JP3543748B2

JP3543748B2 - Forming method of multilayer printed wiring board

Info

Publication number: JP3543748B2
Application number: JP2000293069A
Authority: JP
Inventors: 光司佐藤; 浩田代; 浩史小川; 政夫青津; 賢吾河澄
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-09-26
Filing date: 2000-09-26
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2020-09-26
Also published as: JP2002111207A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数枚の回路板を積層して多層プリント配線板を製造する際の成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多層プリント配線板は、内層用の回路を設けて作製した複数枚の内層用の回路板をプリプレグ等の絶縁樹脂シートを介して重ねると共に、さらに最外層にプリプレグ等の絶縁樹脂シートを介して銅箔等の金属箔を重ね、これをプレス装置にセットして加熱加圧成形することによって、複数枚の回路板及び金属箔を積層一体化し、そしてスルーホールの加工や、外層の金属箔のプリント配線加工等の工程を経て、製造されている。
【０００３】
上記のように多層プリント配線板を製造するに際して、積層する各回路板は精密に位置合わせをした状態で絶縁樹脂シートを介して重ねるようにしてあるが、加熱加圧成形をする際の絶縁樹脂シートの溶融樹脂の流れなどによって各回路板が位置ずれするおそれがあり、この成形の際の位置ずれによって各回路板の重ね合わせ位置精度が低下するおそれがある。
【０００４】
そこで特開平５−７５２５６号公報や、特開平６−６０３６号公報などにみられるように、積層する各回路板に貫通孔を設けておき、絶縁樹脂シートを介して重ね合わせた各回路板の貫通孔にかしめピンを通し、そしてこのかしめピンをかしめることによって、かしめピンで各回路板を結合して一体化し、この状態で加熱加圧成形を行なうことによって、成形の際に回路板が位置ずれすることを防止するようにしている。しかし、かしめピンをかしめる際の変形によって、重ねた各回路板が位置ずれするおそれがあって、かしめピンで各回路板を一体化する際に回路板に位置ずれが発生し易く、回路板の位置精度を高く保つことが困難な場合が多い。
【０００５】
一方、特開平１０−２２４０３２号公報にみられるように、複数枚の回路板を絶縁樹脂シートを介して重ね、これを部分的に加熱することによって、絶縁樹脂シートの樹脂で複数枚の回路板を部分的に相互に溶着して一体化し、そしてこの状態で加熱加圧成形を行なうことによって、成形の際に回路板が位置ずれすることを防止する試みが行なわれている。この場合には、重ねた各回路板を一体化する際に位置ずれするようなことはないが、各回路板は絶縁樹脂シートを介して部分的に溶着されているだけなので、成形の際に回路板が位置ずれすることを完全に防ぐことは難しい。
【０００６】
そこでこれらの問題を解消するために、本出願人は、回路板を絶縁樹脂シートを介して重ねて組み合わせ、まずこの組み合わせ物を部分的に加熱することによって、絶縁樹脂シートの樹脂で複数枚の回路板を部分的に融着し、次に、各回路板にかしめピンを通して複数枚の回路板をかしめ固定し、この後、この組み合わせ物をプレス装置にセットして加熱加圧成形を行なって、複数枚の回路板を積層した多層プリント配線板を製造することを、特願２０００−１２３４６８号で提案している。
【０００７】
この方法によれば、回路板の部分的な溶着によって、回路板が横方向に位置ずれしたりすることがない状態で、かしめピンのかしめによる回路板の一体化を行なうことができるものであり、かしめの際に回路板が横ずれすることがなくなると共に、成形の際の位置ずれをかしめピンによるかしめ固定で確実に防ぐことができ、各回路板を位置ずれすることなく位置精度高く積層する成形を行なうことができるのである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上記の特願２０００−１２３４６８号において、回路板を絶縁樹脂シートを介して重ねた組み合わせ物を部分的に加熱して回路板を部分的に融着する際や、組み合わせ物の回路板にかしめピンを通してかしめ固定する際に、組み合わせ物をプレート間に挟持し、回路板が位置ずれすることをプレートで防ぎながら融着やかしめの作業を行なうようにしている。
【０００９】
しかし、このように組み合わせ物をプレートで挟持するためにプレートを組み合わせ物に重ねる際に、組み合わせ物の表面とプレートの間に空気が挟まれて残留することがある。そして、このように組み合わせ物の表面とプレートの間に空気が部分的に残っていると、プレートで組み合わせ物を均一に押さえ付けることができず、プレートで組み合わせ物を挟持する際に回路板が位置ずれするおそれがあった。また、このように空気が残留せず、組み合わせ物の表面とプレートが密着しているときには、融着やかしめ固定を行なった後に、組み合わせ物からプレートを取り外す際に、組み合わせ物の表面とプレートの間が真空状態になって、回路板がプレートを取り外すときに引っ張られて、回路板が位置ずれするおそれがあった。そしてこの結果、回路板が位置ずれした状態で融着やかしめ固定がされることがあるという問題があった。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、回路板を位置ずれすることなく、位置精度高く積層することができる多層プリント配線板の成形方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る多層プリント配線板の成形方法は、回路を設けた複数枚の回路板２を絶縁樹脂シート３を介して重ねて組み合わせ、この組み合わせ物４を両面に開口する空気抜き穴８を設けたプレート６間に挟んだ状態で、組み合わせ物４を部分的に加熱することによって、絶縁樹脂シート３の樹脂で複数枚の回路板４を部分的に融着し、次にこの組み合わせ物４を両面に開口する空気抜き穴を設けたプレート７間に挟んだ状態で、各回路板２にかしめピン５を通して複数枚の回路板２をかしめ固定し、この後、この組み合わせ物４をプレス装置にセットして加熱加圧成形を行なうことを特徴とするものである。
