JP2006324574A - 多層プリント配線基板とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 シールド層が転写して剥ぎ取られることがなく、シールド特性の良好な多層プリント配線板を製造可能な多層プリント配線基板とその製造方法の提供。
【解決手段】 ケーブル部および多層部を有し、多層部は、ケーブル部を構成する内層基板のケーブル部を除く領域の少なくとも片面に外層基板が積層されてなり、ケーブル部は内層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、内層基板上にシールドインクを塗布してシールド層を形成し、次いでシールド層の周囲の内層基板上に、塗布乾燥後の弾性率が１８０℃で１００ＭＰａ以上のインクをシールド層より厚くなるように塗布してスペーサーを形成し、次いで内層基板の少なくとも片面に外層基板を積層し、次いで外層基板のケーブル部の領域をスペーサーとともに除去してシールド層を露出させ、内層基板上にシールド層を有する多層プリント配線基板を得る方法。
【選択図】 図４

Description

本発明は、多層部とケーブル部とを有し、該ケーブル部にシールド層が設けられた多層プリント配線基板とその製造方法に関し、ケーブル部にシールド層を形成する際に隣接層へのシールド層の転写を防ぎ、良好なシールド特性を有する多層プリント配線板の製造が可能となる多層プリント配線基板とその製造方法に関する。

従来、図７に示すように、複数の基板を積層してなる多層部１１とケーブル部１２とを有し、該ケーブル部１２にシールド層１３が設けられた多層プリント配線基板１０が知られている。
図６，図７及び図９は、この従来の多層プリント配線基板１０の製造方法を説明する図であり、図６は積層工程後の積層基板の平面図、図７は完成した多層プリント配線基板１０の平面図、図９は従来プロセスにおける各工程のフロー断面図である。なお、本例示は多層プリント配線基板１０としてリジッド−フレックス（Ｒ−Ｆ）６層基板の製造プロセスを示している。この多層プリント配線基板１０は、図９に示すように下記の各工程を経て製造される。
（１）ポリイミドシート１７の両面に銅箔１８を貼り付けた両面銅張積層板１６（以下、ＣＣＬと記す。）を用意し、その回路形成を行い、さらにＣＣＬ１６の両面に、ポリイミド層２０の片面に接着層２１が設けられたカバーレイ１９（以下、ＣＬと記す。）を接着する（絶縁層形成工程）。このＣＣＬ１６の両面にＣＬ１９を接着してなる基板を、以下内層基板と記す。
（２）この内層基板の所定の位置にシールドインクを塗布し、シールド層１３を形成する（シールド形成工程）。
（３）ガラスエポキシ板２３の両面に銅箔２４を貼り付けてなるリジッド銅張積層板（以下、ＲＰＣと記す。）からなる外層基板２２を用意し、この外層基板２２にスリット加工を施し、基板完成時に多層部１１とケーブル部１２の境界部１４となるスリット２５を形成する。スリット２５を形成した２枚の外層基板２２を、接着シート２６を介して前記内層基板の両面に重ね合わせ、プレス加工を施して積層する（積層工程）。
（４）外層基板２２に層間導通のための穴（図示略）を開け、外層基板２２表面及び穴に銅めっきをつける。
（５）外層基板２２の最外層の回路形成を行い、さらにレジスト２７を積層する。
（６）外形加工し、シールド層１３上の外層基板片２２Ａを剥がし、図７に示す多層プリント配線板１０を製造する。

図９に示す従来の製造プロセスによってケーブル部１２を形成した場合、積層工程のプレス時に、シールド層１３が外層基板２２に加熱状態で押圧されることによって、シールド層１３上の外層基板片２２Ａを剥がす際に、シールド層１３の一部２８が外層基板片２２Ａに転写してしまい、その結果、完成基板上のシールド特性が低下してしまうという問題があった。

