JPH04352486A - 多層プリント回路基板 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子機器等に用いて好
適なフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）とリジッ
ドプリント回路基板とを異方性導電膜により接続する多
層プリント回路基板に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
多層プリント回路基板としてフレキシブルプリント回路
基板（ＦＰＣ）とリジッドプリント回路基板とを異方性
導電膜を用いて接続させたものが提案されている。この
多層プリント回路基板の接続部、つまりフレキシブルプ
リント回路基板（ＦＰＣ）とリジッドプリント回路基板
との接続部は、図６に示すような方法により作成されて
いた。図６において３はＦＰＣを示し、このＦＰＣ３は
ポリイミドフィルム等のフレキシブル基板３ａ上に銅箔
３ｂにより回路パターンを形成し、この銅箔３ｂの上に
さらに銅箔３ｂの絶縁性を確保し、また銅箔３ｂを保護
するために、カバーレイ３ｃを設ける。ただし、接続部
分の所はカバーレイ３ｃを除去してある。また、４はリ
ジッドプリント回路基板を示し、ガラスエポキシ樹脂等
の硬質のリジッド基板４ａ上に銅箔４ｂで回路パターン
を形成したものである。ＦＰＣ３のカバーレイ３ｃが除
去されて銅箔３ｂが露出している接続部分と、リジッド
プリント回路基板の銅箔４ｂが設けらている側の部分と
の間には異方性導電膜２を配置し、ＦＰＣ３の接続部分
とリジッドプリント回路基板の銅箔４ｂを接続させるも
のである。この異方性導電膜２は、絶縁性のある接着剤
の中に導電粒子を分散させたものである。

【０００３】次に、ＦＰＣ３の接続部分とリジッドプリ
ント回路基板４の銅箔４ｂの接続方法について説明する
。ＦＰＣ３の上方には、ボンディングツール６を配置し
、このボンディングツール６は予め加熱されている。 次に、このボンディングツール６を押し下げることによ
り、ＦＰＣ３とリジッドプリント回路基板４を加圧し、
同時に両者の間に挟まれた異方性導電膜２も加圧する。 このとき、ボンディングツール６は前述したように加熱
されているので、この熱がＦＰＣ３を通して、異方性導
電膜２まで伝わることになる。異方性導電膜２は加熱に
より、まず、この膜を構成する接着剤が流動性を生じ、
上下からの加圧に伴って、左右の方向へ移動を始める。 一方、異方性導電膜２の中に分散してある導電粒子は当
所は、接着剤と伴に移動するが、ＦＰＣ３の接続部分と
リジッドプリント回路基板４の銅箔４ｂとのすき間が小
さくなるにつれ、この導電粒子は両者の間に挟れ移動で
きなくなる。また、加熱を継続するうちに接着剤は硬化
し、結果として、ＦＰＣ３の接続部分とリジッドプリン
ト回路基板４の銅箔４ｂは接着される。また、両者には
導電粒子の接触を介して導通が得られる。

【０００４】次に、ＦＰＣ３をリジッドプリント回路基
板４を接続した場合に、接続後のＦＰＣ３の状態につい
て説明する。接続するＦＰＣ３は図７に示すようなもの
であり、ＦＰＣ３の銅箔３ｂの上部には、異方性導電膜
の接続部を除く、全面にカバーレイ３ｃを被着し、銅箔
パターンを保護するとともに絶縁性を確保している。こ
のＦＰＣ３を、図８に示すようなリジッドプリント回路
基板４に接続することにする。異方性導電膜２による接
続は、図８に示すように、ＦＰＣ３側よりボンディング
ツール６を用い、熱プレスにより加圧，加熱しながら行
われる。その結果、ＦＰＣ３のフレキシブル基板３ａ及
び銅箔３ｂの接続部分は、リジッドプリント回路基板４
側に湾曲し、その湾曲部の頂点部分が、リジッドプリン
ト回路基板４の銅箔４ｂと接続することとなる。この湾
曲部分の歪はカバーレイの厚み、例えばポリイミド膜２
５μｍと接着剤の厚み２５μｍとの合計４５μｍとなり
、この歪による変形なしには接続することができない。

