JP2004253761A - 両面フレキシブルプリント回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高密度パターンの両面フレキシブルプリント回路（例えば，両面ＣＯＦ）の生産効率を画期的に向上させる。
【解決手段】ベースフィルム１１の両面に銅箔層が各々積層されたフレキシブル銅箔積層板１０のスルーホール１５又はブラインドバイアホール１６の内壁に導電性を付与し，スルーホール又はブラインドバイアホールに導電性が付与された銅箔積層板の一側面に，メッキ防止用のメッキ遮蔽膜３０を形成し，一側面にメッキ遮蔽膜が形成された銅箔積層板の他側面に，銅メッキにより所定厚さの片面メッキ層２０を形成し，一側面のメッキ遮蔽膜を除去し，一側面の銅箔層と他側面の銅箔層及び片面メッキ層に，各々，必要な所定のプリント回路を形成する。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，両面構造のフレキシブルプリント回路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年においては，電子部品や部品内蔵技術の発達，及び電子製品の軽薄短小化に伴って，フレキシブルプリント回路基板の需要が増大し続けている。また，半導体集積回路の集積度の急速な高密度化により，小型チップとその部品を搭載する表面実装技術が発展している。このため，より複雑かつ狭小空間でも容易に内蔵可能なフレキシブルプリント回路基板の需要が増大している。
【０００３】
特に，回路の高密度化が容易で使用度の高い両面構造のフレキシブルプリント回路基板は，カメラ，携帯電話，プリンタ，液晶表示装置，ＰＤＰなどの技術発展に伴ってその使用量が急激に増加しており，その製造技術に対する技術開発の要求はさらに高まっている。
【０００４】
ところが，これまでの一般的な両面フレキシブルプリント回路基板の生産方法は，ベースフィルムの両面に銅箔層が積層されている銅箔積層板に，高価のＮＣドリルやレーザドリルを使用してスルーホール又はブラインドバイアホールを穿孔し，その後，無電解メッキ及び電解メッキ工程を介してスルーホール及び銅箔層にメッキ層を形成し，この両面を電気的，機械的に接続した後，ドライフィルムラミネート，露光，現像及びエッチング工程を経て回路パターンを形成していた。
【０００５】
図１は，従来の両面フレキシブルプリント回路基板の構造を示す断面図である。従来の両面フレキシブルプリント回路基板は，図１に示すように，ベースフィルム１１の両面に銅箔層１２，１３が形成された銅箔積層板１０と，その銅箔積層板１０とスルーホール１５に新たにメッキした銅メッキ層１９とを含む。
【０００６】
かかるプリント回路基板は，図２に示す工程により製造される。図２に示すように，まず，ベースフィルム１１の両面に２〜１８μｍの銅箔層１２，１３を積層した両面構造のフレキシブル銅箔積層板１０を準備して工程上に投入する（ステップＳ１）。
【０００７】
次に，この銅箔積層板１０に，ＮＣドリル又はレーザドリルによりスルーホール１５を加工し（ステップＳ２），このスルーホール１５の周辺及びホール内のバリを除去した後（ステップＳ３），加工したスルーホール１５の内部に導電性を与えるために無電解銅メッキを行う（ステップＳ４）。
【０００８】
さらに，電解銅メッキを行って，銅箔層１２，１３の上面にメッキ層１９を形成した後（ステップＳ５），これを研磨又は洗浄する（ステップＳ６）。
【０００９】
その後，メッキ層１９の上面に感光性のあるエッチングレジストとしてのドライフィルムをラミネートし（ステップＳ７），かかるドライフィルムがラミネートされた銅箔積層板１０を露光器で露光し，この露光処理された銅箔積層板１０を現像液で現像し，エッチング器でエッチングして所定の回路パターンを形成する（ステップＳ８）。
【００１０】
