JP2019176101A - 多層フレキシブルプリント配線板、多層フレキシブルプリント配線板の製法方法、接続体及び接続体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、電子部品の実装領域で、表面が厚さ方向に膨れあがる基板膨れが発生し難い多層フレキシブルプリント配線板の提供を目的とする。【解決手段】本発明の一態様に係る多層フレキシブルプリント配線板は、絶縁性を有するベースフィルムと導電層とを交互に備え、少なくとも一方の面側の最表層が導電層である多層フレキシブルプリント配線板であって、上記最表層の導電層が、複数の電極を有する電子部品を接続するための実装領域と、上記実装領域に配設され、少なくとも上記最表層の導電層と接するベースフィルムを貫通する複数のスルーホールとを有し、上記複数のスルーホールの上記最表層側の孔径が２０μｍ超４０μｍ以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、多層フレキシブルプリント配線板、多層フレキシブルプリント配線板の製法方法、接続体及び接続体の製造方法に関する。

近年、電子機器の小型軽量化に伴い、可撓性を有しコンパクトに実装できるフレキシブルプリント配線板が注目されている。

このフレキシブルプリント配線板に実装される他の電子部品についても、小型化が進んでいる。このような小型の電子部品では、電極の狭ピッチ多極化が必要とされ、例えばフリップチップのように多数の突起状電極を格子状に配列した構成の電極（バンプ）が採用される場合がある（例えば特開２００１−２８３８１号公報参照）。

バンプは、狭ピッチで格子状に配列されるため、１層の配線で全バンプにアクセスすることが難しい。このためバンプを有する電子部品を実装するフレキシブルプリント配線板では、バンプにアクセスする配線は多層化され、電子部品の実装領域内でスルーホールを経て個々のバンプにアクセスする構成が取られている。

特開２００１−２８３８１号公報

ところで、バンプを有する電子部品は、電子部品のバンプやフレキシブルプリント配線板の電子部品の実装領域を予め加熱した後、フレキシブルプリント配線板に当接させながら押圧して密着させつつ冷却することで接合される。このようにバンプを加熱接合させる際に、フレキシブルプリント配線板の実装領域で、その表面が厚さ方向に膨れあがる基板膨れが発生し、製造不良となる場合がある。

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、電子部品の実装領域で、表面が厚さ方向に膨れあがる基板膨れが発生し難い多層フレキシブルプリント配線板及び多層フレキシブルプリント配線板の製法方法の提供並びにこの多層フレキシブルプリント配線板を用いた接続体及び接続体の製造方法の提供を目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る多層フレキシブルプリント配線板は、絶縁性を有するベースフィルムと導電層とを交互に備え、少なくとも一方の面側の最表層が導電層である多層フレキシブルプリント配線板であって、上記最表層の導電層が、複数の電極を有する電子部品を接続するための実装領域と、上記実装領域に配設され、少なくとも上記最表層の導電層と接するベースフィルムを貫通する複数のスルーホールとを有し、上記複数のスルーホールの上記最表層側の孔径が２０μｍ超４０μｍ以下である。

上記課題を解決するためになされた本発明の別の一態様に係る多層フレキシブルプリント配線板の製造方法は、絶縁性を有するベースフィルムと導電層とを交互に備え、少なくとも一方の面側の最表層が導電層である多層フレキシブルプリント配線板の製造方法であって、ベースフィルムの少なくとも一方の面に導電層が積層された複数の基板を準備する工程と、上記複数の基板を接着層を介して積層する工程とを備え、上記最表層の導電層が、複数の電極を有する電子部品を接続するための実装領域と、上記実装領域に配設され、少なくとも上記最表層の導電層と接するベースフィルムを貫通する複数のスルーホールとを有し、上記基板準備工程で、上記複数のスルーホールの上記最表層側の孔径を２０μｍ超４０μｍ以下とする。

上記課題を解決するためになされた本発明のさらに別の一態様に係る接続体は、本発明の多層フレキシブルプリント配線板と、上記複数の接続端子に電気的に接続される複数の電極を有する電子部品との接続体であって、上記多層フレキシブルプリント配線板の接続端子及び上記電子部品の電極が上記低融点金属層由来の合金で接合されている。

上記課題を解決するためになされた本発明のさらに別の一態様に係る接続体の製造方法は、本発明の多層フレキシブルプリント配線板と、上記複数の接続端子に電気的に接続される複数の電極を有する電子部品との接続体の製造方法であって、上記多層フレキシブルプリント配線板及び電子部品を熱プレスする工程を備える。

本発明の多層フレキシブルプリント配線板及び本発明の多層フレキシブルプリント配線板の製法方法により製造された多層フレキシブルプリント配線板並びに本発明の接続体及び本発明の接続体の製造方法により製造された接続体は、電子部品の実装領域で、表面が厚さ方向に膨れあがる基板膨れが発生し難い。

図１は、本発明の一実施形態に係る多層フレキシブルプリント配線板の模式的部分平面図である。 図２は、図１のＡ−Ａ線での模式的断面図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る多層フレキシブルプリント配線板の製法方法を示すフロー図である。 図４は、基板準備工程で準備される基板を示す模式的断面図である。 図５は、本発明の一実施形態に係る接続体の模式的断面図である。 図６は、図５をＢ方向から見た模式的部分側面図である。 図７は、図２の多層フレキシブルプリント配線板を用いた接続体の製造方法の熱プレス工程を示す模式的部分断面図である。

