プリント配線基板及びその製造方法
【課題】絶縁性基板に熱伸縮が生じてもはんだとはんだ充填用開口部とを適切な位置関係に設定できるプリント配線基板の製造方法を提供する。
【解決手段】パッド部２１を含む配線パターン２が形成された絶縁性基板１の当該主面に、絶縁性の保護フィルム３を加熱接着する第１の工程と、前記絶縁性基板を基準とする所定位置にレーザ光を照射して前記保護フィルムにはんだ充填用開口部３１を形成する第２の工程と、前記はんだ充填用開口部に対応した印刷開口部７１を有するはんだ印刷用マスク７を、前記絶縁性基板を基準にして位置合わせし、前記はんだ充填用開口部にはんだ５を印刷して充填する第３の工程と、を備える。
【解決手段】パッド部２１を含む配線パターン２が形成された絶縁性基板１の当該主面に、絶縁性の保護フィルム３を加熱接着する第１の工程と、前記絶縁性基板を基準とする所定位置にレーザ光を照射して前記保護フィルムにはんだ充填用開口部３１を形成する第２の工程と、前記はんだ充填用開口部に対応した印刷開口部７１を有するはんだ印刷用マスク７を、前記絶縁性基板を基準にして位置合わせし、前記はんだ充填用開口部にはんだ５を印刷して充填する第３の工程と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線基板及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
絶縁性基板上に一対のランド（パッドともいう）を含む配線パターンを形成し、その上にランドを露出するためのはんだ充填用開口部が予め形成された保護フィルムを貼り付けたのち、一対のランドにはんだを印刷し、ここに電子部品を実装するプリント配線基板が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２３８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、はんだ充填用開口部が形成された保護フィルムを絶縁性基板に貼り付ける際に加熱圧着されるため、絶縁性基板が熱伸縮することが少なくない。このため、はんだを印刷するためのマスクと保護フィルムのはんだ充填用開口部との位置ずれが生じるという問題がある。
【０００５】
はんだ印刷用マスクと保護フィルムのはんだ充填用開口部との相対位置がずれると、はんだとパッドとの接触面積が減少して電気的接続の信頼性が低下したり、無用なはんだボールが生じて実装品質が低下したりする。特に薄厚のフレキシブルプリント配線基板では熱伸縮に起因するこうした問題が顕著であった。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、絶縁性基板に熱伸縮が生じてもはんだとはんだ充填用開口部とを適切な位置関係に設定できるプリント配線基板およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、パッド部を含む配線パターンが形成された絶縁性基板の当該主面に、絶縁性の保護フィルムを加熱接着する第１の工程と、前記絶縁性基板を基準とする所定位置にレーザ光を照射して前記保護フィルムにはんだ充填用開口部を形成する第２の工程と、前記はんだ充填用開口部に対応した印刷開口部を有するはんだ印刷用マスクを、前記絶縁性基板を基準にして位置合わせし、前記はんだ充填用開口部にはんだを印刷して充填する第３の工程と、を備えることを特徴とするプリント配線基板の製造方法によって、上記課題を解決する。
【０００８】
上記発明の前記第２の工程において、前記レーザ光の照射により前記パッド部に凹部を形成してもよい。
【０００９】
上記発明の前記第２の工程において、前記レーザ光の照射により前記はんだ充填用開口部を形成するのと相前後して、前記レーザ光の照射により前記はんだ印刷用マスクとの位置合わせ用マークを前記保護フィルムに形成してもよい。
【００１０】
上記発明の前記第２の工程において、前記はんだ充填用開口部に対応したレーザ透過開口部を有する開口用マスクを、前記絶縁性基板を基準として位置合わせしたのち、前記レーザ光を照射してもよい。
【００１１】
上記発明の前記第１の工程において、前記保護フィルムには前記パッド部に対応したはんだ充填用開口部が形成されていなくてもよい。
【００１２】
絶縁性基板と、前記絶縁性基板の主面に形成された、パッド部を含む配線パターンと、前記パッド部を露出するはんだ充填用開口部が形成され、前記配線パターンを被覆するように前記絶縁性基板の前記主面に設けられた保護フィルムと、を備え、前記パッド部に、前記はんだ充填用開口部の開口縁壁と面一な周壁面を有する凹部が形成されていることを特徴とするプリント配線基板によっても、上記課題を解決することができる。
【００１３】
上記発明において、前記はんだ充填用開口部および前記凹部に、はんだが充填されていてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、絶縁性基板に保護フィルムを加熱接着したのち、保護フィルムにはんだ充填用開口部を形成し、このはんだ充填用開口部にはんだを印刷するので、熱伸縮した状態の絶縁性基板であっても、少なくともはんだとはんだ充填用開口部との位置関係は適切なものとなる。この結果、はんだとパッドとの接触面積が減少して電気的信頼性が低下したり、無用なはんだボールが生じて実装品質が低下したりするのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】本発明の一実施の形態を適用したフレキシブルプリント配線基板を示す平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの１Ｂ−１Ｂ線に沿う断面図である。
