DE102005043014A1

DE102005043014A1 - Leiterplatine und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE102005043014A1
Application number: DE102005043014A
Authority: DE
Inventors: Koji Kariya Kondo; Ryohei Kariya Kataoka; Tomohiro Kariya Yokochi; Makoto Kawasaki Nakagoshi; Tadashi Kawasaki Murai; Akimori Kawasaki Hayashi; Katsunobu Kawasaki Suzuki
Original assignee: NEC Electronics Corp; Denso Corp
Current assignee: Denso Corp; Renesas Electronics Corp
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2006-04-06
Also published as: KR20060051617A; CN1753599A; US7323238B2; TW200623989A; US20060068180A1; CN1753599B; KR100765503B1; TWI281841B; JP2006093438A

Abstract

In einer Leiterplatine (100) mit einer Kontaktfläche (21) als eine Elektrode ist eine gefärbte thermoplastische Harzschicht (30) auf einer Kontaktflächen-Bildungsoberfläche eines thermoplastischen Harzelements (10) angeordnet, so dass eine Differenz zwischen den Licht-Reflexionsgraden der Kontaktfläche und der gefärbten thermoplastischen Harzschicht (30) größer als eine Differenz zwischen den Licht-Reflexionsgraden der Kontaktfläche (21) und dem thermoplastischen Harzelement (10) ist. Ein Öffnungsabschnitt (31) ist so in der gefärbten thermoplastischen Harzschicht (30) ausgebildet, dass wenigstens ein Teil der Kontaktfläche (21) durch den Öffnungsabschnitt (31) offenliegt. Da die gefärbte thermoplastische Schicht (30) auf dem Umgebungsabschnitt des Öffnungsabschnitts (31) angeordnet ist, kann die Differenz zwischen den Licht-Reflexionsgraden der Kontaktfläche und ihrem Umgebungsabschnitt wirksam erhöht werden. Als Folge davon kann ein Erkennungsverhältnis der Kontaktfläche wirksam verbessert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leiterplatine, die auf einer Oberfläche eines thermoplastischen Harzelements eine Kontaktfläche als eine Elektrode aufweist, und ein Verfahren zur Herstellung der Leiterplatine.

In der JP-A-2003-60348 zum Beispiel ist eine Leiterplatine offenbart, die Kontaktfläche als Elektroden umfasst, die mit einem Elektronikbauteil auf einer Oberfläche eines thermoplastischen Harzelements verbunden ist.

Bei dieser Leiterplatine ist eine Mehrzahl von einseitig ausgebildeten Leiterstrukturschichten übereinander angeordnet. Jede der einseitig ausgebildeten Leiterstrukturschichten weist auf einer Oberfläche einer aus einem thermoplastischen Harz gebildeten Harzschicht eine Leiterstruktur auf. Die Harzschichten werden durch Erwärmen dieses so gebildeten Schichtkörpers unter von oben und von unten ausgeübtem Druck mit Hilfe einer Heißpressmaschine miteinander verbunden. Nur die Kontaktflächen (Elektrodenabschnitte) sind als Leiterstruktur auf einer Substratoberfläche ausgebildet. Das Elektronikbauteil kann zum Beispiel durch Löten auf den Kontaktflächen befestigt werden, ohne dabei einen Lötabdeckschicht auf der Substratoberfläche außer auf den Kontaktflächen zu bilden.

Beim Montieren des Elektronikbauelements wird jede Kontaktfläche auf der Grundlage der Differenz zwischen den Intensitäten des von der Kontaktfläche auf der Leiterplatinenoberfläche reflektierten Lichts und des von dem Harz in einem Umgebungsabschnitt der Kontaktfläche reflektierten Lichts optisch erkannt, und das Elektronikbauteil wird montiert. Demzufolge ist es erforderlich, dass die Differenz zwischen den genannten Intensitäten groß ist.

Da jedoch bei der Leiterplatine der oben genannten Struktur die Differenz zwischen den Intensitäten des von der Kontaktfläche auf der Leiterplatinenoberfläche reflektierten Lichts und des von dem Harz in einem Umgebungsabschnitt der Kontaktfläche reflektierten Lichts klein ist, d.h. der Kontrast niedrig ist, ist das Erkennungsverhältnis der Kontaktfläche gering.

Angesichts der oben genannten Probleme ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Leiterplatine bereitzustellen, die dazu geeignet ist, ein Erkennungsverhältnis einer Kontaktfläche in einem Fall zu verbessern, in dem die Leiterplatine aus einem thermoplastischen Harzelement aufgebaut ist.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatine bereitzustellen, die ein thermoplastisches Harzelement umfasst.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Leiterplatine ein thermoplastisches Harzelement, einen Kontaktfläche als Elektrode, der auf einer Kontaktflächen-Bildungsoberfläche des thermoplastischen Harzelements vorgesehen ist, und eine thermoplastische Harzschicht, die so gefärbt ist, dass die Differenz zwischen den Reflexionsgraden der Kontaktfläche und der thermoplastischen Harzschicht größer als die Differenz zwischen den Reflexionsgraden der Kontaktfläche und des thermoplastischen Harzelements ist. Ferner ist die thermoplastische Harzschicht auf der Kontaktflächen-Bildungsoberflä che des thermoplastischen Harzelements ausgebildet, und die thermoplastische Harzschicht weist einen Öffnungsabschnitt auf, durch den wenigstens ein Teil der Kontaktfläche offenliegt.

Daher kann, wenn die Leiterplatine von oberhalb der Kontaktflächen-Bildungsoberfläche aus betrachtet wird, die gefärbte thermoplastische Harzschicht in dem Umgebungsabschnitt der Kontaktfläche angeordnet werden. Da die Differenz zwischen den Intensitäten des von der Kontaktfläche einerseits und seinem Umgebungsabschnitt andererseits reflektierten Lichts größer wird, kann ein Erkennungsverhältnis der Kontaktfläche bei der aus dem thermoplastischen Harz gebildeten Leiterplatine verbessert werden.

Ein Öffnungsabschnitt ist in der gefärbten thermoplastischen Harzschicht vorgesehen, und auf der Kontaktflächen-Bildungsoberfläche ist kein Schaltungsabschnitt angeordnet. Demzufolge kann die Struktur vereinfacht werden. Ferner, selbst wenn eine Verringerung der relativen Dielektrizitätskonstanten und eine Verringerung des Schmelzpunktes der thermoplastischen Harzschicht durch das Färben bewirkt wird, ist es möglich, einen Einfluss auf den Schaltungsabschnitt zu minimieren, da kein Schaltungsabschnitt direkt angeordnet ist.

Eine Leiterstruktur kann in dem thermoplastischen Harzelement angeordnet und elektrisch mit der Kontaktfläche verbunden sein. Ferner kann die thermoplastische Harzschicht eine gefärbte Schicht aus einem thermoplastischen Harz sein, welches das gleiche Material wie das des thermoplastischen Harzelements ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Leiterplatine ein thermoplastisches Harzelement, das aus einer Mehrzahl von gestapelten thermoplastischen Harzschichten gebildet ist, eine Mehrzahl von Leiterstrukturen, die in dem thermoplastischen Harzelement in einer Mehrfachschicht angeordnet sind, und einen Kontaktfläche als eine Elektrode, die auf einer Kontaktflächen-Bildungsoberfläche einer thermoplastischen Harzschicht von den gestapelten thermoplastischen Harzschichten vorgesehen ist. Ferner ist die eine thermoplastische Harzschicht so gefärbt, dass die Differenz zwischen den Reflexionsgraden der Kontaktfläche und der thermoplastischen Harzschicht größer als die Differenz zwischen den Reflexionsgraden der Kontaktfläche und der weiteren thermoplastischen Harzschichten mit Ausnahme der einen thermoplastischen Harzschicht ist. Daher kann das Erkennungsverhältnis der Kontaktfläche bei der mit dem thermoplastischen Harz aufgebauten Leiterplatine verbessert werden.