【００１２】
また請求項２の発明は、スリットとして形成した空気抜き穴８を設けたプレート６，７を用いることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
本発明において回路板２としては任意のものを用いることができるものであり、例えば樹脂積層板を絶縁基板とし、表面に貼った銅箔などの金属箔をプリント加工して回路を設けたものや、樹脂板やセラミック板を絶縁基板とし、その表面にメッキによって回路を設けたものなど、従来からプリント配線板として提供されているいずれのものでも制限されることなく用いることができる。この回路板２にはその四隅端部など、回路が設けられていて最終製品の多層プリント配線板として使用される範囲の外において、貫通孔１１が穿設加工してある（図３（ａ）参照）。この貫通孔１１は回路板２に形成された回路のパターンに対して決められた位置に設けられるものである。
【００１５】
また絶縁樹脂シート３は、絶縁樹脂をフィルム状に形成した絶縁樹脂フィルムや、絶縁樹脂を基材に含浸、乾燥して調製したプリプレグなど、シート状に形成された絶縁樹脂材料である。絶縁樹脂フィルムとしては、エポキシ樹脂やフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂をシート状に成形してＢ−ステージ状態に半硬化させたものを用いることができるものであり、またプリプレグとしては、ガラス布などの基材に、エポキシ樹脂やフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂のワニスを含浸し、これを加熱乾燥して熱硬化性樹脂をＢ−ステージ状態に半硬化させたのものを用いることができる。
【００１６】
そして図２（ａ）に示すように、上記の回路板２を複数枚、絶縁樹脂シート３を介して上下に重ね合わせ、必要に応じて、さらにその外側に絶縁樹脂シート３を重ねる。このとき、複数枚の各回路板２は、その回路のパターンを精密に位置合わせした状態で重ね合わされるものであり、各回路板２に形成した貫通孔１１は相互に精密に対向し合っている。尚、絶縁樹脂シート３にもこの貫通孔１１に対応する個所において貫通孔１４が予め設けてある（図３（ａ）参照）。各回路板２の回路のパターンを精密に位置合わせするには、例えば、各回路板２に付設した位置合わせマーク及び穿孔されたガイド孔によって回路板２の相互の位置合わせをすることによって行なうことができる。次に、このように重ね合わせて組み合わせた組み合わせ物４の上面と下面にプレート６を配置し、２枚のプレート６の間に組み合わせ物４を挟みこむ。このプレート６としては金属板が用いられるものであり、図１（ａ）に示すように、プレート６は組み合わせ物４の外形・寸法（つまり回路板２、絶縁樹脂シート３の外形・寸法）とほぼ同じに形成されるが、プレート６には表裏に開口する空気抜き穴８が設けてある。この空気抜き穴８はプレート６の全面に分散して複数箇所に配置して形成してあり、図１（ａ）では丸孔などの孔として空気抜き穴８を形成するようにしてある。さらにプレート６の端縁部には後述の溶着を行なう個所において切欠部１３が設けてある。
【００１７】
この後、プレート６の切欠部１３において、組み合わせ物４をその両面から部分的に加熱する。ここで組み合わせ物４の最外層が絶縁樹脂シート３の場合には絶縁樹脂シート３の上から、最外層が回路板２の場合には回路板２の上から加熱することになる。加熱はヒーターなどの加熱治具を押し当てることによって行なうことができるものであり、このように組み合わせ物４を部分的に加熱すると、加熱された部分の絶縁樹脂シート３の樹脂が一旦溶融した後、硬化し、この溶融・硬化した樹脂によって、上下に重ねた各回路板２を部分的に溶着し、複数枚の回路板２を一体化することができる。この溶着は、回路板２の端縁部など、回路が設けられていて最終製品の多層プリント配線板として使用される範囲の外において行なわれるものであり、溶着部分を図２（ｂ）に符号ｍで示す。
【００１８】
このように組み合わせ物４を部分的に加熱するにあたって、回路板２には大きな加圧力を作用させる必要がないので、各回路板２が横方向に位置ずれしたりするようなおそれなく、各回路板２を位置精度高く重ねた状態で一体化することができるものである。特に組み合わせ物４の上下両面をプレート６で挟んでいるため、プレート６間で各回路板２を固定して回路板２の位置ずれを阻止することができ、各回路板２を位置精度高く重ねた状態で一体化することができるものである。しかも、プレート６には空気抜き穴８が設けてあるので、組み合わせ物４の表面とプレート６の間の空気を空気抜き穴８から抜くことができ、プレート６で組み合わせ物４を均一に押さえ付けることができるものであり、プレート６で組み合わせ物４を挟持する際に回路板２が位置ずれするようなことがなくなるものである。また、回路板２を部分的に溶着させた後にプレート６を組み合わせ物４の表面から外すときに、空気抜き穴８から組み合わせ物４の表面とプレート６の間に空気が流入することによって、組み合わせ物４の表面とプレート６の間が真空状態になることを防ぐことができ、プレート６を外す際に回路板２が位置ずれするようなことがなくなるものである。
【００１９】
尚、プレート６を金属板で形成するようにすれば、組み合わせ物４を部分的に加熱する際の熱は、熱伝導性の高い金属板を通して逃がすことができるので、熱が絶縁樹脂シート３の面方向に広がって絶縁樹脂シート３を広い面積で溶融・硬化させるようなことを防ぐことができるものである。
【００２０】
ここで、回路板２を溶着させるために組み合わせ物４を部分的に加熱する際の温度は、後述のように組み合わせ物４を加熱加圧成形する際の成形温度よりも５０〜２００℃高い温度に設定するのが好ましい。この加熱温度は、加熱治具が組み合わせ物４の表面に接触する部分の温度であり、加熱温度が成形温度＋５０℃より低いと、回路板２の溶着が不十分になって、回路板２の位置ずれ防止の効果を高く得ることが難しくなる。逆に加熱温度が成形温度＋２００℃より高いと、加熱部分、特に加熱部分の絶縁樹脂シート３が炭化し、多層プリント配線板の品質に悪影響が及ぶおそれがある。また、回路板２を溶着させるために組み合わせ物４を部分的に加熱する際の時間は、１０〜６０秒の範囲に設定するのが好ましい。加熱時間が１０秒より短いと、回路板２の溶着が不十分になって、回路板２の位置ずれ防止の効果を高く得ることが難しくなる。逆に加熱時間が６０秒より長いと、加熱部分が炭化し、多層プリント配線板の品質に悪影響が及ぶおそれがある。
