JP2013239565A - Flexible wiring board with reinforcement plate and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、補強板付きフレキシブル配線板およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a flexible wiring board with a reinforcing plate and a method for manufacturing the same.
近年、フレキシブル配線板に搭載される多くの電子部品はいわゆる表面実装型になっている。その表面実装型の電子部品はフレキシブル配線板の表面に配設されている回路配線に電気接続される。半導体素子は、例えばSOJ(Small Outline J-Leaded)のようなパッケージに封止され、そのリードが横方向に屈曲して表面実装される。あるいは、例えばBGA(Ball Grid Array)パッケージのようなCSP(Chip Size Package)、フリップチップ構造のベアチップ等にみられるSMD(Surface Mount Device)にされフレキシブル配線板に例えば半田ボールを通して実装される。 In recent years, many electronic components mounted on flexible wiring boards have become so-called surface mount types. The surface-mount type electronic component is electrically connected to circuit wiring disposed on the surface of the flexible wiring board. The semiconductor element is sealed in a package such as an SOJ (Small Outline J-Leaded), and the lead is bent in the lateral direction and is surface-mounted. Alternatively, for example, a CSP (Chip Size Package) such as a BGA (Ball Grid Array) package, a SMD (Surface Mount Device) such as a flip chip structure bare chip, and the like are mounted on a flexible wiring board through, for example, solder balls.
一方、表面実装型でない端子挿入実装型の電子部品であっても、フレキシブル配線板に簡便に実装できるようにする要求は依然として強い。従来、コンデンサまたは抵抗体のような受動素子あるいはディスクリートの半導体素子は、それ等のリードあるいはピンが半田付けによりリジッド配線板に実装され、プリント回路基板(PCB:Printed Circuit Board)にされていた。その場合には、リジッド配線板を貫通するスルーホールが設けられ、このスルーホールにリードあるいはピンのような端子が挿入され半田付けされる(例えば、特許文献1,2を参照)。以下、上記リードあるいはピンは電子部品の端子とも呼称される。 On the other hand, even for a terminal insertion mounting type electronic component that is not a surface mounting type, there is still a strong demand for easy mounting on a flexible wiring board. Conventionally, passive elements such as capacitors or resistors or discrete semiconductor elements have their leads or pins mounted on a rigid wiring board by soldering to form a printed circuit board (PCB). In that case, a through hole penetrating the rigid wiring board is provided, and a terminal such as a lead or a pin is inserted into the through hole and soldered (for example, see Patent Documents 1 and 2). Hereinafter, the lead or pin is also referred to as a terminal of an electronic component.
しかし、リジッド配線板の場合と同様な方法でフレキシブル配線板に上記端子を半田付けして実装するのは難しい。特に屈曲性に優れたフレキシブル配線板の場合は不可能になる。 However, it is difficult to solder and mount the terminals on the flexible wiring board in the same manner as the rigid wiring board. In particular, it becomes impossible in the case of a flexible wiring board having excellent flexibility.
ところで、リジッド配線板のような硬質の絶縁体層に設けられるスルーホールの内壁面には、通常、無電解めっき法と電解めっき法との併用により銅(Cu)めっき層が形成される。そして、電子部品の端子はスルーホールの内壁面のCuめっき層に半田により固設される。そこで、硬質の絶縁体層を補強板として電子部品を実装するフレキシブル配線板の所定領域に接合一体化する。更に、その補強板とフレキシブル配線板を貫通するスルーホールを形成する。そして、その内壁面に上記めっき法を通して形成したCuめっき層に、電子部品の端子を半田により固設する方法が考えられる。 By the way, a copper (Cu) plating layer is usually formed on the inner wall surface of a through hole provided in a hard insulator layer such as a rigid wiring board by a combination of an electroless plating method and an electrolytic plating method. And the terminal of an electronic component is fixed to the Cu plating layer of the inner wall surface of a through hole with solder. Therefore, the hard insulating layer is used as a reinforcing plate to be joined and integrated into a predetermined region of the flexible wiring board on which the electronic component is mounted. Furthermore, a through-hole penetrating the reinforcing plate and the flexible wiring board is formed. And the method of fixing the terminal of an electronic component with solder to Cu plating layer formed through the said plating method on the inner wall surface can be considered.
しかしながら、このような方法では、フレキシブル部とリジッド部を有するフレックスリジッド配線板を形成する場合と同様な工程が必要になり、その製造コストの低減が難しくなる。 However, in such a method, the same process as the case of forming a flex-rigid wiring board having a flexible part and a rigid part is required, and it is difficult to reduce the manufacturing cost.
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、端子挿入実装型の電子部品の実装が容易になる補強板付きフレキシブル配線板およびその製造方法を提供することを目的とする。また、この補強板付きフレキシブル配線板が簡便で低コスト化に製造できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a flexible wiring board with a reinforcing plate that facilitates mounting of a terminal insertion mounting type electronic component and a method for manufacturing the same. It is another object of the present invention to enable the flexible wiring board with a reinforcing plate to be manufactured easily and at a low cost.
上記目的を達成するために、本発明にかかる補強板付きフレキシブル配線板は、樹脂からなるフレキシブル絶縁体層に導体パターンが配設された可撓性のあるフレキシブル配線板と、前記フレキシブル配線板と接合一体化した前記フレキシブル絶縁体層より硬質のリジッド絶縁体層でなる補強板と、を有し、前記導体パターンの所定の領域において前記フレキシブル配線板および補強板を貫通してスルーホールが形成され少なくとも前記補強板における前記スルーホールの内壁面が金属粉末とバインダー成分の樹脂を含む導電性樹脂層で形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a flexible wiring board with a reinforcing plate according to the present invention includes a flexible flexible wiring board in which a conductor pattern is disposed on a flexible insulating layer made of resin, and the flexible wiring board. A reinforcing plate made of a rigid insulating layer harder than the flexible insulating layer joined and integrated, and through holes are formed through the flexible wiring board and the reinforcing plate in a predetermined region of the conductor pattern. At least an inner wall surface of the through hole in the reinforcing plate is formed of a conductive resin layer containing a metal powder and a binder component resin.