Zum Beispiel kann die Kontaktflächen-Bildungsoberfläche der einen thermoplastischen Harzschicht als eine Oberflächenschicht der gestapelten thermoplastischen Harzschichten angeordnet sein, und die Kontaktfläche kann von der Oberfläche der einen thermoplastischen Harzschicht offengelegt sein. Ferner kann eine Lichttransmissionsschicht, die aus einem thermoplastischen Harz gebildet ist und einen Transmissionskoeffizienten aufweist, der größer als der der thermoplastischen Harzschichten ist, so angeordnet sein, dass sie die Kontaktflächen-Bildungsoberfläche der einen thermoplastischen Harzschicht berührt. In diesem Fall weist die Lichttransmissionsschicht einen Öffnungsabschnitt auf, durch den wenigstens ein Teil der Kontaktfläche offenliegt.

Die eine thermoplastische Harzschicht ist eine gefärbte Schicht, die durch Färben einer thermoplastischen Harzschicht gebildet wird, die zum Beispiel aus dem glei chen Material hergestellt ist wie die thermoplastischen Harzschichten mit Ausnahme der einen thermoplastischen Harzschicht. Insbesondere wird die gefärbte thermoplastische Harzschicht hergestellt, indem ein anorganisches Farbpigment zu dem thermoplastischen Harz hinzugefügt wird. Das anorganische Pigment ist zum Beispiel schwarz wie etwa Kohlenschwarz. Ferner kann eine Menge des in der gefärbten thermoplastischen Harzschicht enthaltenen Kohlenschwarz in einem Bereich zwischen 0,01 und 1,0 Gewichtsprozent eingestellt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatine einen Schritt zur Ausbildung einer Kontaktfläche als eine Elektrode auf einer Kontaktflächen-Bildungsoberfläche einer aus einem thermoplastischen Harzmaterial hergestellten ersten Harzschicht, einen Schritt zur Herstellung einer aus einem gefärbten anorganischen Material, dem ein anorganisches Farbpigment hinzugefügt ist, hergestellten zweiten Harzschicht, einen Schritt zum Stapeln der zweiten Harzschicht auf der Kontaktflächen-Bildungsoberfläche der ersten Harzschicht an einer vorbestimmten Position, um ein Stapelelement zu bilden, einen Schritt zum Pressen und Erwärmen des gestapelten Elements aus der ersten Harzschicht und der zweiten Harzschicht unter Verwendung einer Heißpressmaschine, um die erste Harzschicht mit der zweiten Harzschicht zu verbinden, und einen Schritt zum Bilden eines Öffnungsabschnitts in der zweiten Harzschicht an einer Position der Kontaktfläche, um durch ihn wenigstens einen Teil der Kontaktfläche über den Öffnungsabschnitt offenzulegen. In diesem Fall kann der Schritt zur Bildung des Öffnungsabschnitts nach dem Pressen und Erwärmen ausgeführt werden. Alternativ kann der Schritt zur Bildung des Öffnungsabschnitts während des Schritts zur Herstellung der zweiten Harzschicht ausgeführt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatine einen Schritt zum Bilden einer ersten Harzschicht aus einem thermoplastischen Harz, einen Schritt zum Bilden einer Kontaktfläche als eine Elektrode auf einer Kontaktflächen-Bildungsoberfläche einer zweiten Harzschicht, die aus einem thermoplastischen Harzmaterial gebildet ist, dem ein anorganisches Farbpigment hinzugefügt ist, um die Differenz zwischen den Licht-Reflexionsgraden der Kontaktfläche und der zweiten Harzschicht größer einzustellen als die Differenz zwischen den Licht-Reflexionsgraden zwischen der Kontaktfläche und der ersten Harzschicht, und einen Schritt zum Stapeln von einer Mehrzahl von aus einem thermoplastischen Harz gebildeten Harzschichten, die die erste Harzschicht und die zweite Harzschicht enthalten, um so ein Stapelelement zu bilden. In dem Schritt zum Stapeln der Mehrzahl von Harzschichten berührt die erste Harzschicht eine Oberfläche der zweiten Harzschicht, die die Kontaktflächen-Bildungsoberfläche gegenüberliegt. Ferner kann das Pressen und Erwärmen des Stapelelements ausgeführt werden, indem eine Heißpressmaschine verwendet wird, so dass die gestapelten Harzschichten miteinander verbunden werden.

In diesem Fall kann der Stapelschritt ausgeführt werden, während die zweite Harzschicht auf einer Oberfläche des Stapelelements angeordnet ist, so dass die Kontaktfläche von der Oberfläche des Stapelelements offenliegt. Alternativ kann in dem Stapelschritt eine Harzschicht, die einen Licht-Transmissionsgrad aufweist, der höher als der der zweiten Harzschicht ist, so gestapelt werden, dass sie die Kontaktflächen-Bildungsoberfläche der zweiten Harzschicht berührt. Selbst in diesem Fall kann ein Öffnungsabschnitt in der einen Harzschicht gebildet sein, um durch ihn einen Teil der Kontaktfläche offenzulegen.

Ferner kann der Bildungsschritt des Öffnungsabschnitts nach dem Pressen und Erwärmen des Stapelelements ausgeführt werden, oder kann vor dem Stapeln ausgeführt werden.

