JP2014203876A - リジッドフレックス多層プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】曲げ角度がきつくなっても、フレキシブル部とリジット部の境界で、フレキシブル上の鋭角な形状の金属残渣との接触により、絶縁不良及び導通不良が発生しないリジットフレックス多層プリント配線板の提供。
【解決手段】フレキシブル性を有する第１絶縁樹脂基板と、当該第１絶縁樹脂基板上に形成された切削加工保護金属層と、当該切削加工保護金属層を含む第１絶縁樹脂基板上に積層された第２絶縁樹脂基板と、当該第２絶縁樹脂基板に形成された切削部と、当該切削部から露出した切削加工保護金属層をエッチング除去することにより形成されたフレキシブル領域と、当該フレキシブル領域以外の部分に形成されたリジッド領域と、を備えたリジッドフレックス多層プリント配線板において、当該切削部が折り曲げ可能なフレキシブル領域からなる第１切削部と、当該第１切削部からリジッド領域側に凹む切削加工保護金属層のエッチング促進用に設けた第２切削部と、を有することを特徴とするリジッドフレックス多層プリント配線板。
【選択図】図５

Description

本発明は、寸法精度に優れたリジッドフレックス多層プリント配線板とその製造方法に関する。

電子機器の小型化・高機能化に伴い、製品内への取り付け自由度の高いリジッドフレックス多層プリント配線板の需要が高まっている。

リジッドフレックス多層プリント配線板は、部品が実装されるリジッド部と、リジッド部間を電気的に接続し、更に折り曲げ可能なフレキシブル部が一体形成されたプリント配線板である。このため、リジッド基板間を接続するためのコネクタが不要であり、電子部品の実装密度向上や電気特性の向上が可能である。

図２２は従来の一般的なリジッドフレックス多層プリント配線板の製造方法の概略を示した工程図である。

まず、図２２（ａ）に示したように、配線パターン１１が形成された内層部のフレキシブル基板３ａの表裏に、後にフレキシブル部Ｆとなる部分に開口部３８を設けた絶縁接着層３７と、銅箔などの金属箔１４とを順次配置し、次いで、図示しないクッション材を介してプレス加工を行うことによって、図２２（ｂ）の状態の基板を得る。

次に、上下方向の配線パターン間を接続する貫通型のスルーホール２１（以降これを「ＴＨ」と表記する）や非貫通型のブラインドバイアホール２２（以降これを「ＢＶＨ」と表記する）、更には外層の配線パターン２３を形成することによって、図２２（ｃ）に示すように、部品実装が可能なリジッド部Ｒと、屈曲可能なフレキシブル部Ｆを有するリジッドフレックス多層プリント配線板Ｐｂ１を得る。

ところが、上記製造方法では、近年の電子機器の更なる小型化や電気特性向上のため、フレキシブル部Ｆの長さが５ｍｍ以下という短小化が求められる中で、これに対応できないケースが出てきた。

即ち、ここで用いられる絶縁接着層３７は、積層プレスの際に当該絶縁接着層３７の樹脂がフレキシブル部Ｆへ流れ込むことを抑制するために、ローフロータイプの樹脂を使用しているが、この樹脂フロー量だけでは、当該配線パターン１１を埋め込むことができない。そこで、これを補うために、クッション材を介して積層することになる。クッション材を使用することで、当該配線パターン１１の埋め込み性が向上するだけでなく、フレキシブル部Ｆへの樹脂フローを抑制する効果もある。但し、このフレキシブル部Ｆへの樹脂フローを完全に抑制することはできない。

即ち、図２３に示したように、フレキシブル部Ｆに若干の樹脂フロー部Ｌが発生し、この樹脂フロー部Ｌは、部品実装及び、折り曲げが不可能な損失エリアとなるため、この損失エリア分、当該リジッドフレックス多層プリント配線板Ｐｂ１を大型化しなければならなかった（即ち、フレキシブル部を長くする必要がある）。

そこで、図２４に示した概略断面工程図と、図２５に示したフレキシブル部周辺の概略表面工程図（図２５（ａ）は基板完成後の全体表面図を示し、ここの点線で囲んだフレキシブル部の工程を図２５（ｂ）以降に示す）によるリジッドフレックス多層プリント配線板の製造方法が既に報告されている（特許文献１参照）。

即ち、図２４（ａ）及び図２５（ｂ）に示したように、内層部のフレキシブル基板３ａ上に配線パターン１１を形成する際、後にフレキシブル部となる領域に、配線パターンとは独立した切削加工保護金属層１２（以降これを「保護金属層」と表記する）を形成する。

当該保護金属層１２の形成領域は、図２５（ｂ）に示したように、点線で囲んだ後にフレキシブル部を形成する領域Ｆａよりやや大きく形成する。

これはレーザ光を照射する際、座切れによる内層部損傷を防止するためである。

ここに、絶縁接着層１３と、銅箔などからなる金属箔１４を順次配置し、次いで、プレス加工を行うことで図２４（ｂ）及び図２５（ｃ）に示した状態の基板を得る。ここで図２５（ｃ）の点線で示した領域は、当該保護金属層１２の配置位置を示している。

次に、図２５（ｄ）に示したように、フレキシブル開口領域Ｆａに当たる金属箔１４をエッチング除去してフレキシブル部形成用エッチング開口部１５（以降これを「フレキ部エッチング開口部」と表記する）を形成し、露出した絶縁接着層１３から当該保護金属層１２に達するレーザ光を照射して、当該保護金属層１２より上の当該絶縁接着層１３を除去し、図２４（ｃ）及び図２５（ｅ）に示したように、フレキシブル部開口１７を形成する。

