JP2006324314A - フレキシブルプリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 フレキシブル部にめっきが付着することがなく、屈曲性に優れたフレキシブル部を有するフレキシブルプリント配線板の製造方法の提供。
【解決手段】 フレキシブル部以外の領域の少なくとも一部にめっき層を有するフレキシブルプリント配線板の製造方法であって、フレキシブルプリント配線板のフレキシブル部にマスキングテープを貼着し、次いで該フレキシブルプリント配線板の表面にめっきを施し、次いで前記マスキングテープを剥離除去して、フレキシブル部以外の領域の少なくとも一部にめっき層を有すると共に、めっきが付着していないフレキシブル部を有するフレキシブルプリント配線板を製造することを特徴とするフレキシブルプリント配線板の製造方法。
【選択図】 図２

Description

本発明は、フレキシブル部にめっきが付着することがなく、屈曲性に優れたフレキシブル部を有するフレキシブルプリント配線板（以下、ＦＰＣと記す。）の製造方法に関する。本発明は、電子機器等で用いられる両面ＦＰＣや多層ＦＰＣなどの製造に適用される。

電子機器等で用いられる多層ＦＰＣは、折り曲げ可能なフレキシブル部と、多層部と称するフレキシブル基板が複数積層された部分にて構成される。
図１は多層ＦＰＣの一例を示す斜視図であり、この多層ＦＰＣ１は、２つの多層部２がケーブル部３を介して接続された構造になっている。多層部２は電子部品が実装される場合が多く、リジッド板（ＲＰＣ）も複合して使用される場合もあり、これはリジッド−フレックス（Ｒ−Ｆ）基板と称されている。

一般に、多層部の層間接続には、貫通スルーホール（Through Hole；ＴＨ）やレーザービアホール（Laser Via Hole；ＬＶＨ）などが用いられているが、これらの穴の内面には銅などのめっきを施す必要がある。高多層基板の場合、ＴＨの導電性能の信頼性を確保するためには、このめっきを厚付けしなければならない。また、所謂ビルドアッププリント配線板のようにＬＶＨを階段状に繋げていく場合は、めっきの回数が増えるにつれて、やはりトータルのめっきが厚くならざるを得ない。このような厚いめっきがフレキシブル部にも形成されると、フレキシブル部に微細な回路を形成することが困難になるばかりでなく、フレキシブル部の最大の特長である屈曲性が失われることになる。このようにめっきが付着したフレキシブル部を無理に屈曲すれば、回路が簡単に破断してしまう。

フレキシブル部の屈曲性を保持したまま、多層部の層間導通を取るためには、めっき工程の際に層間導通用の穴以外の部分をエッチングレジストなどで被覆しておき、めっき後に被覆を剥離する方法が既知であるが、この方法では被覆形成やその剥離のために工程数が大幅に増加し、生産性が悪くなると同時に、生産コストが増加してしまう問題がある。
この種の従来技術としては、特許文献１〜５に開示された技術が挙げられる。

特許文献１には、ＦＰＣにＴＨを開ける前または後に所要の回路パターン部分にエッチングレジストを形成し、めっきを施し回路形成を行い、レジストを除去することにより、回路部分にめっきが付着しないため、屈曲性が良好なＦＰＣを製造できることが開示されている。
特許文献１は、単層板（両面板）に限ったものであり、Ｒ−Ｆや多層ＦＰＣのような多層板に関する言及は見当たらない。また、エッチングレジストにはんだ等のめっきを用いれば、剥離後の廃液の処理コストがかかり、レジストインクのような樹脂を用いれば、露光前の仮硬化が必要となり、工程数が増加して生産性が低下してしまう。

特許文献２には、プリント配線板のめっきを必要としない部分にめっきを阻害するような電位をかけ、回路パターン上に選択的に無電解めっきまたは電界めっきを行う方法及び装置が開示されている。
特許文献２は、特定の回路のみに選択的にめっきするのに有効であるが、めっき装置の電極板に多数の針状電極が配置されるという極めて特殊な構造となっていることに加え、めっきをしない部分に予め形成したパッドに針状電極を接触させるためにはＮＣ位置決め装置のような自動位置決め装置を用いなければならず、非現実的である。

