JP2011091150A - 樹脂多層基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リジッド−フレキシブル多層配線基板の作製に当たって、不所望な変形が生じにくく、積層および圧着を正確に容易に行なうことができる樹脂多層基板の製造方法を提供する。
【解決手段】樹脂多層基板の製造方法は、予め所定の平面的形状にパターニングされ、所定の面内導体パターン１１を有する複数の樹脂シート要素１２を積層することによって、少なくとも一方の主面に凹部１３ａ，１３ｂを備える積層体１０を作製する工程と、上記凹部の平面的形状に対応する凸状導体パターン２１ａ，２１ｂが第１主面２２ａ，２２ｂに配置された平板状樹脂シート２０ａ，２０ｂを介して、平板状治具としての加圧板３０ａ，３０ｂを積層体１０にあてがって加圧することにより、積層体１０を圧着する工程とを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、樹脂多層基板の製造方法に関するものである。

リジッド−フレキシブル多層配線基板は、移動体通信端末やデジタルコンパクトカメラなどの筐体内で、各種配線を引き回す際に用いられる。「リジッド−フレキシブル多層配線基板」とは、リジッド部とフレキシブル部とを備える多層配線基板である。リジッド部およびフレキシブル部はそれぞれ樹脂の層を含んで形成されている。したがって、リジッド−フレキシブル多層配線基板は、樹脂多層基板の一種である。フレキシブル部は、リジッド部よりも可撓性を有している。リジッド部には、チップコンデンサ、半導体ＩＣ素子、コネクタなどが搭載され、これらの中にグランド電極、コンデンサ電極、インダクタ電極などの回路素子が内蔵される。フレキシブル部における折り曲げによって、筐体内で３次元的に各種配線が引き回される。そのためには、フレキシブル部はできるだけ薄い方が好ましい。

リジッド−フレキシブル多層配線基板およびその製造方法は、たとえば特開平１０−２００２５８号公報（特許文献１）に記載されているような構造および製造方法が一般的である。すなわち、予め所定形状に加工された基材を積み重ね、圧着することで、リジッド部の厚みが厚く、フレキシブル部の厚みが相対的に薄いリジッド−フレキシブル多層配線基板が作製される。この場合、積層および圧着が難しい。なぜなら厚みの異なる領域を有した積層体に対して、均一にプレス圧力を加えるのは困難であり、たとえばプレス圧力が低すぎると、積層、圧着が不十分で、デラミネーションが生じる。逆にプレス圧力が高すぎると、厚みのある部分が変形してしまう。

そこで対策として、たとえば特開２００６−１８６１７８号公報（特許文献２）に記載されているように、くり抜かれた部分の形状に相当する凸部を備えた治具板を用い、リジッド−フレキシブル多層配線基板の凹凸形状に沿うように変形させた銅箔を介してプレス圧力を加えるという方法が知られている。

しかし、この方法では、１枚の銅箔を屈曲させたものをリジッド−フレキシブル多層配線基板と治具板との間に挟んでいるので、プレス時の応力が銅箔の屈曲部に集中し、この部分が変形してしまい、所望形状のリジッド−フレキシブル多層配線基板が得られない場合がある。また、治具板の材質などについては言及されていないが、その硬さによっては、くり抜かれた部分の形状が変形してしまいやすい。

特開平１０−２００２５８号公報 特開２００６−１８６１７８号公報

さらに、特許文献２に記載された製造方法では、リジッド部とフレキシブル部とを貼り合わせる際にリジッド部の樹脂が溶融し、段差部に流れ出すという問題もある。リジッド部が圧着する際にリジッド部を構成する樹脂が液化するので、そのままでは、凸部を備える治具板にくっついてしまう。これを防ぐためには離型用のシートが必要になってしまい、不都合である。

そこで、本発明は、リジッド−フレキシブル多層配線基板の作製に当たって、不所望な変形が生じにくく、積層および圧着を正確に容易に行なうことができる樹脂多層基板の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に基づく樹脂多層基板の製造方法は、予め所定の平面的形状にパターニングされ、所定の面内導体パターンを有する複数の樹脂シート要素を積層することによって、少なくとも一方の主面に凹部を備える積層体を作製する工程と、上記凹部の平面的形状に対応する凸状導体パターンが第１主面に配置された平板状樹脂シートを介して、平板状治具を上記積層体にあてがって加圧することにより、上記積層体を圧着する工程とを含む。

