JP5057653B2 - Flex-rigid wiring board and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、１枚の配線基板にフレックス部とリジッド部とを備えるフレックスリジッド配線基板、及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a flex-rigid wiring board having a flex part and a rigid part on a single wiring board, and a manufacturing method thereof.
従来、配線基板としては、硬質のリジッド配線基板と、軟質のフレキシブル配線基板とが一般的であったが、両者の長所を備えるべく、フレックス部とリジッド部とを有するフレックスリジッド配線基板も開発が進んでいる。このフレックスリジッド配線基板は、図５（ｃ）に示すように、部品搭載が可能で、部品重量に耐え、筐体に固定するための強度を有するリジッド部１８と、自由に屈曲し、小さい空間で配線板とコネクタの間や配線板同士の間をつなぐフレックス部１７とからなっている。
Conventionally, hard rigid wiring boards and soft flexible wiring boards were generally used as wiring boards, but flex rigid wiring boards having a flex part and a rigid part have also been developed in order to have the advantages of both. Progressing. As shown in FIG. 5 (c), this flex-rigid wiring board is capable of mounting components, has a
このようなフレックスリジッド配線基板は、従来、図５に示す方法で形成されていた。まず、図５（ａ）に示すように、予めプリント配線の施されたフレキシブル配線板１０の両面（又は片面）に、絶縁と接着とを兼ねた半硬化のプリプレグ１１を載せる。このとき、フレックス部１７となる部分には空隙部１５が形成される。前記プリプレグ１１の上には、さらにリジッド部１８のプリント配線を形成する銅箔１２が載せられる。さらに、厚手の離型フィルム１３を被せて上下の鏡面板１４でプレスしつつ加熱する。
Such a flex-rigid wiring board has been conventionally formed by the method shown in FIG. First, as shown in FIG. 5 (a), a
図５（ｂ）に示すように、プリプレグ１１は、ガラス繊維からなる補強材に、熱硬化樹脂と硬化剤との混合したものを塗布して半硬化状態（Ｂ−ｓｔａｇｅ）に形成したものであり、プレスしつつ加熱すると、プリプレグ１１の内部で樹脂と硬化剤とが反応して一時的に柔らかになった後に硬化して、フレキシブル配線板１０と銅箔１２とを接続する接着剤として作用すると共に、絶縁層となる。
As shown in FIG. 5B, the
図５（ｃ）に示すように、プリプレグ１１の硬化後に、鏡面板１４と離型フィルム１３を除くと、フレックス部１７に樹脂が流れ出た状態でしみ出し部１６が形成されたフレックスリジッド配線基板となる。また、プリプレグ１１の流動を抑制するため、従来は、流動の少ない、ローフロープリプレグが使用されていた。
As shown in FIG. 5C, after the
また、このようなローフロープリプレグを使用せずに、プリプレグ１１の流動を抑制する製造方法として、空隙部１５に面したプリプレグ１１の縁部を、加熱手段により予め硬化させておくフレックスリジッド配線基板の製造方法も知られている（例えば特許文献１参照）。
Further, as a manufacturing method for suppressing the flow of the
しかしながら、従来のフレックスリジッド配線基板の製造方法では、フレキシブル配線板が、配線基板の全面に配設されるため、高価なフレキシブル配線板の使用量が多くコストが高くなり、また、フレキシブル配線板の材料は、リジッド部の他の材料と通常種類が異なるため、熱膨張率の相違による変形や剥離の問題が生じ易く、配線基板の信頼性が低下していた。
そこで、本発明の目的は、フレキシブル配線板の使用量を少なくできるので、コスト的に有利であり、しかも配線基板の信頼性を高めることができるフレックスリジッド配線基板、及びその製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a flex-rigid wiring board that is advantageous in terms of cost because the amount of use of a flexible wiring board can be reduced, and to improve the reliability of the wiring board, and a method for manufacturing the same. It is in.
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。 The above object can be achieved by the present invention as described below.
