JP4923510B2 - リジッド−フレキシブル基板及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、リジッド−フレキシブル基板及びその製造方法に関する。

たとえば、電気機器の筺体内の屈曲部に跨ってリジッド基板を配設する場合には、リジッド基板を複数枚に分割し、分割されたリジッド基板間を、フレキシブル基板で一体的に接続してなるリジッド−フレキシブル基板が用いられている。

このようなリジッド−フレキシブル基板は、たとえば、次のような方法で、多数枚取りの印刷配線基板として製造されている。

（１）複数の単位フレキシブル基板に対応する配線パターンと、同層の複数の単位リジッド基板の内層板としての配線パターンが形成された多数枚取りフレキシブル基板を形成する。

（２）上記複合フレキシブル基板の上面又は下面に積層される片面が銅層とされ、単位フレキシブル基板と対応する部分が打ち抜かれた多数枚取りのリジッド基板を形成する。

（３）（１）のフレキシブル基板の片面に、（２）のリジッド基板を、打ち抜き部分に離型フィルムとカバーを配置して積層し、加熱加圧により一体化する。

（４）（１）のフレキシブル基板の他方の面に、（２）のリジッド基板を、打ち抜き部分に離型フィルムとカバーとを順に配置させて積層し、加熱加圧により一体化して組付パネルとする。

（５）離型フィルムとカバーを取り除き、実装工程に供するための単位シートに分離する。

（６）実装工程終了後、単位シートから個々のリジッド−フレキシブル基板を分離する。

なお、本明細書において、「単位基板」とは、製造時に最小単位となる基板であり、「複合基板」とは、異なる種類の単位基板が一体となって、一つの基板を構成している基板であり、「実装用単位シート」とは、実装するときの単位となる複数枚の単位基板又は複数枚の複合基板が組付けられた基板であり、「組付パネル」とは、最終的には１つの基板として使用される基板が複数枚単一の基板に作りこまれている基板、又は複数枚の単位シートが組付けられており、製造工程が終われば、個々の単位基板、複合基板又は実装用単位シートに分離される基板である。さらに、本明細書において、「水平配線部」とは配線基板中の層内配線を示し、「垂直配線部」とは単一基板内又は複合基板内の異なる配線層間を接続する層間接続部を示し、「接続端子」とは基板どうしを電気的に接続するために設けられた端子を示す。接続端子の例としては、基板接続用に設けられた導体バンプやパッド、水平配線部の一部分などが含まれる。

しかし、このような従来の印刷配線基板の組付パネルの製造方法では、１枚の組付けパネルを製造するのに、同じ大きさのフレキシブル基板を１枚分必要とし、特に、フレキシブル基板は、高価であるため生産コストを高くする大きい原因となっていた。

また、従来の印刷配線基板の製造方法では、打ち抜きで廃棄される部分が多く、しかも多数枚取りの印刷配線基板１枚ごとに、ハンドリング用の枠の部分が必要であり、この枠の部分も最終的には切り落とされて廃棄されるため、材料の利用効率が低いという問題があった。

さらに、従来の組付けパネルは、大きい基板の中に、製品となる最終形態の印刷配線基板が多数作り込まれるため、途中の工程で単位基板の一つに不良が発生すると多数取りの印刷配線基板の全体が使用不能となることがあり、製品歩留まりも低いという問題があった。

上述したように、従来のリジッド−フレキシブル基板の組付けパネルは、１枚製造するのに、同じ大きさのフレキシブル基板をまるまる１枚分必要とし、生産コストを高くしてしまうという問題があった。

また、従来の印刷配線基板の組付けパネルの製造方法では、打ち抜きで廃棄される部分が多く、しかも多数枚取りの印刷配線基板１枚ごとに、ハンドリング用の枠の部分が必要であり、この枠の部分も最終的には切り落とされて廃棄されるため、材料の利用効率が低いという問題があった。

さらに、従来の印刷配線基板組付けパネルは、大きい基板の中に、製品となる最終形態の印刷配線基板が多数作り込まれるため、途中の工程で単位基板の一つに不良が発生すると組付けパネルの全体が使用不能となることがあり、製品歩留まりも低いという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決すべくなされたもので、本発明の印刷配線基板の組付パネルは、枠体と、この枠体中に所定の関係位置で配置された複数枚の単位基板とを備え、前記各単位基板は、周縁に複数の突起部を備えて隣接する単位基板及び／又は前記枠体と前記突起部において接着されて、前記枠体と前記各基板とが一体に固定されていることを特徴とする。

本発明の印刷配線基板の組付パネルは、各単位基板が、実装面が同一平面となるよう前記枠体中に配置されて前記枠体と一体に固定されていることが望ましい。これによって、実装のためのクリームハンダの印刷や自動実装の精度を高めると共に、実装の作業効率を向上させることができる。

また、本発明の印刷配線基板の組付パネルは、同種の印刷配線基板に限らず、たとえばリジッド−フレキシブル基板のような複合基板にも適用することができる。

すなわち、印刷配線基板の組付パネルは、枠体と、この枠体中に所定の関係位置で配置された複数のリジッド基板と複数のフレキシブル基板からなる複合基板とを備え、前記各複合基板は、リジッド基板の周縁に複数の突起部を備えて、隣接する複合基板及び／又は前記枠体と前記突起部において接着されて、前記枠体と前記各複合基板とが一体に固定されていることを特徴とする。

この複合基板は、たとえば、リジッド基板の接続端子とフレキシブル基板の接続端子が直接接続された構造とされている。

また、各複合基板も、実装面が同一平面となるよう前記枠体中に配置されていることが望ましい。これによって、実装のためのクリームハンダの印刷や自動実装の精度を高めると共に、実装の作業効率を向上させることができる。

さらに、この複合基板は、一列に配置されたリジッド基板が、一連のフレキシブル基板により複数個が接続された構造とすることもできる。

さらに、本発明の印刷配線基板の実装用単位シートは、枠体と、この枠体中に所定の関係位置で配置された複数の単位基板とを備え、前記単位基板は、周縁に複数の突起部を備えて、隣接する単位基板及び/又は前記枠体と前記突起部において接着されて、前記枠体と前記各単位基板とが一体に固定されていることを特徴とする。