絶縁接着層１３に照射したレーザ光は、保護金属層１２に達すると、当該保護金属層１２に阻まれてそれ以上進まないので、当該保護金属層１２より上に位置する絶縁接着層１３だけを取り除くことができる。

その後、ＴＨ２１やＢＶＨ２２を形成した後、外層配線パターン２３を形成する際に、フレキシブル部開口１７に露出した保護金属層１２もエッチング除去することによって、フレキシブル部Ｆが図２５（ｆ）の状態の図２４（ｄ）に示したリジッドフレックス多層プリント配線板Ｐｂ２を得る（図２４（ｄ）と図２５（ｆ）に記載されている符号４は保護金属層をエッチング除去したことで露出した絶縁接着層である）。

上記の方法で製造されたリジッドフレックス多層プリント配線板Ｐｂ２では、レーザ光によりフレキシブル部を形成するので、絶縁接着層１３には通常フロータイプの樹脂を使用できるため、クッション材が不要で、更に図２６（ａ）に示したように、リジッド部Ｒとフレキシブル部Ｆとの境界が明確に形成できる。

即ち、寸法精度良くフレキシブル部を形成できるため、フレキシブル部が５ｍｍ以下のような短小化も可能となる。

特開２００４−７９７８０号公報

しかし、フレキシブル部の長さが更に短くなり、リジッド端面４０（図２６参照）に沿って折り曲げるレベルになると、これまで問題にならなかった保護金属層１２からなる切削加工保護金属層残渣２４（以降これを「金属残渣」と表記する）が無視できない存在となってきた。

この金属残渣２４は、上記で説明した通り、保護金属層１２をレーザ光照射時の座切れ防止のため、フレキシブル部開口１７よりも、やや大きめに設計配置したことで発生するものである。

即ち、一部の保護金属層１２は、レーザで除去されないリジッド部の下部に残されてしまい、これをエッチングにより除去しようとするが、完全に除去できないために一部が金属残渣２４として存在する。

しかも、この金属残渣２４は、図２６（ｂ）に示したように、先端が鋭角な形状となっている。

これまでであれば、この金属残渣２４が存在していても図２７（ａ）に示したように、フレキシブル部Ｆの長さに余裕があり、曲げ角度も緩かったので問題とならなかったが、図２７（ｂ）に示したように、フレキシブル部Ｆの長さが短くなり、曲げ角度もきつくなると、筐体への組み込み作業時等に、フレキシブル部Ｆを曲げた際、フレキシブル部Ｆ上にこの鋭角な形状の金属残渣２４が接触する。このことによって発生するクラック４１に起因した絶縁不良や、配線パターン２への圧力負荷によるパターン断線を引き起こす問題が出てきた（図２７（ｃ）参照）。

本発明は、寸法精度に優れ、且つ、フレキシブル部の長さが短くなり、曲げ角度がきつくなっても、金属残渣の接触に起因する絶縁不良及び導通不良が発生しないリジッドフレックス多層プリント配線板とその製造方法を提供することを課題とする。

本発明は、フレキシブル性を有する第１絶縁樹脂基板と、当該第１絶縁樹脂基板上に形成された切削加工保護金属層と、当該切削加工保護金属層を含む第１絶縁樹脂基板上に積層された第２絶縁樹脂基板と、当該第２絶縁樹脂基板に形成された切削部と、当該切削部から露出した切削加工保護金属層をエッチング除去することにより形成されたフレキシブル領域と、当該フレキシブル領域以外の部分に形成されたリジッド領域と、を備えたリジッドフレックス多層プリント配線板において、当該切削部が折り曲げ可能なフレキシブル領域からなる第１切削部と、当該第１切削部からリジッド領域側に凹む切削加工保護金属層のエッチング促進用に設けた第２切削部と、を有することを特徴とするリジッドフレックス多層プリント配線板により、上記課題を解決したものである。

また、本発明は、フレキシブル性を有する第１絶縁樹脂基板上に、切削加工から当該第１絶縁樹脂基板を保護するための切削加工保護金属層を形成する工程と、当該切削加工保護金属層を含む第１絶縁樹脂基板上に第２絶縁樹脂基板を積層する工程と、当該第２絶縁樹脂基板に折り曲げ可能なフレキシブル領域とする第１切削部を形成する工程と、当該第１切削部からリジッド領域に凹む切削加工保護金属層のエッチングを促進させる第２切削部を形成する工程と、当該第１切削部と当該第２切削部から露出した当該切削部保護金属層をエッチングにより除去する工程と、を有することを特徴とするリジッドフレックス多層プリント配線板の製造方法により、上記課題を解決したものである。

本発明によれば、エッチング促進用第２切削部を設けたことで、ここにエッチング液が浸入しやすくなる。このため、第２切削部を設けたことで形成された凸部下の保護金属層の金属残渣は、エッチング液の供給が一方向からだけではなく、多方向からされるため、金属残渣は除去されやすくなる。
その結果、折り曲げ時には、この凸部が支点となるが、この下の金属残渣は従来よりもリジッド端部から内側に存在するため、リジッド端部に沿って折り曲げるようなケースでも、フレキシブル部上に鋭角な金属残渣が接触して、表面を傷つけることでの絶縁不良や配線パターンへの圧力負荷による断線等を防止できる。

