JP2992165B2 - 配線板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は両面配線板の製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】今日の電子機器に用いられる配線基板は
電子部品の高密度実装からスルホールを設ける事が多
い。また、電子機器の小型化、軽量化、薄型化に際して
ポリイミド系樹脂等をベースとしたフレキシブル両面配
線板が数多く使用されている。

【０００３】図８（ａ）〜（ｆ）は従来のスルホールを
有する配線板の製造方法の一例である。図において、
（ａ）は絶縁フィルム１の両面に銅箔１２をつけた銅張
積層板１５である。絶縁フィルム１はエポキシ樹脂ある
いはフェノール樹脂、もしくはポリイミド系樹脂等から
なるフレキシブルな基板である。銅箔１２は予め絶縁フ
ィルム１に接着されている。（ｂ）に示すように、この
銅張積層板１５の所望の位置にスルホール用の透孔１３
をあける。透孔１３をあけた後にその表面の化学的粗面
化およびパラジウム溶液等を用いて表面活性化の前処理
を行う。次いで（ｃ）に示すように、銅張積層板１５に
銅の無電解めっき２７を行う。次いで（ｄ）に示すよう
に、電気めっき２８を行う。次いで（ｅ）に示すよう
に、レジスト膜１４でマスクして回路パターンをつく
る。最後に（ｆ）に示すように、エッチングで回路を形
成し、レジスト膜１４を除去する事によってスルホール
を有する配線板が得られる。

【０００４】図８で説明したこの製造方法においては、
スルホール部を導通させる手段として無電解めっきや電
気めっきを用いる為に、工程を複雑化、長時間化させて
おり、よって生産コストが高くなるという欠点を有して
いた。この従来の問題点を解決するための技術が特開昭
52-25266、特開昭62-130589 、特開平2-122589の公報で
提案されている。

【０００５】図９（ａ）〜（ｆ）は特開昭62-130589 、
特開平2-122589で提案された製造方法を示している。
（ａ）における１は絶縁フィルムである。（ｂ）に示す
ように、予め絶縁フィルム１にスルホール用の透孔１３
をあけておく。次いで（ｃ）に示すように、この絶縁フ
ィルム１の両側に銅箔１２を貼り合わせる。次いで
（ｄ）に示すように、表面と裏面にレジスト膜１４を使
用して回路パターンをつくる。次いで（ｅ）に示すよう
に、エッチングで回路を形成し、（ｆ）に示すように、
透孔１３の銅箔部にスポット的に、レーザー光を照射
（特開昭62-130589 ）またはプレスとスポット溶接（特
開平2-122589）を行い、表裏面の銅箔１２を相互に熱溶
着させる。

【０００６】図１０（ａ）〜（ｅ）は特開昭52-25266で
提案された製造方法を示している。（ａ）における１は
絶縁フィルムである。（ｂ）は絶縁フィルム１の両面に
銅箔１２をつけた両面銅箔付フィルムである。（ｃ）は
両面銅箔付フィルムにレジスト膜を使用してエッチング
処理で表裏面に回路パターンを形成した状態を示す。次
いで（ｄ）に示すように、所望箇所の接続を行う位置に
ヒータによって絶縁フィルム１を局部的に溶融または蒸
散させて、対向している銅箔１２を接触させる。次いで
（ｅ）に示すように、この状態で溶接電流を流し、銅箔
１２を溶接する。

【０００７】一方、成形品に直接回路形成する立体回路
配線板では、構造部品とプリント配線基板を一体化させ
たＭＣＢ（Molded Circuit Board）や電子部品としての
デバイスのＭＩＤ（Molded Interconnection Device ）
として使用されるようになってきた。裏面に端子等の配
線を引き回すのに、従来成形時には成形品６にスルホー
ル２３を形成し、そのスルホール２３をめっき等の方法
で回路形成し、両側を接続する方法がとられた（図１
１）。または、立体回路配線板の横側（外側）から配線
２４を裏面に引き回していた（図１２）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図９で説明し
た従来のフレキシブル両面配線板の製造方法では、予め
絶縁フィルムに透孔１３をあけておく工程が必要である
ため、工程が長くなり生産コストが高くなる。また、ス
ルホール部と回路パターンの位置合わせが難しく、より
高密度（よりファイン）なパターン形成が難しい。

