JP2006147752A - Printed wiring board and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリント配線板、特に剛性特性と立体的回路配置性に優れたプリント配線板及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a printed wiring board, and more particularly to a printed wiring board excellent in rigidity characteristics and three-dimensional circuit arrangement and a manufacturing method thereof.
従来、立体的な構造及び回路を有するプリント配線板の製造方法としては、例えば金型に射出成形することにより立体的な構造体を形成し、次いで当該構造体の表面に回路形成を行なう方法が既に報告されている(特許文献1参照)。 Conventionally, as a method of manufacturing a printed wiring board having a three-dimensional structure and a circuit, for example, there is a method of forming a three-dimensional structure by injection molding into a mold and then forming a circuit on the surface of the structure. It has already been reported (see Patent Document 1).
すなわち、このプリント配線板の製造方法は、図3に示されるように、モールド樹脂加工法により、絶縁性を有する合成樹脂を金型に射出成形して立体的な構造体aを形成し(図3(a))、次いで当該構造体aの表面に導体めっき5を施し(図3(b))、然る後、回路8を形成することによって立体的な構造及び回路を有するプリント配線板を得るものである(図3(c))。 That is, in the method of manufacturing this printed wiring board, as shown in FIG. 3, a three-dimensional structure a is formed by injection molding an insulating synthetic resin into a mold by a mold resin processing method (see FIG. 3). 3 (a)), and then the conductor plating 5 is applied to the surface of the structure a (FIG. 3 (b)). Thereafter, the circuit 8 is formed to form a printed wiring board having a three-dimensional structure and circuit. (FIG. 3C).
しかしながら、斯くして得られたプリント配線板は、その構造体aがモールド樹脂加工方法により得られる樹脂主体の組成であるため、近年のプリント配線板の要求事項を背景とした場合には次のような問題があった。 However, since the printed wiring board thus obtained has a resin-based composition whose structure a is obtained by a mold resin processing method, the following is required in the context of recent printed wiring board requirements. There was a problem like this.
先ず、プリント配線板に必要とされる剛性の問題である。近年、プリント配線板に求められる要求として、薄さの追求と小型化の追求が挙げられている。これはプリント配線板の物性面から考えると、薄く、小さくした場合にもプリント配線板の品質上で問題なく使用できる材料が必要であり、その必要な特性としては剛性が挙げられる。 First, there is a problem of rigidity required for the printed wiring board. In recent years, demands for printed wiring boards include pursuing thinness and downsizing. From the viewpoint of the physical properties of the printed wiring board, a material that can be used without problems in terms of the quality of the printed wiring board even when it is thin and small is required, and its necessary characteristics include rigidity.
然るに、前記の如き樹脂主体の組成であるプリント配線板においては、樹脂自身が金属材料や無機材料と比較して剛性が無いために、当該近年のプリント配線板に求められる要求に対応し得ないと云う問題があった。また、樹脂自身は金属材料や無機材料と比較して一般的に吸湿性に富み、吸湿量が多くなった樹脂はもろくなり易いため、この点でも問題があった。すなわち、樹脂主体の組成であるプリント配線板は、近年のプリント配線板への要求に対応し得ず、実際上使用が困難なのが実状であった。 However, in the printed wiring board having the resin-based composition as described above, the resin itself does not have rigidity as compared with a metal material or an inorganic material, and thus cannot meet the demands of the recent printed wiring board. There was a problem. Further, since the resin itself is generally rich in hygroscopicity compared to a metal material or an inorganic material, and a resin with a large moisture absorption amount is fragile, there is a problem in this respect. That is, a printed wiring board having a resin-based composition cannot meet the recent demand for printed wiring boards, and is actually difficult to use.
