JP6735793B2 - Composite substrate and rigid substrate - Google Patents
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Description
本発明は、リジッド基板とフレキシブル基板が接合された複合基板に関する。 The present invention relates to a composite substrate in which a rigid substrate and a flexible substrate are joined together.
各種電子機器において、可撓性を有しないリジッド基板と、可撓性を有するフレキシブル基板を接合した複合基板が多く利用されている。リジッド基板とフレキシブル基板の接合態様については、各種のものが開発されている。 In various electronic devices, a composite substrate in which a rigid substrate having no flexibility and a flexible substrate having flexibility are joined is often used. Various methods have been developed for joining the rigid substrate and the flexible substrate.
例えば、特許文献1には、リジッド基板にフレキシブル基板を積層したリジッドフレキシブルプリント回路が開示されている。ベース基板にキャビティを設けることによってベース基板を部分的に除去し、ベース基板の残余物による汚染を防止することが可能とされている。 For example, Patent Document 1 discloses a rigid flexible printed circuit in which a flexible substrate is laminated on a rigid substrate. By providing a cavity in the base substrate, it is possible to partially remove the base substrate and prevent contamination by residues of the base substrate.
また、特許文献2には、フレキシブル基板がリジッド基板によって挟まれている複合配線基板が開示されている。リジッド基板にダミーのビアを設けることによって、フレキシブル基板に均等な圧力をかけ、フレキシブル基板の歪みを防止することが可能とされている。 Further, Patent Document 2 discloses a composite wiring board in which a flexible board is sandwiched between rigid boards. By providing dummy vias on the rigid substrate, it is possible to apply uniform pressure to the flexible substrate and prevent distortion of the flexible substrate.
しかしながら、特許文献1や2に記載のような複合基板では、フレキシブル基板とリジッド基板が積重されているため、複合基板の薄型化が困難であるという問題がある。近年の電子機器の小型化により、複合基板の薄型化が求められている。また、一般的に複合基板は、リジッド基板とフレキシブル基板の接合後に個片化されるが、その際にリジッド基板の一部が無駄となり、製造コストを低減することが困難であった。 However, in the composite substrate as described in Patent Documents 1 and 2, there is a problem that it is difficult to make the composite substrate thin because the flexible substrate and the rigid substrate are stacked. With the recent miniaturization of electronic devices, there is a demand for thinner composite substrates. Further, generally, the composite substrate is separated into individual pieces after joining the rigid substrate and the flexible substrate, but at that time, a part of the rigid substrate is wasted and it is difficult to reduce the manufacturing cost.
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、薄型化に適し、かつ生産性に優れた構造を有する複合基板及びリジッド基板を提供することにある。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a composite substrate and a rigid substrate that are suitable for thinning and have a structure with excellent productivity.
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る複合基板は、リジッド基板と、フレキシブル基板とを具備する。
上記リジッド基板は、コア層と、絶縁層と、配線層とが積層され、第1の厚みを有し、少なくとも一辺にキャビティが設けられ、第1の接続端子が上記キャビティから露出する。
上記フレキシブル基板は、上記キャビティに接合され、上記第1の接続端子に電気的に接続される第2の接続端子を備え、上記第1の厚みより小さく、上記キャビティの深さより小さい第2の厚みを有する。
In order to achieve the above object, a composite substrate according to an aspect of the present invention includes a rigid substrate and a flexible substrate.
The rigid substrate has a core layer, an insulating layer, and a wiring layer that are stacked, has a first thickness, has a cavity on at least one side, and exposes the first connection terminal from the cavity.
The flexible substrate includes a second connection terminal joined to the cavity and electrically connected to the first connection terminal, and has a second thickness smaller than the first thickness and smaller than the depth of the cavity. Have.
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るリジッド基板は、第1の面とその反対側の第2の面を有するコア層と、第1の絶縁層及び第1の配線層から構成され上記第1の面に積層された第1の層内配線層と、第2の絶縁層及び第2の配線層から構成され上記第2の面に積層された第2の層内配線層とを具備し、上記第1の層内配線層及び上記コア層が除去されてキャビティが形成されている。 In order to achieve the above object, a rigid substrate according to an aspect of the present invention includes a core layer having a first surface and a second surface opposite to the first surface, a first insulating layer, and a first wiring layer. A first in-layer wiring layer laminated on the first surface, and a second in-layer wiring layer composed of a second insulating layer and a second wiring layer and laminated on the second surface. The cavity is formed by removing the first in-layer wiring layer and the core layer.
本発明の一実施形態に係る複合基板は、リジッド基板と、フレキシブル基板とを具備する。
上記リジッド基板は、コア層と、絶縁層と、配線層とが積層され、第1の厚みを有し、少なくとも一辺にキャビティが設けられ、第1の接続端子が上記キャビティから露出する。
上記フレキシブル基板は、上記キャビティに接合され、上記第1の接続端子に電気的に接続される第2の接続端子を備え、上記第1の厚みより小さく、上記キャビティの深さより小さい第2の厚みを有する。
A composite substrate according to an exemplary embodiment of the present invention includes a rigid substrate and a flexible substrate.
The rigid substrate has a core layer, an insulating layer, and a wiring layer that are stacked, has a first thickness, has a cavity on at least one side, and exposes the first connection terminal from the cavity.
The flexible substrate includes a second connection terminal joined to the cavity and electrically connected to the first connection terminal, and has a second thickness smaller than the first thickness and smaller than the depth of the cavity. Have.
この構成によれば、リジッド基板に接合されたフレキシブル基板は、リジッド基板に設けられたキャビティ内に収容され、キャビティから突出しない。このため、複合基板の最大の厚みはリジッド基板の厚みに留まり、フレキシブル基板の接合による複合基板の厚みの増加を防止するこが可能となる。 According to this structure, the flexible substrate bonded to the rigid substrate is housed in the cavity provided in the rigid substrate and does not protrude from the cavity. Therefore, the maximum thickness of the composite substrate is limited to the thickness of the rigid substrate, and it is possible to prevent the thickness of the composite substrate from increasing due to the bonding of the flexible substrates.