【０００９】図１０で説明した従来のフレキシブル両面
配線板の製造方法では、銅箔１２を電気的に接続するの
にまず、ヒータで絶縁フィルム１を溶融または蒸散させ
て、加圧で銅箔１２を接触させる工程と溶接用直流電源
に切り替えて溶接電流を流し、銅箔１２を溶接溶着する
工程があり、複雑である。また、加熱、加圧不足で絶縁
樹脂が残ると図１３（ａ）のように、溶接不十分になっ
たり、（ｂ）のように、蒸散した樹脂が銅箔１２を破壊
してしまうので、信頼性が良くない。

【００１０】一方、図１１で説明した立体回路配線板で
は、スルホール２３よりゴミ、異物等が混入し、配線板
の信頼性がなくなる。特に密閉が必要で裏側に端子部が
必要な部品には使用できなかった。それを防ぐ為にその
配線板の外側にカバーをつけるとコストが高くなりかつ
本来のＭＣＢ，ＭＩＤの特徴つまり構造部品とプリント
配線基板の一体化、端子レスの小型デバイス等の特徴が
なくなる。図１２では配線２４の長さが長くなり、かつ
横側（外側）から配線２４を裏側に引き回すためにファ
イン化や高密度実装が出来にくく、設計の自由度が制限
される。

【００１１】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、フレキシブル絶縁フィルムの両面に金属箔を
有した銅張積層板の所望の位置に対向の金属箔を簡単に
相互溶着する配線板の製造方法を提供することを目的と
する。また、本発明の他の目的は、成形時に両側を接続
する所望の位置を薄肉成形し、次いで両側にめっき等で
金属箔（回路）形成した後に所望の位置に対向の金属箔
（回路）を簡単に相互溶着する配線板の製造方法を提供
することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明における配線板の製造方法は、耐熱性を有する
絶縁樹脂からなる絶縁フィルムの両側に金属箔をつけた
フレキシブル両面基板の所望する位置に高出力のレーザ
ー光エネルギーを照射することにより、前記金属箔に小
孔をあけ、所望する位置の絶縁樹脂を空洞にし、ついで
エネルギーレベルを絶縁樹脂が溶融する程度に落とし、
かつ先端部からレーザを照射するノズル先端で金属箔を
加圧しながら対向する金属箔を接触させ、ついでエネル
ギーレベルを上げて前記金属箔間に残った樹脂を蒸散さ
せながら前記金属箔相互を溶着させ電気的に接続させる
ことに特徴を有している。また、耐熱性を有する絶縁樹
脂からなる成形品の両側に金属箔をつけた立体両面基板
の所望する位置に高出力のレーザー光エネルギーを照射
することにより、前記金属箔に小孔をあけ、所望する位
置の絶縁樹脂を空洞にし、ついでエネルギーレベルを絶
縁樹脂が溶融する程度に落とし、かつ先端部からレーザ
を照射するノズル先端で金属箔を加圧しながら対向する
金属箔を接触させ、ついでエネルギーレベルを上げて前
記金属箔間に残った樹脂を蒸散させながら前記金属箔相
互を溶着させ電気的に接続させることに特徴を有してい
る。

【００１３】

【作用】本発明は、両面に金属箔を有したフレキシブル
両面基板の所望の位置に少なくともいずれか一方側から
レーザー光を照射する。この時、レーザー光のエネルギ
ーのパターンを調節することにより絶縁樹脂を蒸散し両
側の金属箔を接触させ、熱溶着させる。本発明によれば
従来のように穴あけ加工やプレス、スポット溶接等の工
程が不要で、レーザー光のみで簡単にスルホール両面基
板が得られる。しかも従来と比べ小型、高密度化が可能
である。

【００１４】また、両面に金属箔を有した成形品の所望
の位置に少なくともいずれか一方側からレーザー光を照
射する。この時、レーザー光のエネルギーのパターンを
調節することにより絶縁樹脂を蒸散し両側の金属箔を接
触させ、熱溶着させる。本発明によれば従来のように穴
あけ工程やプレス、スポット溶接等の工程が不要で、レ
ーザー光のみで簡単にスルホール両面基板が得られる。
しかも従来と比べ小型、高密度化が可能である。

【００１５】

【実施例】図１（ａ）〜（ｆ）に本発明の一実施例を示
す。（ａ）は耐熱性のある絶縁フィルム１の両側に金属
箔２を貼り合わせたフレキシブル両面基板１０である。
耐熱性のある絶縁フィルム１の材料としてはポリイミ
ド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、ポ
リサルフォン、液晶ポリマー、エポキシ等である。
（ｂ）は回路パターンが形成されいる状態を示してい
る。次いで後述するノズルから（ｃ）に示すように、所
望のフレキシブル両面基板１０の位置にレーザー光を当
てる。まず最初に高出力のエネルギーを瞬間に照射し、
絶縁フィルム（絶縁樹脂）１に空洞３ができたものをつ
くる。次いで（ｄ）に示すように、エネルギーのレベル
を絶縁樹脂が溶融する程度に落として絶縁樹脂１を溶融
状態にしてノズルの先端で加圧しながら対向する金属箔
２を接触させて行く。次いで（ｅ）に示すように、先端
で加圧しながらエネルギーのレベルを上げ、絶縁樹脂１
を蒸散させながら金属箔２の間に残った樹脂を完全に除
去し、金属箔２を接触させる。次いで（ｆ）に示すよう
に、エネルギーのレベルを上げ、金属箔２を相互に溶着
させる。

