JPWO2004093508A1 - フレックスリジッド配線板 - Google Patents

Abstract

フレックスリジッド配線板は、少なくとも互いの重合部分に接続用電極パッドを含む導体層を有するリジッド基板とフレキシブル基板とが、絶縁性接着剤を介して重合一体化されており、かつリジット基板とフレキシブル基板との接続用電極パッド同士は、絶縁性接着剤を貫通して設けられる塊状導電体を介して電気的、かつ物理的に接続一体化されてなり、高周波領域でのインダクタンスの低下、信号遅延の防止およびノイズ低減を図り、接続信頼性に優れたフレックスリジッド配線板を安価かつ容易に提供する。

Description

本発明は、フレキシブル基板とリジッド基板とからなる配線板、特に、リジッド部におけるフレキシブル基板とリジッド基板との重合一体化の接続構造に特徴を有するフレックスリジッド配線板について提案するものである。

近年、折りたたみ式の携帯電話等の携帯用電子機器には、フレックスリジッド多層配線板が使用されている。このような配線板は、図２０に示すように柔軟性がないリジッド部５００、５２０と、柔軟性のあるフレキシブル部５１０とをフレキシブル基板５４４を介して連結するとともに、リジッド部５００においては、積層するフレキシブル基板５４４およびリジッド基板５００、５２０表面のパターン層５０４、５０６を、めっきスルーホール５０２の導体層を介して電気的に接続するものが一般的であり、例えば、特開平５−９０７５６号公報に開示されている。
前記従来技術にかかるフレックスリジッド多層配線板は、図２１に示すような工程により製造される。
まず、図２１（ａ）に示すように、予め作製されたリジッド基板５４０、５４２とフレキシブル基板５４４と、これらの基板５４０、５４２、５４４を相互に接着するためのプリプレグ５４６、５４８とを上下に重ね合わせて一体化させる。リジッド基板５４０、５４２には、図示するように、リジッド部５００、５２０とフレキシプル部５１０との境界に沿ってあらかじめスリット５５０を形成しておく。
前記プリプレグ５４６、５４８は、フレキシブル部５１０に対応する部分があらかじめ切除されている。フレキシブル基板５４４の両面には導体パターン５１１が形成され、さらに、その導体パターンはカバーレイ５１２で保護されている。
前記リジッド基板５４０およびフレキシブル基板５４４は、図２１（ａ）のように重ね合わせて上下方向からプレスすることによって、図２１（ｂ）に示すような重合一化した基板とする。
次いで、プレス後の一体化された基板に対して穴あけ、めっき処理、パターニング等を行うことにより、図２１（ｃ）に示すような、表面にパターン層５０４、５０６を有する配線板が形成される。
なお、フレキシブル部５１０のフレキシブル基板５４４については、この段階ではリジッド基板５４０、５４２で覆われているため、前記めっき処理の際に、該フレキシブル基板５４４の部分がめっき液の影響を受けないようになっている。
その後に、フレキシブル部５１０を形成するために、その部分に相当するリジッド基板５４０、５４２の一部を前記スリット５５０に沿って切断除去することにより、図２１（ｄ）に示すようなフレックスリジッド多層配線板を製造する。
従来の前記フレックスリジッド多層配線板は、ガラスエポキシ樹脂や、ガラスポリイミド樹脂等からなるリジッド基板の間にポリイミド樹脂フィルムからなるフレキシブル基板をプリプレグあるいは接着シート等を介して熱圧着し、その後、穴あけ、スルーホールメッキ、レジスト塗布、エッチングといった多くの工程を経て製造されている。
このような製造プロセスにおいては、図２１（ｂ）に示すような熱圧着工程後の工程が複雑になるため、工程のリードタイムが比較的長いという問題があった。また、リジッド基板の一部を除去する工程（図２１（ｄ））では、厚さ方向に対する位置の正確さが要求されるとともに、リジッド基板の一部を切削工具等によって切り取る必要があるので、基板の表面に傷をつけることが多いという問題があった。
また、前記フレックスリジッド配線板は、異種材料を組み合わせて構成されているので、熱圧着時の熱収縮量の相違に起因する位置ずれが起きたり、穴あけ時のスミア発生やスルーホールメッキの付き回りが悪くなるなどの不具合が起こるなど、さらには高い歩留まりで製造することができないという問題もあった。
また、フレキシブル基板とリジッド基板とは、熱膨張係数が異なるので、これらの基板を貫通して形成されるスルーホールと該基板との境界部分において、スルーホールめっきが剥離したりクラックが発生したりすることがあり、接続信頼性に欠けるという問題もあった。
また、従来の前記フレックスリジッド多層配線板は、基本的には、フレキシブル基板の両面（表面および裏面）にリジッド基板を積層し、これらを貫通するように設けられたスルーホールを介して電気的接続する構成になっている。
このような接続構造では、信号は一方のリジッド基板からスルーホール内面のめっき導体層を介して、フレキシブル基板に伝達されるが、他方のリジッド基板に向うスルーホール内面の導体層は信号が通らない部分（不要部）であり、そのような不要部のＬＣ（リアクタンスおよび静電容量）成分に起因する信号遅延、特に、ギガレベルの高周波域における信号遅延が生じたり、また、そのような不要部において反射された信号によってノイズが発生し、信号波形に乱れが生じるという問題もあった。
また、前記従来技術の場合、フレキシブル基板が多層リジッド基板の側面から引き出されるという基板構造に限定されているので、自由な配線接続構造を得ることができないという問題もあった。
さらに、フレックスリジッド配線板は、携帯用電子機器内に収容されている。該配線板が収容されている機器を落下させたとしても容易に故障が発生しないようにするため、配線板自体にも落下してもより耐性を求められている。