本発明のリジッドフレックス多層プリント配線板の第一実施形態を示す概略断面製造工程説明図。 図１に引き続く工程説明図。 図２に引き続く工程説明図。 本発明のリジッドフレックス多層プリント配線板の第一実施形態におけるフレキシブル部周辺の概略表面製造工程説明図。 図４に引き続く工程説明図。 図５に引き続く工程説明図。 本発明と従来のリジッドフレックス多層プリント配線板のフレキシブル部におけるエッチング状態説明図。 本発明のリジッドフレックス多層プリント配線板の全体及び、リジッド部とフレキシブル部の境界部の表面図。 図８のＡ線における折り曲げ前後の断面図。 図８のＢ線における折り曲げ前後の断面図。 本発明のリジッドフレックス多層プリント配線板の第一実施形態の変形例。 本発明のリジッドフレックス多層プリント配線板の第一実施形態の他の変形例。 本発明のリジッドフレックス多層プリント配線板の第一実施形態の他の変形例。 本発明のリジッドフレックス多層プリント配線板の第一実施形態の他の変形例。 本発明のリジッドフレックス多層プリント配線板の第二実施形態を示す概略工程説明図。 図１５に示す第二実施形態の折り曲げ時の断面図。 本発明のリジッドフレックス多層プリント配線板の第三実施形態を示す概略工程説明図。 図１７に引き続く工程説明図。 図１８に引き続く工程説明図。 本発明のリジッドフレックス多層プリント配線板の第三実施形態の変形例。 本発明のリジッドフレックス多層プリント配線板の第三実施形態の他の変形例。 従来のリジッドフレックス多層プリント配線板の製造方法を示す概略断面工程説明図。 従来のリジッドフレックス多層プリント配線板のフレキシブル部周辺の概略断面説明図。 従来のリジッドフレックス多層プリント配線板の製造方法を示す概略断面工程説明図。 従来のリジッドフレックス多層プリント配線板の製造方法におけるフレキシブル部の概略表面工程説明図。 従来のリジッドフレックス多層プリント配線板のフレキシブル部周辺の概略断面説明図。 従来のリジッドフレックス多層プリント配線板のフレキシブル部周辺の概略断面説明図。

本発明の第一の実施の形態を、図１〜図３に示した概略断面工程図と、図４〜図６に示したフレキシブル部周辺の概略表面工程図（図４（ａ）は基板完成後の全体表面図を示し、ここの点線で囲んだフレキシブル部の工程を図４（ｂ）以降に示す）、更にフレキシブル部のエッチング状態を示した図７を用いて説明する。

まず、図１（ａ）に示したように、フレキシブル性を有するベース材１の表裏に、配線パターン２を備えたフレキシブル基板３を用意する。

この時、図４（ｂ）に示したように、フレキシブル部はリジッド部間を接続する配線パターン２等が形成される。

本発明におけるフレキシブル性とは、繰り返し折り曲げ性を有する必要はなく、少なくとも１回はクラックや白化を生じることなく、絶縁層を折り曲げることができる性質をいう。

当該ベース基材１としては、例えば、ポリイミド、液晶ポリマー、低弾性樹脂を使用したガラスクロス入りプリプレグ等からなる基材が用いられる。

配線パターン２は銅で形成されるケースが多いが、回路形成が可能な金属であれば特に制限はない。

次にフレキシブル基板３に設けた配線パターン２を保護する絶縁樹脂との密着性を上げるために、当該配線パターン２の表面を例えば、蟻酸やアミン系錯化剤を主成分とするソフトエッチング液等で粗化する。

次に、図１（ｂ）に示したように、フレキシブル基板３の表裏に、フレキシブル性を有する絶縁接着層４と金属箔５を順次積層するか、あるいは両者が予め一体化した金属箔付き絶縁接着材６を配置して、プレス加工により図１（ｃ）に示したようにフレキシブル基板３ａを得る。

この時、図４（ｃ）−１に示したように、フレキシブル部は当該金属箔付き絶縁接着材６で全面覆われる。図４（ｃ）−２は、内層の配線パターン２を透過させた状態図である。

ここで当該金属箔付き絶縁接着材６を構成している絶縁接着層４としては、繰り返し曲げ性を有する必要はなく、少なくとも１回はクラックや白化を生じることなく、折り曲げ可能な性質を有したものであれば特に限定されない。

当該絶縁接着層４としては、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、液晶ポリマー等の単層構成のものやポリイミドフィルムにアクリル系接着剤等が設けられた複数層構成のものが挙げられる。

また、当該金属箔５としては、銅箔が用いられるが、回路形成が可能な金属であれば特に制限はない。

次に図１（ｄ）及び（ｅ）に示したように、ベリードホール用貫通孔７を形成し、めっき８を行い、孔埋めペースト９を埋め込んで、ベリードホール１０（以降これをＢＨと表記する）を形成する。

本発明では孔埋めペースト９として、ビアフィル用非導電性ペースト等が用いられるが、孔埋めペーストであれば特に制限はない。

次に、図１（ｆ）に示したように、エッチングにより、配線パターン１１を形成するが、同時に、後にフレキシブル開口部となる位置に、配線パターン１１とは独立した保護金属層１２を形成する。

この時、図４（ｄ）−１に示したように、保護金属層１２は、後の切削加工時に座切れを防止するため、フレキシブル領域となる第１切削部２５（図５（ｆ）参照）よりも、やや大きく形成しておく。図４（ｄ）−２は、内層配線パターン２を透過させた状態図である。

