JP2005175114A - 多層プリント配線板とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】各種電子機器に広く用いられている多層プリント配線板に可撓性を有する部分を付与することにより、折り曲げ可能な全層ＩＶＨ構造の多層プリント配線板を提供する。
【解決手段】積層部分に形成された回路の厚みが、可撓部分に形成された回路の厚みより小である構成を備えた可撓性絶縁シートの積層部分に層間導通用接着シートまたは回路基板を積層、熱圧着することによって、屈曲性能および層間導通性能の優れた多層プリント配線板を実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、ビデオカメラ等の各種電子機器に広く用いられる多層プリント配線板とその製造方法に関するものである。

特に、携帯電話機、ビデオカメラ等の電子機器は小型軽量化が進み、それに使用するプリント配線板は、高密度化とともに可撓性を有する機能を要求されている。

以下に従来の多層プリント配線板における製造方法について説明する。

図８（ａ）〜（ｃ）は、従来の多層プリント配線板の製造方法を示す断面図である。図８（ａ）に、表層に回路３４ａが形成された可撓性絶縁シート３１を示し、図８（ｂ）に、貫通孔に導電性ペースト４０が充填された層間導通用接着シート３２を示し、図８（ｃ）は表層に回路３４ｂが形成された回路基板３３を示す。

また、層間導通用接着シート３２と回路基板３３には、可撓性絶縁シート３１、層間導通用接着シート３２、回路基板３３を積層熱圧着後にした後に、可撓性を必要とされる部分に透孔３７が形成されている。

次に図８（ｄ）に示すように、可撓性絶縁シート３１、層間導通用接着シート３２、回路基板３３を重ね合わせ、熱プレス機にステンレス板などで挟んでセットし、図８（ｅ）に示すように加熱・加圧する。

これにより、内部に導体パターン３４ｂを有し、導電性を有するペースト等により各層を電気的に接続し、さらに、一部分がフィルム状でかつ可撓性を有する多層プリント配線板を得る。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平１０−２００２５８号公報

上記従来の多層プリント配線板の構成において、可撓性絶縁シート３１に形成された回路３４ａは、高い屈曲性能を要求されるため、比較的厚い銅箔が用いられる。

図８の事例では、回路基板３３の回路３４ｂは１８μｍの銅箔を、また可撓性絶縁シート３１の回路３４ａは３５〜５０μｍ銅箔をエッチングすることにより形成されている。

この構成において、図８（ｄ）〜（ｅ）に示す積層、加熱・加圧を行うことにより、層間導通用接着シート３２を介して、可撓性絶縁シート３１と回路基板３３が層間接続を行う場合、以下の課題が生じる。

図９は、可撓性絶縁シート３１の回路３４ａ（厚さ５０μｍ）が、層間導通用接着シート３２の貫通孔に充填された導電性ペースト４０と圧縮して接続する際の課題を示すものである。

図９（ａ）は、回路３４ａによる圧縮が過大となり、貫通孔内の導電性ペースト４０が貫通孔壁面から層間導通用接着シート３２内へ浸透した状態を示す。この状態は、隣接する導通孔４０ｂとの絶縁劣化や短絡を発生させる原因となる。

一方、それを避けるため加圧による圧縮量を減少させると、図９（ｂ）に示すように、導通孔４０ｂ上は、回路３４ａの厚みにより押し上げられた状態となる。この状態は、積層・熱圧着後の多層基板の平滑性が低下したものであり、潜在的には回路３４ａ近傍に空隙５０やボイドが生じる原因ともなり、その結果、層間剥離や層間導通性の低下に至る可能性もあった。

そこで、従来は、可撓性絶縁シート３１に比較的薄い銅箔を用いることも検討されたが、可撓性を必要とされる部分の屈曲性能の低下が問題となった。

また、たとえ極薄銅箔（５〜９μｍ）を用いたとしても、図１０に示すような一部にめっきスルーホールを有する可撓性絶縁シート３１においては、スルーホールの信頼性を確保するために、めっき厚は２０〜３０μｍが必要となる。

そのため、スルーホール部分の回路３４ｃの厚さは２５〜３９μｍとなり、上記の課題を解決しうるものではなく、さらに極薄銅箔の使用、あるいは電気めっきによる硬度が大きい銅膜の存在により、屈曲性能を著しく低下させるものであった。

本発明は、上記従来の問題を解決するもので、可撓性絶縁シート、層間導通用接着シート、回路基板の層間の導通信頼性に優れ、繰り返し折り曲げても導体の切断や多層積層部分における層間剥離の発生しない優れた多層プリント配線板とその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。

本発明の請求項１に記載の発明は、表層に回路が形成され、かつ可撓部分と積層部分に区分された可撓性絶縁シートの前記積層部分に形成された回路の厚みは、前記可撓部分に形成された回路の厚みより小であることを特徴とする多層プリント配線板としたものであり、この特徴により層間導通用接着シートの貫通孔に充填された導電性ペーストは、可撓性絶縁シート積層部分の回路、回路基板の回路の双方から適度の圧縮を受けることができる。

また、圧縮過大による導電性ペーストの貫通孔からの押し出しや貫通孔壁面から層間導通用接着シート内への浸透、および導通孔上の回路の厚みによる空隙やボイドの発生を防ぐことができ、可撓性絶縁シート、層間導通用接着シート、回路基板の層間の導通信頼性に優れ、屈曲性能が高い多層プリント配線板を実現できる。

