JP4751187B2

JP4751187B2 - 配線基板の製造方法

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Publication number: JP4751187B2
Application number: JP2005346943A
Authority: JP
Inventors: 生代美室
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2025-11-30
Also published as: JP2007157777A

Description

本発明は、配線基板の製造方法に関するもので、特に携帯電話、情報端末機器等の各種電子機器に用いられる配線基板の接栓部分もしくは他の配線基板と電気的に接続する部分の構造に関する配線基板の製造方法に関する。

近年、携帯電話や携帯用情報端末等の各種電子機器において、半導体等を搭載したプリント基板を接続するためにフレキシブルプリント配線基板が多く用いられている。フレキシブルプリント配線基板は、その可撓性の構造により携帯電話等の小型の携帯電子機器の薄型化または省スペース化による制限された空間においても他のプリント基板等を接続することを可能にしていた。

ここで、従来のフレキシブルプリント配線基板の構造およびその製造方法について図４、図５、図６および図７を用いて説明する。

図４は従来の全面メッキのフレキシブルプリント配線基板を示す断面図である。また図５（ａ）乃至図５（ｈ）は従来の全面メッキのフレキシブルプリント配線基板の構成の製造方法を示す各工程のフロー断面図である。

また図６は従来の部分スルーホールメッキのフレキシブルプリント配線基板を示す断面図である。また図７（ａ）乃至図７（ｋ）は部分スルーホールメッキのフレキシブルプリント配線基板の構成の製造方法を示す各工程のフロー断面図である。

図４において３層材の両面フレキシブルプリント配線基板１１はポリイミド等からなる可撓性を有する絶縁性の樹脂基板１２の表面に接着材（絶縁性）１３ａ、１３ｂを介して銅箔１４ａ、１４ｂが形成されている。この銅箔１４ａ、１４ｂはエッチングにより所定の回路配線として形成させる。

また必要であれば他のフレキシブルプリント配線基板との接続のためのスルーホール１５が設けられており、スルーホール１５の内側、両面の銅箔１４ａ、１４ｂの全面に銅メッキ１６、１６ａ、１６ｂが施されている。

この樹脂基板１２、および銅メッキ１６ａ、１６ｂを接着材（絶縁性）１７ａ、１７ｂを介して接栓部分もしくは他のプリント配線との接続部分１９（以下接栓部分という。）以外を包含するポリイミド等の絶縁性のカバーレイ１８を形成する。よって、銅メッキ１６ａが形成された銅箔１４ａおよび樹脂基板１２の接栓部分１９はカバーレイ１８より突出している。

また図６は従来の部分スルーホールメッキのフレキシブルプリント配線基板の断面図を示しており、図４と同じ構成部分は同じ符号を付し、説明は省略する。図４との相違点は銅メッキ１６、１６ｃ、１６ｄがスルーホール１５の内側と銅箔１４ａ、１４ｂ上のスルホール５の周辺のみであることである。また銅箔１４ａおよび樹脂基板１２の接栓部分１９がカバーレイ１８から突出していることである。

次に図５を用いて図４の従来の全面メッキのフレキシブルプリント配線基板１１の製造方法について以下に説明する。まず、図５（ａ）において、ポリイミド等からなる可撓性を有する絶縁性の樹脂基板１２の表面に接着材（絶縁性）１３ａ、１３ｂを介して銅箔１４ａ、１４ｂを両面に形成する。

次に図５（ｂ）において、所望の位置に他の配線基板等との接続のためのスルーホール１５の穴あけを上記図５（ａ）の銅箔積層基板に形成する。
さらに図５（ｃ）においてスルーホール１５の内側および銅箔１４ａ、１４ｂの表面に銅メッキ１６ａ、１６ｂを形成する。

次に図５（ｄ）において銅メッキ１６ａ、１６ｂの表面にレジストを塗布する。図５（ｅ）において接栓部分１９および所定の回路配線を形成するためにレジストパターニングをして、露光、現像して、レジストを所望のパターンにエッチングする。

次に図５（ｆ）において、形成されたレジストのパターンで銅メッキ１６ａ、１６ｂおよび銅箔１４ａ、１４ｂを所望の回路配線にパターンエッチングする。その後、図５（ｇ）において、残ったレジストを剥離する。

次に図５（ｈ）において、接着材（絶縁性）１７ａ、１７ｂを介して接栓部分１９以外のフレキシブルプリント配線基板１１全体を包含するようにカバーレイ１８を形成する。よって、接栓部分１９の樹脂基板１２、接着剤１３ａ、１３bおよび銅メッキ１６ａされた銅箔１４ａがカバーレイ１８より突出する。

