JPS58180088A - 配線基板 - 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】 本発明はＡｊ板等の金属板を配線パターンの支持基板と
しかつこの支持基板上に半導体素子、コンデンサ、抵抗
等の各種電子回路部品を搭載した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。

セラミック、ガラスエポキシなどリジッドな絶縁板か一
般に用いられている。これ等の基板材料は材料強度、折
曲げあるいは絞り加工性等を考慮して通常平坦な板状の
ものが利用され、電子機器内の配線基板収納空間等のス
ペースファクターの都合から１枚の平坦な基板として用
いることかできない場合には、別途に設けられた平坦な
基板との間にケーブルや、コネクタ等を用いて互いに垂
直に連結する等の分割接続構造が採られている。このよ
うに従来の配線基板は変形加工が困難であるという点か
ら、平坦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１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これ
らに充分対拠することができないという問題があった。

上記問題点に対してＡＪ等の金属板を配線基板に利用し
てこの上に介層された絶縁層上に銅箔のパターンを配線
パターンとして形成した配線基板が提唱されている（実
公昭４６−２１９０４号）。しかしながら、この場合に
は多層化が不可能であること及び銅箔が厚くなるため微
細配線の形成が困難であること等の理由により小型化、
高密度化には限界か生じる。

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、金属板
、有機フィルム絶縁層及び薄膜配線等の組み合わせより
成る高密度配線の形成された平坦な基板に機械加工を施
し、任意の折曲加工等の変形、を可能ならしめるべく下
地の有機フィルム絶縁層と密着性が良好でかつ伸びの良
い薄膜配線材料を用いた新規有用な薄膜配線基板を提供
することを目的とするものである。

本発明に係る配線基板の製造方法の１例を第１図（ａ）
〜Ｑ）とともに説明する。

まず第１図（ａ）に示す如く、洗浄されたＡ１．Ｃｕ等
の金属板１にポリイミドフェス、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−法等で塗布し、加温
〔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ィルム等を、加温及
び加圧することにより貼りつけても良い。すなわち、可
撓性を有する絶縁層であればいずれを用いることもでき
る。上記有機絶縁層２がもっ可撓性は、ベースとなって
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
パッタリング、イオンクラスター）によりデポジション
を行ない、続いて不要部分をエツチング除去してＡ／等
の薄膜からなる下部配線導体３を第１図（ｂ）の如く所
望パターンに形成する。

この場合、必要に応じ、他の金属膜を重畳させた多重薄
膜配線としても良いが後の曲げ加工等を行なう際に、伸
び及び下地との密着性が良好なＡＩ！等の薄膜のみが加
工を必要とする部分に残る様にする。

、上記下部配線３１が所望パターンに形成された後、下
部配線導体８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ィルム、ポリ
イミドフェス、ポリアミドイミドワニス）を第１図（Ｃ
）の如く配する。ここで、第２有機絶縁物層４は加圧及
び加温（例えば２５０℃程度）によって第１有機絶縁物
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ィルムを選定した
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
ミドフィルム、ポリアミックアシッドフィルム等でも、
ＦＥＰ等の熱可塑性のフィルム等でもよい。又、印刷法
、ロールコータ法等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、ペースト状のレンジを用いても良い。

次に第１図（ｄ）に示す如く第２有機絶縁物層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０２プラズマエツチングにてスルーホール
孔５及び必要な端子部６を形成する。該工程で有機と無
機の混合レジストをマスクとじて用いることは、１１！
２有機絶縁物層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が得られるためで
ある。プラズマエツチングを用いずにヒドラジン、Ｎａ
ＯＨ等の湿式エツチングを行なっても良いが、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有機絶縁物層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
０２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ィ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１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ョンを行ない、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を下部配線導体３と同様の方法
によりＡｔ薄膜等で形成する。この上部配線導体７は前
述の下部配線導体３と同様必要に応じて導体膜を重畳さ
せた多重薄膜配線とすることもできるが、後に曲げ加工
等を行なう部分には伸び及び下地との密着性が良好なＡ
Ｉ！等の薄膜のみが残るか若しくは配線が一切残らない
様にする。本実施例に於てはデバイスのボンディングを
上部配線導体に対して行なう場合を示し、このためＡｔ
膜にＮｉ膜、Ｃｕ膜等を重畳させた２層化配線を用いて
いる。即ち、Ａｔ膜は下地との密着性を企図し、Ｎｉ膜
又はＣｕ膜は後工程でのハンダによるボンディングを可
能にすることを企図するものである。

