JP4555709B2 - フレキシブル基板、多層フレキシブル基板およびそれらの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、フレキシブル基板に関し、特に、実装に好適なフレキシブル基板および多層フレキシブル基板、ならびにそれらの製造方法に関する。

フレキシブル基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）は、導体と耐熱性高分子フィルムとから成る組合せを基本構造としている。耐熱性高分子フィルムの片面にのみ導体が設けられているフレキシブル基板は、片面フレキシブル基板と呼ばれ、耐熱性高分子フィルムの両面に導体が設けられているフレキシブル基板は、両面フレキシブル基板と呼ばれている。

片面フレキシブル基板の製造には、一般に、銅張積層板（ＣＣＬ：Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｅ）が用いられる。銅張積層板は２種類あり、１つは、接着剤を介して、銅箔が耐熱性高分子フィルムに貼り合わされている３層ＣＣＬであり、もう１つは、接着剤を介さずに、銅箔が耐熱性高分子フィルムに貼り合わされている２層ＣＣＬである。このような２層ＣＣＬまたは３層ＣＣＬは、例えば、ラミネート法、キャスト法、またはスパッタめっき法等によって製造される。２層ＣＣＬまたは３層ＣＣＬに対してサブトラクティブ法が施されることによって配線パターンが形成され、片面フレキシブル基板が製造されることになる。

多層フレキシブル基板は、片面フレキシブル基板または両面フレキシブル基板にフィルムおよび絶縁樹脂層がコーティングされて得られる基板である。多層フレキシブル基板では、メッキ法でスルーホール孔の内壁に金属が設けられることによって、スルーホール導体（即ちビア）が形成されており、多層フレキシブル基板の各層の配線パターン間が電気的に接続されている。

このようなフレキシブル基板または多層フレキシブル基板は、折り曲げ自在であることから、空間的に狭い実装領域に対して有効に用いられる。例えば、カメラ、携帯電話またはポータブルＰＣ等の小型液晶回りだけでなく、プリンター、ＨＤＤといったＰＣ周辺機器等の狭いスペースに対しても、フレキシブル基板または多層フレキシブル基板が実装されている。近年では、電子機器が更に小型化・軽量化・薄型化されるにつれて、半導体の更なる高密度化・高機能化が求められている。従って、半導体または受動素子等が実装されるフレキシブル基板の更なる薄型化・高密度化が求められている。例えば、液晶ディスプレイのカラー化・高精細化に伴って、出力端子数の増加およびドライバーＩＣのパッドピッチの狭小化等が求められている。
特開平１１−１５７００２号公報（第３頁） 特開２００４−３１５８８号公報（第２頁） 特開平４−１０７８９６号公報（第１−２頁） 特開平２−１８０６７９号公報（第１頁） 特開平１０−２５６７００号公報（第２−３頁） 特開２０００−７７８００号公報（第１頁） 特開２００３−２２４３６６

従来のフレキシブル基板（または多層フレキシブル基板）およびその製造方法は、次の（Ｉ）〜（ＶＩＩ）のような課題または問題点があった。

（Ｉ）フレキシブル基板の更なる薄型化・高密度化を進める上では、配線パターンの微細化が重要である。しかしながら、フレキシブル基板に用いられる銅箔の厚さは通常１８〜３５μｍであり、サブトラクティブ法では、配線パターンの線幅の微細化には限界がある。つまり、化学エッチング等のサブトラクティブ法では、厚み１８〜３５μｍ程度の銅箔から７５μｍ以下の線幅の配線パターンを形成することが困難であり、配線パターンを更に微細化するには、より薄い銅箔を用いなければならない。

（ＩＩ）配線パターンの形成に化学エッチング等のサブトラクティブ法を用いると、エッチング液が配線パターン間に残ってしまい、絶縁信頼性に悪影響を及ぼす可能性がある。また、サブトラクティブ法では、得られる配線パターンが基板表面に突出する構造となり、基板の平坦性が減じられる。従って、半導体チップに形成されたバンプを配線パターン上に実装しにくくなるだけでなく、実装後にバンプが配線パターン間に移動してショートする可能性がある。更に、配線パターンの突出構造自体が、後に実施される樹脂封止を妨げる要因となり得る。

（ＩＩＩ）層間の配線接続にはスルーホール導体が一般的に用いられている。このような配線接続では、積層数が増加してスルーホールの数が増加すると、配線に必要なスペースが十分に確保されにくくなる。そのため、スルーホール導体が作製された片面フレキシブル基板もしくは両面フレキシブル基板を積層させることによって多層化することが一般的に行われている。この場合、スルーホール導体には金属ペーストが充填されるが、金属ペースト中には、スルーホール内への充填性や印刷性を高めるために必然的に液状樹脂や溶剤が含まれており、通常の銅メッキで形成された回路よりも抵抗値が高くなっている。そして、金属ペーストが充填されるスルーホールは、その径が小さくなるにつれて金属ペーストを充填しにくくなるので、多量の溶剤を添加して金属ペーストの粘度および流動性を調整する必要が生じる。そうすると、金属ペースト中の溶剤が、充填後に蒸発することになるので、蒸発した部分に気孔が生じることになる。従って、そのような気孔に起因して、スルーホール導体自体の抵抗が増加してしまうことになる。

（ＩＶ）スルーホール導体の形成には、レーザー加工によって接着剤層およびフィルム等に穴が形成される。接着剤層は、容易にレーザー加工できるものの、従来のフレキシブル基板に用いられているような厚いフィルムに対しては、レーザー加工が困難となっている。具体的には、従来の有機フィルムはレーザーによる加工熱のために加工穴の形状が円形とならず、バリが生じることがある。また、レーザー入射径よりも出射径の方が小さくなるために、得られる穴には金属ペーストを充填しにくい等の問題点があった。

（Ｖ）フレキシブル基板を薄型化・高密度化するには、配線パターンやスルーホール導体を微細化するだけでなく、配線パターンに接続される回路部品も薄くすることが重要である。しかしながら、インダクタ、コンデンサ、および抵抗体等の受動素子は、基板面に突出した状態で実装されるのが一般的であり、そのため、全体として基板が厚くなる問題点があった。

（ＶＩ）従来のフレキシブル基板では、一般的に、受動素子または能動素子がフレキシブル基板の露出表面上に形成されており、フレキシブル基板に受動素子または能動素子が内蔵されていなかった。従って、このようなフレキシブル基板から形成される多層フレキシブル基板では、露出表面上の受動素子または能動素子に対して多層化が行われることになり、受動素子または能動素子が各層間の配線パターン間に形成される構成となっている。このため、そのような多層フレキシブル基板では配線許容領域が狭いという問題点があった。

（ＶＩＩ）フレキシブル基板は、狭いスペースに折り曲げて用いられるため、屈曲寿命（または摺動屈曲性）が良いことが求められる。そのため、例えば、２層ＣＣＬが十分な屈曲寿命を有している必要があり、ポリイミドフィルムと銅箔との密着強度が高いことが求められる。３層ＣＣＬでは、ポリイミドフィルムと銅箔との密着強度が高いだけでなく、それらと接着剤組成物との密着強度が高いことが求められる。

なお、エッチングにより形成される従来の配線パターンは、配線パターンが基板表面にむきだしになっており、フレキシブル基板の屈曲によってマイクロクラックが配線パターンに生じやすく、屈曲寿命の点では必ずしも満足いくものとなっていなかった。

