JP2004087945A - 多層プリント基板およびその接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外部回路等に接続に関し、基板の厚み方向の薄型化が図れるとともに、高周波信号の入出力が可能な安価な接続構造を備えた多層プリント基板およびその接続方法を提供する。
【解決手段】熱可塑性樹脂からなる絶縁基材２３を介して複数の導体パターン２２を積層するとともに、基板領域内にその導体パターン２２を積層する層数が異なる構造を有し、その絶縁基材２３に、同一の熱可塑性樹脂を用いるとともに、その構造は、マザーボード部ＭＢと、そのマザーボード部ＭＢから延出され、外部回路２００に高周波信号を伝送可能な伝送線路ＴＬを備えている。なお、伝送線路ＴＬは、同一基板によって形成されたマザーボード部ＭＢから延出するマイクロストリップ線路あるいはストリップ線路である。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層プリント基板およびその接続方法に関し、特に多層プリント基板と外部回路との高周波伝送線路の接続構造およびその接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の薄型化や小型軽量化に伴い、電子回路部品等を高密度に実装する技術が要望されている。特に通信機器では、その電子回路部品で扱う信号は、デジタル信号から高周波信号までに及ぶ。この種の通信機器では、高周波信号における外部機器との接続あるいは回路基板間の接続に関して、損失のない接続および伝送をするために、同軸構造を備えた専用のコネクタおよび同軸ケーブルが用いられている。同軸ケーブル９１１は、中心導体を円筒状の絶縁体により埋設されるとともに、その絶縁体の外周面をアース導体で覆われている。同軸コネクタ９２１は、この同軸ケーブル９１１の端末部９１２と嵌合等により結合する構成を有する（図９参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術の同軸コネクタを用いた接続構造では、同軸ケーブルを嵌合するだけの部品高さが、同軸コネクタに必要となるので、薄型化を図るには制約となる。
なお、いわゆる低背型の同軸コネクタも近年開発されているが、概して高価である。さらに、これら同軸コネクタと同軸ケーブルとの接続点の固定方法としては、いわゆるスナップオンによるものが主流であり、車両等に搭載する場合、車載用電子機器としての厳しい使用条件での信頼性の確保に適した接続構造であるとはいい難いという問題がある。
【０００４】
これに対して、特開平６−３２６４７５号公報は、接続に関して基板の厚み方向の寸法を必要としない基板とその接続方法を開示している。この公報開示による従来技術によると、多層プリント基板の側面に、内部の各層の導体パターンの出力点として、突起状接点部を設けることで、外部回路等との接続を、その突起状接点部を介して行なう。この接続方法では、その突起状接続部を通じて多層プリント基板と他の基板等の被接続体とを接続するため、加熱、加圧もしくは加熱圧着による接合を行なうことを必要とし、製造上の余分な設備や作業が生じる。
【０００５】
また、その突起状接続部を通じて多層プリント基板から被接続体へ物理的に接続するため、その接続部の信頼性が確保できるような構造を採用する必要がある。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、外部回路等に接続する多層回路基板であって、その基板の厚み方向の薄型化が図れるとともに、高周波信号の入出力が可能な安価な接続構造を備えた多層プリント基板およびその接続方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１によると、熱可塑性樹脂からなる絶縁基材を介して複数の導体パターンを積層するとともに、基板領域内にその導体パターンを積層する層数が異なる構造であって、その構造は、マザーボード部と、そのマザーボード部から延出され、外部回路に高周波信号を伝送可能な伝送線路を備えている。
【０００８】
これにより、多層プリント基板から、同軸コネクタ等の接続手段を用いることなく、外部回路に接続可能な伝送線路を、同一基板によって形成することが可能である。したがって、多層プリント基板と外部回路等の被接続体との接続手法として、多層プリント基板の厚み方向の薄型化が図れる。
【０００９】
本発明の請求項２によると、伝送線路は、少なくとも３層の絶縁基材を積層してなり、その３層に積層された絶縁基材のうち、第１層と第２層の絶縁基材間には、マザーボード部から延出された導体パターンが、所定のインピーダンスを有する配線導体パターンに形成され、第２層と第３層の絶縁基材間には、マザーボード部から延出された導体パターンが、グランドパターンに形成されている。
【００１０】
同一基板により形成されるマザーボード部と伝送線路において、伝送線路は、いわゆるマイクロストリップ線路を形成することが可能である。
【００１１】
さらに、マイクロストリップ線路を構成する配線導体パターンとグランドパターンを、絶縁基材として同一の熱可塑性樹脂を用いるので、例えば加熱・加圧によって、マザーボード部と同時成形することが可能である。したがって、外部回路に接続する接続構造として、安価に提供することが可能である。
【００１２】
本発明の請求項３によると、伝送線路は、少なくとも４層の絶縁基材を積層してなり、その４層に積層された絶縁基材のうち、第２層と第３層の絶縁基材間には、マザーボード部から延出された導体パターンが、所定のインピーダンスを有する配線導体パターンに形成され、第１層と第２層の絶縁基材間および第３層と第４層の絶縁基材間には、それぞれ、マザーボード部から延出された導体パターンが、グランドパターンに形成されている。
【００１３】
同一基板により形成されるマザーボード部と伝送線路において、伝送線路は、いわゆるストリップ線路を形成することが可能である。
【００１４】
さらに、ストリップ線路を構成する配線導体パターンと、その配線導体パターンを挟み込む両グランドパターンを、絶縁基材として同一の熱可塑性樹脂を用いるので、例えば加熱・加圧によって、マザーボード部と同時成形することが可能である。したがって、外部回路に接続する接続構造として、安価に提供することが可能である。
