JP2012079866A

JP2012079866A - フレックスリジッド回路板とその製造方法

Info

Publication number: JP2012079866A
Application number: JP2010222693A
Authority: JP
Inventors: Chien-Yen Hsieh; 建彦謝; Hung-Lin Chang; 宏麟張
Original assignee: Unimicron Technology Corp
Current assignee: Unimicron Technology Corp
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2012-04-19

Abstract

【課題】導電ペーストバイアを備えるフレックスリジッド回路板とその製造方法を提供する。
【解決手段】フレックスリジッド回路板がフレキシブル回路板とリジッド回路板と回路構造とを含む。フレキシブル回路板が第１誘電層と第１回路層とを含む。第１誘電層が第１表面を有する。第１回路層が第１表面上に配置される。リジッド回路板の周縁およびフレキシブル回路板の周縁が隣接する。回路構造がフレキシブル回路板ならびにリジッド回路板上に配置される。回路構造が第２誘電層と第２回路層と導電ペーストバイアとを含む。第２誘電層がフレキシブルおよびリジッド回路板上に配置され、かつ第１回路層の一部を被覆する。第２回路層が第２誘電層上に配置される。導電ペーストバイアが第２誘電層中に配置され、かつ第１および第２回路層を電気接続する。導電ペーストバイアおよび第２回路層間に境界面を有する。
【選択図】図１Ｅ

Description

この発明は、フレックスリジッド回路板（flex-rigid circuit board）とその製造方法に関し、特に、導電ペーストバイア（via）を備えるフレックスリジッド回路板とその製造方法に関する。

誘電層のフレックスリジッド（軟硬）性質について言えば、回路板は、リジッド回路板（リジッド板とも言う）とフレキシブル回路板（フレックス板とも言う）とフレックスリジッド回路板（フレックスリジッド板とも言う）とに分けられる。

一般的に言って、フレックスリジッド回路板の製造方法は、先ず、フレキシブル回路板の周縁とリジッド回路板の周縁とを隣接する。そして、フレキシブル回路板およびリジッド回路板に誘電層を形成し、この誘電層がフレキシブル回路板の一部ならびにリジッド回路板の一部を被覆する。次に、誘電層上に回路材料層を形成する。そして、レーザードリル方式を利用して、誘電層および回路材料層中にスルーホール(through hole)を形成する。その後、電気メッキプロセスを実施して、スルーホール中にフレキシブル回路板の回路層と連接される金属バイア（via「ビア」とも言う）を形成する。

しかし、電気メッキプロセスを実施する時、使用される電気メッキ溶液が毒性を有するため、容易に人体ならびに環境に対する危害を及ぼすものとなる。また、電気メッキプロセスの形成する金属バイア（導通孔）が高い硬度を有するので、上記したフレックスリジッド回路板に対してラミネーション（lamination）プロセスを実施する時、圧力ストレスの影響を受けることによって、これらの金属バイアおよび回路層間の境界面がこれにより欠陥（例えば、破裂・不完全な接合）を生じる可能性があり、あるいは、これらの金属バイアが断裂する可能性もある。さらに、これらの金属バイアは、高温プロセスにおいて熱ストレスの影響によって変形が生じて、これらの金属バイア間の回路層に容易に損壊を生じさせる可能性もある。

特許文献１は、フレックスリジッド回路板とその製造方法を開示しており、それがバイア（導通孔）の内部に銅メッキなどにより形成された配線パターン（導体層）を有している。

中華民国（台湾）特許第I304318号明細書

そこで、この発明の目的は、導電ペーストバイアを備えるフレックスリジッド回路板を提供することにある。

この発明の別な目的は、導電ペーストバイアを備えるフレックスリジッド回路板を製造できるフレックスリジッド回路板の製造方法を提供することにある。

この発明は、フレキシブル回路板とリジッド回路板と第１回路構造とを含むフレックスリジッド回路板を提供する。フレキシブル回路板が第１誘電層と第１回路層とを含む。第１誘電層が第１表面を有する。第１回路層が第１表面上に配置される。リジッド回路板の周縁およびフレキシブル回路板の周縁が隣接する。第１回路構造がフレキシブル回路板ならびにリジッド回路板上に配置される。第１回路構造が第２誘電層と第２回路層と第１導電ペーストバイアとを含む。第２誘電層がフレキシブル回路板およびリジッド回路板上に配置され、かつ第１回路層の一部を被覆する。第１導電ペーストバイアが第２誘電層中に配置され、かつ第１回路層および第２回路層に電気接続され、そのうち、第１導電ペーストバイアおよび第２回路層間に境界面を有する。

