JP2023109405A - 長尺基板の製造方法、プリント配線板の製造方法、長尺プリント配線板の製造方法、及び、長尺プリント配線板 - Google Patents

長尺基板の製造方法、プリント配線板の製造方法、長尺プリント配線板の製造方法、及び、長尺プリント配線板 Download PDF

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健亮 開
Kensuke Kai
秀樹 荒井
Hideki Arai
秀之 藤浪
Hideyuki Fujinami
俊彦 小原
Toshihiko Obara
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Abstract

【課題】低コスト化を図ることができると共に、電気的な接続信頼性を確保することが可能な長尺基板の製造方法を提供する。【解決手段】長尺基板1の製造方法は、第1の基材21と第1の基材上に配置された第1の金属層22aとを備えた第1の基板20と、第2の基材31と第2の基材上に配置された第2の金属層32aとを備えた第2の基板30と、第3の金属層42と第3の金属層上に配置された接着材層41とを備えた金属テープ4と、を準備する第1の工程と、第1の金属層22aに接着材層41を接着すると共に、第2の金属層32aにも接着材層41を接着することで、第1及び第2の基板20,30を連結する第2の工程と、メッシュ形状の押圧部123を備えた押圧体120によって、金属テープ4を第3の金属層42側から第1及び第2の金属層側22a,32aに向かって押圧する第3の工程と、を備える。【選択図】図3

Description

本発明は、長尺基板の製造方法、プリント配線板の製造方法、長尺プリント配線板の製造方法、及び、長尺プリント配線板に関するものである。
銅ポリイミド基板などの金属化長尺樹脂フィルム基板を連続的に製造するために、金属膜付長尺樹脂フィルムをロールにより長手方向に搬送しながら、めっき液槽に浸漬させてめっき処理を施している(例えば特許文献1(段落[0021]、[0030]~[0040]、図1)参照)。このめっき処理では、めっき液槽において金属膜付長尺樹脂フィルムの金属膜とアノードとを対向させ、当該金属膜に給電ロールから電力を給電して電解めっきを行っている。
上記の金属膜付長尺樹脂フィルムは、導電性テープにより、他の金属膜付長尺樹脂フィルムと電気的および機械的に接続されている。この導電性テープは、金属膜同士を電気的に接続するために、導電性を有する粘着部分と金属箔とから構成されている(例えば特許文献1(段落[0049])参照)。
特開2010-168597号公報
しかしながら、導電性の粘着部分を有する導電性テープはコストが高い、という問題がある。また、導電性テープの粘着部分と金属膜との電気的な接続不良が生じることにより、金属膜に給電される電力が小さくなり、めっき厚が薄くなってしまう場合がある、という問題がある。
本発明が解決しようとする課題は、低コスト化を図ることができると共に、電気的な接続信頼性を確保することが可能な長尺基板の製造方法、プリント配線板の製造方法、長尺プリント配線板の製造方法、及び、長尺プリント配線板を提供することである。
[1]本発明に係る長尺基板の製造方法は、第1の基材と前記第1の基材上に配置された第1の金属層とを備えた第1の基板と、第2の基材と前記第2の基材上に配置された第2の金属層とを備えた第2の基板と、第3の金属層と前記第3の金属層上に配置された接着材層とを備えた金属テープと、を準備する第1の工程と、前記第1の金属層に前記接着材層を接着すると共に、前記第2の金属層にも前記接着材層を接着することで、前記第1及び第2の基板を連結する第2の工程と、メッシュ形状の押圧部を備えた押圧体によって、前記金属テープを前記第3の金属層側から前記第1及び第2の金属層側に向かって押圧する第3の工程と、を備える長尺基板の製造方法である。
[2]上記発明において、前記押圧部は、複数の金属線を編むことにより形成されていてもよい。
[3]上記発明において、前記接着材層を構成する材料は、熱硬化性樹脂であり、前記第3の工程は、前記押圧部を加熱しながら、前記押圧部により前記金属テープを押圧することを含んでいてもよい。
[4]上記発明において、下記(1)及び(2)式を満たしていてもよい。
≧W … (1)
≧W … (2)
但し、上記(1)及び(2)式において、Wは前記押圧部の幅であり、Wは前記第1の金属層の幅であり、Wは前記第2の金属層の幅である。
[5]本発明に係るプリント配線板の製造方法は、上記の長尺基板の製造方法により製造された長尺基板の前記第1及び第2の金属層をめっき処理する第4の工程と、前記めっき処理後の前記第1の金属層から第1の配線パターンを形成すると共に、前記めっき処理後の前記第2の金属層から第2の配線パターンを形成する第5の工程と、を備えるプリント配線板の製造方法である。
[6]本発明に係る長尺プリント配線板の製造方法は、第1の基材と前記第1の基材上に配置された第1の配線パターンとを備えた第1のプリント配線板と、第2の基材と前記第2の基材上に配置された第2の配線パターンとを備えた第2のプリント配線板と、第3の金属層と前記第3の金属層上に配置された接着材層とを備えた金属テープと、を準備する第1の工程と、前記第1の配線パターンに前記接着材層を接着すると共に、前記第2の配線パターンにも前記接着材層を接着することで、前記第1及び第2のプリント配線板を連結する第2の工程と、メッシュ形状の押圧部を備えた押圧体によって、前記金属テープを前記第3の金属層側から前記第1及び第2の配線パターン側に向かって押圧する第3の工程と、を備える長尺プリント配線板の製造方法である。
[7]上記発明において、前記押圧部は、複数の金属線を編むことにより形成されていてもよい。
[8]上記発明において、前記接着材層を構成する材料は、熱硬化性樹脂であり、前記第3の工程は、前記押圧部を加熱しながら、前記押圧部により前記金属テープを押圧することを含んでいてもよい。
[9]上記発明において、下記(3)及び(4)式を満たしていてもよい。
≧W … (3)
≧W … (4)
但し、上記(3)及び(4)式において、Wは前記押圧部の幅であり、Wは前記第1の配線パターンの幅であり、Wは前記第2の配線パターンの幅である。