この実装用単位シートは、一組の対向辺の間隔（長さ）が、実装機の仕様に合わせた長さとされている。

この実装用単位シートも、実装面が同一平面となるよう前記枠体中に配置されていることが望ましい。これによって、実装のためのクリームハンダの印刷や自動実装の精度を高めると共に、実装の作業効率を向上させることができる。

さらに、この実装用単位シートも、枠体と、この枠体中に所定の関係位置で配置された少なくとも１つのリジッド基板と少なくとも１つのフレキシブル基板からなる複合基板を備え、前記各複合基板は、リジッド基板の周縁に複数の突起部を備えて、少なくとも前記枠体と接着されて、前記枠体と前記リジッド基板とが一体に固定された構造とすることができ、リジッド基板の接続端子とフレキシブル基板の接続端子を直接接続される構造とすることが望ましい。

この複合基板の実装用単位シートも、各複合基板を、実装面が同一平面となるよう前記枠体中に配置することが望ましい。

また、複合基板におけるリジッド基板を、一連のフレキシブル基板により複数が接続された構造とすることができる。

本発明の印刷配線基板の実装用単位シートは、枠体として、実装用単位シートの枠体を複数平面的に連結した格子状の枠体を使用し、複数の実装用単位シートが組み付けられた組付パネルを製造した後、各単位シートに分離することにより製造される。

本発明で用いられる枠体は、後述する単位基板を配置するための型板として機能する他、単位基板の平面的又は空間的な関係位置を一定に保持して、その後の各単位基板共通の同時的な処理や単位シートとして単位基板上への同時的な実装を可能にする。また、ハンドリング用の把持部や品番等を印刷する印刷基材として、さらには、ガイド穴を穿設して実装時の位置決め部材としても機能する。

本発明に使用される枠体は、通常、実装前の工程を同時に行うことができる大きさの矩形の額縁型のフレームであり、そのまま実装装置に装着できる場合には、単位シートの枠体を兼ねさせることができるが、実装装置に装着できる単位シートの大きさがこれより小さい場合には、複数の単位シートの枠体を連結した格子状の形態としてもよい。また、単位基板が非矩形の形状、たとえば平行四辺形、長四角を蛇行させたような形状、円形、楕円形等の場合には、これらの単位基板が嵌合するような枠形状としてもよい。枠体の厚さは、後の処理工程に印刷工程が含まれる場合には、枠体の中に配置される単位基板の厚さと等しいか、薄いことが望ましい。枠体は、必ずしも単位基板と同質の材料とする必要はなく、耐久性の高い材料で形成して繰り返し使用できるようにしてもよいし、その都度、廃棄する場合には、単位基板よりも安価な基板を用いるようにしてもよい。

枠体の枠内に配置される単位基板としては、たとえば、リジッド基板やフレキシブル基板が用いられる。リジッド基板としては、たとえば、ガラス布、アラミド繊維の不織布、紙等の基材に、未硬化のエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール系樹脂等を含浸させたプリプレグを積層した基板やセラミック基板等の単層又は多層の印刷配線基板が、フレキシブル基板としては、たとえば、液晶ポリマーやポリイミド樹脂を層間絶縁層とした両面フレキシブル基板やポリイミドフィルムを絶縁層とする単層のフレキシブル基板が、それぞれ挙げられる。

枠体への単位基板の固定は、たとえば次のようにして行われる。

すなわち、単位基板の周辺に突起を形成するとともに、枠体には、この突起と嵌合する凹部を形成しておき、実装機の基盤に位置決めし、たとえば弱粘着剤を用いて仮固定し、各単位基板を実装機により枠体内の所定の空間位置に順次配置する。そして、必要に応じて、単位基板と枠体、単位基板どうしを、瞬間接着性の接着剤や紫外線硬化型の接着剤により部分的に仮固定した後、たとえば加熱加圧により一体に固定する。

このようにして製造された印刷配線基板の組付パネルは、各単位基板が枠体と相対位置が関係づけられているので、その後の実装工程を全単位基板同時に行なうことができる。

枠体への複合基板を構成する単位基板の固定は、たとえば次のようにして行なうことができる。

（１）対応位置にそれぞれ接続端子を有する複数枚の単位リジッド基板と単位フレキシブル基板を用意し、枠体内に所定の関係位置で、接続端子を上にした単位リジッド基板を所定の関係位置に配置するとともに、隣接する単位リジッド基板どうし、単位リジッド基板と枠体とを仮固定し、枠対内で仮固定された単位リジッド基板に跨って接続端子を下にした単位フレキシブル基板を配置し、両者を一体化するとともにそれぞれの接続端子を接続する。

（２）対応位置にそれぞれ接続端子を有する複数枚の単位リジッド基板と枠体の全長に亘るフレキシブル基板を用意し、枠体内に所定の間隔をおいて接続端子を上にした単位リジッド基板を所定の関係位置に配置して枠体と固定し、これらの単位リジッド基板の全体にフレキシブル基板を沿わせ、それぞれ対応する接続端子を接続して各リジッド基板をフレキシブル基板で固定する。

（３）対応位置にそれぞれ接続端子を有する枠体の全長に亘るリジッド基板と複数枚の単位フレキシブル基板を用意し、接続端子を上にしたリジッド基板を枠体に固定し、このリジッド基板の上に、接続端子を下にした各単位フレキシブル基板を所定の関係位置に配置し、それぞれ対応する接続端子を接続して各フレキシブル基板をリジッド基板で固定する。

（４）対応位置にそれぞれ接続端子を有する枠体の全長に亘るリジッド基板と枠体の全長に亘るフレキシブル基板を用意し、対応する接続端子が向かい合うように配置して、両者を枠体に固定し、両者を一体化するとともにそれぞれの接続端子を接続する。

なお、上記（１）乃至（４）において、リジッド基板とフレキシブル基板の上下関係は逆でもよい。すなわち、フレキシブル基板が上でもリジッド基板が上でもいずれでもよく、要は互いに接続できるように配置されていればよい。