特許文献３には、フレキシブル部となる片面ＦＰＣに、特定の部分が突出した外層片面ＦＰＣを銅箔層が向かい合うように積層してカバーレイで表面を覆うことで、スルーホールめっきを必要とせず層間接続を取ることができ、フレキシブル部の薄型化が可能となることが開示されている。
特許文献３では、外層片面ＦＰＣの突出部を形成する際、外層ＦＰＣを湾曲させる場合は、外層と内層の銅箔が単に物理的に接触するだけであるので、接続信頼性が得られないということが懸念される。一方、めっき等で導体を突出部に形成する場合は、導体の形成位置精度を確保することが難しい。また、特許文献３では片面ＦＰＣを向かい合わせた構造に限定されており、３層以上の多層基板への応用可能性は記載されていない。

特許文献４には、フレキシブル部に相当する外層を予め除去しておき、そこに離型性補助材を充填し、回路形成・めっき等の工程が終了した後に補助材を除去することによって、生産性が低下したりフレキシブル部を傷付けたりすることなくフレキシブル部が露出したＲ−Ｆプリント配線板を製造する方法が開示されている。
特許文献４では、除去した外層を補助材として再利用する実施例が示されているが、除去した外層すなわちＲＰＣは切断端部が粗く、基材屑が品質を低下させることが懸念される。また、別の材料を充填する場合は、基板の表面平滑性を確保することが難しい。それに加えて、フレキシブル部に相当する外層を除去する前にその部分よりも少し広い範囲の銅をエッチングするため、回路形成の回数が増え、生産効率が落ちてしまう。更に高コストとなる。

特許文献５には、ＦＰＣの屈曲部の両面に剥離可能な耐熱性フィルムをスクリーン印刷により形成し、多層部には耐熱性フィルムと同一厚さの絶縁層を形成し、銅箔層を積層後回路形成した後に、屈曲部の耐熱性フィルムを除去することで、簡単な工程で薄いＲ−Ｆ基板を作れることが示されている。
この提案では、耐熱性フィルムをスクリーン印刷により形成しているので、印刷後には転写や端部のだれを防ぐために熱硬化をしなければならず、工数が増加してしまう。また、銅箔層のキュアプレス時には高熱がかかるため、耐熱性フィルム中の気泡を十分に除去しておかないと、耐熱性フィルム部が膨れる虞がある。
特開平５−１７５６３６号公報 特開平７−２４９８５４号公報 特開平８−２３６９３７号公報 特開平８−２８８６５５号公報 特開２００１−１５９１７号公報

本発明は前記事情に鑑みてなされ、フレキシブル部にめっきが付着することがなく、屈曲性に優れたフレキシブル部を有するＦＰＣの製造方法の提供を目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、フレキシブル部以外の領域の少なくとも一部にめっき層を有するＦＰＣの製造方法であって、ＦＰＣのフレキシブル部にマスキングテープを貼着し、次いで該ＦＰＣの表面にめっきを施し、次いで前記マスキングテープを剥離除去して、フレキシブル部以外の領域の少なくとも一部にめっき層を有すると共に、めっきが付着していないフレキシブル部を有するＦＰＣを製造することを特徴とするＦＰＣの製造方法を提供する。

本発明のＦＰＣの製造方法において、前記ＦＰＣの表面にめっきを施す前に、基板に穴を開け、めっき後に基板の両面を導通するスルーホールを設けることが好ましい。

本発明のＦＰＣの製造方法において、前記マスキングテープを剥離除去した後、表面に回路を形成し、次いでＦＰＣの少なくとも一方の面にカバーレイを積層してＦＰＣを製造することが好ましい。

本発明のＦＰＣの製造方法において、前記フレキシブル部以外の領域の前記カバーレイ上に外層基板を積層し、多層ＦＰＣを製造することが好ましい。

本発明のＦＰＣの製造方法において、前記フレキシブル部にマスキングテープを貼着する際に、該マスキングテープで覆われない部分がフレキシブル部端から２．０ｍｍ以下であることが好ましい。

本発明によれば、めっき前にマスキングテープをフレキシブル部に貼ることで、高価な金型を用いて精巧に打ち抜いたカバーレイを用いたり、多くの工程を経て精密にパターニングされたソルダーレジストを用いたりすることなく、フレキシブル部の屈曲特性に優れたＦＰＣを提供することができる。

以下、図面を参照して本発明のＦＰＣの製造方法の実施形態を説明する。
図２及び図３は、本発明の製造方法の一実施形態を示すフロー断面図であり、本実施形態では、多層ＦＰＣ１として、４層リジッド−フレックス（Ｒ−Ｆ）プリント配線板を製造する場合を例示する。

