DE112006001295T5

DE112006001295T5 - Leiterplatte

Info

Publication number: DE112006001295T5
Application number: DE112006001295T
Authority: DE
Inventors: Kazumasa Chikusei Takeuchi; Nozomu Chikusei Takano; Masaki Chikusei Yamaguchi; Makoto Chikusei Yanagida
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co ltd
Priority date: 2005-05-20
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2008-04-17
Also published as: US8664534B2; WO2006123783A1; JP2006352103A; KR20080012980A; CN101180925B; JP5124984B2; CN101180925A; TW200704295A; TWI391040B; US20100270059A1

Abstract

Leiterplatte, welche mit einem flexiblen Substrat und einem Leiter, der auf mindestens einer Seite des Substrats gebildet ist, bereitgestellt ist,
wobei die Leiterplatte eine flexible Region, welche sich biegt, und nicht-flexible Regionen, welche sich nicht biegen, aufweist,
wobei die Dicke des Leiters, welcher in der flexiblen Region gebildet ist, 1 bis 30 μm beträgt und die Dicke des Leiters, welcher in den nicht-flexiblen Regionen gebildet ist, 30 bis 150 μm beträgt.

Description

Bereich der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leiterplatte.
Stand der Technik
Laminierte Flächengebilde für Leiterplatten werden durch Stapeln einer vorgeschriebenen Anzahl von Prepregs, welche eine Harzzusammensetzung mit einer elektrischen Isoliereigenschaft als die Matrix umfassen, und Erwärmen und Pressen des Stapels, um eine integrierte Einheit zu bilden, erhalten. Auch werden metallkaschierte laminierte Flächengebilde verwendet, wenn Leiterbahnen durch ein subtraktives Verfahren bei der Herstellung von Leiterplatten gebildet werden. Solche metallkaschierten laminierten Flächengebilde werden durch Schichten von Metallfolie, wie Kupferfolie, auf die Prepreg-Oberfläche (eine oder beide Seiten) und Erwärmen und Pressen des Stapels hergestellt.
Duroplastische Harze wie Phenolharze, Epoxyharze, Polyimidharze, Bismaleimid-Triazin-Harze und dergleichen werden häufig als Harze mit elektrischen Isoliereigenschaften verwendet. Thermoplastische Harze wie Fluorharze oder Polyphenylenetherharze werden auch manchmal verwendet.
Jedoch hat die fortschreitende Entwicklung von Datenterminal-Geräten, wie Personalcomputern und Mobiltelefonen, zu verringerten Größen und höheren Dichten der darin installierten Leiterplatten geführt. Die Installationsformen variieren von Steckverbindungstypen bis zu Oberflächeninstallationstypen und bewegen sich Schritt für Schritt auf Flächenarrays wie BGA (Ball-Grid-Array) unter Verwendung von Kunststoffsubstraten zu.
Für ein Substrat, auf welchem ein Bare-Chip wie BGA direkt installiert wird, wird eine Verbindung zwischen dem Chip und dem Substrat normalerweise durch Drahtverbinden, welches Thermosonicbonden verwendet, erreicht. Substrate mit darauf befestigten Bare-Chips werden so hohen Temperaturen von 150°C und darüber ausgesetzt, und die elektrisch isolierenden Harze müssen deshalb einen bestimmten Grad an Wärmebeständigkeit aufweisen.
Für solche Substrate ist es auch erforderlich, dass sie „Reparierbarkeit" aufweisen, so dass die einmal installierten Chips entfernt werden können. Dies erfordert ungefähr die gleiche Wärmemenge wie das Befestigen der Chips, wobei der Chip später auf dem Substrat wieder befestigt und einer weiteren Wärmebehandlung ausgesetzt werden muss. Folglich müssen „reparierbare" Substrate eine Temperaturwechselbeständigkeit gegen hohe Temperaturzyklen aufweisen. Herkömmliche isolierende Harze zeigten auch manchmal ein Abschälen zwischen den Harzen und Fasergrundmaterialien.
Für Leiterplatten wurden Prepregs vorgeschlagen, welche ein Fasergrundmaterial umfassen, das mit einer Harzzusammensetzung mit Polyamidimid als eine wesentliche Komponente imprägniert ist, um die Ausbildbarkeit einer komplexen Verdrahtung zusätzlich zur Temperaturwechselbeständigkeit, Fliessbeständigkeit und Bruchbeständigkeit zu verbessern (siehe zum Beispiel Patentdokument 1). Es wurden auch wärmebeständige Substrate vorgeschlagen, welche ein Fasergrundmaterial umfassen, das mit einer Harzzusammensetzung imprägniert ist, welche aus einem Silikon-modifizierten Polyimidharz und einem duroplastischen Harz zusammengesetzt ist (siehe zum Beispiel Patentdokument 2).
Mit der zunehmenden Miniaturisierung und hohen Leistung von elektronischen Vorrichtungen wurde es zusätzlich notwendig, Leiterplatten mit darauf installierten Teilen auf stärker eingeschränktem Raum in Gehäuse einzubauen. Deshalb wurden Verfahren angewandt, welche das Anordnen einer Vielzahl von Leiterplatten in einem Stapel und Verbinden von ihnen miteinander mit einem Kabelstrang oder einer flexiblen Schaltung einbeziehen (siehe zum Beispiel Patentdokument 3). In einigen Fällen werden starr-flexible Substrate verwendet, welche Mehrschichtstapel sind, die flexible Substrate auf Polyimid-Basis und herkömmliche starre Platten umfassen (siehe zum Beispiel Patentdokument 4).

[Patentdokument 1] Japanische nicht geprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2003-55486 .
[Patentdokument 2] Japanische nicht geprüfte Patentveröffentlichung HEI-Nr. 8-193139 .
[Patentdokument 3] Japanische nicht geprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2002-064271 .
[Patentdokument 4] Japanische nicht geprüfte Patentveröffentlichung HEI-Nr. 6-302962 .

Offenbarung der Erfindung
Probleme, welche durch die Erfindung gelöst werden sollen Bei herkömmlichen Leiterplatten werden die Leiterplatten jedoch unter Verwendung von Kabelsträngen oder flexiblen Schaltungen verbunden und dies erfordert einen zusätzlichen Raum für einen Mehrschichtaufbau der flexiblen Platten und starren Substrate, was das Erreichen einer hohen Dichte über einem bestimmten Punkt hinaus schwierig macht.
Unter Berücksichtigung von solchen Umständen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leiterplatte bereit zu stellen, welche mit einer hohen Dichte in den Gehäusen von elektronischen Vorrichtungen eingehaust werden kann.
Mittel zur Lösung der Probleme
Um die vorstehend angegebene Aufgabe zu lösen, wird die erfindungsgemäße Leiterplatte mit einem flexiblen Substrat und einem Leiter, der auf mindestens einer Seite des Substrats gebildet ist, bereitgestellt und ist durch das Vorliegen einer flexiblen Region, welche sich biegt, und von nicht-flexiblen Regionen, welche sich nicht biegen, gekennzeichnet, wobei die Dicke des in der flexiblen Region gebildeten Leiters 1 bis 30 μm beträgt und die Dicke des in den nicht-flexiblen Regionen gebildeten Leiters 30 bis 150 μm beträgt.
Eine flexible Region, welche sich biegt, ist ein Abschnitt, der gefaltet wird, wenn die Leiterplatte in ein Gehäuse eingebaut wird. Die nicht-flexiblen Regionen, welche sich nicht biegen, sind Abschnitte, welche nicht gefaltet werden, wenn die Leiterplatte in ein Gehäuse eingebaut wird, und zum Beispiel Regionen, wo Beanspruchung unbeabsichtigt in der Faltrichtung angelegt wird, werden als sich im Wesentlichen nicht biegend angesehen und entsprechen nicht-flexiblen Regionen.
Durch das Aufweisen einer Dicke von 1 bis 30 μm für den Leiter an dem Abschnitt oder Abschnitten, welche sich biegen, und einer Dicke von 30 bis 150 μm für den Leiter an den Abschnitten, welche sich nicht biegen, weist die erfindungsgemäße Leiterplatte einen Aufbau auf, der sowohl einen flexiblen Abschnitt oder Abschnitte als auch starre Abschnitte in einer integrierten Leiterplatte umfasst. Eine Leiterplatte mit diesem Aufbau kann leicht an dem (den) flexiblen Abschnitt(en) gebogen werden und kann deshalb mit hoher Dichte in den Raum von Gehäusen von elektronischen Vorrichtungen und dergleichen eingebaut werden.