［本発明の実施形態の説明］
本発明者らが、電子部品の実装領域で表面が厚さ方向に膨れあがる基板膨れについて鋭意検討した結果、ベースフィルムの表面に導電層が積層された基板を貼り合わせた際に、実装領域のスルーホール直下に空気が閉じ込められていることを知得した。この閉じ込められた空気が、電子部品実装時の熱により膨張し、基板膨れを発生させていると考えられる。そして、本発明者らは、空気が閉じ込められてしまう原因が、微細化されたスルーホールの最表層側が導電層により塞がっていることにあることを見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明の一態様に係る多層フレキシブルプリント配線板は、絶縁性を有するベースフィルムと導電層とを交互に備え、少なくとも一方の面側の最表層が導電層である多層フレキシブルプリント配線板であって、上記最表層の導電層が、複数の電極を有する電子部品を接続するための実装領域と、上記実装領域に配設され、少なくとも上記最表層の導電層と接するベースフィルムを貫通する複数のスルーホールとを有し、上記複数のスルーホールの上記最表層側の孔径が２０μｍ超４０μｍ以下である。

当該多層フレキシブルプリント配線板は、実装領域に配設されるスルーホールの最表層側の孔径を上記範囲内とするので、高密度実装を維持しつつ、スルーホールの最表層側が導電層により塞がってしまうことを防止できる。このため、当該多層フレキシブルプリント配線板は、実装領域のスルーホール直下に空気が閉じ込められ難くなるため、基板膨れを抑止することができる。

上記複数のスルーホールの上記最表層側とは反対側の孔径としては、８μｍ以上２０μｍ以下が好ましい。スルーホールは、例えばレーザを用いて容易に形成できるが、その形状は円錐台状となる。そこで、スルーホールの最表層側とは反対側の孔径を、最表層側よりも小さい上記範囲内とすることで、スルーホールを介した電気的接続を維持しつつ、スルーホールを容易に形成することができる。

上記複数のスルーホールの上記最表側の孔径に対する上記最表層側とは反対側の孔径の比としては、０．４以上０．８以下が好ましい。上記スルーホールの孔径比を上記範囲内とすることで、スルーホールを容易に形成できると共に実装密度を高めることができる。

上記最表層の導電層が、上記実装領域に上記電子部品の電極と接続するための複数の接続端子を有するとよく、上記複数の接続端子中心間の最短距離としては、２５μｍ以上６０μｍ以下が好ましい。このように中心間の最短距離が上記範囲内である複数の接続端子を実装領域に有することで、狭ピッチで多数のバンプ電極を有する電子部品に好適に対応できる。

上記最表層の導電層の接続端子部分が、表面に低融点金属層を有するとよい。このように上記最表層の導電層の接続端子部分が、表面に低融点金属層を有することで、電子部品との熱プレスにより上記接続端子及び電子部品の電極が合金で接合されるので、容易かつ確実に電子部品と電気的に接続することができる。

本発明の別の一態様に係る多層フレキシブルプリント配線板の製法方法は、絶縁性を有するベースフィルムと導電層とを交互に備え、少なくとも一方の面側の最表層が導電層である多層フレキシブルプリント配線板の製造方法であって、ベースフィルムの少なくとも一方の面に導電層が積層された複数の基板を準備する工程と、上記複数の基板を接着層を介して積層する工程とを備え、上記最表層の導電層が、複数の電極を有する電子部品を接続するための実装領域と、上記実装領域に配設され、少なくとも上記最表層の導電層と接するベースフィルムを貫通する複数のスルーホールとを有し、上記基板準備工程で、上記複数のスルーホールの上記最表層側の孔径を２０μｍ超４０μｍ以下とする。

当該多層フレキシブルプリント配線板の製造方法では、上記基板準備工程で、実装領域に配設されるスルーホールの最表層側の孔径が上記範囲内となるように複数の基板を準備する。従って、当該多層フレキシブルプリント配線板の製造方法により製造される多層フレキシブルプリント配線板は、高密度実装を維持しつつ、スルーホールの最表層側が導電層により塞がってしまうことを防止できる。このため、上記多層フレキシブルプリント配線板は、実装領域のスルーホール直下に空気が閉じ込められ難くなるため、基板膨れを抑止することができる。

上記課題を解決するためになされた本発明のさらに別の一態様に係る接続体は、本発明の多層フレキシブルプリント配線板と、上記複数の接続端子に電気的に接続される複数の電極を有する電子部品との接続体であって、上記多層フレキシブルプリント配線板の接続端子及び上記電子部品の電極が上記低融点金属層由来の合金で接合されている。

当該接続体は、本発明の多層フレキシブルプリント配線板を有するので、その製造時に基板膨れが発生することを抑止できる。また、本発明の多層フレキシブルプリント配線板の接続端子及び電子部品の電極が合金で接合されているので、接続端子及び電極間の接合強度が十分に高い。

上記課題を解決するためになされた本発明のさらに別の一態様に係る接続体の製造方法は、本発明の多層フレキシブルプリント配線板と、上記複数の接続端子に電気的に接続される複数の電極を有する電子部品との接続体の製造方法であって、上記多層フレキシブルプリント配線板及び電子部品を熱プレスする工程を備える。

当該接続体の製造方法では、本発明の多層フレキシブルプリント配線板を用いるので、熱プレス時に基板膨れが発生することを抑止できる。また、当該接続体の製造方法では、熱プレスにより接続端子表面の低融点金属層が電子部品の電極と合金化して接合されるので、接続端子及び電極間の接合強度が十分に高い。

ここで、「スルーホールの孔径」とは、ベースフィルムに開けられている孔の直径、すなわち導電層を除外した孔の直径を指す。また、「低融点金属層」とは、導電層よりも融点の低い金属を主成分とする層をいう。なお、「主成分」とは、最も含有量の多い成分をいい、例えば含有量が５０質量％以上の成分をいう。

［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明に係る多層フレキシブルプリント配線板、多層フレキシブルプリント配線板の製法方法、接続体及び接続体の製造方法について図面を参照しつつ詳説する。