上記第1の接続端子は、上記配線層によって形成されていてもよい。 The first connection terminal may be formed by the wiring layer.
この構成によれば、配線層を接続端子として利用することが可能であり、別途接続端子を設ける必要がないため、製造プロセスの工程数削減が可能となる。 According to this configuration, the wiring layer can be used as a connection terminal and it is not necessary to separately provide a connection terminal, so that the number of steps in the manufacturing process can be reduced.
上記コア層は金属からなり、
上記第1の接続端子は、上記コア層によって形成されていてもよい。
The core layer is made of metal,
The first connection terminal may be formed by the core layer.
この構成によれば、コア層を接続端子として利用することが可能であり、別途接続端子を設ける必要がないため、製造プロセスの工程数削減が可能となる。 According to this configuration, the core layer can be used as a connection terminal and it is not necessary to separately provide a connection terminal, so that the number of steps in the manufacturing process can be reduced.
上記第1の接続端子は、上記配線層と、上記配線層上に積層された導電層によって形成されていてもよい。 The first connection terminal may be formed of the wiring layer and a conductive layer laminated on the wiring layer.
この構成によれば、接続端子を周囲の絶縁層と同一面とし、あるいは周囲の絶縁層から突出させることが可能となる。これにより、後述するNCPやNCFを利用して、リジッド基板とフレキシブル基板を接合することが可能となる。 According to this configuration, the connection terminal can be flush with the surrounding insulating layer or can be projected from the surrounding insulating layer. Thereby, it becomes possible to bond the rigid substrate and the flexible substrate by using NCP or NCF described later.
上記複合基板は、上記リジッド基板と上記フレキシブル基板の間に配置され、上記第1の接続端子と上記第2の接続端子を電気的に接続する接合層であって、導電性部材からなる接合層をさらに具備してもよい。 The composite substrate is a bonding layer that is disposed between the rigid substrate and the flexible substrate and electrically connects the first connection terminal and the second connection terminal, and is a bonding layer made of a conductive member. May be further provided.
この構成によれば、接合層によってリジッド基板とフレキシブル基板を接合し、かつリジッド基板とフレキシブル基板を電気的に接続することが可能となる。 According to this configuration, the rigid substrate and the flexible substrate can be joined by the joining layer, and the rigid substrate and the flexible substrate can be electrically connected.
上記導電性部材は、ACP(Anisotropic Conductive Paste)又はACF(Anisotropic Conductive Film)であってもよい。 The conductive member may be ACP (Anisotropic Conductive Paste) or ACF (Anisotropic Conductive Film).
ACP及びACFは、絶縁性材料中に導電性粒子が含有されており、加熱、押圧されると、絶縁性材料が押し出され、残留した導電性粒子によって電気的接続がなされる。このため、第1の接続端子と第2の接続端子が離間していても、第1の接続端子と第2の接続端子の間にACP又はACFからなる接合層を配置することにより、両端子の電気的接続が可能となる。 In ACP and ACF, conductive particles are contained in an insulating material, and when heated and pressed, the insulating material is extruded and the remaining conductive particles make an electrical connection. Therefore, even if the first connection terminal and the second connection terminal are separated from each other, by arranging the bonding layer made of ACP or ACF between the first connection terminal and the second connection terminal, both terminals can be arranged. Can be electrically connected.
上記導電性部材は、NCP(Non-anisotropic Conductive Paste)又はNCF(Non-anisotropic Conductive Film)であってもよい。 The conductive member may be NCP (Non-anisotropic Conductive Paste) or NCF (Non-anisotropic Conductive Film).
NCP及びNCFは、絶縁性材料中に導電性粒子が含有されておらず、接合対象の二端子を接触させた状態で固定することにより、両端氏を電気的に接続する。上記構成によれば、第1の接続端子の厚みを増加させる導電層が形成されており、第1の接続端子と第2の接続端子を物理的に接触させることが可能となるため、接合層としてNCP又はNCF
の利用が可能となる。
NCP and NCF do not contain conductive particles in the insulating material and fix the two terminals to be joined in contact with each other to electrically connect both ends. According to the above configuration, the conductive layer that increases the thickness of the first connection terminal is formed, and the first connection terminal and the second connection terminal can be physically brought into contact with each other. As NCP or NCF
Can be used.
上記リジッド基板は、第1の面とその反対側の第2の面を有するコア層と、第1の絶縁層及び第1の配線層から構成され上記第1の面に積層された第1の層内配線層と、第2の絶縁層及び第2の配線層から構成され上記第2の面に積層された第2の層内配線層とを備え、上記キャビティは上記第1の絶縁層及び上記コア層が除去されて形成されていてもよい。 The rigid substrate includes a core layer having a first surface and a second surface opposite to the first surface, a first insulating layer, and a first wiring layer, and is laminated on the first surface. An intra-layer wiring layer; and a second intra-layer wiring layer formed of a second insulating layer and a second wiring layer and stacked on the second surface, wherein the cavity has the first insulating layer and The core layer may be removed and formed.
本発明の一実施形態に係るリジッド基板は、第1の面とその反対側の第2の面を有するコア層と、第1の絶縁層及び第1の配線層から構成され上記第1の面に積層された第1の層内配線層と、第2の絶縁層及び第2の配線層から構成され上記第2の面に積層された第2の層内配線層とを具備し、上記第1の絶縁層及び上記コア層が除去されてキャビティが形成されている。 A rigid substrate according to an embodiment of the present invention includes a core layer having a first surface and a second surface opposite to the first surface, a first insulating layer, and a first wiring layer, and the first surface. A first in-layer wiring layer laminated on the second surface, and a second in-layer wiring layer formed of a second insulating layer and a second wiring layer and laminated on the second surface. The first insulating layer and the core layer are removed to form a cavity.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る複合基板について説明する。
(First embodiment)
The composite substrate according to the first embodiment of the present invention will be described.
