JP2004172533A

JP2004172533A - Printed-board manufacturing method, and printed board formed by same method

Info

Publication number: JP2004172533A
Application number: JP2002339141A
Authority: JP
Inventors: Taizo Mizutani; 太蔵水谷
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2004-06-17

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a printed-board manufacturing method and the printed board wherein its thickness obtained after mounting an electric element on it can be made small by its simple manufacturing processes while suppressing the reduction of the mounting density of its components. <P>SOLUTION: Films 31 having conductor patterns on their single sides each of which has a through hole 35 formed correspondingly in the position for mounting thereon an electric element 41, 41a are laminated together with films 21 having conductor patterns on their single sides (cf. (e)). This laminated body is so heated and so pressed from both its surfaces as to bond to each other the respective films 21, 31 having conductor patterns on their single sides. Thereby, there is obtained the printed board 100 comprising an insulating base material 39 so formed as to bond to each other resin films 23 made of a single thermoplastic resin wherein a recessed portion 36 is formed (cf. (f)). Further, the electric element 41, 41a is so inserted into the recessed portion 36 as to mount it therein. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁基材から露出するように電気素子が実装されるプリント基板の製造方法およびその製造方法によって形成されるプリント基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化等（特に薄型化）の要求に対応して、表面実装素子実装後のプリント基板薄型化の要求が高まっている。表面実装素子実装後のプリント基板を薄型化するために、例えば図４に示すように、プリント基板５００を形成した後、表面実装する高背な電気素子５４１の実装位置にプレス加工等により貫通孔５３６を形成し、この貫通孔５３６内に電気素子５４１を挿設して実装するプリント基板の製造方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、貫通孔５３６形成部位のうち電気素子５４１が挿設されない部位（図４中の電気素子背面側の空間５３６ａ）に導体パターン等が配設できないため、実装密度が低下するという問題がある。
【０００４】
また、実装密度の低下を抑制するため、プリント基板５００形成後に座ぐり加工等により実装位置に凹部を形成し、この凹部内に電気素子５４１を挿設して実装する方法も考えられるが、製造工程が非常に複雑になるという問題がある。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、製造工程がシンプルであり、実装密度の低下を抑制しつつ、電気素子実装後のプリント基板を薄型化することが可能なプリント基板の製造方法およびその製造方法によって形成されるプリント基板を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明のプリント基板の製造方法では、
絶縁基材（３９）となる樹脂フィルム（２３）を積層する積層工程と、
絶縁基材（３９）から露出するように電気素子（４１）を実装する実装工程とを備え、
電気素子（４１）を表面実装するプリント基板の製造方法において、
電気素子（４１）を実装する位置に対応して、樹脂フィルム（２３）に貫通孔（３５）を形成する孔形成工程を有し、
実装工程では、電気素子（４１）を貫通孔（３５）により形成された絶縁基材（３９）の有底状の凹部（３６）内に挿設することを特徴としている。
【０００７】
これによると、電気素子（４１）は絶縁基材（３９）の有底状の凹部（３６）内に挿設されるので、電気素子（４１）実装後のプリント基板（１０１）を薄型化することが可能である。また、凹部（３６）の底面側部位を用い実装密度の低下を抑制することができる。さらに、凹部（３６）は貫通孔（３５）により形成されるので、製造工程もシンプルなものとすることが可能である。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明のプリント基板の製造方法では、孔形成工程において、凹部（３６）内に挿設される電気素子（４１）の厚さに応じて、複数の樹脂フィルム（２３）の同じ位置に貫通孔（３５）を形成することを特徴としている。
【０００９】
これによると、１枚の樹脂フィルム（２３）の厚さより厚い電気素子（４１）であっても、絶縁基材（３９）の凹部（３６）内に挿設することが可能である。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明のプリント基板の製造方法では、
積層工程の前に、孔形成工程が行なわれ、
積層工程の後に、積層した樹脂フィルム（２３）の積層体を両面から加圧しつつ加熱することにより、各樹脂フィルム（２３）相互の接着を行なう接着工程を有し、
接着工程において、貫通孔（３５）により凹部（３６）が形成されることを特徴としている。
【００１１】
これによると、積層前の樹脂フィルム（２３）に貫通孔（３５）を形成するので、貫通孔（３５）形成が容易である。また、積層後の各樹脂フィルム（２３）相互を接着することにより容易に凹部（３６）を形成することができる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明のプリント基板の製造方法では、
積層工程の前に、孔形成工程が行なわれ、
積層工程では、同じ位置に貫通孔（３５）が形成された複数の樹脂フィルム（２３）のみを積層し、
積層工程の後に、積層した樹脂フィルム（２３）の積層体を両面から加圧しつつ加熱することにより、各樹脂フィルム（２３）相互の接着を行なう接着工程と、
接着工程の後に、接着した樹脂フィルム（２３）の接着体（１３１）と絶縁基材（３９）となる他の樹脂フィルム（２３）とを積層する再積層工程と、
再積層工程の後に、積層した樹脂フィルム接着体（１３１）と他の樹脂フィルム（２３）との積層体を両面から加圧しつつ加熱することにより、樹脂フィルム接着体（１３１）と他の樹脂フィルム（２３）との接着を行なう再接着工程とを有し、
再接着工程において、貫通孔（３５）により凹部（３６）が形成されることを特徴としている。
【００１３】
これによると、積層前の樹脂フィルム（２３）に貫通孔（３５）を形成するので、貫通孔（３５）形成が容易である。また、接着工程では同じ位置に貫通孔（３５）が形成された各樹脂フィルム（２３）相互の接着を行なうので、均一に加圧し易く接着が容易である。さらに、再接着工程において、積層後の樹脂フィルム接着体（１３１）を接着することにより容易に凹部（３６）を形成することができる。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明のプリント基板の製造方法では、
積層工程では、同じ位置に貫通孔（１３５）が形成される複数の樹脂フィルム（２３）のみを積層し、
積層工程の後に、積層した樹脂フィルム（２３）の積層体を両面から加圧しつつ加熱することにより、各樹脂フィルム（２３）相互の接着を行なう接着工程と、
接着工程の後に、接着した樹脂フィルム（２３）の接着体（１２１）と絶縁基材（３９）となる他の樹脂フィルム（２３）とを積層する再積層工程と、
再積層工程の後に、積層した樹脂フィルム接着体（１２１）と他の樹脂フィルム（２３）との積層体を両面から加圧しつつ加熱することにより、樹脂フィルム接着体（１２１）と他の樹脂フィルム（２３）との接着を行なう再接着工程とを有し、
接着工程の後、再積層工程の前に、孔形成工程が行なわれ、
再接着工程において、貫通孔（１３５）により前記凹部（３６）が形成されることを特徴としている。
【００１５】
これによると、接着工程では同じ位置に貫通孔（１３５）が形成される前の各樹脂フィルム（２３）相互の接着を行なうので、均一に加圧し易く接着が容易である。また、積層前の樹脂フィルム接着体（１２１）に貫通孔（１３５）を形成するので、樹脂フィルム接着体（１２１）を構成する複数の樹脂フィルム（２３）に貫通孔（１３５）を同時に形成することができる。さらに、再接着工程において、積層後の樹脂フィルム接着体（１２１）を接着することにより容易に凹部（３６）を形成することができる。
【００１６】
また、請求項６に記載の発明のプリント基板の製造方法では、積層される樹脂フィルム（２３）は、熱可塑性樹脂からなることを特徴としている。
【００１７】
これによると、加圧しつつ加熱することで各樹脂フィルム（２３）相互を接着し易い。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明のプリント基板の製造方法では、積層される樹脂フィルム（２３）は、同一の材料からなることを特徴としている。
【００１９】
これによると、各樹脂フィルム（２３）相互を一層接着し易い。従って、各樹脂フィルム（２３）間を確実に接着した絶縁基材（３９）を備えるプリント基板を得ることができる。
【００２０】
また、請求項８に記載の発明のプリント基板の製造方法では、樹脂フィルム（２３）は、加圧しつつ加熱するときの加熱温度において、弾性率が１〜１０００ＭＰａであることを特徴としている。
【００２１】
これによると、接着時に、樹脂フィルム（２３）の弾性率を１〜１０００ＭＰａと充分に低下させた状態で加圧することにより各樹脂フィルム（２３）相互を確実に接着することができる。
【００２２】
また、請求項７に記載のプリント基板の製造方法によって、請求項９に記載の発明のように、
同一の熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム（２３）を積層後加圧しつつ加熱して相互に接着してなる絶縁基材（３９）と、
樹脂フィルム（２３）に貫通孔（３５）を設けることによって絶縁基材（３９）に形成された有底状の凹部（３６）に実装された電気素子（４１）とを備えることを特徴とするプリント基板（１００）が形成できる。
【００２３】
これは、各樹脂フィルム（２３）相互が確実に接着して形成された絶縁基材（３９）の有底状の凹部（３６）に電気素子（４１）が実装された、実装密度の低下が抑制され薄型化されたプリント基板（１００）である。
【００２４】
また、請求項１０に記載の発明のプリント基板では、
樹脂フィルム（２３）は、加圧しつつ加熱されるときの加熱温度において、弾性率が１〜１０００ＭＰａであることを特徴としている。
【００２５】
これによると、加圧しつつ加熱するときに、樹脂フィルム（２３）の弾性率を１〜１０００ＭＰａと充分に低下させた状態で加圧することにより各樹脂フィルム（２３）相互を確実に接着した絶縁基材（３９）となる。
【００２６】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００２８】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態におけるプリント基板の製造工程を示す工程別断面図である。
【００２９】
図１（ａ）において、２１は絶縁基材である樹脂フィルム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。本例では、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７５μｍの熱可塑性樹脂フィルムを用いている。
【００３０】
図１（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１（ｂ）に示すように、樹脂フィルム２３側から炭酸ガスレーザを照射して、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。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。
【００３１】
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、微細な径で穴あけでき、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。
【００３２】
図１（ｂ）に示すように、ビアホール２４の形成が完了すると、次に、図１（ｃ）に示すように、ビアホール２４内に電気的な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にエチルセルロース樹脂６ｇを溶解したものを加え、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。
【００３３】
ここで、エチルセルロース樹脂は、導電ペースト５０に保形性を付与するために添加されており、保形性付与剤としてはアクリル樹脂等を採用することもできる。
【００３４】
導電ペースト５０は、メタルマスクを用いたスクリーン印刷機により、片面導体パターンフィルム２１のビアホール２４内に印刷充填された後、１４０〜１６０℃で約３０分間テルピネオールを乾燥させる。ビアホール２４内への導電ペースト５０の充填は、本例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。
【００３５】
ここで、ペースト化のために添加する有機溶剤として、テルピネオール以外を用いることも可能であるが、沸点が１５０〜３００℃の有機溶剤を用いることが好ましい。沸点が１５０℃未満の有機溶剤では、導電ペースト５０の粘度の経時変化が大きくなるという不具合を発生し易い。一方、沸点が３００℃を超える有機溶剤では、乾燥に要する時間が長くなり好ましくない。
【００３６】
また、本例では、導電ペースト５０を構成する金属粒子として、平均粒径５μｍ、比表面積０．５ｍ^２／ｇの錫粒子と、平均粒径１μｍ、比表面積１．２ｍ^２／ｇの銀粒子とを用いたが、これらの金属粒子は、平均粒径が０．５〜２０μｍであるとともに、比表面積が０．１〜１．５ｍ^２／ｇであることが好ましい。
【００３７】
金属粒子の平均粒径が０．５μｍ未満であったり、比表面積が１．５ｍ^２／ｇを超える場合には、ビアホール充填に適した粘度にペースト化するために多量の有機溶剤を必要とする。多量の有機溶剤を含んだ導電ペーストは乾燥に時間を要し、乾燥が不充分であると、層間接続時の加熱により多量のガスを発生するため、ビアホール２４内にボイドが発生し易く、層間接続信頼性を低下させる。
【００３８】
一方、金属粒子の平均粒径が２０μｍを超えたり、比表面積が０．１ｍ^２／ｇ未満の場合には、ビアホール２４内に充填し難くなるとともに、金属粒子が偏在し易くなり、加熱しても均一な合金からなる後述する導電性組成物５１を形成し難く、層間接続信頼性を確保し難いという問題があり好ましくない。
【００３９】
また、ビアホール２４内へ導電ペースト５０を充填する前に、導体パターン２２のビアホール２４に面する部位を薄くエッチング処理したり還元処理してもよい。これによると、後述するビア接続が一層良好に行なわれる。
【００４０】
一方、図１（ｄ）において、３１は、片面導体パターンフィルム２１と同様に、図１（ａ）〜（ｃ）に示した工程により、絶縁基材である樹脂フィルム２３に導体パターン２２の形成、ビアホール２４の形成および導電ペースト５０の充填を行なった片面導体パターンフィルムである。
【００４１】
なお、片面導体パターンフィルム３１には、図１（ｂ）に示すビアホール２４の形成時に、後述する表面実装される電気素子４１、ドームスイッチ４１ａの配置位置に対応した位置に、レーザ加工により電気素子４１等の外形より若干大きい寸法の貫通孔３５を形成している。
【００４２】
貫通孔３５の形成は、ビアホール２４形成時にレーザ加工により行なったが、ビアホール２４の形成時とは別に、パンチ加工やルータ加工等により形成することも可能である。
【００４３】
ここで、片面導体パターンフィルム３１の樹脂フィルム２３として、本例では、片面導体パターンフィルム２１の樹脂フィルム２３と同様に、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７５μｍの熱可塑性樹脂フィルムを用いている。
【００４４】
片面導体パターンフィルム３１への貫通孔３５の形成、片面導体パターンフィルム２１、３１のビアホール２４内への導電ペースト５０の充填および乾燥が完了すると、図１（ｅ）に示すように、片面導体パターンフィルム２１、３１を複数枚（本例では６枚）積層する。
【００４５】
