JP4485975B2 - 多層フレキシブル回路配線基板の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、多層回路配線基板の製造方法に関し、特には、可撓性ケーブル部を有する多層フレキシブル回路配線基板の製造方法に関する。
近年、電子機器の小型化および高機能化は益々促進されてきており、そのために回路基板に対する高密度化の要求が高まってきている。そこで、回路基板を片面から両面や三層以上の多層回路基板とすることにより、回路基板の高密度化を図っている。
この一環として、各種電子部品を実装する多層回路基板や硬質回路基板間をコネクタ等を介して接続する別体のフレキシブル配線基板やフレキシブルフラットケーブルを一体化した可撓性ケーブル部を有する多層フレキシブル回路配線基板が、携帯電話などの小型電子機器を中心に広く普及している。
多層フレキシブル回路配線基板の代表的な構造は、両面又は片面のフレキシブル配線基板を内層とし、それに外層となるフレキシブル又は硬質ベースの回路基板を積層し、メッキなどによるスルーホール接続を施して４〜８層程度の多層フレキシブル回路配線基板とする構造である。
しかしながら、特許文献３や４に記載されているように多層回路配線基板内に可撓性ケーブル部を設けるため、この可撓性ケーブル部のポリイミド樹脂製カバーフィルムやそれを張り合わせるための接着剤の熱膨張係数が高く、部品実装時の約220〜240℃程度の半田リフロー時の熱によって膨張し、スルーホールめっき層にクラックが発生し易いという問題があり、基本的にスルーホールめっき厚を厚くすることでしか、クラックを回避できないため、表層の導体厚が厚くなり、高密度配線、高密度実装が要求される形態の多層フレキシブル回路配線基板では製品として重大な問題となる。
特許文献１には可撓性ケーブル部のポリイミド樹脂製カバーフィルムをスルーホール導通用孔より外側に後退させる構造が記載されている。しかしながら、端面を後退させたカバーフィルムの張り合わせずれが起きた際にはスルーホールクラック耐性は上がらず、上記問題の解決には至らない。また、可撓性ケーブル部に外層となる片面銅張り積層板等を積層するためのプリプレグ等の接着剤は可撓性ケーブル部端面等からの流れ出しを嫌い、流動性を抑えている。このため、端面を後退させたカバーフィルムの段差を充填することが困難である。プリプレグ等の接着剤の充填性を向上させた場合には、上述したように可撓性ケーブル部端面等からの流れ出しを発生させる原因となるので適用は困難である。
特許文献２にはスルーホール接続による多層基板の製造方法として、内層の穴径を外層に比べ大きくなるようにレーザ加工し、スルーホールめっき厚が内層のみを選択的に厚付けする手法が記載されている。しかしながら、穴径の制御をレーザ加工条件で制御しなければならないことから、構成材料が変わる毎に条件出しが必要なことや、そのレーザ加工条件のばらつきなどにより内層穴径が変化しても、その検出ができないといったことが懸念される上、スルーホール加工を従来のＮＣドリルのように基板を重ねて行うことができず、従来の手法よりも生産性が著しく劣るという欠点がある。また、めっき厚の制御に関しては内層のみを選択的に厚付けすることを安定的に行うことは困難であることと、本文献記載の範囲ではめっき厚みのコントラストをつけることも困難であり、多層フレキシブル回路配線基板のスルーホール信頼性確保と表層の微細配線形成を両立するには至らない。
特許文献５および６には内層回路に予めスルーホールめっきし、外層を積層した後前記スルーホールと同軸上に導通用孔を形成し、さらにスルーホールめっきを行うことで、内層と外層のめっき厚みのコントラストをつける手法が記載されている。しかしながら、これらの手法では内層のデスミア工程を簡略化することとしているため、ケーブルを有する内層回路のデスミア工程が必須の多層フレキシブル回路配線基板への適用は困難である。加えて、多層フレキシブル回路配線基板に特有の熱膨張係数の高い可撓性ケーブル部のポリイミド樹脂製カバーフィルム層や接着材層近傍で発生するスルーホールめっき層のクラックを防止するためには、これらの層のスルーホールめっき厚を厚くする必要があるが、特許文献５および６に記載の範囲では内層回路の層間接続部までのスルーホールめっき厚しか厚くならないため、問題の解決には至らない。さらには、煩雑なめっき工程を複数回行う必要があり、生産性の高い方法とは言い難い。
