JP2009527106A

JP2009527106A - 多層フレキシブルプリント回路基板及びその製造方法

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Publication number: JP2009527106A
Application number: JP2008554156A
Authority: JP
Inventors: ウクリー、ヒョン
Original assignee: LG Innotek Co Ltd
Current assignee: LG Innotek Co Ltd
Priority date: 2006-02-14
Filing date: 2007-02-14
Publication date: 2009-07-23
Anticipated expiration: 2027-02-14
Also published as: CN101313638A; KR101154565B1; US7977577B2; KR20070081865A; JP5175746B2; US20080289861A1; CN101313638B; WO2007094614A1

Abstract

【課題】多層フレキシブル回路基板及びその製造方法に関する。
【解決手段】多層フレキシブル回路基板及びその製造方法を提供する。多層フレキシブル回路基板は、加圧／加熱領域がカットされた接着シートと、加圧／加熱領域がカットされ、前記接着シート上（ｏｎ）に付着された上部ベース層と、前記接着シートが付着された下部ベース層と、を含む。
【選択図】図７

Description

本発明は、多層フレキシブル回路基板及びその製造方法に関する。

最近、電子部品と部品内蔵技術の発達及び電子製品の軽薄短小化につれて、多層フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣＢ：ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓＢｏａｒｄ）の需要は成長し続けている。

前記多層フレキシブル回路基板は、耐熱性、耐曲性、耐薬品性が強く、高密度配線が可能で組立が良好な特徴を有しているから、カメラ、コンピュータ及びその周辺機器、移動通信端末機、ビデオ及びオーディオ機器、ＬＣＤ、衛星装備、医療装備などに広く用いられている。

一般的な多層フレキシブルプリント回路基板の生産方式は、ベースフィルムに銅箔の形成された銅箔積層板にドライフィルムをラミネートした後、露光、現像及びエッチング工程により所定の回路パターンを形成し、以後カバーレイフィルムを接着する。

図１は、従来の多層フレキシブル回路基板の断面図である。

図１に示すように、多層フレキシブル回路基板１０は、ベースフィルム１１、銅箔層１２、ビアホール１４、メッキ層１５、１６、上部フィルム１８を含む。

前記ベースフィルム１１は、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）フィルムからなる。前記ベースフィルム１１の上面には、銅箔層１２が接着剤１３により接着され、前記銅箔層１２にドライフィルムをラミネートした後、露光、現像及びエッチング工程により所定の回路パターンを形成する。

前記ベースフィルム１１及び銅箔層１２の内部にビアホール１４を形成した後、前記銅箔層１２の上面及びビアホール１４に無電解銅メッキ層１５を形成し、無電解銅メッキ層の上面及びビアホール１４に電解銅メッキ層１６を形成するようになる。

このような電解銅メッキ層１６の上面にポリイミド材質の上部フィルム１８を接着剤１７で接着する。

このような製造工程により完成されたＦＰＣＢの上部フィルム１８の上面に異方性導電フィルム（ＡＣＦ：ＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ）を融着して、各種の電子製品と電気的に接続される。ここで、ＡＣＦは、金属コーティングされたプラスチック粒子と金属粒子などの微粒子形態の導電性粒子、接着剤、そして添加剤（分散剤）などを混合して、薄膜のフィルム形態で導電接着層を形成させたものである。

このようなＡＣＦを上部フィルム１８の上面に薄く融着し、高熱、加圧して電子機器の端子に接合することで、ＡＣＦに分散されている導電性粒子が上部フィルム１８の面と電子機器の端子間に保護され、導電性が得られる。また、隣接する上部フィルム１８の面と電子機器の端子との間には接着剤が充填されて、導電粒子が互いに独立的に存在するため、高い絶縁性が得られる。

しかしながら、前記ＡＣＦを利用してＦＰＣＢを電子機器、例えば、カメラモジュールに接続する場合、ＦＰＣＢ自体の厚さとＡＣＦの厚さによって薄く接合するのに難しさがある。また、ＦＰＣＢの厚さが厚くなる分だけ加熱温度と加圧圧力は高まり、ボンディング時間は増加するようになって、カメラモジュールに悪影響を及ぼすようになり、結果的にカメラモジュールの不良率を増加させるようになる。

