JP2005038951A - 回路基板、多層基板、回路基板の製造方法および多層基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】確実に層間接続を達成でき、かつ信頼性が高く、外層回路基板を積層することができる多層フレキシブルプリント配線板を提供すること。
【解決手段】両面側にそれぞれフラックス機能を有する接着層２０９をもつ内層フレキシブル回路基板２２０の両面側に、外層両面回路基板１２０が接合され、それら内層フレキシブル回路基板２２０に、それぞれ導体ポスト１０９を備えた外層両面回路基板１２０が接合されており、導体ポスト１０９を介して各配線板２２０、１２０の導体回路（導体回路）１０４、２０４、の所定部位が電気的に接続されている。
【選択図】 図３
【解決手段】両面側にそれぞれフラックス機能を有する接着層２０９をもつ内層フレキシブル回路基板２２０の両面側に、外層両面回路基板１２０が接合され、それら内層フレキシブル回路基板２２０に、それぞれ導体ポスト１０９を備えた外層両面回路基板１２０が接合されており、導体ポスト１０９を介して各配線板２２０、１２０の導体回路（導体回路）１０４、２０４、の所定部位が電気的に接続されている。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、回路基板、多層配線板、回路基板の製造方法および多層配線板の製造方法に関し、特に、電子機器の部品として用いられる多層フレキシブルプリント配線板およびそれらを構成する回路基板ならびにそれらの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の高密度化に伴い、これに用いられるプリント配線板の多層化が進んでおり、フレキシブルプリント配線板も多層構造のものが多用されている。このプリント配線板はフレキシブルプリント配線板とリジッドプリント配線板との複合基板であるリジッドフレックスプリント配線板であり、用途が拡大している。
【０００３】
従来の多層フレキシブルプリント配線板やリジッドフレックスプリント配線板の製造方法は、片面回路基板と接着剤層を交互に複数積層した後積層形成し、そこに層間接続用の貫通孔をあけ、該貫通孔に層間接続用スルーホールめっきを施した後、最外層の回路等の加工を行う方法や、片面回路基板の絶縁材側に銅はくを貫通しない穴を明け、金属または合金により導体ポストを形成し、全層表面被覆処理を行い、接着剤層と配線板を加圧し必要回数繰り返し行い多層化する工法が提案されている。（例えば特許文献１）
【０００４】
前者の製造方法では、一般的に用いられる層間の電気的接続方式として、全層を貫く貫通孔を明けそこへ、スルーホールめっきする形で各層間を電気的に接続する手法が用いられる。しかし、この電気的接続方法では、加工方法が簡単ではあるが回路の設計上非常に制約が多くなる。また最も劣る点としては、貫通スルーホールめっきで全層を電気的に接続するため、最外層はスルーホールめっき接続ランドが多くなりまた占める面積割合も増えるため、部品の実装、回路配線に致命的となる回路実装密度を上げることができない。また、今後の市場要求が高まる高密度実装、高密度配線の作製が困難な仕様となる。
【０００５】
フレキシブルプリント配線板の製造方法は、安価に製造するために、１枚のシートに複数個配列した多面取りパターンにて作成する。そのため、多層フレキシブルプリント配線板も同様の製造方法を経ることで、安価に製造することができる。しかし、この製造方法では、シート内にパターニング不良があると、パターニング不良部分が積層された多層フレキシブルプリント配線板は不良となり、積層工程におけるプロセス歩留まりが低下する。
【０００６】
また、多層フレキシブルプリント配線板やリジッドフレックスプリント配線板と、多層リジッドプリント配線板との最大の相違点は、柔軟性がある部分の有無である。この柔軟性がある部分の作製では、柔軟性がある部分が積層されないように外層を除くか、或いは積層後外層を除かなければならず、シート積層した場合、シートあたりの配線板取り数が悪くなってしまう。更に各層大きさの異なるパターン設計の場合、１シート当たりの配線板取り数は、各層回路基板取り数の内もっとも少ない回路基板取り数に制限されてしまい、シートあたりの配線板取り数が悪くなってしまう。
【０００７】
後者の製造方法では、導体ポストの受け側基材をレーザー加工にて穴あけし、デスミアを行い、表面被覆開口部を作製する特殊工程がありこれらの技術確立、歩留まりの問題がある。また層数が増えるに従い、製造に時間、コストがかかり、表面被覆の材料コストも高くなる問題がある。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−５４９３４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、その目的は、製造が簡単で、確実に層間接続を達成でき、信頼性が高く、また、外層回路基板を積層することができる回路基板、多層基板、回路基板の製造方法および多層基板の製造方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決させるための手段】
このような目的は、下記（１）〜（２０）の本発明により達成される。
（１）絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路間がビルドアップビアで電気的に接続され、前記導体回路上に電気的に接続された少なくとも１つの突出した導体ポストを有することを特徴とする回路基板。
（２）前記導体回路上には、その一部を残して覆う表面被覆を設けるとともに、その開口部からは、前記導体ポストが前記表面被覆の面よりも突出している上記（１）記載の回路基板。
（３）前記導体ポストは、金、銀、ニッケル、錫、鉛、亜鉛、ビスマス、アンチモン、銅からなる群より選択される少なくとも１種の金属または該金属を含む合金で構成される上記（１）または（２）に記載の回路基板。
（４）前記表面被覆は、接着層と、フィルムとで構成される上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の回路基板。
（５）上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の回路基板を含む複数の回路基板を積層してなることを特徴とする多層基板。
（６）絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路の一部に被覆形成された厚さ５μｍ以上の金属層と、前記導体回路の前記金属層以外の部分を覆う表面被覆とを有し、絶縁基材の片面または両面に、フラックス機能を有する接着層を設けた回路基板と、上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の回路基板を含む複数の回路基板を積層してなることを特徴とする多層基板。
（７）絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路の一部に被覆形成された厚さ５μｍ以上の金属層と、前記導体回路の前記金属層以外の部分を覆う、接着層と、フィルムで構成される表面被覆とを有し、絶縁基材の片面または両面に、フラックス機能を有する接着層を設けた回路基板と、上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の回路基板を含む複数の回路基板を積層してなることを特徴とする多層基板。
（８）絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路の一部に被覆形成された厚さ５μｍ以上の金属層と、前記導体回路の前記金属層以外の部分を覆う表面被覆とを有し、絶縁基材の片面または両面に、フラックス機能を有する接着層を設けた回路基板の両面側にそれぞれ上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の回路基板が接合されており、前記導体ポストを介して各回路基板の導体回路の所定部位が電気的に接続されていることを特徴とする多層基板。
（９）絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路の一部に被覆形成された厚さ５μｍ以上の金属層と、前記導体回路の前記金属層以外の部分を覆う、接着層と、フィルムで構成される表面被覆とを有し、絶縁基材の片面または両面に、フラックス機能を有する接着層を設けた回路基板の両面側にそれぞれ上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の回路基板が接合されており、前記導体ポストを介して各回路基板の導体回路の所定部位が電気的に接続されていることを特徴とする多層基板。