これらのことから、多層フレキシブル回路配線基板のスルーホールクラックを表層の導体厚を厚くすることなく、生産性の良い方法で効果的に防止する方法が望まれていた。
図６〜図８は、従来の多層フレキシブル回路配線基板の製造方法を示す工程図であって、先ず、図６（１）に示す様に、ポリイミド等の可撓性絶縁ベース材７１の両面に銅箔等の導電層７２、７３を有する、所謂、両面銅張積層板７４を用意する。
次に、同図（２）に示す様に、この両面型銅張積層板７４の銅箔層７２、７３に対し、通常のフォトファブリケーション手法によるエッチング手法を用いて、ケーブル等の回路パターン７５を形成し、内層回路７６とする。
次に、同図（３）に示す様に、ケーブル等の回路パターン７５にポリイミドフィルム７７を接着材７８を介し張り合わせることでカバーを形成し、ケーブル部８０を形成する。
次に、同図（４）に示す様に、絶縁ベース材８１の片面に銅箔等の導電層８２を有する、所謂、片面銅張積層板８３およびこれを金型等により所望の形状に打ち抜き加工した同図（３）のケーブル部８０に張り合わせるための接着材８４を用意する。このときの導電層８２の厚みとしては５０μm以下で、特に３５μm以下が好ましい。
次に、同図（５）に示す様に、片面銅張積層板８３と接着材８４を張り合わせ、これを金型等により所望の形状に打ち抜き加工して片面銅張積層板８５を形成する。
次に、図７（１）に示す様に、図６（３）のケーブル部８０に接着材８４を介して図６（５）の打ち抜き加工した片面銅張積層板８５を積層する。
次に、図７（２）に示す様に、ＮＣドリル等で導通用孔８６を形成する。このとき、内層のカバーのポリイミドフィルム７７と接着剤７８がドリル加工時に熱ダレを起こし、内層回路７６の銅箔層７２、７３へのスルーホールめっき付きまわりが悪化するため、デスミア処理を行う。
次に、図８（１）に示す様に、導通用孔８６に無電解めっきあるいは導電化処理等を施した後、電気めっきでスルーホール８７を形成する。このときのスルーホール８７のめっき厚みは３０〜５０μm程度が信頼性を確保する上では好ましい。
次に、図８（２）に示す様に、上記スルーホール面に対し、通常のフォトファブリケーション手法によるエッチング手法を用いて、回路パターン８８を形成する。この後、必要に応じて基板表面にフォトソルダーレジスト層の形成、半田めっき、ニッケルめっき、金めっき等の表面処理を施し、外形加工を行うことで多層フレキシブル回路配線基板８９を得る。
特許第３２０８１７８号公報
特開２００１−２１０９５３号公報
特許第２６３１２８７号公報
特許第３４２７０１１号公報
特開昭６２−１９０７９７号公報
特開平８−２６４９５２号公報
特開２００２-１４１６２９号公報
特開２００３-１２９２５９号公報
特許第３３４８００４号公報
本発明では、多層フレキシブル回路配線基板の製造において、スルーホール接続信頼性の確保と表層の微細パターン形成の両立を可能とする多層フレキシブル回路配線基板の製造方法を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために本発明によれば、多層回路配線基板の製造方法において、第一の導電層と第二の導電の間にエッチングストッパーとなる異種金属層を有する金属箔を用意し、前記第一の導電層にエッチングにより回路パターンを形成し、接着性絶縁樹脂を回路パターン側に接着し、可撓性絶縁ベース材と導電層からなる銅張積層板をエッチング手法により回路パターンを形成した少なくとも1層以上の回路パターン層を有する回路基材に、前記接着性絶縁樹脂または前記接着性絶縁樹脂とは別の接着材を介して積層し、導通用孔を形成し、電気めっきにより電気めっき層を形成して層間接続を行った後、不要な箇所の前記第二の導電層をエッチングし、その後前記エッチングストッパーとなる異種金属層およびその上の電気めっき層を選択エッチング除去することを特徴とする多層回路配線基板の製造方法が採用される。