［多層フレキシブルプリント配線板］
図１及び図２に示す多層フレキシブルプリント配線板は、絶縁性を有するベースフィルム１と導電層２とを交互に備え、一方の面側の最表層が第１導電層２ａである。当該多層フレキシブルプリント配線板は、最表層の第１導電層２ａが、複数の電極を有する電子部品を接続するための実装領域３と、実装領域３に配設され、最表層の第１導電層２ａと接する第１ベースフィルム１ａを貫通する複数のスルーホール４とを有する。この複数のスルーホール４の上記最表層側の孔径は、２０μｍ超４０μｍ以下である。

当該多層フレキシブルプリント配線板は、実装領域３に配設されるスルーホール４の最表層側の孔径を上記範囲内とするので、高密度実装を維持しつつ、スルーホール４の最表層側が導電層２により塞がってしまうことを防止できる。このため、当該多層フレキシブルプリント配線板は、実装領域３のスルーホール４直下に空気が閉じ込められ難くなるため、基板膨れを抑止することができる。

図１及び図２に示す当該多層フレキシブルプリント配線板の具体的な構成をさらに説明すると、当該多層フレキシブルプリント配線板は、第１ベースフィルム１ａの他方の面側（第１導電層２ａとは反対の面側）に第２導電層２ｂを備え、さらに接着層５を介して第２ベースフィルム１ｂと、その裏面側に第３導電層２ｃとを備える。また、当該多層フレキシブルプリント配線板は、第１導電層２ａとは反対の面に接着層５を介して積層されるカバーレイ６を備える。

＜ベースフィルム＞
ベースフィルム１は、絶縁性及び可撓性を有するシート状部材から構成される。このベースフィルム１としては、特に限定されないが、例えば樹脂フィルムを採用可能である。この樹脂フィルムの材料としては、例えばエポキシ、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレートなどが好適に用いられる。

ベースフィルム１の平均厚さは特に限定されるものではないが、ベースフィルム１の平均厚さの下限としては、５μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。また、ベースフィルム１の平均厚さの上限としては、３００μｍが好ましく、５０μｍがより好ましい。ベースフィルム１の平均厚さが上記下限未満であると、ベースフィルム１の強度が不十分となるおそれがある。一方、ベースフィルム１の平均厚さが上記上限を超えると、可撓性が不十分となるおそれがある。

＜導電層＞
導電層２は、電気配線構造、グラウンド、シールドなどの構造を構成するものである。

導電層２を形成する材料としては、導電性を有する材料であれば特に限定されないが、例えば銅、アルミニウム、ニッケル等の金属が挙げられ、一般的には比較的安価で導電率が大きい銅が用いられる。

導電層２の平均厚さの下限としては、２μｍが好ましく、５μｍがより好ましい。一方、導電層２の平均厚さの上限としては、５０μｍが好ましく、４０μｍがより好ましい。導電層２の平均厚さが上記下限未満であると、導電層２の導電性が不十分となるおそれがある。逆に、導電層２の平均厚さが上記上限を超えると、当該フレキシブルプリント配線板が不必要に厚くなるおそれがある。

＜接着層＞
接着層５は、第１ベースフィルム１ａ及び第２導電層２ｂと、第２ベースフィルム１ｂとの間、並びに第２ベースフィルム１ｂ及び第３導電層２ｃと、カバーレイ６との間を接着する。

接着層５に使用する接着剤としては、柔軟性や耐熱性に優れたものが好ましく、例えばエポキシ、ブチラール、アクリル等を主成分とする接着剤が挙げられる。また、耐熱性の点において、接着剤の主成分は、熱硬化性樹脂が好ましい。

接着層５の平均厚さは、特に限定されるものではないが、接着層５の平均厚さの下限としては、例えば５μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。一方、接着層５の平均厚さの上限としては、例えば１００μｍが好ましく、８０μｍがより好ましい。接着層５の平均厚さが上記下限未満であると、接着性が不十分となるおそれがある。逆に、接着層５の平均厚さが上記上限を超えると、当該フレキシブルプリント配線板の可撓性が損なわれるおそれがある。

＜カバーレイ＞
カバーレイ６は、導電層２を外力や水分等から保護するものである。

カバーレイ６の材質としては、特に制限されるものではないが、例えばベースフィルム１を構成する樹脂と同様のものを用いることができる。

カバーレイ６の平均厚さの下限としては、５μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。一方、カバーレイ６の平均厚さの上限としては、５０μｍが好ましく、３０μｍがより好ましい。カバーレイ６の平均厚さが上記下限未満であると、絶縁性が不十分となるおそれがある。逆に、カバーレイ６の平均厚さが上記上限を超えると、当該フレキシブルプリント配線板の可撓性が損なわれるおそれがある。

＜実装領域＞
実装領域３は、上述のように複数の電極を有する電子部品を接続するための領域である。最表層の第１導電層２ａは、この実装領域３に上記電子部品の電極と接続するための複数の接続端子７と、この接続端子７へそれぞれ接続される複数の配線８とを有する。

また、最表層の第１導電層２ａの接続端子部分は、表面に低融点金属層７ａを有する。このように最表層の第１導電層２ａの接続端子部分が、表面に低融点金属層７ａを有することで、電子部品との熱プレスにより接続端子７及び電子部品の電極が合金で接合されるので、容易かつ確実に電子部品と電気的に接続することができる。

（接続端子）
接続端子７の平面視での形状は、特に限定されず、図１に示すような方形状や円形状とされる。また、上記接続端子７の大きさは、接続する電子部品の電極の大きさにより適宜決定される。

複数の接続端子７の配列は、電子部品の複数の電極の位置に対応して決定されるが、例えば図１に示すようにアレイ状とできる。

接続端子７の表面に積層されている低融点金属層７ａは、例えば本体３ａの表面への錫（Ｓｎ）を主成分とするめっきによって形成されるめっき層である。低融点金属層７ａは、少なくとも接続端子７の表面に積層されていればよいが、電子部品との接合強度を十分に高める点からは、図２に示すように接続端子７の側面にも積層されていることが好ましい。また、図２では低融点金属層７ａは、接続端子７のみに積層されているが、第１導電層２ａ全体に積層されてもよい。

