JPH0143473B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はAl板等の金属板を支持基板として、
半導体素子、コンデンサ、抵抗等の各種電子回路
部品を搭載する配線基板に関するもので、特に配
線導体が施こされた金属板を曲折して利用するも
のである。

従来から電子機器の配線基板としては、ガラ
ス、セラミツク、ガラスエポキシなどリジツドな
絶縁板が一般に用いられている。これ等の基板材
料は材料強度、折曲げや絞り加工性等の点から通
常平担な板状で利用され、電子機器内の配線基板
収納空間等の都合から平担な基板を用いることが
できない場合には、別途に設けられた平担な基板
との間にケーブルや、コネクタ等を用いてお互い
に垂直に配設する等の接続方法が採られている。
このように従来の配線基板は変形加工が難しいと
いう面から、平担なプリント基板を複数個つなぎ
合せて所望形状に組み立てねばならず、部品点数
が多くなるばかりでなく、電子機器の小型化、軽
量化及び薄型化が要求されているにもかかわらず
充分応じきれていないという問題があつた。上記
問題点に対してAl等の金属板を基板に利用して
このAl板表面にアルマイト層を形成し、該アル
マイト層を絶縁層として表面に所望パターンの配
線導体を形成して配線基板とすることも試みられ
ている。しかし絶縁層となるアルマイト層はアル
マイト処理時に生じるピンホール等のために回路
基板としての耐圧に制限があり、またAl板を折
り曲げ等の機械加工した場合にも損傷を受け易く
任意の形状に折り曲げ加工して利用するには充分
とはいえなかつた。

本発明は上記従来の配線基板における問題点に
鑑みてなされたもので、金属基板の靭性と有機絶
縁層の可撓性を活かして、平担な基板に機械的な
加工を施こし、配線導体の断線や剥離等を引き起
こすことなく任意の形状に折り曲げ等の変形を加
えた配線基板を提供するものである。次に図面を
用いて本発明を詳細に説明する。第１図に於て
A₁は後に製造工程を挙げ詳述する金属板を用い
た配線基板で、該配線基板A₁上に形成された配
線導体Ｂには、半導体素子C₁、コンデンサC₂、
抵抗C₃等の回路部品が電気的接続されているの
みならず、必要に応じてスピーカー、キー等の入
出力部品が設けられている。該配線基板A₁は、
各種電子機器の筐体Ｄ内に収納されるが、その際
筐体Ｄの内部形状及び周辺に配設された部品との
位置関係によつて配線基板A₁の適宜の位置に折
り曲げ部E₁が形成される。

第１図の実施例においては、表示部を含む回路
モジユールが本発明による配線基板A₁で設けら
れ配線基板A₁は筐体Ｄの表示窓Ｆに表示素子接
続端部Ｇが対向するように部分E₁で折り曲げ加
工されている。上記表示素子接続端部Ｇには、金
属板に穿設された貫通孔を挿通させて発光ダイオ
ードＨが配線基板A₁の配線導体Ｂにハンダ等に
よつて電気的接続されている。尚発光ダイオード
Ｈと金属板とは電気的に絶縁された状態で挿通さ
れている。配線基板A₁はAl金属板を基体として
いるため靭性があつて機械加工が容易で、任意の
形状に加工することができ、また金属板上の配線
導体Ｂは後述するように可撓性をもつ有機絶縁層
を下地層とし、この上に金属の蒸着膜、スパツタ
膜等イオン工学的手段を介して堆積された薄膜か
ら成る配線パターンで形成されているため、金属
板を折り曲げ加工しても変形に応じることがで
き、曲折部をもつた配線基板を同一の配線基板で
設けることができる。

第２図に示す実施例は、表示体H′がマトリツ
クスデイスプレイの如く２次元的な平面をもつて
構成された電子機器に本発明を適用した場合を示
し、LCD、EL、ECD等からなる表示体H′を駆動
するための半導体回路C′を搭載した配線基板A₂
が上記表示体H′の裏面に接続されている。配線
基板A₂は表示体H′の裏面形態や配線基板に搭載
された回路部品の占有空間を確保して表示体
H′側と半導体回路側を電気的に結合させるため、
配線基板中央部を低く、周辺部が高くなるように
曲折部E₂を有する鍔をもたせて絞り加工され、
鍔部の平面を利用して配線基板A₂側の配線導体
B′と表示体H′側のリード線とがエラストマＩを
介て電気的接続されている。本実施例において
は、表示体がなす２次元の広がりを利用して配線
基板を積層構造にするため、表示部分を小型、薄
型化できる。

