JP2012059923A - 配線板の製造方法及び配線板 - Google Patents

Abstract

【課題】設計自由度の向上を図ることが可能な配線板の製造方法を提供する。
【解決手段】配線板の製造方法は、第１の基板と第２の基板とを接着する接着工程Ｓ１０と、相互に接着された第１の基板と第２の基板に配線を一括して形成する配線形成工程Ｓ２０〜Ｓ７０と、を備えている。
【選択図】図６

Description

本発明は、複数の基板からなる複合基板を備えた配線板の製造方法及び配線板に関するものである。

リジッドプリント配線板と電子部品とをフレキシブルプリント配線板を介して接続する接続構造が知られている（例えば、特許文献１（段落０００２及び図３）参照）。

この接続構造では、リジッドプリント配線板の第一端子面に、フレキシブル配線基板の一方端子面を対面させて接合することで、リジッドプリント配線板とフレキシブル配線板とを接続している。

特開２０１０−８７４２７号公報

上記の技術では、フレキシブルプリント配線板及びリジッドプリント配線板に配線をそれぞれ形成した後に、フレキシブルプリント配線板とリジッドプリント配線板とを位置合わせするので、接続部分において端子の幅や端子間のピッチを広めに設定しておく必要がある。そのため、リジッドプリント配線板やフレキシブルプリント配線板の設計上の自由度が大きく制限されるという問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、設計自由度の向上を図ることが可能な配線板の製造方法及び配線板を提供することである。

本発明に係る配線板の製造方法は、第１の基板と第２の基板とを接着する接着工程と、相互に接着された前記第１の基板と前記第２の基板に配線を一括して形成する配線形成工程と、を備えたことを特徴とする。

上記発明において、前記接着工程は、前記第１の基板の一部と前記第２の基板の一部とを、接着層を介して積層することを含み、前記配線形成工程は、前記第１の基板の主面と前記第２の基板の主面に加えて、前記第１の基板と前記第２の基板の間に形成された段差部にも配線を一括して形成することを含んでもよい。

上記発明において、前記接着工程は、前記接着層の主面の一部を前記第１の基板と前記第２の基板との間から露出させて、前記段差部を階段状に形成することを含んでもよい。

上記発明において、前記配線形成工程は、前記第１の基板及び前記第２の基板に薄膜導電層を形成する工程と、前記薄膜導電層の上にレジストパターンを形成する工程と、前記薄膜導電層において前記レジストパターンから露出した部分の上にめっき層を形成する工程と、前記薄膜導電層から前記レジストパターンを剥離する工程と、前記薄膜導電層において前記めっき層から露出した部分をエッチングする工程と、を含んでもよい。

上記発明において、前記配線板の製造方法は、前記配線板における前記第１の基板上の領域に実装された表示デバイスを駆動させる駆動デバイスを、前記配線板における前記第２の基板上の領域に実装する実装工程をさらに備えてもよい。

本発明に係る配線板は、第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板とを接着する接着層と、を有する複合基板と、前記複合基板に形成された配線と、を備えており、前記配線は、前記第１の基板に形成された第１の配線と、前記第２の基板に形成された第２の配線と、を含み、前記第１の配線と前記第２の配線とが一体的に形成されていることを特徴とする。

上記発明において、前記第１の基板の一部と前記第２の基板の一部とは、前記接着層を介して相互に積層され、前記第１の基板と前記第２の基板との間に段差部が形成され、前記配線は、前記段差部に形成された第３の配線を含み、前記第１の配線、前記第２の配線、及び前記第３の配線は一体的に形成されていてもよい。

上記発明において、前記第１の配線の幅と、前記第２の配線の幅と、前記第３の配線の幅と、が実質的に同一であってもよい。

上記発明において、前記接着層の主面の一部は、前記第１の基板と前記第２の基板との間から露出しており、前記段差部は階段状に形成されていてもよい。

上記発明において、前記配線板は、前記配線板において前記第１の基板上の領域に実装された表示デバイスと、前記配線板において前記第２の基板上の領域に実装され、前記表示デバイスを駆動させる駆動デバイスと、を備えてもよい。

なお、「基板」は、配線が形成される基板（基材）そのものを指すのに対し、「配線板」は、配線が形成された基板全体を指す。また、「基板」には、リジッドな基板のみならずフレキシブルな基板も含む。