本発明の請求項２に記載の発明は、積層部分には回路基板と層間導通用接着シート、または層間導通用接着シートと銅箔が積層硬化されて表層に回路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板としたものであり、可撓性絶縁シート、層間導通用接着シート、回路基板の層間の導通信頼性に優れ、かつ高密度かつ配線収容性の高い多層プリント配線板を実現できる。

本発明の請求項３に記載の発明は、可撓性絶縁シートに形成された回路は、圧延銅箔により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板としたものであり、可撓性絶縁シート、層間導通用接着シート、回路基板の層間の導通信頼性に優れ、かつ屈曲性能が高い多層プリント配線板を実現できる。

本発明の請求項４に記載の発明は、可撓部分と積層部分の境界部分の回路の断面は傾斜形状であることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板としたものであり、境界部分においても安定した積層、熱圧着を行うことができ、可撓部分近傍の積層部分の導通信頼性を維持できるという作用を有する。

本発明の請求項５に記載の発明は、圧延銅箔は、粗化銅箔であることを特徴とする請求項２に記載の多層プリント配線板としたものであり、黒化処理等の酸化処理による粗化によらず、層間導通用接着シートの導電性ペーストと内層材の導体の電気的な接続が、酸化皮膜により、阻害されることのないよう、接着力を向上するという作用を有する。

本発明の請求項６に記載の発明は、可撓性絶縁シートは、表面に接着剤層を有するポリイミドフィルムであることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板としたものであり、はんだ付け等の高温における耐熱性に優れることから、多層積層部分において熱プレスによる加熱加圧が可能となり、高多層化を実現できる。さらに接着剤層を有していることから、可撓性部の銅箔および多層積層部分での回路基板との接着を安定させ、層間剥離の発生を防止するという作用を有する。

本発明の請求項７に記載の発明は、可撓性絶縁シートの可撓部分は表層に回路のみが形成され、積層部分は導通孔と回路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板としたものであり、積層部分に導通孔と回路を形成することによって、配線収容性が高く、かつ可撓性を有する多層プリント配線板を実現できる。

本発明の請求項８に記載の発明は、層間導通用接着シートは貫通孔に導電性ペーストを充填して形成された導通孔を有することを特徴とする請求項２に記載の多層プリント配線板としたものであり、層間導通用接着シートに導電性ペーストによる小径の導通孔を有することで、配線収容性が高く、かつ可撓性を有する多層プリント配線板を実現できる。

本発明の請求項９に記載の発明は、回路基板は、貫通孔に導電性ペーストを充填して形成された導通孔を介して両面が導通された回路を有するものであることを特徴とする請求項２に記載の多層プリント配線板としたものであり、回路基板の配線収容性を高め、また高多層化も図ることができ、かつ可撓性を有する多層プリント配線板を実現できる。

本発明の請求項１０に記載の発明は、回路基板の回路の導体厚みは、可撓性絶縁シートの積層部分に形成された回路の厚みと略同一であることを特徴とする請求項９に記載の多層プリント配線板としたものであり、層間導通用接着シートが両側から加圧されることによる圧縮のバランスを均一にすることができる。これにより、圧縮過大による導電性ペーストの貫通孔からの押し出しや貫通孔壁面から層間導通用接着シート内への浸透を防ぐことができる。

本発明の請求項１１に記載の発明は、表層に回路が形成された可撓性絶縁シートを準備する工程と、基材に熱硬化性樹脂が含浸された半硬化状態のプリプレグシートに設けられた貫通孔に導電性ペーストが充填された層間導通用接着シートを準備する工程と、表層に回路が形成された回路基板を準備する工程と、前記可撓性絶縁シートに層間導通用接着シートおよび回路基板を積層し熱圧着する工程を備え、可撓性絶縁シートは可撓部分と積層部分に区分され、積層部分に形成された回路の厚みは、可撓部分に形成された回路の厚みより小であることを特徴とする多層プリント配線板の製造方法としたものであり、層間導通用接着シートの貫通孔に充填された導電性ペーストは、可撓性絶縁シート積層部分の回路、回路基板の回路の双方から適度の圧縮を受けることができ、可撓性絶縁シート、層間導通用接着シート、回路基板の層間の導通信頼性に優れ、屈曲性能が高い多層プリント配線板を実現する製造方法を提供することができる。

本発明の請求項１２に記載の発明は、可撓性絶縁シートに形成された回路は、圧延銅箔により形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法としたものであり、可撓性絶縁シート、層間導通用接着シート、回路基板の層間の導通信頼性に優れ、かつ屈曲性能が高い多層プリント配線板を実現する製造方法を提供することができる。

本発明の請求項１３に記載の発明は、表層に回路が形成された可撓性絶縁シートを準備する工程は、可撓部分に形成された回路上をカバーレイフィルムにより被覆する工程と、積層部分に形成された回路をハーフエッチングする工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法としたものであり、これにより積層部分に形成された回路の厚みは、前記可撓部分に形成された回路の厚みより小とすることができ、可撓性絶縁シート、層間導通用接着シート、回路基板の層間の導通信頼性に優れ、かつ屈曲性能が高い多層プリント配線板を実現する製造方法を提供することができる。

