JP4276740B2

JP4276740B2 - 多層配線基板

Info

Publication number: JP4276740B2
Application number: JP20821999A
Authority: JP
Inventors: 卓司桶結; 正和杉本; 徳長沢; 泰史井上; 圭中村
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1999-07-22
Filing date: 1999-07-22
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2019-07-22
Also published as: JP2001036246A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子等を搭載するのに適した多層配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の小型化，高性能化に伴い、電子機器を構成する半導体装置には小型薄型化，高性能化，高信頼性が要求されている。これらの要求を受けて、実装方法はピン挿入型パッケージから表面実装型パッケージへと移行してきており、最近では、半導体素子を直接プリント基板に実装するベアチップ実装と、リードフレームの代わりにインタポーザーを使用したチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）と呼ばれる実装方法が研究されている。上記のベアチップ実装は、チップの電極上に半田バンプを形成し、それによりプリント基板にフリップチップ実装する方法である。
【０００３】
特に、ノートパソコンや携帯電話等の分野では小型薄型化の要求は大きく、薄く，軽く，小さくがトレンドになっている。このため、上記のように実装形態を小さくし、単位面積当りの実装量を増やすこと、基板を小型にすること、および平行に配置すること等により、容積の縮小化を図るようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、基板を小型にするとしても限界があり、２枚の基板を平行に配置すると、コネクターの問題が発生する。特に、ノートパソコンや携帯電話等は持ち運び移動するため、移動時のコネクターの外れによる接続不良は致命的なものとなる。そこで、特開平８−２８８６４９号公報には、図８に示すように、左右一対のリジッド基板２１を上下一対のフレキシブル基板２２と半田等（図示せず）を用いて接続し、図９に示すように、両フレキシブル基板２２を曲げることにより屈曲可能としたリジッド基板２１の接続構造が提案されているが、このものでは半田等の電気接続部分が破断するおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、半田，導電性ペースト，異方導電コネクター等の電気接続を用いることなく、多彩なレイアウトを可能にすることのできる多層配線基板の提供をその目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の多層配線基板は、複数のリジッド基板部とそれらを折り曲げ屈曲可能につなぐ屈曲可能部分とを備え、上記屈曲可能部分が左右に隣接するリジッド基板部と一体成形により形成され、上記リジッド基板部が、硬質なコアと、このコアを被覆する樹脂製の絶縁層と、この絶縁層の両面に形成された配線回路とからなる両面配線基板を多層に積層して構成され、上記屈曲可能部分が、樹脂からなる絶縁層の両面に配線回路が形成され絶縁層にコアが内蔵されていず、かつ、コアの内蔵されていない部分が上記絶縁層を形成する樹脂で埋められている両面配線基板で構成されているという構成をとる。
【０００７】
すなわち、本発明の多層配線基板に用いる配線基板は、複数のリジッド基板部を屈曲可能部分で折り曲げ屈曲可能につないでいるため、この屈曲可能部分を折り曲げ屈曲させることにより、複数のリジッド基板部を平行に配置したり、直角に配置したりすることができ、また、ノートパソコンのＣＲＴ部分等に配置することもでき、多彩なレイアウトが可能になる。しかも、上記屈曲可能部分が左右に隣接するリジッド基板部に一体成形されており、半田，導電性ペースト，異方導電コネクター等の電気接続を用いていないため、繰り返しの曲げ動作により半田等の電気接続部分が破断したり、持ち運び移動時にコネクターが外れたりすることがなく、安定した電気特性が得られる。