また第３図は、情報処理装置の交換可能なメモ
リカセツトに本発明を実施した例を示し、ROM
等の半導体チツプを搭載した本発明による配線基
板A₃は上記実施例と同様に周辺部曲折部E₃を有
し、絞り加工が施こされ、加工された窪み部に半
導体チツプC″等を収納した状態で蓋体Ｊとの間
がシールされカセツト形態に構成されている。上
記配線基板A₃は更にカセツトの筐体としての役
目も果している。尚Ｋは該メモリカセツトを電子
機器と電気的接続するために、蓋体Ｊを穿設して
配線導体Ｂから導出された接続用の端子で、該端
子Ｋに図示の如くスプリング導体Ｌを当接させた
り、エラストマを当接させて相互の接続がなされ
る。

第４図ａは更に他の実施例を示し、抵抗、コン
デンサ等の回路部品を搭載した従来のPWB等か
らなるマザーボードＭに、機能回路を搭載した本
発明による配線基板A₄を接続した構造を示す。
配線基板A₄はマザーボードＭに取付けられた抵
抗、コンデンサ等の周辺部品の大きさ、占有空間
等を配慮して、余白空間に納まるように、或いは
周辺部品と高さ等が揃うように例えば図に示す如
くコ字状に折り曲げられE₄、該コ字状配線基板
A₄がマザーボードＭに接続される。配線基板A₄
は第４図ｂの断面図に示す如く、コ字状に折り曲
げられた金属板の内側に配線導体Ｂが形成され、
内部空間に半導体装置Ｃ等の回路部品が取付けら
れている。マザーボードＭとの組み立てに際して
は接続を容易にするため、コ字状配線基板の先端
部にリードピンＮが予め植設され、該リードピン
を用いてマザーボード側の配線と接続される。

次に上記各実施例に用いられている本発明によ
る配線基板の製造方法を第５図ａ〜ｇを用いて説
明する。

まず第５図ａに示す如く、洗浄されたAl、Cu
等の金属板１にポリイミドワニス、ポリアミドワ
ニス等の第１有機絶縁物２をロールコーター法等
で塗布し、加湿｛たとえば150℃（30分）＋250℃
（30分）｝することにより溶剤成分を蒸発させる。
この場合、前述のワニスの代りに半硬化状態の有
機物シートでもよく、又、接着剤を塗布してポリ
イミドフイルム等を加温加圧で貼りつけても良
い。すなわち、可撓性を有する絶縁層であればい
ずれをもちいても良い。上記有機絶縁層２がもつ
可撓性は、ベースとなつている金属板１の靭性と
ともに配線基板を上記各実施例の如く折り曲げる
際に有効に作用し、たとえ折り曲げても破損する
ことはなく、ピンホーール等の心配がないため極
めて安定した高絶縁性を得ることができる。

次に上記有機絶縁層２上にイオン工学的手法
（蒸着、スパツタリング、イオンクラスター）に
よりデポジシヨンを行ない、続いて不要部分をエ
ツチング除去してAl又はAl―Ni・Cu合金薄膜か
らなる下部配線導体３を第５図ｂの如く所望パタ
ーンに形成する。

上記下部配線３が所望パターンに形成された後
該下部配線導体３上面に接着性を有する第２有機
絶縁物層４（たとえば接着剤を塗布したポリイミ
ドフイルム、ポリイミドワニス、ポリアミドイミ
ドワニス）を第５図ｃの如く配する。ここで、第
２有機絶縁物層４は加圧、加温（例えば250℃程
度）によつて第１有機絶縁層２及び下部配線３と
接着可能であり、かつスルーホールのエツチング
加工が可能な可撓性を有する高絶縁材料であるこ
とが必要である。この条件を満たす材料として本
実施例では、接着剤付ポリイミドフイルムを選定
したがこれ以外に接着力を有する半硬化状態のポ
リアミドイミドフイルム、ポリアミツクアシツド
フイルム等でも、FEP等の熱可塑性のフイルム
等でもよい。又、印刷法ロールコータ法の手法を
用いて基板上に塗布できるポリイミドワニス、ポ
リアミドイミドワニス等の各種液状、ペースト状
のレジンを用いても良い。