また、この製造方法により、可撓部分と積層部分の境界部分の回路の断面を傾斜形状にすることも可能であり、境界部分においても安定した積層、熱圧着を行うことができ、可撓部分近傍の積層部分の導通信頼性を維持できるという作用を有する。

本発明の請求項１４に記載の発明は、表層に回路が形成された可撓性絶縁シートを準備する工程は、接着剤層を有する可撓性絶縁シートに圧延銅箔を積層し熱圧着する工程と、前記圧延銅箔を選択的に除去し回路を形成する工程と、回路の表面を粗化する工程であることを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法としたものであり、可撓性絶縁シート積層部分の回路、回路基板の回路の双方から適度の圧縮を受けることができ、可撓性絶縁シート、層間導通用接着シートの層間の導通信頼性を高めるという作用を有する。

本発明の請求項１５に記載の発明は、可撓部分と積層部分の境界部分の回路の断面は傾斜形状であることを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法としたものであり、これにより、境界部分においても安定した積層、熱圧着を行うことができ、可撓部分近傍の積層部分の導通信頼性を維持できるという作用を有する。

本発明の請求項１６に記載の発明は、圧延銅箔は、粗化銅箔であることを特徴とする請求項１２に記載の多層プリント配線板の製造方法としたものであり、黒化処理等の酸化処理による粗化によらず、層間導通用接着シートの導電性ペーストと内層材の導体の電気的な接続が、酸化皮膜により、阻害されることのないよう、接着力を向上するという作用を有する。

本発明の請求項１７に記載の発明は、可撓性絶縁シートは、表面に接着剤層を有するポリイミドフィルムであることを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法としたものでありはんだ付け等の高温における耐熱性に優れることから、多層積層部分において熱プレスによる加熱加圧が可能となり、高多層化を実現できる。さらに接着剤層を有していることから、可撓性部の銅箔および多層積層部分での回路基板との接着を安定させ、層間剥離の発生を防止するという作用を有する。

本発明の請求項１８に記載の発明は、可撓性絶縁シートの可撓部分は表層に回路のみが形成され、積層部分は導通孔と回路が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法としたものであり、積層部分に導通孔と回路を形成することによって、配線収容性が高く、かつ可撓性を有する多層プリント配線板を実現する製造方法を提供することができる。

本発明の請求項１９に記載の発明は、層間導通用接着シートおよび回路基板は、可撓性絶縁シートの積層部分のみに積層されることを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法としたものであり、積層部分を多層化することによって、配線収容性が高く、かつ可撓性を有する多層プリント配線板を実現する製造方法を提供することができる。

本発明の請求項２０に記載の発明は、可撓性絶縁シートの可撓部分の回路はカバーレイフィルムにより被覆されていることを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法としたものであり、可撓部分の回路を被覆することによって、はんだレジストとしての機能と回路の保護を図り、かつ可撓性を有する多層プリント配線板を実現する製造方法を提供することができる。

本発明の請求項２１に記載の発明は、カバーレイフィルムの回路に接する面は接着層が形成され、その反対面は離型処理が施されていることを特徴とする請求項２０に記載の多層プリント配線板の製造方法としたものであり、可撓性絶縁シートおよび回路との密着性を向上させることができる。また、反対面に離型処理を施すことによって、層間導通用接着シートおよび回路基板を積層し熱圧着する工程の後、可撓部分に該当する部分を切断除去する際に、容易に除去することができるという作用を有する。

本発明の請求項２２に記載の発明は、可撓性絶縁シートの可撓部分に離型フィルムを積層したのち、層間導通用接着シートおよび回路基板を積層し熱圧着することを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法としたものであり、層間導通用接着シートおよび回路基板を積層し熱圧着する工程の後、可撓部分に該当する部分を切断除去する際に、離型フィルムとともに除去することができ、作業性が向上するという作用を有する。

本発明の請求項２３に記載の発明は、回路基板を準備する工程は、回路基板が可撓性絶縁シートの可撓部分に該当する部分を切断除去し透孔部を設けることを含むものであることを特徴とする請求項２２に記載の多層プリント配線板の製造方法としたものであり、回路基板が硬質板の場合、予め切断除去し透孔部を形成することによって、打抜き金型等を用いることも可能となり生産性を高めることができるという作用を有する。

本発明の請求項２４に記載の発明は、層間導通用接着シートおよび回路基板の可撓部分に該当する部分を切断除去し透孔部を設けたのち、前記可撓性絶縁シートに層間導通用接着シートおよび回路基板を積層し熱圧着することを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法としたものであり、層間導通用接着シートおよび回路基板を積層し熱圧着する工程の後、可撓部分に該当する部分を切断除去および離型フィルムが不要となり、生産性を高めることができるという作用を有する。

本発明の請求項２５に記載の発明は、層間導通用接着シートおよび回路基板の透孔部は、層間導通用接着シートおよび回路基板を積層した際に、前記可撓部分と略同一の位置であることを特徴とする請求項２４に記載の多層プリント配線板の製造方法としたものであり、層間導通用接着シートまたは回路基板の透孔部が可撓性絶縁シートの可撓部分と同一の位置であることで、層間導通用接着シートまたは回路基板の可撓部分においては、これらを積層し熱圧着後に切断除去する必要がなく、生産性を高めることができるという作用を有する。

