JP2006332164A - 回路基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 安価に製作することができ、かつ製作が容易でうねりの少ない回路基板、およびバンプ高さを均一化できる回路基板の製造方法を提供すること。
【解決手段】 片面金属箔積層板または両面金属箔積層板における金属層をエッチングしてバンプ１０を形成し、次いでバンプの先端に金属箔３０ａを当てて絶縁樹脂層２０に押し込み、絶縁樹脂層の反対側に配された金属層３０ａまたは金属箔３０ｂに当接させることにより、バンプ１０により層間接続された回路基板を形成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、バンプを用いて層間接続を行った回路基板およびその製造方法に関する。

電子機器に用いられる回路基板は、高密度化が進み、両面基板、多層基板が汎用されるようになっている。これらの基板で必要な層間接続は、ドリル、レーザーにより穴開け加工をした後、メッキ等の導電化処理を施して穴壁面に導電膜を形成し、導電層相互の接続をすることにより行っている。

この場合、メッキ膜が穴の壁面だけでなく、表面にある導電層にも延び出して導体厚が所定値を超えてしまい、エッチングによる回路加工に支障を来たすことがある。これを防ぐには、部分メッキによりビアホール付近だけメッキをすればよいが、そのためにはメッキレジストを使用する必要があり、工程の増加および加工コストの上昇を招く。

工程数および加工コストの点から言えば、ドリル、レーザーにより穴加工をする方法では、穴数が増えると加工費、加工時間が増える問題がある。その対策として、特許文献１ないし同３に示された方法が提供された。特許文献１は、メタルベース基板またはメタルコア一体型材料の導体上に導電性バンプを形成し、このバンプに絶縁樹脂層を貫通させて層間接続を行うものである。

また、特許文献２は、導体にマスキングを行いハーフエッチングして導体バンプを作成し、このバンプが絶縁樹脂層を貫通することにより層間接続を行っている。そして、特許文献３では、絶縁樹脂層に液晶ポリマーを用いてバンプの貫通性を改善している。これら特許文献１ないし３では、バンプ高さの調整が困難であるという共通した問題点がある。

そこで、特許文献４および５に示す技術が提供されている。特許文献１では、エッチングバリア層を中央に含む３層構造を持った導体箔の片面にエッチングバンプを形成し、このバンプに絶縁樹脂層を貫通させ層間接続を行ってバンプ高さのばらつきを防止している。また、特許文献５の技術は、導電シートを対象にした技術であり、回路基板にも適用可能なものである。
特開平07−086711号公報 特開2000−357857号公報 特許第3329756号公報 特開2001−111189号公報 特開平11−026052号公報

しかしながら、特許文献４の技術は、材料として用いる３層構造を持った導体箔が高価であるという問題点がある。また、特許文献５の技術を回路基板分野に適用した場合、パターン幅、形状による流れ出しの不均一さ等から回路基板にうねりが生じるという問題点がある。

本発明は、上述の点を考慮してなされたもので、安価に製作することができ、かつ製作が容易でうねりの少ない回路基板、およびバンプ高さを均一化できる回路基板の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的達成のため、本発明では、
請求項１記載の、可撓性絶縁樹脂製の基材の片面上に金属層が形成されてなる片面金属箔積層板を用意し、前記積層板の前記金属層にサブトラクティブ法によりバンプを形成し、前記バンプを形成した前記積層板の表、裏両面にそれぞれ金属箔を積層し、前記バンプの先端は前記金属箔に当接させ、また前記バンプの基端は前記基材を貫通して前記金属箔に当接させるように前記両金属箔を押圧し、前記金属箔同士が前記可撓性絶縁樹脂の基材を貫通するバンプで接続される可撓性回路基板の製造方法、
請求項３記載の、可撓性絶縁樹脂製の基材の両面上に金属層が形成されてなる両面金属箔積層板を用意し、前記積層板の片面における前記金属層にサブトラクティブ法によりバンプを形成し、前記積層板の前記バンプが形成された面に金属箔を積層し、前記バンプの先端は前記金属箔に当接させ、また前記バンプの基端は前記基材を貫通して前記金属箔に当接させるように前記両金属箔を押圧し、前記積層板の他の面の金属層と前記金属箔とを、前記可撓性絶縁樹脂の基材を貫通するバンプによって接続する可撓性回路基板の製造方法、および
請求項５記載の、表裏両面に回路が形成され、前記表裏両面間に絶縁樹脂層が配された可撓性回路基板において、前記絶縁樹脂層を貫通して前記表裏両面の回路を接続する金属材料製のバンプをそなえ、前記絶縁樹脂層は、熱膨張係数が前記金属材料と比べ、平面方向で同等であって厚み方向ではより大である
ことを特徴とする可撓性回路基板、
を提供するものである。