【０００５】しかし、このようにＦＰＣ３の変形を伴っ
て接続することにより、ＦＰＣ３端子部の寸法精度が変
化して、リジッドプリント回路基板４との位置ずれが発
生しやすくなること、また、ＦＰＣ３のフレキシブル基
板３ａは変形されることにより元の形に戻ろうとする応
力が発生し、接続部における接続の耐久性が低下するこ
と等の不都合が生じていた。

【０００６】そこで、本発明は斯る点に鑑み接続部の安
定性、耐久性に優れた多層プリント回路基板を得ること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の多層プリント回
路基板は、例えば図１に示すように、絶縁性のカバーレ
イフィルム３ｃを有するフレキシブルプリント回路基板
３の接続部のカバーレイフィルム３ｃを除去し、接続部
を対向する他のプリント回路基板４の端子部に異方性導
電膜２を介して接続してなる多層プリント回路基板にお
いて、カバーレイフィルム３ｃを除去されて露出した接
続部の導電層３ｂ上に新たな導電層１を積層するように
形成するものであり、また、この新たな導電層１をメッ
キ法により積層するように形成するものである。

【０００８】

【作用】本発明の多層プリント回路基板は、ＦＰＣのカ
バーレイフィルムを除去されて露出した接続部の導電層
上に新たな導電層を積層し、この導電層とリジッドプリ
ント回路基板の導電層を異方性導電膜を用いて接続する
ことにより、接続強度が大きくなるとともに耐久性に優
れたものとなる。

【０００９】

【実施例】以下、図１〜図５を参照しながら本発明の多
層プリント回路基板の一実施例について説明する。

【００１０】本例の多層プリント回路基板は、例えば図
１に示すように、ＦＰＣ３のカバーレイフィルム３ｃを
除去されて露出した接続部の導電層３ｂ上に新たな導電
層１を積層し、この導電層１とリジッドプリント回路基
板４の導電層４ｂを異方性導電膜２を用いて接続したも
のであり、この接続部の接続強度は大きなものであり、
耐久性にも優れている（図１（ｂ）及び図２と図４（ｂ
）とを比較参照）。

【００１１】本例に用いたＦＰＣ３の形状等について図
１（ａ）により説明する。ＦＰＣ３のフレキシブル基板
３ａの厚さは２０〜１００μｍ、銅箔３ｂの厚さは１８
〜７０μｍ、カバーレイ３ｃの厚さは２０〜７０μｍの
ものを使用し、また、メッキ層１の厚さはカバーレイ３
ｃの厚さよりも同程度又は厚くなるように２１〜１００
μｍの範囲で使用する。一方、カバーレイ３ｃが除かれ
ている銅箔３ｂの接続部分の面積は一定以上の接続面積
を確保するために、銅箔３ｂのパターン幅は５０μｍ以
上とし、カバーレイ３ｃを除いた部分の長さ、つまり露
出したパターンの長さは１ｍｍ以上にする。

【００１２】次に、上記構成により所期の目的を達成す
るか否かについて検討した具体的実施例について説明す
る。

【００１３】本例に用いたＦＰＣ３は、図３に示すとお
りであり、フレキシブル基板３ａ上には銅箔３ｂを形成
してある。この銅箔３ｂの幅は０．２ｍｍで、隣りの銅
箔３ｂとは同じく０．２ｍｍの距離をおいており、銅箔
３ｂは合計で１００本とした。この銅箔３ｂの上にはカ
バーレイ３ｃを被着し、このカバーレイの厚さはポリイ
ミド膜２５μｍと接着剤膜２０μｍの合計の４５μｍで
ある。カバーレイ３ｃは、図３に示すように、接続部の
所は取り除いてあり、その幅は３ｍｍとした。なお、本
例の特性と比較するために比較用のＦＰＣ３を作成した
が、その形状等は図５に示すとおりである。この比較用
のＦＰＣ３と本例のＦＰＣ３の違いは銅箔３ｂ上にメッ
キ層１を設けるか否かの違いであり、比較用のＦＰＣ３
にはこのメッキ層１を設けていない。

