JP2006222114A - 多層プリント配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ケーブル部を形成するために外層基板の一部分を除去する際に、内層基板上に設けたシールド層が外層基板側に転写して剥がれるのを防止する。
【解決手段】 シールド層４０を有する一の基板（内層基板）３０の上に接着部材５０を介して他の基板（外層基板）６０を積層したのち、前記他の基板６０のケーブル部に対応する領域６４に開口部３ａを設けたフィルム３を前記他の基板６０の外側に配置し、前記開口部３ａを設けたフィルム３の外側から前記一の基板３０と前記接着部材５０と前記他の基板６０とを積層プレスして、前記多層部に対応する領域６５において前記一の基板３０と前記接着部材５０と前記他の基板６０とを一体化する。これにより、他の基板６０のケーブル部に位置する領域６４を除去するとき、シールド層４０が外層基板６０の前記除去部分６４に転写することを防止できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ケーブル部上にシールド層を有する多層プリント配線基板の製造方法に関する。

フレキシブル部にシールド層を設けた多層プリント配線基板の製造手順としては、例えば以下に示すものがある。
（１）両面銅張積層板の回路形成を行ったのち、回路の上にカバーレイを接着して内層基板を形成する。
（２）カバーレイ上の所定の位置にシールド層を形成する。
（３）内層基板の両面に接着シートを介して外層基板を積層する。
（４）層間導通のための穴を開け、基板の表面および穴の内面に銅メッキを施す。
（５）最外層の回路形成を行い、さらに最外層回路の上に絶縁層を設ける。
（６）シールド層の上の外層基板を除去する。

シールド層を有する配線基板の従来例として、特許文献１〜９に記載のものがある。
特許文献１では、屈曲性を損なわずにシールド層を保護するため、厚さ５μｍ以下のシールド層の上に、接着剤層を介して固定絶縁層を設けている。
特許文献２では、アース回路の上面に設けられた導通用孔に導電性接着剤を充填し、アース回路とシールド電極層とをスルーホール導通構造により電気的に接続している。
特許文献３では、回路の上に、第１カバーレイとシールド層と第２カバーレイとをこの順で設けている。
特許文献４では、導体回路上に接着剤層および金属薄膜層をこの順で設け、導体回路と金属薄膜層との間を導電性ペーストによって電気的に接続している。
特許文献５では、アース回路上に開口部を有する絶縁樹脂層を設け、前記開口部内に金属メッキ層を設け、絶縁樹脂層の上に導電被覆層と絶縁樹脂層とをこの順で設けている。
特許文献６では、絶縁ベース層の両面に回路を設け、各面の回路の上方部位にそれぞれ外部シールド層を形成している。
特許文献７では、回路配線パターンの露出面を覆うように絶縁樹脂薄膜を設け、さらにその上にシールド層を設けている。
特許文献８では、フレックスリジッド多層配線板において、スルーホールの位置を避けて導電性塗料を塗布することにより、シールド層を形成している。
特許文献９では、フレックスリジッド多層板において、可撓部の回路厚みを硬質板部の回路厚みよりも薄くしている。
特開平５−３３９５号公報 特開平６−２２４５８７号公報 特開平７−１２２８８２号公報 特開平７−２８３５７９号公報 特開平１１−１７７１９２号公報 特開２００２−１７６２３１号公報 特開２００４−１１９６０４号公報 特開平７−７９０８９号公報 特開平７−１０６７６６号公報