本発明の請求項２６に記載の発明は、表層に回路が形成された可撓性絶縁シートを準備する工程は、接着剤層を有する可撓性絶縁シートにフィルムをラミネートする工程と、レーザー加工により貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔に導電性ペーストを充填する工程と、フィルムを剥離する工程と、圧延銅箔を積層し熱圧着する工程と、前記圧延銅箔を選択的に除去し回路を形成する工程と、回路の表面を粗化する工程であることを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法としたものであり、積層部分に導電性ペーストによる小径の導通孔と、細線の回路を形成することが可能となり、配線収容性が著しく高く、かつ可撓性を有する多層プリント配線板を実現する製造方法を提供することができる。

本発明の請求項２７に記載の発明は、層間導通用接着シートを準備する工程は、プリプレグシートにフィルムをラミネートする工程と、レーザー加工により貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔に導電性ペーストを充填する工程と、フィルムを剥離する工程であることを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法としたものであり、層間導通用接着シートに導電性ペーストによる小径の導通孔を形成することが可能となり、配線収容性が高く、かつ可撓性を有する多層プリント配線板を実現する製造方法を提供することができる。

本発明の請求項２８に記載の発明は、層間導通用接着シートを準備する工程は、プリプレグシートにフィルムをラミネートする工程と、レーザー加工により貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔に導電性ペーストを充填する工程と、フィルムを剥離する工程と、所定部分をレーザーにて切断除去する工程であることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板の製造方法としたものであり、層間導通用接着シートに導電性ペーストによる小径の導通孔を形成することが可能となり、配線収容性が高く、かつ可撓性を有する多層プリント配線板を容易に実現できる。また、層間導通用接着シートおよび回路基板を積層し熱圧着する工程の後、可撓部分に該当する部分を切断除去および離型フィルムが不要となり、生産性を高めることができ、さらに、切断面をレーザーの熱で硬化することにより積層および熱圧着時に半硬化状態の樹脂の流動化によるはみ出しを防止し可撓部分の信頼性および生産性を向上するという作用を有する。

本発明の請求項２９に記載の発明は、回路基板を準備する工程は、層間導通用接着シートの両面に銅箔を積層し熱圧着する工程と、その表層に回路を形成し内層用回路基板を準備する工程と、層間導通用接着シートを回路基板と交互にかつ最外層に銅箔を積層し熱圧着する工程と、その表層に回路を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法としたものであり、回路基板の配線収容性を高め、また高多層化も図ることができ、かつ可撓性を有する多層プリント配線板を実現する製造方法を提供することができる。

本発明の請求項３０に記載の発明は、可撓性絶縁シートに層間導通用接着シートおよび回路基板を積層し熱圧着する工程は、層間導通用接着シートを回路基板と交互にかつ最外層に銅箔を積層し熱圧着する工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法としたものであり、さらに高い配線収容性と高多層化を図ることができ、かつ可撓性を有する多層プリント配線板を実現する製造方法を提供することができる。

本発明は、可撓性絶縁シートの積層部分に形成された回路の厚みは、可撓部分に形成された回路厚みより小であるという特徴を備えたものである。

この特徴により層間導通用接着シートの貫通孔に充填された導電性ペーストは、可撓性絶縁シート積層部分の回路、回路基板の回路の双方から適度の圧縮を受けることができる。

また、本発明の構成により、圧縮過大による導電性ペーストの貫通孔からの押し出しや貫通孔壁面から層間導通用接着シート内への浸透、および導通孔上の回路の厚みによる空隙やボイドの発生を防ぐことができる。

したがって本発明は、可撓性絶縁シート、層間導通用接着シート、回路基板の層間の導通信頼性に優れ、繰り返し折り曲げても導体の切断や多層積層部分における層間剥離が発生しない優れた多層プリント配線板とその製造方法を提供しうるものである。

（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態における多層プリント配線板の製造方法を示す断面図である。

図１（ａ）は表層に回路が形成された可撓性絶縁シート１を準備する工程、図１（ｂ）は層間導通用接着シート２を準備する工程、図１（ｃ）は表層に回路が形成された回路基板３を準備する工程、図１（ｄ）は可撓性絶縁シート１の両側に層間導通用接着シート２および回路基板３を積層し熱圧着する工程を示す。

本発明の多層プリント配線板を形成するための可撓性絶縁シート１、層間導通用接着シート２、回路基板３の各構成について以下に説明する。
１．可撓性絶縁シート１の構成
まず、図１（ａ）に示す表層に回路が形成された可撓性絶縁シート１の構成について説明する。

本発明の多層プリント配線板の顕著な特徴は、可撓部分Ｆと積層部分Ｒに区分された可撓性絶縁シート１の積層部分Ｒに形成された回路４ａの厚みは、可撓部分Ｆに形成された回路４ｂの厚みより小である、というものである。

本実施の形態においては、回路４ａは１８μｍ、回路４ｂは３５μｍの導体厚みとして説明する。

また本実施の形態における可撓性絶縁シート１のその他の特徴を以下に示す。

（１）可撓性絶縁シート１に形成された回路４は、圧延銅箔をエッチングすることにより形成されている。これにより可撓部分Ｆの回路４ｂは高い屈曲性能を維持できる。

（２）圧延銅箔は片面の粗化銅箔を用いており、回路４ａ、４ｂ形成後は、酸化処理したのち還元処理を施すことにより表面が粗化されている。これにより、回路と可撓性絶縁シート１との密着、および層間導通用接着シート２に導電性ペーストを充填した導通孔との接続信頼性を向上させることができる。