そして、本発明にかかる補強板付きフレキシブル配線板の製造方法は、樹脂からなるリジッド絶縁体層の厚さ方向に貫通する開口穴を形成する工程と、前記開口穴に金属粉末とバインダー成分の樹脂を含んでなる導電性ペーストを充填して導電性埋め込み樹脂層を固着形成し補強板とする工程と、前記リジッド絶縁体層より軟質のフレキシブル絶縁体層に導体パターンを配設してフレキシブル配線板を形成する工程と、前記補強板と前記フレキシブル配線板とを接合一体化する工程と、前記フレキシブル配線板および前記導電性埋め込み樹脂層に、前記導体パターンの所定の領域から前記フレキシブル配線板および前記補強板の厚さ方向に貫通するスルーホールを形成する工程と、を有する構成になっている。 And the manufacturing method of the flexible wiring board with a reinforcement board concerning this invention has the process of forming the opening hole penetrated in the thickness direction of the rigid insulator layer which consists of resin, and metal powder and resin of binder component in the said opening hole A step of filling a conductive paste comprising a conductive embedded resin layer to form a reinforcing plate, and providing a conductive pattern on a flexible insulating layer softer than the rigid insulating layer to form a flexible wiring board A step of bonding and integrating the reinforcing plate and the flexible wiring board, and the flexible wiring board and the conductive embedded resin layer from a predetermined region of the conductor pattern to the flexible wiring board and the flexible wiring board. Forming a through hole penetrating in the thickness direction of the reinforcing plate.
あるいは、本発明にかかる補強板付きフレキシブル配線板の製造方法は、樹脂からなるリジッド絶縁体層に開口穴を貫通形成する工程と、金属粉末とバインダー成分の樹脂を含んでなる導電性ペーストを前記開口穴に充填して導電性埋め込み樹脂層を固着し補強板を形成する工程と、前記導電性埋め込み樹脂層の厚さ方向に貫通する第1のスルーホールを形成する工程と、前記リジッド絶縁体層より軟質のフレキシブル絶縁体層に導体パターンが配設されたフレキシブル配線板に前記第1のスルーホールより口径が大きな第2のスルーホールを形成する工程と、前記第1のスルーホールと前記第2のスルーホールが連通するように、前記補強板と前記フレキシブル配線板とを接合一体化する工程と、を有する構成になっている。 Or the manufacturing method of the flexible wiring board with a reinforcement board concerning this invention includes the process of penetrating and forming the opening hole in the rigid insulator layer made of resin, and the conductive paste containing the resin of the metal powder and the binder component A step of filling the opening hole and fixing the conductive embedded resin layer to form a reinforcing plate; a step of forming a first through hole penetrating in the thickness direction of the conductive embedded resin layer; and the rigid insulator Forming a second through-hole having a diameter larger than that of the first through-hole in a flexible wiring board having a conductor pattern disposed on a flexible insulating layer softer than the first layer; and the first through-hole and the first through-hole. And a step of joining and integrating the reinforcing plate and the flexible wiring board so that the two through holes communicate with each other.
本発明により、端子挿入実装型の電子部品の実装が容易になる補強板付きフレキシブル配線板およびその製造方法を提供することができる。そして、この補強板付きフレキシブル配線板は簡便で低コスト化に製造できる。 According to the present invention, it is possible to provide a flexible wiring board with a reinforcing plate that facilitates mounting of a terminal insertion mounting type electronic component and a method for manufacturing the same. And this flexible wiring board with a reinforcement board can be manufactured simply and at low cost.
以下に本発明の好適な実施形態のいくつかについて図面を参照して説明する。ここで、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なる。これ等の図では、互いに同一または類似の部分には共通の符号が付され、重複説明は一部省略される。 Several preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, the drawings are schematic, and ratios of dimensions and the like are different from actual ones. In these drawings, the same or similar parts are denoted by the same reference numerals, and a duplicate description is partially omitted.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態は端子挿入実装型の電子部品が端子挿入され半田付けされるスルーホールを有する補強板付きフレキシブル配線板およびその製造方法であり、図1ないし図7を参照して説明する。図1に示すように、補強板付きフレキシブル配線板10は、互いに接合一体化した補強板11Aとフレキシブル配線板11Bからなる。ここで、補強板11Aはフレキシブル配線板11Bの電子部品の実装される所定領域に取り付けられている。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention is a flexible wiring board with a reinforcing plate having a through hole into which a terminal insertion mounting type electronic component is inserted and soldered, and a method of manufacturing the same. Referring to FIGS. explain. As shown in FIG. 1, the