上記の手順（１）〜（６）に従って多層プリント配線基板を製造する際、従来の方法では、図４（ａ）に示すように、外層基板６０のうちシールド層４０上に位置する部分６４を除去するとき、内層基板３０上に設けたシールド層４０の一部４２が外層基板６０の除去部分６４に転写して、内層基板３０上のシールド層４０に欠陥４１が生じることがあった。その結果、シールド層４０のシールド特性が低下するおそれがある。
しかしながら、上述の特許文献中には、図４（ｂ）に示すようなシールド層４０の転写に対処する方法は特に知られていない。
とりわけ特許文献１〜７は単層板に関するものである。単層板では、全ての回路形成が終わった後にシールド層の加工ができるため、製造工程中にシールド層の保護等を考慮する必要がなく、シールド層の転写の問題も見当たらない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ケーブル部を形成するために外層基板の一部分を除去する際に、内層基板上に設けたシールド層が外層基板側に転写して剥がれるのを防止できる多層プリント配線基板の製造方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、ケーブル部および多層部を有し、前記多層部は、前記ケーブル部を構成する一の基板の前記ケーブル部を除く領域の少なくとも片面に接着部材を介して他の基板が積層されてなり、前記ケーブル部は前記一の基板上にシールド層を有する多層プリント配線基板の製造方法であって、
前記一の基板のうち前記ケーブル部に対応する領域にシールド層を形成するシールド層形成工程と、
前記ケーブル部に対応する領域および前記多層部に対応する領域を有する他の基板を、接着部材を介して前記シールド層を設けた一の基板の上に積層する基板積層工程と、
前記ケーブル部に対応する領域に開口部を設けたフィルムを前記他の基板の外側に配置し、前記開口部を設けたフィルムの外側から前記一の基板と前記接着部材と前記他の基板を積層プレスして、前記多層部に対応する領域において前記一の基板と前記接着部材と前記他の基板とを一体化する積層プレス工程と、
前記他の基板の前記ケーブル部に対応する領域に位置する部分を除去する基板除去工程とを特徴とする多層プリント配線基板の製造方法を提供する。

本発明においては、前記開口部を設けたフィルムの開口部の開口幅から、前記他の基板の前記ケーブル部に対応する領域の幅を減じた差が、±０ｍｍ以上、＋５ｍｍ以下であることが好ましい。また、前記開口部を設けたフィルムの厚さは、１６０μｍ以上であることが好ましい。

本発明によれば、一の基板（内層基板）と他の基板（外層基板）とを積層プレスで一体化するときの圧力がケーブル部に伝わらないようにすることができるので、積層プレス中、他の基板とシールド層との間の隙間を維持することができる。従って、他の基板へのシールド層の転写が発生せず、欠陥のないシールド層を有する多層プリント配線基板を製造することができる。

以下、最良の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
本形態例では、ケーブル部を構成する一の基板の両面に他の基板が一層ずつ積層されており、「一の基板」を内層基板、「他の基板」を外層基板という場合がある。なお、本発明においては、多層部は、一の基板の片面に他の基板を一層又は複数層積層したものとして構成することもできる。あるいは、一の基板の両面に他の基板を一層又は複数層積層したものとして構成することもできる。

以下、図１，図２に示すように、内層基板３０の両面に外層基板６０，６０が積層され、内層基板３０として２層の導電層１２，１３を有するフレキシブル配線板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を用い、外層基板６０として２層の導電層６２，６３を有するリジッド配線板（ＲＰＣ：Ｒｉｇｉｄ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を用いた６層の多層プリント配線基板７を例にとって製造方法を説明する。

この多層プリント配線基板７は、内層基板３０の両面にシールド層４０が設けられたケーブル部７ａと、内層基板３０の両面に、接着部材５０を介して外層基板６０が積層された多層部７ｂとを有し、多層部７ｂがケーブル部７ａの両端部（図２（ｆ）の左右両側）に設けられた構成となっている。
なお、本発明では、内層基板３０は、フレキシブル配線板でもリジッド配線板でもよい。また、外層基板６０は、フレキシブル配線板でもリジッド配線板でもよい。多層プリント配線基板の層数や各層の厚み、構成等も、特に限定されるものではない。
なお、内層基板３０にフレキシブル配線板を用いた場合、フレキシブルなケーブル部７ａを構成できるので好ましい。さらに、外層基板６０にリジッド配線板を用いた場合、ケーブル部７ａがフレキシブルで、多層部７ｂがリジッドであるリジッド−フレックス多層基板を構成することができる。

図１は、本発明の多層プリント配線基板の製造方法における基板一体化工程を説明する図面であり、（ａ）は基板一体化工程を行う装置の組み込み例を示す概略構成図、（ｂ）は開口部を有するフィルムの一例を示す平面図、（ｃ）は内層基板と接着部材と外層基板とを積層プレスする様子を示す部分拡大断面図である。
図３（ａ）はスリットを入れる前の外層基板の一例を示す断面図、図３（ｂ）はスリットを入れた後の外層基板の一例を示す断面図である。
なお、図１〜図３は発明を説明するための模式図であり、寸法の尺度や形状等は、必ずしも実物と一致していない。

