フレキシブルプリント配線板、フレキシブルプリント回路板、およびそれらの製造方法
【課題】搭載する半導体チップの熱を有効に発散することができ、しかも電磁波のシールド性に優れ、屈曲性に富んで使用時の組み付け作業性のよいフレキシブルプリント回路板を作成すべく、材料コストが安く、製造工程数が少なく製作が容易で、しかも高価な装置を必要とせず、多層や両面に配線パターンを設けることができるフレキシブルプリント配線板の製造方法を提供する。
【解決手段】銅やアルミニウムなどよりなる金属基材５０上に、例えば熱硬化性樹脂であるエポキシ系樹脂シートを熱と圧力とを加えることによりラミネートして接着剤である絶縁材５２を設け、その絶縁材を介してその上に配線パターン５３ａを形成して後、その配線パターンのグランド配線部分に、ボンディングツール５６を押し当てるなどによって熱と圧力とを加え、グランド配線部分を変形することにより、熱により軟化した絶縁材５２中に埋没して金属基材５０と接続する。
【解決手段】銅やアルミニウムなどよりなる金属基材５０上に、例えば熱硬化性樹脂であるエポキシ系樹脂シートを熱と圧力とを加えることによりラミネートして接着剤である絶縁材５２を設け、その絶縁材を介してその上に配線パターン５３ａを形成して後、その配線パターンのグランド配線部分に、ボンディングツール５６を押し当てるなどによって熱と圧力とを加え、グランド配線部分を変形することにより、熱により軟化した絶縁材５２中に埋没して金属基材５０と接続する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、可撓性を有する短尺または長尺のシート基材上にプリントによって導体パターンを形成するフレキシブルプリント配線板に関する。および、そのようなフレキシブルプリント配線板上に半導体チップを搭載するフレキシブル回路板に関する。ならびに、それらフレキシブルプリント配線板およびフレキシブル回路板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のフレキシブル回路板は、例えば図１１（Ａ）に示すように構成していた。図中符号１は絶縁基材であり、その上に配線パターン２を形成し、その配線パターン２をソルダーレジスト３で被って保護するとともに、配線パターン２のチップ接続端子２ａに半導体チップ４のバンプ５を接続して絶縁基材１上に半導体チップ４をフリップチップ実装し、絶縁基材１と半導体チップ４との間に封止樹脂６を充填して樹脂封止していた。
【０００３】
図１１（Ｂ）には、そのフレキシブル回路板から打ち抜いて形成した半導体モジュール７の使用例を示す。図示するように、半導体モジュール７は、半導体チップ４を搭載する側を内側として湾曲し、例えば配線パターン２の別の一部接続端子２ｂを液晶パネル８に接続し、別の他部接続端子２ｃを他のプリント配線板９に接続していた。
【０００４】
ところで、このような半導体モジュール７では、使用により、半導体チップ４に熱を発生する。その半導体チップ４に発生した熱は、半導体チップ４に接触しているまわりの空気に伝わり、また半導体チップ４に直接接触している配線パターン２や封止樹脂６へと伝わり、さらにそれらに接続している部品へと順に伝わる。そして、半導体チップ４に直接または間接的に接続しているそれら部品を介して次々とまわりの空気に放熱していた。
【０００５】
ここで、熱伝導に関しては、フーリエの法則があり、θを熱抵抗、Ｌを経路長、λを熱伝導率、Ａを伝熱面積とすると、
θ＝Ｌ／λ・Ａ
の式が成り立つ。もちろん、熱抵抗θが小さいほど熱が伝わりやすくなり、発熱体の温度を下げることができる。
【０００６】
よって、このフーリエの法則から判るとおり、図１１に示すような従来の半導体モジュール７では、半導体チップ４は小さいものであり、半導体チップ４に直接または間接的に接続している封止樹脂６や絶縁基材１の熱伝導率λも小さいものであることから、放熱効果を期待することはできなかった。特に、昨今では、液晶画面の高密度化や高精細化にともない、配線パターン２が細線化されて厚さも薄くなっており、配線パターン２を介しての放熱も悪くなる傾向にある。
【０００７】
この結果、半導体チップ４で発生した熱が下がりにくくなって、例えば半導体チップ４の動作スピードが遅くなったり、信頼性が低下したりするなどの弊害を生ずることとなった。
【０００８】
なお、このような半導体モジュール７において、絶縁基材１は、その製造工程中に受ける熱や薬品に耐える必要があり、通常ポリイミドが用いられている。しかし、ポリイミドは、高価であり、製造元が限られていることから供給不安がある問題があった。また、リサイクルが困難であり、今日の環境保護の要請に応えることが難しい問題があり、しかもきわめて帯電しやすく、塵や異物を吸着しやすく、半導体チップ４への悪影響が懸念されている。
【０００９】
さらに、使用時において図１１（Ｂ）に示すように湾曲したときにも、ポリイミドよりなる絶縁基材１が塑性変形しにくくなお弾性を保持することから、元の形状に戻ろうとする力が働いて、今日の小型化や高密度化や高精細化にともない特に狭くて複雑な空間に実装するときにはなおさら、作業能率が低下する問題があった。加えて、配線パターン２から発生する電磁波によって別の配線パターン２に悪影響を及ぼしたり、外部に悪影響を与えたりするおそれがあり、また反対に外部からの電磁波の影響を受けるおそれもあった。
【００１０】
このため、従来のフレキシブルプリント回路板の中には、半導体チップの放熱効果を高めるべく、図１２に示す製造方法により形成したフレキシブルプリント配線板に、図１３に示すように半導体チップを実装して形成するものがある。そして、そのフレキシブルプリント回路板から打ち抜いて形成した半導体モジュールを、例えば図１４に示すように使用していた。
【００１１】
すなわち、図１２（Ａ）に示すように、例えば長尺の絶縁基材１０の一面に配線形成用銅箔１１を、他面にベタ銅箔１２を有する両面配線用基材２８を使用し、（Ｂ）に示すようにその両面配線用基材２８のベタ銅箔１２の一部を丸く除去して円形除去部１２ａを形成し、そののちケミカルエッチングやレーザ照射により、（Ｃ）に示すように絶縁基材１０の一部を除去して絶縁基材除去部１０ａを形成していた。ここで、レーザ照射により絶縁基材除去部１０ａを形成するときは、完全に除去できずに配線形成用銅箔１１の裏にスミアが残るため、ケミカルエッチング法によりデスミア処理を行う必要があり、さらに後に行う電解めっき処理のための導電性付与処理を行う必要があった。
【００１２】
次いで、（Ｄ）に示すように絶縁基材除去部１０ａに電解めっきを行い、銅めっき１３を付けて配線形成用銅箔１１とベタ銅箔１２とを接続し、ブラインドビアホール１４を形成して後、（Ｅ）に示すように配線形成用銅箔１１をエッチングして、グランド配線部分を銅めっき１３と接続した配線パターン１１ａを形成し、その配線パターン１１ａにすずめっきや金めっきを行うとともにソルダーレジスト１５を設け、フレキシブルプリント配線板１６を形成していた。
【００１３】
その後、図１３（Ａ）に示すように、フレキシブルプリント配線板１６を長さ方向に搬送可能に設けて順次加熱ステージ１７の上に乗せ、その配線パターン１１ａのチップ接続端子１１ｂに半導体チップ１８の金バンプ１９を位置合わせし、ボンディングツール２０で加熱するとともに加圧してそれらを接続し、フリップチップ実装することによりフレキシブルプリント配線板１６上に半導体チップ１８を搭載する。それから、（Ｂ）に示すように塗布ノズル２１を用いて封止樹脂２２を流し込み、（Ｃ）に示すように半導体チップ１８を封止してフレキシブルプリント回路板２３を完成していた。
【００１４】
そして、使用するときには、一定間隔で半導体チップ１８を搭載する長尺のフレキシブルプリント回路板２３から打ち抜いて半導体モジュール２６を形成し、その半導体モジュール２６を、図１４に示すように同様に半導体チップ１８を搭載する側を内側として湾曲し、例えば配線パターン１１ａの別の一部接続端子１１ｃを液晶パネル２４に接続し、別の他部接続端子１１ｄを他のプリント配線板２５に接続していた。
【００１５】
これにより、半導体チップ１８が発生した熱を金バンプ１９から配線パターン１１ａに伝え、その配線パターン１１ａから銅めっき１３を介して表面積の大きなベタ銅箔１２に伝達していた。ここで、上述したフーリエの法則を考えると、経路上にある金バンプ１９、配線パターン１１ａ、銅めっき１３、ベタ銅箔１２は、いずれも熱伝導率λが大きく、ベタ銅箔１２の伝熱面積Ａも大きいから、熱抵抗θを小さくし、半導体チップ１７の放熱効果を上げることができる。
【００１６】
また、図示のような半導体モジュール２６では、配線パターン１１ａのグランド配線部分をベタ銅箔１２に接続するから、絶縁基材１０の裏面側全面に設けるベタ銅箔１２により電磁波シールド効果を生じ、配線パターン１１ａから発生する電磁波ノイズを低減し、また外部からの電磁波ノイズの影響を受けにくくすることができる。さらに、図１４に示すように半導体モジュール２６を湾曲して組み付けるとき、ベタ銅箔１２が塑性変形して元の形状に戻ろうとする弾性力を低減するから、組み付け作業性を高めることができる利点もある。
【００１７】
しかしながら、上述した図１２および図１３に示すような製造方法では、高価な両面配線用基材２８を使用し、製造工程数も多く、しかも絶縁基材１０の一部を除去するためにケミカルエッチング装置やレーザ照射装置などの高価な装置を必要とするから、コスト高となって費用対効果の点で問題があった。加えて、絶縁基材１０上に配線パターンを多層に設け、絶縁基材１０の両面に配線パターンを設けることが困難である問題もあった。
【００１８】
なお、従来のフレキシブルプリント配線板の中には、高価な両面配線用基材を使用せず、製造工程数も比較的少なく、しかもケミカルエッチング装置やレーザ照射装置などの高価な装置を必要とせず、多層や両面で配線パターンを設けることも可能な製造方法も提案されている。
【００１９】
例えば図１５（Ａ）に示すように金属板３０の表面を絶縁材３１で被覆し、（Ｂ）に示すように絶縁材３１の上に、銅ペーストをスクリーン印刷して後、加熱硬化することにより配線パターン３２を形成する。
【００２０】
２層の回路を形成するときは、（Ｃ）に示すように配線パターン３２を覆って絶縁材３１上に感光性樹脂を塗布し、加熱硬化することにより絶縁層３３を形成する。その後、マスクを介して露光現像を行い、（Ｄ）に示すように絶縁層３３のパターンを形成し、（Ｅ）に示すように絶縁層３３のくぼみに銅ペースト３４を埋め込み硬化する。その後、再び上記工程（Ｂ）ないし（Ｄ）を繰り返して２層目の配線パターン３５を形成して後、２層目の絶縁層３６を形成し、（Ｆ）に示すように配線パターン３５にニッケルめっきおよび金めっき３７を施してフレキシブルプリント配線板を得る。
【００２１】
この図１５に示す製造方法により作成したフレキシブルプリント配線板によれば、塑性変形しやすく湾曲しやすい金属板３０を使用するから、組み付け時の作業性を向上することができる。ところが、金属板３０に配線パターン３２・３５が接続されていないことから、肝心な放熱効果を期待することができなかった。
【００２２】
仮に、１層目の配線パターン３２と２層目の配線パターン３５とを銅ペースト３４を用いて接続したように、スクリーン印刷で銅ペーストを形成して金属板３０と配線パターン３２とを接続したとしても、印刷では微細な配線ピッチを形成することができず、また空気を閉じ込めないように真空状態にして印刷しなければならず、その後硬化させなければならないから、大変多くの工程を必要とする。さらに、絶縁層３３・３６の形成に感光体樹脂を用いると、電気的絶縁特性が悪くなり、熱収縮率も高いために反りが大きくなる、などの多くの問題を生ずる。
【００２３】
また、従来のフレキシブルプリント配線板の中には、図１６（Ａ）に符号４０で示すように、ベースフィルム４１の上に金属回路パターン４２を形成してなり、その金属回路パターン４２上に熱可塑性樹脂４３を設けて金属回路パターン４２を、プリント配線板４４の基材４５上の銅箔パターン４６に位置合わせし、（Ｂ）に示すように超音波ホーン４７のチップ４８で押して超音波溶着により容易に接続するものがある。
【００２４】
しかし、このようなフレキシブルプリント配線板では、プリント配線板４４の基材４５を金属基材として放熱効果を向上しても、ベースフィルム４１が存在するから、金属回路パターン４２に接続して半導体チップを搭載することができず、また多層に形成しても金属回路パターン４２同士を接続することは困難である。さらに、超音波ホーン４７のチップ４８を用いてベースフィルム４１を介して押すから、金属回路パターン４２の小面積を押すことができず、金属回路パターン４２の１つの配線のみを押してそれを対応する銅箔パターン４６に接続することが困難である問題があった。
【００２５】
【特許文献１】特開平２−１７７４９３号公報
【特許文献２】特開平４−１８６６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
以上のとおり、搭載する半導体チップが発生する熱を有効に発散することができ、しかも電磁波のシールド性に優れ、屈曲性に富んで使用時の組み付け作業性のよいフレキシブルプリント回路板を作成する製造方法においては、高価な両面配線用基材を使用し、製造工程数も多く、しかも絶縁基材の一部を除去するためにケミカルエッチング装置やレーザ照射装置などの高価な装置を必要とするから、コスト高となって費用対効果の点で問題があった。加えて、絶縁基材上に配線パターンを多層に設け、絶縁基材の両面に配線パターンを設けることが困難である問題もあった。
【００２７】