本発明は、多層フレキシブル回路基板及びその製造方法を提供する。

本発明は、上部ベース層及び接着シートの加圧／加熱領域を除去して、多層フレキシブル回路基板を薄く具現できるようにした多層フレキシブル回路基板及びその製造方法を提供する。

また、本発明は、加圧／加熱領域が除去された多層フレキシブル回路基板の加圧圧力、加圧温度、ボンディング時間を下げるようにした多層フレキシブル回路基板及びその製造方法を提供する。

本発明に係る多層フレキシブル回路基板は、加圧／加熱領域がカットされた接着シートと、加圧／加熱領域がカットされ、前記接着シート上（ｏｎ）に付着された上部ベース層と、前記接着シートが付着された下部ベース層と、を含む。

本発明に係る多層フレキシブル回路基板の製造方法は、接着シート上に上部ベース層を付着するステップと、前記接着シート及び上部ベース層から加圧／加熱領域をカットして除去するステップと、下部ベース層に前記接着シートを接着するステップと、前記上／下部ベース層に所定の回路パターンを各々形成するステップと、を含む。

本発明は、多層フレキシブル回路基板の加圧／加熱領域を従来より薄く形成することによって、熱伝度効率を改善することができる。

また、多層フレキシブル回路基板を対象モジュールの基板に接合する時に必要な加圧時間を、従来の基板より４０％以上減らすことができる。

また、多層フレキシブル回路基板がボンディングされる対象モジュールの不良率を減らすことができる。

以下、本発明の実施の形態に係る多層フレキシブル回路基板に対して、添付した図面を参照して説明する。

図２〜図５は、本発明の実施の形態に係る多層フレキシブル回路基板の製造過程を示した図である。

図２及び図３に示すように、上部ベース層１１０は、第１絶縁層１１１及び第１銅箔層１１２を含む。前記第１絶縁層１１１は、ポリイミドフィルム、ＦＲ−４（ＦｌａｍｅＲｅｔａｒｄａｎｔｔｙｐｅ４）のような絶縁材質からなり、上面に第１銅箔層１１２が接着剤で接着される。

前記上部ベース層１１０は、パターン形成領域Ａと加圧／加熱領域Ｂ、Ｃに区分され、前記パターン形成領域Ａは、微細回路パターン（例：グラウンドパターン）が形成される領域であり、前記加圧／加熱領域Ｂ、Ｃは、ＡＣＦ（ＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ）とのボンディングのために加熱、加圧される領域である。

前記上部ベース層１１０の第１絶縁層１１１は、接着シート（ｂｏｎｄｉｎｇｓｈｅｅｔ）１３０の上面に接着される。ここで、接着シート１３０は、プリプレグ（ｐｒｅｐｒｅｇ）、ボンディングシート（ｂｏｎｄｉｎｇｓｈｅｅｔ）などの樹脂材質からなることができる。

図３に示すように、前記上部ベース層１１０と接着シート１３０とが接着されると、上部ベース層１１０及び接着シート１３０のパターン形成領域Ａは残し、加圧／加熱領域Ｂ、Ｃはカットして除去する。

そして、図４のように、接着シート１３０の下面には、下部ベース層１２０が接着される。ここで、加圧／加熱領域は、下部ベース層１２０の上面領域のうち、接着シート１３０が接着されない両側領域になる。

前記下部ベース層１２０は、第２絶縁層１２１及び第２銅箔層１２２を含み、前記第２絶縁層１２１は、ポリイミドフィルム、ＦＲ−４などの絶縁材質からなり、接着シート１３０が接着される。前記第２絶縁層１２１の下面に微細回路パターンを具現する第２銅箔層１２２が接着剤で接着される。

前記接着シート１３０は、上面に加圧／加熱領域Ｂ、Ｃが除去された上部ベース層１１０が接着され、下面に加圧／加熱領域Ｂ、Ｃを備えた下部ベース層１２０が接着される。ここで、加圧／加熱領域Ｂ、Ｃは、加熱圧着ジグの圧着部に対応する大きさに形成されることができる。

以後、第１銅箔層１１２の上部に感光性のあるエッチングレジストである上部ドライフィルム１４０をラミネート（ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ）し、第２銅箔層１２２の下部に下部ドライフィルム１４１をラミネートする。