（３）可撓性絶縁シート１の材料は、表面に接着剤層を有するポリイミドフィルムである。高温耐熱性に優れることから、積層部分Ｒにおいて熱プレスによる加熱加圧が可能となり、高多層化を実現できる。また、接着剤層を有していることから、可撓部分Ｆの回路４ｂおよび積層部分Ｒでの回路４ａ、または層間導通用接着シート２や回路基板３との接着を安定させ、層間剥離の発生を防止するという効果がある。

（４）可撓部分Ｆの回路４ｂは、ポリイミド材等のカバーレイフィルム５により被覆されている。また、カバーレイフィルム５の回路４ｂに接する面は接着層が形成され、その反対面は離型処理が施されている。

本発明におけるカバーレイフィルム５の存在は、はんだレジストとしての機能や回路の保護および可撓性絶縁シートとの密着性を向上させるという効果の他に、導体厚の異なる積層部分Ｒの回路４ａと可撓部分Ｆの回路４ｂの形成過程において必要な間接的な材料としての機能を有している。

さらに、接着層の反対面が離型処理されていることにより、図１（ｄ）の熱圧着工程の後のプロセスにおいて有効に作用する。

（５）可撓部分Ｆと積層部分Ｒとの境界部分ＦＲの回路の断面は、図４（ｂ）に示すような傾斜形状である。この形状により可撓性絶縁シート１、層間導通用接着シート２、回路基板３の積層、加熱加圧が円滑にでき、境界部分ＦＲに気泡が存在することがない。なお、回路形成および熱圧着工程等のプロセスの詳細は、後述する。

次に、可撓性絶縁シート１の製造方法について説明する。

図２は、本発明の実施の形態１における多層プリント配線板の製造方法を示す断面図であり、具体的には可撓性絶縁シート１の製造方法を示すものである。

まず、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、表面に接着剤層を有するポリイミドフィルム１ａにフィルム、一例として片面にＳｉ系の離型剤を塗布した厚さ約１０μｍのポリエチレンテレフタレートのフィルム８（以下ＰＥＴフィルム８とする）をラミネートし、これにレーザー加工により貫通孔９を形成する。

なお、可撓性絶縁シート１表面の接着剤層は、エポキシ系樹脂で構成することが望ましい。

その理由は、後述する層間導通用接着シート２（プリプレグシート２ａ）を構成するエポキシ系樹脂と同一の材料を採用することによって、ＰＥＴフィルムとの密着性、剥離性を略同一とすることができる。これによりＰＥＴフィルムのラミネートおよび剥離の条件をほぼ統一することができ、同一の製造ラインを用いて可撓性絶縁シート１および層間導通用接着シート２に導通孔を形成することができ、生産性を向上させることができる。

次に、貫通孔９に導電性ペースト１０ａを充填し、ＰＥＴフィルム８を剥離したのち、ポリイミドフィルム１ａ側の片面が粗化された厚さ３５μｍの圧延銅箔１１を積層し熱圧着して導通孔１０ｂにより両表面層を電気的に接続する｛図２（ｃ）〜（ｅ）｝。この粗化銅箔の使用によって、導電性ペーストの電気的な接続信頼性を確保しつつ、十分な接着力を得ることができる。

次に、図２（ｆ）に示すように、写真法およびエッチング法を用いて圧延銅箔１１を選択的に除去し、積層部分Ｒに回路２４ａ、可撓部分Ｆに回路２４ｂを形成する。

この場合、可撓部分Ｆに回路２４ｂは所望する寸法とし、積層部分Ｒに回路２４ａは所望する寸法に対して圧延銅箔１１の厚み３５μｍの１．０〜１．３倍大きくなるように仕上げる。

例えば、所望する回路４ａ（図１（ａ）に示す）の寸法を４００μｍとすると、回路２４ａは、それに３５〜５３μｍを加えた分だけ大きく仕上げる。すなわち、回路２４ａは、４３５〜４５３μｍの寸法に仕上がるようにエッチングレジスト（露光用マスクフィルム含む）の寸法を設定（設計）する必要がある。

次に、図３（ａ）に示すように、可撓部分Ｆに回路２４ｂをカバーレイフィルム５により被覆する。カバーレイフィルム５は、回路２４ｂに接する面に接着層が形成され、ラミネートにより加熱圧着することが望ましい。

また、カバーレイフィルム５の接着層の反対面は、離型処理が施されているものを選定することが望ましい。

さらに、カバーレイフィルム５は、エッチング液（塩化第二銅溶液、塩化第二鉄銅溶液、アンモニア液等）に対して耐性を備えたものの中から選定する必要がある。カバーレイフィルム５にポリイミド材を選定する場合は、強アルカリに弱いため、エッチング液はアンモニア液ではなく、塩化第二銅溶液、塩化第二鉄銅溶液が望ましい。

次に、図３（ｂ）に示すように、回路２４ｂをカバーレイフィルム５で被覆し、回路２４ａを露出した状態で、回路２４ａの導体厚みが１８μｍになるまでハーフエッチングすることによって、回路４ａ、回路４ｂの導体厚は、それぞれ１８μｍ、３５μｍとなる。