また、本発明に係るリジッド−フレキシブル基板は、リジッド基板とフレキシブル基板とが絶縁層を介して積層一体化され、該絶縁層を貫通する垂直配線部により両基板の水平配線部が電気的に接続されてなるリジッド−フレキシブル基板であって、前記垂直配線部が、前記フレキシブル基板の水平配線部に形設され、前記絶縁層を貫通してその先端が前記リジッド基板の水平配線部に当接・塑性変形した導体バンプであり、前記フレキシブル基板は最外層に露出していることを特徴とする。導体バンプをフレキシブル基板側に形成してその先端をリジッド基板側に当接させて塑性変形させるので、導体バンプの底面側は常にフレキシブル基板側となる。塑性変形前の導体バンプを略円錐形状とすれば、当接・塑性変形後の導体バンプはフレキシブル基板側が大径でリジッド基板側が小径の略円錐台形状となる。これにより、リジッド基板とフレキシブル基板との接続信頼性が高くなるという効果が得られる。

本発明に係るリジッド−フレキシブル基板において、前記垂直配線部は、前記フレキシブル基板の外側からレーザービームを照射して前記フレキシブル基板とともに前記絶縁層を貫通して前記リジッド基板の水平配線部が露出するように設けられた開口部に沿って形成された導体層によりなるレーザースキップビアであってもよい。

本発明に係るリジッド−フレキシブル基板において、前記垂直配線部は、前記リジッド基板及び前記フレキシブル基板の水平配線部の接続端子に対応して前記絶縁層に設けた貫通孔内に導電体を充填し、前記接続端子と加熱加圧して電気的に接続した導電体であってもよい。

また、本発明に係るリジッド−フレキシブル基板の製造方法は、リジッド基板とフレキシブル基板とが絶縁層を介して積層一体化され、該絶縁層を貫通する垂直配線部により両基板の水平配線部が電気的に接続されてなるリジッド−フレキシブル基板の製造方法であって、少なくとも一方の外層面に水平配線部が設けられ該水平配線部の所定位置に垂直配線部となる導体バンプが形設されたリジッド基板を用意し、該リジッド基板の導体バンプ形設面に未硬化の熱融着性樹脂シートを重ねて加熱加圧し、前記導体バンプの先端が前記未硬化の熱融着性樹脂シートから露出したリジッド基板を作成するとともに、少なくとも一方の外層面に、水平配線部と該水平配線部に接続され前記リジッド基板の垂直配線部に対応する接続端子が形成されたフレキシブル基板を用意する工程と、前記リジッド基板と前記フレキシブル基板を、前記導体バンプと前記接続端子を対向させて積層し、加熱加圧して前記貫通・露出した導体バンプの先端を他方の基板の前記接続端子に当接・塑性変形させて電気的に接続し機械的に一体化する工程とを具備することを特徴とする。

本発明に係るリジッド−フレキシブル基板の製造方法において、垂直配線部となる導体バンプはフレキシブル基板側に設けてもリジッド基板側に設けてもいずれでもよい。

本発明に係るリジッド−フレキシブル基板の製造方法において、垂直配線部はレーザービアホール、レーザースキップビアなどで設けてもよい。

本発明に係る印刷配線基板の組付パネル、印刷配線基板の実装用単位シート、リジッド−フレキシブル基板及びこれらの製造方法によれば、予め製作された単位基板を用いるため、単位基板の段階で良否の判定ができる。したがって、良品だけを枠体内へ配置できるので、不良率を低減させることができる。また、枠体を再使用する場合には、素材のロスを低減させることができ、使用後廃棄する場合には、安価な素材の基板を用いて材料コストを低減させることができる。

また、複合基板を製作する場合には、それぞれ別個に製作した異なる印刷配線基板からそれぞれ単位基板を形成できるので、打ち抜き部分が少なくなり、素材のロスを大幅に低減させることができる。特に、前述した（１）の製法による場合には、高価なフレキシブル基板を、本来のフレキシブル基板を必要とする部分にだけ使用することができるので、材料コストを大幅に低減することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しながら説明する。

図１〜１６は、２枚のリジッド基板をフレキシブル基板で接続した複合リジッド基板の組付パネルに適用した参考例を説明するための図である。

図１は、５０枚の単位リジッド基板１ａを、１枚のリジッド基板の組付パネル１として製造した例であり、図２は、１６２枚の単位フレキシブル基板２ａを１枚のフレキシブル基板の組付パネル２として製造した例であり、図３は、１１０枚の単位リジッド基板３ａを、１枚の組付パネル３として製造した例である。

図１,３に示したリジッド基板の組付パネル１,３は、８層の多層印刷配線基板であり、図２に示した組付パネル２は、両面フレキシブル基板であって、それぞれ外層の配線パターンとその上の保護層までが一体的に同時に形成され、各図の格子状の線にそって、それぞれの単位リジッド基板１ａ，３ａ，又は単位フレキシブル基板２ａに分割して使用される。

なお、後述するように、単位フレキシブル基板２ａの両端近傍の水平配線部には、複数の導体バンプが形設されるとともに、その基部には、熱融着性樹脂の層が形成される。

また、各単位リジッド基板１ａ,３ａには、単位フレキシブル基板２ａの導体バンプと対接する位置に接続端子が形成される。

図４は、目的とする組付パネルを組み立てるための枠体４であり、６個の実装用単位シート用の枠体４ａを６個平面的に結合させた格子状をなしている。

図５に示すように、図１〜３の各単位基板１ａ〜３ａは、枠体４中、すなわち各実装用単位シート用の枠体４ａ中に配置され、各リジッド基板１ａ，３ａの周縁に設けた突起部Ｂにおいて単位リジッド基板どうし、単位リジッド基板と枠体とが瞬間接着剤等により仮接着される。

さらに、仮固定された組付パネルは、複数枚重ねて熱盤間に配置され、加熱加圧により一体化するとともに、各単位フレキシブル基板２ａの導体バンプ（図示せず）が各単位リジッド基板１ａ,３ａの対応する接続端子（図示せず）に圧接されて電気的に接続され、かつ該部が機械的にも強固に一体化される。この組付パネルは、必要に応じて、図６に示すように、実装用単位シート４ａに分割されて出荷される。

次に、各フレキシブル基板及び各リジッド基板の製造方法、組付パネル及び実装用単位シートの製造方法、並びに、リジッド基板とフレキシブル基板とが接続された複合基板であるリジッド−フレキシブル基板の製造方法について説明する。