補強板11Aでは、リジッド絶縁体層12の所要の箇所に開口穴13が穿設されている。そして、この開口穴13の内周面に固着するように導電性樹脂層14が形成される。これにより導電性樹脂層14は補強板11Aの一部になる。更に、導電性樹脂層14の表面を内壁面とし開口穴13の口径よりも小さい径になるスルーホール15が形成される。また、リジッド絶縁体層12の上面である一主面において、スルーホール15を取り囲むように例えばCu箔からなる第1の導体ランド16が形成される。更に、リジッド絶縁体層12の下面である他主面においても同様にスルーホール15を取り囲むように第2の導体ランド17が形成される。ここで、導電性樹脂層14、第1の導体ランド16および第2の導体ランド17は電気接続する。
In the reinforcing plate 11 </ b> A, an
図1に示されるように、可撓性のフレキシブル配線板11Bは、樹脂からなりリジッド絶縁体層12より軟質のフレキシブル絶縁体層18をベースフィルムとする。そして、その上面に第1の導体パターン19、その下面に第2の導体パターン20が2層配線構造として所要のパターン形状に配設される。そして、第1の導体パターン19および第2の導体パターン20は、フレキシブル絶縁体層18を貫挿する導通部材である導電性バンプ21により適宜に接続されている。
As shown in FIG. 1, the flexible flexible wiring board 11 </ b> B is made of a resin and has a
また、フレキシブル絶縁体層18は、その上面の表層にカバーレイフィルム22およびソルダーレジスト23がこの順に積層して貼着されている。ここで、カバーレイフィルム22およびソルダーレジスト23は第1の導体パターン19を被覆する。そして、カバーレイフィルム22およびソルダーレジスト23の所要の領域に設けられた開口部24により、所定の第1の導体パターン19の一部が露出する。他方、フレキシブル絶縁体層18は、その下面の表層に貼着された絶縁体の接着フィルム25を通して上述した補強板11Aに積層され接合一体化している。ここで、接着フィルム25はフレキシブル配線板11Bの下面のカバーレイフィルムとして第2導体パターン20を被覆する。
Moreover, the
上記フレキシブル配線板11Bの上面の電子部品が実装される所定領域において、上述したスルーホール15はフレキシブル配線板11Bを貫通する。このスルーホール15は、開口部24で露出する所定の第1の導体パターン19、導電性バンプ21の一部、フレキシブル絶縁体層18の一部、第1の導体パターン19と接続する第2の導体パターン20、および接着フィルム25を貫通している。
In the predetermined area where the electronic component on the upper surface of the
また、スルーホール内壁に、ニッケル(Ni)と金(Au)をこの順で積層した複合層を、Ni/Auのめっき皮膜26として形成することが好ましい。めっき皮膜26は、開口部24で露出する第1の導体パターン19表面を化学的に安定化して表面酸化等を防止するものである。このようなめっき皮膜26は、その他に例えばAu、銀(Ag)、パラジウム(Pd)、プラチナ(Pt)等の貴金属やNi金属の単層、あるいはNi/Ag、Ni/Pd等の複合層になっていてもよい。なお、開口部24に形成されるめっき皮膜26は、例えばフレキシブル配線板11Bの外部接続端子になる第1の導体パターン19に形成される。あるいは、SMDが接続される領域に形成される。
Moreover, it is preferable to form a composite layer in which nickel (Ni) and gold (Au) are laminated in this order on the inner wall of the through hole as the Ni /
ここで、補強板11Aにおいて、リジッド絶縁体層12は熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂のどちらであってもよい。硬質の熱硬化性樹脂として、例えばガラスクロス入りのエポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ビスマレイミド・トリアジン樹脂(BTレジン)、ポリイミド(PI)系樹脂などが挙げられる。硬質の熱可塑性樹脂は、そのガラス転移点あるいは融点が鉛フリーの半田の融点よりも高くなるものであって、例えばポリカーボネート、液晶ポリマー、ポリエチレンナフタレート(PEN)系樹脂などである。その他に例えば薄い硬質のセラッミクスのような無機絶縁体であってもよい。そして、リジッド絶縁体層12の厚さはその材質に依存するが例えば100μm〜1mm程度で適宜に決められる。
Here, in the reinforcing
導電性樹脂層14には、例えばCu、半田、錫(Sn)、鉄(Fe)、Ag、Auあるいは導電性カーボンなどの導電性粉末、これ等の合金粉末もしくは複合(混合)金属粉末(以下、総称して金属粉末という)が用いられる。これ等の金属粉末は、例えば上述したリジッド絶縁体層12に用いられる熱硬化性樹脂のバインダー成分と混練され導電性ペーストに調製される。その熱硬化性樹脂としては例えばエポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、PI系樹脂が好適に使用される。
The
また、バインダー成分として熱可塑性樹脂を使用することもできる。この熱可塑性樹脂は、そのガラス転移点あるいは融点がリジッド絶縁体層12を構成する熱可塑性樹脂のそれよりも低くなり、鉛フリーの半田の融点よりも高くなるものがよい。例えば、ポリカーボネート系樹脂、PEN系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)系樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)系樹脂などが用いられる。
Moreover, a thermoplastic resin can also be used as a binder component. The thermoplastic resin preferably has a glass transition point or melting point lower than that of the thermoplastic resin constituting the
導電性樹脂層14では、上記樹脂からなるバインダーの成分量が増加するに従いその電気的な抵抗率は高くなる。導電性樹脂層14は、その混含する金属粉末にも依存するが、その抵抗率にして例えば5×10−6Ω・cm〜104Ω・cm程度の範囲になるように、バインダーの成分量が適宜に決められ調製される。ここで、抵抗率が低くなり過ぎると、リジッド絶縁体層12に形成された開口穴13の内周面への導電性樹脂層14の固着強度が不充分になる。また、抵抗率が高くなり過ぎると、導電性樹脂層14の表面を内壁面とするスルーホール15内での半田の濡れ性が低下する。そして、スルーホール15に挿入された電子部品の端子の半田を通した固設が不充分になる。
