JPH11261202A

JPH11261202A - フレキシブル配線基板の製造方法

Info

Publication number: JPH11261202A
Application number: JP6146598A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kyoi; 正之京井; Yasuhito Owaki; 泰人大脇; Fuyuki Eriguchi; 冬樹江里口
Original assignee: Hitachi Ltd; Nitto Denko Corp
Current assignee: Hitachi Ltd; Nitto Denko Corp
Priority date: 1998-03-12
Filing date: 1998-03-12
Publication date: 1999-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】ボイドを含まないフレキシブル配線基板を効
率的に製造する。【解決手段】(ａ)ベース基板３０の配線面と絶縁フィル
ム３１の接着面とを重ね合わせて、積層体Ａを形成して
おく。(ｂ)所定温度に加熱された上下熱板１９ａ,１９
ｂ間に積層体Ａを配置する。(ｃ)上熱板１９ｂを下降さ
せて、下熱板１９ａの合わせ面上の弾性シーリング材２
０に、上熱板１９ｂの合わせ面を接触させた後、上下熱
板１９ｂ,１９ａ間の気密空間から真空吸引し、気密空
間内外の差圧ΔＰで上熱板１９ｂを下降させ、積層体Ａ
を加熱圧縮する。また、ロッキングブロック１１ａ,１
１ｂで上下熱板１９ａ,１９ｂをロックする。(ｄ)真空
ポンプ１６による真空吸引を停止し、気密空間の内部圧
力を一気に大気圧に戻してから、絶縁接着剤が硬化する
まで、気密空間に圧縮空気を導入し続ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器の小型化
等に有効なフレキシブル配線基板の製造技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、図８により、一般的な片面フレキ
シブル配線基板の製造方法について説明する。

【０００３】まず、(ａ)に示すように、ベース基板１０
２の配線面(導体パターン１０２ａの形成面)と絶縁フィ
ルム１０３の接着面(絶縁接着剤の塗布面)とを重ね合わ
せた状態で、ホットプレスの上下熱板１００ａ,１００
ｂ間に配置する。尚、加熱・加圧サイクル中に絶縁フィ
ルム１０３が導体パターン１０２ａの凹凸形状にに倣っ
て変形するように、上下熱板１００ａ,１００ｂの合わ
せ面には、それぞれ、ゴム、紙その他の耐熱性に優れた
クッション材１０１ａ,１０１ｂが貼り付けられてい
る。

【０００４】そして、(ｂ)に示すように、上下熱板１０
０ａ,１００ｂを接近させることによって、ベース基板
１０２と絶縁フィルム１０３とを熱圧着させる。即ち、
加熱・加圧サイクル中に、絶縁フィルム１０３の接着面
に塗布されている絶縁接着剤が溶融して、導体パターン
１０２ａとベース基板１０２とに濡れ広がり、その後、
硬化する。

【０００５】そして、(ｃ)に示すように、十分に絶縁接
着剤が硬化した段階で上下熱板１００ａ,１００ｂを開
く。これにより、導体パターン１０２ａを絶縁保護する
カバーレイ１０３を有する片面フレキシブル配線基板１
０４が完成する。

【０００６】尚、フレキシブル配線基板には、ここで説
明した片面フレキシブル配線基板の他、両面に回路パタ
ーンが形成されたベース基板を用いた両面フレキシブル
配線基板等がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
製造方法には、信頼性の高いフレキシブル配線基板を効
率的に生産することが困難であるという欠点がある。即
ち、熱伝導の良くないクッション材が上下熱板の合わせ
面に貼り付けられているため、十分に加熱時間を確保し
なければ、加熱サイクル中に絶縁性接着剤が十分に流動
せず、カバーレイと導体パターンとの間に、フレキシブ
ル配線基板の信頼性を低下させるボイドが残存すること
がある。また、加熱・加圧サイクル中に繰り返し与えら
れる熱負荷及び機械的負荷によってクッション材の弾力
性が失われると、上下熱板の加圧によって導体パターン
間等からボイドを追い出すことが困難となる。

