔を導通接続したインタースティシャルバイアホール(以降IVHと表記する)6が形成される(図2(c)参照)。導電化処理の方法としては、金属膜5が形成できれば乾式法でも湿式法でも、特に制限はないが、めっきにより行えば、IVH6内壁も含め、均一に金属膜5を形成できる。また、高周波基材1への密着性を高めるため、めっき前処理として、コロナ処理やプラズマ処理を行うことが望まれる。金属膜5の種類としては、特に制限はないが、導電性やコストメリットを考慮すると、銅が適宜使用される。 Next, the high-frequency substrate 3 is subjected to conductive treatment, and a metal film 5 is formed on the entire surface. Thereby, an interstitial via hole (hereinafter referred to as IVH) 6 in which the metal foils on both sides are conductively connected is formed (see FIG. 2C). There are no particular limitations on the method of conducting the conductive treatment, as long as the metal film 5 can be formed, whether dry or wet, the metal film 5 can be uniformly formed including the inner wall of the IVH 6 by plating. Moreover, in order to improve the adhesiveness to the high frequency base material 1, it is desired to perform a corona treatment or a plasma treatment as a plating pretreatment. The type of the metal film 5 is not particularly limited, but copper is appropriately used in consideration of conductivity and cost merit.
次に、高周波基板3の内層IL側の導体層(金属箔2bと金属膜5とからなる)をエッチングして、所望の配線パターンを形成する(図3(d)参照)。この内、少なくとも、外層OL1に高周波用配線パターンが形成される位置の内層IL側には、グランドパターンGNDを形成する。 Next, the conductor layer (consisting of the metal foil 2b and the metal film 5) on the inner layer IL side of the high-frequency substrate 3 is etched to form a desired wiring pattern (see FIG. 3D). Among these, at least the ground pattern GND is formed on the inner layer IL side where the high frequency wiring pattern is formed in the outer layer OL1.
また、先にも記載したが、高周波基材1は他の絶縁材料との接着性が低いため、可能な限り高周波基材1が露出しないように、金属による被覆率を高めることが望まれる。具体的には、内層IL側においては、GNDを含めたベタパターンの領域、つまり金属による被覆率が80%以上とすることで、接着性低下のリスクをより低く抑えることができる。更に、高周波基材1が、例えばPTFE材の場合、コロナ処理やプラズマ処理することで、高周波基材1表面が活性化され、接着力を向上できる。 As described above, since the high-frequency substrate 1 has low adhesion to other insulating materials, it is desired to increase the metal coverage so that the high-frequency substrate 1 is not exposed as much as possible. Specifically, on the inner layer IL side, by setting the solid pattern region including GND, that is, the metal coverage, to 80% or more, the risk of lowering adhesiveness can be further reduced. Furthermore, when the high-frequency base material 1 is, for example, a PTFE material, the surface of the high-frequency base material 1 is activated and the adhesive force can be improved by performing corona treatment or plasma treatment.
一方、上記の高周波基板と並行して、ベース基板中間体BP1を作製する(図4参照)。このベース基板中間体BP1としては、低周波用配線パターンが形成できるものであれば、特に制限はなく、両面板や多層板、金属コア基板等を、FR−4材のような一般的な絶縁材料と銅箔等の導体材料で構成されたものを作製すれば良い。作製方法についても特に制限はなく、多層板であればビルドアップ法等で作製すれば良い。 On the other hand, a base substrate intermediate BP1 is manufactured in parallel with the high frequency substrate (see FIG. 4). The base substrate intermediate BP1 is not particularly limited as long as a low-frequency wiring pattern can be formed. A double-sided board, a multilayer board, a metal core board, etc. are made of a general insulating material such as an FR-4 material. What is necessary is just to produce what was comprised with conductor materials, such as material and copper foil. The production method is not particularly limited, and a multilayer board may be produced by a build-up method or the like.
但し、貼り合わせ工法等で作製した薄型の片側ビルドアップ基板をベース基板中間体BP2として使用する場合は、BVHのトップTOP側が、高周波基板を積層する面と向かい合わせることが好ましい(図9(a)参照)。これは、ベース基板中間体BP2の接着面の金属被覆率が高くなり、高周波基板を積層する際、半硬化状態の絶縁接着層が硬化収縮する影響を、より小さくできるためである。上記の構成に拘らず、ベース基板中間体(特に、最外層の導体層)に金属被覆率の差がある場合は、金属被覆率が大きい面を、高周波基板を積層する面と向かい合わせになるように配置することが望まれる。 However, when a thin one-side build-up substrate manufactured by a bonding method or the like is used as the base substrate intermediate BP2, it is preferable that the top TOP side of the BVH face the surface on which the high-frequency substrate is laminated (FIG. 9A )reference). This is because the metal coverage of the bonding surface of the base substrate intermediate BP2 is increased, and the effect of curing and shrinking of the semi-cured insulating adhesive layer when the high-frequency substrate is stacked can be further reduced. Regardless of the above configuration, when there is a difference in metal coverage between the base substrate intermediate (especially, the outermost conductor layer), the surface with the high metal coverage faces the surface on which the high-frequency substrate is laminated. It is desirable to arrange them as follows.