そこで、本発明の目的は、従来技術が抱える上述した問題がなく、高周波域でのインダクタンスの低下や、信号遅延あるいは反射波によるノイズの低減に有効で、接続信頼性やその他の信頼性に優れると共に、配線接続構造の自由度が高く、しかも高い歩留まりで製造できるフレックスリジッド配線板を提供することにある。
前記目的を実現するために、発明者らは、主としてリジッド部におけるフレキシブル基板とリジッド基板との層間接続構造に関し鋭意研究した結果、リジッド基板に接続用電極パッドを形成すると共に、フレキシブル基板上にもリジッド基板の接続用電極パッドに対向する位置に接続用電極パッドを形成し、これらの基板を絶縁性接着剤を介して一体化し、かつ前記接続用電極パッド同士を絶縁性接着剤層を貫通するように設けられる塊状導電体を介して電気的かつ物理的に接続する構造とすれば、上述した従来技術の問題を一挙に解決することができることをつき止め、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、接続用電極パッドを含む導体層を有する硬質基板からなるリジット基板と、接続用電極パッドを含む導体層を有する可撓性基材からなるフレキシブル基板とを重ね合わせて一体化すると共に、電気的に接続してなるフレックスリジッド配線板において、
前記リジッド基板およびフレキシブル基板の少なくとも互いの重合部分には、絶縁性接着剤を介在させると共に、前記リジット基板とフレキシブル基板との前記接続用電極パッド同士を、該絶縁性接着剤を貫通するように設けられる塊状導電体を介して電気的接続してなることを特徴とするフレックスリジッド配線板である。
以下の説明において、単にフレキシブル基板およびリジッド基板というときは、単層、多層の両方を含むものとする。また、本発明において、前記絶縁性接着剤としては、異方性導電性樹脂のような、いわゆる樹脂中に導電粒子が分散されて、加圧により導通が発生するようなものは、含まれないことはいうまでもない。
本発明において、前記フレックスリジッド配線板は、一のフレキシブル基板に対してリジッド基板の複数を多層状に重ね合わせた形態としたものであることが望ましい。
その理由は、リジッド基板の層数を必要に応じて増減させることで、例えばこの配線板を携帯電話などに組み込んだ場合に、実装部品やケーシングの形状に容易に適合させることができるようになるからである。
本発明において、前記塊状導電体は、リジッド基板もしくはフレキシブル基板のいずれか一方の接続用電極パッド上に突設したものであることが望ましい。
その理由は、絶縁性接着剤層を貫通しやすくなり、リジッド基板とフレキシブル基板との重合一体化が容易になるからである。
また、前記接続用電極パッドは、リジッド基板およびフレキシブル基板の、それぞれの片面または両面に形成されることが望ましい。
その理由は、フレキシブル基板に重ね合わされるリジッド基板の層数を容易に増やすことができ、さらに両者間の電気的、かつ物理的な接続を確実に行うことができ、しかも接続用電極パッドの形成精度を高めることができるからである。
また、接続用電極パッドをフレキシブル基板の両面に形成する場合には、それらの接続用電極パッド間を電気的に接続する導通路（バイアホール）を形成してもよい。
本発明において、前記フレキシブル基板の複数箇所においてリジッド基板が電気的接続され、導体層および樹脂絶縁層からなるリジッド基板は、単層または多層に形成してもよく、このようにして個別に形成された各リジッド基板を、塊状導電体を介してフレキシブル基板の片面または両面に対して重合一体化する。
前記リジッド基板の接続用電極パッドは、リジッド基板の全表面に亘って形成してもよいし、あるいは限定された領域に形成してもよい。
図１は、本発明にかかるフレックスリジッド配線板を構成するリジッド基板とフレキシブル基板との重なり合いを概略的に示した図である。
本発明においては、リジッド基板とフレキシブル基板の接合領域、即ち、リジッド基板とフレキシブル基板とが互いに重なり合う部分の面積Ｂは、リジッド基板の表面積Ａの４０％以下の範囲であることが望ましい。
このような重合範囲では、リジッド基板とフレキシブル基板を構成する材料の熱膨張率の差異を起因とする問題の発生が少なくなり、冷熱サイクル等の信頼性試験を行っても接続信頼性が向上する。
前記重合範囲が、リジッド基板の表面積の５％以上で、かつ４０％以下の範囲内であることがより好ましく、そのような重合範囲で接続用電極パッド同士が塊状導電体を介して接続され、かつ絶縁性接着剤によってリジッド基板とフレキシブル基板とが一体化されていることが好ましい。
その理由は、重合範囲が５％未満だと、絶縁性接着剤および塊状導電体によってリジッド基板とフレキシブル基板との間の十分な密着力を得ることができず、引張り試験などの強度試験を行うと、強度が低下してしまうために、パッド間の接続に問題を引き起こすなどのトラブルが発生しやすくなるためである。一方、重合範囲が４０％を超えると、比較的に大きなフレキシブル基板の熱膨張係数と、比較的小さなリジッド基板の熱膨張係数の差による影響が大きくなり、冷熱サイクルによって断線が生じやすくなるからである。
すなわち、重合範囲を、５％以上で、かつ４０％以下とすることによって、リジッド基板とフレキシブル基板との間の密着力を十分に維持しつつ、冷熱サイクルに起因する断線を抑制して電気的接続を向上させることができる。
また、前記重合範囲が、リジッド基板の表面積の１０％以上で、かつ２５％以下の範囲であることがさらに好ましく、そのような重合範囲では、リジッド基板やフレキシブル基板を構成する材料の熱膨張係数の差による影響を小さくすることができるので、その他のバラツキを相殺して、電気的接続性や信頼性を向上させることができる。
本発明において、リジッド基板の層間接続部の位置とフレキシブル基板の層間接続部の位置とを一致させ、これらの層間接続部同士を重ね合わせて導通させたスタック構造部が形成されることが望ましい。その理由は、いわゆるスタック構造とすることで、配線長を短くすることができ、大電力が必要な電子部品の実装に適したものになるからである。
また、スタック構造付近の強度が増して、冷熱サイクルに起因する応力が緩衝され、電気的接続が向上する。
前記リジッド基板およびフレキシブル基板に形成した接続用電極パッドのうち、塊状導電体と接触する面積がより小さい方の接続用電極パッドの面積をＳ_０とし、その接続用電極パッドと塊状導電体との接触面積をＳ_１としたとき、その面積比Ｓ_１／Ｓ_０を０．４≦Ｓ_１／Ｓ_０≦０．９にすることが好ましい。
その理由は、前記面積比Ｓ_１／Ｓ_０が０．４未満では、接触面積が小さすぎてリジッド基板とフレキシブル基板との電気的かつ物理的な接続を十分に確保することができず、一方、Ｓ_１／Ｓ_０が０．９を超えると、塊状導電体の割合が高すぎて、塊状導電体の膨張収縮の影響により、リジッド基板とフレキシブル基板との間で断線が生じやすくなるからである。
本発明において、前記塊状導電体は、球状や半球状等の凸曲面形状、角柱や円柱等の柱状、角錐や円錐等の錐状もしくはピン形状からなるバルク導体であることが好ましく、その塊状導電体を形成する導電性材料としては、銅、金、銀、スズ等の金属や、それらの合金、あるいは種々の半田等が挙げられる。
前記凸曲面形状、柱状あるいは錐状の塊状導電体は、めっきや、印刷法、転写法埋め込み法（インプラント）、電着等の手法によって形成されることが好ましい。
前記塊状導電体としては、金属ペーストを印刷法を用いて成形し、その後、硬化させることによって得られる円錐等の錐形バンプが好適である。
その理由は、錐形のバンプであれば、リジッド基板とフレキシブル基板とを重合一体化するときに、絶縁性接着剤層を貫通しやすくなり、また、錐形バンプ先端部の圧縮変形により、接触面積を大きくすることができるからである。
また、接触面積を大きくすることが冷熱サイクルが起因とする応力が発生したとしても電気接続のための接続が確保されるのである。つまり、接続信頼性を向上させることができるのである。
本発明において、塊状導電体が前記円錐のような錐形のバンプである場合に、リジッド基板とフレキシブル基板との間に形成された絶縁性接着剤層は、プリプレグからなるものであることが好ましい。錐形バンプが貫通しやすいからである。
また、前記塊状導電体は、銅めっきにより形成したバンプであってもよく、そのような塊状導電体は、フレキシブル基板に設けた接繞用電極パッドに対して半田層を介して接続形成されることが望ましい。電気的接続性に優れるからである。
また、前記塊状導電体は、Ｓｎ−Ａｇめっきから形成されたバンプであってもよい。Ｓｎ−Ａｇは、鉛フリーはんだであり、また展性に優れて冷熱サイクルで発生する応力を緩和するのに有効だからである。
本発明において、前記リジッド基板とフレキシブル基板との接続は、これらに設けたスルーホール形状の接続用電極パッドにピン形状の前記塊状導電体を嵌合することによって行うこともできる。このようなピン形状の塊状導電体を介した接続は、必要に応じてリジッド基板とフレキシブル基板とを分離させることができ、また、基板面に平行な方向に生じる応力に対する抗力を確保することができる。
本発明において、前記リジッド基板またはフレキシブル基板のいずれかの接続用電極パッド上に、転写法により半田バンプを形成し、その半田バンプにてリジッド基板とフレキシブル基板との電気的接続を行うことが好ましい。
その理由は、転写法によって形成された半田バンプは、印刷法によって形成されたバンプに比して、形状がより確実に転写されるので、樹脂残りが生ずることがなく接続安定性の向上を図ることができるからである。
本発明によれば、
（ａ）接続信頼性に優れた自由な配線接続構造とすることができ、
（ｂ）高周波数帯域におけるインダクタンスを低下させ、信号遅延時間を短縮し、信号反射波によるノイズ発生を低減することができ、
（ｃ）塊状導電体により接続することにより、高温、高湿度下において導電体間で発生しやすいマイグレーションの問題および
（ｄ）落下衝撃性の低下を絶縁性接着剤により防止でき、しかも、
（ｄ）落下衝撃性の低下を絶縁性接着剤により防止でき、しかも、
（ｅ）製造コストが安価で、高い歩留まりで製造できる、という効果が得られる。