前記上部及び下部ドライフィルム１４０、１４１が第１及び第２銅箔層１１２、１２２上にラミネートされれば、露光器（Ｓｔｅｐｐｅｒ）を利用して露光処理し現像液で現像した後、エッチング液で第１及び第２銅箔層１１２、１２２をエッチング処理して、上部及び下部ドライフィルム１４０、１４１を除去することによって、第１及び第２銅箔層１１２、１２２に回路パターンを形成するようになる。ここで、第１銅箔層１１２は、グラウンドパターンで形成されることができる。

また、前記第１及び第２銅箔層１１２、１２２間を電気的に接続するために、ＮＣドリル又はレーザードリルを使用してビアホールを加工し、前記ビアホールの内部に無電解銅メッキと電解銅メッキをそれぞれ実施して、第１及び第２銅箔層１１２、１２２、ビアホールの表面に銅箔層を形成することもできる。

図５に示すように、前記第１及び第２銅箔層１１２、１２２には、上／下部カバーレイフィルム（Ｃｏｖｅｒｌａｙｆｉｌｍ）１５０、１６０を塗布するようになる。前記上／下部カバーレイフィルム１５０、１６０は、ポリイミドフィルムと接着剤からなり、前記銅箔層１１２、１２２の回路パターンを保護し電気的にパターンを隔離（短絡防止）させる。例えば、上部及び下部カバーレイフィルム１５０、１６０は、１μｍの厚さに塗布され、ＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）又はＬＢ（Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）法を利用する。

ここで、上部カバーレイフィルム１５０は、前記第１銅箔層１１２が除去された部分と除去されない第１銅箔層の上部に塗布され得、下部カバーレイフィルム１６０は、第２銅箔層１２２の下面に回路パターンの一部がオープンされるウィンドウ領域１２２ａとラインパターン１２２ｂを除いた領域又は回路パターン間を電気的に隔離させるために塗布される。このような上部及び下部カバーレイフィルム１５０、１６０は、塗布しなくても良い。

そして、上部及び下部カバーレイフィルム１５０、１６０の表面を平坦にするための平坦化処理がさらに実行されることができる。このような過程により、多層フレキシブル回路基板１００が完成される。ここで、本発明は、接着シート１３０の上面に付着される上部ベース層１１０及び上部カバーレイフィルム１５０が複数層で積層されることもできる。

ここで、本発明の多層フレキシブル回路基板１００の厚さがｄ１と形成されるが、この中で加圧／加熱領域Ｂ、Ｃの厚さｄ３は、加圧／加熱領域Ｂ、Ｃが除去された厚さｄ２分だけ薄くなる。すなわち、ボンディングシート及び上部ベース層の加圧／加熱領域Ｂ、Ｃが除去されることにより、下部ベース層の厚さが加圧／加熱領域の厚さｄ３になるので、従来の加圧／加熱領域の厚さより１／２以下に薄くなる。

このような多層フレキシブル回路基板１００の第２銅箔層１２２及び下部カバーレイフィルム１６０の下面には、異方性導電接着手段としてＡＣＦ１７０が付着される。ここで、ＡＣＦ１７０は、第２銅箔層１２２及び下部カバーレイフィルム１６０の下面に接着され、対象モジュールの基板と電気的に接続させる機能を果たす。そして、前記対象モジュールは、一例として携帯端末機に備えられたカメラモジュールになることができる。

図６は、本発明の実施の形態に係る多層フレキシブル回路基板の正面図及び背面図を示す図である。

図６の（ａ）に示すように、上部ベース層１１０は、両側に一定の大きさの加圧／加熱領域Ｂ、Ｃが除去された状態であり、上部カバーレイフィルム１５０は、加圧／加熱領域を除いた回路パターン間及び上部全体領域に塗布されている。

図６の（ｂ）に示すように、下部ベース層１２０には、回路パターンのうちの一部がオープンされるウィンドウ領域１２２ａとラインパターン１２２ｂが露出し、下部カバーレイフィルム１６０は、ウィンドウ領域１２２ａとラインパターンを除いた全領域に塗布される。このとき、塗布される高さは、ウィンドウ領域の高さと同一又は少し低い高さに形成される。