この発明は、別なフレックスリジッド回路板の製造方法を提供するものであり、この方法は、先ずフレキシブル回路板を提供する。フレキシブル回路板が第１誘電層と第１回路層とを含む。第１誘電層が第１表面を有する。第１回路層が第１表面上に配置される。そして、第１回路構造を提供する。第１回路構造が第１回路材料層と第２誘電層と第１コーン状導電ペースト（conductive paste cone）とを含む。第１誘電層が第１回路材料層上に配置される。第１コーン状導電ペーストが第１回路材料層上に配置される。第１コーン状導電ペーストが第２誘電層を貫通する。次に、リジッド回路板の周縁およびフレキシブル回路板の周縁を隣接する。その後、第１回路構造をフレキシブル回路板ならびにリジッド回路板上にラミネーションし、第１コーン状導電ペーストと第１回路層とを連接して、第１導電ペーストバイアを形成し、そのうち、第１回路構造がフレキシブル回路板の一部およびリジッド回路板の一部を被覆する。

上記に基づき、この発明のフレックスリジッド回路板の製造方法中、回路構造中のバイア（導通孔）がいずれも導電ペーストバイアであり、それが高い毒性を有する電解液を使用する電気メッキプロセスによって形成されるものでないので、人体および環境に対する危害を及ぼすことを回避することができる。

また、導電ペーストバイアの硬度が金属バイアの硬度よりも小さいため、この発明のフレックスリジッド回路板に対して後続する熱ストレスプロセスを実施する時、導電ペーストバイアは、緩衝構造となることができるため、これらの導電ペーストバイアおよび回路層間の境界面が、熱ストレスならびに圧力ストレスの影響によって欠陥（例えば、破裂・不完全な接合）を生じることを回避できる。

この発明の実施形態にかかるフレックスリジッド回路板の製造方法を示す断面図である。この発明の実施形態にかかるフレックスリジッド回路板の製造方法を示す断面図である。この発明の実施形態にかかるフレックスリジッド回路板の製造方法を示す断面図である。この発明の実施形態にかかるフレックスリジッド回路板の製造方法を示す断面図である。図１Ｄ中の回路材料層がパターン化を経た後のフレックスリジッド回路板を示す断面図である。この発明の別な実施形態にかかるフレックスリジッド回路板を示す断面図である。 B2ITプロセスを利用して形成した導電ペーストバイア（導通孔）を示す断面図である。

以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
図１Ａ〜図１Ｄは、この発明の実施形態にかかるフレックスリジッド回路板の製造方法を示す断面図である。先ず、図１Ａにおいて、フレキシブル回路板１００を提供する。フレキシブル回路板１００が誘電層１０２と回路層１０４とを含む。誘電層１０２が表面１０２ａと表面１０２ａに対向する表面１０２ｂとを含む。誘電層１０２の材料が例えばフレキシブル誘電材料である。回路層１０４が誘電層１０２の表面１０２ａ上に配置される。回路層１０４の材料が例えば銅である。また、フレキシブル回路板１００が、更に回路層１０６を含むことができる。回路層１０６が表面１０２ｂ上に配置される。回路層１０６の材料が例えば銅である。フレキシブル回路板１００を形成するステップは、例えば、先ず誘電層１０２の表面１０２ａおよび表面１０２ｂ上にそれぞれ回路材料層を形成する。そして、表面１０２ａおよび表面１０２ｂ上の回路材料層をパターン化して、回路層１０４と回路層１０６とを形成する。

その後、図１Ｂにおいて、回路構造２００を提供する。回路構造２００は、回路材料層２０２と、誘電層２０４と、コーン状導電ペースト２０６、２０８とを含む。誘電層２０４が回路材料層２０２上に配置される。回路材料層２０２が例えば銅である。コーン状導電ペースト２０６、２０８が回路材料層２０２上に配置される。コーン状導電ペースト２０６、２０８が誘電層２０４を貫通している。コーン状導電ペースト２０６、２０８の材料は、例えば、銅ペーストまたは銀ペーストである。回路構造２００を形成するステップは、例えば、先ず回路材料層２０２を提供する。次に、回路材料層２０２上にコーン状導電ペースト２０６、２０８を形成する。その後、誘電層２０４を回路材料層２０２へラミネーションしてコーン状導電ペースト２０６、２０８が誘電層２０４を貫通するようにする。