In der erfindungsgemäßen Leiterplatte wie vorstehend beschrieben ist die Dicke des in den nicht-flexiblen Regionen gebildeten Leiters bevorzugt höher als die Dicke des in der flexiblen Region gebildeten Leiters. Dieser erfindungsgemäße Leiterplattentyp kann leicht mit nicht-flexiblen Abschnitten in einer flexiblen Leiterplatte durch bloßes Variieren der Dicke des Metalls oder eines anderen Leiters, der normalerweise sehr starr ist, bereitgestellt werden. Die Struktur ist deshalb einfacher als eine herkömmliche starr-flexible Leiterplatte, welche eine Kombination einer starren Leiterplatte und einer flexiblen Leiterplatte umfasst. Da die starre Eigenschaft durch ein hoch starres Metall gezeigt wird, ist es darüber hinaus möglich, kleinere Dicken als mit herkömmlichen starr-flexiblen Leiterplatten zu erreichen. Dies erlaubt, auf dem eingeschränkten Raum zum Einbau in Gehäuse von elektronischen Vorrichtungen und dergleichen einen effizienteren Einbau.
Mit anderen Worten ist die erfindungsgemäße Leiterplatte eine Leiterplatte, welche mit einem flexiblen Substrat und einem Leiter, der auf mindestens einer Seite des Substrats gebildet ist, bereitgestellt wird und ist gekennzeichnet durch das Vorliegen einer flexiblen Region, welche sich biegt, und von nicht-flexiblen Regionen, welche sich nicht biegen, charakterisiert ist, wobei die Dicke des in der flexiblen Region gebildeten Leiters niedriger als die Dicke des in den nicht-flexiblen Regionen gebildeten Leiters ist.
In der erfindungsgemäßen Leiterplatte beträgt die Dicke des in den flexiblen Regionen gebildeten Leiters bevorzugt 6 bis 60 % der Dicke des in der nicht-flexiblen Region gebildeten Leiters. Dies wird ermöglichen, dass die nicht-flexiblen Regionen eine zufriedenstellende Starrheit aufrechterhalten, während die flexible Region zufriedenstellende Flexibilität zeigt. Die Zuverlässigkeit der Leiterplatte ist deshalb verbessert.
Genauer weist der in der flexiblen Region gebildete Leiter bevorzugt eine Dicke auf, welche durch Ätzen auf 1 bis 30 μm eingestellt wurde. Der in den nicht-flexiblen Regionen gebildete Leiter weist bevorzugt eine Dicke auf, welche durch Überziehen mit Metall auf 30 bis 150 μm eingestellt wurde. Die Leiter in der flexiblen Region und den nicht-flexiblen Regionen werden so zufriedenstellend auf geeignete Dicken eingestellt, so dass die Regionen leichter ihre gewünschte Flexibilität oder Starrheit aufweisen können.
Das Substrat in der erfindungsgemäßen Leiterplatte enthält auch bevorzugt ein Fasergrundmaterial, und das Fasergrundmaterial ist bevorzugt ein Glasfasergewebe mit einer Dicke von nicht höher als 50 μm. Das Substrat, welches ein Fasergrundmaterial enthält, ist eines, welches dünn ist, aber im Biegungsabschnitt ausreichende Festigkeit aufrechterhalten kann, während es auch ausgezeichnete Formbeständigkeit aufweist. So ist eine Leiterplatte, welche ein solches Substrat umfasst, dünn und kann leicht in der flexiblen Region gefaltet werden, wodurch ferner ein Einbau in ein Gehäuse mit hoher Dichte ermöglicht wird.
Das Substrat enthält stärker bevorzugt eine duroplastische Harzzusammensetzung als Matrix. Es enthält am stärksten bevorzugt eine gehärtete duroplastische Harzzusammensetzung. Dieser Substrattyp weist ausgezeichnete elektrische Isoliereigenschaften zusätzlich zu ausgezeichneter Wärmebeständigkeit auf.
Die duroplastische Harzzusammensetzung enthält bevorzugt speziell mindestens ein Harz von Glycidylgruppe-enthaltenden Harzen, Amidgruppe-enthaltenden Harzen und Acrylharzen. Das Substrat, welches die duroplastische Harzzusammensetzung enthält, ist eines mit zufriedenstellender Wärmebeständigkeit und einer guten elektrischen Isoliereigenschaft sowie mechanischen Festigkeit und Biegsamkeit und kann die Festigkeit und Flexibilität der Leiterplatte verbessern.
Wirkung der Erfindung
Da die erfindungsgemäße Leiterplatte Leiter mit vorgeschriebenen Dicken in flexiblen Regionen und nicht-flexiblen Regionen aufweist und so starre Abschnitte und flexible Abschnitte in einer integralen Struktur einschließt, ist es möglich, sehr stark verringerte Dicken im Vergleich mit herkömmlichen starr-flexiblen Platten zu erreichen und dabei Anforderungen für zusätzlichen Raum zu beseitigen. Einbau in ein Gehäuse bei hoher Dichte kann deshalb auf dem eingeschränkten Raum von elektronischen Vorrichtungen erreicht werden. Da das Substrat damit auch integriert ist, ist es darüber hinaus möglich, eine einzelne Harzkomponente zur Bildung des Substrats zu verwenden und das Aufweisen von ausgezeichneter Wärmebeständigkeit, mechanischer Festigkeit und Schlagzähigkeit ist möglich. Wenn ein Fasergrundmaterial in dem Substrat eingeschlossen ist, wird das Fasergrundmaterial auch in der flexiblen Region vorhanden sein, so dass der gefaltete Abschnitt ausreichende Festigkeit und ausgezeichnete Formbeständigkeit aufrechterhalten wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Querschnittansicht eines Verfahrens, welche schematisch die Schritte für das Ätzen eines Leiters, der in einer flexiblen Region gebildet wird, zeigt.
2 ist eine Querschnittansicht eines Verfahrens, welche schematisch die Schritte des Überziehens mit einem Leiter, der in einer nicht-flexiblen Region gebildet wird, zeigt.
Erklärung der Symbole
1: Substrat, 2, 3: Kupferfolien, 4: Ätzresistmuster, 5: Ätzresist, 6: Abschnitt, welcher als flexible Region dient, 7, 8, 9: Leiter, 10: Kupferfolien, 17, 18, 19: Leiter, 20: Resistmuster für das Überziehen, 21: Kupferüberzug, 22: Abschnitte, welche als nicht-flexible Regionen dienen, 23: Kupferüberzug, 24: Resistmuster für das Überziehen, 30: kupferkaschiertes Laminat, 36: flexible Region, 40: Leiterplatte, 46: nicht-flexible Regionen, 56: flexible Region, 60: Leiterplatte, 66: nicht-flexible Regionen.
Beste Weise zur Durchführung der Erfindung
Bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsformen werden nun im Detail beschrieben.
Ein bevorzugtes Herstellungsverfahren für eine erfindungsgemäße Leiterplatte wird zuerst erklärt. Die Leiterplatte wird bevorzugt unter Verwendung eines kupferkaschierten Laminats hergestellt, welches mit einem Substrat, das ein Fasergrundmaterial und eine biegsame duroplastische Harzzusammensetzung umfasst, und einem Leiter, der aus einer Kupferfolie mit einer vorgeschriebenen Dicke, laminiert auf beiden Seiten des Substrats, aufgebaut ist, bereitgestellt wird. Zum Bearbeiten des kupferkaschierten Laminats zum Erhalten der Leiterplatte verwendet der Schritt des Bildens der Schaltungen aus den Leitern ein Verfahren des Ätzens des Leiters, welcher in der Region der Leiterplatte gebildet wird, welche sich biegen wird, (flexible Region) oder ein Verfahren des Überziehens mit dem Leiter, welcher in den Regionen der Leiterplatte gebildet wird, welche sich nicht durchbiegen werden, (nicht-flexible Regionen), um die Leiter, welche in beiden Regionen gebildet werden, auf ihre vorgeschriebenen Dicken einzustellen. Diese Ätz- und Überziehverfahren werden nun mit Bezug auf 1 und 2 erklärt.