【図２Ａ】図１Ａのフレキシブルプリント配線基板の製造方法（第１工程）を示す断面図である。
【図２Ｂ】図１Ａのフレキシブルプリント配線基板の製造方法（第２工程）を示す断面図である。
【図２Ｃ】図１Ａのフレキシブルプリント配線基板の製造方法（第３工程）を示す断面図である。
【図２Ｄ】図１Ａのフレキシブルプリント配線基板の製造方法（第４工程）を示す断面図である。
【図２Ｅ】図１Ａのフレキシブルプリント配線基板の製造方法（第５工程）を示す断面図である。
【図３Ａ】比較例に係るフレキシブルプリント配線基板にて生じる位置ずれを説明するための断面図（その１）である。
【図３Ｂ】比較例に係るフレキシブルプリント配線基板にて生じる位置ずれを説明するための断面図（その２）である。
【図３Ｃ】図２Ａ〜図２Ｅにより得られるフレキシブルプリント配線基板の作用を説明するための断面図（その１）である。
【図３Ｄ】図２Ａ〜図２Ｅにより得られるフレキシブルプリント配線基板の作用を説明するための断面図（その２）である。
【図４Ａ】本発明の他の実施の形態を適用したフレキシブルプリント配線基板のパッド部を示す断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す実施形態の作用を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態を適用したフレキシブルプリント配線基板ＦＰＣ（以下、配線基板ＦＰＣともいう）を図面に基づいて説明する。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本例の配線基板ＦＰＣは、絶縁性基板１と、配線パターン２と、保護フィルム３と、を備える。
【００１７】
絶縁性基板１は、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエステル、ポリエチレンナルタレートなどの可撓性及び電気絶縁性があるプラスチックフィルムから構成される。絶縁基板１の平面形状は抵抗基板に応じた形状とされるが、本例では図１Ａに示すとおり、便宜的に長方形とする。板厚は特に限定されないが、たとえば２０〜２００μｍである。
【００１８】
配線パターン２は導電層であって、絶縁性基板１の一主面に形成される電気回路パターンであり、銀、銅、アルミニウムなどの導電材料から構成される。配線パターン２の平面形状は配線基板ＦＰＣの仕様に応じた形状にパターニングされるが、本例では少なくとも後述する実装部品４が実装されるパッド部２１を含む。
【００１９】
パッド部２１は、配線パターン２の一部としてパターニングされ、矩形、円形等適宜の形状とされる。本例では図１Ａに示すように、便宜的に一対の矩形状のパッド部２１が配線基板ＦＰＣの左右それぞれに設けられているものとする。このパッド部２１を含む配線パターン２は、銀ペーストをスクリーン印刷法により絶縁性基板１の表面に印刷したり、銅張積層板（ＣＣＬ）の銅箔を、フォトリソグラフィ技術を用いたパターニング処理を施したりすることで形成することができる。層厚は特に限定されないが、たとえば５〜２５μｍである。
【００２０】
保護フィルム３は、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリエチレンナルタレートなどの可撓性及び電気絶縁性があるプラスチックフィルムの一主面に、エポキシ系又はアクリル系接着剤が塗布された、いわゆるカバーレイフィルムが用いられる。保護フィルム３は、配線パターン２が形成された絶縁性基板１の当該主面に前記接着剤により貼り合わされ、配線パターン２の損傷を防止する。
【００２１】
保護フィルム３の、パッド部２１に対応する位置には、パッド部２１を露出させるためのはんだ充填用開口部３１が形成され、このはんだ充填用開口部３１に実装部品４とパッド部２１との電気的接触及び固定を行うためのはんだ５が充填されている。そして、実装部品４は、一対のパッド部２１の表面にそれぞれに充填されたはんだ５に搭載され、リフロー工程などを経ることによってパッド部２１に実装される。
【００２２】
次に、本例の配線基板ＦＰＣの製造方法を説明する。図２Ａ〜図２Ｅは、図１Ａの１Ｂ−１Ｂ線に沿う断面図に相当する断面図であるが、パッド部２１の特徴をより理解し易くするために、便宜的に中央部分を省略し、また厚さ方向の寸法関係を一部誇張して示す。
【００２３】
まず、図２Ａに示すように、片面に上述したパッド部２１Ａ〜２１Ｄを含む配線パターン２が形成された絶縁性基板１を準備し、これにはんだ充填用開口部３１が形成されていない保護フィルム３を貼り合わせる。保護フィルム３の貼り合せは、接着剤に応じた温度に加熱しながら絶縁性基板１と保護フィルム３とを適宜の圧力で加圧することにより行う。これにより、同図に示す保護フィルム３が貼り合わされた絶縁性基板１が得られる。なお、４つのパッド部２１を識別するために図２Ａの左からパッド部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄと異なる符合を付したが、パッド部全体を総称する場合は、パッド部２１という。
【００２４】
次いで、図２Ｂに示すように、図２Ａに示す絶縁性基板１をレーザ照射装置にセットし、図２Ｂの上部に位置するレーザ光源と絶縁性基板１との間の絶縁性基板１に近接する位置に、開口用マスク６をセットする。開口用マスク６は、レーザ光によって保護フィルム３にはんだ充填用開口部３１を形成するためのマスキング部材であり、ステンレス鋼などレーザ光に対する耐性に優れた材料から構成され、少なくとも４つのパッド部２１Ａ〜２１Ｄを含む大きさに形成されている。