そこで、この発明の第１の目的は、搭載する半導体チップの熱を有効に発散することができ、しかも電磁波のシールド性に優れ、屈曲性に富んで使用時の組み付け作業性のよいフレキシブルプリント回路板を作成すべく、材料コストが安く、製造工程数が少なく製作が容易で、しかも高価な装置を必要とせず、多層や両面に配線パターンを設けることができるフレキシブルプリント配線板の製造方法を提供することにある。
【００２８】
この発明の第２の目的は、配線パターンのグランド配線部分と金属基材との接続の信頼性を向上し、半導体チップの熱の発散を確実として放熱効果を一層向上したフレキシブルプリント回路板を作成可能とするフレキシブルプリント配線板の製造方法を提供することにある。
【００２９】
この発明の第３の目的は、配線パターンの多層化を図り、複雑な回路構成を持つフレキシブルプリント配線板の製造方法を提供することにある。
【００３０】
この発明の第４の目的は、配線パターンの両面化を図り、複雑な回路構成を持つフレキシブルプリント配線板の製造方法を提供することにある。
【００３１】
この発明の第５の目的は、搭載する半導体チップが発生する熱を有効に発散することができ、しかも電磁波のシールド性に優れ、屈曲性に富んで使用時の組み付け作業性のよいフレキシブルプリント回路板を作成可能なフレキシブルプリント配線板を提供することにある。
【００３２】
この発明の第６の目的は、搭載する半導体チップが発生する熱を有効に発散することができ、しかも電磁波のシールド性に優れ、屈曲性に富んで使用時の組み付け作業性のよいフレキシブルプリント回路板を作成すべく、材料コストが安く、製造工程数が少なく製作が容易で、しかも高価な装置を必要とせず、多層や両面に配線パターンを設けることができるフレキシブルプリント回路板の製造方法を提供することにある。
【００３３】
この発明の第７の目的は、搭載する半導体チップが発生する熱を有効に発散することができ、しかも電磁波のシールド性に優れ、屈曲性に富んで使用時の組み付け作業性のよいフレキシブルプリント回路板を作成可能なフレキシブルプリント回路板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
そのため、請求項１に記載の発明は、フレキシブルプリント配線板の製造方法にかかり、上述した第１の目的を達成すべく、
銅やアルミニウムなどよりなる短尺や長尺のフレキシブルなシート状の金属基材上に、例えば熱硬化性樹脂であるエポキシ系樹脂シートを熱と圧力とを加えることによりラミネートして接着剤である絶縁材を設け、その絶縁材を介してその上に、例えば銅箔ラミネート、フォトレジスト塗布、露光、現像、エッチングレジスト塗布、エッチング、エッチングレジスト除去を行って配線パターンを形成して後、
その配線パターンのグランド配線部分に、ボンディングツールを押し当てるなどによって熱と圧力とを加え、グランド配線部分を変形することにより、熱により軟化した前記絶縁材中に埋没して前記金属基材と接続する、
ことを特徴とする。
【００３５】
そして、フリップチップ接続で半導体チップを搭載したとき、半導体チップが発生する熱を、配線パターンを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材に逃がす。
【００３６】
請求項２に記載の発明は、上述した第２の目的も達成すべく、請求項１に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法において、グランド配線部分に熱と圧力とを加えるとともに、超音波振動を加える、ことを特徴とする。
【００３７】
そして、配線パターンのグランド配線部分を金属基材に接続するときは、ボンディングツールなどを用いてグランド配線部分に熱と圧力とを加えるとともに同時に超音波振動も加え、グランド配線部分を変形することにより絶縁材中に埋没して金属基材に当て、それらを金属溶着する。
【００３８】
請求項３に記載の発明は、上述した第３の目的も達成すべく、請求項１または２に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法において、
配線パターン上に、第２絶縁材を介して第２配線パターンを形成して後、
その第２配線パターンに、ボンディングツールを押し当てるなどによって熱と圧力とを加え、その第２配線パターンを変形することにより第２絶縁材中に埋没して配線パターンと接続する、
ことを特徴とする。
【００３９】
そして、フリップチップ接続で半導体チップを搭載したとき、半導体チップが発生する熱を、第２配線パターンを介して１層目の配線パターンに導き、その１層目の配線パターンを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材に逃がす。
【００４０】
請求項４に記載の発明は、上述した第３の目的も達成すべく、請求項３に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法において、
下層の配線パターン上に、上層の絶縁材を介して上層の配線パターンを形成して後、
その上層の配線パターンに熱と圧力とを加え、その上層の配線パターンを変形することにより前記上層の絶縁材中に埋没して前記下層の配線パターンと接続して配線パターンを多層に設ける、
ことを特徴とする。
【００４１】
そして、フリップチップ接続で半導体チップを搭載したとき、半導体チップが発生する熱を、上層の配線パターンを介して順に下層の配線パターンに導き、多層の配線パターンを介して１層目の配線パターンのグランド配線部分が接続する金属基材に逃がす。
【００４２】
請求項５に記載の発明は、上述した第４の目的も達成すべく、請求項１ないし４のいずれか１に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法において、
金属基材の表面に表側絶縁材を介して表側配線パターンを形成する一方、裏面にも裏側絶縁材を介して裏側配線パターンを形成して後、
それらの表側および裏側配線パターンのグランド配線部分に熱と圧力とを加え、それらのグランド配線部分を変形することにより各々前記表側または裏側絶縁材中に埋没して前記金属基材の表面または裏面と接続する、
ことを特徴とする。
【００４３】
そして、フリップチップ接続で半導体チップを搭載したとき、半導体チップが発生する熱を、表側配線パターンを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材に逃がすとともに、その金属基材に逃がした熱を裏側配線パターンのグランド配線部分を介して裏側配線パターンにも伝える。
【００４４】
請求項６に記載の発明は、フレキシブルプリント配線板にかかり、上述した第５の目的を達成すべく、請求項１ないし５のいずれか１に記載の製造方法により形成する、ことを特徴とする。
【００４５】
請求項７に記載の発明は、フレキシブルプリント回路板の製造方法にかかり、上述した第６の目的を達成すべく、請求項６に記載のフレキシブルプリント配線板上に半導体チップを搭載する、ことを特徴とする。
【００４６】
請求項８に記載の発明は、フレキシブルプリント回路板にかかり、上述した第７の目的を達成すべく、請求項７に記載の製造方法により形成する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００４７】
したがって、請求項１に記載の発明によれば、両面配線用基材などの高価な材料を用いないので材料コストが安く、製造工程数が比較的に少なく製作が容易で、しかもケミカルエッチング装置やレーザ照射装置といった高価な装置を必要とせず、多層や両面に配線パターンを設けることができるフレキシブルプリント配線板の製造方法を提供することができる。この発明により製造したフレキシブルプリント配線板は、マイクロストリップ構造と呼ばれるものであり、絶縁材の誘電率、絶縁材の厚さ、配線パターンの幅と厚さを設定することにより、特性インピーダンスをコントロールすることが可能である。
【００４８】
そして、フリップチップ接続で半導体チップを搭載したとき、半導体チップが発生する熱を配線パターンを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材に逃がすので、搭載する半導体チップの熱を有効に発散することができ、しかも金属基材を用いることから、電磁波のシールド性に優れ、加えて屈曲性に富んで使用時の組み付け作業性のよいフレキシブルプリント回路板を作成することができる。
【００４９】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、配線パターンのグランド配線部分を金属基材に接続するときは、グランド配線部分に熱と圧力とを加えるとともに超音波振動を加え、グランド配線部分を変形することにより金属基材に当ててそれらを金属溶着するので、電気的にも機械的にも信頼性の高い接続を行い、半導体チップの熱の発散を確実として放熱効果を一層向上したフレキシブルプリント回路板が作成可能なフレキシブルプリント配線板の製造方法を提供することができる。
【００５０】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加えて、フリップチップ接続で半導体チップを搭載したとき、半導体チップが発生する熱を第２配線パターンを介して１層目の配線パターンに導き、その１層目の配線パターンを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材に逃がすので、配線パターンの２層化を図り、複雑な回路構成を持つフレキシブルプリント配線板の製造方法を提供することができる。
【００５１】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加えて、フリップチップ接続で半導体チップを搭載したとき、半導体チップが発生する熱を上層の配線パターンを介して順に下層の配線パターンに導き、多層の配線パターンを介して１層目の配線パターンのグランド配線部分が接続する金属基材に逃がすので、配線パターンの多層化を図り、一層複雑な回路構成を持つフレキシブルプリント配線板の製造方法を提供することができる。
【００５２】
請求項５に係る発明によれば、請求項１ないし４のいずれか１に記載の発明の効果に加えて、フリップチップ接続で半導体チップを搭載したとき、半導体チップが発生する熱を表側配線パターンを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材に逃がすとともに、その金属基材に逃がした熱を裏側配線パターンのグランド配線部分を介して裏側配線パターンにも伝えるので、半導体チップの放熱効果を一層高めるとともに、配線パターンの両面化を図り、複雑な回路構成を持つフレキシブルプリント配線板の製造方法を提供することができる。
【００５３】
請求項６に係る発明によれば、フレキシブルプリント配線板にかかり、請求項１ないし５のいずれか１に記載の製造方法により形成するので、フリップチップ接続で半導体チップを搭載したとき、半導体チップが発生する熱を配線パターンを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材に逃がすので、搭載する半導体チップが発生する熱を有効に発散することができ、しかも金属基材を用いることから、電磁波のシールド性に優れ、加えて屈曲性に富んで使用時の組み付け作業性のよいフレキシブルプリント回路板を作成可能なフレキシブルプリント配線板を提供することができる。また、この発明によるフレキシブルプリント配線板は、マイクロストリップ構造と呼ばれるものであり、同様に絶縁材の誘電率、絶縁材の厚さ、配線パターンの幅と厚さを設定することにより、特性インピーダンスをコントロールすることが可能である。
【００５４】
請求項７に記載の発明によれば、フレキシブルプリント回路板の製造方法にかかり、請求項６に記載のフレキシブルプリント配線板上に半導体チップを搭載するので、両面配線用基材などの高価な材料を用いないので材料コストが安く、製造工程数が比較的に少なく製作が容易で、しかもケミカルエッチング装置やレーザ照射装置といった高価な装置を必要とせず、多層や両面に配線パターンを設けることができるフレキシブルプリント回路板の製造方法を提供することができる。この発明により製造したフレキシブルプリント回路板は、マイクロストリップ構造と呼ばれるものであり、同様に特性インピーダンスをコントロールすることが可能である。
【００５５】
そして、半導体チップが発生する熱を配線パターンを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材に逃がすので、搭載する半導体チップの熱を有効に発散することができ、しかも金属基材を用いることから、電磁波のシールド性に優れ、加えて屈曲性に富んで使用時の組み付け作業性のよいフレキシブルプリント回路板を作成することができる。
【００５６】
請求項８に記載の発明によれば、フレキシブルプリント回路板にかかり、請求項７に記載の製造方法により形成するので、半導体チップが発生する熱を配線パターンを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材に逃がすので、搭載する半導体チップが発生する熱を有効に発散することができ、しかも金属基材を用いることから、電磁波のシールド性に優れ、加えて屈曲性に富んで使用時の組み付け作業性のよいフレキシブルプリント回路板を提供することができる。また、この発明によるフレキシブルプリント回路板は、マイクロストリップ構造と呼ばれるものであり、同様に特性インピーダンスをコントロールすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の最良形態について説明する。
図１（Ａ）ないし（Ｄ）には、この発明に係るフレキシブルプリント配線板の製造工程を示す。
【００５８】