即ち、本発明のフレックスリジッド配線基板は、フレキシブル配線板で構成されるフレックス部と、このフレックス部に接続されたリジッド配線基板からなるリジッド部とを備えるフレックスリジッド配線基板において、前記フレキシブル配線板は、端部のみが前記リジッド部の絶縁層に挟持されており、前記リジッド部は、向かい合う配線パターンの間に熱接着性シートであるプリプレグが硬化した絶縁層を有すると共に、前記端部に形成された配線パターンに対して前記リジッド部の配線パターンが層間接続部で導電接続されていることを特徴とする。 That is, the flex-rigid wiring board of the present invention is a flex-rigid wiring board including a flex portion formed of a flexible wiring board and a rigid portion made of a rigid wiring board connected to the flex portion. In addition, only the end portion is sandwiched between the insulating layers of the rigid portion, and the rigid portion has an insulating layer in which a prepreg that is a heat-adhesive sheet is cured between facing wiring patterns, and is formed at the end portion. The rigid wiring pattern is conductively connected to the wiring pattern at an interlayer connection.
本発明のフレックスリジッド配線基板によると、端部のみが前記リジッド部の絶縁層に挟持されているため、フレキシブル配線板の使用量を少なくできるので、コスト的に有利となる。また、フレキシブル配線板が介在する面積が小さくなるため、熱膨張率の相違による変形や剥離の問題が生じにくく、配線基板の信頼性を高めることができる。更に、前記端部に形成された配線パターンに対して前記リジッド部の配線パターンが層間接続部で導電接続されているため、電気的な接続の問題を回避できる。 According to the flex-rigid wiring board of the present invention, since only the end portion is sandwiched between the insulating layers of the rigid portion, the usage amount of the flexible wiring board can be reduced, which is advantageous in terms of cost. In addition, since the area where the flexible wiring board is interposed becomes small, the problem of deformation and peeling due to the difference in thermal expansion coefficient hardly occurs, and the reliability of the wiring board can be improved. Furthermore, since the wiring pattern of the rigid portion is conductively connected at the interlayer connection portion with respect to the wiring pattern formed at the end portion, the problem of electrical connection can be avoided.
上記において、前記層間接続部は、スルーホールメッキ又はレーザビアで形成されていることが好ましい。このような層間接続部であると、予めリジッド配線基板とフレキシブル配線板とを積層一体化した後に、上記のような層間接続部を容易かつ確実に形成することができる。 In the above, the interlayer connection part is preferably formed by through-hole plating or laser via. With such an interlayer connection portion, the above-described interlayer connection portion can be easily and reliably formed after the rigid wiring board and the flexible wiring board are laminated and integrated in advance.
一方、本発明のフレックスリジッド配線基板の製造方法は、熱接着性シートを介してリジッド配線基板の積層単位でフレキシブル配線板を両側から挟み込んだ積層物を加熱加圧して一体化させる工程を含むフレックスリジッド配線基板の製造方法において、前記積層物は熱接着性シートであるプリプレグを介して前記フレキシブル配線板の端部のみを挟み込む構造とすることで、向かい合う配線パターンの間に前記プリプレグが硬化した絶縁層を有するリジッド部を形成することを特徴とする。 On the other hand, the manufacturing method of the flex-rigid wiring board of the present invention includes a step of heat-pressing and integrating a laminate in which a flexible wiring board is sandwiched from both sides in a unit of lamination of a rigid wiring board via a thermal adhesive sheet. In the method of manufacturing a rigid wiring board, the laminate has a structure in which only an end portion of the flexible wiring board is sandwiched through a prepreg that is a heat-adhesive sheet, so that the prepreg is cured between facing wiring patterns. A rigid portion having a layer is formed .
本発明の製造方法によると、加熱加圧して一体化させる積層物が、フレキシブル配線板の端部のみを挟み込む構造であるため、フレキシブル配線板の使用量を少なくできるので、コスト的に有利となる。また、フレキシブル配線板が介在する面積が小さくなるため、熱膨張率の相違による変形や剥離の問題が生じにくく、配線基板の信頼性を高めることができる。 According to the manufacturing method of the present invention, since the laminate to be integrated by heating and pressing has a structure in which only the end portion of the flexible wiring board is sandwiched, the amount of use of the flexible wiring board can be reduced, which is advantageous in terms of cost. . In addition, since the area where the flexible wiring board is interposed becomes small, the problem of deformation and peeling due to the difference in thermal expansion coefficient hardly occurs, and the reliability of the wiring board can be improved.
