JP3940593B2

JP3940593B2 - 中空多層プリント配線基板

Info

Publication number: JP3940593B2
Application number: JP2001365663A
Authority: JP
Inventors: 進竹内
Original assignee: ジェネシス・テクノロジー株式会社
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2007-07-04
Anticipated expiration: 2021-11-30
Also published as: JP2003168873A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器の電子回路の構成や電子回路と電子回路を接続する個所に使用される中空多層プリント配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本願出願人と同一出願人が先に特許出願した特願２０００−３４７４２６号の発明は、プリント配線基板と加熱加圧により接着機能を発揮する中空構造の接着絶縁基板とが、交互に多層に積層された多層プリント配線板およびその製造方法であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記特願２０００−３４７４２６号の発明の多層プリント配線板は、薄型化および小型化が困難であるという問題があった。
本発明は、電子部品間の電気信号の高速伝送化に対応でき、また、電子部品の高実装密度化の要求にも対応し得る薄型化および小型化された高性能な中空多層プリント配線基板を提供することを目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、２枚の絶縁基板１０ａの内側の表面に第１信号配線となる導電箔１０ｂ′が形成されるとともに、この第１信号配線となる導電箔１０ｂ′の表面に絶縁皮膜が成膜された２枚のプリント配線基板素材１０間に、加熱加圧により接着機能を発揮する接着剤が表面に塗布され、前記第１信号配線となる導電箔１０ｂ′およびフィルム配線基板素材１２の第２信号配線となる導電箔１２ｂ′を囲む部分に中空部１３ａが形成された金属基板素材１３を介して、フィルム基板１２ａの表面に前記第２信号配線となる導電箔１２ｂ′が形成されるとともに、この第２信号配線となる導電箔１２ｂ′の表面に絶縁皮膜が成膜された前記フィルム配線基板素材１２を積層し、前記加熱加圧により多層に接着接合したことを特徴とする中空多層プリント配線基板である。
【０００８】
また、請求項２に係る発明は、２枚の絶縁基板１０ａの内側の表面に第１信号配線となる導電箔１０ｂ′が形成された２枚のプリント配線基板素材１０間に、加熱加圧により接着機能を発揮する接着剤が塗布され、前記第１信号配線となる導電箔１０ｂ′およびフィルム配線基板素材１２の第２信号配線となる導電箔１２ｂ′を囲む部分に中空部１３ａが形成され、前記第１信号配線となる導電箔１０ｂ′および前記第２信号配線となる導電箔１２ｂ′と接触する部分に絶縁部１３ｂが設けられた金属基板素材１３を介して、フィルム基板１２ａの表面に前記第２信号配線となる導電箔１２ｂ′が形成された前記フィルム配線基板素材１２を積層し、前記加熱加圧により多層に接着接合したことを特徴とする中空多層プリント配線基板。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る中空多層プリント基板の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
本発明の実施の形態では、図１の断面図、および図２の多層に接着接合する前の斜視図に示すように、絶縁基板１０aの表面の少なくとも一面に導電箔１０ｂまたは信号配線となる導電箔１０ｂ′が形成されたプリント配線基板素材１０の上に、加熱加圧により接着機能を発揮し中空部１１ａを有する絶縁接着層１１を積層し、この絶縁接着層１１の上に、例えばポリイミドフィルム基板などのフィルム基板１２ａの表面の少なくとも一面に導電箔１２ｂまたは信号配線となる導電箔１２ｂ′が形成されたフィルム配線基板素材１２を積層し、このフィルム配線基板素材１２の上に、前記同様の絶縁接着層１１を積層し、この絶縁接着層１１の上に、前記同様のプリント配線基板素材１０を積層し、このように積層した全体を加熱加圧して中空多層プリント配線基板を作製する。
【００１１】