【００２１】
上記のようにして組み合わせ物４の各回路板２を溶着して一体化した後、この組み合わせ物４の各回路板２の貫通孔１１と絶縁樹脂シート３の貫通孔１４にかしめピン５を通してかしめる。このとき、図３（ａ）のように、組み合わせ物４の上面と下面に金属板などで形成されるプレート７を配置し、２枚のプレート７の間に組み合わせ物４を挟み込んだ状態でかしめを行なうものである。プレート７は組み合わせ物４の外形・寸法（つまり回路板２、絶縁樹脂シート３の外形・寸法）とほぼ同じに形成されるが、図１（ｂ）に示すように、プレート７には表裏に開口する空気抜き穴８が設けてある。この空気抜き穴８はプレート７の全面に分散して複数箇所に配置して形成してあり、図１（ｂ）では丸孔などの孔として空気抜き穴８を形成するようにしてある。またプレート７の四隅の端部には切欠部１５が設けてあり、プレート７間に組み合わせ物４を挟持した状態で、切欠部１５の部分でかしめピン５のかしめを行なうことができるものである。
【００２２】
鍔５ａ付きのかしめピン５を貫通孔１１，１４に通すと共にかしめることによって、鍔５ａとかしめで形成される鍔部５ｂとの間に組み合わせ物４を挟み込むことによって、図３（ｂ）に示すように、各回路板２をかしめピン５で一体化することができるものである。ここで組み合わせ物４の最外層が絶縁樹脂シート３の場合には絶縁樹脂シート３の上から、最外層が回路板２の場合には回路板２の上からかしめることになる。このようにかしめピン５をかしめて各回路板２を一体化するにあたって、各回路板２は溶着によって一体化された状態にあるので、回路板２の貫通孔１１の内径とかしめピン５の外径の差で回路板２が位置ずれするようなことはなく、またかしめピン５をかしめる際の変形によって各回路板２が位置ずれすることも防ぐことができるものであり、各回路板２を位置精度高く重ねた状態のまま、一体化することができるものである。特に組み合わせ物４の上下両面をプレート７で挟んでいるため、回路板２の位置ずれを阻止することができ、各回路板２を位置精度高く重ねた状態で一体化することができるものであり、しかもプレート７には空気抜き穴８が設けてあるので、組み合わせ物４の表面とプレート７の間の空気を空気抜き穴８から抜くことができ、プレート７で組み合わせ物４を均一に押さえ付けることができるものであって、プレート７で組み合わせ物４を挟持する際に回路板２が位置ずれするようなことがなくなるものである。また、回路板２をかしめ固定した後にプレート７を組み合わせ物４の表面から外すときに、空気抜き穴８から組み合わせ物４の表面とプレート７の間に空気が流入することによって、組み合わせ物４の表面とプレート７の間が真空状態になることを防ぐことができ、プレート７を外す際に回路板２が位置ずれするようなことがなくなるものである。
【００２３】
上記のようにして、溶着及びかしめピン５で複数枚の回路板２を一体化した後、組み合わせ物４の上下に必要に応じて銅箔や樹脂付き銅箔などの金属箔１２を重ね、これを図４のように熱盤１６を供えたプレス装置１７にセットし、加熱加圧成形を行なうことによって、多層プリント配線板を製造することができるものである。
【００２４】
上記のようにプレート６，７に設ける空気抜き穴８の数や大きさ、形状は任意であり、図１（ａ）（ｂ）のように丸孔として形成する他に、図６（ａ）（ｂ）のように、空気抜き穴８をスリットとして形成するようにしてもよい。しかし空気抜き穴８はプレート６，７に反りを生じさせるようなものであってはいけないものであり、またプレート６を放熱のために金属板で形成するときには、放熱の効果を損なうものであってはいけない。
【００２５】
【実施例】
次に本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００２６】
（実施例１）
回路板２として、エポキシ樹脂積層板の上下の両面に銅箔による回路を設けて形成した、サイズ５００×５００ｍｍのものを用い、また絶縁樹脂シート３としてサイズ５００×５００ｍｍのガラス基材入りエポキシ樹脂プリプレグ（松下電工製、Ｒ１６６１）を用いた。そしてプレート６として図５（ａ）のように直径１０ｍｍの丸孔として空気抜き穴８を５箇所に設けたものを、プレート７として図５（ｂ）のように直径１０ｍｍの丸孔として空気抜き穴８を５箇所に設けたものをそれぞれ用いた（図５において寸法の数字の単位はｍｍ）。
【００２７】
そして３枚の回路板２をその回路を精密に位置合わせしながら絶縁樹脂シート３を介して重ねると共にさらにその上下に絶縁樹脂シート３を重ね、この組み合わせ物４を上下からプレート６によって挟持した（図２（ａ）参照）。この後に、２８０℃（＝成形温度１８０℃＋１００℃）の温度で、３０秒間、組み合わせ物４を部分的に加熱することによって、回路板２を部分的に溶着して一体化した（図２（ｂ）参照）。
【００２８】
次に、プレート７を用いてこの組み合わせ物４を上下から挟持し（図３（ａ）参照）、貫通孔１１，１４にかしめピン５を通してかしめることによって、回路板２をかしめ固定して一体化した（図３（ｂ）参照）。
【００２９】
このように回路板２を溶着及びかしめピン５で一体化した組み合わせ物４の５０個のサンプルについて、成形の前に、回路板２の相互の位置ずれを測定し、位置ずれが１００μｍ以上のものの発生率を調べ、結果を表１に示した。
【００３０】
次に、上記のように一体化した組み合わせ物４の上下に銅箔１２を重ね、これを１８０℃の熱盤１６を有するプレス装置１７にセットし、４ＭＰａの加圧条件で１００分間、加熱加圧成形をすることによって、８層構成の多層プリント配線板を成形した（図４参照）。
【００３１】
このように成形した後に、５０個のサンプルについて回路板２の相互の位置ずれを測定し、位置ずれが１００μｍ以上のものの発生率を調べ、結果を表１に示した。
【００３２】
（比較例１）
プレート６，７として空気抜き穴８を設けていない穴無しのものを用いるようにした他は、実施例１と同様にした。
【００３３】
（比較例２）
プレート６，７を使用しないで、部分的な溶着やかしめを行なうようにした他は、実施例１と同様にした。
【００３４】
【表１】