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
キャリア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、下部いずれでもよいが本実施例では上部配線導体７
ヘデバイスを接続する。その後上記平坦な多層配線基板
を機械加工することにより、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１図（ｆ）は基板周辺を折り
曲げ加工した例を示す。

次にフォーミングされたテープキャリア半導体装置８を
導電ペースト９でダイボンドし、アウターリード１０を
配線基板の上部配線導体７と半田付けし通電回路を形成
する。この状態を第１図倹）に示す。半導体装置８等の
デバイスのダイボンドは図示の如く第２有機絶縁物層４
上の他、予め有機絶縁物層をエツチング除去しておきＡ
／板１に導電ペーストで直接取り付けるかあるいは第１
有機絶縁物層２上、下部配線導体３上、上部配線導体７
上でも良い。尚、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憾 ツブ、フリップチップ等のワイヤレスチップ或いはワイ
ヤーボンドチップでも良くデバイス数は多数個であって
もまったく同様である。上記配線基板は上下２層の多層
配線構造としたが、単層配線構造であってもあるいは３
層以上の多層構造であってもよいことは当然である。ま
た、デバイスを取り付けてから金属板を折り曲げても良
く、折り曲げ加工後にデバイスを取り付けることもでき
る。

次に、この様にして形成された折り曲げ部の薄膜配線材
料について詳述する。この折り曲げ部に於いてはアルミ
板、有機物絶縁層、薄膜配線ともに伸びが生ずる。

従って、配線の断線をなくすためには、配線材料として
Ａ７等の再結晶温度の低い材料を用いることが有効であ
る。即ち、スパッタリングを行い材料が基板に被着する
とき、基板の表面温度は、２００℃〜３５０℃に上昇す
るため、ＡＩの場合、再結晶温度（約２００℃）を超え
て、アニーリング状態となり第２図に示す如く、材料の
応カー伸び曲線は１１　状態から　、／状態になり、伸
びに対する追随性が増して断線の危険性が減少するため
安定な状態となる。

丸へ、ＡｔもしくはＡ／合金の場合、有機物絶縁層との
密着性が良く、シかも熱膨張張係数か同等であることも
信頼性の面から有効に働く。

これに反し、たとえばＣｕ、Ｎｉ合金等の再結晶温度の
高い配線材料を折り曲げ部に用いた場合にはアニーリン
グ状態にし、伸びの向上を図ろうとしても、かなりの基
板加熱を行わねばならず、金属板の軟化、有機フィルム
の劣化等のプロセス上の問題が生じる。即ち、Ｃｕ−Ｎ
ｉの場合、第２図の１！２に示す様な応カー伸び曲線と
なり、はとんど伸びに追随せず断線に至る。

また、ＡＩ＋Ｃｕ−Ｎｉ合金の様に再結晶温度の低いも
のと高いものとの多重薄膜配線とした場合には、Ａｔと
Ｃｕ−Ｎｉ　間の密着性がつよ（、Ｃｕ　−Ｎｉ合金の
断線に支配され、好ましくない。

これらを実証するための一例として折り曲げ加工前後の
断線率を表１に示す。

く表じ この様に、金属板をベース基板とし、有機絶縁層と薄膜
配線よりなる配線基板に折り曲げを施す場合の折り曲げ
部の配線材料としては、有機物絶縁層と密着性のよいこ
と、熱膨張係数が同等であること及びスパッタ時の昇温
により、再結晶温度を越え、アニーリング状態となる様
なＡ／やＡ２合金などの単層もしくは、多重薄膜が適当
である。