図1は、本発明の第1の実施形態に係る複合基板100の斜視図であり、図2は複合基板100の分解斜視図である。図1及び図2に示すように、複合基板100は、リジッド基板200とフレキシブル基板300が接合されて構成されている。
FIG. 1 is a perspective view of a
[リジッド基板について]
リジッド基板200は、可撓性を有しない基板であり、後述する表層部品(IC等)が実装される基板である。以下、リジッド基板200のうち、フレキシブル基板300が接合される側の面を下面とし、その反対側の面を上面とする。図3はリジッド基板200を下面側からみた斜視図であり、図4はリジッド基板200を上面側からみた斜視図である。また、図5はリジッド基板200の下面を示す平面図であり、図6はリジッド基板200の上面を示す平面図である。図7は、リジッド基板200の断面図であり、図3乃至図6における線Aの断面図である。
[About rigid board]
The
リジッド基板200のサイズは特に限定されないが、例えば長辺16mm、短辺10mmであるものとすることができる。その形状も矩形に限られず、リジッド基板200に実装される部品のレイアウト等に応じて適宜変更することが可能である。
The size of the
図3及び図7に示すように、リジッド基板200には、キャビティ201が形成されている。キャビティ201は、リジッド基板200の少なくとも一辺に形成され、リジッド基板200が段状に窪んでいる部分である。キャビティ201の形成方法については後述する。キャビティ201のサイズは特に限定されないが、例えばキャビティ幅(長辺)8.24mmとすることができる。
As shown in FIGS. 3 and 7, a
図3に示すように、キャビティ201の両側部には、側壁202が設けられている。側壁202はリジッド基板200のキャビティ201が形成された一辺において、キャビティ201が設けられていない部分である。側壁202は必ずしも設けられなくてもよいが、側壁202によってリジッド基板200の強度を維持することが可能となる。
As shown in FIG. 3,
図3及び図5に示すように、キャビティ201内には、接続端子203が形成されている。接続端子203は、キャビティ201の面に形成されているものとすることができる。接続端子203は絶縁体に隔てられた複数の端子を含むものとすることができ、接続端子203のサイズは例えば端子長0.7mm、端子幅0.1mm、端子間隔0.1mmとすることができる。
As shown in FIGS. 3 and 5, the
接続端子203の形状や数は限定されない。図8及び図9は接続端子203の別の形状を示す斜視図及び断面図である。これらの図に示すように接続端子203は、複数列で配列されてもよい。この場合の接続端子203のサイズは、例えば端子長0.4mm、端子幅0.1mm、端子間隔0.1mmとすることができる。
The shape and number of the
図5及び図6に示すように、リジッド基板200の上面及び下面には、接続パッド204が設けられている。接続パッド204は、リジッド基板200の上面及び下面に実装される表層部品(後述)を電気的に接続するための部分である。接続パッド204の配置や数は特に限定されず、表層部品のレイアウトに応じて設けられる。なお、接続パッド204は、リジッド基板200の上面と下面のいずれかにのみ設けられてもよい。
As shown in FIGS. 5 and 6,
図10は、図7の拡大図であり、リジッド基板200におけるキャビティ201の近傍を示す図である。同図に示すように、リジッド基板200は、コア層205、第1層内配線層206、第2層内配線層207、第1ソルダーレジスト層208及び第2ソルダーレジスト層209が積層されて構成されているものとすることができる。
FIG. 10 is an enlarged view of FIG. 7, and is a view showing the vicinity of the
コア層205は、銅や銅合金等の金属材料からなり、リジッド基板200の積層構造を支持する。リジッド基板200は、コア層205に対して加工、成膜等を施すことにより形成されるものとすることができる。また、コア層205は、リジッド基板200のグランドとして機能するものとすることができる。なお、コア層205にはスルーホール205aが設けられているものとすることができる。
The
コア層205のキャビティ201側端部には、絶縁性材料からなる絶縁部210が設けられている。また、絶縁部210は、スルーホール205aの周囲に形成されるものとすることができる。当該絶縁性材料は、エポキシ樹脂、ポリイミド、ビスマレイミドトリアジン樹脂等を利用することができる。また、これらの樹脂に二酸化ケイ素等からなる補強フィラーを含有させたものを利用してもよい。
An insulating
第1層内配線層206は、コア層205の下面側に積層されており、配線層211と絶縁層212が積層されて構成されている。配線層211は、銅等の導電性材料からなり、部分的に絶縁層212によって隔てられている。配線層211の一部は第1ソルダーレジスト層208から露出して接続パッド204を構成する。配線層211は、接続パッド204に接合される表層部品の信号線として機能し、あるいは表層部品とグランド(コア層205)の接続線として機能する。
The first in-
接続パッド204を構成する配線層211の表面には、めっき層Mが形成されているものとすることができる。めっき層MはAu又はCuからなるものとすることができる。めっき層Mの厚さは例えば0.05μm以上1μm以下とすることができる。配線層211は、図10に示すように、複数層が形成されてもよく一層が形成されてもよい。また、配線層211は、同図に示すように層間で電気的に接続されるものとすることができる。
The plating layer M may be formed on the surface of the
絶縁層212は、絶縁性材料からなる。当該絶縁性材料は、エポキシ樹脂、ポリイミド、ビスマレイミドトリアジン樹脂等を利用することができる。また、これらの樹脂に二酸化ケイ素等からなる補強フィラーを含有させたものを利用してもよい。絶縁層212と絶縁部210の絶縁性材料は同一であってもよく、異なってもよい。
The insulating
第2層内配線層207は、コア層205の上面側に積層されており、第1層内配線層206と同様に、配線層211と絶縁層212が積層されて構成されている。配線層211の一部は第2ソルダーレジスト層209から露出して接続パッド204を構成する。配線層211は、接続パッド204に接合される表層部品の信号線として機能し、あるいは表層部品とグランド(コア層205)の接続線として機能する。
The second in-
