JPH0265198A - リジッドフレキシブルプリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はリジッドフレキシブルプリント配線板の製造方
法に関し、特に、リジット部およびフレキシブル部を別
々に製造してから接続および一体化することにより、高
い信頼性を有するリジッドフレキシブルプリント配線板
を簡便な工程により製造可能にした、リジッドフレキシ
ブルプリント配線板の製造方法に関する。

［従来の技術］ プリント配線板は、電気配線を数層に渡って平面的かつ
立体的に形成した配線板であり、配線、部品搭載および
接続の機能を有するものである。

特に、多層プリント配線板にあっては各層間を接続する
立体的な配線が重要となる。

この配線方法として、従来、各層のパターン（プリント
配線）を形成してから接着剤とホットプレスにより全体
を一体化した後、ＮＣルータで必要箇所に穴あけを行な
い、そして穴あけ時に発生したスミャなどを除去する処
理を行なってから無電解めっきを行なって導通をとり、
さらに必要な厚みの電気めっきを行なうという銅スルホ
ールめっき法が主流である。リジッドプリント配線板の
部分（以下、リジッド部という）とフレキシブルプリン
ト配線板の部分（以下、フレキシブル部という）とが一
体となったリジッドフレキシブルプリント配線板におい
ては、各層が異種類の層から形成されているので、穴あ
け時に発生するスミャ除去にプラズマ処理も併用されて
いる。

簡易な配線方法としては、各層を一体成形した後、穴あ
けを行なってから導電性ペーストをその穴部に充填して
各層の導通をとるペースト充填法や、特にリジッドフレ
キシブルプリント配線板において有効な、リジッド部と
フレキシブル部を半田によって接続する半田接続法が知
られている。

これら銅スルホール法、ペースト充填法、および半田接
続法により作成されたフレキシブルプリント配線板の断
面図を、それぞれ第４図、第５図および第６図に示す。

［発明が解決しようとする課ｇ］ しかしながら、銅スルホール法は、各層を重ねて一体化
した後に穴あけを行なう方法を採るので、穴あけ部の位
置が各層でずれる場合があり、その場合、各層の接続が
不可能となる。したかって、プレス時のずれ対策が必要
であり、各層の穴あけ部のランド径も大きくする必要が
あり、ファイン化が困難である。また、各層を通してス
ルホールを形成するので、多層板になるとアスペクト比
（スルホールの、長さと径の比）が大きくなり、スルホ
ールの信頼性が低下する。特に、リジッドプリント配線
板とフレキシブルプリント配線板が一体化されたリジッ
ドフレキシブルプリント配線板では、各層の構成材料が
異なっているため穴あけ時にスミャが発生しやすく、デ
スジャ／エッチバック処理においても各層のスミャの除
去のされ方やエツチングのされ方が異なり、さらに無電
解めっき前処理液の各層への前処理効果が異なり、シー
テイングのされがたも各層によって異なる。したがって
、各層への無電解めっきの付き方が異なり、スルホール
信頼性を、はぼ同じ材料から成っている多層リジッド板
における場合より極端に悪くしている。また、一体成形
後に全体を通して穴をあけているため、スルホール部の
アスペクト比が大きく、上下方向の繰返し応力に耐える
ためには疲労延性に優れためっき浴を選びかつめっき厚
を厚くする必要がある。さらに、各層の材料の熱膨張係
数が異なっているので、一体成形後の横方向のずれ（収
縮）が発生し、かつ各層間の内部応力も大きいので、各
層間の接着力を大きくする必要がある。

ペースト充填法においては、ペースト自体の導電率が低
いこと、スルホール部への充填が難しいこと、各層の導
体部とペースト充填層との接続信頼性が得られていない
こと、充填後のペーストの硬化（焼成）が必要であるこ
と、などの問題点がある。

半田接続法は簡単であるが、半田の融点が２００℃前後
と低いので、部品実装時にスルホールの半田接続部が溶
けてしまう恐れがあり、信頼性がない。

本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、
各層の配線パッドの位置ずれ精度を厳しくする必要がな
く、ファインパターンの場合でも容易に各層を任意の場
所で接続でき、しかも各層の材料構成が異なっている場
合でも低抵抗で耐熱性を有し、種々の外力に対しても高
い接続信頼性を有するリジッドフレキシブルプリント配
線板の製造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 第１図は、上記目的を達成した本発明の方法により製造
されたフレキシブルプリント配線板の一例を示す断面図
であり、第２図は第１図中の破線部分を拡大して示す断
面図である。