以上の従来技術の課題または問題点（Ｉ）〜（ＶＩＩ）に鑑み、本発明の目的は、信頼性の高い高密度な薄型フレキシブル基板であって、屈曲寿命の点で優れているフレキシブル基板を提供することである。また、本発明の目的は、そのようなフレキシブル基板の製造方法を提供することも含んでいる。

本発明は、
（ｉ）フィルム、
（ｉｉ）フィルムの表面（即ち「おもて」の面）および当該表面に対向する裏面に形成された絶縁樹脂層、
（ｉｉｉ）絶縁樹脂層に埋め込まれた配線パターン、ならびに
（ｉｖ）表面の配線パターンと裏面の配線パターンとの間に配置され、前記表面の配線パターンと前記裏面の配線パターンとを電気的に接続するビア
を有して成り、
表面の絶縁樹脂層および裏面の絶縁樹脂層がフィルムよりも厚くなっていることを特徴とするフレキシブル基板を提供する。

また、このようなフレキシブル基板を得るために、
（ａ）フィルムの表面および当該表面に対向する裏面に、フィルムよりも厚い絶縁樹脂層を形成する工程、
（ｂ）フィルムおよび絶縁樹脂層に貫通孔を形成する工程、
（ｃ）貫通孔に導電性樹脂組成物を充填する工程、ならびに
（ｄ）絶縁樹脂層に配線パターンを埋め込んで配線パターンを導電性樹脂組成物に電気的に接続させる工程
を含んで成るフレキシブル基板の製造方法を提供する。

本発明のフレキシブル基板では、配線パターンが絶縁樹脂層に埋め込こまれており、好ましくは、配線パターンが絶縁樹脂層と面一または略面一となるように絶縁樹脂層に埋め込まれている。また、本発明のフレキシブル基板では、表面側の配線パターンと裏面側の配線パターンとの間にビアが設けられているので、ビアが基板全体を貫通していない（従って、本明細書のビアは「インナービア」とも呼ばれる）。

本発明のフレキシブル基板は、配線パターンが絶縁樹脂層と面一（または略面一）となっているので平坦性に優れており、半導体チップを実装する際、精度良く実装することができる。また、絶縁樹脂層に埋設された配線パターンは、絶縁樹脂層との密着強度が維持され、配線パターンに加えられる応力が分散されるため、フレキシブル基板に十分な屈曲性がもたらされている（即ち、屈曲寿命が良好である）。更に、配線パターンは転写手法で絶縁樹脂層に埋め込んで形成するため、エッチング液等の残渣が存在することなく清浄な基板表面を得ることができ、絶縁信頼性に優れている。

また、フレキシブル基板を製造する際には、ビアの位置を任意に選択することができるので、配線パターンの所望の箇所で導通をとることが可能となっており、配線設計が容易である。なお、配線パターンが絶縁樹脂層に埋め込まれているため、表面の配線パターンと裏面の配線パターンとの間隔が狭くなっており、ビアを小型化することができる。

更に、本発明のフレキシブル基板から製造される多層フレキシブル基板では、フィルム上に受動素子または能動素子が形成される態様であるため、配線長が短くなるように高密度に受動素子と能動素子とを実装することができる。従って、種々の受動素子と能動素子とを組み合わせて、より高機能な電子回路を含んだフレキシブル基板を得ることができる。また、そのように受動素子と能動素子とを高密度に実装できるので、電子回路の高速処理化に伴う配線間の寄生容量やインダクタンスの影響を最小限に抑制することができる。更に、種々の受動素子および能動素子を基板内部に配置する構成であるため、表面実装に利用される面積および部品数を最小限に抑えることができ、一層の小型化・薄型化が可能となる。

発明を実施するための形態

以下において、本発明のフレキシブル基板およびその製造方法について具体的に説明する。

図１に、本発明のフレキシブル基板１００の構成を断面で示す。図１に示されるように、本発明のフレキシブル基板１００は、フィルム１の両面に、フィルム１よりも厚い絶縁樹脂層２ａ,２ｂが形成されており、その絶縁樹脂層２ａ,２ｂに配線パターン３ａ,３ｂが埋め込まれている。特に、配線パターン３ａ,３ｂは、基板表面が平坦になるように絶縁樹脂層２ａ,２ｂに埋め込まれている。ビア４は、表面側の絶縁樹脂層２ａに形成された配線パターン３ａと裏面側の絶縁樹脂層２ｂに形成された配線パターン３ｂとの間に設けられており、配線パターン３ａ,３ｂを相互に電気的に接続する機能を有している。

本発明のフレキシブル基板１００では、絶縁樹脂層２ａ,２ｂがフィルム１よりも厚くなるように形成されている。例えば、絶縁樹脂層（２ａまたは２ｂ）の厚さ／フィルムの厚さ比が、好ましくは１．１〜８、より好ましくは１．２〜６である。なお、ここでいう「絶縁樹脂層の厚さ」とは、フィルムの一方の面に形成された絶縁樹脂層の厚さを意味する。具体的な厚さとしては、例えば、絶縁樹脂層２ａ,２ｂの厚さが、３〜８０μｍであり、フィルム１の厚さが２〜１６μｍである。このように、絶縁樹脂層２ａ,２ｂをフィルム１よりも厚くなるように構成すると、フレキシブル基板の屈曲性または摺動屈曲性が良好となる。なぜなら、フレキシブル基板が折り曲げられるような場合では、フィルムおよび埋設された配線パターンに加えられる応力が低弾性率の絶縁樹脂層で緩和されるからである。

配線パターン３ａ,３ｂが、絶縁樹脂層２ａ,２ｂに埋め込まれている態様において、配線パターン３ａ,３ｂの厚さが絶縁樹脂層２ａ,２ｂの厚さの４０％〜１００％であることが好ましく、より好ましくは、８０％〜９５％となっている。このような割合で配線パターンが絶縁樹脂層に埋め込まれると、ビア抵抗が低抵抗となる効果がもたらされることになる。また、表面の配線パターン３ａと裏面の配線パターン３ｂとの間隔が狭められることになるので、ビアの小型化が実現される。

本発明のフレキシブル基板１００に用いられるフィルム１は、一般的に、絶縁性を有するフィルムであり、樹脂フィルム等の有機フィルムであることが好ましい。しかしながら、フィルム１は、耐熱性、可撓性、平滑性、および低吸水率等を有するフィルムであれば、特に限定されるものではない。例えば、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリサルフォン（ＰＳ）、非晶性ポリオレフィン（ＰＯ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、およびポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）から成る群から選択される材料からフィルム１が形成されることが好ましい。このような材料を用いると、特に耐熱性および可撓性に優れたフィルムを得ることができる。このため、そのような材料から形成されたフィルムをフレキシブル基板に用いると、空間的に狭いスペースに折り曲げて実装することが可能なフレキシブル基板が得られ、電子機器の更なる小型化・軽量化・薄型化の実現に寄与することになる。

上記に挙げた材料の中では、特に、ポリアミドが好ましい。なぜなら、ポリアミドは、高剛性および高耐熱性を有しているからである。特に、芳香族ポリアミドであるアラミドが好ましい。なぜなら、アラミドは、薄膜化してもフィルムの腰が強く、ハンドリング性に優れ、より薄いフレキシブル基板の実現に寄与するからである。ちなみに、芳香族ポリアミドの中でも、パラ系芳香族ポリアミドは、主鎖が直線的な構造を有するために、メタ系芳香族ポリアミドと比較して、高剛性がより顕著に表れることになり、フィルムを更に薄膜化させることができる。そのようにフィルムが薄膜化されると、フィルムに対してレーザー加工がしやすくなり、微細なビアの形成が可能となる。