さらに図７を用いて図６の部分スルーホールメッキのフレキシブルプリント配線基板１１‘の製造方について以下に説明する。まず図７（ａ）において、ポリイミド等からなる可撓性を有する絶縁性の樹脂基板１２の表面に接着材（絶縁性）１３ａ、１３ｂを介して銅箔１４ａ、１４ｂを両面に積層する。

次に図７（ｂ）において、所望の位置に他の配線基板等との接続のためのスルーホール１５の穴あけを上記図７（ａ）の銅箔積層基板に形成する。

さらに図７（ｃ）において銅メッキ１６、１６ｃ、１６ｄの表面にレジストを塗布する。次に図７（ｄ）においてスルーホール１５の周辺に銅メッキ１６を形成するためにレジストをレジストパターニングして、露光、現像して、レジストを所望のパターンにエッチングする。

その後、図７（ｅ）においてパターニングされたレジストを残したまま、スルーホール１５の内側およびその周辺に銅箔１４ａ、１４ｂの表面に銅メッキ１６、１６ｃ、１６ｄ行う。そして、図７（ｆ）において、レジストを剥離する。

次に図７（ｇ）において銅箔１４ａ、１４ｂおよび銅メッキ１６ｃ、１６ｄの表面にレジストを塗布する。図７（ｈ）において接栓部分１９および所定の回路配線を形成するためにレジストパターニングをして、露光、現像して、レジストを所望のパターンにエッチングする。

また図７（ｉ）において形成されたレジストのパターンで銅箔１４ａ、１４ｂを所望の回路配線にパターンエッチングする。その後、図７（ｊ）において、残ったレジストを剥離する。

次に図７（ｋ）において、接着材（絶縁性）１７ａ、１７ｂを介して接栓部分１９以外のフレキシブルプリント配線基板１１全体を包含するようにカバーレイ１８を形成する。よって、接線部分１９の樹脂基板１２、接着剤１３ａ、１３bおよび銅箔１４ａがカバーレイ１８より突出する。

このような従来のフレキシブルプリント配線基板を例えば携帯電話、デジタルスチールカメラ、デジタルビデオのようなモバイル電子機器に使用されている。例えば、その電子機器内部のＨＤＤが搭載されたプリント配線基板と接続する場合について、図８を用いて説明する。

図８は携帯電話の機器内部に搭載されたＨＤＤを含む構成概要図である。図８において携帯電話１００の機器内部にはメモリー等に使用されるＨＤＤが搭載されているプリント基板１０１があり、そのプリント基板とＩ／Ｏ（インプット、アウトプット）フレキシブルプリント配線基板１０２が接続されている。

ここで、プリント基板とのフレキシブルプリント配線基板との接合方法には、種々接合方法があるが、フレキシブルプリント配線基板の接合には、ＡＣＦ（異方性導電膜）接合が多く用いられている。

ここで、ＡＣＦ接合には以下（１）〜（５）の接合条件が必要である。その接合条件とは、（１）フレキシブルプリント配線基板の銅箔の厚み、（２）フレキシブルプリント配線基板の銅箔の形状、（３）フレキシブルプリント配線基板と接続する部分の導体（配線）の厚み、（４）フレキシブルプリント配線基板と接続する部分の導体（配線）の形状、（５）ＡＣＦ材の厚みである。

その為にそのフレキシブルプリント配線基板の形状にはその電子機器の薄型化もしくは省スペース化等によっていろいろな形態、例えば、両面フレキシブルプリント配線基板、片面フレキシブルプリント配線基板、２層材のフレキシブルプリント配線基板等が求められる。

このようにフレキシブルプリント配線基板の形状の変化に伴い、ＡＣＦテープを選択しなければならず、実装工程への負担が大きいという問題あった。

さらにＡＣＦ接続する場合には、その配線間のピッチ間隔に制限があるという問題があった。

このＡＣＦ接合における配線間のピッチ間隔の制限の問題を解決するために接続する配線基板をマトリックス上に設ける回路基板装置および基板間の接続方法が提案されている。

例えば特開２００４―１５５５号では、表層に複数の電極端子をマトリックス状に配置した第一の基板と電子端子１０に対向するとともに表層に複数の電極端子をマトリクス上に配置した第二の基板とこれらの基板間に且つ電極端子に対応する位置に配置したＡＣＦとを供え、２つの基板およびＡＣＦを加圧部品により加圧して、２つの基板を電気的に接続する。よって、電極端子をマトリクス状に配置したため、従来の接続部分を使用した場合に比べ、薄型化と省スペース化を実現できるという効果が得られた。
特開２００４−３１５５５号