図１（ａ）〜（ｂ）は、本発明にかかるフレックスリジッド配線板を構成するリジッド基板とフレキシブル基板との重なり合いを概略的に示した概略図である。
図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施例１にかかるフレックスリジッド配線板を製造する工程の一部を示す図である。
図３（ａ）〜（ｆ）は、同じく、実施例１にかかるフレックスリジッド配線板を製造する工程の一部を示す図である。
図４（ａ）〜（ｂ）は、同じく、実施例１にかかるフレックスリジッド配線板を製造する工程の一部を示す図である。
図５は、本発明の実施例１にかかるフレックスリジッド配線板を示す図である。
図６（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施例２にかかるフレックスリジッド配線板を製造する工程の一部を示す図である。
図７（ａ）〜（ｃ）は、同じく、実施例２にかかるフレックスリジッド配線板を製造する工程の一部を示す図である。
図８は、本発明の実施例３にかかるフレックスリジッド配線板を示図である。
図９は、本発明の実施例４にかかるフレックスリジッド配線板を示す図である。
図１０は、本発明の実施例５にかかるフレックスリジッド配線板を示す図である。
図１１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施例６にかかるフレックスリジッド配線板を製造する工程の一部を示す図である。
図１２は、本発明の実施例６にかかるフレックスリジッド配線板を示す図である。
図１３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施例７にかかるフレックスリジッド配線板を製
図１４は、比較例１にかかるフレックスリジッド配線板を示す図である。
図１５は、比較例３にかかるフレックスリジッド配線板を示す図である。
図１６は、高周波領域でのインダクタンスの周波数依存性を示す図である。
図１７（ａ）は、１００ＭＨｚ時の信号遅延を示す電圧波形図であり、図１７（ｂ）は５ＧＨｚ時の信号遅延を示す電圧波形図である。
図１８は、反射ノイズによる波形の乱れを表す電圧波形図であり、本発明による接続構造の波形に対して従来技術によるスルーホール接続構造の波形は、反射ノイズの影響で、オーバー・アンダーでリンギングが発生していることを示す。
図１９は、実施例８についての、塊状導電体と接続用電極パッドとの接触面積比と冷熱サイクルテストの相関を示す図である。
図２０は、従来のフレックスリジッド配線板の断面構造を示す概略図である。
図２１は、従来のフレックスリジッド配線板の製造工程を示す図である。