フィルム１の両面に形成されている絶縁樹脂層２ａ,２ｂは、配線パターン３ａ,３ｂを収納する機能を有している。配線パターン３ａ,３ｂとの密着性を向上させるため、または、多層化に際して基板間の密着性を向上させるために、絶縁樹脂層２ａ,２ｂが接着性を有していることが好ましい。従って、絶縁樹脂層２ａ,２ｂの材料は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、およびそれらを変性した樹脂から成る群から選択される少なくとも１種類の樹脂であることが好ましい。

配線パターン３ａ,３ｂは、導電性を有する材料であれば、いかなる材料で形成されてもよいが、例えば、銅、ニッケル、金および銀から成る群から選択される金属材料から形成されることが好ましい。配線パターン３ａ,３ｂの厚さは、用途に応じて変更されるものの、３〜１８μｍ程度であることが好ましく、配線パターン３ａ,３ｂが膜状に形成されていることが好ましい。より好ましくは、より薄型で高密度配線を有するフレキシブル基板を達成するために、厚さが３〜１２μｍとなるように配線パターン３ａ,３ｂが形成される。

本発明のフレキシブル基板１００では、配線パターン３ａ,３ｂが絶縁樹脂層２ａ,２ｂに埋設されていることを特徴としている。このような配線パターン３ａ,３ｂを得るには転写手法を用いることが好ましい。具体的には、まず、配線パターン３ａ,３ｂが予め設けられたキャリアシートと、絶縁樹脂層２ａ,２ｂを両面に有するフィルム１とを用意する。キャリアシート自体は、ＰＥＴなどの有機フィルムまたは銅箔などの金属箔等から成り、厚さが２５〜２００μｍ程度のシート材であることが好ましい。次いで、配線パターン３ａ,３ｂと絶縁樹脂層２ａ,２ｂとが接するように、キャリアシートとフィルム１とを重ねてプレスする。このプレスによって、キャリアシート上の配線パターン３ａ,３ｂがフィルム１の絶縁樹脂層２ａ,２ｂ内に埋め込まれる。絶縁樹脂層２ａ,２ｂが熱硬化型樹脂から成る場合には、埋め込みの際に絶縁樹脂層２ａ,２ｂを半硬化状態にしておくことが好ましい。最終的には、キャリアシートを取り除くことによって、絶縁樹脂層２ａ,２ｂ内に配線パターン３ａ,３ｂが埋設されたシート基板が得られることになる。この場合、配線パターン３ａ,３ｂは、絶縁樹脂層２ａ,２ｂと面一または略面一となるように当該絶縁樹脂層２ａ,２ｂに埋め込まれることが好ましい。これにより、フレキシブル基板の平担性が優れることになり、多層化する際に有利となる。このような転写手法は、ウエットエッチングを用いて形成した配線パターンよりもファインピッチな配線パターンを形成することができる。例えば、ウエットエッチングを用いて形成した配線パターンのライン／スペース（Ｌ／Ｓ）が４０μｍ／４０μｍ程度であるのに対して、転写手法を用いた配線パターンのＬ／Ｓは１５μｍ／１５μｍ（３０μｍピッチ）にまで微細化することができる。

本発明のフレキシブル基板１００に構成されるビア４は、表面の配線パターン３ａと裏面の配線パターン３ｂとの間に設けられ、配線パターン３ａ,３ｂと接するように設けられている。従って、ビア４は、表面の配線パターン３ａと裏面の配線パターン３ｂとを相互に電気的に接続する機能を有している。このため、ビア４は、銅、ニッケルおよび銀から成る群から選択される金属を含んだ導電性樹脂組成物から形成されることが好ましい。

次に、以下において、本発明のフレキシブル基板の好適な実施態様（Ｉ）〜（Ｖ）を説明する。

好適な実施態様（Ｉ）としては、少なくとも１つの受動素子および／または能動素子と、当該受動素子および／または能動素子に電気的に接続された配線とが、フィルムの表面および裏面の少なくとも一方の面上に設けられており、配線とビアとが電気的に接続されている。

図２に、受動素子を含む本発明のフレキシブル基板１１０の構成を示す。図２では、図１と同一要素については、同一符号が付されている。図２が図１と異なる点は、フィルム１の一方の面にコンデンサ５、配線６および抵抗体７が設けられていることであり、表面または裏面の配線パターン３ａ,３ｂと配線６とを電気的に接続するようにビア４が形成されていることである。この態様では、コンデンサ５は、配線６を介してビア４と電気的に接続され、また、抵抗体７は配線６を介してビア４に接続されている。なお、配線６は、電極配線であってもよい。

このような態様では、種々の能動素子と受動素子とを組み合わせることによって基板内部に電子回路を形成することが可能となる。また、各種受動素子と能動素子とを高密度に、配線長が短くなるように実装できるため、配線間の寄生容量やインダクタンスが回路に及ぼす影響を抑制することができる。更に、受動素子および／または能動素子と配線とは、絶縁樹脂層に覆われているため、フィルムとの密着強度が維持され、フレキシブル基板１１０に十分な屈曲性がもたらされる。また、受動素子および／または能動素子と配線とは、基板表面に現れずに絶縁樹脂層に埋設されているために基板表面が平坦となっており、配線の障害になることなく積層でき、高密度な多層フレキシブル基板を得ることができる。

好適な実施態様（ＩＩ）としては、受動素子および／または能動素子が膜状に形成される。ここでいう「膜状」とは、受動素子および／または能動素子の厚さが０．０１〜７０μｍ程度であることを意味する。このように、受動素子および／または能動素子が膜状に形成されることによって、薄型のフレキシブル基板が実現され、十分な屈曲性が得られることになる。

更に、好適な実施態様（ＩＩＩ）としては、更なる別の受動素子および／または能動素子が形成されている。

図３に、更に別の受動素子および／または能動素子が内蔵された本発明のフレキシブル基板１２０の構成を断面で示す。図３では、図２と同一要素については、同一符号が付されている。図３が図２と異なる点は、抵抗体８が、絶縁樹脂層２ｂに埋め込まれた状態で配線パターン３ｂの間に形成されていることである。

このような実施態様では、各種の能動素子と受動素子とを組み合わせて、より高機能な電子回路を基板内部に形成することが可能となる。また、このような実施態様でも、配線長が短くなるように高密度にフレキシブル基板を実装できるので、配線間の寄生容量やインダクタンス等が回路に及ぼす影響を抑制することができる。

ここで、受動素子は、無機誘電体から構成されるコンデンサ、抵抗体、インダクタおよびそれらの組合せから成る群から選択される素子であることが好ましい。従って、受動素子をフィルター等の機能を有する素子としてフレキシブル基板内部に組み込むことが可能となる。

コンデンサに用いられる無機誘電体は、ＡＴｉＯ３型ペロブスカイトから成る材料であることが好ましく、「ＡＴｉＯ３」中のＡが、ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、バリウム（Ｂａ）、および鉛（Ｐｂ）から成る群から選択された少なくとも１種以上の元素であることが好ましい。そのような材料から無機誘電体を形成すると、誘電率の高いコンデンサを得ることができる。その結果、単位面積当たりの静電容量が大きくなり、フレキシブル基板の小型化につながる。