（１０）複数の回路基板が積層された多層部と、前記多層部における少なくとも１つの回路基板が該多層部から延出する単層部とを有する上記（５）ないし（９）のいずれかに記載の多層基板。
（１１）前記単層部を構成する回路基板は、可撓性を有するフレキシブル回路基板である上記（１０）に記載の多層基板。
（１２）絶縁基材の両面にそれぞれ導体回路となる金属層が形成された前記絶縁基材に貫通孔を形成し、該貫通孔内にて前記両金属層同士を導通させるビルドアップビアを形成する工程と、前記金属層をパターニングして導体回路を形成する工程と、前記導体回路上にその一部を残して覆う表面被覆を設ける工程と、その開口部から前記導体回路上に電気的に接続された導体ポストが前記表面被覆の面よりも突出させる工程とを有することを特徴とする回路基板の製造方法。
（１３）少なくとも１つの上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の回路基板とを所定の順序で重ね、これらを熱圧着して積層、一体化することを特徴とする多層基板の製造方法。
（１４）少なくとも１つの上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の回路基板と、少なくとも１つの、絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路の一部に被覆形成された厚さ５μｍ以上の金属層と、前記導体回路の前記金属層以外の部分を覆う表面被覆とを有し、絶縁基材の片面または両面に、フラックス機能を有する接着層を設けた回路基板とを所定の順序で重ね、これらを熱圧着して積層、一体化することを特徴とする多層基板の製造方法。
（１５）絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路の一部に被覆形成された厚さ５μｍ以上の金属層と、前記導体回路の前記金属層以外の部分を覆う表面被覆とを有し、絶縁基材の片面または両面に、フラックス機能を有する接着層を設けた回路基板の片面または両面にそれぞれ上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の回路基板を配置し、これらを熱圧着して積層、一体化し、各回路基板の導体回路の所定部位が前記導体ポストを介して電気的に接続するようにしたことを特徴とする多層基板の製造方法。
（１６）上記（１２）に記載の方法により製造された少なくとも１つの回路基板と、絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路の一部に被覆形成された厚さ５μｍ以上の金属層と、前記導体回路の前記金属層以外の部分を覆う表面被覆とを有し、絶縁基材の片面または両面に、フラックス機能を有する接着層を設けた少なくとも１つの回路基板とを所定の順序で重ね、これらを熱圧着して積層、一体化することを特徴とする多層基板の製造方法。
（１７）絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路の一部に被覆形成された厚さ５μｍ以上の金属層と、前記導体回路の前記金属層以外の部分を覆う表面被覆とを有し、絶縁基材の片面または両面に、フラックス機能を有する接着層を設けた回路基板の片面または両面側にそれぞれ上記（１２）に記載の方法により製造された回路基板を配置し、これらを熱圧着して積層、一体化し、各回路基板の導体回路の所定部位が前記突起状端子または突起状端子と金属被覆層とを介して電気的に接続するようにしたことを特徴とする多層基板の製造方法。
（１８）前記熱圧着は、ろう材が溶融する第１の温度で行った後、それより低い第２の温度で行う上記（１３）ないし（１７）のいずれかに記載の多層基板の製造方法。
（１９）前記第２の温度は、接着剤が硬化するのに適した温度である上記（１８）に記載の多層基板の製造方法。
（２０）上記（１３）ないし（１９）のいずれかに記載の多層基板の製造方法により製造されたことを特徴とする多層基板。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに何ら限定されるものではない。
【００１２】
図１〜図３は、本発明を多層フレキシブルプリント配線板及びその製造方法に適用した場合の実施形態を説明する断面図である。図３（ｂ）は、多層部３２０とフレキシブル部３３０を併せ持つ６層の多層フレキシブルプリント配線板３１０を示す断面図である。
【００１３】
本発明の多層フレキシブルプリント配線板の製造方法として、６層フレキシブルプリント配線板の一例を説明する。ステップＡ（図１）として、本発明の回路基板である外層両面回路基板１２０を形成する。続いて、ステップＢ（図２）として内層両面フレキシブル回路基板２２０を形成する。最後に、ステップＣ（図３）として、内層両面フレキシブル回路基板２２０に外層両面回路基板１２０を積層し、多層フレキシブルププリント配線板３１０を形成する。以上、３ステップに分けることができる。
【００１４】
６層以上の場合、前記ステップＡで作製した外層両面基板１２０を前記ステップＣで得られた多層フレキシブルププリント配線板に、所望する層数、積層すれば良い。以下、各ステップについて説明する。
【００１５】
（１−１）ステップＡ
ステップＡでは、外層両面回路基板１２０を製造する。（図１参照）まず、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂を硬化させた絶縁基材１０２の両面に銅はく１０１が付いた両面銅張積層板１１０を準備する（図１（ａ））。この際、絶縁基材と銅はくとの間には、導体接続の妨げとなるスミアの発生を防ぐため、銅はくと絶縁基材を貼り合わせるための接着剤層は存在しない方が好ましいが、接着剤を使い貼りあわせたものでもよい。
【００１６】
絶縁基材１０２にブランドビアホール１０３を形成し（図１（ｂ））、銅めっきを施し、ブラインドビアめっき又はフィルドビアめっきを形成する。次いで、絶縁基材１０２の両面にある銅はく１０１をエッチングにより導体回路１０４を形成し（図１（ｃ））、導体回路に表面被覆１０５を施す（図１（ｄ））。この表面被覆１０５は絶縁樹脂に接着剤を塗布したカバーレイを貼付または、レジストを直接絶縁基材に印刷する方法などがある。この表面被覆１０５の片面にはめっきなどの表面処理用に表面被覆開口部１０６を設けても良い。
【００１７】
次いで、１０６とは反対側の面から、導体回路が露出するまで、表面被覆開口部１０７を形成する（図１（ｄ））。表面被覆開口部１０６、１０７を形成する際、レーザ法を用いると開口部を容易に形成することができ、かつ開口部の穴径も小さくすることができる。更に、過マンガン酸カリウム水溶液によるウェットデスミア又はプラズマによるドライデスミアなどの方法により、絶縁基材開口部１０６、１０７内に残存している樹脂を除去すると層間接続の信頼性が向上し好ましい。
【００１８】
この絶縁基材開口部１０７内に導体ポスト１０９が表面被覆１０５の面から突出するまで形成する（図１（ｅ））。導体ポスト１０９の形成方法としては、ペースト又はめっき法などで形成する。導体は、金属又は合金からなり、金属としては、金、銀、ニッケル、錫、鉛、亜鉛、ビスマス、アンチモン、の少なくとも１種類からなり、単層又は２層以上であってもよい。合金としては錫、鉛、銀、亜鉛、ビスマス、アンチモン、銅から選ばれた少なくとも２種類以上の金属で構成される半田である。例えば錫−鉛系、錫−銀系、錫−亜鉛系、錫−ビスマス系、錫−アンチモン、錫−銀−ビスマス系、錫−銅系等があるが、半田の金属組合せや組成に限定されず、最適なものを選択すればよい。この開口部が導体ポストと接続するためのランド上に開口された場合は、金属又は合金の表面被覆を厚み５μｍ以上、好ましくは表面被覆１０５高さと比べ同じもしくは２μｍほど低くつけることが好ましい。
【００１９】
最後に、多層部のサイズに応じて切断し、個片の外層両面回路基板１２０を得る（図１（ｇ））。
【００２０】
（１−２）ステップＢ
ステップＢでは、内層両面フレキシブル回路基板２２０を製造する（図２参照）。例えば、ポリイミドなどの、通常フレキシブルプリント配線板に用いられる耐熱性樹脂２０２と銅はく２０１からなる両面銅張積層板２１０を準備する（図２（ａ））。
【００２１】
両面銅張積層板２１０は、柔軟性がある部の素材となり、銅はく２０１と耐熱性樹脂２０２の間には、屈曲性・折り曲げ性を高めるために接着剤層は存在しない方が好ましいが存在しても構わない。