次に本発明の配線基板を用いた液晶ＴＶドライバーモジ
ュールへの実施例を示す。

液晶画像表示方式を大別すると、表示画面を構成する液
晶セルの裏面基板に液晶駆動回路が形成されたシリコン
基板を配置したアクティブ・マトリックス方式と従来の
電卓や時計の延長線上に位置する時分割方式の２方式が
ある。この２方式についての特徴を説明すると基本的な
構成は、アクティブ・マトリックス方式では、一方の基
板にガラス基板、他方の基板にシリコン基板を用い、シ
リコン基板上には画素の各々に画素選択スイッチング用
ＭＯＳトランジスタ、補助記憶用画素コンデンサ、画素
用電極が１組となって画面全体にマトリックス状に配列
形成され、各トランジスタのゲート電極、ソース電極は
パネル周辺に形成された駆動回路に結線されている。一
方、時分割方式では、ストライプ状の透明電極による走
査電極を形成したガラス基板と、同様に信号電極を形成
したガラス基板番各々液晶を介して電極か直交するよう
に配置し、各電極を周辺に形成された回路基板と結線し
た構造を有している。表示面積は、アクティブ・マトリ
ックス方式ではシリコン基板の大きさにより制限を受け
るが時分割方式では比較的大きくすることかできる。パ
ネルからの電極取出し数はアクティブ・マトリックス方
式では、走査回路、信号処理回路をシリコン基板に内蔵
できるためパネルからの取出し数は少なくて済むが、時
分割方式では画素数を増大するに従って電極取出し数は
著しく増大する（即ち、多重度がｎであれば１倍の信号
電極数を必要とする）。画質はアクティブ・マトリック
ス方式の方が時分割方式に比較して良好であり製作面で
はアクティブ・マトリックス方式ではシリコン基板に多
数の素子を同時形成するため歩留り低下によるコスト高
を招くが時分割方式ではガラス基板でセルを構成し完成
した素子を別基板に取り付けるため歩留りが向上し、低
コスト化が達成できる。

以上の説明に於いて、時分割方式の現在最も大きな障害
となっているものの１つは、パネルから多くの端子をし
かも微小ピッチで取り出す必要のあることである。この
理由は、次の如く説明される。即ち、マトリックステレ
ビディスプレイに於いて、実用上必要な画素数は１方以
上である。このため単純マトリックス構造の場合、約１
００本以上の走査線が必要となる。しかしなからこの様
な多くの走査線を駆動することになると、１つの走査電
極を選択する時間が極めて短かくなり、正確な画像表示
を行うことが難しくなる。このため、何らかの形で走査
線数を減する必要がある。この走査線数を減らす１つの
方法として、時分割駆動の多重度を上げることが挙げら
れる。一般に多重度Ｎの場合、単純マトリックスに比べ
走査電極数は、Ｉ／Ｈになるが、信号電極数はＮ倍にな
るため、極端に多重度を上げると信号電極の多端子処理
の問題、クロストークの問題などが生ずる。現状では実
用に近い多重度として４重マトリックス（画素数＋２０
ＸＩ８０、画面４６．］ｍｍＸ　６１．４ｍｍ　）が発
表されている。この場合、走査電極数は、１２０／４＝
３０本、信号電極数は６１．４咽に対し＋８０Ｘ４÷２
−３６０本、即ち片側５８本７４となり多少電極を広げ
ても５本／Ｗｍ（０，２Ｍピッチ）程度の多端子処理が
必要となる。

次に従来の時分割駆動方式の液晶テレビモジュールの一
例を第３図に示す。この方式に於いては液晶パネル１１
と配線基板１３の電子部品１４及び配線１６との接続は
、フレキシブル配線１５を有するフレキシブル配線板１
２を用い、信号電極の場合、約２００μｍピッチで３０
０本以上の端子をハンダ付けしている。しかし、この接
続方式は、次の様な欠点を有している。

（１）交換が困難である。

（２）あらかじめ端子部に、親ハンダ金属を形成してお
く必要がある。

（３）　　ハンダ付は時に接続部は高温になるが、フレ
キシブルフィルムとガラスの熱膨張による伸びの差があ
るために、この点を配慮する必要が生じる。

（４）接続箇所が２カ所になり、工数増加をまねく。

（フレキシブル配線板１２は液晶パネル１１及び配線基
板１３の２カ所で接、続が必要である。）（５）　　フ
ィルム配線板は高価である。

（６）　　フィルムを曲げて実装するため、無駄なスペ
ースを生ずる。

これらのうち、（１）〜（５）はコストアップの大きな
要因となり、また（６）は液晶テレビの小型・薄型化の
大きな障害となる。

さて、上記（１）〜（６）の欠点をすべて解消できる手
段として導電性ゴムによる接続が考えられる。まず、一
般に考えられる形態は、第４図の様なものである。図中
第３図と同一符号は同一内容を示す。