この発明に係るフレキシブルプリント配線板を形成するときには、図１（Ａ）に示すように金属基材５０を使用する。金属基材５０は、銅やアルミニウムなどよりなり、短尺でもよいが、図示例では長尺のフレキシブルなシート状のものを用い、適度な強度を有するとともに、折り曲げた場合に塑性変形しやすい特性を持つ金属組成のものを使用する。折り曲げやすさを考えると、薄い方がよいが、製造しやすさを考えると、強度も必要であり、厚さは１０〜３００μｍ、好適には１０〜１００μｍのものを用いる。
【００５９】
この金属基材５０の片面にのみ配線パターンを形成する場合には、図中仮想線で示すように金属基材５０の裏面に反り防止材５１を貼り付けてもよい。反り防止材５１としては、後述の絶縁材５２と熱収縮率がほぼ同等なもの、例えば後述の絶縁材５２に用いると同じ、熱硬化性樹脂であるエポキシ系樹脂シートを使用し、そのシートを金属基材５０の裏面にラミネートして後、後の工程で軟化することのないように、あらかじめ加熱して完全に硬化させておく。
【００６０】
金属基材５０の表面には、接着剤としての働きもする絶縁材５２を設ける。絶縁材５２は、半硬化状態（いわゆるＢステージ）の熱硬化性樹脂であるエポキシ系樹脂シートを熱と圧力とを加えることによりラミネートして形成する。また、別の方法としては、液状の絶縁材５２をロールコータにより塗布して形成してもよい。このようにして形成した後、絶縁材５２に加える熱処理の温度と時間を調整し、再び熱を加えることで軟化できる状態にする。例えば、室温〜１００℃では固形であり、１００℃以上に加熱すると軟化し、さらに加熱すると、熱硬化反応が進んで硬化するものを使用する。
【００６１】
絶縁材５２としては、厚さが１〜５０μｍ、好適には２〜２０μｍのものを用いる。熱硬化性ではなく熱可塑性の樹脂を用いることも、後述の半導体チップの接続条件を調整することにより可能である。熱可塑性樹脂としては、アクリル系樹脂、変性ポリイミド、熱可塑性ポリイミド、液晶ポリマなどが好適である。
【００６２】
このような絶縁材５２の上には、厚さ５〜２５μｍの配線形成用銅箔５３をラミネートし、全体で金属ベース基板材料５４を形成する。それから、配線形成用銅箔５３の表面にフォトレジストを塗布して後、長さ方向に搬送しながら、一定間隔置きに露光を行ってから現像を行う。そして、反り防止材５１をラミネートした場合を除き、金属基材５０の裏面にエッチングレジストを塗布して後、エッチングを行い、その後アルカリ溶液などを用いてフォトレジストとエッチングレジストを除去することにより、周知の工程を用いて図１（Ｂ）に示すように一定間隔置きに同一の配線パターン５３ａを形成する。
【００６３】
次に、図１（Ｃ）に示すように、長さ方向に搬送しながら、順にアンビル５５の上にセットし、所定の温度に加熱したボンディングツール５６を個別の配線パターン５３ａごとに位置合わせして下降し、各配線パターン５３ａのグランド配線部分に押し当てて熱と圧力を加える。これにより、時間の経過とともに、ボンディングツール５６の熱を配線パターン５３ａを介して伝達して絶縁材５２を軟化し、配線パターン５３ａを変形することにより絶縁材５２中に埋没して金属基材５０に接続する。
【００６４】
ボンディングツール５６を用いてグランド配線部分に熱と圧力を加えるとき、同時に超音波振動を加えるようにしてもよく、そのようにすると、配線パターン５３ａのグランド配線部分と金属基材５０とを金属溶着して、電気的にも機械的にも信頼性の高い接続を行うことができる。
【００６５】
そして、以上のように配線パターン５３ａのグランド配線部分と金属基材５０とを接続して後、絶縁材５２として熱硬化性樹脂を用いる場合には、全体を加熱して絶縁材５２の硬化反応を進めて完全に硬化する。熱可塑性樹脂を用いる場合には、全体の加熱は行わない。
【００６６】
ところで、配線パターン５３ａのグランド配線部分と金属基材５０との接続目的が、電気的な導通を要しない、単に熱伝導のみを必要とするものである場合には、ボンディングツール５６を超音波振動させずに熱と圧力のみを加えるようにする。このとき、グランド配線部分と金属基材５０とを接続して後、ボンディングツール５６を離すと、接続部分まわりの絶縁材５２の温度が下がり、接続部分まわりの絶縁材５２を硬化するとともにその線膨張係数にしたがって収縮する。これによって、グランド配線部分と金属基材５０との接続部分に、絶えずそれらを圧接する力が働くこととなる。
【００６７】
次には、半導体チップとの電気的接続を良好とし、また防錆効果を高めるために、配線パターン５３ａと金属基材５０の裏面に、すずめっき、金めっき、ニッケル下地の金めっき、インジュウムめっきなどの金属めっきを行う。また、その金属めっきと前後して、必要に応じ、配線パターン５３ａを保護するために、図１（Ｄ）に示すようにチップ接続端子５３ｂその他の接続端子部分を除いて、配線パターン５３ａに印刷によって、可撓性に優れたソルダーレジスト５７を設けてフレキシブルプリント配線板５８を形成する。
【００６８】
このようなフレキシブルプリント配線板５８の製造方法によれば、両面配線用基材などの高価な材料を用いないので材料コストが安く、製造工程数が比較的に少なく製作が容易で、しかもケミカルエッチング装置やレーザ照射装置といった高価な装置を必要とせず、多層や両面にも配線パターンを設けることができる。そして、形成したフレキシブルプリント配線板５８は、マイクロストリップ構造と呼ばれるものであり、絶縁材５２の誘電率、絶縁材５２の厚さ、配線パターン５３ａの幅と厚さを設定することにより、特性インピーダンスをコントロールすることが可能である。
【００６９】
図２（Ａ）ないし（Ｃ）には、図１の製造工程により形成したフレキシブルプリント配線板５８を用いて、この発明によるフレキシブルプリント回路板６０を形成する製造工程を示す。
【００７０】
図２（Ａ）に示すように、フレキシブルプリント配線板５８を長さ方向に搬送可能に設けて順次、所定の温度に設定した加熱ステージ６１上にセットし、所定の温度に設定したボンディングツール６２で半導体チップ６３を保持して、その半導体チップ６３に金めっきにより形成した金属バンプ６４を、配線パターン５３ａのチップ接続端子５３ｂに位置合わせして下降し、半導体チップ６３を介して熱とともに圧力を加えて金属バンプ６４とチップ接続端子５３ｂとをＡｕ−Ｓｎ共晶接合して接続する。
【００７１】
なお、絶縁材５２に熱可塑性樹脂を用いた場合には、半導体チップ６３を介して熱とともに圧力を加える時間を長くすると、伝わった熱により絶縁材５２が軟化してチップ接続端子５３ｂが絶縁材５２中に埋没してしまうこととなるから、少し埋没した時点でボンシングツール６２を上昇するように調整する。
【００７２】
それから、図２（Ｂ）に示すように、塗布ノズル６５を用いて半導体チップ６３の側面に沿って周囲を描画するように封止樹脂６６を塗布し、毛細管現象により注入して絶縁材５２と半導体チップ６３との間に充填する。そして、（Ｃ）に示すように、封止樹脂６６を熱硬化して半導体チップ６３を樹脂封止し、フレキシブルプリント回路板６０を完成する。
【００７３】
そして、使用するときは、一定間隔で半導体チップ６３を搭載する長尺のフレキシブルフレキシブルプリント回路板６０から、各半導体チップ６３を含む単位ごとに所定形状に打ち抜いて半導体モジュール６７を形成し、その半導体モジュール６７を、図３に示すように半導体チップ６３を搭載する側を内側として湾曲し、例えば配線パターン５３ａの別の一部接続端子５３ｃを液晶パネル６８に接続し、別の他部接続端子５３ｄを他のプリント配線板６９に接続する。
【００７４】
このようなフレキシブルプリント回路板６０とすれば、半導体チップ６３が発生する熱を金属バンプ６４から、配線パターン５３ａを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材５０に逃がすので、搭載する半導体チップ６３の熱を、熱伝導率のよい金属バンプ６４および配線パターン５３ａで効率よく伝達して、熱伝導率がよく広い金属基材５０からまわりの空間に有効に発散することができる。これにより、半導体チップ６３の動作スピードが低下したり、半導体チップ６３の信頼性が低下したりするおそれを解消することができる。
【００７５】
しかも、配線パターン５３ａのグランド配線部分を電気的に接続して金属基材５０を用いることから、電磁波のシールド性に優れ、配線パターン５３ａから発生する電磁波ノイズを低減し、また外部からの電磁波ノイズの影響を受けにくくすることができる。加えて、屈曲性に富み、図３に示すように半導体モジュール６７を湾曲して組み付けるとき、金属基材５０が塑性変形して元の形状に戻ろうとする弾性力を低減し、特に昨今では小型化が進んで筐体内に折り曲げて組み付けることが多くなっており、このようなときの組み付け作業性を高めることができる。
【００７６】
そして、配線パターン５３ａのグランド配線部分を金属基材５０に接続するとき、グランド配線部分に熱と圧力とを加えるとともに超音波振動を加え、グランド配線部分と金属基材５０とを金属溶着したフレキシブルプリント配線板５８を用いてフレキシブルプリント回路板６０を形成すると、電気的にも機械的にも信頼性の高い接続を行い、半導体チップ６３の熱の発散を確実として放熱効果を一層向上することができる。
【００７７】
図４（Ａ）ないし（Ｄ）には、この発明に係る２層フレキシブルプリント配線板の製造工程を示す。
【００７８】
図示２層フレキシブルプリント配線板の製造工程では、まず図１（Ａ）ないし（Ｃ）と同様の製造工程を経て、金属基材５０上に絶縁材５２を介して配線パターン５３ａを形成して後、配線パターン５３ａのグランド配線部分を金属基材５０に接続する。その後、配線パターン５３ａ上に、厚さが１〜５０μｍ、好適には２〜２０μｍの第２絶縁材７０と第２配線形成用銅箔７１をラミネートして形成する。
【００７９】
なお、この例の場合には、１層目の絶縁材５２に熱硬化性の樹脂を用い、熱可塑性樹脂は用いない。１層目の絶縁材５２に熱可塑性樹脂を用いると、後述する第２配線パターン７１ａと配線パターン５３ａ間の接続時に加える熱により、下層の配線パターン５３ａも埋没してしまい、適切な接続を行うことができなくなるからである。
【００８０】
第２絶縁材７０と第２配線形成用銅箔７１は、例えば図５に示すように、矢示方向に搬送しながら、第２配線形成用銅箔７１に第２絶縁材７０を塗布したものを、所定の温度に加熱したラミネートローラ７２を用いて加熱とともに加圧しながらラミネートする。このとき、配線パターン５３ａと金属基材５０との接続部には凹み７３が形成されており、その凹み７３にエア溜りが発生しないように真空ラミネータを使用することが好ましい。
【００８１】
または、例えば図６（Ａ）に示すように、矢示方向に搬送しながら、カバーフィルム７４に第２絶縁材７０を塗布したものを、所定の温度に加熱したラミネートローラ７２を用いて加熱とともに加圧しながらラミネートする。この場合も、同様な理由から、真空ラミネータを使用することが好ましい。その後、図６（Ｂ）に示すように、同様に矢示方向に搬送しながら、カバーフィルム７４を剥離しながら、連続して第２配線形成用銅箔７１を、加熱したラミネートローラ７２を用いて加熱とともに加圧しながらラミネートする。なお、カバーフィルム７４を剥離した第２絶縁材７０の表面には、凹みが存在しないから、このときは真空ラミネータを用いる必要はなく、通常のラミネータを用いてラミネートを行う。
【００８２】
第２絶縁材７０と第２配線形成用銅箔７１とのラミネートは、ラミネートローラ７２を用いる他、加熱した平板を用いて挟むプレス方式で行ってもよい。このとき用いる第２絶縁材７０には、熱可塑性樹脂を用いることも可能である。
【００８３】
それから、第２配線形成用銅箔７１の表面にフォトレジストを塗布して後、長さ方向に搬送しながら、一定間隔置きに露光を行ってから現像を行う。そして、金属基材５０の裏面にエッチングレジストを塗布して後、エッチングを行い、その後アルカリ溶液などを用いてフォトレジストとエッチングレジストを除去することにより、周知の工程を用いて図４（Ｂ）に示すように一定間隔置きに同一の第２配線パターン７１ａを形成する。
【００８４】
次に、図４（Ｃ）に示すように、長さ方向に搬送しながら、順にアンビル５５の上にセットし、所定の温度に加熱したボンディングツール５６を個別の第２配線パターン７１ａごとに位置合わせして下降し、各第２配線パターン７１ａに押し当てて熱と圧力を加える。これにより、時間の経過とともに、ボンディングツール５６の熱を第２配線パターン７１ａを介して伝達して第２絶縁材７０を軟化し、第２配線パターン７１ａを変形することにより第２絶縁材７０中に埋没して下層の配線パターン５３ａに接続する。
【００８５】
この場合も、前例と同様に、ボンディングツール５６を用いて各第２配線パターン７１ａに熱と圧力を加えるとき、同時に超音波振動を加えるようにしてもよく、そのようにすると、各第２配線パターン７１ａと下層の配線パターン５３ａとを金属溶着して、電気的にも機械的にも信頼性の高い接続を行うことができる。
【００８６】
そして、以上のように各第２配線パターン７１ａと下層の配線パターン５３ａとを接続して後、第２絶縁材７０として熱硬化性樹脂を用いる場合には、全体を加熱して第２絶縁材７０の硬化反応を進めて完全に硬化する。熱可塑性樹脂を用いる場合には、全体の加熱は行わない。
【００８７】
ところで、第２配線パターン７１ａと下層の配線パターン５３ａとの接続目的が、電気的な導通を要しない、単に熱伝導のみを必要とするものである場合には、ボンディングツール５６を超音波振動させずに熱と圧力のみを加えるようにする。このとき、第２配線パターン７１ａと下層の配線パターン５３ａとを接続して後、ボンディングツール５６を離すと、接続部分まわりの第２絶縁材７０の温度が下がり、接続部分まわりの第２絶縁材７０を硬化するとともにその線膨張係数にしたがって収縮する。これによって、第２配線パターン７１ａと下層の配線パターン５３ａとの接続部分に、絶えずそれらを圧接する力が働くこととなる。