本発明に係るフレックスリジッド配線板の特徴的な構成は、接続用電極パッドを含む導体層を有するリジッド基板およびフレキシブル基板の少なくとも互いの重合部分に、絶縁性接着剤を介在させ重合一体化すること、および前記リジット基板とフレキシブル基板との接続用電極パッド同士を、前記絶縁性接着剤を貫通するように設けた前記塊状導電体を介して電気的かつ物理的に接続させることによって一体化した点にある。
なお、本発明において特徴的な構成として採用されている「塊状導電体」は、球状や半球状等の凸曲面形状、角柱や円柱等の柱状、角錐や円錐等の錐状もしくはピン形状からなるバルク導体または導電性粒子の凝集体を包含する概念であり、リジッド基板に設けた接続用電極パッドとフレキシブル基板に設けた接続用電極パッドとを十分な接続強度で接続し、かつ電気的に接続できるような手段であればよい。
本発明において用いられるフレキシブル基板としては、適度な屈曲性を有するものであればよく、例えば、プラスチック基板、金属基板、フィルム基板などを使用することができる。
具体的には、ガラスエポキシ基板、ガラスポリイミド基板、アルミニウム基板、鉄基板、ポリイミドフィルム基板、ポリエチレンフィルム基板、ＬＣＰ基板（液晶ポリマー）などを使用することができる。特に、片面または両面に導体回路を設けたポリイミド系フィルムを基材としたものが好適である。
前記フレキシブル基板の厚さは、１０〜１００μｍ程度とすることが好ましい。その理由は、１０μｍ未満の厚さでは、電気的絶縁性が低下するからであり、１００μｍを超えると、可撓性が低下するからである。
前記フレキシブル基板は、その片面または両面に接続用電極パッドを含んだ導体回路が形成され、この導体回路は、絶縁フィルムの表面にめっき処理によって形成するか、絶縁フィルムの表面に貼付された金属箔をエッチング処理して形成され、前記接続用電極パッドは、導体回路の一部として形成される。
かかる接続用電極パッドは、基板を貫通して他方の導体回路との電気的接続を行なう形式のビアランドであってもよく、このようなビアホールを介して後述するようなフレキシブル基板とリジッド基板との電気的接続を図るようにしてもよい。
前記フレキシブル基板に形成した接続用電極パッドは、その形状、大きさ、および個数は、たとえば、直径が５０〜５００μｍ程度の円形とし、１００〜７００μｍ程度のピッチで複数配設したものが好適である。
その理由は、５０μｍ未満では接続信頼性に不安があり、５００μｍを越えると、パッドのため領域が増えるため、高密度実装に不利だからである。
本発明を構成するリジット基板は、柔軟性のあるフレキシブル基板と反対に、柔軟性のない基板であり、その形態、層数、形成方法等には関係なく、硬質で容易に変形しないような基板である。
このリジッド基板において、基板を形成する絶縁性樹脂基材としては、ガラス布エポキシ樹脂基材、ガラス布ビスマレイミドトリアジン樹脂基材、ガラス布ポリフェニレンエーテル樹脂基材、アラミド不織布−エポキシ樹脂基材、アラミド不織布−ポリイミド樹脂基材から選ばれる硬質基材が用いることが好ましく、ガラス布エポキシ樹脂基材がより好ましい。
前記絶縁性樹脂基材の厚さは、２０〜６００μｍ程度とする。その理由は、２０μｍ未満の厚さでは、強度が低下して取扱が難しくなるとともに、電気的絶縁性に対する信頼性が低くなり、６００μｍを超えると微細なビア形成および導電性物質の充填が難しくなるとともに、基板そのものが厚くなるためである。
かかる絶縁性樹脂基材の片面または両面には銅箔が貼付され、その厚さは、５〜１８μｍ程度とする。その理由は、後述するようなレーザ加工を用いて、絶縁性樹脂基材にビア形成用の開口を形成する際に、５μｍよりも薄すぎると貫通してしまうからであり、逆に１８μｍよりも厚すぎるとエッチングにより、微細な線幅の導体回路パターンを形成し難いからである。
前記絶縁性樹脂基材および銅箔にて構成されるリジッド基板は、特に、エポキシ樹脂をガラスクロスに含浸させてＢステージとしたプリプレグと、銅箔とを積層して加熱プレスすることにより得られる片面銅張積層板を用いることができる。このようなリジッド基板は、銅箔がエッチングされた後の取扱中に、配線パターンやビア位置がずれることがなく、位置精度に優れている。
なお、このリジッド基板の片面または両面に形成される前記導体回路は、厚さが５〜１８μｍ程度の銅箔を、半硬化状態を保持された樹脂接着剤層を介して加熱プレスした後、適切なエッチング処理をすることによって形成されたものが好ましい。
そして、その導体回路は、基材表面に貼り付けられた銅箔上に、エッチング保護フィルムを貼付けて、所定の回路パターンのマスクで披覆した後、エッチング処理を行って、電極パッド（ビアランド）を含んで形成されたものが好適である。
こうした導体回路形成工程においては、先ず、銅箔の表面に感光性ドライフィルムレジストを貼付した後、所定の回路パターンに沿って露光、現像処理してエッチングレジストを形成し、エッチングレジスト非形成部分の金属層をエッチングして、電極パッドを含んだ導体回路パターンとする。
前記処理工程において、エッチング液としては、硫酸一過酸化水素、過硫酸塩、塩化第二銅、塩化第二鉄の水溶液から選ばれる少なくとも１種の水溶液を用いることができる。
また前記銅箔をエッチングして導体回路を形成する前処理として、ファインパターンを形成しやすくするため、あらかじめ、銅箔の表面全面をエッチングして厚さを１〜１０μｍ、より好ましくは２〜８μｍ程度まで薄くすることができる。
前記リジッド基板に形成される接続用電極パッドは、その形状、大きさ、および個数は、特に限定されないが、たとえば、直径が５０〜５００μｍ程度の円形とし、１００〜７００μｍ程度のピッチで複数配設することが望ましい。その理由は、パッドの直径５０μｍ未満では、接続信頼性に不安があり、パッドの直径５００μｍを超えると、高密度実装に不利であるからである。
また、パッド間隔であるパッドのピッチが１００μｍ未満では、ショートなどの接続信頼性に問題を起こしやすいし、パッドのピッチが７００μｍを超えるとパッドの面積が増えるため、高密度実装に不利になる。
前記絶縁性樹脂基材に、ビアホール形成用の開口（以下、「ビア開口」という）を設ける。このビア開口は、レーザ照射によって形成することができる。特に、絶縁性樹脂基材の表面に透明な保護フィルム、たとえばＰＥＴフィルムを貼付し、そのＰＥＴフィルムの上方から炭酸ガスレーザ照射を行ない、ＰＥＴフィルムを貫通して、絶縁性樹脂基材の表面から銅箔に達する開口を形成する。このような加工条件によるビア開口径は、５０〜２５０μｍ程度であることが望ましい。ビア開口径５０μｍ未満では、ビア開口自体に難しくなるし、塊状導電体が小さくなりすぎてしまい接続性に問題が生じることがあった。逆にビア開口径２５０μｍを超えるとビア形成領域が多くなるなどで高密度化に難があった。
なお、レーザ照射によって形成されたビア開口の側面および底面に残留する樹脂残滓を除去するために、デスミア処理を行う。このデスミア処理は、酸素プラズマ放電処理、コロナ放電処理、紫外線レーザ処理またはエキシマレーザ処理等によって行う。
前記ビア開口には導電性物質が充填されて、充填ビアホールが形成されるが、その導電性物質としては、導電性ペーストや電解めっき処理によって形成される金属めっきが好ましい。
前記充填ビアホールの形成工程をシンプルにして、製造コストを低減させ、歩留まりを向上させる点では、導電性ペーストの充填が好ましく、接続信頼性の点では電解めっき処理によって形成される金属めっき、たとえば、銅、すず、銀、各種はんだ、銅／すず、銅／銀等の金属めっきが好ましく、とくに、電解銅めっきが好適である。電解銅めっきは、充填ビアを形成する上で充填しやすいことと、電気特性において優れるからである。また、電解銅めっき膜は応力を緩衝しやすいという利点もある。
前記導電性物質は、絶縁性基材を貫通し導体回路に達するビア開口内に充填されるだけでなく、ビア開口の外側に所定の高さまで突出形成することもでき、その突出高さは５〜３０μｍ程度の範囲が望ましい。
その理由は、５μｍ未満では、接続不良を招きやすく、３０μｍを越えると抵抗値が高くなると共に、加熱プレス工程において熱変形した際に、絶縁性基板の表面に沿って拡がりすぎるので、ファインパターンが形成できなくなるからである。
本発明において、リジッド基板とフレキシブル基板との電気的接続は、以下の（１）〜（４）のような種々の形態を採用することができ、これらの接続形態を任意に組合せることによって、基板材料を有効に使用することができると共に、自由な配線接続構造とすることができる。
（１）リジッド基板の片面にフレキシブル基板を接続する場合、すなわち、リジッド基板の片方の最外層の表面に接続用電極パッドを形成すると共に、フレキシブル基板の片方の表面にも接続用電極パッドを形成し、各基板の電極パッド同士を塊状導電体を介して接続させる。
（２）リジッド基板の両面に、異なるフレキシブル基板をそれぞれ接続する場合、すなわち、リジッド基板の両方の最外層の表面に接続用電極パッドをそれぞれ形成すると共に、各フレキシブル基板をリジッド基板の両方の最外層に形成した接続用電極パッドに対面して配置させ、それらの対面配置された接続用電極パッド同士を塊状導電体を介して接続させる。
（３）フレキシブル基板の両面に、異なるリジッド基板をそれぞれ接続する場合、すなわち、フレキシブル基板の両面に接続用電極パッドを形成すると共に、それらの接続用電極パッドに対して、片方の最外層の表面に接続用電極パッドがそれぞれ形成されてなる、異なるリジッド基板を、それらの基板の各接続用電極パッドがそれぞれ対面するように配置させ、対面配置された接続用電極パッド同士を塊状導電体を介して接続させる。
（４）フレキシブル基板の複数箇所において、リジッド基板の複数が電気的接続される形態であり、複数のリジッド基板は、それらを構成する導体層および樹脂絶縁層の層数が任意であるように予め形成され、それらの個別に形成されたリジッド基板とフレキシブル基板の接続用電極パッドを対向して配置し、それらの対向配置された接続用電極パッド同士を、塊状導電体を介して接続させる。
前記（１）〜（４）の種々の接続形態の中で、特に、（１）に記載されたような、リジッド基板の片方の最外層表面においてフレキシブル基板が接続される形態について、説明する。
たとえば、リジッド基板の片方の外側表面の短辺に沿った所定の表面領域には、導体回路の一部として複数の接続用電極パッドが予め形成されるとともに、フレキシブル基板の片面の所定領域、たとえば、細長い矩形状の基板の短辺に沿った表面領域にも、リジッド基板に設けた接続用電極パッドに対応した複数の接続用電極パッドが予め形成され、これらの複数の接続用電極パッド対は、リジッド基板側あるいはフレキシブル基板側の接続用電極パッド上に予め配設した塊状導電体によって、電気的かつ物理的に接続される。
さらに、前記リジッド基板とフレキシブル基板とは、リジッド基板側あるいはフレキシブル基板側の接続用電極パッドが形成されていない表面領域に貼付または塗布形成された絶縁性接着剤層によって接着される。
前記接続用電極パッドは、リジッド基板の最外層を構成する回路基板の一つあるいは二つに対して、めっき処理またはエッチング処理によって導体回路を形成する際に、その導体回路の一部として形成され、あるいは最外層を構成する回路基板の絶縁樹脂層上に単独で形成され、あるいはまた、絶縁樹脂層を貫通して下層の導体回路との電気的接続を行なうビアランドとして形成することもできる。
本発明において、前記リジッド基板に形成される接続用電極パッドの形成領域は、必ずしもリジッド基板の最外層の絶緑樹脂層表面の全域である必要はなく、十分な接続強度が得られるような任意の位置であればよい。
たとえば、矩形状の基板の短辺あるいは長辺に沿った周縁の表面領域や、基板の周縁から中央に向う表面領域であってもよい。
このような接続用電極パッドの形成領域を任意の位置とすることができるので、電子機器筐体のデザインや、その筐体内に収容される他のリジッド基板や電子部品等のレイアウトに応じて、所望の方向に配線の引き出しが可能となり、極めて有利な配線接続構造を得ることができる。
本発明において、リジッド基板の層間接続部の位置とフレキシブル基板の層間接続部の位置とを一致させ、これらの層間接続部同士を塊状導電体を介して重ね合わせて導通させたスタック構造部を形成することが、より好ましい実施の形態であり、そのようなスタック構造の採用によって、配線長の短縮化を実現して、大電力が必要な電子部品の実装に好適なフレックスリジッド配線板を提供することができる。
前記リジッド基板に形成した接続用電極パッドと、フレキシブル基板に形成した接続用電極パッドのうち、塊状導電体と接触する面積がより小さい方の接続用電極パッドの面積をＳ_０とし、そのような接続用電極パッドと塊状導電体との接触面積をＳ_１としたとき、その面積比（Ｓ_１／Ｓ_０）が、０．４≦Ｓ_１／Ｓ_０≦０．９であることが望ましい。
その理由は、面積比（Ｓ_１／Ｓ_０）が０．４未満では、接触面積が小さすぎて、フレキシブル基板とリジッド基板との電気的かつ物理的な接続を十分に確保することができないからであり、一方、面積比（Ｓ_１／Ｓ_０）が０．９を越えると、フレキシブル基板とリジッド基板との相対的な位置ズレが大きくなり、それらの間で断線が生じやすくなるので、優れた接続信頼性を得ることができないからである。
前記リジッド基板およびフレキシブル基板に設けた接続用電極パッド同士を接続する塊状導電体は、リジッド基板もしくはフレキシブル基板のいずれか一方の接続用電極パッド上に突設した形態であることが好ましい。リジッド基板とフレキシブル基板とを重ね合わせる際に、絶縁性接着剤層を貫通しやすいからである。
前記塊状導電体としては、銅、金、銀、スズ等の金属、それらの合金、あるいは種々の半田等を用いて、めっきや、印刷法、転写法、埋め込み法（インプラント）、電着等の手法によって、球状や半球状等の滑らかな凸曲面形状、角柱や円柱等の柱状、あるいは角錐や円錐等の錐状に形成されたバンプ（ポスト）やボール、あるいはピン形状に形成されたものが代表的であるが、これらに限定されるべきものではなく、リジッド基板に設けた接続用電極パッドとフレキシブル基板に設けた接続用電極パッドとを十分な接続強度で接続し、かつ電気的接続できる手段であればよい。
前記バンプ（ポスト）をめっきによって形成する場合には、銅めっきにより形成したものであってもよく、そのような塊状導電体は、フレキシブル基板に設けた接続用電極パッドに対して半田層を介して接続されることが好ましく、それによって優れた電気的接続性が得られる。
また前記バンプ（ポスト）やボールを形成する半田としては、Ｓｎ／Ｐｂ、Ｓｎ／Ｓｂ、Ｓｎ／Ａｇ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ、Ｓｎ／Ｃｕ、Ｓｎ／Ｚｎ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｉｎ／Ｃｕから選ばれる少なくとも一種の半田から形成することができる。
すなわち、前記金属あるいは各種半田の中から選ばれる１種類で形成してもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。
特に、自然環境を汚染しないという社会的要請に応じて、鉛を含有しない、いわゆる鉛フリー半田を用いたバンプが好ましい。そのような半田として、たとえばＳｎ／Ｓｂ、Ｓｎ／Ａｇ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ、Ｓｎ／Ｃｕ、Ｓｎ／Ｚｎ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｉｎ／Ｃｕからなる半田が挙げられる。リジッド基板やフレキシブル基板の材料を考慮して、融点が１８３℃であるＳｎ−３７Ｐｂ半田や、融点が２１７℃であるＳｎ−３５Ａｇ−０．７Ｃｕ半田が、より好ましい。
さらに、Ｓｎ／Ａｇ半田めっきによって形成したバンプは、展性に優れて冷熱サイクルで発生する応力を緩和するのに有効であるため、より好ましい。
前記半田バンプは、その高さが１０〜１５０μｍ程度であることが好ましく、めっき、印刷法、転写法、埋め込み法（インプラント）、電着等によって形成することができる。
たとえば、印刷法による場合には、接続用電極パッドを有するリジッド基板またはフレキシブル基板の接続用電極パッドに相当する基板上の箇所に、円形の開口を設けた印刷マスク（メタルマスク）を載置し、そのマスクを用いて半田ペーストを印刷し、加熱処理することによって半田バンプを形成する。
また、転写法による場合には、たとえば、水平面を有する水平治具板の当該水平面上に、接続用電極パッドを有するリジッド基板またはフレキシブル基板、半田キャリアおよび荷重用の押さえ治具を順次載置して、水平治具板と押さえ治具とにより基板および半田キャリアを挟持し、両者を平行に保持し、その後、リフローにより半田キャリアの半田パターンを接続用電極パッド上に転写し、その後、半田キャリアを取り除くことで、接続用電極パッド上に半田バンプを形成する。
さらに、前記半田ボールは、たとえば、直径が１００〜８００μｍ程度の銅球と、その銅球を被覆する厚み１５０μｍ以下の半田層とから形成してもよい。
前記リジッド基板とフレキシブル基板との電気的および物理的接続は、フレキシブル基板の接続用電極パッドをリジッド基板の接続用電極パッド上の半田バンプあるいは半田ボールに対して加圧、加熱して半田を溶融・固化させることによって行なわれることが好ましい。
本発明において、リジッド基板とフレキシブル基板とを相互に接着、固定し、かつ前記塊状導電体が貫挿する絶縁性接着剤層をなす樹脂としては、例えば、ポリビニルブチラール樹脂、フェノール樹脂、ニトリルラバー、ポリイミド樹脂、フェノキシ樹脂、キシレン樹脂もしくはこれらの２種以上の混合物、ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、液晶ポリマー、ポリアミド樹脂なども使用することが可能である。また、前記樹脂にガラスマット、無機充填剤、ガラスクロスなどを配合したもの（プリプレグ）でもよい。
例えば、プリプレグを用いる場合には、リジッド基板とフレキシブル基板との間にプリプレグ等を介在させた状態で、熱プレスすることによって絶縁性接着剤層を形成する。
前記プリプレグを用いる場合には、接続用電極パッド上に形成するバンプとしては、金属ペーストを所定の形状に成形した後、硬化して形成したバンプであることが好ましく、所定の位置に精度よく貫通型の導体路を形成するために、その先端部が絶縁性接着剤層を容易に貫挿し得るような円錐型、角錐型など好ましいが、半球状、台形などでもよい。
前記金属ペーストは、たとえば銀、金、銅、半田粉、炭素粉などの導電性粉末、これらの合金粉末もしくは複合（混合）金属粉末と、たとえばポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂などのバインダー成分とを混合して調製された導電性組成物で構成することができる。
そして、前記金属バンプは、例えば、比較的厚いメタルマスクを用いた印刷法により、アスペクト比の高い導電性バンプとして形成でき、そのバンプの高さは、絶縁性接着剤層の厚さの１．３倍程度以上が好ましい。例えば、絶縁性接着剤層の厚さを５０μｍとすると、６５〜１５０μｍ程度に設定される。