また、偶数層の金属コア基板のように、導体層の層厚に偏りがあるような基板をベース基板中間体BP3として使用する場合は、導体層の厚い層TPLが、高周波基板を積層する面に近い位置となるように、配置することが望まれる(図9(b)参照)。これもベース基板中間体BP2と同じで、導体厚が厚いことで、高周波基板を積層する際に使用する半硬化状態の絶縁樹脂層が硬化収縮する影響を小さくできるためである。これについても、上記構成に拘らず、導体層の厚い層が、高周波基板を貼り合せる面と、近い位置となるように配置することが望まれる。 In addition, when a substrate having a biased conductor layer thickness, such as an even-numbered metal core substrate, is used as the base substrate intermediate BP3, the thick conductor layer TPL is a surface on which high-frequency substrates are stacked. It is desirable to arrange so that the position is close to (see FIG. 9B). This is also the same as the base substrate intermediate BP2, and because the conductor thickness is large, it is possible to reduce the influence of curing and shrinkage of the semi-cured insulating resin layer used when the high frequency substrates are laminated. Also regarding this, regardless of the above configuration, it is desirable that the thick conductor layer be positioned so as to be close to the surface on which the high-frequency substrate is bonded.
次に、上記の通り作製した高周波基板3と、ベース基板中間体BP1を積層一体化させる。その際、ベース基板中間体BP1を中心に、その一方の面には、半硬化状態の絶縁接着層7aを介して高周波基板3を配置し、その他方の面には、同じく半硬化状態の絶縁樹脂層7bを介して金属箔8を配置する(図5(a)参照)。ここでは、例えば高周波基板3にPTFE材をベースとしたものを使用し、半硬化状態の絶縁接着層7aと、半硬化状態の絶縁樹脂層7bにエポキシ樹脂系のプリプレグを使用したケースを想定し説明すると、この構成ではプリプレグの硬化収縮が反りの主要因となる。このため、半硬化状態の絶縁樹脂層7bに同じ樹脂系のプリプレグを配置すれば、熱に対する動きが絶縁接着層7aと同じになる。当然硬化収縮するタイミングも同じになるため、これらの硬化収縮差による歪みがなくなり、反りが低減できる。さらに、この時、絶縁接着層7aと絶縁樹脂層7bの厚みについても、同じにすることで、層構成全体の伸縮量のバランスが取れて、より反りを低減できる。 Next, the high-frequency substrate 3 manufactured as described above and the base substrate intermediate BP1 are laminated and integrated. At that time, the high-frequency substrate 3 is disposed on one surface of the base substrate intermediate BP1 via a semi-cured insulating adhesive layer 7a, and the other surface is similarly semi-cured and insulated. The metal foil 8 is disposed via the resin layer 7b (see FIG. 5A). Here, for example, a case in which a high-frequency substrate 3 based on PTFE material is used and an epoxy resin prepreg is used for the semi-cured insulating adhesive layer 7a and the semi-cured insulating resin layer 7b is assumed. To explain, in this configuration, curing shrinkage of the prepreg is a main factor of warpage. For this reason, if the same resin prepreg is disposed in the semi-cured insulating resin layer 7b, the movement with respect to heat becomes the same as that of the insulating adhesive layer 7a. Naturally, the timing of curing shrinkage is the same, so that distortion due to these curing shrinkage differences is eliminated, and warpage can be reduced. Furthermore, at this time, the thicknesses of the insulating adhesive layer 7a and the insulating resin layer 7b are also made the same, so that the amount of expansion and contraction of the entire layer structure can be balanced and the warpage can be further reduced.
しかし、本発明のように、高周波基板にIVHがある構造では、絶縁接着層7aと絶縁樹脂層7bの厚みを同じにすることが、難しい場合がある。それは、高周波基板3に形成されたIVH内を絶縁樹脂で充填するため、絶縁接着層7aには厚いものが必要であり、他方の絶縁樹脂層7bでは、層間接続するBVHを小径化するため、絶縁樹脂層7bには薄いものが必要となる。このため、上記構成でも、従来構成と比較すると充分反りを低減できるものの、厚み差起因による僅かな反りが生じてしまう。そこで、この厚み差をカバーするために、絶縁接着層7aと絶縁樹脂層7bの伸縮を調整した材料を使用する。 However, in the structure having IVH on the high-frequency substrate as in the present invention, it may be difficult to make the insulating adhesive layer 7a and the insulating resin layer 7b have the same thickness. In order to fill the IVH formed on the high-frequency substrate 3 with an insulating resin, the insulating adhesive layer 7a needs to be thick, and in the other insulating resin layer 7b, the diameter of the BVH for interlayer connection is reduced. The insulating resin layer 7b needs to be thin. For this reason, even in the above configuration, although the warpage can be sufficiently reduced as compared with the conventional configuration, a slight warpage due to the thickness difference occurs. Therefore, in order to cover this thickness difference, a material in which the expansion and contraction of the insulating adhesive layer 7a and the insulating resin layer 7b is adjusted is used.
実際の現象としては、絶縁樹脂層7bよりも絶縁接着層7aが厚くなるため、こちらの伸縮量の影響が大きくなり、反りが生じる。そこで、実施する対策としては、絶縁接着層7aには、絶縁樹脂層7bよりも、積層一体化時の伸縮量が小さいものを使用する。 As an actual phenomenon, since the insulating adhesive layer 7a is thicker than the insulating resin layer 7b, the influence of this expansion / contraction amount increases, and warping occurs. Therefore, as a countermeasure to be implemented, the insulating adhesive layer 7a is used that has a smaller amount of expansion and contraction when laminated and integrated than the insulating resin layer 7b.
