CN103493610A - 刚性柔性基板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的刚性柔性基板包括多个刚性部、以及连接所述多个刚性部的柔性部，其特征在于，所述柔性部由包含至少一层热塑性树脂片材的第一树脂片材的一部分所构成，所述刚性部由所述第一树脂片材的所述柔性部以外的部分、以及层叠在所述第一树脂片材的所述柔性部以外的部分的单面或双面上的包含多层热塑性树脂片材的第二树脂片材所构成，在所述第二树脂片材的柔性部一侧的端缘形成有锥形部，所述锥形部在第二树脂片材的层叠方向上的厚度越是靠近柔性部越是减小，在与柔性部接触的位置实质上为零。

Description

刚性柔性基板及其制造方法
技术领域
本发明涉及刚性柔性基板及其制造方法。
背景技术
近年来，在热塑性树脂片材的表面上形成有导体布线层的所谓印刷基板适用于电路基板、装载有半导体元件的封装等。此外，随着布线的多层化，也利用通孔导体将不同层间的导体布线层进行电连接。
而且，已知有将柔性印刷基板（柔性部）与刚性基板（刚性部）一体化而成的刚性柔性基板。刚性柔性基板通常具有以下优点：其刚性部具有与刚性基板同等的刚性，因此，元器件安装性优异，且作为整体具有与柔性基板同样的弯曲性，从而在电子设备的内部能以三维的方式进行安装，也能应用于铰链部（折弯部）等。此外，柔性基板在单独的情况下非常薄而难以处理，因此需要专用的安装设备，但刚性部具有较高刚性的刚性柔性基板能使用现有的刚性基板用安装设备，还具有能提高安装密度这样的优点。
作为提高刚性部的硬度的方法，可以列举以下方法：使用玻璃环氧等较硬的材质来作为刚性部的基板材料的方法；以及使刚性部的布线密度高于柔性部、或者较多地设定基板的层叠数的方法等。专利文献1（日本专利特开2002-305382号公报）中公开了一种刚性柔性基板，该刚性柔性基板通过以刚性部的层叠数不同于柔性部的的方式将形成有导体布线（未图示）、通孔导体4的热塑性树脂片材3进行层叠，并进行一次性多层冲压来制作而成（图5）。在此情况下存在以下问题：在刚性部与柔性部的接合部分容易产生开裂和剥离等。
另一方面，在专利文献2（日本专利特开2004-319962号公报）中公开了一种柔性刚性印刷布线板（刚性柔性基板），该柔性刚性印刷布线板具有以下结构：即，利用由具有绝缘性及挠性的树脂片材所构成的柔性部将多片具有布线图案的刚性基板（玻璃环氧基板FR-4等）进行连结。并公开了通过在上述刚性基板的端部（与柔性部连结的一侧）形成倒角，重复弯曲强度不会因部位的不同而发生偏差，能抑制刚性部与柔性部的接合部分处的剥离。
然而，专利文献2中记载的方法是通过刳刨加工对具有一定程度硬度的印刷布线板（玻璃环氧基板等刚性基板）进行倒角的方法。因此，与专利文献1中记载的、通过使层叠数不同来形成刚性部和柔性部的刚性柔性基板根本不同。此外，专利文献2记载的方法中，印刷布线板需要硬度，对将柔软的树脂片材进行层叠而成的刚性柔性基板难以进行正确的研磨。此外，刳刨加工中，在元器件小型化的情况下难以进行正确的研磨，制造成本也会增加。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2002－305382号公报
专利文献2：日本专利特开2004－319962号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的目的在于提供一种能防止刚性部与柔性部的边界部开裂或剥离、防止导体布线断线的刚性柔性基板及其制造方法。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的刚性柔性基板是包括多个刚性部、以及连接所述多个刚性部的柔性部的刚性柔性基板，其特征在于，