従来の回路基板装置および基板間の接続方法は電極端子の配置に制約され、製造効率が良くないという問題点があった。

また、フレキシブルプリント配線基板の形状の変化に伴い、ＡＣＦテープを選択しなければならず、実装工程への負担が大きいという問題があり、それを解決するために実装工程でのＡＣＦ材（ＡＣＦテープ）を統一する必要がある。

そのためにはフレキシブルプリント配線基板の薄さを要求される。その場合、基板を３層材から２層材にしたり、銅箔を薄くしたり、３層材の接着材を薄くしたり、カバーレイおよびベースポリイミドの厚さを調節することで対応していた。しかしながら、材料的に薄く出来ないものがあったり、２層材の場合、銅箔を薄くし過ぎると製造工程内で断線が生じるという問題があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、配線基板の薄型化もしくは省スペース化および接続条件に対応が可能であり、製造効率が向上する配線基板の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明による配線基板の製造方法は、第１面と、この第１面とは反対側に位置される第２面とを有する基板の前記第１面に第１導体を形成する工程と、前記第１導体を覆うように第１導体メッキを施す工程と、前記第１導体メッキで覆われた前記第１導体の上に重ねるように第１カバー層を形成する工程と、前記基板の前記第２面に、前記基板の上に後で形成する第２カバー層との間に位置されて第２導体メッキに覆われた被覆部分と該被覆部分から延出された外部露出部分とを有する第２導体を形成する工程と、前記第２導体の前記被覆部分を覆うように第２導体メッキを施す工程と、前記第２導体メッキで覆われた前記第２導体の前記被覆部分の上に重ねるように第２カバー層を形成する工程とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、導体の接栓部分もしくは他の配線基板との接続部分の導体上に導体メッキを形成しないことにより、薄型化もしくは省スペース化および接続条件に対応が可能であり、製造効率が向上することができる。

以下、本発明の一実施例の形態による配線基板とその製造方法を図面を用いて詳細に説明する。本実施形態は、フレキシブルプリント配線基板に本発明を適用した例である。

まず、図１を参照して、フレキシブルプリント配線基板の構造の概要を説明する。図１は本発明の一実施例の形態における配線基板の構造を示す断面図である。

図１において３層材の両面フレキシブルプリント配線基板１はポリイミド等からなるか性を有する絶縁性の樹脂基板２の表面に接着材（絶縁性）３ａ、３ｂを介して銅箔４ａ、４ｂを設置している。この銅箔４ａ、４ｂはエッチングにより所定の回路配線として形成させる。

また必要であれば他のフレキシブルプリント配線基板との接続のためのスルーホール５が設けられており、スルーホール５の内側、両面の銅箔４ａ、４ｂの全面に銅メッキ６ａ、６ｂが形成れている。ここで、銅箔４ａの表面の接栓部分９には銅メッキ６ａが形成されていない。

この樹脂基板２、および銅メッキ６ａ、６ｂが表面に形成されている銅箔４ａ、４ｂを接着材（絶縁性）７ａ、７ｂを介して接栓部分９以外を包含するポリイミド等の絶縁性のカバーレイ８ｂを形成する。従って、銅メッキ６ａが形成されていない銅箔４ａおよび樹脂基板２の接栓部分９はカバーレイ８ｂより突出する。

次に図２を参照して、図１の構造を有するフレキシブルプリント配線基板の製造方法について説明する。図２（ａ）ないし図２（ｆ）は本発明の一実施例の形態における配線基板の製造方法を示す各工程のフロー断面図である。

まず、図２（ａ）において、ポリイミド等からなる可撓性を有する絶縁性の樹脂基板２の表面に接着材（絶縁性）３ａ、３ｂを介して銅箔４ａ、４ｂを両面に形成する。

次に図２（ｂ）において、所望の位置に他の配線基板等との接続のためのスルーホール５の穴あけを上記図２（ａ）の銅箔積層基板に形成する。

さらに図２（ｃ）において、銅箔４ａ、４ｂの表面にレジストを塗布する。次に図２（ｄ）において、銅箔４ａの表面の接栓部分９の部分のレジストを残すようにレジストをレジストパターニングして、露光して、エッチングして所望のレジストパターンを残す。