【０００８】そこで、本発明は、より信頼性の高いフレ
キシブル配線基板を効率的に製造することができるフレ
キシブル配線基板の製造方法を提供することを第一の目
的とする。また、このフレキシブル配線基板の製造方法
の実施に適したホットプレスを提供することを第二の目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、ベース基板と絶縁フィルムとを重ね合わ
せた積層体を、互いに対向する熱板間に挟み込んで加熱
圧縮し、前記ベース基板上の配線を前記絶縁フィルムで
被覆したフレキシブル配線基板を製造するフレキシブル
配線基板の製造方法であって、前記熱板による加熱圧縮
後、当該積層体の絶縁フィルム面に作用する気体圧を導
入することを特徴とするフレキシブル配線基板の製造方
法を提供する。

【００１０】本発明に係るフレキシブル配線基板の製造
方法によれば、熱板による加熱圧縮後、更に、積層体の
絶縁フィルム面が気体圧によって均一に加圧され、配線
の凹凸形状に倣って絶縁フィルムを変形させることがで
きるため、クッション材を熱板に貼り付けておく必要が
ない。

【００１１】従って、(１)熱板からの直接の加熱によっ
て、適切な温度にまで積層体が速やかに昇温し、且つ、
(２)気体圧によって、絶縁フィルム面が均一に加圧され
るため、ベース基板上の配線の凹凸形状に倣って絶縁フ
ィルムが変形して、配線間等に残存しているボイドを完
全に追い出す若しくは押し潰すことができる。即ち、本
発明に係るフレキシブル配線基板の製造方法によれば、
より信頼性の高いフレキシブル配線基板を効率的に製造
することができる。

【００１２】また、気体圧の導入に先立つ積層体の加熱
圧縮を負圧雰囲気内で行うようにすれば、ボイドの巻き
込みを防止することができる。

【００１３】また、この製造方法の実施に適したホット
プレスとして、互いに対向する１対の熱板の間に加工物
を挟み込んで、当該加工物を加熱圧縮するホットプレス
であって、前記熱板間を外気から遮蔽する弾性シーリン
グ材と、前記弾性シーリング材で遮蔽された熱板間に気
体圧を導入する気体圧導入手段とを備えることを特徴と
するホットプレスを提供する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しなが
ら、本発明に係る実施の一形態について説明する。

【００１５】最初に、図１により、本実施の形態に係る
ホットプレスの基本構成及びその周辺装置について説明
する。

【００１６】互いに対向する１対の上下熱板１９ａ,１
９ｂの内の一方の熱板１９ａ(以下、固定側熱板１９ａ
と呼ぶ)は、ベース２２上に固定され、他方の熱板１９
ｂ(以下、可動側熱板１９ｂと呼ぶ)は、空気圧シリンダ
１０の出力軸の前進及び後退によって上下方向に移動す
る。そして、これら固定側熱板１９ａ及び可動側熱板１
９ｂは、温度制御装置１８の制御によって、それぞれ、
電気ヒータ(不図示)で一定温度に加熱される。

【００１７】そして、固定側熱板１９ａの合わせ面に
は、加工物である後述の積層体Ａが配置されるべき領域
を囲むように溝が形成されている。そして、この溝の内
部には、耐熱性に優れたシリコンゴム等の弾性シーリン
グ材２０が詰め込まれている。従って、コンプレッサ１
７からの圧縮空気の供給によって、空気圧シリンダ１０
の出力軸が前進し、可動側熱板１９ｂが所定の位置まで
下降すると、可動側熱板１９ｂの合わせ面と固定側熱板
１９ａの合わせ面との間隙が、弾性シーリング材２０に
よって外気から遮蔽される(以下、この遮蔽された空間
を気密空間と呼ぶ)。尚、空気圧シリンダ１０へとコン
プレッサ１７からの圧縮空気を導く通気管に設けられて
いるバルブは、シリンダ制御装置１４によって制御され
ている。

【００１８】また、固定側熱板１９ａには、この気密空
間の通気口となるべき貫通穴２１が開けられている。そ
して、気密空間の内部圧力を調節することができるよう
に、貫通穴２１には、通気管(不図示)を介して、コンプ
レッサ１７と真空ポンプ１６とに接続されている。尚、
この通気管に設けられているバルブ(不図示)の開閉は、
圧力制御装置によって制御されている。

