説明

多層フレキシブルプリント配線板およびその製造方法

【課題】実装基板端部の端面圧縮を大幅に低減し、かつ制御することが可能であり、基板平坦度の確保された多層フレキシブルプリント配線板、およびその配線板を安価にかつ安定的に製造する方法を提供すること。
【解決手段】可撓性絶縁ベース材1の少なくとも一面に配線パターンを有するフレキシブルプリント配線板の一部をケーブル部とし、前記ケーブル部と前記フレキシブルプリント配線板上に樹脂基材が層間接着剤を介して張り合わされてなり電子部品の実装がされる実装基板部とによって構成された多層フレキシブルプリント配線板であって、前記実装基板部を構成する前記樹脂基材には、前記樹脂基材の厚み方向に、前記樹脂基材の一部または全部を除去して形成した低弾性部が前記実装基板部の端部に位置する場所に形成されていることを特徴とする多層フレキシブルプリント配線板、およびその製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、多層プリント配線板およびその製造方法に係わり、特に、可撓性ケーブル部を有する多層フレキシブルプリント配線板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
小型電子機器は、各種電子部品を実装する複数の実装基板と、実装基板に実装されるコネクタを介して実装基板間を接続する可撓性ケーブルとを搭載しているものがある。近年、部品点数の削減や小型化、高密度化の要求から、各種電子部品を実装する実装基板部と可撓性ケーブル部とを一体化しコネクタを排した多層フレキシブルプリント配線板が、携帯電話等の小型電子機器への用途を中心に広く普及している。
【0003】
このような多層フレキシブルプリント配線板において、ケーブル部およびコア配線板となる両面コア配線板の上に銅張積層板を積層するに当っては、これら両面コア配線板と銅張積層板とは、層間接着剤を介して互いに接着される。
【0004】
そして、両面コア配線板と銅張積層板とを層間接着剤によって張り合わせるときには、張り合わせるときの加熱および加圧により層間接着剤が流動化し、それに伴って銅張積層板の端部が変形し、端面圧縮が発生する。この端面圧縮された部分は、基板の平坦度が確保されていないから、この上に部品を実装することはおろか、配線パターンを形成することすら困難である。
【0005】
図2Aおよび図2Bは、従来の多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す概念的断面構成図である。まず、図2A(1)に示すように、ポリイミド等の可撓性絶縁ベース材1の両面に配線パターン2,3を有し、ビアフィルめっきで充填した有底ビアホール4により層間接続した両面フレキシブルプリント配線板を用意する。
【0006】
この両面フレキシブルプリント配線板の両面に、例えば12μm厚のポリイミドフィルム5の上に、厚さ15μm厚のアクリル・エポキシ等の接着剤6を有するカバーレイ7を張り合わせ、ここまでの工程で、多層フレキシブルプリント配線板のケーブル部およびコア配線板となるフィルドビア構造を有する両面コア配線板8を形成する。
【0007】
次に、図2A(2)に示すように、ポリイミド等の絶縁ベース材31の片面に、厚さ12μmの銅箔32を有する片面銅張積層板33を用意する。ビルドアップ層となる片面銅張積層板33を予め型抜きして位置合わせを行い、厚さ80μmの層間接着剤34を介して片面銅張積層板33と両面コア配線板8とを真空プレス等で積層する。
【0008】
このとき、積層時の加熱により接着剤が流動化し、加圧に伴って銅張積層板の端部が変形し、端面圧縮部D−D’が発生する。通常、この端面圧縮部D−D’の基板面方向の長さは、基板端部から1mm程度であり、端面圧縮量すなわち基板の厚み変化としては、160μm程度(接着剤2枚分の厚み相当)の大きさである。
【0009】
この端面圧縮部D−D’は、基板の平坦度が確保されていない部分であることから、部品の実装はおろか、配線パターンの形成すら困難である。さらには、流動化した層間接着剤が端面圧縮に伴って符号35のようにケーブル部へ流出し、これによりケーブル部の可撓性、屈曲性の低下が懸念される他、後の工程によりその一部が脱落し、異物付着等、不良発生の原因になる虞もある。