次に、図１Ｃにおいて、リジッド回路板３００を提供する。リジッド回路板３００は、誘電層３０２と、回路層３０４とを含む。誘電層３０２は、表面３０２ａと、表面３０２ａに対向する表面３０２ｂとを備える。誘電層３０２の材料は、例えば、リジッド誘電材料である。回路層３０４が表面３０２ａ上に配置される。回路層３０４の材料は、例えば、銅である。また、リジッド回路板は、更に回路層３０６を含むことができる。回路層３０６が表面３０２ｂ上に配置される。回路層３０６の材料は、例えば、銅である。リジッド回路板３００を形成するステップは、先ず誘電層３０２の表面３０２ａおよび表面３０２ｂ上にそれぞれ回路材料層を形成する。そして、表面３０２ａおよび表面３０２ｂ上の回路材料層をパターン化して、回路層３０４および回路層３０６を形成する。その後、リジッド回路板３００の周縁とフレキシブル回路板１００の周縁とを隣接する。この実施形態中、フレキシブル回路板１００の厚さとリジッド回路板３００の厚さとが実質的に同一である。別な実施形態中、フレキシブル回路板１００の厚さとリジッド回路板３００の厚さとが異なることもできる。

その後、図１Ｄにおいて、回路構造２００を表面１０２ａ、３０２ａへ向けてフレキシブル回路板１００およびリジッド回路板３００をラミネーションし、コーン状導電ペースト２０６、２０８をそれぞれ回路層１０４と回路層３０４とに連接して、導電ペーストバイア２０７、２０９を形成する。詳細には、回路構造２００がフレキシブル回路板１００およびリジッド回路板３００上にラミネーションされた後、回路構造２００がフレキシブル回路板１００の一部およびリジッド回路板３００の一部を同時に被覆する。

また、回路構造２００’を表面１０２ｂ、３０２ｂへ向けてフレキシブル回路板１００およびリジッド回路板３００へラミネーションし、導電ペーストバイア２０７’、２０９’をそれぞれ回路層１０６と回路層３０６とに連接し、そのうち、回路構造２００’が回路構造２００と同じ構造および形成方法を有し、回路構造２００’が回路材料層２０２’と誘電層２０４’と導電ペーストバイア２０７’、２０９’とを含む。同様に、回路構造２００’がフレキシブル回路板１００およびリジッド回路板３００上にラミネーションされた後、回路構造２００’がフレキシブル回路板１００の一部およびリジッド回路板３００の一部を同時に被覆する。

回路構造２００、２００’をフレキシブル回路板１００およびリジッド回路板３００上にラミネーションした後に、即ち、この実施形態のフレックスリジッド回路板１０が形成される。また、実際の必要性に合わせて、回路材料層２０２、２０２’を更にパターン化することもできる。

上記したフレックスリジッド回路板１０の製造プロセス中、回路材料層２０２と回路層１０４、３０４とを電気接続するために用いられる及び回路材料層２０２’と回路層１０６、３０６とを電気接続するために用いられる導通孔（バイア）は、いずれも導電ペーストバイアであり、それが電気メッキ方式で形成されるものではない、即ち、高い毒性を有する電解液を使用しないため、導通孔（バイア）が内部微蝕孔を形成しないだけでなく、人体ならびに環境に対して危害を及ぼすことを回避できる。

注意すべきことは、この実施形態中、フレキシブル回路板１００およびリジッド回路板３００の上下二側がそれぞれ回路構造２００、２００’とラミネーションされることである。別な実施形態中、フレキシブル回路板およびリジッド回路板の上側または下側と単一回路構造とがラミネーションされることもできる。

また、この実施形態中、回路構造２００中にそれぞれフレキシブル回路板１００およびリジッド回路板３００に電気接続される導電ペーストバイア２０７、２０９を有するとともに、回路構造２００’中にそれぞれフレキシブル回路板１００およびリジッド回路板３００に電気接続される導電ペーストバイア２０７’、２０９’を有する。別な実施形態中、実際の回路配置に合わせて、回路構造２００中にフレキシブル回路板１００へ電気接続される導電ペーストバイア２０７だけを有するとともに、回路構造２００’中にフレキシブル回路板１００へ電気接続される導電ペーストバイア２０７’だけを有することもできる。

以下、回路材料層２０２、２０２’によりパターン化されたフレックスリジッド回路板１０（例えば図１Ｅに示す）を例に挙げて、この実施形態のフレックスリジッド回路板を説明するが、そのうち、回路材料層２０２、２０２’は、パターン化を経た後に回路層２０３、２０３’を形成する。