【００１９】また、加圧サイクル中における気密空間の
気密性を維持するため、固定側熱板１９ａ及び可動側熱
板１９ｂの左右には、それぞれ、可動側熱板１９ｂの戻
り方向への運動を適当な遊びをもって阻止する嵌め込み
式のロッキングブロック１１ａ,１１ｂが配置されてい
る。尚、これらロッキングブロック１１ａ,１１ｂを移
動させる空気圧シリンダ１２ａ,１２ｂへとコンプレッ
サ１７からの圧縮空気を導く通気管に設けられているバ
ルブは、シリンダ制御装置１４によって制御されてい
る。

【００２０】そして、プロセス制御装置１５は、図２に
示した一連の加熱圧縮処理を実行させるべく、既定の加
圧スケジュール(図４参照)に従って、温度制御装置１
８、圧力制御装置１３及びシリンダ制御装置１４をシー
ケンス制御している。以下、図３及び図４を交えて、そ
の詳細について説明する。但し、ここでは、説明の便宜
上、片面フレキシブル配線基板の製造工程を一例に挙げ
ることとする。

【００２１】予め、図３(ａ)に示すように、ベース基板
３０の配線面(導体パターン３２が形成されている面)
と、絶縁フィルム３１の接着面(絶縁接着剤が塗布され
ている面)とを重ね合わせることによって、積層体Ａを
形成しておく。尚、このとき用いるベース配線基板に
は、電流容量及び屈曲耐久性の観点より、絶縁フィルム
３２と同程度の厚さの導体パターン３２が形成されてい
ることが望ましい。

【００２２】まず、Ｓ２００において、温度制御装置１
８は、プロセス制御装置１５からの制御指令に従い、電
気ヒータにより、固定側熱板１９ａ及び可動用熱板１９
ｂを、それぞれ、絶縁フィルム３１の接着面に塗布され
ている絶縁接着剤に適した温度にまで昇温させる。尚、
このときの温度は、絶縁接着剤の種類によってまちまち
であるが、約１２０℃程度が一般的である。

【００２３】その後、図３(ｂ)に示すように、積層体Ａ
が、可動側熱板１９ｂの合わせ面に絶縁フィルム側を向
けて、固定側熱板１９ａの合わせ面の所定の領域に載置
されたら、Ｓ２０１において(図４の既定時刻ｔ₁に相
当)、シリンダ制御装置１４は、プロセス制御装置１５
からの制御指令に従い、空気圧シリンダ１０の出力軸を
前進させて、可動側熱板１９ｂを所定の位置まで下降さ
せる。これにより、可動側熱板１９ｂの合わせ面が弾性
シーリング材２０に接触し、可動側熱板１９ｂの合わせ
面と固定用熱板１９ａの合わせ面との間隙に前述の気密
空間が形成される。

【００２４】その後、Ｓ２０２(図４の既定時刻ｔ₂に相
当)において、圧力制御装置１３は、プロセス制御装置
１５からの制御指令に従い、真空ポンプ１６による気密
空間内からの真空吸引を開始する。これにより気密空間
内が負圧になると、図３(ｃ）に示すように、気密空間
内外の差圧ΔＰによって可動側熱板１９ｂが更に下降
し、固定側熱板１９ａ及び可動側熱板１９ｂの合わせ面
によって積層体Ａが直接加熱圧縮される。この間、負圧
雰囲気空内で積層体Ａが適切な温度にまで速やかに加熱
されるため、絶縁接着剤は、ボイドを巻き込むことなく
速やか且つ十分に流動する。尚、このときの気密空間内
の真空度は約１０Ｔｏｒｒ程度であればよい。

【００２５】その後、Ｓ２０３において（図４の既定時
刻ｔ₃に相当)において、シリンダ制御装置１４は、プロ
セス制御装置１５からの制御指令に従い、空気圧シリン
ダ１１ａ,１１ｂの出力軸を前進させて、固定側熱板１
９ａ及び可動側熱板１９ｂの外縁にロッキングブロック
１１ａ,１１ｂを嵌め込む。