【0010】
次に、図2B(3)に示すように、片面銅張積層板33の銅箔32の面にレーザ加工の際のコンフォーマルマスクを通常のフォトファブリケーション手法により形成し、これを用いてレーザ加工を行い、直径100〜150μm程度の導通用孔を形成する。
【0011】
このとき、実装基板の端部における端面圧縮部D−D’は平坦度が確保されていないことから、コンフォーマルマスクは端面圧縮部D−D’の範囲外に形成される。次に、電解めっきによる層間接続を行うための前処理として、デスミア処理、導電化処理を行う。
【0012】
続いて、導通用孔を有する多層配線基材に15〜25μm程度の電解めっきを行い、ビアホール36を形成し、層間導通をとる。次に、表層の銅箔32およびめっき銅に対し、通常のフォトファブリケーションに用いるエッチング手法により配線回路37を形成する。このとき、端面圧縮部D−D’は、配線回路の形成が困難である。次に、ソルダーレジスト層38を形成する。
【0013】
必要に応じて、部品実装用ランドやコネクタ等の端子表面に、半田めっき、ニッケルめっき、金めっき等の表面処理を施し、ケーブルの外層側へのシールド層を銀ペースト、シールドフィルム等を用いて形成する。そして、外形加工を行うことで、可撓性ケーブル部を有する多層フレキシブルプリント配線板39を得る。
【0014】
この端面圧縮に対しては、流動性の低い層間接着剤および厚さの薄い層間接着剤を選択することで、ある程度の低減は期待できる。しかしながら、流動性の低い層間接着剤では、パターンへの充填性の低下、基板平坦度の低下が新たな問題点となり、課題の解決には至らない。また、厚さの薄い層間接着剤においても、パターンへの充填性の低下、基板平坦度の低下が問題であり、課題の解決には至らない。
【0015】
これに類似した課題に対する解決策として、積層基板端部に層間接着剤を流し込むための溝を形成する方法がある(特許文献1)。流動化した層間接着剤をこの溝に流し込むことで、ケーブル部への層間接着剤の流出を防止できるとしている。しかしながら、この方法では、実装基板の端部の端面圧縮を防止することはできず、課題の解決には至らない。
【0016】
また、層間接着剤のケーブル部への流出および端面圧縮に対する解決策として、可撓性ケーブル部にダム層を形成し、積層後に研磨を行い、次いでダム層を除去する方法がある(特許文献2参照)。
【0017】
この方法は、ダム層の形成後に積層を行うことで、該当部に層間接着剤が流れ込むことがなく、また後の研磨工程により実装基板の端部の平坦度をも確保できるとしている。しかしながら、この方法では、ダム層の形成、積層後の研磨等、煩雑な工程が必要であり、生産性、コストの点で問題がある。
【特許文献1】特開2006−173477号公報
【特許文献2】特開2006−041159号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0018】
上述のケーブル部およびコア配線板となる両面コア配線板上に、層間接着剤を介して銅張積層板をビルドアップする際の問題点は、張り合わせるときの加熱および加圧により層間接着剤が流動化し、それに伴って銅張積層板の端部が変形して端面圧縮が発生することである。この端面圧縮量の低減および制御が望まれている。
【0019】
本発明は上述の点を考慮してなされたもので、実装基板端部の端面圧縮を大幅に低減し、かつ制御することが可能であり、基板平坦度の確保された多層フレキシブルプリント配線板、およびその配線板を安価にかつ安定的に製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0020】
上記目的達成のため、本願では、次の発明を提供する。
【0021】
第1の発明は、可撓性絶縁ベース材の少なくとも一面に配線パターンを有するフレキシブルプリント配線板の一部をケーブル部とし、前記ケーブル部と前記フレキシブルプリント配線板上に樹脂基材が層間接着剤を介して張り合わされてなり電子部品の実装がされる実装基板部とによって構成された多層フレキシブルプリント配線板であって、