[10]上記発明において、前記第3の金属層は、第3の配線パターンを含み、前記第2の工程は、前記第3の配線パターンを前記接着材層を介して前記第1の配線パターンに接着することと、前記第3の配線パターンを前記接着材層を介して前記第2の配線パターンに接着することと、を含んでいてもよい。
[11]本発明に係る長尺プリント配線板は、第1の基材と前記第1の基材上に配置されていると共に、線状に延在している第1の配線パターンとを備えた第1のプリント配線板と、第2の基材と前記第2の基材上に配置されていると共に、線状に延在している第2の配線パターンとを備えた第2のプリント配線板と、第3の金属層と前記第3の金属層上に配置された接着材層とを備えた金属テープと、を備え、前記第3の金属層は、前記第1の配線パターンに向かって突出するように凹んでいることにより、前記接着材層を貫通して前記第1の配線パターンに接触する複数の第1の接触部と、前記第2の配線パターンに向かって突出するように凹んでいることにより、前記接着材層を貫通して前記第2の配線パターンに接触する複数の第2の接触部と、を含んでいる長尺プリント配線板である。
[12]上記発明において、前記複数の第1及び第2の接触部は、前記第3の配線パターンに形成されていてもよい。
[13]上記発明において、前記複数の第1の接触部は、前記第3の金属層において規則的に配置されており、前記複数の第2の接触部は、前記第3の金属層において規則的に配置されていてもよい。
本発明に係る長尺基板の製造方法及びプリント配線板の製造方法は、押圧部によって、金属テープの第3の金属層を第1及び第2の金属層に直接接触させるので、接着材層が導電性を有していない金属テープを用いることができ、低コスト化を図ることができる。
さらに、本発明に係る長尺基板の製造方法及びプリント配線板の製造方法は、押圧部のメッシュの交点により、金属テープの第3の金属層と第1及び第2の金属層とが直接接触する接点を複数形成することができるので、基板間の電気的な接続信頼性を確保できる。
また、本発明に係る長尺プリント配線板の製造方法及び長尺プリント配線板は、押圧部によって、金属テープの第3の金属層を第1及び第2の配線パターンに直接接触させるので、接着材層が導電性を有していない金属テープを用いることができ、低コスト化を図ることができる。
さらに、本発明に係る長尺プリント配線板の製造方法及び長尺プリント配線板は、押圧部のメッシュの交点により、金属テープの第3の金属層と第1及び第2の配線パターンとが直接接触する接点を複数形成することができるので、プリント配線板間の電気的な接続信頼性を確保できる。
図1(a)は、本発明の第1実施形態における長尺基板の一例を示す平面図であり、図1(b)は、図1(a)のIb部の拡大平面図であり、図1(c)は、図1(b)のIc-Ic線に沿った断面図である。 図2(a)~図2(g)は、本発明の第1実施形態におけるプリント配線板の製造方法の一例を示す断面図である。 図3(a)は、本発明の第1実施形態におけるプリント配線板の製造方法の第3の工程において押圧体が金属テープを押圧する前の状態を示す断面図であり、図3(b)は、押圧体が金属テープを押圧している状態を示す断面図である。 図4(a)は、本発明の第1実施形態におけるプリント配線板の製造方法の第3の工程で使用される押圧装置を上方から見た平面図であり、図4(b)は、当該押圧装置の押圧体を下方から見た拡大裏面図である。 図5は、本発明の第1実施形態におけるプリント配線板の製造方法の第4の工程で使用されるめっき装置の一例を示す断面図である。 図6(a)は、本発明の第2実施形態における長尺プリント配線板の製造方法により作製された長尺プリント配線板の一例を示す平面図であり、図6(b)は、図6(a)のVIb部の拡大平面図であり、図6(c)は、図6(b)のVIc-VIc線に沿った断面図である。 図7は、本発明の実施形態における長尺プリント配線板の製造方法の一例を示す断面図である。 図8は、本発明の第2実施形態における長尺プリント配線板の変形例を示す平面図である。
≪第1実施形態≫
以下、本発明のプリント配線板の製造方法を図面に基づいて説明する。第1実施形態におけるプリント配線板の製造方法では、長尺基板を製造してから、製造した長尺基板を使用して複数のプリント配線板(FPC)を製造する。よって、最初に、第1実施形態において製造される長尺基板について説明する。
図1(a)は、本発明の第1実施形態における長尺基板の一例を示す平面図であり、図1(b)は、図1(a)のIb部の拡大平面図であり、図1(c)は、図1(b)のIc-Ic線に沿った断面図である。
第1実施形態における長尺基板1は、プリント配線板に加工される材料基板である。図1(a)に示すように、この長尺基板1は、ロールトゥロール方式の装置による連続的な処理に対応できるように、長尺の帯形状を有している。
この長尺基板1は、複数の第1の基板20と、複数の第2の基板30と、複数の金属テープ4と、を備えている。長尺基板1において、第1の基板20と第2の基板30は、当該第1及び第2の基板20,30の長手方向(図中のX方向)に沿って交互に並べられており、図1(b)に示すように、金属テープ4を介して互いに連結されている。
本実施形態における第1の基板20は、矩形の平面形状を有する銅張積層板(CCL)である。図1(c)に示すように、この第1の基板20は、第1の基材21と、第1の金属層22a,22bと、を有している。第1の基材21は、可撓性及び絶縁性を有する樹脂フィルムである。この樹脂フィルムとしては、特に限定されないが、ポリイミドフィルム等を例示することができる。
第1の基材21の両面に第1の金属層22a,22bがそれぞれ配置されている。第1の金属層22aは、第1の基材21の上面の全体を覆っていると共に、第1の金属層22bは、第1の基材21の下面の全体を覆っている。なお、この金属層が、特定のパターン形状を有するものであってもよい。