【００８８】
次には、これも前例と同様に、半導体チップとの電気的接続を良好とし、また防錆効果を高めるために、第２配線パターン７１ａと金属基材５０の裏面に、すずめっき、金めっき、ニッケル下地の金めっき、インジュウムめっきなどの金属めっきを行う。また、その金属めっきと前後して、必要に応じ、配線パターン５３ａを保護するために、図４（Ｄ）に示すようにチップ接続端子７１ｂその他の接続端子部分を除いて、第２配線パターン７１ａに印刷によって、可撓性に優れたソルダーレジスト５７を設けて２層フレキシブルプリント配線板７６を形成する。
【００８９】
図７（Ａ）ないし（Ｃ）には、図４の製造工程により形成した２層フレキシブルプリント配線板７６を用いて、この発明による２層フレキシブルプリント回路板６０を形成する製造工程を示す。
【００９０】
図７（Ａ）に示すように、２層フレキシブルプリント配線板７６を長さ方向に搬送可能に設けて順次、所定の温度に設定した加熱ステージ６１上にセットし、所定の温度に設定したボンディングツール６２で半導体チップ６３を保持して、その半導体チップ６３に金めっきにより形成した金属バンプ６４を、第２配線パターン７１ａのチップ接続端子７１ｂに位置合わせして下降し、半導体チップ６３を介して熱とともに圧力を加えて金属バンプ６４とチップ接続端子７１ｂとをＡｕ−Ｓｎ共晶接合して接続する。
【００９１】
なお、第２絶縁材７０に熱可塑性樹脂を用いた場合には、半導体チップ６３を介して熱とともに圧力を加える時間を長くすると、伝わった熱により第２絶縁材７０が軟化してチップ接続端子７１ｂが第２絶縁材７０中に埋没してしまうこととなるから、少し埋没した時点でボンディングツール６２を上昇するように調整する。
【００９２】
それから、図７（Ｂ）に示すように、塗布ノズル６５を用いて半導体チップ６３の側面に沿って周囲を描画するように封止樹脂６６を塗布し、毛細管現象により注入して第２絶縁材７０と半導体チップ６３との間に充填する。そして、（Ｃ）に示すように、封止樹脂６６を熱硬化して半導体チップ６３を樹脂封止し、２層フレキシブルプリント回路板７７を完成する。
【００９３】
そして、使用するときは、一定間隔で半導体チップ６３を搭載する長尺の２層フレキシブルフレキシブルプリント回路板７７から、各半導体チップ６３を含む単位ごとに所定形状に打ち抜いて半導体モジュールを形成し、その半導体モジュールを、半導体チップ６３を搭載する側を内側として湾曲し、例えば第２配線パターン７１ａの別の一部接続端子を液晶パネルに接続し、別の他部接続端子を他のプリント配線板に接続する。
【００９４】
このような２層フレキシブルプリント回路板７７とすれば、半導体チップ６３が発生する熱を金属バンプ６４から、第２配線パターン７１ａを介して１層目の配線パターン５３ａに導き、その１層目の配線パターン５３ａを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材５０に逃がすので、搭載する半導体チップ６３の熱を、熱伝導率のよい金属バンプ６４、第２配線パターン７１ａ、および１層目の配線パターン５３ａで効率よく伝達して、熱伝導率がよく広い金属基材５０からまわりの空間に有効に発散することができる。これにより、半導体チップ６３の動作スピードが低下したり、半導体チップ６３の信頼性が低下したりするおそれを解消することができる。
【００９５】
しかも、第２配線パターン７１ａのグランド配線部分を下層の配線パターン５３ａに電気的に接続し、その下層の配線パターン５３ａを介して金属基材５０に電気的に接続することができるので、前例と同様に、電磁波のシールド性に優れ、配線パターン５３ａから発生する電磁波ノイズを低減し、また外部からの電磁波ノイズの影響を受けにくくすることができる。
【００９６】
加えて、これも前例と同様に、屈曲性に富み、半導体モジュールを湾曲して組み付けるとき、金属基材５０が塑性変形して元の形状に戻ろうとする弾性力を低減し、特に昨今では小型化が進んで筐体内に折り曲げて組み付けることが多くなっており、このようなときの組み付け作業性を高めることができる。さらに、この例によれば、配線パターンの２層化を図るので、より複雑な回路構成とすることができる。
【００９７】
図４ないし図７に示す例では、１層目の配線パターン５３ａ上に、第２絶縁材７０を介して第２配線パターン７１ａを形成して後、その第２配線パターン７１ａに、ボンディングツール６２を押し当てて熱と圧力とを加え、その第２配線パターン７１ａを変形することにより第２絶縁材７０中に埋没して１層目の配線パターン５３ａと接続する。そして、フリップチップ接続で半導体チップ６３を搭載したとき、半導体チップ６３が発生する熱を、第２配線パターン７１ａを介して１層目の配線パターン５３ａに導き、その１層目の配線パターン５３ａを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材５０に逃がす２層のフレキシブルプリント回路板７７について説明した。
【００９８】
しかし、下層の配線パターン上に、上層の絶縁材を介して上層の配線パターンを形成して後、その上層の配線パターンに熱と圧力とを加え、その上層の配線パターンを変形することにより上層の絶縁材中に埋没して下層の配線パターンと接続して配線パターンを多層に設けるようにする。そして、フリップチップ接続で半導体チップを搭載したとき、半導体チップが発生する熱を、上層の配線パターンを介して順に下層の配線パターンに導き、多層の配線パターンを介して１層目の配線パターンのグランド配線部分が接続する金属基材に逃がし、３層以上の多層のフレキシブルプリント回路板とすることもできる。
【００９９】
図８には、この発明に係る両面フレキシブルプリント回路板８０の縦断面を示す。
この例では、図１（Ａ）ないし（Ｃ）と同様の製造工程を経て、金属基材５０の表面に表側絶縁材５２を介して表側配線パターン５３ａを形成するとき同時に、金属基材５０の裏面にも裏側絶縁材８２を介して裏側配線パターン８３ａを形成する。それから、ボンディングツールを用いて表側および裏側配線パターン５３ａ・８３ａのグランド配線部分に熱と圧力とを加えることにより、それらのグランド配線部分を各々表側および裏側絶縁材５２・８２中に埋没して金属基材５０の表面または裏面に接続する。
【０１００】
その後、表側配線パターン５３ａ上に表側第２絶縁材７０をラミネートすると同時に、裏側配線パターン８３ａ上に裏側第２絶縁材８４をラミネートし、さらに表側第２絶縁材７０の上に表側第２配線形成用銅箔をラミネートすると同時に、裏側第２絶縁材８４の上に裏側第２配線形成用銅箔をラミネートする。そして、表側および裏側の第２配線形成用銅箔から、周知の工程を経て表側および裏側第２配線パターン７１ａ・８５ａを片面ずつまたは同時に形成する。それから、ボンディングツールを用いて表側および裏側第２配線パターン７１ａ・８５ａに熱と圧力とを加えることにより、それらの第２配線パターン７１ａ・８５ａを各々表側および裏側第２絶縁材７０・８４中に埋没して金属基材５０の表面または裏面に接続する。
【０１０１】
次いで、金属めっきを行い、必要に応じてその金属めっきに前後してソルダーレジスト５７・８６を形成する。そして、半導体チップ６３を搭載し、封止樹脂６６を充填して樹脂封止し、両面フレキシブルプリント回路板８０を完成する。
【０１０２】
このような両面フレキシブルプリント回路板８０とよれば、半導体チップ６３が発生する熱を金属バンプ６４から、表側第２配線パターン７１ａを通して下層の表側配線パターン５３ａに伝え、表側配線パターン５３ａを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材５０に逃がすとともに、その金属基材５０に逃がした熱を裏側配線パターン８３ａのグランド配線部分を介して裏側第２配線パターン８５ａにも伝えるので、上述した例の効果に加え、半導体チップ６３の放熱効果を一層高めるとともに、配線パターンの両面化を図り、複雑な回路構成とすることができる。
【０１０３】
さて、この発明で用いる配線形成用銅箔５３・７１は、配線パターン５３ａ・７１ａを形成して金属基材５０や下層の配線パターン５３ａと接続するとき、ボンディングツール５６により変形して引きのばすため、断線を防止すべく、柔らかくまた伸び率の高い圧延銅箔やそれに類似する物性の電解銅箔を用いることが望ましい。
【０１０４】
また、ボンディングツール５６は、ステンレスなどの耐熱性を有する金属を用いてつくる。そして、その先端形状は、方式により異なるが、圧力と熱と超音波振動を加える場合は、例えば図９に示すように溝を設けて横ずれを防ぐようにすることが好ましい。他方、熱と圧力のみを加える場合には、配線パターン５３ａ・７１ａに傷を付けることのないように、平面状または滑らかな半球形状などとすることが好ましい。そして、微細な配線パターン５３ａ・７１ａを変形させて金属基材５０や下層の配線パターン５３ａと接続するためには、先端を細くする必要がある。しかし、例えば図１０（Ａ）ないし（Ｅ）に示すように、最先端部以外は極力太い方が、ツール全体の強度を確保する上から、また温度を安定させるために必要とされる熱容量を確保する上からも好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】（Ａ）ないし（Ｄ）は、この発明に係るフレキシブルプリント配線板の製造工程図である。
【図２】（Ａ）ないし（Ｃ）は、図１の製造工程により形成したフレキシブルプリント配線板を用いて、この発明によるフレキシブルプリント回路板を形成する製造工程図である。
【図３】図２の製造工程により形成したフレキシブルプリント回路板の使用状態図である。
【図４】（Ａ）ないし（Ｄ）は、この発明に係る２層フレキシブルプリント配線板の製造工程図である。
【図５】その２層目の配線パターンを形成するための、第２絶縁材と第２配線形成用銅箔のラミネート工程の一例を示す図である。
【図６】（Ａ）および（Ｂ）は、ラミネート工程の他例を示す図である。
【図７】（Ａ）ないし（Ｃ）は、図４の製造工程により形成した２層フレキシブルプリント配線板を用いて、この発明による２層フレキシブルプリント回路板を形成する製造工程図である。
【図８】この発明に係る両面フレキシブルプリント回路板の縦断面図である。
【図９】この発明に係る製造方法で使用するボンディングツールの一例の正面図およびその先端を示す底面図である。
【図１０】（Ａ）ないし（Ｅ）は、それぞれこの発明に係る製造方法で使用するボンディングツールの他例の正面図およびその先端を示す底面図である。
【図１１】（Ａ）は従来のフレキシブルプリント回路板の縦断面図、（Ｂ）はその使用状態図である。
【図１２】（Ａ）ないし（Ｅ）は、従来の別のフレキシブルプリント配線板の製造工程図である。
【図１３】（Ａ）ないし（Ｃ）は、図１２の従来の製造工程により形成したフレキシブルプリント配線板を用いて、フレキシブルプリント回路板を形成する製造工程図である。
【図１４】図１３の製造工程により形成したフレキシブルプリント回路板の使用状態図である。
【図１５】（Ａ）ないし（Ｆ）は、従来のさらに別のフレキシブルプリント配線板の製造工程図である。
【図１６】（Ａ）および（Ｂ）は、従来のまたさらに別のフレキシブルプリント配線板の製造工程図である。
【符号の説明】
【０１０６】
５０ 金属基材
５２ （表側）絶縁材
５３ａ （表側）配線パターン
５６ ボンディングツール
５８ フレキシブルプリント配線板
６０ フレキシブルプリント回路板
６２ ボンディングツール
６３ 半導体チップ
６４ 金属バンプ
７０ 第２絶縁材
７１ａ 第２配線パターン
７６ フレキシブルプリント配線板
７７ フレキシブルプリント回路板
８０ フレキシブルプリント回路板
８２ 裏側絶縁材
８３ａ 裏側配線パターン
【技術分野】
【０００１】
この発明は、可撓性を有する短尺または長尺のシート基材上にプリントによって導体パターンを形成するフレキシブルプリント配線板に関する。および、そのようなフレキシブルプリント配線板上に半導体チップを搭載するフレキシブル回路板に関する。ならびに、それらフレキシブルプリント配線板およびフレキシブル回路板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のフレキシブル回路板は、例えば図１１（Ａ）に示すように構成していた。図中符号１は絶縁基材であり、その上に配線パターン２を形成し、その配線パターン２をソルダーレジスト３で被って保護するとともに、配線パターン２のチップ接続端子２ａに半導体チップ４のバンプ５を接続して絶縁基材１上に半導体チップ４をフリップチップ実装し、絶縁基材１と半導体チップ４との間に封止樹脂６を充填して樹脂封止していた。
【０００３】
図１１（Ｂ）には、そのフレキシブル回路板から打ち抜いて形成した半導体モジュール７の使用例を示す。図示するように、半導体モジュール７は、半導体チップ４を搭載する側を内側として湾曲し、例えば配線パターン２の別の一部接続端子２ｂを液晶パネル８に接続し、別の他部接続端子２ｃを他のプリント配線板９に接続していた。
【０００４】
ところで、このような半導体モジュール７では、使用により、半導体チップ４に熱を発生する。その半導体チップ４に発生した熱は、半導体チップ４に接触しているまわりの空気に伝わり、また半導体チップ４に直接接触している配線パターン２や封止樹脂６へと伝わり、さらにそれらに接続している部品へと順に伝わる。そして、半導体チップ４に直接または間接的に接続しているそれら部品を介して次々とまわりの空気に放熱していた。
【０００５】
ここで、熱伝導に関しては、フーリエの法則があり、θを熱抵抗、Ｌを経路長、λを熱伝導率、Ａを伝熱面積とすると、
θ＝Ｌ／λ・Ａ
の式が成り立つ。もちろん、熱抵抗θが小さいほど熱が伝わりやすくなり、発熱体の温度を下げることができる。
【０００６】