低融点金属層７ａは、接続端子７の表面に略均一な厚さで形成されている。低融点金属層７ａの平均厚さの下限としては、０．０５μｍが好ましく、０．１０μｍがより好ましい。一方、低融点金属層７ａの平均厚さの上限としては、５．０μｍが好ましく、２．０μｍがより好ましい。上記平均厚さが上記下限未満であると、電子部品の電極との接合強度が不十分となるおそれがある。逆に、上記平均厚さが上記上限を超えると、低融点金属の量が不要に多くなり、電子部品との接合状態で隣接する電極同士が短絡するおそれがある。

低融点金属層７ａの融点の上限としては、５００℃が好ましく、４７０℃がより好ましい。低融点金属層７ａの融点が上記上限を超えると、接続端子７及び電子部品の電極間で合金を形成するための温度が高くなるため、当該多層フレキシブルプリント配線板が劣化するおそれがある。一方、低融点金属層７ａの融点の下限としては、特に限定されないが、取扱い性の点から、２５０℃が好ましい。

複数の接続端子７の中心間の最短距離の下限としては、２５μｍが好ましく、３０μｍがより好ましい。一方、上記最短距離の上限としては、６０μｍが好ましく、５５μｍがより好ましい。上記最短距離が上記下限未満であると、配線８を接続端子７へ接続することが困難となるおそれがある。逆に、上記最短距離が上記上限を超えると、例えば狭ピッチで多数のバンプ電極を有する電子部品を実装することができず、高密度実装の要求に反するおそれがある。

複数の接続端子７へそれぞれ接続される複数の配線８は、この実装領域３に接続される電子部品と、他の電子部品等を電気的に接続するための配線であり、実装領域３の外部から配線される。この複数の配線８は、その一部又は全部が実装領域３内でスルーホール４を介して配線されることで、実装密度が向上されている。

（スルーホール）
スルーホール４は、ベースフィルム１の表面側の導電層２と裏面側の導電層２とを接続するためにベースフィルム１を貫通する平面視で円形状の孔であり、その表面には導電層２が積層される。

実装領域３に配設され、最表層の第１導電層２ａと接する第１ベースフィルム１ａを貫通する複数のスルーホール４の最表層側の孔径（図２のＤ１）は、２０μｍ超であり、２２μｍ超がより好ましい。一方、上記スルーホール４の最表層側の孔径Ｄ１の上限としては、４０μｍであり、３５μｍがより好ましい。上記スルーホール４の最表層側の孔径Ｄ１が上記下限以下であると、スルーホール４の最表層側が導電層２により塞がり、基板膨れが発生し易くなるおそれがある。逆に、上記スルーホール４の最表層側の孔径Ｄ１が上記上限を超えると、隣接するスルーホール４の間隔を十分に縮めることができず、高密度実装の要求に反するおそれがある。なお、実装領域３以外にもスルーホールが設けられることがあるが、実装領域３以外のスルーホールについては、この限りではなく、スルーホールの最表層側の孔径が２０μｍ以下、あるいは４０μｍ超となってもよい。

このスルーホール４は、例えばレーザを用いて容易かつ安価に形成することができるが、このようにして形成されたスルーホール４は、円錐台状となる。つまり、スルーホール４は、その両端で孔径が異なる。当該多層フレキシブルプリント配線板では、複数のスルーホール４の上記最表層側とは反対側の孔径（上記スルーホール４の裏面側の孔径で、図２のＤ２）が、最表層側の孔径Ｄ１（以下、「表面側の孔径Ｄ１」ともいう）よりも小さいことが好ましい。上述のようにスルーホール４の最表層側が導電層２により塞がることを抑止するためには、上記スルーホール４の表面側の孔径Ｄ１は上記下限超とする必要があるが、上記スルーホール４の裏面側の孔径Ｄ２にはこのような制約はなく、上記下限以下とすることも可能である。従って、このように上記スルーホール４の裏面側の孔径Ｄ２を表面側の孔径Ｄ１よりも小さくすることで、上記スルーホール４の最表層側が導電層２により塞がってしまうことを防止しつつ、さらに実装密度を高めることができる。

上記スルーホール４の裏面側の孔径Ｄ２の下限としては、８μｍが好ましく、９μｍがより好ましい。一方、上記スルーホール４の裏面側の孔径Ｄ２の上限としては、２０μｍが好ましく、１８μｍがより好ましい。上記スルーホール４の裏面側の孔径Ｄ２が上記下限未満であると、ベースフィルム１の表面側の導電層２と裏面側の導電層２とのスルーホール４を介した電気的接続が不十分となるおそれがある。逆に、上記スルーホール４の裏面側の孔径Ｄ２が上記上限を超えると、表面側の孔径Ｄ１はこの裏面側の孔径Ｄ２よりさらに大きくなるため、高密度実装の要求に反するおそれがある。

上記複数のスルーホール４の上記最表側の孔径Ｄ１に対する上記最表層側とは反対側の孔径Ｄ２の比（Ｄ２／Ｄ１）の下限としては、０．４が好ましく、０．４５がより好ましい。一方、上記Ｄ２／Ｄ１の上限としては、０．８が好ましく、０．７５がより好ましい。上記Ｄ２／Ｄ１が上記下限未満であると、スルーホール４の裏面側の孔径Ｄ２が小さくなりベースフィルム１の表面側の導電層２と裏面側の導電層２とのスルーホール４を介した電気的接続が不十分となるか、表面側の孔径Ｄ１が大きくなり過ぎ高密度実装の要求に反するかのいずれかとなるおそれがある。逆に、上記Ｄ２／Ｄ１が上記上限を超えると、上記スルーホール４を例えばレーザを用いて形成することが困難となり、製造コストが上昇するおそれがある。