本発明によれば、次のような効果を奏する。

請求項１記載の発明によれば、片面金属箔積層板の導体層をエッチング処理しバンプを形成した上で一対の導体箔で挟み込み、導体箔同士をバンプで接続した回路基板を製造するため、バンプ高さのバラツキが少なくしかも絶縁樹脂層により導体箔間距離のバラツキが少ない品質安定性の良好な回路基板を製造することができる。

また、請求項３記載の発明によれば、両面金属箔積層板の一方の金属層をエッチング処理してバンプを形成した上で、バンプの先端に金属箔を当てがって絶縁樹脂層に押し込み、基端を他の金属層に当接させて絶縁樹脂層を挟んでバンプにより接続された回路基板を製造するため、バンプ高さのバラツキが少なくしかも絶縁樹脂層により導体箔間距離のバラツキが少ない品質安定性の良好な回路基板を製造することができる。

そして、請求項５記載の発明によれば、絶縁樹脂層の各面に接着された一対の導体層を、絶縁樹脂層を貫通した導体製バンプによって接続する回路基板を構成したため、安価で製作容易な回路基板を提供することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１は、本発明の実施例１である回路基板の製造方法に用いる片面金属箔積層板１００の構造を示したもので、導体層１０と熱可塑性樹脂製の絶縁樹脂層２０とが積層されたものである。

図２(a)ないし(c)は、片面金属箔積層板の金属箔を用いてバンプが形成された、バンプ付き基板の両面に一対の導体箔を配し、これら導体箔をバンプによって接続するための処理工程を示している。

この場合、図１に示された片面金属箔積層板１００を用い、導体層１０にエッチング処理を施すことにより部分的に残った導体で形成されるバンプを、符号１０で示している。このバンプ１０を用いて、層間接続を行う。

まずエッチング処理の結果、図２(a)に示すような、絶縁樹脂層２０の片面にバンプ１０が形成されたバンプ付き基板が得られる。

次に、図２(a)に示したバンプ付き基板における、バンプ１０が形成された面および絶縁樹脂層２０の背面に、図２(b)に示すように、一対の導体箔３０ａ，３０ｂを配する。そして、これら各層をその厚み方向にプレスしてラミネートし、バンプ１０を絶縁樹脂層２０に没入させると、バンプ１０が絶縁樹脂層２０を貫通する。これにより、バンプ１０の先端１０ａは導体箔３０ａに当接し、基端１０ｂは導体箔３０ｂに当接する。

この結果、最終的に、図２(c)に示すように、一対の導体箔３０ａ，３０ｂがバンプ１０によって接続されることにより、層間接続がなされた回路基板が形成される。

ここで、絶縁樹脂が液晶ポリマーのような熱可塑性樹脂であればバンプ１０が貫通し易い。そして、熱膨張係数が厚み方向で１６５ｐｐｍ/℃であり、銅の熱膨張係数が１７ｐｐｍ/℃であるため、ラミネート時から冷却した際の熱収縮によってバンプ１０の両端間に対して圧縮力が働き、これが層間接続を良好にすることにより、層間の接続信頼性に優れた構造を得ることができる。

実験結果
実験では、次の(1)絶縁樹脂および(2)導体層を使用した。
(1) 絶縁樹脂２０,２１：
株式会社クラレ製 液晶ポリマー(商品名：ベクスター、型番：ＦＡ−２５、厚み：２５μｍ)
(2) 導体層１０,１１,３０,３１
１０,１１：１oz銅箔
３０,３１：１／２oz銅箔
上記(1)絶縁樹脂２０および(2)導体層１０,３０をラミネートして積層板を作成した。
ラミネート条件：２７０℃，１００秒以上
テストクーポン：１６箇所の層間接続部を有するデイジーパターン