本実施形態における第1の金属層22a,22bは、特に限定されないが、銅膜である。この第1の金属層22a,22bは、特に限定されないが、第1の基材21に銅箔を貼り付けることで形成できる。なお、上記のようなラミネート法ではなく、金属箔にポリイミド等のワニスを塗布して硬化させるキャスト法を用いて銅張積層板を製造してもよい。或いは、真空蒸着法、スパッタリング法、又は、化学的気相成長法等の真空成膜法により第1の金属層22a,22bを形成してもよい。なお、第1の金属層22a,22bは、銅以外の金属であってもよく、例えば、ニッケル、クロム、又は、ニッケル-クロム合金等であってもよい。また、第1の金属層22a,22bは、多層構造を有していてもよく、例えば、ニッケル膜等の上に銅膜が形成された構造を有していてもよい。
本実施形態における第2の基板30も、矩形の平面形状を有する銅張積層板(CCL)である。図1(c)に示すように、この第2の基板30は、第2の基材31と、第2の金属層32a,32bと、を有している。第2の基材31は、可撓性及び絶縁性を有する樹脂フィルムである。この樹脂フィルムとしても、特に限定されないが、ポリイミドフィルム等を例示することができる。
第2の基材31の両面に第2の金属層32a,32bがそれぞれ配置されている。この第2の金属層32aは、第2の基材31の上面の全体を覆っていると共に、第2の金属層32bは、第2の基材31の下面の全体を覆っている。なお、この金属層が、特定のパターン形状を有するものであってもよい。
本実施形態における第2の金属層32a,32bも、特に限定されないが、銅膜である。この第2の金属層32a,32bも、接着材などを介して第2の基材31に銅箔を貼り付けることで形成できる。或いは、上述の真空成膜法等により形成することができる。なお、第2の金属層32a,32bも、上述のような銅以外の金属であってよいし、多層構造を有していてもよい。
また、第1実施形態における第1の基板20及び第2の基板30は、両面CCLであるがこれに限定されず、片面CCLであってもよい。或いは、第1の基板20及び第2の基板30は、多層基板であってもよい。この多層基板は、両面CCLと片面CCLとを接着剤で貼り付けて積層することにより製造できる。多層基板の層数は、特に限定されず、2層以上であればよい。
本実施形態における金属テープ4は、第1の基板20の一方の端部2aに貼り付けられていると共に、第2の基板30の他方の端部3aに貼り付けられている。図1(b)に示すように、この金属テープ4は、第1の基材21の幅方向(図中のY方向)に沿って端部2aの全体を覆っていると共に、第2の基材31の幅方向(図中のY方向)に沿って端部3aの全体も覆っている。なお、金属テープ4は、接続信頼性を向上させるために端部2a,3aの全体を覆っていることが好ましいが、端部2a,3aの一部のみを覆っていてもよい。
図1(c)に示すように、この金属テープ4は、接着材層41と、第3の金属層42と、を有している。接着材層41は、第3の金属層42の下面に配置されており、第1の金属層22a及び第2の金属層32aに接着されている。これにより、第1の基板20と第2の基板30とが連結されている。接着材層41は、特に限定されないが、導電性を有しない接着材料から構成されており、例えば、熱硬化性樹脂から構成されている。この熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ビニル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、又は、ポリイミド樹脂等を例示することができる。
接着材層41を介して、第3の金属層42が第1の金属層22a及び第2の金属層32aに接着されている。本実施形態における第3の金属層42は、特に限定されないが、銅膜である。なお、この金属膜を構成する材料としては、銅以外の金属であってもよい。
図1(b)及び図1(c)に示すように、第3の金属層42は、第1の金属層22aと接触する複数の第1の接触部421と、第2の金属層32aと接触する複数の第2の接触部422と、を有している。
図1(c)に示すように、第3の金属層42が下方に向かって押圧されることで、第1の接触部421が形成されている。第1の接触部421は第1の金属層22aに向かって突出しており、第3の金属層42の上面において当該第1の接触部421に対応する部分は、第1の金属層22a側に向かって凹んでいる。この第1の接触部421は、接着材層41を貫通して、第1の金属層22aと直接接触している。図1(b)に示すように、複数の第1の接触部421は、幅方向(図中のY方向)に沿って略等間隔に並ぶように配置されていると共に、長手方向(図中のX方向)に沿って略等間隔に並ぶように配置されている。
図1(c)に示すように、第3の金属層42が下方に向かって押圧されることで、第2の接触部422も形成されている。第2の接触部422は第2の金属層32aに向かって突出しており、第3の金属層42の上面において当該第2の接触部422に対応する部分は、第2の金属層32a側に向かって凹んでいる。この第2の接触部422は、接着材層41を貫通して第2の金属層32aと直接接触している。図1(b)に示すように、複数の第2の接触部422も、幅方向に沿って略等間隔に並ぶように配置されていると共に、長手方向に沿って略等間隔に並ぶように配置されている。
このように、複数の第1の接触部421と第1の金属層22aとが直接接触していると共に、複数の第2の接触部422と第2の金属層32aとが直接接触していることにより、第1の金属層22aと第2の金属層32aとが第3の金属層42を介して電気的に接続されている。
なお、図1(b)及び図1(c)では、説明の便宜上、第1及び第2の接触部421,422を2列15行で図示しているが、実際には、後述するように、第3の金属層42を押圧する押圧部のメッシュの交点に対応した個数や配列を有している。
また、第1実施形態では、第1及び第2の基板20,30の片面のみに金属テープ4を貼り付けているがこれに限定されない。接着強度を高めるために、第1及び第2の基板20,30の両面に金属テープ4を貼り付けてもよい。
次に、第1実施形態におけるプリント配線板の製造方法を図2を参照しながら説明する。図2は、第1実施形態におけるプリント配線板の製造方法の一例を示す断面図である。
第1実施形態におけるプリント配線板の製造方法は、上述の長尺基板1を製造し、製造した長尺基板1を材料基板として用いる。本実施形態では、図2(a)~図2(c)に示す工程が、長尺基板1の製造方法である。