In the
そして、第1の導体ランド16および第2の導体ランド17は、リジッド絶縁体層12の表面に貼着された例えばCu、Cu合金等の金属箔により形成される。あるいは、リジッド絶縁体層12の表面にめっきされた金属膜からなってもよい。その厚さは、その金属材料により例えば5μm〜50μm程度で適宜に決められる。
The
また、フレキシブル配線板11Bにおいて、フレキシブル絶縁体層18は熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂のどちらであってもよい。軟質の熱硬化性樹脂として、例えばエポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、PI系樹脂、あるいはこれ等のコンポジット系樹脂が挙げられる。軟質の熱可塑性樹脂としては、そのガラス転移点あるいは融点が鉛フリーの半田の融点よりも高くなるものであって、例えば液晶ポリマー、PET系樹脂、PEEK系樹脂、PPS系樹脂などが挙げられる。フレキシブル絶縁体層18の厚さはその材質に依存するが例えば20μm〜100μm程度である。
In the
そして、フレキシブル絶縁体層18の両面に2層配線構造に配設される導体パターンの層間を接続する導電性バンプ21は、Ag、Au、Cu、Sn、導電性カーボン等の金属粉末とエポキシ樹脂、PI系樹脂、フェノール樹脂等とを混合した導電性ペーストから形成されるものである。この導電性バンプ21に用いられる導電性ペーストは上述した導電性樹脂層14に使用されるものと同じであってもよい。なお、フレキシブル配線板11Bにおいて、その他の構造は公知のものと格別に異なるものでない。
The
フレキシブル配線板11Bと補強板11Aを接合一体化する接着フィルム25は、熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂からなる。熱硬化性樹脂としては、PI系樹脂、エポキシ系樹脂、あるいはオリゴフェニレンエーテルとスチレンブタジエン系のエラストマーを含有する熱硬化性の合成樹脂等が用いられる。そのような合成樹脂として、例えばADFLEMA OPE系(商品名.ナミックス社製)が例示される。そして、その膜厚は例えば10μm〜50μm程度に設定される。ここで、例えばPI系樹脂のような樹脂の場合では、その両面に形成される接着剤層を介して補強板11Aとフレキシブル配線板11Bが接合するようになっていてもよい。
The
また、接着フィルム25を構成する熱可塑性樹脂としては、液晶ポリマー、PEN系樹脂などが好適に使用される。
Moreover, as a thermoplastic resin which comprises the
次に、本発明の第1の実施形態にかかる電子部品実装用の補強板付きフレキシブル配線板の製造方法の一例について説明する。補強板11Aの製造では、図2(a)に示すように、例えば100μm〜1mm程度の厚さの樹脂製のリジッド絶縁体層12を用意する。そして、その所定位置の穴開けを行う。この穴開けにおいて、打ち抜き加工、ドリル加工あるいはレーザ加工等により開口穴13が穿設される。その後、リジッド絶縁体層12の両面および開口穴13の内壁面を清浄にする。ここで、開口穴13は、その平面形状が例えば矩形、三角形、多角形、円形、楕円形等の種々の形状に形成される。
Next, an example of the manufacturing method of the flexible wiring board with the reinforcement board for electronic component mounting concerning the 1st Embodiment of this invention is demonstrated. In the manufacture of the reinforcing
引続いて、図2(b)に示すように、上述したような金属粉末および樹脂を含む導電性ペーストからなる導電性埋め込み樹脂層27を開口穴13に充填する。この導電性埋め込み樹脂層27の充填は、例えばスキージなどを用いてリジッド絶縁体層12の表面に導電性ペーストを擦ることにより簡便に行える。あるいは、開口穴12内に導電性ペーストを印刷法などにより流し込むことによりなされる。その後、所定の温度の加熱処理を施して、導電性ペーストの樹脂分を硬化させる。
Subsequently, as shown in FIG. 2B, the opening embedded
そして、機械研磨およびデスミア処理を施して、リジッド絶縁体層12の両面および開口穴13に充填した導電性埋め込み樹脂層27の露出面の平坦化および清浄化を行う。
Then, mechanical polishing and desmearing are performed to flatten and clean both surfaces of the
次に、例えばCu、Cu合金の無電解めっき法あるいは電解めっき法により、5μm〜50μm程度のめっき層をリジッド絶縁体層12の両面および導電性埋め込み樹脂層27の露出面に被着する。そして、フォトリソグラフィを用いた選択エッチングを上記めっき層に施す。このようにして、図2(c)に示すように、導電性埋め込み樹脂層27を覆うパターンの第1の導体ランド16および第2の導体ランド17を形成する。
Next, a plated layer of about 5 μm to 50 μm is deposited on both surfaces of the
そして、フレキシブル配線板11Bの製造では、図3(a)に示すように、例えば10μm〜30μm程度の厚さのCuからなる下面金属箔28の内表面に所要数の突起状導電体である円錐導電性ペースト29をバンプ付けして用意する。ここで、円錐導電性ペースト29は、例えばステンレス鋼製のスクリーン版などを使用した導電性ペーストのスクリーン印刷・乾燥の繰り返しによりバンプ付けされる。ここで、導電性ペーストは、上述したように例えばAg、Au、Cu、Sn、カーボン等の金属粉末とエポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂等とを混合したものである。
Then, in the manufacture of the
次に、図3(b)に示すように、例えば厚さが15μm〜50μm程度の例えば液晶ポリマーからなる樹脂フィルム30と上面金属箔31を下面金属箔28に積層しセットアップする。引続いて、下面金属箔28、樹脂フィルム30および上面金属箔31を熱プレスで熱圧着して接合一体化する。ここで、樹脂フィルム30は上述した熱硬化性樹脂であってもよい。
Next, as shown in FIG. 3B, a
上記熱プレスでは、雰囲気ガスは例えば減圧状態が好ましく、その時の加熱温度は熱可塑性の液晶ポリマーからなる樹脂フィルム30が熱軟化する温度である。熱硬化性樹脂の場合、その時の温度は樹脂フィルム30が熱硬化する温度である。例えば180℃〜230℃程度の温度に設定される。また、加圧は例えば30〜100kgf/cm2程度である。
In the hot press, the atmosphere gas is preferably in a reduced pressure state, for example, and the heating temperature at that time is a temperature at which the
このようにして、図3(c)に示すように、円錐導電性ペースト29は、その頭部が圧潰する塑性変形と共にその組成変化が生じて導電性バンプ21になり、下面金属箔28と上面金属箔31を電気接続する。また、樹脂フィルム30はフレキシブル絶縁体層18になる。そして、両面金属張積層板32が作製される。