受動素子に用いられる抵抗体は、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ニクロム合金（Ｎｉ−Ｃｒ）、チタン-ニッケル合金（Ｔｉ−Ｎｉ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、クロム-酸化珪素（Ｃｒ−ＳｉＯ）、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、銅アルミニウム酸化物（ＣｕＡｌＯ_２）、ストロンチウム銅酸化物（ＳｒＣｕ_２Ｏ_２）、およびアルミドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）から成る群から選択される材料から形成されることが好ましい。そのような材料から抵抗体を形成すると、高抵抗な抵抗体が得られる。その結果、単位面積当たりの抵抗値が大きくなり、フレキシブル基板の小型化につながる。

好適な実施態様（ＩＶ）としては、能動素子が有機半導体であることが好ましい。有機半導体から形成される能動素子は、薄くて軽いだけではなく、可撓性を有する点で優れている。また、有機半導体は、複雑な製造工程を経ることなく、輪転機印刷やインクジェットプリンタ印刷等の簡易な製造方法で作製できるため、従来の無機半導体に比べて、作製コストを抑えることができる。

特に、有機半導体は、ｐｎ接合型太陽電池であることが好ましい。なぜなら、フレキシブル基板内部に太陽電池を形成できるので、より高機能な電子回路を高密度に設けることが可能となるからである。例えば、電源供給を必要としないモジュールを実現することができる。更に、従来の無機物から成る太陽電池に比べ、ｐｎ接合型太陽電池は、原料が安価で作製に大掛かりな設備を必要とせず、更に、有機物の溶液を基板上に塗布する等の製造方法も適用できるため、可撓性を有する軽量な薄型フレキシブル基板を低コストで製造できることにつながる。

更に、好適な実施形態（Ｖ）としては、本発明のフレキシブル基板を積層して多層フレキシブル基板を製造する。図４に、本発明の多層フレキシブル基板２００の構成を断面図で示す。図示される多層フレキシブル基板２００は、第１フレキシブル基板１０１、第２フレキシブル基板１０２および第３フレキシブル基板１０３から構成されている。このような多層フレキシブル基板２００では、各種受動素子を多層フレキシブル基板の内部に配置することができるため、表面実装に必要な面積および部品数を最小限に抑えることができ、結果的には、電子機器の小型化につながる。また、種々の受動素子を配線長が短くなるように高密度に実装することができるため、配線間の寄生容量やインダクタンス等によって回路に及ぼされる影響も最小限に抑えられることになり、結果的に高性能な多層フレキシブル基板の実現につながる。

次に、以下において、本発明のフレキシブル基板の製造方法について説明する。

本発明の製造方法は、（ａ）フィルムの表面および当該表面に対向する裏面に、フィルムよりも厚い絶縁樹脂層を形成する工程、（ｂ）フィルムおよび絶縁樹脂層に貫通孔を形成する工程、（ｃ）貫通孔に導電性樹脂組成物を充填する工程、ならびに（ｄ）絶縁樹脂層に配線パターンを埋め込んで配線パターンを導電性樹脂組成物に電気的に接続させる工程を含んでいる。本発明の製造方法では、ビアを設ける位置を任意に選択することができるため、配線パターンの所望の箇所で導通をとることが可能となり、配線設計が容易である。

工程（ａ）では、フィルムの表面および当該表面に対向する裏面に、フィルムよりも厚い絶縁樹脂層が形成される。従って、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂またはそれらを変性した樹脂等をフィルム面に塗布する。塗布に際しては、ディップ法、ロールコータ法、ダイコータ、スプレー法またはカーテン法等を用いることが好ましい。塗布後、絶縁樹脂層を乾燥させるものの、半硬化状態にしておくことが好ましい。従って、絶縁樹脂層の形成後、４０〜１００℃の温度下に絶縁樹脂層を付すことが好ましい。

次に、工程（ｂ）では、フィルムおよび絶縁樹脂層に貫通孔が形成される。貫通孔の直径は、好ましくは５〜１００μｍであり、より好ましくは１０〜５０μｍである。貫通孔を形成するには、レーザー、パンチまたはドリル等の手段を用いることができる。

工程（ｃ）では、貫通孔に導電性樹脂組成物が充填される。充填に先立って、導電性樹脂組成物をペースト状にしておくことが好ましい。従って、導電性樹脂組成物が、２５〜４０℃の温度の下、好ましくは１０〜３００Ｐａ・ｓの粘度を有している。なお、スクリーン印刷法を用いて導電性樹脂組成物を充填してもよい。また、導電性樹脂組成物を充填する態様に限らず、スルーホールめっき等を実施して、貫通孔の内壁に金属を形成する態様も可能である。

工程（ｄ）では、配線パターンが絶縁樹脂層内に埋設されて、配線パターンが導電性樹脂組成物に電気的に接続される。従って、配線パターンは、貫通穴に充填された導電性樹脂組成物と接する位置に設ける必要がある。この工程（ｄ）では、転写手法を用いることが好ましく、キャリアシート上に予め形成された配線パターンを、工程（ａ）〜（ｃ）で得られたフィルム上の絶縁樹脂層に転写することが好ましい。転写手法では、４０〜１２０℃の温度の下、０．１〜３ＭＰａの圧力で、キャリアシートを絶縁樹脂層に押圧することが好ましい。転写手法を用いると、キャリアシート上に予め配線パターンを形成した後で、検査を行い、良品の配線パターンだけを絶縁樹脂層に埋め込むことができるため、フレキシブル基板を歩留りよく製造できることになる。なお、配線パターンを埋設した後では、１００〜２００℃の温度および０．１〜３ＭＰａの圧力の条件下で絶縁樹脂層を本硬化させることが好ましい。

ある好適な実施形態において、本発明の製造方法は、少なくとも１つの受動素子および／または能動素子と、当該受動素子および／または能動素子に電気的に接続される配線とを、フィルムの表面および裏面の少なくとも一方の上に設ける工程を更に含んでいる。従って、この場合、工程（ａ）で用いられるフィルムは、少なくとも１つの受動素子および／または能動素子と、前記受動素子および／または能動素子に電気的に接続された配線とが表面および裏面の少なくとも一方に形成されているフィルムである。そして、このようなフィルムを用いた場合では、工程（ｃ）において、フィルム上に設けられた配線と貫通孔に充填された導電性樹脂組成物とが電気的に接続することになる。配線が導電性樹脂組成物と電気的に接続することによって、配線と表面の配線パターンと裏面の配線パターンとが電気的に接続されることになる。このような実施態様では、種々の能動素子と受動素子とを組み合わせて電子回路を形成することができる。また、種々の受動素子と能動素子とを、高密度に配線長が短くなるように実装することができるので、配線間の寄生容量やインダクタンスが回路に及ぼす影響を抑制できる。なお、本発明の製造方法では、受動素子および／または能動素子と、当該受動素子および／または能動素子に電気的に接続された配線とが絶縁樹脂層で覆われるので、フィルムとの密着強度が維持され、屈曲性に優れたフレキシブル基板が得られる。

少なくとも１つの受動素子および／または能動素子、ならびに当該受動素子および／または能動素子に電気的に接続される配線は、スパッタリング法、真空蒸着法、またはイオンプレーティング法によって形成してよい。そのような方法を用いると、低温において密着性良く高融点材料から製膜することが可能となる。従って、フィルムにダメージを与えることなく、受動素子、能動素子または配線を形成することができる。