【００２６】その後、Ｓ２０４において(図４の既定時
刻ｔ₄,ｔ₅に相当)において、圧力制御装置１３は、プロ
セス制御装置１５からの制御指令に従い、真空ポンプ１
６による真空吸引を停止させて、気密空間の内部圧力を
一気に大気圧に戻し、更に、コンプレッサ１７から気密
空間への圧縮空気の導入を開始する。これにより気密空
間の内部圧力が大気圧以上(約５〜７気圧程度)に上昇す
ると、図３(ｄ)に示すように、気密空間の気密性を損わ
ない所定の位置まで可動側熱板１９ｂが押し戻され、可
動側熱板１９ｂと積層体Ａの絶縁フィルム面との間に僅
かな隙間が形成される。そして、絶縁接着剤の種類に応
じた硬化時間(図４の既定時刻ｔ₆に相当)が経過するま
で、気密空間に圧縮空気を導入し続ける。これにより、
絶縁接着剤が硬化するまで、積層体Ａの絶縁フィルム面
内に、気体圧、即ち、均一な圧力が作用するため、ベー
ス基板３０上の導体パターン３２の凹凸形状に倣って絶
縁フィルム３１が変形し、導体パターン３２間等に残存
しているボイドを完全に押し潰す若しくは追い出すこと
ができる。

【００２７】最終的に、シリンダ制御装置１４は、プロ
セス制御装置１５からの制御指令に従い、Ｓ２０５(図
４の時刻ｔ₇に相当)において、空気圧シリンダ１１ａ,
１１ｂの出力軸を後退させ、ロッキングブロック１１
ａ,１１ｂを初期位置に復帰させてから、Ｓ２０６(図４
の時刻ｔ₈に相当)において、空気圧シリンダ１０の出力
軸を後退させ、可動側熱板１９ｂを初期位置に復帰させ
る。これにより、導体パターンを絶縁保護するためのカ
バーレイを有するフレキシブル配線基板を取り出すこと
ができる。

【００２８】このように、本製造方法によれば、熱板１
９ａ,１９ｂから積層体Ａが直接熱を受け取るため、絶
縁接着剤を十分且つ速やかに溶融流動させることができ
る。従って、従来よりも加熱時間が短縮化されるため、
全行程を１０以内で終了させることが可能となる。ま
た、負圧雰囲気内で積層体Ａの加熱が行われるため、加
熱により流動した絶縁接着剤がボイドを巻き込むことも
ない。しかも、絶縁接着剤が硬化する迄の間、絶縁フィ
ルム面が気体圧により均一に加圧され、ベース基板３０
上の導体パターン３２の凹凸形状に倣って絶縁フィルム
３１が変形するため、導体パターン３２間等に残存して
いたボイドを完全に押し潰す若しくは追い出すことがで
きる。

【００２９】即ち、本製造方法によれば、より信頼性の
高いフレキシブル配線基板を効率的に製造することがで
きる。

【００３０】尚、本実施の形態では、気密空間からの真
空吸引後、気密空間に気体圧を導入しているが、気密空
間からの真空吸引後、気密空間を外気に開放するのみで
も、残存ボイドの追い出し及び押し潰しには効果的であ
る。また、気密空間からの真空吸引を行わず、シリンダ
出力によって熱板間に加圧力を発生させて、その後に、
気密空間に気体圧を導入するようにしても、残存ボイド
の追い出し及び押し潰しには有効である。

【００３１】ところで、このホットプレスは、長尺なフ
レキシブル配線基板の製造工程にも適用可能である。そ
の場合には、図５に示すように、ロール状に巻かれたテ
ープ状の絶縁フィルム５０を熱板１９ａ,１９ｂ間に供
給する送り機構５０Ａ、ロール状に巻かれたテープ状の
ベース基板５１を熱板１９ａ,１９ｂ間に供給する送り
機構５１Ａ、及び、完成したフレキシブル配線基板５２
を順次巻き取る巻取り機構５２Ａを新たに設ける必要が
ある。そして、(Ａ)に示すように、送り機構５０Ａ,５
１Ａ及び巻き取り機構５２Ａを駆動し、絶縁フィルム５
０及びベース基板５１を熱板１９ａ,１９ｂ間に供給し
た後、前述と同様に、(Ｂ)に示すように、可動側熱板１
９ｂの下降、気密空間からの真空吸引を実行してから、
(Ｃ)に示すように、ロッキングブロック１１ａ,１１ｂ
の嵌め込み、気密空間への気体圧導入等を実行するとい
うように、絶縁フィルム５０及びベース基板５１の送り
に同期させて、前述の加熱圧縮処理を繰返し実行させる
ようにすればよい。