本発明によれば、第１及び第２の基板に配線を一括して形成するので、配線板の設計自由度の向上を図ることができる。

また、本発明によれば、複合基板上の第１の配線と第２の配線とが一体的に形成されているので、配線板の設計自由度の向上を図ることができる。

図１は、本発明の実施形態における配線板の全体構成を示す斜視図である。 図２は、図１のII部の拡大平面図である。 図３は、図２のIII-III線に沿った断面図である。 図４は、本発明の実施形態における配線板の第１変形例を示す断面図である。 図５は、本発明の実施形態における配線板の第２変形例を示す断面図である。 図６は、本発明の実施形態における配線板の製造方法を示すフローチャートである。 図７Ａは、図６のステップＳ１０〜Ｓ３０を示す断面図である。 図７Ｂは、図６のステップＳ４０〜Ｓ７０を示す断面図である。 図８は、図６のステップＳ１０の変形例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図３は本実施形態における配線板を示す図である。

本実施形態における配線板１は、例えば、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ノート型パソコン等の携帯型情報処理端末装置、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等に組み込まれる液晶モジュールである。この配線板１は、図１に示すように、複合基板１０と、当該複合基板１０上に形成された配線４０と、を備えている。

複合基板１０は、図１〜図３に示すように、液晶パネル５１が実装されるリジッドな第１の基板１１と、小型な機器内への複雑な組み込みを可能とするためのフレキシブルな第２の基板１２と、を有しており、これらの基板１１，１２は接着層２０を介して相互に接着されている。

第１の基板１１は、例えば、ガラス基板、セラミック基板、又はシリコン基板等の寸法精度に優れたリジッド基板である。一方、第２の基板１２は、例えばポリイミド（ＰＩ）、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエステル（ＰＥ）等の樹脂材料から構成されるフィルム状或いはシート状のフレキシブル基板である。

なお、第１の基板をフレキシブルな基板で構成し、第２の基板をリジッドな基板で構成してもよい。或いは、第１及び第２の基板の両方を、フレキシブル基板若しくはリジッド基板で構成してもよい。また、複合基板１０を構成する基板の数は特に限定されず、３枚以上の基板で複合基板を構成してもよい。

接着層２０は、図３に示すように、第１の基板１１の下面１１２の端部と、第２の基板１２の上面１２１の端部との間に介在しており、第１の基板１１と第２の基板１２とを接着している。この接着層２０は、例えば、熱硬化性接着剤や紫外線硬化型接着剤等の接着剤を硬化させることで形成されている。

なお、図１〜図３に示す例では、第２の基板１２の上に第１の基板１１が積層されているが、特にこれに限定されない。例えば、第１の基板１１の端部の上に第２の基板１２の端部を、接着層２０を介して積層してもよい。また、例えば、第１の基板１１の端部を２枚の第２の基板１２の端部で挟んでもよい。

本実施形態では、上記のように２枚の基板１１，１２の端部を相互に積層して接着しているので、これらの基板１１，１２の間に段差部３０が形成されている。この段差部３０では、図３に示すように、第１の基板１１の端面１１３が露出していると共に接着層２０の端面２０１が露出している。

また、本実施形態では、２枚の基板１１，１２から構成される複合基板１０の上面の全領域に亘って、配線４０が一体的に形成されている。この配線４０は、図２及び図３に示すように、第１の配線４１、第２の配線４２、及び第３の配線４３から構成されている。

第１の配線４１は、例えば銅（Ｃｕ）から構成される導体配線パターンであり、図２及び図３に示すように、第１の基板１１の上面１１１に形成されている。なお、図３に示す例では、第１の基板１１の上面１１１のみに第１の配線４１が形成されているが、特にこれに限定されず、第１の基板１１の下面１１２に配線を形成してもよい。

配線板１において第１の基板１１と第１の配線４１とから構成される第１の領域７０は、配線板１においてリジッド配線板として機能する部分である。図１に示すように、この第１の領域７０上には液晶パネル５１が実装されており、第１の配線４１はこの液晶パネル５１に電気的に接続されている。なお、本実施形態における液晶パネル５１が、本発明における表示デバイスの一例に相当する。

第２の配線４２も例えば銅（Ｃｕ）から構成される導体配線パターンであり、図２及び図３に示すように、第２の基板１２の上面１２１に形成されている。また、図１に示すように、この第２の配線４２の端部には、配線板１を外部の電子回路と接続するための端子４４が形成されている。なお、図３に示す例では、第２の基板１２の上面１２１のみに第２の配線４２を形成しているが、特にこれに限定されない。例えば、第２の基板１２の両面に配線を形成してもよい。