具体的には、これらの材料にガラス織布のような強化繊維を含んだものを使用した場合、絶縁接着層7aには絶縁樹脂層7bに含まれるものよりも、繊維径が大きく、または本数が多い(つまり、ガラスクロス目がより詰まっており、面内で均一に織り込まれている)、または強度の強い強化繊維を含んだものを使用すればよい。また、シリカやアルミナ等のフィラーを含んだものを使用した場合は、絶縁接着層7aのフィラー量を絶縁樹脂層7bよりも、多く含んだものを使用すればよい。 Specifically, when these materials containing reinforcing fibers such as glass woven fabric are used, the insulating adhesive layer 7a has a larger fiber diameter or number than that contained in the insulating resin layer 7b. May be used (that is, the glass cloth is more tightly packed and uniformly woven in the surface) or contains reinforcing fibers having high strength. Moreover, when the thing containing fillers, such as a silica and an alumina, is used, what contains the filler amount of the insulating contact bonding layer 7a more than the insulating resin layer 7b should just be used.
このような材料を使用することで、絶縁接着層7aと絶縁樹脂層7bに厚み差があっても、積層一体化時の伸縮量の差を小さくできるため、反りをより低減することができる。また、このように、絶縁接着層7aに含まれる強化繊維やフィラーを多く含む材料を使用することで、電気特性も向上することができる。それは、電気特性のばらつきを低減するためには、面内のばらつきが小さい強化繊維(つまり、目が詰まって、均一に織り込まれた状態)を使用することや強化繊維に近い比誘電率を有する樹脂(樹脂中にシリカ等のフィラーを混入する)を使用することが効果的であるためである。一方で、絶縁樹脂層7bにおいては、絶縁樹脂中に含まれる強化繊維やフィラー等が少ない材料を使用することで、後工程で形成するBVHが形成しやすくなる効果もある(レーザ加工時の障害物が少ないため)。 By using such a material, even if there is a difference in thickness between the insulating adhesive layer 7a and the insulating resin layer 7b, the difference in the amount of expansion and contraction during the lamination integration can be reduced, so that the warpage can be further reduced. Moreover, electrical characteristics can also be improved by using the material containing many reinforcing fiber and filler contained in the insulating contact bonding layer 7a in this way. In order to reduce variations in electrical properties, it is necessary to use reinforcing fibers with small in-plane variations (that is, clogged and uniformly woven) and have a dielectric constant close to that of reinforcing fibers. This is because it is effective to use a resin (mixing a filler such as silica in the resin). On the other hand, in the insulating resin layer 7b, the use of a material containing few reinforcing fibers or fillers contained in the insulating resin also has an effect of facilitating the formation of BVH formed in a later process (disturbance during laser processing). Because there are few things).
更に、ここでは、伸縮量の差を小さくするために、高周波基材1(例えば、ロジャース製RO3003のCTE(XY方向):16〜17ppm)と同等の線膨張係数を示す金属箔8として、銅箔(CTE(XY方向):16ppm)を半硬化状態の絶縁樹脂層7b上に配置することで、より反りを低減できる。銅箔の厚みとしては、この銅箔を含む導体層をエッチングし、回路形成することを考慮すると、5μm以上35μm以下であることが望まれる(5μm未満の場合、反りを抑制する効力が小さく、35μmより厚い場合、細線形成が困難となる)。 Furthermore, here, in order to reduce the difference in expansion and contraction, copper foil is used as the metal foil 8 showing a linear expansion coefficient equivalent to that of the high-frequency substrate 1 (for example, CTE of RO3003 manufactured by Rogers (XY direction): 16 to 17 ppm). By disposing the foil (CTE (XY direction): 16 ppm) on the semi-cured insulating resin layer 7b, warpage can be further reduced. The thickness of the copper foil is preferably 5 μm or more and 35 μm or less in consideration of forming a circuit by etching the conductor layer containing the copper foil (if less than 5 μm, the effect of suppressing warpage is small, When it is thicker than 35 μm, it is difficult to form a fine line).
次に、上記の通り配置したものを熱板の間に挟み、積層プレス等で積層一体化する。これにより、半硬化状態の絶縁接着層7aの絶縁樹脂が溶融し、高周波基板3側はベース基板中間体BP1の配線パターン間及び、IVH6内が充填され、絶縁接着層DL1が形成される(こちら側の外層をOL1とする)。一方、他方の面では、半硬化状態の絶縁樹脂層7bの絶縁樹脂が溶融し、ベース基板中間体BP1の配線パターン間を埋めた絶縁樹脂層DL2が形成されることで、ベース基板BPが形成される(こちら側の外層をOL2とする)(図6(b)参照)。 Next, what is arranged as described above is sandwiched between hot plates and laminated and integrated by a laminating press or the like. As a result, the insulating resin of the semi-cured insulating adhesive layer 7a is melted, and the high-frequency substrate 3 side is filled between the wiring patterns of the base substrate intermediate BP1 and inside the IVH6 to form the insulating adhesive layer DL1 (here) The outer layer on the side is referred to as OL1). On the other hand, the base substrate BP is formed by melting the insulating resin of the semi-cured insulating resin layer 7b on the other surface and forming the insulating resin layer DL2 between the wiring patterns of the base substrate intermediate BP1. (The outer layer on this side is referred to as OL2) (see FIG. 6B).
この時、高周波基板3と熱板の間には、樹脂系の離型材を配置する。それは、樹脂系の離型材であれば、金属系の離型材よりも、高周波基板3に隙間なく密着させることができるため、高周波基板3に形成されたIVH6内に充填される絶縁樹脂が、外層OL1の表面に滲み出る量をより少なくできるためである。 At this time, a resin release material is disposed between the high frequency substrate 3 and the hot plate. If it is a resin-based release material, it can be more closely attached to the high-frequency substrate 3 than a metal-based release material, so that the insulating resin filled in the IVH 6 formed on the high-frequency substrate 3 is an outer layer. This is because the amount that oozes out on the surface of OL1 can be reduced.