【００１５】
本発明の請求項４によると、グランドパターンのうちいずれか一方には、配線導体パターンが延在する方向に対して、略直交するスロット孔が形成されている。
【００１６】
これにより、両グランドパターンに挟み込まれた配線導体パターンは、両グランドパターンのうちいずれか一方に開けられたスロット孔を介して、外部回路と電磁的に結合することが可能である。すなわち、高周波信号の伝送が可能である。
【００１７】
本発明の請求項５によると、請求項２に記載の多層プリント基板と外部回路とを接続する多層プリント基板の接続方法であって、その多層プリント基板の伝送線路のうち、第１層の絶縁基材側を、その外部回路の基板上に形成されたマイクロストリップ線路に接合する。
【００１８】
これにより、多層プリント基板と外部回路との間で、高周波信号の入出力の伝送が可能である。
【００１９】
本発明の請求項６によると、請求項２に記載の多層プリント基板と、外部回路としての請求項２に記載の多層プリント基板とを接続する多層プリント基板の接続方法であって、その多層プリント基板の伝送線路のうち、第１層の絶縁基材同士を接合する。
【００２０】
これにより、多層プリント基板と外部回路との間で、高周波信号の入出力の伝送が可能である。
【００２１】
さらに、同一の絶縁基材を用いることが可能であるので誘電体層の誘電容量を同一に合せ易く、所定のインピーダンスを有する配線導体パターンのずれを無くすことが可能である。したがって、多層プリント基板同士の接続に際し、インピーダンス調整が容易となる。
【００２２】
本発明の請求項７によると、請求項４に記載の多層プリント基板と外部回路とを接続する多層プリント基板の接続方法であって、その多層プリント基板の伝送線路の第１層または第４層の絶縁基材のうち、グランドパターンにスロット孔が形成された層側の絶縁基材側を、その外部回路の基板上に形成されたストリップ線路に重ねて接合する。
【００２３】
これにより、多層プリント基板と外部回路との間で、高周波信号の入出力の伝送が可能である。
【００２４】
さらに、同一の絶縁基材を用いることが可能であるので誘電体層の誘電容量を同一に合せ易く、所定のインピーダンスを有する配線導体パターンのずれを無くすことが可能である。したがって、多層プリント基板同士の接続に際し、インピーダンス調整が容易となる。
【００２５】
本発明の請求項８によると、請求項４に記載の多層プリント基板と、外部回路としての請求項４に記載の多層プリント基板とを接続する多層プリント基板の接続方法であって、その多層プリント基板の伝送線路の第１層または第４層の絶縁基材のうち、グランドパターンにスロット孔が形成された層側の絶縁基材同士を、両スロット孔を重ねるように接合する。
【００２６】
これにより、多層プリント基板と外部回路との間で、高周波信号の入出力の伝送が可能である。
【００２７】
さらに、同一の絶縁基材を用いることが可能であるので誘電体層の誘電容量を同一に合せ易く、所定のインピーダンスを有する配線導体パターンのずれを無くすことが可能である。したがって、多層プリント基板同士の接続に際し、インピーダンス調整が容易となる。
【００２８】
本発明の請求項９によると、多層プリント基板をそれぞれ加熱・加圧により形成した後、伝送線路同士を加熱・加圧によって接合する。
【００２９】
これにより、特別な接続手段を形成するための設備を用いることなく、多層プリント基板同士の高周波信号に係わる接続方法を、安価に提供できる。
【００３０】
本発明の請求項１０によると、多層プリント基板をそれぞれ加熱・加圧により形成した後、少なくとも伝送線路の線路幅を重ねるように配置し、嵌合固定する。
【００３１】
これにより、両伝送線路を、例えばねじ等によるねじ止め、挟持可能なクランプを用いたロック構造等の機械的な固定、いわゆる嵌合固定をするので、多層プリント基板同士の接続、分離が容易となる。
【００３２】
本発明の請求項１１によると、熱可塑性樹脂からなる絶縁基材を介して複数の導体パターンを積層するとともに、基板領域内にその導体パターンを積層する層数が異なる構造であって、その構造は、マザーボード部と、そのマザーボード部から延出され、外部回路に高周波信号を伝送可能な伝送線路を備え、伝送線路は、マザーボード部に複数枚積層された導体パターンのうち、少なくとも二つの導体パターンが延出して構成されている。
【００３３】
これにより、マザーボード部と伝送線路が、別体ではなく、一体で形成されるとともに、伝送線路は、マザーボード部と導体パターンを積層する層数が異なる構造を有し、少なくともマイクロストリップ線路を構成するための二つの導体パターンを備えていることが可能である。
【００３４】
本発明の請求項１２によると、伝送線路は、マザーボード部の側面から延出する導体パターンを備えている。
【００３５】
伝送線路がマザーボード部の側面から延出するので、伝送線路とマザーボード部によって構成される同一基板の積層方向の厚みを厚くすることなく、外部回路に高周波信号を伝送することが可能である。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の多層プリント基板およびその接続方法を、具体化した実施の形態を図に従って説明する。
【００３７】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の多層プリント基板の概略構成を示す構成図であって、図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は平面図である。図２は、本実施形態に係わる多層プリント基板と外部回路との接続方法を示す断面図である。図３は、図２中の接続部をＩＩＩ方向からみた平面図である。図４は、本実施形態の多層プリント基板に係わる製造方法を製造工程で示す工程別断面図であって、図４（ａ）から図４（ｈ）は、各製造工程での多層プリント基板の状態を示す断面図である。図５は、本実施形態の多層プリント基板に係わる製造工程において、切り出し工程後の多層プリント基板の構造を示す断面図である。図６は、本実施形態による多層プリント基板に係わる製造工程において、加熱・加圧工程後のプリント基板の状態を示す平面図である。