図１Ｅにおいて、フレックスリジッド回路板１０は、フレキシブル回路板１００と、リジッド回路板３００と、回路構造２００、２００’とを含む。フレキシブル回路板１００は、誘電層１０２と、回路層１０４、１０６とを含む。誘電層１０２は、表面１０２ａと、表面１０２ａに対向する表面１０２ｂとを有する。回路層１０４が表面１０２ａ上に配置される。回路層１０６が表面１０２ｂ上に配置される。リジッド回路板３００は、誘電層３０２と、回路層３０４、３０６とを含む。誘電層３０２は、表面３０２ａと、表面３０２ａに対向する表面３０２ｂとを有する。回路層３０４が表面３０２ａ上に配置される。回路層３０６が表面３０２ｂ上に配置される。リジッド回路板３００の周縁とフレキシブル回路板１００の周縁とが隣接する。

回路構造２００がフレキシブル回路板１００およびリジッド回路板３００の一側上に配置される。回路構造２００が誘電層２０４と回路層２０３と導電ペーストバイア２０７、２０９を含む。誘電層２０４がフレキシブル回路板１００およびリジッド回路板３００上に配置され、かつ回路層１０４の一部を被覆する。回路層２０３が誘電層２０４上に配置される。導電ペーストバイア２０７、２０９が誘電層２０４中に配置される。導電ペーストバイア２０７が回路層１０４および回路層２０３を電気接続し、かつ導電ペーストバイア２０７および回路層２０３間に境界面２１１を有し、同様に、導電ペーストバイア２０７および回路層１０４間にもまた境界面を有する。導電ペーストバイア２０９が回路層３０４および回路層２０３に電気接続され、かつ導電ペーストバイア２０９回路層２０３間に境界面２１３を有し、同様に、導電ペーストバイア２０９および回路層３０４にもまた境界面を有する。図３は、B2IT（ビー・スクエア・イット／Buried Bump Interconnection Technology）製造プロセスを利用して形成された導電ペーストバイア（導通孔）を示す断面図である。図３において、上記した導電ペーストバイア（導通孔）および回路層間の境界面が即ち銅ペーストまたは銀ペーストと電気メッキ銅との境界面である。

回路構造２００’がフレキシブル回路板１００およびリジッド回路板３００の別な一側上に配置される。回路構造２００’が誘導層２０４’と回路層２０３’と導電ペーストバイア２０７’，２０９’とを含む。誘導層２０４’がフレキシブル回路板１００およびリジッド回路板３００上に配置され、かつ回路層１０６の一部を被覆する。回路層２０３’が誘導層２０４’上に配置される。導電ペーストバイア２０７’、２０９’が誘導層２０４’中に配置される。導電ペーストバイア２０７’が回路層１０６と回路層２０３’とを電気接続し、かつ導電ペーストバイア２０７’および回路層２０３’間に境界面２１１’を有し、同様に、導電ペーストバイア２０７’および回路層１０６間にもまた境界面を有する。導電ペーストバイア２０９’が回路層３０６と回路層２０３’とを電気接続し、かつ導電ペーストバイア２０９’および回路層２０３’間に境界面２１３’を有し、同様に、導電ペーストバイア２０９’および回路層３０６間にもまた境界面を有する。

この実施形態中、回路構造２００、２００’中のバイア（導通孔）がいずれも導電ペーストバイアであり、導電ペーストバイアの硬度が金属バイアの硬度よりも小さいため、フレックスリジッド回路板１０に対して後続する熱圧プロセスを実施する時、導電ペーストバイアは、緩衝構造となることができるので、これら導電ペーストバイアおよび回路層間の境界面が熱ストレスと圧力ストレスとの影響によって欠陥（例えば、破裂・不完全な接合）を発生させることを回避する。

注意すべきことは、実際の応用において、フレキシブル回路板の２つの周縁がそれぞれリジッド回路板に隣接できるということである。以下、図２を説明する。

図２は、この発明の別な実施形態にかかるフレックスリジッド回路板を示す断面図であり、そのうち、図２と図１Ｅとは、同じ構成素子を同一または類似する符号で表している。図２において、この実施形態のフレックスリジッド回路１０’中、フレキシブル回路板１００の２つの周縁がそれぞれ２つのリジッド回路板３００に隣接するとともに、回路構造２００、２００’、２００’’、２００’’’がそれぞれフレキシブル回路板１００およびこれらリジッド回路板３００の両側に配置され、そのうち、回路構造２００’’、２００’’’は、回路構造２００、２００’と類似した構造を有することができる。従って、実際の必要性に合わせて、フレキシブル回路板１００を湾曲させ、２つのリジッド回路板３００を積み重ねて、フレックスリジッド回路１０’の占有する面積を縮小することができる。