In this way, as shown in FIG. 3 (c), the conical
ここで、図1で説明したスルーホール15位置に形成される導電性バンプ21について図4を参照し説明する。図4のX−X矢視断面図が図3(c)になっている。図3(c)の両面金属張積層板32において、スルーホール15が穿設される位置に形成される導電性バンプ21は、所定の位置に複数個に配置される。すなわち、図4に示すように、例えば平面形状が円形のスルーホール15の円周である周縁151に沿って複数個(図4では8個)の導電性バンプ21が配列される。なお、導電性バンプ21の配置は円周に限らず、スルーホール15の形状に合わせてその周縁に適宜に配置される。なお、スルーホール15の平面形状は、挿入される電子部品の端子に合わせて例えば楕円形、矩形、多角形等になっていてもよい。導通部材としてスルーホール15以外の領域に形成される導電性バンプ21は通常各1個ずつに配列される。
Here, the
このようにスルーホール15が穿設される位置に複数個の導電性バンプ21を配置することにより、図3(b)工程の熱プレスにおいて、円錐導電性ペースト29が樹脂フィルム30を貫挿し易くなる。また、導電性バンプ21とフレキシブル絶縁体層18の接触面が増えることにより、導電性バンプ21のフレキシブル絶縁体層18との密着性が向上する。
By arranging the plurality of
次に、下面金属箔28と上面金属箔31に対して、それぞれにフォトリソグラフィを用いた選択エッチングを施す。そして、図3(d)に示すように、上面金属箔31および下面金属箔28をそれぞれ第1の導体パターン19と第2の導体パターン20にパターニングする。そして、図3(e)に示すように、公知の方法により例えばPI系樹脂のような熱硬化性樹脂からなるカバーレイフィルム22、それに積層するソルダーレジスト23を形成する。その後、フォトリソグラフィを用いた選択エッチングを施して、所定の第1の導体パターン19に開口部24を設ける。
Next, selective etching using photolithography is performed on the lower
次に、図5(a)に示すように、例えば図2(c)の状態の補強板11Aに対して、例えば未硬化あるいは半硬化の接着フィルム25を介して図3(e)の状態のフレキシブル配線板11Bを熱圧着して接合一体化する。ここで、フレキシブル配線板11Bの第2導体パターン20は、接着フィルム25によって被覆され、そして保護されるようになる。
Next, as shown in FIG. 5 (a), for example, the reinforcing
次に、図5(b)に示すように、例えばドリル加工により、補強板11Aおよびフレキシブル配線板11Bを貫通するスルーホール15を形成する。このスルーホール15は、フレキシブル配線板11Bにおいて、第1の導体パターン19、複数に配置の導電性バンプ21の一部、フレキシブル絶縁体層18の一部、第2の導体パターン20を貫通する。そして、接着フィルム25を突き抜け、補強板11Aにおいて、第1の導体ランド16、開口穴13に埋め込まれた導電性埋め込み樹脂層27、第2の導体ランド17を貫通する。
Next, as shown in FIG. 5B, through
ここで、スルーホール15は、その口径が開口穴13のそれよりも小さく穿設される。このようにして、開口穴13の内周面でリジッド絶縁体層12の厚さ方向に強固に固着した導電性樹脂層14がスルーホール15の内壁面において形成される。なお、スルーホール15の平面形状は、上述したように挿入される電子部品の端子に適宜に合わせたものになる。
Here, the through
次に、機械研磨およびデスミア処理を施して、第1の導体パターン19、第2の導体ランド17、スルーホール1の内壁面等の露出面を清浄にする。そして、図5(c)に示すように、フォトレジストのめっきマスク(図示せず)を用いたいわゆる部分めっき工法により、Ni/Auのめっき皮膜26を無電解めっき法により形成する。ここで、めっき皮膜26の厚さは、例えば下地のNi層で1μm程度、Au層で0.2μm程度である。
Next, mechanical polishing and desmear processing are performed to clean the exposed surfaces such as the
以上のようにした後、いわゆる外形加工を通して、図1で説明したような所望の形状の補強板付きフレキシブル配線板10が作製される。なお、補強板付きフレキシブル配線板10およびその製造方法には種々の変形例がある。そこで、補強板11Aの一変形例について図6を参照して説明する。リジッド絶縁体層12を有する両面銅張積層板を用意する。そして、フォトリソグラフィを用いた選択エッチングにより、リジッド絶縁体層12の上面および下面に張着されている銅箔をパターニングする。このようにして、図6(a)に示すように、はじめに第1の導体ランド16および第2の導体ランド17を形成する。
After performing the above, through the so-called outer shape processing, the
次に、図6(b)に示すように、第1の導体ランド16、リジッド絶縁体層12および第2の導体ランド17を貫通するように、ドリル加工、レーザ加工等により開口穴13を穿設する。その後、リジッド絶縁体層12の両面および開口穴13の内壁面を清浄にする。
Next, as shown in FIG. 6B, the
そして、図6(c)に示すように、導電性ペーストからなる導電性埋め込み樹脂層27を上記開口穴13に充填し熱硬化させる。この充填の方法は図2(c)で説明したのと同様である。その後、機械研磨およびデスミア処理を施して、リジッド絶縁体層12の両面および開口穴13に充填した導電性埋め込み樹脂層27の露出面の平坦化および清浄化を行う。そして、このような構造の補強板11Aを用い、図5で説明したのと同様な工程を通して、電子部品実装用の補強板付きフレキシブル配線板を製造することができる。
Then, as shown in FIG. 6C, a conductive embedded
その他の変形例として、補強板11Aは、第1の導体ランド16および第2の導体ランド17が形成されていない構造であっても、電子部品実装用の補強板付きフレキシブル配線板10に適用できる。
As another modified example, the reinforcing
次に、補強板付きフレキシブル配線板10に端子挿入実装型の電子部品が装着される例について図7を参照した説明を加える。例えばDIP(Dual Inline Package)の電子部品の端子であるリード33は、スルーホール15に挿入され、補強板11Aの導電性樹脂層14およびフレキシブル配線板11Bの導電性バンプ21に半田34を通して固設される。この半田34は、第1の導体パターン19の表面および第2の導体ランド17の表面にも半田接合する。このようにして、電子部品はフレキシブル配線板10のスルーホール15に固設される。
Next, an example in which a terminal insertion mounting type electronic component is mounted on the
具体的には、はじめにスルーホール15上の開口部24に半田ペーストを印刷する。そして、電子部品のリード33をスルーホール15に挿入して載置し、半田リフロー炉で熱処理してフレキシブル配線板11Bの上面側からリフロー半田付けする。続いて、補強板11Aの下面側からフロー半田付けする。ここで、複数になるDIPのリード33は、それぞれに対応して設けられたスルーホール15に挿入され、それぞれ半田34により固設される。
Specifically, first, a solder paste is printed in the