本形態例の多層プリント配線基板の製造方法について説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、ポリイミド等の樹脂からなるフレキシブル基材１１の両面に銅箔１２、１３が積層された銅張積層板１０（ＣＣＬ：Ｃｏｐｐｅｒ−Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｅ）を用意し、これに不図示の回路を形成する。
次に、図２（ｂ）に示すように、銅張積層板１０の各銅箔１２、１３面上にそれぞれカバーレイ２０，２０を積層する。ここでは、カバーレイ２０として、ポリイミド等の樹脂からなるフレキシブル基材２１の片面に接着剤層２２を設けたものを用い、銅箔１２、１３と接着剤層２２とを重ね合わせて熱プレス等によって貼り合わせる。
これにより、内層基板３０となるフレキシブル基板（内層ＦＰＣ）が得られる。

次に、図２（ｃ）に示すように、内層基板３０のうちケーブル部に対応する領域にシールド層４０を形成する（シールド層形成工程）。
シールド層４０の構成としては特に限定されるものではないが、例えば、内層基板３０の直上に銀ペースト層を設け、その上にカーボンブラック層をコーティングした二層構造のものが好適に用いられる。シールド層４０の形成方法としては、塗布、スパッタ、エアーブロー（吹き付け）等が挙げられる。なお、シールド層４０は、多層部に対応する領域側に若干はみ出していてもよい。

次に、図２（ｄ）に示すように、ケーブル部に対応する領域６４と多層部に対応する領域６５を有する外層基板６０を、接着部材（接着シート）５０を介して内層基板３０上に積層する（基板積層工程）。
ここで接着部材５０は、外層基板６０のうち多層部に対応する領域６５のみを内層基板３０に貼着するように、多層部に対応する領域６５の範囲内に設けられる。外層基板６０のうちケーブル部に対応する領域６４には、内層基板３０との間に隙間（空間）５１が設けられる。

また、外層基板６０は、図３（ａ）に示すように、電気絶縁性のリジッド基材６１の両面に銅箔等の導電層６２、６３を設けてなるリジッド配線板（ＲＰＣ）から形成されたものであり、基板積層工程に先立ち、このＲＰＣを加工して、図３（ｂ）に示すように、ケーブル部に対応する領域６４と多層部に対応する領域６５との境界となる位置にスリット６６を形成したものである。
なお、基板積層工程の前工程でスリット６６の代わりにハーフカット溝を設け（第１の溝形成工程）、さらに後工程（ケーブル部６４の除去工程よりは前の工程）で前記ハーフカット溝に接続するように外層基板６０の反対側から浅く溝を形成して（第２の溝形成工程）、外層基板６０を貫通するスリットを完成させるようにしてもよい。

次に、図１（ａ）および図１（ｃ）に示すように、内層基板３０と接着部材５０と外層基板６０とを積層プレスして、多層部に対応する領域６５において内層基板３０と接着部材５０と外層基板６０とを一体化する（積層プレス工程）。
この基板一体化工程において熱プレスは、例えば図１（ａ）に示すように、内層基板３０と接着部材５０と外層基板６０との積層体１の両面の外側に、離型フィルム２、開口部３ａを有するフィルム３、クッション４、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等からなる金属板５、熱板６をこの順に重ね合わせ、上下方向に加圧とともに加熱して行う。但し、離型フィルム２とクッション４については、使用しない場合があったり、複数のものを組み合わせる場合もあり、特に限定するものではない。