第１図に示すように、本発明では、絶縁層１と導体パタ
ーン２とを含むリジッド部Ｒおよびフレキシブル部Ｆを
別々に製造し、その後、両者の導体パターン２間の所要
の接続を確保しつつ両者を一体化するリジッドフレキシ
ブルプリント配線板の製造方法において、リジッド部Ｒ
およびフレキシブル部Ｆの導体パターン２にそれぞれ接
続に必要なパッド部３を設け、パッド部３および他の所
定部分以外は絶縁層４で被覆し、パッド部３に突起５を
形成し、リジッド部Ｒおよびフレキシブル部Ｆをパッド
部３を対向させて接着剤６で一体化しかつこれにより突
起５を介して対向するパッド部３同士の導通を確保する
ようにしている。パッド部３の突起部はめっきによって
形成するのが好ましい。

突起５は、例えば、パッド部３に、周りの絶縁層４の高
さ分の通常めっきを行なって、さらにその上に特殊なめ
っき条件によりこぶ状の突起を形成するか、あるいは通
常のめっきは行なわずに直接特殊なめっき条件によって
針状の突起を形成することにより好ましいものが得られ
る。このようにして形成した突起５に、さらに低い電流
密度でかぶせめっきを行なえば突起５のこしを強くする
こともできる。また、密着の強い均一な突起５を形成す
るためにはパルスめっきを行なうのが好ましい。さらに
、酸化を防止するためには突起５に薄く金めつきを行な
うのが好ましい。

各層の接着による一体化は、例えば、接着面に液状の熱
硬化性樹脂を必要厚さ塗布しあるいは半硬化状態のシー
ト状の熱硬化性接着剤を配置して、ホットプレスにより
行なうのが好ましい。また、好ましい別の態様において
は、シート状の熱硬化性接着剤を使用して熱圧着機によ
り一体成型される。

［作用］ この製造方法において、リジッド部Ｒおよびフレキシブ
ル部Ｆの各層（両面板の場合はスルホールを通して接続
された各２層）はそれぞれの最適条件（特にスルホール
メツキにおいて）で別々に製造され、各層が導体パター
ン２の接続部に設けられたパッド部３を含めて接着剤に
より接着され体止されると、これと同時に、パッド部３
の突起５による相手側パッド部への突き刺し効果、およ
び接着剤による永久的な固定効果によって導通が確保さ
れる。

ここで、各層は別個に製造されるため、リジッド部とフ
レキシブル部のスルホールは、第１図に示されるように
各層間で遮断され、そのアスペクト比は従来のものの場
合に比べ半分程度となる。スルホールをめっきする場合
もプラズマ処理や過マンガン酸などによるデスミャ処理
を要しない。また、対向する接続パッド部３は、比較的
広い面積を有するので横方向の整合性は従来法における
ほど厳しくは要求されずに接着が行なわれ、また突起５
のアンカー効果により接着面積が大きく高い強度で接着
される。

なお、本発明で用いられる突起の形成および接着方法は
、第３図に示すように、リジッドプリント配線板７上に
形成したリード部８とリード用として別に製造したＦＰ
Ｃ（フレキシブルプリント配線板）９とを接続するにあ
たりて、リード部８に突起を形成し接着剤によって接続
するというように、コネクタとして応用することも可能
である。

［実施例］ 本発明を実施例および比較例により具体的に説明する。

及五■ユ 両面フレキシブル銅張積層板および両面ガラスエポキシ
銅張積層板に０．４　ｍｍφの穴をあけ１０〜１５μｍ
の厚さのスルホールめっきを施した基板を準備し、各基
板の両面に１．５ミルのドライフィルムをラミネートし
必要なパターンを画像形成した。

次いでＮａ２　ＣＯ３の１％水溶液で現像処理し、塩化
第二銅溶液でエツチングして両面に銅パターンを形成し
た。

さらに３％ＮａＯＨ水溶液でドライフィルムを剥離した
。この段階で、両面フレキシブル銅張積層板および両面
ガラスエポキシ銅張積層板に対する配線パターンの形成
が完了し、このようにして配線パターンが形成された両
面フレキシブル銅張積層板および両面ガラスエポキシ銅
張積層板を以後、それぞれ両面ＦＰＣおよび両面ＰＷＢ
と称する。

