專利名稱：印刷電路板和電子元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有兩層或更多層的印刷電路板以及電子元件。
近幾年，隨著電子設(shè)備變得更小而緊湊，無論是在工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，還是消費品設(shè)備領(lǐng)域中，都強烈需求廉價的多層印刷電路板(其中可高度密集地安裝半導(dǎo)體芯片諸如LSI)。在這種多層印刷電路板中，把層上間距精細(xì)的互連圖案高度可靠地作層間電氣連接是很重要的。
就此需求而言，利用常規(guī)的印刷電路板制造方法(對涂敷銅的疊層或鍍層進(jìn)行鉆孔、蝕刻)來滿足需求是極其困難的，因此正在開發(fā)具有新結(jié)構(gòu)的印刷電路板。
當(dāng)前，高密度印刷電路板的代表例子包括第一個例子是一種叫做拼裝工藝的方法，其中把常規(guī)的雙面或多層印刷電路板用作核心板，在其上層疊具有較小通路孔和較精細(xì)布線層的絕緣層(見SusumuHonda在Magazine of Japan Institute for Interconnecting and Packaging ElectronicCircuits，Vol.11，No.7，pp.462-468(1996)中的“拼裝多層印刷電路板技術(shù)的當(dāng)前情況和問題”一文)。依據(jù)此方法，通過利用光致抗蝕性絕緣材料或可化學(xué)蝕刻材料的光刻或化學(xué)蝕刻，在絕緣層中形成用于較小通路孔的小孔。近來，已開發(fā)了使用等離子體或激光器在絕緣層上形成孔的方法。在使用激光器時，所使用的材料不必具有光致抗蝕性或可化學(xué)蝕刻的性能，從而可在較寬的范圍內(nèi)選擇絕緣材料。
第二個例子是在聚酯膠片(prepreg)(具有填充了導(dǎo)電糊的孔)上層疊銅箔的堆疊工藝(見Hiroyuki Okano在1995 Microelectronics Symposium，p.163(1995)中的“以具有IVH結(jié)構(gòu)的所有層涂敷多層電路板”一文)(一般，這類電路板常常被歸類于拼裝多層印刷電路板)。已對具有粘合劑的薄膜代替聚酯膠片的電路板進(jìn)行了研究(見Keiichi Takenouchi等人在Papers Presented at the Tenth Lecture Meeting onInterconnecting and Packaging Electronic Circuits，pp.81-82(1996)中的“聚酰亞胺多層電路板的開發(fā)”一文)。
第三個例子是使用薄膜多層電路板的方法，它類似于第一個例子所述的拼裝工藝。這是一種薄膜多層電路板，其中把常規(guī)的陶瓷多層電路板用作核心板，在其表面上層疊通過電鍍和光刻等構(gòu)圖的無機或有機絕緣層和導(dǎo)電布線層。目前，使用薄膜技術(shù)的本方法是制造最密集的印刷電路板的方法。對于絕緣層，最常使用光致抗蝕的聚酰亞胺。
然而，這些印刷電路板制造方法存在缺陷。
依據(jù)拼裝工藝，因為把常規(guī)的低密度環(huán)氧玻璃多層電路板用作內(nèi)層的核心，因此難于獲得較密集的印刷電路板。此外，為了獲得更密集的印刷電路板，必須增加所拼裝的絕緣層和布線層的數(shù)目，從而在技術(shù)上難于平整印刷電路板的表面，或者增加了成本。
依據(jù)堆疊工藝，難于以低成本在具有較高密度用厚度的聚酯膠片或薄膜(基底材料)上形成小孔。
依據(jù)使用薄膜工藝的薄膜多層方法，成本也很高。
考慮到常規(guī)多層印刷電路板制造方法的這些問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種印刷電路板制造方法，其中很容易以低成本制造高密度的印刷電路板，并可使用具有最大工作尺寸的核心板。
為了實現(xiàn)上述目的，依據(jù)本發(fā)明的印刷電路板包括具有第一通路孔的基底材料層和具有第二通路孔的絕緣層，所述絕緣層設(shè)在所述基底材料層的至少一個表面上，其中所述第二通路孔的截面積小于所述第一通路孔的截面積，所述第一和第二通路孔填充有導(dǎo)電材料。由于這些特征，可在具有大工作尺寸的印刷電路板中實現(xiàn)精細(xì)布線和精細(xì)通路孔連接，從而獲得低成本的印刷電路板和電子元件。