Die obigen und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gemacht wurde, deutlicher ersichtlich. In den Zeichnungen sind:
1 eine schematische Querschnittsansicht einer Leiterplatine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Kennlinie, die eine Änderung einer relativen Dielektrizitätskonstanten einer Farbschicht und eine Änderung eines Bilderkennungsverhältnisses einer Kontaktfläche in Abhängigkeit von einem Kohlenschwarzverhältnis bzw. einer Kohlenschwarzkonzentration einer Farbschicht zeigt;
3A bis 3D schematische Querschnittsansichten, die ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens einer Leiterplatine gemäß der ersten Ausführungsform zeigen, wobei 3A einen Kontaktflächen-Bildungsschritt zeigt, 3B einen Schicht- (Laminierungs-) Schritt zeigt, 3C einen Press-Heiz-Schritt zeigt, und 3D einen Öffungsabschnitt-Bildungsschritt zeigt;
4A bis 4D schematische Querschnittsansichten, die ein weiteres Beispiel eines Herstellungsverfahrens einer Leiterplatine gemäß der ersten Ausführungsform zeigen, wobei 4A einen Kontaktflächen-Bildungsschritt zeigt, 4B einen Öffnungsabschnitt-Bildungsschritt zeigt, 4C einen Schicht- (Laminierungs) Schritt zeigt, und 4D einen Press-Heiz-Schritt zeigt;
5 eine schematische Querschnittsansicht, die eine Leiterplatine gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 eine schematische Querschnittsansicht, die jeweilige Schichten in einem Herstellungsschritt gemäß einem Herstellungsverfahren einer Leiterplatine der zweiten Ausführungsform zeigt;
7A bis 7C schematische Querschnittsansichten, die das Herstellungsverfahren der Leiterplatine gemäß der zweiten Ausführungsform zeigen, wobei 7A einen Schicht- (Laminierungs) Schritt zeigt, 7B einen Press-Heiz-Schritt zeigt, und 7C einen Öffnungsabschnitt-Bildungsschritt zeigt; und
8 eine schematische Querschnittsansicht, die eine Leiterplatine gemäß einer Modifikation der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
[Erste Ausführungsform]
wie es in 1 gezeigt ist, umfasst eine Leiterplatine 100 gemäß dieser Ausführungsform ein thermoplastisches Element 10, ein Leiterstrukturen 20 und Farbschichten 30, die durch Färben eines thermoplastischen Harzes gebildet sind, was ein charakteristisches Merkmal in dieser Ausführungsform ist. In dieser Ausführungsform sind ein Elektrodenabschnitt einer Substratoberflächenschicht zur Montage eines diskreten Bauelements und eines Elektronikbauelements wie etwa eines ICs in Leiterstrukturen als Kontaktflächen 21 gezeigt, und ein Abschnitt mit Ausnahme dieses Elektrodenabschnitts in den Leiterstrukturen ist als die Leiterstruktur 20 gezeigt. Ferner ist jede Farbschicht 30 zum Beispiel eine gefärbte thermoplastische Harzschicht.
Das Material des thermoplastischen Harzelements 10 ist nicht weiter eingeschränkt, solange dieses Material ein thermoplastisches Material ist. Zum Beispiel kann das thermoplastische Harzelement 10 gemäß dieser Ausführungsform durch Schichten bzw. Übereinanderanordnen von einer Mehrzahl (vier in diesem Beispiel) von Harzschichten, die aus einem Flüssigkristallpolymer (LCP) von ungefähr 50 μm Dicke gebildet sind, und Verbinden (Schmelzen) dieser Harzschichten miteinander gebildet werden.
Die Leiterstrukturen 20 sind geschichtet (laminiert) und in dem thermoplastischen Harzelement 10 in einer Mehrfachschicht angeordnet. Die Kontaktflächen 21 als Elektroden zur Montage der Elektronikbauelemente kann auf der Oberfläche des thermoplastischen Harzelements 10 ausgebildet sein. Die Leiterstrukturen 20 der jeweiligen Schichten und die Kontaktflächen 21 sind durch in Durchkontaktierungslöcher 22 gefüllte Durchkontaktierungsmaterialien 21 elektrisch miteinander verbunden. Die Struktur der Leiterplatine 100 gemäß dieser Ausführungsform, bei der die Kontaktflächen 21 auf den beiden Oberflächen des thermoplastischen Harzelements 10 angeordnet sind, und die beiden Kontaktflächen 21 auf den beiden Oberflächen des thermoplastischen Harzelements 10 sind elektrisch miteinander verbunden.
Die (nicht dargestellte) Leiterstruktur kann ferner auf der Oberfläche des thermoplastischen Harzelements 10 mit Ausnahme der Kontaktflächen 21 ausgebildet sein. Materialien der Leiterstrukturen 20 und der Kontaktflächen 21 sind nur insoweit eingeschränkt, als dass diese Materialien Metalle mit einem geringen Widerstand sind. Gemäß dieser Ausführungsform können die Leiterstruktur 20 und die Kontaktfläche 21 durch Pressen einer Cu-Folie gebildet werden.
Hier ist eine Binarisierung mit Hilfe einer Bildverarbeitung als ein optisches Mittel üblich, das verwendet wird, wenn das Elektronikbauteil auf der Kontaktfläche 21 montiert wird. Gemäß dieser Ausführungsform werden die Kontaktfläche 21 und ihr Umgebungsabschnitt binarisiert und durch die Bildverarbeitung in 256 Grauabstufungen verarbeitet, so dass die Kontaktfläche 21 erkannt wird. Jedoch ist in dem Fall eines optischen Erkennungsverfahrens wie bei der Bildverarbeitung, wenn die Leiterplatine 100 aus einem allgemein bekannten thermoplastischen Harz gebildet ist, die Differenz zwischen den Intensitäten des reflektierten Lichts der Kontaktfläche 21 und der thermoplastischen Harzes des Umgebungsabschnitts der Kontaktfläche 21 klein. Daher wird der Kontrast zwischen der Kontaktfläche 21 und dem Umgebungsabschnitt gering. Daher kann es sein, dass keine der Kontaktflächen 21 genau erkannt werden kann.
Demzufolge sind gemäß dieser Ausführungsform die Farbschichten 30, die aus einem gefärbten thermoplastischen Harz gebildet sind, geschichtet (laminiert) und auf den Kontaktflächen-Bildungsoberflächen des thermoplastischen Harzelements 10 angeordnet, so dass die Differenz zwischen den Licht-Reflexionsgraden der Farbschichten 30 und den Kontaktflächen 21 größer als die Differenz zwischen den Licht-Reflexionsgraden des thermoplastischen Harzelements 10 und der Kontaktfläche 21 ist.
Diese Farbschicht 30 wird gebildet, indem ein anorganisches Farbpigment dem thermoplastischen Harz hinzugefügt wird. Das anorganische Pigment ist dazu geeignet, die thermoplastische Harzschicht zu färben, da es einen Schmelzpunkt besitzt, der höher als eine Erwärmungs temperatur zum Formen der Leiterplatine 100 ist (ausgezeichneter Wärmewiderstand), und nicht thermisch beschädigt bzw. verändert wird. Da das anorganische Pigment nicht thermisch beschädigt wird, kann die Farbe bewahrt werden. Ein schwarzes anorganisches Pigment, das ein möglichst hohes Lichtabsorptionsverhältnis aufweist (d.h. die Differenz zwischen den Licht-Reflexionsgraden der Farbschicht 30 und der Kontaktfläche 21 kann groß eingestellt werden) ist besonders vorteilhaft. Gemäß dieser Ausführungsform kann die Farbschicht 30, ähnlich wie zum Beispiel das thermoplastische Harzelement 10, dadurch gebildet werden, dass Kohlenschwarz als das schwarze anorganische Pigment dem LCP von zum Beispiel ungefähr 50 μm Dicke hinzugefügt wird. Jedoch ist das anorganische Farbpigment nicht auf schwarz begrenzt, sondern es kann auch ein anorganisches Farbpigment, das eine Farbe mit einem hohen Lichtabsorptionsverhältnis aufweist (d.h. eine dunkle Farbe) verwendet werden. Die Farbschicht 30 wird durch Färben von thermoplastischem Harz gebildet, jedoch ist in 1 für die Farbschicht eine Schraffur verwendet, die von der des thermoplastischen Elements 10 verschieden ist, um die Farbschicht 30 von dem thermoplastischen Element 10 zu unterscheiden.