この場合、導電性ゴム１７の厚さはガラス厚ａ十りリア
ランスｂ十電子部品厚Ｃで約８ｍ＋ｎとなる。

この様な厚さで、かつ５本／ｍｍの多端子の接続を可能
とする導電性ゴムは現存しない。次に、これを改善する
方式として第５図又は第６図の形態が考えられる。第５
図は導電性ゴム１７の厚さを薄くする目的で、一般電子
部品４を配線基板３の裏「 面に搭載し、パネルとの接続のため表面まで配線をひき
出す方式である。しかし、この方法に於いては基板を貫
通するスルホール（５本／ｗｎ程度）の加工が技術的に
困難である。またピッチを太きくした場合には基板か大
きくなり、小型化に不適当となる。第６図も導電性ゴム
７の厚さを薄くする目的で接続部の基板の高さを高くし
たものである。この方式に於いても基板底面（Ａ面）か
ら基板端面（Ｂ面）へ貫通するスルホールを５本／１ｍ
程度で形成することは技術的に困難である。

以上述べた如く、平面配線基板３と液晶パネル１とを導
電性ゴムにより接続することは技術的に困難な状況にあ
る。

しかしながら、本発明に係る折り曲げ配線基板を利用す
ると、これらの問題が解消される。以下第７図に基いて
その１実施例を説明する。

縁部を折曲げた配線基板１８を液晶パネル１１の裏面に
配し、液晶パネル１１と配線基板１８の微小ピッチ多端
子の接続を折り曲げられた縁部で、導電性ゴム】７によ
り行なう。折り曲げ部には前述した如く、ＡＩまたはＡ
／金合金の有機絶縁物層と密着性が良好な薄膜配線が配
設されている。

また、電子部品Ｉ４は、この折り′曲げ配線基板１８の
凹部底面に取り付ける。この様な構造とすることにより
、導電性ゴム厚２部品とのクリアランスのいずれも任意
の長さにすることができる。従って、５本／ｍ程度の接
続も現状の薄い導電性ゴムを用いることにより可能であ
る。また、導電性ゴム加圧冶具２０が必要な場合も折り
曲げにより生じた空間Ａ部を利用することで、特に厚さ
を増加させることなく取り付は可能である。この様な構
造を持つ液晶テレビモジュールは、従来の構造に比べ、
無駄なスペースを一切排除したより効率的な実装である
ため、小型・薄型化を大きく促進するとともに、導電性
ゴムによる接続方式をとるため既述の従来の欠点（１）
〜（６）がすべて解消され、大幅なコストダウンが実現
される。

上記実施例は液晶テレビジョンのドライバーモジュール
について述べたが１本発明はＥＬディスプレイ、プラズ
マディスプレイ、エレクトロクロミックディスプレイ等
の平面型表示装置にも適用することができ、中間調のな
いドツトマトリックスの学習器、ゲーム器にも応用可能
である。

以上本発明によれば、有機絶縁物層を介して配線導体が
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（ａ）乃至（ｇ）は本発明に係る配線基板の製造
工程を説明する工程断面図である。第２図は配線導体の
応カー伸び曲線を示す特性図である。第３図、第４図、
第５図及び第６図は液晶パネルモジュールの構成を説明
する構成図である。 第７図は本発明の配線基板を用いた液晶パネルモジュー
ルの１実施例を示す構成図である。 １・・・金属板、２・第１有機絶縁物層、訃・・下部配
線導体、４・・・第２有機絶縁物層、５・・・スルーホ
ール孔、６・・・端子部、７・・・上部配線導体、８・
・・半導体装興ｔぜ・・・導電ペースト、ＩＯ・・・ア
ウターリード、１１・・・液晶パネル、Ｉ４・・・電子
部品、１７・・導電性ゴム、１８・・・配線基板。 代理人　弁理士　福　士　愛　彦（他２名）（

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　主面上に有機絶縁層を介して薄膜配線導体がパター
   ン形成された金属板を有する配線基板に於いて、絞り加
   工又は折り曲げ加工により前記金属板に曲折部を加工成
   形するとともに該曲折部の薄膜配線導体を再結晶温度が
   低く前記有機絶縁層と密着力が強い金属導体で構成した
   ことを特徴とする配線基板。