(Verfahren zum Ätzen des Leiters, welcher in der flexiblen Region gebildet wird)
1 ist eine Querschnittansicht eines Verfahrens, welche schematisch die Schritte des Ätzens eines Leiters, welcher in einer flexiblen Region gebildet wird, zeigt. Zuerst wird, wie in 1(a) gezeigt, ein kupferkaschiertes Laminat 30 mit einem Substrat 1, welches ein Fasergrundmaterial und eine biegsame duroplastische Harzzusammensetzung umfasst, einer Kupferfolie 2 mit einer Dicke von 18 μm, laminiert auf einer Seite des Substrats 1, und einer Kupferfolie 3 mit einer Dicke von 70 μm, laminiert auf der anderen Seite des Substrats 1, hergestellt.
Als Nächstes wird, wie in 1(b) gezeigt, ein Ätzresist auf die Oberflächen der Kupferfolie 2 und Kupferfolie 3 des kupferkaschierten Laminats 30 laminiert und dann werden Ätzresistmuster 4 mit den vorgeschriebenen Formen durch einen bekannten Fotolithografieschritt oder dergleichen gebildet. Die Ätzresistmuster 4 weisen Formen auf, die die gewünschten Schaltungsmuster nach dem Ätzen der Kupferfolien 2 und 3 ergeben.
Dem folgt ein bekanntes Kupferätzverfahren zum Ätzen der Kupferfolien 2 und 3 in den Regionen, wo kein Ätzresistmuster 4 gebildet wurde, um vorgeschriebene Muster auf den Kupferfolien 2 und 3 wie in 1(c) gezeigt zu erzeugen. Das Ätzen wird zur vollständigen Entfernung der Kupferfolie 2 (18 μm Dicke) in den Regionen durchgeführt, wo kein Ätzresistmuster 4 gebildet wurde. In diesem Fall werden die Regionen der 70 μm dicken Kupferfolie 3 belassen, ohne vollständig geätzt zu sein.
Als Nächstes wird, wie in 1(d) gezeigt, ein Ätzresist 5 auf die Seite des Substrats 1 laminiert, auf welcher die Kupferfolie 2 gebildet ist, um sie so vollständig zu bedecken. Hier wurden die Ätzresistmuster 4 auf den Oberflächen der Kupferfolien 2 und 3 belassen. Dies öffnet die Region der Kupferfolie 3, wo kein Ätzresistmuster 4 gebildet wurde. Diese Region wird die flexible Region 36 in der fertiggestellten Leiterplatte 40 wie nachstehend beschrieben.
Als Nächstes wird, wie in 1(e) gezeigt, der geöffnete Abschnitt der Kupferfolie 3 weiter zur vollständigen Entfernung der Kupferfolie an dem Abschnitt, der als die flexible Region 6 dient, (flexibilisierter Abschnitt) geätzt. Alle Ätzresists (Ätzresistmuster 4 und Ätzresist 5) werden dann durch einen bekannten Resistablösungsschritt entfernt. Dies ergibt eine Leiterplatte 40 wie in 1(f) gezeigt, welche einen Leiter 7, der in der flexiblen Region 36 gebildet ist, und einen Leiter 8 und Leiter 9, welche in den nicht-flexiblen Regionen 46 gebildet sind, auf den Oberflächen des Substrats 1 umfasst.
Die in dieser Weise erhaltene Leiterplatte 40 weist eine flexible Region 36 mit einer Leitergesamtdicke von 1 bis 30 μm und nicht-flexible Regionen 46 mit einer Leitergesamtdicke von 30 bis 150 μm auf. Die Leitergesamtdicke ist die Gesamtdicke aller Leiter in der Dickenrichtung, wenn eine Vielzahl verwendet wird, oder wenn nur ein Leiter in der Dickenrichtung vorhanden ist, ist sie die Dicke dieses Leiters allein. Für dieses Beispiel ist deshalb die Dicke des Leiters, der in der flexiblen Region 36 gebildet ist, die Dicke des Leiters 7 (18 μm), während die Dicke des Leiters, der in den nicht-flexiblen Regionen 46 gebildet ist, die Dicke des Leiters 9 (70 μm) oder die Gesamtdicke der Leiter 8 und 9 (88 μm) ist.
Dieses Verfahren kann deshalb eine Leiterplatte mit vorgeschriebenen Dicken für die Leiter, welche in der flexiblen Region und den nicht-flexiblen Regionen gebildet werden, herstellen, indem ein Leiter mit einer Gesamtdicke, die 30 μm übersteigt, der auf dem Substrat gebildet ist in ein Muster einer vorgeschriebenen Form aufgebracht wird, und dann die Abschnitte des Musters des Leiters geätzt werden, welche in der Region gebildet wurden, die als die flexible Region dienen soll.
In dem vorstehend beschriebenen Verfahren wurden die Kupferfolien 2,3 in Muster geformt und dann geätzt, wobei es aber für diese Reihenfolge keine Einschränkung gibt, und stattdessen können die Kupferfolien 2,3 zuerst geätzt werden und dann in ein Muster geformt werden.
Auch wurde die Kupferfolie 3 der Kupferfolien 2,3, welche auf beiden Seiten des Substrats 1 gebildet waren, vollständig durch Ätzen entfernt, wobei nur die Kupferfolie 2 auf einer Seite mit der gewünschten Dicke belassen wurde, um während diesem Verfahren die Dicke des Leiters in der flexiblen Region einzustellen, aber alternativ können beide Kupferfolien 2,3 in geeigneter Weise geätzt werden, um die Gesamtdicke der Leiter in den Abschnitten der flexiblen Region auf den gewünschten Bereich einzustellen.
(Verfahren zum Überziehen mit den Leitern, welche in nicht-flexiblen Regionen gebildet werden)
2 ist eine Querschnittansicht eines Verfahrens, welche schematisch die Schritte für das Überziehen mit den Leitern, welche in nicht-flexiblen Regionen gebildet werden, zeigt. Wie in 2(a) gezeigt, wird zuerst ein kupferkaschiertes Laminat 50 hergestellt, welches ein Substrat 1, das ein Fasergrundmaterial und eine biegsame duroplastische Harzzusammensetzung umfasst, und Kupferfolien 10 mit einer Dicke von 3 μm, laminiert auf beide Seiten des Substrats 1, aufweist.
Als Nächstes werden, wie in 2(b) gezeigt, Resists für das Überziehen auf den Oberflächen der Kupferfolien 10 des kupferkaschierten Laminats 50 gebildet, und dann werden Resistmuster für das Überziehen 20 mit vorgeschriebenen Formen durch einen bekannten Fotolithografieschritt oder dergleichen gebildet. Die Resistmuster für das Überziehen 20 weisen Formen auf, welche die gewünschten Schaltungsmuster nach dem Überziehen der Kupferfolien 10 ergeben.
Als Nächstes werden, wie in 2(c) gezeigt, die Kupferfolien 10, auf welchen die Resistmuster für das Überziehen 20 gebildet wurden, durch Elektroplattierung auf eine vorgeschriebene Dicke überzogen, wobei ein Kupferüberzug 21 auf der exponierten Oberfläche der Kupferfolien 10 gebildet wird.
Dann werden, wie in 2(d) gezeigt, beide Seiten des kupferkaschierten Laminats 50, auf welchen der Kupferüberzug 21 gebildet wurde und die Resistmuster für das Überziehen 20 gebildet wurden, weiter mit einem Resist für das Überziehen laminiert, worauf sie zu einem Muster in Formen geformt werden, welche nur die Abschnitte 22 offen lassen, die hier als die beschriebenen nicht-flexiblen Regionen 66 (starr gemachte Abschnitte) dienen, um Resistmuster für das Überziehen 24 zu bilden.
Als Nächstes werden, wie in 2(e) gezeigt, die Oberflächen des Kupferüberzugs 21, auf welchen kein Plattierungsresistmuster 24 gebildet wurde, durch Elektroplattierung auf eine Leiterdicke nach dem Überziehen von 30 bis 150 μm überzogen, um ferner Kupferüberzug 23 zu bilden. Wie in 2(f) gezeigt, alle Plattierungsresists (Plattierungsresistmuster 20 und Plattierungsresistmuster 24) werden durch einen bekannten Resistablösungsschritt entfernt.
Der Abschnitt der Kupferfolie 10 ohne Bildung des Kupferüberzugs 21 und Kupferüberzugs 23 wird durch Ätzen entfernt. Dies ergibt eine Leiterplatte 60 wie in 2(f) gezeigt, welche einen Leiter 17, der in der flexiblen Region gebildet ist, und einen Leiter 18 und Leiter 19, die in den nicht-flexiblen Regionen gebildet sind, auf den Oberflächen des Substrats 1 umfasst.