また、積層一体化する前に、各基板と半硬化状態の絶縁接着層7a及び、半硬化状態の絶縁樹脂層7bとの密着性を向上させるため、高周波基板3とベース基板中間体BP1の表面を粗化処理してもよい。粗化処理には、ブラスト処理や研磨等の物理的エッチングもあるが、配線パターンが形成された面においては、化学的エッチングの方が、効率的に処理できる。具体的には、蟻酸やアミン系錯化剤を主成分とするソフトエッチングや黒化処理等が適宜使用される。 Further, before the lamination and integration, in order to improve the adhesion between each substrate and the semi-cured insulating adhesive layer 7a and the semi-cured insulating resin layer 7b, the surfaces of the high-frequency substrate 3 and the base substrate intermediate BP1 are improved. May be roughened. The roughening treatment includes physical etching such as blasting and polishing, but chemical etching can be more efficiently performed on the surface on which the wiring pattern is formed. Specifically, soft etching, blackening treatment, or the like mainly composed of formic acid or an amine complexing agent is used as appropriate.
次に、IVH6から外層OL1上に滲み出た絶縁樹脂を除去するために、表面研磨処理を行う。この研磨方法としては、特に制限はないが、外層OL1上に滲み出た絶縁樹脂と共に、金属膜5の表面を除去するので、金属も同時に除去できるバフ研磨やベルト研磨等の物理研磨により実施すればよい。 Next, in order to remove the insulating resin that has oozed from the IVH 6 onto the outer layer OL1, a surface polishing treatment is performed. The polishing method is not particularly limited, but the surface of the metal film 5 is removed together with the insulating resin that has oozed out on the outer layer OL1, so that the metal is also removed by physical polishing such as buff polishing or belt polishing that can simultaneously remove the metal. That's fine.
次に、所望の箇所にそれぞれの導体層を接続するためのブラインドバイアホール9(以降BVHと表記する)やスルーホール10(以降THと表記する)を形成する。孔の形成方法としては、特に制限はないが、BVH9はレーザ加工により、TH10はドリル加工によりそれぞれ形成すれば良い(図6(c)参照)。 Next, blind via holes 9 (hereinafter referred to as BVH) and through holes 10 (hereinafter referred to as TH) for connecting the respective conductor layers to desired locations are formed. The hole forming method is not particularly limited, but BVH9 may be formed by laser processing and TH10 may be formed by drilling (see FIG. 6C).
次に、BVH9の底部にはスミアが発生することがあるため、デスミア処理により、これを除去する。デスミア処理の方法としては、過マンガン酸溶液等に数分間浸漬すれば良い。更に、高周波基材(特にPTFE材)のめっき密着性を確保するために、コロナ処理やプラズマ処理等を行うことが望まれる。 Next, since smear may occur at the bottom of the BVH 9, it is removed by desmear processing. As a method for desmear treatment, it may be immersed in a permanganic acid solution for several minutes. Furthermore, in order to ensure the plating adhesion of the high-frequency base material (particularly PTFE material), it is desired to perform corona treatment, plasma treatment, and the like.
次に、導体処理により、BVH9内やTH10内を含む全面に金属膜11を形成する(図6(d)参照)。金属膜11を形成する方法としは、乾式法でも湿式法でも、特に制限はないが、めっきにより行えば、複雑な孔内も均一に金属膜11を形成できる。金属膜11の種類としては、特に制限はないが、導電性やコストメリットを考慮すると、銅が適宜使用される。 Next, the metal film 11 is formed on the entire surface including the inside of the BVH 9 and TH 10 by conductor processing (see FIG. 6D). A method for forming the metal film 11 is not particularly limited, whether it is a dry method or a wet method. However, if it is performed by plating, the metal film 11 can be uniformly formed even in complicated holes. The type of the metal film 11 is not particularly limited, but copper is appropriately used in consideration of conductivity and cost merit.
次に、外層OL1側の導体層(金属箔2aと金属膜5と金属膜11とからなる)と、外層OL2側の導体層(金属箔8と金属膜11とからなる)をエッチングすることで、高周波基板3を積層した外層OL1には、高周波用配線パターン12を、反対側の外層OL2には、低周波用配線パターン13が形成された多層プリント配線板Pb1が得られる。 Next, the conductor layer (consisting of the metal foil 2a, the metal film 5, and the metal film 11) on the outer layer OL1 side and the conductor layer (comprising the metal foil 8 and the metal film 11) on the outer layer OL2 side are etched. The multilayer printed wiring board Pb1 in which the high frequency wiring pattern 12 is formed on the outer layer OL1 on which the high frequency substrate 3 is laminated and the low frequency wiring pattern 13 is formed on the outer layer OL2 on the opposite side is obtained.
因みに、外層OL1には、高周波用配線パターン12の他にも、低周波用配線パターン13を形成することも可能であるため、これらが同一層で混成した多層プリント配線板とすることもできる(図7(e)参照)。 Incidentally, in addition to the high-frequency wiring pattern 12, it is possible to form the low-frequency wiring pattern 13 in the outer layer OL1, so that a multilayer printed wiring board in which these are mixed in the same layer can also be formed ( (Refer FIG.7 (e)).