その後，カバーレイフィルムをホットプレスで接着し，表面処理（ソルダリングメッキ又は金メッキなど）を行った後，外郭加工によって両面フレキシブル回路基板の製造が終了する（ステップＳ９，ステップＳ１０，ステップＳ１１）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，上記工程及び構造のような銅箔層１２，１３に加工されたスルーホール１５を介して両面の銅箔層１２，１３を電気的，機械的に接続するためには，銅メッキによって銅メッキ層１９を形成する工程が必要となる。この工程においては，スルーホール１５の内壁ばかりでなく，両面の銅箔層１２，１３上にも銅メッキ層が形成されてしまう。このように，両面の銅箔層１２，１３が厚くなってしまうので，高密度回路の形成が困難であるばかりでなく，本来の銅箔層１２，１３の延伸力が大幅低下してしまう，という問題がある。その結果として，回路全体の耐屈曲性を阻害し，耐屈曲性を有する両面回路の形成ができなかった。
【００１２】
したがって，本発明の目的は，高密度パターンの両面フレキシブルプリント回路（例えば，両面ＣＯＦ）の生産効率を画期的に向上させることが可能な新規かつ改良された両面フレキシブルプリント回路基板の製造方法を提供することにある。
【００１３】
また，本発明の他の目的は，これまで実現不可能であった回路基板の一部分は両面でありながら基板の他の一部分は単面フレキシブルプリント回路基板と同等水準の耐屈曲性を有することが可能な新規かつ改良された両面フレキシブルプリント回路基板の製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため，本発明の第１の観点においては，両面構造のフレキシブルプリント回路基板の製造方法において，ベースフィルムの両面に銅箔層が各々積層されたフレキシブル銅箔積層板のスルーホール又はブラインドバイアホールの内壁に，無電解銅メッキ又は直接メッキ法によって導電性を付与する段階と，前記スルーホール又は前記ブラインドバイアホールに導電性が付与された銅箔積層板の一側面に，所定のメッキ防止用粘着フィルムを接着し，あるいはメッキ防止用インクをプリントし，又はドライフィルムをラミネートして，メッキ防止用のメッキ遮蔽膜を形成する段階と，前記一側面にメッキ遮蔽膜が形成された銅箔積層板の他側面に，銅メッキにより所定厚さの片面メッキ層を形成する段階と，前記銅箔積層板の前記他側面に片面メッキ層を形成した後，前記一側面の前記メッキ遮蔽膜を除去する段階と，前記一側面の銅箔層と，前記他側面の銅箔層及び片面メッキ層に，各々，必要な所定のプリント回路を形成する段階と，を含む，ことを特徴とする両面フレキシブル回路基板の製造方法が提供される。
【００１５】
上記記載の発明では，高密度パターンの形成を容易にして，高密度パターンの両面フレキシブルプリント回路基板（例えば，両面ＣＯＦ等）の生産効率を極大化させると共に，両面フレキシブルプリント回路基板でありながら単面プリント回路基板と同等水準の回路密度を達成することができる。
【００１６】
また，前記メッキ遮蔽膜を形成する段階において，ブラインドバイアホール工法の場合には，前記ブラインドバイアホールが加工された面の反対側にメッキ遮蔽膜を形成する，如く構成することができる。
【００１７】
また，前記片面メッキ層を形成する段階において，前記ブラインドバイアホールが形成された側の銅箔層面，スルーホールのホール内部，及びブラインドバイアホールのホール内部にのみメッキ層を形成する，如く構成することができる。
【００１８】
また，前記銅箔積層板の両面に回路パターンを形成する段階において，前記他側面の片面メッキ層には低密度の回路を配置し，前記一側面の銅箔層面には高密度の回路を配置する，如く構成するのが好ましい。
【００１９】
また，前記銅箔積層板の両面に回路パターンを形成する段階において，前記一側面の銅箔層に高耐屈曲性が必要な回路パターンを形成し，前記他側面の片面メッキ層はエッチング工程によって選別的に全て除去する，如く構成すれば，これまでは実現不可能であった，両面でありながら部分的には単面プリント回路基板と同等水準の耐屈曲性を有する新概念のフレキシブルプリント回路基板の製造を可能にして，新概念の高付加価値製品を量産することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