（Ａ）フレキシブル基板の製造工程
（１）本発明にかかるフレックスリジッド配線板を製造するに当たって、それを構成するフレキシブル基板１００Ａを作製する出発材料として、厚さ２５μｍのポリイミド系樹脂からなる絶縁性フィルム１１の両面に、厚さが１８μｍの銅箔１２がラミネートされた積層フィルム（新日鉄化学製：エスパネックスＳＢ）を用いた（第２図（ａ））。
（２）前記絶縁性フィルム１１の両面にラミネートされた銅箔１２を、塩化第二銅水溶液を用いてエッチングしてパターン１３および直径２５０μｍの接続用電極パッド１６を形成し、この配線パターン上に感光性エポキシ樹脂（日立化成製：ＦＲ−５５３８ＥＡ）を塗布して、８０℃で３時間乾燥させた後、紫外線によって露光し、ジメチレングリコールジエチルエーテルを用いて現像処理することによって、直径３００μｍの大きさの開口１５を持つ、パターン１３を保護する厚さ２５μｍの樹脂製カバー層１４を形成した。（第２図（ｂ）〜（ｄ））。
（Ｂ）リジッド基板の製造工程
（１）ガラスエポキシ樹脂からなる基板２１の両面に、１２μｍの銅箔２２がラミネートされた厚さ０．１１ｍｍの両面銅張積層板（松下電工製：Ｒ−１７６６、第３図（ａ）参照）の片面に塩化第二銅水溶液を用いて、レーザ照射用開口２４を形成し、さらに炭酸ガスレーザを用いて直径２５０μｍの銅めっき充填用開口２６を設けた（図３（ｂ）、（ｃ）参照）。
（２）さらに、貫通孔２６の内壁にＰｄ触媒を付与し、以下のような組成および条件のもとで無電解銅めっき処理を施した後、さらに電解銅めっき処理を施すことによって、開口２６の内部を銅めっき２８で充填した（図３（ｄ）参照）。
（無電解銅めっき溶液）
硫酸銅 １０ｇ／リトッル
ＨＣＨＯ ８ｇ／リットル
ＮａＯＨ ５ｇ／リットル
ロッシェル塩 ４５ｇ／リットル
温度 ３０℃
（電解銅めっき溶液）
硫酸 １８０ｇ／リットル
硫酸銅 ８０ｇ／リットル
アトテックジャパン製 商品名 カパラシドＧＬ
１ｍｌ／リットル
（めっき条件）
電流密度 ２Ａ／ｄｍ^２
時間 ３０分
温度 ２５℃
（３）前記銅めっき２８で充填した基板の両面を塩化第二銅水溶液を用いてエッチングして、表面および裏面にそれぞれパターン３２、３４を形成すると共に、パターン３４の一部を接続用電極パッド３６に形成した。さらに、基板をルータで加工した（図３（ｅ）参照）。
（４）次いで、円錐形状の開口を設けたメタルマスクを用いて、銀ペースト（ＤＵＰＯＮＴ社製：商品名ＳＯＬＡＭＥＴ）をスキージを用いて充填し、接続用電極パッド３６上に円錐形状の突起４０、すなわち半田バンプを形成した。さらに、これを１５０℃で１時間加熱して硬化させ、リジッド基板２００Ａを製造した（図３（ｆ）参照）。
（Ｃ）積層工程
（１）前記（Ｂ）で製造したリジッド基板２００Ａの円錐形突起４０に対して、プリプレグ４２（日立化成製：ＧＩＡ−６７１Ｎ）を１０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で突き刺して、貫通させた（図４（ａ））。
（２）つぎに、前記（Ａ）で製造したフレキシブル基板１００Ａとリジッド基板２００Ａとを積層し、１８０℃、４０ｋｇ／ｃｍ^２で加熱プレスし（図４（ｂ）参照）、図５に示すような塊状導電体４４で接続されたフレックスリジッド配線板３００Ａを得た。
なお、塊状導電体４４とフレキシブル基板１００Ａの接続用電極パッド１６との接続面積Ｓ_１は、３．９２×１０^−２ｍｍ^２であり、接続パッド面積Ｓｏは、４．９×１０^−２ｍｍ^２であるから、Ｓ_１／Ｓｏは、０．８となった。