次に、プリント配線板に求められている、表面実装技術における鉛フリー技術を背景とした高温でのリフロー実装の問題である。この高温リフロー条件において、樹脂物性値であるTg(ガラス転移点)の温度が低い、もしくはCTE(線膨張係数)の値が高い樹脂を使用した場合には、プリント配線板の反りや変形を生じさせ、品質や歩留まりが低下すると云う問題があった。すなわち、高温でのリフロー工程を必要とする近年のプリント配線板に対応するためには、前記の如き樹脂主体のプリント配線板では使用することのできる樹脂が限定され、自ずと使用の幅が制限されるのが実状であった。
以上のような従来の問題と実状に鑑み、本発明は剛性特性に優れ、高温でのリフロー実装に対応し得ると共に、立体的回路配置性に優れたプリント配線板及びその製造方法を提供することを課題とする。 In view of the conventional problems and actual situations as described above, the present invention provides a printed wiring board that has excellent rigidity characteristics, can be used for reflow mounting at high temperatures, and has excellent three-dimensional circuit layout, and a method for manufacturing the same. Is an issue.
本発明者は上記課題を解決するために種々研究を重ねた。その結果、剛性に優れた金属材料や無機材料からなる基材を、ベースとなる支持体として用い、当該支持体に凹凸構造部を設けた後、該凹凸構造部を利用して樹脂被覆部を形成することにより立体的な構造体を形成すれば、導体めっきにて回路形成することで、剛性特性や立体的回路配置性に優れるプリント配線板が得られることを見出して本発明を完成するに至った。 The present inventor has made various studies in order to solve the above problems. As a result, a base material made of a metal material or an inorganic material having excellent rigidity is used as a base support, and after providing the concavo-convex structure portion on the support, the resin coating portion is applied using the concavo-convex structure portion. To form a three-dimensional structure by forming a circuit by conductor plating, a printed wiring board having excellent rigidity characteristics and three-dimensional circuit arrangement can be found, and the present invention is completed. It came.
すなわち本発明は、凹凸構造部を有する剛性支持体の少なくとも当該凹凸構造部に樹脂被覆部が形成されていると共に、少なくとも当該樹脂被覆部に導体めっきにて回路が形成されていることを特徴とするプリント配線板により上記課題を解決したものである。 That is, the present invention is characterized in that at least the concavo-convex structure portion of the rigid support having the concavo-convex structure portion has a resin coating portion, and at least the resin coating portion has a circuit formed by conductor plating. The printed wiring board which solves the said subject.
また本発明は、剛性支持体に凹凸構造部を形成する工程と、支持体の少なくとも当該凹凸構造部に樹脂被覆部を形成する工程と、当該樹脂被覆部を含め全面に導体めっき処理する工程と、当該導体めっきに回路を形成する工程とを有することを特徴とするプリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。 The present invention also includes a step of forming a concavo-convex structure portion on a rigid support, a step of forming a resin coating portion on at least the concavo-convex structure portion of the support, and a step of conductor plating treatment on the entire surface including the resin coating portion. And a process for forming a circuit on the conductor plating, and the above-mentioned problem is solved by a method for producing a printed wiring board.
本発明において、樹脂としては、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂が好適に用いられる。 In the present invention, a thermosetting resin or a thermoplastic resin is preferably used as the resin.
また、本発明において、支持体としては導通基材や絶縁基材が好適に用いられる。 In the present invention, a conductive substrate or an insulating substrate is preferably used as the support.
ここに導通基材としては、金属シート又は金属箔からなるものが挙げられる。 Here, examples of the conductive substrate include those made of a metal sheet or a metal foil.
また、絶縁基材としては、セラミックスからなるものが挙げられる。 Moreover, what consists of ceramics is mentioned as an insulating base material.
また、本発明における支持体の凹凸構造部は、これを層間接続部として利用するのが有利である。 Moreover, it is advantageous to use the uneven structure portion of the support in the present invention as an interlayer connection portion.
また本発明において、支持体の凹凸構造部は、曲げ、抜き、潰し、絞り加工あるいは、エッチング加工やレーザ加工にて形成するのが好ましい。 In the present invention, the uneven structure portion of the support is preferably formed by bending, punching, crushing, drawing, etching, or laser processing.
また本発明における支持体の凹凸構造部は、これを部品実装パット又はランドとして利用するのが有利である。 Moreover, it is advantageous to use the uneven structure portion of the support in the present invention as a component mounting pad or land.