【００２２】
この両面銅張積層板２１０にブランドビアホール２０３を形成し（図２（ｂ））、銅めっきを施し、ブラインドビアめっき又はフィルドビアめっきにて表裏の電気的接続を形成した（図２（ｃ））後、エッチングにより、導体回路２０４及び導体ポスト１０９を受けることができるランド２０５を形成する（図２（ｃ））。
【００２３】
その後、柔軟性がある部３３０に相当する部分の導体回路２０４にポリイミドなどからなる表面被覆２０６（図２（ｄ））を施し、内層両面フレキシブル回路基板を形成する。表面被覆２０６にはランド２０５上に表面被覆開口部２０７を形成する。さらに、開口部分には半田めっき又は半田ペースト、半田ボールにより表面処理２０８を実施する（図２（ｅ））。このめっきの厚みは５μｍ以上、好ましくは表面被覆２０５高さと比べ同じもしくは２μｍほど低くつけることが好ましい。
【００２４】
表面処理は、金属又は合金で行なう。金属としては、特に限定しないが、錫が、融点が低いため好ましい。合金としては、錫、鉛、銀、亜鉛、ビスマス、アンチモン、銅から選ばれた少なくとも２種類以上の金属で構成される半田である。例えば錫−鉛系、錫−銀系、錫−亜鉛系、錫−ビスマス系、錫−アンチモン、錫−銀−ビスマス系、錫−銅系等があるが、半田の金属組合せや組成に限定されず、最適なものを選択すればよい。
【００２５】
この表面処理を厚くすることで導体ポストの高さを低くすることができ、かつ接続時に熔融した表面処理部２０８に導体ポスト１０９が進入、浸漬され接続することができるため、導体ポストを作製する工程を短縮することができ、かつ導体ポストの高さにばらつきがあっても、この表面処理２０８の厚みにより緩衝させることができ、接続信頼性が向上する。
【００２６】
次に、この内層両面フレキシブル回路基板の表面被覆２０６の面にフラックス機能付き接着剤層２０９を形成する（図２（ｆ））。このフラックス機能付き接着剤層は外層両面回路基板１２０の導体ポスト１０９の面に形成しても差し支えはない。このフラックス機能付き接着剤層は印刷法により内層両面フレキシブル回路基板の表面被覆２０６にフラックス機能付き接着剤を塗布する方法などがあるが、シート状になった接着剤を内層両面フレキシブル回路基板の表面被覆２０６にラミネートする方法が簡便である。又、積層前に内層フレキシブル回路基板を個片に裁断しても問題はない。
【００２７】
本発明に用いるフラックス機能付き接着剤は、金属表面の清浄化機能、例えば、金属表面に存在する酸化膜の除去機能や、酸化膜の還元機能を有した接着剤であり、第１の好ましい接着剤の構成としては、フェノール性水酸基を有するフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、レゾール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂などの樹脂（Ａ）と、前記樹脂の硬化剤（Ｂ）を含むものである。硬化剤としては、ビスフェノール系、フェノールノボラック系、アルキルフェノールノボラック系、ビフェノール系、ナフトール系、レゾルシノール系などのフェノールベースや、脂肪族、環状脂肪族や不飽和脂肪族などの骨格をベースとしてエポキシ化されたエポキシ樹脂やイソシアネート化合物が挙げられる。
【００２８】
フェノール性水酸基を有する樹脂の配合量は、全接着剤中２０重量％以上〜８０重量％以下が好ましく、２０重量％未満だと金属表面を清浄化する作用が低下し、８０重量％を越えると十分な硬化物を得られず、その結果として接合強度と信頼性が低下するおそれがあり好ましくない。一方、硬化剤として作用する樹脂或いは化合物は、全接着剤中２０重量％以上〜８０重量％以下が好ましい。接着剤には、必要に応じて着色剤、無機充填材、各種のカップリング剤、溶媒などを添加してもよい。
【００２９】
第２の好ましい接着剤の構成としては、ビスフェノール系、フェノールノボラック系、アルキルフェノールノボラック系、ビフェノール系、ナフトール系、レゾルシノール系などのフェノールベースや、脂肪族、環状脂肪族や不飽和脂肪族などの骨格をベースとしてエポキシ化されたエポキシ樹脂（Ｃ）と、イミダゾール環を有し、かつ前記エポキシ樹脂の硬化剤（Ｄ）を含むものである。イミダゾール環を有する硬化剤としては、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、ビス（２−エチル−４−メチル−イミダゾール）などが挙げられる。
【００３０】
エポキシ樹脂の配合量は、全接着剤中３０重量％以上〜９９重量％以下が好ましく、３０重量未満だと十分な硬化物が得られないおそれがあり好ましくない。上記２成分以外に、シアネート樹脂、アクリル酸樹脂、メタクリル酸樹脂、マレイミド樹脂などの熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を配合してもよい。又、必要に応じて着色剤、無機充填材、各種のカップリング剤、溶媒などを添加してもよい。イミダゾール環を有し、かつ前記エポキシ樹脂の硬化剤となるものの配合量としては、全接着剤中１重量％以上〜１０重量％以下が好ましく、１重量％未満だと金属表面を清浄化する作用が低下し、エポキシ樹脂を十分に硬化させないおそれがあり好ましくない。１０重量％を越えると硬化反応が急激に進行し、接着剤層の流動性が劣るおそれがあり好ましくない。
【００３１】
接着剤の調整方法は、例えば固形のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）と、固形の硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）を溶媒に溶解して調整する方法、固形のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）を液状の硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）に溶解して調整する方法、固形の硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）を液状のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）に溶解して調整する方法、又固形のエポキシ樹脂（Ｃ）を溶媒に溶解した溶液に、イミダゾール環を有し、かつエポキシ樹脂の硬化剤として作用する化合物（Ｄ）を分散もしくは溶解する方法などが挙げられる。使用する溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサン、トルエン、ブチルセルソブル、エチルセロソブル、Ｎ−メチルピロリドン、γ−ブチルラクトンなどが挙げられる。好ましくは沸点が２００℃以下の溶媒である。
【００３２】
（１−３）ステップＣ
ステップＣでは、多層フレキシブルプリント配線板３１０を製造する（図３参照）。
【００３３】
まず、中心層の内層両面フレキシブル回路基板２２０に外層両面フレキシブル回路基板１２０を積層する。その際の位置合わせは、各層の導体回路に予め形成されている位置決めマークを画像認識装置により読み取り位置合わせする方法、位置合わせ用のピンで位置合わせする方法を用いることができる。
【００３４】
その後、半田接合が可能な温度に加熱して、導体ポスト１０９が、フラックス機能付き接着剤層２０９を介して、導体ポスト１０９と内層両面フレキシブル回路基板２２０のランド部分２０５の半田２０８が熔融接合するまで熱圧着し、次に半田の熔融しない温度で再加熱してフラックス機能付き接着剤層２０９を硬化させて層間を接着させることにより、外層両面回路基板１２０、内層両面フレキシブル回路基板２２０を積層する（図３（ｂ））。各層を一体化する方法として、真空プレス又は熱ラミネートとベーキングを併用する方法等を用いることができる。
【００３５】
以上図１〜図３を用いて、多層部が６層の構成について説明したが、６層以上の場合、外層両面回路基板１２０を多層フレキシブルプリント配線板３１０に所望する層数、積層すれば良い。また、本発明には内層両面フレキシブル回路基板の片面のみにランドを設け、該ランド上に外層両面回路基板の個片を１個積層した内層フレキシブル回路基板を片面とした場合の３層の構成や内層両面フレキシブル回路基板を両面とした４層の構成の多層フレキシブル配線板も含まれる。
【００３６】
多層化の熱圧着方法については、特に限定しないが中心層になる内層フレキシブル回路基板の個片を積層するごとに熱圧着してもよいし、全ての外層両面回路基板の個片を積層した後、一括して熱圧着してもよい。また、積層の仮接着時に、半田の融点を越える熱を加えることにより、導体ポストと接続されるランド部が半田熔融し接合させた後、融点以下の温度によりこの層間接着剤を硬化させ、一体化させることもできる。