前記実装基板部を構成する前記樹脂基材には、前記樹脂基材の厚み方向に、前記樹脂基材の一部または全部を除去して形成した低弾性部が前記実装基板部の端部に位置する場所に形成されていることを特徴とする多層フレキシブルプリント配線板、
である。
【0022】
第2の発明は、多層フレキシブルプリント配線板の製造方法であって、
a)可撓性絶縁ベース材の少なくとも一面に配線パターンを有し、前記配線パターン上に
カバーレイを有する、ケーブル部となる内層のコア配線板を製造する工程、
b)可撓性絶縁ベース材の少なくとも一面に配線パターンを有する可撓性銅張積層板の端
部に低弾性部を形成する工程、
c)前記低弾性部を有した可撓性銅張積層板を前記内層コア配線板に層間接着剤を介し、
積層する工程、
を含み、
前記工程b)により可撓性銅張積層板の厚み方向に、絶縁ベース材の一部または全部を除去することで前記低弾性部を形成し、
前記工程c)により、前記低弾性部をクッション材と共に変形させることで流動化した前記層間接着剤を封止する、
ことを特徴とする多層フレキシブルプリント配線板の製造方法、
である。
【発明の効果】
【0023】
これらの特徴により、本発明は次のような効果を奏する。
【0024】
本発明によれば、多層フレキシブルプリント配線板において、実装基板部を構成する前記樹脂基材の端部の一部または全部を除去して低弾性部を形成し、積層時の加圧により低弾性部が変形して層間接着剤シートの端部を覆い、接着剤を封止する。これにより、実装基板部の端面圧縮を制御し、低減可能であることから、この端面圧縮を300μm程度に抑え、表層の実装面積、配線パターンの形成可能領域を拡大することができ、安定な積層工程を容易に構築できる。
【0025】
この結果、本発明によれば、従来の製造方法では困難であった、実装基板部の端面圧縮を大幅に低減させた多層フレキシブルプリント配線板を安価にかつ安定的に製造する方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0026】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例1】
【0027】
本発明に係る多層フレキシブルプリント配線板は、可撓性を有するケーブル部と部品実装がされる実装基板部とによって構成される。図1Aないし図1Dは、このような多層フレキシブルプリント配線板の製造工程を示す概念的断面構成図である。
【0028】
この多層フレキシブルプリント配線板は、以下の工程により作製されるものである。すなわち、まず、図1A(1)に示すように、ポリイミド等の可撓性絶縁ベース材1の両面に配線パターン2,3を有し、ビアフィルめっきで充填した有底ビアホール4により層間接続した両面フレキシブルプリント配線板を用意する。
【0029】
なお、層間接続部4は、ビアフィルめっきで充填した有底ビアホールに限定される訳ではなく、一般的なスルーホール接続や通常の電解めっきによる有底ビアホールを用いることもできる。
【0030】
さらに、層間接続した両面フレキシブルプリント基板の両面に、例えば12μm厚のポリイミドフィルム5の上に、厚さ15μmのアクリル・エポキシ等の接着剤6が設けられたカバーレイ7を張り合わせる。ここまでの工程で、多層フレキシブルプリント配線板のケーブル部およびコア配線板となるフィルドビア構造を有する両面コア配線板8を形成する。
【0031】
次に、図1A(2)に示すように、厚さ50μmのポリイミド等の可撓性絶縁ベース材9の片面に、厚さ12μmの銅箔10を持った片面可撓性銅張積層板11を用意する。絶縁ベース材9の材質は、ポリイミドに限定されるわけではなく、用途に応じて他の材料も用いることができる。
【0032】
例えば、高速信号伝送時の誘電体損失を低減させる必要があるようなアプリケーションにおいては、低誘電正接材料として液晶ポリマー等をベースとした片面銅張積層板を用いることもできる。また、片面可撓性銅張積層板を両面可撓性銅張積層板に変更することも可能である。