【００２５】
開口用マスク６には、配線基板ＦＰＣのパッド部２１の配置に応じた位置にレーザ透過開口部６１が形成されている。図２Ｂにおいて、左からレーザ透過開口部６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄとする。また開口用マスク６の端部には、図１Ａの右上及び左下に示す位置合わせ用マーク３２を形成するためのレーザ透過開口部６２も形成されている。なお、図２Ｂの開口用マスク６の断面図に便宜的に２つのレーザ透過開口部６２を示したが、厳密には開口用マスク６の右上と左下の位置に形成されているものである。
【００２６】
本例のレーザ光としては、ＹＡＧレーザ光又は炭酸ガスレーザ光を用いることができる。そして、ＹＡＧレーザ光などのように微細加工が容易なレーザ光を用いる場合は、開口用マスク６を省略し、レーザ光をはんだ充填用開口部２１の形状に沿って操作することによりはんだ充填用開口部２１を形成してもよい。
【００２７】
図２Ｂにおいて、開口用マスク６は絶縁性基板１の中心Ｐ（図１Ａ参照）を基準にしてセットされる。この状態で所定強度に設定したレーザ光を所定時間だけ照射する。これにより、図２Ｃに示すように、保護フィルム３にはんだ充填用開口部３１と位置合わせ用マーク３２とが形成される。位置合わせ用マーク３２も同時に形成できるので工程の短縮を図ることができる。なおこの際に、レーザ光の照射強度や照射時間を調節して保護フィルム３にはんだ充填用開口部３１を開設するだけでなくパッド部２１に凹部を形成してもよいが、これについては後述する。
【００２８】
次いで、図２Ｄに示すように、はんだ充填用開口部３１Ａ〜３１Ｄが形成された絶縁性基板１をはんだ印刷装置にセットし、その上面に、図２Ｂの工程で形成した位置合わせ用マーク３２を基準にしてはんだ印刷用マスク７をセットする。
【００２９】
はんだ印刷用マスク７は、はんだ印刷装置によって保護フィルム３のはんだ充填用開口部３１にはんだペーストを充填するためのマスキング部材であり、ステンレス鋼、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレートなど金属やプラスチックフィルムから構成され、少なくとも４つのパッド部２１Ａ〜２１Ｄを含む大きさに形成されている。またはんだ印刷用マスク７には、配線基板ＦＰＣのパッド部２１の配置に応じた位置に印刷開口部７１が形成されている。図２Ｄにおいて、左から印刷開口部７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄとする。
【００３０】
絶縁性基板１に対してはんだ印刷用マスク７を位置合わせしたら、その上からはんだペーストを塗布し、印刷開口部７１を通してはんだペーストを充填する。図２Ｄに、はんだ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄで示す。これにより、４つのパッド部２１Ａ〜２１Ｄのそれぞれにはんだ５Ａ〜５Ｄが充填されることになる。
【００３１】
最後に、チップコンデンサなどの実装部品４を実装する場合は、図２Ｅに示すように、はんだ５Ａ，５Ｂおよび５Ｃ，５Ｄのそれぞれに実装部品４の各接続端子が接触するように搭載し、この状態でリフロー工程に投入してはんだ５を溶融し、冷却して固化させる。以上により、実装部品４が実装された配線基板ＦＰＣを得ることができる。
【００３２】
ところで、図２Ａに示す保護フィルム３の加熱圧着工程において、プラスチック製絶縁性基板１が熱の影響により伸張または収縮することがある。配線基板ＦＰＣが薄型化するほど熱伸縮量が大きくなり、小型化するほどその悪影響が無視できない程度になる。たとえば、絶縁性基板１が伸張した場合の影響について説明する。
【００３３】
図３Ａは図２Ｄに相当する断面図であるが、この配線基板は、予め所定位置にはんだ充填用開口部３１Ａ〜３１Ｄが形成された保護フィルム３を、絶縁性基板１に加熱圧着したものである。そして、絶縁性基板１が保護フィルム３の貼り合わせ工程の熱によって、図３Ａの白抜き矢印で示すように配線基板の中心から左右に伸張したとする。この場合に、絶縁性基板１のパッド部２１Ａ〜２１Ｄと保護フィルム３のはんだ充填用開口部３１Ａ〜３１Ｄのそれぞれの相対位置は合致している。
【００３４】
しかしながら、絶縁性基板１及び保護フィルム３が中心から左右それぞれに伸張したことにより、はんだ印刷用マスク７の印刷開口部７１Ａ〜７１Ｄのそれぞれに対しては、左右それぞれの方向に位置がずれることになる。つまり、図３Ａにおいて左側のはんだ充填用開口部３１Ａ，３１Ｂは印刷用マスク７の印刷開口部７１Ａ，７１Ｂより左側にずれ、右側のはんだ充填用開口部３１Ｃ，３１Ｄは印刷用マスク７の印刷開口部７１Ｃ，７１Ｄより右側にずれることになる。
【００３５】
こうした状態ではんだペーストを印刷すると、図３Ｂに示すようにはんだ５Ａ〜５Ｄがはんだ充填用開口部３１Ａ〜３１Ｄから中心側に偏って充填されることになる。この結果、図３Ｂに一点鎖線の円で示した余剰のはんだが実装部品４を実装した際にはんだボールとなって実装品質が低下するおそれがある。また、同図に示すようにはんだ５とパッド部２１との接触面積Ｓが小さくなり、電気的接続の信頼性が低下するおそれがある。
【００３６】