第2層内配線層207は、コア層205及び第1層内配線層206から突出して形成されており、キャビティ201の面を構成している。第2層内配線層207における配線層211の一部は、当該面に露出しており、上述した接続端子203を構成する。接続端子203を構成する配線層211の表面には、めっき層Mが形成されているものとすることができる。めっき層Mの材料は、後述するリジッド基板200とフレキシブル基板300の接合方法に応じて選択することが可能であり、例えばAu又はCuであるものとすることができる。
The second
第1層内配線層206と第2層内配線層207の配線層211は互いに接続されるものとすることも可能である。図10に示すように、スルーホール205a内にスルーホール配線211aが設けられることにより、第1層内配線層206と第2層内配線層207の配線層211はスルーホール配線211aを介して互いに電気的に接続されるものとすることができる。
The wiring layers 211 of the first
第1ソルダーレジスト層208は、絶縁性材料からなり、第1層内配線層206に積層されている。絶縁性材料は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、ビスマレイミドトリアジン樹脂等を利用することができる。また、これらの樹脂に二酸化ケイ素等からなる補強フィラーを含有させたものを利用してもよい。第1ソルダーレジスト層208の厚さは例えば5μm以上70μm以下とすることができる。第1ソルダーレジスト層208には、部分的に開口が設けられ、当該開口から露出する配線層211が接続パッド204を構成する。第1ソルダーレジスト層208は、接続パッド204に表層部品が実装される際、表層部品を接続パッド204に接合するためのはんだに対するソルダーレジストとして機能する。
The first solder resist
第2ソルダーレジスト層209は、絶縁性材料からなり、第2層内配線層207に積層されている。絶縁性材料は、第1ソルダーレジスト層208と同様の材料を利用することができる。第2ソルダーレジスト層209の厚さは例えば5μm以上70μm以下とすることができる。第2ソルダーレジスト層209には、部分的に開口が設けられ、当該開口から露出する配線層211が接続パッド204を構成する。第2ソルダーレジスト層209は、接続パッド204に表層部品が実装される際、表層部品を接続パッド204に接合するためのハンダに対するソルダーレジストとして機能する。
The second solder resist
リジッド基板200は以上のような構成を有する。リジッド基板200の厚みについては後述する。
The
[フレキシブル基板について]
フレキシブル基板300は、可撓性を有する基板であり、配線等が内蔵され、リジッド基板200と他の電子部品(ディスプレイ等)を電気的に接続する基板である。図11は、フレキシブル基板300の一部を示す斜視図であり、リジッド基板200と接合される側の面を示す。
[About flexible substrate]
The
フレキシブル基板300のサイズは特に限定されないが、図2に示すようにフレキシブル基板300の幅がキャビティ201に収まる幅とすることができる。図11に示すように、フレキシブル基板300には接続端子301が設けられている。接続端子301は、フレキシブル基板300がリジッド基板200に接合されると、リジッド基板200の接続端子203に電気的に接続されるため、接続端子203の形状、数に応じて配置される。
Although the size of the
図12は、フレキシブル基板300の断面図であり、図11におけるB−B線の断面図である。同図に示すように、フレキシブル基板300は、基材302、配線層303、カバーレイ304及び接着材層305から構成されている。
12 is a cross-sectional view of the
基材302は、フレキシブル基板300の基材であり、ポリイミド等の絶縁性材料からなる。基材302は可撓性を有する程度の厚みを有するものとすることができる。基材302にはスルーホール302aが設けられているものとすることができる。
The
配線層303は、銅等の導電性材料からなり、接着材層305を介して基材302に積層されている。配線層303の一部は、カバーレイ304から露出しており、接続端子301を構成する。配線層303の表面には、めっき層(図示略)が形成されてもよい。めっき層の材料は、後述するリジッド基板200とフレキシブル基板300の接合方法に応じて選択することが可能であり、例えばAuであるものとすることができる。配線層303は、スルーホール302aを介して電気的に接続されているものとすることができる。
The
カバーレイ304は、絶縁性材料からなり、配線層303を被覆する。カバーレイ304は、接着材層305を介して配線層303に積層されている。
The
接着材層305は、接着材が硬化した層であり、基材302と配線層303の間及び配線層303とカバーレイ304の間を接着する。
The
フレキシブル基板300は以上のような構成を有する。フレキシブル基板300の厚みについては後述する。
The
[リジッド基板とフレキシブル基板の接合について]
上述のように、リジッド基板200とフレキシブル基板300が接合され、複合基板100を構成する。図13は、複合基板100の拡大断面図である。
[Joining rigid and flexible substrates]
As described above, the
同図に示すように、フレキシブル基板300とリジッド基板200は、接合層400によって接合されている。接合層400は、リジッド基板200とフレキシブル基板300を固定し、かつリジッド基板200の接続端子203とフレキシブル基板300の接続端子301を電気的に接続する。
As shown in the figure, the
具体的には、接合層400は、ACP(Anisotropic Conductive Paste:異方性導電ペースト)からなるものとすることができる。ACPは、絶縁性樹脂の中に、導電性粒子が分散しているペーストであり、ACPが接続端子203とフレキシブル基板300によって押圧されると、接続端子203と接続端子301間の樹脂が端子間から押し出され、導電性粒子が残留する。この状態でさらに、リジッド基板200とフレキシブル基板300を互いに押圧すると、導電性粒子がつぶれ、両端子間が電気的に接続される。押し出された樹脂は隣接する端子との間に充填され、隣接する端子間を絶縁する。
Specifically, the
また、接合層400は、ACF(Anisotropic Conductive Film:異方性導電フィルム)からなるものであってもよい。ACFはACPがフィルム状になったものであり、ACPと同様に接続端子203と接続端子301を電気的に接続する。
Further, the
接合層400がACP又はACFである場合、接続される端子は共にAu表面を有している必要がある。このため、接続端子203のめっき層MはAuであるものとすることができる。また、接続端子301にもAuめっきが施されているものとすることができる。ただし、AuのかわりにCuを接続端子203にめっきが施されてもよい。
When the