このとき、上方側５枚の片面導体パターンフィルム２１、３１は導体パターン２２が設けられた側を上側として、下方側１枚の片面導体パターンフィルム３１は導体パターン２２が設けられた側を下側として積層する。すなわち、下側の２枚の片面導体パターンフィルム３１を導体パターン２２が形成されていない面同士を向かい合わせて積層し、残りの４枚の片面導体パターンフィルム２１、３１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。
【００４６】
ここで、貫通孔３５により形成される空間の厚さ（貫通孔３５の樹脂フィルム２３の厚さ方向の寸法の総和）が後述する電気素子４１およびドームスイッチ４１ａの厚さと略同等となるように、同じ位置に貫通孔３５を設けた片面導体パターンフィルム３１を複数枚（本例では電気素子４１が実装される下方側では３枚、ドームスイッチ４１ａが実装される上方側では２枚）隣接して積層している。
【００４７】
図１（ｅ）に示すように片面導体パターンフィルム２１、３１を積層したら、これらの上下両面から真空加熱プレス機により、図示しない緩衝材を介して加熱しながら加圧する。本例では、２５０〜３５０℃の温度に加熱し１〜１０ＭＰａの圧力で１０〜２０分間加圧した。
【００４８】
これにより、図１（ｆ）に示すように、各片面導体フィルムパターン２１、３１相互が接着される。樹脂フィルム２３は全て同じ熱可塑性樹脂材料によって形成されており、真空加熱プレス機により加圧しつつ加熱されているときの弾性率は約５〜４０ＭＰａに低下しているので、容易に熱融着して一体化した絶縁基材３９となる。
【００４９】
このとき、絶縁基材３９には、片面導体パターンフィルム３１に形成されていた貫通孔３５により有底状の凹部３６が形成される。
【００５０】
さらに、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により隣接する導体パターン２２の層間接続が行なわれ、多層のプリント基板１００が得られる。ここで、導電性組成物５１は電気的な接続材料であり、ビアホール２４と導電性組成物５１とで、本実施形態のビアを構成している。
【００５１】
なお、加熱プレス時の樹脂フィルム２３の弾性率は１〜１０００ＭＰａであることが好ましい。弾性率が１０００ＭＰａより大きいと樹脂フィルム２３間が熱融着し難いとともに、樹脂フィルム２３を変形させ難い。また、弾性率が１ＭＰａより小さいと加圧により樹脂フィルムが流れ易くプリント基板１００を形成し難い。
【００５２】
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内に充填され乾燥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。
【００５３】
この状態で加熱が継続すると、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。
【００５４】
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には、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面に圧接される。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。
【００５５】
プリント基板１００が得られたら、絶縁基材３９の図中下方側の凹部３６内に、ＩＣ等の電気素子４１を挿設し、電気素子４１の電極部４１１を導体パターン２２のランド部に半田付けして実装する。なお、このとき、半田付けにより導体パターン２２と電気的接続を行なう図示しない他の電気素子も半田付け実装される。その後、絶縁基材３９の図中上方側の凹部３６内に、スイッチ機能を有する電気素子であるドームスイッチ４１ａを挿設実装する。このようにして、図１（ｇ）に示すような電気素子４１、ドームスイッチ４１ａ等の表面実装素子が絶縁基材３９から露出するように実装されたプリント基板１０１が得られる。
【００５６】
なお、上述の製造工程において、図１（ｄ）に示す貫通孔３５を形成する工程が本実施形態における孔形成工程であり、図１（ｅ）に示す工程が本実施形態における積層工程である。また、図１（ｅ）に示す積層体を加熱プレスして図１（ｆ）に示すプリント基板１００を形成する工程が本実施形態における接着工程であり、プリント基板１００に電気素子４１等を実装して図１（ｇ）に示すプリント基板１０１を形成する工程が本実施形態における実装工程である。
【００５７】
上述の製造方法およびその製造方法により得られる構成によれば、電気素子４１およびドームスイッチ４１ａは絶縁基材３９の有底状の凹部３６内に挿設されるので、素子実装後のプリント基板１０１を薄型化することができる。特に、ドームスイッチ４１ａのように素子背面側に電極部を有する電気素子は、従来基板の貫通孔内には搭載し難くプリント基板薄型化の障害となっていた。上述の構成によれば、素子背面側に電極部を有する電気素子を実装する場合であっても、プリント基板を薄型化することができる。
【００５８】
また、凹部３６の底面側部位（電気素子４１等の背面側部位）に導体パターン２２等を形成し、従来のように絶縁基材に貫通孔を形成した場合より実装密度の低下を抑制することができる。
【００５９】
さらに、凹部３６は片面導体パターンフィルム３１に形成した貫通孔３５により形成されるので、製造工程は複雑とならない。貫通孔３５は積層前の片面導体パターンフィルム３１に容易に形成することができ、積層後の片面導体パターンフィルム２１、３１相互を接着することにより容易に凹部３６を形成することができる。
【００６０】
また、片面導体パターンフィルム２１、３１の積層一体化、および導体パターン２２層間の層間接続を、加圧しつつ加熱することにより、同時に行なうことができる。したがって、プリント基板１００の加工工数が低減でき、製造コストを低減することが可能である。
【００６１】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図に基づいて説明する。
【００６２】
本第２の実施形態は、第１の実施形態に対し、片面導体パターンフィルム２１、３１を接着する工程が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【００６３】
図１（ａ）〜（ｄ）に示す第１の実施形態と同様に、導体パターン２２形成、ビアホール２４形成、導電ペースト５０充填および貫通孔３５形成が完了すると、図２（ａ）に示すように、同じ位置に貫通孔３５が形成された複数枚（本例では３枚）の片面導体パターンフィルム３１を積層する。そして、この積層体の上下両面から真空加熱プレス機により、図示しない緩衝材を介して加熱しながら加圧する。これにより、図２（ｂ）に示すように、貫通孔１３５を有する片面導体パターンフィルム３１の接着体１３１が形成される。
【００６４】
図２（ｂ）に示す接着体１３１を形成したら、図２（ｃ）に示すように、接着体１３１と片面導体パターンフィルム２１とを積層する。ここで、図２（ｃ）に示す上方側の接着体１３１は、図２（ｃ）に示す下方側の接着体１３１と貫通孔１３５の形成位置が異なるものであり、図示は省略しているが、図２（ａ）、（ｂ）に示す工程と同様の工程により形成している。なお、図２（ｃ）に示す片面導体パターンフィルム２１の樹脂フィルム２３が、本実施形態における他の樹脂フィルムである。
【００６５】
図２（ｃ）に示すように接着体１３１と片面導体パターンフィルム２１とを積層したら、これらの上下両面から真空加熱プレス機により加熱しながら加圧する。これにより、図２（ｄ）に示すように、各片面導体フィルムパターン２１および接着体１３１相互が接着され、プリント基板１００が得られる。これは、図１（ｆ）に示したプリント基板１００と同様の構成である。
【００６６】
加熱プレスにより接着体１３１を形成すると、接着体１３１のビアホール２４内に導電性組成物５１が形成されるが、再加熱プレス時には、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。したがって、第１の実施形態と同様なプリント基板１００が得られる。
【００６７】
プリント基板１００が得られたら、図１（ｇ）に示す第１の実施形態と同様に、電気素子４１およびドームスイッチ４１ａを実装してプリント基板１０１を得る。
【００６８】
なお、上述の製造工程において、図１（ｄ）に示す貫通孔３５を形成する工程が本実施形態における孔形成工程である。図２（ａ）に示す工程が本実施形態における積層工程であり、図２（ａ）に示す積層体を加熱プレスして図２（ｂ）に示す接着体１３１を形成する工程が本実施形態における接着工程である。また、図２（ｃ）に示す工程が本実施形態における再積層工程であり、図２（ｃ）に示す積層体を加熱プレスして図２（ｄ）に示すプリント基板１００を形成する工程が本実施形態における再接着工程である。そして、プリント基板１００に電気素子４１等を実装して図１（ｇ）に示すプリント基板１０１を形成する工程が本実施形態における実装工程である。
【００６９】
上述の工程において本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、図１（ｅ）に示す片面導体パターンフィルム２１、３１のうち、同じ位置に貫通孔３５が形成された複数の片面導体パターンフィルム３１、すなわち上方側の２枚の片面導体パターンフィルム３１および下方側の３枚の片面導体パターンフィルム３１を、それぞれ先に積層接着して接着体１３１を形成する点である。
【００７０】
上述の製造方法およびその製造方法により得られる構成によれば、第１の実施形態と同様に、電気素子４１およびドームスイッチ４１ａは絶縁基材３９の有底状の凹部３６内に挿設されるので、素子実装後のプリント基板１０１を薄型化することができる。
【００７１】
また、凹部３６の底面側部位（電気素子４１等の背面側部位）に導体パターン２２等を形成し、従来のように絶縁基材に貫通孔を形成した場合より実装密度の低下を抑制することができる。さらに、凹部３６は片面導体パターンフィルム３１に形成した貫通孔３５により形成されるので、製造工程は複雑とならない。
【００７２】
貫通孔３５は積層前の片面導体パターンフィルム３１に容易に形成することができる。加熱プレス回数は増加するものの、接着工程では同じ位置に貫通孔３５が形成された各片面導体パターンフィルム３１相互の接着を行なうので、均一に加圧し易く接着が容易である。さらに、再接着工程において、貫通孔１３５が形成された接着体１３１と片面導体パターンフィルム２１とを接着することにより容易に凹部３６を形成することができる。
【００７３】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について図に基づいて説明する。
【００７４】
本第３の実施形態は、第２の実施形態に対し、貫通孔を形成する工程が異なる。なお、第１、第２の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【００７５】
図１（ａ）〜（ｃ）に示す第１の実施形態と同様に、導体パターン２２形成、ビアホール２４形成および導電ペースト５０充填が完了すると、図３（ａ）に示すように、後工程において同じ位置に貫通孔が形成される複数枚（本例では３枚）の片面導体パターンフィルム２１を積層する。そして、この積層体の上下両面から真空加熱プレス機により加熱しながら加圧する。これにより、図３（ｂ）に示すように、片面導体パターンフィルム２１の接着体１２１が形成される。
【００７６】
図３（ｂ）に示す接着体１２１を形成したら、図３（ｃ）に示すように、後工程において表面実装される電気素子４１、ドームスイッチ４１ａの配置位置に対応した位置に、レーザ加工もしくはパンチ加工等により電気素子４１等の外形より若干大きい寸法の貫通孔１３５を形成する。貫通孔１３５を形成した接着体１２１は、実質的に、第２の実施形態の貫通孔１３５が形成された接着体１３１と同一である。
【００７７】
貫通孔１３５を形成したら、図３（ｄ）に示すように、接着体１２１と片面導体パターンフィルム２１とを積層する。ここで、図３（ｄ）に示す上方側の接着体１２１は、図３（ｄ）に示す下方側の接着体１２１と貫通孔１３５の形成位置が異なるものであり、図示は省略しているが、図３（ａ）〜（ｃ）に示す工程と同様の工程により形成している。なお、図３（ｄ）に示す片面導体パターンフィルム２１の樹脂フィルム２３が、本実施形態における他の樹脂フィルムである。
【００７８】
図３（ｄ）に示すように接着体１２１と片面導体パターンフィルム２１とを積層したら、これらの上下両面から真空加熱プレス機により加熱しながら加圧する。これにより、図３（ｅ）に示すように、各片面導体フィルムパターン２１および接着体１２１相互が接着され、プリント基板１００が得られる。これは、図１（ｆ）および図２（ｄ）に示したプリント基板１００と同様の構成である。
【００７９】
加熱プレスにより接着体１２１を形成すると、接着体１２１のビアホール２４内に導電性組成物５１が形成されるが、再加熱プレス時には、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。したがって、第１、第２の実施形態と同様なプリント基板１００が得られる。
【００８０】
プリント基板１００が得られたら、図１（ｇ）に示す第１の実施形態と同様に、電気素子４１およびドームスイッチ４１ａを実装してプリント基板１０１を得る。
【００８１】
なお、上述の製造工程において、図３（ａ）に示す工程が本実施形態における積層工程であり、図３（ａ）に示す積層体を加熱プレスして図３（ｂ）に示す接着体１２１を形成する工程が本実施形態における接着工程である。また、図３（ｃ）に示す貫通孔１３５を形成する工程が本実施形態における孔形成工程である。図３（ｄ）に示す工程が本実施形態における再積層工程であり、図３（ｄ）に示す積層体を加熱プレスして図３（ｅ）に示すプリント基板１００を形成する工程が本実施形態における再接着工程である。そして、プリント基板１００に電気素子４１等を実装して図１（ｇ）に示すプリント基板１０１を形成する工程が本実施形態における実装工程である。
【００８２】
上述の工程において本実施形態が第２の実施形態と異なる点は、貫通孔１３５を接着体を形成した後に開口する点である。換言すれば、本第３の実施形態では、同じ位置に貫通孔が形成される片面導体パターンフィルム２１に同時に貫通孔を形成している。
【００８３】
上述の製造方法およびその製造方法により得られる構成によれば、第１の実施形態と同様に、電気素子４１およびドームスイッチ４１ａは絶縁基材３９の有底状の凹部３６内に挿設されるので、素子実装後のプリント基板１０１を薄型化することができる。
【００８４】
また、凹部３６の底面側部位（電気素子４１等の背面側部位）に導体パターン２２等を形成し、従来のように絶縁基材に貫通孔を形成した場合より実装密度の低下を抑制することができる。さらに、凹部３６は片面導体パターンフィルム２１の接着体１２１に形成した貫通孔１３５により形成されるので、製造工程は複雑とならない。
【００８５】
貫通孔１３５は積層前の接着体１２１に容易に形成することができ、第２の実施形態に比較して、貫通孔の開口加工回数を低減できる。第１の実施形態に比較して加熱プレス回数は増加するものの、接着工程では貫通孔１３５が形成される前の各片面導体パターンフィルム２１相互の接着を行なうので、均一に加圧し易く接着が容易である。さらに、再接着工程において、貫通孔１３５が形成された接着体１２１と片面導体パターンフィルム２１とを接着することにより容易に凹部３６を形成することができる。
【００８６】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、積層工程において、図１（ｅ）、図２（ａ）、図３（ａ）に示すように片面導体パターンフィルム２１、３１のいずれかもしくは両者を積層したが、この積層パターンに限定されるものではない。両面導体パターンフィルム、片面導体パターンフィルムおよび導体パターンを形成していない樹脂フィルムを適宜組み合わせ積層するものであってもよい。ただし、上記各実施形態のように片面導体パターンフィルムのみの積層によれば、製造工程を確実にシンプルにすることが可能である。
【００８７】
また、上記第１の実施形態では積層工程において、上記第２、第３の実施形態では再積層工程において、貫通孔が形成されていない片面導体パターンフィルム２１を積層するものであったが、片面導体パターンフィルム２１を積層しないものであってもかまわない。すなわち、第１の実施形態の積層工程では貫通孔が形成された片面導体パターンフィルム３１のみを積層するものであってもよいし、第２、第３の実施形態の再積層工程では、接着体１３１、１２１のみ、あるいは接着体１３１、１２１と片面導体パターンフィルム３１のみを積層するものであってもよい。なお、第２、第３の実施形態の再積層工程において、接着体１３１、１２１のみを積層する場合には、接着体を構成する樹脂フィルムが他の樹脂フィルムである。
【００８８】
また、上記各実施形態では、電気素子４１は凹部３６内に挿設され、電極部４１１を凹部３６外の導体パターン２２のランド部に半田付けして実装していたが、凹部３６内の導体パターン２２のランド部に半田付けして実装するものであってもよい。
【００８９】
また、上記各実施形態において、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、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）もしくはポリエーテルイミド（ＰＥＩ）を単独で使用することも可能である。
【００９０】
さらに、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、熱可塑性ポリイミド、または所謂液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂を用いてもよい。加熱プレス時の加熱温度において弾性率が１〜１０００ＭＰａ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樹脂フィルムであれば好適に用いることができる。
【００９１】