本発明に係るプリント配線板は、ベースとなる支持体に剛性支持体を用いているので剛性特性にすぐれ、高温でのリフロー実装に対応し得ると共に、当該支持体の凹凸構造部に設けた樹脂被覆部により、立体的な構造体が得られるので、立体的回路配置性に優れている。加えて、当該支持体の凹凸構造部を利用することで、表裏の層間接続をする貫通穴や非貫通穴も容易に形成することができる。 Since the printed wiring board according to the present invention uses a rigid support as a base support, it has excellent rigidity characteristics, can be used for reflow mounting at a high temperature, and is provided on the uneven structure portion of the support. Since the three-dimensional structure is obtained by the covering portion, the three-dimensional circuit arrangement is excellent. In addition, by using the concavo-convex structure portion of the support, it is possible to easily form through holes and non-through holes for connecting the front and back layers.
発明を実施するための最良の形態に関し、図1を使用して説明する。 The best mode for carrying out the invention will be described with reference to FIG.
本発明では、始めに支持体1を少なくとも一枚以上を用意する。この支持体1は剛性を主な役割としているために、剛性が担えればその素材としては導通基材、絶縁基材の如何を問わない。斯かる基材としては、例えば金属シートや金属板等の導通基材、あるいはセラミックス等の絶縁基材などが挙げられる。また、支持体1は、求められるプリント配線板の構造によりそれ自体を導体としての材料として使用することもあり、このような場合には、前記金属シートや金属板等の導通基材が好適である。 In the present invention, at least one support 1 is prepared first. Since the support body 1 has a main role of rigidity, the material of the support body 1 may be either a conductive base material or an insulating base material as long as the base material can bear the rigidity. Examples of such a base material include a conductive base material such as a metal sheet or a metal plate, or an insulating base material such as ceramics. Further, the support 1 may be used as a material as a conductor depending on the required structure of the printed wiring board. In such a case, a conductive substrate such as the metal sheet or the metal plate is suitable. is there.
次に、支持体1をリードフレーム加工し、例えば図1(a)に示される凹凸構造部を有する構造体を得る。ここで、支持体1への加工法としては、所定の寸法に裁断加工することに加え、目的とする立体的な構造体を形成するための曲げ、抜き、潰し、絞り加工や厚みやサイズの調整もしくは段差などの形状を作成するためのプレス加工等が挙げられる。因に、図1(a)は抜き部2を形成した例を示している。 Next, the support body 1 is processed into a lead frame to obtain, for example, a structure having a concavo-convex structure portion shown in FIG. Here, as a processing method for the support 1, in addition to cutting to a predetermined dimension, bending, punching, crushing, drawing, thickness, and size for forming a target three-dimensional structure are performed. Examples include adjustment or press working for creating a shape such as a step. Incidentally, FIG. 1A shows an example in which the punched portion 2 is formed.
また、近年の少量多品種生産の背景を受け、試作もしくは少量品の加工においてはリードフレームを形成する際に金型を作成することが製作時間やコスト面で遅延をもたらすことがある。そこで、前記リードフレーム加工においては、回路形成法によるエッチング加工やレーザ加工を、前記加工の代替方法として使用することも可能である。 Also, in light of the recent background of small-lot, multi-product production, the creation of a mold when forming a lead frame may cause a delay in production time and cost in the production of prototypes or small-quantity products. Therefore, in the lead frame processing, etching processing or laser processing by a circuit forming method can be used as an alternative method of the processing.