上記のように作製された多層プリント配線板Pb1は、高周波基板3を片面に有した非対称の層構成であるにも拘らず、従来の構成と比較して、格段に反りを低減することができる。よって、反りが原因で生じる製造工程中の不具合は抑制され、その結果、部品実装時の不具合も防止できる。 Although the multilayer printed wiring board Pb1 manufactured as described above has an asymmetric layer configuration having the high-frequency substrate 3 on one side, the warp can be remarkably reduced as compared with the conventional configuration. . Therefore, defects in the manufacturing process caused by warpage are suppressed, and as a result, defects at the time of component mounting can also be prevented.
また、反りが低減したことで、高周波基板3と絶縁接着層DL1との界面IFの歪みも低減できるため、高温のリフロー処理を行っても、界面IFでデラミネーション等が発生するリスクも低減し、耐熱性も向上することができる。 Further, since the warpage is reduced, the distortion of the interface IF between the high-frequency substrate 3 and the insulating adhesive layer DL1 can also be reduced, so that the risk of delamination and the like occurring at the interface IF is reduced even when a high-temperature reflow process is performed. Further, heat resistance can be improved.
続いて本発明のプリント配線板の第二の実施形態を説明する(図11(f)参照)。この構成のポイントは、高周波基板3の両面をBVHにより導通接続することにある。 Next, a second embodiment of the printed wiring board of the present invention will be described (see FIG. 11 (f)). The point of this configuration is that both surfaces of the high-frequency substrate 3 are conductively connected by BVH.
第一の実施形態では、高周波基板3の両面をIVH6により導通接続していた。この場合、高周波基板3に事前に貫通孔4を明けて、導電化処理を行うため、工程がやや複雑である。また、高周波基板3側の外層OL1は、金属箔2a上に、IVH6を導通接続した金属膜5が形成され、更に、TH等を接続する金属膜11が重ねて形成されるため、導体層が厚くなり高密度化にはやや不利な状態となる。 In the first embodiment, both surfaces of the high-frequency substrate 3 are conductively connected by IVH6. In this case, since the through hole 4 is opened in advance in the high-frequency substrate 3 and the conductive treatment is performed, the process is somewhat complicated. In addition, the outer layer OL1 on the high frequency substrate 3 side is formed with the metal film 5 in which IVH6 is conductively connected on the metal foil 2a, and further, the metal film 11 that connects TH and the like is overlapped, so that the conductor layer is formed. It becomes thick and is somewhat disadvantageous for high density.
これに対し、第二の実施形態では、高周波基板3をベース基板BPに積層した後、形成するBVHにより高周波基板3の両面を接続するため、積層前の導電化処理が不要となる。よって、高周波基板3側の外層OL1は、導体層を薄くできるため、第二の実施形態では、第一の実施形態よりも、製造工程の短縮且つ、高密度化した多層プリント配線板が得られる。 On the other hand, in the second embodiment, after the high-frequency substrate 3 is laminated on the base substrate BP, both surfaces of the high-frequency substrate 3 are connected by the BVH to be formed. Therefore, since the outer layer OL1 on the high-frequency substrate 3 side can make the conductor layer thinner, the second embodiment can provide a multilayer printed wiring board with a shorter manufacturing process and higher density than the first embodiment. .
次に、この第二の実施形態の製造方法を図10と図11を用いて説明する。 まず、第一の実施形態と同構成の高周波基板3を用意して、内層ILに位置する金属箔2bをエッチングにより、所望の配線パターンを形成する(図10(a)(b)参照)。 Next, the manufacturing method of this 2nd embodiment is demonstrated using FIG. 10 and FIG. First, a high-frequency substrate 3 having the same configuration as that of the first embodiment is prepared, and a desired wiring pattern is formed by etching the metal foil 2b located in the inner layer IL (see FIGS. 10A and 10B).
次の段階では、第一の実施形態と同様の構成に材料を配置し、積層一体化する(図10(c)(d)参照)。これにより、比較的薄い厚みの高周波基板3を単独で加工する工程が少なくなるため、製造工程の短縮だけでなく、歩留りも向上する。また、この構成では、高周波基板にIVHが形成されていないため、この内部を半硬化状態の絶縁接着層7aの絶縁樹脂で充填する必要がない。よって、第一の実施形態のときより、絶縁接着層7aを薄くすることができ、多層プリント配線板を薄型化できる。さらに、半硬化状態の絶縁接着層7aと、半硬化状態の絶縁樹脂層7bを同じ厚みのものを採用できるため、反りはより低減され、製造時の管理も簡略化することもできる。 In the next stage, materials are arranged in the same configuration as in the first embodiment, and the layers are integrated (see FIGS. 10C and 10D). As a result, the number of steps for processing the relatively thin high-frequency substrate 3 alone is reduced, so that not only the manufacturing process is shortened but also the yield is improved. Further, in this configuration, since IVH is not formed on the high-frequency substrate, it is not necessary to fill the inside with the insulating resin of the semi-cured insulating adhesive layer 7a. Therefore, the insulating adhesive layer 7a can be made thinner and the multilayer printed wiring board can be made thinner than in the first embodiment. Furthermore, since the semi-cured insulating adhesive layer 7a and the semi-cured insulating resin layer 7b can be of the same thickness, warpage can be further reduced and management during manufacturing can also be simplified.