【００３７】
【実施例】
実施例１
［外層両面回路基板の作製（ステップＡ）］
銅はく１０１が１２μｍ、絶縁基材１０２がポリイミドフィルム厚み２５μｍの２層両面銅張積層板１１０（三井化学製 ＮＥＸ２３ＦＥ（２５Ｔ））を、ＵＶレーザによるブラインドビアホール形成後、ダイレクトめっきを行い、電解銅めっきによりブラインドビアホール穴部１０３にブラインドめっきを施し、電気的に表裏導通を形成した後、エッチングにより、導体回路１０４を形成する。
【００３８】
その後、導体回路１０４に、厚み２５μｍのポリイミド（鐘淵化学工業製 アピカルＮＰＩ）に厚み２５μｍの熱硬化性接着剤（住友ベークライト製）により表面被覆１０５を形成する。次にランド１０６、１０７を開口するためＣＯ２レーザにて穴あけし、デスミアを行い、表面被覆開口部を作製する。
【００３９】
次いで、この開口部に表面処理１０８として厚み４５μｍの半田めっきを形成する。更に開口部１０７に半田ペースト印刷を施し高さを５０μｍの半田ポストを形成し、最後に積層部のサイズに外形加工し、外層両面回路基板１２０を得た。
【００４０】
［内層両面フレキシブル回路基板の作製（ステップＢ）］
銅はく２０１が１２μｍ、絶縁基材２０２がポリイミドフィルム厚み２５μｍの２層両面銅張積層板２１０（三井化学製 ＮＥＸ２３ＦＥ（２５Ｔ））を、ＵＶレーザによるブラインドビアホール形成後、ダイレクトめっきを行い、電解銅めっきによりブラインドビアホール穴部２０３にブラインドめっきを施し、電気的に表裏導通を形成した後、エッチングにより、導体回路２０４及び導体ポスト１０９を受けることができるランド２０５を形成する。
【００４１】
その後、導体回路２０４に、厚み２５μｍのポリイミド（鐘淵化学工業製 アピカルＮＰＩ）に厚み２５μｍの熱硬化性接着剤（住友ベークライト製）により表面被覆２０６を形成する。次にランド２０７を開口するためＣＯ２レーザにて穴あけし、デスミアを行い、表面被覆開口部を作製する。次いで、この開口部に表面処理２０８として厚み４５μｍの半田めっきを形成し、シートに面付けされた内層両面フレキシブル回路基板を形成する。次に、表面被覆２０６の面に厚み２０μｍの熱硬化性のフラックス機能付き接着剤シート（住友ベークライト製 層間接着シート ＲＣＦ）をラミネートし、フラックス機能付き接着剤層２０９を形成する。
【００４２】
［多層フレキシブルプリント配線板の作成（ステップＣ）］
外層両面回路基板１２０を内層フレキシブル回路基板２２０に、位置合わせ用のピンガイド付き治具を用いて積層した。その後、真空式加圧ラミネーターで１３０℃、０．２ＭＰａ、６０秒で仮接着した後、油圧式プレスで２６０℃、０．０２ＭＰａで３０秒間プレスし、フラックス機能付き接着剤層２０９を介して、導体ポスト１０９が内層両面回路基板２２０のランド２０５が内層フレキシブル回路基板２２０のランド２０５と半田熔融接合し金属接合を形成する。次いで温度を１５０℃、６０分間加熱し、層間を積層した多層フレキシブルプリント配線板３１０を得た。
【００４３】
実施例２
外層両面回路基板、内層両面フレキシブル回路基板作製の際、電解銅めっきによりブラインドビアホール穴部２０３にフィルドビアめっきを施した以外は、実施例１と同様の方法で得られた多層フレキシブルプリント配線板。
【００４４】
実施例３
外層両面回路基板、内層両面フレキシブル回路基板作製の際、絶縁基材開口部１０３、２０３の径を最小５０μｍまで変化させてめっきを施した以外は、実施例１と同様の方法で得られた多層フレキシブルプリント配線板。
【００４５】
比較例１
外層両面回路基板、内層両面フレキシブル回路基板作製の際、ＵＶレーザによるブラインドビアホール１０３、２０３形成を、ＮＣドリルにより穴明け加工を行い、スルーホールめっきに変更した以外は、実施例１と同様の方法で得られた多層フレキシブルプリント配線板。
【００４６】
［評価］
実施例１、２、３の多層フレキシブルプリント配線板は、金属同士で層間接続部が確実に金属接合されており、温度サイクル試験では、断線不良の発生がなく、金属接合部の接合状態も良好で、絶縁抵抗試験でも絶縁抵抗が低下しなかった。又外層両面回路基板を個片に裁断することにより、シート状で積層した場合よりも積層の位置精度が上がり、歩留が向上した。しかし、比較例１の場合、加工方法が簡単ではあるが回路の設計上非常に制約が多くなった。
【００４７】
【発明の効果】
本発明に従うと、金属表面の清浄化機能を有した層間接着剤を用いることで回路基板の積層における金属接合部を信頼性高く接続することができ、外層両面回路基板表面上にはスルーホール等接続用の穴がないため高密度の回路配線や高密度に部品を実装することができ、更に個片の回路基板を積層することにより良品のみを積層することができるため歩留よく多層フレキシブルプリント配線板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に使用する外層用の両面回路基板とその製造方法を説明するための断面図。
【図２】本発明に使用する内層用の両面回路基板とその製造方法を説明するための断面図。
【図３】本発明の６層構成の多層フレキシブルプリント配線板とその製造方法を説明するための断面図。
【符号の説明】
１０１、２０１：銅はく
１０２、２０２：絶縁基材
１０３、２０３：絶縁基材開口部
１０４、２０４：導体回路
１０５、２０６：表面被覆
１０６、１０７、２０７：表面被覆開口部
１０８、２０８：表面処理
１０９：導体ポスト
１１０：両面銅張積層板
１２０：外層両面回路基板
２０５：ランド
２０９：フラックス機能付き接着剤
２１０：両面銅張積層板
２２０：内層両面フレキシブル回路基板
３１０：多層フレキシブルプリント配線板（６層）
３２０：多層部
３３０：フレキシブル部
【発明が属する技術分野】
本発明は、回路基板、多層配線板、回路基板の製造方法および多層配線板の製造方法に関し、特に、電子機器の部品として用いられる多層フレキシブルプリント配線板およびそれらを構成する回路基板ならびにそれらの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の高密度化に伴い、これに用いられるプリント配線板の多層化が進んでおり、フレキシブルプリント配線板も多層構造のものが多用されている。このプリント配線板はフレキシブルプリント配線板とリジッドプリント配線板との複合基板であるリジッドフレックスプリント配線板であり、用途が拡大している。
【０００３】
従来の多層フレキシブルプリント配線板やリジッドフレックスプリント配線板の製造方法は、片面回路基板と接着剤層を交互に複数積層した後積層形成し、そこに層間接続用の貫通孔をあけ、該貫通孔に層間接続用スルーホールめっきを施した後、最外層の回路等の加工を行う方法や、片面回路基板の絶縁材側に銅はくを貫通しない穴を明け、金属または合金により導体ポストを形成し、全層表面被覆処理を行い、接着剤層と配線板を加圧し必要回数繰り返し行い多層化する工法が提案されている。（例えば特許文献１）
【０００４】
前者の製造方法では、一般的に用いられる層間の電気的接続方式として、全層を貫く貫通孔を明けそこへ、スルーホールめっきする形で各層間を電気的に接続する手法が用いられる。しかし、この電気的接続方法では、加工方法が簡単ではあるが回路の設計上非常に制約が多くなる。また最も劣る点としては、貫通スルーホールめっきで全層を電気的に接続するため、最外層はスルーホールめっき接続ランドが多くなりまた占める面積割合も増えるため、部品の実装、回路配線に致命的となる回路実装密度を上げることができない。また、今後の市場要求が高まる高密度実装、高密度配線の作製が困難な仕様となる。
【０００５】
フレキシブルプリント配線板の製造方法は、安価に製造するために、１枚のシートに複数個配列した多面取りパターンにて作成する。そのため、多層フレキシブルプリント配線板も同様の製造方法を経ることで、安価に製造することができる。しかし、この製造方法では、シート内にパターニング不良があると、パターニング不良部分が積層された多層フレキシブルプリント配線板は不良となり、積層工程におけるプロセス歩留まりが低下する。
【０００６】
また、多層フレキシブルプリント配線板やリジッドフレックスプリント配線板と、多層リジッドプリント配線板との最大の相違点は、柔軟性がある部分の有無である。この柔軟性がある部分の作製では、柔軟性がある部分が積層されないように外層を除くか、或いは積層後外層を除かなければならず、シート積層した場合、シートあたりの配線板取り数が悪くなってしまう。更に各層大きさの異なるパターン設計の場合、１シート当たりの配線板取り数は、各層回路基板取り数の内もっとも少ない回路基板取り数に制限されてしまい、シートあたりの配線板取り数が悪くなってしまう。