まず、図2(a)に示すように、第1の基板20と、第2の基板30と、金属テープ4と、を準備する(第1の工程)。次に、図2(b)に示すように、第1の金属層22aに接着材層41を接着すると共に、第2の金属層32aにも接着材層41を接着することで、第1及び第2の基板20,30を連結する(第2の工程)。本実施形態における接着材層41は、上述の通り、熱硬化性樹脂である。この第2の工程では、接着材層41を、接着材層41の接着力が発現する程度の低い温度まで加熱している。このように、低い温度までしか熱を印加していないので、接着材層41は不完全に熱硬化している状態となっている。また、第2の工程における第3の金属層42は、この接着材層41によって第1及び第2の金属層22a,32aから電気的に絶縁されている。
次に、図2(c)に示すように、押圧体によって、金属テープ4を第3の金属層42側から第1及び第2の金属層22a,32a側に向かって押圧する(第3の工程)。
この第3の工程にて使用される押圧装置について、図3及び図4を参照して説明する。図3(a)は、第1実施形態におけるプリント配線板の製造方法の第3の工程において押圧体が金属テープを押圧する前の状態を示す断面図であり、図3(b)は、押圧体が金属テープを押圧している状態を示す断面図である。図4(a)は、第1実施形態におけるプリント配線板の製造方法の第3の工程で使用される押圧装置を上方から見た平面図であり、図4(b)は、当該押圧装置の押圧体を下方から見た拡大裏面図である。
図3(a)に示すように、押圧装置100は、載置台110と、押圧体120と、を備えている。載置台110には、金属テープ4によって仮留めされた第1の基板20及び第2の基板30が載置される。載置台110は、特に図示しないが、第1の基板20及び第2の基板30を長手方向に搬送可能な搬送機構を有していてもよい。この搬送機構の具体例としては、例えば、コンベア等を例示できる。
押圧体120は、金属テープ4を押圧して上述の第1及び第2の接触部421,422を形成することで、第3の金属層42と第1及び第2の金属層22a,32aとを電気的に接続する。また、第1実施形態の押圧体120は、金属テープ4の接着材層41に熱を印加して硬化させる。具体的には、この押圧体120は、プレート部121と、押圧部123と、ヒータ部124、を有している。
プレート部121は、平坦な下面を有する剛体プレートである。このプレート部121は、不図示の昇降機構により鉛直方向(図中のZ方向)に沿って昇降することができる。プレート部121は、押圧部123により金属テープ4を押圧する際に、金属テープ4に向かって下降して、押圧部123を金属テープ4に押し付ける。
このプレート部121の下面に、ボルト等により枠部122が固定されている。枠部122は、プレート部121の下面の外周に沿って設けられている。この枠部122は、押圧部123の周囲を囲っていると共に、押圧部123を保持している。なお、この枠部122を省略して、押圧部123をプレート部121にボルトで固定してもよい。例えば、プレート部123の下面及び側面を押圧部123で覆い、当該側面において押圧部123をボルト留めしてもよい。
押圧部123は、プレート部121の下面において枠部122の内側に配置されている。この押圧部123は、プレート部121によって第3の金属層42に直接押し当てられる部分である。この押圧部123を構成する材料は、例えば、金属である。この金属としては、特に限定されないが、ステンレス鋼等を例示することができる。
図4(a)に示すように、押圧部123の幅Wは、下記(5)及び(6)式の通り、第1の基板20の第1の金属層22aの幅Wよりも大きくなっていると共に、第2の基板30の第2の金属層32aの幅Wよりも大きくなっている。これにより、第1~第3の金属層22a,32a,42の幅方向の全体に亘って一括で押圧して、上述の第1及び第2の接触部421,422を形成することができる。このため、短時間で押圧を完了できるため、生産性の向上を図ることができる。
≧W … (5)
≧W … (6)
図3(a)及び図4(b)に示すように、この押圧部123は、複数の第1の金属線123aと、複数の第2の金属線123bと、が交点123cにおいて交差したメッシュ形状を有している。図4(b)に示すように、複数の第1の金属線123aは、図中のX方向に沿って延在していると共に、図中のY方向に沿って略等間隔に並べられている。また、複数の第2の金属線123bは、図中のY方向に沿って延在していると共に、図中のX方向に沿って略等間隔に並べられている。
押圧部123のメッシュ形状は、第1及び第2の金属線123a,123bを編むことにより形成されている。具体的には、図3(a)に示すように、第1の金属線123aが、上方向(図中の+Z方向)に向かって突出するように湾曲する凸状部123aと、下方向(図中の-Z方向)に向かって突出するように湾曲する凹状部123aと、が交互に繰り返すよう形成された波形状を有している。凸状部123aは、交点123cにおいて第2の金属線123bの上側に位置するように第2の金属線123bと交差しており、凹状部123aは、交点123cにおいて第2の金属線123bの下側に位置するように第2の金属線123bと交差している。
また、この第2の金属線123bも、上方向(図中の+Z方向)に向かって突出するように湾曲する凸状部123bと、下方向(図中の-Z方向)に向かって突出するように湾曲する凹状部123bと、が交互に繰り返すよう形成された波形状を有している。凸状部123aは、交点123cにおいて第1の金属線123aの上側に位置するように第1の金属線123aと交差すると共に、凹状部123bは、交点123cにおいて第1の金属線123aの下側に位置するように第2の金属線123bと交差している。
図3(b)に示すように、このような押圧部123は、第3の金属層42に押し当てられる際に、交点123cにおいて第3の金属層42と接触する。よって、この交点123cに押圧力が集中して、接着材層41を押し退けるため、第3の金属層42には、上述のような、略等間隔に配置された第1及び第2の接触部421,422が形成される。なお、本実施形態では、メッシュ形状を構成する材料として金属線を例示しているがこれに限定されず、金属以外の材料を用いてもよい。また、線の形状及び網目の細かさも、第1及び第2の接触部を形成することにより、金属層間を電気的に接続することができれば特に限定されない。