Die in dieser Weise erhaltene Leiterplatte 60 umfasst eine flexible Region 56 mit einer Leitergesamtdicke (die Dicke des Leiters 17 in diesem Fall) von 1 bis 30 μm und nicht-flexible Regionen 66 mit einer Leitergesamtdicke (die Dicke des Leiters 19 alleine oder die Gesamtdicke der Leiter 18 und 19) von 30 bis 150 μm.
Dieses Verfahren kann deshalb eine Leiterplatte mit vorgeschriebenen Dicken für die Leiter, welche in der flexiblen Region und den nicht-flexiblen Regionen gebildet werden, herstellen, indem ein Kupferüberzug mit einem vorgeschriebenen Muster auf den Leitern, welche auf dem Substrat gebildet wurden, in einer Kupfergesamtdicke von nicht höher als 30 mm gebildet wird und dann weiter die Abschnitte des in Form eines Musters aufgebrachten Kupferüberzugs, welche in den Regionen gebildet werden, welche als die nicht-flexiblen Regionen dienen sollen, überzogen werden.
In dem vorstehend beschriebenen Verfahren wurde der Leiter auf nur einer Seite des Substrats 1 (Kupferfolie 10 und Kupfer 21) auf eine Leitergesamtdicke von 30 bis 150 μm in den nicht-flexiblen Regionen überzogen, aber es gibt keine Einschränkung auf dieses Verfahren, und stattdessen kann das Überziehen auf den Leitern auf beiden Seiten des Substrats 1, welche in den nicht-flexiblen Regionen gebildet wurden, durchgeführt werden. Auch folgte dem Überziehen zur Musterbildung (plattiertes Kupfer 21) in diesem Verfahren ein Überziehen zum Einstellen der Dicke des Leiters in den nicht-flexiblen Regionen (Kupferüberzug 23), aber stattdessen kann das Überziehen zum Einstellen der Dicke des Leiters in den nicht-flexiblen Regionen zum Beispiel zuerst durchgeführt werden, und dann kann die überzogene Kupferfolie 10 zum Aufbringen von Mustern des Leiters geätzt werden.
Ein Verfahren zum Ätzen des Leiters in der flexiblen Region und ein Verfahren zum Überziehen der Leiter in den nicht-flexiblen Regionen wurden vorstehend als bevorzugte Verfahren zur Herstellung der Leiterplatte erklärt, und beide Verfahren können zur Herstellung der Leiterplatte durchgeführt werden. Das heißt, die Herstellung einer einzelnen Leiterplatte kann sowohl Ätzen des Leiters in der flexiblen Region als auch Überziehen des Leiters in den nicht-flexiblen Regionen einschließen. Dies wird ermöglichen, dass die Leiter in der flexiblen Region und den nicht-flexiblen Regionen die vorgeschriebenen Dicken aufweisen, ungeachtet der ursprünglichen Dicken der Kupferfolien des kupferkaschierten Laminats.
Ein bevorzugter Aufbau für die Leiterplatte wird nun im Detail erklärt. Auf die in 1(f) gezeigte Leiterplatte 40 wird in der folgenden Erklärung Bezug genommen, aber jedweder Aufbau kann für die erfindungsgemäße Leiterplatte ohne Einschränkungen verwendet werden.
Wie in der Zeichnung gezeigt, weist die Leiterplatte 40 einen Aufbau mit einem Leiter 7, der in der flexiblen Region 36 gebildet ist, und Leitern 8, die in den nicht-flexiblen Regionen 46 gebildet sind, auf einer Seite des Substrats 1 auf und mit Leitern 9, die in den nicht-flexiblen Regionen gebildet sind, auf der anderen Seite. Wie vorstehend erwähnt, ist diese Leiterplatte 40 derart aufgebaut, dass die Gesamtdicke des Leiters, welcher in der flexiblen Region 36 gebildet ist, (die Dicke des Leiters 7) 1 bis 30 μm beträgt und dass die Gesamtdicke der Leiter, welche in den nicht-flexiblen Regionen 46 gebildet sind, (die Dicke des Leiters 9 oder die Gesamtdicke der Leiter 8 und 9) 30 bis 150 μm beträgt.
In der Leiterplatte 40 weisen deshalb die Leiter, welche in der flexiblen Region 36 und den nicht-flexiblen Regionen 46 gebildet werden, eine Gesamtdicke in den vorstehend spezifizierten Bereichen auf, wobei Falten der flexiblen Region 36 ermöglicht wird, während angemessene Starrheit der nicht-flexiblen Regionen 46 aufrechterhalten wird. Folglich kann dieser Leiterplattentyp 40 leicht mit einer hohen Dichte durch Falten sogar auf eingeschränkten Raum in Gehäuse eingebaut werden, wie in elektronischen Vorrichtungen. Da diese Leiterplatte 40 eine integrale Einheit ist, erfordert sie insbesondere keine Verbindung oder Mehrschichtaufbau zwischen Platten wie im Stand der Technik, so dass im Ergebnis viel höhere Dichten erreicht werden können und ausgezeichnete Zuverlässigkeit gezeigt wird.
Im Hinblick auf das Erhalten des vorstehend beschriebenen Effekts in einer stärker zufriedenstellenden Weise beträgt die Gesamtdicke des Leiters, der in der flexiblen Region 36 der Leiterplatte 40 gebildet wird, bevorzugt 3 bis 25 μm und stärker bevorzugt 8 bis 20 μm. Die Gesamtdicke der Leiter, welche in den nicht-flexiblen Regionen 46 gebildet werden, beträgt bevorzugt 60 bis 120 μm und stärker bevorzugt 70 bis 100 μm. Die Gesamtdicke des Leiters, der in der flexiblen Region 36 gebildet wird, ist bevorzugt niedriger als die Gesamtdicke der Leiter, welche in den nicht-flexiblen Regionen 46 gebildet werden. Speziell beträgt Erstere bevorzugt 6 bis 60 % und stärker bevorzugt 10 bis 30 % der Letzteren.
Das Substrat 1 in der Leiterplatte 40 ist nicht darauf beschränkt, ein Fasergrundmaterial und eine biegsame duroplastische Harzzusammensetzung, wie vorstehend beschrieben, zu umfassen und jedwede Materialien, welche flexibel sind und Laminierung von Leitern ermöglichen, können ohne jedwede besondere Einschränkungen verwendet werden. Ein Polyimidfilm oder Aramidfilm können zum Beispiel verwendet werden. Im Hinblick auf Flexibilität und Festigkeit ist das Substrat bevorzugt eines, welches ein Fasergrundmaterial enthält.
Jedwedes Fasergrundmaterial, welches zur Herstellung von Metallfolie-kaschierten Laminaten oder Mehrschichtleiterplatten verwendet wird, kann ohne besondere Einschränkungen verwendet werden, und als bevorzugte Beispiele können Fasergrundmaterialien wie Gewebestoffe und Vliesstoffe erwähnt werden. Das Material des Fasergrundmaterials kann eine anorganische Faser wie Glas, Aluminiumoxid, Bor, Siliciumoxid-Aluminiumoxid-Glas, Quarzglas, Tyrrano, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Zirkoniumoxid oder dergleichen oder eine organische Faser wie Aramid, Polyetheretherketon, Polyetherimid, Polyethersulfon, Kohlenstoff, Cellulose oder dergleichen oder ein Fasergemischflächengebilde der vorstehenden sein. Glasfaser-Gewebestoffe sind bevorzugt.
Wenn ein Prepreg als das Material zur Herstellung des Substrats 1 verwendet wird, ist das Grundmaterial in dem Prepreg am stärksten bevorzugt ein Glasfasergewebe mit einer Dicke von nicht höher als 50 μm. Die Verwendung eines Glasfasergewebes mit einer Dicke von nicht höher als 50 μm wird die Herstellung einer Leiterplatte, welche flexibel und frei faltbar ist, ermöglichen. Es kann auch Formänderungen verringern, welche mit Temperaturvariation und Feuchtigkeitsabsorption während des Herstellungsverfahrens auftreten.
Das Substrat 1 ist bevorzugt eines, welches ein hoch biegsames isolierendes Harz in einem Fasergrundmaterial enthält. Das heißt, es weist bevorzugt eine Struktur auf mit einem Fasergrundmaterial, welches sich in einem isolierenden Harz befindet. Das isolierende Harz enthält bevorzugt eine duroplastische Harzzusammensetzung und speziell enthält es stärker bevorzugt eine gehärtete duroplastische Harzzusammensetzung. Das duroplastische Harz in der duroplastischen Harzzusammensetzung kann zum Beispiel ein Epoxyharz, Polyimidharz, ungesättigtes Polyesterharz, Polyurethanharz, Bismaleimidharz, Triazin-Bismaleimid-Harz, Phenolharz oder dergleichen sein.