次に、前記加工にて得られた支持体1の少なくとも凹凸構造部に樹脂被覆部3を形成せしめ、例えば図1(b)に示される構造体を得る。この樹脂の材質としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂の如何を問わない。ここに熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド、ビスマレイミドトリアジン樹脂、メラミン樹脂、シアネート樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、不飽和ポリエステル、ポリベンゾオキサゾール、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンオキサイド、ジアリルフタレート樹脂等が好適に使用され、また熱可塑性樹脂としては、ポリイミド、ポリエステル、液晶ポリマー、フッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリノルボルネン、ポリエチレンテレフタレート、シクロオレフィン樹脂、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルフォン、アクリル樹脂等が好適に使用される。また、樹脂被覆部3を形成する方法としては、立体的な凹凸構造体を形成することが可能である金型を使用した射出成形加工方法が好適である。 Next, the resin coating portion 3 is formed on at least the concavo-convex structure portion of the support 1 obtained by the above-described processing to obtain, for example, the structure shown in FIG. The material of this resin does not matter whether it is a thermosetting resin or a thermoplastic resin. Here, as thermosetting resin, phenol resin, epoxy resin, polyimide, bismaleimide triazine resin, melamine resin, cyanate resin, benzocyclobutene resin, unsaturated polyester, polybenzoxazole, polyphenylene ether, polyphenylene oxide, diallyl phthalate resin The thermoplastic resin is preferably polyimide, polyester, liquid crystal polymer, fluororesin, polyether ether ketone, polynorbornene, polyethylene terephthalate, cycloolefin resin, polyphenylene sulfide, polyether sulfone, acrylic resin, etc. Preferably used. Moreover, as a method of forming the resin coating portion 3, an injection molding method using a mold capable of forming a three-dimensional concavo-convex structure is suitable.
ここで、樹脂被覆部3を形成する領域としては、支持体1の凹凸構造部のみであっても良く、また当該凹凸構造部を含む全面であっても良い。支持体1の凹凸構造部に樹脂被覆部3を形成することにより、支持体1と樹脂被覆部3とで段差や凹凸を形成することができるため、回路配置などにおいて有利である。因に、図1(b)は抜き部2及びその周囲に樹脂3を付着させた例を示している。また、支持体1の全面へ樹脂被覆部3を形成させた場合には、樹脂被覆部3は多層構造体の層間絶縁部として使用できるため有利である。 Here, the region where the resin coating portion 3 is formed may be only the concavo-convex structure portion of the support 1 or the entire surface including the concavo-convex structure portion. By forming the resin coating portion 3 on the concavo-convex structure portion of the support 1, steps and concavo-convex can be formed between the support 1 and the resin coating 3, which is advantageous in circuit arrangement and the like. Incidentally, FIG.1 (b) has shown the example which made resin 3 adhere to the extraction part 2 and its circumference | surroundings. Moreover, when the resin coating part 3 is formed in the whole surface of the support body 1, since the resin coating part 3 can be used as an interlayer insulation part of a multilayered structure, it is advantageous.
また、支持体1へ樹脂被覆部3を形成させる際に、金型の設計を立体的に行なうことで、樹脂被覆部3自体に段差や凹凸を形成することが可能であり、これは前記同様に回路配置などにおいて有利である。更に、樹脂被覆部3自体に抜きを形成し、図1(b)に示されるような樹脂貫通部4を形成することも可能である。 Further, when forming the resin coating portion 3 on the support 1, it is possible to form steps or irregularities on the resin coating portion 3 itself by designing the mold in three dimensions, which is the same as described above. It is advantageous in circuit arrangement. Furthermore, it is possible to form a punch in the resin coating 3 itself to form a resin penetration 4 as shown in FIG.
次に、前記で得られた図1(b)に示される構造体に導体めっき5処理を行ない、例えば図1(c)に示される構造体を得る。この導体めっき5としては、銅めっきやニッケルめっきあるいは銅めっきとニッケルめっきとの組合せが好適であり、化学銅及び電解銅を順次使用して行ない、構造体の表面の全てに施す。ここで、前記図1(b)に示される構造体の樹脂貫通部4の壁面部分にも導体銅めっきを付着させ、貫通スルーホール6を形成することもできる。 Next, conductor plating 5 treatment is performed on the structure shown in FIG. 1B obtained as described above to obtain a structure shown in FIG. 1C, for example. The conductor plating 5 is preferably copper plating, nickel plating, or a combination of copper plating and nickel plating, which is performed by sequentially using chemical copper and electrolytic copper, and is applied to the entire surface of the structure. Here, the through copper through-hole 6 can also be formed by attaching conductive copper plating to the wall surface portion of the resin penetrating portion 4 of the structure shown in FIG.