（Ａ）フレキシブル基板の製造工程
（１）本発明にかかるフレックスリジッド配線板を製造するに当たって、それを構成するフレキシブル基板を作製する出発材料として、厚さ２５μｍのポリイミド系樹脂からなる絶縁性フィルム１１の両面に、厚さが１８μｍの銅箔１２がラミネートされた積層フィルム（新日鉄化学製：エスパネックスＳＢ）を用いた。
（２）前記絶縁性フィルム１１の両面にラミネートされた銅箔１２を、塩化第二銅水溶液を用いてエッチングしてパターン１３を形成し、このパターン上にジメチレングリコールジメチルエーテルに溶解させた６０重量％のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬製）を塗布して、８０℃で３時間乾燥させて未硬化エポキシ樹脂層５０（接着剤層）を形成し、フレキシブル基板とした。
（Ｂ）リジッド基板の製造工程
（１） ガラスエポキシ樹脂からなる基板２１の片面に、１２μｍの銅箔２２がラミネートされた厚さ０．１１ｍｍの片面銅張積層板（図６（ａ））に、炭酸ガスレーザを用いて直径１５０μｍの銅めっき充填用開口２６を設けた（図６（ｂ））。
（２） 前記開口２６内にＰｄ触媒を付与し、無電解銅めっきを施した後、さらに電解銅めっきを施すことによって、開口２６の内部に銅めっき２８を充填するとともに、基板表面から３μｍの高さで突出する突起２９を形成した（図６（ｃ））。
なお、無電解銅めっきおよび電気めっきの組成は実施例１に準じる。
（３） さらに、前記突起２９の表面に、以下のような条件下で半田めっきを施し、突起２９の表面を覆う半田層３１を形成した（図６（ｄ））。
（電解半田めっき溶液）
Ｓｎ（ＢＦ_４）_２ ２５ｇ／リットル
Ｐｂ（ＢＦ_４）_２ １２ｇ／リットル
（めっき条件）
温度 ２０℃
電流密度 ０．４Ａ／ｄｍ^２
（４） 前記片面銅張積層板の片面に貼付した銅箔２２を、塩化第二銅水溶液を用いてエッチング処理し、導体パターン３２を形成した（図６（ｅ））。
（５） さらにルータ加工してリジッド基板２００Ｂとした（図７（ａ））。
（Ｃ）積層工程
前記（Ａ）で作製したフレキシブル基板１００Ｂと、前記（Ｂ）で作製したリジッド基板２００Ｂとを積層し、１８０℃、４０ｋｇ／ｃｍ^２で加熱プレスし（図７（ｂ））、さらに、２００℃まで昇温して、半田を溶融させることによって、銅めっきからなる突起２９と半田層とからなる塊状導電体４０を介して接続一体化されたフレックスリジッド配線板３００Ｂを得た（図７（ｃ））。
前記加熱プレスの際に、フレキシブル基板１００Ｂの未硬化エポキシ樹脂層５０を突起２９が貫通してリジッド基板２００Ｂに接触し、さらに２００℃のリフローにより半田層３１が溶融して電気的な接続が達成される。

（Ａ）フレキシブル基板の製造工程
（１）本発明にかかるフレックスリジッド配線板を製造するに当たって、それを構成するフレキシブル基板の出発材料として、厚さ２５μｍのポリイミド系樹脂からなる絶縁性フィルム１１の両面に、厚さが１８μｍの銅箔１２がラミネートされた積層フィルム（新日鉄化学製：エスパネックスＳＢ）を用いた。
（２）前記絶縁性フィルム１１の両面にラミネートされた銅箔１２を、塩化第二銅水溶液を用いてエッチングしてパターン１３を形成し、このパターン上にジメチレングリコールジメチルエーテルに溶解させた６０重量％のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬製）を塗布して、８０℃で３時間乾燥させて未硬化エポキシ樹脂層５０を形成し、フレキシブル基板とした。
（Ｂ）リジッド基板の製造工程
（１）ガラスエポキシ樹脂からなる基板２１の片面に、１２μｍの銅箔２２がラミネートされた厚さ０．１１ｍｍの片面銅張積層板（図６（ａ）参照）に、炭酸ガスレーザを用いて直径１５０μｍの銅めっき充填用開口２６を設けた。
（２）前記開口２６内にＰｄ触媒を付与し、無電解銅めっきを施した後、さらに電解銅めっき処理を施すことによって、開口２６の内部に銅めっき２８を充填した。
なお、無電解銅めっきおよび電解銅めっきの組成は実施例１に準じる。
（Ｃ）半田ボールの製造
直径０．１ｍｍの銅ボール６０（三菱マテリアル製）の表面に厚さ６０μｍの電解半田めっき処理を施し、その表面に半田層６２を形成してなる半田ボール６４を得た（図８参照）。電解半田めっきの条件は、実施例２に準じる。
（Ｄ）積層工程
前記（Ａ）で作製したフレキシブル基板と、前記（Ｂ）で作製したリジッド基板を半田ボール６４を介して積層し、１８０℃、４０ｋｇ／ｃｍ^２で加熱プレスし、さらに、２００℃まで昇温して、半田を溶融させ、図８に示すような塊状導電体６６で接続されたフレックスリジッド配線板３００Ｃを得た。
前記加熱プレスの際に、半田ボール６４がフレキシブル基板の未硬化エポキシ樹脂層５０を貫通してリジッド基板に接触し、さらに２００℃のリフローにより半田が溶融して電気的な接続が行われる。
本実施例では、銅ボール６０自体は溶融しないため、スペーサの機能を持ち、層間の距離を一定に保つことができる。

（Ａ）フレキシブル基板の製造工程
（１）本発明にかかるフレックスリジッド配線板を製造するに当たって、それを構成するフレキシブル基板の出発材料として、厚さ２５μｍのポリイミド系樹脂からなる絶縁性フィルム１１の両面に、厚さが１８μｍの銅箔１２がラミネートされた積層フィルム（新日鉄化学製：エスパネックスＳＢ）を用いた。
（２）前記銅箔１２が両面にラミネートされた絶縁性フィルム１１を、塩化第二銅水溶液を用いてエッチングしてパターン１３を形成し、このパターン上に感光性エポキシ樹脂（日立化成製：ＦＲ−５５３８ＥＡ）を塗布して、８０℃で３時間乾燥させた後、紫外線によって露光し、ジメチレングリコールジエチルエーテルを用いた現像処理を行って、直径３００μｍの大きさの開口１５を持つ、パターン１３を保護する厚さ２５μｍの樹脂製カバー層１４を形成した。さらに、その開口１５に半田ペースト（ヘラウス株式会社製）をスクリーン印刷し、さらに銅製のＴ−ピン６８を載置し、２００℃にリフローしてＴ−ピン６８を具備するフレキシブル基板を製造した。
（Ｂ）スルーホールを有するリジッド基板の製造工程
（１）ガラスエポキシ樹脂からなる基板２１の片面に、１２μｍの銅箔２２がラミネートされた厚さ０．１１ｍｍの片面銅張積層板にドリル削孔し、さらに無電解銅めっき処理および電解銅めっき処理を施して、スルーホール６９を形成した。
次いで、塩化第二銅水溶液を用いてエッチング処理して導体パターン７０を形成した。
（２）さらに、ルータにより切断加工して、スルーホール６９を有するリジッド基板を製造した。
（Ｃ）接着剤フィルムの製造
ポリエチレンテレフタレートフィルムにエポキシ樹脂液を塗布し、これを８０℃で１時間乾燥し、接着剤フィルムとした。
（Ｄ）積層工程
前記（Ｂ）で製造したリジッド基板のスルーホール６９に半田ペーストを印刷充填し、前記（Ａ）で作製したフレキシブル基板のＴ−ピン６８に、前記（Ｃ）で製造した接着剤フィルムを貫通させ、リジッド基板とフレキシブル基板を積層し、１８０℃、４０ｋｇ／ｃｍ^２で加熱プレスし、さらに２００℃でリフローを行ない、図９に示すフレックスリジッド配線板３００Ｄを製造した。

基本的には実施例２と同様であるが、フレキシブル基板１００Ｅを上下２つのリジッド基板２００Ｅ、２００Ｅで挟持し、フレキシブル基板１００Ｅの層間接続部としてのビアホール７２と、リジッド基板２００Ｅの層間接続部としてのビアホール７１とが一軸上に配列するように、いわゆるスタック構造７３を有するフレックスリジッド基板３００Ｅを製造した（図１０参照）。