【００１６】この製造方法によるとレーザー光のエネル
ギーの調整だけで、絶縁樹脂１に空洞３をあけ、金属箔
２を接触させ、かつ完全に溶着させることができる。従
来の方法と比較すると簡単に導通路（電気的に接続）を
形成できる。なお、本発明に係る製造方法は図１に限ら
ず、両側からレーザー光を当ててもよく、両側のエネル
ギーパターンを変えてもよい。

【００１７】図４はノズルの一実施例である。ノズル５
１の先端はガラスでできており先端の曲面はレーザー光
が集光するようになっている。この場合のレーザーはＹ
ＡＧレーザーが適している。図５もノズルの一実施例で
ある。内側が鏡面になっていて、円錐形である金属の筒
状のノズル６１であり、レーザーが反射しながら集光す
るので均一のレーザー光になる。金属筒に吸収されたエ
ネルギーは熱となり金属筒に伝導し、絶縁樹脂の加熱の
助けになる。

【００１８】図６はレーザーのエネルギー値と金属及び
樹脂のしきい値を示している。図７は照射レーザー光の
エネルギーパターン図である。Ａにおけるエネルギーで
金属箔に小孔をあけ絶縁樹脂を空洞にする（図１（ｅ）
参照）。これは樹脂と金属の蒸散するエネルギーのしき
い値が図６のように大きく異なる為に起こる。Ｂにおけ
るエネルギーで絶縁樹脂を溶融し、Ｃで金属箔の間に残
った樹脂を蒸散し、Ｄで金属箔を溶着する。

【００１９】図２（ａ）〜（ｆ）に本発明の他の実施例
を示す。（ａ）に示すように、耐熱性を有する絶縁樹脂
からなる成形品６を射出成形する。樹脂の材料としては
例えば液晶ポリマーを使用した。その他にポリエーテル
イミド、ポリエーテルサルフォン、ポリサルフォン等が
ある。この時両面（表面と裏面）を接続する所望の位置
（Ａ部）を薄肉成形する。この位置（Ａ部）の厚みを例
えば０．２ｍｍとする。次に（ｂ）に示すように、表面
をＫＯＨ７００g/l 、７０℃、３０分でエッチングし、
パラジウム触媒を付与して無電解銅めっき７をする。銅
の厚みは０．５μｍである。これに（ｃ）に示すよう
に、電気銅めっき８で銅の厚みを３５μｍまで形成す
る。次に（ｄ）に示すように、電着レジストでレジスト
９を形成し、紫外線露光・現象でパターンニングする。
（ｅ）に示すように、塩化第二銅で不要な銅をエッチン
グし、レジスト９を剥離して回路を形成する。次いで
（ｆ）に示すように、先に説明した図４、図５の形状を
したノズル５１，６１から所望の成形品の位置（Ａ部）
にレーザー光を当てる。

【００２０】図３（ａ）〜（ｅ）は図２のＡ部拡大図で
ある。（ａ）まず最初に高出力のエネルギーを瞬時に照
射し、（ｂ）に示すように、絶縁樹脂層に空洞３ができ
たものをつくる。（ｃ）に示すように、エネルギーのレ
ベルを絶縁樹脂が溶融する程度に落として絶縁樹脂を溶
融状態にしてノズルの先端で加圧しながら対向する電気
銅めっき８を接触させて行く。次いで（ｄ）に示すよう
に、ノズルの先端で加圧しながらエネルギーのレベルを
上げ、樹脂を蒸散させながら電気銅めっき８の間に残っ
た樹脂を完全に除去し、電気銅めっき８を接触させる。
次いで（ｅ）に示すように、エネルギーのレベルを上
げ、電気銅めっき８を相互に溶着させる。なお、本発明
に係る製造方法は図２、図３に限らず、両側からレーザ
ー光を当ててもよく、両側のエネルギーパターンを変え
てもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の配線板の
製造方法は、耐熱性を有する絶縁フィルムの両側に金属
箔をつけたフレキシブル両面基板の所望する位置を加圧
し、レーザー光を調整しつつ照射して両側の金属箔を熱
溶着させ、これらの両側の金属箔を電気的に接続させる
ようにしたので、穴あけ工程やプレス、スポット溶接等
の工程が不要で、レーザー光のみで簡単にスルホール両
面配線板が得られる為に安価にスルホール両面配線板を
提供することができ、かつ従来と比べ小型、高密度化が
可能であるため、信頼性の高い配線板の提供ができる。