Die Farbschicht 30 wird auf die/der Kontaktflächen-Bildungsoberfläche des thermoplastischen Harzelements 10 laminiert/angeordnet und wird mit dem thermoplastischen Harzelement 10 verbunden (verschmolzen). Öffnungsabschnitt 31 sind in Übereinstimmung mit der Lage der Kontaktflächen 21 so ausgebildet, dass wenigstens ein Teil der Kontaktfläche 21 offenliegt. Daher ist jede Kontaktfläche 21, wenn sie von oberhalb der Kontaktflächen-Bildungsoberfläche betrachtet wird, von der Farbschicht 30 umgeben, und die Differenz zwischen den Licht-Reflexionsgraden der Kontaktfläche 30 und ihres Umgebungsabschnitts (d.h. der Farbschicht 30) ist größer als die Differenz zwischen den Reflexionsgraden der Kontaktfläche 21 und dem thermoplastischen Harzelement 10. Wie oben erwähnt kann, wenn das Material der Farbschicht 30 das gleiche ist wie das Material des thermoplastischen Elements 10 die Verbindungszuverlässigkeit zwischen der Farbschicht 30 und dem thermoplastischen Harzelement 10 verbessert werden.
Wie es in 2 gezeigt ist, ist das Verhältnis des in der Farbschicht 30 enthaltenen Kohlenschwarz vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0,01 Gewichtsprozent und 1,0 Gewichtsprozent eingestellt. 2 ist eine Kennlinie, die eine Änderung der relativen Dielektrizitätskonstanten der Farbschicht 30 und eine Änderung eines Bilderkennungs-Fehlerverhältnisses der Kontaktfläche 21 in Abhängigkeit von dem Kohlenschwarzverhältnis der Farbschicht 30 zeigt.
Wenn zum Beispiel das Verhältnis von in der Farbschicht 30 enthaltenem Kohlenschwarz auf weniger als 0,01 Gewichtsprozent eingestellt ist, ist die hinzugefügte Menge an Kohlenschwarz sehr gering, und das Lichtabsorptionsverhältnis der Kohlenschwarzschicht 30 ist niedrig. Daher nimmt sie einen Zustand an, in dem das Bilderkennungs-Fehlerverhältnis der Kontaktfläche 21 hoch ist (das Erkennungsverhältnis der Kontaktfläche 21 ist niedrig). Im Gegensatz dazu ist das Lichtabsorptionsverhältnis der Farbschicht 30 groß, wenn das Kohlenschwarz-Verhältnis der Farbschicht 30 auf 0,01 Gewichtsprozent oder mehr eingestellt ist. Das heißt, der Licht-Reflexionsgrad ist im Vergleich zu der Kontaktfläche 21 erhöht, so dass das Bilderkennungs-Fehlerverhältnis der Kontaktfläche 21 5% oder weniger wird (ein Verhältnis halb so groß wie das Bilderkennungs-Fehlerverhältnis vor der Hinzugabe oder weniger).
Wenn das Verhältnis größer als 1,0 Gewichtsprozent ist, überschreitet die relative Dielektrizitätskonstante der Farbschicht 30 10%. In diesem Fall ist der dielektrischer Verlust erhöht, d.h. die Hochfrequenzeigenschaften der Leiterplatine 100 sind verschlechtert. Im Gegensatz dazu kann die Zunahme der relativen Dielektrizitätskonstanten der Farbschicht 30 begrenzt werden, so dass sie niedriger als 10% ist, wenn das Verhältnis auf 1,0 Gewichtsprozent oder weniger eingestellt wird.
Demzufolge kann das Erkennungsverhältnis der Kontaktfläche 21 verbessert werden, und eine Leiterplatine 100 mit einer ausgezeichneten Hochfrequenzcharakteristik kann gebildet werden, wenn die Menge an in der Farbschicht 30 enthaltenem Kohlenschwarz in einen Bereich zwischen 0,01 Gewichtsprozent und 1,0 Gewichtsprozent liegt.
Somit ist entsprechend der Struktur der Leiterplatine 100 gemäß dieser Ausführungsform, wenn die Leiterplatine 100 von oberhalb der Kontaktflächen-Bildungsoberfläche betrachtet wird, die Farbschicht 30, die aus dem gefärbten thermoplastischen Harz gebildet ist, in dem Umgebungsabschnitt jeder der Kontaktflächen 21 angeordnet. Hierbei ist das gefärbte thermoplastische Harz so gefärbt, dass der Licht-Reflexionsgrad bezüglich der Kontaktfläche 21 größer als bezüglich dem thermoplastischen Harzelement 10 ist. Demzufolge ist, wenn zum Beispiel zum Montieren eines Elektronikbauteils auf die Kontaktfläche 21 Licht von oben auf die Kontaktflächen-Bildungsoberfläche gestrahlt wird, die Differenz zwischen den Intensitäten des von der Kontaktfläche 21 reflektierten Lichts einerseits und des von ihrem Umgebungsabschnitt (d.h. der Farbschicht 30) reflektierten Lichts anderseits groß. Demzufolge kann das Erkennungsverhältnis der Kontaktfläche 21 verbessert werden, wenn sowohl das thermoplasti sche Harzelement 10 als auch die Farbschicht 30 verwendet werden.
Ferner ist der Öffnungsabschnitt 31 nur in der Farbschicht 30 vorgesehen, jedoch ist die Leiterstruktur 20, die die Kontaktfläche 21 und das Durchkontaktierungslochs 22, das mit dem Durchkontaktierungsmaterial 23 gefüllt ist, enthält, unverändert. Demzufolge kann die Struktur vereinfacht werden.
Die Farbschicht 30 ist auf jeder Kontaktflächen-Bildungsoberfläche des thermoplastischen Harzelements 10 so geschichtet (laminiert) und angeordnet, dass nur die Kontaktfläche 21 offenliegt. Demzufolge kann, wie es gemäß dieser Ausführungsform gezeigt ist, wenn die Leiterstruktur 20 auf der Kontaktflächen-Bildungsoberfläche 20 des thermoplastischen Harzelements 10 mit Ausnahme auf der Kontaktfläche 21 ausgebildet ist, die Leiterstruktur 20 aus als Lötabdeckschicht verwendet werden.
Nachfolgend ist ein Verfahren zur Herstellung der Leiterplatine 100 mit Bezug auf die 3A bis 3D beschrieben. 3A zeigt einen Kontaktflächen-Bildungsschritt, 3B zeigt einen Schicht- (Laminierungs-) Schritt, 3C zeigt einen Press-Heiz-Schritt, und 3D zeigt einen Öffnungsabschnitt-Bildungsschritt.
Wie es in 3A gezeigt ist, wird zuerst ein Kontaktflächen-Bildungsschritt ausgeführt. Insbesondere wird wenigstens eine Harzschicht 11, die aus einem thermoplastischen Harz hergestellt ist und eine Leiterfolie auf einer Seite aufweist, erzeugt. In dem Beispiel der 3A (siehe auch 3B) werden zwei Harzschichten 11 so hergestellt, dass jeweils die Kontaktflächen 21 offenliegen. wenigstens die Kontaktfläche 21 als eine Elektrode wird durch Ätzen der Leiterfolie in einer vorbestimmten gewünschten Struktur gebildet. Gemäß dieser Ausführungsform wird ein LCP von 50 μm Dicke als Material für die Harzschicht 11 verwendet, und eine Cu-Folie wird für die Leiterfolie verwendet. Die Kontaktfläche 21 kann auch gebildet werden, indem statt dem Ätzen der Leiterfolie ein Druckverfahren oder ein Plattierungs- bzw. Galvanisierungs-Verfahren verwendet werden.
Nachdem die Kontaktfläche 21 gebildet ist, wie es in 3A gezeigt ist, wird zum Beispiel ein Strahl eines Kohlendioxidlasers von der Seite der Harzschicht 11, die der Seite gegenüberliegt, auf der die Kontaktfläche 21 angeordnet ist (d.h. auf die in 3A obere Oberfläche), auf die Harzschicht 11 gestrahlt, so dass ein Durchkontaktierungsloch 22 erzeugt wird, das auf einer Seite von der Kontaktfläche 21 verschlossen ist. Bei der Bildung des Durchkontaktierungslochs 22 ist es auch möglich, statt dem Kohlendioxidglaser, einen UV-YAG-Laser, einen Excimer-Laser etc. zu verwenden. Zusätzlich kann das Durchkontaktierungsloch auch mechanisch, zum Beispiel durch Bohren, gebildet werden. Jedoch ist es erforderlich, die Kontaktfläche 21 derart zu verarbeiten, dass das Durchkontaktierungsloch einen kleinen Durchmesser aufweist und keine Kontaktfläche 21 beschädigt wird. Daher ist es vorteilhaft, ein Verarbeitungsverfahren auszuwählen, bei dem ein Laser verwendet wird.
Wenn die Herstellung des Durchkontaktierungslochs 22 abgeschlossen ist, wird das Innere des Durchkontaktierungslochs 22 mit einer elektrisch leitenden Paste 23 als ein Durchkontaktierungsmaterial 23 gefüllt. In dieser elektrisch leitenden Paste 23 werden Zinn-Partikel und Silber-Partikel so gemischt, dass die Zinn-Partikel etwa 35 Gewichtsprozent einnehmen, und ein organisches Lösungsmittel (z.B. Terpineol) wird hinzugefügt, so dass eine Paste gebildet wird. Bei der Füllung der elektrisch leitenden Paste 23 ist es möglich, einen Siebdrucker, einen Spender etc. zu verwenden. wenn die Zinn-Partikel und die Silber-Partikel, deren mittlerer Partikeldurchmesser in einem Bereich zwischen 0,5 und 2,0 mm liegt und der spezifische Oberfläche in einem Bereich von 0,1 bis 1,5 m²/g variiert, verwendet werden, kann die Durchkontaktierungszuverlässigkeit verbessert werden. Ferner wird, nachdem die elektrisch leitende Paste 23 in das Durchkontaktierungsloch 22 gefüllt ist, die elektrisch leitende Paste 23 während einer vorbestimmten Zeitspanne erwärmt und das organische Lösungsmittel verdampft.