また、前記一体化を行った後、スルーホールメッキ又はレーザビアによって、前記端部に形成された配線パターンに対して前記リジッド部の配線パターンを導電接続する工程を更に含むことが好ましい。これによって、前記端部に形成された配線パターンに対して前記リジッド部の配線パターンを容易かつ確実に導電接続することができ、電気的な接続の問題を回避できる。 In addition, it is preferable that the method further includes a step of conductively connecting the wiring pattern of the rigid portion to the wiring pattern formed on the end portion by through-hole plating or laser via after the integration. Accordingly, the wiring pattern of the rigid portion can be easily and reliably conductively connected to the wiring pattern formed at the end portion, and the problem of electrical connection can be avoided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１〜図２は、本発明のフレックスリジッド配線基板の製造方法の一例を示す工程図である。特に、図２（ｂ）には、本発明のフレックスリジッド配線基板の一例が示されている。まず、本発明のフレックスリジッド配線基板について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 2 are process diagrams showing an example of a method for manufacturing a flex-rigid wiring board according to the present invention. In particular, FIG. 2B shows an example of the flex-rigid wiring board of the present invention. First, the flex-rigid wiring board of the present invention will be described.
本発明のフレックスリジッド配線基板は、図２（ｂ）に示すように、フレキシブル配線板１０で構成されるフレックス部１７と、このフレックス部１７に接続されたリジッド配線基板からなるリジッド部１８とを備える。
As shown in FIG. 2 (b), the flex-rigid wiring board of the present invention includes a
フレキシブル配線板１０は、フレキシブルな絶縁基材の片面又は両面に配線パターン（図示省略）を形成したものである。絶縁基材としては、例えばポリイミドフィルムやポリエステルフィルム等が使用される。配線パターンの表面には、必要に応じてカバーレイが設けられる。
The
リジッド配線基板は、より剛性の高い配線基板であり、プリプレグ１１の硬化物などからなる絶縁層と、配線パターン２３ａ等からなる配線層とで構成される。リジッド配線基板が多層配線基板である場合、絶縁層と配線層とが複数層設けられる。本実施形態では、リジッド配線基板が４層の配線層を有する例を示す。
The rigid wiring board is a wiring board having higher rigidity, and includes an insulating layer made of a cured product of the
本発明では、図２（ｂ）に示すように、フレキシブル配線板１０の端部１０ａのみがリジッド部１８の絶縁層に挟持されている。この絶縁層は、各種接着性シート等によって製造することができるが、汎用性が高いという理由から、プリプレグ１１の硬化物で構成するのが好ましい。
In the present invention, as shown in FIG. 2 (b), only the
フレキシブル配線板１０の端部１０ａは、幅３〜３０ｍｍの領域が挟持されるのが好ましく、幅５〜１０ｍｍの領域が挟持されるのがより好ましい。挟持される端部１０ａの幅が３ｍｍ未満では、接続の強度が不十分となり、また、層間接続部を形成するのが困難になる傾向がある。逆に、挟持される端部１０ａの幅が３０ｍｍを超えると、高価なフレキシブル配線板１０の使用量が多くコストが高くなり、また、熱膨張率の相違による変形や剥離の問題が生じ易くなる傾向がある。
The
また、フレキシブル配線板１０の厚みは、１０〜２５０μｍが好ましい。フレキシブル配線板１０の厚みが１０μｍ未満であると、フレックス部１７の強度や耐久性が不十分となる傾向があり、厚みが２５０μｍを超えると、フレキシブル配線板１０を挟持しない部分との厚みの差が生じて、密着不良やクラックの発生が生じ易くなる傾向がある。
Further, the thickness of the
本発明のフレックスリジッド配線基板は、フレキシブル配線板１０の端部１０ａに形成された配線パターンに対してリジッド部１８の配線パターン２３ａが層間接続部で導電接続されている。本実施形態では、図２（ｂ）に示すように、層間接続部がスルーホールメッキ２２により形成されている例を示す。
In the flex-rigid wiring board of the present invention, the
次に、本発明の製造方法について説明するが、本発明のフレックスリジッド配線基板は、以下で述べる本発明の製造方法により好適に製造することができる。 Next, although the manufacturing method of this invention is demonstrated, the flex-rigid wiring board of this invention can be suitably manufactured with the manufacturing method of this invention described below.