【００２２】また、耐熱性を有する成形品の両側に金属
箔をつけた立体両面基板の所望する位置を加圧し、レー
ザー光を調整しつつ照射して両側の金属箔を熱溶着さ
せ、これらの両側の金属箔を電気的に接続させるように
したので、穴あけ工程やプレス、スポット溶接等の工程
が不要で、レーザー光のエネルギーの調整だけで、絶縁
樹脂層に空洞を明け金属箔を接触させかつ完全に溶着さ
せることができるので、従来の方法と比較すると簡単に
導通路（電気的に接続）の形成がきる為に安価に両面配
線板を提供することができ、かつ従来と比べ小型、高密
度化が可能であるため、信頼性の高い配線板の提供がで
きる。また、立体回路形成配線板においてスルホールを
形成する事なく両面を接続することができるのでゴミ、
異物が混入せず、信頼性よく形成できる。特に密閉が必
要で裏側に端子部が必要な部品においては安価に製造で
きる。また、横側（外側）から配線を引き回すことなく
立体配線板が形成出来るので配線が長くならず、かつス
ルホールと同じようにファイン化・設計の自由度が上が
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフレキシブル配線板の製造方法の一実
施例を工程順に示した断面図である。

【図２】本発明の立体配線板の製造方法の一実施例を工
程順に示した断面図である。

【図３】図２のＡ部の拡大図である。

【図４】本発明の製造方法で使用されるレーザーのノズ
ルの先端断面図である。

【図５】本発明の製造方法で使用される他のレーザーの
ノズルの先端断面図である。

【図６】材料によるレーザーエネルギーのしきい値の説
明図である。

【図７】照射レーザー光のエネルギーパターン図であ
る。

【図８】従来の配線板の製造方法を工程順に示した断面
図である。

【図９】従来の配線板の製造方法を工程順に示した断面
図である。

【図１０】従来の配線板の製造方法を工程順に示した断
面図である。

【図１１】従来の立体配線板の断面図である。

【図１２】従来の立体配線板の断面図である。

【図１３】従来の配線板の製造方法における欠陥を示す
断面図である。

【符号の説明】

１ 絶縁フィルム ２ 金属箔 ３ 空洞 ６ 成形品 ７ 無電解銅めっき ８ 電気銅めっき ９ レジスト １０ フレキシブル両面基板 １２ 銅箔 １３ 透孔 １４ レジスト膜 １５ 銅張積層板 ２３ スルホール ２４ 配線 ２７ 銅の無電解めっき ２８ 電気めっき ５１ ノズル（石英ガラス） ６１ ノズル（金属筒）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 耐熱性を有する絶縁樹脂からなる絶縁フ
   ィルムの両側に金属箔をつけたフレキシブル両面基板の
   所望する位置に高出力のレーザー光エネルギーを照射す
   ることにより、前記金属箔に小孔をあけ、所望する位置
   の絶縁樹脂を空洞にし、ついでエネルギーレベルを絶縁
   樹脂が溶融する程度に落とし、かつ先端部からレーザを
   照射するノズル先端で金属箔を加圧しながら対向する金
   属箔を接触させ、ついでエネルギーレベルを上げて前記
   金属箔間に残った樹脂を蒸散させながら前記金属箔相互
   を溶着させ電気的に接続させることを特徴とする配線板
   の製造方法。
2. 【請求項２】 耐熱性を有する絶縁樹脂からなる成形品
   の両側に金属箔をつけた立体両面基板の所望する位置に
   高出力のレーザー光エネルギーを照射することにより、
   前記金属箔に小孔をあけ、所望する位置の絶縁樹脂を空
   洞にし、ついでエネルギーレベルを絶縁樹脂が溶融する
   程度に落とし、かつ先端部からレーザを照射するノズル
   先端で金属箔を加圧しながら対向する金属箔を接触さ
   せ、ついでエネルギーレベルを上げて前記金属箔間に残
   った樹脂を蒸散させながら前記金属箔相互を溶着させ電
   気的に接続させることを特徴とする配線板の製造方法。