【００３８】
まず、本発明の多層プリント基板１の構造、特に多層プリント基板の外部回路に接続するための構造について以下説明する。図１（ａ）に示すように、多層プリント基板１は、ＩＣや半導体素子等の電子部品（図示せず）が実装されるマザーボード部ＭＢと、このマザーボード部ＭＢから外部回路へ電気信号等の入出力信号を伝送する伝送線路ＴＬとを含んで構成されている。このマザーボード部ＭＢと伝送線路ＴＬは、同一基板から一体的に形成されている。なお、多層プリント基板１の製造方法については後述する。
【００３９】
マザーボード部ＭＢおよび伝送線路ＴＬは、図１（ａ）に示すように、熱可塑性樹脂からなる絶縁基材２３と、絶縁基材２３の表面に配設され、配線金属材料からなる導体パターン２２を備えている。なお、少なくとも伝送線路ＴＬが可撓性を有するように、絶縁基材は、樹脂フィルムから形成されていることが望ましい。以下、本実施形態で使用する絶縁基材２３を、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムとして説明する。さらに、図１（ａ）に示すように、マザーボード部ＭＢおよび伝送線路ＴＬは、樹脂フィルム２３を介して複数の導体パターン２２が積層されている。また、同一基板によって形成されるマザーボード部ＭＢおよび伝送線路ＴＬでは、基板領域内において、図１（ａ）に示すように、導体パターン２２を積層する層数が異なり、伝送線路ＴＬの層数がマザーボード部ＭＢの層数に比べて少ない。結果、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、伝送線路ＴＬは、マザーボード部ＭＢの側面から延出している。
【００４０】
これにより、多層プリント基板１から、同軸コネクタ等の接続手段を用いることなく、外部回路に接続可能な伝送線路ＴＬを、同一基板によって形成することが可能である（図１（ａ）参照）。したがって、多層プリント基板１のマザーボード部ＭＢの側面から、外部回路へ接続するための伝送線路ＴＬを延出することが可能であるので、多層プリント基板１と外部回路等の被接続体２００（図２参照）との接続方法として、多層プリント基板１の厚み方向の薄型化が図れる。
【００４１】
なお、マザーボード部ＭＢの側面から引き出される伝送線路ＴＬとして、マザーボード部ＭＢの一側面から、一つの伝送線路ＴＬが延出する構成であっても、複数の伝送線路ＴＬが延出する構成であってもよい。また、本実施形態では、伝送線路ＴＬが延出されるマザーボード部ＭＢの側面を一つとして説明したが、複数の側面からそれぞれ伝送線路ＴＬを延出する構成であってもよい。
【００４２】
なお、積層される導体パターン２２間は、必要に応じて、樹脂フィルム２３に設けられたビアホール２４中の一体化した導電性組成物５１によって相互を電気的に接続されていてもよい（図１（ａ）参照）。
【００４３】
次に、伝送線路ＴＬは、図１（ａ）に示すように、少なくとも３層（図１では、３層）の樹脂フィルム２３を積層されている。この３層に積層された樹脂フィルム２３のうち、図１（ａ）に示すように、第１層の樹脂フィルム２３（１）と第２層の樹脂フィルム２３（２）との間には、マザーボード部ＭＢから延出された導体パターン２２（１−２）が、所定の線路幅Ｗを有する配線導体パターン２２ｓに形成されている。さらに、第２層の樹脂フィルム２３（２）と第３層の樹脂フィルム２３（３）との間には、同様に、マザーボード部ＭＢから延出された導体パターン２２（２−３）が、グランドパターン２２ｇに形成されている。これにより、配線導体パターン２２ｓとグランドパターン２２ｇは、マイクロストリップ線路を構成する。なお、配線導体パターン２２ｓとグランドパターン２２ｇ間に配置された第２層の樹脂フィルム２３（２）は、伝送損失を抑えるための誘電体層を形成している。なお、この伝送線路ＴＬ内に形成されたマイクロストリップ線路は、同一基板から一体的に形成されることで、マザーボード部ＭＢ内のマイクロストリップ線路に接続されていることは言うまでもない。
【００４４】
したがって、同一基板により形成されるマザーボード部ＭＢと伝送線路ＴＬにおいて、伝送線路ＴＬは、高周波信号の入出力に係わる伝送損失の少ないマイクロストリップ線路を形成することが可能である。さらに、この伝送線路ＴＬは、樹脂フィルム２３として同一の熱可塑性樹脂を用いるので、例えば加熱・加圧によってマザーボード部ＭＢと同時成形することが可能であるので、安価な多層プリント基板１、特に外部回路に接続するための接続構造を提供することが可能である。
【００４５】
次に、多層プリント基板１と外部回路とを接続する接続方法について以下説明する。なお、外部回路は、少なくとも電気信号の送信、受信を行なう電子機器等の製品、あるいは電子回路等のプリント基板であってもよい。以下、本実施形態では、外部回路を所定の素子が実装されたプリント基板として説明する。
【００４６】
図２に示すように、伝送線路ＴＬは、被接続体２００である外部回路と、マイクロストリップ線路同士で電磁的に接続する。詳しくは、伝送線路ＴＬすなわちマイクロストリップ線路のうち、配線導体パターン２２ｓを、被接続体２００側の配線導体パターン２２ｓと電磁的に接続する。すなわち、配線導体パターン２２ｓの表面を被覆している第１層の樹脂フィルム２３（１）を介して被接続体２００側の配線導体パターン２２ｓに電磁的に接続する。これにより、伝送線路ＴＬと外部回路の配線導体パターン２２ｓ同士が、直接、物理的に接続するのではなく、誘電体層を構成することが可能な樹脂フィルム２３（詳しくは、第１層の樹脂フィルム２３（１））を介して非接触に接続することが可能である。したがって、物理的な接続構造における接触強度の信頼性や、互いに接触する導体（詳しくは、配線導体パターン２２ｓ）表面の酸化による接触抵抗の劣化等の接続機能の阻害要因の発生を防止することが可能である。
【００４７】
さらに、本実施形態では、上記電磁的に接続する伝送線路ＴＬと外部回路を固定する方法として、図２に示すように、上部と下部に分離可能な固定用ハウジング３０１を用いて伝送線路ＴＬと外部回路の接続部を挟み込むとともに、その固定用ハウジング３０１をねじ３０２でねじ止めする。なお、この固定方法は、ねじ３０２等によるねじ止め固定に限らず、伝送線路ＴＬと外部回路の接続部を挟持可能なクランプを用いたロック構造等の機械的な固定、いわゆる嵌合固定であってもよい。