【０００８】
また、上記配線基板では、上記屈曲可能部分を、左右に隣接するリジッド基板部とは別部材で構成することができ、屈曲可能部分をフレキシブルに曲げることができる。このような別部材としては、コアのないものが用いられる。
【０００９】
また、上記配線基板を多層に積層することにより、上記の優れた効果を奏する多層配線基板を得ることができる。
【００１０】
また、上記配線基板のリジッド基板部が、両面配線基板を多層に積層したもので構成され、屈曲可能部分が、樹脂からなる絶縁層の両面に配線回路が形成され絶縁層にコアが内蔵されていない一層の両面配線基板で構成されていることにより、上記の優れた効果を奏する多層配線基板を得ることができる。
【００１１】
本発明において、上記コアがＮｉ−Ｆｅ系合金箔やセラミックで構成されている場合には、配線基板内にＮｉ−Ｆｅ系合金箔やセラミックの低熱膨張率の材質をコアとして含ませることができ、低熱膨張率の配線基板もしくは多層配線基板を実現することができる。これにより、ベアチップ実装が可能となる。
【００１２】
つぎに、本発明を詳しく説明する。
【００１３】
本発明の多層配線基板に用いる配線基板は、左右に隣接するリジッド基板部と屈曲可能部分とを一体成形でつなぐようにしている。
【００１４】
本発明の多層配線基板に用いる配線基板の製造方法については、以下のような方法があげられる。例えば、２枚のリジッド基板を所定隙間を開けて配置し、これら両リジッド基板の外側に接着剤を塗布した銅箔を配設し、もしくは、接着シートと銅箔とを重ね合わせて配設し、プレスにて一体成形したのち、表面に配線を施す。これにより、リジッド基板部と屈曲可能部分とが一体成形された配線基板を製造することができる。また、リジッド基板部と屈曲可能部分とを同時に一体成形してもよい。このようにして製造された配線基板は、上記屈曲可能部分で曲げ加工することができる。しかも、この配線基板には、その屈曲可能部分にコアがないため、小さな力で曲げ加工することができる。
【００１５】
上記屈曲可能部分の材質については、特に限定しないが、ポリイミド，アラミド，ポリエチレン，ポリプロピレン，フッ素樹脂，ポリエチレンテレフタレート樹脂等のフィルム上に配線を施したものが使用できる。
【００１６】
上記リジッド基板部（屈曲可能部分以外の部分）の材質については、特に限定しないが、ガラスエポキシ基板，アラミド樹脂基板，フッ素樹脂基板，紙フェノール基板，セラミック基板，メタルコア基板、またはそれらの多層品、複合品等が使用できる。特に、メタルコア基板は、シリコンチップやパッケージと熱膨張係数を合わせることができ、シリコンチップとの接続信頼性の向上を期待することができる。
【００１７】
上記屈曲可能部分に用いる接着剤もしくは配線基板を多層に積層する際に用いる接着剤としては、特に限定するものではないが、エポキシ系接着剤，ポリイミド系接着剤，ポリエステル系接着剤等が用いられる。
【００１８】
上記メタルコアに使用する金属は、特に限定するものではないが、鉄，ステンレス，チタン，錫，亜鉛，銅，ニッケル−鉄合金等が使用できる。特に、熱膨張率を低くすることを考えると、ニッケル−鉄合金が好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
【００２０】
図１は本発明の多層配線基板に用いる配線基板の一例を示している。この例では、配線基板は２層配線基板である。図において、１，２はリジッド基板部であり、両面に銅箔からなる配線回路５ａ，５ｂ、６ａ，６ｂが形成されたガラスエポキシ基板３，４からなる。７ａ，７ｂ、８ａ，８ｂは上記両ガラスエポキシ基板３，４の両面に形成されたポリイミド系絶縁層である。９は上記両リジッド基板部１，２に一体成形された屈曲可能部分であり、ポリイミド系絶縁層１０の両面に銅箔からなる配線回路１１ａ，１１ｂを形成してなる。これら上記両リジッド基板部１，２の配線回路５ａ，５ｂ、６ａ，６ｂと上記屈曲可能部分９の配線回路１１ａ，１１ｂとは電気的に接続している。このような配線基板は、図２に示すように、上記屈曲可能部分９を９０度に折り曲げ屈曲させることができる。
【００２１】
