JP4602783B2 - リジッドフレックスビルドアップ配線板の製造方法 - Google Patents

Description

本提案は、可撓性を有するフレキシブル部と、ビルドアップ層が積層され電子部品の実装がされるビルドアップ部とによって構成されたリジッドフレックス（Ｒ−Ｆ）ビルドアップ配線板及びその製造方法に関する。

近年、種々の電子機器においては、小型化、薄型化及び軽量化が求められており、このような電子機器を構成するプリント配線板においても、小型化、薄型化及び高集積化が求められるに至っている。そして、ガラスエポキシ基板等を用いたいわゆるリジッドプリント配線板の他、様々な形態のプリント配線板が実用化されている。例えば、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）や、多層プリント配線板などが実用化されている。フレキシブルプリント配線板は、可撓性を有し、また、薄いことから、プリント配線板の占めるスペースを少なくすることができ、あるいは、筐体が屈曲されることがある電子機器において、広く利用されている。また、多層プリント配線板も、高集積化が図られていることにより、プリント配線板の占めるスペースを少なくすることができる。

そして、フレキシブルプリント配線板上の回路と多層プリント配線板の回路とを接続する必要がある場合においては、従来、コネクタを介して接続することが行われていた。しかし、近年においては、コネクタの占める体積の削減を図るべく、可撓性を有するフレキシブル部と電子部品の実装がされるビルドアップ部（多層化部）とによって構成されたいわゆるリジッドフレックスビルドアップ配線板が提案されている。このリジッドフレックスビルドアップ配線板は、フレキシブルプリント配線板上の一部領域に、リジッドプリント配線板をなすリジッド基材が積層され多層化されて構成される。

このようなリジッドフレックスビルドアップ配線板を製造する製造方法としては、特許文献１及び特許文献２に記載されているように、次のような手段が知られている。すなわち、まず、両面に銅箔をラミネートしたフレキシブル基材に対し、サブトラクティブ法により回路パターンを形成したのち、カバーレイをラミネートして、フレキシブルプリント配線板を作成する。次に、銅張り積層板の一方の面に対し、サプトラクティブ法により回路パターンを形成してリジッドプリント配線板とし、フレキシブル部となる範囲の絶縁層を金型による打ち抜きなどによって除去しておく。そして、フレキシブルプリント配線板と、リジッドプリント配線板の回路パターンを形成されている面とを、フレキシブル部となる部分を除去した接着シートを用いて接着させ、加圧し加熱することによりこれらを一体化する。次に、層間接続のために貫通スルーホールを設けて、このスルーホール内をメッキする。

そして、銅張り積層板の他方の面に対し、エッチングレジストフィルムをラミネートし、サブトラクティブ法により、回路パターンを形成する。次に、多層化される部分のみにビルドアップ層を形成し、下層の回路パターンが露出するように、レーザによって層間接続孔を設け、この層間接続孔内にメッキする。最後に、ビルドアップ層上の面に対し、エッチングレジストフィルムをラミネートし、サブトラクティブ法により、外層の回路パターンを形成する。
特開２００４−２００２６０公報 特開２００１−１５６４４５公報

ところで、前述のような従来のリジッドフレックスビルドアップ配線板の製造方法においては、サブトラクティブ法によって、ビルドアップ層上の外層の回路パターンを形成する工程において、エッチングレジストフィルムをラミネートする際には、フレキシブル部と多層化されたビルドアップ層とに大きな段差が生じている。そのため、この工程においては、フレキシブル部の窪みにおいてエッチングレジストフィルムに気泡が発生してしまい、エッチングレジスト形成不良が発生し易いという問題がある。

また、アディティブ法によってビルドアップ層上の外層の回路パターンを形成する場合においても、メッキレジストフィルムを用いる場合に同様の問題が生ずる。なお、薄いエッチングレジストフィルムは、凹凸に追従し難いため、外層に微細な回路が形成できないなどの問題があり、使用できない。

そこで、本発明は、前述の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、多層化されたビルドアップ層上の外層の回路パターンを形成する際に、エッチングレジストを良好に形成することができるようになされ、外層の回路パターンが良好に形成できるようになされたリジッドフレックスビルドアップ配線板及びその製造方法を提供することにある。