以上のように、リジッド基板200とフレキシブル基板300は、接合層400によって接合され、複合基板100を構成する。
As described above, the
[リジッド基板とフレキシブル基板の厚みについて]
リジッド基板200とフレキシブル基板300の厚みについて説明する。図14は、リジッド基板200とフレキシブル基板300の模式的な断面図である。同図に示すように、リジッド基板200の厚みを第1の厚みD1とし、フレキシブル基板300の厚みを第2の厚みD2とする。また、キャビティ201の深さをキャビティ深さD3とする。
[About thickness of rigid and flexible substrates]
The thickness of the
ここで、第2の厚みD2は第1の厚みD1より小さく、かつ第2の厚みD2はキャビティ深さD3より小さい厚みである。これにより、フレキシブル基板300はキャビティ201から突出することなく、複合基板100の最大の厚みはリジッド基板200の厚みに留まる。
Here, the second thickness D2 is smaller than the first thickness D1, and the second thickness D2 is smaller than the cavity depth D3. As a result, the
図15及び図16は、比較例に係る複合基板の構造を示す断面図である。図15に示す複合基板500及び図16に示す複合基板600は、リジッド基板510とフレキシブル基板520が接合層530によって接合されて構成されている。リジッド基板510は、接続端子511、接続パッド512、コア層513、配線層514、絶縁層515及びソルダーレジスト層516から構成されている。フレキシブル基板520は、接続端子521、基材522、配線層523、カバーレイ524及び接着材層525から構成されている。
15 and 16 are cross-sectional views showing the structure of the composite substrate according to the comparative example. The
図15及び図16に示す構造はいずれも、リジッド基板510とフレキシブル基板520の接合によって、両基板の厚みの合計が複合基板の最大の厚みとなっている。これに対し、本実施形態に係る複合基板100においては、上述のように最大の厚みがリジッド基板200の厚みであり、リジッド基板200とフレキシブル基板300を接合することによる複合基板100の厚みの増加は発生しない。即ち、複合基板100は、図15や図16に示す構造を有する複合基板に比較してその厚みを低減することが可能である。
In both of the structures shown in FIGS. 15 and 16, the combined thickness of the
[表層部品の実装について]
複合基板100には、表層部品が実装される。図17は、表層部品900が実装された複合基板100を示す断面図である。同図に示すように表層部品900は、はんだHによって接続パッド204に接合され、接続パッド204に電気的に接続されている。第1ソルダーレジスト層208及び第2ソルダーレジスト層209は、溶融したはんだHの接続パッド204からの流出を防止する。
[About mounting surface parts]
Surface layer components are mounted on the
[複合基板の製造方法について]
複合基板100の製造方法について説明する。図18〜図25は、複合基板100の製造プロセスを示す模式図である。
[About manufacturing method of composite substrate]
A method of manufacturing the
図18(a)に示すようにコア層205を準備し、図18(b)に示すようにコア層205に貫通孔205bを形成する。貫通孔205bは、コア層205の貫通孔205bとする領域以外の領域をエッチングマスクで被覆し、エッチングすることにより形成することが可能である。
A
続いて、図18(c)に示すように、貫通孔205b内に絶縁性材料からなる絶縁部210を形成する。まず、コア層205の一面に仮固定フィルム221を貼付する。続いて、絶縁性材料の硬化前剤(プリプレグ)を貫通孔205bに充填し、加熱によって硬化前剤を硬化させることにより絶縁部210を形成することができる。絶縁性材料は、エポキシ樹脂、ポリイミド、ビスマレイミドトリアジン樹脂等を利用することができる。また、これらの樹脂に二酸化ケイ素等からなる補強フィラーを含有させたものを利用してもよい。絶縁部210の厚さは例えば30μm〜200μm程度とすることができる。
Subsequently, as shown in FIG. 18C, the insulating
続いて、図19(a)に示すように、仮固定フィルム221を除去する。
Subsequently, as shown in FIG. 19A, the
続いて、図19(b)に示すように、コア層205の上面と下面に絶縁性材料からなる絶縁層212を形成する。絶縁性材料は、エポキシ樹脂、ポリイミド、ビスマレイミドトリアジン樹脂等を利用することができる。また、これらの樹脂に二酸化ケイ素等からなる補強フィラーを含有させたものを利用してもよい。なお、絶縁性材料は、絶縁部210の絶縁性材料と同じものであってもよく、異なってもよい。絶縁層212の厚さは例えば10μm〜30μm程度とすることができる。絶縁層212は、絶縁性材料の硬化前剤(プリプレグ)からなるシートをコア層205の上下両面に貼付し、加熱処理によって硬化させることにより形成することが可能である。
Subsequently, as shown in FIG. 19B, an insulating
続いて、図19(c)に示すように、コア層205の上面と下面に配線層211を形成する。配線層211は、銅や銅合金等の導電性材料からなるものとすることができる。具体的には、配線層211は、レーザー加工等により絶縁層212を穿孔した上でコア層205を基材として電解めっきを行い、そのめっき層をパターニングして形成することができる。パターニングは、エッチングにより行うことができ、例えば銅や銅合金に対するエッチャント(塩化第二鉄等)を用いたフォトエッチングにより行うことができる。このようなエッチャントは絶縁層212に反応しないため、フォトエッチングの際に絶縁層212に変質や粗面化等は生じない。配線層211のうち、コア層205に接続したものはグランド配線として機能し、コア層205に接続していないものは信号線として機能する。
Subsequently, as shown in FIG. 19C, the