これに対し、本例の製造方法によれば、図３Ｃに白抜き矢印で示すように絶縁性基板１と保護フィルム３とが保護フィルム３の貼り合わせ工程の熱によって伸張した場合でも、伸張した位置にはんだ充填用開口部３１Ａ〜３１Ｄが形成されることになる。ただし、このはんだ充填用開口部３１Ａ〜３１Ｄのそれぞれは、パッド部２１Ａ〜２１Ｄのそれぞれと伸張した分だけ位置ずれが生じている。
【００３７】
そして、図３Ｄに示すように、伸張した位置に形成されたはんだ充填用開口部３１Ａ〜３１Ｄに対し、はんだ印刷用マスク７がセットされてはんだ５が充填されるため、はんだ充填用開口部３１とはんだ５との位置ずれは生じない。したがって、図３Ｂに示すようなはんだ５の偏りが抑制されるので、パッド部３１とはんだ５との接触面積Ｓが確保され、またはんだボールの発生も抑制される。
【００３８】
上述した実施形態では、図２Ｂのレーザ光の照射工程において保護フィルム３のみを開設してはんだ充填用開口部３１を形成したが、レーザ光の照射強度や照射時間を調節するなどして、図４Ａに示すようにパッド部２１の表面をもえぐり、凹部２２Ａ，２２Ｂを形成してもよい。図４Ａは、図２Ｃの左側の２つのパッド部２１Ａ，２１Ｂのみを示すが、右側のパッド部２１Ｃ，２１Ｄについても同様である。
【００３９】
この場合に、レーザ光の照射によってはんだ充填用開口部３１Ａ，３１Ｂと凹部２２Ａ，２２Ｂとが連続して形成されるので、はんだ充填用開口部３１Ａ，３１Ｂの縁壁（開口部３１のエッジ周面）と、凹部２２Ａ，２２Ｂの周壁面２３Ａ，２３Ｂとが面一になる。また、凹部２２Ａ，２２Ｂの底面の外周部と周壁面との境界である隅部が鋭利な形状となる。
【００４０】
パッド部２１Ａ，２１Ｂに凹部２２Ａ，２２Ｂを形成して実装部品４を実装した状態を図４Ｂに示す。この状態で、実装部品４に白抜き矢印で示す方向に剪断応力が作用したとすると、この剪断応力は、はんだ５Ａ，５Ｂの底面と凹部２２Ａ，２２Ｂの底面との境界で界面破壊されるように作用する。しかしながら、左側のはんだ５Ａについては凹部２２Ａの周壁面２３Ａにてこの界面破壊を抑制する力が働き、右側のはんだ５Ｂについても凹部２２Ｂの周壁面２３Ｂにてこの界面破壊を抑制する力が働く。この抑制力をそれぞれ矢印で示す。これにより、剪断応力に対する耐性が向上することになる。
【００４１】
ちなみに、上述した実施形態では、はんだ充填用開口部３１を形成する際に位置合わせ用マーク３２をレーザ光により形成したが、この位置合わせ用マーク３２は他の工程で他の方法により形成してもよい。
【００４２】
また、はんだ充填用開口部３１を形成してからはんだ印刷を行う間に、パッド部２１の表面に金属めっき処理や耐熱防錆処理などを施す表面処理工程を設けることもできる。
【００４３】
さらに、はんだ充填用開口部３１を予め形成しない保護フィルム３を絶縁性基板１に貼りあわせたが、はんだ充填用開口部３１を予め形成した保護フィルム３を絶縁性基板１に貼りあわせ、さらにこれに加えて上述した実施形態のようにレーザ光によってはんだ充填用開口部３１を形成してもよい。この場合は、位置ずれが生じた分だけレーザ光によってはんだ充填用開口部３１の位置が調整されることになる。
【符号の説明】
【００４４】
ＦＰＣ…フレキシブルプリント配線基板
１…絶縁性基板
２…配線パターン
２１，２１Ａ〜２１Ｄ…パッド部
２２，２２Ａ，２２Ｂ…凹部
２３，２３Ａ，２３Ｂ…周壁面
３…保護フィルム
３１，３１Ａ〜３１Ｄ…はんだ充填用開口部
３２…位置合わせ用マーク
４…実装部品
５，５Ａ…はんだ
６…開口用マスク
６１，６１Ａ〜６１Ｄ…レーザ透過開口部
７…はんだ印刷用マスク
７１，７１Ａ〜７１Ｄ…印刷開口部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線基板及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
絶縁性基板上に一対のランド（パッドともいう）を含む配線パターンを形成し、その上にランドを露出するためのはんだ充填用開口部が予め形成された保護フィルムを貼り付けたのち、一対のランドにはんだを印刷し、ここに電子部品を実装するプリント配線基板が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２３８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、はんだ充填用開口部が形成された保護フィルムを絶縁性基板に貼り付ける際に加熱圧着されるため、絶縁性基板が熱伸縮することが少なくない。このため、はんだを印刷するためのマスクと保護フィルムのはんだ充填用開口部との位置ずれが生じるという問題がある。
【０００５】
はんだ印刷用マスクと保護フィルムのはんだ充填用開口部との相対位置がずれると、はんだとパッドとの接触面積が減少して電気的接続の信頼性が低下したり、無用なはんだボールが生じて実装品質が低下したりする。特に薄厚のフレキシブルプリント配線基板では熱伸縮に起因するこうした問題が顕著であった。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、絶縁性基板に熱伸縮が生じてもはんだとはんだ充填用開口部とを適切な位置関係に設定できるプリント配線基板およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、パッド部を含む配線パターンが形成された絶縁性基板の当該主面に、絶縁性の保護フィルムを加熱接着する第１の工程と、前記絶縁性基板を基準とする所定位置にレーザ光を照射して前記保護フィルムにはんだ充填用開口部を形成する第２の工程と、前記はんだ充填用開口部に対応した印刷開口部を有するはんだ印刷用マスクを、前記絶縁性基板を基準にして位置合わせし、前記はんだ充填用開口部にはんだを印刷して充填する第３の工程と、を備えることを特徴とするプリント配線基板の製造方法によって、上記課題を解決する。