まず，図３〜図８に基づいて，本実施形態にかかる両面フレキシブルプリント回路基板の製造方法について説明する。なお，図３は，一般的なフレキシブルプリント回路基板の銅箔積層板を示す断面図である。図４（ａ）は，銅箔積層板にスルーホールを形成したことを示す断面図であり，図４（ｂ）は銅箔積層板にブラインドバイアホールを形成したことを示す断面図である。図５（ａ）〜図５（ｃ）は，本実施形態にかかる銅箔積層板に銅メッキを形成する工程を示す断面図である。図６は，本実施形態にかかる両面フレキシブルプリント回路基板の製造方法を示すフローチャートである。
【００２２】
以下，主として図６のフローシートに基づいて，本実施形態にかかる両面フレキシブルプリント回路基板の製造方法を説明する。
【００２３】
まず，ベースフィルム１１の両面に第１銅箔層１２及び第２銅箔層１３が形成された銅箔積層板１０を投入する（ステップＳ２１）。このとき，図３に示すように，銅箔積層板１０は，中央面に形成された例えばポリイミドフィルム又はアピカルなどの素材からなるベースフィルム１１と，ベースフィルム１１の両面に２μｍ〜１８μｍの範囲の厚さで形成された第１銅箔層１２及び第２銅箔層１３とから構成されている。
【００２４】
次いで，この銅箔積層板１０をＮＣドリル又はレーザドリルなどの穿孔手段を使用して，スルーホール１５とブラインドバイアホール１６を選別形成する（ステップＳ２２）。このとき，ブラインドバイアホール１６を加工する場合は，ベースフィルム１１までのみ加工して穿孔し，下面の第２銅箔層１３は穿孔しないで露出するようにする。
【００２５】
このとき，スルーホール１５は，図４（ａ）に示すように，銅箔積層板１０が完全に貫通した状態である。一方，ブラインドバイアホール１６は，図４（ｂ）に示すように，第１銅箔層１２からベースフィルム１１までのみ穿孔した状態である。
【００２６】
このように加工された銅箔積層板１０のバリを除去した後，無電解メッキ又は直接メッキ工程によりスルーホール１５又はブラインドバイアホール１６の内壁に導電性を付与する（ステップＳ２３，ステップＳ２４）。
【００２７】
次いで，銅箔積層板１０の片面である第２銅箔層１３側にメッキ遮蔽膜３０の粘着性テープを貼り付け，あるいはドライフィルムをラミネートし，又はプリント技法を用いてメッキ防止用インクを塗布する（ステップＳ２５）。このとき，図５（ａ）に示すように，銅箔積層板１０にブラインドバイアホール１６が形成された場合は，必ず，ブラインドバイアホール１６が加工されていない第２銅箔層１３側にメッキ遮蔽膜３０を形成しなければならない。
【００２８】
このようにメッキ遮蔽膜３０が形成された状態で，銅箔積層板１０をメッキ工程に投入すると，図５（ｂ）に示すように，スルーホール１５，ブラインドバイアホール１６の内壁及びメッキ遮蔽膜が形成されていない第１銅箔層１２に，約１０μｍ以上の厚さを有する片面メッキ層（即ち，非対称の銅箔層）２０が形成される。
【００２９】
このとき，メッキ遮蔽膜３０により被覆された第２銅箔層１３には，銅メッキが施されないので，本来の第２銅箔層１３の厚さがそのまま維持された状態を有する。スルーホール１５又はブラインドバイアホール１６を介して両面の第１銅箔層１２及び第２銅箔層１３が電気的に完全に接続されることになる（ステップＳ２６）。
【００３０】
次に，銅箔積層板１０の第２銅箔層１３側に形成されたメッキ遮蔽膜３０を除去する（ステップＳ２７）。かかる状態を，図５（ｃ）に示す。このような構造は，銅箔積層板１０の一側面（即ち，メッキ遮蔽膜３０を被覆した第２銅箔層１３側）は，メッキされないため薄くなり，銅箔積層板１０の他側面（即ち，第１銅箔層１２）は，片面メッキ層２０が形成されて厚くなるが，第１銅箔層１２及び第２銅箔層１３は，スルーホール１５又はブラインドバイアホール１６の内部にメッキされた銅メッキ層２０を介して完全に接続されることになる。
【００３１】