なお、以下は、単位基板又は単位複合基板の製造方法として説明するが、通常は、図１〜４に示した、組付パネルとして製造され、実装用単位シートに分割されて出荷される。

（フレキシブル基板の作成）
先ず、図７に示すように、厚さ２５μｍのポリイミドフィルム５の両面に厚さ１８μｍの電解銅箔（６）を貼着させた両面型ポリイミドフレキシブル基板の所定位置にスルーホール７を形成し、両面の電解銅箔（６）をエッチング加工して水平配線部８を形成し、その上に保護フィルム９を被覆しエッチングして水平配線部８と同時に形成された端子部分１０を露出させてフレキシブル基板を作成した（図７：以下の図において括弧を付した符号は、加工前の部材を示す。）。

このフレキシブル基板の片面の端子部分１０の片面に、ポリマータイプの銀系の導電性ペースト（商品名，熱硬化性導電性ペーストＭSP-812，三井化学ＫＫ）により、次の方法で略円錐形の導体バンプ（接続端子）１１を形成した（図８）。

すなわち、板厚３００μｍ のステンレス板の所定箇所に０．３５ｍｍ径の穴を明けたメタルマスクを用意し、このメタルマスクをフレキシブル基板の片面側に位置決め配置して導電性ペーストを印刷し、この印刷された導電性ペーストの乾燥後、同一マスクを用いて同一位置に再度印刷する方法で３回印刷を繰り返し、高さ２００〜３００μｍの山形（略円錐形）の導体バンプ１１を形成した。次に、導体バンプ１１の上に厚さ６０μｍ のガラス−エポキシ系プリプレグ（合成樹脂系シート）１２を当接させ、アルミ箔及びゴムシートを介して、たとえば１００℃に保持した熱板の間に配置し、１ＭＰａで１分間ほど加熱加圧して、導体バンプ１１の先端がガラス−エポキシ系のプリプレグ（合成樹脂系シート）１２から突き出したフレキシブル基板１３を作成した。

（リジッド基板の作成）
Ｂ^２ｉｔ（ビー・スクエア・イット：登録商標）として知られる、たとえば特開平８-２０４３３２号公報に記載された方法により、図９に模式的に示したリジッド基板１４を製造した。同図において、符号１５は、厚さ１８μｍの電解銅箔のパターニングにより形成された水平配線部、１６ａ，１６ｂは、電解銅箔又は水平配線部の上に形成されたポリマータイプの銀系の導電性ペースト（商品名，熱硬化性導電性ペーストＭSP-812，三井化学ＫＫ）の硬化物からなる高さ２００〜３００μｍの山形の導体バンプにより形成された垂直配線部、１７は、厚さ６０μｍ のガラス−エポキシ系プリプレグ（合成樹脂系シート）の硬化物である絶縁層、１８は、外層の配線パターン１５上に被覆された保護被覆である。このリジッド基板１４のフレキシブル基板との接続部近傍と、これより内側の部分には、垂直配線部１６ａ，１６ｂが基板の両面を貫通するように垂直方向に貫通させて形成されている。これらの垂直配線部１６ａ，１６ｂは、接続が完全に行われているか否かを検査する検査端子として用いることができる。

（リジッド−フレキシブル基板の作成）
個々のリジッド基板に分割する前の組付パネルの状態で、又は、個々の単位リジッド基板に分割した後に、各リジッド基板１７のフレキシブル基板と接続される垂直配線部１６ａの近傍に座繰り加工を施し、接続すべきフレキシブル基板１３の厚さよりも深く座繰って垂直配線部１６ａが露出した段部Ｓを有するリジッド基板１４ａを作成する（図１０）。

次に、個々に分割された単位リジッド基板１４ａと単位フレキシブル基板１３とを、枠体の中に最終形態となるように配置する。

ここで座繰る部分の導体バンプは銅配線で挟む構造でもよいが、深さ方向の座繰り精度を考慮し、導体バンプ部分を表面に露出させるために座繰り部は銅配線を無くしてもよい。また、段差形状を得るために、リジッド基板の形成工程の中で、段差とする部分をルーター加工などにより予め除去した上で積層することで形成することも可能である。

図１１〜１３は、このような段部を有するリジッド基板の他の製法を示すもので、予め、段部Ｓより上の部分の積層板５０ａと段部Ｓより下の部分を構成する積層板５０ｂとを別々に作成し（図１１）、積層板５０ａの端部の積層板５０ｂと積層したとき、積層板５０ｂの段部Ｓとなる部分を切断し（図１２）、これらを位置決めして加熱加圧することにより段部Ｓを有するリジッド基板５０を形成することができる（図１３）。

図１４は、枠体内に、段部Ｓを形成したリジッド基板１４ａを、段部Ｓが互いに対向するように配置し、各リジッド基板１４ａの対向する段部Ｓに跨って、フレキシブル基板１３を配設して導体バンプ１１を垂直配線部１６ａに当接させ、加熱加圧により、電気的に接続するとともに、ガラス-エポキシ系プリプレグ１２により機械的に一体化したものである。

この参考例では、垂直配線部１６ａは、水平配線部１５との接続の他、単位フレキシブル基板１３と単位リジッド基板１４ａの接続の良否を検査する検査端子として使用でき、垂直配線部１６ｂは、単位リジッド基板１４ａの各層間の接続の良否を検査する検査端子として使用できる。

上記参考例では、単位フレキシブル基板１３が接続される垂直配線部１４ａを導体バンプ１１で形成した例について説明したが、図１５に示す参考例のように、ビアホール１６ｃ内に導電ペースト１６ｄを充填して形成することも可能である。また、図１６に示す参考例のように、高温半田（たとえば融点２００℃〜２４０℃程度の半田）により導体バンプ１１ａを形成し、リジッド基板１４ａの段部Ｓに形成した端子２７にはんだ接続するようにしてもよい。