【００４８】
さらになお、本実施形態では、ねじ止め、あるいはロックおよび解除が可能なロック構造等の嵌合固定を用いる。これにより、従来技術の同軸コネクタと同軸ケーブルとの接続部を固定するスナップオンによる固定方法に比べて、使用環境条件が厳しい車載用電子機器に適した接続構造を提供することが可能である。
【００４９】
さらになお、本実施形態では、外部回路として本発明の多層プリント基板１を用いる。これにより、図示しない方法として、多層プリント基板１をそれぞれ加熱・加圧により形成した後、伝送線路ＴＬ同士を加熱・加圧によって接合させることが可能である。その結果、特別な接続手段を形成するための設備を用いることなく、多層プリント基板１同士の高周波信号に係わる接続方法を、安価に提供することが可能である。
【００５０】
さらになお、上記外部回路として本発明の多層プリント基板１を用いることで、以下の波及効果がある。すなわち、同一基板によって一体的に形成されるマザーボード部ＭＢおよび伝送線路ＴＬは、同一の樹脂フィルムを用いることが可能であるので、マイクロストリップ線路に係わる誘電体層の誘電容量を同一に合せ易い。その結果、所定のインピーダンスを有する配線導体パターン２２ｓ同士のずれを無くすことが可能である。したがって、多層プリント基板１同士の接続に際し、インピーダンスの調整が容易となる。
【００５１】
さらになお、本実施形態では、図３に示すように、伝送線路ＴＬのマイクロストリップ線路を構成する配線導体パターン２２ｓの線路幅Ｗを重ねるように配置する。このとき、伝送線路ＴＬには、位置合せ用の孔ＴＬａが設けられている。
さらに、ハウジング３０１の伝送線路ＴＬに当接する面には、位置決め用突起部（図示せず）が設けられている。これにより、伝送線路ＴＬの孔ＴＬａを上部および下部のハウジング３０１のそれぞれの突起部に挿入することで、容易に位置合せすることが可能である。なお、本実施形態では、位置決めのための孔ＴＬａと突起部で説明したが、伝送線路ＴＬ、およびハウジング３０１等の嵌合固定手段に、それぞれ、位置決め可能な係止部が設けらている構成であればいずれでもよい。
【００５２】
さらになお、本実施形態では、図３に示すように、伝送線路ＴＬの配線導体パターン２２ｓの線路幅Ｗを重ねるように配置するとともに、重なり長さＬを調整するようにする。これにより、伝送させる信号周波数、並びに期待される接続部での伝送損失条件に応じて、マイクロストリップ線路の２２ｓの配線導体パターン２２ｓの線路幅Ｗ、誘電体層を形成する樹脂フィルム２３（詳しくは、第２層の樹脂フィルム２３（２））の厚さ等との関係から、重なり長さＬを決めることで、所定の伝送損失内に抑えつつ、所望の高周波信号の入出力が可能となる。
【００５３】
ここで、本発明の多層プリント基板１の製造方法について以下説明する。なお、説明の簡便のために、図１に示す多層プリント基板１を、図４（ｇ）に示すように、基板領域内で積層数において、マザーボード部ＭＢに対応する７層構造のリジット基板領域１０１ａ、および屈曲性を有する３層構造のフレキ基板領域１０１ｂで表す。また、製品としての多層プリンタ基板１に対して、その製品を製造する製造工程中のワークを区別して、製造工程中は多様な形態を有する多層基板１００（詳しくは、リジッド−フレキプリント基板１０１）として説明する。
【００５４】
図４（ａ）において、２１は樹脂フィルム２３の片面に貼着された導体箔（本例では厚さ１８μｍの銅箔）をエッチングによりパターン形成した導体パターン２２を有する片面導体パターンフィルムである。本実施形態では、樹脂フィルム２３としてポリエーテルエーテルケトン樹脂６５〜３５重量％とポリエーテルイミド樹脂３５〜６５重量％とからなる厚さ２５〜７５μｍの熱可塑性樹脂フィルムを用いている。
【００５５】
図４（ａ）に示すように、導体パターン２２の形成が完了すると、次に、図４（ｂ）に示すように、片面導体パターンフィルム２１の導体パターン２２が形成された面と対向する面に保護フィルム８１を、ラミネータ等を用いて貼着する。この保護フィルム８１は、樹脂層と、この樹脂層の貼着面側にコーティングされた粘着剤層とからなる。粘着剤層を形成する粘着剤は、アクリレート樹脂を主成分とする所謂紫外線硬化型の粘着剤であり、紫外線が照射されると架橋反応が進行し、粘着力が低下する特性を有するものである。
【００５６】
図４（ｂ）に示すように、保護フィルム８１の貼着が完了すると、次に、図４（ｃ）に示すように、保護フィルム８１側から炭酸ガスレーザを照射して、樹脂フィルム２３に導体パターン２２を底面とする有底ビアホールであるビアホール２４を形成する。導体パターン２２のビアホール２４の底面となる部位は、導体パターン２２の層間接続時に電極となる部位である。なお、ビアホールの形成は、炭酸ガスレーザの出力と照射時間等を調整することで、導体パターン２２に穴を開けないようにしている。このとき、図４（ｂ）に示すように、保護フィルム８１にも、ビアホール２４と略同径の開口８１ａが形成される。
【００５７】
ビアホール２４の形成には、炭酸ガスレーザ以外にエキシマレーザ等が使用可能である。レーザ以外のドリル加工等のビアホール形成方法も可能であるが、レーザビームで穴あけ加工すると、微細な径で穴開けができ、導体パターン２２にダメージを与えることが少ないため好ましい。
【００５８】
図４（ｃ）に示すように、ビアホール２４の形成が完了すると、次に、図４（ｄ）に示すように、ビアホール２４内に層間接続材料である導電ペースト５０を充填する。導電ペースト５０は、平均粒径５μｍ、比表面積０．５ｍ^２／ｇの錫粒子３００ｇと、平均粒径１μｍ、比表面積１．２ｍ^２／ｇの銀粒子３００ｇとに、有機溶剤であるテルピネオール６０ｇを加え、これをミキサーによって混練しペースト化したものである。
【００５９】
導電ペースト５０は、スクリーン印刷機により、保護フィルム８１の開口８１ａ側から片面導体パターンフィルム２１のビアホール２４内に印刷充填される。
ビアホール２４内への導電ペースト５０の充填は、本実施形態ではスクリーン印刷機を用いたが、確実に充填ができるのであれば、ディスペンサ等を用いる他の方法も可能である。
【００６０】