［多層フレキシブルプリント配線板の製造方法］
本発明の別の一態様に係る多層フレキシブルプリント配線板の製造方法は、図１及び図２に示す絶縁性を有するベースフィルム１と導電層２とを交互に備え、一方の面側の最表層が導電層２である多層フレキシブルプリント配線板の製造方法である。当該多層フレキシブルプリント配線板の製造方法は、図３に示すように、ベースフィルム１の少なくとも一方の面に導電層２が積層された複数の基板を準備する工程（基板準備工程Ｓ１）と、上記複数の基板を接着層５を介して積層する工程（積層工程Ｓ２）と、積層工程Ｓ２で得られた積層体の上記最表層側とは反対側の面にカバーレイ６を積層する工程（カバーレイ積層工程Ｓ３）とを備え、上記最表層の導電層２が、複数の電極を有する電子部品を接続するための実装領域３と、実装領域３に配設され、上記最表層の導電層２と接するベースフィルム１を貫通する複数のスルーホール４とを有し、基板準備工程Ｓ１で、上記複数のスルーホール４の上記最表層側の孔径Ｄ１を２０μｍ超４０μｍ以下とする。

当該多層フレキシブルプリント配線板の製造方法では、基板準備工程Ｓ１で、実装領域３に配設されるスルーホール４の最表層側の孔径Ｄ１が上記範囲内となるように複数の基板を準備する。従って、当該多層フレキシブルプリント配線板の製造方法により製造される多層フレキシブルプリント配線板は、高密度実装を維持しつつ、上記スルーホール４の最表層側が導電層２により塞がってしまうことを防止できる。このため、上記多層フレキシブルプリント配線板は、実装領域３のスルーホール４直下に空気が閉じ込められ難くなるため、基板膨れを抑止することができる。

＜基板準備工程＞
基板準備工程Ｓ１では、ベースフィルム１の少なくとも一方の面に導電層２が積層された複数の基板を準備する。

図１及び図２に示す多層フレキシブルプリント配線板を製造する場合であれば、図４に示す第１基板９及び第２基板１０が準備される。ここで、第１基板９は、製造される多層フレキシブルプリント配線板の第１ベースフィルム１ａと、この第１ベースフィルム１ａの一方の面に積層される第１導電層２ａと、この第１ベースフィルム１ａの他方の面に積層される第２導電層２ｂとを有する。また、第２基板１０は製造される多層フレキシブルプリント配線板の第２ベースフィルム１ｂと、この第２ベースフィルム１ｂの一方の面に積層される第３導電層２ｃとを有する。

このような基板は、以下の手順により準備することができる。

まず、ベースフィルム１の一方の面にシード層を形成する。

シード層は、例えば接着剤を用いて箔状の導体をベースフィルム１に接着することにより、あるいは公知の成膜手法により形成できる。導体としては、例えば、銅、銀、金、ニッケル等が挙げられる。接着剤としては、ベースフィルム１に導体を接着できるものであれば特に制限はなく、公知の種々のものを使用することができる。成膜手法としては、例えば蒸着、めっき等が挙げられる。導体層は、ポリイミド接着剤を用いて銅箔をベースフィルム１に接着して形成することが好ましい。

次に、このシード層をパターニングして導電層２を形成する。

シード層のパターニングは、公知の方法、例えばフォトエッチングにより行うことができる。フォトエッチングは、シード層の一方の面に所定のパターンを有するレジスト膜を形成した後に、レジスト膜から露出するシード層をエッチング液で処理し、レジスト膜を除去することにより行われる。

第１基板９のようにベースフィルム１の両面に導電層２が形成されている場合は、上述の手順を、片面ずつ行うとよい。

第１基板９は、多層フレキシブルプリント配線板の最表層となる第１導電層２ａを有し、この第１導電層２ａが複数の電極を有する電子部品を接続するための実装領域３と、実装領域３に配設され、第１導電層２ａと接する第１ベースフィルム１ａを貫通する複数のスルーホール４とを有する。また、第１基板９の第１導電層２ａは、接続端子部分の表面に低融点金属層７ａを有する。

低融点金属層７ａは、例えば公知のめっき処理により第１導電層２ａの表面に積層することができる。また、基板がスルーホール４を有する場合は、以下の手順により形成することができる。

まず、導電層２を積層する前のベースフィルム１に対して、スルーホール４を形成する位置にベースフィルム１を貫通する孔を開ける。この孔開けには、例えば出力３Ｗ以上５Ｗ以下のＵＶレーザ等のレーザを用いることができる。

この貫通孔の第１導電層２ａを積層する面側の孔径（表面側の孔径）は、２０μｍ超であり、２２μｍ超がより好ましい。一方、上記貫通孔の表面側の孔径の上限としては、４０μｍであり、３５μｍがより好ましい。

レーザを用いて孔開けを行う場合、開けられた孔は、レーザを照射する側の孔径が大きい円錐台状となる。このため、レーザの照射は、第１導電層２ａを積層する面側から行うことが好ましい。このようにレーザを照射することで、上記電子部品が接続される側である第１導電層２ａを積層する面側の孔径を、その反対側の面である第２導電層２ｂが積層される面側の孔径よりも大きくすることができる。このように貫通孔を形成することで、製造された多層フレキシブルプリント配線板に電子部品を実装する際の基板膨れを防止しつつ、さらに実装密度を高めることができる。

レーザ照射を第１導電層２ａが積層される側から行う場合、上記貫通孔の第２導電層２ｂが積層される面側の孔径（裏面側の孔径）の下限としては、８μｍが好ましく、９μｍがより好ましい。一方、上記貫通孔の裏面側の孔径の上限としては、２０μｍが好ましく、１８μｍがより好ましい。なお、貫通孔の孔径はレーザの出力や照射時間で調整することができる。

また、上記貫通孔の表面側の孔径に対する上記貫通孔の裏面側の孔径の比の下限としては、０．４が好ましく、０．４５がより好ましい。一方、上記孔径の比の上限としては、０．８が好ましく、０．７５がより好ましい。