次に、前記で得られた図1(c)に示される構造体に回路形成を行ない、例えば図1(d)に示される構造体を得る。この回路成形方法としては、立体的な構造体において回路成形することのできるED(電着塗装)回路形成方法が好適に使用される。EDエッチングレジスト付着後は、露光、現像、エッチング、剥離の工程を経て、回路8や回路形成後のスルーホール7を形成する。 Next, circuit formation is performed on the structure shown in FIG. 1C obtained as described above to obtain, for example, the structure shown in FIG. As this circuit forming method, an ED (electrodeposition coating) circuit forming method capable of forming a circuit in a three-dimensional structure is suitably used. After the ED etching resist is attached, the circuit 8 and the through-hole 7 after the circuit formation are formed through steps of exposure, development, etching, and peeling.
次に、前記で得られた図1(d)に示される構造体の導体表面にニッケル/金めっき9の表面処理を行ない、例えば図1(e)に示されるプリント配線板を得る。 Next, surface treatment of nickel / gold plating 9 is performed on the conductor surface of the structure shown in FIG. 1 (d) obtained above to obtain a printed wiring board shown in FIG. 1 (e), for example.
以下、実施例を挙げて本発明を更に説明する。 Hereinafter, the present invention will be further described with reference to examples.
実施例1
本発明の実施例1について図1を用いて説明する。まず、図1(a)に示したように、支持体1として銅板(厚み:100μm)を用い、金型により、リードフレーム加工した。ここに金型としては支持体1を抜き加工できる機種を使用して、図1(a)に示した抜き部2を形成した。また、金型及びプレス加工を用いて、支持体1に立体的な段差を形成した。
Example 1
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, as shown to Fig.1 (a), the lead frame process was carried out with the metal mold | die, using the copper plate (thickness: 100 micrometers) as the support body 1. As shown in FIG. Here, the die 2 shown in FIG. 1A was formed using a model that can punch the support 1 as a mold. Moreover, the three-dimensional level | step difference was formed in the support body 1 using the metal mold | die and press work.
次いで、前記で得られた支持体1に、樹脂被覆部3を形成し、図1(b)に示した構造体を得た。ここに樹脂としては、プリント配線板に汎用されているエポキシ含有の加熱硬化性の樹脂を使用した。また、この樹脂被覆部3の形成には、射出成形機を使用した。この際に、射出成形に使用する金型を貫通構造が形成できるように設計し、樹脂被覆部3自体に樹脂貫通部4を設けた。 Subsequently, the resin coating part 3 was formed in the support body 1 obtained above, and the structure shown in FIG.1 (b) was obtained. Here, as the resin, an epoxy-containing heat-curable resin widely used for printed wiring boards was used. Further, an injection molding machine was used for forming the resin coating portion 3. At this time, the mold used for injection molding was designed so that a penetration structure could be formed, and the resin penetration part 4 was provided in the resin coating part 3 itself.
次いで、前記で得られた図1(b)に示される構造体に導体めっき5として銅めっき(厚み:20μm)を施し、図1(c)に示した構造体を得た。この導体めっき(銅めっき)5は、化学銅及び電解銅を順次使用して行ない、図1(b)に示される構造体の表面の全てに施した。ここで、前記図1(b)に示される構造体の樹脂貫通部4の壁面部分にも導体めっき(銅めっき)5を付着させ、貫通スルーホール6を形成した。 Next, copper plating (thickness: 20 μm) was applied as the conductor plating 5 to the structure shown in FIG. 1B obtained above to obtain the structure shown in FIG. This conductor plating (copper plating) 5 was performed using chemical copper and electrolytic copper sequentially, and was applied to the entire surface of the structure shown in FIG. Here, conductor plating (copper plating) 5 was attached to the wall surface portion of the resin penetration portion 4 of the structure shown in FIG.
次いで、前記で得られた図1(c)に示される構造体に回路形成を行ない、図1(d)に示した構造体を得た。ここに回路形成方法としては、ED(電着塗装)回路形成方法を使用し、EDエッチングレジスト付着後に、露光、現像、エッチング、剥離の工程を経て、回路8及び回路形成後のスルーホール7を形成した。 Next, circuit formation was performed on the structure shown in FIG. 1C obtained above, and the structure shown in FIG. 1D was obtained. Here, as a circuit formation method, an ED (electrodeposition coating) circuit formation method is used, and after the ED etching resist is attached, the circuit 8 and the through hole 7 after the circuit formation are formed through the steps of exposure, development, etching, and peeling. Formed.