【００３５】
表１にみられるように、プレート６，７を使用しないで部分的な溶着やかしめを行なうようにした比較例２のものは、位置ずれの発生率が高く、総合評価は「×」であった。またプレート６，７を使用して部分的な溶着やかしめを行なうようにしても、プレート６，７に空気抜き穴８を設けていない比較例１のものは、位置ずれの発生がややあり、総合評価は「△」であった。これに対して、空気抜き穴８を設けたプレート６，７を使用して部分的な溶着やかしめを行なうようにした実施例１では、位置ずれの発生率は０％であり、総合評価は「○」であった。
【００３６】
（実施例２）
プレート６として図６（ａ）のように幅５ｍｍのスリットとして空気抜き穴８を６箇所に設けたものを、プレート７として図６（ｂ）のように幅５ｍｍのスリットとして空気抜き穴８を６箇所に設けたものをそれぞれ用いた（図６において寸法の数字の単位はｍｍ）。そしてプレート６，７としてこれらのものを用いるようにした他は、実施例１と同様にした。
【００３７】
（比較例３）
プレート６，７として空気抜き穴８を設けていない穴無しのものを用いるようにした他は、実施例２と同様にした。
【００３８】
（比較例４）
プレート６，７を使用しないで、部分的な溶着やかしめを行なうようにした他は、実施例２と同様にした。
【００３９】
【表２】