このように2回の半田付けを通して、半田34は第1の導体パターン19の表面および第2の導体ランド17の表面に半田接合してリード33を固設する。そして、それぞれのところで第1の半田フィレット35および第2の半田フィレット36を形成し、リード33の固設を強固なものにする。なお、上記半田リフロー方式およびフロー方式に用いられる半田は同種あるいは異種の例えば共晶半田である。
In this manner, the
上記半田34は、補強板11Aにおいては、スルーホール15の内壁面を構成している導電性樹脂層14表面に露出する金属粉末とも強固に半田接合することができる。また、フレキシブル配線板11Bにおいて、半田34はスルーホール15の内壁面を構成している導電性バンプ21とも強固に半田接合することができる。
In the reinforcing
なお、めっき皮膜26は、上述した半田34による電子部品のリード33のスルーホール15への取り付けにおいて、リード33のスルーホール15内への半田付けを安定したものにすることができる。これは、スルーホール15内で露出する導電性樹脂層14表面の樹脂成分、フレキシブル絶縁体層18、あるいは接着フィルム25の内壁面に被着しためっき皮膜26との半田接合が生じるからである。
The
本実施形態の補強板付きフレキシブル配線板10では、半田34は、補強板11Aにおいて、スルーホール15の内壁面を構成している導電性樹脂層14表面に露出する金属粉末と強固に半田接合することができる。また、フレキシブル配線板11Bにおいては、半田34はスルーホール15の内壁面を構成している導電性バンプ21と強固に半田接合する。ここで、めっき皮膜26が介在する場合には、半田34はめっき皮膜26を介してスルーホール15の内壁面に固着する。
In the
あるいは、半田34は第1の導体パターン19の表面および第2の導体ランド17の表面に半田接合する。そして、それぞれのところで第1の半田フィレット35および第2の半田フィレット36を形成する。
Alternatively, the
このようにして、端子挿入実装型の電子部品は、補強板付きフレキシブル配線板10に設けたスルーホール15内にそのリード33が挿入され、半田34により強固にしかも安定的に固設される。そして、表面実装型でない例えばコンデンサまたは抵抗体のような受動素子あるいはディスクリートの半導体素子のような端子挿入実装型の電子部品がフレキシブル配線板に容易に実装できる。ここで、これ等の電子部品は、安定した高い信頼性のもとにフレキシブル配線板に搭載される。
In this way, the terminal insertion mounting type electronic component has its
また、本実施形態の補強板付きフレキシブル配線板の製造方法により、補強板付きフレキシブル配線板が簡便で低コスト化に製造できるようになる。 Moreover, the flexible wiring board with a reinforcing plate can be manufactured easily and at low cost by the method for manufacturing a flexible wiring board with a reinforcing plate of the present embodiment.
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態にかかる電子部品実装用の補強板付きフレキシブル配線板について図8ないし図12を参照して説明する。この実施形態では、1回の半田付けを通して電子部品の端子がスルーホールに固設できる構造になる場合について説明される。以下、第1の実施形態の場合と異なるところを主に述べる。
(Second Embodiment)
Next, a flexible wiring board with a reinforcing plate for mounting electronic components according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, a case will be described where a terminal of an electronic component can be fixed to a through hole through one soldering. The differences from the first embodiment will be mainly described below.
図8に示すように、補強板付きフレキシブル配線板40は、第1の実施形態で説明したのと同様に互いに接合一体化した補強板11Aとフレキシブル配線板11Bからなる。ここで、補強板11Aでは、リジッド絶縁体層12の所要の箇所に第1のスルーホール42が穿設されている。フレキシブル配線板11Bでは、第1のスルーホール41よりも口径が大きな第2のスルーホール42が第1のスルーホール41に重なるように形成されている。このように、第1のスルーホール41と第2のスルーホール42が連通してなるスルーホールは、フレキシブル配線板11Bにおいて拡径する構造になる。
As shown in FIG. 8, the
なお、第2のスルーホール42が穿設される位置には、第1の実施形態で説明したのと同様に、第2のスルーホール42の周縁に沿って複数個の導電性バンプ21が配列される。しかし、リジッド絶縁体層12の下面には第2の導体ランドは設けられていない。
It should be noted that a plurality of
図8に示した補強板付きフレキシブル配線板40において、その他の構造は第1の実施形態の場合とほぼ同じあり、その詳細説明は省略する。但し、図に示しためっき皮膜26は、開口部24で露出する第1の導体パターン19表面を化学的に安定にしてその酸化等を防止するものであり、第1の実施形態で説明したように場合によっては不要である。
In the
次に、本発明の第2の実施形態にかかる補強板付きフレキシブル配線板の製造方法の一例について説明する。補強板11Aの製造では、リジッド絶縁体層12を有する片面銅張積層板を用意する。そして、フォトリソグラフィを用いた選択エッチングにより、図9(a)に示すように、リジッド絶縁体層12の上面に張着されている銅箔をパターニングして、第1の導体ランド16を形成する。
Next, an example of the manufacturing method of the flexible wiring board with a reinforcement board concerning the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. In the manufacture of the reinforcing
次に、図9(b)に示すように、第1の導体ランド16およびリジッド絶縁体層12を貫通するように、ドリル加工、レーザ加工等により開口穴13を穿設する。その後、リジッド絶縁体層12の両面および開口穴13の内壁面を清浄にする。そして、第1の実施形態で説明したのと同様に、図9(c)に示すように、導電性ペーストからなる導電性埋め込み樹脂層27を上記開口穴13に充填する。
Next, as shown in FIG. 9B, an
その後、機械研磨およびデスミア処理を施して、リジッド絶縁体層12の両面および開口穴13に充填した導電性埋め込み樹脂層27の露出面の平坦化および清浄化を行う。そして、例えばドリル加工により、図9(d)に示すように、開口穴13に埋め込まれた導電性埋め込み樹脂層27に穴開けを施し、第1のスルーホール41を穿設する。ここで、第1のスルーホール41は、第1の実施形態で説明したのと同様に、その口径が開口穴13のそれよりも例えば0.2mm程度小さく形成される。
Thereafter, mechanical polishing and desmearing are performed to flatten and clean the both surfaces of the