權(quán)利要求1的本發(fā)明的印刷電路板包括具有第一通路孔的基底材料層；以及具有第二通路孔的絕緣層，所述絕緣層設(shè)在所述基底材料層的至少一個表面上，其中所述第二通路孔的截面積小于所述第一通路孔的截面積，所述第一和第二通路孔填充有導(dǎo)電材料。
依據(jù)權(quán)利要求1所述的本發(fā)明的印刷電路板，所述導(dǎo)電材料是導(dǎo)電糊。
依據(jù)權(quán)利要求2所述的本發(fā)明的印刷電路板，填充所述第一通路孔的所述導(dǎo)電材料與填充所述第二通路孔的所述導(dǎo)電材料是相同的。
依據(jù)權(quán)利要求2所述的本發(fā)明的印刷電路板，填充所述第一通路孔的所述導(dǎo)電材料與填充所述第二通路孔的所述導(dǎo)電材料不同。
依據(jù)權(quán)利要求1所述的本發(fā)明的印刷電路板，所述絕緣層設(shè)在所述基底材料層的兩面上。
依據(jù)權(quán)利要求1所述的本發(fā)明的印刷電路板，在所述絕緣層外部設(shè)有布線部分。
依據(jù)權(quán)利要求1所述的本發(fā)明的印刷電路板，在所述絕緣層的內(nèi)部設(shè)有布線部分。
依據(jù)權(quán)利要求7所述的本發(fā)明的印刷電路板，所述輔助絕緣層包括若干層。
本發(fā)明的多層印刷電路板層疊了若干依據(jù)權(quán)利要求1到8中任一項的所述印刷電路板。
本發(fā)明的電路元件安裝單元所安裝的電路元件連接到依據(jù)權(quán)利要求1到8中任一項的所述印刷電路板最外層上的所述布線部分，或連接到依據(jù)權(quán)利要求9的所述多層印刷電路板最外層上的所述布線部分。
依據(jù)權(quán)利要求10所述的本發(fā)明的電路元件安裝單元，所述電路元件包括裸露的集成電路。
本發(fā)明的電子元件組合件包括具有第一通路孔的基底材料層，所述基底材料層具有附加到一個表面的銅箔焊接區(qū)(pad)；具有第二通路孔的絕緣層，所述絕緣層設(shè)在所述基底材料的另一個表面上；以及電子元件，具有對應(yīng)于所述第二通路孔位置的電極，其中所述第二通路孔的截面積小于所述第一通路孔的截面積，所述第一和第二通路孔填充有導(dǎo)電材料。
依據(jù)權(quán)利要求12所述的本發(fā)明的電子元件組合件，所述導(dǎo)電材料是銅糊。
依據(jù)權(quán)利要求12到13中任一項所述的本發(fā)明的電子元件組合件，所述導(dǎo)電糊包括研磨劑。
依據(jù)權(quán)利要求12到14中任一項所述的本發(fā)明的電子元件組合件，所述銅箔焊接區(qū)并不存在，填充第一和第二通路孔的所述導(dǎo)電材料是可焊接的。
依據(jù)權(quán)利要求12到15中任一項所述的本發(fā)明的電子元件組合件，所述絕緣層和所述導(dǎo)電材料具有撓曲性。
依據(jù)權(quán)利要求12到16中任一項所述的本發(fā)明的電子元件組合件，所述電子元件的所述電極是鋁電極。
本發(fā)明的印刷電路板制造方法包括第一步驟，在具有第二通路孔的絕緣層上形成布線層；以及第二步驟，把所述絕緣層和所述布線層轉(zhuǎn)移到具有第一通路孔的基底材料層上，所述第一通路孔填充有導(dǎo)電材料，所述第一通路孔的截面積大于所述第二通路孔的截面積。
依據(jù)權(quán)利要求18所述的本發(fā)明的印刷電路板制造方法，在所述第一步驟中，所述第二通路孔填充有導(dǎo)電糊。
本發(fā)明的印刷電路板制造方法包括在基底材料層上層疊絕緣層并在所述絕緣層上形成布線層的步驟，所述基底材料層具有填充有導(dǎo)電材料的第一通路孔，所述絕緣層具有截面積小于所述第一通路孔截面積的第二通路孔。