このような中空多層プリント配線基板とすることにより、すなわち、前記絶縁接着層１１に中空部１１ａを形成することにより、絶縁接着層自体の誘電率が εr＝３．５〜４．８であるのに対し、中空部（大気）の誘電率はεr＝１．０であるので、多層プリント配線基板の特性インピーダンスの値が同一であれば、誘電率が低いと絶縁接着層の厚みが薄く構成できるため、現状の多層プリント配線基板と比較して、本発明の多層プリント配線基板は数十％薄型化が図れる。さらに、プリント配線基板素材１０間に、中空部１１ａを有する絶縁接着層１１を介してフィルム配線基板素材１２を積層することによって、多層プリント配線基板はさらに薄型化が図れる。
【００１２】
また、中空部１１ａを有する絶縁接着層１１を挟んで積層された、プリント配線基板素材１０に形成された信号配線となる導電箔１０ｂ′と、フィルム配線基板素材１２に形成された信号配線となる導電箔１２ｂ′との間、またはプリント配線基板素材１０に形成された電源配線となる導電箔と、フィルム配線基板素材１２に形成された信号配線となる導電箔１２ｂ′との間、またはプリント配線基板素材１０に形成されたアース配線となる導電箔と、フィルム配線基板素材１２に形成された信号配線となる導電箔１２ｂ′との間の静電容量が小さくなり、各信号配線となる導電箔に流れる信号が遅延して、信号の高速処理化や信号の周波数特性の向上に対処しきれない、といった問題がなくなる。すなわち、電子部品間の電気信号の高速伝送化に対応でき、また、電子部品の高実装密度化の要求にも対応し得る薄型化および小型化された高性能な中空多層プリント配線基板とすることができる。
【００１３】
また、本発明の実施の形態の変形例１では、図３に示すように、前記絶縁接着層１１の中空部１１ａの内周壁にアース導電箔に接続し得る導電箔１１ｂが成膜されたことを特徴としている。前記絶縁接着層１１の、プリント配線基板素材１０の信号配線となる導電箔１０ｂ′およびフィルム配線基板素材１２の信号配線となる導電箔１２ｂ′を囲む部分に、中空部１１ａが形成され、この中空部１１ａの内周壁に、アース導電箔に接続し得る導電箔１１ｂが成膜されている。
【００１４】
このような中空多層プリント配線基板としたことにより、前記アース導電箔に接続し得る導電箔１１ｂに囲まれた、プリント配線基板素材１０の信号配線となる導電箔１０ｂ′およびフィルム配線基板素材１２の信号配線となる導電箔１２ｂ′が、前記中空部１１ａの内周壁に成膜された導電箔１１ｂで遮蔽されるので、前記信号配線となる導電箔１０ｂ′，１２ｂ′に外部からノイズが入ったり、また、前記信号配線となる導電箔１０ｂ′，１２ｂ′から外部に信号が放射するようなことがなくなる。
【００１５】
また、前記プリント配線基板素材１０の絶縁基板１０ａとしては、テフロン（登録商標）、セラミック、ＢＴレジン、硝子ポリイミド、ポリイミド、硝子エポキシ樹脂材料とすることができる。
【００１６】
また、前記プリント配線基板素材１０は、絶縁基板１０ａの導電箔１０ｂにプリント配線技術によって、信号配線（信号配線となる導電箔）、電源配線（電源配線となる導電箔）、アース導電部（アース配線となる導電箔）などの導電箔が形成されている。また、中空多層プリント配線基板の最表面層は、信号配線、アース配線、電源配線となる導電箔などが形成されている。
【００１７】
また、前記絶縁接着層１１は、絶縁基板に切削機械による切削加工やプレス機械による打抜加工などによって中空部１１ａを形成し、その上下両表面に絶縁エポキシ系フィルム接着材をコートしたものなどである。
また、前記絶縁接着層１１は、加熱により接着機能を発揮するプリプレグ基板に切削機械による切削加工やプレス機械による打抜加工などによって中空部１１ａを形成したものであってもよい。
【００１８】
また、本発明の実施の形態の変形例２では、絶縁基板１０ａの表面の少なくとも一面に導電箔１０ｂまたは信号配線となる導電箔１０ｂ′が形成されるとともに、この信号配線となる導電箔１０ｂ′の表面に絶縁皮膜（図示しない）が成膜されたプリント配線基板素材１０の上に、加熱加圧により接着機能を発揮する接着剤が塗布され、前記プリント配線基板素材１０の信号配線となる導電箔１０ｂ′およびフィルム配線基板素材１２の信号配線となる導電箔１２ｂ′を囲む部分に中空部１３ａが形成された金属基板素材１３を積層し、この金属基板素材１３の上に、例えばポリイミドフィルム基板などのフィルム基板１２ａの表面の少なくとも一面に導電箔１２ｂまたは信号配線となる導電箔１２ｂ′が形成されるとともに、この信号配線となる導電箔１２ｂ′の表面に絶縁皮膜（図示しない）が成膜されたフィルム配線基板素材１２を積層し、このフィルム配線基板素材１２の上に、前記同様の金属基板素材１３を積層し、この金属基板素材１３の上に、前記同様のプリント配線基板素材１０を積層し、このように積層した全体を加熱加圧して中空多層プリント配線基板を作製する。