Das duroplastische Harz in der duroplastischen Harzzusammensetzung ist bevorzugt ein Glycidylgruppe-enthaltendes Harz, stärker bevorzugt ein Harz mit Glycidylgruppen am Ende, und noch stärker bevorzugt ein Epoxyharz. Als Epoxyharze können Polyglycidylether, welche durch Umsetzen von Epichlorhydrin mit einem mehrwertigen Phenol wie Bisphenol A, einem Phenolharz vom Novolac-Typ oder einem Phenolharz vom ortho-Cresol/Novolac-Typ oder einem mehrwertigen Alkohol wie 1,4-Butandiol erhalten werden, Polyglycidylester, welche durch Umsetzen von Epichlorhydrin mit einer mehrbasigen Säure wie Phthalsäure oder Hexahydrophthalsäure erhalten werden, N-Glycidylderivate von Verbindungen mit Amin-, Amid- oder heterocyclischen Stickstoffbasen und alicyclische Epoxyharze erwähnt werden.
Wenn ein Epoxyharz als das duroplastische Harz eingeschlossen ist, ist es möglich, das Härten bei einer Temperatur von unter 180°C während des Formens des Substrats 1 durchzuführen, wobei Substrat 1 dazu neigt, bessere thermische, mechanische und elektrische Eigenschaften aufzuweisen.
Eine duroplastische Harzzusammensetzung, welche ein Epoxyharz als das duroplastische Harz enthält, enthält stärker bevorzugt auch ein Epoxyharz-Härtungsmittel oder -Härtungsbeschleunigungsmittel. Zum Beispiel können Kombinationen eines Epoxyharzes mit zwei oder mehr Glycidylgruppen und eines Härtungsmittels dafür, eines Epoxyharzes mit zwei oder mehr Glycidylgruppen und eines Härtungsbeschleunigungsmittels, oder eines Epoxyharzes mit zwei oder mehr Glycidylgruppen und eines Härtungsmittels und Härtungsbeschleunigungsmittels verwendet werden. Ein Epoxyharz mit mehr Glycidylgruppen ist bevorzugt und es weist noch stärker bevorzugt drei oder mehr Glycidylgruppen auf. Der bevorzugte Gehalt des Epoxyharzes wird sich abhängig von der Anzahl der Glycidylgruppen unterscheiden und der Gehalt kann mit einer höheren Anzahl an Glycidylgruppen niedriger sein.
Das Epoxyharz-Härtungsmittel und -Härtungsbeschleunigungsmittel können ohne jedwede besonderen Einschränkungen verwendet werden, solange sie sich mit dem Epoxyharz umsetzen, um es zu härten und um die Härtung zu beschleunigen. Als Beispiele können Amine, Imidazole, mehrfachfunktionelle Phenole, Säureanhydride und dergleichen erwähnt werden. Als Amine können Dicyandiamid, Diaminodiphenylmethan und Guanylharnstoff erwähnt werden. Als mehrfachfunktionelle Phenole können Hydrochinon, Resorcinol, Bisphenol A und ihre halogenierten Formen sowie Phenolharze vom Novolac-Typ und Phenolharze vom Resol-Typ, welche Kondensate mit Formaldehyd sind, verwendet werden. Als Säureanhydride können Phthalsäureanhydrid, Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid, Methylhyminsäure und dergleichen verwendet werden. Als Härtungsbeschleunigungsmittel können Imidazole, einschließlich Alkylrest-substituierte Imidazole, Benzimidazole und dergleichen verwendet werden.
Geeignete Gehalte für das Härtungsmittel oder Härtungsbeschleunigungsmittel in der duroplastischen Harzzusammensetzung sind wie folgt. Im Falle eines Amins ist zum Beispiel eine Menge bevorzugt, bei der die Äquivalente an aktivem Wasserstoff in dem Amin ungefähr gleich mit den Epoxyäquivalenten des Epoxyharzes sind. Für ein Imidazol als das Härtungsbeschleunigungsmittel gibt es kein einfaches Äquivalentverhältnis mit aktivem Wasserstoff, und sein Gehalt beträgt bevorzugt etwa 0,001 bis 10 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Epoxyharzes. Für mehrfachfunktionelle Phenole oder Säureanhydride beträgt die Menge bevorzugt 0,6 bis 1,2 Äquivalente der phenolischen Hydroxyl- oder Carboxylgruppen pro Äquivalent des Epoxyharzes.
Wenn die Menge an Härtungsmittel oder Härtungsbeschleunigungsmittel niedriger als die bevorzugte Menge ist, wird nicht gehärtetes Epoxyharz nach dem Härten verbleiben und die Tg (Glasübergangstemperatur) der gehärteten duroplastischen Harzzusammensetzung wird niedriger sein. Wenn sie auf der anderen Seite zu hoch ist, wird nicht umgesetztes Härtungsmittel oder Härtungsbeschleunigungsmittel nach dem Härten verbleiben, was möglicherweise die Isoliereigenschaft der duroplastischen Harzzusammensetzung verringert.
Eine Harzkomponente mit hohem Molekulargewicht kann für verbesserte Biegsamkeit oder Wärmebeständigkeit auch als ein duroplastisches Harz in der duroplastischen Harzzusammensetzung für das Substrat 1 enthalten sein. Als solche duroplastischen Harze können Amidgruppe-enthaltende Harze und Acrylharze erwähnt werden.
Polyamidimidharz ist als ein Amidgruppe-enthaltendes Harz bevorzugt und Siloxanmodifiziertes Polyamidimid mit einer Siloxan-enthaltenden Struktur ist besonders bevorzugt. Das Siloxan-modifizierte Polyamidimid ist am stärksten bevorzugt eines, welches erhalten wird durch Umsetzen eines aromatischen Diisocyanats mit einem Gemisch, welches Diimiddicarbonsäure, erhalten durch Umsetzung von Trimellithsäureanhydrid und einem Gemisch eines Diamins mit zwei oder mehr aromatischen Ringen (hier nachstehend „aromatisches Diamin"), und ein Siloxandiamin enthält.
Das Polyamidimidharz ist bevorzugt eines, welches mindestens 70 Mol-% Polyamidimidmoleküle mit 10 oder mehr Amidgruppen in dem Molekül enthält. Der Bereich für den Gehalt des Polyamidimidmoleküls kann unter Verwendung eines GPC-Chromatogramms des Polyamidimids und der getrennt bestimmten Molzahl der Amidgruppen (A) pro Gewichtseinheit des Polyamidimids erhalten werden. Speziell wird zuerst, bezogen auf die Molzahl der Amidgruppen (A) in dem Polyamidimid (a) g, 10 × a/A als das Molekulargewicht (C) des Polyamidimids, welches 10 Amidgruppen pro Molekül enthält, bestimmt. Ein Harz, wobei mindestens 70 % der Regionen von GPC-Chromatogrammen abgeleitete Zahlenmittel des Molekulargewichts von C oder höher aufweisen, wird als „enthält mindestens 70 Mol-% Polyamidimidmoleküle mit 10 oder mehr Amidgruppen in dem Molekül" eingestuft. Das Verfahren der Quantifizierung der Amidgruppen kann NMR, IR, eine Hydroxamsäure-Eisen-Farbreaktion oder ein N-Bromamid-Verfahren sein.
Ein Siloxan-modifiziertes Polyamidimid mit einer Siloxan-enthaltenden Struktur ist bevorzugt eines, in dem das Mischungsverhältnis des aromatischen Diamins (a) und des Siloxandiamins (b) bevorzugt a/b = 99,9/0,1 bis 0/100 (Molverhältnis), stärker bevorzugt a/b = 95/5 bis 30/70 und noch stärker bevorzugt a/b = 90/10 bis 40/60 beträgt. Ein übermäßig hohes Mischungsverhältnis für das Siloxandiamin (b) wird zur Verringerung der Tg neigen. Wenn es zu niedrig ist, wird jedoch die Menge an Lacklösungsmittel, welche in dem Harz während der Herstellung des Prepregs verbleibt, zur Zunahme neigen.