また、上記各実施形態において、プリント基板１００は６層基板であったが、層数が限定されるものではないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における第１の実施形態のプリント基板の概略の製造工程を示す工程別断面図である。
【図２】本発明における第２の実施形態のプリント基板の概略の製造工程の一部を示す工程別断面図である。
【図３】本発明における第３の実施形態のプリント基板の概略の製造工程の一部を示す工程別断面図である。
【図４】従来のプリント基板の概略構造を示す断面図である。
【符号の説明】
２１、３１片面導体パターンフィルム
２２導体パターン
２３樹脂フィルム
２４ビアホール
３５貫通孔
３６凹部
３９絶縁基材
４１電気素子
４１ａドームスイッチ（電気素子）
５０導電ペースト
１００プリント基板
１０１プリント基板（電気素子実装後のプリント基板）
１２１、１３１接着体（片面導体パターンフィルムの接着体、樹脂フィルム接着体）
１３５貫通孔[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a printed circuit board on which an electric element is mounted so as to be exposed from an insulating base material, and a printed circuit board formed by the method.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, in response to demands for downsizing and the like (especially thinning) of electronic devices, demands for thinning printed circuit boards after mounting surface mount elements have been increasing. In order to reduce the thickness of the printed circuit board after mounting the surface mounted elements, for example, as shown in FIG. There is known a method of manufacturing a printed circuit board in which 536 is formed and an electric element 541 is inserted and mounted in the through hole 536.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above-described conventional technology, a conductor pattern or the like cannot be disposed in a portion (a space 536a on the back side of the electric element in FIG. 4) of the through hole 536 where the electric element 541 is not inserted. There is a problem of doing.
[0004]
Further, in order to suppress a decrease in the mounting density, a method of forming a concave portion at a mounting position by spot facing after forming the printed circuit board 500 and inserting and mounting the electric element 541 in the concave portion may be considered. There is a problem that the process becomes very complicated.
[0005]
The present invention has been made in view of the above points, a method of manufacturing a printed circuit board that is simple in a manufacturing process, can suppress a decrease in mounting density, and can reduce the thickness of a printed circuit board after mounting an electric element. It is an object to provide a printed circuit board formed by the manufacturing method.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the method for manufacturing a printed circuit board according to the first aspect of the present invention,
A laminating step of laminating a resin film (23) serving as an insulating base material (39);
A mounting step of mounting the electric element (41) so as to be exposed from the insulating base material (39),
In a method for manufacturing a printed circuit board on which an electric element (41) is surface-mounted,
A hole forming step of forming a through hole (35) in the resin film (23) corresponding to a position where the electric element (41) is mounted;
The mounting step is characterized in that the electric element (41) is inserted into the bottomed concave portion (36) of the insulating base material (39) formed by the through hole (35).
[0007]
According to this, since the electric element (41) is inserted into the bottomed concave portion (36) of the insulating base material (39), the printed circuit board (101) on which the electric element (41) is mounted is thinned. It is possible. In addition, the lowering of the mounting density can be suppressed by using the bottom side portion of the concave portion (36). Further, since the concave portion (36) is formed by the through hole (35), the manufacturing process can be simplified.
[0008]
In the method of manufacturing a printed circuit board according to the second aspect of the present invention, in the hole forming step, a plurality of resin films (23) are formed in accordance with the thickness of the electric element (41) inserted into the recess (36). ), A through hole (35) is formed at the same position.
[0009]
According to this, even if the electric element (41) is thicker than the thickness of one resin film (23), it can be inserted into the concave portion (36) of the insulating base material (39).
[0010]
In the method for manufacturing a printed circuit board according to the third aspect of the present invention,
Before the laminating step, a hole forming step is performed,
After the laminating step, there is provided an adhesive step of bonding the resin films (23) to each other by heating the laminated body of the laminated resin films (23) while applying pressure from both sides,
In the bonding step, a concave portion (36) is formed by the through hole (35).
[0011]
According to this, since the through-hole (35) is formed in the resin film (23) before lamination, it is easy to form the through-hole (35). Further, the concave portions (36) can be easily formed by bonding the resin films (23) after lamination to each other.
[0012]
Further, in the method for manufacturing a printed circuit board according to the present invention,
Before the laminating step, a hole forming step is performed,
In the laminating step, only the plurality of resin films (23) having the through holes (35) formed at the same position are laminated,
A bonding step of bonding the resin films (23) to each other by heating the laminated body of the laminated resin films (23) from both sides after the laminating step,
After the bonding step, a re-lamination step of laminating the bonded body (131) of the bonded resin film (23) and another resin film (23) to be an insulating base material (39);
After the re-lamination step, the laminated body of the laminated resin film adhesive body (131) and the other resin film (23) is heated while being pressed from both sides, so that the resin film adhesive body (131) and the other resin film are heated. (23) a re-adhesion step of adhering to the
In the re-adhesion step, a recess (36) is formed by the through hole (35).
[0013]
According to this, since the through-hole (35) is formed in the resin film (23) before lamination, it is easy to form the through-hole (35). Further, in the bonding step, the respective resin films (23) having the through holes (35) formed at the same position are bonded to each other, so that uniform pressure is easily applied and bonding is easy. Further, in the re-adhesion step, the concave portion (36) can be easily formed by adhering the laminated resin film body (131).
[0014]
In the method of manufacturing a printed circuit board according to the fifth aspect of the present invention,
In the laminating step, only a plurality of resin films (23) in which the through holes (135) are formed at the same position are laminated,
A bonding step of bonding the resin films (23) to each other by heating the laminated body of the laminated resin films (23) from both sides after the laminating step,
After the bonding step, a re-lamination step of laminating the bonded body (121) of the bonded resin film (23) and another resin film (23) to be the insulating base material (39);
After the relamination step, the laminated body of the laminated resin film adhesive body (121) and the other resin film (23) is heated while being pressed from both sides, so that the resin film adhesive body (121) and the other resin film are heated. (23) a re-adhesion step of adhering to the
After the bonding step and before the re-lamination step, a hole forming step is performed,
In the re-adhesion step, the concave portion (36) is formed by the through hole (135).
[0015]
According to this, in the bonding step, the respective resin films (23) are bonded to each other before the through-hole (135) is formed at the same position, so that uniform pressure is easily applied and bonding is easy. Further, since the through holes (135) are formed in the resin film adhesive body (121) before lamination, the through holes (135) are simultaneously formed in the plurality of resin films (23) constituting the resin film adhesive body (121). be able to. Further, in the re-bonding step, the concave portion (36) can be easily formed by bonding the laminated resin film bonded body (121).