ビアホール２４内への導電ペースト５０の充填が完了すると、図４（ｅ）に示すように、樹脂フィルム２３の所望の位置にスリット３０を形成する。このスリット３０は、後に説明する多層基板１００において、その基板の厚さを薄くしてフレキ基板１０１ｂとして機能する部位を多層基板１００に形成するためのものである。スリット３０は、例えばレーザを樹脂フィルム２３に照射することによって形成することができる。また、ドリルルーターや打ち抜き加工等によってスリット３０を形成しても良い。
【００６１】
スリット３０の幅は、１ｍｍ以下、より好ましくは樹脂フィルム２３の厚さ以下に形成することが望ましい。樹脂フィルム２３は、後に詳しく説明するが、複数枚積層された状態で、加熱・加圧される。この加熱・加圧時に、樹脂フィルム２３を構成する熱可塑性樹脂が軟化して流動するが、そのときにスリット３０の幅が大きいと、熱可塑性樹脂がスリット３０を塞ぐように流動するため、熱可塑性樹脂の流動量が大きくなる傾向がある。この場合、樹脂フィルム２３上に形成した導体パターン２２の位置ずれが発生する可能性が高くなるので、スリット３０の幅は狭く形成することが好ましいのである。
【００６２】
スリット３０を形成した後、紫外線ランプ（図示せず）によって保護フィルム８１側から紫外線を照射する。これにより、保護フィルム８１の粘着剤層が硬化され、粘着剤層の粘着力が低下する。
【００６３】
保護フィルム８１への紫外線照射が完了すると、片面導体パターンフィルム２１から保護フィルム８１を剥離除去する。これにより、図４（ｆ）に示すように、樹脂フィルム２３の所望の位置にスリット３０が形成され、かつビアホール２４内に導電ペースト５０を充填した片面導体パターンフィルム２１が得られる。
【００６４】
次に、図４（ｇ）に示すように、片面導体パターンフィルム２１を複数枚（本実施形態では７枚）積層する。このとき、例えば下方側の２枚の片面導体パターンフィルム２１は導体パターン２２が設けられた側を下側として、上方側の５枚の片面導体パターンフィルム２１は導体パターン２２が設けられた側を上側として積層する。
【００６５】
すなわち、下側の１枚目の層と上側の５枚目の層からなる２枚の片面導体パターンフィルム２１は、導体パターン２２が形成されていない面同士を向かい合わせて積層する。また、残りの５枚の片面導体パターンフィルム２１は、導体パターン２２が形成された面と導体パターン２２が形成されていない面とが向かい合うように積層する。
【００６６】
また、複数枚の片面導体パターンフィルム２１が積層される際、多層基板１００から除去すべき除去領域４０の下面となる片面導体パターンフィルム２１ａと、多層基板１００の一部として残され領域（残存領域）の表面となる片面導体パターンフィルム２１ｂとの間に、除去領域４０の大きさに対応した離型シート４５が配置される。
【００６７】
この離型シート４５は、樹脂フィルム２３を構成する熱可塑性樹脂が加熱・加圧された場合であっても、軟化した熱可塑性樹脂との接着性に乏しい性質を持つ材料から構成される。例えば、離型シート４５は、ポリイミド、テフロン（登録商標）等の樹脂フィルムや、銅箔、ニッケル箔、ステンレス箔等の金属箔から構成することができる。
【００６８】
また、除去領域４０の対向する２つの側面には、樹脂フィルム２３に形成されたスリット３０が位置している（図６参照）。すなわち、スリット３０は、除去領域４０を持つ複数枚の樹脂フィルム２３の同じ位置に形成されることにより、全体として、片面導体パターンフィルム２１，２１ａ，２１ｂの積層体の表面から離型シート４５が配置された深さ位置まで連続的に形成されている。
【００６９】
図４（ｇ）に示すように片面導体パターンフィルム２１，２１ａ，２１ｂを積層したら、この積層体の上下両面から真空加熱プレス機の加熱プレス板により加熱しながら加圧する。本例では、２５０〜３５０℃の温度に加熱しつつ、１〜１０ＭＰａの圧力で１０〜２０分間加圧した。これにより、図４（ｈ）に示すように、各片面導体パターンフィルム２１，２１ａ，２１ｂが相互に接着される。すなわち、各片面導体パターンフィルム２１，２１ａ，２１ｂの樹脂フィルム２３が熱融着して一体化される。さらに、加熱及び加圧により、ビアホール２４内の導電ペースト５０が焼結して一体化した導電性組成物５１となり、隣接する導体パターン２２間を層間接続した多層基板１００が得られる。
【００７０】
ここで、導体パターン２２の層間接続のメカニズムを簡単に説明する。ビアホール２４内に充填された導電ペースト５０は、錫粒子と銀粒子とが混合された状態にある。そして、このペースト５０が２５０〜３５０℃に加熱されると、錫粒子の融点は２３２℃であり、銀粒子の融点は９６１℃であるため、錫粒子は融解し、銀粒子の外周を覆うように付着する。さらに加熱が継続すると、融解した錫は、銀粒子の表面から拡散を始め、錫と銀との合金（融点４８０℃）を形成する。このとき、導電ペースト５０には１〜１０ＭＰａの圧力が加えられているため、錫と銀との合金形成に伴い、ビアホール２４内には、焼結により一体化した合金からなる導電性組成物５１が形成される。
【００７１】
ビアホール２４内で導電性組成物５１が形成されているとき、この導電性組成物５１は加圧されているため、導体パターン２２のビアホール２４の底部を構成している導体パターン２２に圧接される。これにより、導電性組成物５１中の錫成分と、導体パターン２２を構成する銅箔の銅成分とが相互に固相拡散し、導電性組成物５１と導体パターン２２との界面に固相拡散層を形成して電気的に接続する。
【００７２】
このようにして多層基板１００が形成されると、次に多層基板１００から製品として使用する製品領域を切り出す切り出し工程が行なわれる。この切り出し加工について図６を用いて説明する。
【００７３】
図６は、複数枚の片面導体パターンフィルム２１，２１ａ，２１ｂを溶着して形成した多層基板１００の平面図である。図６において、一点鎖線６０で囲まれる領域が製品領域であり、多層基板１００の複数箇所（図６では２箇所）に製品領域６０が設けられる。この製品領域６０の切り出しは、例えばドリルルーターを多層基板１００の表面から積層方向に挿入し、製品領域６０の外縁に沿ってドリルルーターを移動することにより行なわれる。あるいは、打ち抜き加工等によって、製品領域６０を多層基板１００から切り出すこともできる。