図７は、図５の多層フレキシブル回路基板がカメラモジュールに装着される一例を説明するための図である。

図７に示すように、固定ジグフレーム３００の内部固着部３０１にカメラモジュール２００を装着するようになる。前記カメラモジュール２００は、基板２１０の内側にイメージセンサ２２０が接続され、前記イメージセンサ２２０は、ＣＭＯＳ又はＣＣＤからなる。このとき、イメージセンサ２２０の領域は、加圧／加熱領域と互いに重複しないように配置することもできる。

前記カメラモジュール２００の基板２１０と多層フレキシブル回路基板１００との間にＡＣＦ１７０を付着する。ここで、多層フレキシブル回路基板１００の下部にＡＣＦ１７０をまず付着した後、カメラモジュール２００の基板２１０に付着できる。

そして、加熱圧着ジグ（ｊｉｇ）４００を駆動して、圧着部４０１を下部ベース層１２０の絶縁層１２１の加圧／加熱領域Ｂ、Ｃに密着させる。そして、圧着部４０１を介して下部ベース層１２０に所定の温度、圧力、ボンディング時間で加熱、圧着される。これにより、下部ベース層１２０の第２銅箔層１２２は、基板２１０の背面２１１に接着され、第２銅箔層１２２の回路パターンが基板２１０の背面回路パターンと電気的に接続される。

このとき、加熱圧着ジグ４００は、多層フレキシブル回路基板１００の薄くなった加圧／加熱領域Ｂ、Ｃに加熱、加圧するようになるので、圧力伝達率、熱伝達率が従来より高まる。すなわち、熱伝達率は、従来より４０％以上改善されることができ、また、従来と同じ温度に加熱しても、ボンディング時間を４０％程度減らすことができる。例えば、従来の基板の加熱温度が２００℃であるとき、ボンディング時間が７秒であれば、本発明は、２００℃の加熱温度で４．２秒以内でボンディングすることができる。

ここで、パターン形成領域Ａの上部カバーレイフィルム１５０と加熱圧着ジグ４００との間に所定のエアーギャップ（ａｉｒｇａｐ）（図示せず）を備えて、熱圧着による衝撃を解消することができる。

そして、前記第１及び第２絶縁層１１１、１２１、上／下部カバーレイフィルム１５０、１６０は、圧力が伝達される時にカメラモジュール２００のイメージセンサ２２０に伝達される圧力を緩衝させることによって、圧力伝達による衝撃を緩和させることができる。

図８は、本発明の実施の形態に係る多層フレキシブル回路基板の製造及び実装過程を示したフローチャートである。

図８に示すように、絶縁層の上面に銅箔層を接着して、上／下部ベース層を各々形成する（Ｓ１０１）。

このとき、上部ベース層の下面に接着シートを付着し（Ｓ１０３）、前記接着シートと上部ベース層の加圧／加熱領域をカットして除去し（Ｓ１０５）、前記下部ベース層の加圧／加熱領域の間に接着シートの下面を接着する（Ｓ１０７）。

そして、上／下部ベース層の銅箔層に回路パターンを各々形成し（Ｓ１０９）、前記上／下部ベース層の銅箔層の回路パターンを保護するために、上／下部カバーレイフィルムを塗布する（Ｓ１１１）。このような過程により、多層フレキシブル回路基板を完成する。

前記多層フレキシブル回路基板の下部ベース層とモジュール基板との間にＡＣＦを付着し（Ｓ１１３）、下部ベース層の加圧／加熱領域を介して加熱圧着ジグで加圧、加熱して、モジュール基板とＡＣＦにボンディングされる（Ｓ１１５）。

また、多層フレキシブル回路基板のボンディングによる対象モジュールの不良率を減らすことができる。

本発明の技術思想は、上述の好ましい実施の形態にしたがって具体的に記述されたが、上述の実施の形態は、その説明のためのものであり、その制限のためのものではないことに注意すべきである。また、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な実施が可能であることを理解することができるはずである。

従来のフレキシブル回路基板の断面図である。本発明の実施の形態に係る多層フレキシブル回路基板において、上部ベース層及び接着シートの結合前断面図である。本発明の実施の形態に係る多層フレキシブル回路基板において、上部ベース層及び接着シートの結合断面図である。本発明の実施の形態に係る多層フレキシブル回路基板において、上部／下部ベース層の接合断面図である。本発明の実施の形態に係る多層フレキシブル回路基板を示した断面図である。（ａ）及び（ｂ）は、本明の実施の形態に係る多層フレキシブル回路基板の正面図及び背面図である。図５の多層フレキシブル回路基板がカメラモジュールに装着される例を説明するための図である。本発明の実施の形態に係る多層フレキシブル回路基板の製造及びボンディング過程を示したフローチャートである。