【0033】
次に、図1A(3)に示すように、片面可撓性銅張積層板11に対し、両面にドライフィルムレジスト12をラミネートし、次いで、露光、現像し、その後、両面から銅箔のエッチングを行うことによって、可撓性絶縁ベース材9の露出部13a,13bを形成する。このとき、ドライフィルムレジスト12の剥離はまだ行わず、後の可撓性絶縁ベース材9のエッチングにおいてもレジストとして利用する。
【0034】
また、このとき、可撓性絶縁ベース材9の両面露出部(13a、13b共通部)は、多層フレキシブルプリント配線板が完成したときにケーブル部となる領域に対応して形成される。実施例1では、端面圧縮を300μm程度に抑えるため、銅箔のある側の露出端部13aに対し、対向側の露出端部13bを300μm後退させて形成しており、これにより、後の可撓性絶縁ベース材9のエッチングによって露出端部13bの部分が低弾性化される。
【0035】
なお、多層フレキシブルプリント配線板が完成したときに、実装基板部の表層から内層へと接続するビアホールを形成する場合には、銅箔10の側のみを露出させ、後のレーザ加工時にコンフォーマルマスクとして利用する可撓性絶縁ベース材9の露出部14を同時に形成することができる。このように露出部14を予め形成することで、後にコンフォーマルマスクを改めて形成する場合よりもリソグラフィの工程数が低減され、コスト的にも有利である。
【0036】
次に図1A(4)に示すように、可撓性絶縁ベース材9の露出部13a,13b,(コンフォーマルマスクを作成した場合は、露出部14を含む)をハーフエッチング(例えば、アルカリ金属とアミン化合物とからなる、樹脂エッチング液によるウェット処理等)することにより、一部除去する。
【0037】
これにより、可撓性絶縁ベース材9の露出端部13bからエッチングが進行し、該当部の基材が薄くなることにより、低弾性部15が形成される。この低弾性部15の長さは、可撓性絶縁ベース材9の露出端部13aに対して露出端部13bを後退させた長さ(実施例1では300μm)により規定され、エッチング処理によって非常に精度良く形成される。
【0038】
またこのとき、可撓性絶縁ベース材9の厚さの半分以上(ここでは、33μm)をエッチングによって除去することにより、可撓性絶縁ベース材9の両側が露出している部分(13a、13b共通部)は完全に除去され、開口部となる。
【0039】
この開口部は、多層フレキシブルプリント配線板が完成したときに、ケーブル部となる領域に対応して形成される。この開口部の大きさによっては、上述の樹脂エッチング液の消耗が著しい場合があるが、その場合は開口部を予め小さめに型で抜き、その後、エッチング処理を行うこともできる。
【0040】
また、露出部14もエッチングが進行することで、可撓性絶縁ベース材9が一部除去されたコンフォーマルマスク16が形成されるが、後のレーザマスクとしての利用には支障がない。
【0041】
なお、本発明の積層工程には高精度な位置合わせが必要であることから、位置合わせ用のピンガイド穴(図示せず)を、上述の樹脂エッチング工程で同時に形成することが望ましい。
【0042】
その後、ドライフィルムレジスト12の剥離を行うことにより、図1A(5)に示すように、多層フレキシブルプリント配線板の実装基板部に対応する場所に、ビルドアップを行うための、開口端部に低弾性部15が設けられたビルドアップ基材17が完成する。
【0043】
なお、両面可撓性銅張積層板を用いて前記ビルドアップ基材を作成する場合には、銅箔10とは反対側の内層側銅箔に対して、通常のフォトファブリケーションにおけるエッチング手法等により、この時点で配線回路を形成しておく必要がある。
【0044】
次に、図1B(6)に示すように、両面コア配線板8の両面に、外形加工を行った層間接着剤シート18、およびビルドアップ基材17を位置合わせして積層、加熱および加圧(ラミネート)を行うことにより、ビルドアップ基材17と両面コア配線板8とを層間接着剤シート18により張り合わせる。層間接着剤シート18としては、例えば80μm厚のアクリル、エポキシ等の接着剤シートを使用することができる。
【0045】
