JPH0614594B2 - リジッドフレキシブルプリント配線板の製造方法 - Google Patents

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、リジッド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は、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前
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ヤなどを除去する
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ヤ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題］ 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。したがって、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ヤが発生しやすく、デス
ミヤ／エッチバック処理においても各層のスミヤの除去
のされ方やエッ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
ィングのされか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、ほ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、一体形成後
に全体を通して穴をあけているため、スルホール部のア
スベクト比が大きく、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制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、めっきにより各突起５
が針状または塊状の金属突起群を各パッド部３に形成
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。

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に薄く金めっきを行
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、シート状の熱可塑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
メッキにおいて）、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
より接着され一体化されると、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、そのアスベ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ヤ処理
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Ｆ
ＰＣ（フレキシブルプリント配線板）９とを接続するに
あたって、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。

実施例１ 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
銅針積層板に０．４mmφ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Ｎａ_２ＣＯ_３の１％水溶液で現像処理し、塩化第
二銅溶液でエッ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ＰＷ
Ｂ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（後述の一体成型後に表面となる面）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／Ｈ_２ＳＯ_４、８ｇ／Ｃｕの硫酸銅めっき浴にて
電流密度６〜１０Ａ／２ｍ^２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っき物の密着や腰の強さ
が不十分なので、さらに電流密度１Ａ／ｄｍ^２で５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
１Ａ／ｄｍ^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ＦＰＣ１枚と両面ＰＷＢ２枚
を準備し、シート状の半硬化アクリル系接着剤（デュポ
ン社製パイラックス、厚み２５〜５０μｍ）を各両面Ｐ
ＷＢ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−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、従来のデスミヤ／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
ならびにデスミヤ／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
なった結果を、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表に示されるように、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
ものに比べ熱衝撃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、前処理として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^-3
Ω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^-1〜１０^２Ω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９×
１０^-3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胴粉（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
るように撹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
と同じ方向て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
製造するためにそれぞれ最適条件（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
ンガン酸などにデスミヤ処理が不要である。

(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)接着剤として熱効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に接続が可能と
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ッドフレキシ
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。 １：絶縁層、２：導体パターン、 ３：パッド部、４：絶縁層、５：突起、 ６：接着剤。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、めっきに
   より各突起が針状または塊状の金属突起群を各パッド部
   に形成し、該リジッド部およびフレキシブル部をそれぞ
   れのパッド部を対向させて接着剤で一体化しかつこれに
   より該金属突起群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。