Als Beispiele von aromatischen Diaminen können 2,2-Bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propan, (BAPP), Bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfon, Bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]sulfon, 2,2-Bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]hexafluorpropan, Bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]methan, 4,4'-Bis(4-aminophenoxy)biphenyl, Bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]ether, Bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]keton, 1,3-Bis(4-aminophenoxy)benzen, 1,4-Bis(4-aminophenoxy)benzen, 2,2'-Dimethylbiphenyl-4,4'-diamin, 2,2'-Bis(trifluormethyl)biphenyl-4,4'-diamin, 2,6,2',6'-Tetramethyl-4,4'-diamin, 5,5'-Dimethyl-2,2'-sulfonylbiphenyl-4,4'-diamin, 3,3'-Dihydroxybiphenyl-4,4'-diamin, (4,4'-Diamino)diphenylether, (4,4'-Diamino)diphenylsulfon, (4,4'-Diamino)benzophenon, (3,3'-Diamino)benzophenon, (4,4'-Diamino)diphenylmethan, (4,4'-Diamino)diphenylether und (3,3'-Diamino)diphenylether erwähnt werden.
Als Siloxandiamine können jene erwähnt werden, welche durch die folgenden allgemeinen Formeln (3) bis (6) dargestellt werden. In den folgenden Formeln stellen n und m jeweils eine ganze Zahl von 1 bis 40 dar.
[Chemische Formel 1]
[Chemische Formel 2]
[Chemische Formel 3]
[Chemische Formel 4]
Beispiele der durch die allgemeine Formel (3) vorstehend dargestellten Siloxandiamine schließen X-22-161AS (Aminäquivalente: 450), X-22-161A (Aminäquivalente: 840) und X-22-161B (Aminäquivalente: 1500) (Produkte von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) und BY16-853 (Aminäquivalente: 650) und BY16-853B (Aminäquivalente: 2200) (Produkte von Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) ein. Beispiele der durch die allgemeine Formel (6) vorstehend dargestellten Siloxandiamine schließen X-22-9409 (Aminäquivalente: 700) und X-22-1660B-3 (Aminäquivalente: 2200) (Produkte von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) ein.
Für die Herstellung eines Siloxan-modifizierten Polyamidimids kann ein Teil des aromatischen Diamins gegebenenfalls durch ein aliphatisches Diamin als die Diaminkomponente ersetzt werden. Als solche aliphatische Diamine können Verbindungen, welche durch die folgende allgemeine Formel (7) dargestellt werden, erwähnt werden.
[Chemische Formel 5]
In dieser Formel stellt X Methylen, Sulfonyl, Ether, Carbonyl oder eine Einfachbindung dar, R¹ und R² stellen jeweils unabhängig Wasserstoff, Alkyl, Phenyl oder einen substituierten Phenylrest dar und p ist eine ganze Zahl von 1 bis 50. Bevorzugt für R¹ und R² sind Wasserstoff, C1-3-Alkyl, Phenyl und substituierte Phenylreste. Als Substituenten, welche an die substituierten Phenylreste gebunden sein können, können C1-3-Alkylreste, Halogenatome und dergleichen erwähnt werden.
Als aliphatische Diamine sind besonders Verbindungen der allgemeinen Formel (7), wobei X eine Ethergruppe ist, im Hinblick auf das Erreichen von sowohl einem niedrigen Elastizitätsmodul als auch einer hohen Tg bevorzugt. Beispiele von solchen aliphatischen Diaminen schließen JEFFAMINE D-400 (Aminäquivalente: 400) und JEFFAMINE D-2000 (Aminäquivalente: 1000) ein.
Das Siloxan-modifizierte Polyamidimid kann erhalten werden durch Umsetzen eines Diisocyanats mit Diimiddicarbonsäure, welche durch Umsetzen eines Gemisches, enthaltend das vorstehend erwähnte Siloxandiamin und aromatisches Diamin (bevorzugt einschließlich eines aliphatischen Diamins), mit Trimellithsäureanhydrid erhalten wird. Das für die Umsetzung verwendete Diisocyanat kann eine Verbindung, welche durch die folgende allgemeine Formel (8) dargestellt wird, sein.
[Chemische Formel 6]

OCN-D-NCO (8)

In dieser Formel ist D ein zweiwertiger organischer Rest mit mindestens einem aromatischen Ring oder ein zweiwertiger aliphatischer Kohlenwasserstoffrest. Zum Beispiel ist es bevorzugt mindestens ein Rest, welcher aus -C₆H₄-CH₂-C₆H₄-, Tolylen, Naphthylen, Hexamethylen, 2,2,4-Trimethylhexamethylen und Isophoron ausgewählt ist.
Als Diisocyanate können sowohl aromatische Diisocyanate, wobei D ein organischer Rest mit einem aromatischen Ring ist, als auch aliphatische Diisocyanate, wobei D ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest ist, erwähnt werden. Aromatische Diisocyanate sind bevorzugte Diisocyanate, aber bevorzugt werden beide der Vorstehenden in Kombination verwendet.
Als Beispiele der aromatischen Diisocyanate können 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), 2,4-Tolylendiisocyanat, 2,6-Tolylendiisocyanat, Naphthalen-1,5-diisocyanat und 2,4-Tolylendimer erwähnt werden. MDI ist unter diesen bevorzugt. Die Verwendung von MDI als ein aromatisches Diisocyanat kann die Flexibilität des erhaltenen Polyamidimids verbessern.
Beispiele der aliphatischen Diisocyanate schließen Hexamethylendiisocyanat, 2,2,4-Trimethylhexamethylendiisocyant und Isophorondiisocyanat ein.
Wenn ein aromatisches Diisocyanat und aliphatisches Diisocyanat in Kombination wie vorstehend erwähnt verwendet werden, wird das aliphatische Diisocyanat bevorzugt in etwa 5 bis 10 Mol-% in Bezug auf das aromatische Diisocyanat zugegeben. Die Verwendung einer solchen Kombination wird zur weiteren Verbesserung der Wärmebeständigkeit des Polyamidimids neigen.
Ein Acrylharz kann auch zusätzlich zu dem Glycidylgruppe-enthaltenden Harz und dem Amidgruppe-enthaltenden Harz als ein duroplastisches Harz in der duroplastischen Harzzusammensetzung, welche für das Substrat 1 verwendet wird, verwendet werden. Als Acrylharze können Polymere von Acrylsäuremonomeren, Methacrylsäuremonomeren, Acrylnitrilen und Glycidylgruppe-enthaltenden Acrylmonomeren sowie Copolymere, welche durch Copolymerisation dieser Monomere erhalten werden, erwähnt werden. Das Molekulargewicht der Acrylsäure ist nicht besonders eingeschränkt, es beträgt aber bevorzugt 300.000 bis 1.000.000 und stärker bevorzugt 400.000 bis 800.000 als das Gewichtsmittel des Molekulargewichts, bezogen auf Polystyrolstandard.
Die duroplastische Harzzusammensetzung für das Substrat 1 kann auch ein Flammschutzmittel zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Harzkomponenten enthalten. Das Enthalten eines Flammschutzmittels kann das Flammschutzvermögen des Substrats 1 verbessern. Zum Beispiel ist ein Phosphor-enthaltender Füllstoff als ein zugegebenes Flammschutzmittel bevorzugt. Als Phosphor-enthaltende Füllstoffe können OP930 (Produkt von Clariant Japan, Phosphorgehalt: 23,5 Gew.-%), HCA-HQ (Produkt von Sanko Co., Ltd., Phosphorgehalt: 9,6 Gew.-%) und die Melaminpolyphosphate PMP-100 (Phosphorgehalt: 13,8 Gew.-%), PMP-200 (Phosphorgehalt: 9,3 Gew.-%) und PMP-300 (Phosphorgehalt: 9,8 Gew.-%) (alles Produkte von Nissan Chemical Industries, Ltd.) erwähnt werden.
In der Leiterplatte 40 werden die Leiter 7, 8 und 9 aus den Kupferfolien 2, 3 des kupferkaschierten Laminats 30, welches zur Herstellung der Leiterplatte 40 verwendet wird, gebildet. Materialien, welche allgemein für Leiter 7, 8 und 9 verwendet werden, schließen die vorstehend erwähnten Kupferfolien sowie Aluminiumfolie ein, sie sind aber nicht besonders eingeschränkt, solange sie Metallfolien mit einer Dicke von etwa 5 bis 200 μm sind, welche normalerweise für metallkaschierte laminierte Flächengebilde und dergleichen verwendet werden. Zusätzlich zu einer einfachen Metallfolie können eine Verbundfolie mit einer Dreischichtstruktur, welche mit einer Zwischenschicht, die aus Nickel, Nickel-Phosphor, Nickel-Zinn-Legierung, Nickel-Eisen-Legierung, Blei, Blei-Zinn-Legierung oder dergleichen hergestellt ist, mit einer 0,5 bis 15 μm-Kupferschicht und einer 10 bis 300 μm-Kupferschicht auf jeder Seite bereitgestellt wird, oder eine Verbundfolie mit einer Zweischichtstruktur, welche Aluminium- und Kupferfolien umfasst, verwendet werden.