このとき、両面コア配線板8に張り合わせた層間接着剤シート18の端部Aが、ビルドアップ基材17の端部Bに対し、150〜300μm(前記低弾性部の長さ以下、半分の長さ以上、すなわち図1B(6)中のB’〜B”の範囲)だけ後退している必要がある。
【0046】
そのため、接着剤の後退量の設計値を225μm(中心値)に設定し、上述の位置合わせにはピンラミネーション法を用い、接着剤シート18の外形加工精度と合わせて、実施例1においては150〜300μm(すなわち±75μm)の範囲に収めることができた。なお、この必要な位置合わせ精度は、形成する低弾性部の大きさによってその都度異なる。
【0047】
また、図1C(7)に示すように、ラミネートに際しては、サンプルに追従性の良いクッション材19(ここでは、三井化学製の200μm厚のTPX(トリメチルペンテン)フィルム・オピュラン[商品名])を用い、層間接着剤シートが加熱により流動化する前に加圧を行い、ビルドアップ基材17の低弾性部15をクッション材19と共に変形させて層間接着剤シート18の端部を覆い、接着剤を封止する必要がある。このため、積層工程には、加圧後に加熱を行うことのできる機構を持つ真空プレスを用いた。
【0048】
これにより、図1C(8)に示すように、加熱によって流動化した層間接着剤18のケーブル部への流出を防止すると同時に、流出を抑えられた層間接着剤18が低弾性部15を下から支えることで、実装基板部の端面圧縮量C−C’が300μmとなる。以上の工程により、多層配線基材20を形成する。
【0049】
次に、図1D(9)に示すように、多層配線基材20の表層のコンフォーマルマスク16に対して炭酸ガスレーザ光を照射することにより、直径100〜150μm程度の導通用孔を形成し、レーザ処理により発生したスミアを除去するためのデスミア処理を行い、続いて導電化処理、電解めっき(15〜20μm程度)を行い、ビアホール21を形成後、通常のフォトファブリケーション手法によるエッチング手法により配線回路22を形成した。
【0050】
このとき、実装基板部の端面圧縮が300μmと小さいことから、実装基板の端部付近まで配線回路22を形成することができた。続いて、ソルダーレジスト層23を形成し、必要に応じて部品実装用ランドやコネクタ等の端子表面に、半田めっき、ニッケルめっき、金めっき等の表面処理を施し、ケーブルの外層側へのシールド層を銀ペースト、シールドフィルム等を用いて形成する。そして、外形加工を行うことで、可撓性ケーブル部を有する多層フレキシブルプリント配線板24を形成する。
【0051】
以上の工程により、実装基板の端部の端面圧縮量C−C’を300μmまでに抑え、端部付近まで配線回路が形成され、さらにはケーブル部への接着剤の流出も防止された、高密度な多層フレキシブルプリント配線板を安価にかつ安定的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【0052】
【図1A】本発明の一実施例における工程の一部を示す概念的断面構成図。
【図1B】本発明の一実施例における工程の一部を示す概念的断面構成図。
【図1C】本発明の一実施例における工程の一部を示す概念的断面構成図。
【図1D】本発明の一実施例における工程の一部を示す概念的断面構成図。
【図2A】従来の多層フレキシブルプリント配線板の構造および製造方法の概念的断面構成図。
【図2B】従来の多層フレキシブルプリント配線板の構造および製造方法の概念的断面構成図。
【符号の説明】
【0053】
1 ポリイミド等の可撓性絶縁ベース材
2 配線パターン
3 配線パターン
4 ビアフィルめっきで充填した有底ビアホール
5 ポリイミドフィルム
6 接着剤
7 カバーレイ
8 フィルドビア構造を有する両面コア配線板
9 厚さ50μmのポリイミド等の可撓性絶縁ベース材
10 厚さ12μmの銅箔
11 片面可撓性銅張積層板
12 ドライフィルムレジスト
13a 可撓性絶縁ベース材の露出部
13b 可撓性絶縁ベース材の露出部
14 コンフォーマルマスクとして利用する可撓性絶縁ベース材の露出部
15 エッチングにより薄くした基材の低弾性部