本発明の製造方法は、図１（ａ）〜（ｄ）に示すように、プリプレグ１１などの熱接着性シートを介して、リジッド配線基板の積層単位でフレキシブル配線板１０を両側から挟み込んだ積層物を加熱加圧して一体化させる工程を含むものである。本実施形態では、リジッド配線基板の積層単位として、２枚の両面配線基板の前躯体ＰＷ（片面のみパターン形成したもの）と２枚のプリプレグ１１とを用いる例を示す。
As shown in FIGS. 1A to 1D, the manufacturing method of the present invention is a laminate in which a
本実施形態では、まず、図１（ａ）に示すように、絶縁層１９の両面に銅箔１２が積層一体化され、銅箔１２同士が層間接続部で導電接続された両面銅張積層板を準備する。層間接続部は、例えば導電性ペーストなどで形成することができ、予めレーザ加工等により半硬化した絶縁層１９に開孔を形成し、開孔に導電性ペーストを充填した後、銅箔１２を加熱加圧して積層一体化することで、上記の両面銅張積層板を製造できる。その他、層間接続部をスルーホールメッキやレーザビアなどで形成することも可能である。
In this embodiment, first, as shown in FIG. 1A, a double-sided copper-clad laminate in which copper foils 12 are laminated and integrated on both surfaces of an insulating
次に、図１（ｂ）に示すように、フレックス部１７を形成する部分の両面銅張積層板を、くり抜き加工し、また、リジッド部１８の外形加工を行う。これらの加工は、ルータ等を用いて行うことができる。
Next, as shown in FIG. 1 (b), the double-sided copper-clad laminate forming the
次いで、図１（ｃ）に示すように、一方の銅箔１２をエッチング等して、配線パターン１２ａを形成し、両面配線基板の前躯体ＰＷを作成する。エッチングは、所定のパターンを有するエッチングレジストを形成した後に行うことができる。
Next, as shown in FIG. 1C, one
次いで、図１（ｄ）に示すように、上記の配線パターン１２ａ同士が向かい合うように、プリプレグ１１を介して、リジッド配線基板の積層単位でフレキシブル配線板１０を両側から挟み込んだ積層物とする。その際、本発明では、この積層物がフレキシブル配線板１０の端部１０ａのみを挟み込む構造とする。
Next, as shown in FIG. 1 (d), a laminate is obtained in which the
プリプレグ１１は、絶縁と接着とを兼ねた半硬化状態の樹脂を含むものであり、一般的に、ガラス繊維などからなる補強材に、熱硬化樹脂と硬化剤との混合したものを塗布して半硬化状態（Ｂ−ｓｔａｇｅ）に形成したものである。
The
積層する際、例えば、下部の鏡面板の上に、離型フィルムを介して、上記積層物を載置する。その上に、離型フィルム１３を介して、上部の鏡面板を載せて、加熱加圧することで、積層物を一体化させる。
When laminating, for example, the laminate is placed on a lower mirror plate via a release film. On top of that, the upper mirror plate is placed via the
プリプレグ１１は、加熱されると、内部で樹脂と硬化剤とが反応して樹脂部分が一時的に柔らかになった後、硬化して、フレキシブル配線板１０と両面配線基板の前躯体ＰＷとを接続する接着剤として作用すると共に、リジッド配線基板の絶縁層となる。
When the
加熱加圧の条件は、プリプレグ１１を形成する樹脂や硬化剤の量、種類などにもよるが、エポキシ樹脂を使用した場合、温度が１５０〜３５０℃、好ましくは、１７０〜３００℃とするのがよい。
The heating and pressing conditions depend on the amount and type of the resin and the curing agent that form the
本発明では、図２（ａ）〜（ｂ）に示すように、前記一体化を行った後、スルーホールメッキ２２又はレーザビアによって、端部１０ａに形成された配線パターンに対してリジッド部１８の配線パターン２３を導電接続する工程を更に含むことが好ましい。本実施形態では、スルーホールメッキ２２により層間接続部を形成する例を示す。
In the present invention, as shown in FIGS. 2A to 2B, after the integration, the
その場合、図２（ａ）に示すように、ドリリングやパンチングなどによって、端部１０ａが挟持されたリジッド部１８に貫通孔（スルーホール）を形成した後、貫通孔を含むリジッド部１８の表面に、メッキしてメッキ層２３を形成する。メッキ方法としては、無電解メッキや、無電解メッキ等と電解メッキとの組合せが利用される。