また、図10(a)に示すように、例えばドリル加工により、フレキシブル配線板11Bに対して第2のスルーホール42を形成する。第2のスルーホール42は、フレキシブル配線板11Bにおいて、第1の導体パターン19、複数に配置の導電性バンプ21の一部、フレキシブル絶縁体層18の一部、第2の導体パターン20を貫通する。そして、その口径は第1のスルーホール41よりも大きく設定される。ここで、第2のスルーホール42は、その口径が第1のスルーホール41のそれよりも例えば0.2mm〜1mm程度大きく穿設される。
As shown in FIG. 10A, the second through
そして、図10(b)に示すように、所定の箇所に第2のスルーホール42が例えば打ち抜き加工により形成されている接着フィルム25を、補強板11Aの上面に貼着する。その後、補強板11Aとフレキシブル配線板11Bを位置合わせして重ね合せ熱圧着により接合一体化する。この接着フィルム25はフレキシブル配線板11Bの下面のカバーレイフィルムになる。
Then, as shown in FIG. 10B, the
次に、図10(c)に示すように、必要に応じて、無電解めっき法によりめっき皮膜26を形成する。めっき皮膜26は、フレキシブル配線板11Bの開口部24で露出する第1の導体パターン19に形成され、その表面を化学的に安定化し例えば酸化防止する。ここで、このめっき皮膜26は、第1のスルーホール41と第2のスルーホール42の内壁面にも被着するようになる。その後、外形加工を通して、図8に示したようなフレキシブル配線板40が製造される。
Next, as shown in FIG.10 (c), the
次に、補強板付きフレキシブル配線板40に電子部品が装着される例について図11を参照した説明を加える。電子部品のリード33は、第1のスルーホール41と第2のスルーホール42の拡径構造をしたスルーホールに挿入され、補強板11Aの導電性樹脂層14およびフレキシブル配線板11Bの導電性バンプ21に半田34を通して固設される。この半田34は、第1の導体パターン19の表面および第1の導体ランド16の表面にも半田接合する。このようにして、電子部品はフレキシブル配線板40の第1のスルーホール41と第2のスルーホール42の拡径構造をしたスルーホールに固設される。
Next, an example in which electronic components are mounted on the
具体的には、例えばクリーム半田のような半田ペーストを第2のスルーホール42上の開口部24に印刷した後、電子部品のリード33を第2のスルーホール42から第1のスルーホール41に挿入する。このリード33の挿入により、半田ペーストの一部はリード33と共に第1の導体ランド16および第1のスルーホール41の上部辺りまで圧入される。その後に、半田リフロー炉で熱処理する。
Specifically, for example, after solder paste such as cream solder is printed in the
ここで、端子挿入実装型の電子部品において複数のリード33は、それぞれに対応して設けられた複数のスルーホールに挿入される。そして、1回の半田付けを通して、半田34は第1の導体パターン19のところで第1の半田フィレット35を形成し、スルーホールの内壁面に半田接合して電子部品を強固に固設する。
Here, in the terminal insertion mounting type electronic component, the plurality of
本実施形態において、めっき皮膜26が形成されていない場合には、第1の実施形態で説明したように、半田34は、補強板11Aにおいては、第1のスルーホール41の内壁面を構成している導電性樹脂層14表面に露出する金属粉末とも強固に半田接合する。また、フレキシブル配線板11Bにおいては、半田34は第2のスルーホール42の内壁面を構成している導電性バンプ21と強固に半田接合する。
In the present embodiment, when the
そして、めっき皮膜26が形成されている場合には、第1のスルーホール41内で露出する導電性樹脂層14表面の樹脂成分、フレキシブル絶縁体層18、あるいは接着フィルム25の内壁面に被着するめっき皮膜26との半田接合が生じる。また、半田34は、半田接合するめっき皮膜26を介して、導電性樹脂層14表面に露出する金属粉末および導電性バンプ21に固着する。
When the
次に、第2の実施形態にかかる補強板付きフレキシブル配線板の変形例について図12を参照して説明する。この場合にも、補強板付きフレキシブル配線板50は互いに接合一体化した補強板11Aとフレキシブル配線板11Bからなる。ここで、補強板11Aは、第2の実施形態で説明したのと同様な構造になり、第1のスルーホール41を有する。他方、1層配線構造のフレキシブル配線板11Bは第2のスルーホール42を備えているが導電性バンプ21を有していない。第2のスルーホール42は、第1の導体パターン19、フレキシブル絶縁体層18および接着フィルム25を貫通し、第1のスルーホール41よりも拡径する構造になっている。
Next, a modification of the flexible wiring board with a reinforcing plate according to the second embodiment will be described with reference to FIG. Also in this case, the
その他の変形例として、補強板11Aは、第1の実施形態で説明した第2の導体ランド17が形成された構造になっていてもよい。
As another modification, the reinforcing
補強板付きフレキシブル配線板50にあっても、端子挿入実装型の電子部品の固設はフレキシブル配線板40の場合とほぼ同じである。但し、めっき皮膜26を被着しない場合には、第2のスルーホール42の内壁面においてフレキシブル絶縁体層18の露出面は半田17と半田接合しない。しかし、半田リフローの熱処理において、半田ペーストは第1の導体ランド16表面に濡れて第1のスルーホール41に流入し、第1のスルーホール41の導電性樹脂層14と半田接合する。そして、電子部品は強固に第1のスルーホール41と第2のスルーホール42に半田34により固設される。この変形例は、高い可撓性あるいは屈曲性を有するフレキシブル配線板11Bのフレキシブル絶縁体層18の膜厚が薄くなると共に好適になる。
Even in the
第2の実施形態では、第1の実施形態で説明したのと同様の効果が奏される。また、1回の半田付けにより電子部品を固設することができることから、フレキシブル配線板に対する端子挿入実装型の電子部品の実装が低コストにできる。そして、フレキシブル配線板に上記電子部品の搭載されてなるフレキシブルプリント回路基板は安価に作製できるようになる。 In the second embodiment, the same effect as described in the first embodiment is obtained. In addition, since the electronic component can be fixed by one soldering, it is possible to reduce the cost of mounting the terminal insertion mounting type electronic component on the flexible wiring board. And the flexible printed circuit board by which the said electronic component is mounted in a flexible wiring board can be produced now at low cost.
