JP7461136B2

JP7461136B2 - 配線回路基板

Info

Publication number: JP7461136B2
Application number: JP2019228699A
Authority: JP
Inventors: 理人福島; 周作柴田; 鉄平新納
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2019-12-18
Filing date: 2019-12-18
Publication date: 2024-04-03
Anticipated expiration: 2039-12-18
Also published as: JP2021097176A

Description

本発明は、配線回路基板に関する。

従来、配線を含む配線領域と、端子を含む端子領域とを備える実装用配線基板が知られている（例えば、下記特許文献１参照。）。

特許文献１の実装用配線基板の配線領域では、ベース絶縁層、金属配線およびカバー絶縁層が配置されている。特許文献１の実装用配線基板の端子領域では、ベース絶縁層、端子およびカバー絶縁層が配置されており、端子の表面が、ベース絶縁層から露出する。

特許文献１では、端子領域に撮像素子が表側から実装され、撮像素子の電極が端子と電気的に接続される。

特開2019-68032号公報

しかるに、用途および目的によっては、配線領域の優れた強度が要求されるところ、特許文献１に記載の実装用配線基板は、上記した要求を満足できないという不具合がある。

さらに、用途および目的によっては、配線領域の表側に別の外部基板を実装し、これを金属配線と電気的に接続する要求があるところ、特許文献１の記載の実装用配線基板は、上記した要求を満足できないという不具合がある。

本発明は、電子素子および外部基板をともに厚み方向一方側において実装して、これらと電気的に接続できながら、回路領域の強度に優れる配線回路基板を提供する。

本発明（１）は、端子を含んでおり、電子素子を実装して前記端子と電気的に接続するための実装領域と、前記端子と電気的に接続される回路を含み、前記実装領域を囲む回路領域であって、前記回路と電気的に接続される第２端子をさらに含んでおり、外部基板を実装して前記第２端子と電気的に接続するための前記回路領域とを備え、前記実装領域は、ベース絶縁層と、前記ベース絶縁層の厚み方向一方面に対して厚み方向一方側に配置され、前記端子を含む導体層とを備え、前記回路領域は、金属支持層と、前記金属支持層の厚み方向一方面に配置される前記ベース絶縁層と、前記ベース絶縁層の厚み方向一方側に配置され、前記回路および前記第２端子を含む前記導体層とを備えており、前記端子の厚み方向一方面、および、前記第２端子の厚み方向一方面が、厚み方向一方側に露出している、配線回路基板を含む。

この配線回路基板において、厚み方向一方側から、電子素子および外部基板のそれぞれを実装領域および回路領域のそれぞれに実装すれば、電子素子および外部基板のそれぞれと、端子および第２端子のそれぞれとを電気的に接続できる。

また、この配線回路基板では、回路領域は、金属支持層を備えるので、強度に優れる。

従って、この配線回路基板によれば、実装領域および回路領域においては、配線回路基板の厚み方向一方側から電子素子および外部基板を実装できながら、回路領域は、強度に優れる。

本発明（２）は、前記実装領域は、金属支持層を備えない、（１）に記載の配線回路基板を含む。

この配線回路基板の実装領域は、金属支持層を備えないので、回路領域に比べて、薄型である。

本発明（３）は、前記実装領域の前記導体層が、前記回路領域の前記導体層より薄い、（１）または（２）に記載の配線回路基板を含む。

この配線回路基板では、実装領域の導体層が、回路領域の導体層より薄いので、実装領域を薄型化できる。

本発明（４）は、前記実装領域の前記ベース絶縁層が、前記回路領域の前記ベース絶縁層より薄い、（１）～（３）のいずれか一項に記載の配線回路基板を含む。

この配線回路基板では、実装領域のベース絶縁層が、回路領域のベース絶縁層より薄いので、実装領域を薄型化できる。

本発明の配線回路基板によれば、実装領域および回路領域においては、配線回路基板の厚み方向一方側から電子素子および外部基板を実装できながら、回路領域は、強度に優れる。

図１は、本発明の配線回路基板の一実施形態の断面図である。図２Ａ～図２Ｄは、図１に示す配線回路基板の製造工程図であり、図２Ａが、金属シートを準備する工程、図２Ｂが、ベース絶縁層を形成する工程、図２Ｃが、第２導体層を形成する工程、図２Ｄが、中間絶縁層を形成する工程である。図３Ｅ～図３Ｇは、図２Ｄに引き続き、図１に示す配線回路基板の製造工程図および使用図であり、図３Ｅが、導体層を形成する工程、図３Ｆが、カバー絶縁層を形成する工程、図３Ｇが、金属支持層を形成する工程、図３Ｈが、電子素子および外部基板を配線回路基板に実装する工程である。