Ein isolierendes Flächengebilde oder laminiertes Flächengebilde zum Aufbau des Substrats 1 oder ein metallkaschiertes laminiertes Flächengebilde wie ein kupferkaschiertes Laminat 30, welche zur Herstellung der Leiterplatte 40 verwendet werden, können zum Beispiel in der folgenden Weise hergestellt werden. Speziell wird zuerst das Fasergrundmaterial mit der duroplastischen Harzzusammensetzung imprägniert und die duroplastische Harzzusammensetzung wird halb gehärtet, um ein Prepreg herzustellen. Als Nächstes werden Metallfolien wie die Kupferfolien 2, 3 auf einer oder beiden Seiten des Prepregs oder eines laminierten Körpers, welcher eine Vielzahl der laminierten Prepregs umfasst, aufgebracht. Der erhaltene laminierte Körper wird Heißpressformen bei einer Temperatur im Bereich von bevorzugt 150 bis 280°C und stärker bevorzugt 180°C bis 250°C und einem Druck von bevorzugt 0,5 bis 20 MPa und stärker bevorzugt 1 bis 8 MPa ausgesetzt. So werden aus dem Prepreg oder laminierten Körper ein isolierendes Flächengebilde oder laminierter Körper, welche dem Substrat 1 entsprechen, oder ein kupferkaschiertes Laminat 30 (metallkaschierten laminiertes Flächengebilde) mit Kupferfolien 2, 3, welche auf beide Seiten des Substrats 1 laminiert sind, hergestellt.
Der Aufbau einer bevorzugten Leiterplatte wurde vorstehend erklärt, aber die erfindungsgemäße Leiterplatte ist nicht auf die vorstehend erwähnte Einschichtstruktur eingeschränkt und sie kann anstelle eine Mehrschichtdurchkontaktierungsplatte, welche eine Vielzahl von laminierten Einschichtleiterplatten umfasst, sein. Zum Beispiel kann das vorstehend beschriebene Prepreg zwischen eine Leiterplatte und eine Kupferfolie, welche getrennt hergestellt wurden, laminiert werden und dann die Kupferfolie zu einer Außenschichtschaltung verarbeitet werden, um eine Mehrschichtdurchkontaktierungsplatte zu erhalten. Das Verfahren der Durchkontaktierung zwischen der Innenschichtschaltung (Leiter der Leiterplatte) und Außenschichtschaltung bei diesem Typ von Mehrschichtdurchkontaktierungsplatte ist nicht besonders eingeschränkt, und als Beispiele können ein Verfahren zum Bilden von Durchkontaktierungslöchern in dem Prepreg unter Verwendung eines Lasers oder dergleichen und ihr anschließendes Überziehen oder Füllen mit einer leitenden Paste und ein Verfahren unter Verwendung von Kontakthöckern, welche vorher auf der Innenschichtschaltung gebildet wurden, erwähnt werden.
Die Mehrschichtdurchkontaktierungsplatte kann auch das vorstehend erwähnte Prepreg, laminiert zwischen einer Vielzahl von getrennt hergestellten Leiterplatten, umfassen. In diesem Fall kann das Verfahren zum Erreichen von Durchkontaktierung zwischen den Schaltungen von jeder Schicht (Leiter der Leiterplatte) zum Beispiel ein Verfahren des Füllens einer leitenden Paste in die Durchkontaktierungslöcher, welche bereits in dem Prepreg unter Verwendung eines Lasers oder dergleichen gebildet wurden, oder ein Verfahren von Verwenden von Kontakthöckern, welche vorher auf der Innenschichtschaltung gebildet wurden, sein.
Für solche Mehrschichtdurchkontaktierungsplatten wie auch für die vorstehend beschriebene Leiterplatte wird eine Gesamtdicke von 1 bis 30 μm für den Leiter, der in der flexiblen Region gebildet wird, und eine Gesamtdicke von 30 bis 150 μm für die Leiter, welche in den nicht-flexiblen Regionen gebildet werden, ein Falten in der flexiblen Region ermöglichen, während zufriedenstellend die Starrheit der nicht-flexiblen Regionen aufrechterhalten wird. Als ein Ergebnis kann diese Mehrschichtdurchkontaktierungsplatte auch in hoher Dichte durch Falten in Gehäuse elektronischer Vorrichtungen eingebaut werden. Im Übrigen ist es für die Mehrschichtdurchkontaktierungsplatte nicht notwendig in allen Regionen, die gleiche Anzahl von laminierten Leiterplatten, aufzuweisen. Um zum Beispiel sicher zu stellen, dass die Gesamtdicke des Leiters in der flexiblen Region im Bereich von 1 bis 30 μm liegt, kann der Aufbau eine einzelne Schicht für die flexible Region und einen Mehrschichtaufbau nur für die nicht-flexiblen Regionen umfassen.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird nun detaillierter durch die folgenden Beispiele erklärt, wobei als selbstverständlich gilt, dass diese Beispiele in keiner Weise die Erfindung einschränken.
(Beispiel 1)
Zuerst wurde ein 50 μm dickes Prepreg auf Imid-Basis (Produkt von Hitachi Chemical Co., Ltd.), welches ein 0,019 mm dickes Glasfasergewebe (1027, Produkt von Asahi Shwebel) einschließt, hergestellt. Als Nächstes wurde eine 18 μm dicke Kupferfolie (F2-WS-18, Produkt von Furukawa Circuit Foil Co., Ltd.) auf einer Seite des Prepregs aufgebracht, während eine 70 μm dicke Kupferfolie (SLP-70, Produkt von Nippon Denkai Co., Ltd.) auf der gegenüberliegenden Seite aufgebracht wurde, wobei beide mit ihren bindenden Oberflächen auf das Prepreg ausgerichtet waren. Dieses wurde mit Pressbedingungen von 230°C, 90 Minuten, 4,0 MPa gepresst, wobei ein doppelseitig kupferkaschiertes Laminat erhalten wurde.
Beide Seiten des doppelseitig kupferkaschierten Laminats wurden mit MIT-225 (Produkt von Nichigo-Morton Co., Ltd., 25 μm Dicke) als ein Ätzresist laminiert und durch eine herkömmliche Fotolithografietechnik in ein vorgeschriebenes Muster verarbeitet. Die Kupferfolie wurde dann mit einer Kupferätzlösung auf Eisentrichlorid-Basis geätzt. Das Ätzen wurde abgebrochen, als das geätzte Muster auf der Seite der 18 μm-Kupferfolie gebildet worden war, und es folgte Spülen und Trocknen.
MIT-235 wurde dann auf beide Seiten des Substrats laminiert, worauf eine Seite (die Seite der 18 μm-Kupferfolie) über die gesamte Oberfläche belichtet wurde und die andere Seite (die Seite der 70 μm-Kupferfolie) derart belichtet wurde, dass nur Abschnitte geöffnet wurden, welche Falten erfordern, um jeweilige Resistmuster zu bilden. Als Nächstes wurden die Abschnitte der Kupferfolie (verbleibendes Kupfer), welche an den geöffneten Abschnitten belichtet worden waren, geätzt, bis das Kupfer in jenen Abschnitten (Abschnitte, welche keine Flexibilität erfordern) verschwunden war.
Nach dem Vollenden des Ätzens wurden alle Ätzresists entfernt, wobei eine doppelseitige Leiterplatte erhalten wurde. Dies ergab eine Leiterplatte mit einem 18 μm dicken Leiter (Schaltung) in der flexiblen Region (flexibler Abschnitt) und 70 μm dicken Leitern (festes Kupfer), welche auf dieser Schaltung und der anderen Seite gebildet wurden, in den nicht-flexiblen Regionen (starre Abschnitte).