【００１９】
また、本発明の実施の形態の変形例３では、図４に示すように、絶縁基板１０ａの表面の少なくとも一面に導電箔１０ｂまたは信号配線となる導電箔１０ｂ′が形成されたプリント配線基板素材１０の上に、加熱加圧により接着機能を発揮する接着剤が塗布され、前記プリント配線基板素材１０の信号配線となる導電箔１０ｂ′および後述するフィルム配線基板素材１２の信号配線となる導電箔１２ｂ′を囲む部分に中空部１３ａが形成され、前記プリント配線基板素材１０の信号配線となる導電箔１０ｂ′およびフィルム配線基板素材１２の導電箔１２ｂ′と接触する部分に絶縁部１３ｂが設けられた金属基板素材１３を積層し、この金属基板素材１３の上に、例えばポリイミドフィルム基板などのフィルム基板１２ａの表面の少なくとも一面に導電箔１２ｂまたは信号配線となる導電箔１２ｂ′が形成されたフィルム配線基板素材１２を積層し、このフィルム配線基板素材１２の上に、前記同様の金属基板素材１３を積層し、この金属基板素材１３の上に、前記同様のプリント配線基板素材１０を積層し、このように積層した全体を加熱加圧して中空多層プリント基板を作製する。
【００２０】
このような中空多層プリント配線基板としたことにより、プリント配線基板素材１０の信号配線となる導電箔１０ｂ′およびフィルム配線基板素材１２の信号配線となる導電箔１２ｂ′が、前記金属基板素材１３の中空部１３ａで囲まれて遮蔽されるので、前記信号配線となる導電箔１０ｂ′，１２ｂ′に外部からノイズが入ったり、また、前記信号配線となる導電箔から外部に信号が放射するようなことがなくなる。
【００２１】
次に、前記プリント配線基板素材１０と絶縁接着層１１とフィルム配線基板素材１２と絶縁接着層１１とプリント配線基板素材１０とを交互に積み重ねたもの、また前記プリント配線基板素材１０と金属基板素材１３とフィルム配線基板素材１２と金属基板素材１３とプリント配線基板素材１０とを交互に積み重ねたもの、を多層に接着接合する実施の一例を説明する。
【００２２】
前記のように交互に積み重ねたものを熱圧着プレス機（図示しない）の熱盤間にセットし、この熱盤温度を１３０℃で２０〜３０分間温度保持した後、熱盤温度を１７５℃に加熱する。この場合の中空多層プリント配線基板の上昇温度速度を３℃／分で加熱し、中空多層プリント配線基板の温度を１６０℃以上の温度に維持する。中空多層プリント配線基板の加熱中の加圧条件は、加熱と同時に初期圧力を１．０ＭＰａ（１０．０ｋｇｆ／ｃｍ²）にて２５分間加圧し、その後２．５ＭＰａ（２５．０ｋｇｆ／ｃｍ²）まで加圧する。熱盤温度１７５℃で加圧力２．５ＭＰａ（２５．０ｋｇｆ／ｃｍ²）で５０分以上の条件を保持後、加熱のみを停止し、加圧した状態で冷却し、冷却後加圧を開放して、中空多層プリント配線基板の製造を完了する。
【００２３】
なお、プリント配線基板素材の多層接合接着部の発泡を防止するため、加熱盤の温度１３０℃±５℃で、２０〜３０分間保持後、加熱盤の温度を１７５℃に加熱する。その時、初期加熱と同時に真空状態にする。その時の真空条件は１３．３ＫＰａ（１００Ｔｏｒｒ）にし、約５５分後に大気状態に開放する。なお、初期加熱と同時に必ず真空状態にしなければならないものでもない。
【００２４】
プリント配線基板素材１０とフィルム配線基板素材１２とを、中空部１１ａを有する絶縁接着層１１または中空部１３ａを有する金属基板素材１３を介して高温接着する際に高温になると、前記中空部１１ａ，１３ａ内の気圧が高くなり、高温接着ができない場合には、前記中空部１１ａ，１３ａ内の気圧を調整できる気圧調整バルブもしくは気圧調整パイプ（共に絶縁材質で形成されたもの）を前記絶縁接着層１１または金属基板素材１３に装着する。絶縁接着層１１または金属基板素材１３の中空部１１ａ，１３ａの気圧調整には、絶縁接着層１１または金属基板素材１３にスリット加工を施すことによっても可能である。
【００２５】
なお、前記図面を参照して説明した各中空多層プリント配線基板の実施の形態では、その説明を分かり易くするために、プリント配線基板素材１０、絶縁接着層１１、フィルム配線基板素材１２、および金属基板素材１３を比較的に厚く表示しているが、実際の製品はもっと薄くすることができることはもちろんのことである。