次に、露出した回路４ａを酸化処理したのち還元処理を施すことにより表面を粗化する。

以上の製造方法により、積層部分Ｒに形成された回路４ａの厚みが、可撓部分Ｆに形成された回路４ｂの厚みより小となる本発明特有の構成を備え、また可撓部分Ｆに回路４ｂ、積層部分Ｒに導通孔１０ｂと回路４ａが形成された可撓性絶縁シート１を得る。これにより、回路の高密度化を図ることができる。

以上の可撓性絶縁シート１の製造方法を用いることにより生じた本発明の他の特徴について以下に説明する。

図３（ｂ）に示したカバーレイフィルム５は、回路２４ｂを被覆するとともに、積層部分Ｒの領域Ｌに至る分だけ回路２４ａも被覆することが望ましい。この状態を図４（ａ）に示す。この状態で回路２４ａをハーフエッチングすることによって図４（ｂ）に示すように、可撓部分Ｆと積層部分Ｒの境界部分ＦＲの回路の断面は傾斜形状となる。

領域Ｌは、ハーフエッチング量（３５μｍ−１８μｍ＝１７μｍ）の３〜５倍に設定し、傾斜の上部が可撓部分Ｆの領域に至るように形成することが望ましい。

また、カバーレイフィルム５の領域Ｌの部分は、層間導通用接着シート２の寸法あるいは積層の際の作業性に応じてハーフエッチング後は切断除去してもよい。本実施の形態においては、図４（ｃ）に示すように、その部分をレーザーにて切断除去するものとする。
２．層間導通用接着シート２の構成
次に、図１（ｂ）に示す層間導通用接着シート２の構成について説明する。

本実施の形態における層間導通用接着シート２は、基材に熱硬化性樹脂が含浸された半硬化状態のプリプレグシート２ａに設けられた貫通孔に導電性ペースト１０ａが充填された構成である。

プリプレグシート２ａは、アラミド不織布または織布、あるいはガラス不織布または織布にエポキシ系樹脂を含浸し半硬化したものである。その製造プロセスを図５に示す。

まず、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、プリプレグシート２ａにＰＥＴフィルム８をラミネートし、これにレーザー加工により１５０〜２００μｍ径の貫通孔９を形成し、次に、図５（ｃ）〜（ｅ）に示すように、貫通孔９に導電性ペースト１０ａを充填し、ＰＥＴフィルム８を剥離して層間導通用接着シート２を得る。

この小径の導通孔を有する層間導通用接着シート２を用いることにより、本発明の多層プリント配線板は配線収容性を高くすることができる。

なお、層間導通用接着シート２は、図５（ｅ）に示すように、可撓部分Ｆと略同一の位置となる部分をレーザー加工にて切断、除去して透孔７を形成することもできる。

これにより、後述する図１（ｅ）の熱圧着した後、層間導通用接着シート２の可撓部分Ｆに該当する部分をレーザーにて切断し、透孔７を形成するという工程および離型フィルム６が不要となる。
３．回路基板３の構成
次に、図１（ｃ）に示す表層に回路４ｃが形成された回路基板３の構成について説明する。

この回路基板３の製造プロセスは、先に製造した層間導通用接着シート２の両側に厚さ１８μｍの両面が粗化された電解銅箔１１を積層熱圧着しその表層に回路４ｃを形成して後、可撓性絶縁シート１の可撓部分Ｆに該当する部分をレーザー加工あるいは打ち抜き金型を用いて予め切断し除去し、透孔７を形成しておく。

これにより、小径の導通孔１０ｂを有する回路基板を用いることにより本発明の多層プリント配線板は配線収容性を高くすることができる。

なお、回路基板３は、図６（ｂ）に示す４層構造の多層の回路基板を採用することも可能であり、これにより高密度化を実現することができる。

４層構造の多層の回路基板の製造方法を図６に示す。

まず、図６（ａ）に示すように、内層用の回路基板３ａの両側に層間導通用接着シート２と銅箔１１を積層し、熱圧着したのち、図６（ｂ）に示すように、表層に回路４を形成して４層構造の回路基板３を得る。

なお、複数の内層用の回路基板３ａと、複数の層間導通用接着シート２を交互にかつ最外層に銅箔１１を積層熱圧着したのち、４層以上の回路基板を得ることも可能である。
４．積層・熱圧着プロセスの構成
以上のプロセスにより可撓性絶縁シート１、層間導通用接着シート２、回路基板３を準備する。

まず、図１（ｄ）に示すように、可撓部分Ｆと積層部分Ｒに区分された可撓性絶縁シート１の可撓部分Ｆにのみ離型フィルム６を積層した後、層間導通用接着シート２および回路基板３を熱プレス機にステンレス板などで挟んで積層する。それを図１（ｅ）に示すように、熱圧着した後、層間導通用接着シート２の可撓部分Ｆに該当する部分をレーザーにて切断し、離型フィルム６と共に除去し、透孔７を形成する。

離型フィルム６の直下のカバーレイフィルム５の表面は離型処理が施されているため、切断した部分を切断除去する際に、容易に除去することができる。

なお、可撓性絶縁シート１、層間導通用接着シート２、回路基板３を積層し熱圧着したのち、回路基板３の可撓部分に該当する所定部分を切断除去することも可能であるが、本実施の形態の図１（ｃ）に示すように、回路基板３の可撓部分Ｆに該当する部分を予め切断し除去し透孔７を形成することが生産性や品質のうえにおいても望ましい。