[0016]
According to a sixth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a printed circuit board, the resin film (23) to be laminated is made of a thermoplastic resin.
[0017]
According to this, the resin films (23) are easily bonded to each other by heating while applying pressure.
[0018]
According to a seventh aspect of the present invention, in the method for manufacturing a printed circuit board, the resin films (23) to be laminated are made of the same material.
[0019]
According to this, the respective resin films (23) are more easily adhered to each other. Therefore, it is possible to obtain a printed board including the insulating base material (39) in which the resin films (23) are securely bonded.
[0020]
In the method for manufacturing a printed circuit board according to the present invention, the resin film (23) has an elastic modulus of 1 to 1000 MPa at a heating temperature when heating while applying pressure.
[0021]
According to this, at the time of bonding, the resin films (23) can be reliably bonded to each other by applying pressure while the elastic modulus of the resin film (23) is sufficiently reduced to 1 to 1000 MPa.
[0022]
Further, according to the method of manufacturing a printed circuit board described in claim 7, as in the invention described in claim 9,
An insulating base material (39) formed by laminating resin films (23) made of the same thermoplastic resin and heating them while applying pressure and bonding them to each other;
An electric element (41) mounted on a bottomed concave portion (36) formed in an insulating base material (39) by providing a through hole (35) in a resin film (23). A printed circuit board (100) can be formed.
[0023]
This is because the electric element (41) is mounted on the bottomed concave portion (36) of the insulating base material (39) formed by firmly bonding the resin films (23) to each other. It is a printed circuit board (100) which is suppressed and thinned.
[0024]
In the printed circuit board according to the tenth aspect,
The resin film (23) has an elastic modulus of 1 to 1000 MPa at a heating temperature when heated while being pressed.
[0025]
According to this, when the resin film (23) is heated while being pressurized, the elasticity of the resin film (23) is sufficiently reduced to 1 to 1000 MPa, and the resin film (23) is pressurized in a state where the resin film (23) is securely bonded to each other. Material (39).
[0026]
Note that the reference numerals in parentheses attached to the respective means indicate the correspondence with specific means described in the embodiment described later.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0028]
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing a printed circuit board according to this embodiment.
[0029]
In FIG. 1A, reference numeral 21 denotes a single-sided conductor having a conductor pattern 22 in which a conductor foil (copper foil having a thickness of 18 μm in this example) adhered to one surface of a resin film 23 as an insulating base material is formed by etching. It is a pattern film. In this example, a 75 μm thick thermoplastic resin film composed of 65 to 35% by weight of a polyetheretherketone resin and 35 to 65% by weight of a polyetherimide resin is used as the resin film 23.
[0030]
As shown in FIG. 1A, when the formation of the conductor pattern 22 is completed, next, as shown in FIG. 1B, a carbon dioxide laser is irradiated from the resin film 23 side to bring the conductor pattern 22 into contact with the bottom surface. A via hole 24 as a bottomed via hole is formed. The via hole is formed by adjusting the output of the carbon dioxide gas laser, the irradiation time, and the like so that a hole is not formed in the conductor pattern 22.
[0031]
An excimer laser or the like can be used for forming the via hole 24 in addition to the carbon dioxide gas laser. A via hole forming method such as drilling other than laser is also possible, but it is preferable to perform drilling with a laser beam because a hole with a fine diameter can be formed and the conductor pattern 22 is hardly damaged.
[0032]
When the formation of the via hole 24 is completed as shown in FIG. 1B, the conductive paste 50 as an electrical connection material is filled in the via hole 24 as shown in FIG. 1C. The conductive paste 50 has an average particle size of 5 μm and a specific surface area of 0.5 m. ² / G of tin particles having an average particle size of 1 μm and a specific surface area of 1.2 m ² / G of silver particles and 300 g of terpineol, an organic solvent, obtained by dissolving 6 g of ethylcellulose resin, and kneaded by a mixer to form a paste.
[0033]
Here, the ethyl cellulose resin is added to impart shape retention to the conductive paste 50, and an acrylic resin or the like may be employed as the shape retention imparting agent.
[0034]
The conductive paste 50 is printed and filled in the via hole 24 of the one-sided conductive pattern film 21 by a screen printing machine using a metal mask, and then terpineol is dried at 140 to 160 ° C. for about 30 minutes. In the present embodiment, the via hole 24 is filled with the conductive paste 50 using a screen printing machine. However, other methods using a dispenser or the like are also possible as long as the filling can be reliably performed.
[0035]
Here, it is possible to use other than terpineol as the organic solvent added for forming the paste, but it is preferable to use an organic solvent having a boiling point of 150 to 300 ° C. In the case of an organic solvent having a boiling point of less than 150 ° C., a problem that the change of the viscosity of the conductive paste 50 with the passage of time becomes large easily occurs. On the other hand, an organic solvent having a boiling point exceeding 300 ° C. is not preferable because the time required for drying is long.
[0036]
Further, in this example, the metal particles constituting the conductive paste 50 have an average particle size of 5 μm and a specific surface area of 0.5 m. ² / G tin particles, average particle size 1 μm, specific surface area 1.2 m ² / G of silver particles, these metal particles have an average particle size of 0.5 to 20 μm and a specific surface area of 0.1 to 1.5 m. ² / G.
[0037]
The average particle size of the metal particles is less than 0.5 μm or the specific surface area is 1.5 m ² / G, a large amount of an organic solvent is required to form a paste having a viscosity suitable for filling via holes. A conductive paste containing a large amount of an organic solvent requires a long time for drying. If drying is insufficient, a large amount of gas is generated by heating during interlayer connection. Decreases connection reliability.
[0038]
On the other hand, the average particle size of the metal particles exceeds 20 μm or the specific surface area is 0.1 m. ² If the ratio is less than / g, it becomes difficult to fill the via holes 24, the metal particles are likely to be unevenly distributed, and it is difficult to form a conductive composition 51 made of a uniform alloy, which will be described later, even if heated. There is a problem that it is difficult to secure the property, which is not preferable.
[0039]
Before the conductive paste 50 is filled into the via hole 24, a portion of the conductive pattern 22 facing the via hole 24 may be thinly etched or reduced. According to this, via connection described later is performed more favorably.
[0040]
On the other hand, in FIG. 1D, reference numeral 31 denotes the formation of the conductor pattern 22 on the resin film 23 as the insulating base material by the steps shown in FIGS. , A single-sided conductive pattern film in which via holes 24 are formed and conductive paste 50 is filled.
[0041]
When the via hole 24 shown in FIG. 1B is formed, the single-sided conductive pattern film 31 is formed by laser processing at a position corresponding to an arrangement position of an electric element 41 and a dome switch 41a to be surface-mounted, which will be described later. A through hole 35 having a size slightly larger than the outer shape such as 41 is formed.