本發(fā)明的電子元件組合件制造方法包括以下步驟在電子元件的一個表面上形成絕緣樹脂層，在所述表面上具有預(yù)定電極；在所述絕緣樹脂層中形成通孔，使所述通孔對應(yīng)于所述電極的位置；把導(dǎo)電糊埋入所述通孔；以及對填充有所述導(dǎo)電糊的所述絕緣樹脂層進(jìn)行加熱和加壓，從而把所述絕緣樹脂層粘接到所述電子元件。
依據(jù)權(quán)利要求21所述的本發(fā)明的電子元件組合件制造方法，所述導(dǎo)電糊是銅糊。
依據(jù)權(quán)利要求21、22或23所述的本發(fā)明的電子元件組合件制造方法，所述導(dǎo)電糊包括研磨劑。
依據(jù)權(quán)利要求21、22或23所述的本發(fā)明的電子元件組合件制造方法，所述絕緣樹脂層具有可壓縮性。
依據(jù)權(quán)利要求24所述的本發(fā)明的電子元件組合件制造方法，所述絕緣樹脂層是聚酯膠片，具有作為加固材料的聚芳香胺類無紡布。


圖1是依據(jù)本發(fā)明一個實施例的雙面印刷電路板的剖面圖；圖2是雙面印刷電路板的剖面圖，其中在本發(fā)明該實施例的絕緣層內(nèi)部設(shè)有布線層；圖3示出一個實施例，其中絕緣層只設(shè)在本發(fā)明該實施例的基底材料的一個表面上；圖4是依據(jù)本發(fā)明一個實施例的多層印刷電路板(四層印刷電路板)的剖面圖；圖5示出通過轉(zhuǎn)移工藝制造的使用本發(fā)明一個實施例的電路板的電路元件安裝單元；
圖6示出本發(fā)明的多層印刷電路板的另一個實施例；圖7示出依據(jù)本發(fā)明一個實施例的轉(zhuǎn)移媒體的一個例子；圖8示出依據(jù)本發(fā)明一個實施例的轉(zhuǎn)移工藝的一個例子；圖9示出依據(jù)本發(fā)明一個實施例的轉(zhuǎn)移媒體的一個例子；圖10是通過使用圖9的轉(zhuǎn)移媒體而制造的雙面印刷電路板的剖面圖；圖11示出用于本發(fā)明一個實施例的可撓曲印刷電路板；圖12是依據(jù)本發(fā)明一個實施例使用可撓曲印刷電路板的雙面電路板的剖面圖；圖13示出依據(jù)本發(fā)明一個實施例的拼裝工藝的一個例子；圖14示出具有本發(fā)明的一個實施例中所使用的具有絕緣層的銅箔；圖15示出使用圖14的銅箔的一個工藝；圖16示出依據(jù)本發(fā)明一個實施例用于制造多層印刷電路板的方法的一個例子；圖17示出依據(jù)本發(fā)明一個實施例的轉(zhuǎn)移媒體；圖18示出通過制備圖17所示的兩個轉(zhuǎn)移媒體所制造的雙面印刷電路板；圖19示出依據(jù)本發(fā)明一個實施例的小尺寸封裝諸如半導(dǎo)體芯片的一個例子；圖20是圖19的透視圖；以及圖21示出依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的小尺寸封裝諸如半導(dǎo)體芯片的另一個例子。
下面，參照附圖描述本發(fā)明的實施例。
(第一實施例)圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的雙面印刷電路板的剖面圖。設(shè)有帶有第一通路孔103的基底材料層101，在基底材料層101的每個表面上設(shè)有帶有其截面積小于第一通路孔的第二通路孔105的絕緣層104。在通路孔105上設(shè)有通路焊接區(qū)106。標(biāo)號107表示布線。線和通路焊接區(qū)構(gòu)成布線層。由第一通路孔103和第二通路孔105電氣連接上、下布線層107，并作為整體構(gòu)成雙面印刷電路板。
由于電路板具有這種結(jié)構(gòu)，所以第二通路孔105的截面積很小。此外，雖然在絕緣層104上形成布線107，但由于第二通路孔105的尺寸很小，所以它的通路焊接區(qū)106可以很小，從而即使第一通路孔103具有較大的截面積，也可獲得精細(xì)的印刷電路板，而與第一通路孔103的截面積無關(guān)。于是，即使布線間隔108很小，也不會發(fā)生由第一和第二通路孔103和105引起的短路。此外，由于如上所述第一通路孔103的截面積很大，也有助于印刷電路板的制造。
較佳的是，基底材料層101是電絕緣是，并具有作為電路板所需的機械強度?？梢赃\用包括帶有玻璃纖維作為加固材料的硬化環(huán)氧樹脂的玻璃環(huán)氧板或包括帶有聚芳香胺類纖維作為加固材料的硬化環(huán)氧樹脂的聚芳香胺類環(huán)氧板?？梢圆捎靡阎臉渲瞥捎∷㈦娐钒?。