【０００７】
後者の製造方法では、導体ポストの受け側基材をレーザー加工にて穴あけし、デスミアを行い、表面被覆開口部を作製する特殊工程がありこれらの技術確立、歩留まりの問題がある。また層数が増えるに従い、製造に時間、コストがかかり、表面被覆の材料コストも高くなる問題がある。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−５４９３４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、その目的は、製造が簡単で、確実に層間接続を達成でき、信頼性が高く、また、外層回路基板を積層することができる回路基板、多層基板、回路基板の製造方法および多層基板の製造方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決させるための手段】
このような目的は、下記（１）〜（２０）の本発明により達成される。
（１）絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路間がビルドアップビアで電気的に接続され、前記導体回路上に電気的に接続された少なくとも１つの突出した導体ポストを有することを特徴とする回路基板。
（２）前記導体回路上には、その一部を残して覆う表面被覆を設けるとともに、その開口部からは、前記導体ポストが前記表面被覆の面よりも突出している上記（１）記載の回路基板。
（３）前記導体ポストは、金、銀、ニッケル、錫、鉛、亜鉛、ビスマス、アンチモン、銅からなる群より選択される少なくとも１種の金属または該金属を含む合金で構成される上記（１）または（２）に記載の回路基板。
（４）前記表面被覆は、接着層と、フィルムとで構成される上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の回路基板。
（５）上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の回路基板を含む複数の回路基板を積層してなることを特徴とする多層基板。
（６）絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路の一部に被覆形成された厚さ５μｍ以上の金属層と、前記導体回路の前記金属層以外の部分を覆う表面被覆とを有し、絶縁基材の片面または両面に、フラックス機能を有する接着層を設けた回路基板と、上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の回路基板を含む複数の回路基板を積層してなることを特徴とする多層基板。
（７）絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路の一部に被覆形成された厚さ５μｍ以上の金属層と、前記導体回路の前記金属層以外の部分を覆う、接着層と、フィルムで構成される表面被覆とを有し、絶縁基材の片面または両面に、フラックス機能を有する接着層を設けた回路基板と、上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の回路基板を含む複数の回路基板を積層してなることを特徴とする多層基板。
（８）絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路の一部に被覆形成された厚さ５μｍ以上の金属層と、前記導体回路の前記金属層以外の部分を覆う表面被覆とを有し、絶縁基材の片面または両面に、フラックス機能を有する接着層を設けた回路基板の両面側にそれぞれ上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の回路基板が接合されており、前記導体ポストを介して各回路基板の導体回路の所定部位が電気的に接続されていることを特徴とする多層基板。
（９）絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路の一部に被覆形成された厚さ５μｍ以上の金属層と、前記導体回路の前記金属層以外の部分を覆う、接着層と、フィルムで構成される表面被覆とを有し、絶縁基材の片面または両面に、フラックス機能を有する接着層を設けた回路基板の両面側にそれぞれ上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の回路基板が接合されており、前記導体ポストを介して各回路基板の導体回路の所定部位が電気的に接続されていることを特徴とする多層基板。
（１０）複数の回路基板が積層された多層部と、前記多層部における少なくとも１つの回路基板が該多層部から延出する単層部とを有する上記（５）ないし（９）のいずれかに記載の多層基板。
（１１）前記単層部を構成する回路基板は、可撓性を有するフレキシブル回路基板である上記（１０）に記載の多層基板。
（１２）絶縁基材の両面にそれぞれ導体回路となる金属層が形成された前記絶縁基材に貫通孔を形成し、該貫通孔内にて前記両金属層同士を導通させるビルドアップビアを形成する工程と、前記金属層をパターニングして導体回路を形成する工程と、前記導体回路上にその一部を残して覆う表面被覆を設ける工程と、その開口部から前記導体回路上に電気的に接続された導体ポストが前記表面被覆の面よりも突出させる工程とを有することを特徴とする回路基板の製造方法。
（１３）少なくとも１つの上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の回路基板とを所定の順序で重ね、これらを熱圧着して積層、一体化することを特徴とする多層基板の製造方法。
（１４）少なくとも１つの上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の回路基板と、少なくとも１つの、絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路の一部に被覆形成された厚さ５μｍ以上の金属層と、前記導体回路の前記金属層以外の部分を覆う表面被覆とを有し、絶縁基材の片面または両面に、フラックス機能を有する接着層を設けた回路基板とを所定の順序で重ね、これらを熱圧着して積層、一体化することを特徴とする多層基板の製造方法。
（１５）絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路の一部に被覆形成された厚さ５μｍ以上の金属層と、前記導体回路の前記金属層以外の部分を覆う表面被覆とを有し、絶縁基材の片面または両面に、フラックス機能を有する接着層を設けた回路基板の片面または両面にそれぞれ上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の回路基板を配置し、これらを熱圧着して積層、一体化し、各回路基板の導体回路の所定部位が前記導体ポストを介して電気的に接続するようにしたことを特徴とする多層基板の製造方法。
（１６）上記（１２）に記載の方法により製造された少なくとも１つの回路基板と、絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路の一部に被覆形成された厚さ５μｍ以上の金属層と、前記導体回路の前記金属層以外の部分を覆う表面被覆とを有し、絶縁基材の片面または両面に、フラックス機能を有する接着層を設けた少なくとも１つの回路基板とを所定の順序で重ね、これらを熱圧着して積層、一体化することを特徴とする多層基板の製造方法。
（１７）絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路の一部に被覆形成された厚さ５μｍ以上の金属層と、前記導体回路の前記金属層以外の部分を覆う表面被覆とを有し、絶縁基材の片面または両面に、フラックス機能を有する接着層を設けた回路基板の片面または両面側にそれぞれ上記（１２）に記載の方法により製造された回路基板を配置し、これらを熱圧着して積層、一体化し、各回路基板の導体回路の所定部位が前記突起状端子または突起状端子と金属被覆層とを介して電気的に接続するようにしたことを特徴とする多層基板の製造方法。
（１８）前記熱圧着は、ろう材が溶融する第１の温度で行った後、それより低い第２の温度で行う上記（１３）ないし（１７）のいずれかに記載の多層基板の製造方法。
（１９）前記第２の温度は、接着剤が硬化するのに適した温度である上記（１８）に記載の多層基板の製造方法。