本発明に係るリジッドフレックスビルドアップ配線板の製造方法は、前述の課題を解決するため、以下の構成の少なくともいずれか一を備えるものである。

〔構成１〕
フレキシブル基材上に回路パターンが形成されたフレキシブル部と、フレキシブル基材上にリジッド基材が層間接着材を介して積層されてなるビルドアップ部とによって構成されたリジッドフレックスビルドアップ配線板の製造方法であって、フレキシブル基材上に回路パターンを形成するフレキシブル配線板作成工程、ビルドアップ部を構成するリジッド基材の少なくとも一方の面に回路パターンを形成するリジッドプリント配線板作成工程、リジッドプリント配線板のフレキシブル部に対応する領域に開口部を設けもしくはフレキシブル部との境界に対応する箇所にスリットを設けるリジッドプリント配線板加工工程、及び、フレキシブル部に対応する領域に開口部を有しもしくはフレキシブル部とビルドアップ部との境界に対応する箇所にスリットを有する層間接着材シートを作成する層間接着材シート加工工程を経た後に、フレキシブル配線板上の所定の位置に、層間接着材シートを介して、リジッドプリント配線板を積層させ、これらフレキシブル配線板及びリジッドプリント配線板を接着させ、次に、リジッドプリント配線板に対し、層間接続のための層間導通孔を形成し、この層間導通孔内に導電性材料を充填させ、もしくは、該層間導通孔の内面に導電性材料層を形成することを特徴とするものである。

〔構成２〕
構成１を有するリジッドフレックスビルドアップ配線板の製造方法において、層間接着材シートは、リジッドプリント配線板に一体化されたビルドアップ絶縁層となっていることを特徴とするものである。

〔構成３〕
構成１を有するリジッドフレックスビルドアップ配線板の製造方法において、層間接着材シート加工工程においては、予め、層間接着材シートをリジッドプリント配線板に貼っておき、あるいは、リジッドプリント配線板に層間接着材を塗布することにより層間接着材シートを形成しておき、リジッドプリント配線板加工工程と同時に、リジッドプリント配線板とともに層間接着材シートも加工されることを特徴とするものである。

また、本発明に係るリジッドフレックスビルドアップ配線板は、前述の課題を解決するため、以下の構成を備えるものである。

〔構成４〕
フレキシブル基材上に回路パターンが形成されたフレキシブル部と、フレキシブル基材上にリジッド基材が層間接着材を介して積層されてなるビルドアップ部とによって構成されたリジッドフレックスビルドアップ配線板であって、フレキシブル基材に回路パターンが形成されてなるフレキシブル配線板と、リジッド基材の少なくとも一方の面に回路パターンが形成されてなりフレキシブル部に対応する領域に開口部を有し、もしくは、フレキシブル部との境界に対応する箇所にスリットを有しビルドアップ部を構成するリジッドプリント配線板と、フレキシブル部に対応する領域に開口部を有し、もしくは、フレキシブル部とビルドアップ部との境界に対応する箇所にスリットを有する層間接着材シートとにより構成され、フレキシブル配線板上の所定の位置には、層間接着材シートを介して、すでに回路パターンが形成されたリジッドプリント配線板が積層されており、これらフレキシブル配線板及びリジッドプリント配線板とが互いに接着されており、リジッドプリント配線板には、フレキシブル配線板及びこのリジッドプリント配線板とが互いに接着された後に、層間接続のための層間導通孔が形成され、この層間導通孔内に導電性材料が充填され、もしくは、該層間導通孔の内面に導電性材料層が形成されており、リジッドプリント配線板は、フレキシブル配線板及びこのリジッドプリント配線板とが互いに接着された後に、フレキシブル部の両端側のビルドアップ部同士を繋いでいる部分が切除されていることを特徴とするものである。

本発明に係るリジッドフレックスビルドアップ配線板及びその製造方法においては、フレキシブル配線板、層間接着材シート及びリジッドプリント配線板とが積層されたときには、すでに、フレキシブル配線板には回路パターンが形成されており、また、リジッドプリント配線板には少なくとも一方の面に回路パターンが形成されているので、回路パターンを形成する工程においてエッチングレジストフィルムをラミネートするときは、フレキシブル部とビルドアップ層との段差が生じていないので、エッチングレジストフィルムに気泡が発生することがなく、エッチングレジスト形成を良好に行うことができる。したがって、このリジッドフレックスビルドアップ配線板及びその製造方法においては、微細な回路を有するリジッドフレックスビルドアップ配線板を高い歩留まりで得ることができる。

すなわち、本発明は、多層化されたビルドアップ層上の外層の回路パターンを形成する際に、エッチングレジストを良好に形成することができるようになされ、外層の回路パターンが良好に形成できるようになされたリジッドフレックスビルドアップ配線板及びその製造方法を提供することができるものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