本実施形態の製造方法では、まず、図２（ａ）に示すように、屈曲性に優れた内層ＦＰＣ６を用意する。この内層ＦＰＣ６としては、ポリイミドシート４の両面に導電層として銅箔５を貼り合わせてなる銅張積層板（Copper Clad Laminate；ＣＣＬ）などが好適に用いられる。

次に、図２（ｂ）に示すように、前記内層ＦＰＣ６にスルーホールＴＨとなる穴を開ける（スルーホール穴開け工程）。本例示では、多層部２となる領域にスルーホールＴＨを設けている。

次に、図２（ｃ）に示すように、内層ＦＰＣ６のフレキシブル部３にマスキングテープ７を貼着する（マスキングテープ貼り工程）。
ここで用いるマスキングテープ７としては、次のめっき工程においてテープを貼着したフレキシブル部表面へのめっき液の浸透を防ぎ、かつ剥離時に糊残りがなく、銅箔５を傷めないテープを選択して使用することが望ましく、例えば、合成樹脂テープ基材の片面に樹脂粘着剤が積層されたマスキングテープなどが挙げられる。

また、このマスキングテープ７は、マスキングテープで覆われない部分がフレキシブル部端から２．０ｍｍ以下であることが好ましく、特に、フレキシブル部３の全域をカバーするように貼着することが望ましい。マスキングテープで覆われない部分が２．０ｍｍを超えると、その部分にめっき層８が形成されてフレキシブル部全体の屈曲特性が劣化し、好ましくない。

次に、図２（ｄ）に示すように、マスキングテープ７を貼着した内層ＦＰＣ６の表面にめっきを施し、内層ＦＰＣ６の表面及びスルーホール７内面に銅などのめっき層８を形成する（めっき工程）。
このめっき工程は、無電解めっきや電解めっきにより行うことができる。電解銅めっきによりめっき層８を形成する場合、スルーホールＴＨの内面は、予め導電加工を施したり、或いはスルーホールＴＨの内面に無電解めっきを施して銅箔５との導電性を確保しておき、その後電解銅めっきを行ってめっき層８を形成することが望ましい。このめっきにより、スルーホールＴＨの内面にめっき層８が形成され、内層ＦＰＣ６の両面間の電気的な導通が確保される。

次に、図２（ｅ）に示すように、めっきを終えた内層ＦＰＣ６の表面からマスキングテープ７を剥離除去する（マスキングテープ剥がし工程）。
前述したように、剥離時に糊残りがなく、銅箔５を傷めないマスキングテープ７を使用することにより、マスキングテープ７の剥離除去が簡単に短時間で実施可能となる。
このテープ除去により、内層ＦＰＣ６の表面のうち、フレキシブル部３以外の領域にめっき層８が形成され、フレキシブル部３表面にはめっき層が形成されていない内層ＦＰＣ６が得られる。

次に、図２（ｆ）に示すように、内層ＦＰＣ６の両面側の導電層（銅箔５及びめっき層８）を加工して所望の回路を形成する（回路形成工程）。

次に、図２（ｇ）に示すように、回路形成を終えた内層ＦＰＣ６の両面にカバーレイ１１を重ね合わせ、熱プレスすることによって接着し、積層する（カバーレイ貼り工程）。
ここで用いるカバーレイ１１は、内層ＦＰＣ６の両面に積層後にフレキシブル部３に十分な屈曲特性が得られるものであればよく、特に制限されず、例えば、ポリイミド層９と接着剤層１０を積層したものなどが用いられる。

なお、内層ＦＰＣ６を、両面ＦＰＣとして製造する場合、前記の通り内層ＦＰＣ６の両面にカバーレイ１１を積層した状態でＦＰＣを得ることができる。
本実施形態では、さらに前記内層ＦＰＣ６に外層リジッド配線板（Rigid Printed Circuit；以下、ＲＰＣと記す。）を積層して図１に示す多層ＦＰＣ１を製造する。

内層ＦＰＣ６に積層する外層ＲＰＣ１４は、特に制限されないが、例えば、ガラスエポキシ板１２に導電層となる銅箔１３を積層した片面銅張積層板などが挙げられる。この外層ＲＰＣ１４は、内層ＦＰＣ６に重ね合わす前に、接着シート層１５を貼り付け、フレキシブル部に相当する部分を切断除去する予備工程を経て用いられる。