続いて、図20(a)に示すように、配線層211上にさらに絶縁層212を形成する。絶縁層212は上述のように、絶縁性材料からなるシートを貼付し、加熱することによって形成することが可能である。さらに、同図に示すように、絶縁層212上に配線層211を形成する。配線層211は、絶縁層212を穿孔した上で電解めっきを行い、そのめっき層をパターニングして形成することができる。以下、同様にして、配線層211と絶縁層212を交互に積層し、配線層211と絶縁層212を任意の層数とする。配線層211のうち、最も表層側に積層されたものは接続パッド204を構成する。
Subsequently, as shown in FIG. 20A, an insulating
続いて、図20(b)に示すように、絶縁層212及び接続パッド204上に第1ソルダーレジスト層208及び第2ソルダーレジスト層209を形成する。第1ソルダーレジスト層208及び第2ソルダーレジスト層209は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、ビスマレイミドトリアジン樹脂等を利用することができる。また、これらの樹脂に二酸化ケイ素等からなる補強フィラーを含有させたものを利用してもよい。
Subsequently, as shown in FIG. 20B, a first solder resist
第1ソルダーレジスト層208及び第2ソルダーレジスト層209の厚さは例えば5μm以上70μm以下とすることができる。第1ソルダーレジスト層208及び第2ソルダーレジスト層209は、絶縁層212及び接続パッド204上に材料を積層し、接続パッド204上に開口が生じるようにパターングすることによって形成することが可能である。材料の積層は例えば真空ラミネート加工によってすることができ、パターニングは例えばフォトエッチングによって行うことができる。
The thickness of the first solder resist
続いて、図21(a)に示すように、第1ソルダーレジスト層208及び第2ソルダーレジスト層209上に保護レジスト層222を形成する。保護レジスト層222は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、ビスマレイミドトリアジン樹脂等からなるものとすることができる。また、これらの樹脂に二酸化ケイ素等からなる補強フィラーを含有させたものを利用してもよい。保護レジスト層222の厚さは例えば5μm以上75μm以下とすることができる。
Subsequently, as shown in FIG. 21A, a protective resist
保護レジスト層222は、第1ソルダーレジスト層208及び第2ソルダーレジスト層209上に材料を積層し、パターングすることによって形成することが可能である。材料の積層は例えば真空ラミネート加工によってすることができ、パターニングは例えばフォトエッチングによって行うことができる。
The protective resist
続いて、図21(b)に示すように、絶縁層212を部分的に除去し、コア層205を露出させる。絶縁層212は、ルーター(切削工具)による切削加工によって除去することができる。同図に示すように、コア層205の表層部まで切削される程度の深さで、絶縁層212を切削することが好適である。
Subsequently, as shown in FIG. 21B, the insulating
続いて、図22(a)に示すように、キャビティ201を形成する。キャビティ201は、エッチングによりコア層205を除去することにより形成することができる。塩化第2鉄等のエッチャントは絶縁部210、絶縁層212及び保護レジスト層222とは反応しない。また、接続パッド204は、保護レジスト層222によってエッチャントから保護されている。これにより、絶縁部210の間のコア層205のみを除去することが可能である。
Subsequently, as shown in FIG. 22A, a
続いて、図22(b)に示すように、保護レジスト層222を除去する。保護レジスト層222は、レジスト剥離液を用いて除去することができる。レジスト剥離液は例えば、水酸化ナトリウムやアミン系溶液を用いることができる。
Subsequently, as shown in FIG. 22B, the protective resist
続いて、図23(a)に示すように、キャビティ201の底面にあたる絶縁層212を除去し、その下層に位置する配線層211を露出させる。絶縁層212は、絶縁層212にレーザーを照射することによって除去することが可能である。絶縁層212から露出した配線層211は接続端子203を構成する。
Subsequently, as shown in FIG. 23A, the insulating
続いて、図23(b)に示すように、接続パッド204及び接続端子203を構成する配線層211の表面にめっき層Mを形成する。めっき層Mは、Auからなるものとすることができる。
Subsequently, as shown in FIG. 23B, a plating layer M is formed on the surface of the
続いて、図24(a)に示すように、絶縁部210と接続端子203の間で、絶縁層212及び第2ソルダーレジスト層209を切断する。この切断は、ダイサーによってすることが可能である。これにより、図10に示すリジッド基板200が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 24A, the insulating
続いて、図24(b)に示すように、接続端子203及びその周囲の絶縁層212上に接合層400を配置する。接合層400は、ACPをディスペンサーによって塗布し、又はACFを載置することによって配置することができる。
Subsequently, as shown in FIG. 24B, the
続いて、フレキシブル基板300を接合層400上に配置し、加熱することによりリジッド基板200とフレキシブル基板300を接合し、接続端子203と接続端子301を電気的に接続する。これにより、図13に示す複合基板100が形成される。
Subsequently, the
複合基板100は以上のようにして製造することが可能である。
The
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係る複合基板について説明する。なお、本実施形態において第1の実施形態と同様の構成については第1の実施形態と同一の符号を付し、説明を省略する。
(Second embodiment)
A composite substrate according to the second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
本実施形態に係る複合基板は、第1の実施形態と同様にリジッド基板とフレキシブル基板が接合されて構成されている。 The composite substrate according to the present embodiment is configured by joining a rigid substrate and a flexible substrate as in the first embodiment.