本発明に係るリジッドフレックスビルドアップ配線板は、可撓性を有するフレキシブル部と、電子部品の実装がされるビルドアップ部によって構成されるものである。

〔第１の実施の形態〕
図１乃至図５は、本発明の第１の実施形態におけるリジッドフレックスビルドアップ配線板の製造工程を示す断面図である。

このリジッドフレックスビルドアップ配線板は、以下の工程により作成されるものである。すなわち、まず、フレキシブル基材上に回路パターンを形成するフレキシブル配線板作成工程として、汎用の片面銅張りポリイミド基材１を用意する。この片面銅張りポリイミド基材１は、基材の耐熱性及び誘電特性等を考慮して、絶縁基材としてポリイミドを選んだものであり、銅張り液晶ポリマー基板など、可撓性を有するその他の基材を使用してもよい。そして、図１中の（ａ）に示すように、この片面銅張りポリイミド基材１に、サプトラクティブ法により回路パターン２を形成する。すなわち、銅箔面にエッチングレジストをラミネートし、配線パターンを露光し、現像する。その後、塩化第２銅浴にて露出している銅をエッチングし、エッチングレジストを除去する。

次に、図１中の（ａ´）に示すように、片面銅張りポリイミド基材１上に、回路パターン２を保護するためにカバーレイヤ３を貼り合わせる。

次に、ビルドアップ部を構成するリジッド基材の少なくとも一方の面に回路パターンを形成するリジッドプリント配線板作成工程として、両面銅貼りガラスエポキシ基材を準備する。この両面銅貼りガラスエポキシ基材は、リジッド基材であるガラスエポキシ基材の両面部に、銅箔が被着されて構成されたものである。このリジッド基材としては、銅張りポリイミド基板、銅張りポリエステル基板、銅張りポリエーテルイミド基板、銅張り液晶ポリマー基板、ガラスクロス、ガラスマット、合成繊維などの基材と熱硬化性樹脂からなる銅張りフェノール基板、銅張り紙エポキシ基板、銅張り紙ポリエステル基板、銅張りガラスポリイミド基板などを使用してもよい。

そして、図１中の（ｂ）に示すように、両面銅張りガラスエポキシ基材４の片面に、サプトラクテイプ法により、回路パターン５を形成する。次に、この両面銅張りガラスエポキシ基材４のフレキシブル部に対応する領域をルータ加工によって除去して矩形の開口部６とする。なお、この開口部６に代えて、フレキシブル部とビルドアップ部との境界に対応する箇所にスリットを設けておいてもよい。

次に、図１中の（ｃ）に示すように、エポキシ系の層間接着材シート７を用意し、フレキシブル部となる範囲をルータ加工によって除去して矩形の開口部８とする。なお、開口部８は、ルータ加工によって形成することなく、金型などを用いて不要部分を除去することによって形成してもよい。また、この開口部８に代えて、フレキシブル部とビルドアップ部との境界に対応する箇所にスリットを設けておいてもよい。この層間接着材シート７としては、例えば、２５μｍ厚のオレフィン系の接着材シートを使用することができる。また、オレフィン系の他に、エポキシ系、ポリイミド系、アクリル系等、種々の層間接着材を使用することが可能である。

そして、図２中の（ｄ）に示すように、片面銅張りポリイミド基材１の両面に対し、それぞれ層間接着材シート７を介して、両面銅張りガラスエポキシ基材４を精度良く位置合わせをして積層させる。この位置合わせには、ピンラミネーション法を採用することができる。そして、これら片面銅張りポリイミド基材１、層間接着材シート７及び両面銅張りガラスエポキシ基材４に対し、減圧チャンバー内において、加熱及び加圧をすることによって、一体化させる。

なお、ここでは、リジッド基材として、両面銅張りガラスエポキシ基材４を用いているが、片面銅張りガラスエポキシ基材を使用し、回路パターンを形成を行わずに、絶縁基材側を片面銅張りポリイミド基材１側として積層させてもよい。また、層間接着材シート７は、両面銅張りガラスエポキシ基材４、または、片面銅張りポリイミド基材１に対して、これらを積層させる前に、予め接着させておいてもよい。