【００４０】
表１にみられるように、プレート６，７を使用しないで部分的な溶着やかしめを行なうようにした比較例４のものは、位置ずれの発生率が高く、総合評価は「×」であった。またプレート６，７を使用して部分的な溶着やかしめを行なうようにしても、プレート６，７に空気抜き穴８を設けていない比較例３のものは、位置ずれの発生がややあり、総合評価は「△」であった。これに対して、空気抜き穴８を設けたプレート６，７を使用して部分的な溶着やかしめを行なうようにした実施例２では、位置ずれの発生率は０％であり、総合評価は「○」であった。
【００４１】
【発明の効果】
上記のように本発明は、回路を設けた複数枚の回路板を絶縁樹脂シートを介して重ねて組み合わせ、この組み合わせ物を両面に開口する空気抜き穴を設けたプレート間に挟んだ状態で、組み合わせ物を部分的に加熱することによって、絶縁樹脂シートの樹脂で複数枚の回路板を部分的に融着し、次にこの組み合わせ物を両面に開口する空気抜き穴を設けたプレート間に挟んだ状態で、各回路板にかしめピンを通して複数枚の回路板をかしめ固定し、この後、この組み合わせ物をプレス装置にセットして加熱加圧成形を行なうようにしたので、回路板が位置ずれすることをプレートによる挟持で防ぎながら、回路板の溶着一体化やかしめ固定をすることができると共に、回路板の部分的な溶着によって位置精度高く一体化した状態でかしめピンのかしめによって回路板の一体化を行なうことができるものであり、しかも組み合わせ物の表面とプレートの間に空気が残留したり、組み合わせ物の表面とプレートの間が真空状態になったりすることを空気抜き穴によって防ぐことができ、プレート間に組み合わせ物を挟持する際や組み合わせ物からプレートを取り外す際に回路板が位置ずれすることを防ぐことができるものであり、各回路板を位置ずれすることなく位置精度高く積層する成形を行なうことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ平面図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ断面図である。
【図４】本発明の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図５】実施例１で使用するプレートを示すものであり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ平面図である。
【図６】実施例２で使用するプレートを示すものであり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ平面図である。
【符号の説明】
２回路板
３絶縁樹脂シート
４組み合わせ物
５かしめピン
６プレート
７プレート
８空気抜き穴[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a forming method for manufacturing a multilayer printed wiring board by laminating a plurality of circuit boards.
[0002]
[Prior art]
The multilayer printed wiring board is formed by stacking a plurality of circuit boards for the inner layer prepared by providing circuits for the inner layer via an insulating resin sheet such as a prepreg, and further forming a copper layer on the outermost layer via an insulating resin sheet such as a prepreg. By laminating metal foils such as foils, setting them on a press device, and applying heat and pressure molding, laminating and integrating multiple circuit boards and metal foils, processing through holes, printing of outer layer metal foils It is manufactured through processes such as wiring processing.
[0003]
When manufacturing a multilayer printed wiring board as described above, the respective circuit boards to be laminated are laminated via an insulating resin sheet in a state where they are precisely aligned. Each circuit board may be displaced due to the flow of the molten resin of the sheet or the like, and the misalignment at the time of molding may cause a decrease in the overlapping position accuracy of each circuit board.
[0004]
Therefore, as shown in JP-A-5-75256 and JP-A-6-6036, a through hole is provided in each of the circuit boards to be laminated, and the circuit boards are superposed via an insulating resin sheet. By passing a caulking pin through the through hole and caulking the caulking pin, each circuit board is connected and integrated with the caulking pin, and by performing heat and pressure molding in this state, the circuit board is The position is prevented from shifting. However, there is a risk that each of the stacked circuit boards will be displaced due to deformation when the caulking pins are caulked, and the circuit boards are likely to be misaligned when the circuit boards are integrated with the caulking pins. In many cases, it is difficult to keep the position accuracy of the object high.
[0005]
On the other hand, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-224032, a plurality of circuit boards are stacked with an insulating resin sheet interposed therebetween, and this is partially heated, so that a plurality of circuit boards are formed of resin of the insulating resin sheet. Attempts have been made to prevent the circuit board from being displaced during molding by partially welding together and integrating them and performing heating and press molding in this state. In this case, there is no misalignment when the stacked circuit boards are integrated, but since each circuit board is only partially welded through an insulating resin sheet, It is difficult to completely prevent the circuit board from being displaced.
[0006]
Therefore, in order to solve these problems, the applicant of the present invention has put together a circuit board with an insulating resin sheet interposed therebetween, and first heats this combination to partially form a resin sheet of the insulating resin sheet. The circuit boards are partially fused, and then a plurality of circuit boards are caulked and fixed through caulking pins to each circuit board.After that, the combination is set on a press device and heated and pressed. Japanese Patent Application No. 2000-123468 proposes to manufacture a multilayer printed wiring board in which a plurality of circuit boards are laminated.
[0007]
According to this method, the circuit board can be integrated by caulking the caulking pins without the circuit board being displaced in the lateral direction due to partial welding of the circuit board. In addition, the circuit board does not shift laterally during caulking, and the misalignment during molding can be reliably prevented by caulking with caulking pins, and each circuit board is laminated with high positional accuracy without misalignment Can be done.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Here, in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 2000-123468, when a combined product obtained by overlapping circuit boards via an insulating resin sheet is partially heated to partially fuse the circuit boards, At the time of caulking and fixing through a caulking pin, the combination is sandwiched between the plates, and the work of fusion or caulking is performed while preventing the circuit board from being displaced by the plates.
[0009]
However, when the plate is stacked on the combination in order to pinch the combination with the plate, air may be trapped and remain between the surface of the combination and the plate. And if air is partially left between the surface of the combination and the plate in this way, the combination cannot be pressed down uniformly on the plate, and the circuit board will not be able to hold the combination on the plate. There was a risk of displacement. Also, when air does not remain and the surface of the combination is in close contact with the plate, when the plate is removed from the combination after fusion or swaging, the surface of the combination and the plate There was a possibility that the circuit board was pulled when the plate was removed and the circuit board was displaced due to a vacuum state. As a result, there has been a problem that fusion and swaging may be performed in a state where the circuit board is displaced.
[0010]
The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide a method for forming a multilayer printed wiring board capable of stacking circuit boards with high positional accuracy without displacing the circuit boards. .
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the method for forming a multilayer printed wiring board according to the present invention, a plurality of circuit boards 2 provided with circuits are overlapped via an insulating resin sheet 3 and combined, and an air vent hole 8 for opening the combination 4 on both sides is provided. By partially heating the combination 4 in a state sandwiched between the plates 6, the plurality of circuit boards 4 are partially fused with the resin of the insulating resin sheet 3, and then the combination 4 is placed on both sides. A plurality of circuit boards 2 are caulked and fixed to each circuit board 2 through caulking pins 5 in a state of being sandwiched between plates 7 provided with air vent holes which are opened at the end. Thereafter, the combination 4 is set in a press device. And heat and pressure molding.
[0012]
The invention according to claim 2 is characterized in that