所述柔性部由包含至少一层热塑性树脂片材的第一树脂片材的一部分所构成，
所述刚性部由所述第一树脂片材的所述柔性部以外的部分、以及层叠在所述第一树脂片材的所述柔性部以外的部分的单面或双面上的包含多层热塑性树脂片材的第二树脂片材所构成，
在所述第二树脂片材的柔性部一侧的端缘形成有锥形部，所述锥形部在所述第二树脂片材的层叠方向上的厚度越是靠近柔性部越是减小，在与柔性部接触的位置处实质上为零。
优选为构成所述第一树脂片材的热塑性树脂片材的材料与构成所述第二树脂片材的热塑性树脂片材的材料相同。
优选为构成所述第二树脂片材的多片热塑性树脂片材中，越是远离所述第一树脂片材的热塑性树脂片材，其到柔性部与刚性部之间的边界面的距离越长。
优选为所述第二树脂片材的未与所述第一树脂片材接触的表面完全被构成所述第二树脂片材的最外层的热塑性树脂片材所覆盖。
优选为在构成所述第一树脂片材的热塑性树脂片材的至少任意一个单面或双面上层叠有导体布线。
优选为在构成所述第二树脂片材的热塑性树脂片材的至少任意一个单面或双面上层叠有导体布线。
此外，本发明也涉及所述刚性柔性基板的制造方法，该刚性柔性基板的制造方法包含：
在包含至少一层热塑性树脂片材的第一树脂片材的至少一个表面的一部分上层叠包含多层热塑性树脂片材的第二树脂片材的步骤；以及
通过对层叠的所述第一树脂片材及所述第二树脂片材进行热压接来一次性地压接所述热塑性树脂片材的步骤，
构成所述第二树脂片材的多片热塑性树脂片材中，越是远离所述第一树脂片材的热塑性树脂片材，其到柔性部与刚性部之间的边界面的距离越长，从而在热压接之后，在所述第二树脂片材的柔性部一侧的端缘形成所述锥形部。
此外，本发明也涉及所述刚性柔性基板的制造方法，该刚性柔性基板的制造方法包含：
在包含至少一层热塑性树脂片材的第一树脂片材的至少一个表面的一部分上层叠包含多层热塑性树脂片材的第二树脂片材的步骤；以及
通过对层叠的所述第一树脂片材及所述第二树脂片材进行热压接来一次性地压接所述热塑性树脂片材的步骤，
构成所述第二树脂片材的多片热塑性树脂片材中，最外层的热塑性树脂片材在垂直于柔性部与刚性部之间的边界面的方向上的长度比构成所述第二树脂片材的其它热塑性树脂片材的长度要长，从而在热压接之后，在所述第二树脂片材的柔性部一侧的端缘形成所述锥形部。
发明的效果
根据本发明，通过使构成刚性部的热塑性树脂的一部分朝柔性部一侧流动，无需进行特别的加工就能使刚性部与柔性部的边界成为光滑的形状，因此，能提高柔性部与刚性部的边界部的耐弯曲性、破裂强度，防止刚性部与柔性部的边界部开裂和剥离，防止导体布线断线。
而且，在构成刚性部的材料与构成柔性部的材料为相同材料的情况下，通过利用一次性多层冲压的热塑性树脂片材的压接工序，能同时使刚性部与柔性部的边界成为光滑的形状，因此，能将制造成本抑制得更低。
附图说明
图1是实施方式1的刚性柔性基板的剖视示意图。
图2是用于说明实施方式1的刚性柔性基板的制造方法的剖视示意图。
图3是实施方式2的刚性柔性基板的剖视示意图。
图4是用于说明实施方式2的刚性柔性基板的制造方法的剖视示意图。
图5是现有的刚性柔性基板的剖视示意图。
具体实施方式
以下对本发明的刚性柔性基板的各个结构进行详细说明。
[第一树脂片材]
第一树脂片材包含至少一层热塑性树脂片材。构成第一树脂片材的热塑性树脂片材的层叠数优选为1～10层，更优选为2～8层，更更优选为3～5层。
[第二树脂片材]
第二树脂片材包含多层热塑性树脂片材。构成第二树脂片材的热塑性树脂片材的层叠数优选为2～10层，更优选为2～8层，更更优选为3～5层。
[热塑性树脂片材]
热塑性树脂片材至少包含热塑性树脂。作为热塑性树脂，例如，可以列举聚酰亚胺、液晶聚合物（LCP）、聚醚醚酮树脂（PEEK）、聚苯硫醚树脂（PPS）。热塑性树脂片材通常是由具有电绝缘性的材料所构成的膜状等的片材，优选由在热压接之后仍具有挠性而能弯曲的材料所构成。