（Ａ）フレキシブル基板の製造工程
（１）本発明にかかるフレックスリジッド配線板を製造するに当たって、それを構成するフレキシブル基板１００Ｆを作製する出発材料として、厚さ２５μｍのポリイミド系樹脂からなる絶縁性フィルム１１の両面に、厚さが１８μｍの銅箔１２がラミネートされた積層フィルム（新日鉄化学製：エスパネックスＳＢ）を用いた（第２図（ａ））。
（２）前記絶縁性フィルム１１の両面にラミネートされた銅箔１２を、塩化第二銅水溶液を用いてエッチング処理し、パターン１３および直径２５０μｍの接続用電極パッド１６を形成し、このパターン上に感光性エポキシ樹脂（日立化成製：ＦＲ−５５３８ＥＡ）を塗布して、８０℃で３時間乾燥させた後、紫外線によって露光し、ジメチレングリコールジエチルエーテルを用いた現像処理を行って、直径３００μｍの大きさの開口１５を持つ、パターンを保護する厚さ２５μｍの樹脂製カバー層１４を形成した。（第２図（ｂ）〜（ｄ））。
（Ｂ）リジッド基板の製造工程
（１）ガラスエポキシ樹脂からなる基板２１の両面に、１２μｍの銅箔２２がラミネートされた厚さ０．１１ｍｍの両面銅張積層板（松下電工製：Ｒ−１７６６）に塩化第二銅水溶液を用いて、レーザ照射用開口２４を形成し、さらに炭酸ガスレーザを用いて直径が２００μｍの銅めっき充填用開口２６を設けた（図６（ｂ）参照）。
（２）前記開口２６内にＰｄ触媒を付与し、無電解銅めっきを施した後、さらに電解銅めっき処理を施することによって、開口２６の内部に銅めっき２８を充填した（図６（ｃ）参照）。
（３）前記銅めっき２８を充填した基板の両面を塩化第二銅水溶液を用いてエッチングして、表面および裏面にそれぞれパターン３２、３４を形成すると共に、パターン３４の一部を接続用電極パッド３６に形成した。さらに、基板をルータで加工した。
（４）次に、ポリエチレンテレフタレートフィルム８０に半田箔を貼付し、次いで、１Ｎ硫酸水溶液にてエッチングして所定の場所に円形パターンの半田層８２を有するフィルムシートを形成した。
（５）前記（３）においてルータ加工した基板に、半田層８２を有するフィルムシートを積層し（図１１（ａ）参照）、２００℃でリフローして半田バンプ８４を設けた（図１１（ｂ）参照）。
（６）ポリエチレンテレフタレートフィルムにエポキシ樹脂液を塗布し、これを８０℃で１時間乾燥し、接着剤フィルム８６とした。
（Ｃ）積層工程
前記（Ａ）で製造したフレキシブル基板１００Ｆと、前記（Ｂ）で製造したリジッド基板２００Ｆとを、接着剤フィルム８６を介して積層し（図１１（ｃ）参照）、１８０℃、４０ｋｇ／ｃｍ^２で加熱プレスし、さらに２００℃でリフロー処理を行なって、図１２に示すようなフレックスリジッド配線板３００Ｆを製造した。

（Ａ）フレキシブル基板の製造工程
実施例６の（Ａ）の（１）〜（２）の工程と同様にしてフレキシブル基板を製造した。
（Ｂ） リジッド基板の製造工程
（１） インプラントの作製に当って、厚さ０．１１ｍｍの銅箔９３に厚さ６０μｍの半田層９４を積層したクラット材を用いた。
（２） このクラット材を、ガラスエポキシ樹脂からなる基板２１の両面に、１８μｍの銅箔２２がラミネートされた厚さ０．１１ｍｍの銅張積層板に載置し、ポンチ８９により、１００ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で、クラット材を打ち抜き、この打ち抜いた銅−半田ポスト９１を銅張積層板２０に埋め込んで（図１３（ａ）〜（ｃ））、リジッド基板２００Ｇを製造した。
なお、前記銅−半田ポスト９１は、その半田部分９２が銅張積層板２０から８４μｍ（１２０μｍ−３６μｍ）突出しており、この突起部分９２がバンプとして機能する。
（Ｃ）積層工程
前記（Ａ）で製造したフレキシブル基板と、前記（Ｂ）で製造したリジッド基板２００Ｇとを、実施例６と同様に接着剤フィルム８６を介して積層し、１８０℃、４０ｋｇ／ｃｍ^２で加熱プレスし、さらに２００℃でリフロー処理を行なって、フレックスリジッド配線板を製造した。

実施例１とほぼ同様にして、塊状導電体と接触する面積がより小さい方の接続用電極パッドの面積をＳ_０とし、その接続用電極パッドと塊状導電体との接触面積をＳ_１としたときの面積比（Ｓ_１／Ｓ_０）を、０．０５から１．０まで段階的に変化させて、異なる面積比（Ｓ_１／Ｓ_０）を有する複数のフレックスリジッド配線板を製造した。

実施例１とほぼ同様であるが、リジッド基板２００Ａとフレキシブル基板１００Ａとの重合範囲が、リジッド基板２００Ａの表面積の３％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、４０％、４５％、５０％、６０％、８０％、１００％と段階的に変化させて、異なる重合範囲を有する複数のフレックスリジッド多層プリント配線板を製造した。
（比較例１）
（１） 図１４に示すように、フレキシブル基板上に、サブトラクティブ法によって内層回路６１０およびフレキシブル部に相当する導体回路６１２を形成し、次いで、その導体回路上に、打ち抜き加工したカバーレイフィルムを位置合わせして仮接着し、その後、多段プレスにて加熱プレスすることにより、内層回路基板およびフレキシブル部となるフレキシブル基板６００を作製した。
（２） ガラスエポキシ両面銅張基板の一方の面に、サブトラクティブ法によって別の内層回路６１４を形成し、次いで、外型加工することにより、多層リジッド部の１つの導体層を形成するリジッド基板６２０を作製した。
（３） 前記（１）、（２）で作製したフレキシブル基板６００と複数のリジッド基板６２０とをプリプレグ６２２を介して積層固定し、加熱プレスにて一体化した。
次に、得られた基板に穴あけをした後、無電解めっきを施すことにより、内層回路６１０と外層回路６１４とをめっきスルーホール６２４を介して電気的に接続し、さらに、リジッド部の他面の導体回路６２６を形成することによって、フレックスリジッド配線板６５０とした。
（比較例２）
本比較例は、実施例２と同様であるが、未硬化エポキシ樹脂層（接着剤層）を形成せず、半田の接着力のみで接続させた。
（比較例３）
（１）比較例３にかかるフレックスリジッド配線板を製造するに当たって、それを構成するフレキシブル基板の出発材料として、厚さ２５μｍのポリイミド系樹脂からなる絶縁性フィルム７００の両面に、厚さが１８μｍの銅箔がラミネートされた積層フィルム（新日鉄化学製：エスパネックスＳＢ）を用いた。
（２）前記絶縁性フィルム７００の両面にラミネートされた銅箔を、塩化第二銅水溶液を用いてエッチングして導体回路７１４を形成した。
（３）感光性ポリイミド樹脂（日立化成工業製）固形分１００重量部に対して、エポキシ樹脂微粉末（東レ製）を１２重量部の割合で配合し、さらにＮ−メチルピロリドン溶剤を添加しながらホモディスパー分散機で粘度５０００ｃｐに調整し、次いで３本ロールで混練して感光性樹脂絶縁層用の接着剤溶液を得た。
（４）次に、導体回路７１４を形成した絶縁性フィルム７００上に、カバーレイフィルムをラミネートした後、前記感光性絶縁層用の接着剤溶液をスピナー（１０００ｒｐｍ）を用いて塗布し、水平状態で６０分間室温放置した後、８０℃で１０分間乾燥させて、厚さ６０μｍの感光性樹脂絶縁層７１６を形成した。
（５）次に、バイアホールを形成する箇所およびフレックス部にフォトレジストのマスクを形成し、超高圧水銀灯で３０秒間露光した。これをＮ−メチルピロリドン−メタノール（３：１）混合溶媒で１分間現像処理することにより、導体間接続用のバイアホールを形成した。その後、超高圧水銀灯で５分間露光し、さらに２００℃で３０分間加熱処理することにより、感光性樹脂絶縁層を完全に硬化させた。
（６）前記（５）で得た基板をクロム酸（ＣｒＯ_３）８００ｇ／ｌ水溶液からなる酸化剤に６０℃で２分間浸漬して樹脂絶縁層７１６の表面を粗化してから、中和溶液（シプレイ社製）に浸漬し、水洗した。
（７）前記樹脂絶縁層７１６の表面を粗化した基板に、パラジウム（シプレイ社製）を付与して表面を活性化させた後、液状フォトレジストを塗布し、アディティブ用の無電解銅めっき液に１０時間浸漬して、厚さ２５μｍの無電解銅めっき膜からなるバイアホール７２０を形成した。
（８）次に、前記（３）で作製した接着剤を塗布し、（４）〜（７）の工程を３回繰り返した。
（９）最後に、前記（７）で塗布した液状フォトレジストを除去し、４層のフレックスリジッド多層プリント配線板とした（図１５参照）。
以上説明したような実施例１〜９および比較例１〜３について、以下のような試験を実施した。
（１）冷熱サイクル試験１
実施例１〜７、比較例１〜３について、−６５℃で１５分放置、ついで１２５℃で１５分放置する試験を１２５０回繰り返して実施し、フレキシブル基板とリジッド基板との接続部分での電気的導通の有無を確認し、以下の表１に示した。電気的導通が有れば○とし、無ければ×とした。