[0042]
The formation of the through hole 35 was performed by laser processing when forming the via hole 24. However, the through hole 35 may be formed by punching, router processing, or the like separately from the formation of the via hole 24.
[0043]
Here, as the resin film 23 of the single-sided conductor pattern film 31, in this example, similarly to the resin film 23 of the single-sided conductor pattern film 21, 65 to 35% by weight of a polyetheretherketone resin and 35 to 65% by weight of a polyetherimide resin. % Of a 75 μm-thick thermoplastic resin film.
[0044]
When the formation of the through-hole 35 in the single-sided conductor pattern film 31 and the filling and drying of the conductive paste 50 into the via holes 24 of the single-sided conductor pattern films 21 and 31 are completed, as shown in FIG. A plurality of films (31 in this example) are laminated.
[0045]
At this time, the upper five single-sided conductor pattern films 21 and 31 have the upper side on which the conductor pattern 22 is provided, and the lower one single-sided conductor pattern film 31 has the lower side on which the conductor pattern 22 is provided on the lower side. To be laminated. That is, the lower two single-sided conductor pattern films 31 are laminated with the surfaces on which the conductor pattern 22 is not formed facing each other, and the remaining four single-sided conductor pattern films 21 and 31 are formed with the conductor pattern 22. Are laminated so that the surface on which the conductive pattern 22 is not formed and the surface on which the conductive pattern 22 is not formed face each other.
[0046]
Here, the thickness of the space formed by the through hole 35 (the sum of the dimensions of the through hole 35 in the thickness direction of the resin film 23) is substantially equal to the thickness of the electric element 41 and the dome switch 41a described later. A plurality of single-sided conductor pattern films 31 provided with through holes 35 at the same position are adjacent to each other (three sheets on the lower side where the electric element 41 is mounted and two sheets on the upper side where the dome switch 41a is mounted). Are stacked.
[0047]
After the single-sided conductor pattern films 21 and 31 are laminated as shown in FIG. 1 (e), pressure is applied to both upper and lower surfaces of the upper and lower surfaces while heating via a buffer material (not shown) by a vacuum heating press. In the present example, heating was performed at a temperature of 250 to 350 ° C. and pressure was applied at a pressure of 1 to 10 MPa for 10 to 20 minutes.
[0048]
Thereby, as shown in FIG. 1F, the single-sided conductor film patterns 21 and 31 are bonded to each other. The resin films 23 are all formed of the same thermoplastic resin material, and have an elastic modulus of about 5 to 40 MPa when being heated while being pressed by a vacuum heating press. Thus, the insulating base material 39 is integrated.
[0049]
At this time, a bottomed concave portion 36 is formed in the insulating base material 39 by the through hole 35 formed in the single-sided conductive pattern film 31.
[0050]
Further, the conductive composition 51 integrated by sintering the conductive paste 50 in the via hole 24 makes interlayer connection between the adjacent conductive patterns 22, thereby obtaining the multilayer printed circuit board 100. Here, the conductive composition 51 is an electrical connection material, and the via hole 24 and the conductive composition 51 constitute a via of the present embodiment.
[0051]
In addition, it is preferable that the elastic modulus of the resin film 23 at the time of hot pressing is 1 to 1000 MPa. When the elastic modulus is larger than 1000 MPa, heat fusion between the resin films 23 is difficult, and the resin film 23 is hard to deform. On the other hand, when the elastic modulus is less than 1 MPa, the resin film easily flows under pressure, and it is difficult to form the printed circuit board 100.
[0052]
Here, the mechanism of interlayer connection of the conductor pattern 22 will be briefly described. The conductive paste 50 filled and dried in the via hole 24 is in a state where tin particles and silver particles are mixed. When the paste 50 is heated to 250 to 350 ° C., the melting point of the tin particles is 232 ° C., and the melting point of the silver particles is 961 ° C., so that the tin particles are melted and cover the outer periphery of the silver particles. Adheres to
[0053]
When heating is continued in this state, the molten tin starts to diffuse from the surface of the silver particles, forming an alloy of tin and silver (melting point: 480 ° C.). At this time, since a pressure of 1 to 10 MPa is applied to the conductive paste 50, the conductive composition 51 made of an alloy integrated by sintering is formed in the via hole 24 with the formation of the alloy of tin and silver. Is formed.
[0054]
When the conductive composition 51 is formed in the via hole 24, since the conductive composition 51 is pressurized, the conductive composition 51 is pressed against the surface of the conductive pattern 22 that forms the bottom of the via hole 24. As a result, the tin component in the conductive composition 51 and the copper component of the copper foil forming the conductor pattern 22 undergo solid phase diffusion to each other, and solid phase diffusion occurs at the interface between the conductive composition 51 and the conductor pattern 22. The layers are formed and electrically connected.
[0055]
When the printed circuit board 100 is obtained, an electric element 41 such as an IC is inserted into the concave portion 36 on the lower side of the insulating base material 39 in the figure, and the electrode portion 411 of the electric element 41 is soldered to the land portion of the conductor pattern 22. Attach and implement. At this time, other electric elements (not shown) that are electrically connected to the conductor pattern 22 by soldering are also mounted by soldering. Thereafter, a dome switch 41a, which is an electric element having a switching function, is inserted and mounted in the concave portion 36 on the upper side in the figure of the insulating base material 39. In this way, a printed board 101 on which the surface mount elements such as the electric element 41 and the dome switch 41a as shown in FIG.
[0056]
In the above-described manufacturing process, the step of forming the through holes 35 shown in FIG. 1D is the hole forming step in the present embodiment, and the step shown in FIG. 1E is the laminating step in the present embodiment. . The step of hot-pressing the laminate shown in FIG. 1E to form the printed circuit board 100 shown in FIG. 1F is the bonding step in the present embodiment, and the electric element 41 and the like are mounted on the printed circuit board 100. The step of forming the printed circuit board 101 shown in FIG. 1G is the mounting step in the present embodiment.
[0057]
According to the above-described manufacturing method and the configuration obtained by the manufacturing method, since the electric element 41 and the dome switch 41a are inserted into the bottomed concave portion 36 of the insulating base material 39, the printed circuit board 101 on which the elements are mounted is mounted. Can be reduced in thickness. In particular, an electric element such as the dome switch 41a having an electrode portion on the back side of the element has been difficult to mount in the through-hole of the conventional substrate, and has been an obstacle to thinning the printed circuit board. According to the above configuration, the printed circuit board can be reduced in thickness even when an electric element having an electrode portion on the back side of the element is mounted.
[0058]