上記課題を解決するための本発明の他の方法によれば、多層回路配線基板の製造方法において、導電層と樹脂キャリアの間にエッチングストッパーとなる異種金属層を有する金属箔を用意し、前記導電層にエッチングにより回路パターンを形成し、接着性絶縁樹脂を回路パターン側に接着し、樹脂キャリアを剥離し、可撓性絶縁ベース材と導電層からなる銅張積層板をエッチング手法により回路パターンを形成した少なくとも1層以上の回路パターン層を有する回路基材に、前記接着性絶縁樹脂または前記接着性絶縁樹脂とは別の接着材を介し積層し、導通用孔を形成し、電気めっきにより電気めっき層を形成して層間接続を行った後、前記エッチングストッパーとなる異種金属層およびその上の電気めっき層を選択エッチング除去することを特徴とする多層回路配線基板の製造方法が採用される。
これらの特徴により、本発明は次のような効果を奏する。
本発明による、スルーホール接続を有する多層フレキシブル回路配線基板において、第一の導電層と第二の導電層の間にエッチングストッパー層となる異種金属を有する金属箔を用意し、前記第一の導電層にエッチングにより回路パターンを形成し、接着性絶縁樹脂を回路パターン側に接着し、少なくとも1層以上の回路パターン層を有する回路基材また金属箔に前記接着性樹脂または別の接着材を介し積層し、導通用孔を形成し、電気めっきによりスルーホールによる層間接続を行った後、不要な箇所の前記第二の導電層をエッチングし、その後前記エッチングストッパーとなる異種金属層を選択エッチング除去することを特徴とする多層回路配線基板の製造方法が採用されるから、煩雑でスルーホールめっきの制御が困難な部分めっきを用いることなく内層基板には十分な厚さのスルーホールめっきを施し、層間接続部に十分な強度を有しながら、表層は薄い金属箔から形成できる。加えて、表層の微細配線は絶縁樹脂に埋め込まれているため、従来工法では達成できない表層の平坦性も確保できることで、実装性が向上する。
これらのことから、従来工法では困難であったスルーホール接続信頼性の確保と表層の微細パターン形成の両立を可能とする多層フレキシブル回路配線基板を生産性を損なうことなく安価にかつ安定的に提供することができる。
以下、図示の実施例を参照しながら本発明をさらに説明する。
図１〜図５は、本発明の多層フレキシブル回路配線基板の製造方法を示す工程図であって、先ず、図１（１）に示す様に、ポリイミド等の可撓性絶縁ベース材１の両面に銅箔等の導電層２、３を有する、所謂、両面銅張積層板４を用意する。
次に、同図（２）に示す様に、この両面型銅張積層板４の銅箔層２、３に対し、通常のフォトファブリケーション手法によるエッチング手法を用いて、ケーブル等の回路パターン５を形成し、内層回路６とする。
次に、同図（３）に示す様に、ケーブル等の回路パターン５にポリイミドフィルム７を接着材８を介し張り合わせることでカバーを形成し、ケーブル部１０を形成する。
次に、同図（４）に示す様に、特許文献７および８に記載されている銅箔１１（例えば厚さ12μm）/ニッケル箔１２（例えば厚さ２μm）/銅箔１３（例えば厚さ12μm）の３層構造を有する金属基材１４を用意する。
次に、同図（５）に示す様に、銅箔１３に回路パターンをフォトファブリケーション手法により形成するためのレジスト層１５を形成する。
次に、図２（１）に示す様に、レジスト層１５を用い、フォトファブリケーション手法にて、回路パターン１６を形成する。この際、特許文献７および８に記載されている方法にて、ニッケル箔１２にはアタックの弱い選択エッチングを行い、ニッケル箔１２を残しておく。
次に、図２（２）に示す様に、レジスト層１５を剥離し、回路基材１７を得る。
次に、図２（３）に示す様に、熱硬化前の所謂Bステージ状態のプリプレグ等の絶縁樹脂１８を用意する。
次に、図２（４）に示す様に、回路基材１７の回路パターン１６を形成した面をBステージ状態のプリプレグ等の絶縁樹脂１８に熱圧着し、完全に熱硬化させ絶縁樹脂付きの回路基材１９を得る。
次に、図２（５）に示す様に、積層時に流れ出しの少ない、ローフロータイプの接着材２０を用意する。
次に、図２（６）に示す様に、回路基材１９と接着材２０を仮付けし、これを金型等により所望の形状に打ち抜き加工し、型抜きされた接着材付き回路基材２１を形成する。
次に、図３（１）に示す様に、図１（３）のケーブル部１０の両面に接着材２０を介して図２（６）の型抜きされた接着材付き回路基材２１を積層する。