【００７４】
このとき、上述したスリット３０は、製品領域６０の幅と同等以上の長さで、製品領域６０の幅方向に沿って形成されている。そして、このスリット３０の長手方向の両端部が、製品領域６０が切り出される側面（切り出し面）に達するように、除去領域４０の対向する２つの側面に沿って配置されている。また、除去領域４０の底面と多層基板の製品領域６０の一部として残る残存領域との間には離型シート４５が介在している。このため、切り出し工程が行なわれると、除去領域４０の４つの側面は、スリット３０及び製品領域６０の切り出し面によって囲まれるため、周囲から分離された状態となる。さらに、除去領域４０の底面は、離型シート４５によって製品領域６０とは分離されている。従って、多層基板１００から製品領域６０を切り出すことによって、同時に、除去領域４０を製品領域６０から取り除くことが可能になる。
【００７５】
離型シート４５は、図６に示されるように、多層基板１００において隣接する製品領域６０の除去領域４０をそれぞれカバーする大きさに形成されている。このため、一枚の離型シート４５を片面導体パターンフィルム２１ａ、２１ｂ間に積層するだけで、複数の製品領域６０の除去領域４０を分離することができる。
【００７６】
なお、スリット３０は、樹脂フィルム２３の外縁に達する前に終端しているので、樹脂フィルム２３が単層状態のときに、スリット３０の形成によって樹脂フィルム２３の一部が分離してしまうことはない。
【００７７】
このように、多層基板１００から製品領域６０を切り出すとともに、除去領域４０を除去することにより、最終的にリジッド−フレキプリント基板１０１が完成する。このリジッド−フレキプリント基板１０１は、図５に示すように、基板領域に応じて、高密度実装等に利用可能なリジッド基板として機能する７層構造のリジッド基板領域１０１ａと、屈曲性を持つ３層構造のフレキ基板領域１０１ｂとを有するものである。なお、図５に示すリジッド−フレキプリント基板１０１において、フレキ基板領域１０１ｂの外周端部（図５中の右側）を切除することで、本発明の多層プリント基板１（詳しくは、マザーボード部ＭＢおよび伝送線路ＴＬ）を形成することができる。
【００７８】
なお、図４（ｈ）及び図６には、除去領域４０の対向する２つの側面に沿ってスリット３０が形成された様子が示されているが、実際には、樹脂フィルム２３に形成されたスリット３０は、加熱・加圧時に、樹脂フィルム２３を構成する熱可塑性樹脂が軟化して流動するため、その開口領域が小さくなったり、時には塞がれたりする。しかしながら、たとえスリット３０が塞がれた場合であっても、熱可塑性樹脂の場合、一度スリット３０を形成した部分は、機械的な物性が低下しており、少しの応力で簡単にスリット３０を塞いでいる樹脂部分同士を引き離すことができる。結晶性の熱可塑性樹脂であれば、この傾向は一層顕著になる。本実施形態において適用したポリエーテルエーテルケトン樹脂とポリエーテルイミド樹脂とからなる熱可塑性樹脂は結晶性であり、その他にも、液晶ポリマーなども結晶性の熱可塑性樹脂である。
【００７９】
また、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などの非結晶性の熱可塑性樹脂であっても、延伸により配向を付けた樹脂材料であれば、結晶性の熱可塑性樹脂と同様の性質を示す。すなわち、スリット３０を形成することにより、その配向が破壊され、その後、スリット３０が塞がれても、そのスリット３０を塞ぐ樹脂部同士は、一定の向きに配向されたものではない。従って、その樹脂部同士は、僅かな応力で引き離すことができる。
【００８０】
上述のプリント基板の製造方法によれば、除去領域４０は、加熱・加圧工程後に行なわれる切り出し工程の際に、製品領域６０から取り除かれるので、加熱・加圧工程の対象となる片面導体パターンフィルム２１の積層体の表面の位置は、全面に渡ってほぼ同一の位置にある。従って、加熱プレス板によって、積層体全体に対して、加熱及び加圧をほぼ均一に行なうことが容易になる。このため、各樹脂フィルム２３の接着強度の安定化、導体パターン２２の位置ずれの防止、層間接続の信頼性の向上等を図ることができる。
【００８１】
上述の本実施形態においては、離型シート４５を用いることによって、除去領域４０と多層基板の残存領域とを分離した。しかしながら、この離型シート４５を片面導体パターンフィルム２１ａ，２１ｂ間に挿入することにより、離型シート４５の厚さ分だけ、除去領域４０の厚さが、除去領域４０の周囲の積層体の厚さよりも厚くなってしまう場合がある。この場合、離型シート４５の厚さは２０μｍ程度に形成することができるため、その厚さの違いは僅かではあるが、加熱・加圧工程において加熱プレス板によって均一な加圧及び加熱を行なうためには、積層体の全体に渡って厚さが同じであることが好ましい。
【００８２】
このように、離型シート４５を積層体の一部に積層した場合であっても、積層体の厚さを全体に渡って等しくするためには、図４（ｇ）に示すように、離型シート４５を積層した除去領域４０において、離型シート４５の厚さを相殺できる分だけ、導体パターン２２を取り除くことが有効である。
【００８３】
上述の実施形態に係わる製造方法では、片面導体パターンフィルムの樹脂フィルムにスリットを形成する際に、そのスリットの形成領域に渡って、連続的な切り込みをいれることによってスリットを形成した。しかしながら、例えばスリットの形成予定領域に沿って、樹脂フィルムに間欠的に切り込みをいれることによってスリットを形成することもできる。いずれの場合にも、スリットの形成領域における基板強度は低下するため、加熱・加圧工程により多層基板を構成した後に、僅かな応力を加えるだけで、スリットの形成領域全体に渡って多層基板にスリットを形成することができる。
【００８４】
また、上記本実施形態において、銅箔をエッチング処理することにより導体パターンを形成するものであったが、絶縁基材への導電ペーストパターン印刷等により導体パターンを形成するものであってもよい。また、導電ペーストをパターン印刷することにより導体パターンを形成する場合には、ビアホール内への導電ペースト充填を同時に行なうものであってもよい。
【００８５】