次に図２（ｅ）において、スルーホール５の内側およびレジストパターン以外の表面の銅箔４ａ、４ｂの表面に銅メッキ６ａ、６ｂを施す。さらに図２（ｆ）において、残ったレジストをエッチングして剥離する。すると銅箔４ａの接栓部分のみ銅メッキ６ａが施されない。

次に図２（ｇ）において銅メッキ６ａ、６ｂおよび一部銅箔４ａの表面にレジストを塗布する。

図２（ｈ）において銅箔４ｂの接栓部分９および銅箔４ａ、４ｂに所定の回路配線を形成するためにレジストパターニングをして、露光、現像して、レジストを所望のパターンにエッチングする。

次に図２（ｉ）において、形成されたレジストのパターンで銅メッキ６および銅箔４を所望の回路配線にパターンエッチングする。その後、図２（ｊ）において、残ったレジストを剥離する。

次に図２（ｋ）において、接着材（絶縁性）７ａ、７ｂを介して接栓部分９以外のフレキシブルプリント配線基板１全体を包含するようにカバーレイ８ａ、８ｂを形成する。よって、接栓部分９のみが銅メッキ６ａが表面に形成されていない銅箔４ａおよび接栓部分９の樹脂基板２、接着剤３ａ，３ｂがカバーレイ８ａ、８ｂより突出する。

本実施例によれば、フレキシブルプリント配線基板１の銅箔４ａの接栓部分９の銅メッキ６ａが形成さないことにより、接栓部分９でのフレキシブルプリント配線基板１の厚さが薄くなるので、高さ制限に対応可能である。

従って、図８で説明したような携帯電話等の電子機器の薄型化もしくは省スペース化によって、他の配線基板と本発明の配線基板との接合における高さ制限がより厳しくなったとしてもその条件に対応することが可能となる。

また、本実施例によれば、従来の部分スルーメッキ構造のようにスルーホール５の周りだけに銅メッキ６を塗布するので、レジストパターニングの工程で、スルーホール５との位置合わせを行う必要があり、複雑な工程が必要になるとともに、スルーホール５とずれてしまうと不良品となる可能性があり、生産効率が悪くなることが懸念されるが、本実施例によれば、接栓部分のみを銅メッキ６を塗布しないにする簡単なレジストパターニング工程で実施することが可能となる。

さらに、従来の部分スルーメッキ構造においては、銅メッキ部分が全面メッキ等に比べると電流容量が少なくなってしまう。よって接栓部分を薄型にできたとしても、電流容量が少なくなるので、銅箔４ａを厚くする必要があるので、最終的には接栓部分のフレキシブル基板の厚さが厚くなり、高さ制限等に対応できなくなってしまう。

また接栓部分９のパターンの厚みが薄くなるので、そのエッチング精度が向上する。そのために接栓部分のパターン幅を細くすることが可能となり、高精細化にも対応することが可能となる。

次に図３を用いて、本発明の一実施例のフレキシブル配線基板同士をＡＦＣ接合する場合について説明する。ここで、図３は本発明の一実施例のフレキシブル配線基板のＡＣＦ接合方法を示す各工程のフロー断面図である。

このＡＣＦ接合とはφ２〜２０μｍの微小な導電性粒子が均一に接着性のある樹脂（バインダー）に混在され、フィルム状にしたＡＣＦフィルムを使用し、２つの基板を接続する場合は共に接続する電極の間にそのフィルムをはさみこみ、熱と圧力を与えることで接合するものである。

図３において、フレキシブルプリント回路基板２１は図１で説明したような本発明の一実施例の構造を有するフレキシブルプリント回路基板２１の接栓部分を図１のＸ−Ｘ断面のＡ方向から見た断面図である。

まず、図３（ａ）で示すように配線２４が形成されたフレキシブルプリント配線基板２１およびこれと接合させるもうひとつの配線２３が形成されたプリント配線基板２２を用意し、この２つの配線基板の間に導電性粒子２６を有するＡＣＦフィルム２５を挟み込み、加圧および加熱する。ここで、フレキシブルプリント配線基板２１は図１で説明したように樹脂基板の両面に接着剤が塗布された３層材である。

両基板を加圧および加熱することにより図３（ｂ）で示すように配線２３、２４上の余バインダーを排除し、上下の配線間に導電性粒子２６を挟み込むことで、配線間が導電性を有すると同時に熱硬化性の絶縁性のバインダーにより、接着性の保持および隣接端子間の絶縁性を一括で行うことができる。また絶縁性を保つためには配線２３または２４同士の間隔ｄは通常、１００μｍ程度であり、最小間隔は５０μｍぐらいとされている。