In this case, as shown in FIG. 2A, after the through hole (through hole) is formed in the
次いで、図２（ｂ）に示すように、メッキ層２３を所定のパターンにエッチング等して配線パターン２３ａを形成する。これによって、フレキシブル配線板１０の端部１０ａに形成された配線パターンに対して、リジッド部１８の配線パターン２３ａを導電接続することができる。
Next, as shown in FIG. 2B, the
［他の実施形態］
（１）前述の実施形態では、スルーホールメッキにより層間接続部を形成する例を示したが、本発明では、層間接続部の形成方法は何れでもよく、図３に示すように、レーザビア２５によって、フレキシブル配線板１０の端部１０ａに形成された配線パターンに対してリジッド部１８の配線パターン２３ａを導電接続してもよい。
[Other Embodiments]
(1) In the above-described embodiment, an example in which an interlayer connection portion is formed by through-hole plating has been shown. However, in the present invention, any method for forming an interlayer connection portion may be used, and as shown in FIG. The
その場合、まず、図３（ａ）に示すようにレーザ加工によって、端部１０ａが挟持されたリジッド部１８に非貫通孔を形成した後、非貫通孔の内面を含むリジッド部１８の表面に、メッキしてメッキ層２３を形成する。
In that case, first, as shown in FIG. 3A, a non-through hole is formed in the
次いで、図３（ｂ）に示すように、メッキ層２３を所定のパターンにエッチング等して配線パターン２３ａを形成する。これによって、フレキシブル配線板１０の端部１０ａに形成された配線パターンに対して、リジッド部１８の配線パターン２３ａを導電接続することができる。
Next, as shown in FIG. 3B, the
（２）前述の実施形態では、リジッド配線基板の積層単位として、２枚の両面配線基板の前躯体とプリプレグとを用いて、リジッド部が４層の配線層を有するフレックスリジッド配線基板を製造する例を示したが、本発明では、リジッド部の配線層の層数は何れでもよく、例えば図４に示すように、リジッド部１８が２層の配線層を有するフレックスリジッド配線基板であってもよい。
(2) In the above-described embodiment, a rigid-rigid wiring board having a rigid portion having four wiring layers is manufactured by using a two-sided wiring board precursor and a prepreg as a laminate unit of the rigid wiring board. In the present invention, the number of layers of the rigid portion wiring layer is not limited. For example, as shown in FIG. 4, the
その場合、リジッド配線基板の積層単位として、プリプレグ１１のみを用いて積層一体化し、その後、レーザ加工、メッキ、及びエッチングを行って、配線パターン２３ａ、及びレーザビア２５を形成することができる。また、リジッド配線基板の積層単位として、プリプレグ１１と銅箔とを用いて積層一体化し、その後、貫通孔の形成、メッキ、及びエッチングを行って、配線パターン及びスルーホールメッキを形成することも可能である。
In that case, the
なお、リジッド部が４層以上の配線層を有するフレックスリジッド配線基板を製造する場合、リジッド配線基板の積層単位として、より多数の両面配線基板を積層したり、両面配線基板の代わりに、多層配線基板を用いればよい。 In addition, when manufacturing a flex-rigid wiring board having a rigid part having four or more wiring layers, a larger number of double-sided wiring boards can be laminated as a laminated unit of the rigid wiring board, or a multilayer wiring board can be used A substrate may be used.