Die Verarbeitung einer in 3B gezeigten Harzschicht 12 kann auch ausgeführt werden, während die Verarbeitung der Harzschicht 11 ausgeführt wird. Diese Harzschicht 12 besitzt eine Struktur, die ähnlich derjenigen der Harzschicht 11 ist, mit der Ausnahme, dass statt der Kontaktfläche 21 die Leiterstruktur 20 auf einer Oberfläche ausgebildet ist. Gemäß dieser Ausführungsform umfasst das thermoplastische Harzelement 10 die Harzschichten 11, 12.
Ferner wird die Farbschicht 30 separat hergestellt. Gemäß dieser Ausführungsform wird, ähnlich wie die Harzschichten 11, 12, die Farbschicht 30 in einem Zustand bereitgestellt, in dem eine vorbestimmte Menge an Kohlenschwarz dem LCP von 50 μm Dicke hinzugefügt ist. Die Farbschicht 30 wird hergestellt, indem sie auf eine Größe geschnitten wird, die gleich der der einzelnen Harzschichten 11, 12 ist.
Wie es in 3B gezeigt ist, sind zwei Harzschichten 11, eine Mehrzahl von Harzschichten 12 (zwei Harzschichten 12 in diesem Beispiel) und zwei Farbschichten 30 gestapelt (laminiert), so dass ein Schichtkörper 40 gebildet wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der Schichtungsprozess so ausgeführt, dass die beiden Farbschichten 30 Oberflächenschichten werden und die Kontaktflächen 21 die Farbschichten 30 berühren. Ferner wird bei dem Schichtungsprozess eine Seite, auf der die Leiterstruktur 20 und die Kontaktfläche 21 ausgebildet ist, auf der Oberseite positioniert, und eine Seite, auf der die Leiterstruktur 20 und die Kontaktfläche 21 ausgebildet ist, auf der Unterseite positioniert. In 3B sind zur Übersichtlichkeit die Schichten 11, 12, 30 getrennt dargestellt.
Somit wird gemäß dieser Ausführungsform kein zweiseitiges mit einer Leiterstruktur versehenes Substrat verwendet, und eine Fertigungseinrichtung und ein Fertigungsverfahren können vereinfacht werden, was zu einer Verringerung der Herstellungskosten beitragen kann. Ferner kann eine sehr dichte Bestückung bzw. Kompaktheit der Leiterplatine 100 erreicht werden, da die Kontaktflächen 21 sowohl auf der oberen als auch auf der unteren Oberfläche der Leiterplatine 100 offenliegen. Zusätzlich kann auch der Schichtungsprozess so ausgeführt werden, dass die Kontaktfläche 21 nur auf einer Oberfläche des Schichtkörpers 40 offenliegt.
Nach dem Schichtungsprozess wird ein Press-Heiz-Schritt zum Erwärmen des Schichtkörpers 40 während der Schichtkörper 40 gleichzeitig von oben und unten unter Verwendung einer (nicht gezeigten) Heißpressmaschine gepresst wird (z.B. bei 250°C bis 400°C, 1 MPa bis 10 MPa während einer Zeit von einigen zehn Sekunden) ausgeführt. Dadurch werden die jeweiligen Harzschichten 11, 12, 30 erweicht und miteinander verbunden, so dass der in 3C gezeigte Schichtkörper 40 gebildet wird. Darüber hinaus wird die elektrisch leitende Paste 23 in den Durchkontaktierungslöchern 22 gesintert, so dass ein zusammen hängendes, elektrisch leitendes Material 23 gebildet wird. Ferner wird die elektrisch leitende Paste 23 verteilt und mit der benachbarten Leiterstruktur 20 und der Kontaktfläche 21 verbunden. In diesem Zustand wird die Kontaktflächen-Bildungsoberfläche, die die Kontaktfläche 21 und die Harzschicht 11 enthält, mit der Farbschicht 30 überdeckt.
Wie es in 3D gezeigt ist, wird ein Öffnungsabschnitt-Bildungsschritt zur Bildung des Öffnungsabschnitts 31 in der Farbschicht 30 über einen Kühlprozess nach der Heißpresse ausgeführt. Dieser Öffnungsabschnitt 31 wird zum Beispiel in Übereinstimmung mit der Kontaktfläche 21 ausgebildet, so dass nur die Kontaktfläche 21 offengelegt ist, indem ein Laser, ein Bohrer etc. verwendet wird. Gemäß dieser Ausführungsform wird der Öffnungsabschnitt 31 gebildet, indem der Laser verwendet wird, um die Kontaktfläche 21 nicht zu beschädigen, wobei keine Kontaktfläche 21 völlig offengelegt ist und ihr Umfangsrandabschnitt durch die Farbschicht 30 gedrückt wird. Durch eine solche Struktur kann ein Ablösen der Kontaktfläche 21 von der Harzschicht 11 wirksam verhindert werden. Die Leiterplatine 100 gemäß dieser Ausführungsform kann durch die oben genannten Prozesse (Schritte) hergestellt werden.
Gemäß dieser Ausführungsform umfasst die Leiterplatine 100 zwei Harzschichten 11, die zwei Harzschichten 12 und die zwei Farbschichten 30. Jedoch ist die Anzahl von Harzschichten 12 nicht auf das obige Beispiel begrenzt, nur wenn die Leiterplatine 100 so aufgebaut ist, dass die Kontaktflächen 21 auf beiden Flächen offenliegen. Ferner kann eine Struktur eingestellt werden, bei der die Kontaktfläche 21 nur auf einer Fläche offenliegt. In diesem Fall kann eine Struktur, die eine Harzschicht 11 und eine Farbschicht 30 verwendet, als eine Minimalstruktur verwendet werden.
Ferner zeigt diese Ausführungsform ein Beispiel, in dem der Öffnungsabschnitt-Bildungsschritt nach dem Press-Heiz-Schritt ausgeführt wird. Jedoch kann, wie es in den 4A bis 4D gezeigt ist, der Öffnungsabschnitt-Bildungsschritt auch vor dem Schichtschritt (Laminierungsschritt) ausgeführt werden. 4A zeigt einen Kontaktflächen-Bildungsschritt, 4B zeigt einen Öffnungsabschnitt-Bildungsschritt, 4C zeigt einen Schichtschritt, und 4D zeigt einen Press-Heiz-Schritt. 4A ist eine Ansicht, die der von 3A entspricht.
Wie es in 4B gezeigt ist, kann der Öffnungsabschnitt 31 in der Farbschicht 30 in einem Prozess zur Herstellung der Farbschicht 30 vor dem Schichtungsprozess ausgebildet werden. Wie es in 4C gezeigt ist, wird der Schichtkörper 40 dann durch Schichten (Übereinanderanordnen) der Schichten 11, 12, 30, die die Farbschicht 30 enthalten, in der der Öffnungsabschnitt 31 ausgebildet ist, gebildet. Wie es in 4D gezeigt ist, kann die Leiterplatine 100 durch Pressen und Erwärmen des Schichtkörpers 40 gebildet werden. Somit wird der Öffnungsabschnitt 31 leicht gebildet, wenn er vor dem Schichtungsprozess gebildet wird, da der Öffnungsabschnitt 31 unabhängig in der Farbschicht 30 ausgebildet werden kann. Da der Heiz-Press-Prozess nach der Ausbildung des Öffnungsabschnitts ausgeführt wird, wird jedoch bei keinem Öffnungsabschnitt 31 dessen Form, Größe und Ausbildungsposition leicht kontrolliert, im Gegensatz zu dem Fall, in dem der Öffnungsabschnitt-Bildungsschritt nach dem Heiz-Press-Prozess ausgeführt wird.
Ferner ist gemäß dieser Ausführungsform das verwendete Material der Farbschicht 30 das gleiche wie das für das thermoplastische Harzelement 10 verwendete Material. In diesem Fall kann die Verbindungszuverlässigkeit zwischen der Farbschicht 30 und dem thermoplastischen Harzelement 10 verbessert werden. Jedoch können die Farbschicht 30 und das thermoplastische Harzelement 10 auch aus verschiedenen Materialien gebildet werden. Ferner sind die Harzschichten 11, 12 nicht zwangsläufig aus dem gleichen Material.