plates

6 and 7 provided with air vent holes 8 formed as slits are used.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0014]
In the present invention, any circuit board can be used as the circuit board 2. For example, a circuit board is provided by printing a metal foil such as a copper foil adhered on the surface and using a resin laminate as an insulating substrate. In addition, any board that has been conventionally provided as a printed wiring board, such as a board having a resin plate or a ceramic plate as an insulating substrate and a circuit provided on its surface by plating, can be used without limitation. The circuit board 2 is provided with a circuit, such as at its four corners, and a through hole 11 is formed outside the range used as a multilayer printed wiring board of the final product (FIG. 3A). reference). The through hole 11 is provided at a position determined with respect to a circuit pattern formed on the circuit board 2.
[0015]
The insulating resin sheet 3 is a sheet-shaped insulating resin material such as an insulating resin film in which an insulating resin is formed in a film shape, and a prepreg prepared by impregnating and drying an insulating resin in a base material. As the insulating resin film, a thermosetting resin such as an epoxy resin or a phenol resin, which is formed into a sheet and semi-cured to a B-stage state, can be used. As the prepreg, a glass cloth can be used. A substrate obtained by impregnating a varnish of a thermosetting resin such as an epoxy resin or a phenol resin into a base material such as an epoxy resin or a phenol resin, heating and drying the varnish, and semi-curing the thermosetting resin to a B-stage state can be used.
[0016]
Then, as shown in FIG. 2A, a plurality of the circuit boards 2 are vertically stacked via the insulating resin sheet 3 and, if necessary, the insulating resin sheet 3 is further stacked on the outside thereof. At this time, the plurality of circuit boards 2 are overlapped in a state where their circuit patterns are precisely aligned, and the through holes 11 formed in each circuit board 2 face each other precisely. I have. The insulating resin sheet 3 is also provided with through-holes 14 at locations corresponding to the through-holes 11 (see FIG. 3A). The precise alignment of the circuit patterns on each circuit board 2 is performed, for example, by aligning the circuit boards 2 with each other using alignment marks provided on each circuit board 2 and perforated guide holes. Can be. Next, the plates 6 are arranged on the upper surface and the lower surface of the combination 4 thus superimposed and combined, and the combination 4 is sandwiched between the two plates 6. As the plate 6, a metal plate is used. As shown in FIG. 1A, the plate 6 has the outer shape and dimensions of the combination 4 (that is, the outer shape and dimensions of the circuit board 2 and the insulating resin sheet 3). Although formed almost the same, the plate 6 is provided with air vent holes 8 opening on the front and back. The air vent holes 8 are formed at a plurality of locations dispersedly on the entire surface of the plate 6. In FIG. 1A, the air vent holes 8 are formed as holes such as round holes. Further, a notch 13 is provided at an edge of the plate 6 at a location where welding to be described later is performed.
[0017]
Thereafter, in the notch 13 of the plate 6, the combination 4 is partially heated from both sides. Here, when the outermost layer of the combination 4 is the insulating resin sheet 3, heating is performed from above the insulating resin sheet 3, and when the outermost layer is the circuit board 2, heating is performed from above the circuit board 2. Heating can be performed by pressing a heating jig such as a heater. When the combination 4 is partially heated as described above, the resin of the insulating resin sheet 3 in the heated portion is once melted. The circuit boards 2 stacked one above the other are partially welded with the melted and cured resin to integrate the plurality of circuit boards 2. This welding is performed outside the range where the circuit is provided and used as a multilayer printed wiring board of the final product, such as the edge portion of the circuit board 2, and the welded portions are denoted by reference numerals in FIG. Indicated by m.
[0018]
As described above, when the combination 4 is partially heated, it is not necessary to apply a large pressing force to the circuit board 2. The plates 2 can be integrated in a state where they are stacked with high positional accuracy. In particular, since the upper and lower surfaces of the combination 4 are sandwiched between the plates 6, the circuit boards 2 can be fixed between the plates 6 to prevent the circuit boards 2 from being displaced, and the circuit boards 2 can be stacked with high positional accuracy. It can be integrated in a state where it is placed. Moreover, since the plate 6 is provided with the air vent hole 8, the air between the surface of the combination 4 and the plate 6 can be extracted from the air vent hole 8, and the plate 6 can uniformly press the combination 4. It is possible to prevent the circuit board 2 from being displaced when the combination 4 is sandwiched between the plates 6. Further, when the plate 6 is removed from the surface of the combination 4 after the circuit board 2 is partially welded, air flows into the space between the surface of the combination 4 and the plate 6 through the air vent hole 8 so that the combination It is possible to prevent a vacuum state between the surface of the circuit board 4 and the plate 6 and prevent the circuit board 2 from being displaced when the plate 6 is removed.
[0019]
If the plate 6 is formed of a metal plate, heat generated when the combination 4 is partially heated can be released through a metal plate having high thermal conductivity. It is possible to prevent the insulating resin sheet 3 from spreading in the plane direction and being melted and cured in a large area.
[0020]
Here, the temperature at which the combination 4 is partially heated to weld the circuit board 2 is 50 to 200 ° C. higher than the molding temperature at which the combination 4 is heated and pressed as described later. It is preferable to set This heating temperature is the temperature of the portion where the heating jig contacts the surface of the combination 4. If the heating temperature is lower than the molding temperature + 50 ° C., the welding of the circuit board 2 becomes insufficient, and It is difficult to obtain a high effect of preventing displacement. Conversely, if the heating temperature is higher than the molding temperature + 200 ° C., the heated portion, particularly the insulating resin sheet 3 in the heated portion, is carbonized, which may adversely affect the quality of the multilayer printed wiring board. Further, the time for partially heating the combination 4 to weld the circuit board 2 is preferably set in the range of 10 to 60 seconds. When the heating time is shorter than 10 seconds, the welding of the circuit board 2 becomes insufficient, and it is difficult to obtain a high effect of preventing the circuit board 2 from being displaced. Conversely, if the heating time is longer than 60 seconds, the heated portion is carbonized, which may adversely affect the quality of the multilayer printed wiring board.
[0021]
After the respective circuit boards 2 of the combination 4 are welded and integrated as described above, the caulking pins 5 are inserted into the through holes 11 of the circuit boards 2 and the through holes 14 of the insulating resin sheet 3 of the combination 4. Close. At this time, as shown in FIG. 3A, a plate 7 formed of a metal plate or the like is arranged on the upper surface and the lower surface of the combination 4, and swaged in a state where the combination 4 is sandwiched between the two plates 7. Is performed. The plate 7 is formed to have almost the same outer shape and dimensions as the combination 4 (that is, the outer shape and dimensions of the circuit board 2 and the insulating resin sheet 3), but as shown in FIG. An open air vent hole 8 is provided. The air vent holes 8 are dispersedly formed on the entire surface of the plate 7 and formed at a plurality of locations. In FIG. 1B, the air vent holes 8 are formed as holes such as round holes. Notches 15 are provided at the four corners of the plate 7, and the pin 5 can be swaged at the notch 15 while the combination 4 is held between the plates 7. .
[0022]
By passing the caulking pin 5 with the flange 5a through the through