かかる片面メッキ法により，図５（ｃ）に示すように，銅箔積層板１０には，銅箔積層板１０の所定領域に形成され，第１銅箔層１２及び第２銅箔層１３を電気的に接続するためのスルーホール１５又はブラインドバイアホール１６の壁面及び銅箔積層板１０の片面（即ち，第１銅箔層１２上）のみにメッキ層が形成されるので，銅箔積層板１０を基準として両面の銅箔層の厚さが非対称となるように片面メッキ層２０を有することになる。これは，第２銅箔層１３上にはメッキが施されないので，両面の銅箔層の厚さが著しく異なる状態であり，かつ両面が完全に電気的に接続されたものである。このとき，メッキされていない層の第２銅箔層１３は，元の厚さを維持すると共に，元来の耐屈曲特性をそのまま維持することができる。
【００３２】
次に，研磨，洗浄工程を行った後（ステップＳ２８），通常のプリント回路製造工程（例えば，ドライフィルムラミネート工程，両面露光，現像，エッチング工程など）により所定の回路パターンを形成する（ステップＳ２９，ステップＳ３０）。
【００３３】
その後，フレキシブルプリント回路基板の製造に必要なカバーレイ接着，プリント，メッキ，外郭加工などの各種工程を介して最終製品が完成する（ステップＳ３１）。
【００３４】
図７は，本実施形態にかかる両面フレキシブルプリント回路基板の製造方法により完成されたプリント回路基板の断面図を示す。なお，本実施形態においては，左右回路が両面構造であり，その中央部には耐屈曲性が要求される回路を配置した場合について説明する。
【００３５】
このとき，重要なことは，第１銅箔層１２にメッキされた片面メッキ層２０が基本的に耐屈曲性を有しないことである。このため，回路設計の際に耐屈曲性が要求される回路部はメッキが全く施されていない第２銅箔層１３に形成し，その反対側の片面メッキ層２０はＡ部分のようにエッチング工程で完全に除去しなければならない。このようにすれば，他の部分（Ｂ部分）は，完全な両面フレキシブルプリント回路基板の構造となり，基板の中央部又は一部分（Ａ部分）は，完全に耐屈曲性を有することができる。このようにして，新しい性能の耐屈曲性を有する両面フレキシブルプリント回路基板を製造することができる。
【００３６】
次に，図８に基づいて，本実施形態にかかるブラインドバイアホール構造における高密度回路を有する両面フレキシブルプリント回路基板の構成について説明する。なお，図８は，本実施形態にかかるブラインドバイアホール構造における高密度回路を有する両面フレキシブルプリント回路基板の構成を示す断面図である。
【００３７】
図８に示すように，第１銅箔層１２及び第２銅箔層１３の厚さは，メッキ層２０だけ明らかに異なるので，線幅７０μｍと線間７０μｍ以下の微細回路パターンを薄い第２銅箔層１３に設計すれば，同じ密度のプリント回路基板の生産効率が飛躍的に向上される。
【００３８】
また，両面プリント回路基板の回路密度を，これまでは不可能と考えられた単面プリント回路基板と同等の水準まで引き上げるができる。
【００３９】
また，本発明は，スルーホール１５又はブラインドバイアホール１６を問わず全て同一に適用することができる。
【００４０】
以上，本発明に係る好適な実施の形態について説明したが，本発明はかかる構成に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術思想の範囲内において，各種の修正例および変更例を想定し得るものであり，それらの修正例および変更例についても本発明の技術範囲に包含されるものと了解される。
【００４１】
例えば，上記実施形態においては，単一銅箔積層板にスルーホールとブラインドバイアホールを同時に形成する方法を例に挙げて説明したが，必要に応じてこれらを個別に形成して片面メッキ工程及び回路パターンのプリントを行うなど，様々に変形して実施することができる。
【００４２】
【発明の効果】