測定結果
(1) 抵抗測定結果：０．１Ω以下。
[結果判定] 層間接続が認められた。
(2) 厚み測定：５×１０ｃｍにおいて、２４±１．５ｍｍ(１０点測定)。
[結果判定] 厚みバラツキの少ないことが確認された。

図３は、本発明の実施例２に用いる両面金属箔積層板２００の断面構造を示したものである。この両面金属箔積層板２００は、絶縁樹脂層２１の図示上、下各面に金属層１１，３１ｂを積層したものである。

図４(a)ないし(c)は、図３に示した両面金属箔積層板を用いてバンプを形成し、このバンプを用いて層間接続を行なった回路基板を製造する工程を示したものである。

図４(a)は、両面金属箔積層板における片面金属層に、サブトラクティブ法によりバンプを形成した状態を示している。次いで、図４(b)に示すように、バンプの先端１１ａに金属箔３１ａを当接する直前の状態を示している。

そして、図４(c)は、図４(b)でバンプの先端１１ａに当接した金属箔３１ａをそのまま図示下方に押圧して、バンプの基端１１ｂを下側の金属層３１ｂに到達させ、かつ更にある程度押し潰した状態を示している。これにより、バンプ１１の先端１１ａは導体箔３１ａに当接し、基端１１ｂは導体箔３１ｂに当接する。

この結果、絶縁樹脂層２１を挟んで配された２つの金属層３１ａ,３１ｂが、バンプ１１により層間接続された回路基板が形成される。これは、図２(c)に示した回路基板と同じ層間接続構造である。

図１は、本発明の一実施例を製造するために用いる片面金属箔積層板の一構成例を示す説明図。 図２(a)ないし(c)は、図１に示した片面金属箔積層板を用いて本発明に係る回路基板を製造する処理工程および製品構造を示す説明図。 本発明方法の実施例２に用いる両面金属箔積層板の積層構造を示す説明図。 図４(a)ないし(c)は、本発明方法の実施例２における製造工程および製品構造を示す説明図。

符号の説明

１０,１１ 導体層（バンプ）
２０,２１ 絶縁樹脂層
３０ａ,３０ｂ,３１ａ,３１ｂ 導体箔
１００ 片面金属箔積層板
２００ 両面金属箔積層板

Claims (5)

1. 可撓性絶縁樹脂製の基材の片面上に金属層が形成されてなる片面金属箔積層板を用意し、
   前記積層板の前記金属層にサブトラクティブ法によりバンプを形成し、
   前記バンプを形成した前記積層板の表、裏両面にそれぞれ金属箔を積層し、
   前記バンプの先端は前記金属箔に当接させ、また前記バンプの基端は前記基材を貫通して前記金属箔に当接させるように前記両金属箔を押圧し、
   前記金属箔同士が前記可撓性絶縁樹脂の基材を貫通するバンプで接続される可撓性回路基板の製造方法。
2. 請求項１記載の回路基板の製造方法において、
   前記可撓性絶縁樹脂が、熱可塑性樹脂であることを特徴とする回路基板の製造方法。
3. 可撓性絶縁樹脂製の基材の両面上に金属層が形成されてなる両面金属箔積層板を用意し、
   前記積層板の片面における前記金属層にサブトラクティブ法によりバンプを形成し、
   前記積層板の前記バンプが形成された面に金属箔を積層し、
   前記バンプの先端は前記金属箔に当接させ、また前記バンプの基端は前記基材を貫通して前記金属箔に当接させるように前記両金属箔を押圧し、
   前記積層板の他の面の金属層と前記金属箔とを、前記可撓性絶縁樹脂の基材を貫通するバンプによって接続する可撓性回路基板の製造方法。
4. 請求項３記載の回路基板の製造方法において、
   前記可撓性絶縁樹脂が、熱可塑性樹脂であることを特徴とする回路基板の製造方法。
5. 表裏両面に回路が形成され、前記表裏両面間に絶縁樹脂層が配された可撓性回路基板において、
   前記絶縁樹脂層を貫通して前記表裏両面の回路を接続する金属材料製のバンプをそなえ,
   前記絶縁樹脂層は、熱膨張係数が前記金属材料と比べ、平面方向で同等であって厚み方向ではより大である
   ことを特徴とする可撓性回路基板。

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