シールド層を有する配線基板の製造方法に関する従来例として、特許文献１〜９に記載のものが提案されている。
特許文献１には、厚さ５μｍ以下のシールド層の上に、接着剤層と固定絶縁層を設けることにより、屈曲性を損なわずに良好なシールド特性が得られることが開示されている。
特許文献２には、可撓性が必要なフレキ回路において、アース回路の上面に導通用孔を設け、その導通用孔に導電性接着剤を充填し、アース回路パターンとシールド電極層を電気的に接続することが開示されている。
特許文献３には、回路の上に第１カバーレイ・シールド層・第２カバーレイを順に設けた構造が開示されている。
特許文献４には、絶縁フィルム・接着剤・回路パターン・接着剤・金属被膜・絶縁フィルムの順に積層され、回路パターンの任意の箇所から導電性ペーストで金属皮膜に繋がっている構造が開示されている。
特許文献５には、回路上部に開口部を持つ絶縁樹脂層があり、その開口部に金属メッキを行い、銀ペーストなどの導電性被膜を施し、その上に絶縁樹脂層を有した構造が開示されている。
特許文献６には、シールド層を両面板の上面と下面に分け、必要な箇所にのみシールド層を設けることによって、総厚を薄くできることが開示されている。
特許文献７には、回路配線パターンの露出面の上部を絶縁被覆で覆い、更にその上にシールド層を設けた構造が示されている。
これらの特許文献１〜７に開示されている従来技術は、すべて単層板（片面板や両面板）構造に関するものである。単層板は、すべての加工が終わった後に、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しなくてもよい。一方、本発明に係る多層部を有する基板では、シールド層の形成が製造工程中に必ず存在するものである。すなわち、特許文献１〜７に開示されている従来技術の中には、多層板を製造する工程中にシールド層を形成し、その転写を防ぐ製法に言及しているものは見られない。
特許文献８には、リジッド−フレックス構造の多層板が開示されているが、この従来技術では、単にスルーホールの箇所にシールド層を設けない構造を規定しただけである。
特許文献９には、リジッド・フレックス構造の基板が開示されているが、この従来技術では、ヒンジ部の厚さを多層部の回路の厚さより薄くすることを規定しただけである。
これら特許文献８，９の従来技術は全て構造に関するものであり、多層板に関係するものであるが、シールド層の転写を防ぐ製法等の記述は見られない。

また、本出願人は、前述したシールド特性の劣化を低減するため、図１０に示すように、シールド層１３を形成する際に完成基板上よりもシールド層１３の周囲の方が中央部よりも高くなるように塗布し、シールド層１３に段差を設けることで、完成基板上のシールド層１３が外層基板２２との接触によって転写することを防ぐ方法を提案し、特許出願している。
しかしながら、この方法は比較的柔軟なケーブル部を有する多層プリント配線板に適用させる場合、そのシールド層の転写防止効果が十分に得られない可能性がある。すなわち、ケーブル部に用いるシールド材料は可撓性が要求されることから、シールド材料は積層工程のプレス温度における弾性率が小さく、圧力のかかった際に、空間をもつヒンジ部分で外層がへこみ、図１０中の積層工程後の基板の符号Ｘで示す通り、段差が完成基板高さまで押さえ込まれ、シールド層１３の周囲のみならず中央部も外層基板２２に接触し、外層基板２２側に一部２８が転写してしまうおそれがある。

さらに、本出願人は、図８及び図１１に示すように、スペーサー２９を外層基板２２とシールド層１３の間に設置しておくことによって、シールド層１３が外層基板２２側に転写するのを防ぐ方法を提案し、特許出願している。
しかしながら、この方法は、図１１中の符号Ｙで示した領域において、スペーサー２９がシールド層１３と接触するため、積層工程でのプレス時にシールド層１３がスペーサー２９のより押圧され、シールド層１３の外観が変化してしまうおそれがある。
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

本発明は前記事情に鑑みてなされ、シールド層が転写して剥ぎ取られることがなく、シールド特性の良好な多層プリント配線板を製造可能な多層プリント配線基板とそ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、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内層基板の前記ケーブル部を除く領域の少なくとも片面に外層基板が積層されてなり、前記ケーブル部は前記内層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、前記内層基板上にシールドインクを塗布してシールド層を形成し、次いで前記シールド層の周囲の前記内層基板上に、塗布乾燥後の弾性率が１８０℃で１００ＭＰａ以上のインクをシールド層より厚くなるように塗布してスペーサーを形成し、次いで前記内層基板の少なくとも片面に前記外層基板を積層し、次いで前記外層基板の前記ケーブル部の領域を前記スペーサーとともに除去してシールド層を露出させ、前記内層基板上にシールド層を有する多層プリント配線基板を得るこ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。