よって、このフーリエの法則から判るとおり、図１１に示すような従来の半導体モジュール７では、半導体チップ４は小さいものであり、半導体チップ４に直接または間接的に接続している封止樹脂６や絶縁基材１の熱伝導率λも小さいものであることから、放熱効果を期待することはできなかった。特に、昨今では、液晶画面の高密度化や高精細化にともない、配線パターン２が細線化されて厚さも薄くなっており、配線パターン２を介しての放熱も悪くなる傾向にある。
【０００７】
この結果、半導体チップ４で発生した熱が下がりにくくなって、例えば半導体チップ４の動作スピードが遅くなったり、信頼性が低下したりするなどの弊害を生ずることとなった。
【０００８】
なお、このような半導体モジュール７において、絶縁基材１は、その製造工程中に受ける熱や薬品に耐える必要があり、通常ポリイミドが用いられている。しかし、ポリイミドは、高価であり、製造元が限られていることから供給不安がある問題があった。また、リサイクルが困難であり、今日の環境保護の要請に応えることが難しい問題があり、しかもきわめて帯電しやすく、塵や異物を吸着しやすく、半導体チップ４への悪影響が懸念されている。
【０００９】
さらに、使用時において図１１（Ｂ）に示すように湾曲したときにも、ポリイミドよりなる絶縁基材１が塑性変形しにくくなお弾性を保持することから、元の形状に戻ろうとする力が働いて、今日の小型化や高密度化や高精細化にともない特に狭くて複雑な空間に実装するときにはなおさら、作業能率が低下する問題があった。加えて、配線パターン２から発生する電磁波によって別の配線パターン２に悪影響を及ぼしたり、外部に悪影響を与えたりするおそれがあり、また反対に外部からの電磁波の影響を受けるおそれもあった。
【００１０】
このため、従来のフレキシブルプリント回路板の中には、半導体チップの放熱効果を高めるべく、図１２に示す製造方法により形成したフレキシブルプリント配線板に、図１３に示すように半導体チップを実装して形成するものがある。そして、そのフレキシブルプリント回路板から打ち抜いて形成した半導体モジュールを、例えば図１４に示すように使用していた。
【００１１】
すなわち、図１２（Ａ）に示すように、例えば長尺の絶縁基材１０の一面に配線形成用銅箔１１を、他面にベタ銅箔１２を有する両面配線用基材２８を使用し、（Ｂ）に示すようにその両面配線用基材２８のベタ銅箔１２の一部を丸く除去して円形除去部１２ａを形成し、そののちケミカルエッチングやレーザ照射により、（Ｃ）に示すように絶縁基材１０の一部を除去して絶縁基材除去部１０ａを形成していた。ここで、レーザ照射により絶縁基材除去部１０ａを形成するときは、完全に除去できずに配線形成用銅箔１１の裏にスミアが残るため、ケミカルエッチング法によりデスミア処理を行う必要があり、さらに後に行う電解めっき処理のための導電性付与処理を行う必要があった。
【００１２】
次いで、（Ｄ）に示すように絶縁基材除去部１０ａに電解めっきを行い、銅めっき１３を付けて配線形成用銅箔１１とベタ銅箔１２とを接続し、ブラインドビアホール１４を形成して後、（Ｅ）に示すように配線形成用銅箔１１をエッチングして、グランド配線部分を銅めっき１３と接続した配線パターン１１ａを形成し、その配線パターン１１ａにすずめっきや金めっきを行うとともにソルダーレジスト１５を設け、フレキシブルプリント配線板１６を形成していた。
【００１３】
その後、図１３（Ａ）に示すように、フレキシブルプリント配線板１６を長さ方向に搬送可能に設けて順次加熱ステージ１７の上に乗せ、その配線パターン１１ａのチップ接続端子１１ｂに半導体チップ１８の金バンプ１９を位置合わせし、ボンディングツール２０で加熱するとともに加圧してそれらを接続し、フリップチップ実装することによりフレキシブルプリント配線板１６上に半導体チップ１８を搭載する。それから、（Ｂ）に示すように塗布ノズル２１を用いて封止樹脂２２を流し込み、（Ｃ）に示すように半導体チップ１８を封止してフレキシブルプリント回路板２３を完成していた。
【００１４】
そして、使用するときには、一定間隔で半導体チップ１８を搭載する長尺のフレキシブルプリント回路板２３から打ち抜いて半導体モジュール２６を形成し、その半導体モジュール２６を、図１４に示すように同様に半導体チップ１８を搭載する側を内側として湾曲し、例えば配線パターン１１ａの別の一部接続端子１１ｃを液晶パネル２４に接続し、別の他部接続端子１１ｄを他のプリント配線板２５に接続していた。
【００１５】
これにより、半導体チップ１８が発生した熱を金バンプ１９から配線パターン１１ａに伝え、その配線パターン１１ａから銅めっき１３を介して表面積の大きなベタ銅箔１２に伝達していた。ここで、上述したフーリエの法則を考えると、経路上にある金バンプ１９、配線パターン１１ａ、銅めっき１３、ベタ銅箔１２は、いずれも熱伝導率λが大きく、ベタ銅箔１２の伝熱面積Ａも大きいから、熱抵抗θを小さくし、半導体チップ１７の放熱効果を上げることができる。
【００１６】
また、図示のような半導体モジュール２６では、配線パターン１１ａのグランド配線部分をベタ銅箔１２に接続するから、絶縁基材１０の裏面側全面に設けるベタ銅箔１２により電磁波シールド効果を生じ、配線パターン１１ａから発生する電磁波ノイズを低減し、また外部からの電磁波ノイズの影響を受けにくくすることができる。さらに、図１４に示すように半導体モジュール２６を湾曲して組み付けるとき、ベタ銅箔１２が塑性変形して元の形状に戻ろうとする弾性力を低減するから、組み付け作業性を高めることができる利点もある。
【００１７】
しかしながら、上述した図１２および図１３に示すような製造方法では、高価な両面配線用基材２８を使用し、製造工程数も多く、しかも絶縁基材１０の一部を除去するためにケミカルエッチング装置やレーザ照射装置などの高価な装置を必要とするから、コスト高となって費用対効果の点で問題があった。加えて、絶縁基材１０上に配線パターンを多層に設け、絶縁基材１０の両面に配線パターンを設けることが困難である問題もあった。
【００１８】
なお、従来のフレキシブルプリント配線板の中には、高価な両面配線用基材を使用せず、製造工程数も比較的少なく、しかもケミカルエッチング装置やレーザ照射装置などの高価な装置を必要とせず、多層や両面で配線パターンを設けることも可能な製造方法も提案されている。
【００１９】
例えば図１５（Ａ）に示すように金属板３０の表面を絶縁材３１で被覆し、（Ｂ）に示すように絶縁材３１の上に、銅ペーストをスクリーン印刷して後、加熱硬化することにより配線パターン３２を形成する。
【００２０】
２層の回路を形成するときは、（Ｃ）に示すように配線パターン３２を覆って絶縁材３１上に感光性樹脂を塗布し、加熱硬化することにより絶縁層３３を形成する。その後、マスクを介して露光現像を行い、（Ｄ）に示すように絶縁層３３のパターンを形成し、（Ｅ）に示すように絶縁層３３のくぼみに銅ペースト３４を埋め込み硬化する。その後、再び上記工程（Ｂ）ないし（Ｄ）を繰り返して２層目の配線パターン３５を形成して後、２層目の絶縁層３６を形成し、（Ｆ）に示すように配線パターン３５にニッケルめっきおよび金めっき３７を施してフレキシブルプリント配線板を得る。
【００２１】
この図１５に示す製造方法により作成したフレキシブルプリント配線板によれば、塑性変形しやすく湾曲しやすい金属板３０を使用するから、組み付け時の作業性を向上することができる。ところが、金属板３０に配線パターン３２・３５が接続されていないことから、肝心な放熱効果を期待することができなかった。
【００２２】
仮に、１層目の配線パターン３２と２層目の配線パターン３５とを銅ペースト３４を用いて接続したように、スクリーン印刷で銅ペーストを形成して金属板３０と配線パターン３２とを接続したとしても、印刷では微細な配線ピッチを形成することができず、また空気を閉じ込めないように真空状態にして印刷しなければならず、その後硬化させなければならないから、大変多くの工程を必要とする。さらに、絶縁層３３・３６の形成に感光体樹脂を用いると、電気的絶縁特性が悪くなり、熱収縮率も高いために反りが大きくなる、などの多くの問題を生ずる。
【００２３】
また、従来のフレキシブルプリント配線板の中には、図１６（Ａ）に符号４０で示すように、ベースフィルム４１の上に金属回路パターン４２を形成してなり、その金属回路パターン４２上に熱可塑性樹脂４３を設けて金属回路パターン４２を、プリント配線板４４の基材４５上の銅箔パターン４６に位置合わせし、（Ｂ）に示すように超音波ホーン４７のチップ４８で押して超音波溶着により容易に接続するものがある。
【００２４】
しかし、このようなフレキシブルプリント配線板では、プリント配線板４４の基材４５を金属基材として放熱効果を向上しても、ベースフィルム４１が存在するから、金属回路パターン４２に接続して半導体チップを搭載することができず、また多層に形成しても金属回路パターン４２同士を接続することは困難である。さらに、超音波ホーン４７のチップ４８を用いてベースフィルム４１を介して押すから、金属回路パターン４２の小面積を押すことができず、金属回路パターン４２の１つの配線のみを押してそれを対応する銅箔パターン４６に接続することが困難である問題があった。
【００２５】
【特許文献１】特開平２−１７７４９３号公報
【特許文献２】特開平４−１８６６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
以上のとおり、搭載する半導体チップが発生する熱を有効に発散することができ、しかも電磁波のシールド性に優れ、屈曲性に富んで使用時の組み付け作業性のよいフレキシブルプリント回路板を作成する製造方法においては、高価な両面配線用基材を使用し、製造工程数も多く、しかも絶縁基材の一部を除去するためにケミカルエッチング装置やレーザ照射装置などの高価な装置を必要とするから、コスト高となって費用対効果の点で問題があった。加えて、絶縁基材上に配線パターンを多層に設け、絶縁基材の両面に配線パターンを設けることが困難である問題もあった。
【００２７】
そこで、この発明の第１の目的は、搭載する半導体チップの熱を有効に発散することができ、しかも電磁波のシールド性に優れ、屈曲性に富んで使用時の組み付け作業性のよいフレキシブルプリント回路板を作成すべく、材料コストが安く、製造工程数が少なく製作が容易で、しかも高価な装置を必要とせず、多層や両面に配線パターンを設けることができるフレキシブルプリント配線板の製造方法を提供することにある。
【００２８】
この発明の第２の目的は、配線パターンのグランド配線部分と金属基材との接続の信頼性を向上し、半導体チップの熱の発散を確実として放熱効果を一層向上したフレキシブルプリント回路板を作成可能とするフレキシブルプリント配線板の製造方法を提供することにある。
【００２９】
この発明の第３の目的は、配線パターンの多層化を図り、複雑な回路構成を持つフレキシブルプリント配線板の製造方法を提供することにある。
【００３０】
この発明の第４の目的は、配線パターンの両面化を図り、複雑な回路構成を持つフレキシブルプリント配線板の製造方法を提供することにある。
【００３１】
この発明の第５の目的は、搭載する半導体チップが発生する熱を有効に発散することができ、しかも電磁波のシールド性に優れ、屈曲性に富んで使用時の組み付け作業性のよいフレキシブルプリント回路板を作成可能なフレキシブルプリント配線板を提供することにある。
【００３２】
この発明の第６の目的は、搭載する半導体チップが発生する熱を有効に発散することができ、しかも電磁波のシールド性に優れ、屈曲性に富んで使用時の組み付け作業性のよいフレキシブルプリント回路板を作成すべく、材料コストが安く、製造工程数が少なく製作が容易で、しかも高価な装置を必要とせず、多層や両面に配線パターンを設けることができるフレキシブルプリント回路板の製造方法を提供することにある。
【００３３】
この発明の第７の目的は、搭載する半導体チップが発生する熱を有効に発散することができ、しかも電磁波のシールド性に優れ、屈曲性に富んで使用時の組み付け作業性のよいフレキシブルプリント回路板を作成可能なフレキシブルプリント回路板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
そのため、請求項１に記載の発明は、フレキシブルプリント配線板の製造方法にかかり、上述した第１の目的を達成すべく、
銅やアルミニウムなどよりなる短尺や長尺のフレキシブルなシート状の金属基材上に、例えば熱硬化性樹脂であるエポキシ系樹脂シートを熱と圧力とを加えることによりラミネートして接着剤である絶縁材を設け、その絶縁材を介してその上に、例えば銅箔ラミネート、フォトレジスト塗布、露光、現像、エッチングレジスト塗布、エッチング、エッチングレジスト除去を行って配線パターンを形成して後、
その配線パターンのグランド配線部分に、ボンディングツールを押し当てるなどによって熱と圧力とを加え、グランド配線部分を変形することにより、熱により軟化した前記絶縁材中に埋没して前記金属基材と接続する、
ことを特徴とする。
【００３５】
そして、フリップチップ接続で半導体チップを搭載したとき、半導体チップが発生する熱を、配線パターンを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材に逃がす。
【００３６】
請求項２に記載の発明は、上述した第２の目的も達成すべく、請求項１に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法において、グランド配線部分に熱と圧力とを加えるとともに、超音波振動を加える、ことを特徴とする。
【００３７】
そして、配線パターンのグランド配線部分を金属基材に接続するときは、ボンディングツールなどを用いてグランド配線部分に熱と圧力とを加えるとともに同時に超音波振動も加え、グランド配線部分を変形することにより絶縁材中に埋没して金属基材に当て、それらを金属溶着する。