[複合基板について]
図25は、本実施形態に係るリジッド基板700の拡大断面図である。リジッド基板700は、第1の実施形態に係るリジッド基板200と同様に、可撓性を有しない基板であり、表層部品が実装される基板である。リジッド基板700には、キャビティ201が形成されており、キャビティ201の形状や深さは第1の実施形態と同様である。
[Composite substrate]
FIG. 25 is an enlarged cross-sectional view of the
リジッド基板700は、第1の実施形態と同様にコア層205、第1層内配線層206、第2層内配線層207、第1ソルダーレジスト層208及び第2ソルダーレジスト層209が積層されて構成されている。第1層内配線層206及び第2層内配線層207は、配線層211及び絶縁層212が積層されて構成されている。また、配線層211の一部によって接続パッド204が構成されている。
The
リジッド基板700は、接続端子701を有する。接続端子701は、配線層211と、配線層211上に積層された導電層702によって構成されている。導電層702は、導電性材料からなり、例えばNiめっきであるものとすることができる。また、導電層702は、Niめっきの他にも金属や導電性樹脂からなるものとすることができる。導電層702の厚さは、例えば3μm以上30μm以下とすることができる。
The
導電層702の表面には、めっき層Mが形成されているものとすることができる。めっき層Mの材料は、後述するリジッド基板200とフレキシブル基板300の接合方法に応じて選択することが可能であり、例えばAu又はCuであるものとすることができる。導電層702の厚みは、導電層702とめっき層Mの合計の厚みが、絶縁層212と同一面となるか、又はめっき層Mが絶縁層212から数μm突出する厚みが好適である。
The plating layer M may be formed on the surface of the
リジッド基板700は以上のような構成を有する。リジッド基板700の形状や厚みは、第1の実施形態に係るリジッド基板200と同様である。即ち、リジッド基板700は第1の厚みD1を有し、キャビティ201は深さD3を有する(図14参照)。
The
[フレキシブル基板について]
図26は、本実施形態に係るフレキシブル基板800の拡大断面図である。フレキシブル基板800は、可撓性を有する基板であり、配線等が内蔵され、リジッド基板200と他の電子部品(ディスプレイ等)を電気的に接続する基板である。
[About flexible substrate]
FIG. 26 is an enlarged cross-sectional view of the
フレキシブル基板800は、第1の実施形態に係るフレキシブル基板300と同様に、基材302、配線層303、カバーレイ304及び接着材層305が積層されて構成されている。フレキシブル基板800においては、配線層303の一部が接着材層305から突出し、接続端子301を構成している。
Similar to the
フレキシブル基板800は以上のような構成を有する。フレキシブル基板800の形状や厚みは、第1の実施形態に係るフレキシブル基板300と同様である。即ち、フレキシブル基板300は第2の厚みD2を有する(図14参照)。
The
[リジッド基板とフレキシブル基板の接合について]
上述のように、フレキシブル基板800はリジッド基板700に接合され、複合基板1100を構成する。図27は、複合基板1100の拡大断面図である。
[Joining rigid and flexible substrates]
As described above, the
同図に示すように、フレキシブル基板800とリジッド基板700は、接合層1200によって接合されている。接合層1200は、リジッド基板700とフレキシブル基板800を固定し、かつリジッド基板700の接続端子701とフレキシブル基板800の接続端子301を電気的に接続する。
As shown in the figure, the
接合層1200は、NCP(Non-anisotropic Conductive Paste:非異方性導電ペースト)からなるものとすることができる。NCPは絶縁性樹脂からなり、フレキシブル基板800とリジッド基板700を固定することにより、接続端子701と接続端子301とを接触させ、両者を電気的に接続する。リジッド基板700においては接続端子701において導電層702が積層されているため、接続端子701が接続端子301と物理的に接触する。このため、接合層1200としてNCPを利用することが可能である。
The
また、接合層1200は、NCF(Non-anisotropic Conductive Film:非異方性導電フィルム)からなるものであってもよい。NCFはNCPがフィルム状になったものであり、NCPと同様に接続端子701と接続端子301を電気的に接続する。
The
なお、接合層1200としてACP又はACFを利用することも可能である。この場合、ACP又はACFに含まれる導電性粒子が接続端子701と接続端子301の間に残り、両者を電気的に接続する。
Note that ACP or ACF can be used as the
接合層1200がNCP又はNCFである場合、電気的に接続される端子は共にCu表面を有している必要がある。このため、接続端子701のめっき層MはCuであるものとすることができる。接続端子301は、銅からなるものとすることができるため、めっき層は形成されていなくてもよい。接合層1200がACP又はACFである場合、接続端子701のめっき層MはAuであるものとすることができ、接続端子301の表面にもAuめっきが施されているものとすることができる。
When the
以上のように、リジッド基板700とフレキシブル基板800は、接合層1200によって接合され、複合基板1100を構成する。複合基板1100の接続パッド204には、第1の実施形態と同様に表層部品が実装されるものとすることが可能である。
As described above, the
[複合基板の製造方法について]
複合基板1100の製造方法について説明する。図28及び図29は、複合基板1100の製造プロセスを示す模式図である。なお、キャビティ201の形成後、キャビティ201の底面にあたる絶縁層を除去する(図23(a))までの製造プロセスは、第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
[About manufacturing method of composite substrate]
A method of manufacturing the
図28(a)に示すように、露出した配線層211上に導電層702を形成する。導電層702は、配線層211上にNiめっきを施すことにより形成することができる。また、導電層702は、導電性ペーストを配線層211上に充填することにより形成してもよく、配線層211上に導電性ペーストを充填し、その上にNiめっきを施すことにより形成してもよい。さらに、導電層702は、配線層211上にCuめっきを施し、その上にNiめっきを施すことによって形成してもよい。
As shown in FIG. 28A, a
続いて、図28(b)に示すように、接続パッド204及び接続端子701を構成する配線層211の表面にめっき層Mを形成する。めっき層Mは、接合層1200としてACP又はACFを利用する場合、AuもしくはCuめっきであるものとすることができ、接合層1200としてNCP又はNCFを利用する場合、Cuめっきであるものとすることができる。ただし、接合層1200としてNCP又はNCFを利用する場合、接続端子701の表面はめっき層Mのかわりに半田によりコーティングされていてもよい。
Subsequently, as shown in FIG. 28B, a plating layer M is formed on the surfaces of the wiring layers 211 that form the
続いて、図29(a)に示すように、絶縁部210と接続端子701の間で、絶縁層212及び第2ソルダーレジスト層209を切断する。この切断は、ダイサーによってすることが可能である。これにより、図25に示すリジッド基板700が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 29A, the insulating
続いて、図29(b)に示すように、接続端子701及びその周囲の絶縁層212上に接合層1200を配置する。接合層1200は、ACP又はNCPをディスペンサーによって塗布し、あるいはACF又はNCFを載置することによって配置することができる。
Subsequently, as shown in FIG. 29B, the
続いて、フレキシブル基板800を接合層1200上に配置し、加熱することによりリジッド基板700とフレキシブル基板800を接合し、接続端子701と接続端子301を電気的に接続する。これにより、図27に示す複合基板1100が形成される。
Subsequently, the
(変形例)
本発明に係る複合基板の変形例について説明する。図30は、変形例に係る複合基板100の断面図である。同図に示すように、接続端子203は、配線層211ではなく、コア層205の一部によって構成されていてもよい。当該複合基板100は、上述した製造プロセスにおいてコア層205を除去し、キャビティ201を形成する際、エッチャントではなくルーターによってコア層205を掘削し、所定の厚みでコア層205を残すことにより製造することが可能である。
(Modification)
A modified example of the composite substrate according to the present invention will be described. FIG. 30 is a cross-sectional view of the
また、図31は別の変形例に係る複合基板100の断面図である。コア層205は、金属材料ではなく、合成樹脂からなるものとすることも可能である。合成樹脂は、例えばガラスエポキシ樹脂を利用することが可能である。当該複合基板100は、上述した製造プロセスにおいてコア層205を除去し、キャビティ201を形成する際、エッチャントではなくルーターによってコア層205を掘削し、除去することにより製造することが可能である。
In addition, FIG. 31 is a cross-sectional view of a
100,1100…複合基板
200,700…リジッド基板
201…キャビティ
202…側壁
203,701…接続端子
204…接続パッド
205…コア層
206…第1層内配線層
207…第2層内配線層
208…第1ソルダーレジスト層
209…第2ソルダーレジスト層
210…絶縁部
211…配線層
212…絶縁層
300,800…フレキシブル基板
301…接続端子
302…基材
303…配線層
304…カバーレイ
305…接着材層
400,1200…接合層
702…導電層
900…表層部品
100, 1100...