Further, the conductor pattern 22 and the like are formed on the bottom side portion (the rear side portion of the electric element 41 and the like) of the concave portion 36, and the lowering of the mounting density is suppressed as compared with the case where the through hole is formed in the insulating base as in the conventional case. Can be.
[0059]
Further, since the concave portion 36 is formed by the through hole 35 formed in the single-sided conductive pattern film 31, the manufacturing process is not complicated. The through-hole 35 can be easily formed in the single-sided conductor pattern film 31 before lamination, and the concave portion 36 can be easily formed by bonding the single-sided conductor pattern films 21 and 31 after lamination.
[0060]
Further, the lamination and integration of the single-sided conductor pattern films 21 and 31 and the interlayer connection between the conductor patterns 22 can be simultaneously performed by heating while applying pressure. Therefore, the number of processing steps of the printed circuit board 100 can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
[0061]
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to the drawings.
[0062]
The second embodiment is different from the first embodiment in the step of bonding the single-sided conductor pattern films 21 and 31. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0063]
As in the first embodiment shown in FIGS. 1A to 1D, when the formation of the conductor pattern 22, the formation of the via hole 24, the filling of the conductive paste 50, and the formation of the through hole 35 are completed, as shown in FIG. Then, a plurality of (three in this example) single-sided conductor pattern films 31 having through holes 35 formed at the same position are laminated. Then, pressure is applied from both upper and lower surfaces of the laminated body by using a vacuum heating press machine while heating through a buffer material (not shown). Thereby, as shown in FIG. 2B, an adhesive 131 of the single-sided conductive pattern film 31 having the through holes 135 is formed.
[0064]
After forming the adhesive body 131 shown in FIG. 2B, the adhesive body 131 and the single-sided conductor pattern film 21 are laminated as shown in FIG. 2C. Here, the upper adhesive body 131 shown in FIG. 2C is different from the lower adhesive body 131 shown in FIG. 2C in the formation position of the through-hole 135 and is not shown. Are formed by steps similar to those shown in FIGS. 2A and 2B. The resin film 23 of the one-sided conductor pattern film 21 shown in FIG. 2C is another resin film in the present embodiment.
[0065]
After the adhesive body 131 and the single-sided conductive pattern film 21 are laminated as shown in FIG. 2C, pressure is applied while heating the upper and lower surfaces of these with a vacuum heating press. Thereby, as shown in FIG. 2D, the single-sided conductor film patterns 21 and the adhesive 131 are bonded to each other, and the printed circuit board 100 is obtained. This is the same configuration as the printed circuit board 100 shown in FIG.
[0066]
When the adhesive 131 is formed by the hot press, the conductive composition 51 is formed in the via hole 24 of the adhesive 131. At the time of the reheat press, the tin component in the conductive composition 51 and the conductive pattern 22 are formed. The copper component of the copper foil is solid-phase-diffused with each other, and a solid-phase diffusion layer is formed at the interface between the conductive composition 51 and the conductor pattern 22 to be electrically connected. Therefore, a printed circuit board 100 similar to that of the first embodiment is obtained.
[0067]
When the printed circuit board 100 is obtained, the printed circuit board 101 is obtained by mounting the electric element 41 and the dome switch 41a in the same manner as in the first embodiment shown in FIG.
[0068]
In the above-described manufacturing process, the step of forming the through hole 35 shown in FIG. 1D is the hole forming step in the present embodiment. The step shown in FIG. 2A is the laminating step in the present embodiment, and the step of hot-pressing the laminate shown in FIG. 2A to form the bonded body 131 shown in FIG. In the bonding step. The step shown in FIG. 2C is the re-lamination step in the present embodiment, and the step of hot-pressing the laminate shown in FIG. 2C to form the printed circuit board 100 shown in FIG. This is the re-adhesion step in the present embodiment. The step of mounting the electric element 41 and the like on the printed board 100 to form the printed board 101 shown in FIG. 1G is the mounting step in the present embodiment.
[0069]
The present embodiment is different from the first embodiment in the above-described steps in that a plurality of single-sided conductor patterns in which through-holes 35 are formed at the same positions in the single-sided conductor pattern films 21 and 31 shown in FIG. The film 31, that is, the two single-sided conductor pattern films 31 on the upper side and the three single-sided conductor pattern films 31 on the lower side are first laminated and adhered, respectively, to form an adhesive body 131.
[0070]
According to the above-described manufacturing method and the configuration obtained by the manufacturing method, similarly to the first embodiment, the electric element 41 and the dome switch 41 a are inserted into the bottomed concave portion 36 of the insulating base material 39. Therefore, it is possible to reduce the thickness of the printed circuit board 101 after mounting the elements.
[0071]
Further, the conductor pattern 22 and the like are formed on the bottom side portion (the rear side portion of the electric element 41 and the like) of the concave portion 36, and the lowering of the mounting density is suppressed as compared with the case where the through hole is formed in the insulating base as in the conventional case. Can be. Further, since the concave portion 36 is formed by the through hole 35 formed in the single-sided conductive pattern film 31, the manufacturing process is not complicated.
[0072]
The through holes 35 can be easily formed in the single-sided conductor pattern film 31 before lamination. Although the number of times of heating press increases, in the bonding step, the single-sided conductor pattern films 31 having the through holes 35 formed at the same positions are bonded to each other, so that uniform pressing is easy and bonding is easy. Further, in the re-adhesion step, the concave portion 36 can be easily formed by adhering the single-sided conductor pattern film 21 to the adhesive body 131 in which the through-hole 135 is formed.
[0073]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to the drawings.
[0074]
The third embodiment is different from the second embodiment in the step of forming a through hole. The same parts as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0075]
As in the first embodiment shown in FIGS. 1A to 1C, when the formation of the conductor pattern 22, the formation of the via hole 24, and the filling of the conductive paste 50 are completed, as shown in FIG. A plurality of (three in this example) single-sided conductor pattern films 21 having through holes formed at the same position are laminated. Then, the laminate is pressed from both upper and lower surfaces while being heated by a vacuum heating press. Thereby, as shown in FIG. 3B, an adhesive 121 of the single-sided conductor pattern film 21 is formed.
[0076]
After forming the adhesive body 121 shown in FIG. 3B, as shown in FIG. 3C, laser processing or laser processing is performed at a position corresponding to the arrangement position of the electric element 41 and the dome switch 41a to be surface-mounted in a later step. A through hole 135 slightly larger than the outer shape of the electric element 41 or the like is formed by punching or the like. The adhesive 121 having the through-hole 135 formed therein is substantially the same as the adhesive 131 having the through-hole 135 formed in the second embodiment.
[0077]