例えば、切削加工をレーザ加工により行う場合、後に形成される第１切削部２５よりも、各辺で１００μｍ以上は大きく形成することで、座切れの可能性はかなり低くなる。

また、保護金属層１２の厚みとしては、細線を形成するためには薄膜化することが望ましいが、後の切削加工を考慮して、ある程度の厚みを設ける必要がある。

この厚みとしては、切削加工にレーザを使用する場合は、厚み１８μｍ以上でも対応できるが、ルーター等により行う場合は、装置のＺ軸方向の機械制御精度に起因するため、３５μｍ以上好ましくは、７０μｍ以上の厚みがあれば内層部を損傷するリスクは軽減される。

次に、フレキシブル基板３ａと、この上に配置される絶縁接着層１３との密着性を上げるために、当該配線パターン１１と当該保護金属層１２の表面を例えば、蟻酸やアミン系錯化剤を主成分とするソフトエッチング液等で粗化する。

次に、図２（ｇ）に示したように、絶縁接着層１３を介して、金属箔１４を配置し、プレス加工により図２（ｈ）の状態となる。

この時、図５（ｅ）−１に示したように、フレキシブル部周辺は、絶縁接着層１３と金属箔１４で全面覆われる。図５（ｅ）−２は、保護金属層１２を透過させた状態図である。

ここでいう当該絶縁接着層１３としては、硬質なリジッド部を形成するために、ガラス織布入りエポキシ樹脂等が用いられるが、これに限るものではない。例えば、フレキシブル部よりも板厚が厚くなることでも剛性が上がり、これもリジッド部とすれば、ガラス織布等を含まないポリイミドや液晶ポリマー等を適用してもよい。

また、当該金属箔１４としては、銅箔が用いられるが、回路形成が可能な金属であれば特に制限はない。

次に、図２（ｉ）に示したように、ラージウィンドウ工法（段落００６７で他工法とともに詳細な説明を記載）にてＢＶＨを形成する場合は、ＢＶＨ形成用エッチング開口部１６と、フレキシブル部として絶縁接着層１３を切削除去したいフレキシブル部エッチング開口部１５の金属箔１４をエッチング除去する。

この時、フレキシブル部エッチング開口部１５は、図５（ｆ）−３に示したように、折り曲げ可能なフレキシブル部となる第１切削部２５の金属箔とエッチング促進用に設ける第２切削部２６の金属箔をエッチング除去したものである。エッチング後の状態を図５（ｆ）−１に示し、この拡大像を図５（ｆ）−２に示す。

ここで図５（ｆ）−４の保護金属層１２を透過した状態図に示したように、第２切削部２６は、後の切削加工により絶縁接着層１３を除去する領域なので、内層部に設けた当該保護金属層１２の領域内で形成されることが必須となる。

よって、例えばレーザで絶縁接着層１３を切削除去するとして、当該第１切削部２５が、当該保護金属層１２よりも、各辺で１００μｍ大きく形成されていた場合、当該第２切削部２６は１００μｍ以内のサイズで形成され、より好ましくは５０μｍ以内で形成されていれば、後のレーザ加工時に座切れる可能性が低くなる。

次に、図２（ｊ）に示したように、フレキ部エッチング開口部１５において、当該保護金属層１２上の絶縁接着層１３を切削加工により除去し、フレキシブル部開口１７を形成する。

この時、図６（ｇ）−１に示したように、フレキシブル部開口１７領域（第１切削部２５と第２切削部２６からなる）は、内層に位置していた保護金属層１２が露出した状態となる。図６（ｇ）−２には、保護金属層１２を透過させた状態図を示す。

ここで切削加工の種類としては、当該保護金属層１２上の絶縁接着層１３を切削除去できるものであれば、ルーター加工やサンドブラスト等、特に制限はないが、レーザ加工であれば、位置精度よく加工ができるので、より好ましい。

また、レーザ加工を行う場合の条件としては、特に制限はないが、通常のＢＶＨはφ１００μｍ程度の領域を加工するのに対し、フレキシブル部となる箇所は、これよりも大きな領域で加工を行うので、１サイクル加工でφ３００μｍ程度のエリアが加工できる条件であれば、効率良く加工ができる。

この場合、レーザを受ける当該保護金属層１２を貫通しないことが条件となるが、当該保護金属層１２の厚みが１８μｍ以上であれば、貫通する可能性は低くなるので好ましい。

次に、図２（ｋ）に示したように、必要であればレーザ加工にてＢＶＨ開口１８と、ドリル加工にてＴＨ開口１９を含む貫通孔を形成する。

ここで当該ＢＶＨ開口１８と当該フレキシブル部開口１７もレーザ加工にて行う場合、加工順序については、特に制限はない。

また、当該ＢＶＨ開口１８は、ここではラージウィンドウ工法にて加工しているが、これに限らず、コンフォーマル工法でもカッパーダイレクト工法でも構わない。

ちなみに、ラージウィンドウ工法とは、予めレーザが照射される領域の金属箔を穿孔領域よりも大きめにエッチング除去した後、レーザを照射し内部の絶縁接着層を除去する工法であり、コンフォーマル工法は、穿孔される領域と同寸の金属箔をエッチング除去した後、レーザ照射し内部の絶縁接着層を除去する工法、カッパーダイレクトは、予め金属箔を除去することなく、レーザを照射し、金属箔と絶縁接着層を同時に除去する工法である。