また、同様に、スクリーン印刷法、メタルマスク印刷法、または描画法を用いることも可能である。このような方法でも、低温において製膜が可能となり、フィルムにダメージを与えないだけでなく、受動素子、能動素子または配線を低コストで形成することができる。

なお、転写手法に際して、配線パターンを絶縁樹脂層に転写するだけでなく、それと併せて、受動素子および／または能動素子を絶縁樹脂層に転写することも可能である。その場合は、キャリアシート上に予め配線パターンと受動素子および／または能動素子とを形成した後に、その配線パターンと受動素子および／または能動素子とを、フィルムの両面の絶縁樹脂層に埋設させることになる。

以上、本発明のフレキシブル基板の製造方法について説明してきたが、そのようなフレキシブル基板の製造方法を繰り返して実施すると、図４に示すような多層フレキシブル基板２００を得ることができる。

次に、図５を参照して、本発明のフレキシブル基板１００の製造工程の一例を説明する。

まず、トルエンやキシレン等の芳香族系溶剤、メチルエチルケトンやアセトン等のケトン系溶剤、メタノールやエタノール等のアルコール系溶剤、またはジメチルホルムアミドやジメチルアセトアミド等の極性溶剤等の溶剤に、エポキシ系の熱硬化型樹脂組成物等の絶縁性材料を溶解させてワニス状態にする。次いで、そのような絶縁性材料を、ディップ法、ロールコータ法、ダイコータ法、スプレー法、またはカーテン法等の塗布手段でアラミドまたはポリイミド等の有機フィルム１の両面に塗布して、絶縁樹脂層２ａ,２ｂを形成する（図５（ａ）参照）。形成した絶縁樹脂層２ａ,２ｂは、半硬化状態にしておくことが好ましい。

次に、フィルム１の両面に絶縁樹脂層２ａ,２ｂが設けられたシート材に、炭酸ガスレーザーまたはＵＶレーザー等を用いて貫通孔１３を形成する（図５（ｂ）参照）。次いで、貫通孔に印刷法等で導電性樹脂組成物１４を充填した後（図５（ｃ）参照）、転写手法により、配線パターン３ａ,３ｂを絶縁樹脂層２ａ,２ｂに埋め込こむ。この際、配線パターン３ａ,３ｂと絶縁樹脂層２ａ,２ｂとを面一にすることが好ましい。即ち、シート材表面が段差なく平滑になるように配線パターン３ａ,３ｂを絶縁樹脂層２ａ,２ｂに埋め込むことが好ましい。また、表面の配線パターン３ａの一部分と裏面の配線パターン３ｂの一部分とが導電性樹脂組成物１４に接するように配線パターン３ａ,３ｂを絶縁樹脂層２ａ,２ｂ内に設けることによって、ビア４を形成する（図５（ｄ）参照）。最終的には、絶縁樹脂層２ａ,２ｂを本硬化させることによって、本発明のフレキシブル基板１００が得られることになる。

次に、図６を参照して、受動素子を内蔵したフレキシブル基板１１０の製造工程の一例を説明する。

まず、アラミドまたはポリイミド等の有機フィルム１の表面および裏面の少なくとも一方の面にコンデンサ５および配線６を形成する（図６（ａ）参照）。配線６は、後に形成されるビア（即ち、導電性樹脂組成物が充填されている貫通孔）の箇所に配線６の一部が位置するように形成する。スパッタリング法、真空蒸着法、またはイオンプレーティング法等を用いて、フィルム１の表面および裏面の少なくとも一方の面にコンデンサ５および配線６を薄膜状（０．０１〜１μｍ程度の膜厚）に形成してもよい。また、スクリーン印刷法、メタルマスク印刷法、または描画法等を用いて、厚膜状（１〜７０μｍ程度の膜厚）にコンデンサ５および配線６を形成してもよい。

図６に示す製造工程では、受動素子としてコンデンサ５を形成しているものの、そのような態様に限定されず、能動素子をフィルム１の表面および裏面の少なくとも一方の面に形成してもよい。その場合、能動素子は、有機半導体が好ましい、更には、有機半導体が、ｐｎ接合型太陽電池であることが好ましい。

次に、トルエンやキシレン等の芳香族系溶剤、メチルエチルケトンやアセトン等のケトン系溶剤、メタノールやエタノール等のアルコール系溶剤、またはジメチルホルムアミドやジメチルアセトアミド等の極性溶剤等の溶剤に、エポキシ系の熱硬化型樹脂組成物等の絶縁性材料を溶解させてワニス状態にする。次いで、その絶縁性材料を、ディップ法、ロールコータ法、ダイコータ法、スプレー法、またはカーテン法等の塗布手段でコンデンサ５および配線６が形成されたフィルム１の両面に塗布して、絶縁樹脂層２ａ,２ｂを形成する（図６（ｂ）参照）。形成した絶縁樹脂層２ａ,２ｂは、半硬化状態にしておくことが好ましい。

次に、フィルム１の両面に絶縁樹脂層２ａ,２ｂが設けられたシート材に、炭酸ガスレーザーまたはＵＶレーザー等を用いて貫通孔１３を形成する（図６（ｃ）参照）。その後、貫通孔に印刷法等で導電性樹脂組成物１４を充填する（図６（ｄ）参照）。これによって、導電性樹脂組成物１４が配線６と電気的に接続されることになる。次いで、転写手法により、配線パターン３ａ,３ｂを絶縁樹脂層２ａ,２ｂに埋め込こむ。この際、配線パターン３ａ,３ｂと絶縁樹脂層２ａ,２ｂとを面一にすることが好ましい。即ち、シート材表面が段差なく平滑になるように配線パターン３ａ,３ｂを絶縁樹脂層２ａ,２ｂに埋め込むことが好ましい。また、表面の配線パターン３ａの一部分と裏面の配線パターン３ｂの一部分とが導電性樹脂組成物１４に接するように配線パターン３ａ,３ｂを絶縁樹脂層２ａ,２ｂ内に設けることによって、ビア４を形成する（図６（ｅ）参照）。最終的には、絶縁樹脂層２ａ,２ｂを本硬化させることによって、受動素子を内蔵したフレキシブル基板１１０が得られることになる。

次に、本発明の多層フレキシブル基板を製造する方法の一例を説明する。

本発明の多層フレキシブル基板は、上述の本発明のフレキシブル基板の製造方法で得られるフレキシブル基板を構成単位としている。従って、まず、本発明のフレキシブル基板の製造方法において、配線パターンが絶縁樹脂層に埋設された状態の基板を複数枚用意する。この段階では、絶縁樹脂層は、まだ完全に硬化しておらず、半硬化状態となっている。次いで、用意された複数枚の基板を互いに適切に位置合わせして重ね合わせ、多層フレキシブル基板の前駆体を得る。その後、例えばローラー式熱加圧装置等を用いて前駆体の絶縁樹脂層を一括硬化させる。多層フレキシブル基板の前駆体は、ローラーの隙間を通過する際に押圧され、同時に、加熱されて絶縁樹脂層が溶融して、硬化することになるので、結果的に前駆体が一体化して多層フレキシブル基板が得られる。このような製造方法では、リール・ツー・リール工程またはロール・ツー・ロール工程を採用できるので、従来の平行平板式の加熱加圧プレス機等を用いる場合よりも簡易に多層フレキシブル基板を製造することができる。なお、リール・ツー・リール工程またはロール・ツー・ロール工程は、長尺基材から連続的にフレキシブル基板を製造できるので、多層フレキシブル基板を低コストで製造することができ、製造効率の点で好ましい。