＜一実施形態＞
本発明の配線回路基板の一実施形態を、図１～図３Ｈを参照して説明する。

配線回路基板１は、所定厚みを有する平板形状を有する。配線回路基板１は、実装領域２と、回路領域３とを備える。

実装領域２は、断面（厚み方向に沿う断面、以下同様）において、面方向（厚み方向および後述する回路１２が延びる方向に直交する方向）両端部の間に位置する。この実装領域２は、後述する電子素子３１（図３H参照）を実装する。

回路領域３は、実装領域２を囲む。回路領域３は、断面において、配線回路基板１の面方向両端部に位置する。この回路領域３は、後述する外部基板３３（図３H参照）を実装する。

また、この配線回路基板１は、金属支持層４と、ベース絶縁層５と、導体層６と、カバー絶縁層７とを備える。また、この配線回路基板１は、第２導体層１４と、中間絶縁層１５とをさらに備える。

金属支持層４は、回路領域３に含まれる。一方、金属支持層４は、例えば、実装領域２に含まれない。

金属支持層４は、回路領域３において、平板形状を有する。金属支持層４の平面視における形状は、回路領域３のそれと同様である。金属支持層４の材料は、特に限定されず、遷移金属、典型金属のいずれであってもよい。具体的には、金属支持層４の材料としては、例えば、カルシウムなどの第２族金属元素、チタン、ジルコニウムなどの第４族金属元素、バナジウムなどの第５族金属元素、クロム、モリブデン、タングステンなどの第６族金属元素、マンガンなどの第７族金属元素、鉄などの第８族金属元素、コバルトなどの第９族金属元素、ニッケル、白金などの第１０族金属元素、銅、銀、金などの第１１族金属元素、亜鉛などの第１２族金属元素、アルミニウム、ガリウムなどの第１３族金属元素、ゲルマニウム、錫などの第１４族金属元素が挙げられる。これらは、単独使用または併用することができる。

金属支持層４の厚みは、例えば、１０μｍ以上、好ましくは、５０μｍ以上であり、また、例えば、１０ｍｍ以下、好ましくは、１ｍｍ以下である。

ベース絶縁層５は、実装領域２および回路領域３に含まれる。ベース絶縁層５は、回路領域３においては、金属支持層４の厚み方向一方面に配置されている。実装領域２のベース絶縁層５は、厚み方向両側に露出している。

実装領域２のベース絶縁層５は、回路領域３のベース絶縁層５より薄い。詳しくは、実装領域２のベース絶縁層５の厚み方向一方面は、回路領域３のベース絶縁層５の厚み方向一方面より、厚み方向他方側に位置する。つまり、面方向に投影したときに、ベース絶縁層５において、実装領域２および回路領域３における他方面と、実装領域２における一方面と、回路領域３における一方面とが、厚み方向一方側に向かって順に位置する。

実装領域２のベース絶縁層５の厚みＴ１は、例えば、２０μｍ以下、好ましくは、１５μｍ以下、より好ましくは、１０μｍ以下であり、また、例えば、１μｍ以上である。回路領域３のベース絶縁層５の厚みＴ２は、例えば、１μｍ以上、好ましくは、３μｍ以上、より好ましくは、５μｍ以上であり、また、例えば、３０μｍ以下である。

回路領域３のベース絶縁層５の厚みＴ２に対する実装領域２のベース絶縁層５の厚みＴ１の比（Ｔ１／Ｔ２）は、例えば、０．８以下、好ましくは、０．５未満、より好ましくは、０．３以下であり、また、例えば、０．０１以上、好ましくは、０．１以上である。

ベース絶縁層５の材料としては、ポリイミドなどの絶縁樹脂が挙げられる。

第２導体層１４および中間絶縁層１５は、いずれも、回路領域３に含まれず、実装領域２に含まれる。

第２導体層１４は、ベース絶縁層５の厚み方向一方面に配置される。第２導体層１４は、実装領域２の面方向中央部に位置する。第２導体層１４は、後述する端子パターン８に対するシールド層として作用する。第２導体層１４の材料としては、例えば、銅、銀、金、クロム、ニッケル、チタン、それらの合金などの導体が挙げられる。第２導体層１４の厚みは、例えば、１０ｎｍ以上、また、例えば、１０μｍ以下である。