Ferner zeigt diese Ausführungsform ein Beispiel, in dem der Schichtkörper 40 durch Schichten der jeweiligen Schichten 11, 12, 30 gebildet wird und diese Schichten durch einen Heißpressmaschine miteinander verbunden werden. In diesem Fall kann der Herstellungsprozess vereinfacht werden. Ferner ist es möglich, die Verbindungszuverlässigkeit zwischen der Leiterstruktur 20, die die Kontaktfläche 21 enthält, und dem Durchkontaktierungsmaterial 23 zur Verbindung der Leiterstrukturen 20 miteinander zu verbessern. Jedoch kann die Leiterplatine 100 auch durch mehrfaches Ausführen der Druckbeaufschlagung und der Erwärmung gebildet werden. Zum Beispiel können die Druckbeaufschlagung und die Erwärmung jedes Mal ausgeführt werden, nachdem eine einzelne Schicht aufgetragen ist.
Was die Struktur und das Herstellungsverfahrens betrifft, so kann mit Ausnahme der Struktur der charakteristischen Abschnitte eine Struktur und ein Verfahren für ein Mehrschichtensubstrat (eine Leiterplatine und ein Schaltungssubstrat) verwendet werden, das aus dem thermoplastischen Harz aufgebaut ist.
[Zweite Ausführungsform]
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass die Kontaktfläche 21 auf der Farbschicht 30 vor dem Schichtungsprozess ausgebildet wird.
5 zeigt eine schematische Querschnittsansicht, die eine Leiterplatine gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie es in 5 gezeigt ist, umfasst eine Leiterplatine 100 gemäß dieser Ausführungsform ein thermoplastisches Harzelement 10, Leiterstrukturen 20, Farbschichten 30, die durch Färben eines thermoplastischen Harzes gebildet sind, und Transmissionsschichten 50, die einen Transmissionsgrad besitzen, der höher als derjenige der Farbschicht 30 ist. Gemäß dieser Ausführungsform können das thermoplastische Harzelement 10 und die Farbschicht 30 aus dem gleichen thermoplastischen Harz oder aus unterschiedlichen thermoplastischen Harzen gebildet sein. Nachfolgend sind nur Punkte beschrieben, die von jenen der ersten Ausführungsform verschieden sind.
6 ist eine schematische Querschnittsansicht, die jeweilige Schichten in einem Herstellungsschritt der zweiten Ausführungsform zeigen. Ferner zeigt 7 einen Schichtschritt, 7B zeigt einen Press-Heiz-Schritt, und 7C zeigt einen Öffungsabschnitt-Bildungsschritt.
Gemäß der zweiten Ausführungsform wird als einem Beispiel die Leiterplatine 100 durch Übereinanderstapeln von insgesamt sechs Harzschichten gebildet, und ein Leitermuster 20 ist nur auf einer Seite jedes thermoplastischen Harzelements 10 gebildet. In Farbschichten 30 sind Kontaktflächen 10 ausgebildet, die auf beiden Oberflächen des thermoplastischen Harzelements 10 geschichtet und angeordnet sind. Das heißt, die Farbschicht 30 ist in dem Umgebungsabschnitt jeder Kontaktfläche 21 angeordnet. Die Kontaktflächen 21 sind durch ein Durchkontaktierungsmaterial 23 elektrisch miteinander verbunden, das in ein Durchkontaktierungsloch 22 gefüllt ist. Eine nicht dargestellte Leiterstruktur 20 kann auf der Oberfläche der Farbschicht 30 mit Ausnahme der Kontaktfläche 21 ausgebildet sein.
Ferner sind gemäß dieser Ausführungsform Transmissionsschichten 50, die einen Lichttransmissionsgrad besitzen, der höher als der der Farbschicht 30 ist, auf den Kontaktflächen-Bildungsoberflächen der Farbschichten 30 geschichtet und angeordnet und mit den Farbschichten 30 verbunden (verschmolzen). Ein Öffnungsabschnitt 51 ist gegenüber jeder Kontaktfläche 21 so vorgesehen, dass nur ein Teil jeder Kontaktfläche 21 offenliegt.
Als Transmissionschicht 50 kann eine Transmissionsschicht mit einem Lichttransmissiongrad verwendet werden, der höher als der der Farbschicht 30 und dazu geeignet ist, einen Teil des empfangenen Lichts passieren zu lassen, und diesen Teil bis zu der Kontaktflächen-Bildungsoberfläche der Farbschicht 30 gelangen zu lassen. Gemäß dieser Ausführungsform kann ein LCP mit einer Dicke von ungefähr 50 μm verwendet werden.
Gemäß der Struktur der Leiterplatine 100 gemäß der zweiten Ausführungsform wird wenigstens ein Teil des durch die Transmissionsschicht 50 transmittierten Lichts von der Farbschicht 30 absorbiert. Das heißt, das Erkennungsverhältnis der Kontaktfläche 21 kann verbessert werden, da der Licht-Reflexionsgrad des Umgebungsabschnitts der Kontaktfläche 21 durch die Transmissionsschicht 50 verringert ist.
Ferner ist die Kontaktflächen-Bildungsoberfläche der Schutzschicht 30 mit Ausnahme eines Abschnitts der Kon taktfläche 21, der durch den Öffnungsabschnitt offenliegt, mit der Transmissionsschicht 50 bedeckt. Demzufolge ist es gemäß der zweiten Ausführungsform nicht erforderlich, separat eine Lötabdeckschicht zu bilden, selbst in einer Struktur, bei der die Leiterstruktur mit Ausnahme der Kontaktfläche 21 auf der Kontaktflächen-Bildungsoberfläche angeordnet ist.
Ferner sind gemäß dieser Ausführungsform das thermoplastische Harzelement 10, die Farbschichten 30 und die Transmissionsschichten 50 aus dem gleichen Material (LCP) gebildet. In Übereinstimmung mit einer solchen Struktur kann die Verbindungszuverlässigkeit zwischen dem thermoplastischen Harzelement 10, den Farbschichten 30 und den Transmissionsschichten 50 wirksam verbessert werden. Gemäß dieser Ausführungsform kann die Transmissionsschicht 50 mit hohem Licht-Transmissionsgrad eingestellt werden, indem die Dicke einer Harzschicht gering eingestellt wird, und die Farbschicht 30 kann durch Färben dieser Harzschicht gebildet werden.
Nachfolgend ist ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung der Leiterplatine 100 der oben beschriebenen Struktur beschrieben.
Wie es in 6 gezeigt ist, wird jede Schicht zuerst für sich hergestellt. Ähnlich wie in der ersten Ausführungsform wird eine Harzschicht 12 hergestellt, um das thermoplastische Harzelement 10 zu bilden. Ferner werden Kontaktflächen 21 auf einer Farbschicht 30 gebildet, und Durchkontaktierungslöcher 22, die mit einer elektrisch leitenden Paste 23 als einem Durchkontaktierungsmaterial 23 gefüllt werden, werden gebildet. Ferner wird eine Transmissionsschicht 50, die aus dem gleichen Material wie die Harzschicht 12 gebildet ist und eine Dicke auf weist, die etwa gleich der Dicke der Harzschicht 12 ist, hergestellt.
Anschließend, wie es in 7A gezeigt ist, werden eine Mehrzahl von Harzschichten 12 (zwei Harzschichten 12 in diesem Beispiel), zwei Farbschichten 30 und zwei Transmissionsschichten 50 so geschichtet, dass ein Schichtkörper 40 gebildet wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der Schichtungsprozess so ausgeführt, dass die Transmissionsschichten 50 jeweils Oberflächenschichten werden, und die Kontaktflächen 21 sind in Berührung mit den Transmissionsschichten 50. Ferner wird bei dem Schichtungsprozess eine Fläche zur Ausbildung der Leiterstruktur 20 und der Kontaktfläche 21 auf der Oberseite angeordnet, und eine Fläche zur Ausbildung der Leiterstruktur 20 und der Kontaktfläche 21 ist auf der Unterseite angeordnet. In 7A sind zur Übersichtlichkeit die jeweiligen Schichten 12, 30, 50 getrennt dargestellt.
Somit kann, da auch gemäß dieser Ausführungsform kein zweiseitiges mit einer Leiterstruktur versehenes Substrat verwendet wird, eine Fertigungsvorrichtung und ein Fertigungsprozess vereinfacht werden, was zu einer Kostensenkung beitragen kann. Ferner kann eine hohe Bestückungsdichte und Kompaktheit der Leiterplatine 100 erreicht werden. Zusätzlich kann der Schichtungsprozess auch so ausgeführt werden, dass die Kontaktfläche 21 nur auf einer Oberfläche des Schichtkörpers 40 offenliegt.