（２０）上記（１３）ないし（１９）のいずれかに記載の多層基板の製造方法により製造されたことを特徴とする多層基板。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに何ら限定されるものではない。
【００１２】
図１〜図３は、本発明を多層フレキシブルプリント配線板及びその製造方法に適用した場合の実施形態を説明する断面図である。図３（ｂ）は、多層部３２０とフレキシブル部３３０を併せ持つ６層の多層フレキシブルプリント配線板３１０を示す断面図である。
【００１３】
本発明の多層フレキシブルプリント配線板の製造方法として、６層フレキシブルプリント配線板の一例を説明する。ステップＡ（図１）として、本発明の回路基板である外層両面回路基板１２０を形成する。続いて、ステップＢ（図２）として内層両面フレキシブル回路基板２２０を形成する。最後に、ステップＣ（図３）として、内層両面フレキシブル回路基板２２０に外層両面回路基板１２０を積層し、多層フレキシブルププリント配線板３１０を形成する。以上、３ステップに分けることができる。
【００１４】
６層以上の場合、前記ステップＡで作製した外層両面基板１２０を前記ステップＣで得られた多層フレキシブルププリント配線板に、所望する層数、積層すれば良い。以下、各ステップについて説明する。
【００１５】
（１−１）ステップＡ
ステップＡでは、外層両面回路基板１２０を製造する。（図１参照）まず、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂を硬化させた絶縁基材１０２の両面に銅はく１０１が付いた両面銅張積層板１１０を準備する（図１（ａ））。この際、絶縁基材と銅はくとの間には、導体接続の妨げとなるスミアの発生を防ぐため、銅はくと絶縁基材を貼り合わせるための接着剤層は存在しない方が好ましいが、接着剤を使い貼りあわせたものでもよい。
【００１６】
絶縁基材１０２にブランドビアホール１０３を形成し（図１（ｂ））、銅めっきを施し、ブラインドビアめっき又はフィルドビアめっきを形成する。次いで、絶縁基材１０２の両面にある銅はく１０１をエッチングにより導体回路１０４を形成し（図１（ｃ））、導体回路に表面被覆１０５を施す（図１（ｄ））。この表面被覆１０５は絶縁樹脂に接着剤を塗布したカバーレイを貼付または、レジストを直接絶縁基材に印刷する方法などがある。この表面被覆１０５の片面にはめっきなどの表面処理用に表面被覆開口部１０６を設けても良い。
【００１７】
次いで、１０６とは反対側の面から、導体回路が露出するまで、表面被覆開口部１０７を形成する（図１（ｄ））。表面被覆開口部１０６、１０７を形成する際、レーザ法を用いると開口部を容易に形成することができ、かつ開口部の穴径も小さくすることができる。更に、過マンガン酸カリウム水溶液によるウェットデスミア又はプラズマによるドライデスミアなどの方法により、絶縁基材開口部１０６、１０７内に残存している樹脂を除去すると層間接続の信頼性が向上し好ましい。
【００１８】
この絶縁基材開口部１０７内に導体ポスト１０９が表面被覆１０５の面から突出するまで形成する（図１（ｅ））。導体ポスト１０９の形成方法としては、ペースト又はめっき法などで形成する。導体は、金属又は合金からなり、金属としては、金、銀、ニッケル、錫、鉛、亜鉛、ビスマス、アンチモン、の少なくとも１種類からなり、単層又は２層以上であってもよい。合金としては錫、鉛、銀、亜鉛、ビスマス、アンチモン、銅から選ばれた少なくとも２種類以上の金属で構成される半田である。例えば錫−鉛系、錫−銀系、錫−亜鉛系、錫−ビスマス系、錫−アンチモン、錫−銀−ビスマス系、錫−銅系等があるが、半田の金属組合せや組成に限定されず、最適なものを選択すればよい。この開口部が導体ポストと接続するためのランド上に開口された場合は、金属又は合金の表面被覆を厚み５μｍ以上、好ましくは表面被覆１０５高さと比べ同じもしくは２μｍほど低くつけることが好ましい。
【００１９】
最後に、多層部のサイズに応じて切断し、個片の外層両面回路基板１２０を得る（図１（ｇ））。
【００２０】
（１−２）ステップＢ
ステップＢでは、内層両面フレキシブル回路基板２２０を製造する（図２参照）。例えば、ポリイミドなどの、通常フレキシブルプリント配線板に用いられる耐熱性樹脂２０２と銅はく２０１からなる両面銅張積層板２１０を準備する（図２（ａ））。
【００２１】
両面銅張積層板２１０は、柔軟性がある部の素材となり、銅はく２０１と耐熱性樹脂２０２の間には、屈曲性・折り曲げ性を高めるために接着剤層は存在しない方が好ましいが存在しても構わない。
【００２２】
この両面銅張積層板２１０にブランドビアホール２０３を形成し（図２（ｂ））、銅めっきを施し、ブラインドビアめっき又はフィルドビアめっきにて表裏の電気的接続を形成した（図２（ｃ））後、エッチングにより、導体回路２０４及び導体ポスト１０９を受けることができるランド２０５を形成する（図２（ｃ））。
【００２３】
その後、柔軟性がある部３３０に相当する部分の導体回路２０４にポリイミドなどからなる表面被覆２０６（図２（ｄ））を施し、内層両面フレキシブル回路基板を形成する。表面被覆２０６にはランド２０５上に表面被覆開口部２０７を形成する。さらに、開口部分には半田めっき又は半田ペースト、半田ボールにより表面処理２０８を実施する（図２（ｅ））。このめっきの厚みは５μｍ以上、好ましくは表面被覆２０５高さと比べ同じもしくは２μｍほど低くつけることが好ましい。
【００２４】
表面処理は、金属又は合金で行なう。金属としては、特に限定しないが、錫が、融点が低いため好ましい。合金としては、錫、鉛、銀、亜鉛、ビスマス、アンチモン、銅から選ばれた少なくとも２種類以上の金属で構成される半田である。例えば錫−鉛系、錫−銀系、錫−亜鉛系、錫−ビスマス系、錫−アンチモン、錫−銀−ビスマス系、錫−銅系等があるが、半田の金属組合せや組成に限定されず、最適なものを選択すればよい。
【００２５】
この表面処理を厚くすることで導体ポストの高さを低くすることができ、かつ接続時に熔融した表面処理部２０８に導体ポスト１０９が進入、浸漬され接続することができるため、導体ポストを作製する工程を短縮することができ、かつ導体ポストの高さにばらつきがあっても、この表面処理２０８の厚みにより緩衝させることができ、接続信頼性が向上する。
【００２６】
次に、この内層両面フレキシブル回路基板の表面被覆２０６の面にフラックス機能付き接着剤層２０９を形成する（図２（ｆ））。このフラックス機能付き接着剤層は外層両面回路基板１２０の導体ポスト１０９の面に形成しても差し支えはない。このフラックス機能付き接着剤層は印刷法により内層両面フレキシブル回路基板の表面被覆２０６にフラックス機能付き接着剤を塗布する方法などがあるが、シート状になった接着剤を内層両面フレキシブル回路基板の表面被覆２０６にラミネートする方法が簡便である。又、積層前に内層フレキシブル回路基板を個片に裁断しても問題はない。
【００２７】
本発明に用いるフラックス機能付き接着剤は、金属表面の清浄化機能、例えば、金属表面に存在する酸化膜の除去機能や、酸化膜の還元機能を有した接着剤であり、第１の好ましい接着剤の構成としては、フェノール性水酸基を有するフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、レゾール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂などの樹脂（Ａ）と、前記樹脂の硬化剤（Ｂ）を含むものである。硬化剤としては、ビスフェノール系、フェノールノボラック系、アルキルフェノールノボラック系、ビフェノール系、ナフトール系、レゾルシノール系などのフェノールベースや、脂肪族、環状脂肪族や不飽和脂肪族などの骨格をベースとしてエポキシ化されたエポキシ樹脂やイソシアネート化合物が挙げられる。
【００２８】
フェノール性水酸基を有する樹脂の配合量は、全接着剤中２０重量％以上〜８０重量％以下が好ましく、２０重量％未満だと金属表面を清浄化する作用が低下し、８０重量％を越えると十分な硬化物を得られず、その結果として接合強度と信頼性が低下するおそれがあり好ましくない。一方、硬化剤として作用する樹脂或いは化合物は、全接着剤中２０重量％以上〜８０重量％以下が好ましい。接着剤には、必要に応じて着色剤、無機充填材、各種のカップリング剤、溶媒などを添加してもよい。
【００２９】
第２の好ましい接着剤の構成としては、ビスフェノール系、フェノールノボラック系、アルキルフェノールノボラック系、ビフェノール系、ナフトール系、レゾルシノール系などのフェノールベースや、脂肪族、環状脂肪族や不飽和脂肪族などの骨格をベースとしてエポキシ化されたエポキシ樹脂（Ｃ）と、イミダゾール環を有し、かつ前記エポキシ樹脂の硬化剤（Ｄ）を含むものである。イミダゾール環を有する硬化剤としては、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、ビス（２−エチル−４−メチル−イミダゾール）などが挙げられる。