また、プレート部の下面は、加工誤差や後述のヒータ部の熱による膨張等によって、第3の金属層と平行にならず、押圧部を金属テープに対して平行に押圧できないことがある。このため、例えば、プレートの下面に直接凹凸を形成して、金属テープをこの凹凸により押圧すると、金属テープに印加される荷重の分布に偏りが生じることがあり、第3の金属層の一部の領域において、第1及び第2の接触部が形成されない恐れがある。
これに対して、本実施形態では、図3(a)及び図3(b)に示すように、第1及び第2の金属線123a,123bを編んだ押圧部123を使用することにより、第1及び第2の金属線123a,123bとプレート部121の下面との間に間隙を形成している。よって、第1及び第2の金属線123a,123bは、金属テープ4を押圧しながら間隙を埋めるように上方向に変形することができるので、この変形により平行度の誤差を相殺することができ、金属テープ4の第3の金属層42に均一な荷重を印加することができる。
ヒータ部124は、発熱して押圧部123を加熱する。なお、本実施形態では、ヒータ部124は、プレート部121に埋設されているがこれに限定されず、プレート部121の上面に配置されていてもよい。このヒータ部124は、押圧部123により第3の金属層42を押圧する際に、押圧部123を加熱する。これにより、加熱された押圧部123によって、金属テープ4の接着材層41に熱が印加される。熱が印加された接着材層41は一旦軟化し、メッシュの交点123cに押し込まれた第3の金属層42の第1及び第2の接触部421,422によって押し退けられる。その後、接着材層41は、熱硬化反応が進行するに伴い硬化して、第1及び第2の基板20,30を接着及び固定する。
このように、押圧部123に熱を印加して接着材層41を軟化させながら金属テープ4を押圧することにより、第1及び第2の接触部421,422を形成し易くなる。また、金属テープ4と、第1及び第2の基板20,30とを電気的に導通させる工程と、接着剤の硬化工程と、をまとめて実行できるため、生産性を向上できる。
以上のようにして製造された長尺基板1は、ボビン等に巻かれてから、次工程において、ロールトゥロール方式のめっき装置に設置される。
次に、図2(d)に示すように、長尺基板1の第1の金属層22a,22bと第2の金属層32a,32bを銅めっき処理する(第4の工程)。すなわち、第1のめっき層23a,23bと第2のめっき層33a,33bを形成することで、銅膜の厚さを所望の厚さまで増やす。
なお、図2において特に図示していないが、第1の基板20に貫通孔を形成し、当該貫通孔に無電解めっき層を形成しておくことにより、第1の金属層22a,22bを電気的に接続してもよい。同様の手法により、第2の基板30に形成された貫通孔に無電解めっき層を形成することで、第2の金属層32a,32bを電気的に接続してもよい。
まず、この第4の工程にて使用されるめっき装置について、図5を参照して説明する。図5は、第1実施形態におけるプリント配線板の製造方法の第4の工程で使用されるめっき装置の一例を示す断面図である。
図5に示すように、めっき装置200は、ロールトゥロール方式のめっき装置である。このめっき装置200は、液槽210と、複数の給電ロール220と、複数のアノード230と、を備えている。液槽210は、内部にめっき液を収容するための槽である。液槽210は、目的とするめっき処理の金属種に応じためっき液で満たされている。本実施形態のような銅めっき処理の場合は、液槽210は、例えば、硫酸銅溶液等で満たされている。
給電ロール220は、略円柱状の外形を有している給電用のカソードである。この給電ロール220は、長尺基板1を上下から挟み込んでいる。それぞれの給電ロール220は、不図示の回転駆動部によって回転することが可能であり、この回転駆動により長尺基板1を長手方向(図中のX方向)に沿って搬送する。これらの給電ロール220は、長尺基板1に給電することで、当該長尺基板1の電位をアノード230の電位よりも低くする。なお、長尺基板1を搬送するにあたり、めっき装置200は、長尺基板を上下から挟み込む複数の搬送用ロールを別途有していてもよい。
アノード230は棒状の形状を有している。このアノード230の材質は、例えば、銅などの金属である。アノード230は、長尺基板1の上下面に対向するように配置されている。また、複数のアノード230は、長尺基板1の長手方向(搬送方向)に沿って並べられている。
このようなめっき装置200では、給電ロール220により長尺基板1を長手方向に沿って搬送しながら、長尺基板1に給電している。このとき、図5に示すように、一時的に、一部の基板(図5の例では、第2の基板30)が給電ロール220に直接接触していない状態となることがあるが、第2の基板30は金属テープ4により第1の基板20と電気的に接続されている。このため、図5の例では、第1の基板20を介して第2の基板30にも給電ロール220から電力を供給することができる。
このようにして、長尺基板1に含まれる第1及び第2の基板20,30に電力が供給されることにより、第1及び第2の金属層22a,22b,32a,32bが銅めっき処理される。その結果、図2(d)に示すように、第1及び第2の金属層22a,22b,32a,32b上に、第1及び第2のめっき層23a,23b,33a,33bがそれぞれ形成される。
次に、図2(e)に示すように、第1のめっき層23a,23b上に第1のレジスト層24a,24bを形成する。同様に、第2のめっき層33a,33b上に第2のレジスト層34a,34bを形成する。第1のレジスト層24a,24bは、例えば、ドライフィルムを第1のめっき層23a,23b上に貼り付け、当該ドライフィルムを露光及び現像することで形成できる。第2のレジスト層34a,34bも、同様に、ドライフィルムを第2のめっき層33a,33b上に貼り付け、当該ドライフィルムを露光及び現像することで形成できる。
次に、図2(f)に示すように、第1の金属層22a,22bと、第1のめっき層23a,23bと、を部分的にエッチングすることにより、第1の配線パターン25a,25bを第1の基材21の両面に形成する。同時に、第2の金属層32a,32bと、第2のめっき層33a,33bと、を部分的にエッチングすることにより、第2の配線パターン35a,35bを第2の基材31の両面に形成する(第5の工程)。この際に、金属テープ4の第3の金属層42は、エッチングにより除去される。