前記フィルム３は、図１（ｂ）および図１（ｃ）に示すように、外層基板６０のケーブル部に対応する領域６４に開口部３ａを有する。フィルム３は、熱プレス条件に耐えるものであれば、その材質は特に限定されないが、例えばプラスチックフィルムを用いることができる。特に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリアミド（ナイロン）など、耐熱性に優れるものが好ましい。
熱プレスの際は、フィルム３の開口部３ａが、外層基板６０のケーブル部に対応する領域６４の上下に対応するように位置合わせする。これにより、フィルム３の開口部３ａによって形成される空間のため、積層プレス時の圧力が外層基板６０のケーブル部に対応する領域６４に伝わることがなくなる。この結果、積層プレス中にシールド層４０と外層基板６０との間の隙間５１が維持され、シールド層４０が外層基板６０のケーブル部に対応する領域６４に貼り付くことを防止することができる。

フィルム３の開口部３ａの開口幅Ｂが、外層基板６０のケーブル部に対応する領域６４の幅Ａよりも大きい場合、フィルム３の開口部３ａと外層基板６０のケーブル部に対応する領域６４との位置合わせが容易になり、好ましい。しかし、開口部３ａの開口幅Ｂがケーブル部６４の幅Ａに比べて大きすぎると、クッション４がフィルム３の開口部３ａを通して離型フィルム２まで到達し、外層基板６０のケーブル部に対応する領域６４に圧力が伝わるようになるおそれがある。この観点から、フィルム３の開口部３ａの開口幅Ｂからケーブル部６４の幅Ａを減じた差は、±０ｍｍ以上、＋５ｍｍ以下であることが好ましい。また、フィルム３の開口部３ａ内に空間を確保するためには、フィルム３は十分な厚さを有することが好ましい。具体的には、厚さが１６０μｍ以上のものが好ましい。

熱プレス後、外層基板６０に対して層間導通のための穴あけと銅メッキを行い、外層回路（図示略）の形成を行う。さらに図２（ｅ）に示すように、外層基板６０の外側の導電層６２の上にレジスト７０を形成する。
次に、図２（ｆ）に示すように、外層基板６０のケーブル部に対応する領域の部分６４を除去する（基板除去工程）。本発明によれば、積層プレス中、外層基板６０とシールド層４０との間に隙間５１を維持することができるので、基板除去工程において外層基板６０へのシールド層４０の転写が発生しない。このため、欠陥のないシールド層４０を有する多層プリント配線基板７を製造することができる。
ゆえに、ケーブル部が備える配線の電気的な絶縁性が十分に確保されるとともに、外部環境の変化（例えば温度や湿度の変化）による影響や外部環境に存在する電磁波の影響も十分に回避できる。よって、本発明は、ケーブル部の配線を流れる電気信号の高精度化や高品質化をもたらし、さらには電気信号の安定性向上にも寄与する。

本試験例では、図１，図２に示す方法により、ケーブル部７ａおよび多層部７ｂを有する多層プリント配線基板７を製造した。
銅張積層板１０としては、フレキシブル基材１１が厚さ２５μｍのポリイミドからなり、両面の銅箔１２，１３の厚さが１８μｍであり、フレキシブル基材１１と銅箔１２，１３とが厚さ１０μｍの接着剤（図示略）によって貼着されたものを用いた。
カバーレイ２０としては、厚さ２５μｍのポリイミドからなるフレキシブル基材２１の片面に厚さ２５μｍの接着剤層２２が設けられたものを用いた。
シールド層４０としては、銀ペースト層（約８μｍ）の上にカーボンブラック層（約８μｍ）をコーディングしたものを用いた。
接着部材５０としては、厚さ４０μｍの接着シートを用いた。
外層基板６０としては、リジッド基材６１が厚さ１００μｍのガラスエポキシ（ガラス繊維を編み込み、エポキシ樹脂で固めたもの）からなり、両面の銅箔６２，６３の厚さが１８μｍであるリジッドプリント基板を用いた。

図１において、積層プレスの際に用いる開口部３ａを有するフィルム３として、厚さの異なるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用意した。フィルム３の厚さは、表１に示すように、２５μｍ、５０μｍ、１００μｍ、１２０μｍ、１４０μｍ、１６０μｍ、１８０μｍ、２００μｍの８通りに設定した。
フィルム３の開口部３ａの開口幅Ｂから外層基板６０のケーブル部６４の幅Ａを減じた差（Ｂ−Ａ）は、表１に示すように、＋０ｍｍ、＋１ｍｍ、＋３ｍｍ、＋５ｍｍ、＋１０ｍｍの５通りに設定を変えた。
それぞれの条件について多層プリント配線基板７を製造し、シールド層４０の転写の有無および程度により評価した。その結果を表１に示す。表１において、○印はシールド層４０の転写が無いことを、△印は軽微な転写があることを、×印は顕著な転写があることを示す。