上記の配線基板を、例えば、つぎのようにして製造することができる。すなわち、まず、図３に示すように、２枚のガラスエポキシ基板３，４と２枚のポリイミド系接着シート１３，１４と２枚の銅箔１５，１６とを準備する。ついで、上記両ガラスエポキシ基板３，４を所定隙間を開けて配置し、これら両ガラスエポキシ基板３，４の両側にポリイミド系接着シート１３，１４と銅箔１５，１６とをそれぞれ重ね合わせて配設し、その状態でプレス成形によりこれらを一体成形する。そののち、この一体成形品の両銅箔１５，１６に従来のエッチング法により配線回路５ａ，５ｂ、６ａ，６ｂ、１１ａ，１１ｂを形成する（図１参照）。これにより、図１に示す配線基板を得ることができる。
【００２２】
上記のように、この実施の形態では、屈曲可能部分９を設けているため、折り曲げて使用することができ、多彩なレイアウトが可能になる。しかも、コネクター等を用いておらず、安定した電気特性を得ることができる。
【００２３】
図４は本発明の多層配線基板の一実施の形態を示している。この実施の形態では、上記例と同様の製造方法により製造した３枚の配線基板Ａをポリイミド系接着剤２０で貼り合わせて、６層配線基板を作製している。図において、２１，２２はリジッド基板部であり、２３は屈曲可能部分である。この実施の形態でも、図５に示すように、屈曲可能部分２３を９０度に折り曲げ屈曲させることができ、上記例と同様の効果を奏する。なお、図４および図５では、各配線基板Ａのガラスエポキシ基板３，４の両面に形成されたポリイミド系絶縁層７ａ，７ｂ、８ａ，８ｂ（図１参照）は図示していない。
【００２４】
図６は本発明の多層配線基板の他の実施の形態を示している。この実施の形態では、図１に示す例と同様の製造方法により製造した１枚の配線基板Ｂの両リジッド基板部１，２の両面に、両面に銅箔からなる配線回路が形成されたガラスエポキシ基板Ｃ〜Ｆを、ポリイミド系接着剤２０で貼り合わせ、上記配線基板Ｂの２層の屈曲可能部分９で接続してなる６層配線基板を作製している。図において、２４，２５はリジッド基板部である。この実施の形態では、屈曲可能部分９が薄くなるため、折り曲げ屈曲させやすくなり（図７参照）、急な折り曲げ角度にも対応することができるようになる。なお、図６および図７では、配線基板Ｂのガラスエポキシ基板３，４の両面に形成されたポリイミド系絶縁層７ａ，７ｂ、８ａ，８ｂ（図１参照）および４枚のガラスエポキシ基板Ｃ〜Ｆの両面に形成されたポリイミド系絶縁層は図示していない。
【００２５】
【実施例１】
実施例１として、１カ所を９０度以上に折り曲げることのできる６層配線基板を作製した。この実施例１では、２枚のガラスエポキシプリプレグと２枚のポリイミド接着シートと２枚の銅−ポリイミド２層基材とを用意し、両ガラスエポキシプリプレグを所定隙間を開けて配置し、両ガラスエポキシプリプレグの両側にポリイミド接着シートと銅−ポリイミド２層基材とをそれぞれ配置し、プレスにより貼り合わせた（２００℃×３０分）。つぎに、この貼り合わせ基材の両面にエッチング法により配線をパターニングした（図１参照）。このような配線基板を３枚作製し、これらをポリイミド接着シートで貼り合わせ、曲げ加工可能な６層配線基板を作製した（図４参照）。
【００２６】
上記の６層配線基板を９０度曲げ加工すると、図５に示すように、折り曲げることができた。そして、０度から９０度までの屈曲試験を行ったところ、屈曲を１００００回繰り返しても、配線破断はなかった。
【００２７】
【実施例２】
実施例１において、ガラスエポキシ基板の代わりに、３６アロイをコアとした基板を使用した。また、すべての接着剤としてポリイミド（ＰＩ）系接着剤（新日鉄化学製ＳＰＢ−０３５Ａ）を使用した。それ以外は上記実施例１と同様にして６層配線基板を作製した。
【００２８】
この実施例２では、３６アロイをコアとした基板を使用しているため、シリコンの熱膨張係数（３．５ｐｐｍ／℃）に近い６層配線基板を作製することができた。これにより、ベアチップ搭載可能、屈曲加工基板を作製することができた。
【００２９】
実施例２の場合にも、０度から９０度までの屈曲試験を行ったが、屈曲を１００００回繰り返しても、配線破断はなかった。
【００３０】
【実施例３】
実施例１において、屈曲可能部分を２層だけで構成した（図６参照）。それ以外は上記実施例１と同様にして６層配線基板を作製した。この実施例３では、屈曲可能部分が薄くなるため、急な折り曲げ角度にも対応できるようになった。
【００３１】