【００１４】本例および比較例の多層プリント回路基板
の作成方法について説明する。

【００１５】本例に用いたＰＦＣ３は、ポリイミド膜（
厚さ２５μｍ）に接着剤（接着剤の膜厚２０μｍ）によ
り、銅箔（厚さ３５μｍ）を被着させたもの（ソニーケ
ミカル製、ＣＫ１−０３０２）を用いて、通常の写真法
、つまりレジストを塗布した後、露光、現象、エッチン
グの工程により所定の回路パターンを形成した（図３参
照）。比較例に用いるＰＦＣ３も本例と同様の方法で回
路パターンを形成した（図５参照）。

【００１６】次に、フレキシブル基板３ａの銅箔３ｂ側
の面にカバーレイ３ｃを被着する。本例に用いたカバー
レイ（ソニーケミカル製，ＣＦＫ−２）はポリイミド膜
（厚さ２５μｍ）と接着剤層（厚さ２０μｍ）から成る
ものであり、接着に際しては、図３に示すように接続部
を除いて全面にカバーレイ３ｃを仮貼りする。この後、
１７０℃で加熱しながら、３０分間、３０ｋｇ／ｃｍ２
　で加熱することによりカバーレイ３ｃを強固に被着さ
せる（図３（ｂ）参照）。比較例においても、同様の方
法によりカバーレイ３ｃを被着させる。

【００１７】次に、本例においては、図３（ｂ）の断面
図に示すように、銅メッキ、ニッケルメッキ、及び金メ
ッキの三層からなるメッキ層１を銅箔３ｂ上に形成する
。まず、第１層目の銅メッキ層を５０〜６０μｍの厚さ
で銅箔３ｂ上に形成する。この銅メッキを行うには硫酸
銅溶液を用いて、電流密度は５Ａ／ｄｍ２　とした。次
に硫酸ニッケル溶液を用いて、電流密度１Ａ／ｄｍ２　
の条件で第２層目のニッケルメッキ層（厚さ１〜３μｍ
）を形成し、さらに、シアン化金溶液を用いて、電流密
度０．５Ａ／ｄｍ２　の条件で第３層目の金メッキ層（
厚さ約０．０２μｍ）を形成した。なお、比較例の銅箔
３ｂ、及びリジッドプリント回路基板４の銅箔４ｂには
ニッケルメッキ及び金メッキのみを施した。

【００１８】次に、異方性導電膜２を用いて、上述の方
法により作成したＦＰＣ３と別に用意したリジッドプリ
ント回路基板４とを接着した。本例においては、図１（
ａ）に示すようにＦＰＣ３のメッキ層１とガラスエポキ
シ基板４（厚さ０．５ｍｍ）上に形成した銅箔４ｂ（厚
さ３５μｍ）との間に異方性導電膜（ソニーケミカル製
，ＣＰ３１３１，絶縁接着剤中に半田粒子を分散させた
もの）を挟んで、この後、ボンディングツール６を用い
て熱厚着（１７０℃，４０ｋｇ／ｃｍ２　，２０秒間）
する。熱圧着後は、図１（ｂ）及び図２に示すようにメ
ッキ層１表面の全面において散点状に接着剤中の半田粒
子が溶融して、接着剤とともにメッキ層１と銅箔４ｂと
を接着し、余分な接着剤と半田粒子２ａは側の方へはみ
だしている。一方、比較例においては、図４（ａ）に示
すように、異方性導電膜２を設置し、この後は、本例と
同条件で熱厚着する。熱厚着により、図４（ｂ）に示す
ように、接着部におけるＦＰＣ３は湾曲し、その湾曲し
た頂部がガラスエポキシ基板４の銅箔４ｂに接着する。 従って、本例（図１（ｂ）及び図２参照）に比較して、
比較例（図４（ｂ）参照）においては、相対的に接触面
積を大きくすることができない欠点がある。