【０００８】
上記発明の前記第２の工程において、前記レーザ光の照射により前記パッド部に凹部を形成してもよい。
【０００９】
上記発明の前記第２の工程において、前記レーザ光の照射により前記はんだ充填用開口部を形成するのと相前後して、前記レーザ光の照射により前記はんだ印刷用マスクとの位置合わせ用マークを前記保護フィルムに形成してもよい。
【００１０】
上記発明の前記第２の工程において、前記はんだ充填用開口部に対応したレーザ透過開口部を有する開口用マスクを、前記絶縁性基板を基準として位置合わせしたのち、前記レーザ光を照射してもよい。
【００１１】
上記発明の前記第１の工程において、前記保護フィルムには前記パッド部に対応したはんだ充填用開口部が形成されていなくてもよい。
【００１２】
絶縁性基板と、前記絶縁性基板の主面に形成された、パッド部を含む配線パターンと、前記パッド部を露出するはんだ充填用開口部が形成され、前記配線パターンを被覆するように前記絶縁性基板の前記主面に設けられた保護フィルムと、を備え、前記パッド部に、前記はんだ充填用開口部の開口縁壁と面一な周壁面を有する凹部が形成されていることを特徴とするプリント配線基板によっても、上記課題を解決することができる。
【００１３】
上記発明において、前記はんだ充填用開口部および前記凹部に、はんだが充填されていてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、絶縁性基板に保護フィルムを加熱接着したのち、保護フィルムにはんだ充填用開口部を形成し、このはんだ充填用開口部にはんだを印刷するので、熱伸縮した状態の絶縁性基板であっても、少なくともはんだとはんだ充填用開口部との位置関係は適切なものとなる。この結果、はんだとパッドとの接触面積が減少して電気的信頼性が低下したり、無用なはんだボールが生じて実装品質が低下したりするのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】本発明の一実施の形態を適用したフレキシブルプリント配線基板を示す平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの１Ｂ−１Ｂ線に沿う断面図である。
【図２Ａ】図１Ａのフレキシブルプリント配線基板の製造方法（第１工程）を示す断面図である。
【図２Ｂ】図１Ａのフレキシブルプリント配線基板の製造方法（第２工程）を示す断面図である。
【図２Ｃ】図１Ａのフレキシブルプリント配線基板の製造方法（第３工程）を示す断面図である。
【図２Ｄ】図１Ａのフレキシブルプリント配線基板の製造方法（第４工程）を示す断面図である。
【図２Ｅ】図１Ａのフレキシブルプリント配線基板の製造方法（第５工程）を示す断面図である。
【図３Ａ】比較例に係るフレキシブルプリント配線基板にて生じる位置ずれを説明するための断面図（その１）である。
【図３Ｂ】比較例に係るフレキシブルプリント配線基板にて生じる位置ずれを説明するための断面図（その２）である。
【図３Ｃ】図２Ａ〜図２Ｅにより得られるフレキシブルプリント配線基板の作用を説明するための断面図（その１）である。
【図３Ｄ】図２Ａ〜図２Ｅにより得られるフレキシブルプリント配線基板の作用を説明するための断面図（その２）である。
【図４Ａ】本発明の他の実施の形態を適用したフレキシブルプリント配線基板のパッド部を示す断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す実施形態の作用を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態を適用したフレキシブルプリント配線基板ＦＰＣ（以下、配線基板ＦＰＣともいう）を図面に基づいて説明する。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本例の配線基板ＦＰＣは、絶縁性基板１と、配線パターン２と、保護フィルム３と、を備える。
【００１７】
絶縁性基板１は、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエステル、ポリエチレンナルタレートなどの可撓性及び電気絶縁性があるプラスチックフィルムから構成される。絶縁基板１の平面形状は抵抗基板に応じた形状とされるが、本例では図１Ａに示すとおり、便宜的に長方形とする。板厚は特に限定されないが、たとえば２０〜２００μｍである。
【００１８】
配線パターン２は導電層であって、絶縁性基板１の一主面に形成される電気回路パターンであり、銀、銅、アルミニウムなどの導電材料から構成される。配線パターン２の平面形状は配線基板ＦＰＣの仕様に応じた形状にパターニングされるが、本例では少なくとも後述する実装部品４が実装されるパッド部２１を含む。
【００１９】
パッド部２１は、配線パターン２の一部としてパターニングされ、矩形、円形等適宜の形状とされる。本例では図１Ａに示すように、便宜的に一対の矩形状のパッド部２１が配線基板ＦＰＣの左右それぞれに設けられているものとする。このパッド部２１を含む配線パターン２は、銀ペーストをスクリーン印刷法により絶縁性基板１の表面に印刷したり、銅張積層板（ＣＣＬ）の銅箔を、フォトリソグラフィ技術を用いたパターニング処理を施したりすることで形成することができる。層厚は特に限定されないが、たとえば５〜２５μｍである。
【００２０】