用導(dǎo)電材料填滿包括第一通路孔103和第二通路孔105的通路孔102。作為導(dǎo)電材料，可以采用在樹脂中混合有銅粉和銀粉的硬化導(dǎo)電糊，或金、銀、銅、鉛等或它們的合金。
用來填滿第一通路孔103的導(dǎo)電材料和用來填滿第二通路孔105的導(dǎo)電材料可以是相同，也可以是不同的。對于填滿具有不同直徑的通路孔來說，最好用不同的材料。
雖然在圖1絕緣層104的外部形成布線層107但也可(如圖2所示)在圖1雙面電路板201的外部形成絕緣層202，從而布線層107位于整個絕緣層(包括絕緣層104和絕緣層202)的內(nèi)部。當(dāng)制造多層印刷電路板時，如圖2所示的結(jié)構(gòu)是十分有效的。在表面中形成的孔203作為通孔，用以連接上、下層?？梢匀我鉀Q定孔023的截面積。當(dāng)把絕緣層用作表面層時，絕緣層202是焊接樹脂層。下面，描述制造具有圖1和2結(jié)構(gòu)的印刷電路板的方法。
圖3示出其中只把絕緣層304設(shè)置在基底材料層301的一個表面上的實施例。標(biāo)號303表示第一通路孔。標(biāo)號305表示具有較小截面積的第二通路孔。通路焊接區(qū)306和布線307構(gòu)成布線層。由于絕緣層304防止布線307與具有較大截面積的第一通路孔303短路，所以能獲得精細(xì)的布線。
在上述實施例中所提供的絕緣層不但能夠使布線精細(xì)，而且對于保證布線307的膠黏強度也是十分有效的。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的多層印刷電路板(四層印刷電路板)的剖面圖。兩個雙面印刷電路板401與圖2所述的相同。通過具有通路孔403的基底材料層402，機械并電氣連接兩個雙面印刷電路板401。通路孔403包括設(shè)置在基底材料層402中的第一通路孔404和設(shè)置在絕緣層406中并具有比第一通路孔404小的截面積的通路孔405。作為用于基底材料層和通路孔的材料，可以采用與圖1所述的相同的材料。
作為上、下雙面印刷電路板401，并不是經(jīng)常需要運用具有根據(jù)本發(fā)明結(jié)構(gòu)的雙面印刷電路板。例如，圖6示出四層印刷電路板的剖面圖，其中把根據(jù)該實施例的印刷電路板結(jié)構(gòu)施于常規(guī)雙面印刷電路板。標(biāo)號501表示常規(guī)通路孔玻璃環(huán)氧雙面印刷電路板。通過通路孔511，電氣連接在兩個表面上的布線512。雖然，一般通路孔的內(nèi)部510是空的，但在這個實施例中用樹脂填滿通路孔511。通過具有通路孔503的基底材料層502，機械和電氣連接兩個常規(guī)雙面電路板501。通路孔503包括設(shè)置在基底材料層502中的第一通路孔504和設(shè)置在絕緣層506中并具有比第一通路孔504小的截面積的通路孔505。作為基底材料層和通路孔的材料，可以采用與圖1所述的相同的材料。
雖然，參照圖4和6描述四層印刷電路板，但應(yīng)理解本發(fā)明并不局限于此?？梢灶愃频慕Y(jié)構(gòu)層疊更多層。
下面，描述制造根據(jù)本發(fā)明的上述實施例的印刷電路板的方法。
首先，描述運用轉(zhuǎn)移技術(shù)的制造方法。這種方法運用如圖7所示的轉(zhuǎn)移媒體。在支撐架601的表面上(處理該表面使其可剝離)，形成布線層，從而布線層107包括通路焊接區(qū)106。通過運用電鍍術(shù)、蒸發(fā)和光學(xué)處理的布線形成處理，執(zhí)行該形成過程。在布線層上，形成具有作為第二通路孔的孔602的絕緣層104。然后，制備具有這種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)移媒體603。具體地說，在由不銹鋼制成的支撐架上形成通過電鍍術(shù)形成的銅圖案。