次に、上述の手順で第１導電層２ａ及び第２導電層２ｂがベースフィルム１の両面に積層される。このとき、スルーホール４により接続されるべきパターンは、この貫通孔に隣接するように配設される。

第１導電層２ａ及び第２導電層２ｂを形成した後、上記貫通孔の側面と、上記貫通孔に隣接する第１導電層２ａ及び第２導電層２ｂとに、例えばＳｎ等の金属めっきにより導電層２を積層し、第１導電層２ａ及び第２導電層２ｂを電気的に接続するスルーホール４を形成することができる。

＜積層工程＞
積層工程Ｓ２では、上記複数の基板を接着層５を介して積層する。

図１及び図２に示す多層フレキシブルプリント配線板を製造する場合であれば、第１基板９又は第２基板１０あるいはその両方の接着面に接着剤を塗布し、貼り合わせることで第１基板９及び第２基板１０を積層する。

接着剤を使用した基板の接着は、通常、熱圧着により行うことができる。熱圧着する際の温度及び圧力は、使用する接着剤の種類や組成等に応じて適宜決定すればよい。

＜カバーレイ積層工程＞
カバーレイ積層工程Ｓ３では、積層工程Ｓ２で得られた積層体の上記最表層側とは反対側の面にカバーレイ６を積層する。この工程は、積層工程Ｓ２と同様にして行うことができる。

［接続体］
図５及び図６に示す接続体は、本発明の多層フレキシブルプリント配線板１１と、電子部品１２との接続体である。電子部品１２は、基板１３と、基板１３に積層され、多層フレキシブルプリント配線板１１の複数の接続端子７に電気的に接続される複数の電極１４を有する。また、当該多層フレキシブルプリント配線板１１の接続端子７及び電子部品１２の電極１４は、当該多層フレキシブルプリント配線板１１の低融点金属層に由来する合金で接合されており、詳細には当該接続体は、共晶合金接合される接合部１５を有する。

当該接続体は、本発明の多層フレキシブルプリント配線板１１を有するので、その製造時に基板膨れが発生することを抑止できる。また、本発明の多層フレキシブルプリント配線板１１の接続端子７及び電子部品１２の電極１４が合金で接合されているので、接続端子７及び電極１４間の接合強度が十分に高い。

＜多層フレキシブルプリント配線板＞
多層フレキシブルプリント配線板１１は、図１及び図２に示す多層フレキシブルプリント配線板と、低融点金属層７ａを除き同様に構成できる。同様に構成できる部分には、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

＜電子部品＞
電子部品１２は、例えばＩＣチップ等の半導体チップである。電極１４は、当該多層フレキシブルプリント配線板１１の接続端子７と外面同士が突き合わせられるように、当該多層フレキシブルプリント配線板１１の接続端子７と平面視略同一形状かつ同一間隔で配設されている。

基板１３の材質としては、特に限定されるものではなく、ガラスエポキシ等のリジッド材や、合成樹脂等の軟質材が挙げられる。中でも、熱プレス時の圧力の均一化を図りやすいリジッド材が好ましい。

また、電極１４の主成分としては、例えば金、銀、錫、ニッケル等の金属が挙げられ、中でも当該多層フレキシブルプリント配線板１１の接続端子７とＡｕ−Ｓｎ共晶接合により容易かつ確実に接合可能な金（Ａｕ）が好ましい。なお、当該多層フレキシブルプリント配線板１１の接続端子７とＡｕ−Ｓｎ共晶接合可能な電子部品１２の電極１４の構成として、例えば電極本体の外面に金めっき層が積層された構成を採用することもできる。

＜接合部＞
接合部１５は、例えばＡｕ−Ｓｎ共晶合金によって形成される。接合部１５は、当該多層フレキシブルプリント配線板１１の接続端子７を構成する第１導電層２ａ及び電子部品１２の電極１４を接続する。

また、接合部１５は、図６に示すように第１導電層２ａの厚さ方向基端側から先端側に向けて、かつ電子部品１２の電極１４の厚さ方向基端側から先端側に向けて徐々に拡幅しており、第１導電層２ａ及び電極１４の中間位置で幅が最も大きくなっている。

接合部１５がＡｕ−Ｓｎ共晶合金によって形成される場合、接合部１５におけるＡｕの含有量としては例えば５０質量％以上９５質量％以下とすることができ、６０％質量％以上９３質量％以下がより好ましい。また、この場合、接合部１５におけるＳｎの含有量としては、５質量％以上５０質量％以下が好ましく、７質量％以上４０質量％以下がより好ましい。

また、接合部１５がＡｕ−Ｓｎ共晶合金によって形成される場合、後述する熱プレス時に電子部品１２の電極１４の外面側の一部が溶融し、この外面側に含まれるＡｕが低融点金属層７ａに含まれるＳｎと共晶合金を形成する。これにより、当該接続体にあっては、電子部品１２の電極１４の外面は厚さ方向先端側に向かって凸なアーチ状に形成される。さらに、当該接続体にあっては、熱プレス時に当該多層フレキシブルプリント配線板１１の第１導電層２ａの外面側の一部が溶融し、第１導電層２ａの外面が厚さ方向先端側に向かって凸なアーチ状に形成される。

［接続体の製造方法］
本発明の一態様に係る接続体の製造方法は、本発明の多層フレキシブルプリント配線板１１と、当該多層フレキシブルプリント配線板１１の複数の接続端子７に電気的に接続される複数の電極１４を有する電子部品１２との接続体の製造方法である。当該接続体の製造方法は、多層フレキシブルプリント配線板１１及び電子部品１２を熱プレスする工程を備える。

当該接続体の製造方法では、本発明の多層フレキシブルプリント配線板１１を用いるので、熱プレス時に基板膨れが発生することを抑止できる。また、当該接続体の製造方法では、熱プレスにより接続端子７表面の低融点金属層７ａが電子部品１２の電極１４と合金化して接合されるので、接続端子７及び電極１４間の接合強度が十分に高い。