中間絶縁層１５は、ベース絶縁層５の厚み方向一方面に、第２導体層１４を被覆するように配置されている。具体的には、中間絶縁層１５は、第２導体層１４の厚み方向一方面および周側面と、ベース絶縁層５における第２導体層１４の周囲の厚み方向一方面とに接触する。中間絶縁層１５の材料としては、ポリイミドなどの絶縁樹脂が挙げられる。中間絶縁層１５の厚みは、例えば、１μｍ以上であり、また、例えば、２００μｍ以下である。中間絶縁層１５の厚みは、中間絶縁層１５の厚み方向一方面と第２導体層１４の厚み方向一方面との間の距離である。

導体層６は、実装領域２および回路領域３に含まれる。導体層６は、ベース絶縁層５の厚み方向一方側に配置されている。

導体層６は、端子パターン８と、回路パターン９とを備える。

端子パターン８は、実装領域２に含まれる。端子パターン８は、端子１１を有する。端子１１は、面方向に広がる形状を有する。端子１１は、厚み方向に投影したときに、第２導体層１４と重なるように、中間絶縁層１５の厚み方向一方面に配置されている。端子１１は、実装領域２の面方向中央部に位置する。また、端子１１の厚み方向一方面の中央部は、厚み方向一方側に向かって露出する。なお、図示しないが、端子１１は、面方向に間隔を隔てて複数配置されてもよい。

回路パターン９は、回路領域３に含まれる。回路パターン９は、回路１２と、第２端子１３とを有する。

回路１２は、例えば、信号配線、電源配線などの配線である。回路１２は、面方向に延びる。なお、回路１２は、面方向において間隔を隔てて複数配置されていてもよい。回路１２は、端子１１と連続する（連続構造は図示せず）。なお、図示しないが、回路１２は、実装領域２におけるベース絶縁層５および中間絶縁層１５の厚み方向一方面に形成される第２配線を介して、端子１１と接続される。第２導体層１４は、端子１１および回路１２から絶縁されている。

第２端子１３は、回路１２と連続しており（連続構造は図示せず）、これによって、回路１２を介して、端子１１と電気的に接続される。換言すれば、回路１２は、第２端子１３および端子１１を電気的に接続する。つまり、回路パターン９は、端子パターン８と電気的に接続される。

第２端子１３の厚み方向一方面の中央部は、厚み方向一方側に向かって露出している。

導体層６の材料としては、例えば、銅、銀、金、クロム、ニッケル、チタン、それらの合金などの導体が挙げられる。

導体層６の厚みは、例えば、１μｍ以上、また、１，０００μｍ以下である。

また、端子パターン８は、回路パターン９より薄い。具体的には、端子パターン８の厚みＴ３は、例えば、２０μｍ以下、好ましくは、１０μｍ以下、より好ましくは、５μｍ以下であり、また、例えば、１μｍ以上である。回路パターン９の厚みＴ４は、例えば、３μｍ以上、好ましくは、５μｍ以上、より好ましくは、１０μｍ以上であり、また、例えば、３０μｍ以下である。回路パターン９の厚みＴ４に対する端子パターン８の厚みＴ３の比（Ｔ３／Ｔ４）は、例えば、０．８以下、好ましくは、０．５未満、より好ましくは、０．３以下であり、また、例えば、０．０１以上、好ましくは、０．１以上である。

なお、回路パターン９において、回路１２の厚み、および、第２端子１３の厚みは、同一である。

カバー絶縁層７は、実装領域２および回路領域３に含まれる。

実装領域２におけるカバー絶縁層７は、端子１１の厚み方向一方面の中央部を露出するように、中間絶縁層１５の厚み方向一方面に配置されている。具体的には、実装領域２におけるカバー絶縁層７は、端子１１の厚み方向一方面の周端部および周側面と、中間絶縁層１５における端子１１の周囲の厚み方向一方面とに接触する。

回路領域３におけるカバー絶縁層７は、第２端子１３の厚み方向一方面の中央部を露出し、回路１２を被覆するように、ベース絶縁層５の厚み方向一方面に配置されている。回路領域３におけるカバー絶縁層７は、回路１２の厚み方向一方面および周側面と、第２端子１３の厚み方向一方面の周端部および周側面と、ベース絶縁層５における回路１２および第２端子１３の周囲の厚み方向一方面とに配置されている。