holes

11 and 14 and caulking, the combination 4 is sandwiched between the flange 5a and the flange portion 5b formed by caulking, as shown in FIG. As shown, each circuit board 2 can be integrated by caulking pins 5. Here, when the outermost layer of the combination 4 is the insulating resin sheet 3, it is swaged from above the insulating resin sheet 3, and when the outermost layer is the circuit board 2, it is swaged from above the circuit board 2. When the circuit boards 2 are integrated by caulking the caulking pins 5 in this way, since the circuit boards 2 are integrated by welding, the inner diameter of the through hole 11 of the circuit board 2 and the outer diameter of the caulking pins 5 The circuit board 2 is not displaced due to the difference in diameter, and the circuit boards 2 can be prevented from being displaced due to deformation when the caulking pins 5 are crimped. Can be integrated in a state where they are overlapped with high positional accuracy. In particular, since the upper and lower surfaces of the combination 4 are sandwiched between the plates 7, the displacement of the circuit board 2 can be prevented, and the circuit boards 2 can be integrated in a state of being stacked with high positional accuracy. In addition, since the plate 7 is provided with the air vent hole 8, the air between the surface of the combination 4 and the plate 7 can be extracted from the air vent hole 8, so that the plate 7 can uniformly press the combination 4. It is possible to prevent the circuit board 2 from being displaced when the combination 4 is sandwiched between the plates 7. Further, when the plate 7 is removed from the surface of the combination 4 after the circuit board 2 is swaged and fixed, air flows into the space between the surface of the combination 4 and the plate 7 through the air vent hole 8, and thus the surface of the combination 4 And the plate 7 can be prevented from being in a vacuum state, and the circuit board 2 is not displaced when the plate 7 is removed.
[0023]
After the plurality of circuit boards 2 are integrated with the welding and swaging pins 5 as described above, a metal foil 12 such as a copper foil or a resin-coated copper foil is stacked on and under the combination 4 as necessary. Is set in a press device 17 provided with a hot platen 16 as shown in FIG. 4 and subjected to heat and pressure molding, whereby a multilayer printed wiring board can be manufactured.
[0024]
As described above, the number, size, and shape of the air vent holes 8 provided in the

plates

6 and 7 are arbitrary, and in addition to being formed as round holes as shown in FIGS. 1A and 1B, FIG. As shown in b), the air vent hole 8 may be formed as a slit. However, the air vent hole 8 should not be such as to cause the

plates

6 and 7 to warp, and when the plate 6 is formed of a metal plate for heat dissipation, the heat dissipation effect is impaired. Do not.
[0025]
【Example】
Next, the present invention will be described specifically with reference to examples.
[0026]
(Example 1)
A circuit board 2 having a size of 500 × 500 mm formed by providing a circuit made of copper foil on both upper and lower surfaces of an epoxy resin laminate, and an epoxy resin containing a glass base material having a size of 500 × 500 mm as an insulating resin sheet 3 Prepreg (R1661, manufactured by Matsushita Electric Works) was used. The plate 6 is provided with air vent holes 8 at five locations as round holes having a diameter of 10 mm as shown in FIG. 5A, and the plate 7 is provided with air vent holes 8 as round holes having a diameter of 10 mm as shown in FIG. Were provided at five locations (in FIG. 5, the unit of the numerical value of the dimension is mm).
[0027]
Then, the three circuit boards 2 are stacked via the insulating resin sheet 3 while precisely positioning the circuits, and the insulating resin sheets 3 are further stacked on the upper and lower sides of the circuit board 2. The combination 4 is sandwiched by the plate 6 from above and below ( FIG. 2A). Thereafter, by partially heating the combination 4 at a temperature of 280 ° C. (= forming temperature 180 ° C. + 100 ° C.) for 30 seconds, the circuit board 2 was partially welded and integrated (FIG. 2 ( b)).
[0028]
Next, the combination 4 is sandwiched from above and below using the plate 7 (see FIG. 3A), and the circuit board 2 is swaged and fixed by swaging the through-