次に、図2(g)に示すように、第1及び第2のレジスト層24a,24b,34a,34bを除去する。第1及び第2のレジスト層24a,24b,34a,34bは剥離剤により除去することができる。また、剥離剤により、金属テープ4の接着材層41も除去されることにより、第1の基板20と第2の基板30が分離され、第1のプリント配線板2と第2のプリント配線板3が製造される。この剥離剤としては、モノメタノールアミンなどの有機アミンや、NaOH溶液等を用いることができる。
以上のような長尺基板1の製造方法及びプリント配線板2,3の製造方法であれば、押圧部123によって、金属テープ4の第3の金属層42を第1及び第2の金属層22a,32aに直接接触させるので、接着材層41が導電性を有していない金属テープ4を用いることができ、低コスト化を図ることができる。
さらに、この長尺基板1の製造方法及びプリント配線板2,3の製造方法であれば、押圧部123のメッシュの交点123cにより、金属テープ4の第3の金属層42の第1及び第2の接触部421,422と第1及び第2の金属層22a,32aとが直接接触する接点を複数形成することができるので、第1及び第2の基板20,30間の電気的な接続信頼性を確保できる。
なお、上記実施形態では、金属テープ4をエッチング及びレジスト剥離により除去しているがこれに限定されない。金属テープ4を剥離することで、第1のプリント配線板2と第2のプリント配線板3とを分離してもよい。或いは、金属テープ4を除去することなく、金属テープ4自体を切断したり、長尺基板1を裁断することで、第1のプリント配線板2と第2のプリント配線板3とを分離してもよい。
また、上記実施形態では、第1及び第2の基板20,30から、それぞれ、1枚の第1及び第2のプリント配線板2,3を製造する場合を例示したがこれに限定されない。例えば、レジストの剥離工程の後に、第1及び第2の基板20,30を打ち抜き加工することで、複数枚の第1及び第2のプリント配線板2,3を製造してもよい。
また、上記実施形態では、所謂サブトラクティブ法により配線パターンを形成する場合を例示したが、セミアディティブ法により配線パターンを形成してもよい。具体的には、図2(c)に示す第3の工程にて長尺基板1を製造した後、長尺基板1の第1及び第2の金属層22a,22b、32a,32b上にレジスト膜を形成する。次に、電解めっき処理により、第1及び第2の金属層22a,22b、32a,32b上にする。次いで、レジスト膜を剥離する。次に、第1及び第2の金属層22a,22b、32a,32bのレジスト膜下に位置していた部分をエッチング処理により除去し、配線パターンを形成する。
≪第2実施形態≫
第2実施形態は、複数のプリント配線板を金属テープにより機械的及び電気的に接続して、長尺のプリント配線板を製造する方法である。まず、第2実施形態において製造される長尺プリント配線板について説明する。図6(a)は、第2実施形態における長尺プリント配線板の製造方法により作製された長尺プリント配線板の一例を示す平面図であり、図6(b)は、図6(a)のVIb部の拡大平面図であり、図6(c)は、図6(b)のVIc-VIc線に沿った断面図である。
図6(a)に示すように、第2実施形態における長尺プリント配線板5は、複数の第1のプリント配線板6と、複数の第2のプリント配線板7と、複数の金属テープ4と、を備えている。長尺プリント配線板5において、第1のプリント配線板6と第2のプリント配線板7とは、長手方向(図中のX方向)に沿って交互に並べられており、図6(b)に示すように、金属テープ4を介して互いに連結されている。
この長尺プリント配線板5は、基板全体として長尺の長方形状を有しているフレキシブルプリント基板(FPC)である。特に限定されないが、このフレキシブルプリント配線板1の長手方向(図中のX方向)に沿った長さLは600mm~5000mmであり(600mm≦L≦5000mm)、フレキシブルプリント配線板1の短手方向(図中のY方向)に沿った幅Wは1mm~250mmである(1mm≦W≦250mm)。
なお、長尺プリント配線板5の平面形状は、長方形状のみに限定されず、任意の形状を選択することができ、例えば、複数に分岐して延在する枝分かれ形状を一部に有していてもよい。また、長尺プリント配線板5の幅は長手方向の全体に亘って一定でなくともよく、長手方向の一部において長尺プリント配線板5の幅が広くなっていてもよいし、狭くなっていてもよい。
或いは、長尺プリント配線板5が、250mmよりも広い幅Wを有することで(250mm<W≦1000mm)、大型の矩形状の平面形状を有してもよい。なお、大型のフレキシブルプリント配線板の平面形状は、特に上記に限定されず、任意の形状とすることができる。この際、当該大型のフレキシブルプリント配線板の平面形状に外接する仮想上の矩形が、上記の長さLと幅Wを有していればよい。
第1のプリント配線板6は、帯状のFPCである。図6(c)に示すように、この第1のプリント配線板6は、第1の基材61と、第1の配線パターン65と、を有している。第1の基材61は、可撓性及び絶縁性を有する樹脂フィルムである。この樹脂フィルムとしては、特に限定されないが、ポリイミドフィルム等を例示することができる。
図6(b)に示すように、第1の基材61の上面に複数(本例では3本)の第1の配線パターン65が形成されている。複数の第1の配線パターン65は、図中のX方向に沿って延在していると共に、図中のY方向に沿って並べられている。この第1の配線パターン65を構成する材料は、例えば、銅などの金属である。
なお、第1の配線パターン65の数や形状、配置等は、特にこれに限定されず、任意に設定することができる。また、第1の基材61の両面に第1の配線パターン65を形成してもよいし、第1の配線パターン65にバイアホール等を含めてもよい。
第2のプリント配線板7も、帯状のFPCである。図6(c)に示すように、この第2のプリント配線板7は、第2の基材71と、第2の配線パターン75と、を有している。第2の基材71は、可撓性及び絶縁性を有する樹脂フィルムである。この樹脂フィルムとしては、特に限定されないが、ポリイミドフィルム等を例示することができる。