以上は、単位リジッド基板と単位フレキシブル基板との接続方法であるが、単位リジッド基板１４ａと枠体４とは、たとえば図１７〜２５に示した方法で固定される。

図１７〜１８に示した参考例では、単位リジッド基板１４ａの枠体４と隣接する側に、Ｔ字状の突起１９ａが形成され、枠体４には、この突起１９ａが嵌合する凹部２０ａが形成されており、各単位リジッド基板はその突起１９ａを枠体４の凹部２０ａに嵌合させて仮固定される。また、図１９〜２１に示した参考例では、突起１９ｂと凹部２０ｂとの間に隙間Ｄが設けられ、この隙間Ｄに接着剤２１が配置されて突起１９ｂと凹部２０ｂとの嵌合による仮固定が、接着剤２１により本固定される。

さらに、図２２〜２４に示した参考例では、枠体の凹部２０ｃは、単位リジッド基板１４の突起１９ｃを支える底部を備えるとともに、突起１９ｃと枠体の凹部２０ｃの間にも隙間Ｄがあり、この隙間Ｄに接着剤２１が配置されて突起１９ｃと枠体４の凹部２０ｃとが固定される。また、突起１９ｃと枠体４の凹部２０ｃの接触面で両者を接着するようにしてもよい。参考例の図２５は、単位リジッド基板の周縁部の突起１９ｄアリ状とし、枠体４の凹部２０ｄをアリ溝状として嵌合の固定を確実にしたものである。この例では、係合部は、枠体４と単位リジッド基板１４ａの間に位置する。

参考例の図２６〜２８は、実装に対して位置決めするためのアライメントマークＭを、枠体４と単位リジッド基板１４ａの固定部近傍に設けた状態を示す図である。

図２６は、アライメントマークＭを、枠体４のコーナー部に固定された単位リジッド基板１４ａのコーナー部に設けた例であり、この例では枠体の面を用いることがなく、且つ高い位置精度が得られる。ただ、製品の面を用いるので製品の面積効率は悪くなる。図２７は、アライメントマークＭを、枠体４のコーナー部に固定された単位リジッド基板１４ａのＴ字状の突起１９ａに設けた例である。この例では、実装面での精度は高いが、嵌め合い部分に入れるため、枠体の幅が広くなる。図２８は、アライメントマークＭを、コーナー部の枠体４に設けた例であり、製品の面も嵌め合い部分も用いないが、嵌め合い誤差が精度に影響する。

図２９〜３１は、さらに他の方法で、枠体４ｂと単位リジッド基板１４ｂ間、及び単位リジッド基板１４ｂどうしを固定した参考例である。この例では、単位リジッド基板１４ｂの外周に突起２１ｂが形成され、この突起２２ｂどうし又は突起２２ｂと枠体４のない周面に設けた突起２２ｂが接着剤２１により固定されている。図３０，３１は、図２９の丸印の部分の拡大図である。

このようにして、複数の単位リジッド基板１４ａやフレキシブル基板１３を、最終形態となる位置関係に保持して固定した後、これらは、複数枚重ねて加熱加圧により一体化させて枠体４に固定されたリジッド−フレキシブル基板が得られる。

次に、本発明の他の実施形態について図３２〜３６を用いて説明する。

なお、以下の図において、図７〜１０と対応する部分については、同一符号を付して重複する説明は省略する。

この実施形態では、図２９に示すフレキシブル基板１３の代わりに、互いに隣接するリジッド基板の外層を構成するだけの長さを有するものが用いられる（図３２）。実装時の障害となることを避けるため、このフレキシブル基板１３ａはリジッド基板全体を覆うことが好ましい。このフレキシブル基板には、図８で説明した方法により、リジッド基板１４と接合する側に導体バンプ１１とガラス−エポキシ系プリプレグからなる熱融着性樹脂（合成樹脂系シート）１２の層が形成される。

そして、図３３に示すように、このフレキシブル基板１３ａは、単位リジッド基板１４の上部に設けられた端子部分（水平配線部）１５に、熱融着性樹脂層１２を貫通した導体バンプ１１を当接させて、加熱加圧により導体バンプ１１を塑性変形させて導体バンプ１１と端子部分１５とを電気的に接続するとともに、熱融着性樹脂層１２により一体に接続される。熱融着性樹脂層１２は硬化してガラス−エポキシ系プリプレグの硬化物からなる絶縁層１７となり、リジッド基板とフレキシブル基板が電気的に接続し機械的に一体化したリジッド−フレキシブル基板が得られる（図３４）。

ここで、導体バンプ１１は、図８のところで説明したように、フレキシブル基板側の水平配線部に形設された略円錐状の導電性ペーストからなるものである。すなわち、導体バンプの底面側はフレキシブル基板側に向いており、その先端側はリジッド基板側に向いている。垂直配線部である導体バンプ１１の両側はいずれも同じ銅箔から形成された水平配線部であるが、その水平配線部の形成されている基板は、リジッド基板のほうがフレキシブル基板よりも硬い。したがって、フレキシブル基板側に形成された導体バンプ１１は、その先端をリジッド基板側に当接することで先端側が塑性変形して、図３４に示すようにフレキシブル基板側が大径でリジッド基板側が小径の略円錐台形状となる。このように、導体バンプをフレキシブル基板側の水平配線部に形設して、その導体バンプをリジッド基板側の水平配線部に当接させて塑性変形させることで、確実に接続される。すなわち、相対的に柔らかいフレキシブル基板側の水平配線部には、大径の基部が直接形成され、導体バンプの小径の先端部がリジッド基板側に押圧されるので、フレキシブル基板側が応力で変形されるようなことはなく、逆にリジッド基板側に当接する銅来バンプの先端部は容易に塑性変形して円錐台状の垂直配線部が形成される。したがって、導体バンプリジッド基板とフレキシブル基板との接続信頼性が高まるという効果が得られる。

絶縁層１７がフレキシブル性を有する場合または製品としての屈曲量が小さい場合であれば、絶縁層１７は図３３および３４に示すようにリジッド基板に積層されない部分も含めて設ける構造で対応できる。絶縁層１７がフレキシブル性を有しない場合または製品としての屈曲量が大きい場合には、図３５および図３６に示すように未硬化状態のガラス−エポキシ系プリプレグ１２の層のうちフレキシブル基板のみに積層される部分（リジッド基板が積層されていない部分）をルーター加工、打ち抜き加工等により予め削除した上で導体バンプ１１を当接させて加熱加圧して一体化してもよい。このようにすることで、リジッド基板とフレキシブル基板とが絶縁層を介して積層する部分については、図３３〜３４で説明した効果が得られるほか、リジッド基板が積層されていない部分（フレキシブル基板のみの部分）については、余分なプリプレグ層がない分、フレキシブル基板の有する可撓性を十分に活かすことができる。