次に、レーザ加工で発生したＢＶＨ底部に存在する絶縁接着層１３の残膜（スミア）を除去するためにデスミア処理を行う。

デスミア処理は、過マンガン酸系溶液等を使用するウェットプロセスでも、プラズマ等によるドライプロセスでも特に制限はないが、加工時間短縮や製造コストを考慮すると、ウェットプロセスで行うことが好ましい。

但し、当該絶縁接着層１３に、低弾性を有するアクリル系樹脂のような過マンガン酸溶液に対する耐性が比較的低いものや、ポリイミド系樹脂のような吸湿性の高いものを多用した場合は、ドライプロセスを適用することが好ましい。

次に、図３（ｌ）に示したように、めっき２０を形成する。

めっき２０は、銅めっきが考えられるが、層間接続でき、回路形成が可能な金属であれば、特に制限はない。

次に、図３（ｍ）に示したように、エッチングにて、外層配線パターン２３を形成すると同時に、フレキシブル部開口１７に露出しためっき２０及び当該保護金属層１２も除去する。

この時、図６（ｈ）に示したように、フレキシブル部開口１７は、第１切削部２５と第２切削部２６の領域の当該保護金属層１２が除去され、内層に位置していた絶縁接着層４が露出した状態になる。

図７には、本発明と従来のリジッドフレックス多層プリント配線板におけるフレキシブル部開口１７のエッチング時の状況をそれぞれ示す。

従来のリジッドフレックス多層プリント配線板については、図７（ｂ）に示したように、エッチング液の供給は１方向からのみとなる。

このため、エッチング液が留まり易くなり、新しい液が供給されにくくなるため、リジッド下にある保護金属層１２のエッチング量は少ない。即ち、金属残渣２４は多くなる。

これに対し、本発明のリジッドフレックス多層プリント配線板は、第２切削部２６を設けたことで、図７（ａ）に示したように、エッチング液が多方向から供給されるようになる。

このため、第２切削部２６を設けることで形成される凸部２７（図７、８参照）のリジッド下にある当該保護金属層１２は、エッチング量が多くなる。即ち、金属残渣２４は少なくなる。

次に、図３（ｎ）に示したように、ソルダーレジスト３９と必要であれば貴金属めっき等を行い、本発明のリジッドフレックス多層プリント配線板Ｐｂが完成する。

この時、図６（ｉ）−１に示したように、フレキシブル部Ｆは当該絶縁接着層４が露出した状態となる（図６（ｉ）−２は絶縁接着層４を透過させた状態を示す）。

上記の工程で作製された当該リジッドフレックス多層プリント配線板を外形加工によりボードから切り離し、表面から観察した全体像を図８（ａ）、リジッド部Ｒとフレキシブル部Ｆとの境界部を拡大した表面像を図８（ｂ）に示す。

また、図８（ｂ）にある当該凸部２７上のＡ点線部の断面を図９（ｃ）、第２切削部２６上のＢ点線部の断面を図１０（ｄ）に示す。

まず、図９（ｃ）に示した当該凸部２７の断面について見ると、当該金属残渣２４は、リジッド部Ｒとフレキシブル部Ｆとの境界部からリジッド側に離れた位置に存在していることが図９（ｃ）−１からわかる。

この状態でリジッド端面４０に沿うような急角度で折り曲げても、図９（ｃ）−２及び（ｃ）−３に示したように、先端が鋭角形状の金属残渣２４が、フレキシブル部Ｆ表面へ強く接触することがない。

次に、図１０（ｄ）に示した当該第２切削部２６上の断面について見ると、当該金属残渣２４は、第２切削部２６を設けたことで、エッチング液の流れが多方向からなるので、従来よりも金属残渣２４は少なくなる傾向にあるが、図１０（ｄ）−１に示したように、従来のリジッド部Ｒとフレキシブル部Ｆとの境界部と同程度存在していたとして、リジッド端面４０に沿うように急激な折り曲げをしても、当該凸部２７が必然的にストッパーとなり、当該金属残渣２４がフレキシブル部Ｆ表面に強く接触することがない。

本実施の注目すべき点は、フレキシブル部開口１７を第１切削部２５のほかに、第２切削部２６を設けて、これら２つの切削部から構成した点である。

これにより、フレキシブル部Ｆの長さが１ｍｍ以下のように短小化されたとして、リジッド端面４０に沿うような急角度の折り曲げを行っても、フレキシブル部Ｆ上に当該保護金属層１２からなる鋭角な金属残渣２４が接触して、表面を傷つけることでの絶縁不良や配線パターン２への圧力負荷による断線が発生しない。

なお、本発明の目的を達成するためには、第２切削部２６を少なくとも２箇所設ける必要がある。

それは図１１に示したように、第２切削部２６を２箇所設けなければ、フレキシブル部開口１７（図２（ｊ）参照）を形成するエッチング前の時点で、凸部２７が形成できないためである。

また、第２切削部２６の配置位置としては特に制限はないが、図１２に示したように、当該第２切削部２６をフレキシブル部Ｆにおける配線パターン２の形成位置に対応して配置するのが、図９（ｃ）−２に示したようにフレキシブル部Ｆをきつく折り曲げた場合においても、凸部２７の接触による配線パターン２への応力負荷を低減できるため好ましい。