符号の説明

１１０上部ベース層、１１１第１絶縁層、１１２第１銅箔層、１２０下部ベース層、１２１第２絶縁層、１２２第２銅箔層、１３０接着シート、１４０上部ドライフィルム、１４１下部ドライフィルム、１５０上部カバーレイフィルム、１６０下部カバーレイフィルム。

Claims

加圧／加熱領域がカットされた接着シートと、
加圧／加熱領域がカットされ、前記接着シート上（ｏｎ）に付着された上部ベース層と、
前記接着シートが付着された下部ベース層と、を含む多層フレキシブル回路基板。
前記接着シートは、プリプレグ又はボンディングシートを含む請求項１に記載の多層フレキシブル回路基板。
前記上部ベース層は、前記接着シート上に付着された第１絶縁層と、前記第１絶縁層上に回路パターンが形成された第１銅箔層とを含み、
前記下部ベース層は、前記接着シートが付着された第２絶縁層と、前記第２絶縁層下に回路パターンが形成された第２銅箔層と、を含む請求項１に記載の多層フレキシブル回路基板。
前記第１及び第２絶縁層は、ＦＲ−４又はポリイミドフィルムを含むことを特徴とする請求項３に記載の多層フレキシブル回路基板。
前記第１銅箔層に塗布された上部カバーレイフィルムを含む請求項３に記載の多層フレキシブル回路基板。
前記第２銅箔層の回路パターン間の短絡防止のために塗布された下部カバーレイフィルムを含む請求項３に記載の多層フレキシブル回路基板。
前記下部ベース層の加圧／加熱領域は、加熱圧着ジグの圧着部に対応する請求項１に記載の多層フレキシブル回路基板。
前記下部ベース層の加圧／加熱領域は、接着シートが接着されない領域を含む請求項１に記載の多層フレキシブル回路基板。
前記下部ベース層は、導電性接着部材を利用して対象モジュールの基板と接合される請求項７に記載の多層フレキシブル回路基板。
前記導電性接着部材は、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：ＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ）を含む請求項９に記載の多層フレキシブル回路基板。
前記対象モジュールは、携帯端末機のカメラモジュールである請求項９に記載の多層フレキシブル回路基板。
前記下部ベース層の加圧／加熱領域の厚さは、接着シートが接着された領域での全体厚に比べて１／２以下である請求項１に記載の多層フレキシブル回路基板。
接着シート上に上部ベース層を付着するステップと、
前記接着シート及び上部ベース層から加圧／加熱領域をカットして除去するステップと、
下部ベース層に前記接着シートを接着するステップと、
前記上／下部ベース層に所定の回路パターンを各々形成するステップと、を含む多層フレキシブル回路基板の製造方法。
前記上／下部ベース層は、積層構造で接着された絶縁層及び銅箔層を含む請求項１３に記載の多層フレキシブル回路基板の製造方法。
前記回路パターンが形成された上部ベース層又は／及び下部ベース層にカバーレイフィルムを塗布するステップを含む請求項１３に記載の多層フレキシブル回路基板の製造方法。
前記塗布されたカバーレイフィルムを平坦にするための平坦化ステップを含むことを特徴とする請求項１５に記載の多層フレキシブル回路基板の製造方法。
前記下部ベース層の下部に異方性導電フィルムを付着した後、下部ベース層の加圧／加熱領域を介して加熱圧着ジグで加圧及び加熱するステップと、
前記加圧及び加熱動作により、下部ベース層が対象モジュールの基板にボンディングされるステップと、を含むことを特徴とする請求項１３に記載の多層フレキシブル回路基板の製造方法。
前記回路パターン形成ステップは、
前記上部ベース層の上面及び下部ベース層の底面に各々上部及び下部ドライフィルムをラミネートするステップと、
前記上部ドライフィルム及び下部ドライフィルムに対して露光処理を行うステップと、
前記露光処理された上部及び下部ドライフィルムに対してエッチング処理を行うステップと、を含むことを特徴とする請求項１３に記載の多層フレキシブル回路基板の製造方法。