Nach dem Schichtungsprozess wird ein Press-Heiz-Schritt zum Heizen des Schichtkörpers 40 bei gleichzeitiger Druckausübung auf dessen obere und untere Oberfläche durch eine nicht dargestellte Heißpressmaschine ausgeführt (z.B. 250°C bis 400°C, 1 MPa bis 10 MPa, einige zehn Sekunden), ausgeführt. Dadurch werden, wie es in 7B gezeigt ist, die jeweiligen Harzschichten 12, 30, 50 erweicht und so miteinander verbunden, dass der integrierte Schichtkörper 40 gebildet wird. Ferner wird die elektrisch leitende Paste 23 in dem Durchkontaktierungsloch 32 gesintert, so dass ein zusammenhängendes elektrisch verbindendes Material 23 gebildet wird. Ferner wird die elektrisch leitende Paste 23 verteilt und mit der benachbarten Leiterstruktur 20 und der Kontaktfläche 21 verbunden. In diesem Zustand, der in 7B gezeigt ist, ist die Kontaktflächen-Bildungsoberfläche, die die Kontaktflächen 21 und die Farbschichten 30 enthält, mit den Transmissionsschichten 50 bedeckt.
Wie es in 7C gezeigt ist, wird ein Öffnungsabschnitt-Bildungsschritt zur Ausbildung der Öffnungsabschnitte 51 in den Transmissionsschichten 50 durch einen Kühlprozess nach dem Erwärmungsprozess ausgeführt. Gemäß dieser Ausführungsform kann der Öffnungsabschnitt 51, ähnlich wie der Öffnungsabschnitt 31 gemäß der ersten Ausführungsform, durch Verwenden eines Lasers gebildet werden, um die Kontaktfläche 21 nicht zu beschädigen, und keine der Kontaktflächen 21 ist vollständig offengelegt, sondern ihr Umfangsrandabschnitt wird durch die Transmissionsschicht 50 "niedergedrückt". Demzufolge kann ein Ablösen der Kontaktfläche 21 von der Farbschicht 30 verhindert werden. Die Leiterplatine 100 gemäß dieser Ausführungsform kann durch die obigen Prozesse gebildet werden.
Diese Ausführungsform zeigt ein Beispiel, in dem die Leiterplatine 100 die zwei Harzschichten 12, die zwei Farbschichten 30 und die zwei Transmissionsschichten 50 umfasst. Jedoch ist die Anzahl von Harzschichten 12 nicht auf zwei begrenzt, wenn die Leiterplatine 100 so aufgebaut ist, dass die Kontaktflächen 21 auf beiden Seiten offenliegen. Ferner kann auch eine Struktur zur Offenlegung der Kontaktfläche 21 auf nur einer Fläche gebildet werden. Zum Beispiel kann eine Struktur als eine Minimal struktur gebildet werden, die eine Harzschicht 12, eine Farbschicht 30 und eine Transmissionsschicht 50 verwendet.
Ferner zeigt diese Ausführungsform ein Beispiel, in dem der Öffnungsabschnitt-Bildungsprozess nach dem Heiz-Press-Prozess ausgeführt wird. Jedoch kann, wie es in der beispielhaften Modifikation der ersten Ausführungsform gezeigt ist, die in den 4A – 4D gezeigt ist, der Öffnungsabschnitt-Bildungsschritt auch vor dem Schichtungsprozess ausgeführt werden.
Ferner zeigt diese Ausführungsform ein Beispiel, in dem das Harzmaterial von jeder der Schichten 12, 30, 50 das gleiche ist (z.B. LCP mit einer Dicke von 50 μm). Durch eine solche Struktur kann die Verbindungszuverlässigkeit von jeder der Schichten 12, 30, 50 verbessert werden. Jedoch können die jeweiligen Schichten 12, 30, 50 auch aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein.
Ferner zeigt diese Ausführungsform ein Beispiel, in dem der Schichtkörper 40 durch einen Schichtungsprozess der jeweiligen Schichten 12, 30, 50 gebildet wird, und diese Schichten werden durch eine Heißpressmaschine gemeinsam miteinander verbunden. In diesem Fall kann der Herstellungsprozess vereinfacht werden. Ferner ist es möglich, die Verbindungszuverlässigkeit der Leiterstrukturen 20, der Kontaktflächen 21 und der Durchkontaktierungsmaterialien 23 zur Verbindung der Leiterstrukturen miteinander zu verbessern. Jedoch kann die Leiterplatine 100 auch durch mehrfaches Ausführen der Druckbeaufschlagung und der Erwärmung (Aufteilen der Druckbeaufschlagung bzw. der Erwärmung in Teilschritte) ausgeführt werden.
Ferner zeigt diese Ausführungsform ein Beispiel, in dem die Transmissionsschicht 50 auf der Kontaktflächen- Bildungsoberfläche der Farbschicht 30 geschichtet und angeordnet ist. Jedoch kann, wie es in 8 gezeigt ist, auch eine Struktur, die keine Transmissionsschicht 50 aufweist, gebildet werden. Die Schutzschicht 30 kann selbst bei der Leiterplatine 100 einer solchen Struktur in dem Umgebungsabschnitt der Kontaktfläche 21 angeordnet werden. Demzufolge kann das Erkennungsverhältnis der Kontaktfläche 21 verbessert werden. Jedoch ist es notwendig, separat eine Lötabdeckschicht auszubilden, wenn die Leiterstruktur mit Ausnahme der Kontaktfläche 21 auf der Kontaktflächen-Bildungsoberfläche ausgebildet wird.
Ferner werden bei der Leiterplatine 100, die in dieser Ausführungsform gezeigt ist, und der Leiterplatine 100, die in 8 als deren beispielhafte Modifikation gezeigt ist, die Kontaktfläche 21 und das Durchkontaktierungsloch 22, das mit dem Durchkontaktierungsmaterial 23 gefüllt ist, in/auf der Farbschicht 30 vor dem Schichtungsprozess gebildet. Demzufolge kann die Leiterstruktur, die die Kontaktfläche 21 und das Durchkontaktierungsloch 22, das mit dem Durchkontaktierungsmaterial 23 gefüllt ist, umfasst, einfach gebildet werden. In diesem Fall wird, wenn das thermoplastische Harz gefärbt ist, eine auf die Farbschicht 30 übertragene Wärmemenge in dem Heiz-Press-Prozess im Vergleich zu der ungefärbten Harzschicht 12 erhöht. Demzufolge werden in diesem Beispiel die Druckbeaufschlagung und die Erwärmung so ausgeführt, dass eine das Ausmaß der Verflüssigung des Harzes nicht stark unterscheidet und eine Positionsverschiebung in der Leiterstruktur 20 und der Kontaktfläche 21 nicht hervorgerufen wird.
Obwohl oben die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einigen bevorzugten Ausführungsformen und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben ist, ist klar, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen für den Fachmann auf dem Gebiet ersichtlich sind.
Zum Beispiel wird in den oben beschriebenen Ausführungsformen das Flüssigkristallpolymer (LCP), das ein thermoplastisches Harz ist, als ein Material für die Schichten 11, 12, 30, 50, die die Leiterplatine 100 bilden, verwendet. Jedoch kann zusätzlich dazu auch eine aus 65% bis 35% Polyether-Ether-Keton (PEEK) und 35% bis 65% Polyether-Imid (PEI) gebildete thermoplastische Harzschicht verwendet werden, und PEEK und PEI können auch unabhängig verwendet werden. Ferner können auch Polyether-Sulfon (PES), Polyphenylen-Ether (PPE), Polyethylen-Naphthalat (PEN), Styrolharz etc., die eine syndiotaktische Struktur besitzen, unabhängig verwendet werden. Alternativ kann eines diese Harze, einschließlich PEEK und PEI auch gemischt und verwendet werden. Das heißt, die Harzschichten können in dem Heiz-Press-Prozess miteinander verbunden werden, und können vorzugsweise verwendet werden, wenn diese Harzschichten Harzschichten sind, die einen Wärmewiderstand besitzen, der beim Löten etc. als einem nachfolgenden Prozess erforderlich ist.
Ferner wird gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen Kohlenschwarz als ein anorganisches Farbpigment der Farbschicht 30 hinzugefügt. Jedoch ist es zusätzlich zu dem anorganischen Farbpigment auch möglich, ein Material zu verwenden, das ausgezeichnete Wärmewiderstandseigenschaften besitzt und dazu geeignet ist, selbst während einem Erwärmen, während die Leiterplatine 100 gebildet wird, eine Farbe zu bewahren und das thermoplastische Harz zu färben.
Obgleich die vorliegende Erfindung bezüglich der bevorzugten Ausführungsformen offenbart worden ist, um ein besseres Verständnis von diesen zu ermöglichen, sollte wahrgenommen werden, dass die Erfindung auf verschiedene Weisen verwirklicht werden kann, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Deshalb sollte die Erfindung derart verstanden werden, dass sie alle möglichen Ausführungsformen und Ausgestaltungen zu den gezeigten Ausführungsformen beinhaltet, die realisiert werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.