在本发明的刚性柔性基板中，作为热塑性树脂片材的材质，刚性部和柔性部能使用相同的材质，因此，与材料物性混杂的情况相比，能通过利用热压接的一次性压接来简便地制造出介电常数等特性不会发生错配的刚性柔性基板。
[导体布线]
在构成上述第一树脂片材的热塑性树脂片材的至少任意一个单面或双面上通常层叠有导体布线。同样，在构成上述第二树脂片材的热塑性树脂片材的至少任意一个单面或双面上通常层叠有导体布线。
导体布线能够使用印刷布线基板领域中各种公知的材料，并利用公知的布线形成方法来形成。作为布线形成方法，例如，可以列举以下的方法：在将导体箔粘接在热塑性树脂片材的表面上之后，或者在不使用粘接剂而是将导体箔直接重叠在热塑性树脂片材的表面上之后（层叠），对其进行蚀刻来形成布线电路的方法；将形成为布线电路的形状的导体箔压接在热塑性树脂片材上的方法；以及利用金属电镀法在热塑性树脂片材的表面上形成电路的方法。
[通孔导体]
导体布线（面内导体）根据需要也可以通过形成在热塑性树脂片材中的通孔导体来进行电连接。通孔导体例如能通过以下方法来形成：即，在形成有导体布线的热塑性树脂片材的规定位置形成通孔，利用丝网印刷法、真空填充法等将导电性糊料填充到该通孔内而得以形成。
作为通孔的形成方法，例如，可以列举从与形成有导体布线的面相反的一侧照射二氧化碳气体激光进行穿孔的方法。此后，根据需要，通过使用过锰酸等通用的药液处理等来除去激光加工所产生的残留在通孔内的污迹（树脂的残渣）。
作为填充到通孔内的导电性糊料，能使用各种公知的导电性糊料。作为导电性糊料，例如，可以列举将金属粉和助焊剂成分进行混合而成的糊料。作为金属粉，例如，可以列举包含Ag/Cu/Ni中的至少一种金属、以及Sn/Bi/Zn中的至少一种金属的金属粉。作为助焊剂成分，例如，可以列举载体、溶剂、触变剂、活性剂等。
[柔性部、刚性部]
本发明的刚性柔性基板包括：多个刚性部；以及连接上述多个刚性部的柔性部。柔性部是上述第一树脂片材的一部分，由未层叠有第二树脂片材的部分所构成。刚性部由上述第一树脂片材的柔性部以外的部分、以及层叠在该部分（第一树脂片材的柔性部以外的部分）的单面或双面上的上述第二树脂片材所构成。即，第一树脂片材是构成柔性部和刚性部的共用构件，第二树脂片材仅是刚性部的构成构件。
本发明的刚性柔性基板在第二树脂片材的柔性部一侧的端缘形成有锥形部。本发明的特征在于，该锥形部的厚度（层叠方向的长度）越是靠近柔性部越是减小，在与柔性部接触的位置实质上为零。由此，能使刚性部与柔性部的边界成为光滑的形状，因此，能提高柔性部与刚性部的边界部的耐弯曲性、破裂强度，防止刚性部与柔性部的边界部开裂和剥离，防止导体布线断线。
另外，本发明的刚性柔性基板根据需要优选为以下的刚性柔性基板，该刚性柔性基板通过将多片形成有导体布线层和通孔导体的热塑性树脂片材进行层叠，并利用一次性多层冲压工艺进行热压接制作而成。
＜实施方式1＞
本实施方式中，使用图1、图2对以下情况的刚性柔性基板进行说明，该刚性柔性基板在构成上述第二树脂片材的多片热塑性树脂片材中，越是接近第一树脂片材的热塑性树脂片材，其在垂直于柔性部与刚性部之间的边界面的方向上的长度越长。图1是实施方式1的刚性柔性基板的剖视示意图。图2是表示实施方式1的刚性柔性基板在层叠冲压之前的状态的剖视示意图。
如图1所示，本实施方式的刚性柔性基板在包含两层热塑性树脂片材3的第一树脂片材1的双面的一部分（成为刚性部的部分）上分别层叠有包含两层热塑性树脂片材3的第二树脂片材2。在该第二树脂片材2的柔性部（仅由第一树脂片材1构成的部分）一侧的端缘形成有锥形部21，锥形部21在第二树脂片材2的层叠方向（图中的纵向）上的厚度越是靠近柔性部越是减小，在与柔性部接触的位置处实质上为零。由此，能使刚性部与柔性部的边界成为光滑的形状。