次に、図３（２）に示す様に、ＮＣドリル等で導通用孔２２を形成する。このとき、内層のカバー９のポリイミドフィルム７と接着剤８がドリル加工時に熱ダレを起こし、内層回路６の銅箔層２、３へのスルーホールめっき付きまわりが悪化するため、デスミア処理を行う。
次に、図４（１）に示す様に、導通用孔２２に無電解めっきあるいは導電化処理等を施した後、電気めっきでスルーホール２３を形成する。このときのスルーホール２３のめっき厚みは３０〜５０μm程度が信頼性を確保する上では好ましい。
次に、図４（２）に示す様に、スルーホール２３のランド２４をフォトファブリケーション手法により形成する。この際、特許文献７および８に記載されている方法にて、ニッケル箔１２にはアタックの弱い選択エッチングを行うことで、ニッケル箔１２が回路パターン１６を保護する。
次に、図５（１）に示す様に、特許文献７および８に記載されている方法にて、ニッケル箔１２を選択エッチングすることで、回路パターン１６が電気的にセパレートされる。この後、必要に応じて基板表面にフォトソルダーレジスト層の形成、半田めっき、ニッケルめっき、金めっき等の表面処理を施し、外形加工を行うことで多層フレキシブル回路配線基板２５を得る。
また、図５（２）に示す様に、スルーホールランド２３を形成する際に、導体厚の厚い回路パターン２６を一部形成することが可能である。導体厚の厚い回路パターン２６は十分な導体の断面積を確保することで、電源ライン等に用いる際の電流容量を向上させること可能である。また、導体厚の厚い回路パターン２６は導体の曲げ弾性を向上させるため、特許文献９に記載の導電性突起を用いたビルドアップ基板を作製する際の、内層コア基板の変形を低減させることが可能である。
１ 可撓性絶縁ベース材
２ 銅箔層
３ 銅箔層
４ 両面銅張積層板
５ 回路パターン
６ 内層回路
７ ポリイミドフィルム
８ 接着材
１０ ケーブル部
１１ 銅箔
１２ ニッケル箔
１３ 銅箔
１４ 金属基材
１５ レジスト層
１６ 回路パターン
１７ 回路基材
１８ 絶縁樹脂
１９ 絶縁樹脂付きの回路基材
２０ 接着材
２１ 型抜きされた接着材付き回路基材
２２ 導通用孔
２３ スルーホール
２４ スルーホールのランド
２５ 多層フレキシブル回路配線基板
２６ 導体厚の厚い回路パターン
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２６ 導体厚の厚い回路パターン
Claims (2)
- 多層フレキシブル回路配線基板の製造方法において、第一の導電層と第二の導電層の間にエッチングストッパーとなる異種金属層を有する金属箔を用意し、前記第一の導電層にエッチングにより回路パターンを形成し、接着性絶縁樹脂を回路パターン側に接着し、可撓性絶縁ベース材と導電層からなる銅張積層板をエッチング手法により回路パターンを形成した少なくとも１層以上の回路パターン層を有する回路基材に、前記接着性絶縁樹脂または前記接着性絶縁樹脂とは別の接着材を介して積層し、導通用孔を形成し、電気めっきにより電気めっき層を形成して層間接続を行った後、不要な箇所の前記第二の導電層およびその上の電気めっき層をエッチングし、その後前記エッチングストッパーとなる異種金属層を選択エッチング除去することを特徴とする多層フレキシブル回路配線基板の製造方法。
- 多層フレキシブル回路配線基板の製造方法において、導電層と樹脂キャリアの間にエッチングストッパーとなる異種金属層を有する金属箔を用意し、前記導電層にエッチングにより回路パターンを形成し、接着性絶縁樹脂を回路パターン側に接着し、樹脂キャリアを剥離し、可撓性絶縁ベース材と導電層からなる銅張積層板をエッチング手法により回路パターンを形成した少なくとも1層以上の回路パターン層を有する回路基材に、前記接着性絶縁樹脂または前記接着性絶縁樹脂とは別の接着材を介して積層し、導通用孔を形成し、電気めっきにより電気めっき層を形成して層間接続を行った後、前記エッチングストッパーとなる異種金属層およびその上の電気めっき層を選択エッチング除去することを特徴とする多層フレキシブル回路配線基板の製造方法。
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