次に、所望の箇所にそれぞれの導体層を接続するためのBVHやTHを形成する(図11(e)参照)。このうち、BVH14は、高周波基板3に形成されている。因みに、高周波基板3にミリ波数帯に対応したアンテナを形成する場合、高周波基材1の厚みは、材料の特性上100μm以上となることが多い。一方、他方の面に形成されるBVH9は、絶縁樹脂層DL2に形成されるため、100μm以下となることが多い。 Next, BVH and TH for connecting each conductor layer to a desired location are formed (see FIG. 11E). Among these, the BVH 14 is formed on the high-frequency substrate 3. Incidentally, when an antenna corresponding to the millimeter wave number band is formed on the high-frequency substrate 3, the thickness of the high-frequency substrate 1 is often 100 μm or more because of material characteristics. On the other hand, since BVH9 formed on the other surface is formed on the insulating resin layer DL2, it is often 100 μm or less.
このため、BVH14をBVH9よりも大きな開口径とすることが望ましい。これは、線膨張係数の大きな高周波基材1が、厚みが厚くなることに伴い、膨張量が大きくなることを考慮すると、BVH14が大きな開口径となることは、導通接続信頼性の向上につながるためである。一方、BVH9が小径化することは低周波用配線パターンの高密度化につながるためである。孔加工としては、第一の実施形態と同様で、BVH9及び、BVH14はレーザ加工により、TH10はドリル加工によりそれぞれ形成すれば良い。 For this reason, it is desirable that BVH14 has a larger opening diameter than BVH9. This is because when the high-frequency base material 1 having a large linear expansion coefficient is taken into account that the expansion amount increases as the thickness increases, the BVH 14 having a large opening diameter leads to an improvement in the reliability of conductive connection. Because. On the other hand, the reduction in the diameter of the BVH 9 leads to an increase in the density of the low frequency wiring pattern. The drilling is the same as in the first embodiment, and BVH9 and BVH14 may be formed by laser processing, and TH10 may be formed by drilling.
その後、第一の実施形態と同様に、導電化処理することで、BVH9内やBVH14内、TH10内を含む全面に金属膜11を形成し、それぞれの外層の導体層(外層OL1側は金属箔2aと金属膜11、外層OL2側は金属箔8と金属膜11からなる)をエッチングすることで、高周波基板を積層した外層OL1には、高周波用配線パターン12を、外層OL2には、低周波用配線パターン13が形成された多層プリント配線板Pb2が得られる(図11(f))。 Thereafter, in the same manner as in the first embodiment, the metal film 11 is formed on the entire surface including the inside of the BVH9, the BVH14, and the TH10 by conducting a conductive treatment, and the respective conductor layers (the outer layer OL1 side is a metal foil). 2a and the metal film 11, and the outer layer OL2 side is made of the metal foil 8 and the metal film 11), the high-frequency wiring pattern 12 is formed on the outer layer OL1 on which the high-frequency substrates are laminated, and the low frequency is formed on the outer layer OL2. A multilayer printed wiring board Pb2 on which the wiring pattern 13 is formed is obtained (FIG. 11 (f)).
勿論、こちらも第一の実施形態と同様で、外層OL1には、高周波用配線パターン12の他にも、低周波用配線パターン13を形成することも可能であるため、これらが同一層で混成した多層プリント配線板とすることもできる。 Of course, this is also the same as in the first embodiment, and in addition to the high-frequency wiring pattern 12, it is possible to form the low-frequency wiring pattern 13 in the outer layer OL1, so that these are mixed in the same layer. A multilayer printed wiring board can also be obtained.
また、第二の実施形態の応用構成として、高周波基板3に形成するBVH15の孔形状を樽状とした多層プリント配線板Pb3とする(図12参照)。これにより、BVH15内に露出した高周波基材1と金属膜11との密着性を、孔形状からも強化することができ、より安定した導通信頼性を得られる。 In addition, as an applied configuration of the second embodiment, a multilayer printed wiring board Pb3 in which the hole shape of the BVH 15 formed in the high-frequency substrate 3 has a barrel shape is used (see FIG. 12). Thereby, the adhesiveness of the high frequency base material 1 exposed in BVH15 and the metal film 11 can be strengthened also from a hole shape, and more stable conduction | electrical_connection reliability can be obtained.
このBVH15の形成方法としては、レーザ加工により孔を形成する際、コンフォーマル工法により行うことで、容易に形成できる。因みに、コンフォーマル工法とは、穿孔される領域と同寸の金属箔をエッチング除去した後、レーザ照射し内部の絶縁接着層を除去する工法である。これに対し、ラージウィンドウ工法とは、予めレーザが照射される領域の金属箔を穿孔領域よりも大きめにエッチング除去した後、レーザを照射し内部の絶縁接着層を除去する工法となる。 As a method for forming this BVH15, when forming a hole by laser processing, it can be easily formed by a conformal method. Incidentally, the conformal method is a method in which a metal foil having the same size as the perforated region is removed by etching, and then the inner insulating adhesive layer is removed by laser irradiation. On the other hand, the large window method is a method in which the metal foil in the region irradiated with the laser is etched and removed larger than the perforated region, and then the laser is irradiated to remove the internal insulating adhesive layer.
続いて本発明のプリント配線板の第三の実施形態を図13及び、図14を用いて説明する。この構成のポイントは、高周波基板3の他方の面に設ける半硬化状態の絶縁樹脂層7b上の金属箔16を、反り抑制層としての役割だけでなく、放熱層として使用することにある。 Next, a third embodiment of the printed wiring board of the present invention will be described with reference to FIGS. The point of this configuration is that the metal foil 16 on the semi-cured insulating resin layer 7b provided on the other surface of the high-frequency substrate 3 is used not only as a warp suppressing layer but also as a heat dissipation layer.