次に、両面ＦＰＣの両面に接続用のパッド部が残るよう
に両面ともカバーレイフィルムで被覆した。両面ＰＷＢ
の表面（後述の一体成形後に表面となル面）にはＩＣパ
ッドへのリード部を残し、裏面には接続用のパッド部が
残るように両面ともカバーレイフィルムで被覆した。こ
こで用いられるカバーレイフィルムは、半硬化のエポキ
シ系熱硬化性樹脂接着剤を、ポリイミドフィルムに貼り
付けたものであり、両面ＰＷＢとの接着はホットプレス
によった。

この後、両面ＦＰＣおよび両面ＰＷＢを脱脂、酸洗、活
性化などの前処理を行なってから各々の接続用パッド部
にカバーレイフィルムの高さ相当分、通常の硫酸銅めっ
き浴でめっきを行なった。

そして、めっき液組成１００　ｇ　／　１１　Ｈ２Ｓ　
Ｏ４，８ｇ　／　１　ｃ　ｕの硫酸銅めっき浴にて電流
密度６〜１０Ａ／ｄｍ’で３０〜１２０秒間めっきを行
ない針状またはこぶ状のめっきを生成させた。この段階
では針状またはこぶ状のめつき物の密着や腰の強さが不
十分なので、さらに電流密度Ｉ　Ａ／ｄｍ２でＳ分程度
のかぶせめっきを行なって針状またはこぶ状のめっき物
の腰の強さを補強した。またさらに、針状またはこぶ状
めっき物の表面が酸化するのを防止するため電流密度Ｉ
　Ａ　／　ｄ　ｍ　２で１０〜２０秒純金めっきを行な
って表面を保護した。

以上の工程まで進んだ両面ＦＰＣＩ枚と両面ＰＷ８２枚
を準備し、シート状の半硬化のアクリル系接着剤（デュ
ポン社製パイラックス、厚み２５〜５０μｍ）を各両面
ＰＷＢの裏面にラミパッカーで仮接着した。そして、両
面ＦＰＣをこれらの間に配置して、両面ＦＰＣの接続用
パッド部と各両面ＰＷＢの裏面の接続用パッド部とが重
なるように位置合せ用の穴とピンを用いて重ね合わせて
から、仮付けをし、さらにこの状態でホットプレスにて
熱圧着を行なった。ここで、熱圧着は、まず低い圧力の
もとで昇温を行ない、所定の温度に達して半硬化のシー
ト状接着剤がゲル化した段階で高い圧力を作用させて、
接続用パッド部に設けた針状またはこぶ状の突起がお互
いに突き刺し合って接続すると同時に空隙部に樹脂が完
全に充填されるようにして行なった。その後、所定温度
および高い圧力状態を必要時間保持して樹脂を硬化させ
接続状態を固定させた。

これにより両面ＦＰＣと両面ＰＷＢの一体成形接続が完
了し、第１図に示すような６層の多層リジッドフレキシ
ブルプリント配線板が製造できたことになる。

次に、このリジッドフレキシブルプリント配線板を一６
５℃で３０分間冷却し、１２５℃で３０分間加熱する処
理を１サイクルとした熱衝撃試験、ならびに室温で３０
分間放置し２６０℃で３０分間加熱する処理を１サイク
ルとしたホットオイル試験を行ない、それぞれ抵抗上昇
率が２０％以下を保持する最大の処理サイクルを求めた
。

この結果を第１表に実施例１として示す。また、比較の
ため、従来のデスミャ／エッチバックおよびプラズマ処
理を伴なった銅スルホール法により作製した配線板なら
びにデスミャ／エッチンバック処理を伴なった銅スルホ
ール法により作製した配線板について同じ試験を行なフ
た結果を、それぞれ比較例１および比較例２として、併
せて第１表に示す。

第１表 第１表に示されるよに、本実施例で作製したリジッドフ
レキシブルプリント配線板は、銅スルホール法によるも
のに比べ熱衝フに強いことがわかる。

次に、上述の本実施例で作製したリジッドフレキシブル
プリント配線板について、前処理とじて１３５±１０℃
で６時間以上乾燥した後、２６０±５℃で１０秒加熱し
、また２８８±５℃で１０秒加熱して、それぞれの場合
において加熱による接続抵抗の変化を測定した。この結
果、いずれにおいても接続抵抗の上昇は認められず、半
田溶解温度程度の加熱に何ら影響されないことがわかっ
た。