【００３２】但し、(Ｂ)において可動側熱板１９ｂが下
降した際に、図６に示すように、固定側熱板１９ａ上の
弾性シーリング材２０に、ベース基板５０及び絶縁フィ
ルム５１の外縁部が押し当てられるため、フレキシブル
配線基板５２のシワ等の発生防止上、図７に示すよう
に、ベース基板５０及び絶縁フィル５１が２枚の金属フ
ィルム７０ａ,７０ｂ間に挟み込み込まれた状態で熱板
１９ａ,１９ｂに供給されるようにすることが望まし
い。即ち、熱板間への２枚の金属フィルム７０ａ,７０
ｂの送り機構、及び、熱板間通過後の２枚の金属フィル
ム７０ａ,７０ｂの巻き取り機構を更に設けることが望
ましい。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、より信頼性の高いフレ
キシブル配線基板を効率的に製造することできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(ａ)は、本発明の実施の一形態に係るホットプ
レスと周辺装置とのシステム構成を示した図であり、
(ｂ)は、本発明の実施の一形態に係るホットプレスの熱
板付近分の部分断面図である。

【図２】本発明の実施の一形態に係るフレキシブル配線
基板の製造方法の流れを示したフローチャート図であ
る。

【図３】本発明の実施の一形態に係るフレキシブル配線
基板の製造方法を説明するための図である。

【図４】(ａ)は、プロセス制御装置の制御指令の発信タ
イミングを示した図であり、(ｂ)は、加圧サイクル中に
おける気密空間の内部圧力の時間変化を示した図であ
る。

【図５】長尺なフレキシブル配線基板の製造工程におけ
る、本発明の実施の一形態に係るホットプレスの一連の
動作を示した図である。

【図６】テープ状の絶縁フィルム及びテープ状のベース
基板が供給された際の固定側熱板の合わせ面上の状態を
示した図である。

【図７】テープ状の金属フィルムの間にテープ状のベー
ス基板及びテープ状の絶縁フィルムを挟んだ状態の断面
図である。

【図８】従来のフレキシブル配線基板の製造方法を説明
するための図である。

【符号の説明】

１０…空気圧シリンダ１１ａ,１１ｂ…ロッキングブロック１２ａ,１２ｂ…空気圧シリンダ１３…圧力制御装置１４…シリンダ制御装置１５…プロセス制御装置１６…真空ポンプ１７…コンプレッサ１８…温度制御装置１９ａ…固定側熱板１９ｂ…可動側熱板２０…弾性シーリング材２１…貫通穴２２…ベース５０…テープ状の絶縁フィルム５０Ａ…絶縁フィルムの送り機構５１…テープ状のベース基板５１Ａ…ベース基板の送り機構５２…長尺のフレキシブル配線基板５２Ａ…フレキシブル配線基板の巻取り機構７０ａ,７０ｂ…金属フィルム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者江里口冬樹大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベース基板と絶縁フィルムとを重ね合わせ
た積層体を、互いに対向する熱板間に挟み込んで加熱圧
縮し、前記ベース基板上の配線を前記絶縁フィルムで被
覆したフレキシブル配線基板を製造するフレキシブル配
線基板の製造方法であって、前記熱板による加熱圧縮後、当該積層体の絶縁フィルム
面に作用する気体圧を導入することを特徴とするフレキ
シブル配線基板の製造方法。
【請求項２】請求項１記載のフレキシブル配線基板の製
造方法であって、前記熱板間に負圧を導入すると共に、前記積層体を加熱
圧縮することを特徴とするフレキシブル配線基板の製造
方法。
【請求項３】互いに対向する１対の熱板の間に加工物を
挟み込んで、当該加工物を加熱圧縮するホットプレスで
あって、前記熱板間を外気から遮蔽する弾性シーリング材と、前記弾性シーリング材で遮蔽された熱板間に気体圧を導
入する気体圧導入手段とを備えることを特徴とするホッ
トプレス。
【請求項４】請求項３記載のホットプレスであって、前記弾性シーリング材で遮蔽された熱板間から真空吸引
する真空吸引手段を備え、前記気体圧供給手段は、前記弾性シーリング材で遮蔽された熱板間に気体を供給
する気体供給手段、及び、前記弾性シーリング材で遮蔽
された熱板間よりも低圧の外気に当該熱板間を開放する
開放手段の内の何れか一方を備えることを特徴とするホ
ットプレス。