制備兩個這樣的轉(zhuǎn)移媒體，把具有孔(它作為第一通路孔并由導(dǎo)電糊填滿)的非硬化基底材料層701夾心在如圖8所示的轉(zhuǎn)移媒體之間。然后，在真空中對其加壓并加熱，以硬化導(dǎo)電糊和集成用的基底材料層(圖8A)。然后，剝?nèi)ブ渭?圖8B)。例如，作為未硬化基底材料層701，可以運用聚芳香胺類環(huán)氧聚酯膠片(它是帶有環(huán)氧樹脂的聚芳香胺類無紡布)。作為導(dǎo)電糊，可以運用銅糊?？梢杂眉す庑纬煽祝蛴勉@子機械形成孔。對于孔的大小，當(dāng)非硬化基底材料層的厚度大約為150μm時，容易形成直徑從100μm到300μm的孔。當(dāng)加壓并加熱時，壓縮內(nèi)部具有多個空腔的聚芳香胺類環(huán)氧聚酯膠片，從而基底材料層的厚度減小(如圖8B所示)。此時，銅糊和第一通路孔構(gòu)成第二通路孔。實際上，也會出現(xiàn)在圖8的部分703處擠出銅糊的情況?？梢允箤?dǎo)電糊702突出于聚酯膠片的表面。
另一種方法是在下側(cè)第二通路孔上形成包括硬化導(dǎo)電糊的圓錐形突出部分，而且把該突出物導(dǎo)體與穿透由軟化樹脂制成的基底材料層的上側(cè)第二通路孔相連。
雖然，在上述實施例中把聚芳香胺類環(huán)氧聚酯膠片用作非硬化基底材料層，但是本發(fā)明并不局限于此。例如，可以用包括覆蓋有粘合劑的絕緣薄膜的薄片，或者可以用薄片型粘合劑。導(dǎo)電糊并不局限于銅糊。例如，可以用金、銀或碳等的導(dǎo)電糊。
此外，不必只用導(dǎo)電糊填滿第一通路孔。例如，可將金屬球嵌入孔中，從而由導(dǎo)電糊(用它來填滿第二通路孔)形成電氣連接。
當(dāng)圖7的布線107和通路焊接區(qū)106必須精細(xì)時，通過附加處理可以形成它們。即，在電鍍之前，在支撐架601的表面上形成圖案電鍍抗蝕層，而且在導(dǎo)電支撐架的暴露部分上沉積電鍍薄膜。根據(jù)這種方法，可以獲得精密且具有較厚薄膜厚度的圖案。通過印刷導(dǎo)電糊可以形成布線和通路焊接區(qū)。這是一種非常容易的方法。在轉(zhuǎn)移的時進(jìn)行加壓和加熱的情況下，導(dǎo)電率比在只通過加熱進(jìn)行硬化的情況下的導(dǎo)電率要高。
通過采用如圖9所示的轉(zhuǎn)移媒體，保證在第一通路孔和第二通路孔之間的電氣連接。標(biāo)號801表示用來填滿第二通路孔的導(dǎo)電糊。通過印刷可以形成導(dǎo)電糊801，不用說，通過采用電鍍和制作布線圖案技術(shù)也可形成導(dǎo)電糊。在運用如圖9所示的轉(zhuǎn)移媒體的情況下，比起如圖7所示的轉(zhuǎn)移媒體，大大排除了導(dǎo)電糊流入小尺寸的第二通路孔的困難度。圖10是通過運用如圖9所示的轉(zhuǎn)移媒體所制成的雙面印刷電路板的剖面圖。雖然，在這個電路板中第一通路孔的導(dǎo)電材料和第二通路孔的導(dǎo)電材料有所不同，但不用說它們也可以是相同的。在圖10中，在雙面印刷電路板上的上、下圖案相互位置被偏移了。這說明在該實施例中，上、下圖案的位置對準(zhǔn)是不精確的。即，由于在本實施例中可以形成大第一通路孔，所以即使圖案位置互相稍有偏移，連接條件還是十分良好的。既然圖案位置可被互相稍有偏移，就使能形成具有較大工作尺寸的電路板并通過最后劃分它獲得成品(雖然，在具有較大工作尺寸的電路板中通路孔趨于互相偏移位置，但在即使通路孔互相稍有位置偏移(與本實施例類似)也能提供確保連接的足夠大的工作尺寸的電路板)。于是，本發(fā)明具有這樣的優(yōu)點，即，雖然圖案和通路孔是精密的，但能制成具有大工作尺寸的電路板。
接著，描述軟印刷電路方法作為根據(jù)本發(fā)明的另一種制造方法。圖11示出包括絕緣層1001和布線1002的軟印刷電路板。絕緣層1001包括薄膜，并通常運用聚芳香胺類薄膜。布線1002包括通過光刻制成圖案的銅箔?？?003作為第二通路孔。通過運用激元激光可以容易地形成這樣的孔。除了孔的大小，這種結(jié)構(gòu)的電路板以TAB帶而聞名。圖12示出根據(jù)采用軟印刷電路板的本實施例的雙面印刷電路板的剖面圖。