ミリ波レーダに対応した多層プリント配線板では、高周波基板上に、当然レーダ送受信部品が搭載される。このレーダ送受信部品の中には、発熱しやすい部品もあるため、多層プリント配線板の中で放熱層を設けることは、安定して機能を発現させるためには有利な構成となる。そこで、第三の実施形態では、絶縁樹脂層上に設ける金属箔に、比較的厚みのある金属箔を使用した構成とする。 In the multilayer printed wiring board corresponding to the millimeter wave radar, the radar transmission / reception component is naturally mounted on the high frequency substrate. Among these radar transmission / reception components, there are components that easily generate heat. Therefore, providing a heat dissipation layer in the multilayer printed wiring board is an advantageous configuration for stably expressing the function. Therefore, in the third embodiment, a relatively thick metal foil is used as the metal foil provided on the insulating resin layer.
これにより、金属箔の剛性が上がるため、第一の実施形態で示したような絶縁接着層と絶縁樹脂層の特性を厳密に管理しなくとも、絶縁接着層の硬化収縮の影響を低く抑えることができ、反りを低減することができる。更に、この厚い金属箔と高周波用配線パターンを、THを介して導通接続することで、高い放熱性が得られる。その結果、反りを低減するだけでなく、放熱性も兼ね備えた多層プリント配線板が得られる。 As a result, the rigidity of the metal foil is increased, so that the influence of curing shrinkage of the insulating adhesive layer can be kept low without strictly controlling the characteristics of the insulating adhesive layer and the insulating resin layer as shown in the first embodiment. And warpage can be reduced. Furthermore, high heat dissipation can be obtained by electrically connecting the thick metal foil and the high-frequency wiring pattern via TH. As a result, it is possible to obtain a multilayer printed wiring board that not only reduces warpage but also has heat dissipation.
次に、この多層プリント配線板の製造方法を、図13を用いて説明する。まず、ベース基板中間体BP1の一方の面に、半硬化状態の絶縁接着層7aを介して、内層ILに所望の配線パターンが形成された高周波基板3を配置すると同時に、ベース基板中間体BP1の他方の面には、半硬化状態の絶縁樹脂層7bを介して、他の導体層よりも厚い金属箔16を配置する(図13(a)参照)。 Next, the manufacturing method of this multilayer printed wiring board is demonstrated using FIG. First, the high-frequency substrate 3 having a desired wiring pattern formed on the inner layer IL is disposed on one surface of the base substrate intermediate BP1 via the semi-cured insulating adhesive layer 7a, and at the same time, the base substrate intermediate BP1 On the other surface, a metal foil 16 thicker than the other conductor layers is disposed via a semi-cured insulating resin layer 7b (see FIG. 13A).
金属箔16の種類としては、特に制限はないが、放熱性やコストメリットを考慮すると、銅箔が適宜使用される。金属箔16の厚みとしては、反り抑制層としての剛性と、放熱性の点から少なくとも70μm以上であれば、上記効果が得られる。上限については、回路形成しないのであれば、特に制限はないが、回路形成するのであれば、エッチング精度の点から200μm以下であることが望まれる。 Although there is no restriction | limiting in particular as a kind of metal foil 16, In consideration of heat dissipation and cost merit, copper foil is used suitably. If the thickness of the metal foil 16 is at least 70 μm or more from the viewpoint of rigidity as a warp suppressing layer and heat dissipation, the above effect can be obtained. The upper limit is not particularly limited as long as the circuit is not formed, but if the circuit is formed, the upper limit is preferably 200 μm or less from the viewpoint of etching accuracy.
次に、これを積層一体化し、他の実施形態と同様に、TH10等を形成し、導電処理等を行うことで、多層プリント配線板Pb4が得られる(図13(b)参照)。 Next, this is laminated and integrated, and the multilayer printed wiring board Pb4 is obtained by forming TH10 and the like and conducting a conductive treatment or the like as in the other embodiments (see FIG. 13B).
この多層プリント配線板Pb4は、TH10を介して高周波基板3側の外層OL1にある高周波用配線パターン12と、反対側の外層OL2にある放熱パターン17(金属箔16と金属膜11からなる)が導通接続されている。これにより、反りを低減するだけでなく、放熱性も兼ね備えた多層プリント配線板が得られる。 This multilayer printed wiring board Pb4 has a high-frequency wiring pattern 12 in the outer layer OL1 on the high-frequency substrate 3 side and a heat radiation pattern 17 (consisting of a metal foil 16 and a metal film 11) in the opposite outer layer OL2 through TH10. Conductive connection. As a result, a multilayer printed wiring board that not only reduces warping but also has heat dissipation properties can be obtained.
また、第三の実施形態の応用構成として、外層OL1と外層OL2で異なる厚みの導体層を同時にエッチングすることを利用し、外層OL2側を、放熱性を確保しつつ、筐体に安定して固定するための形状とすることができる(図14参照)。 In addition, as an application configuration of the third embodiment, the outer layer OL1 and the outer layer OL2 can be etched in the conductor layers having different thicknesses at the same time, and the outer layer OL2 side can be stably attached to the casing while ensuring heat dissipation. The shape can be fixed (see FIG. 14).