なお、枠体とリジッド基板の接続は、たとえば、前述した図１７〜２８の方法により行われ、この後、実装用単位シートに分割される。

次に、参考例について図３７〜４４を参照して説明する。以上の例と重複する点は原則として符号および説明を省略する。

この参考例でも図３２〜３６に示したものと同様に、互いに隣接するリジッド基板の外層となるだけの長さを有するフレキシブル基板が用いられるが、図３３や図３５に示したものとは逆にリジッド基板の側に垂直配線部となる導体バンプを形成する点が異なる（図３９）。すなわち、フレキシブル基板の側ではなくリジッド基板の側に導体バンプを形成し、その導体バンプの先端側にガラス−エポキシ系プリプレグからなる熱融着性樹脂層１２を重ね、加熱加圧して導体バンプ１１の先端が熱融着性樹脂層１２を貫通して突き出したリジッド基板３１ａおよび３１ｂを得た後、これらを枠体の中に最終形態となるように配置し、導体バンプ１１をフレキシブル基板側の接続端子１０に当接させ、加熱加圧により、電気的に接続するとともに、熱融着性樹脂層１２により機械的に一体化したものである。

この例でも、たとえば前述のＢ^２ｉｔ法によりリジッド基板３１を作成する一方、互いに隣接するリジッド基板の外層となるだけの長さを有するフレキシブル基板３２を用意する。

この例では、リジッド基板３１は、図３７に示すように４層の配線層を有する４層板にして各層の層間接続をＢ^２ｉｔ法により行い、フレキシブル基板３２は、図３８に示すように両面に配線層を有する両面板にしてスルーホール７により層間接続している。

リジッド基板３１の配線層は何層でもよく、その層間接続の方法も問わないが、リジッド基板内部の層間接続はリジッド基板とフレキシブル基板の接続前に実施される。このように、リジッド基板を多層化して層間接続した後にフレキシブル基板と接続することで、フレキシブル基板にリジッド基板を順次積層していく場合に比べて、比較的柔らかいフレキシブル基板に対する変形等の影響を軽減することができる。

フレキシブル基板３２は両面板であっても片面板であってもよいが少なくとも１層の配線層は必要である。両面板にすれば片面板に比べて配線面積を広くすることができる。片面板にすると両面板に比べて配線面積は狭くなるが、層間接続のためのスルーホールが不要となるとともに屈曲性向上、コスト低減を図ることができる。フレキシブル基板３２を両面板にした場合には、図３７〜４０に示すようにスルーホール７により層間接続することができる。スルーホール７は、フレキシブル基板３２の両面を貫通する孔を設けその内壁を導体めっきで覆ったものである。また、図４１に示すようにレーザービアホール３３により層間接続してもよく、図４２に示すようにＢ^２ｉｔ法による導体バンプにより層間接続してもよい。レーザービアホール３３はフレキシブル基板３２の外側からレーザービームを照射してフレキシブル基板３２の接続端子１０が露出する開口部を設けその内側を導体めっきで覆ったものである。このように、フレキシブル基板３２の層間接続構造は問わない。フレキシブル基板３２を片面板にした場合の本発明に係るリジッド−フレキシブル基板の例を図４３に示す。同図に示すようにフレキシブル基板を片面板にした場合には、層間接続構造は不要となる。

なお、図３７〜４３の例では、リジッド基板の水平配線部とフレキシブル基板の水平配線部との電気的接続をＢ^２ｉｔ法による導体バンプにより行った例について説明したが、図４４に示すようにレーザースキップビア３４によりリジッド基板とフレキシブル基板とを接続してもよい。レーザースキップビア３４は、フレキシブル基板３２の外側からレーザービームを照射してフレキシブル基板３２とともにガラス−エポキシ系プリプレグの硬化物である絶縁層１７に接続端子１５が露出する開口部を設けその内側を開口部に沿うようにして導体めっきで覆ったものである。このように、レーザースキップビア３４によりリジッド基板とフレキシブル基板とを接続する場合には、フレキシブル基板として層間接続されていない両面配線板を用いれば、その層間接続もリジッド基板とフレキシブル基板との接続もほぼ同時に同様に加工することができるのでフレキシブル基板の層間接続を別工程で行う必要がなくなるという利点がある。

レーザースキップビア３４によりリジッド基板とフレキシブル基板とを接続する場合、フレキシブル基板として片面配線板を用いることもできるが、その場合には、図４３とは逆にフレキシブル基板の配線面を外側にしてもよい。こうすることでフレキ面側への部品実装が可能になる（図示せず）。いずれにしても、フレキシブル基板の外側からレーザービームを照射し、対向する水平配線部（接続端子）が露出する開口部（穴）を設け、その穴に沿ってめっきなどで導体層を設けることにより、レーザースキップビア３４となり、フレキシブル基板の配線層とリジッド基板の配線層とを電気的に接続することができる。また、繊細な加工が可能なレーザービームを活用できる。

リジッド基板の水平配線部とフレキシブル基板の水平配線部とを電気的に接続する垂直配線部に導電性ペーストを用いた別な方法として、導体バンプによらずに、次の方法も採ることもできる。すなわち、リジッド基板またはフレキシブル基板のいずれか一方の基板の水平配線部上に当該水平配線部を覆うように熱融着性樹脂層を仮貼りした上で、水平配線部上の熱融着性樹脂層にレーザー加工にて穴明けしてその水平配線部を露出させ、そこに導電性ペーストをスクリーン印刷により埋め込み、これをもう一方の基板の水平配線部に位置決めして熱圧着することで垂直配線部を形成することもできる。この方法により垂直配線部３５を形成してリジッド基板の水平配線部１５とフレキシブル基板の水平配線部１０とを電気的に接続するとともに機械的に一体化することにより作成されたリジッド−フレキシブル基板の参考例を図４５に示す。