また、凸部２７の先端を図１３に示すように、やや丸みを帯びた形状にすることで、接触するフレキシブル部Ｆ表面へのダメージを低減できるので、より好ましい状態となる。

この丸みの程度については、コーナー部の面取りがされている程度でも十分効果はある。

更に、第２切削部２６の深さに関しても特に制限はないが、例えば、カメラモジュールのように、ゴミの発生を抑制したい製品用途では、リジッド下の金属残渣２４ａが完全に除去されないようにするために、第２切削部２６ａの深さを図１４（ａ）及び（ｂ）に示したように浅くする（金属残渣２４ａが残ることで、フレキシブル部Ｆの折り曲げの際に、当該フレキシブル部Ｆとリジッド部Ｒの境界部から基材クズ４２が発生することを防止できる：図１４（ｃ）参照）、あるいは、フレキシブル部Ｆに形成される配線パターン２として、パターン幅が２０μｍ以下のようなファインパターンを設ける製品用途では、金属残渣２４ｂによる影響（フレキシブル部Ｆのクラック４１や配線パターン２の断線など）を完全に避けるために、第２切削部２６ｂの深さを図１４（ｄ）及び（ｅ）に示したように、より深くする｛即ち、凸部２７ｂ下の金属残渣２４ｂを可能な限り少なくする（この場合、リジッド部Ｒが露出しても構わない）｝など、用途に応じて選択すればよい。

続いて、第二の実施の形態を図１５に示したフレキシブル部周辺の概略表面図を用いて説明する。

なお、第二の実施の形態については、第２切削部２６の形状及び配置位置以外は、第一の実施の形態で示した方法で作製されたものと同じであるため、ここでは第２切削部２６の変化点についてのみ説明する。

まず、第一の実施の形態と同様の方法で、外層位置に絶縁接着層１３を介して金属箔１４がプレス加工された状態まで作製する。

この時のフレキシブル部周辺の状態を図１５（ａ）に示す。

次に、エッチングにより、折り曲げ部として設ける第１切削部２５と、エッチング促進用として設ける第２切削部２６の金属箔１４をエッチングするが、この際、図１５（ｂ）に示したように、第２切削部２６ｃは、フレキシブル部Ｆを挟んで互いに向かい合ったリジッド部Ｒ１及びＲ２に配置した第２切削部２６ｃを互い違いに形成する。

その後は、第一の実施の形態と同様な工程で作製し、第２の実施の形態のリジッドフレックス多層プリント配線板が完成する。

図１５（ｃ）には、完成後のフレキシブル部Ｆ周辺の状態を示す。

図１５（ｃ）に示した形状とすることで、折り曲げた時に、ここでは図示しない金属残渣２４ｃの影響が低減されているのは勿論のこと、フレキシブル部Ｆを挟んで互いに向かい合ったリジッド部Ｒ１とＲ２同士が接触するほどフレキシブル部が短くなったとしても、一方のリジッド部に形成された第２切削部２６ｃに、他方のリジッド部に形成された凸部２７ｃが嵌まり込み、リジッド部Ｒ１とＲ２同士を無理なく近づけて折り曲げることが可能となる。

なお、この構造であれば、図１６（ｄ）に示したように、折り曲げ時に、ねじれ等が発生することがないため、筐体組み込み作業時にねじれ起因でのパターン断線等の心配がなくなる。

また、第２切削部２６ｃと凸部２７ｃのサイズを隙間なく、嵌め込めるような精度で加工することで、新たに固定用の冶具を用意することなく、折り曲げ角度を維持固定できるので、コストダウンと作業効率の向上が図れる。

続いて、第三の実施の形態を図１７〜１９に示したフレキシブル部周辺の概略表面図及び概略断面図を用いて説明する。

なお、第三の実施の形態については、フレキシブル部周辺の構造及び製造方法に特徴があり、その他は第一の実施の形態で示した方法で作製されたものと同じであるため、フレキシブル部周辺の構造及び製造方法の変化点についてのみ説明する。

まず、図１７（ａ）−１に示したように、ベース材１にリジッド部間を接続する配線パターン２を形成するが、この時、配線パターン外の所定位置にリング状のフレキシブル部補強用パターン２９（以降これを「補強パターン」と表記する）を形成する。

リング状の補強パターン２９の形状及び大きさは、後に形成される凸部２７ｅが、当該補強パターン２９が形成されたフレキシブル部の伸縮性を活かして一時的に変形させることで通り抜けることが可能で、且つ、通りぬけた後は、凸部２７ｅのやや膨らんだ先端部が抜けない形状及び大きさであれば、特に制限はない。

次に、第一の実施の形態と同様に金属箔付き絶縁接着材６をプレス加工し、ＢＨ等を形成した後、配線パターン１１と保護金属層１２を形成するが、この際、図１７（ａ）−２に示したように、保護金属層１２には、内層部に配置した補強パターン２９の内側の領域にあたるフレキシブル部固定用貫通孔形成予定部３０（以降これを「貫通孔形成予定部」と表記する）と重なる位置の金属箔もエッチング除去し、フレキシブル部固定用貫通孔形成用エッチング開口部３１（以降これを「エッチング開口部」と表記する）を形成する。

この時、図１７（ａ）−３に示したように、エッチング開口部３１の大きさとしては、内層部の貫通孔形成予定部３０よりも、やや小さく形成することが望ましい。それは、後の切削加工後に、補強パターン２９が露出して錆びが発生することを避けることと、後に、凸部２７ｅをリング状の補強パターン２９を通り抜けさせることになるが、この際、補強パターン２９の内側にフレキシブル性を有する絶縁樹脂が存在することで、フレキシブル部の伸縮性が十分に発揮できるようにするためである。