Claims

Leiterplatine (100) mit: – einem thermoplastischen Harzelement (10); – einer Kontaktfläche (21) als eine Elektrode, die auf einer Kontaktflächen-Bildungsoberfläche des thermoplastischen Harzelements (10) vorgesehen ist; – einer thermoplastischen Harzschicht (30), die so gefärbt ist, dass die Differenz zwischen den Licht-Reflexionsgraden der Kontaktfläche (21) und der thermoplastischen Harzschicht (30) größer als die Differenz zwischen den Licht-Reflexionsgraden der Kontaktfläche (21) und des thermoplastischen Harzelements (10) ist, wobei: – die thermoplastische Harzschicht (30) auf der Kontaktflächen-Bildungsoberfläche des thermoplastischen Harzelements (10) angeordnet ist; und – die thermoplastische Harzschicht (30) einen Öffnungsabschnitt (31) aufweist, durch den wenigstens ein Teil der Kontaktfläche (21) offenliegt.
Leiterplatine (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Harzelement (10) durch Schichten einer Mehrzahl von Harzschichten (11, 12) aus einem thermoplastischen Harz gebildet ist, wobei die Leiterplatine (100) ferner eine Leiterstruktur (20) umfasst, die in dem thermoplastischen Harzelement angeordnet und mit der Kontaktfläche elektrisch verbunden ist.
Leiterplatine (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die thermoplastische Harzschicht (30) eine gefärbte Schicht aus einem thermoplasti schen Harz ist, das aus dem gleichen Material besteht wie das thermoplastische Harzelement (10).
Leiterplatine (100), mit: – einem thermoplastischen Harzelement 10), das aus einer Mehrzahl von gestapelten thermoplastischen Harzschichten (11, 12) gebildet ist; – einer Mehrzahl von Leiterstrukturen (20), die in dem thermoplastischen Harzelement mehrschichtig angeordnet sind; und – einer Kontaktfläche (21) als eine Elektrode, die auf einer Kontaktflächen-Bildungsoberfläche einer thermoplastischen Harzschicht (30) von den gestapelten thermoplastischen Harzschichten vorgesehen ist, wobei: – die eine thermoplastische Harzschicht (30) so gefärbt ist, dass die Differenz zwischen den Licht-Reflexionsgraden der Kontaktfläche und der einen thermoplastischen Harzschicht größer als die Differenz zwischen den Licht-Reflexionsgraden der Kontaktfläche und der weiteren thermoplastischen Harzschichten (10) mit Ausnahme der einen thermoplastischen Harzschicht (30) ist.
Leiterplatine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen-Bildungsoberfläche der einen thermoplastischen Harzschicht (30) als eine Oberflächenschicht der gestapelten thermoplastischen Harzschichten angeordnet ist und die Kontaktfläche von der Oberfläche der einen thermoplastischen Harzschicht offenliegt.
Leiterplatine (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner umfasst: – eine Licht-Transmissionsschicht (50), die aus einem thermoplastischen Harz hergestellt ist und einen Licht-Transmissionsgrad besitzt, der größer als derjenige der thermoplastischen Schichten (11, 12) ist, wobei: – die Licht-Transmissionsschicht (50) so angeordnet ist, dass sie die Kontaktflächen-Bildungsoberfläche der einen thermoplastischen Harzschicht berührt; und – die Licht-Transmissionsschicht (50) einen Öffnungsabschnitt (51) aufweist, durch den wenigstens ein Teil der Kontaktfläche (21) offengelegt ist.
Leiterplatine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die eine thermoplastische Harzschicht eine gefärbte Schicht ist, die durch Färben einer thermoplastischen Harzschicht gebildet ist, welche aus dem gleichen Material wie die thermoplastischen Harzschichten mit Ausnahme der einen thermoplastischen Harzschicht hergestellt ist.
Leiterplatine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gefärbte thermoplastische Harzschicht durch Hinzufügen eines anorganischen Farbpigments zu dem thermoplastischen Harz gebildet ist.
Leiterplatine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Pigment schwarz ist.
Leiterplatine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Pigment Kohlenschwarz ist.
Leiterplatine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Menge des Kohlenschwarz, die in der gefärbten thermoplastischen Harzschicht enthalten ist, zwischen 0,01 Gewichtsprozent und 1,0 Gewichtsprozent einschließlich beträgt.
Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatine (100), das die Schritte umfasst: – Ausbilden einer Kontaktfläche (21) als eine Elektrode auf einer Kontaktflächen-Bildungsoberfläche einer ersten Harzschicht aus einem thermoplastischen Harzmaterial; – Herstellen einer zweiten Harzschicht (30), die aus einem gefärbten thermoplastischen Harzmaterial hergestellt ist, dem ein anorganisches Farbpigment hinzugefügt ist; – Stapeln der zweiten Harzschicht (30) auf die Kontaktflächen-Bildungsoberfläche der ersten Harzschicht an einer vorbestimmten Position, um so ein Stapelelement zu bilden; – Pressen und Erwärmen des Stapelelements aus der ersten Harzschicht und der zweiten Harzschicht unter Verwenden einer Heißpressmaschine, um so die ersten Harzschicht (11) und die zweite Harzschicht (30) miteinander zu verbinden; und – Ausbilden eines Öffnungsabschnitts (31) in der zweiten Harzschicht an einer Position der Kontaktfläche, um so wenigstens einen Teil der Kontaktfläche durch den Öffnungsabschnitt (31) offenzulegen.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausbilden des Öffnungsabschnitts (31) nach dem Pressen und Erwärmen ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausbilden des Öffnungsabschnitts während der Herstellung der zweiten Harzschicht ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass: – das Stapelelement durch Stapeln einer Mehrzahl von Harzschichten aus einem thermoplastischen Harz, die die erste Harzschicht und die zweite Harzschicht enthalten, hergestellt wird; und – die Mehrzahl von Harzschichten in einem Press-Heiz-Schritt miteinander verbunden werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Harzschicht durch Hinzufügen des anorganischen Farbpigments zu dem gleichen thermoplastischen Harz wie das des Stapelelements mit Ausnahme der zweiten Harzschicht gebildet wird.
Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatine, das die folgenden Schritte umfasst: – Ausbilden einer ersten Harzschicht (12) aus einem thermoplastischen Harzmaterial; – Ausbilden einer Kontaktfläche (21) als eine Elektrode auf einer Kontaktflächen-Bildungsoberfläche einer zweiten Harzschicht (30), die aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist, dem ein anorganisches Farbpigment hinzugefügt ist, um so eine Differenz zwischen den Licht-Reflexionsgraden der Kontaktfläche und der zweiten Harzschicht (30) größer einzustellen als eine Differenz zwischen den Licht-Reflexionsgraden der Kontaktfläche und der ersten Harzschicht (12); – Stapeln einer Mehrzahl von Harzschichten (12, 30) aus einem thermoplastischen Harz, die die erste Harzschicht (12) und die zweite Harzschicht (30) enthalten, um so ein Stapelelement zu bilden, wobei die erste Harzschicht eine Oberfläche der zweiten Harzschicht berührt, die der Kontaktflächen-Bildungsoberfläche gegenüberliegt; und – Pressen und Erwärmen des Stapelelements unter Verwendung einer Heißpressmaschine, um so die gestapelten Harzschichten miteinander zu verbinden.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapelprozess ausgeführt wird, während die zweite Harzschicht auf einer Oberfläche des Stapelelements angeordnet ist, so dass die Kontaktfläche von der Oberfläche des Stapelelements offenliegt.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass: – in dem Stapelprozess eine Harzschicht (50), die einen Licht-Transmissionsgrad aufweist, der größer als derjenige der zweiten Harzschicht ist, so gestapelt ist, dass sie die Kontaktflächen-Bildungsoberfläche der zweiten Harzschicht (30) berührt, wobei das Verfahren ferner den Schritt umfasst: – Ausbilden eines Öffnungsabschnitts (51) in der einen Harzschicht (50), um einen Teil der Kontaktfläche (21) durch den Öffnungsabschnitt (51) offenzulegen.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausbilden des Öffnungsabschnitts (51) nach dem Pressen und Erwärmen des Stapelelements ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausbilden des Öffnungsabschnitts vor dem Stapelprozess ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass alle der Mehrzahl von Harzschichten (30) in einem Schritt zum Pressen und Erwärmen miteinander verbunden werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Harzschicht durch Hinzufügen des anorganischen Farbpigments zu dem gleichen thermoplastischen Harz wie das des Stapelelements mit Ausnahme der zweiten Harzschicht gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Pigment, das dem thermoplastischen Harz hinzugefügt wird, schwarz ist.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Pigment Kohlenschwarz ist.
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine Menge an Kohlenschwarz, die in dem gefärbten thermoplastischen Harz enthalten ist, zwischen 0,1 Gewichtsprozent und 1,0 Gewichtsprozent einschließlich beträgt.