保護フィルム３は、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリエチレンナルタレートなどの可撓性及び電気絶縁性があるプラスチックフィルムの一主面に、エポキシ系又はアクリル系接着剤が塗布された、いわゆるカバーレイフィルムが用いられる。保護フィルム３は、配線パターン２が形成された絶縁性基板１の当該主面に前記接着剤により貼り合わされ、配線パターン２の損傷を防止する。
【００２１】
保護フィルム３の、パッド部２１に対応する位置には、パッド部２１を露出させるためのはんだ充填用開口部３１が形成され、このはんだ充填用開口部３１に実装部品４とパッド部２１との電気的接触及び固定を行うためのはんだ５が充填されている。そして、実装部品４は、一対のパッド部２１の表面にそれぞれに充填されたはんだ５に搭載され、リフロー工程などを経ることによってパッド部２１に実装される。
【００２２】
次に、本例の配線基板ＦＰＣの製造方法を説明する。図２Ａ〜図２Ｅは、図１Ａの１Ｂ−１Ｂ線に沿う断面図に相当する断面図であるが、パッド部２１の特徴をより理解し易くするために、便宜的に中央部分を省略し、また厚さ方向の寸法関係を一部誇張して示す。
【００２３】
まず、図２Ａに示すように、片面に上述したパッド部２１Ａ〜２１Ｄを含む配線パターン２が形成された絶縁性基板１を準備し、これにはんだ充填用開口部３１が形成されていない保護フィルム３を貼り合わせる。保護フィルム３の貼り合せは、接着剤に応じた温度に加熱しながら絶縁性基板１と保護フィルム３とを適宜の圧力で加圧することにより行う。これにより、同図に示す保護フィルム３が貼り合わされた絶縁性基板１が得られる。なお、４つのパッド部２１を識別するために図２Ａの左からパッド部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄと異なる符合を付したが、パッド部全体を総称する場合は、パッド部２１という。
【００２４】
次いで、図２Ｂに示すように、図２Ａに示す絶縁性基板１をレーザ照射装置にセットし、図２Ｂの上部に位置するレーザ光源と絶縁性基板１との間の絶縁性基板１に近接する位置に、開口用マスク６をセットする。開口用マスク６は、レーザ光によって保護フィルム３にはんだ充填用開口部３１を形成するためのマスキング部材であり、ステンレス鋼などレーザ光に対する耐性に優れた材料から構成され、少なくとも４つのパッド部２１Ａ〜２１Ｄを含む大きさに形成されている。
【００２５】
開口用マスク６には、配線基板ＦＰＣのパッド部２１の配置に応じた位置にレーザ透過開口部６１が形成されている。図２Ｂにおいて、左からレーザ透過開口部６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄとする。また開口用マスク６の端部には、図１Ａの右上及び左下に示す位置合わせ用マーク３２を形成するためのレーザ透過開口部６２も形成されている。なお、図２Ｂの開口用マスク６の断面図に便宜的に２つのレーザ透過開口部６２を示したが、厳密には開口用マスク６の右上と左下の位置に形成されているものである。
【００２６】
本例のレーザ光としては、ＹＡＧレーザ光又は炭酸ガスレーザ光を用いることができる。そして、ＹＡＧレーザ光などのように微細加工が容易なレーザ光を用いる場合は、開口用マスク６を省略し、レーザ光をはんだ充填用開口部２１の形状に沿って操作することによりはんだ充填用開口部２１を形成してもよい。
【００２７】
図２Ｂにおいて、開口用マスク６は絶縁性基板１の中心Ｐ（図１Ａ参照）を基準にしてセットされる。この状態で所定強度に設定したレーザ光を所定時間だけ照射する。これにより、図２Ｃに示すように、保護フィルム３にはんだ充填用開口部３１と位置合わせ用マーク３２とが形成される。位置合わせ用マーク３２も同時に形成できるので工程の短縮を図ることができる。なおこの際に、レーザ光の照射強度や照射時間を調節して保護フィルム３にはんだ充填用開口部３１を開設するだけでなくパッド部２１に凹部を形成してもよいが、これについては後述する。
【００２８】
次いで、図２Ｄに示すように、はんだ充填用開口部３１Ａ〜３１Ｄが形成された絶縁性基板１をはんだ印刷装置にセットし、その上面に、図２Ｂの工程で形成した位置合わせ用マーク３２を基準にしてはんだ印刷用マスク７をセットする。
【００２９】
はんだ印刷用マスク７は、はんだ印刷装置によって保護フィルム３のはんだ充填用開口部３１にはんだペーストを充填するためのマスキング部材であり、ステンレス鋼、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレートなど金属やプラスチックフィルムから構成され、少なくとも４つのパッド部２１Ａ〜２１Ｄを含む大きさに形成されている。またはんだ印刷用マスク７には、配線基板ＦＰＣのパッド部２１の配置に応じた位置に印刷開口部７１が形成されている。図２Ｄにおいて、左から印刷開口部７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄとする。
【００３０】
絶縁性基板１に対してはんだ印刷用マスク７を位置合わせしたら、その上からはんだペーストを塗布し、印刷開口部７１を通してはんだペーストを充填する。図２Ｄに、はんだ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄで示す。これにより、４つのパッド部２１Ａ〜２１Ｄのそれぞれにはんだ５Ａ〜５Ｄが充填されることになる。
【００３１】