また、上記本実施形態において、絶縁基材である樹脂フィルムとしてポリエーテルエーテルケトン樹脂６５〜３５重量％とポリエーテルイミド樹脂３５〜６５重量％とからなる樹脂フィルムを用いたが、これに限らず、ポリエーテルエーテルケトン樹脂とポリエーテルイミド樹脂に非導電性フィラを充填したフィルムであってもよいし、他の材質の熱可塑性樹脂フィルムであってもよい。加熱プレスにより接着が可能であり、後工程である半田付け工程等で必要な耐熱性を有する熱可塑性樹脂フィルムであれば好適に用いることができる。
【００８６】
また、上記本実施形態において、層間接続材料として、銀合金の金属粒子を含有する導電ペーストを用いたが、他の金属粒子を含有する導電ペーストであってもよいし、半田ボール等の金属ボールを用いてもよい。
【００８７】
さらに、上記本実施形態では、片面導体パターンフィルム２１から多層基板を形成する実施例について説明したが、両面導体パターンフィルムを用いて多層基板を構成しても良い。たとえば、複数の両面導体パターンフィルムを用意し、それらを、層間接続材料がビアホールに充填されたフィルムを介して積層しても良いし、１枚の両面導体パターンフィルムの両面にそれぞれ片面導体パターンフィルムを積層しても良い。
【００８８】
（第２の実施形態）
以下、本発明を適用した他の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては、第１の実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。
【００８９】
第２の実施形態では、第１の実施形態で説明した伝送線路ＴＬとして、マイクロストリップ線路に代えて、図７に示すように、ストリップ線路とする。図７は、本実施形態の多層プリント基板の概略構成を示す構成図であって、図７（ａ）は断面図、図７（ｂ）は平面図である。伝送線路ＴＬは、図７（ａ）に示すように、少なくとも４層（図７では、４層）の樹脂フィルム２３を積層されている。
この３層に積層された樹脂フィルムのうち、図７（ａ）に示すように、第２層の樹脂フィルム２３（２）と第３層の樹脂フィルム２３（３）との間には、マザーボード部ＭＢから延出された導体パターン２２（２−３）が、所定の線路幅Ｗを有する配線導体パターン２２ｓに形成されている。さらに、第１層の樹脂フィルム２３（１）と第２層の樹脂フィルム２３（２）との間、および第３層の樹脂フィルム２３（３）と第４層の樹脂フィルム２３（４）との間には、それぞれ、同様に、マザーボード部ＭＢから延出された導体パターン２２（２−３）、２２（２−３）が、グランドパターン２２ｇに形成されている。これにより、配線導体パターン２２ｓと、配線導体パターン２２ｓを挟み込む両グランドパターン２２ｇは、ストリップ線路を構成する。なお、配線導体パターン２２ｓと両グランドパターン２２ｇ間に配置された第２層の樹脂フィルム２３（２）および第３層の樹脂フィルム２３（３）は、伝送損失を抑えるための誘電体層を形成している。
なお、この伝送線路ＴＬ内に形成されたストリップ線路は、同一基板から一体的に形成されることで、マザーボード部ＭＢ内のストリップ線路に接続されていることは言うまでもない。
【００９０】
したがって、同一基板により形成されるマザーボード部ＭＢと伝送線路ＴＬにおいて、伝送線路ＴＬは、高周波信号の入出力に係わる伝送損失の少ないストリップ線路を形成することが可能である。さらに、この伝送線路ＴＬは、樹脂フィルム２３として同一の熱可塑性樹脂を用いるので、例えば加熱・加圧によってマザーボード部ＭＢと同時成形することが可能であるので、安価な多層プリント基板１、特に外部回路に接続するための接続構造を提供することが可能である。さらに、本実施形態では、伝送線路ＴＬとしてストリップ線路を用いるので、マザーボード部ＭＢから伝送線路ＴＬを延出する際に生じるインピーダンスの変化がないので、インピーダンス調整を不要にすることが可能である。その結果、伝送線路ＴＬをストリップ線路構造とする場合には、インピーダンス調整手段が不要となる。さらになお、ストリップ線路を構成する配線導体パターン２２ｓと両グランドパターン２２ｇにおいて、配線導体パターン２２ｓが両グランドパターン２２ｇに挟み込まれているため、不要電波の漏洩が、第１の実施形態によるマイクロストリップ線路に比べて、少なくすることが可能である。
【００９１】
次に、多層プリント基板１と外部回路とを接続する接続方法について以下説明する。なお、第１の実施形態で説明した伝送線路ＴＬと外部回路との固定方法については、同様な嵌合固定する手段であればよいので、省略する。
【００９２】
ストリップ線路構造を有する伝送線路ＴＬでは、以下の特徴を有することで、外部回路と電磁的に接続可能である。すなわち、配線導体パターン２２ｓを挟み込む両グランドパターン２２ｇのうち一方には、マザーボード部ＭＢから延出する配線導体パターン２２ｓの延在する方向に対して、略直交するスロット孔２２ｇｓが開けられている。これにより、配線導体パターン２２ｓは、スロット孔２２ｇｓを介して、外部回路と電磁的に結合することが可能である。これにより、第１の実施形態と同様に、伝送線路ＴＬと外部回路の配線導体パターン２２ｓ同士が、直接、物理的に接続するのではなく、誘電体層を構成することが可能な樹脂フィルム２３（本実施形態では、スロット孔２２ｇｓが開けられているグランドパターン２２ｇの層側の第１層の樹脂フィルム２３（１））を介して非接触に接続することが可能である。
【００９３】
なお、スロット孔２２ｇｓは、図７（ｂ）に示すように、スロット孔２２ｇｓの開口部の形状として、長さＬｓ１、幅Ｌｓ２（Ｌｓ２＜Ｌｓ１）、および配線導体パターン２２ｓの端部から、スロット孔２２ｇｓが配線導体パターン２２ｓにオーバラップしている中心までの距離Ｌｓ３を、所望の高周波信号の周波数等から最適化される。例えば少なくとも伝送線路ＴＬのストリップ線路の線路幅Ｗを重ねるように配置するとともに、電波が導かれるスロット孔２２ｇｓの開口部が一致するように、伝送線路ＴＬと外部回路とが配置されている。これにより、所定の伝送損失内に抑えつつ、所望の高周波信号の入出力が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の多層プリント基板の概略構成を示す構成図であって、図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は平面図である。