为了制造本实施方式的刚性柔性基板，如图2所示，首先，将第二树脂片材2层叠在第一树脂片材1的双面的一部分（成为刚性部的部分）上。接下来，通过对层叠的第一树脂片材及上述第二树脂片材进行热压接来一次性地压接热塑性树脂片材，从而能得到刚性柔性基板。
此处，如图2所示，构成第二树脂片材2的多片热塑性树脂片材3中，层叠在靠近第一树脂片材1一侧的热塑性树脂片材3b在垂直于柔性部与刚性部之间的边界面的方向（图中的横向）上的长度比层叠在远离第一树脂片材1一侧的热塑性树脂3a的长度要长。即，层叠在远离第一树脂片材1一侧的热塑性树脂片材3a的开口B的开口大小比层叠在靠近第一树脂片材1一侧的3b的开口A的开口大小要大。在这样的层叠状态下，通过进行使热塑性树脂片材3的树脂局部流动这样的恰当条件下的热压接，在第二树脂片材2的柔性部一侧的端缘形成锥形部21。
对层叠的多片热塑性树脂片材进行一次性压接时的温度优选为较低的温度，最高温度优选为300℃以下。这是由于，若对热塑性树脂片材进行所需以上的高温的热压接，则热塑性树脂过度流动而无法获得所希望的锥形部的形状。此外，还由于若超过300℃，则尤其是热塑性树脂片材包含LCP的情况下，存在树脂流出的可能性。此外，热压接的温度优选为至少在一定时间内达到230℃以上，更优选为达到270～290℃。
在将热塑性树脂片材3进行一次性压接时，优选为在其层叠方向上进行加压。例如，使用形状会根据刚性部和柔性部在层叠方向上的厚度而改变的冲压板从两侧进行冲压，能以一定的压力进行加压。优选为约1～10MPa（例如，4MPa）的冲压压力。
另外，尽管未图示，但根据需要，也可以在构成第一树脂片材1的热塑性树脂片材3的至少任意一个单面或双面、在构成第二树脂片材2的热塑性树脂片材3的至少任意一个单面或双面上层叠有导体布线。
此外，这些导体布线（面内导体）根据需要也可以通过形成在热塑性树脂片材3中的通孔导体进行电连接。在此情况下，在热压接时，热塑性树脂片材3的树脂进行流动，但被导体布线（铜箔等）夹着的通孔导体不易移动。另外，通过采取使下侧的通孔导体的直径大于上侧的通孔导体、或使下侧的通孔导体相对于上侧的通孔导体朝外侧稍许偏移这样的对策，通孔导体在热压接时发生流动的情况下也能导通。
也可以在刚性部的表面的至少一部分上设置平面电极。此外，也可以将与其它电子元器件相连接的部分以外的平面电极的表面用阻焊剂进行覆盖。此外，也可以对平面电极所露出的表面施加Ni/Au等的镀敷。
另外，刚性部和柔性部的配置并不限于图1所示的仅一个方向的配置，也可以是在与纸面垂直的方向上也具有刚性部和柔性部的二维配置等。
在刚性柔性基板为多个子基板的集成基板时，例如利用激光照射或冲裁对集成基板进行切断，能得到子基板。
＜实施方式2＞
本实施方式中，使用图3、图4对以下情况的刚性柔性基板进行说明，该刚性柔性基板用构成上述第二树脂片材的最外层的热塑性树脂片材完全覆盖上述第二树脂片材的未与第一树脂片材接触的表面。图3是实施方式2的刚性柔性基板的剖视示意图。图4是表示实施方式2的刚性柔性基板在层叠冲压之前的状态的剖视示意图。另外，对于与实施方式1重复的内容省略一部分说明。
如图3所示，本实施方式的刚性柔性基板在包含两层热塑性树脂片材3的第一树脂片材1的双面的一部分（成为刚性部的部分）上分别层叠有包含两层热塑性树脂片材3的第二树脂片材2。在该第二树脂片材2的柔性部一侧的端缘形成有锥形部21，锥形部21在第二树脂片材2的层叠方向（图中的纵向）上的厚度越是靠近柔性部越是减小，在与柔性部接触的位置处实质上为零。由此，能使刚性部与柔性部的边界成为光滑的形状。
为了制造本实施方式的刚性柔性基板，如图4所示，首先，将第二树脂片材2层叠在第一树脂片材1的双面的一部分（成为刚性部的部分）上。接下来，通过对层叠的第一树脂片材及上述第二树脂片材进行热压接来一次性地压接热塑性树脂片材，能得到刚性柔性基板。