最後に、チップコンデンサなどの実装部品４を実装する場合は、図２Ｅに示すように、はんだ５Ａ，５Ｂおよび５Ｃ，５Ｄのそれぞれに実装部品４の各接続端子が接触するように搭載し、この状態でリフロー工程に投入してはんだ５を溶融し、冷却して固化させる。以上により、実装部品４が実装された配線基板ＦＰＣを得ることができる。
【００３２】
ところで、図２Ａに示す保護フィルム３の加熱圧着工程において、プラスチック製絶縁性基板１が熱の影響により伸張または収縮することがある。配線基板ＦＰＣが薄型化するほど熱伸縮量が大きくなり、小型化するほどその悪影響が無視できない程度になる。たとえば、絶縁性基板１が伸張した場合の影響について説明する。
【００３３】
図３Ａは図２Ｄに相当する断面図であるが、この配線基板は、予め所定位置にはんだ充填用開口部３１Ａ〜３１Ｄが形成された保護フィルム３を、絶縁性基板１に加熱圧着したものである。そして、絶縁性基板１が保護フィルム３の貼り合わせ工程の熱によって、図３Ａの白抜き矢印で示すように配線基板の中心から左右に伸張したとする。この場合に、絶縁性基板１のパッド部２１Ａ〜２１Ｄと保護フィルム３のはんだ充填用開口部３１Ａ〜３１Ｄのそれぞれの相対位置は合致している。
【００３４】
しかしながら、絶縁性基板１及び保護フィルム３が中心から左右それぞれに伸張したことにより、はんだ印刷用マスク７の印刷開口部７１Ａ〜７１Ｄのそれぞれに対しては、左右それぞれの方向に位置がずれることになる。つまり、図３Ａにおいて左側のはんだ充填用開口部３１Ａ，３１Ｂは印刷用マスク７の印刷開口部７１Ａ，７１Ｂより左側にずれ、右側のはんだ充填用開口部３１Ｃ，３１Ｄは印刷用マスク７の印刷開口部７１Ｃ，７１Ｄより右側にずれることになる。
【００３５】
こうした状態ではんだペーストを印刷すると、図３Ｂに示すようにはんだ５Ａ〜５Ｄがはんだ充填用開口部３１Ａ〜３１Ｄから中心側に偏って充填されることになる。この結果、図３Ｂに一点鎖線の円で示した余剰のはんだが実装部品４を実装した際にはんだボールとなって実装品質が低下するおそれがある。また、同図に示すようにはんだ５とパッド部２１との接触面積Ｓが小さくなり、電気的接続の信頼性が低下するおそれがある。
【００３６】
これに対し、本例の製造方法によれば、図３Ｃに白抜き矢印で示すように絶縁性基板１と保護フィルム３とが保護フィルム３の貼り合わせ工程の熱によって伸張した場合でも、伸張した位置にはんだ充填用開口部３１Ａ〜３１Ｄが形成されることになる。ただし、このはんだ充填用開口部３１Ａ〜３１Ｄのそれぞれは、パッド部２１Ａ〜２１Ｄのそれぞれと伸張した分だけ位置ずれが生じている。
【００３７】
そして、図３Ｄに示すように、伸張した位置に形成されたはんだ充填用開口部３１Ａ〜３１Ｄに対し、はんだ印刷用マスク７がセットされてはんだ５が充填されるため、はんだ充填用開口部３１とはんだ５との位置ずれは生じない。したがって、図３Ｂに示すようなはんだ５の偏りが抑制されるので、パッド部３１とはんだ５との接触面積Ｓが確保され、またはんだボールの発生も抑制される。
【００３８】
上述した実施形態では、図２Ｂのレーザ光の照射工程において保護フィルム３のみを開設してはんだ充填用開口部３１を形成したが、レーザ光の照射強度や照射時間を調節するなどして、図４Ａに示すようにパッド部２１の表面をもえぐり、凹部２２Ａ，２２Ｂを形成してもよい。図４Ａは、図２Ｃの左側の２つのパッド部２１Ａ，２１Ｂのみを示すが、右側のパッド部２１Ｃ，２１Ｄについても同様である。
【００３９】
この場合に、レーザ光の照射によってはんだ充填用開口部３１Ａ，３１Ｂと凹部２２Ａ，２２Ｂとが連続して形成されるので、はんだ充填用開口部３１Ａ，３１Ｂの縁壁（開口部３１のエッジ周面）と、凹部２２Ａ，２２Ｂの周壁面２３Ａ，２３Ｂとが面一になる。また、凹部２２Ａ，２２Ｂの底面の外周部と周壁面との境界である隅部が鋭利な形状となる。
【００４０】
パッド部２１Ａ，２１Ｂに凹部２２Ａ，２２Ｂを形成して実装部品４を実装した状態を図４Ｂに示す。この状態で、実装部品４に白抜き矢印で示す方向に剪断応力が作用したとすると、この剪断応力は、はんだ５Ａ，５Ｂの底面と凹部２２Ａ，２２Ｂの底面との境界で界面破壊されるように作用する。しかしながら、左側のはんだ５Ａについては凹部２２Ａの周壁面２３Ａにてこの界面破壊を抑制する力が働き、右側のはんだ５Ｂについても凹部２２Ｂの周壁面２３Ｂにてこの界面破壊を抑制する力が働く。この抑制力をそれぞれ矢印で示す。これにより、剪断応力に対する耐性が向上することになる。
【００４１】
ちなみに、上述した実施形態では、はんだ充填用開口部３１を形成する際に位置合わせ用マーク３２をレーザ光により形成したが、この位置合わせ用マーク３２は他の工程で他の方法により形成してもよい。
【００４２】
また、はんだ充填用開口部３１を形成してからはんだ印刷を行う間に、パッド部２１の表面に金属めっき処理や耐熱防錆処理などを施す表面処理工程を設けることもできる。
【００４３】
さらに、はんだ充填用開口部３１を予め形成しない保護フィルム３を絶縁性基板１に貼りあわせたが、はんだ充填用開口部３１を予め形成した保護フィルム３を絶縁性基板１に貼りあわせ、さらにこれに加えて上述した実施形態のようにレーザ光によってはんだ充填用開口部３１を形成してもよい。この場合は、位置ずれが生じた分だけレーザ光によってはんだ充填用開口部３１の位置が調整されることになる。
【符号の説明】
【００４４】
ＦＰＣ…フレキシブルプリント配線基板
１…絶縁性基板
２…配線パターン
２１，２１Ａ〜２１Ｄ…パッド部
２２，２２Ａ，２２Ｂ…凹部
２３，２３Ａ，２３Ｂ…周壁面
３…保護フィルム
３１，３１Ａ〜３１Ｄ…はんだ充填用開口部
３２…位置合わせ用マーク
４…実装部品