なお、参考例の図４６ａは、図３４，３６，４０，４１，４２，４３，４４または４５に示すリジッド−フレキシブル基板が枠体４に３枚ほど配置された実装用単位シートを模式的に示す平面図である。参考例の図４６ｂは同じものを反対側（フレキシブル基板側）から見た平面図である。このように、これらの実施形態では、フレキシブル基板が最外層となってリジッド基板を覆っている。

このように、フレキシブル基板がリジッド基板を覆って最外層となるリジッド−フレキシブル基板では、リジッド基板を覆った部分についてはフレキシブル基板の可撓性を活かすことができないものの、リジッド基板の接続部に段部を設けなくても基板の平坦性が確保できるので、既存設備を用いて比較的簡単な方法でリジッド−フレキシブル基板を製造することができる。

なお、このように、フレキシブル基板がリジッド基板を覆って最外層となるリジッド−フレキシブル基板を製造する方法において、リジッド基板とフレキシブル基板との積層・固定については、次のようにすることができる。すなわち、（１）リジッド基板もフレキシブル基板も両方ともパネルにして積層する方法、（２）リジッド基板をパネルにし、フレキシブル基板をピース（小片）にして、リジッド基板パネルにフレキシブル基板ピースを貼り付ける方法、（３）リジッド基板もフレキシブル基板もピースにし、外枠パネルにリジッド基板ピースを固定し、その後、フレキシブル基板ピースを固定する方法、（４）リジッド基板をピースにし、フレキシブル基板をパネルにして、フレキシブル基板パネルにリジッド基板ピースを貼り付ける方法、のいずれかを採ることができる。（１）の方法の場合には、材料の使用量は現行の他方式と変わらないが既存設備にて製作可能である。（２）の方法の場合には、フレキシブル基板の使用量を低減させることができる。（３）の方法の場合には、リジッド基板、フレキシブル基板ともに使用量を低減させることができる。（４）の方法の場合には、リジッド基板の使用量を低減させることができる。

なお、図３４〜４５において、符号９で示したものはカバーレイ（保護フィルム）である。このカバーレイの形成には、特に図示しないが、次のようなバリエーションが考えられる。最外層となるフレキシブル基板面に部品等を実装しない場合で、Ｂ^２ｉｔ法による導体バンプで接続する場合には、（１）フィルムカバーレイを挟まないでリジッド基板とフレキシブル基板とを絶縁層を介して積層する方法、（２）フィルムカバーレイの一部を挟んでリジッド基板とフレキシブル基板とを絶縁層を介して積層する方法、（３）感光性カバーレイを挟んでリジッド基板とフレキシブル基板とを絶縁層を介して積層する方法、の３つのうちいずれかを採ることができる。リジッド基板とフレキシブル基板とをレーザースキップビアにて接続する場合や全体をスルーホールにて接続する場合には、さらに、（４）全面にフィルムカバーレイを挟んでリジッド基板とフレキシブル基板とを絶縁層を介して積層する方法も採ることができる。また、最外層となるフレキシブル基板面に部品等を実装する場合には、（５）感光性カバーレイでフレキシブル基板の外層を形成する方法、（６）フィルムカバーレイと感光性カバーレイでフレキシブル基板の外層を形成する方法、の２つのうちいずれかを採ることができる。

なお、以上の実施形態では、枠体として、実装用単位シートの枠体を複数平面的に格子状に連結させたものを用いた例について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、単一のロ字状の枠体を使用するようにしてもよい。

本発明は、一旦、単位基板を作成した後、枠体内で、多数枚取りの印刷配線基板に組み立てるから、個々の単位基板の段階で、不良品を除くことができ、歩留まりが向上する。また、単位リジッド基板と単位フレキシブル基板との複合基板を作成する場合には、特に、フレキシブル基板の歩留まりを大幅に改善され、生産コストを大幅に低減することができる。

多数枚取りのリジッド基板を模式的に示す平面図。 多数枚取りのフレキシブル基板を模式的に示す平面図。 多数枚取りのリジッド基板を模式的に示す断面図。 枠体を示す平面図。 枠体の中に単位リジッド基板と単位フレキシブル基板とを配置した状態を示す平面図。 実装用単位シートを示す平面図。 多数枚取りのフレキシブル基板の要部を模式的に示す平面図。 バンプを形成した多数枚取りのリジッド基板の要部を模式的に示す平面図。 多数枚取りのリジッド基板の要部を示す断面図。 段部を設けた多数枚取りのリジッド基板の要部を示す断面図。 段部を有するリジッド基板の製造方法を示す断面図。 段部を有するリジッド基板の製造方法を示す断面図。 段部を有するリジッド基板の製造方法を示す断面図。 多数枚取りのリジッド基板とフレキシブル基板とを接続した状態を模式的に示す断面図。 多数枚取りのリジッド基板とフレキシブル基板の接続の他の例を模式的に示す断面図。 多数枚取りのリジッド基板とフレキシブル基板の接続のさらに他の例を模式的に示す断面図。 枠体と単位リジッド基板との接続方法を示す平面図。 図１７のＡ−Ａ線に沿った断面図。 枠体と単位リジッド基板との他の接続方法を示す平面図。 図１９のＢ−Ｂ線に沿った断面図。 図１９のＢ−Ｂ線に沿った断面図。 枠体と単位リジッド基板とのさらに他の接続方法を示す平面図。 図２２のＣ−Ｃ線に沿った断面図。 図２２のＣ−Ｃ線に沿った断面図。 枠体と単位リジッド基板とのさらに他の接続方法を示す平面図。 単位リジッド基板のコーナー部に設けたアライントマークを示す平面図。 単位リジッド基板の突起部に設けたアライントマークを示す平面図。 枠体のコーナー部に設けたアライントマークを示す平面図。 枠体と単位リジッド基板とのさらに他の接続方法を示す平面図。 図２６の接続部を拡大して示す平面図。 図２６の接続部を拡大して示す平面図。 多数枚取りのフレキシブル基板を模式的に示す平面図。 単位リジッド基板と単位フレキシブル基板とが導体バンプにより接続される状況を模式的に示す断面図（フレキシブル基板側に全面的に熱融着性層を設けて接続する例）。 図３３のものが接続された状態を模式的に示す断面図。 単位リジッド基板と単位フレキシブル基板とが導体バンプにより接続される状況を模式的に示す断面図（フレキシブル基板側に設ける熱融着性層のうちリジッド基板に積層しない部分を予め除去して接続する例）。 図３５のものが接続された状態を模式的に示す断面図。 単位リジッド基板を模式的に示す断面図。 単位フレキシブル基板を模式的に示す断面図。 単位リジッド基板と単位フレキシブル基板とをリジッド基板側に形成した導体バンプにより接続する状況を模式的に示す断面図（単位フレキシブル基板が両面板で導体バンプにより層間接続された例）。 図３９のものが接続された状態を模式的に示す断面図。 単位リジッド基板と単位フレキシブル基板とがリジッド基板側に形成した導体バンプにより接続された状態を模式的に示す断面図（単位フレキシブル基板が両面板でレーザービアホールにより層間接続された例）。 単位リジッド基板と単位フレキシブル基板とがリジッド基板側に形成した導体バンプにより接続された状態を模式的に示す断面図（単位フレキシブル基板が両面板で導体バンプにより層間接続された例）。 単位リジッド基板と全長にわたる１枚の単位フレキシブル基板とがリジッド基板側に形成した導体バンプにより接続された状態を示す模式的に示す断面図（単位フレキシブル基板が片面板で層間接続の必要がない例）。 ２枚の単位リジッド基板と全長にわたる１枚の単位フレキシブル基板とがレーザースキップビアにより接続された状態を示す模式的に示す断面図（単位フレキシブル基板が両面板でレーザービアホールにより層間接続された例）。 ２枚の単位リジッド基板と全長にわたる１枚の単位フレキシブル基板とが導電性ペーストを用いた他の実施形態の垂直配線部により接続された状態を示す模式的に示す断面図。 枠体の中に単位リジッド基板と単位フレキシブル基板とを配置した状態を模式的に示す平面図。 枠体の中に単位リジッド基板と単位フレキシブル基板とを配置した状態を図４６ａと反対側から見た様子を模式的に示す平面図。