実施例３の場合にも、０度から９０度までの屈曲試験を行ったが、屈曲を１００００回繰り返しても、配線破断はなかった。また、０度〜１８０度までの屈曲試験を行ったが、屈曲を１００００回繰り返しても、配線破断はなかった。
【００３２】
【比較例】
６層配線基板のガラスエポキシ基板とフレキシブル基板（ポリイミドフレキシブル基板）とにそれぞれ０．３ｍｍφ（ピッチ０．６ｍｍ）のランド１００個を設け、このランド部分に半田をめっきにより供給した。
【００３３】
そして、このめっき部分を重ねてクリップ等により仮固定し半田をリフローして（２５０℃×６０秒）接続した。こうして、接続部分のある曲げ加工可能な基板を作製した。
【００３４】
この比較例では、０度から９０度までの屈曲試験を行ったところ、３０００回屈曲させたところで、半田接続部が破断してしまった。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の多層配線基板に用いる配線基板によれば、複数のリジッド基板部を屈曲可能部分で折り曲げ屈曲可能につないでいるため、この屈曲可能部分を折り曲げ屈曲させることにより、複数のリジッド基板部を平行に配置したり、直角に配置したりすることができ、また、ノートパソコンのＣＲＴ部分等に配置することもでき、多彩なレイアウトが可能になる。しかも、上記屈曲可能部分が左右に隣接するリジッド基板部に一体成形されており、半田，導電性ペースト，異方導電コネクター等の電気接続を用いていないため、繰り返しの曲げ動作により半田等の電気接続部分が破断したり、持ち運び移動時にコネクターが外れたりすることがなく、安定した電気特性が得られる。
【００３６】
また、上記配線基板では、上記屈曲可能部分を、左右に隣接するリジッド基板部とは別部材で構成することができ、屈曲可能部分をフレキシブルに曲げることができる。このような別部材としては、コアのないものが用いられる。
【００３７】
また、上記配線基板を多層に積層することにより、上記の優れた効果を奏する多層配線基板を得ることができる。
【００３８】
また、上記第１の配線基板のリジッド基板部が、両面配線基板を多層に積層したもので構成され、屈曲可能部分が、樹脂からなる絶縁層の両面に配線回路が形成され絶縁層にコアが内蔵されていない一層の両面配線基板で構成されていることにより、上記の優れた効果を奏する多層配線基板を得ることができる。
【００３９】
本発明において、上記コアがＮｉ−Ｆｅ系合金箔やセラミックで構成されている場合には、配線基板内にＮｉ−Ｆｅ系合金箔やセラミックの低熱膨張率の材質をコアとして含ませることができ、低熱膨張率の配線基板もしくは多層配線基板を実現することができる。これにより、ベアチップ実装が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多層配線基板に用いる配線基板の一例を示す断面図である。
【図２】上記配線基板を９０度に折り曲げた状態を示す断面図である。
【図３】上記配線基板の作製要領を示す説明図である。
【図４】本発明の多層配線基板の一実施の形態を示す断面図である。
【図５】上記配線基板を９０度に折り曲げた状態を示す断面図である。
【図６】本発明の多層配線基板の他の実施の形態を示す断面図である。
【図７】上記配線基板を９０度に折り曲げた状態を示す断面図である。
【図８】従来例を示す説明図である。
【図９】従来例の作用を示す説明図である。
【符号の説明】
１，２リジッド基板部
７屈曲可能部分

Claims

複数のリジッド基板部とそれらを折り曲げ屈曲可能につなぐ屈曲可能部分とを備え、上記屈曲可能部分が左右に隣接するリジッド基板部と一体成形により形成され、上記リジッド基板部が、硬質なコアと、このコアを被覆する樹脂製の絶縁層と、この絶縁層の両面に形成された配線回路とからなる両面配線基板を多層に積層して構成され、上記屈曲可能部分が、樹脂からなる絶縁層の両面に配線回路が形成され絶縁層にコアが内蔵されていず、かつ、コアの内蔵されていない部分が上記絶縁層を形成する樹脂で埋められている両面配線基板で構成されていることを特徴とする多層配線基板。
上記屈曲可能部分が、樹脂からなる絶縁層の両面に配線回路が形成され絶縁層にコアが内蔵されていない一層の両面配線基板で構成されている請求項１記載の多層配線基板。
上記コアがＮｉ−Ｆｅ系合金箔やセラミックで構成されている請求項１または２記載の多層配線基板。