＜熱プレス工程＞
熱プレス工程では、図７に示すように、当該多層フレキシブルプリント配線板１１の接続端子７及び電子部品１２の電極１４の外面同士を対向させた状態で、当該多層フレキシブルプリント配線板１１を電子部品１２と熱プレスする。上記熱プレス工程によって、当該多層フレキシブルプリント配線板１１の低融点金属層７ａ及び電子部品１２の電極１４の外面側の一部が溶融し、例えばＡｕ−Ｓｎ共晶接合によって接続端子７及び電子部品１２が合金で接合される。これにより、図５に示すように、例えばＡｕ−Ｓｎ共晶合金によって形成され、当該多層フレキシブルプリント配線板１１の接続端子７及び電子部品１２の電極１４を接合する接合部１５を有する当該接続体が製造される。

上記熱プレス工程における熱プレス温度の下限としては、２５０℃が好ましく、２７０℃がより好ましい。一方、上記熱プレス温度の上限としては、５００℃が好ましく、４７０℃がより好ましい。上記熱プレス温度が上記下限未満であると、接続端子７と電極１４との接合強度が不十分となるおそれがある。逆に、上記熱プレス温度が上記上限を超えると、上記熱プレス温度が不要に高くなり、製造される接続体が劣化するおそれがある。

上記熱プレス工程における圧力の下限としては、５０ＭＰａが好ましく、７０ＭＰａがより好ましい。一方、上記圧力の上限としては、２００ＭＰａが好ましく、１６０ＭＰａがより好ましい。上記圧力が上記下限未満であると、接続端子７と電極１４との接合強度が不十分となるおそれがある。逆に、上記圧力が上記上限を超えると、製造される接続体が劣化するおそれがある。ここで、上記圧力は、印加した荷重を接続端子７と電極１４との接触面積で除した値を指す。

上記熱プレス工程における熱プレス時間の下限としては、０．２秒が好ましく、０．４秒がより好ましい。一方、上記熱プレス時間の上限としては、２０秒が好ましく、１０秒がより好ましい。上記熱プレス時間が上記下限未満であると、接続端子７と電極１４との接合強度が不十分となるおそれがある。逆に、上記熱プレス時間が上記上限を超えると、接続体の生産効率が低下するおそれや製造される接続体が劣化するおそれがある。

［その他の実施形態］
以上開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、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及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

上記実施形態では、２層のベースフィルムと３層の導電層とを有する多層フレキシブルプリント配線板を例に説明したが、多層フレキシブルプリント配線板はこの構成に限定されず、多層フレキシブルプリント配線板はさらに多くのベースフィルム及び導電層を有してもよい。

上記実施形態では、多層フレキシブルプリント配線板の一方の面のみが実装領域を有する場合を説明したが、多層フレキシブルプリント配線板は、両方の面に実装領域を有してもよい。

上記実施形態では、多層フレキシブルプリント配線板の他方の面（実装領域を有する第１導電層とは反対側の面）にカバーレイを有する場合を説明したが、カバーレイは必須の構成要素ではなく、省略可能である。

また、カバーレイは多層フレキシブルプリント配線板の両面に積層されていてもよい。この場合、実装領域にはカバーレイは積層されない。実装領域にカバーレイを積層しない方法としては、カバーレイを全面に積層した後に実装領域のカバーレイを除去する方法や、実装領域に対応する部分に予め開口を設けたカバーレイを積層する方法等を挙げることができる。

当該接続体における電子部品は、当該多層フレキシブルプリント配線板の接続端子と電気的に接続される電極を有する限り、その具体的構成は上述の実施形態の構成に限定されるものではない。

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

［Ｎｏ．１］
（多層フレキシブルプリント配線板）
ポリイミドを主成分とする平均厚さ２５μｍの第１ベースフィルムを用意し、この第１ベースフィルムの一方の面に銅箔製の平面視直線状の接続端子を平均ピッチ６０μｍで並列に積層した。続いてこの接続端子にＳｎを主成分とする電気めっきによって平均厚さ０．５μｍの低融点金属層を積層し、平均幅２０μｍ、平均厚さ１０μｍの複数の接続端子を形成した。さらに、一端が上記接続端子へ接続する配線と、この配線の他端側に配設されるスルーホールを形成し、上記第１ベースフィルムの裏面側へ配線を導いた。このスルーホールの孔径は、表面側を２５μｍ、裏面側を１８μｍとした。さらに、上記第１ベースフィルムの裏面側に平均厚さ５０μｍの接着層を介してポリイミドを主成分とする平均厚さ２５μｍの第２ベースフィルムを積層し、その裏面側に導電層を設けた。

（電子部品）
シリコンを主成分とする平均厚さ２００μｍの基板の表面に、平均厚さ３０μｍ、かつ上記フレキシブルプリント配線板の電極と同一幅の金箔製の電極を上記フレキシブルプリント配線板の電極と同一ピッチで並列に積層し、電子部品を模した試験材を製造した。

（接続体）
上記多層フレキシブルプリント配線板及び電子部品をプレス温度４００℃、圧力８０ＭＰａ、プレス時間５秒の条件で熱プレスし、Ｎｏ．１の接続体を製造した。

［Ｎｏ．２〜Ｎｏ．１８］
接続端子の形状、スルーホールの孔径及びプレス条件を表１に示す条件とした以外は、Ｎｏ．１と同様にしてＮｏ．２〜Ｎｏ．１８の接続体を製造した。

＜評価＞
Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１８の接続体について、接合部の合金組成、接合部の強度及び接続信頼性について評価を行った。

（接合部の合金組成）
接合部の合金組成は、ＳＥＭ−ＥＤＸ（走査型電子顕微鏡−エネルギー分散型Ｘ線分光法）によって測定した。評価結果を表１に示す。なお、表１で「未共晶」とあるのは、Ａｕ−Ｓｎ共晶合金接合が形成されていないことを意味する。