次に、図２中の（ｅ）に示すように、両面銅張りガラスエポキシ基材４に対し、ドリル加工、または、炭酸ガスレーザ加工によって、貫通スルーホール（ビアホール）９を形成する。この貫通スルーホール９は、両面銅張りガラスエポキシ基材４及び片面銅張りポリイミド基材１のカバーレイヤ３を貫通して、片面銅張りポリイミド基材１の回路パターン２に至る開口部である。そして、両面銅張りガラスエポキシ基材４の表面の銅箔上と、貫通スルーホール９の内壁部とに、銅メッキ層（スルーホールメッキ層）１０を形成する。

次に、図２中の（ｆ）に示すように、両面銅張りガラスエポキシ基材４の表面の銅箔及び銅メッキ層１０に対し、サブトラクティブ法により、回路パターンを形成する。なお、この両面銅張りガラスエポキシ基材４上の回路パターンは、サブトラクティブ法に限定されず、アディティブ法によって形成するようにしてもよい。

次に、図３中の（ｇ）に示すように、ビルドアップ層として、片面銅張り熱硬化性エポキシ系樹脂フィルム（ＲＣＣ）１１を用意し、サブトラクティブ法によって回路パターン１２を形成する。さらに、図３中の（ｇ´）に示すように、この片面銅張り熱硬化性エポキシ系樹脂フィルム１１のフレキシブル部に対応する領域をルータ加工によって除去して矩形の開口部１３とする。

そして、図３中の（ｈ）に示すように、両面銅張りガラスエポキシ基材４に対し、片面銅張り熱硬化性エポキシ系樹脂フィルム１１を精度良く位置合わせをして積層させる。そして、これら両面銅張りガラスエポキシ基材４及び片面銅張り熱硬化性エポキシ系樹脂フィルム１１に対し、減圧チャンバー内において、加熱及び加圧をすることによって、一体化させる。なお、ここでは、ビルドアップ層として、片面銅張り熱硬化性エポキシ系樹脂フィルム１１を用いて、層間接着材シートを用いることなく、両面銅張りガラスエポキシ基材４に対して接着させているが、ビルドアップ層としては、片面銅張りガラスエポキシ基材や片面銅張りポリイミド基材などを用いて、層間接着材シートを介して、両面銅張りガラスエポキシ基材４に対して接着させるようにしてもよい。

次に、図４中の（ｉ）に示すように、片面銅張り熱硬化性エポキシ系樹脂フィルム１１にレーザ加工によって層間接続孔１４を設け、両面銅張りガラスエポキシ基材４上の回路パターンを露出させる。

そして、図４中の（ｊ）に示すように、過マンガン酸によってデスミアした後、スクリーン印刷法により、層間接続孔１４に熱硬化性の導電ペースト１５を充填させる。ここでは、層間接続面積を大きくするため、導電ペースト１５は、層間接続孔１４内のみならず、最外層の回路パターン上にも薄く印刷することが望ましい。また、導電ペースト１５としては、熱硬化型以外にも、溶媒蒸発硬化型や、ナノ粒子フィラーを含み低温で焼結する金属ペーストを使用してもよい。

最後に、図５中の（ｋ）に示すように、１６０°Ｃで１時間加熱し、導電ペースト１５を硬化させる。また、両面銅張りガラスエポキシ基材４の開口部６の両側側の不要部分を切断して除去することにより、フレキシブル部１６とビルドアップ部１７とを有し微細な回路パターンを有するリジッドフレックスビルドアップ配線板が完成する。なお、導電ペースト１５としては、はんだペーストを充填し、リフローするようにしてもよい。

〔第２の実施の形態〕
図６及び図７は、本発明の第２の実施形態におけるリジッドフレックスビルドアップ配線板の製造工程を示す断面図である。

この実施の形態においては、前述の実施の形態における図１より図４までに示したように、片面銅張り熱硬化性エポキシ系樹脂フィルム１１にレーザ加工によって層間接続孔１４を設けて両面銅張りガラスエポキシ基材４上の回路パターンを露出させ、この層間接続孔１４に熱硬化性の導電ペースト１５を充填させるまでは同一の工程を辿る。

ただし、図３中の（ｇ）に示すように、ビルドアップ層となる片面銅張り熱硬化性エポキシ系樹脂フィルム１１に回路パターンを形成するときには、全ての回路と導通可能なメッキリード回路を設けておく。

そして、この実施の形態においては、図４中の（ｊ）に示すように、過マンガン酸によってデスミアした後、スクリーン印刷法により、層間接続孔１４に熱硬化性の導電ペースト１５を充填させ、次に、図６中の（ｌ）に示すように、層間接続孔１４以外にメッキレジスト１８を形成し、無電解メッキにより、層間接続孔１４の側壁及び底に、導電性皮膜１９を形成させて、メッキレジストを剥離する。