配線板１において第２の基板１２と第２の配線４２とから構成される第２の領域８０は、配線板１においてフレキシブル配線板として機能する部分である。図１に示すように、この第２の領域８０上には、液晶パネル５１を駆動させるためのドライバＩＣ５２や、抵抗やコンデンサ等のドライバＩＣ５２以外の電子部品５３が実装されており、第２の配線４２はこうしたドライバＩＣ５２や電子部品５３に電気的に接続されている。本実施形態におけるドライバＩＣ５２が、本発明における駆動デバイスの一例に相当する。なお、従来の液晶モジュールのように、ドライバＩＣ５２を第１の領域７０上に実装してもよい。

第３の配線４３も例えば銅（Ｃｕ）から構成される導体配線パターンであり、図２及び図３に示すように、第１の基板１１と第２の基板１２の間の段差部３０に形成されており、具体的には第１の基板１１の端面１１３と接着層２０の端面２０１に形成されている。この第３の配線４３は、上述の第１の配線４１と第２の配線４２とを電気的に接続している。

本実施形態では、後述するように、第１〜第３の配線４１〜４３が同一の工程で形成されているので、配線４０を構成する第１〜第３の配線４１〜４３が一体的に形成されている。そのため、本実施形態では、図２に示すように、第１の配線４１の幅（ｗ_１）と、第２の配線４２の幅（ｗ_２）と、第３の配線４３の幅（ｗ_３）とが実質的に同一（ｗ_１＝ｗ_２＝ｗ_３）となっている。

以上のように、本実施形態では、接着層２０を介して第１の基板１１と第２の基板１２を接着することで複合基板１０が形成され、当該複合基板１０の上に第１〜第３の配線４１〜４３が一体的に形成されている。このため、リジッド配線板とフレキシブル配線板との位置合わせが不要となり、配線等を広めに設定する必要がなくなるので、配線板１の設計の自由度が向上する。

図４は本実施形態における配線板の第１変形例を示す図であり、第１の基板１１と第２の基板１２の接着部分の拡大断面図である。

図４に示すように、接着層２０を第１の基板１１と第２の基板１２の間からはみ出させて、接着層２０の端面２０１のみならず主面２０２の一部も露出させることで、段差部３０Ｂを階段状に形成してもよい。これにより、段差部３０Ｂにおける個々の段差が低くなるので、第３の配線４３の厚さの安定化を図ることができる。

図５は本実施形態における配線板の第２変形例を示す図であり、第１の基板１１と第２の基板１２の接着部分の拡大断面図である。

図５に示すように、第３の配線４３に代えて、第１の基板１１上の第１の配線４１と第２の基板１２上の第２の配線４２とを、スルーホール６０を介して電気的に接続してもよい。なお、同図に示すように、本例では、第２の配線４２を第２の基板１２の両面に形成する。

この場合には、第１の基板１１と第２の基板１２とを接着層２０を介して接着した後に、先ず当該接着部分にドリル加工やレーザ加工によって貫通孔を形成する。次いで、スパッタリング、蒸着、或いは無電解めっきによって当該貫通孔の内壁面に薄膜導電層を成膜することで、スルーホール６０を形成する。

次に、本実施形態における配線板１の製造方法について、図６〜図８を参照しながら説明する。以下に説明するように、本実施形態ではセミアディティブ法によって配線４０を形成する。

図６は本実施形態における配線板の製造方法を示すフローチャート、図７Ａ及び図７Ｂは図６の各ステップを示す図、図８は図６のステップＳ１０の変形例を示す図である。なお、本実施形態の製造方法を理解し易くするために、図７Ｂの（ｄ）〜（ｇ）に示す配線４０のパターンは、上述の図３に示した配線４０のパターンと相違している。

先ず、図６のステップＳ１０において、図７Ａの（ａ）に示すように、第１の基板１１の端部と第２の基板１２の端部との間に接着層２０を挟んで、第１の基板１１と第２の基板１２とを接着することで、複合基板１０を形成する。

具体的には、例えば、第２の基板１２の端部に熱硬化性接着剤２１を塗布し、その上に第１の基板１１の端部を重ね合わせた後に、当該接着剤２１を加熱して硬化させることで、第１の基板１１と第２の基板１２とを接着する接着層２０を形成する。この際、段差部３０をできるだけ低くするために、接着剤２１を薄く塗布することが好ましい。なお、液晶パネル５１は、第１の基板１１に予め実装されていてもよいし、ドライバＩＣ５２や電子部品５３と共に、配線４０を形成した後に実装してもよい。