Claims (7)
前記キャビティに挿入され、前記第1の接続端子に電気的に接続される第2の接続端子を備えるフレキシブル基板と、
を具備し、
前記コア層は金属材料からなり、前記リジット基板の積層構造を支持し、
前記コア層の前記キャビティ側の端面は絶縁性材料からなる絶縁部によって被覆され、
前記リジッド基板は、前記第1の層内配線層と前記コア層によって構成され、前記第2の層内配線層からそれぞれ突出し、前記フレキシブル基板に沿って延伸し、前記キャビティの内壁面を形成する一対の側壁を有し、
前記一対の側壁の間で前記コア層と前記フレキシブル基板とは重なる
複合基板。 A core layer having a first surface and a second surface opposite to the first surface; a first in-layer wiring layer formed of a first insulating layer and a first wiring layer and laminated on the first surface; A second in-layer wiring layer formed of a second insulating layer and a second wiring layer and laminated on the second surface, wherein the first in-layer wiring layer and the core layer are removed. A rigid substrate in which a cavity is formed, the second in-layer wiring layer is exposed on the bottom surface of the cavity, and the first connection terminal is provided on the bottom surface of the cavity;
A flexible substrate having a second connection terminal inserted into the cavity and electrically connected to the first connection terminal;
Equipped with,
The core layer is made of a metal material, supports the laminated structure of the rigid substrate,
The cavity-side end surface of the core layer is covered with an insulating portion made of an insulating material,
The rigid substrate includes the first in-layer wiring layer and the core layer, protrudes from the second in-layer wiring layer, extends along the flexible substrate, and forms an inner wall surface of the cavity. Has a pair of side walls,
A composite substrate in which the core layer and the flexible substrate overlap between the pair of sidewalls.
前記第1の接続端子は、前記第2の配線層によって形成されている
複合基板。 The composite substrate according to claim 1 , wherein
A composite substrate in which the first connection terminal is formed by the second wiring layer.
前記第1の接続端子は、前記第2の配線層と、前記第2の配線層上に積層された導電層によって形成されている
複合基板。 The composite substrate according to claim 1 , wherein
The composite substrate, wherein the first connection terminal is formed of the second wiring layer and a conductive layer laminated on the second wiring layer.
前記リジッド基板と前記フレキシブル基板の間に配置され、前記第1の接続端子と前記第2の接続端子を電気的に接続する接合層であって、導電性部材からなる接合層
をさらに具備する複合基板。 The composite substrate according to claim 2 or 3 , wherein
A composite layer, which is disposed between the rigid substrate and the flexible substrate, electrically connects the first connection terminal and the second connection terminal, and further comprises a connection layer made of a conductive member. substrate.
前記導電性部材は、ACP(Anisotropic Conductive Paste)又はACF(Anisotropic Conductive Film)である
複合基板。 The composite substrate according to claim 4 , wherein
The composite substrate, wherein the conductive member is ACP (Anisotropic Conductive Paste) or ACF (Anisotropic Conductive Film).
前記導電性部材は、NCP(Non-anisotropic Conductive Paste)又はNCF(Non-anisotropic Conductive Film)である
複合基板。 The composite substrate according to claim 4 , wherein
The composite substrate, wherein the conductive member is NCP (Non-anisotropic Conductive Paste) or NCF (Non-anisotropic Conductive Film).
前記コア層は金属材料からなり、前記リジット基板の積層構造を支持し、
前記コア層の前記キャビティ側の端面は絶縁性材料からなる絶縁部によって被覆され、
前記キャビティに挿入され、前記第1の接続端子に電気的に接続される第2の接続端子を備えるフレキシブル基板が接続可能であり、
前記リジッド基板は、前記第1の層内配線層と前記コア層によって構成され、前記第2の層内配線層からそれぞれ突出し、前記フレキシブル基板に沿って延伸し、前記キャビティの内壁面を形成する一対の側壁を有し、
前記一対の側壁の間で前記コア層と前記フレキシブル基板とは重なる
リジッド基板。 A core layer having a first surface and a second surface opposite to the first surface; a first in-layer wiring layer formed of a first insulating layer and a first wiring layer and laminated on the first surface; A second in-layer wiring layer formed of a second insulating layer and a second wiring layer and laminated on the second surface, wherein the first in-layer wiring layer and the core layer are removed. A cavity is formed, the second in-layer wiring layer is exposed at the bottom of the cavity, and the first connection terminal is provided at the bottom of the cavity.
The core layer is made of a metal material, supports the laminated structure of the rigid substrate,
The cavity-side end surface of the core layer is covered with an insulating portion made of an insulating material,
A flexible substrate having a second connection terminal inserted into the cavity and electrically connected to the first connection terminal is connectable,
The rigid substrate includes the first in-layer wiring layer and the core layer, protrudes from the second in-layer wiring layer, extends along the flexible substrate, and forms an inner wall surface of the cavity. Has a pair of side walls,
A rigid substrate in which the core layer and the flexible substrate overlap each other between the pair of sidewalls.
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