符号の説明

１,３……リジッド基板の組付パネル、１ａ，３ａ…単位リジッド基板、２…印刷配線基板の組付パネル、２ａ……単位フレキシブル基板、４……枠体、４ａ……実装用単位シート用の枠体、５……ポリイミドフィルム、（６）……電解銅箔、７……スルーホール、８……水平配線部、９……保護フィルム、１０……端子部分、１１……導体バンプ（接続端子）１２……ガラス−エポキシ系プリプレグ（合成樹脂系シート）、１３，３２……フレキシブル基板、１４，３１，３１ａ，３１ｂ……リジッド基板、１５……水平配線部、１６……垂直配線部、１７……ガラス−エポキシ系プリプレグの硬化物からなる絶縁層、１８……保護被覆、１９，１９ａ……突起、２０，２０ａ……凹部、２１……接着剤、Ｍ……アライメントマーク、２７……接続端子、３３……レーザービアホール、３４……レーザースキップビア、３５……絶縁層の貫通孔に埋められた導電性ペーストの硬化物による垂直配線部。

Claims (7)

1. リジッド基板とフレキシブル基板とが絶縁層を介して積層一体化され、該絶縁層を貫通する垂直配線部により両基板の水平配線部が電気的に接続されてなるリジッド−フレキシブル基板であって、
   前記リジッド基板の各配線層は、層間絶縁層を貫通した錐台状の導体バンプにより電気的に接続されており、
   前記垂直配線部が、前記フレキシブル基板の水平配線部に形設され、前記絶縁層を貫通してその先端が前記リジッド基板の水平配線部に当接・塑性変形し、前記リジッド基板側を小径とし、前記フレキシブル基板側を大径とした錐台状の導体バンプであり、
   前記フレキシブル基板は最外層に露出していることを特徴とするリジッド−フレキシブル基板。
2. 前記フレキシブル基板は両面に配線層を有する両面配線板であり、該配線層間の電気的接続はスルーホール、レーザービームビアホール、又は導体バンプにより行われることを特徴とする請求項１に記載のリジッド−フレキシブル基板。
3. 前記フレキシブル基板は片面配線板であることを特徴とする請求項１に記載のリジッド−フレキシブル基板。
4. 前記絶縁層はフレキシブル性を有し、前記絶縁層は前記リジッド基板及び前記フレキシブル基板間に介在することを特徴とする請求項１に記載のリジッド−フレキシブル基板。
5. 前記絶縁層はフレキシブル性を有せず、前記絶縁層は、前記フレキシブル基板の、前記リジッド基板との非積層領域にのみ介在することを特徴とする請求項１に記載のリジッド−フレキシブル基板。
6. リジッド基板とフレキシブル基板とが絶縁層を介して積層一体化され、該絶縁層を貫通する垂直配線部により両基板の水平配線部が電気的に接続されてなるリジッド−フレキシブル基板の製造方法であって、
   少なくとも一方の外層面に水平配線部が設けられ該水平配線部の所定位置に垂直配線部となる導体バンプが形設されたフレキシブル基板を用意し、該フレキシブル基板の導体バンプ形設面に未硬化の熱融着性樹脂シートを重ねて加熱加圧し、前記導体バンプの先端が前記未硬化の熱融着性樹脂シートから露出したフレキシブル基板を作成するとともに、
   少なくとも一方の外層面に、水平配線部と該水平配線部に接続され前記フレキシブル基板の垂直配線部に対応する接続端子が形成され、各配線層は、層間絶縁層を貫通した錐台状の導体バンプにより電気的に接続されたリジッド基板を用意する工程と、
   前記リジッド基板と前記フレキシブル基板を、前記導体バンプと前記接続端子を対向させて積層し、加熱加圧して前記貫通・露出した導体バンプの先端を他方の基板の前記接続端子に当接・塑性変形させ、前記導体バンプの、前記リジッド基板側を小径とし、前記フレキシブル基板側を大径として電気的に接続し機械的に一体化する工程と
   を具備することを特徴とするリジッド−フレキシブル基板の製造方法。
7. 前記フレキシブル基板は前記リジッド基板の一方の面の全面を覆うように形成されていることを特徴とする請求項６に記載のリジッド−フレキシブル基板の製造方法。

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