接著，圖13示出作為根據(jù)本發(fā)明制造方法的組裝工藝。其中把層相繼層疊在基底材料層上。在該過程中，采用已經(jīng)被硬化的基底材料層1201，它具有已經(jīng)被硬化的第一通路孔。在基底材料層1201的上、下表面上形成具有第二通路孔1203的絕緣層1204，而且通過電鍍或另一種導(dǎo)電薄膜形成法形成布線1205。在這種結(jié)構(gòu)中，用來填滿第二通路孔的導(dǎo)電材料與用來填滿第一通路孔的導(dǎo)電材料不同。
如圖14和15所示的處理類似于軟印刷電路法，只是制造步驟次序不同。如圖14所示，在銅箔1301上制備具有作為第二通路孔的孔1302的上、下絕緣層1303，而且把非硬化基底材料層(其中，用非硬化導(dǎo)電糊填滿作為第一通路孔的孔)插入其中。對疊層加壓并加熱，以使集成用的基底材料層和導(dǎo)電糊硬化(圖15A)。然后，通過蝕刻給在表面上的銅箔制成圖案以獲得雙面電路板(圖15B)。
圖16示出制造多層印刷電路板的方法。制備參照圖2所述的兩個雙面印刷電路板1501，而且把非硬化基底材料層1502(其中，用導(dǎo)電糊填滿作為第一通路孔的孔)夾在其中。在真空中，對疊層加壓并加熱(圖16A)，從而硬化導(dǎo)電糊和基底材料層用以集成(圖16B)。然后，制造四層印刷電路板。容易制造包括多層的印刷電路板，而且印刷電路板是雙面的。通過在每個表面上再層疊一雙面印刷電路板，實現(xiàn)六層印刷電路板，而且通過層疊兩個四層印刷電路板，實現(xiàn)八層印刷電路板。
如圖17所示的轉(zhuǎn)移媒體是對于根據(jù)另一種模式制造雙面印刷電路板有效的轉(zhuǎn)移媒體。將脫模處理施于支撐架1601的表面，而且在表面上形成絕緣層1602。然后，形成必要孔1606，而且層疊包括導(dǎo)電薄膜的布線1603。然后，形成作為第二通路孔的孔1605。于是，形成轉(zhuǎn)移媒體。通過制備兩個這樣的轉(zhuǎn)移媒體并以與參照圖7所述類似的方法制造雙面印刷電路板，實現(xiàn)如圖18所示的雙面印刷電路板。雙面電路板的表面是平的。
圖5示出運用根據(jù)本發(fā)明通過轉(zhuǎn)移處理制造的電路板的電路元件安裝單元。標(biāo)號407表示裸芯片。標(biāo)號408表示凸起。標(biāo)號409表示下墊板。標(biāo)號410表示圖4的多層印刷電路板。由于印刷電路板的表面很平，雖然電路元件安裝單元高密度和小尺寸，但它還是很便宜，而且沒有焊橋，產(chǎn)品是極好的。特別是，電路元件安裝單元(其中，根據(jù)本發(fā)明，裸LSI是焊接在印刷電路板上的倒裝晶片)是小尺寸、高速度和便宜的。
圖19是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的電子元件(諸如，半導(dǎo)體芯片)組合件的剖面圖。從頂部到底部層疊下列元件在其一個表面上設(shè)有銅箔焊接區(qū)1706并具有第一通路孔1707的基底材料層1704；具有第二通路孔1708并設(shè)置在基底材料層1704的另一個表面上的絕緣層1703；和具有電極1702以與第二通路孔1708的位置相對應(yīng)的半導(dǎo)體芯片1701。第二通路孔1708的截面積小于第一通路孔1707的截面積。用導(dǎo)電材料1705填滿第一和第二通路孔。在半導(dǎo)體芯片的情況下，輸入和輸出焊接區(qū)(電極)1702一般是鋁電極。由絕緣樹脂制成基底材料層1704。絕緣-與-保護(hù)薄膜(insulation-cum-protective film)1703是在半導(dǎo)體芯片上的絕緣-共-保護(hù)薄膜(insulation-com-protect film)，而且一般是由氮化硅制成。最近，經(jīng)常使用涂有聚芳香胺類的碳化硅薄膜。
由于絕緣樹脂用作基底材料層，所以現(xiàn)在已知許多種類的樹脂。在該領(lǐng)域中廣泛用到環(huán)氧樹脂。對于孔的形成，提供一些具有光敏性的樹脂。由于現(xiàn)在可將激光用于形成孔，因而樹脂的選擇范圍擴大。由于將樹脂用作電子元件，因而具有低吸濕性的樹脂是最理想的。已經(jīng)開發(fā)出多種此類樹脂。此外，作為與半導(dǎo)體相接觸的樹脂，最好是具有低雜質(zhì)含量的樹脂。雖然，熱膨脹系數(shù)最好接近于硅的熱膨脹系數(shù)，但由于不存在具有這種熱膨脹系數(shù)的簡單材料，所以通?；旌铣涮钗?。