16 可撓性絶縁ベース材が一部除去されたコンフォーマルマスク
17 開口端部に低弾性部を有したビルドアップ基材
18 層間接着剤シート
19 追従性の良いクッション材
20 多層配線基材
21 ビアホール
22 配線回路
23 ソルダーレジスト層
24 本発明の多層フレキシブルプリント配線板
31 ポリイミド等の可撓性絶縁ベース材
32 厚さ12μmの銅箔
33 片面銅張積層板
34 層間接着剤
35 ケーブル部へ流出した接着剤
36 ビアホール
37 配線回路
38 ソルダーレジスト層
39 従来の多層フレキシブルプリント配線板

【特許請求の範囲】
【請求項1】
可撓性絶縁ベース材の少なくとも一面に配線パターンが配されてなるフレキシブルプリント配線板の一部として形成されたケーブル部と、前記フレキシブルプリント配線板の上に樹脂基材が層間接着剤を介して張り合わされてなり、電子部品の実装がされる実装基板部とをそなえた多層フレキシブルプリント配線板であって、
前記実装基板部を構成する前記樹脂基材には、前記樹脂基材の厚み方向に、前記樹脂基材の一部または全部を除去して形成した低弾性部が前記実装基板部の端部に位置する場所に形成されている
ことを特徴とする多層フレキシブルプリント配線板。
【請求項2】
前記低弾性部は、前記樹脂基材の前記層間接着剤により張り合わされた面から、前記樹脂基材の厚み方向へ向けて、前記樹脂基材の一部または全部が除去されて形成されていることを特徴とする請求項1に記載の多層フレキシブルプリント配線板。
【請求項3】
多層フレキシブルプリント配線板の製造方法であって、
a)可撓性絶縁ベース材の少なくとも一面に配線パターンを有し、前記配線パターン上に
カバーレイを持ったケーブル部となる内層のコア配線板を製造する工程、
b)可撓性絶縁ベース材の少なくとも一面に配線パターンを持った可撓性銅張積層板の端
部に低弾性部を形成する工程、
c)前記低弾性部を有した可撓性銅張積層板を前記内層コア配線板に層間接着剤を介し、
積層する工程、
を含み、
前記工程b)により、可撓性銅張積層板の厚み方向へ向けて、絶縁ベース材の一部または全部を除去することで前記低弾性部を形成し、
前記積層工程c)により、前記低弾性部をクッション材と共に変形させることで流動化した前記層間接着剤を封止する、
ことを特徴とする多層フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項4】
請求項3に記載の多層フレキシブルプリント配線板の製造方法であって、
前記b)工程は、
前記可撓性銅張積層板の厚み方向へ向けて、前記可撓性絶縁ベース材の一部または全部を除去することで前記低弾性部を形成すると同時に、前記ケーブル部に対応する部分の除去および/またはピンラミネーション用のガイド穴の形成を行う工程を含む
ことを特徴とする多層フレキシブルプリント配線板の製造方法。

【図1A】
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【図1B】
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【図1C】
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【図1D】
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【図2A】
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【図2B】
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【公開番号】特開2008−186851(P2008−186851A)
【公開日】平成20年8月14日(2008.8.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−16843(P2007−16843)
【出願日】平成19年1月26日(2007.1.26)
【出願人】(000230249)日本メクトロン株式会社 (216)
【Fターム(参考)】