本発明の多層プリント配線基板の製造方法において、前記スペーサーと前記外層基板との間に第２スペーサーを設けることが好ましい。

また本発明は、前述した本発明の多層プリント配線基板の製造方法により得られた多層プリント配線基板を提供する。

本発明によれば、内層基板上に設けたシールド層の周囲に、塗布乾燥後の弾性率が１８０℃で１００ＭＰａ以上のインクをシールド層より厚くなるように塗布してスペーサーを形成することによって、外層基板を積層してシールド層上の外層基板を剥離除去する際に、シールド層が外層基板側に転写して剥ぎ取られることがなく、シールド特性の良好な多層プリント配線基板を製造することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１、図２及び図４は、本発明に係る多層プリント配線基板１０の製造方法の第１実施形態を説明する図であり、図１は積層工程後の積層基板の平面図、図２は完成した多層プリント配線基板１０の平面図、図４は本実施形態における各製造工程のフロー断面図である。

この多層プリント配線基板１０は、図２に示すように、複数の基板を積層してなる多層部１１と、屈曲可能なケーブル部１２とを有し、該ケーブル部１２にシールド層１３が設けられた構造になっている。

以下、図４を参照して本実施形態による製造方法を説明する。
まず、ポリイミドシート１７の両面に銅箔１８を貼り付けたＣＣＬ１６を用意し、これに回路（図示略）を形成する。
次に、回路形成後のＣＣＬ１６の両面に、ＣＬ１９を接着し、屈曲可能な内層基板を作製する（絶縁層形成工程）。

このＣＬ１９としては、ポリイミド層２０の片面に接着層２１を設けたものを用い、前記ＣＣＬの銅箔１８と接着層２１とを重ね合わせて熱プレス等によって貼り合わせる。これによりフレキシブルな内層基板が得られる。

次に、前記内層基板のケーブル部領域にシールドインクを塗布し、シールド層１３を形成する（シールド形成工程）。

シールド層１３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１３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、本実施形態では、図１に示すように、ケーブル部１２領域の中央部にシールド層１３を設けているが、シールド層１３の形成領域は本例示に限定されず、例えば、多層部１１領域側に若干はみ出してシールド部１３を設けてもよい。

次に、シールド層１３の周囲の内層基板上に、塗布乾燥後の弾性率が１８０℃で１００ＭＰａ以上のインクをシールド層１３より厚くなるように塗布し、乾燥或いは適当な硬化処理を行ってスペーサー３０を形成する（スペーサー形成工程）。

このスペーサー３０の材料は、塗布乾燥後、１８０℃での弾性率が１００ＭＰａ以上である合成樹脂材料を含むインクが使用される。このスペーサー３０形成用のインクとしては、前記合成樹脂を溶媒に溶解又は分散させた液状樹脂組成物や熱硬化型樹脂又は紫外線硬化型樹脂の未硬化樹脂液などが挙げられる。

このスペーサー３０の塗布乾燥後の弾性率が１８０℃で１００ＭＰａ以上であり、かつシールド層１３よりも厚く形成することで、内層基板に外層基板２２を重ね合わせ、熱プレスによって積層する際に、外層基板２２表面がスペーサー３０によって支持され、シールド層１３と外層基板２２が接触するのを防ぎ、これによってシールド層１３の外層基板２２への転写を防いでいる。一方、スペーサー３０の塗布乾燥後の弾性率が１８０℃で１００ＭＰａより低いと、熱プレスによって外層基板２２を積層する際に、スペーサー３０が潰れ、外層基板２２がシールド層１３に接触して熱プレスされることで、シールド層１３の転写が生じ易くなる。

なお、積層プレス温度は１３０℃〜１８０℃が一般的である。積層プレス温度は接着シートの材質、硬化速度やフロー量などを勘案して適宜決められる。前述したスペーサー３０の弾性率は、前記積層プレス温度範囲の最高温度である１８０℃における弾性率を規定した。

次に、スペーサー３０を設けた内層基板の両面に、接着層２６を介して、予めスリット２５を設けてある外層基板２２を重ね合わせ、これらを熱プレスして積層し、積層基板を作製する（積層工程）。

この外層基板２２としては、例えば、ガラスエポキシ板２３の両面に銅箔２４を貼り合わせた両面の銅張リジッド基板（ＲＰＣ）などが用いられる。また、接着層２６は、熱硬化性樹脂接着剤シートを外層基板２２にあわせて裁断したものなどが用いられ、この接着剤シートは予め外層基板２２側に接着しておいてもよい。また、外層基板２２のスリット２５は、ケーブル部１２に相当する部分を他部から分離できるように形成されている。