(Beispiel 2)
Zuerst wurde ein 50 μm dickes Prepreg auf Acryl/Epoxy-Basis (Produkt von Hitachi Chemical Co., Ltd.), welches ein 0,028 mm dickes Glasfasergewebe (1037, Produkt von Asahi Shwebel) einschließt, hergestellt. Als Nächstes wurde eine 3 μm dicke Kupferfolie (MICROSENE, Produkt von Mitsui Kinzoku Co., Ltd.) auf beiden Seiten des Prepregs mit den bindenden Oberflächen auf das Prepreg ausgerichtet superpositioniert. Dieses wurde mit Pressbedingungen von 180°C, 90 Minuten, 4,0 MPa gepresst, wobei ein doppelseitig kupferkaschiertes Laminat erhalten wurde.
Beide Seiten des doppelseitig kupferkaschierten Laminats wurden mit MIT-235 (Produkt von Nichigo-Morton Co., Ltd., 35 μm Dicke) als ein Ätzresist laminiert und durch eine herkömmliche Fotolithografietechnik in ein vorgeschriebenes Muster verarbeitet. Diesem folgte Kupfersulfat-Elektroplattierung, um einen 16 μm-Kupferüberzug auf beiden Seiten zu bilden.
Als Nächstes wurden beide Seiten des überzogenen, doppelseitig kupferkaschierten Laminats ferner mit MIT-235 laminiert und dann wurde eine Seite über die gesamte Oberfläche belichtet, während die andere Seite derart belichtet wurde, dass Abschnitte geöffnet wurden, welche keine Flexibilität erfordern, (feste Musterabschnitte) um jeweilige Resistmuster zu bilden. Als Nächstes wurde der Kupferüberzug, welcher an den offenen Abschnitten belichtet worden war, einer weiteren Elektroplattierung unterworfen, bis zu einer Leiterdicke von 70 μm in jenen Abschnitten (Abschnitte, welche keine Flexibilität erfordern).
Nach dem Vollenden des Überziehens wurden alle Resists für das Überziehen entfernt und eine Ätzlösung auf Schwefelsäure/Wasserstoffperoxid-Basis wurde zum Ätzen bis zu einer Kupferfoliendicke von 3 μm verwendet, um ein Leitermuster zu bilden, wobei eine doppelseitige Leiterplatte erhalten wurde. Dies ergab eine Leiterplatte mit einem 18 μm dicken Leiter (Schaltung) in der flexiblen Region (flexibler Abschnitt), und in den nicht-flexiblen Regionen (starre Abschnitte), einem 18 μm dicken Leiter (Schaltung) auf einer Seite und einem 70 μm dicken Leiter (festes Kupfer) auf der der Seite gegenüberliegenden Seite.
(Vergleichsbeispiel 1)
Zuerst wurde ein 50 μm dickes Prepreg auf Imid-Basis (Produkt von Hitachi Chemical Co., Ltd.), welches ein 0,019 mm dickes Glasfasergewebe (1027, Produkt von Asahi Shwebel) einschließt, hergestellt. Als Nächstes wurde eine 35 μm dicke Kupferfolie (GTS-35, Produkt von Furukawa Circuit Foil Co., Ltd.) auf beide Seiten des Prepregs mit den bindenden Oberflächen auf das Prepreg ausgerichtet aufgebracht. Dieses wurde mit Pressbedingungen von 230°C, 90 Minuten, 4,0 MPa gepresst, wobei ein doppelseitig kupferkaschiertes Laminat erhalten wurde.
Beide Seiten des doppelseitig kupferkaschierten Laminats wurden mit MIT-225 (Produkt von Nichigo-Morton Co., Ltd., 25 μm Dicke) als ein Ätzresist laminiert und eine Seite wurde durch eine herkömmliche Fotolithografietechnik in ein vorgeschriebenes Muster verarbeitet, während die andere Seite in ein Muster verarbeitet wurde, welches die gesamte Oberfläche bedeckte, außer den flexiblen Abschnitt.
Die Kupferfolie wurde dann mit einer Kupferätzlösung auf Eisentrichlorid-Basis geätzt. Das Ätzen war vollendet, als die 35 μm-Kupferfolie von der Seite, welche das Resist trug, auf welchem das vorgeschriebene Muster gebildet worden war, und der gegenüberliegenden Seite, auf welcher der flexible Abschnitt belichtet worden war, entfernt worden war, und diesem folgte Spülen und Trocknen.
Nach dem Vollenden des Ätzens wurden alle Ätzresists entfernt, wobei eine doppelseitige Leiterplatte erhalten wurde. Dies ergab eine Leiterplatte mit einem 35 μm dicken Leiter (Schaltung) in der flexiblen Region (flexibler Abschnitt), und in den nicht-flexiblen Regionen (starre Abschnitte) Leitern mit einer Gesamtdicke von 70 μm, einschließlich einer 35 μm dicken Schaltung und 35 μm dicken Leitern (festes Kupfer), welche auf der Seite gegenüberliegend davon gebildet wurden.
(Falttest)
Die in den Beispielen 1 und 2 erhaltenen Leiterplatten wurden jeweils einem Falttest unterzogen. Die Ergebnisse zeigten, dass beide Leiterplatten frei in ihren flexiblen Abschnitten gefaltet werden konnten. Speziell konnten sie 180° entlang eines Stifts mit einem Krümmungsradius von 0,5 mm gefaltet werden. Als die gefalteten Schaltungen wieder geöffnet wurden, zeigten die gefalteten Abschnitte keine sichtbaren Probleme, wie Brechen.
Als auf der anderen Seite der flexible Abschnitt der Leiterplatte von Vergleichsbeispiel 1 180° entlang eines Stifts mit einem Krümmungsradius von 0,5 mm in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben gefaltet wurde und dann am flexiblen Abschnitt geöffnet wurde, war der flexible Abschnitt weißgefärbt und Brechen wurde zwischen dem Substrat und der Kupferfolie beobachtet.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leiterplatte bereit zu stellen, welche mit hoher Dichte in die Gehäuse von elektronischen Vorrichtungen eingebaut werden können. Die Leiterplatte (40) gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform weist einen Aufbau mit einem Substrat (1), einem Leiter (7), welcher in einer flexiblen Region (36) gebildet ist, und Leitern (8, 9), welche in nicht-flexiblen Regionen (46) gebildet sind, auf. Der Leiter (7), welcher in der flexiblen Region (36) gebildet ist, weist eine Gesamtdicke von 1 bis 30 μm auf und die Leiter (8, 9), welche in den nicht-flexiblen Regionen (46) gebildet sind, weisen eine Gesamtdicke von 30 bis 150 μm auf.

Claims

Leiterplatte, welche mit einem flexiblen Substrat und einem Leiter, der auf mindestens einer Seite des Substrats gebildet ist, bereitgestellt ist, wobei die Leiterplatte eine flexible Region, welche sich biegt, und nicht-flexible Regionen, welche sich nicht biegen, aufweist, wobei die Dicke des Leiters, welcher in der flexiblen Region gebildet ist, 1 bis 30 μm beträgt und die Dicke des Leiters, welcher in den nicht-flexiblen Regionen gebildet ist, 30 bis 150 μm beträgt.
Leiterplatte gemäß Anspruch 1, wobei die Dicke des Leiters, welcher in den nicht-flexiblen Regionen gebildet ist, höher als die Dicke des Leiters, welcher in der flexiblen Region gebildet ist, ist.
Leiterplatte gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Dicke des Leiters, welcher in den flexiblen Regionen gebildet ist, 6 bis 60 % der Dicke des Leiters, welcher in der nicht-flexiblen Region gebildet ist, beträgt.
Leiterplatte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Dicke des Leiters, welcher in der flexiblen Region gebildet ist, durch Ätzen auf eine Dicke von 1 bis 30 μm eingestellt wird.
Leiterplatte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Dicke des Leiters, welcher in den nicht-flexiblen Regionen gebildet ist, durch Überziehen auf eine Dicke von 30 bis 150 μm eingestellt wird.
Leiterplatte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Substrat ein Fasergrundmaterial enthält und das Fasergrundmaterial ein Glasfasergewebe mit einer Dicke von nicht höher als 50 μm ist.
Leiterplatte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Substrat eine duroplastische Harzzusammensetzung umfasst.
Leiterplatte gemäß Anspruch 7, wobei die duroplastische Harzzusammensetzung ein Glycidylgruppe-enthaltendes Harz umfasst.
Leiterplatte gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei die duroplastische Harzzusammensetzung ein Amidgruppe-enthaltendes Harz umfasst.
Leiterplatte gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die duroplastische Harzzusammensetzung ein Acrylharz umfasst.