（接合部の強度）
接合部の強度は、電子部品を多層フレキシブルプリント配線板から引き剥がし、剥離部分を目視にて観察し、以下の判定基準で評価した。評価結果を表１に示す。
Ａ：多層フレキシブルプリント配線板及び電子部品の接続部分で破壊されていない。
Ｂ：多層フレキシブルプリント配線板及び電子部品の接続部分で破壊されている。

（接続信頼性）
接合部及びスルーホール部それぞれについて、１２５℃及び−４０℃間のヒートサイクル試験を１０００サイクル行い、試験前の抵抗値に対する抵抗値の変化率を測定し、以下の判定基準で判定した。評価結果を表１に示す。
Ａ：抵抗値の変化率が１０％以下であり、接続信頼性に優れる。
Ｂ：抵抗値の変化率が１０％超であり、接続信頼性に劣る。

表１から、表面側のスルーホール孔径が２０μｍ超４０μｍ以下であるＮｏ．１〜Ｎｏ．１６の接続体では、裏面側のスルーホール孔径によらずスルーホール部が信頼性に優れるのに対し、表面側のスルーホール孔径が２０μｍ以下であるＮｏ．１７及びＮｏ．１８の接続体では、スルーホール部が信頼性に劣ることが分かる。表面側のスルーホール孔径が２０μｍ以下であるＮｏ．１７及びＮｏ．１８の接続体では、実装領域のスルーホール直下に閉じ込められた空気が、電子部品実装時の熱により膨張し、基板膨れを発生させたため、スルーホール部の信頼性が低下したと考えられる。つまり、表面側のスルーホール孔径を２０μｍ超４０μｍ以下とすることで、基板膨れを抑止することができると結論できる。

さらに詳細に見ると、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１２の接続体は、Ｎｏ．１３及びＮｏ．１４の接続体に比べ、接合部の強度及び信頼性に優れる。Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１２の接続体では、接合部のＡｕの割合が高く、多層フレキシブルプリント配線板の接続端子及び電子部品の電極が低融点金属層由来の合金で接合されていることが分かる。つまり、多層フレキシブルプリント配線板の接続端子及び電子部品の電極を合金で接合することで、接続端子及び電極間の接合強度及び信頼性を高められると結論できる。

以上のように、本発明の多層フレキシブルプリント配線板及び多層フレキシブルプリント配線板の製法方法により製造された多層フレキシブルプリント配線板は、電子部品の実装領域で、表面が厚さ方向に膨れあがる基板膨れが発生し難い。

１ ベースフィルム
１ａ 第１ベースフィルム
１ｂ 第２ベースフィルム
２ 導電層
２ａ 第１導電層
２ｂ 第２導電層
２ｃ 第３導電層
３ 実装領域
４ スルーホール
５ 接着層
６ カバーレイ
７ 接続端子
７ａ 低融点金属層
８ 配線
９ 第１基板
１０ 第２基板
１１ 多層フレキシブルプリント配線板
１２ 電子部品
１３ 基板
１４ 電極
１５ 接合部

Claims (8)

1. 絶縁性を有するベースフィルムと導電層とを交互に備え、少なくとも一方の面側の最表層が導電層である多層フレキシブルプリント配線板であって、
   上記最表層の導電層が、
   複数の電極を有する電子部品を接続するための実装領域と、
   上記実装領域に配設され、少なくとも上記最表層の導電層と接するベースフィルムを貫通する複数のスルーホールと
   を有し、
   上記複数のスルーホールの上記最表層側の孔径が２０μｍ超４０μｍ以下である多層フレキシブルプリント配線板。
2. 上記複数のスルーホールの上記最表層側とは反対側の孔径が８μｍ以上２０μｍ以下である請求項１に記載の多層フレキシブルプリント配線板。
3. 上記複数のスルーホールの上記最表側の孔径に対する上記最表層側とは反対側の孔径の比が０．４以上０．８以下である請求項１又は請求項２に記載の多層フレキシブルプリント配線板。
4. 上記最表層の導電層が、上記実装領域に上記電子部品の電極と接続するための複数の接続端子を有し、
   上記複数の接続端子中心間の最短距離が、２５μｍ以上６０μｍ以下である請求項１、請求項２又は請求項３に記載の多層フレキシブルプリント配線板。
5. 上記最表層の導電層の接続端子部分が、表面に低融点金属層を有する請求項４に記載の多層フレキシブルプリント配線板。
6. 絶縁性を有するベースフィルムと導電層とを交互に備え、少なくとも一方の面側の最表層が導電層である多層フレキシブルプリント配線板の製造方法であって、
   ベースフィルムの少なくとも一方の面に導電層が積層された複数の基板を準備する工程と、
   上記複数の基板を、接着層を介して積層する工程と
   を備え、
   上記最表層の導電層が、
   複数の電極を有する電子部品を接続するための実装領域と、
   上記実装領域に配設され、少なくとも上記最表層の導電層と接するベースフィルムを貫通する複数のスルーホールと
   を有し、
   上記基板準備工程で、上記複数のスルーホールの上記最表層側の孔径を２０μｍ超４０μｍ以下とする多層フレキシブルプリント配線板の製造方法。
7. 請求項５に記載の多層フレキシブルプリント配線板と、上記複数の接続端子に電気的に接続される複数の電極を有する電子部品との接続体であって、
   上記多層フレキシブルプリント配線板の接続端子及び上記電子部品の電極が上記低融点金属層由来の合金で接合されている接続体。
8. 請求項５に記載の多層フレキシブルプリント配線板と、上記複数の接続端子に電気的に接続される複数の電極を有する電子部品との接続体の製造方法であって、
   上記多層フレキシブルプリント配線板及び電子部品を熱プレスする工程を備える接続体の製造方法。

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