以上のように、この発明を実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。

１０、１０’ フレックスリジッド回路
１００フレキシブル回路板
１０２、２０４、２０４’、３０２誘電層
１０２ａ、１０２ｂ、３０２ａ、３０２ｂ表面
１０４、１０６、２０３、２０３’、３０４、３０６回路層
２００、２００’、２００’’、２００’’’ 回路構造
２０２、２０２’ 回路材料層
２０６、２０８コーン状導電ペースト
２０７、２０７’、２０９、２０９’ 導電ペーストバイア
２１１、２１１’、２１３、２１３’ 境界面
３００リジッド回路板

Claims

第１表面を有する第１誘電層及び
前記第１表面上に配置される第１回路層
を含むフレキシブル回路板と、
１つの周縁が、前記フレキシブル回路板の１つの周縁と隣接したリジッド回路板と、
前記フレキシブル回路板および前記リジッド回路板上に配置され、かつ前記第１回路層の一部を被覆する第２誘電層、
前記第２誘電層上に配置される第２回路層及び
前記第２誘電層中に配置され、かつ前記第１回路層ならびに前記第２回路層に電気接続され、そのうち、前記第２回路層との間に境界面を有する第１導電ペーストバイアを備える第１回路構造と、
を含むフレックスリジッド回路板。
前記第１誘電層が、前記第１表面に対向する第２表面を有し、かつ前記フレキシブル回路板が更に第３回路層を含んで、前記第２表面上に配置される請求項１記載のフレックスリジッド回路板。
前記フレキシブル回路板および前記リジッド回路板上に配置される第２回路構造をさらに含み、前記第２回路構造が、
前記フレキシブル回路板および前記リジッド回路板上に配置され、かつ前記第２回路層の一部を被覆する第３誘電層と、
前記第３誘電層上に配置される第４回路層と、
前記第３誘電層中に配置され、かつ前記第３回路層および前記第４回路層に電気接続され、そのうち、前記第４回路層との間に境界面を有する第２導電ペーストバイアと、
を含む請求項２記載のフレックスリジッド回路板。
前記第１導電ペーストバイアの材料が、銀ペーストまたは銅ペーストを含む請求項１記載のフレックスリジッド回路板。
第１表面を有する第１誘電層及び前記第１表面上に配置される第１回路層を含むフレキシブル回路板を提供するステップと、
第１回路材料層と、
前記第１回路材料層上に配置される第１コーン状導電ペーストと、
前記第１回路材料層上に配置され、そのうち、前記第１コーン状導電ペーストに貫通される第２誘電層と、
を含む第１回路構造を形成するステップと、
リジッド回路板の１つの周縁ならびに前記フレキシブル回路板の１つの周縁を隣接するステップと、
前記第１回路構造を前記フレキシブル回路板および前記リジッド回路板にラミネーションし、前記第１コーン状導電ペーストならびに前記第１回路層を連接して、第１導電ペーストバイアを形成し、そのうち、前記第１回路構造が前記フレキシブル回路板の一部および前記リジッド回路板の一部を被覆するステップと、
を含むフレックスリジッド回路板の製造方法。
前記第１回路構造を形成するステップが、
前記回路材料層を提供するステップと、
前記回路材料層上に第１コーン状導電ペーストを形成するステップと、
前記第２誘電層を前記第１回路材料層へラミネーションして、前記第１コーン状導電ペーストが前記第２誘電層を貫通するステップと、
を含む請求項５記載のフレックスリジッド回路板の製造方法。
さらに、前記第１回路構造を前記フレキシブル回路板および前記リジッド回路板上にラミネーションした後、前記第１回路材料層をパターン化するステップを含む請求項５記載のフレックスリジッド回路板の製造方法。
前記第１誘電層が前記第１表面に対向する第２表面を有し、かつ前記フレキシブル回路板が更に第２回路層を含んで、前記第２表面上に配置される請求項５記載のフレックスリジッド回路板の製造方法。
第２回路材料層と、
前記第２回路材料層上に配置される第２コーン状導電ペーストと、
前記第２回路材料層上に配置され、そのうち、前記第２コーン状導電ペーストに貫通された第３誘電層と、
を含む第２回路構造を提供するステップと、
前記第２回路構造を前記フレキシブル回路板および前記リジッド回路板上にラミネーションして、前記第２コーン状導電ペーストおよび前記第２回路層を連接させ、第２導電ペーストバイアを形成し、そのうち、前記第２回路構造が前記フレキシブル回路板の一部ならびに前記リジッド回路板の一部を被覆するステップと、
をさらに含む請求項８記載のフレックスリジッド回路板の製造方法。
さらに、前記第２回路構造を前記フレキシブル回路板および前記リジッド回路板上にラミネーションした後、前記第２回路材料層をパターン化するステップを含む請求項９記載のフレックスリジッド回路板の製造方法。