図6(b)に示すように、第2の基材71の上面に複数(本例では3本)の第2の配線パターン75が形成されている。複数の第2の配線パターン75は、図中のX方向に沿って延在していると共に、図中のY方向に沿って並べられている。この第2の配線パターン75を構成する材料は、例えば、銅などの金属である。
なお、第2の配線パターン75の数や形状、配置等も、特にこれに限定されず、任意に設定することができる。また、第2の基材71の両面に第2の配線パターン75を形成してもよいし、第2の配線パターン75にバイアホール等を含めてもよい。
本実施形態において、第1のプリント配線板6の一方の端部6aと第2のプリント配線板7の他方の端部7aとは複数(本例では3枚)の金属テープ4によって連結されている。金属テープ4は、第1及び第2の配線パターン65,75毎に貼り付けられている。
この金属テープ4の基本的な構成は、第1実施形態の金属テープ4と同様である。図6(c)に示すように、この金属テープ4の第1の接触部421は、第1の配線パターン65と接触しており、第2の接触部422は、第2の配線パターン75と接触している。これにより、第1の配線パターン65と第2の配線パターン75は電気的に接続されている。
次に、第2実施形態における長尺プリント配線板の製造方法を図7を参照しながら説明する。図7は、第2実施形態における長尺プリント配線板の製造方法の一例を示す断面図である。
まず、図7(a)に示すように、第1のプリント配線板6と、第2のプリント配線板7と、複数の金属テープ4と、を準備する(第1の工程)。次に、図7(b)に示すように、第1の配線パターン65に接着材層41を接着すると共に、第2の配線パターン75にも接着材層41を接着することで、第1及び第2のプリント配線板6,7を連結する(第2の工程)。
次に、図7(c)に示すように、押圧部123(図3及び図4参照)によって、金属テープ4を第3の金属層42側から第1及び第2の配線パターン65,75側に向かって押圧する(第3の工程)。これにより、第3の金属層42に第1及び第2の接触部421,422が形成されると共に、接着材層41が硬化される。よって、第1及び第2の配線パターン65,75が電気的に接続される。
この際、押圧部123の幅W(図4(a)参照)は、下記(7)及び(8)式の通り、第1の配線パターン65の幅Wよりも大きくなっていると共に、第2の配線パターン75の幅Wよりも大きくなっている。これにより、1度の押圧で金属テープ4の全面を押圧できるで、上述の第1及び第2の接触部421,422を一度に形成することができる。このため、短時間で押圧を完了できるため、生産性の向上を図ることができる。
≧W … (7)
≧W … (8)
また、押圧部123の幅Wは、第1のプリント配線板6の幅W及び第1のプリント配線板7の幅Wより大きいことがより好ましい(W≧W,W≧W)。これにより、全ての金属テープを一度に押圧することができる。
なお、金属テープ4の第3の金属層42は、第3の配線パターンを含んでいてもよい。このような変形例を図8を参照しながら説明する。図8は、第2実施形態における長尺プリント配線板の変形例を示す平面図である。
図8に示すように、この変形例における長尺プリント配線板5Bでは、金属テープ4Bの第3の金属層42Bは、複数(本例では3本)の第3の配線パターン423を含んでいる。複数の第3の配線パターン423は、図中のY方向に沿って並べられていると共に、図中のX方向に沿って延在している。複数の第3の配線パターン423は、互いに間隔を空けて並べられており、相互に電気的に絶縁されている。
この第3の配線パターン423は、平面視において、第1の配線パターン65及び第2の配線パターン75の端部に重なるように配置されている。そして、第3の配線パターン423は、第1の接触部421を含んでおり、この第1の接触部421を介して第1の配線パターン65と電気的に接続されている。同様に、第3の配線パターン423は、第2の接触部422も含んでおり、この第2の接触部422を介して第2の配線パターン75と電気的に接続されている。
このような第3の配線パターン423は、特に限定されないが、上記の図2(e)~図2(g)に記載の、レジスト形成工程、エッチング工程、及び、レジスト剥離工程を含む方法により形成することができる。
また、本変形例において、複数の第3の配線パターン423は、同一の接着材層41B上に配置されている。この接着材層41Bは、第1及び第2のプリント配線板6,7の幅方向(図中のY方向)に沿って端部6a,7aの全体を覆っている。なお、接着材層41Bとしては、剥離剤により溶融しない材料を使用することが好ましい。
なお、この変形例において、第3の配線パターン423は、一方向に沿って延在する直線形状を有しているがこれに限定されない。例えば、第3の配線パターン423は、折れ曲がり部を有しており、複数方向に向かって延在する直線形状を有していてもよいし、曲線形状であってもよい。
以上のような第2実施形態における長尺プリント配線板5の製造方法であれば、押圧部123によって、金属テープ4の第3の金属層42を第1及び第2の配線パターン65,75に直接接触させるので、接着材層41が導電性を有していない金属テープ4を用いることができ、低コスト化を図ることができる。特に、異方性導電フィルム(ACF)を用いる場合よりも低コスト化を図ることができる。
さらに、第2実施形態における長尺プリント配線板5の製造方法は、押圧部123のメッシュの交点123cにより、金属テープ4の第3の金属層42と第1及び第2の配線パターン65,75とが直接接触する接点を複数形成することができるので、第1及び第2の配線パターン65,75間の電気的な接続信頼性を確保できる。
なお、第2実施形態では片面FPC同士を接続する場合を例示しているがこれに限定されない。例えば、基材の両面に配線パターンが形成された両面FPC同士を金属テープにより接続してもよい。この場合、基材の両面に金属テープを貼り付けて、両面の配線パターンを電気的に接続する。
なお、以上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。
1…長尺基板
2…第1のプリント配線板
2a…端部
20…第1の基板
21…第1の基材
22a,22b…第1の金属層
23a,23b…第1のめっき層