次に、図２（ｈ）に示すように、内層ＦＰＣ６の多層部２となる領域の両面に、前述した通り接着シート層１５を貼り付けた外層ＲＰＣ１４を重ね合わせ、熱プレスすることによって積層し、多層ＦＰＣ１とする（外層貼り合わせ工程）。

次に、図３（ｉ）に示すように、多層ＦＰＣ１の所定位置にレーザー光を照射し、内層ＦＰＣ６の回路が露出するようなレーザービアホール１６を穿設する（レーザー穴開け工程）。

次に、図３（ｊ）に示すように、多層ＦＰＣ１の表面にめっきを施して、多層ＦＰＣ１の表面及びレーザービアホール１６内面に銅などのめっき層１７を形成する（めっき工程）。
このめっき工程は、図２（ｄ）の前記めっき工程と同様に、無電解めっきや電解めっきにより行うことができる。
このめっき層１７の形成により、レーザービアホール１６では、内層ＦＰＣ６の回路と外層ＲＰＣ１４の銅箔１３との電気的な導通が確保される。
なお、このめっき工程においても、事前にフレキシブル部３にマスキングテープ７を貼着してめっき形成を局部的に防止してもよい。

次に、図３（ｋ）に示すように、外層ＲＰＣ１４の銅箔１３を加工し、外層回路を形成する（回路形成工程）。

次に、外層回路を絶縁するため、多層ＦＰＣ１の多層部２表面をソルダーレジスト１８によって被覆する（ソルダーレジスト形成工程）。

以上の各工程を行うことによって、図１に示すように、多層部２とフレキシブル部３とを有し、めっきが付着していないフレキシブル部３を有する多層ＦＰＣ１を製造することができる。

本実施形態のＦＰＣ製造方法は、めっき工程前にマスキングテープ７をフレキシブル部３に貼ることで、高価な金型を用いて精巧に打ち抜いたカバーレイを用いたり、多くの工程を経て精密にパターニングされたソルダーレジストを用いたりすることなく、フレキシブル部３の屈曲特性に優れた多層ＦＰＣ１を提供することができる。

なお、前述した実施形態は、本発明の例示に過ぎず、製造するＦＰＣ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。またＲ−Ｆ構造に限らず、多層ＦＰＣ構造でもよい。

内層ＦＰＣとして両面ＦＰＣを用い、外層基板として片面ＲＰＣを用い、図２及び図３に示すように、この内層ＦＰＣの両面に外層ＲＰＣを積層した４層リジッドフレックス（Ｒ−Ｆ）プリント配線板を作製した。

＜基板構成＞
基板サイズ：３５０ｍｍ×４００ｍｍ。
内層ＦＰＣ：ＴＬＦ−Ｗ−５２１ １８／２５／１８（京セラケミカル社製、両面銅箔１８μｍ厚、ポリイミド２５μｍ厚）。
外層ＲＰＣ：Ｌ−６５０４Ｃ１（ニッカン工業社製、片面銅箔１８μｍ厚、ガラスエポキシ１００μｍ厚）。
接着シート：ＴＦＡ−８８０ ＣＡ３５（京セラケミカル社製、接着剤層３５μｍ）。

＜基板作製手順＞（図２（ａ）〜（ｈ）及び図３（ｉ）〜（ｌ）参照）
（１）内層ＦＰＣに貫通スルーホールの穴開けをする。
（２）フレキシブル部が大凡全域覆われるように、マスキングテープを貼り付ける。フレキシブル部の端部に覆われない部分があっても問題はない。また、マスキングテープはめっき液潜りしないのであれば材質を問わない。
（３）めっきにより層間導通を取る。
（４）マスキングテープを剥がす。
（５）内層ＦＰＣの銅箔を回路形成する。
（６）カバーレイを貼り、内層ＦＰＣの表面を保護する。
（７）外層ＲＰＣに接着シートをラミネートする。
（８）接着シートをラミネート下外層ＲＰＣのフレキシブル部に相当する部分をＮＣルータや金型等でくり抜く。
（９）熱及び圧力により外層ＲＰＣを内層ＦＰＣに積層する。
（１０）レーザー等により外層ＲＰＣとカバーレイに穴を開け、めっきにより内層との導通を取る。
（１１）外層ＲＰＣの銅箔の回路形成をする。
（１２）ソルダーレジスト等の表面保護膜を形成する。