このエッチング開口部３１については、上記を達成できるものであれば特に制限はないが、内層部の貫通孔形成予定部３０よりも、各辺３０〜１００μｍ小さく形成されていれば十分であり、より好ましくは５０〜７０μｍ小さく形成されていることが望ましい。

次に、第一の実施の形態と同様に絶縁接着層１３を介して金属箔１４をプレス加工した後、エッチングによりフレキシブル部として絶縁接着層１３を切削除去したい領域の金属箔１４を除去する。

この際、フレキシブル部として樹脂を切削除去したい領域は、図１７（ａ）−４に示したように、折り曲げ可能なフレキシブル部となる第１切削部２５の金属箔とエッチング促進用として第２切削部２６ｄ及び２６ｅを設ける。

この時、それぞれ第２切削部を設けることで形成される凸部２７ｄ及び、２７ｅについて説明する。

まず、凸部２７ｄについては、エッチング促進用の目的として第一の実施の形態と同様に形成される。

これに対し、凸部２７ｅについては、２７ｄよりもやや長く、更に先端部がやや膨らんだ形状となっている。

これは凸部２７ｅが、エッチング促進用の目的のほかに、後に形成されるフレキシブル部固定用貫通孔３２（以降これを「固定用貫通孔」と表記する）に、凸部２７ｅを差し込むため、２７ｄよりもやや長めに形成されている。さらに、先端がやや膨らんだ形状としたのは、固定する際に外れにくくするためである。

この凸部２７ｅについての長さや形状については、上記目的を達成できれば、特に制限はない。

次に、図１８（ａ）−５に示したように、レーザ加工にてフレキシブル部の絶縁接着層１３を切削除去するが、この際、エッチング開口部３１にあるフレキベース材１も同時に除去し、固定用貫通孔３２を得る。

その後は、第一の実施の形態と同様の方法で作製することで、本発明のリジッドフレックス多層プリント配線板を得る。

この時のフレキシブル部周辺の状態を図１８（ａ）−６に、絶縁接着層４を透過させた状態を図１８（ａ）−７に、そしてこの断面を図１８（ａ）−８にそれぞれ示す。

これらの図に示したとおり、凸部２７ｅと対峙した位置に、固定用貫通孔３２が形成されていることがわかる。

ここで固定用貫通孔３２の周辺を拡大し、透過させた状態を図１８（ａ）−９に示す。

これより、ベース材１に形成されたリング状の補強パターン２９の内側に固定用貫通孔３２が設けられており、この間にフレキシブル性の有する絶縁接着層４が存在していることがわかる。これは、先に説明した通り、補強パターン２９の腐蝕防止と、伸縮性を発揮させるために重要な存在となる。

次に、これをリジッド部に沿って折り曲げた状態を図１８（ａ）−１０及び、この断面図を図１９（ａ）−１１に示す。

これより、凸部２７ｄは折曲げ時のストッパーとして機能し、凸部２７ｅにはフレキシブル部に設けた固定用貫通孔３２に通された状態となっている。

凸部２７ｅは、先端がやや膨らんだ形状となっているため、固定用貫通孔３２に差し込んでも外れにくいため、折り曲げた状態で容易に固定しやすくする。

ここでベース材に形成したリング状の補強パターン２９は、折り曲げ位置の固定状態を良好に維持するだけでなく、作業時のフレキシブル部破損防止にも効果がある。

当然ではあるが、凸部２７ｄ及び２７ｅの下にある金属残渣２４ｄ及び２４ｅは、リジッド部に沿って折り曲げてもフレキシブル表面に強く接触しないようにエッチングされていることは言うまでもない。

この変形例として、フレキシブル部にフレキシブル部位置合わせ用非貫通孔３４（以降これを「位置合わせ用非貫通孔」と表記する）を設けた構造を図２０（ｂ）−１に、断面図を図２０（ｂ）−２に示す。

これはフレキベース材１上に配線パターン２を形成する際に、切削加工保護パターン３３を設け、レーザ加工を行うことで当該位置合わせ用非貫通孔３４を形成し、図２０（ｂ）−３及び、図２０（ｂ）−４に示したように、これを正確な折り曲げ位置のガイドとして使用する。

ここで形成する凸部２７ｆは、この当該位置合わせ用非貫通孔３４の形状に合わせた形状に嵌め込めるように調整することが好ましい。

当該位置合わせ用非貫通孔３４の大きさとしては、凸部２７ｆが収まるように、やや大きな領域で形成することになるが、本目的を達成するためには、凸部２７ｆよりも各辺に対し２０〜１００μｍ、より好ましくは２０〜５０μｍだけ大きく形成しておくことが望ましい。

また、図２０（ｂ）に示した構造の変形例として、外層の配線パターン２３を形成する際に、凸部２７ｆ上に半田接合用パターン３５を形成したものがある。

これらの状態図を図２１（ｃ）−１、図２１（ｃ）−２に示す。

この際、位置合わせ用非貫通孔３４は図２１（ｂ）で示した領域よりも、大きめに開口部を設けておく。

この理由は、図２１（ｃ）−３及び、図２１（ｃ）−４に示したように、凸部２７ｆに向けて位置合わせ用非貫通孔３４を位置合わせした状態で、切削加工保護パターン３３と半田接合用パターン３５を半田付けにより、折り曲げた状態を維持固定できるようにするためである。