また、このステップＳ１０において、図８に示すように、第１の基板１１を構成することとなる大判のガラス板１５を加工することで、多数の複合基板１０を同時に作ってもよい。

具体的には、大判のガラス板１５に多数の窓部１６を形成し、この窓部１６を塞ぐように第２の基板１２をガラス板１５に貼り付け、同図中の一点鎖線で示される範囲１７でそれぞれ切断することで、第１の基板１１と第２の基板１２とからなる複合基板１０を同時に多数得ることができる。

図６に戻り、ステップＳ２０において、図７Ａの（ｂ）に示すように、スパッタリング、蒸着、或いは無電解めっきによって、複合基板１０の表面に薄膜導電層４０１を成膜する。この際、第１の基板１１の上面１１１や第２の基板１２の上面１２１のみならず、段差部３０にも薄膜導電層４０１が形成される。この薄膜導電層４０１は、後述のステップＳ５０のめっき工程において給電層（シード層）として機能する。薄膜導電層４０１としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）又はニッケル−クロム（Ｎｉ−Ｃｒ）からなる層を例示することができる。

次いで、図６のステップＳ３０において、第１の基板１１の上面１１１、段差部３０、及び第２の基板１２の上面１２１を、感光性のドライフィルムレジストでラミネートして、図７Ａの（ｃ）に示すように、ステップＳ２０で形成した薄膜導電層４０１の上にレジスト層４０５を形成する。この際、段差部３０とレジスト層４０５との間に気泡が形成されるのを防止するために、減圧雰囲気の下でドライフィルムレジストをラミネートすることが好ましい。

次いで、図６のステップＳ４０において、図７Ｂの（ｄ）に示すように、回路パターニング用のマスクを介して、レジスト層４０５を紫外線で露光する。レジスト層４０５を露光したら、現像液を用いて当該レジスト層４０５を現像することで、配線４０の回路パターンに対応したパターンがレジスト層４０５に形成される。なお、本実施形態において、配線４０の回路パターンに対応したパターンが形成されたレジスト層４０５が、本発明におけるレジストパターンの一例に相当する。

次いで、図６のステップＳ５０において、図７Ｂの（ｅ）に示すように、薄膜導電層４０１の端部から給電して電解銅めっき処理を行うことで、薄膜導電層４０１においてレジスト層４０５から露出している部分に、銅（Ｃｕ）めっき層４０２を形成する。

次いで、図６のステップＳ６０において、図７Ｂの（ｆ）に示すように、レジスト剥離液によってレジスト層４０５を膨潤させて軟化させた後に、当該レジスト層４０５を薄膜導電層４０１から除去する。レジスト剥離液としては、例えば、水酸化アルカリ（水酸化ナトリウムや水酸化カリウム）又はアミン系剥離液等を例示することができる。

次いで、図６のステップＳ７０において、図７Ｂの（ｇ）に示すように、薄膜導電層４０１において銅めっき層４０２から露出した部分を、選択エッチングによって化学的に除去する。これにより、薄膜導電層４０１と銅めっき層４０２とから構成される配線４０が形成される。

以上のように、本実施形態では、第１の基板１１と第２の基板１２とを接着した後に、当該複合基板１０において段差部３０を含めた全領域に亘って、第１〜第３の配線４１〜４３を一括して形成する。このため、リジッド配線板とフレキシブル配線板との位置合わせが不要となり、配線等を広めに設定する必要がなくなるので、配線板１の設計の自由度が向上する。

また、従来の液晶モジュールでは、ガラス基板上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）回路を形成し、このＩＴＯ回路上にフレキシブル配線板をＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film connection）接続する。これに対し、本実施形態では、配線４０を構成する第１〜第３の配線４１〜４３を一括して形成するので、第１の基板１１上のＩＴＯ回路や基板１１，１２間のＡＣＦ接続が不要となる。このため、配線板１のコスト低減及び接続信頼性の向上を図ることができる。

また、液晶パネル５１の解像度向上と機器の小型化に伴って、ドライバＩＣ５２の周囲では非常に狭ピッチ（例えば４０μｍ以下）な配線が要求される。これに対し、サブトラクティブ法ではフレキシブル配線板の配線の狭ピッチ化は困難であるが、本実施形態では、上述のようにセミアディティブ法を採用しているため、第２の基板１２上の第２の配線４２も狭ピッチ化に対応することが可能となっている。特に、本実施形態では、フレキシブル配線板として機能する第２の領域８０上にドライバＩＣを実装することさえ可能となっている。