【００３８】
請求項３に記載の発明は、上述した第３の目的も達成すべく、請求項１または２に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法において、
配線パターン上に、第２絶縁材を介して第２配線パターンを形成して後、
その第２配線パターンに、ボンディングツールを押し当てるなどによって熱と圧力とを加え、その第２配線パターンを変形することにより第２絶縁材中に埋没して配線パターンと接続する、
ことを特徴とする。
【００３９】
そして、フリップチップ接続で半導体チップを搭載したとき、半導体チップが発生する熱を、第２配線パターンを介して１層目の配線パターンに導き、その１層目の配線パターンを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材に逃がす。
【００４０】
請求項４に記載の発明は、上述した第３の目的も達成すべく、請求項３に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法において、
下層の配線パターン上に、上層の絶縁材を介して上層の配線パターンを形成して後、
その上層の配線パターンに熱と圧力とを加え、その上層の配線パターンを変形することにより前記上層の絶縁材中に埋没して前記下層の配線パターンと接続して配線パターンを多層に設ける、
ことを特徴とする。
【００４１】
そして、フリップチップ接続で半導体チップを搭載したとき、半導体チップが発生する熱を、上層の配線パターンを介して順に下層の配線パターンに導き、多層の配線パターンを介して１層目の配線パターンのグランド配線部分が接続する金属基材に逃がす。
【００４２】
請求項５に記載の発明は、上述した第４の目的も達成すべく、請求項１ないし４のいずれか１に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法において、
金属基材の表面に表側絶縁材を介して表側配線パターンを形成する一方、裏面にも裏側絶縁材を介して裏側配線パターンを形成して後、
それらの表側および裏側配線パターンのグランド配線部分に熱と圧力とを加え、それらのグランド配線部分を変形することにより各々前記表側または裏側絶縁材中に埋没して前記金属基材の表面または裏面と接続する、
ことを特徴とする。
【００４３】
そして、フリップチップ接続で半導体チップを搭載したとき、半導体チップが発生する熱を、表側配線パターンを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材に逃がすとともに、その金属基材に逃がした熱を裏側配線パターンのグランド配線部分を介して裏側配線パターンにも伝える。
【００４４】
請求項６に記載の発明は、フレキシブルプリント配線板にかかり、上述した第５の目的を達成すべく、請求項１ないし５のいずれか１に記載の製造方法により形成する、ことを特徴とする。
【００４５】
請求項７に記載の発明は、フレキシブルプリント回路板の製造方法にかかり、上述した第６の目的を達成すべく、請求項６に記載のフレキシブルプリント配線板上に半導体チップを搭載する、ことを特徴とする。
【００４６】
請求項８に記載の発明は、フレキシブルプリント回路板にかかり、上述した第７の目的を達成すべく、請求項７に記載の製造方法により形成する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００４７】
したがって、請求項１に記載の発明によれば、両面配線用基材などの高価な材料を用いないので材料コストが安く、製造工程数が比較的に少なく製作が容易で、しかもケミカルエッチング装置やレーザ照射装置といった高価な装置を必要とせず、多層や両面に配線パターンを設けることができるフレキシブルプリント配線板の製造方法を提供することができる。この発明により製造したフレキシブルプリント配線板は、マイクロストリップ構造と呼ばれるものであり、絶縁材の誘電率、絶縁材の厚さ、配線パターンの幅と厚さを設定することにより、特性インピーダンスをコントロールすることが可能である。
【００４８】
そして、フリップチップ接続で半導体チップを搭載したとき、半導体チップが発生する熱を配線パターンを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材に逃がすので、搭載する半導体チップの熱を有効に発散することができ、しかも金属基材を用いることから、電磁波のシールド性に優れ、加えて屈曲性に富んで使用時の組み付け作業性のよいフレキシブルプリント回路板を作成することができる。
【００４９】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、配線パターンのグランド配線部分を金属基材に接続するときは、グランド配線部分に熱と圧力とを加えるとともに超音波振動を加え、グランド配線部分を変形することにより金属基材に当ててそれらを金属溶着するので、電気的にも機械的にも信頼性の高い接続を行い、半導体チップの熱の発散を確実として放熱効果を一層向上したフレキシブルプリント回路板が作成可能なフレキシブルプリント配線板の製造方法を提供することができる。
【００５０】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加えて、フリップチップ接続で半導体チップを搭載したとき、半導体チップが発生する熱を第２配線パターンを介して１層目の配線パターンに導き、その１層目の配線パターンを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材に逃がすので、配線パターンの２層化を図り、複雑な回路構成を持つフレキシブルプリント配線板の製造方法を提供することができる。
【００５１】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加えて、フリップチップ接続で半導体チップを搭載したとき、半導体チップが発生する熱を上層の配線パターンを介して順に下層の配線パターンに導き、多層の配線パターンを介して１層目の配線パターンのグランド配線部分が接続する金属基材に逃がすので、配線パターンの多層化を図り、一層複雑な回路構成を持つフレキシブルプリント配線板の製造方法を提供することができる。
【００５２】
請求項５に係る発明によれば、請求項１ないし４のいずれか１に記載の発明の効果に加えて、フリップチップ接続で半導体チップを搭載したとき、半導体チップが発生する熱を表側配線パターンを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材に逃がすとともに、その金属基材に逃がした熱を裏側配線パターンのグランド配線部分を介して裏側配線パターンにも伝えるので、半導体チップの放熱効果を一層高めるとともに、配線パターンの両面化を図り、複雑な回路構成を持つフレキシブルプリント配線板の製造方法を提供することができる。
【００５３】
請求項６に係る発明によれば、フレキシブルプリント配線板にかかり、請求項１ないし５のいずれか１に記載の製造方法により形成するので、フリップチップ接続で半導体チップを搭載したとき、半導体チップが発生する熱を配線パターンを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材に逃がすので、搭載する半導体チップが発生する熱を有効に発散することができ、しかも金属基材を用いることから、電磁波のシールド性に優れ、加えて屈曲性に富んで使用時の組み付け作業性のよいフレキシブルプリント回路板を作成可能なフレキシブルプリント配線板を提供することができる。また、この発明によるフレキシブルプリント配線板は、マイクロストリップ構造と呼ばれるものであり、同様に絶縁材の誘電率、絶縁材の厚さ、配線パターンの幅と厚さを設定することにより、特性インピーダンスをコントロールすることが可能である。
【００５４】
請求項７に記載の発明によれば、フレキシブルプリント回路板の製造方法にかかり、請求項６に記載のフレキシブルプリント配線板上に半導体チップを搭載するので、両面配線用基材などの高価な材料を用いないので材料コストが安く、製造工程数が比較的に少なく製作が容易で、しかもケミカルエッチング装置やレーザ照射装置といった高価な装置を必要とせず、多層や両面に配線パターンを設けることができるフレキシブルプリント回路板の製造方法を提供することができる。この発明により製造したフレキシブルプリント回路板は、マイクロストリップ構造と呼ばれるものであり、同様に特性インピーダンスをコントロールすることが可能である。
【００５５】
そして、半導体チップが発生する熱を配線パターンを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材に逃がすので、搭載する半導体チップの熱を有効に発散することができ、しかも金属基材を用いることから、電磁波のシールド性に優れ、加えて屈曲性に富んで使用時の組み付け作業性のよいフレキシブルプリント回路板を作成することができる。
【００５６】
請求項８に記載の発明によれば、フレキシブルプリント回路板にかかり、請求項７に記載の製造方法により形成するので、半導体チップが発生する熱を配線パターンを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材に逃がすので、搭載する半導体チップが発生する熱を有効に発散することができ、しかも金属基材を用いることから、電磁波のシールド性に優れ、加えて屈曲性に富んで使用時の組み付け作業性のよいフレキシブルプリント回路板を提供することができる。また、この発明によるフレキシブルプリント回路板は、マイクロストリップ構造と呼ばれるものであり、同様に特性インピーダンスをコントロールすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の最良形態について説明する。
図１（Ａ）ないし（Ｄ）には、この発明に係るフレキシブルプリント配線板の製造工程を示す。
【００５８】
この発明に係るフレキシブルプリント配線板を形成するときには、図１（Ａ）に示すように金属基材５０を使用する。金属基材５０は、銅やアルミニウムなどよりなり、短尺でもよいが、図示例では長尺のフレキシブルなシート状のものを用い、適度な強度を有するとともに、折り曲げた場合に塑性変形しやすい特性を持つ金属組成のものを使用する。折り曲げやすさを考えると、薄い方がよいが、製造しやすさを考えると、強度も必要であり、厚さは１０〜３００μｍ、好適には１０〜１００μｍのものを用いる。
【００５９】
この金属基材５０の片面にのみ配線パターンを形成する場合には、図中仮想線で示すように金属基材５０の裏面に反り防止材５１を貼り付けてもよい。反り防止材５１としては、後述の絶縁材５２と熱収縮率がほぼ同等なもの、例えば後述の絶縁材５２に用いると同じ、熱硬化性樹脂であるエポキシ系樹脂シートを使用し、そのシートを金属基材５０の裏面にラミネートして後、後の工程で軟化することのないように、あらかじめ加熱して完全に硬化させておく。
【００６０】
金属基材５０の表面には、接着剤としての働きもする絶縁材５２を設ける。絶縁材５２は、半硬化状態（いわゆるＢステージ）の熱硬化性樹脂であるエポキシ系樹脂シートを熱と圧力とを加えることによりラミネートして形成する。また、別の方法としては、液状の絶縁材５２をロールコータにより塗布して形成してもよい。このようにして形成した後、絶縁材５２に加える熱処理の温度と時間を調整し、再び熱を加えることで軟化できる状態にする。例えば、室温〜１００℃では固形であり、１００℃以上に加熱すると軟化し、さらに加熱すると、熱硬化反応が進んで硬化するものを使用する。
【００６１】
絶縁材５２としては、厚さが１〜５０μｍ、好適には２〜２０μｍのものを用いる。熱硬化性ではなく熱可塑性の樹脂を用いることも、後述の半導体チップの接続条件を調整することにより可能である。熱可塑性樹脂としては、アクリル系樹脂、変性ポリイミド、熱可塑性ポリイミド、液晶ポリマなどが好適である。
【００６２】
このような絶縁材５２の上には、厚さ５〜２５μｍの配線形成用銅箔５３をラミネートし、全体で金属ベース基板材料５４を形成する。それから、配線形成用銅箔５３の表面にフォトレジストを塗布して後、長さ方向に搬送しながら、一定間隔置きに露光を行ってから現像を行う。そして、反り防止材５１をラミネートした場合を除き、金属基材５０の裏面にエッチングレジストを塗布して後、エッチングを行い、その後アルカリ溶液などを用いてフォトレジストとエッチングレジストを除去することにより、周知の工程を用いて図１（Ｂ）に示すように一定間隔置きに同一の配線パターン５３ａを形成する。
【００６３】
次に、図１（Ｃ）に示すように、長さ方向に搬送しながら、順にアンビル５５の上にセットし、所定の温度に加熱したボンディングツール５６を個別の配線パターン５３ａごとに位置合わせして下降し、各配線パターン５３ａのグランド配線部分に押し当てて熱と圧力を加える。これにより、時間の経過とともに、ボンディングツール５６の熱を配線パターン５３ａを介して伝達して絶縁材５２を軟化し、配線パターン５３ａを変形することにより絶縁材５２中に埋没して金属基材５０に接続する。
【００６４】
ボンディングツール５６を用いてグランド配線部分に熱と圧力を加えるとき、同時に超音波振動を加えるようにしてもよく、そのようにすると、配線パターン５３ａのグランド配線部分と金属基材５０とを金属溶着して、電気的にも機械的にも信頼性の高い接続を行うことができる。
【００６５】
そして、以上のように配線パターン５３ａのグランド配線部分と金属基材５０とを接続して後、絶縁材５２として熱硬化性樹脂を用いる場合には、全体を加熱して絶縁材５２の硬化反応を進めて完全に硬化する。熱可塑性樹脂を用いる場合には、全体の加熱は行わない。