holes

11 and 14 through the swaging pins 5. (See FIG. 3B).
[0029]
For 50 samples of the combination 4 in which the circuit board 2 was welded and swaged with the caulking pins 5 as described above, the mutual displacement of the circuit boards 2 was measured before molding. The incidence was examined and the results are shown in Table 1.
[0030]
Next, the copper foil 12 is laid on the upper and lower sides of the combined product 4 integrated as described above, and this is set on a pressing device 17 having a hot plate 16 at 180 ° C., and heated under a pressure of 4 MPa for 100 minutes. By performing pressure forming, a multilayer printed wiring board having an eight-layer structure was formed (see FIG. 4).
[0031]
After molding in this manner, the mutual displacement of the circuit boards 2 was measured for 50 samples, and the occurrence rate of those having a displacement of 100 μm or more was examined. The results are shown in Table 1.
[0032]
(Comparative Example 1)
The procedure was the same as in Example 1, except that

plates

6 and 7 without holes without air vent holes 8 were used.
[0033]
(Comparative Example 2)
Example 1 was repeated except that the

plates

6 and 7 were not used and partial welding and swaging were performed.
[0034]
[Table 1]

[0035]
As can be seen from Table 1, Comparative Example 2 in which partial welding and swaging were performed without using

plates

6 and 7 had a high rate of occurrence of misalignment, and the overall evaluation was "x". Was. Further, even when partial welding and swaging are performed using the

plates

6 and 7, the comparative example 1 in which the air vent holes 8 are not provided in the

plates

6 and 7 has a slight displacement, The evaluation was “△”. On the other hand, in Example 1, in which partial welding and swaging were performed using the

plates

6 and 7 provided with the air vent holes 8, the rate of occurrence of misalignment was 0%, and the overall evaluation was " ○ ”.
[0036]
(Example 2)
As shown in FIG. 6A, the plate 6 is provided with six air vent holes 8 as slits having a width of 5 mm, and the plate 7 is provided with six air vent holes 8 as slits having a width of 5 mm as shown in FIG. 6B. (In FIG. 6, the unit of the numerical value of the dimension is mm). The procedure was the same as in Example 1 except that these were used as the

plates

6 and 7.
[0037]
(Comparative Example 3)
Example 2 was the same as Example 2 except that

plates

6 and 7 without holes without air vent holes 8 were used.
[0038]
(Comparative Example 4)
Example 2 was repeated except that the

plates

6 and 7 were not used and partial welding and swaging were performed.
[0039]
[Table 2]

[0040]
As can be seen from Table 1, Comparative Example 4 in which partial welding and swaging were performed without using

plates

6 and 7 had a high rate of occurrence of misregistration, and the overall evaluation was "x". Was. Even when partial welding and swaging are performed using the

plates

6 and 7, the plate of the comparative example 3 in which the air vent holes 8 are not provided in the

plates

6 and 7 has a slight displacement, The evaluation was “△”. On the other hand, in Example 2, in which partial welding and swaging were performed using the

plates

6 and 7 provided with the air vent holes 8, the rate of occurrence of positional displacement was 0%, and the overall evaluation was " ○ ”.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, the present invention combines a plurality of circuit boards provided with circuits by stacking them via an insulating resin sheet and sandwiching the combined product between plates provided with air vent holes that are opened on both sides. By partially heating the object, a plurality of circuit boards are partially fused with the resin of the insulating resin sheet, and then this combination is sandwiched between plates provided with air vent holes opened on both sides. Then, a plurality of circuit boards are caulked and fixed to each circuit board through caulking pins, and after that, the combination is set on a press device and heated and pressed, so that the circuit board may be misaligned. Can be welded together with the circuit board and fixed by swaging while preventing the plate from being pinched by the plate. The circuit board can be integrated by caulking, and air bleeding is performed to prevent air from remaining between the surface of the combination and the plate or creating a vacuum between the surface of the combination and the plate. It can be prevented by holes, and it can prevent the circuit board from displacing when holding the combination between the plates or removing the plate from the combination, without displacing each circuit board It is possible to perform molding for stacking with high positional accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention, and (a) and (b) are plan views, respectively.
FIG. 2 shows an example of an embodiment of the present invention, and (a) and (b) are cross-sectional views.
3 shows an example of an embodiment of the present invention, and (a) and (b) are cross-sectional views, respectively. FIG.
FIG. 4 is a sectional view showing an example of an embodiment of the present invention.
FIGS. 5A and 5B show a plate used in Example 1, and FIGS. 5A and 5B are plan views, respectively.
FIGS. 6A and 6B show a plate used in Example 2, and FIGS. 6A and 6B are plan views, respectively.
[Explanation of symbols]
2 circuit board 3 insulating resin sheet 4 combination 5 caulking pin 6 plate 7 plate 8 air vent hole

Claims

A plurality of circuit boards provided with circuits are overlapped and combined via an insulating resin sheet, and the combined product is partially heated while being sandwiched between plates provided with air vent holes that are opened on both sides. In this manner, a plurality of circuit boards are partially fused with the resin of the insulating resin sheet, and then the combination is sandwiched between plates provided with air vent holes that are opened on both sides. A plurality of circuit boards are caulked and fixed through the same, and then the combined product is set on a press device and subjected to heating and press-forming, thereby forming a multilayer printed wiring board.

2. The method for forming a multilayer printed wiring board according to claim 1, wherein a plate having an air vent hole formed as a slit is used.