次に、本実施例で作製したリジッドフレキシブルプリン
ト配線板を４５℃、湿度９０％の環境下に１０００時間
放置し、絶縁抵抗の変化を測定した。この結果、絶縁抵
抗は、試験前後で変化なく１０１１Ωであった。

さらに、本実施例で作製したリジッドフレキシブルプリ
ント配線板について接続抵抗を測定したところ、１０−
３Ω以下であった。異方性導電膜を用いて接続する従来
の接続法による場合が１０−１〜１０２Ωであるのに比
べ、優れた導電性を有することがわかる。

実施例２ かぶせめっきを行なうかわりにオン１０−３秒オフ９Ｘ
１０−’秒のパルス形式でパルスめっきを使用すること
により、密着の強い均一な突起を形成した以外は実施例
１と同じ方法でリジッドフレキシブルプリント配線板を
作製した。

実施例３ 突起形成においてめっき浴に微小銅粉（中心粒径５〜１
０μｍ）を懸濁させ懸濁粒子が均一に被めっき面にあた
るように攪拌を行なって懸濁粒子を共析させて突起を形
成した以外は実施例１と同じ方法でリジッドフレキシブ
ルプリント配線板を作製した。

実施例４ 突起形成において無電解めっき（ワールドメタル社製（
ＣＡＴプロセス）にて突起を形成した以外は実施例１と
同じ方法でリジッドフレキシブルプリント配線板を作製
した。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば以下の効果を奏する
。

（１）リジッド部およびフレキシブル部はそれぞれ別個
に製造するためそれぞれ最適条件（特にスルホールめっ
き）で製造できる。

（２）スルホールめっき工程においてプラズマ処理や過
マンガン酸などによるデスミャ処理が不要である。

（３）リジッド部およびフレキシブル部の接続パッド部
の突起は非常に簡単に短時間でできるため製造時間およ
び工程が短縮される。

（４）スルホールがリジッド部とフレキシブル部間で遮
断されるのでアスペクト比が従来法に比較して半分程度
と小さくなり、スルホールの信頼性が著しくよくなる。

（５）リジッド部とフレキシブル部の接続パッドは平面
的に確保されているので横方向のずれに対しても接続信
頼性が確保される。

（６）接着剤に耐熱性を有する接着剤を使用することに
より、高い耐熱性が得られる。

（７）リジッド部とフレキシブル部の接続パッド部に形
成された突起により接着面積が大（アンカー効果）とな
り、強い接着強度が得られる。

（８）接着剤として熱硬化性樹脂を使用することにより
、その耐薬品性や耐環境性のため半永久的な接続が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法により製造したリジッドフレキシ
ブルプリント配線板を示す断面図、第２図は本発明の方
法により製造したリジ・ンドフレキシブルプリント配線
板の接続されたパッド部を拡大して示す断面図、 第３図に）＝→≠は、本発明で用いられる接続方法の応
用例を示す説明図、 第４図は、従来の銅スルホール法により製造したリジッ
ドフレキシブルプリント配線板を示す断面図、 第５図は、従来のペースト充填法（または半田スルホー
ル法）により製造したリジッドフレキシブルプリント配
線板を示す断面図、そして第６図は、従来の半田接続法
より作製したリジッドフレキシブルプリント配線板を示
す断面図である。 絶縁層、 ２：導体パターン、 ３：パラ ド部、 ４　： 絶縁層、 ５　： 突起、 ６　： 接着剤。 特 許

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．絶縁層と導体パターンとを含むリジッド部およびフ
   レキシブル部を別々に製造し、その後、両者の導体パタ
   ーン間の所要の接続を確保しつつ両者を一体化するリジ
   ッドフレキシブルプリント配線板の製造方法において、
   該リジッド部およびフレキシブル部の導体パターンにそ
   れぞれ接続に必要なパッド部を設け、該パッド部および
   他の所定部分以外は絶縁層で被覆し、該パッド部に突起
   を形成し、該リジッド部およびフレキシブル部を該パッ
   ド部を対向させて接着剤で一体化しかつこれにより該突
   起を介して該対向するパッド部同士の導通を確保するこ
   とを特徴とするリジッドフレキシブルプリント配線板の
   製造方法。
2. ２．前記パッド部の突起はめっきによって形成する、請
   求項１記載のリジッドフレキシブルプリント配線板の製
   造方法。