【００６６】
ところで、配線パターン５３ａのグランド配線部分と金属基材５０との接続目的が、電気的な導通を要しない、単に熱伝導のみを必要とするものである場合には、ボンディングツール５６を超音波振動させずに熱と圧力のみを加えるようにする。このとき、グランド配線部分と金属基材５０とを接続して後、ボンディングツール５６を離すと、接続部分まわりの絶縁材５２の温度が下がり、接続部分まわりの絶縁材５２を硬化するとともにその線膨張係数にしたがって収縮する。これによって、グランド配線部分と金属基材５０との接続部分に、絶えずそれらを圧接する力が働くこととなる。
【００６７】
次には、半導体チップとの電気的接続を良好とし、また防錆効果を高めるために、配線パターン５３ａと金属基材５０の裏面に、すずめっき、金めっき、ニッケル下地の金めっき、インジュウムめっきなどの金属めっきを行う。また、その金属めっきと前後して、必要に応じ、配線パターン５３ａを保護するために、図１（Ｄ）に示すようにチップ接続端子５３ｂその他の接続端子部分を除いて、配線パターン５３ａに印刷によって、可撓性に優れたソルダーレジスト５７を設けてフレキシブルプリント配線板５８を形成する。
【００６８】
このようなフレキシブルプリント配線板５８の製造方法によれば、両面配線用基材などの高価な材料を用いないので材料コストが安く、製造工程数が比較的に少なく製作が容易で、しかもケミカルエッチング装置やレーザ照射装置といった高価な装置を必要とせず、多層や両面にも配線パターンを設けることができる。そして、形成したフレキシブルプリント配線板５８は、マイクロストリップ構造と呼ばれるものであり、絶縁材５２の誘電率、絶縁材５２の厚さ、配線パターン５３ａの幅と厚さを設定することにより、特性インピーダンスをコントロールすることが可能である。
【００６９】
図２（Ａ）ないし（Ｃ）には、図１の製造工程により形成したフレキシブルプリント配線板５８を用いて、この発明によるフレキシブルプリント回路板６０を形成する製造工程を示す。
【００７０】
図２（Ａ）に示すように、フレキシブルプリント配線板５８を長さ方向に搬送可能に設けて順次、所定の温度に設定した加熱ステージ６１上にセットし、所定の温度に設定したボンディングツール６２で半導体チップ６３を保持して、その半導体チップ６３に金めっきにより形成した金属バンプ６４を、配線パターン５３ａのチップ接続端子５３ｂに位置合わせして下降し、半導体チップ６３を介して熱とともに圧力を加えて金属バンプ６４とチップ接続端子５３ｂとをＡｕ−Ｓｎ共晶接合して接続する。
【００７１】
なお、絶縁材５２に熱可塑性樹脂を用いた場合には、半導体チップ６３を介して熱とともに圧力を加える時間を長くすると、伝わった熱により絶縁材５２が軟化してチップ接続端子５３ｂが絶縁材５２中に埋没してしまうこととなるから、少し埋没した時点でボンシングツール６２を上昇するように調整する。
【００７２】
それから、図２（Ｂ）に示すように、塗布ノズル６５を用いて半導体チップ６３の側面に沿って周囲を描画するように封止樹脂６６を塗布し、毛細管現象により注入して絶縁材５２と半導体チップ６３との間に充填する。そして、（Ｃ）に示すように、封止樹脂６６を熱硬化して半導体チップ６３を樹脂封止し、フレキシブルプリント回路板６０を完成する。
【００７３】
そして、使用するときは、一定間隔で半導体チップ６３を搭載する長尺のフレキシブルフレキシブルプリント回路板６０から、各半導体チップ６３を含む単位ごとに所定形状に打ち抜いて半導体モジュール６７を形成し、その半導体モジュール６７を、図３に示すように半導体チップ６３を搭載する側を内側として湾曲し、例えば配線パターン５３ａの別の一部接続端子５３ｃを液晶パネル６８に接続し、別の他部接続端子５３ｄを他のプリント配線板６９に接続する。
【００７４】
このようなフレキシブルプリント回路板６０とすれば、半導体チップ６３が発生する熱を金属バンプ６４から、配線パターン５３ａを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材５０に逃がすので、搭載する半導体チップ６３の熱を、熱伝導率のよい金属バンプ６４および配線パターン５３ａで効率よく伝達して、熱伝導率がよく広い金属基材５０からまわりの空間に有効に発散することができる。これにより、半導体チップ６３の動作スピードが低下したり、半導体チップ６３の信頼性が低下したりするおそれを解消することができる。
【００７５】
しかも、配線パターン５３ａのグランド配線部分を電気的に接続して金属基材５０を用いることから、電磁波のシールド性に優れ、配線パターン５３ａから発生する電磁波ノイズを低減し、また外部からの電磁波ノイズの影響を受けにくくすることができる。加えて、屈曲性に富み、図３に示すように半導体モジュール６７を湾曲して組み付けるとき、金属基材５０が塑性変形して元の形状に戻ろうとする弾性力を低減し、特に昨今では小型化が進んで筐体内に折り曲げて組み付けることが多くなっており、このようなときの組み付け作業性を高めることができる。
【００７６】
そして、配線パターン５３ａのグランド配線部分を金属基材５０に接続するとき、グランド配線部分に熱と圧力とを加えるとともに超音波振動を加え、グランド配線部分と金属基材５０とを金属溶着したフレキシブルプリント配線板５８を用いてフレキシブルプリント回路板６０を形成すると、電気的にも機械的にも信頼性の高い接続を行い、半導体チップ６３の熱の発散を確実として放熱効果を一層向上することができる。
【００７７】
図４（Ａ）ないし（Ｄ）には、この発明に係る２層フレキシブルプリント配線板の製造工程を示す。
【００７８】
図示２層フレキシブルプリント配線板の製造工程では、まず図１（Ａ）ないし（Ｃ）と同様の製造工程を経て、金属基材５０上に絶縁材５２を介して配線パターン５３ａを形成して後、配線パターン５３ａのグランド配線部分を金属基材５０に接続する。その後、配線パターン５３ａ上に、厚さが１〜５０μｍ、好適には２〜２０μｍの第２絶縁材７０と第２配線形成用銅箔７１をラミネートして形成する。
【００７９】
なお、この例の場合には、１層目の絶縁材５２に熱硬化性の樹脂を用い、熱可塑性樹脂は用いない。１層目の絶縁材５２に熱可塑性樹脂を用いると、後述する第２配線パターン７１ａと配線パターン５３ａ間の接続時に加える熱により、下層の配線パターン５３ａも埋没してしまい、適切な接続を行うことができなくなるからである。
【００８０】
第２絶縁材７０と第２配線形成用銅箔７１は、例えば図５に示すように、矢示方向に搬送しながら、第２配線形成用銅箔７１に第２絶縁材７０を塗布したものを、所定の温度に加熱したラミネートローラ７２を用いて加熱とともに加圧しながらラミネートする。このとき、配線パターン５３ａと金属基材５０との接続部には凹み７３が形成されており、その凹み７３にエア溜りが発生しないように真空ラミネータを使用することが好ましい。
【００８１】
または、例えば図６（Ａ）に示すように、矢示方向に搬送しながら、カバーフィルム７４に第２絶縁材７０を塗布したものを、所定の温度に加熱したラミネートローラ７２を用いて加熱とともに加圧しながらラミネートする。この場合も、同様な理由から、真空ラミネータを使用することが好ましい。その後、図６（Ｂ）に示すように、同様に矢示方向に搬送しながら、カバーフィルム７４を剥離しながら、連続して第２配線形成用銅箔７１を、加熱したラミネートローラ７２を用いて加熱とともに加圧しながらラミネートする。なお、カバーフィルム７４を剥離した第２絶縁材７０の表面には、凹みが存在しないから、このときは真空ラミネータを用いる必要はなく、通常のラミネータを用いてラミネートを行う。
【００８２】
第２絶縁材７０と第２配線形成用銅箔７１とのラミネートは、ラミネートローラ７２を用いる他、加熱した平板を用いて挟むプレス方式で行ってもよい。このとき用いる第２絶縁材７０には、熱可塑性樹脂を用いることも可能である。
【００８３】
それから、第２配線形成用銅箔７１の表面にフォトレジストを塗布して後、長さ方向に搬送しながら、一定間隔置きに露光を行ってから現像を行う。そして、金属基材５０の裏面にエッチングレジストを塗布して後、エッチングを行い、その後アルカリ溶液などを用いてフォトレジストとエッチングレジストを除去することにより、周知の工程を用いて図４（Ｂ）に示すように一定間隔置きに同一の第２配線パターン７１ａを形成する。
【００８４】
次に、図４（Ｃ）に示すように、長さ方向に搬送しながら、順にアンビル５５の上にセットし、所定の温度に加熱したボンディングツール５６を個別の第２配線パターン７１ａごとに位置合わせして下降し、各第２配線パターン７１ａに押し当てて熱と圧力を加える。これにより、時間の経過とともに、ボンディングツール５６の熱を第２配線パターン７１ａを介して伝達して第２絶縁材７０を軟化し、第２配線パターン７１ａを変形することにより第２絶縁材７０中に埋没して下層の配線パターン５３ａに接続する。
【００８５】
この場合も、前例と同様に、ボンディングツール５６を用いて各第２配線パターン７１ａに熱と圧力を加えるとき、同時に超音波振動を加えるようにしてもよく、そのようにすると、各第２配線パターン７１ａと下層の配線パターン５３ａとを金属溶着して、電気的にも機械的にも信頼性の高い接続を行うことができる。
【００８６】
そして、以上のように各第２配線パターン７１ａと下層の配線パターン５３ａとを接続して後、第２絶縁材７０として熱硬化性樹脂を用いる場合には、全体を加熱して第２絶縁材７０の硬化反応を進めて完全に硬化する。熱可塑性樹脂を用いる場合には、全体の加熱は行わない。
【００８７】
ところで、第２配線パターン７１ａと下層の配線パターン５３ａとの接続目的が、電気的な導通を要しない、単に熱伝導のみを必要とするものである場合には、ボンディングツール５６を超音波振動させずに熱と圧力のみを加えるようにする。このとき、第２配線パターン７１ａと下層の配線パターン５３ａとを接続して後、ボンディングツール５６を離すと、接続部分まわりの第２絶縁材７０の温度が下がり、接続部分まわりの第２絶縁材７０を硬化するとともにその線膨張係数にしたがって収縮する。これによって、第２配線パターン７１ａと下層の配線パターン５３ａとの接続部分に、絶えずそれらを圧接する力が働くこととなる。
【００８８】
次には、これも前例と同様に、半導体チップとの電気的接続を良好とし、また防錆効果を高めるために、第２配線パターン７１ａと金属基材５０の裏面に、すずめっき、金めっき、ニッケル下地の金めっき、インジュウムめっきなどの金属めっきを行う。また、その金属めっきと前後して、必要に応じ、配線パターン５３ａを保護するために、図４（Ｄ）に示すようにチップ接続端子７１ｂその他の接続端子部分を除いて、第２配線パターン７１ａに印刷によって、可撓性に優れたソルダーレジスト５７を設けて２層フレキシブルプリント配線板７６を形成する。
【００８９】
図７（Ａ）ないし（Ｃ）には、図４の製造工程により形成した２層フレキシブルプリント配線板７６を用いて、この発明による２層フレキシブルプリント回路板６０を形成する製造工程を示す。
【００９０】
図７（Ａ）に示すように、２層フレキシブルプリント配線板７６を長さ方向に搬送可能に設けて順次、所定の温度に設定した加熱ステージ６１上にセットし、所定の温度に設定したボンディングツール６２で半導体チップ６３を保持して、その半導体チップ６３に金めっきにより形成した金属バンプ６４を、第２配線パターン７１ａのチップ接続端子７１ｂに位置合わせして下降し、半導体チップ６３を介して熱とともに圧力を加えて金属バンプ６４とチップ接続端子７１ｂとをＡｕ−Ｓｎ共晶接合して接続する。
【００９１】
なお、第２絶縁材７０に熱可塑性樹脂を用いた場合には、半導体チップ６３を介して熱とともに圧力を加える時間を長くすると、伝わった熱により第２絶縁材７０が軟化してチップ接続端子７１ｂが第２絶縁材７０中に埋没してしまうこととなるから、少し埋没した時点でボンディングツール６２を上昇するように調整する。
【００９２】
それから、図７（Ｂ）に示すように、塗布ノズル６５を用いて半導体チップ６３の側面に沿って周囲を描画するように封止樹脂６６を塗布し、毛細管現象により注入して第２絶縁材７０と半導体チップ６３との間に充填する。そして、（Ｃ）に示すように、封止樹脂６６を熱硬化して半導体チップ６３を樹脂封止し、２層フレキシブルプリント回路板７７を完成する。
【００９３】
そして、使用するときは、一定間隔で半導体チップ６３を搭載する長尺の２層フレキシブルフレキシブルプリント回路板７７から、各半導体チップ６３を含む単位ごとに所定形状に打ち抜いて半導体モジュールを形成し、その半導体モジュールを、半導体チップ６３を搭載する側を内側として湾曲し、例えば第２配線パターン７１ａの別の一部接続端子を液晶パネルに接続し、別の他部接続端子を他のプリント配線板に接続する。
【００９４】
このような２層フレキシブルプリント回路板７７とすれば、半導体チップ６３が発生する熱を金属バンプ６４から、第２配線パターン７１ａを介して１層目の配線パターン５３ａに導き、その１層目の配線パターン５３ａを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材５０に逃がすので、搭載する半導体チップ６３の熱を、熱伝導率のよい金属バンプ６４、第２配線パターン７１ａ、および１層目の配線パターン５３ａで効率よく伝達して、熱伝導率がよく広い金属基材５０からまわりの空間に有効に発散することができる。これにより、半導体チップ６３の動作スピードが低下したり、半導体チップ６３の信頼性が低下したりするおそれを解消することができる。
【００９５】
しかも、第２配線パターン７１ａのグランド配線部分を下層の配線パターン５３ａに電気的に接続し、その下層の配線パターン５３ａを介して金属基材５０に電気的に接続することができるので、前例と同様に、電磁波のシールド性に優れ、配線パターン５３ａから発生する電磁波ノイズを低減し、また外部からの電磁波ノイズの影響を受けにくくすることができる。