【００１９】次に、本例及び比較例における接着強度及
びその耐久性を測定した。測定の条件はヒートショック
による条件と高温高湿度による条件の２ケースについて
検討した。

【００２０】測定用のサンプルは上述した本例及び比較
例の多層プリント回路基板をそれぞれ５枚用いた。多層
プリント回路基板は各々１００本の回路パターン（図３
（ａ）及び図５（ａ）参照）を設けてあるので測定ポイ
ントは各条件について５枚×１００本＝５００本となる
。これは、本例及び比較例において同じである。

【００２１】ヒートショックの条件では、サンプルを−
４０℃で３０分間保持した後、直ちに１００℃で３０分
間保持し、これを１００サイクル繰り返し、初期と１０
０サイクル後の導通抵抗を測定し、比較した。本例にお
いては、初期導通抵抗が平均で０．０１Ωであるのに対
して１００サイクル後の導通抵抗は平均で０．０２Ωと
ほとんど変化しておらず、耐久性に優れていることがわ
かった。これに対して、比較例においては、初期導通抵
抗は本例と同じく平均で０．０１Ωであったのに対して
１００サイクル後は０．８５Ωと非常に高い値を示して
おり、接続が不良になっていることがわかった。

【００２２】高温高湿度の条件では、サンプルを６０℃
、９０％相対湿度の高温高湿度下に５００時間保持し、
初期と５００時間保持後の導通抵抗を測定し、比較した
。本例においては、初期導通抵抗が平均で０．０１Ωで
あるのに対して５００時間保持後においても平均で０．
０１Ωと変化しておらず、接続部が安定していることが
認められた。一方、比較例においては、初期導通抵抗が
本例と同じく平均で０．０１Ωであるのに対して、５０
０時間保持後は平均で１．０８Ωと非常に高く、接続部
が安定していないことが認められた。

【００２３】以上、２つの条件下における導通抵抗の測
定結果から、本例の多層プリント回路基板は良好な接続
を形成し、安定性、耐久性に優れていることが認められ
た。

【００２４】なお、本発明は上述実施例に限ることなく
本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成が採
り得ることは勿論である。

【００２５】

【発明の効果】本発明の多層プリント回路基板は、ＦＰ
Ｃの導電層上に新たな導電層を積層して接続することに
より、良好な接続を形成し、安定性、耐久性に優れたも
のとなる利益が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本例の説明に用いる線図である。

【図２】本例の説明に用いる線図である。

【図３】本例の説明に用いる線図である。

【図４】比較例の説明に用いる線図である。

【図５】比較例の説明に用いる線図である。

【図６】従来例の説明に用いる線図である。

【図７】従来例の説明に用いる線図である。

【図８】従来例の説明に用いる線図である。

【符号の説明】

１　　メッキ層 ２　　異方性導電膜 ３　　ＦＰＣ ３ａ　　フレキシブル基板 ３ｂ　　銅箔 ３ｃ　　カバーレイ ４　　リジッドプリント回路基板 ４ａ　　リジッド基板 ４ｂ　　銅箔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　絶縁性のカバーレイフィルムを有する
   フレキシブルプリント回路基板の接続部のカバーレイフ
   ィルムを除去し、接続部を対向する他のプリント回路基
   板の端子部に異方性導電膜を介して接続してなる多層プ
   リント回路基板において、カバーレイフィルムを除去さ
   れて露出した接続部の導電層上に新たな導電層を積層す
   るように形成することを特徴とする多層プリント回路基
   板。
2. 【請求項２】　　新たな導電層は、メッキ法により積層
   された導電層であることを特徴とする請求項１記載の多
   層プリント回路基板。