この製造方法は、非常に容易であり、外層OL1側の導体層に合わせたエッチング条件で、外層OL2側の導体層を同時にエッチングすることで、目的の構成が得られる。つまり、外層OL2側の導体層はハーフエッチングされた状態となるため、全面で絶縁樹脂層DL2が露出することなく、導体層が存在した状態にできる。このため、例えば図14に示すように、筐体19に凸状のパターン20が形成されていた場合、この形状に合わせて外層OL2をエッチングし、凹状パターン18とすることで、筐体19への接触面積を増やせるので、より効率的に放熱することができる。 This manufacturing method is very easy, and the desired configuration can be obtained by simultaneously etching the conductor layer on the outer layer OL2 side under the etching conditions matched to the conductor layer on the outer layer OL1 side. In other words, since the conductor layer on the outer layer OL2 side is half-etched, the insulating resin layer DL2 is not exposed on the entire surface, and the conductor layer can exist. For this reason, for example, as shown in FIG. 14, when a convex pattern 20 is formed on the casing 19, the outer layer OL <b> 2 is etched in accordance with this shape to form a concave pattern 18, thereby forming the casing 19. The contact area can be increased, so that heat can be radiated more efficiently.
更に、この凸状パターン20は、位置合わせ用のガイドピンとして使用できるため、筐体組み込み時の位置精度と作業性を向上することができる。 Furthermore, since this convex pattern 20 can be used as a guide pin for alignment, it is possible to improve the position accuracy and workability when the housing is assembled.
本発明を説明するに当たって、7層構成のプリント配線板を例にして説明したが、本発明の構成から逸脱しない範囲であれば、他の構成を利用することはもちろん可能である。 In describing the present invention, a printed wiring board having a seven-layer structure has been described as an example. However, other structures may be used as long as they do not depart from the structure of the present invention.
1:高周波基材
2a:金属箔
2b:金属箔
OL1:外層
IL:内層
3:高周波基板
4:貫通孔
5:金属膜
6:インタースティシャルバイアホール(IVH)
GND:グランドパターン
BP:ベース基板
BP1:ベース基板中間体
TOP:ブラインドバイアホール(BVH)のトップ
BP2:ベース基板中間体
TOL:他の導体層より厚い導体層
BP3:ベース基板中間体
7a:半硬化状態の絶縁接着層
7b:半硬化状態の絶縁樹脂層
8:金属箔
DL1:絶縁接着層
DL2:絶縁樹脂層
OL2:外層
9:ブラインドバイアホール(BVH)
10:スルーホール(TH)
11:金属膜
12:高周波用配線パターン
13:低周波用配線パターン
Pb1:多層プリント配線板
DR:ドリル
14:ブラインドバイアホール(BVH)
Pb2:多層プリント配線板
15:ブライドバイアホール(BVH)
Pb3:多層プリント配線板
16:金属箔
Pb4:多層プリント配線板
17:放熱パターン
18:凹部
19:筐体
20:凸部
Pb5:多層プリント配線板
21:高周波基材
22a:金属箔
22b:金属箔
23:高周波基板
24:半硬化状態の絶縁接着層
BP2:ベース基板
Pb:多層プリント配線板
DL:絶縁接着層
IF:界面
1: High frequency substrate 2a: Metal foil 2b: Metal foil OL1: Outer layer IL: Inner layer 3: High frequency substrate 4: Through hole 5: Metal film 6: Interstitial via hole (IVH)
GND: ground pattern BP: base substrate BP1: base substrate intermediate TOP: top of blind via hole (BVH) BP2: base substrate intermediate TOL: conductor layer BP3 thicker than other conductor layers: base substrate intermediate 7a: semi-cured Insulating adhesive layer 7b in state: Semi-cured insulating resin layer 8: Metal foil DL1: Insulating adhesive layer DL2: Insulating resin layer OL2: Outer layer 9: Blind via hole (BVH)
10: Through hole (TH)
11: Metal film 12: High frequency wiring pattern 13: Low frequency wiring pattern Pb1: Multilayer printed wiring board DR: Drill 14: Blind via hole (BVH)
Pb2: Multilayer printed wiring board 15: Bride via hole (BVH)
Pb3: Multilayer printed wiring board 16: Metal foil Pb4: Multilayer printed wiring board 17: Heat radiation pattern 18: Concave portion 19: Housing 20: Convex portion Pb5: Multilayer printed wiring board 21: High-frequency substrate 22a: Metal foil 22b: Metal foil 23: High-frequency substrate 24: Semi-cured insulating adhesive layer BP2: Base substrate Pb: Multilayer printed wiring board DL: Insulating adhesive layer IF: Interface
Claims (5)
当該ベース基板における他方の面の最外層に位置する絶縁樹脂層が、当該高周波基板を当該ベース基板に積層するのと同じ工程で積層された半硬化状態の絶縁樹脂層の硬化物からなり、且つその両面が当該高周波基板のブラインドバイアホール開口径より小径のブラインドバイアホールにより導通接続されてなることを特徴とする多層プリント配線板。 A base substrate in which a conductor layer and an insulating resin layer are repeatedly laminated in a desired number of layers, and an insulating resin excellent in high frequency characteristics, laminated on one surface of the base substrate via an insulating adhesive layer A multilayer printed wiring board comprising at least a high-frequency substrate having both sides thereof and conductively connected to each other by blind via holes ,
Insulating resin layer positioned at the outermost layer of the other surface of the base substrate, Ri Do the high frequency substrate from the cured product of the insulating resin layer in a semi-cured state of being laminated in the same process as to laminate on the base substrate, and a multilayer printed wiring board whose both sides, characterized in Rukoto such are conductively connected by the small diameter of the blind via hole from the blind via hole opening diameter of the high-frequency substrate.
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