なお、便宜上、明細書においては「上面」および「下面」という文言を用いて説明した。「上面」と「下面」とは、互いに表裏の関係にあることを意味し、空間的な上下を意味するものではない。 For convenience, the description has been made using the terms “upper surface” and “lower surface”. The “upper surface” and the “lower surface” mean that they are in a relationship of front and back, and do not mean spatial top and bottom.
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものでない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments do not limit the present invention. Those skilled in the art can make various modifications and changes in specific embodiments without departing from the technical idea and technical scope of the present invention.
上記実施形態ではフレキシブル配線板が1層配線構造あるいは2層配線構造の場合について説明しているが、3層以上の多層配線構造になる場合でも同様にできる。 In the above embodiment, the case where the flexible wiring board has a one-layer wiring structure or a two-layer wiring structure has been described.
また、電子部品の端子が固設されるスルーホールにおいて、配線層間を接続する導電性バンプに換えて、その他に、例えばスルーホールの内壁面にCuめっき層が形成される構造になっていてもよい。あるいは、導電性バンプに換えて導通部材として導電性ペーストが充填され形成される構造になっていてもよい。 In addition, in the through hole in which the terminal of the electronic component is fixed, instead of the conductive bump connecting the wiring layers, for example, a Cu plating layer may be formed on the inner wall surface of the through hole. Good. Alternatively, a conductive paste may be filled and formed as a conductive member instead of the conductive bump.
また、第2の実施形態で示した補強板付きフレキシブル配線板では、使用される補強板11Aにおいて第1の実施形態で示した両面金属張積層板を用いるようにしてもよい。
Moreover, in the flexible wiring board with a reinforcement board shown in 2nd Embodiment, you may make it use the double-sided metal-clad laminated board shown in 1st Embodiment in the
10,40,50…補強板付きフレキシブル配線板、11A…補強板、11B…フレキシブル配線板、12…リジッド絶縁体層、13…開口穴、14…導電性樹脂層、15…スルーホール、151…周縁、16…第1の導体ランド、17…第2の導体ランド、18…フレキシブル絶縁体層、19…第1の導体パターン、20…第2の導体パターン、21…導電性バンプ、22…カバーレイフィルム、23…ソルダーレジスト、24…開口部、25…接着フィルム、26…めっき皮膜、27…導電性埋め込み樹脂層、28…下面金属箔、29…円錐導電性ペースト、30…樹脂フィルム、31…上面金属箔、32…両面金属張積層板、33…リード、34…半田、35…第1のフィレット、36…第2のフィレット、41…第1のスルーホール、42…第2のスルーホール
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記フレキシブル配線板と接合一体化した前記フレキシブル絶縁体層より硬質のリジッド絶縁体層でなる補強板と、を有し、
前記導体パターンの所定の領域において前記フレキシブル配線板および補強板を貫通してスルーホールが形成され少なくとも前記補強板における前記スルーホールの内壁面が金属粉末とバインダー成分の樹脂を含む導電性樹脂層で形成されていることを特徴とする補強板付きフレキシブル配線板。 A flexible flexible wiring board in which a conductor pattern is disposed on a flexible insulating layer made of resin;
A reinforcing plate made of a rigid insulator layer harder than the flexible insulator layer joined and integrated with the flexible wiring board;
A through hole is formed through the flexible wiring board and the reinforcing plate in a predetermined region of the conductor pattern, and at least an inner wall surface of the through hole in the reinforcing plate is a conductive resin layer containing a metal powder and a resin of a binder component. A flexible wiring board with a reinforcing plate, which is formed.
前記開口穴に金属粉末とバインダー成分の樹脂を含んでなる導電性ペーストを充填して導電性埋め込み樹脂層を固着形成し補強板とする工程と、
前記リジッド絶縁体層より軟質のフレキシブル絶縁体層に導体パターンを配設してフレキシブル配線板を形成する工程と、
前記補強板と前記フレキシブル配線板とを接合一体化する工程と、
前記フレキシブル配線板および前記導電性埋め込み樹脂層に、前記導体パターンの所定の領域から前記フレキシブル配線板および前記補強板の厚さ方向に貫通するスルーホールを形成する工程と、
を有することを特徴とする補強板付きフレキシブル配線板の製造方法。 Forming an opening hole penetrating in the thickness direction of the rigid insulator layer made of resin;
Filling the opening hole with a conductive paste comprising a metal powder and a binder component resin to form a conductive embedded resin layer and forming a reinforcing plate;
A step of forming a flexible wiring board by disposing a conductor pattern on a flexible insulator layer that is softer than the rigid insulator layer;
A step of joining and integrating the reinforcing plate and the flexible wiring board;
Forming a through-hole penetrating in a thickness direction of the flexible wiring board and the reinforcing plate from a predetermined region of the conductor pattern in the flexible wiring board and the conductive embedded resin layer;
The manufacturing method of the flexible wiring board with a reinforcement board characterized by having.
金属粉末とバインダー成分の樹脂を含んでなる導電性ペーストを前記開口穴に充填して導電性埋め込み樹脂層を固着し補強板を形成する工程と、
前記導電性埋め込み樹脂層の厚さ方向に貫通する第1のスルーホールを形成する工程と、
前記リジッド絶縁体層より軟質のフレキシブル絶縁体層に導体パターンが配設されたフレキシブル配線板に前記第1のスルーホールより口径が大きな第2のスルーホールを形成する工程と、
前記第1のスルーホールと前記第2のスルーホールが連通するように、前記補強板と前記フレキシブル配線板とを接合一体化する工程と、
を有することを特徴とする補強板付きフレキシブル配線板の製造方法。 A step of forming an opening hole in a rigid insulator layer made of resin; and
Filling the opening hole with a conductive paste comprising a metal powder and a binder component resin, and fixing a conductive embedded resin layer to form a reinforcing plate;
Forming a first through hole penetrating in the thickness direction of the conductive embedded resin layer;
Forming a second through hole having a diameter larger than that of the first through hole in a flexible wiring board in which a conductor pattern is disposed on a flexible insulating layer softer than the rigid insulating layer;
A step of joining and integrating the reinforcing plate and the flexible wiring board so that the first through hole and the second through hole communicate with each other;
The manufacturing method of the flexible wiring board with a reinforcement board characterized by having.
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