ここで当該半田接合用パターン３５については、特に制限はないが、当該半田接合用パターン３５の一部をソルダーレジスト等で被覆することで、半田未被覆部によるパターン腐蝕やフレキシブル部のスプリングバックによるパターン剥離等が発生する可能性を低減できるので、より好ましい。

また、位置合わせ用非貫通孔３４についても、上記目的を達成できれば特に制限はないが、正確な位置精度の確保と、半田付け領域を確保するためには、凸部２７ｆよりも各辺に対し５００〜２０００μｍ、より好ましくは５００〜１０００μｍだけ大きく形成しておくことが望ましい。

本発明を説明するに当たって、６層構成のリジッドフレックス多層プリント配線板を例にして説明したが、本発明の構成から逸脱しない範囲であれば、他の構成を利用することはもちろん可能である。

１：ベース材
２：配線パターン
３、３ａ：フレキシブル基板
４：絶縁接着層
５：金属箔
６：金属箔付き絶縁接着材
７：ベリードホール用貫通孔
８：めっき
９：孔埋めペースト
１０：ベリードホール
１１：配線パターン
１２：切削加工保護金属層
１３：絶縁接着層
１４：金属箔
１５：フレキシブル部形成用エッチング開口部
１６：ブラインドバイアホール形成用エッチング開口部
１７：フレキシブル部開口
１８：ブラインドバイアホール開口
１９：スルーホール開口
２０：めっき
２１：スルーホール
２２：ブラインドバイアホール
２３：外層配線パターン
２４、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２４ｆ：切削加工保護金属層残渣
２５：第１切削部
２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇ：第２切削部
２７、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆ、２７ｇ：凸部
２８：２６ｃと２７ｃの重なり部
２９：フレキシブル部補強用パターン
３０：フレキシブル部固定用貫通孔形成予定部
３１：フレキシブル部固定用貫通孔形成用エッチング開口部
３２：フレキシブル部固定用貫通孔
３３：切削加工保護パターン
３４：フレキシブル部位置合わせ用非貫通孔
３５：半田接合用パターン
３６：半田
３７：絶縁接着層（ローフロー樹脂タイプ）
３８：開口部
３９：ソルダーレジスト
４０：リジッド端面
４１：クラック
４２：基材クズ
Ｐｂ、Ｐｂ１、Ｐｂ２：リジッドフレックス多層プリント配線板
Ｆ：フレキシブル部
Ｒ、Ｒ１、Ｒ２：リジッド部
Ｌ：樹脂フロー部
Ｆａ：フレキシブル開口領域

Claims (8)

1. フレキシブル性を有する第１絶縁樹脂基板と、当該第１絶縁樹脂基板上に形成された切削加工保護金属層と、当該切削加工保護金属層を含む第１絶縁樹脂基板上に積層された第２絶縁樹脂基板と、当該第２絶縁樹脂基板に形成された切削部と、当該切削部から露出した切削加工保護金属層をエッチング除去することにより形成されたフレキシブル領域と、当該フレキシブル領域以外の部分に形成されたリジッド領域と、を備えたリジッドフレックス多層プリント配線板において、当該切削部が折り曲げ可能なフレキシブル領域からなる第１切削部と、当該第１切削部からリジッド領域側に凹む切削加工保護金属層のエッチング促進用に設けた第２切削部と、を有することを特徴とするリジッドフレックス多層プリント配線板。
2. 当該第２切削部が、少なくとも２つ以上含まれていることを特徴とする請求項１に記載のリジッドフレックス多層プリント配線板。
3. 当該フレキシブル領域を挟んで向かい合った第２切削部が、同一サイズで、且つ、互い違いの形状となっていることを特徴とする請求項１又は２記載のリジッドフレックス多層プリント配線板。
4. 当該フレキシブル領域には、当該第２切削部を設けたことにより形成された凸部に対応する嵌合部が形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載のリジッドフレックス多層プリント配線板。
5. フレキシブル性を有する第１絶縁樹脂基板上に、切削加工から当該第１絶縁樹脂基板を保護するための切削加工保護金属層を形成する工程と、当該切削加工保護金属層を含む第１絶縁樹脂基板上に第２絶縁樹脂基板を積層する工程と、当該第２絶縁樹脂基板に折り曲げ可能なフレキシブル領域とする第１切削部を形成する工程と、当該第１切削部からリジッド領域に凹む切削加工保護金属層のエッチングを促進させる第２切削部を形成する工程と、当該第１切削部と当該第２切削部から露出した当該切削部保護金属層をエッチングにより除去する工程と、を有することを特徴とするリジッドフレックス多層プリント配線板の製造方法。
6. 当該第２切削部を形成する工程において、第２切削部を少なくとも２つ以上形成することを特徴とする請求項５記載のリジッドフレックス多層プリント配線板の製造方法。
7. 当該第２切削部を形成する工程において、フレキシブル領域を挟んで向かい合った第２切削部を同一サイズで、且つ、互い違いの形状となるように形成することを特徴とする請求項５又は６記載のリジッドフレックス多層プリント配線板の製造方法。
8. 当該フレキシブル領域に、当該第２切削部を設けたことにより形成された凸部に対応する嵌合部を形成する工程を有することを特徴とする請求項５〜７の何れか１項記載のリジッドフレックス多層プリント配線板の製造方法。