此处，如图4所示，构成上述第二树脂片材的多片热塑性树脂片材中，最外层的热塑性树脂片材3a在垂直于柔性部与刚性部之间的边界面的方向上的长度比构成第二树脂片材的其它热塑性树脂片材3b的长度要长。即，层叠在第二树脂片材2的最外层的热塑性树脂片材3a的开口B的开口大小比其下层的热塑性树脂片材3b的开口A的开口大小要小。在这样的层叠状态下，通过进行使热塑性树脂片材3的树脂局部流动这样的恰当条件下的热压接，在第二树脂片材2的柔性部一侧的端缘形成锥形部21。
此次公开的实施方式应视作在所有方面均为例示而并非限制。本发明的范围由权利要求的范围来表示，而并非由上述说明来表示，此外，本发明的范围还包括与权利要求的范围等同的意思及范围内的所有变更。
标号说明
1   第一树脂片材
2   第二端子片材
21  锥形部
3、3a、3b  热塑性树脂片材
4   通孔导体

Claims (8)

1.一种刚性柔性基板，该刚性柔性基板包括：多个刚性部；以及连接所述多个刚性部的柔性部，其特征在于，
所述柔性部由包含至少一层热塑性树脂片材的第一树脂片材的一部分所构成，
所述刚性部由所述第一树脂片材的所述柔性部以外的部分、以及层叠在所述第一树脂片材的所述柔性部以外的部分的单面或双面上的包含多层热塑性树脂片材的第二树脂片材所构成，
在所述第二树脂片材的柔性部一侧的端缘形成有锥形部，所述锥形部在所述第二树脂片材的层叠方向上的厚度越是靠近柔性部越是减小，在与柔性部接触的位置处实质上为零。
2.如权利要求1所述的刚性柔性基板，其特征在于，
构成所述第一树脂片材的热塑性树脂片材的材料与构成所述第二树脂片材的热塑性树脂片材的材料相同。
3.如权利要求1或2所述的刚性柔性基板，其特征在于，
构成所述第二树脂片材的多片热塑性树脂片材中，越是远离所述第一树脂片材的热塑性树脂片材，其到柔性部与刚性部之间的边界面的距离越长。
4.如权利要求1或2所述的刚性柔性基板，其特征在于，
所述第二树脂片材的未与所述第一树脂片材接触的表面完全被构成所述第二树脂片材的最外层的热塑性树脂片材所覆盖。
5.如权利要求1所述的刚性柔性基板，其特征在于，
在构成所述第一树脂片材的热塑性树脂片材的至少任意一个单面或双面上层叠有导体布线。
6.如权利要求1所述的刚性柔性基板，其特征在于，
在构成所述第二树脂片材的热塑性树脂片材的至少任意一个单面或双面上层叠有导体布线。
7.一种刚性柔性基板的制造方法，所述刚性柔性基板是权利要求1所述的刚性柔性基板，其特征在于，包括：
在包含至少一层热塑性树脂片材的第一树脂片材的单面或双面的一部分上层叠包含多层热塑性树脂片材的第二树脂片材的步骤；以及
通过对层叠的所述第一树脂片材及所述第二树脂片材进行热压接来一次性地压接所述热塑性树脂片材的步骤，
构成所述第二树脂片材的多片热塑性树脂片材中，越是远离所述第一树脂片材的热塑性树脂片材，其到柔性部与刚性部之间的边界面的距离越长，从而在热压接之后，在所述第二树脂片材的柔性部一侧的端缘形成所述锥形部。
8.一种刚性柔性基板的制造方法，所述刚性柔性基板是权利要求1所述的刚性柔性基板，其特征在于，包括：
在包含至少一层热塑性树脂片材的第一树脂片材的单面或双面的一部分上层叠包含多层热塑性树脂片材的第二树脂片材的步骤；以及
通过对层叠的所述第一树脂片材及所述第二树脂片材进行热压接来一次性地压接所述热塑性树脂片材的步骤，
构成所述第二树脂片材的多片热塑性树脂片材中，最外层的热塑性树脂片材在垂直于柔性部与刚性部之间的边界面的方向上的长度比构成所述第二树脂片材的其它热塑性树脂片材的长度要长，从而在热压接之后，在所述第二树脂片材的柔性部一侧的端缘形成所述锥形部。
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