本発明によれば、凸状導体パターンが凹部の内部に入り込んだ状態で加圧されるので、不所望な変形が生じにくく、積層および圧着を正確に容易に行なうことができる。

本発明に基づく実施の形態１における樹脂多層基板の製造方法のフローチャートである。 本発明に基づく実施の形態１における樹脂多層基板の製造方法で用いられる積層体の断面図である。 本発明に基づく実施の形態１における樹脂多層基板の製造方法の、積層体を圧着する工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態１における樹脂多層基板の製造方法で用いられる両面銅貼樹脂シートの断面図である。 本発明に基づく実施の形態１における樹脂多層基板の製造方法で用いるために両面銅貼樹脂シートに凸状導体パターンを形成した状態の説明図である。 図３の一部分を拡大して寸法関係を説明する図である。

（実施の形態１）
（構成）
図１〜図６を参照して、本発明に基づく実施の形態１における樹脂多層基板の製造方法について説明する。この樹脂多層基板の製造方法のフローチャートを図１に示す。この樹脂多層基板の製造方法は、予め所定の平面的形状にパターニングされ、所定の面内導体パターンを有する複数の樹脂シート要素を積層することによって、少なくとも一方の主面に凹部を備える積層体を作製する工程Ｓ１と、前記凹部の平面的形状に対応する凸状導体パターンが第１主面に配置された平板状樹脂シートを介して、平板状治具を前記積層体にあてがって加圧することにより、前記積層体を圧着する工程Ｓ２とを含む。

工程Ｓ１とは、図２に示すような積層体１０を作製する工程である。この積層体１０は、予め所定の平面的形状にパターニングされ、所定の面内導体パターン１１を有する複数の樹脂シート要素１２を積層することによって作製されたものである。積層体１０は、少なくとも一方の主面に凹部を備える。凹部は片方の主面に存在するのみでもよいが、この例では、両面にそれぞれ凹部１３ａ，１３ｂを備えている。

工程Ｓ２とは、図３に示すように、凹部１３ａ，１３ｂの平面的形状に対応する凸状導体パターンとしての銅箔２１ａ，２１ｂが第１主面２２ａ，２２ｂにそれぞれ配置された平板状樹脂シート２０ａ，２０ｂを介して、平板状治具としての加圧板３０ａ，３０ｂを積層体１０にあてがって加圧することにより、積層体１０を圧着する工程である。図３の上下に示された矢印はプレス圧力を示す。この圧力は、加圧板３０ａ，３０ｂおよび平板状樹脂シート２０ａ，２０ｂを介して積層体１０に作用する。

平板状樹脂シート２０ａ，２０ｂは、元々、図４に示すような両面銅貼樹脂シートから作製したものである。「両面銅貼樹脂シート」とは、樹脂フィルム２０１の両面に銅箔２０２，２０３が貼られた状態のものである。両面銅貼樹脂シートは、市販されているものが使用可能である。このような両面銅貼樹脂シートにおいて、一方の面の銅箔をパターニングして、図５に示すように、凸状導体パターンとしての銅箔２１ｂを形成する。この面においては樹脂フィルム２０１ｂが部分的に露出している。他方の面においては、銅箔２０３ｂは全面に残っている。この段階で、平板状樹脂シート２０ｂの上面には離型材コートを施すことが好ましい。離型材コートとは、たとえばシリコンコート、フッ素コートなどが挙げられる。

図５では、平板状樹脂シート２０ｂを例示しているが、図３において平板状樹脂シート２０ｂと対をなしていた平板状樹脂シート２０ａについても同様に、樹脂フィルム２０１ａの一方の面に銅箔２１ａを形成し、他方の面には全面に銅箔２０３ａを残す。

図３に示すように、凸状導体パターンとしての銅箔２１ａ，２１ｂは、積層体１０の凹部１３ａ，１３ｂに比べてそれぞれ横方向の寸法が小さくなっている。具体的には、平面的形状において片側当たり３０〜２００μｍのオフセットがなされていることが好ましい。すなわち、図６に示すＡの値が３０〜２００μｍであることが好ましい。凸状導体パターンとしての銅箔２１ａ，２１ｂの厚みＢは、積層体１０の凹部１３ａ，１３ｂの深さＣに比べて同じであるか、１〜２％増した値であることが好ましい。