ここで、ＡＣＦ接合を使用する利点として、ほとんど接着剤の厚さがなく、容易に電気的接続および絶縁性が保たれるので、高さ制限等にも有効である。さらにプリント回路基板のＡＣＦ接合されていない側に特定の部品を実装する場合には、取り扱いが容易であり、ＡＣＦ接合した後の工程の能率を上げることが可能である。

またＡＣＦ接合するフレキシブルプリント基板２１の配線２３には銅メッキが施されていないので、その分においても高さ制限にも対応可能であり、使用される電子機器の薄型化、省スペース化に対応できる。

このように本実施例のフレキシブルプリント回路基板では、接栓部分の配線の銅メッキを施さないことにより、所望の静電容量を保ちつつ回路基板自体の薄型が図れる。また、それを電子機器等に搭載する場合にはその高さ制限等に対応可能であり、電子機器の薄型化、省スペース化に対応することができる。さらに、そのフレキシブルプリント回路基板を他のプリント回路基板をＡＦＣ接合することにより、接着剤により全体の厚さが厚くなることもなく、またその後の工程においても作業効率を向上されることができる。

ここで、本実施例の説明では、３層材の両面フレキシブルプリント回路基板について説明したが、使用状況によって２層材もしくは片面フレキシブルプリント回路基板に採用してもよい。

また、上述した実施例には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件、もしくは複数の工程における適宜な組み合わせにより種々の段階の発明が抽出されえる。例えば、実施例に示される全構成要件から幾つかの構成要件もしくは全工程から幾つかの工程を削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられる効果が得られる場合には、この構成要件もしくは工程が削除された構成が発明として抽出される。

本発明の一実施例の形態における配線基板の構造を示す断面図。本発明の一実施例の形態における配線基板の製造方法を示す各工程のフロー断面図。発明の一実施例の配線基板のＡＣＦ接合方法を示す各工程のフロー断面図。従来の全面メッキのフレキシブルプリント配線基板を示す断面図。従来の全面メッキのフレキシブルプリント配線基板の製造方法を示す各工程のフロー断面図。従来の部分スルーホールメッキのフレキシブルプリント配線基板を示す断面図。従来の部分スルーホールメッキのフレキシブルプリント配線基板の製造方法を示す各工程のフロー断面図。携帯電話の機器内部に搭載されたＨＤＤおよびＩ／Ｏフレキシブルプリント配線基板を含む構成概要図

符号の説明

１、１１フレキシブルプリント配線基板
２、１２樹脂基板
３、１３接着剤
４ａ、４ｂ、１４ａ、１４ｂ銅箔
５、１５スルーホール
６ａ、６ｂ、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ銅メッキ
７、１７ａ、１７ｂ接着剤
８、１８ａ、１８ｂハードカバーレイ
９，１９接栓部分

Claims

第１面と、この第１面とは反対側に位置される第２面とを有する基板の前記第１面に第１導体を形成する工程と、
前記第１導体を覆うように第１導体メッキを施す工程と、
前記第１導体メッキで覆われた前記第１導体の上に重ねるように第１カバー層を形成する工程と、
前記基板の前記第２面に、前記基板の上に後で形成する第２カバー層との間に位置されて第２導体メッキに覆われた被覆部分と該被覆部分から延出された外部露出部分とを有する第２導体を形成する工程と、
前記第２導体の前記被覆部分を覆うように第２導体メッキを施す工程と、
前記第２導体メッキで覆われた前記第２導体の前記被覆部分の上に重ねるように第２カバー層を形成する工程と、
を具備することを特徴とする配線基板の製造方法。
前記第１導体または第２導体を所望の回路にパターニングする工程を具備することを特徴とする請求項１に記載の配線基板の製造方法。
前記第１導体メッキおよび第２導体メッキを施す工程の前に前記基板および前記第１導体および第２導体の所望の箇所にスルーホールを形成する工程をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の配線基板の製造方法。
前記第１導体メッキおよび第２導体メッキを施す工程は前記スルーホールの内側に導体メッキを形成することを特徴とする請求項３に記載の配線基板の製造方法。
前記パターニングする工程後に、前記基板、前記第１導体、前記第２導体の前記被覆部分を包含する第１カバー層と第２カバー層を形成する工程をさらに具備することを特徴とする請求項２に記載の配線基板の製造方法。