また、前記接着剤は絶縁性または導電性であってもよく、これらの接着剤の使い分けは、この接着剤を介して接着される両接着部材の両面を絶縁したい場合、または両接着部材の両面を導通したい場合によって使い分ける。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の実施の形態によれば、絶縁接着層に中空部を形成したので、その誘電率を低くすることができ、従って、絶縁接着層を薄くすることができ、さらに、この絶縁接着層を介してフィルム配線基板素材を積層することにより、中空多層プリント配線基板の薄型化が図れる。また、中空部を形成した絶縁接着層を介して、プリント配線基板素材とフィルム配線基板素材とを積層することにより、プリント配線基板素材およびフィルム配線基板素材に形成された信号配線となる導電箔間の静電容量が小さくなり、各信号配線となる導電箔に流れる信号が遅延して、信号の高速処理化や信号の周波数特性の向上に対処しきれない、といった問題がなくなる。すなわち、電子部品間の電気信号の高速伝送化に対応でき、また、電子部品の高実装密度化の要求にも対応し得る薄型化および小型化された高性能な中空多層プリント配線基板とすることができる。
【００２７】
また、本発明の実施の形態の変形例１によれば、絶縁接着層の中空部の内周壁に、アース導電箔に接続し得る導電箔が成膜されたことにより、前記アース導電箔に接続し得る導電箔に囲まれた、プリント配線基板素材の信号配線となる導電箔およびフィルム配線基板素材の信号配線となる導電箔が、前記中空部の内周壁に成膜された導電箔で遮蔽されるので、前記信号配線となる導電箔に外部からノイズが入ったり、また、前記信号配線となる導電箔から外部に信号が放射するようなことがなくなる。
【００２８】
また、本発明の実施の形態の変形例２と変形例３によれば、プリント配線基板素材の信号配線となる導電箔およびフィルム配線基板素材の信号配線となる導電箔が、前記金属基板素材の中空部で囲まれて遮蔽されるので、前記信号配線となる導電箔に外部からノイズが入ったり、また、前記信号配線となる導電箔から外部に信号が放射するようなことがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る中空多層プリント配線基板の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る中空多層プリント配線基板の多層に接着接合する前の斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態の変形例１に係る中空多層プリント配線基板の多層に接着接合する前の斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態の変形例３に係る中空多層プリント配線基板の多層に接着接合する前の斜視図である。
【符号の説明】
１０プリント配線基板素材
１０ａ絶縁基板
１０ｂ導電箔
１０ｂ′ 信号配線となる導電箔
１１絶縁接着層
１１ａ中空部
１１ｂ導電箔
１２フィルム配線基板素材
１２ａフィルム基板
１２ｂ導電箔
１２ｂ′ 信号配線となる導電箔
１３金属基板素材
１３ａ中空部
１３ｂ絶縁部

Claims

２枚の絶縁基板（１０ａ）の内側の表面に第１信号配線となる導電箔（１０ｂ′）が形成されるとともに、この第１信号配線となる導電箔（１０ｂ′）の表面に絶縁皮膜が成膜された２枚のプリント配線基板素材（１０）間に、
加熱加圧により接着機能を発揮する接着剤が表面に塗布され、前記第１信号配線となる導電箔（１０ｂ′）およびフィルム配線基板素材（１２）の第２信号配線となる導電箔（１２ｂ′）を囲む部分に中空部（１３ａ）が形成された金属基板素材（１３）を介して、
フィルム基板（１２ａ）の表面に前記第２信号配線となる導電箔（１２ｂ′）が形成されるとともに、この第２信号配線となる導電箔（１２ｂ′）の表面に絶縁皮膜が成膜された前記フィルム配線基板素材（１２）を積層し、
前記加熱加圧により多層に接着接合したことを特徴とする中空多層プリント配線基板。
２枚の絶縁基板（１０ａ）の内側の表面に第１信号配線となる導電箔（１０ｂ′）が形成された２枚のプリント配線基板素材（１０）間に、
加熱加圧により接着機能を発揮する接着剤が塗布され、前記第１信号配線となる導電箔（１０ｂ′）およびフィルム配線基板素材（１２）の第２信号配線となる導電箔（１２ｂ′）を囲む部分に中空部（１３ａ）が形成され、前記第１信号配線となる導電箔（１０ｂ′）および前記第２信号配線となる導電箔（１２ｂ′）と接触する部分に絶縁部（１３ｂ）が設けられた金属基板素材（１３）を介して、
フィルム基板（１２ａ）の表面に前記第２信号配線となる導電箔（１２ｂ′）が形成された前記フィルム配線基板素材（１２）を積層し、
前記加熱加圧により多層に接着接合したことを特徴とする中空多層プリント配線基板。