次に第５図ｄに示す如く第２有機絶縁層４上に
有機と無機物質から成るレジストを印刷しその後
これをマスクとしてO₂プラズマエツチングにて
スルーホール孔５及びデバイス取り付け孔６を形
成する。該デバイス取り付け孔６は、搭載される
回路部品が放熱性を必要とする場合に、金属板１
の熱伝導性を活かすために設けられ、その際には
対応する第１有機絶縁層２部分も除去することが
望ましい。該工程で有機と無機の混合レジストを
マスクとして用いることは、第２有機物絶縁層４
のプラズマエツチング時にレジスト中の有機物質
も同時にエツチングされることによりスルホール
孔５においてなだらかな傾斜を得ることができ、
後に安定で良好なスルホールコンタクトを得るこ
ととなる。もちろん、プラズマエツチングを用い
ずにヒドラジン、NaOH等の湿式エツチングを
行なつても良いが、この場合には下部配線導体３
がこれらにおかされないことや又、第２有機物絶
縁層４がこれらによりエツチングされる材料であ
ることなどの制約を受けることになる。しかし、
プラズマエツチングの場合には有機物層であれば
すべてO₂プラズマによりエツチングすることが
可能でたとえば接着剤を塗布したポリイミドフイ
ルム等も使用することができる利点がある。（ヒ
ドラジン、NaOHを用いたエツチングの場合に
は、接着剤のエツチングは不可能である。） 更に、第５図ｅに示す如く、上方より再度イオ
ン工学的手法によりデポジシヨンを行ない、スル
ーホール孔５を介して下部配線導体３まで装填堆
積された金属膜により電気的に接続されたスルー
ホールコンタクトを得ると同時に上部配線導体７
を上記下部配線導体３と同様の方法で形成する。
この上部配線導体７はAl膜、Ni膜、及びAu膜か
ら成る３層金属膜あるいはAl膜及びNi膜、Al膜
及びNi―Cu合金膜、Cr膜及びNi膜、Cr膜及び
Ni膜、Cr膜及びNi―Cu合金膜から成る２層金属
膜等の多層金属膜構造が用いられる。ここでAl
膜は第２有機物層４との接着力を得る機能を有
し、Ni膜は後工程でのハンダに対する濡れ性を
付与するものである。即ち、上部配線導体７は接
着機能を有する蒸着膜と濡れ性を良好ならしめる
蒸着膜の２種類の薄膜で構成されている。

上記下部配線導体３も以上と同様の理由で２種
類の多層膜で構成している。

次に本実施例ではデバイスと基板の接続法とし
てテープキヤリヤデバイスによる半田付を採用し
ている為、接続部分に印刷等により半田を形成す
る。この接続部分は上部、下部いずれでも良いが
本実施例では下部配線導体ヘデバイスを接続す
る。その後上記平担な多層配線基板を機械加工す
ることにより、第１図乃至第４図ａ，ｂの実施例
に示した如く、有機絶縁物層及び上部、下部配線
導体と一体的に金属板１を、少なくとも１箇所で
折り曲げ、或いは絞り加工して、配線基板として
適切な形状に加工成型される。第５図ｆは基板周
辺を単純に折り曲げて箱型に加工した状態を示
す。

次にフオーミングされたテープキヤリヤ半導体
装置８を導電ペースト９でデバイス取り付け孔６
にダイボンドし、アウターリード１０を配線基板
の下部配線導体３と半田付けし通電回路を形成す
る。この状態を第５図ｇに示す。半導体装置８等
のデバイスのダイボンドはAl板１に導電ペース
トで直接とりつけても放熱が特に要求されない場
合は第１有機物絶縁層２上、第２有機物絶縁層４
上、下部配線３上、上部配線７上でも良い。又、
不必要ならダイボンドはしなくても良い。デバイ
スとしてはビームリードチツプ、フリツプチツプ
等のワイヤレスチツプ或いはワイヤーボンドチツ
プでも良くデバイス数は１個以上多数個であつて
もまつたく同様である。上記配線基板は多層配線
構造としたが、単層配線板であつても同様である
ことはいうまでもない。又デバイスをとりつけて
から金属板を折り曲げても良い。

以上本発明によれば、有機絶縁物層を介してイ
オン工学的手段による金属薄膜のパターンから成
る配線導体が形成された金属板を用いて配線基板
を形成し、該配線基板に折り曲げ部を設けて各種
電子機器筐体内に組込むため、折り曲げ部で断線
や剥離によつて配線導体を損うことなく配線基板
を実装空間に対応させて任意形状に加工すること
ができ、配線基板及び電子機器の設計が容易にな
り、機器を構成する部品の高密度実装を図ること
ができ、小型化、薄型化を好適の配線基板を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例を示す断面図、
第２図乃至第４図ａ，ｂは本発明による他の実施
例を示す断面図、第５図ａ〜ｇは本発明による配
線基板の製造工程を説明するための断面図であ
る。 A₁〜A₄：配線基板、Ｂ：配線導体、Ｃ：回路
部品、E₁〜E₄：折り曲げ部、１：金属板、２：
第１有機絶縁物層、３：下部配線導体、４：第２
有機絶縁物層、７：上部配線導体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 配線導体が一方の表面に密着形成された有機
   絶縁層の他方の表面を金属板上に固着して成る配
   線基板において、前記配線導体はイオン工学的手
   段を介して堆積された金属薄膜のパターンから成
   りかつ前記金属板に加工形成された折曲部の折曲
   成形面に沿つて前記有機絶縁層とともに折曲成形
   されていることを特徴とする配線基板。