実施例１〜４に基づいて、本発明のフレキシブル基板およびその製造方法について試験を行った。

まず、実施例１および実施例２では、本発明のフレキシブル基板の屈曲寿命に関して試験を行った。

［実施例１］
（フィルム材料）
本実施例で用いたフィルム（有機フィルム）を表１に示す。

（屈曲寿命の測定に用いる基板の作製）
フィルムの両面に熱硬化型エポキシ樹脂をロールコータ法で塗布して絶縁樹脂層を形成した。次いで、この絶縁樹脂層に配線パターンを埋め込んだ。

配線パターンの埋込みに先立っては、まず、配線パターンの支持基材となる厚み７０μｍの電解銅箔の表面にニッケルリン合金から成る薄い剥離層を形成し、この剥離層上に電解めっき法で厚み１２μｍの銅箔を形成した。そして、この銅箔にドライフィルムレジストを貼り付け、露光、現像、エッチング、およびレジスト膜除去を順次実施することによって配線パターンを形成した。

次いで、配線パターンを備えた支持基材をフィルムの表面側および裏面側に形成された絶縁樹脂層に対して位置合わせして重ね合わせた上、６０℃に加熱し、３ＭＰａの圧力を５分間加えて、支持基材の配線パターンを絶縁樹脂層内に埋め込んだ。次いで、冷却後、支持基材のみを剥離し、１４０℃、５ＭＰａの条件下で１時間加熱して絶縁樹脂層を本硬化させた。以上の手法でフレキシブル基板のベースとなる基板が得られた。基板の仕様を表２に示す。

（屈曲寿命の測定）
得られた各種サンプル基板に対して、ＩＰＣ−２４０ＣならびにＪＩＳ−Ｃ５０１６に準拠した手法で屈曲寿命を測定した。

屈曲寿命の測定に際しては、まず、サンプル基板が一定曲率となるように１８０°に折り曲げた状態で、一定の間隔で対向する２枚の平板の間にサンプル基板を固定した。そして平板同士を決められた速度およびストロークで並行に動かすことによって、サンプル基板を摺動させて繰り返し往復運動させた。この際、サンプル基板の内側曲面に位置する配線パターンの直流抵抗値をモニタリングし、初期の抵抗値から８０％増した時点の往復運動回数を屈曲寿命とした。なお、比較例として、配線パターンに用いられた銅箔（即ち、電解めっき法で形成された１２μｍの銅箔）について同様の手法で屈曲寿命を調べた。

（結果）
本実施例の結果を図７に示す。図７は、室温におけるフィルム引張弾性率に対する屈曲回数（＝屈曲寿命）をグラフ化したものである。比較例では、８００回の往復運動によって破断が見られた。このことを鑑みた上で図７を参照すると、本発明のフレキシブル基板のベースとなる基板は、フィルムの弾性率に関わらず良好な屈曲寿命を有していることが分かる。このように基板が良好な屈曲寿命を有する理由は、絶縁樹脂層に配線パターンが埋設されているため、配線表面を固定する絶縁樹脂層により配線の応力が分散されて、屈曲により配線パターンに生じ得るマイクロクラックの進展が抑制されるからであると考えられる。

［実施例２］
（屈曲寿命の測定に用いる基板の作製）
実施例２では、実施例１と同様の手法を用いることによって、絶縁樹脂層厚さとフィルム厚さとの比を種々に変化させて基板を用意した。用意した基板の仕様を表３に示す。

（試験条件）
フィルムは全てアラミドフィルム（「ミクトロン」：東レ株式会社製）を用いた。サンプル基板２ａ〜２ｅは基板厚さが略同一になっており、サンプル基板２ｃ,２ｆ，２ｇはフィルム厚さが同一になっている。このようなサンプル基板に対して、実施例１と同様の手法を用いて屈曲寿命を測定した。試験条件として、試験速度２５Ｈｚ、ストローク２５ｍｍとし、曲率半径は２ｍｍ,４ｍｍ,８ｍｍとした。

（結果）
結果を図８および図９に示す。図８は、屈曲半径に対する屈曲回数（＝屈曲寿命）をグラフ化したものである。図９は、フィルム厚さに対する絶縁樹脂層の厚みの比（＝絶縁樹脂層厚さ／フィルム厚さ）と屈曲回数（＝屈曲寿命）をグラフ化したものである。これらのグラフを参照すると、絶縁樹脂層がフィルムよりも厚いサンプル基板ではより良好な屈曲寿命が示され、屈曲半径が小さくなるほどその効果が特に顕著となることが分かる。このように屈曲寿命が良好となる理由としては、配線パターンおよびフィルムにかかる応力を低弾性率の絶縁樹脂層でより緩和できるからであると考えられる。

次に、以下の実施例３〜５では、本発明の製造方法を用いてフレキシブル基板および多層フレキシブル基板を作製した。

［実施例３］
（本発明のフレキシブル基板の作製）
実施例３のフィルムとして、厚さ４μｍのアラミドフィルム（東レ株式会社製：品名「ミクトロン」）を使用した。このフィルムの両面にディップ法で熱硬化型エポキシ樹脂を塗布して、エポキシ樹脂付アラミドシートを作製した。なお、フィルム上のエポキシ樹脂層が所定の厚みとなるように塗布を行い、塗布後にエポキシ樹脂層が半硬化状態となるように乾燥させた。このエポキシ樹脂付アラミドシートの上面には、熱プレスを用いて、エポキシ樹脂が硬化しないように、４０℃の温度で０．５ＭＰａの圧力の条件下、厚み９μｍのＰＥＮフィルムを貼り合わせた。次いで、ＰＥＮフィルムが貼り合わされたエポキシ樹脂付アラミドシートに、ＵＶ−ＹＡＧレーザーを用いて、５０μｍの貫通孔を多数形成した。次いで、印刷法で貫通孔に導電性樹脂組成物を充填し、乾燥工程に付した。充填に用いた導電性樹脂組成物は、小径孔に対する充填性を考慮し、平均粒径１μｍの銅粉７０重量％と、樹脂成分としてのビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１０重量％と、エポキシ樹脂の硬化剤としてのアミンアダクト硬化剤３重量％と、ブチルカルビトールアセテート１７重量％とを、三本ロールで混練してペースト状に調整した。充填に際しては、エポキシ樹脂付アラミドシート上のＰＥＮフィルムをマスクとし、既存のスクリーン印刷機を用いた。即ち、直接ＰＥＮフィルム上にペースト状の導電性樹脂組成物をポリウレタンスキージで刷り込んで、基板表面から貫通孔に充填した。

次に、配線パターンをエポキシ樹脂付アラミドシートに形成したが、それに先立っては、まず、７０μｍの厚みの銅箔の片面に更なる所定の厚みの銅を電解めっき法で形成した複合銅箔（古河サーキットフォイル株式会社製：品名「ピーラブル銅箔」、銅めっき厚：５μｍ、９μｍ、１２μｍ）を２枚準備した。次いで、銅めっき層の表面にドライフィルムレジストを貼り付け、露光、現像、エッチング、レジスト膜除去を順次行って、所定の配線パターンを形成した。この際、ハーフエッチングによって配線パターンの厚みを変化させた。