為了在鋁電極和導(dǎo)電材料之間良好的電氣連接，需要除去在鋁電極表面上的氧化物薄膜。在使導(dǎo)電糊與鋁電極接觸之前，通過反向濺射或還原處理，除去鋁表面上的氧化物薄膜。
圖19的組合件具有與半導(dǎo)體芯片相同的尺寸，而且由于它的小尺寸而且容易制造，所以它的成本很低。
圖21示出組合件的另一個實施例。當(dāng)導(dǎo)電糊1705是可焊接型時，可將組合件作為在圖21所示的條件下可安裝在印刷電路板上的組合件。圖20是從底面看圖19的印刷電路板的透視圖。
作為可焊接導(dǎo)電糊1705，導(dǎo)電糊最好包括銅粉、樹脂和硬化劑。銅粉的成分最好是85重量百分比或更高?？少彽眠@種導(dǎo)電糊，它是可焊接的，而且在硬化后不用對其進(jìn)行任何處理。即使在運用常規(guī)銅糊時，通過在硬化之后機械或化學(xué)去除在表面上的樹脂，可以進(jìn)行焊接。作為這種方法的簡單例子，機械拋光表面，可以進(jìn)行焊接。
本發(fā)明不一定要進(jìn)行焊接。最近，經(jīng)常嘗試著把電子元件連接到具有導(dǎo)電糊的印刷電路板上，而不用進(jìn)行焊接處理以避免鉛污染。該組合件符號這種趨勢。
制造具有如圖19或21所示結(jié)構(gòu)的組合件的簡單方法包括這種方法，其中在絕緣樹脂薄片中，在與電子元件的電極位置相對應(yīng)的位置上形成通孔，把導(dǎo)電糊嵌入孔中并對其加壓并加熱，從而硬化導(dǎo)電糊以連接電子元件。
與此同時，通過把具有作為加固材料的聚芳香胺類無紡布的聚酯膠片用作絕緣樹脂薄片，由于導(dǎo)電糊的壓縮性，在加熱和加壓的同時壓縮導(dǎo)電糊，從而在硬化糊后導(dǎo)電率增加。不用說，可將簡單用作絕緣樹脂薄片。由于在加熱和加壓的同時流入樹脂，所以獲得與壓縮絕緣樹脂薄片相同的效果。加壓處理是十分重要的。此外，由于通過加熱處理可使在鋁電極上的氧化物薄膜裂開，所以可以省略預(yù)先進(jìn)行的氧化物薄膜去除處理。為了有效地利用這一效果，最好在導(dǎo)電糊中摻入研磨劑。
應(yīng)理解，可以在晶片中，而不是芯片中處理這種結(jié)構(gòu)的組合件。在把晶片分成芯片之前進(jìn)行預(yù)處理，隨后劃分晶片。因而組合件的成本大為降低。顯而易見的是，制造具有本發(fā)明結(jié)構(gòu)的印刷電路板的方法并不局限于上述制造方法。還有許多其它制造方法。一個例子是這種方法，即，把半導(dǎo)體晶片涂上絕緣樹脂、通過加熱硬化絕緣樹脂、用激元激光在絕緣樹脂中形成通孔，從而露出鋁電極、用導(dǎo)電糊填滿孔、加熱并加壓導(dǎo)電糊，而且拋光表面。
從上述實施例可見，本發(fā)明提供電路板，它包括具有第一通路孔的基底材料層和具有第二通路孔并至少設(shè)置在基底材料層的一個表面上的絕緣層，而且由于可形成精細(xì)互相連接的圖案而且工作尺寸很大(雖然第一通路孔很大，但由于第二通路孔的截面積小于第一通路孔的截面積，因而工作尺寸很大)，所以它很便宜。此外，由于在晶片中進(jìn)行處理，所以可獲得價廉的組合件。
權(quán)利要求
1.一種印刷電路板，包括具有第一通路孔的基底材料層；以及具有第二通路孔的絕緣層，所述絕緣層設(shè)在所述基底材料層的至少一個表面上，其特征在于所述第二通路孔的截面積小于所述第一通路孔的截面積，所述第一和第二通路孔填充有導(dǎo)電材料。
2.如權(quán)利要求1所述的印刷電路板，其特征在于所述導(dǎo)電材料是導(dǎo)電糊。
3.如權(quán)利要求2所述的印刷電路板，其特征在于填充所述第一通路孔的所述導(dǎo)電材料與填充所述第二通路孔的所述導(dǎo)電材料是相同的。
4.如權(quán)利要求2所述的印刷電路板，其特征在于填充所述第一通路孔的所述導(dǎo)電材料與填充所述第二通路孔的所述導(dǎo)電材料不同。
5.如權(quán)利要求1所述的印刷電路板，其特征在于所述絕緣層設(shè)在所述基底材料層的兩面上。
6.如權(quán)利要求1所述的印刷電路板，其特征在于在所述絕緣層外部設(shè)有布線部分。