このプロセスにおいて、本発明の可撓性絶縁シート１、層間導通用接着シート２、回路基板３を積層し熱圧着して得られた多層プリント配線板は、以下に示す本発明特有の顕著な効果を有する。

（１）本発明の可撓性絶縁シート１は、積層部分Ｒに形成された回路４ａの厚みは１８μｍで、可撓部分Ｆに形成された回路４ｂの厚み３５μｍより小である。このため、層間導通用接着シート２の貫通孔に充填された導電性ペースト１０ａは、可撓性絶縁シート１の積層部分Ｒの回路４ａ、回路基板３の回路４ｃの双方から適度の圧縮を受けることができる。

特に、積層部分Ｒの回路４ａと回路基板３の回路４ｃの厚みは、ともに１８μｍと略同一に設定することによって、層間導通用接着シート２が両側から加圧されることによる圧縮のバランスを均一にすることができる。

これにより、圧縮過大による導電性ペーストの貫通孔からの押し出しや貫通孔壁面から層間導通用接着シート内への浸透、および導通孔上の回路の厚みによる空隙やボイドの発生を防ぎ、信頼性の高い安定した導通抵抗を有する多層プリント配線板を提供することができる。

（２）本発明の可撓性絶縁シート１は、可撓部分Ｆと積層部分Ｒとの境界部分ＦＲの回路の断面が、図４（ｂ）に示すように傾斜形状である。

この特徴的な断面形状により、可撓性絶縁シート１、層間導通用接着シート２、回路基板３の熱圧着において、図４（ｃ）に示すように、層間導通用接着シート２に含浸されたエポキシ系樹脂は残存する気泡とともに、傾斜断面を有する境界部分ＦＲに流れ出す（図中に円で示す。）。

これにより、積層部分Ｒにおける層間導通用接着シート２を均一の厚みに圧縮することができ、境界部分ＦＲの近傍に存在する導通孔の導通抵抗を安定させることができる。

なお、積層・熱圧着プロセスは、層間導通用接着シート２を回路基板３と交互にかつ最外層に銅箔１１を積層し熱圧着することも可能である。これにより高密度化、高多層化を実現することができる。

また、積層・熱圧着プロセスは、可撓性絶縁シート１｛図７（ａ）｝、層間導通用接着シート２｛図７（ｂ）｝、回路基板３｛図７（ｃ）｝を、図７（ｄ）に示すように、左右の積層部分Ｒのみにそれぞれ積層、熱圧着する工程を採用することもできる。

これにより、図１（ｅ）の熱圧着した後、層間導通用接着シート２の可撓部分Ｆに該当する部分をレーザーにて切断し、透孔７を形成するという工程および離型フィルム６が不要となる。

さらに、本実施の形態においては、圧延銅箔の厚みを３５μｍとしたが、要求される屈曲性能に応じて、５０〜７０μｍを使用することも可能である。

本発明の製造方法を用いた多層プリント配線板と従来の多層銅張積層板の特性を比較すると、本発明では層間剥離の発生は認められなかった。

また、屈曲耐久性試験においても、積層部分の導通信頼性を安定的に維持し、さらに可撓部分においても導体パターン切断も発生せず、優れた結果が得られた。

以上のように本発明によれば、高密度で配線収容性が高く、かつ可撓性を有した多層プリント配線板を提供することができる。

以上のように本発明は、可撓性絶縁シートの積層部分に形成された回路の厚みを可撓部分に形成された回路厚みより小とすることにより、可撓性絶縁シート、層間導通用接着シート、回路基板の層間の導通信頼性に優れ、繰り返し折り曲げても導体の切断や層間剥離が発生しない優れた多層プリント配線板とその製造方法を提供しうるものであり、産業上の利用可能性は大といえる。

本発明の実施の形態における多層プリント配線板の製造方法を示す断面図 同実施の形態における多層プリント配線板の製造方法を示す断面図 同実施の形態における多層プリント配線板の製造方法を示す断面図 同実施の形態における多層プリント配線板の製造方法を示す断面図 同実施の形態における多層プリント配線板の製造方法を示す断面図 同実施の形態における多層プリント配線板の製造方法を示す断面図 同実施の形態における多層プリント配線板の製造方法を示す断面図 従来の多層プリント配線板の製造方法を示す断面図 従来の多層プリント配線板の製造方法を示す断面図 従来の多層プリント配線板の製造方法を示す断面図

符号の説明

１、１ａ 可撓性絶縁シート
２ 層間導通用接着シート
２ａ プリプレグシート
３ 回路基板
４ａ、４ｂ、４ｃ、２４ａ、２４ｂ 回路
５ カバーレイフィルム
６ 離型フィルム
７ 透孔
８ ＰＥＴフィルム
９ 貫通孔
１０ａ 導電性ペースト
１０ｂ 導通孔
１１ 銅箔

Claims (30)