５，５Ａ…はんだ
６…開口用マスク
６１，６１Ａ〜６１Ｄ…レーザ透過開口部
７…はんだ印刷用マスク
７１，７１Ａ〜７１Ｄ…印刷開口部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッド部を含む配線パターンが形成された絶縁性基板の当該主面に、絶縁性の保護フィルムを加熱接着する第１の工程と、
前記絶縁性基板を基準とする所定位置にレーザ光を照射して前記保護フィルムにはんだ充填用開口部を形成する第２の工程と、
前記はんだ充填用開口部に対応した印刷開口部を有するはんだ印刷用マスクを、前記絶縁性基板を基準にして位置合わせし、前記はんだ充填用開口部にはんだを印刷して充填する第３の工程と、を備えることを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記第２の工程において、前記レーザ光の照射により前記パッド部に凹部を形成することを特徴とする請求項１に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記第２の工程において、前記レーザ光の照射により前記はんだ充填用開口部を形成するのと相前後して、前記レーザ光の照射により前記はんだ印刷用マスクとの位置合わせ用マークを前記保護フィルムに形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記第２の工程において、前記はんだ充填用開口部に対応したレーザ透過開口部を有する開口用マスクを、前記絶縁性基板を基準として位置合わせしたのち、前記レーザ光を照射することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記第１の工程において、前記保護フィルムには前記パッド部に対応したはんだ充填用開口部が形成されていないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項６】
絶縁性基板と、
前記絶縁性基板の主面に形成された、パッド部を含む配線パターンと、
前記パッド部を露出するはんだ充填用開口部が形成され、前記配線パターンを被覆するように前記絶縁性基板の前記主面に設けられた保護フィルムと、を備え、
前記パッド部に、前記はんだ充填用開口部の開口縁壁と面一な周壁面を有する凹部が形成されていることを特徴とするプリント配線基板。
【請求項７】
前記はんだ充填用開口部および前記凹部に、はんだが充填されていることを特徴とするプリント配線基板。
【請求項１】
パッド部を含む配線パターンが形成された絶縁性基板の当該主面に、絶縁性の保護フィルムを加熱接着する第１の工程と、
前記絶縁性基板を基準とする所定位置にレーザ光を照射して前記保護フィルムにはんだ充填用開口部を形成する第２の工程と、
前記はんだ充填用開口部に対応した印刷開口部を有するはんだ印刷用マスクを、前記絶縁性基板を基準にして位置合わせし、前記はんだ充填用開口部にはんだを印刷して充填する第３の工程と、を備えることを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記第２の工程において、前記レーザ光の照射により前記パッド部に凹部を形成することを特徴とする請求項１に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記第２の工程において、前記レーザ光の照射により前記はんだ充填用開口部を形成するのと相前後して、前記レーザ光の照射により前記はんだ印刷用マスクとの位置合わせ用マークを前記保護フィルムに形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記第２の工程において、前記はんだ充填用開口部に対応したレーザ透過開口部を有する開口用マスクを、前記絶縁性基板を基準として位置合わせしたのち、前記レーザ光を照射することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記第１の工程において、前記保護フィルムには前記パッド部に対応したはんだ充填用開口部が形成されていないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項６】
絶縁性基板と、
前記絶縁性基板の主面に形成された、パッド部を含む配線パターンと、
前記パッド部を露出するはんだ充填用開口部が形成され、前記配線パターンを被覆するように前記絶縁性基板の前記主面に設けられた保護フィルムと、を備え、
前記パッド部に、前記はんだ充填用開口部の開口縁壁と面一な周壁面を有する凹部が形成されていることを特徴とするプリント配線基板。
【請求項７】
前記はんだ充填用開口部および前記凹部に、はんだが充填されていることを特徴とするプリント配線基板。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【公開番号】特開２０１１−１７１５７１（Ｐ２０１１−１７１５７１Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３４８７９（Ｐ２０１０−３４８７９）
【出願日】平成２２年２月１９日（２０１０．２．１９）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１９日（２０１０．２．１９）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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