次に、図７中の（ｍ）に示すように、電解メッキを行い、層間接続孔１４の形状に沿った形状に金属２０を析出させる。ここでは、層間接続孔１４が埋め込まれるように金属を析出させてもよい。また、メッキリード回路を形成せず、電解メッキを行わずに、無電解メッキのみを厚く析出させてもよい。

最後に、図７中の（ｎ）に示すように、厚いエッチングレジストを貼り合わせ、メッキリード回路のみを露出させ、メッキリード回路をエッチングにより除去し、レジストを剥離させて、微細な回路を有するリジッドフレックスビルドアップ配線板が完成する。

本発明の第１の実施形態におけるリジッドフレックスビルドアップ配線板の製造工程を示す断面図である。 前記リジッドフレックスビルドアップ配線板の図１に示した工程に続く製造工程を示す断面図である。 前記リジッドフレックスビルドアップ配線板の図２に示した工程に続く製造工程を示す断面図である。 前記リジッドフレックスビルドアップ配線板の図３に示した工程に続く製造工程を示す断面図である。 前記リジッドフレックスビルドアップ配線板の図４に示した工程に続く製造工程を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態におけるリジッドフレックスビルドアップ配線板の製造工程を示す断面図である。 前記リジッドフレックスビルドアップ配線板の図６に示した工程に続く製造工程を示す断面図である。

符号の説明

１ 片面銅張りポリイミド基材
２ 回路パターン
４ 両面銅張りガラスエポキシ基材
５ 回路パターン
７ 層間接着材シート
１１ 片面銅張り熱硬化性エポキシ系樹脂フィルム
１２ 回路パターン
１６ フレキシブル部
１７ ビルドアップ部

Claims (3)

1. フレキシブル基材上に回路パターンが形成されたフレキシブル部と、前記フレキシブル基材上にリジッド基材が層間接着材を介して積層されてなるビルドアップ部とによって構成されたリジッドフレックスビルドアップ配線板の製造方法であって、
   前記フレキシブル基材上に回路パターンを形成するフレキシブル配線板作成工程、前記ビルドアップ部を構成するリジッド基材の少なくとも一方の面に回路パターンを形成するリジッドプリント配線板作成工程、前記リジッドプリント配線板の前記フレキシブル部に対応する領域に開口部を設けもしくは前記フレキシブル部との境界に対応する箇所にスリットを設けるリジッドプリント配線板加工工程、及び、前記フレキシブル部に対応する領域に開口部を有しもしくは前記フレキシブル部と前記ビルドアップ部との境界に対応する箇所にスリットを有する層間接着材シートを作成する層間接着材シート加工工程を経た後に、
   前記フレキシブル配線板上の所定の位置に、前記層間接着材シートを介して、前記リジッドプリント配線板を積層させ、これらフレキシブル配線板及びリジッドプリント配線板を接着させ、
   次に、リジッドプリント配線板に対し層間接続のための層間導通孔を形成し、この層間導通孔内に導電性材料層を形成し、前記層間導通孔の開孔部に前記導電性材料層と連続する金属層を設け、
   少なくとも一方の主面に回路パターンが形成され前記フレキシブル部に対応する領域に開口部が設けられもしくは前記フレキシブル部との境界に対応する箇所にスリットが設けられた前記ビルドアップ部の最外層としての熱硬化性エポキシ系樹脂フィルムを前記リジッドプリント配線板上に配置し加熱により前記リジッドプリント配線板と一体化させ、前記最外層の表面から前記金属層に至る層間接続孔をレーザ加工により設け、前記層間接続孔内に導電性材料を充填することを特徴とするリジッドフレックスビルドアップ配線板の製造方法。
2. 前記層間接着材シートは、リジッドプリント配線板に一体化されたビルドアップ絶縁層となっていることを特徴とする請求項１記載のリジッドフレックスビルドアップ配線板の製造方法。
3. 前記層間接着材シート加工工程においては、予め、前記層間接着材シートを前記リジッドプリント配線板に貼っておき、あるいは、前記リジッドプリント配線板に層間接着材を塗布することにより層間接着材シートを形成しておき、リジッドプリント配線板加工工程と同時に、前記リジッドプリント配線板とともに前記層間接着材シートも加工されることを特徴とする請求項１記載のリジッドフレックスビルドアップ配線板の製造方法。

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