高密度パターンの形成を容易にして，高密度パターンの両面フレキシブルプリント回路基板（例えば，両面ＣＯＦ等）の生産効率を極大化させると共に，両面フレキシブルプリント回路基板でありながら単面プリント回路基板と同等水準の回路密度を達成することができる。また，これまでは実現不可能であった，両面でありながら部分的には単面プリント回路基板と同等水準の耐屈曲性を有する新概念のフレキシブルプリント回路基板の製造を可能にして，新概念の高付加価値製品を量産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術に係る両面プリント回路基板を示す断面図である。
【図２】従来の技術に係る図１の全体製造工程を示すフローチャートである。
【図３】一般的な両面フレキシブル銅箔積層板を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）は，一般的な両面フレキシブル銅箔積層板にスルーホールを形成したことを示す断面図である。図４（ｂ）は，一般的な両面フレキシブル銅箔積層板にブラインドバイアホールを形成したことを示す断面図である。
【図５】第１の実施の形態にかかる両面フレキシブルプリント回路基板の製造過程を示す断面図である。
【図６】第１の実施の形態にかかる両面フレキシブルプリント回路基板の製造過程を示すフローチャートである。
【図７】第１の実施の形態にかかる製造方法で完成されたプリント回路基板の断面例示図である。
【図８】第１の実施の形態にかかるブラインドバイアホール構造における高密度回路を有する両面フレキシブルプリント回路基板の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 銅箔積層板
１１ ベースフィルム
１２ 第１銅箔層
１３ 第２銅箔層
１５ スルーホール
１６ ブラインドバイアホール
２０ 片面メッキ層
３０ メッキ遮蔽膜
４０ カバーレイフィルム

Claims (5)

1. 両面構造のフレキシブルプリント回路基板の製造方法において，
   ベースフィルムの両面に銅箔層が各々積層されたフレキシブル銅箔積層板のスルーホール又はブラインドバイアホールの内壁に，無電解銅メッキ又は直接メッキ法によって導電性を付与する段階と，
   前記スルーホール又は前記ブラインドバイアホールに導電性が付与された銅箔積層板の一側面に，所定のメッキ防止用粘着フィルムを接着し，あるいはメッキ防止用インクをプリントし，又はドライフィルムをラミネートして，メッキ防止用のメッキ遮蔽膜を形成する段階と，
   前記一側面にメッキ遮蔽膜が形成された銅箔積層板の他側面に，銅メッキにより所定厚さの片面メッキ層を形成する段階と，
   前記銅箔積層板の前記他側面に片面メッキ層を形成した後，前記一側面の前記メッキ遮蔽膜を除去する段階と，
   前記一側面の銅箔層と，前記他側面の銅箔層及び片面メッキ層に，各々，必要な所定のプリント回路を形成する段階と，を含む，
   ことを特徴とする両面フレキシブル回路基板の製造方法。
2. 前記メッキ遮蔽膜を形成する段階において，ブラインドバイアホール工法の場合には，前記ブラインドバイアホールが加工された面の反対側にメッキ遮蔽膜を形成する，ことを特徴とする請求項１に記載の両面フレキシブル回路基板の製造方法。
3. 前記片面メッキ層を形成する段階において，前記ブラインドバイアホールが形成された側の銅箔層面，スルーホールのホール内部，及びブラインドバイアホールのホール内部にのみメッキ層を形成する，ことを特徴とする請求項１に記載の両面フレキシブル回路基板の製造方法。
4. 前記銅箔積層板の両面に回路パターンを形成する段階において，前記他側面の片面メッキ層には低密度の回路を配置し，前記一側面の銅箔層面には高密度の回路を配置する，ことを特徴とする請求項１に記載の両面フレキシブル回路基板の製造方法。
5. 前記銅箔積層板の両面に回路パターンを形成する段階において，前記一側面の銅箔層に高耐屈曲性が必要な回路パターンを形成し，前記他側面の片面メッキ層はエッチング工程によって選別的に全て除去する，
   ことを特徴とする請求項１に記載の両面フレキシブルプリント回路基板の製造方法。

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