After the formation of the through holes 135, the adhesive 121 and the single-sided conductive pattern film 21 are laminated as shown in FIG. Here, the upper adhesive body 121 shown in FIG. 3D is different from the lower adhesive body 121 shown in FIG. 3D in the formation position of the through-hole 135 and is not shown. Are formed by the same steps as those shown in FIGS. 3 (a) to 3 (c). The resin film 23 of the single-sided conductor pattern film 21 shown in FIG. 3D is another resin film in the present embodiment.
[0078]
After the adhesive body 121 and the single-sided conductor pattern film 21 are laminated as shown in FIG. 3D, pressure is applied while heating the upper and lower surfaces of these with a vacuum heating press. Thus, as shown in FIG. 3E, the single-sided conductor film patterns 21 and the adhesive 121 are bonded to each other, and the printed circuit board 100 is obtained. This is the same configuration as the printed circuit board 100 shown in FIGS. 1F and 2D.
[0079]
When the adhesive 121 is formed by the heating press, the conductive composition 51 is formed in the via hole 24 of the adhesive 121, but at the time of the reheating press, the tin component in the conductive composition 51 and the conductive pattern 22 are formed. The copper component of the copper foil is solid-phase-diffused with each other, and a solid-phase diffusion layer is formed at the interface between the conductive composition 51 and the conductor pattern 22 to be electrically connected. Therefore, a printed circuit board 100 similar to those of the first and second embodiments can be obtained.
[0080]
When the printed circuit board 100 is obtained, the printed circuit board 101 is obtained by mounting the electric element 41 and the dome switch 41a in the same manner as in the first embodiment shown in FIG.
[0081]
In the above-described manufacturing process, the step shown in FIG. 3A is the lamination step in the present embodiment, and the laminate shown in FIG. Is a bonding step in the present embodiment. The step of forming the through-hole 135 shown in FIG. 3C is the hole forming step in the present embodiment. The step shown in FIG. 3D is the re-lamination step in the present embodiment, and the step of hot-pressing the laminate shown in FIG. 3D to form the printed circuit board 100 shown in FIG. This is a re-adhesion step in the embodiment. The step of mounting the electric element 41 and the like on the printed board 100 to form the printed board 101 shown in FIG. 1G is the mounting step in the present embodiment.
[0082]
The present embodiment differs from the second embodiment in the above-described steps in that the through-hole 135 is opened after forming the adhesive. In other words, in the third embodiment, the through holes are simultaneously formed in the single-sided conductor pattern film 21 in which the through holes are formed at the same positions.
[0083]
According to the above-described manufacturing method and the configuration obtained by the manufacturing method, similarly to the first embodiment, the electric element 41 and the dome switch 41 a are inserted into the bottomed concave portion 36 of the insulating base material 39. Therefore, it is possible to reduce the thickness of the printed circuit board 101 after mounting the elements.
[0084]
Further, the conductor pattern 22 and the like are formed on the bottom side portion (the rear side portion of the electric element 41 and the like) of the concave portion 36, and the lowering of the mounting density is suppressed as compared with the case where the through hole is formed in the insulating base as in the conventional case. Can be. Furthermore, since the recess 36 is formed by the through-hole 135 formed in the adhesive 121 of the one-sided conductor pattern film 21, the manufacturing process is not complicated.
[0085]
The through-hole 135 can be easily formed in the adhesive body 121 before lamination, and the number of times of forming the through-hole can be reduced as compared with the second embodiment. Although the number of heating presses is increased as compared with the first embodiment, the single-sided conductor pattern films 21 are bonded to each other before the through holes 135 are formed in the bonding step, so that uniform pressing is easy and bonding is easy. It is. Further, in the re-adhesion step, the concave portion 36 can be easily formed by adhering the single-sided conductor pattern film 21 to the adhesive body 121 in which the through-hole 135 is formed.
[0086]
(Other embodiments)
In the above embodiments, in the laminating step, one or both of the single-sided conductor pattern films 21 and 31 are laminated as shown in FIGS. 1 (e), 2 (a) and 3 (a). It is not limited to patterns. A double-sided conductor pattern film, a single-sided conductor pattern film, and a resin film on which no conductor pattern is formed may be appropriately combined and laminated. However, according to the lamination of only the single-sided conductor pattern film as in the above embodiments, the manufacturing process can be reliably simplified.
[0087]
In the first embodiment, the single-sided conductor pattern film 21 having no through-hole is laminated in the laminating step, and in the second and third embodiments, in the re-laminating step, the single-sided conductor pattern film 21 is laminated. The conductor pattern film 21 may not be laminated. That is, in the laminating step of the first embodiment, only the single-sided conductor pattern film 31 having the through-hole may be laminated, or in the re-laminating steps of the second and third embodiments, the adhesive 131, 121, or only the adhesives 131, 121 and the one-sided conductor pattern film 31 may be laminated. When only the adhesives 131 and 121 are laminated in the re-lamination process of the second and third embodiments, the resin film forming the adhesive is another resin film.
[0088]
In each of the above embodiments, the electric element 41 is inserted into the concave portion 36 and the electrode portion 411 is mounted on the land portion of the conductor pattern 22 outside the concave portion 36 by soldering. It may be mounted by soldering to the land of the pattern 22.
[0089]
In each of the above embodiments, the resin film 23 is a resin film composed of 65 to 35% by weight of a polyetheretherketone resin and 35 to 65% by weight of a polyetherimide resin, but is not limited thereto. A film in which a nonconductive filler is filled in a ketone resin and a polyetherimide resin may be used, or polyetheretherketone (PEEK) or polyetherimide (PEI) may be used alone.
[0090]
Further, a thermoplastic resin such as polyphenylene sulfide (PPS), thermoplastic polyimide, or a so-called liquid crystal polymer may be used. A resin film having an elastic modulus of 1 to 1000 MPa at a heating temperature at the time of hot pressing and having heat resistance required in a subsequent soldering step or the like can be suitably used.
[0091]
Further, in each of the above embodiments, the printed circuit board 100 is a six-layer board, but it is needless to say that the number of layers is not limited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic manufacturing process of a printed circuit board according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a part of a schematic manufacturing process of a printed circuit board according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a part of a schematic manufacturing process of a printed circuit board according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a schematic structure of a conventional printed circuit board.
[Explanation of symbols]
21, 31 Single-sided conductor pattern film
22 Conductor pattern
23 Resin film
24 Beer Hall
35 Through hole
36 recess
39 Insulating base material
41 Electric element
41a Dome switch (electric element)
50 conductive paste
100 printed circuit board
101 Printed circuit board (printed circuit board after electrical element mounting)
121, 131 adhesive (adhesive of single-sided conductor pattern film, resin film adhesive)
135 through hole