24a,24b…第1のレジスト層
25a,25b…第1の配線パターン
3…第2のプリント配線板
3a…端部
30…第2の基板
31…第2の基材
32a,32b…第2の金属層
33a,33b…第2のめっき層
34a,34b…第2のレジスト層
35a,35b…第2の配線パターン
4,4B…金属テープ
41,41B…接着材層
42…第3の金属層
421,422…第1及び第2の接触部
423…第3の配線パターン
5,5B…長尺プリント配線板
6…第1のプリント配線板
61…第1の基材
65…第1の配線パターン
7…第2のプリント配線板
71…第2の基材
75…第2の配線パターン
100…押圧装置
110…載置台
120…押圧体
121…プレート部
122…枠部
123…押圧部
123a,123b…第1及び第2の金属線
123c…交点
124…ヒータ部
200…めっき装置
210…液槽
220…給電ロール(カソード)
230…アノード

Claims (12)

  1. 第1の基材と前記第1の基材上に配置された第1の金属層とを備えた第1の基板と、第2の基材と前記第2の基材上に配置された第2の金属層とを備えた第2の基板と、第3の金属層と前記第3の金属層上に配置された接着材層とを備えた金属テープと、を準備する第1の工程と、
    前記第1の金属層に前記接着材層を接着すると共に、前記第2の金属層にも前記接着材層を接着することで、前記第1及び第2の基板を連結する第2の工程と、
    メッシュ形状の押圧部を備えた押圧体によって、前記金属テープを前記第3の金属層側から前記第1及び第2の金属層側に向かって押圧する第3の工程と、を備える長尺基板の製造方法。
  2. 請求項1に記載の長尺基板の製造方法であって、
    前記押圧部は、複数の金属線を編むことにより形成されている長尺基板の製造方法。
  3. 請求項1又は2に記載の長尺基板の製造方法であって、
    前記接着材層を構成する材料は、熱硬化性樹脂であり、
    前記第3の工程は、前記押圧部を加熱しながら、前記押圧部により前記金属テープを押圧することを含む長尺基板の製造方法。
  4. 請求項1~3のいずれか一項に記載の長尺基板の製造方法であって、
    下記(1)及び(2)式を満たす長尺基板の製造方法。
    ≧W … (1)
    ≧W … (2)
    但し、上記(1)及び(2)式において、Wは前記押圧部の幅であり、Wは前記第1の金属層の幅であり、Wは前記第2の金属層の幅である。
  5. プリント配線板の製造方法であって、
    請求項1~4のいずれか一項に記載の長尺基板の製造方法により製造された長尺基板の前記第1及び第2の金属層をめっき処理する第4の工程と、
    前記めっき処理後の前記第1の金属層から第1の配線パターンを形成すると共に、前記めっき処理後の前記第2の金属層から第2の配線パターンを形成する第5の工程と、を備えるプリント配線板の製造方法。
  6. 第1の基材と前記第1の基材上に配置された第1の配線パターンとを備えた第1のプリント配線板と、第2の基材と前記第2の基材上に配置された第2の配線パターンとを備えた第2のプリント配線板と、第3の金属層と前記第3の金属層上に配置された接着材層とを備えた金属テープと、を準備する第1の工程と、
    前記第1の配線パターンに前記接着材層を接着すると共に、前記第2の配線パターンにも前記接着材層を接着することで、前記第1及び第2のプリント配線板を連結する第2の工程と、
    メッシュ形状の押圧部を備えた押圧体によって、前記金属テープを前記第3の金属層側から前記第1及び第2の配線パターン側に向かって押圧する第3の工程と、を備える長尺プリント配線板の製造方法。
  7. 請求項6に記載の長尺プリント配線板の製造方法であって、
    前記押圧部は、複数の金属線を編むことにより形成されている長尺プリント配線板の製造方法。
  8. 請求項6又は7に記載の長尺プリント配線板の製造方法であって、
    前記接着材層を構成する材料は、熱硬化性樹脂であり、
    前記第3の工程は、前記押圧部を加熱しながら、前記押圧部により前記金属テープを押圧することを含む長尺プリント配線板の製造方法。
  9. 請求項6~8のいずれか一項に記載の長尺プリント配線板の製造方法であって、
    下記(3)及び(4)式を満たす長尺プリント配線板の製造方法。
    ≧W … (3)
    ≧W … (4)
    但し、上記(3)及び(4)式において、Wは前記押圧部の幅であり、Wは前記第1の配線パターンの幅であり、Wは前記第2の配線パターンの幅である。
  10. 請求項6~9のいずれか一項に記載の長尺プリント配線板の製造方法であって、
    前記第3の金属層は、第3の配線パターンを含み、
    前記第2の工程は、
    前記第3の配線パターンを前記接着材層を介して前記第1の配線パターンに接着することと、
    前記第3の配線パターンを前記接着材層を介して前記第2の配線パターンに接着することと、
    を含む長尺プリント配線板の製造方法。
  11. 第1の基材と、前記第1の基材上に配置されていると共に、線状に延在している第1の配線パターンとを備えた第1のプリント配線板と、
    第2の基材と、前記第2の基材上に配置されていると共に、線状に延在している第2の配線パターンとを備えた第2のプリント配線板と、
    第3の金属層と前記第3の金属層上に配置された接着材層とを備えた金属テープと、を備え、
    前記第3の金属層は、
    前記第1の配線パターンに向かって突出するように凹んでいることにより、前記接着材層を貫通して前記第1の配線パターンに接触する複数の第1の接触部と、
    前記第2の配線パターンに向かって突出するように凹んでいることにより、前記接着材層を貫通して前記第2の配線パターンに接触する複数の第2の接触部と、
    を含んでいる長尺プリント配線板。
  12. 請求項11に記載の長尺プリント配線板であって、
    前記第3の金属層は、第3の配線パターンを含み、
    前記複数の第1及び第2の接触部は、前記第3の配線パターンに形成されている長尺プリント配線板。
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