次に、エポキシ樹脂付アラミドシートからＰＥＮフィルムを剥離した後、銅箔から得られた配線パターンを３ＭＰａの圧力でエポキシ樹脂層に埋め込んだ。そして、５分間、８０℃の温度に付した後、冷却し、キャリアシートとしての銅箔を剥離した。その後、１８０℃の温度および５ＭＰａの圧力の条件下に１時間付してエポキシ樹脂層を本硬化させたて、フレキシブル基板を得た。

（ビアの固有抵抗値の測定）
フレキシブル基板に形成されたビア（即ち、インナービア）の固有抵抗値を測定した。この測定に際しては、まず、得られたフレキシブル基板に形成された５００個のビアを直列にして銅箔に形成された配線パターンを通して４端子測定法で抵抗値を測定した。次いで、測定抵抗値から銅箔分の抵抗を差し引きし、ビア５００個の抵抗値を求めた。固有抵抗値は、基板厚みと穴径とから求められる充填体積から算出した。

判定基準としては、実施例で用いた金属銅粒子の固有抵抗値が１．７×１０^−６Ωｃｍであったことに鑑み、銅の固有抵抗値の１０倍以下の抵抗値を「優」とし、１０倍以上かつ１００倍以下の抵抗値を「良」とし、そして、１００倍以上の抵抗値を「不可」とした。

結果を表４に示す。表４の結果から、どの条件のビアであっても、電気的に接続されていることが確認された。特に、絶縁樹脂層（即ち、エポキシ樹脂層）の厚みに対する配線パターン厚みが８０％以上のフレキシブル基板については、ビア抵抗が銅の固有抵抗値の１０倍以下になり、特に低抵抗となることが確認できた。

［実施例４］
（本発明の受動素子内蔵のフレキシブル基板の作製）
実施例４のフィルムとして、厚さ４ｍｍのアラミドフィルム（東レ株式会社製：品名「ミクトロン」）を使用した。スパッタ法を用いて、膜厚が０．０５μｍのＴｉ（チタン）膜と膜厚が０．２μｍのＰｔ（白金）膜とをアラミドフィルム上に順次に形成した。次いで、フォトリソグラフィ技術を利用して所定の形状にパターニングし、コンデンサ下部電極を形成した。次に、４００℃のＲＦスパッタ法を用いて、膜厚が０．１μｍのＳｒＴｉＯ_３（チタン酸ストロンチウム）膜を形成して、フォトリソグラフィ技術を利用して所定の形状にパターニングすることによって誘電体層を形成した。次いで、下部電極と同様の方法で、誘電体層上に上部電極を形成し、アラミドフィルム上にコンデンサを形成した。上部電極と下部電極との交差面積は１００μｍ×１００μｍとなるように形成し、各電極が誘電体層の端部よりも外側に延長するように形成した。これにより、後の工程でビアを形成する際にビアが電極を貫通できるようにした。更に、スパッタ法を用いて、膜厚が０．０３μｍのＴｉＮ（窒化チタン）膜をアラミドフィルム上に形成した後、フォトリソグラフィ技術を利用して所定の形状にパターニングして抵抗体膜（１００μｍ×１００μｍ）を形成した。抵抗体膜と重なるように（具体的には、幅１００μｍ、長さ１０μｍの抵抗体膜と重なるように）、その両端に膜厚が２０μｍの銅から成る一対の電極配線をスパッタ法およびめっき法で形成した。この場合も同様に、各電極配線が抵抗体膜の端部よりも外側に延長するように形成し、後の工程でビアを形成する際に、ビアが電極配線を貫通できるようにした。

このように受動素子が形成されたフィルムの両面にディップ法で熱硬化型エポキシ樹脂を塗布し、受動素子が内蔵されたエポキシ樹脂付アラミドシートを作製した。従って、まず、フィルム上のエポキシ樹脂層が所定の厚み（１０μｍ）となるように熱硬化型エポキシ樹脂を塗布し、塗布後にエポキシ樹脂層が半硬化状態となるように乾燥させた。このエポキシ樹脂付アラミドシートの上面には、熱プレスを用いて、エポキシ樹脂が硬化しないように、４０℃の温度で０．５ＭＰａの圧力の条件下で厚み９μｍのＰＥＮフィルムを貼合わせた。次いで、ＰＥＮフィルムが貼り合わされたエポキシ樹脂付アラミドシートに、ＵＶ−ＹＡＧレーザーを用いて、５０μｍの貫通孔を多数形成した。次いで、印刷法で導電性樹脂組成物を貫通孔に充填し、乾燥工程に付した。導電性樹脂組成物は、小径孔に対する充填性を考慮し、平均粒径１μｍの銅粉７０重量％と、樹脂成分としてのビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１０重量％と、エポキシ樹脂の硬化剤としてのアミンアダクト硬化剤３重量％と、ブチルカルビトールアセテート１７重量％とを三本ロールで混練してペースト状に調整した。充填に際しては、エポキシ樹脂付アラミドシート上のＰＥＮフィルムをマスクとし、既存のスクリーン印刷機を用いた。即ち、直接ＰＥＮフィルム上にペースト状の導電性樹脂組成物をポリウレタンスキージで刷り込んで、基板表面から貫通孔に充填した。

次に、受動素子内蔵のエポキシ樹脂付アラミドシートに配線パターンを形成したが、それに先立っては、まず、７０μｍの厚みの銅箔の片面に更に所定の厚みの銅を電解めっき法で形成した複合銅箔（古河サーキットフォイル株式会社製：品名「ピーラブル銅箔」、銅めっき厚：９μｍ）を２枚準備した。銅めっき層の表面にドライフィルムレジストを貼り付け、露光、現像、エッチング、レジスト膜除去を順次行い、所定の配線パターンを形成した。

次に、エポキシ樹脂付アラミドシートからＰＥＮフィルムを剥離した後、銅箔から得られた配線パターンを３ＭＰａの圧力でエポキシ樹脂層に埋め込んだ。そして、８０℃の温度に５分間付した後、冷却し、キャリアシートとしての銅箔を剥離した。その後、１８０℃の温度および５ＭＰａの圧力の条件下に１時間付してエポキシ樹脂層を本硬化させた。以上の手法によって、受動素子内蔵のフレキシブル基板を得ることができた。

（受動素子の抵抗値の測定）
内蔵される前後でコンデンサおよび抵抗体の電気的特性を測定した。コンデンサに関しては、内蔵前で１ｋＨｚの測定信号で２．２ｆＦの容量が測定された。同様に、抵抗体については、内蔵前で１ｋＨｚの測定信号で１００Ωの抵抗が測定された。それに対して、絶縁樹脂層（即ちエポキシ樹脂層）に内蔵された後のコンデンサおよび抵抗体については、内蔵前に得られた特性とほぼ同様な結果が得られた。従って、コンデンサおよび抵抗体等の受動素子が、本発明のフレキシブル基板のように内蔵されたとしても、受動素子自体は電気的にほとんど影響を受けないことが確認された。