【００３０】
エポキシ樹脂の配合量は、全接着剤中３０重量％以上〜９９重量％以下が好ましく、３０重量未満だと十分な硬化物が得られないおそれがあり好ましくない。上記２成分以外に、シアネート樹脂、アクリル酸樹脂、メタクリル酸樹脂、マレイミド樹脂などの熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を配合してもよい。又、必要に応じて着色剤、無機充填材、各種のカップリング剤、溶媒などを添加してもよい。イミダゾール環を有し、かつ前記エポキシ樹脂の硬化剤となるものの配合量としては、全接着剤中１重量％以上〜１０重量％以下が好ましく、１重量％未満だと金属表面を清浄化する作用が低下し、エポキシ樹脂を十分に硬化させないおそれがあり好ましくない。１０重量％を越えると硬化反応が急激に進行し、接着剤層の流動性が劣るおそれがあり好ましくない。
【００３１】
接着剤の調整方法は、例えば固形のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）と、固形の硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）を溶媒に溶解して調整する方法、固形のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）を液状の硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）に溶解して調整する方法、固形の硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）を液状のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）に溶解して調整する方法、又固形のエポキシ樹脂（Ｃ）を溶媒に溶解した溶液に、イミダゾール環を有し、かつエポキシ樹脂の硬化剤として作用する化合物（Ｄ）を分散もしくは溶解する方法などが挙げられる。使用する溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサン、トルエン、ブチルセルソブル、エチルセロソブル、Ｎ−メチルピロリドン、γ−ブチルラクトンなどが挙げられる。好ましくは沸点が２００℃以下の溶媒である。
【００３２】
（１−３）ステップＣ
ステップＣでは、多層フレキシブルプリント配線板３１０を製造する（図３参照）。
【００３３】
まず、中心層の内層両面フレキシブル回路基板２２０に外層両面フレキシブル回路基板１２０を積層する。その際の位置合わせは、各層の導体回路に予め形成されている位置決めマークを画像認識装置により読み取り位置合わせする方法、位置合わせ用のピンで位置合わせする方法を用いることができる。
【００３４】
その後、半田接合が可能な温度に加熱して、導体ポスト１０９が、フラックス機能付き接着剤層２０９を介して、導体ポスト１０９と内層両面フレキシブル回路基板２２０のランド部分２０５の半田２０８が熔融接合するまで熱圧着し、次に半田の熔融しない温度で再加熱してフラックス機能付き接着剤層２０９を硬化させて層間を接着させることにより、外層両面回路基板１２０、内層両面フレキシブル回路基板２２０を積層する（図３（ｂ））。各層を一体化する方法として、真空プレス又は熱ラミネートとベーキングを併用する方法等を用いることができる。
【００３５】
以上図１〜図３を用いて、多層部が６層の構成について説明したが、６層以上の場合、外層両面回路基板１２０を多層フレキシブルプリント配線板３１０に所望する層数、積層すれば良い。また、本発明には内層両面フレキシブル回路基板の片面のみにランドを設け、該ランド上に外層両面回路基板の個片を１個積層した内層フレキシブル回路基板を片面とした場合の３層の構成や内層両面フレキシブル回路基板を両面とした４層の構成の多層フレキシブル配線板も含まれる。
【００３６】
多層化の熱圧着方法については、特に限定しないが中心層になる内層フレキシブル回路基板の個片を積層するごとに熱圧着してもよいし、全ての外層両面回路基板の個片を積層した後、一括して熱圧着してもよい。また、積層の仮接着時に、半田の融点を越える熱を加えることにより、導体ポストと接続されるランド部が半田熔融し接合させた後、融点以下の温度によりこの層間接着剤を硬化させ、一体化させることもできる。
【００３７】
【実施例】
実施例１
［外層両面回路基板の作製（ステップＡ）］
銅はく１０１が１２μｍ、絶縁基材１０２がポリイミドフィルム厚み２５μｍの２層両面銅張積層板１１０（三井化学製 ＮＥＸ２３ＦＥ（２５Ｔ））を、ＵＶレーザによるブラインドビアホール形成後、ダイレクトめっきを行い、電解銅めっきによりブラインドビアホール穴部１０３にブラインドめっきを施し、電気的に表裏導通を形成した後、エッチングにより、導体回路１０４を形成する。
【００３８】
その後、導体回路１０４に、厚み２５μｍのポリイミド（鐘淵化学工業製 アピカルＮＰＩ）に厚み２５μｍの熱硬化性接着剤（住友ベークライト製）により表面被覆１０５を形成する。次にランド１０６、１０７を開口するためＣＯ２レーザにて穴あけし、デスミアを行い、表面被覆開口部を作製する。
【００３９】
次いで、この開口部に表面処理１０８として厚み４５μｍの半田めっきを形成する。更に開口部１０７に半田ペースト印刷を施し高さを５０μｍの半田ポストを形成し、最後に積層部のサイズに外形加工し、外層両面回路基板１２０を得た。
【００４０】
［内層両面フレキシブル回路基板の作製（ステップＢ）］
銅はく２０１が１２μｍ、絶縁基材２０２がポリイミドフィルム厚み２５μｍの２層両面銅張積層板２１０（三井化学製 ＮＥＸ２３ＦＥ（２５Ｔ））を、ＵＶレーザによるブラインドビアホール形成後、ダイレクトめっきを行い、電解銅めっきによりブラインドビアホール穴部２０３にブラインドめっきを施し、電気的に表裏導通を形成した後、エッチングにより、導体回路２０４及び導体ポスト１０９を受けることができるランド２０５を形成する。
【００４１】
その後、導体回路２０４に、厚み２５μｍのポリイミド（鐘淵化学工業製 アピカルＮＰＩ）に厚み２５μｍの熱硬化性接着剤（住友ベークライト製）により表面被覆２０６を形成する。次にランド２０７を開口するためＣＯ２レーザにて穴あけし、デスミアを行い、表面被覆開口部を作製する。次いで、この開口部に表面処理２０８として厚み４５μｍの半田めっきを形成し、シートに面付けされた内層両面フレキシブル回路基板を形成する。次に、表面被覆２０６の面に厚み２０μｍの熱硬化性のフラックス機能付き接着剤シート（住友ベークライト製 層間接着シート ＲＣＦ）をラミネートし、フラックス機能付き接着剤層２０９を形成する。
【００４２】
［多層フレキシブルプリント配線板の作成（ステップＣ）］
外層両面回路基板１２０を内層フレキシブル回路基板２２０に、位置合わせ用のピンガイド付き治具を用いて積層した。その後、真空式加圧ラミネーターで１３０℃、０．２ＭＰａ、６０秒で仮接着した後、油圧式プレスで２６０℃、０．０２ＭＰａで３０秒間プレスし、フラックス機能付き接着剤層２０９を介して、導体ポスト１０９が内層両面回路基板２２０のランド２０５が内層フレキシブル回路基板２２０のランド２０５と半田熔融接合し金属接合を形成する。次いで温度を１５０℃、６０分間加熱し、層間を積層した多層フレキシブルプリント配線板３１０を得た。
【００４３】
実施例２
外層両面回路基板、内層両面フレキシブル回路基板作製の際、電解銅めっきによりブラインドビアホール穴部２０３にフィルドビアめっきを施した以外は、実施例１と同様の方法で得られた多層フレキシブルプリント配線板。
【００４４】
実施例３
外層両面回路基板、内層両面フレキシブル回路基板作製の際、絶縁基材開口部１０３、２０３の径を最小５０μｍまで変化させてめっきを施した以外は、実施例１と同様の方法で得られた多層フレキシブルプリント配線板。
【００４５】
比較例１
外層両面回路基板、内層両面フレキシブル回路基板作製の際、ＵＶレーザによるブラインドビアホール１０３、２０３形成を、ＮＣドリルにより穴明け加工を行い、スルーホールめっきに変更した以外は、実施例１と同様の方法で得られた多層フレキシブルプリント配線板。
【００４６】
［評価］