カバー絶縁層７の材料としては、ポリイミドなどの絶縁樹脂が挙げられる。

カバー絶縁層７の厚みは、例えば、２μｍ以上、好ましくは、５μｍ以上であり、例えば、５０μｍ以下、好ましくは、３０μｍ以下である。

この配線回路基板１における実装領域２は、例えば、配線回路基板１における回路領域３より薄い。

配線回路基板１における実装領域２の厚みＴ５は、ベース絶縁層５の厚み方向他方面およびカバー絶縁層７の厚み方向一方面の距離であって、例えば、５０μｍ以下、好ましくは、４０μｍ以下、より好ましくは、２５μｍ以下であり、また、例えば、１μｍ以上である。配線回路基板１における回路領域３の厚みＴ６は、金属支持層４の厚み方向他方面およびカバー絶縁層７の厚み方向一方面の距離であって、例えば、５０μｍ超過、好ましくは、６０μｍ以上、より好ましくは、７５μｍ以上であり、また、例えば、１，０００μｍ以下である。

回路領域３の厚みＴ６に対する実装領域２の厚みＴ５の比（Ｔ５／Ｔ６）は、例えば、０．８以下、好ましくは、０．５未満、より好ましくは、０．３以下であり、また、例えば、０．０１以上、好ましくは、０．１以上である。

次に、この配線回路基板１の製造方法を、図２Ａ～図３Ｇを参照して説明する。

図２Ａに示すように、この方法では、まず、金属シート１８を準備する。金属シート１８は、面方向に延びるシートである。金属シート１８は、金属支持層４を形成するためのシートである。

図２Ｂに示すように、次いで、この方法では、ベース絶縁層５を、金属シート１８の厚み方向一方面に形成する。例えば、絶縁樹脂を含む感光性のワニスを、金属シート１８の厚み方向一方面に塗布および乾燥して、感光性のベース皮膜を形成し、これをフォトリソグラフィーして、ベース絶縁層５を形成する。なお、このベース絶縁層５は、フォトリソグラフィーにおける階調露光に基づいて、厚みがそれぞれ異なる第１ベース部２１および第２ベース部２２を有する。第１ベース部２１は、第２ベース部２２より薄い。第１ベース部２１は、実装領域２のベース絶縁層５である。第２ベース部２２は、回路領域３のベース絶縁層５である。

図２Ｃに示すように、次いで、この方法では、第２導体層１４を、第１ベース部２１の厚み方向一方面に形成する。例えば、スパッタリング、めっきなどによって、第２導体層１４を形成する。

図２Ｄに示すように、次いで、この方法では、中間絶縁層１５を、第１ベース部２１の厚み方向一方面に、第２導体層１４を被覆するように形成する。例えば、絶縁樹脂を含む感光性のワニスを、ベース絶縁層５および第２導体層１４の厚み方向一方面に塗布および乾燥して、感光性の中間皮膜を形成し、これをフォトリソグラフィーして、中間絶縁層１５を形成する。

図３Ｅに示すように、次いで、この方法では、導体層６を、ベース絶縁層５の厚み方向一方側に形成する。具体的には、例えば、アディティブ法、サブトラクティブ法などによって、端子パターン８および回路パターン９のそれぞれを、中間絶縁層１５の厚み方向一方面、および、回路領域３におけるベース絶縁層５の厚み方向一方面に形成する。また、図示しない第２配線を実装領域２のベース絶縁層５および第２導体層１４の厚み方向一方面に形成する。例えば、まず、端子パターン８および回路パターン９のうち、いずれか一方を形成し、その後、他方を形成する。または、アディティブ法であれば、まず、端子パターン８と、回路パターン９の厚み方向他方側部分とを形成し、次いで、回路パターン９の厚み方向一方側部分を他方側部分に積層する。

図３Ｆに示すように、カバー絶縁層７を、ベース絶縁層５の厚み方向一方側に形成する。例えば、絶縁樹脂を含む感光性のワニスを、ベース絶縁層５、中間絶縁層１５および導体層６の厚み方向一方面に塗布および乾燥して、感光性のカバー皮膜を形成し、これをフォトリソグラフィーして、カバー絶縁層７を形成する。

図３Ｇに示すように、次いで、この方法では、金属支持層４を金属シート１８から形成する。具体的には、実装領域２における金属シート１８を除去する。金属支持層４を形成するには、例えば、エッチングなどによって、金属シート１８を外形加工する。

これによって、配線回路基板１が得られる。

この配線回路基板１は、例えば、電子素子３１を厚み方向一方側に実装するとともに、外部基板３３を厚み方向一方側に実装する実装用基板である。

電子素子３１としては、例えば、ＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤセンサなどの固体撮像素子などが挙げられる。電子素子３１は、平板形状を有する。電子素子３１は、厚み方向他方面に電極３２を有する。