この積層工程において、シールド層１３の周囲には、前述したスペーサー３０を設けてあるので、積層工程を経て得られた積層基板は、図４中の符号Ｚの領域に示すように、シールド層１３領域に被せられる外層基板２２は、シールド層１３よりも厚く形成されているスペーサー３０によって支持され、外層基板２２とシールド層１３が接触することが防がれる。その結果、熱プレス後、外層基板２２へのシールド層１３の転写を実質的になくすことができる。

次に、外層基板２２に層間導通のための穴（図示略）を開け、外層基板２２表面及び穴に銅めっきをつける。次に、前記積層基板の最外層となる外層基板２２の銅箔２４を加工し、所望の回路を形成する。さらに、この最外層の回路の絶縁層となる樹脂を塗布、硬化させてレジスト２７を形成する（レジスト形成工程）。

次に、ケーブル部１２の不要な領域を切断するなど、積層基板の一部を外形加工し（外形加工工程）、その後、スリット２５によって多層部１１と分割されている、シールド層１３上の外層基板片２２Ａを剥がす（ＲＰＣ剥がし工程）。
これによって、多層プリント配線基板１０が得られる。

本実施形態の製造方法によれば、内層基板上に設けたシールド層１３の周囲に、塗布乾燥後の弾性率がシールド層１３よりも大きいインクをシールド層より厚くなるように塗布してスペーサー３０を形成することによって、外層基板２２を積層してシールド層１３上の外層基板片２２Ａを剥離除去する際に、シールド層１３が外層基板片２２Ａ側に転写して剥ぎ取られることがなく、シールド特性の良好な多層プリント配線基板１０を製造することができる。

図３及び図５は、本発明に係る多層プリント配線基板１０の製造方法の第２実施形態を説明する図であり、図３は積層工程後の積層基板の平面図、図５は本実施形態における各製造工程のフロー断面図である。

本実施形態では、前述した第１実施形態と同様の製造工程を備え、さらにスペーサー形成工程において、前記スペーサー３０（以下、第１スペーサーと記す。）を形成した後、シールド層１３を覆うようにして第２スペーサー３１を形成し、その後、第１実施形態と同様に、積層工程において外層基板２２を積層し、さらに回路形成工程、レジスト形成工程、外形加工工程、ＲＰＣ剥がし工程の各工程を経て多層プリント配線基板１０を製造することを特徴としている。

この第２スペーサー３１の材料は、特に制限は無く、金属、高分子材料、無機材料等をはじめ、それ以外の組成の材料であってもよく、また、それらの複合材料であってもよい。

本実施形態では、第１スペーサー３０と外層基板２２との間に第２スペーサー３１を配置することによって、積層工程の際、外層基板２２が積層プレス時の圧力によって変形してへこんだ場合でも、第２スペーサー３１によってシールド層１３が外層基板２２に接触するのを防ぎ、シールド層１３の転写を防ぐことができる。

なお、前述した各実施例は、本発明に係る製造方法をリジッド−フレックス（Ｒ−Ｆ）６層基板の製造に適用した場合を示しているが、本発明の方法はこれに限定されない。
すなわち、本発明において内層基板は、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２２は、フレキシブル配線板でもリジッド配線板でもよい。
さらに、多層プリント配線基板１０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。
内層基板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１２を構成できるので好ましい。
さらに、外層基板２２にリジッド配線板を用いた場合、ケーブル部１２がフレキシブルで、多層部１１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。

［実施例１］
・使用材料
内層ＣＣＬ：両面銅箔１８μｍ、接着剤１０μｍ、ポリイミド２５μｍ。
ＣＬ：ポリイミド２５μｍ、接着剤２５μｍ。
外層基板（ＲＰＣ）：両面銅箔１８μｍ。
接着シート：４０μｍ。
シールド層：銀ペースト約１０μｍ、カーボンブラック約１０μｍ。
スペーサーインク：エポキシ系インク、弾性率２１００ＭＰａ（１８０℃）。なお、スペーサーの弾性率の測定は、ＡＳＴＭ Ｄ-８８２に準拠して行った。