（作用・効果）
本実施の形態によれば、加圧時には、凸状導体パターンとしての銅箔２１ａ，２１ｂが積層体１０の凹部１３ａ，１３ｂの内部に入り込んだ状態で加圧される。平面的寸法に関していえば、凹部１３ａ，１３ｂに比べて銅箔２１ａ，２１ｂの方が小さくなっているので、余裕をもって内部に入り込むことができる。加圧時には凹部１３ａ，１３ｂはその開口面積が小さくなるように変形するが、凹部１３ａ，１３ｂ内に配置された銅箔２１ａ，２１ｂはこの変形によって内側に向かって締め付けられる。積層体１０が加圧されることによって、積層体１０の樹脂シート要素１２に含まれる樹脂が流動化するとしても、凹部１３ａ，１３ｂ内の大部分の領域には銅箔２１ａ，２１ｂがあるので、融けた樹脂が凹部１３ａ，１３ｂ内の大部分の領域に流入することは防がれる。

平板状樹脂シート２０ａ，２０ｂには樹脂フィルム２０１ａ，２０１ｂが含まれているので、樹脂フィルム２０１ａ，２０１ｂがクッション材として作用し、積層体１０の全体を均一に近い状態で加圧することができる。樹脂フィルム２０１ａ，２０１ｂの、積層体１０から遠い側の面の全面には銅箔２０３ａ，２０３ｂが張られているので、銅箔２０３ａ，２０３ｂが樹脂を固定する役割を果たし、樹脂フィルム２０１ａ，２０１ｂの樹脂がたとえ高温で流動化しても流れ出てしまうことは防がれる。

以上より、この樹脂多層基板の製造方法は、リジッド−フレキシブル多層配線基板の作製に当たって、不所望な変形が生じにくく、積層および圧着を正確に容易に行なうことができる。

なお、本実施の形態においては、平板状樹脂シート２０ａ，２０ｂが樹脂シート要素１２と同一の樹脂材料によって実質的に構成されており、かつ、前記凸状導体パターンが面内導体パターン１１と同一の導電材料によって実質的に構成されていることが好ましい。このようになっていれば、積層体１０と平板状樹脂シート２０ａ，２０ｂとを合わせたものの全体を樹脂材料と導電材料とが均等に分散した構造体とみなすことができ、加圧の際の変形量などを揃えることができるからである。ここでいう「樹脂材料」として採用可能なものとしては、エポキシ樹脂、液晶ポリマー樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられる。ここでいう「導電材料」として採用可能なものとしては、銅などが挙げられる。

なお、前記平板状樹脂シート２０ａ，２０ｂにおいて前記凸状導体パターンと樹脂部分としての樹脂フィルム２０１ａ，２０１ｂとはアンカー効果で接合されていることが好ましい。接着剤などを介して接合されているのではなく、アンカー効果で接合されていれば、加圧によって樹脂フィルムと凸状導体パターンとの間で相対的に横方向のずれが発生しようとしたときに、接合面に生じる摩擦力によってこのずれをくいとめる効果が期待できる。

平板状樹脂シートの第１主面とは反対側の第２主面のほぼ全面に平板状導体パターンが設けられていることが好ましい。本実施の形態では、平板状樹脂シート２０ａ，２０ｂの第１主面２２ａ，２２ｂとは反対側の第２主面２３ａ，２３ｂの全面に銅箔２０３ａ，２０３ｂが設けられている。このような構成となっていることによって、平板状治具としての加圧板３０ａ，３０ｂが平板状樹脂シート２０ａ，２０ｂの樹脂部分に直接当接するのではなく、銅箔２０３ａ，２０３ｂに当接することとなるので、加圧板３０ａ，３０ｂと樹脂部分とが固着してしまうことを防止することができる。平滑な銅箔を介して加圧が行なわれるので、均等に圧力をかけることができる。また、平板状樹脂シート２０ａ，２０ｂの第２主面２３ａ，２３ｂの全面に銅箔２０３ａ，２０３ｂが設けられていれば、平板状樹脂シート２０ａ，２０ｂ自体の強度も増すことができる。