次いで、前記で得られた図1(d)に示される構造体の導体表面にニッケル/金めっき9の表面処理を行ない、図1(e)に示したプリント配線板を得た。 Next, the surface treatment of the nickel / gold plating 9 was performed on the conductor surface of the structure shown in FIG. 1D obtained above to obtain the printed wiring board shown in FIG.
実施例2
本発明の実施例2について図2を用いて説明する。まず、図2(a)に示したように、支持体1として銅板(厚み:100μm)を用い、金型によりリードフレーム加工した。ここに、金型としては支持体1を折り及び曲げ加工できる機種を使用して、図2(a)に示した曲げ部10を形成した。
Example 2
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 2A, a copper plate (thickness: 100 μm) was used as the support 1, and a lead frame was processed by a mold. Here, a bending part 10 shown in FIG. 2A was formed using a model that can bend and bend the support 1 as a mold.
次いで、前記で得られた支持体1に、樹脂被覆部3を形成し、図2(b)に示した構造体を得た。ここに樹脂としては、プリント配線板に汎用されているエポキシ含有の加熱硬化性の樹脂を使用した。また、この樹脂被覆部3の形成には、射出成形機を使用した。この際に、樹脂を支持体1に追従するように付着させ、更に、曲げ部10の凹凸部分にも追従するように付着させた。 Subsequently, the resin coating part 3 was formed in the support body 1 obtained above, and the structure shown in FIG.2 (b) was obtained. Here, as the resin, an epoxy-containing heat-curable resin widely used for printed wiring boards was used. Further, an injection molding machine was used for forming the resin coating portion 3. At this time, the resin was adhered so as to follow the support 1, and was further adhered so as to follow the uneven portion of the bent portion 10.
次いで、前記で得られた図2(b)に示される構造体に導体めっき5として銅めっき(厚み:20μm)処理を行ない、図2(c)に示した構造体を得た。この導体めっき(銅めっき)5は、化学銅及び電解銅を順次使用して行ない、図2(b)に示される構造体の表面の全てに施した。ここで、前記支持体1の曲げ部10の一部にも導体めっき(銅めっき)5を付着させ、前記曲げ部10を層間接続部11とすることにより、プリント配線板の表裏の導通を得ることが可能な構造体とした。 Next, the structure shown in FIG. 2B was subjected to copper plating (thickness: 20 μm) treatment as the conductor plating 5 to obtain the structure shown in FIG. This conductor plating (copper plating) 5 was performed using chemical copper and electrolytic copper sequentially, and was applied to the entire surface of the structure shown in FIG. Here, conductor plating (copper plating) 5 is also attached to a part of the bent portion 10 of the support 1, and the bent portion 10 is used as an interlayer connection portion 11, thereby obtaining conduction between the front and back of the printed wiring board. It was a possible structure.
次いで、前記で得られた図2(c)に示される構造体に回路形成を行ない、図2(d)に示したプリント配線板を得た。ここで回路形成方法としては、ED(電着塗装)回路形成方法を使用し、EDエッチングレジスト付着後に、露光、現像、エッチング、剥離の工程を経て、回路8を形成した。 Next, a circuit was formed on the structure shown in FIG. 2C obtained above, and the printed wiring board shown in FIG. 2D was obtained. Here, as a circuit formation method, an ED (electrodeposition coating) circuit formation method was used. After the ED etching resist was attached, the circuit 8 was formed through the steps of exposure, development, etching, and peeling.
1:支持体
2:抜き部
3:樹脂被覆部
4:樹脂貫通部
5:導体めっき
6:スルーホール
7:回路形成後のスルーホール
8:回路
9:ニッケル/金めっき
10:曲げ部
11:層間接続部
a:立体的な構造体
1: Support body 2: Extraction part 3: Resin coating part 4: Resin penetration part 5: Conductor plating 6: Through hole 7: Through hole 8 after circuit formation: Circuit 9: Nickel / gold plating 10: Bending part 11: Interlayer Connection part a: three-dimensional structure
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