表１に示す結果から分かるように、開口部３ａを有するフィルム３の厚さが厚くなるほど、また、開口部３ａの開口幅Ｂからケーブル部６４の幅Ａを減じた差（Ｂ−Ａ）が狭くなるほど、転写が起こりにくくなる傾向が見られた。これは、基板の上方のクッション４がプレス圧力によってフィルム３の開口部３ａへと押し込まれたとき、フィルム３が厚くなるほど、また、開口部３ａの開口幅Ｂが狭くなるほど、押し込まれたクッション４が基板側へ到達しにくくなるためと考えられる。従って、開口部３ａを設けたフィルム３の厚さは１６０μｍ以上であり、開口部３ａの開口幅Ｂからケーブル部６４の幅Ａを減じた差（Ｂ−Ａ）が＋５ｍｍ以下であることが望ましい。

本発明は、フレキシブルなケーブル部にシールド層を有する種々のリジッド−フレックス多層プリント配線基板等の製造に利用することができる。フレキシブル部は、リジッド部を接続する配線を備えたケーブル部として利用することができる。

本発明における基板一体化工程を説明する図面であり、（ａ）は基板一体化工程を行う装置の組み込み例を示す概略構成図、（ｂ）は開口部を有するフィルムの一例を示す平面図、（ｃ）は内層基板と接着部材と外層基板とを積層プレスする様子を示す部分拡大断面図である。 （ａ）〜（ｆ） 本発明の多層プリント配線基板の製造方法の一例を示す断面工程図である。 （ａ）はスリットを入れる前の外層基板の一例を示す断面図、（ｂ）はスリットを入れた後の外層基板の一例を示す断面図である。 従来の多層プリント配線基板の製造方法の問題点を説明する図面であり、（ａ）はシールド層上の外層基板を除去する前の状態を示す断面図、（ｂ）はシールド層上の外層基板を除去した後の状態を示す断面図である。

符号の説明

Ａ…ケーブル部の幅、Ｂ…フィルムの開口部の開口幅、３…フィルム、３ａ…開口部、７…多層プリント配線基板、７ａ…ケーブル部、７ｂ…多層部、３０…一の基板（内層基板）、４０…シールド層、５０…接着部材、６０…他の基板（外層基板）、６４…他の基板（外層基板）のケーブル部に対応する領域（除去部分）、６５…他の基板（外層基板）の多層部に対応する領域。

Claims (3)

1. ケーブル部および多層部を有し、前記多層部は、前記ケーブル部を構成する一の基板の前記ケーブル部を除く領域の少なくとも片面に接着部材を介して他の基板が積層されてなり、前記ケーブル部は前記一の基板上にシールド層を有する多層プリント配線基板の製造方法であって、
   前記一の基板のうち前記ケーブル部に対応する領域にシールド層を形成するシールド層形成工程と、
   前記ケーブル部に対応する領域および前記多層部に対応する領域を有する他の基板を、接着部材を介して前記シールド層を設けた一の基板の上に積層する基板積層工程と、
   前記ケーブル部に対応する領域に開口部を設けたフィルムを前記他の基板の外側に配置し、前記開口部を設けたフィルムの外側から前記一の基板と前記接着部材と前記他の基板を積層プレスして、前記多層部に対応する領域において前記一の基板と前記接着部材と前記他の基板とを一体化する積層プレス工程と、
   前記他の基板の前記ケーブル部に対応する領域に位置する部分を除去する基板除去工程とを特徴とする多層プリント配線基板の製造方法。
2. 前記開口部を設けたフィルムの開口部の開口幅から、前記他の基板の前記ケーブル部に対応する領域の幅を減じた差が、±０ｍｍ以上、＋５ｍｍ以下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基板の製造方法。
3. 前記開口部を設けたフィルムの厚さが１６０μｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の多層プリント配線基板の製造方法。

Images