前記平板状樹脂シート２０ａ，２０ｂにおいて前記平板状導体パターンとしての銅箔２０３ａ，２０３ｂと樹脂部分としての樹脂フィルム２０１ａ，２０１ｂとはアンカー効果で接合されていることが好ましい。接着剤などを介して接合されているのではなく、アンカー効果で接合されていれば、加圧によって樹脂フィルムと平板状導体パターンとの間で相対的に横方向のずれが発生しようとしたときに、接合面に生じる摩擦力によってこのずれをくいとめる効果が期待できる。

前記複数の樹脂シート要素１２の各々は、片面銅貼樹脂シートまたは両面銅貼樹脂シートから作製されたものであり、前記平板状樹脂シート２０ａ，２０ｂは、両面銅貼樹脂シートから作製されたものであり、前記凸状導体パターンとしての銅箔２１ａ，２１ｂは、前記両面銅貼樹脂シートの片面の銅箔をパターニングしたものであることが好ましい。このような構成となっていることにより、各材料が入手しやすく、加工しやすいものとなるので、樹脂多層基板を容易に製造することができる。

なお、上記実施の形態では、積層体１０の上下の面に凹部１３ａ，１３ｂが同じ大きさで同じ位置に１つずつ配置されている例を示したが、凹部の位置、数、サイズは上下の面で同じであるとは限らず、適宜異なっていてもよい。

リジッド−フレキシブル多層配線基板を製造する場合、上下の面の凹部１３ａ，１３ｂを同じ大きさで同じ位置に設けることによって、積層体１０が薄くなった領域を形成し、この薄くなった部分をフレキシブル部とすることができる。

なお、上記実施の形態では、積層体１０の凹部１３ａ，１３ｂが樹脂シート要素１２の１枚分の厚みに近い深さを有するものであったので、凸状導体パターンとしての銅箔２１ａ，２１ｂも樹脂シート要素１２と似た厚みのものであったが、もし積層体の凹部が樹脂シート要素の複数枚分の厚みに近い深さを有するものであった場合には、その凹部の深さに合わせて凸状導体パターンの厚みを大きくすればよい。

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

１０ 積層体、１１ 面内導体パターン、１２ 樹脂シート要素、１３ａ，１３ｂ 凹部、２０ａ，２０ｂ 平板状樹脂シート、２１ａ，２１ｂ 銅箔、２２ａ，２２ｂ 第１主面、３０ａ，３０ｂ 加圧板、２０１ 樹脂フィルム、２０２，２０３，２０３ａ，２０３ｂ 銅箔。

Claims (6)

1. 予め所定の平面的形状にパターニングされ、所定の面内導体パターンを有する複数の樹脂シート要素を積層することによって、少なくとも一方の主面に凹部を備える積層体を作製する工程と、
   前記凹部の平面的形状に対応する凸状導体パターンが第１主面に配置された平板状樹脂シートを介して、平板状治具を前記積層体にあてがって加圧することにより、前記積層体を圧着する工程とを含む、樹脂多層基板の製造方法。
2. 前記平板状樹脂シートが前記樹脂シート要素と同一の樹脂材料によって実質的に構成されており、かつ、前記凸状導体パターンが前記面内導体パターンと同一の導電材料によって実質的に構成されている、請求項１に記載の樹脂多層基板の製造方法。
3. 前記平板状樹脂シートにおいて前記凸状導体パターンと樹脂部分とはアンカー効果で接合されている、請求項１または２に記載の樹脂多層基板の製造方法。
4. 前記平板状樹脂シートの前記第１主面とは反対側の第２主面のほぼ全面に平板状導体パターンが設けられている、請求項１から３のいずれかに記載の樹脂多層基板の製造方法。
5. 前記平板状樹脂シートにおいて前記平板状導体パターンと樹脂部分とはアンカー効果で接合されている、請求項４に記載の樹脂多層基板の製造方法。
6. 前記複数の樹脂シート要素の各々は、片面銅貼樹脂シートまたは両面銅貼樹脂シートから作製されたものであり、前記平板状樹脂シートは、両面銅貼樹脂シートから作製されたものであり、前記凸状導体パターンは、前記両面銅貼樹脂シートの片面の銅箔をパターニングしたものである、請求項１から５のいずれかに記載の樹脂多層基板の製造方法。

Images