（３）前述の実施形態では、プリプレグ等の熱接着性シートと両面配線基板の前躯体とを別々に積層する例を示したが、本発明では、熱接着性シートを両面配線基板の前躯体と予め一体化させておき、これを積層する際に、フレキシブル配線板の端部のみを挟み込んで、この積層物を加熱加圧して一体化させてもよい。逆に、熱接着性シートでフレキシブル配線板の端部を挟み込んで予め一体化させておき、これに両面配線基板の前躯体を積層し、この積層物を加熱加圧して一体化させてもよい。 (3) In the above-described embodiment, the example in which the thermal adhesive sheet such as the prepreg and the precursor of the double-sided wiring board are separately laminated has been shown. However, in the present invention, the thermal adhesive sheet is used as the precursor of the double-sided wiring board. May be integrated in advance, and when laminating them, only the end of the flexible wiring board may be sandwiched, and this laminate may be heated and pressurized to be integrated. Conversely, the end portion of the flexible wiring board may be sandwiched with a heat-adhesive sheet and integrated in advance, and a precursor of a double-sided wiring board may be laminated on this, and the laminate may be integrated by heating and pressing. .
（４）前述の実施形態では、複数のリジッド配線基板からなるリジッド部がフレックス部に接続されている例を示したが、本発明では、少なくとも１つのリジッド部と少なくとも１つのフレックス部が接続されていればよい。 (4) In the above-described embodiment, an example in which a rigid portion including a plurality of rigid wiring boards is connected to the flex portion has been described. However, in the present invention, at least one rigid portion and at least one flex portion are connected. It only has to be.
１０ フレキシブル配線板
１０ａ 端部
１１ プリプレグ
１７ フレックス部
１８ リジッド部
２２ スルーホールメッキ（層間接続部）
２３ａ 配線パターン
２５ レーザビア
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記フレキシブル配線板は、端部の幅３〜３０ｍｍの領域のみが前記リジッド部の絶縁層に挟持されており、前記リジッド部は、向かい合う配線パターンの間に熱接着性シートであるプリプレグが硬化した絶縁層を有すると共に、前記端部に形成された配線パターンに対して前記リジッド部の配線パターンが層間接続部で導電接続されていることを特徴とするフレックスリジッド配線基板。 In a flex-rigid wiring board comprising a flex part composed of a flexible wiring board and a rigid part made of a rigid wiring board connected to the flex part,
In the flexible wiring board, only a region having a width of 3 to 30 mm at the end is sandwiched between the insulating layers of the rigid portion, and the prepreg which is a heat-adhesive sheet is cured between the wiring patterns facing each other. A flex-rigid wiring board having an insulating layer, wherein the wiring pattern of the rigid portion is conductively connected to the wiring pattern formed at the end portion at an interlayer connection portion.
前記積層物は熱接着性シートであるプリプレグを介して前記フレキシブル配線板の端部の幅３〜３０ｍｍの領域のみを挟み込む構造とすることで、向かい合う配線パターンの間に前記プリプレグが硬化した絶縁層を有するリジッド部を形成することを特徴とするフレックスリジッド配線基板の製造方法。 In a manufacturing method of a flex-rigid wiring board including a step of heating and pressing and integrating a laminate in which a flexible wiring board is sandwiched from both sides in a lamination unit of a rigid wiring board via a thermal adhesive sheet,
The laminate has a structure in which only the region of 3 to 30 mm in width at the end of the flexible wiring board is sandwiched through a prepreg which is a heat-adhesive sheet, so that the insulating layer in which the prepreg is cured between facing wiring patterns The manufacturing method of the flex-rigid wiring board characterized by forming the rigid part which has this.
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