また、一般的に、サブトラクティブ法では、配線をエッチングによって形成するので配線の断面形状が台形（いわゆるサイドエッチ）になるのに対し、セミアディティブ法では、配線をめっきによって形成するので配線の断面形状が矩形になる。本実施形態では、セミアディティブ法によって配線４０を形成するので、サブトラクティブ法よりも配線４０の上面の面積を広く確保することができる。このため、ドライブＩＣ５２や電子部品５３を第２の基板１２上にＡＣＦ実装する場合に、配線４０の微細化を促進しても十分な接続信頼性を確保することができる。

なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

例えば、上述の実施形態では、第１の基板１１と第２の基板１２をそれらの端部で接着層２０を介して積層することで相互に接着したが、特にこれに限定されない。例えば、第１の基板１１の端面と第２の基板１２の端面とを接着層２０を介して突き合わせることで、第１の基板１１と第２の基板１２とを接着してもよい。

１…配線板
１０…複合基板
１１…第１の基板
１２…第２の基板
２０…接着層
３０，３０Ｂ…段差部
４０…配線
４０１…薄膜導電層
４０２…銅めっき層
４０５…レジスト層
４１…第１の配線
４２…第２の配線
４３…第３の配線
５１…液晶パネル
５２…ドライバＩＣ
７０…第１の領域
８０…第２の領域

Claims (10)

1. 第１の基板と第２の基板とを接着する接着工程と、
   相互に接着された前記第１の基板と前記第２の基板に配線を一括して形成する配線形成工程と、を備えたことを特徴とする配線板の製造方法。
2. 請求項１に記載の配線板の製造方法であって、
   前記接着工程は、前記第１の基板の一部と前記第２の基板の一部とを、接着層を介して積層することを含み、
   前記配線形成工程は、前記第１の基板の主面と前記第２の基板の主面に加えて、前記第１の基板と前記第２の基板の間に形成された段差部にも配線を一括して形成することを含むことを特徴とする配線板の製造方法。
3. 請求項２に記載の配線板の製造方法であって、
   前記接着工程は、前記接着層の主面の一部を前記第１の基板と前記第２の基板との間から露出させて、前記段差部を階段状に形成することを含むことを特徴とする配線板の製造方法。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の配線板の製造方法であって、
   前記配線形成工程は、
   前記第１の基板及び前記第２の基板に薄膜導電層を形成する工程と、
   前記薄膜導電層の上にレジストパターンを形成する工程と、
   前記薄膜導電層において前記レジストパターンから露出した部分の上にめっき層を形成する工程と、
   前記薄膜導電層から前記レジストパターンを剥離する工程と、
   前記薄膜導電層において前記めっき層から露出した部分をエッチングする工程と、を含むことを特徴とする配線板の製造方法。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の配線板の製造方法であって、
   前記配線板における前記第１の基板上の領域に実装された表示デバイスを駆動させる駆動デバイスを、前記配線板における前記第２の基板上の領域に実装する実装工程をさらに備えたことを特徴とする配線板の製造方法。
6. 第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板とを接着する接着層と、を有する複合基板と、
   前記複合基板に形成された配線と、を備えており、
   前記配線は、
   前記第１の基板に形成された第１の配線と、
   前記第２の基板に形成された第２の配線と、を含み、
   前記第１の配線と前記第２の配線とが一体的に形成されていることを特徴とする配線板。
7. 請求項６に記載の配線板であって、
   前記第１の基板の一部と前記第２の基板の一部とは、前記接着層を介して相互に積層され、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間に段差部が形成され、
   前記配線は、前記段差部に形成された第３の配線を含み、
   前記第１の配線、前記第２の配線、及び前記第３の配線は一体的に形成されていることを特徴とする配線板。
8. 請求項６又は７に記載の配線板であって、
   前記第１の配線の幅と、前記第２の配線の幅と、前記第３の配線の幅と、が実質的に同一であることを特徴とする配線板。
9. 請求項６〜８の何れかに記載の配線板であって、
   前記接着層の主面の一部は、前記第１の基板と前記第２の基板との間から露出しており、
   前記段差部は階段状に形成されていることを特徴とする配線板。
10. 請求項６〜９の何れかに記載の配線板であって、
    前記配線板において前記第１の基板上の領域に実装された表示デバイスと、
    前記配線板において前記第２の基板上の領域に実装され、前記表示デバイスを駆動させる駆動デバイスと、を備えたことを特徴とする配線板。

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