Claims

A laminating step of laminating a resin film (23) serving as an insulating base material (39);
A mounting step of mounting the electric element (41) so as to be exposed from the insulating base material (39),
In a method for manufacturing a printed circuit board on which the electric element (41) is surface-mounted,
A hole forming step of forming a through hole (35) in the resin film (23) corresponding to a position where the electric element (41) is mounted;
In the mounting step, the electric element (41) is inserted into a bottomed concave portion (36) of the insulating base material (39) formed by the through hole (35). Manufacturing method.

In the hole forming step, the through-hole (35) is formed at the same position on the plurality of resin films (23) according to the thickness of the electric element (41) inserted into the recess (36). The method for manufacturing a printed circuit board according to claim 1, wherein:

Before the laminating step, the hole forming step is performed,
After the laminating step, a bonding step of bonding the resin films (23) to each other is performed by heating the laminated body of the laminated resin films (23) from both sides while applying pressure.
The method according to claim 1, wherein, in the bonding step, the recess is formed by the through hole.

Before the laminating step, the hole forming step is performed,
In the laminating step, only the plurality of resin films (23) in which the through holes (35) are formed at the same position are laminated,
After the laminating step, a bonding step of bonding the resin films (23) to each other by heating the laminated body of the laminated resin films (23) while applying pressure from both sides;
After the bonding step, a re-lamination step of laminating the bonded body (131) of the bonded resin film (23) and another resin film (23) to be the insulating base material (39);
After the re-lamination step, the laminated body of the laminated resin film (131) and the other resin film (23) is heated while being pressed from both sides, so that the laminated resin film (131) A re-adhesion step of adhering to the other resin film (23),
The method according to claim 2, wherein in the re-adhesion step, the concave portion is formed by the through hole.

In the laminating step, only the plurality of resin films (23) in which the through holes (135) are formed at the same position are laminated,
After the laminating step, a bonding step of bonding the resin films (23) to each other by heating the laminated body of the laminated resin films (23) while applying pressure from both sides;
After the bonding step, a re-lamination step of laminating the bonded body (121) of the bonded resin film (23) and another resin film (23) to be the insulating base material (39);
After the re-lamination step, the laminated body of the laminated resin film (121) and the other resin film (23) is heated while being pressed from both sides, so that the laminated resin film (121) A re-adhesion step of adhering to the other resin film (23),
After the bonding step and before the re-lamination step, the hole forming step is performed,
The method according to claim 2, wherein, in the re-adhesion step, the concave portion is formed by the through-hole.

The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the laminated resin film (23) is made of a thermoplastic resin.

The method according to claim 6, wherein the laminated resin films (23) are made of the same material.

The method for manufacturing a printed circuit board according to claim 6, wherein the resin film (23) has an elastic modulus of 1 to 1000 MPa at a heating temperature when the resin film (23) is heated while being pressurized.

An insulating base material (39) formed by laminating resin films (23) made of the same thermoplastic resin and heating them while applying pressure and bonding them to each other;
An electric element (41) mounted in a bottomed concave portion (36) formed in the insulating base material (39) by providing a through hole (35) in the resin film (23). And printed circuit board.

The printed circuit board according to claim 9, wherein the resin film (23) has an elastic modulus of 1 to 1000 MPa at a heating temperature when the resin film (23) is heated while being pressed.