［実施例５］
（本発明の多層フレキシブル基板の作製）
実施例５では、実施例１または実施例２で得られたようなフレキシブル基板を用いて多層フレキシブル基板を作製した。まず、フィルムの両面の絶縁樹脂層に転写手法で配線パターンが埋設された基板を３枚用意した。この段階では、絶縁樹脂層は、まだ完全に硬化しておらず、半硬化状態であった。そして、３枚のフレキシブル基板を互いに適切に位置合わせして重ね合わせて、多層フレキシブル基板の前駆体（即ちフレキシブル４層基板）を形成した。その後、ローラー式熱加圧装置を用いて前駆体を一括的に硬化させた。この熱加圧装置の一対のローラーの隙間を調節することによって、従来の平行平板式プレス装置で加えられる５ＭＰａに相当するようなニップ圧を前駆体に加えた。なお、ローラーの温度は２００℃とした。前駆体が１対のローラーの隙間を通過すると、前駆体が全体的にプレスされると同時に、加熱によって絶縁樹脂層が溶融、硬化する。その結果、前駆体が一体化し、３枚のフレキシブル基板が積層した多層フレキシブル基板を得ることができた。

本発明のフレキシブル基板または多層フレキシブル基板は、薄型にもかかわらず、高密度化および高信頼性の点で優れており、また、屈曲寿命の点でも優れているため、電子機器の更なる小型化・軽量化・薄型化に寄与する。

関連出願の相互参照

本出願は、日本国特許出願第２００４−０７９８４７号（出願日：２００４年３月１９日、発明の名称：「フレキシブル基板、フレキシブル多層基板及びそれらの製造方法」）に基づくパリ条約上の優先権を主張する。当該出願に開示された内容は全て、この引用により、本明細書に含まれるものとする。

図１は、本発明のフレキシブル基板１００の構成を模式的に示す断面図である。 図２は、受動素子を含む本発明のフレキシブル基板１１０の構成を模式的に示す断面図である。 図３は、受動素子を含む別の本発明のフレキシブル基板１２０の構成を模式的に示す断面図である。 図４は、本発明の多層フレキシブル基板２００の構成を模式的に示す断面図である。 図５（ａ）〜（ｄ）は、フレキシブル基板１００の製造工程を模式的に示す断面図である。 図６（ａ）〜（ｅ）は、受動素子を含むフレキシブル基板１１０の製造工程を模式的に示す断面図である。 図７は、フィルム弾性率と屈曲回数との関係を示すグラフである。 図８は、曲率半径と屈曲回数との関係を示すグラフである。 図９は、絶縁樹脂層厚さ／フィルム厚さ比と屈曲回数との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ フィルム
２ａ,２ｂ 絶縁樹脂層
３ａ,３ｂ 配線パターン
４ ビア
５ コンデンサ
６ 配線（電極配線）
７,８ 抵抗体
１３ 貫通孔
１４ 導電性樹脂組成物
１００ フレキシブル基板
１１０,１２０ 受動素子を含むフレキシブル基板
２００ 多層フレキシブル基板

Claims (14)

1. （ｉ）フィルム、
   （ｉｉ）前記フィルムの表面および前記表面に対向する裏面に形成された絶縁樹脂層、
   （ｉｉｉ）前記絶縁樹脂層に埋め込まれた配線パターン、ならびに
   （ｉｖ）表面の配線パターンと裏面の配線パターンとの間に配置され、前記表面の配線パターンと前記裏面の配線パターンとを電気的に接続するビア
   を有して成り、
   前記フィルムが、ポリエチレンテレフタラート、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリアミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリサルフォン、非晶性ポリオレフィン、ポリアミドイミド、液晶ポリマー、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネートおよびポリエーテルエーテルケトンから成る群から選択される材料から形成されており、
   前記絶縁樹脂層が、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂およびそれらを変性した樹脂から成る群から選択される少なくとも１種類の樹脂から形成されており、また、
   表面の絶縁樹脂層および裏面の絶縁樹脂層が前記フィルムよりも厚く、前記絶縁樹脂層の厚さ／前記フィルムの厚さ比が１．２〜６であることを特徴とするフレキシブル基板。
2. 前記配線パターンの厚さが前記絶縁樹脂層の厚さの８０％〜９５％であることを特徴とする、請求項１に記載のフレキシブル基板。
3. 前記ビアが導電性樹脂組成物から形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のフレキシブル基板。
4. 少なくとも１つの受動素子および／または能動素子と、前記受動素子および／または能動素子に電気的に接続された配線とが、前記フィルムの表面および裏面の少なくとも一方の上に設けられ、前記配線と前記ビアとが電気的に接続されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のフレキシブル基板。
5. 前記受動素子および／または能動素子が膜状に形成されていることを特徴とする、請求項４に記載のフレキシブル基板。
6. 前記受動素子が、無機誘電体から構成されるコンデンサ、抵抗体、インダクタ、またはそれらの組合せから成る群から選択される素子であることを特徴とする、請求項４または５に記載のフレキシブル基板。
7. 前記能動素子が、有機半導体であることを特徴とする、請求項４〜６のいずれかに記載のフレキシブル基板。
8. 前記有機半導体が、ｐｎ接合型太陽電池であることを特徴とする、請求項７に記載のフレキシブル基板。
9. 複数のフレキシブル基板が積層した多層フレキシブル基板であって、
   前記フレキシブル基板の少なくとも１つが請求項１〜８のいずれかに記載のフレキシブル基板であることを特徴とする多層フレキシブル基板。
10. フィルム、絶縁樹脂層および配線パターンから構成されるフレキシブル基板を製造する方法であって、
    （ａ）絶縁樹脂層の厚さ／フィルムの厚さ比が１．２〜６となるように、フィルムの表面および前記表面に対向する裏面に前記フィルムよりも厚い絶縁樹脂層を形成する工程、
    （ｂ）前記フィルムおよび前記絶縁樹脂層に貫通孔を形成する工程、
    （ｃ）前記貫通孔に導電性樹脂組成物を充填する工程、ならびに
    （ｄ）前記絶縁樹脂層に配線パターンを埋め込んで前記配線パターンを前記導電性樹脂組成物に電気的に接続させる工程
    を含んで成り、
    前記フィルムが、ポリエチレンテレフタラート、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリアミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリサルフォン、非晶性ポリオレフィン、ポリアミドイミド、液晶ポリマー、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネートおよびポリエーテルエーテルケトンから成る群から選択される材料から形成されており、
    前記絶縁樹脂層が、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂およびそれらを変性した樹脂から成る群から選択される少なくとも１種類の樹脂から形成されている、フレキシブル基板の製造方法。
11. 前記工程（ａ）で用いられるフィルムは、少なくとも１つの受動素子および／または能動素子と、前記受動素子および／または能動素子に電気的に接続された配線とが表面および裏面の少なくとも一方に形成されているフィルムであり、
    前記工程（ｃ）によって、前記配線と前記貫通孔に充填された前記導電性樹脂組成物とが電気的に接続されることを特徴とする、請求項１０に記載のフレキシブル基板の製造方法。
12. スパッタリング法またはスクリーン印刷法によって、前記受動素子および／または能動素子を形成することを特徴とする、請求項１１に記載のフレキシブル基板の製造方法。
13. 予め形成された配線パターンを絶縁樹脂層に転写することによって、前記配線パターンを前記絶縁樹脂層に埋め込むことを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれかに記載のフレキシブル基板の製造方法。
14. 予め形成された配線パターンならびに受動素子および／または能動素子を絶縁樹脂層に転写することによって、前記配線パターンならびに前記受動素子および／または能動素子を前記絶縁樹脂層に埋め込むことを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれかに記載のフレキシブル基板の製造方法。

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