【図２】第１の実施形態に係わる多層プリント基板と外部回路との接続方法を示す断面図である。
【図３】図２中の接続部をＩＩＩ方向からみた平面図である。
【図４】第１の実施形態の多層プリント基板に係わる製造方法を製造工程で示す工程別断面図であって、図４（ａ）から図４（ｈ）は、各製造工程での多層プリント基板の状態を示す断面図である。
【図５】第１の実施形態の多層プリント基板に係わる製造工程において、切り出し工程後の多層プリント基板の構造を示す断面図である。
【図６】第１の実施形態による多層プリント基板に係わる製造工程において、加熱・加圧工程後のプリント基板の状態を示す平面図である。
【図７】第２の実施形態の多層プリント基板の概略構成を示す構成図であって、図７（ａ）は断面図、図７（ｂ）は平面図である。
【図８】第２の実施形態の多層プリント基板と外部回路との接続方法に係わる接続部をみた平面図である。
【図９】従来のプリント基板に係わる外部回路との接続方法を示す部分的断面斜視図である。
【符号の説明】
１　多層プリント基板
ＭＢ　マザーボード部
ＴＬ　伝送線路
２１、２１ａ、２１ｂ　片面導体パターンフィルム
２２　導体パターン
２２ｓ　配線導体パターン
２２ｇ　グランドパターン
２２ｇｓ　スロット孔
２３　樹脂フィルム
２４　ビアホール
３０　スリット
４０　除去領域
４５　離型シート
５１　層間組成物
６０　製品領域
１００　（製造工程中の）多層基板
１０１、１０１ａ、１０１ｂ　（製造工程中の）リジッド−フレキプリント基板、リジッド基板領域、フレキ基板領域
２００　被接続体（外部回路）

Claims (12)

1. 熱可塑性樹脂からなる絶縁基材を介して複数の導体パターンを積層するとともに、基板領域内に前記導体パターンを積層する層数が異なる構造であって、
   前記構造は、マザーボード部と、前記マザーボード部から延出され、外部回路に高周波信号を伝送可能な伝送線路を備えていることを特徴とする多層プリント基板。
2. 前記伝送線路は、少なくとも３層の前記絶縁基材を積層してなり、前記３層に積層された絶縁基材のうち、第１層と第２層の絶縁基材間には、前記マザーボード部から延出された前記導体パターンが、所定のインピーダンスを有する配線導体パターンに形成され、前記第２層と第３層の絶縁基材間には、前記マザーボード部から延出された前記導体パターンが、グランドパターンに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント基板。
3. 前記伝送線路は、少なくとも４層の前記絶縁基材を積層してなり、前記４層に積層された絶縁基材のうち、第２層と第３層の絶縁基材間には、前記マザーボード部から延出された前記導体パターンが、所定のインピーダンスを有する配線導体パターンに形成され、第１層と前記第２層の絶縁基材間および前記第３層と第４層の絶縁基材間には、それぞれ、前記マザーボード部から延出された前記導体パターンが、グランドパターンに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント基板。
4. 前記グランドパターンのうちいずれか一方には、前記配線導体パターンが延在する方向に対して、略直交するスロット孔が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の多層プリント基板。
5. 請求項２に記載の多層プリント基板と外部回路とを接続する多層プリント基板の接続方法であって、
   前記多層プリント基板の前記伝送線路のうち、前記第１層の絶縁基材側を、前記外部回路の基板上に形成されたマイクロストリップ線路に接合することを特徴とする多層プリント基板の接続方法。
6. 請求項２に記載の多層プリント基板と、外部回路としての請求項２に記載の多層プリント基板とを接続する多層プリント基板の接続方法であって、
   前記多層プリント基板の前記伝送線路のうち、前記第１層の絶縁基材同士を接合することを特徴とする多層プリント基板の接続方法。
7. 請求項４に記載の多層プリント基板と外部回路とを接続する多層プリント基板の接続方法であって、
   前記多層プリント基板の前記伝送線路の前記第１層または前記第４層の絶縁基材のうち、前記グランドパターンに前記スロット孔が形成された層側の絶縁基材側を、前記外部回路の基板上に形成されたストリップ線路に重ねて接合することを特徴とする多層プリント基板の接続方法。
8. 請求項４に記載の多層プリント基板と、外部回路としての請求項４に記載の多層プリント基板とを接続する多層プリント基板の接続方法であって、
   前記多層プリント基板の前記伝送線路の前記第１層または前記第４層の絶縁基材のうち、前記グランドパターンに前記スロット孔が形成された層側の絶縁基材同士を、前記両スロット孔を重ねるように接合することを特徴とする多層プリント基板の接続方法。
9. 前記多層プリント基板をそれぞれ加熱・加圧により形成した後、前記伝送線路同士を加熱・加圧によって接合することを特徴とする請求項６または請求項８に記載の多層プリント基板の接続方法。
10. 前記多層プリント基板をそれぞれ加熱・加圧により形成した後、少なくとも前記伝送線路の線路幅を重ねるように配置し、嵌合固定することを特徴とする請求項６または請求項８に記載の多層プリント基板の接続方法。
11. 熱可塑性樹脂からなる絶縁基材を介して複数の導体パターンを積層するとともに、基板領域内に前記導体パターンを積層する層数が異なる構造であって、
    前記構造は、マザーボード部と、前記マザーボード部から延出され、外部回路に高周波信号を伝送可能な伝送線路を備え、
    前記伝送線路は、前記マザーボード部に複数枚積層された前記導体パターンのうち、少なくとも二つの導体パターンが延出して構成されていることを特徴とする多層プリント基板。
12. 前記伝送線路は、前記マザーボード部の側面から延出する前記導体パターンを備えていることを特徴とする請求項１から請求項４、および請求項１１のいずれか一項に記載の多層プリント基板。

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