＜基板評価１＞
前記手順にて作製した基板のフレキシブル部を用いて、ＪＩＳ Ｃ５０１６ ８．６の規格に準拠するような屈曲試験を行った。屈曲半径は２．５ｍｍとした。なお、屈曲部の回路は２００μｍピッチ（回路幅１００μｍ、回路間隔１００μｍ）とした。また、実施結果の屈曲回数は、１０個の試料の試験結果の平均（小数点以下四捨五入）である（(1)マスキングテープ）。結果を表１に示す。
比較例として、フレキシブル部のみが完全に覆われるよう精密にパターニングしたソルダーレジストをめっき前に形成したものの結果（(2)ソルダーレジスト）と、めっき工程においてフレキシブル部を被覆しなかったものの結果（(3)なし）を、共に表１に示す。

表１の結果から、マスキングテープでフレキシブル部を覆ったものは、ソルダーレジストでフレキシブル部を完全に覆ったものとほぼ同等の屈曲特性を示した。マスキングテープを貼ると、フレキシブル部の端部が覆われなくなり、そこに被っためっきによる影響が想定される。しかしながら端部のみであれば、フレキシブル部全体の屈曲特性に影響を及ぼさないことが判明した。

＜基板評価２＞
マスキングテープの貼り合わせに必要な精度を確認するため、フレキシブル部の端部が覆われなくなるよう精密にパターニングしたソルダーレジストをめっき前に形成したものを準備し、基板評価１と同様の屈曲試験を行った。実施結果の屈曲回数は、１０個の試料の試験結果の平均（小数点以下四捨五入）である。覆われない端部の幅は、(4)０．５ｍｍ、(5)１．０ｍｍ、(6)１．５ｍｍ、(7)２．０ｍｍ、(8)２．５ｍｍ、(9)３．０ｍｍとした。結果を表２に示す。比較例として、基板評価１での(2)と(3)の試験結果を共に示す。

表２に結果から、覆われない端部の幅が２．０ｍｍ以下のものは、いずれもほぼ(2)０ｍｍと同等の屈曲特性を示した。(8)２．５ｍｍになると、急激に屈曲特性が低下し、(9)３．０ｍｍでは全く覆わなかった場合((3)被覆無し）と大差ない結果となった。めっきを被った部分が屈曲試験で実際に曲げられる部分に近いと、めっきによる応力がかかりやすくなり、屈曲特性が低下するものと考えられる。本結果より、十分な屈曲特性を得るためには２．０ｍｍ以下の精度でマスキングテープを貼る必要があることがわかった。

多層ＦＰＣの斜視図である。 本発明の一実施形態による多層ＦＰＣの製造方法の各工程を示すフロー断面図である。 図２の続きを示すフロー断面図である。

符号の説明

１…多層ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）、２…多層部、３…ケーブル部、４…ポリイミドシート、５…銅箔、６…内層ＦＰＣ、７…マスキングテープ、８…めっき層、９…ポリイミド層、１０…接着剤層、１１…カバーレイ、１２…ガラスエポキシ板、１３…銅箔、１４…外層ＲＰＣ、１５…接着シート層、１６…レーザービアホール、１７…めっき層、１８…ソルダーレジスト。

Claims (5)

1. フレキシブル部以外の領域の少なくとも一部にめっき層を有するフレキシブルプリント配線板の製造方法であって、
   フレキシブルプリント配線板のフレキシブル部にマスキングテープを貼着し、次いで該フレキシブルプリント配線板の表面にめっきを施し、次いで前記マスキングテープを剥離除去して、フレキシブル部以外の領域の少なくとも一部にめっき層を有すると共に、めっきが付着していないフレキシブル部を有するフレキシブルプリント配線板を製造することを特徴とするフレキシブルプリント配線板の製造方法。
2. 前記フレキシブルプリント配線板の表面にめっきを施す前に、基板に穴を開け、めっき後に基板の両面を導通するスルーホールを設けることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
3. 前記マスキングテープを剥離除去した後、表面に回路を形成し、次いでフレキシブルプリント配線板の少なくとも一方の面にカバーレイを積層してフレキシブルプリント配線板を製造することを特徴とする請求項１又は２に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
4. 前記フレキシブル部以外の領域の前記カバーレイ上に外層基板を積層し、多層フレキシブルプリント配線板を製造することを特徴とする請求項３に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
5. 前記フレキシブル部にマスキングテープを貼着する際に、該マスキングテープで覆われない部分がフレキシブル部端から２．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
   

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