実施例１、２、３の多層フレキシブルプリント配線板は、金属同士で層間接続部が確実に金属接合されており、温度サイクル試験では、断線不良の発生がなく、金属接合部の接合状態も良好で、絶縁抵抗試験でも絶縁抵抗が低下しなかった。又外層両面回路基板を個片に裁断することにより、シート状で積層した場合よりも積層の位置精度が上がり、歩留が向上した。しかし、比較例１の場合、加工方法が簡単ではあるが回路の設計上非常に制約が多くなった。
【００４７】
【発明の効果】
本発明に従うと、金属表面の清浄化機能を有した層間接着剤を用いることで回路基板の積層における金属接合部を信頼性高く接続することができ、外層両面回路基板表面上にはスルーホール等接続用の穴がないため高密度の回路配線や高密度に部品を実装することができ、更に個片の回路基板を積層することにより良品のみを積層することができるため歩留よく多層フレキシブルプリント配線板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に使用する外層用の両面回路基板とその製造方法を説明するための断面図。
【図２】本発明に使用する内層用の両面回路基板とその製造方法を説明するための断面図。
【図３】本発明の６層構成の多層フレキシブルプリント配線板とその製造方法を説明するための断面図。
【符号の説明】
１０１、２０１：銅はく
１０２、２０２：絶縁基材
１０３、２０３：絶縁基材開口部
１０４、２０４：導体回路
１０５、２０６：表面被覆
１０６、１０７、２０７：表面被覆開口部
１０８、２０８：表面処理
１０９：導体ポスト
１１０：両面銅張積層板
１２０：外層両面回路基板
２０５：ランド
２０９：フラックス機能付き接着剤
２１０：両面銅張積層板
２２０：内層両面フレキシブル回路基板
３１０：多層フレキシブルプリント配線板（６層）
３２０：多層部
３３０：フレキシブル部
Claims (20)
- 絶縁基材と、
前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路間がビルドアップビアで電気的に接続され、前記導体回路上に電気的に接続された少なくとも１つの突出した導体ポストを有することを特徴とする回路基板。 - 前記導体回路上には、その一部を残して覆う表面被覆を設けるとともに、その開口部からは、前記導体ポストが前記表面被覆の面よりも突出している請求項１記載の回路基板。
- 前記導体ポストは、金、銀、ニッケル、錫、鉛、亜鉛、ビスマス、アンチモン、銅からなる群より選択される少なくとも１種の金属または該金属を含む合金で構成される請求項１または２に記載の回路基板。
- 前記表面被覆は、接着層と、フィルムとで構成される請求項１ないし３のいずれかに記載の回路基板。
- 請求項１ないし４のいずれかに記載の回路基板を含む複数の回路基板を積層してなることを特徴とする多層基板。
- 絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路の一部に被覆形成された厚さ５μｍ以上の金属層と、前記導体回路の前記金属層以外の部分を覆う表面被覆とを有し、絶縁基材の片面または両面に、フラックス機能を有する接着層を設けた回路基板と、請求項１ないし４のいずれかに記載の回路基板を含む複数の回路基板を積層してなることを特徴とする多層基板。
- 絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路の一部に被覆形成された厚さ５μｍ以上の金属層と、前記導体回路の前記金属層以外の部分を覆う、接着層と、フィルムで構成される表面被覆とを有し、絶縁基材の片面または両面に、フラックス機能を有する接着層を設けた回路基板と、請求項１ないし４のいずれかに記載の回路基板を含む複数の回路基板を積層してなることを特徴とする多層基板。
- 絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路の一部に被覆形成された厚さ５μｍ以上の金属層と、前記導体回路の前記金属層以外の部分を覆う表面被覆とを有し、絶縁基材の片面または両面に、フラックス機能を有する接着層を設けた回路基板の両面側にそれぞれ請求項１ないし４のいずれかに記載の回路基板が接合されており、前記導体ポストを介して各回路基板の導体回路の所定部位が電気的に接続されていることを特徴とする多層基板。
- 絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路の一部に被覆形成された厚さ５μｍ以上の金属層と、前記導体回路の前記金属層以外の部分を覆う、接着層と、フィルムで構成される表面被覆とを有し、絶縁基材の片面または両面に、フラックス機能を有する接着層を設けた回路基板の両面側にそれぞれ請求項１ないし４のいずれかに記載の回路基板が接合されており、前記導体ポストを介して各回路基板の導体回路の所定部位が電気的に接続されていることを特徴とする多層基板。
- 複数の回路基板が積層された多層部と、前記多層部における少なくとも１つの回路基板が該多層部から延出する単層部とを有する請求項５ないし９のいずれかに記載の多層基板。
- 前記単層部を構成する回路基板は、可撓性を有するフレキシブル回路基板である請求項１０に記載の多層基板。
- 絶縁基材の両面にそれぞれ導体回路となる金属層が形成された前記絶縁基材に貫通孔を形成し、該貫通孔内にて前記両金属層同士を導通させるビルドアップビアを形成する工程と、前記金属層をパターニングして導体回路を形成する工程と、前記導体回路上にその一部を残して覆う表面被覆を設ける工程と、その開口部から前記導体回路上に電気的に接続された導体ポストが前記表面被覆の面よりも突出させる工程とを有することを特徴とする回路基板の製造方法。
- 少なくとも１つの請求項１ないし４のいずれかに記載の回路基板とを所定の順序で重ね、これらを熱圧着して積層、一体化することを特徴とする多層基板の製造方法。
- 少なくとも１つの請求項１ないし４のいずれかに記載の回路基板と、少なくとも１つの、絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路の一部に被覆形成された厚さ５μｍ以上の金属層と、前記導体回路の前記金属層以外の部分を覆う表面被覆とを有し、絶縁基材の片面または両面に、フラックス機能を有する接着層を設けた回路基板とを所定の順序で重ね、これらを熱圧着して積層、一体化することを特徴とする多層基板の製造方法。
- 絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路の一部に被覆形成された厚さ５μｍ以上の金属層と、前記導体回路の前記金属層以外の部分を覆う表面被覆とを有し、絶縁基材の片面または両面に、フラックス機能を有する接着層を設けた回路基板の片面または両面にそれぞれ請求項１ないし４のいずれかに記載の回路基板を配置し、これらを熱圧着して積層、一体化し、各回路基板の導体回路の所定部位が前記導体ポストを介して電気的に接続するようにしたことを特徴とする多層基板の製造方法。
- 請求項１２に記載の方法により製造された少なくとも１つの回路基板と、絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路の一部に被覆形成された厚さ５μｍ以上の金属層と、前記導体回路の前記金属層以外の部分を覆う表面被覆とを有し、絶縁基材の片面または両面に、フラックス機能を有する接着層を設けた少なくとも１つの回路基板
とを所定の順序で重ね、これらを熱圧着して積層、一体化することを特徴とする多層基板の製造方法。 - 絶縁基材と、前記絶縁基材の両面にそれぞれ形成された導体回路と、前記導体回路の一部に被覆形成された厚さ５μｍ以上の金属層と、前記導体回路の前記金属層以外の部分を覆う表面被覆とを有し、絶縁基材の片面または両面に、フラックス機能を有する接着層を設けた回路基板の片面または両面側にそれぞれ請求項１２に記載の方法により製造された回路基板を配置し、これらを熱圧着して積層、一体化し、各回路基板の導体回路の所定部位が前記突起状端子または突起状端子と金属被覆層とを介して電気的に接続するようにしたことを特徴とする多層基板の製造方法。
- 前記熱圧着は、ろう材が溶融する第１の温度で行った後、それより低い第２の温度で行う請求項１３ないし１７のいずれかに記載の多層基板の製造方法。
- 前記第２の温度は、接着剤が硬化するのに適した温度である請求項１８に記載の多層基板の製造方法。
- 請求項１３ないし１９のいずれかに記載の多層基板の製
造方法により製造されたことを特徴とする多層基板。
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-
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