7.如權(quán)利要求1所述的印刷電路板，其特征在于在所述絕緣層的內(nèi)部設(shè)有布線部分。
8.如權(quán)利要求7所述的印刷電路板，其特征在于所述絕緣層包括若干層。
9.一種多層印刷電路板，其特征在于層疊了若干如權(quán)利要求1到8中任一項所述的印刷電路板。
10.一種電路元件安裝單元，其特征在于所安裝的電路元件連接到如權(quán)利要求1到8中任一項所述的印刷電路板最外層上的所述布線部分，或連接到如權(quán)利要求9所述的多層印刷電路板最外層上的所述布線部分。
11.如權(quán)利要求10所述的電路元件安裝單元，其特征在于所述電路元件包括裸露的集成電路。
12.一種電子元件組合件，包括具有第一通路孔的基底材料層，所述基底材料層具有附加到一個表面的銅箔焊接區(qū)；具有第二通路孔的絕緣層，所述絕緣層設(shè)在所述基底材料的另一個表面上；以及電子元件，具有對應(yīng)于所述第二通路孔位置的電極，其特征在于所述第二通路孔的截面積小于所述第一通路孔的截面積，所述第一和第二通路孔填充有導(dǎo)電材料。
13.如權(quán)利要求12所述的電子元件組合件，其特征在于所述導(dǎo)電材料是銅糊。
14.如權(quán)利要求12到13中任一項所述的電子元件組合件，其特征在于所述導(dǎo)電糊包括研磨劑。
15.如權(quán)利要求12到14中任一項所述的電子元件組合件，其特征在于所述銅箔焊接區(qū)并不存在，填充第一和第二通路孔的所述導(dǎo)電材料是可焊接的。
16.如權(quán)利要求12到15中任一項所述的電子元件組合件，其特征在于所述絕緣層和所述導(dǎo)電材料具有撓曲性。
17.如權(quán)利要求12到16中任一項所述的電子元件組合件，其特征在于所述電子元件的所述電極是鋁電極。
18.一種印刷電路板制造方法，其特征在于包括第一步驟，在具有第二通路孔的絕緣層上形成布線層；以及第二步驟，把所述絕緣層和所述布線層轉(zhuǎn)移到具有第一通路孔的基底材料層上，所述第一通路孔填充有導(dǎo)電材料，所述第一通路孔的截面積大于所述第二通路孔的截面積。
19.如權(quán)利要求18所述的印刷電路板制造方法，其特征在于在所述第一步驟中，所述第二通路孔填充有導(dǎo)電糊。
20.一種印刷電路板制造方法，其特征在于包括在基底材料層上層疊絕緣層并在所述絕緣層上形成布線層的步驟，所述基底材料層具有填充有導(dǎo)電材料的第一通路孔，所述絕緣層具有截面積小于所述第一通路孔截面積的第二通路孔。
21.一種電子元件組合件制造方法，其特征在于包括以下步驟在電子元件的一個表面上形成絕緣樹脂層，在所述表面上具有預(yù)定電極；在所述絕緣樹脂層中形成通孔，使所述通孔對應(yīng)于所述電極的位置；把導(dǎo)電糊埋入所述通孔；以及對填充有所述導(dǎo)電糊的所述絕緣樹脂層進(jìn)行加熱和加壓，從而把所述絕緣樹脂層粘接到所述電子元件。
22.如權(quán)利要求21所述的電子元件組合件制造方法，其特征在于所述導(dǎo)電糊是銅糊。
23.如權(quán)利要求21、22或23所述的電子元件組合件制造方法，其特征在于所述導(dǎo)電糊包括研磨劑。
24.如權(quán)利要求21、22或23所述的電子元件組合件制造方法，其特征在于所述絕緣樹脂層具有可壓縮性。
25.如權(quán)利要求24所述的電子元件組合件制造方法，其特征在于所述絕緣樹脂層是聚酯膠片，具有作為加固材料的聚芳香胺類無紡布。
全文摘要
一種印刷電路板具有:具有第一通路孔的基底材料層;以及具有第二通路孔的絕緣層,絕緣層設(shè)在基底材料層的一個表面上,其中第二通路孔的截面積小于所述第一通路孔的截面積,第一和第二通路孔填充有導(dǎo)電材料。
文檔編號H05K3/00GK1189760SQ97126319
公開日1998年8月5日 申請日期1997年12月26日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月26日
發(fā)明者本勝秀 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社