【００９６】
加えて、これも前例と同様に、屈曲性に富み、半導体モジュールを湾曲して組み付けるとき、金属基材５０が塑性変形して元の形状に戻ろうとする弾性力を低減し、特に昨今では小型化が進んで筐体内に折り曲げて組み付けることが多くなっており、このようなときの組み付け作業性を高めることができる。さらに、この例によれば、配線パターンの２層化を図るので、より複雑な回路構成とすることができる。
【００９７】
図４ないし図７に示す例では、１層目の配線パターン５３ａ上に、第２絶縁材７０を介して第２配線パターン７１ａを形成して後、その第２配線パターン７１ａに、ボンディングツール６２を押し当てて熱と圧力とを加え、その第２配線パターン７１ａを変形することにより第２絶縁材７０中に埋没して１層目の配線パターン５３ａと接続する。そして、フリップチップ接続で半導体チップ６３を搭載したとき、半導体チップ６３が発生する熱を、第２配線パターン７１ａを介して１層目の配線パターン５３ａに導き、その１層目の配線パターン５３ａを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材５０に逃がす２層のフレキシブルプリント回路板７７について説明した。
【００９８】
しかし、下層の配線パターン上に、上層の絶縁材を介して上層の配線パターンを形成して後、その上層の配線パターンに熱と圧力とを加え、その上層の配線パターンを変形することにより上層の絶縁材中に埋没して下層の配線パターンと接続して配線パターンを多層に設けるようにする。そして、フリップチップ接続で半導体チップを搭載したとき、半導体チップが発生する熱を、上層の配線パターンを介して順に下層の配線パターンに導き、多層の配線パターンを介して１層目の配線パターンのグランド配線部分が接続する金属基材に逃がし、３層以上の多層のフレキシブルプリント回路板とすることもできる。
【００９９】
図８には、この発明に係る両面フレキシブルプリント回路板８０の縦断面を示す。
この例では、図１（Ａ）ないし（Ｃ）と同様の製造工程を経て、金属基材５０の表面に表側絶縁材５２を介して表側配線パターン５３ａを形成するとき同時に、金属基材５０の裏面にも裏側絶縁材８２を介して裏側配線パターン８３ａを形成する。それから、ボンディングツールを用いて表側および裏側配線パターン５３ａ・８３ａのグランド配線部分に熱と圧力とを加えることにより、それらのグランド配線部分を各々表側および裏側絶縁材５２・８２中に埋没して金属基材５０の表面または裏面に接続する。
【０１００】
その後、表側配線パターン５３ａ上に表側第２絶縁材７０をラミネートすると同時に、裏側配線パターン８３ａ上に裏側第２絶縁材８４をラミネートし、さらに表側第２絶縁材７０の上に表側第２配線形成用銅箔をラミネートすると同時に、裏側第２絶縁材８４の上に裏側第２配線形成用銅箔をラミネートする。そして、表側および裏側の第２配線形成用銅箔から、周知の工程を経て表側および裏側第２配線パターン７１ａ・８５ａを片面ずつまたは同時に形成する。それから、ボンディングツールを用いて表側および裏側第２配線パターン７１ａ・８５ａに熱と圧力とを加えることにより、それらの第２配線パターン７１ａ・８５ａを各々表側および裏側第２絶縁材７０・８４中に埋没して金属基材５０の表面または裏面に接続する。
【０１０１】
次いで、金属めっきを行い、必要に応じてその金属めっきに前後してソルダーレジスト５７・８６を形成する。そして、半導体チップ６３を搭載し、封止樹脂６６を充填して樹脂封止し、両面フレキシブルプリント回路板８０を完成する。
【０１０２】
このような両面フレキシブルプリント回路板８０とよれば、半導体チップ６３が発生する熱を金属バンプ６４から、表側第２配線パターン７１ａを通して下層の表側配線パターン５３ａに伝え、表側配線パターン５３ａを介してそのグランド配線部分が接続する金属基材５０に逃がすとともに、その金属基材５０に逃がした熱を裏側配線パターン８３ａのグランド配線部分を介して裏側第２配線パターン８５ａにも伝えるので、上述した例の効果に加え、半導体チップ６３の放熱効果を一層高めるとともに、配線パターンの両面化を図り、複雑な回路構成とすることができる。
【０１０３】
さて、この発明で用いる配線形成用銅箔５３・７１は、配線パターン５３ａ・７１ａを形成して金属基材５０や下層の配線パターン５３ａと接続するとき、ボンディングツール５６により変形して引きのばすため、断線を防止すべく、柔らかくまた伸び率の高い圧延銅箔やそれに類似する物性の電解銅箔を用いることが望ましい。
【０１０４】
また、ボンディングツール５６は、ステンレスなどの耐熱性を有する金属を用いてつくる。そして、その先端形状は、方式により異なるが、圧力と熱と超音波振動を加える場合は、例えば図９に示すように溝を設けて横ずれを防ぐようにすることが好ましい。他方、熱と圧力のみを加える場合には、配線パターン５３ａ・７１ａに傷を付けることのないように、平面状または滑らかな半球形状などとすることが好ましい。そして、微細な配線パターン５３ａ・７１ａを変形させて金属基材５０や下層の配線パターン５３ａと接続するためには、先端を細くする必要がある。しかし、例えば図１０（Ａ）ないし（Ｅ）に示すように、最先端部以外は極力太い方が、ツール全体の強度を確保する上から、また温度を安定させるために必要とされる熱容量を確保する上からも好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】（Ａ）ないし（Ｄ）は、この発明に係るフレキシブルプリント配線板の製造工程図である。
【図２】（Ａ）ないし（Ｃ）は、図１の製造工程により形成したフレキシブルプリント配線板を用いて、この発明によるフレキシブルプリント回路板を形成する製造工程図である。
【図３】図２の製造工程により形成したフレキシブルプリント回路板の使用状態図である。
【図４】（Ａ）ないし（Ｄ）は、この発明に係る２層フレキシブルプリント配線板の製造工程図である。
【図５】その２層目の配線パターンを形成するための、第２絶縁材と第２配線形成用銅箔のラミネート工程の一例を示す図である。
【図６】（Ａ）および（Ｂ）は、ラミネート工程の他例を示す図である。
【図７】（Ａ）ないし（Ｃ）は、図４の製造工程により形成した２層フレキシブルプリント配線板を用いて、この発明による２層フレキシブルプリント回路板を形成する製造工程図である。
【図８】この発明に係る両面フレキシブルプリント回路板の縦断面図である。
【図９】この発明に係る製造方法で使用するボンディングツールの一例の正面図およびその先端を示す底面図である。
【図１０】（Ａ）ないし（Ｅ）は、それぞれこの発明に係る製造方法で使用するボンディングツールの他例の正面図およびその先端を示す底面図である。
【図１１】（Ａ）は従来のフレキシブルプリント回路板の縦断面図、（Ｂ）はその使用状態図である。
【図１２】（Ａ）ないし（Ｅ）は、従来の別のフレキシブルプリント配線板の製造工程図である。
【図１３】（Ａ）ないし（Ｃ）は、図１２の従来の製造工程により形成したフレキシブルプリント配線板を用いて、フレキシブルプリント回路板を形成する製造工程図である。
【図１４】図１３の製造工程により形成したフレキシブルプリント回路板の使用状態図である。
【図１５】（Ａ）ないし（Ｆ）は、従来のさらに別のフレキシブルプリント配線板の製造工程図である。
【図１６】（Ａ）および（Ｂ）は、従来のまたさらに別のフレキシブルプリント配線板の製造工程図である。
【符号の説明】
【０１０６】
５０ 金属基材
５２ （表側）絶縁材
５３ａ （表側）配線パターン
５６ ボンディングツール
５８ フレキシブルプリント配線板
６０ フレキシブルプリント回路板
６２ ボンディングツール
６３ 半導体チップ
６４ 金属バンプ
７０ 第２絶縁材
７１ａ 第２配線パターン
７６ フレキシブルプリント配線板
７７ フレキシブルプリント回路板
８０ フレキシブルプリント回路板
８２ 裏側絶縁材
８３ａ 裏側配線パターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属基材上に絶縁材を介して配線パターンを形成して後、
その配線パターンのグランド配線部分に熱と圧力とを加えることにより、そのグランド配線部分を前記絶縁材中に埋没して前記金属基材と接続する、
ことを特徴とする、フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項２】
前記グランド配線部分に熱と圧力とを加えるとともに、超音波振動を加えることを特徴とする、請求項１に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項３】
前記配線パターン上に第２絶縁材を介して第２配線パターンを形成して後、
その第２配線パターンに熱と圧力とを加えることにより、その第２配線パターンを前記第２絶縁材中に埋没して前記配線パターンと接続する、
ことを特徴とする、請求項１または２に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項４】
下層の配線パターン上に、上層の絶縁材を介して上層の配線パターンを形成して後、
その上層の配線パターンに熱と圧力とを加えることにより、その上層の配線パターンを前記上層の絶縁材中に埋没して前記下層の配線パターンと接続して配線パターンを多層に設ける、
ことを特徴とする、請求項３に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項５】
前記金属基材の表面に表側絶縁材を介して表側配線パターンを形成する一方、裏面にも裏側絶縁材を介して裏側配線パターンを形成して後、
それらの表側および裏側配線パターンのグランド配線部分に熱と圧力とを加えることにより、それらのグランド配線部分を各々前記表側または裏側絶縁材中に埋没して前記金属基材の表面または裏面と接続する、
ことを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１に記載の製造方法により形成することを特徴とする、フレキシブルプリント配線板。
【請求項７】
請求項６に記載のフレキシブルプリント配線板上に半導体チップを搭載することを特徴とする、フレキシブルプリント回路板の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の製造方法により形成することを特徴とする、フレキシブルプリント回路板。
【請求項１】
金属基材上に絶縁材を介して配線パターンを形成して後、
その配線パターンのグランド配線部分に熱と圧力とを加えることにより、そのグランド配線部分を前記絶縁材中に埋没して前記金属基材と接続する、
ことを特徴とする、フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項２】
前記グランド配線部分に熱と圧力とを加えるとともに、超音波振動を加えることを特徴とする、請求項１に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項３】
前記配線パターン上に第２絶縁材を介して第２配線パターンを形成して後、
その第２配線パターンに熱と圧力とを加えることにより、その第２配線パターンを前記第２絶縁材中に埋没して前記配線パターンと接続する、
ことを特徴とする、請求項１または２に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項４】
下層の配線パターン上に、上層の絶縁材を介して上層の配線パターンを形成して後、
その上層の配線パターンに熱と圧力とを加えることにより、その上層の配線パターンを前記上層の絶縁材中に埋没して前記下層の配線パターンと接続して配線パターンを多層に設ける、
ことを特徴とする、請求項３に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項５】
前記金属基材の表面に表側絶縁材を介して表側配線パターンを形成する一方、裏面にも裏側絶縁材を介して裏側配線パターンを形成して後、
それらの表側および裏側配線パターンのグランド配線部分に熱と圧力とを加えることにより、それらのグランド配線部分を各々前記表側または裏側絶縁材中に埋没して前記金属基材の表面または裏面と接続する、
ことを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１に記載の製造方法により形成することを特徴とする、フレキシブルプリント配線板。
【請求項７】
請求項６に記載のフレキシブルプリント配線板上に半導体チップを搭載することを特徴とする、フレキシブルプリント回路板の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の製造方法により形成することを特徴とする、フレキシブルプリント回路板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００７−１１００１０（Ｐ２００７−１１００１０Ａ）
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０１５６０（Ｐ２００５−３０１５６０）
【出願日】平成１７年１０月１７日（２００５．１０．１７）
【出願人】（３９１０２２１８６）新藤電子工業株式会社 (23)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１７日（２００５．１０．１７）
【出願人】（３９１０２２１８６）新藤電子工業株式会社 (23)
【Ｆターム（参考）】
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