外部基板３３は、平板形状を有する。外部基板３３は、厚み方向他方面に端子３４を有する。

図３Ｈに示すように、配線回路基板１の厚み方向一方側に電子素子３１および外部基板３３を実装するには、まず、電子素子３１および外部基板３３を、ともに、配線回路基板１の厚み方向一方側に準備する。続いて、電子素子３１および外部基板３３のそれぞれを、配線回路基板１の厚み方向一方側から、実装領域２および回路領域３のそれぞれに実装する。電極３２と端子１１とを電気的に接続する。端子３４と第２端子１３とを電気的に接続する。

（一実施形態の作用効果）
そして、この配線回路基板１において、厚み方向一方側から、電子素子３１および外部基板３３のそれぞれを実装領域２および回路領域３のそれぞれに実装すれば、電子素子３１および外部基板３３のそれぞれと、端子１１および第２端子１３のそれぞれとを電気的に接続できる。

また、この配線回路基板１では、金属支持層４を備えるので、強度に優れる。そうすると、外部基板３３を回路領域３に実装しても、これを強固に支持できる。

従って、この配線回路基板１によれば、実装領域２および回路領域３においては、配線回路基板１の厚み方向一方側から電子素子３１および外部基板３３を実装できながら、回路領域３は、強度に優れる。

この配線回路基板１の実装領域２は、金属支持層４を備えないので、回路領域３に比べて、薄型である。

また、この配線回路基板１では、実装領域２の端子パターン８が、回路領域３の回路パターン９より薄いので、実装領域２を薄型化できる。

また、この配線回路基板１では、実装領域２のベース絶縁層５が、回路領域３のベース絶縁層５より薄いので、実装領域２を薄型化できる。

（変形例）
以下の各変形例において、上記した一実施形態と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、各変形例は、特記する以外、一実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、一実施形態およびその変形例を適宜組み合わせることができる。

一実施形態では、実装領域２は、金属支持層４を含まないが、例えば、図示しないが、金属支持層４を含んでもよい。

好ましくは、実装領域２は、金属支持層４を含まない。実装領域２は、金属支持層４を備えないので、回路領域３に比べて、薄型である。

図示しないが、端子パターン８は、回路パターン９より厚くても、または、回路パターン９と同じ厚さであってもよい。好ましくは、一実施形態のように、端子パターン８は、回路パターン９より薄い。これによって、実装領域２を薄型化できる。

また、図示しないが、実装領域２のベース絶縁層５が、回路領域３のベース絶縁層５より厚くても、または、回路領域３のベース絶縁層５と同じ厚さであってもよい。好ましくは、一実施形態のように、実装領域２のベース絶縁層５は、回路領域３のベース絶縁層５より薄い。これによって、実装領域２を薄型化できる。

また、図示しないが、配線回路基板１は、第２導体層１４および中間絶縁層１５を備えなくてもよい。

１配線回路基板
２実装領域
３回路領域
４金属支持層
５ベース絶縁層
６導体層
１１端子
１２回路
１３第２端子
３１電子素子
３３外部基板

Claims

中央部に配置される実装領域と、前記実装領域を囲んで配置され、断面において面方向両端部に配置される回路領域とを備える配線回路基板であって、
前記実装領域は、端子を含んでおり、電子素子を実装して前記端子と電気的に接続するための前記実装領域であり、
前記回路領域は、前記端子と電気的に接続される回路と、前記回路と電気的に接続される複数の第２端子とをさらに含んでおり、外部基板を実装して前記複数の第２端子と電気的に接続するための前記回路領域であり、前記複数の第２端子は前記断面において、前記面方向両端部の前記回路領域の両方に配置され、
前記実装領域は、
ベース絶縁層と、
前記ベース絶縁層の厚み方向一方面に対して厚み方向一方側に配置され、前記端子を含む導体層とを備え、
前記回路領域は、
金属支持層と、
前記金属支持層の厚み方向一方面に配置される前記ベース絶縁層と、
前記ベース絶縁層の厚み方向一方側に配置され、前記回路および前記複数の第２端子を含む前記導体層とを備えており、
前記端子の厚み方向一方面、および、前記複数の第２端子の厚み方向一方面が、厚み方向一方側に露出していることを特徴とする、配線回路基板。
前記実装領域は、金属支持層を備えないことを特徴とする、請求項１に記載の配線回路基板。
前記実装領域の前記導体層が、前記回路領域の前記導体層より薄いことを特徴とする、請求項１または２に記載の配線回路基板。
前記実装領域の前記ベース絶縁層が、前記回路領域の前記ベース絶縁層より薄いことを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の配線回路基板。