・製造プロセス（図４参照）
（１）ＣＣＬ１６の回路形成を行い、その両面にＣＬ１９を接着し、内層基板を作製する。
（２）所定の位置にシールドインクを塗布し、シールド層１３を形成する。
（３）シールド層１３の外側に、シールド層１３よりも厚く、１８０℃での弾性率が１００ＭＰａ以上（乾燥後）のインクを塗布し、スペーサー３０を形成する。
（４）両面の外層基板２２を接着シートを介して熱プレスすることによって積層し、積層基板を作製する。
（５）層間導通のための孔を開け、基板表面および孔に銅メッキをつける。
（６）最外層の回路形成を行い、さらに絶縁層としてのレジスト２７を形成する。
（７）外形加工し、シールド層１３上の外層基板片２２を剥がす。

［実施例２］
１８０℃でのスペーサーの弾性率が５００ＭＰａであること以外は、実施例１と同様に製造した。

［実施例３］
１８０℃でのスペーサーの弾性率が１００ＭＰａであること以外は、実施例１と同様に製造した。

［実施例４］
１８０℃でのスペーサーの弾性率が１００ＭＰａであること、図５に示すように、スペーサー上に第２スペーサーとして厚さ１０μｍの銅箔を配置したこと以外は、実施例１と同様に製造した。

［比較例１］
１８０℃でのスペーサーの弾性率が９０ＭＰａであること以外は、実施例１と同様に製造した。

［比較例２］
１８０℃でのスペーサーの弾性率が３０ＭＰａであること以外は、実施例１と同様に製造した。

［比較例３］
１８０℃でのスペーサーの弾性率が５ＭＰａであること以外は、実施例１と同様に製造した。

［比較例４］
１８０℃でのスペーサーの弾性率が５ＭＰａであること、図５に示すように、スペーサー上に第２スペーサーとして厚さ１０μｍの銅箔を配置したこと以外は、実施例１と同様に製造した。

実施例１〜４、比較例１〜４のシールド層の転写状況は表１のようになった。

表１の結果から、弾性率の高いスペーサーをシールド層の周囲に設けたことによって、積層工程での熱プレス時にシールド層が外層基板と接触するのを防いで、シールド層が外層基板に転写されるのを防ぐことができると考えられる。
さらに、シールド層上に、スペーサーと外層基板との間に第２スペーサーを配置することによって、外層基板が積層工程の熱プレス時に圧力によってへこんだ場合においても、シールド層が外層基板側に転写されるのを防止する硬化が向上していると考えられる。

本発明の製造方法の第１実施形態における積層工程後の積層基板の平面図である。 本発明の製造方法により製造された多層プリント配線基板の一例を示す平面図である。 本発明の製造方法の第２実施形態における積層工程後の積層基板の平面図である。 本発明の製造方法の第１実施形態における製造工程を示すフロー断面図である。 本発明の製造方法の第２実施形態における製造工程を示すフロー断面図である。 従来の製造方法における積層工程後の積層基板の平面図である。 従来の製造方法により製造された多層プリント配線基板の一例を示す平面図である。 従来の別な製造方法における積層工程後の積層基板の平面図である。 従来の製造方法の一例における製造工程を示すフロー断面図である。 従来の製造方法の別な例における製造工程を示すフロー断面図である。 従来の製造方法の別な例における製造工程を示すフロー断面図である。

符号の説明

１０…多層プリント配線基板、１１…多層部、１２…ケーブル部、１３…シールド層、１４…境界部、１５…スペーサー、１６…ＣＣＬ、１７…ポリイミドシート、１８…銅箔、１９…ＣＬ、２０…ポリイミド層、２１…接着層、２２…外層基板、２２Ａ…外層基板片、２３…ガラスエポキシ板、２４…銅箔、２５…スリット、２６…接着層、２７…レジスト、２８…シールド層の一部、３０…スペーサー、３１…第２スペーサー。

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内層基板の前記ケーブル部を除く領域の少なくとも片面に外層基板が積層されてなり、前記ケーブル部は前記内層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、
   前記内層基板上にシールドインクを塗布してシールド層を形成し、次いで前記シールド層の周囲の前記内層基板上に、塗布乾燥後の弾性率が１８０℃で１００ＭＰａ以上のインクをシールド層より厚くなるように塗布してスペーサーを形成し、次いで前記内層基板の少なくとも片面に前記外層基板を積層し、次いで前記外層基板の前記ケーブル部の領域を前記スペーサーとともに除去してシールド層を露出させ、前記内層基板上にシールド層を有する多層プリント配線基板を得ることを特徴とする多層プリント配線基板の製造方法。
2. 前記スペーサーと前記外層基板との間に第２スペーサーを設け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. 請求項１又は２に記載した製造方法により得られた多層プリント配線基板。
   

Images