1. 表層に回路が形成され、かつ可撓部分と積層部分に区分された可撓性絶縁シートの前記積層部分に形成された回路の厚みは、前記可撓部分に形成された回路の厚みより小であることを特徴とする多層プリント配線板。
2. 積層部分には回路基板と層間導通用接着シート、または層間導通用接着シートと銅箔が積層硬化されて表層に回路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板。
3. 可撓性絶縁シートに形成された回路は、圧延銅箔により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板。
4. 可撓部分と積層部分の境界部分の回路の断面は傾斜形状であることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板。
5. 圧延銅箔は、粗化銅箔であることを特徴とする請求項２に記載の多層プリント配線板。
6. 可撓性絶縁シートは、表面に接着剤層を有するポリイミドフィルムであることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板。
7. 可撓性絶縁シートの可撓部分は表層に回路のみが形成され、積層部分は導通孔と回路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板。
8. 層間導通用接着シートは、貫通孔に導電性ペーストを充填して形成された導通孔を有することを特徴とする請求項２に記載の多層プリント配線板。
9. 回路基板は、貫通孔に導電性ペーストを充填して形成された導通孔を介して両面が導通された回路を有するものであることを特徴とする請求項２に記載の多層プリント配線板。
10. 回路基板の回路の導体厚みは、可撓性絶縁シートの積層部分に形成された回路の厚みと略同一であることを特徴とする請求項９に記載の多層プリント配線板。
11. 表層に回路が形成された可撓性絶縁シートを準備する工程と、基材に熱硬化性樹脂が含浸された半硬化状態のプリプレグシートに設けられた貫通孔に導電性ペーストが充填された層間導通用接着シートを準備する工程と、表層に回路が形成された回路基板を準備する工程と、前記可撓性絶縁シートに層間導通用接着シートおよび回路基板を積層し熱圧着する工程を備え、可撓性絶縁シートは可撓部分と積層部分に区分され、積層部分に形成された回路の厚みは、可撓部分に形成された回路の厚みより小であることを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
12. 可撓性絶縁シートに形成された回路は、圧延銅箔により形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法。
13. 表層に回路が形成された可撓性絶縁シートを準備する工程は、可撓部分に形成された回路上をカバーレイフィルムにより被覆する工程と、積層部分に形成された回路をハーフエッチングする工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法。
14. 表層に回路が形成された可撓性絶縁シートを準備する工程は、接着剤層を有する可撓性絶縁シートに圧延銅箔を積層し熱圧着する工程と、前記圧延銅箔を選択的に除去し回路を形成する工程と、回路の表面を粗化する工程であることを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法。
15. 可撓部分と積層部分の境界部分の回路の断面は傾斜形状であることを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法。
16. 圧延銅箔は、粗化銅箔であることを特徴とする請求項１２に記載の多層プリント配線板の製造方法。
17. 可撓性絶縁シートは、表面に接着剤層を有するポリイミドフィルムであることを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法。
18. 可撓性絶縁シートの可撓部分は表層に回路のみが形成され、積層部分は導通孔と回路が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法。
19. 層間導通用接着シートおよび回路基板は、可撓性絶縁シートの積層部分のみに積層されることを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法。
20. 可撓性絶縁シートの可撓部分の回路はカバーレイフィルムにより被覆されていることを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法。
21. カバーレイフィルムの回路に接する面は接着層が形成され、その反対面は離型処理が施されていることを特徴とする請求項２０に記載の多層プリント配線板の製造方法。
22. 可撓性絶縁シートの可撓部分に離型フィルムを積層したのち、層間導通用接着シートおよび回路基板を積層し熱圧着することを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法。
23. 回路基板を準備する工程は、回路基板が可撓性絶縁シートの可撓部分に該当する部分を切断除去し透孔部を設けることを含むものであることを特徴とする請求項２２に記載の多層プリント配線板の製造方法。
24. 層間導通用接着シートおよび回路基板の可撓部分に該当する部分を切断除去し透孔部を設けたのち、前記可撓性絶縁シートに層間導通用接着シートおよび回路基板を積層し熱圧着することを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法。
25. 層間導通用接着シートおよび回路基板の透孔部は、層間導通用接着シートおよび回路基板を積層した際に、前記可撓部分と略同一の位置であることを特徴とする請求項２４に記載の多層プリント配線板の製造方法。
26. 表層に回路が形成された可撓性絶縁シートを準備する工程は、接着剤層を有する可撓性絶縁シートにフィルムをラミネートする工程と、レーザー加工により貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔に導電性ペーストを充填する工程と、フィルムを剥離する工程と、圧延銅箔を積層し熱圧着する工程と、前記圧延銅箔を選択的に除去し回路を形成する工程と、回路の表面を粗化する工程であることを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法。
27. 層間導通用接着シートを準備する工程は、プリプレグシートにフィルムをラミネートする工程と、レーザー加工により貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔に導電性ペーストを充填する工程と、フィルムを剥離する工程であることを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法。
28. 層間導通用接着シートを準備する工程は、プリプレグシートにフィルムをラミネートする工程と、レーザー加工により貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔に導電性ペーストを充填する工程と、フィルムを剥離する工程と、所定部分をレーザーにて切断除去する工程であることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板の製造方法。
29. 回路基板を準備する工程は、層間導通用接着シートの両面に銅箔を積層し熱圧着する工程と、その表層に回路を形成し内層用回路基板を準備する工程と、層間導通用接着シートを回路基板と交互にかつ最外層に銅箔を積層し熱圧着する工程と、その表層に回路を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法。
30. 可撓性絶縁シートに層間導通用接着シートおよび回路基板を積層し熱圧着する工程は、層間導通用接着シートを回路基板と交互にかつ最外層に銅箔を積層し熱圧着する工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載の多層プリント配線板の製造方法。

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