（２）冷熱サイクル試験２
実施例８のフレックスリジッド配線板において、−６５℃で１５分放置、ついで１２５℃で１５分放置する試験を繰り返して実施し、フレキシブル基板とリジッド基板との接続部分での電気的導通がなくなるまでの試験回数を図１９に示した。
（３）冷熱サイクル試験３
実施例９のフレックスリジッド配線板において、−６５℃で１５分放置、ついで１２５℃で１５分放置する試験を２５００回繰り返して実施し、フレキシブル基板とリジッド基板との接続部分での電気的導通の有無を確認し、その結果を表２に示した。
電気的導通が有れば○とし、電気的導通が有るが、その抵抗変化率が１０％を超えたものを△とし、電気的導通が無ければ×とした。
なお、上記冷熱サイクル試験１〜３において、１５００回のサイクル試験を繰り返し行っても電気的導通が有る場合を基準とした。
（４）引張り強度試験
実施例９のフレックスリジッド配線板において、リジッド基板側の一端をバネ秤に固定し、フレキシブル基板側の一端を引張ることによって、フレキシブル基板とリジッド基板との間の密着性を評価するための引張り試験を行った。このとき、フレキシブル基板がリジッド基板からズレ始めた時点でのバネの目盛りを強度として測定し、このような測定を３回実施して、それらの強度の平均値（Ｋｇｆ）を求めた。
リジッド基板とフレキシブル基板の重合範囲を段階的に変化させた、異なるフレックスリジッド配線板についての測定結果を表２に示した。
なお、上記引張り強度試験において、強度の平均値が０．８Ｋｇｆである場合を基準とした。

（５）インダクタンス測定試験
実施例１〜５および７、比較例１および３について、ネットワークアナライザー（アジレントテクノロジー社製Ｅ８３５７Ａ）を用いて、接続電極パッド間のインダクタンスの周波数変化を測定した。
（６）波形測定試験
任意波形ジェネレータ（テクトロニクス社製ＡＷＧ７１０）とデジタルサンプリングオシロスコープ（テクトロニクス社製１１８０１Ｂ）とを組合せて用いることで、接続電極パッド間のパルス電圧波形の変化を測定した。
以上の結果から、塊状導電体のみでは、冷熱サイクルに対する耐性が低いことが理解される。これはフレキシブル基板の熱膨張係数が大きく、
一方リジッド基板の熱膨張係数が小さいことに起因していると推定される。
本発明では、絶縁性接着剤を採用することで、フレキシブル基板とリジッド基板の熱膨張係数差を緩和させることができ、その結果、耐冷熱サイクル特性を向上させることが可能となっていると考えられる。
さらに、実施例８の試験結果（図１９）によれば、前記塊状導電体と接触する面積がより小さい方の接続用電極パッド（実施例８では、塊状導電体が円錐形状であるため、フレキシブル基板側の接続用パッド面積）の面積をＳ_０とし、その接触面積をＳ_１としたときに、面積比が０．４≦Ｓ_１／Ｓ_０≦０．９の範囲に、特にヒートサイクルに耐性の高い条件が存在することがわかった。
面積比Ｓ_１／Ｓ_０が０．４未満では、接触面積が小さすぎて、塊状導電体と接続用パッドの接触界面での剥離が生じ、０．９を超えると接着剤層中における塊状導電体の割合が大きくなりすぎて、熱膨張・冷却収縮による応力が大きくなり、塊状導電体と接続用パッドの接触界面で剥離が生じるのではないかと推察される。
また、実施例９の試験結果によれば、リジッド基板とフレキシブル基板との重合範囲が、４０％以下である場合に、冷熱サイクルが１５００回を超えても、電気的導通を維持できることがわかった。
リジッド基板とフレキシブル基板との重合範囲が、リジッド基板の表面積の５〜４０％の範囲である場合に、冷熱サイクル試験においても、引張り強度試験においても、設定された基準を満たすものであった。そのために、電気的接続性や信頼性をも向上させることができることがわかった。
さらに、リジッド基板とフレキシブル基板との重合範囲が、リジッド基板の表面積の５〜４０％の範囲である場合に、冷熱サイクルが２０００回を超えても、断線を生じることがなく、電気的導通を維持できることがわかった。特に、重合範囲が、１０〜２５％の範囲である場合には、冷熱サイクルを２５００回繰り返して実施しても、電気的導通を確保でき、このような重合範囲が最適な範囲であることが確認された。
また、図１６によれば、本発明のように塊状導電体を介してフレキシブル基板とリジッド基板が接続する場合は、スルーホールやバイアホールを介して接続される場合に比べて、高周波帯域におけるインダクタンスが、低くなることがわかった。
インダクタンスが低下すると、信号波形が反射波による干渉を受けにくくなり、ノイズ成分を含まなくなるからである。
つまり、本発明のように、塊状導電体を介してフレキシブル基板とリジッド基板が接続する場合は、スルーホールやバイアホールを介して接続される場合に比べて、高周波帯域におけるノイズ成分が少ない。
この理由は、次のように説明される。つまり、高周波数帯域ほど、表皮効果によって、表面ほど電流密度が高くなる。そのため、スルーホールやバイアホールの場合は、導体の表側面、裏側面の両方の表面に電流が流れるようになるが、塊状導電体の場合は塊状導電体の表面のみしか電流が流れなくなる。したがって、電流量が低下して電流量に依存する磁界強度も低下する。したがって、磁界強度に依存するインダクタンスも低下させることができると推定される。
反射波による干渉の影響を図１８に示す。本発明のように塊状導電体を用いて接続を図る方が、スルーホールやバイアホールを用いる場合よりも、反射波の干渉による波形のゆがみが少ないことがわかった。

以上のように、本発明にかかるフレックスリジッド配線板は、高周波数帯域におけるインダクタンスの低下や、信号遅延時間の短縮、信号反射波によるノイズ発生の低減および落下衝撃性の低減等を実現するだけでなく、優れた接続信頼性と自由な配線接続構造とを兼ね備え、製造コストおよび歩留まりの点で有利に製造することができる。

Claims (15)

1. 接続用電極パッドを含む導体層を有する硬質基板からなるリジット基板と、接続用電極パッドを含む導体層を有する可撓性基材からなるフレキシブル基板とを重ね合わせて一体化すると共に、電気的に接続してなるフレックスリジッド配線板において、
   前記リジッド基板およびフレキシブル基板の少なくとも互いの重合部分には、絶縁性接着剤を介在させると共に、前記リジット基板とフレキシブル基板との前記接続用電極パッド同士を、該絶縁性接着剤を貫通するように設けられる塊状導電体を介して電気的接続してなることを特徴とするフレックスリジッド配線板。
2. 前記一のフレキシブル基板に対して複数のリジッド基板が多層状に重ね合わせたものであることを特徴とする請求項１に記載のフレックスリジッド配線板。
3. 前記塊状導電体は、リジッド基板もしくはフレキシブル基板のいずれか一方の接続用電極パッド上に突設したものであることを特徴とする請求項１または２に記載のフレックスリジッド配線板。
4. 前記接続用電極パッドは、リジッド基板あるいはフレキシブル基板のそれぞれの片面または両面に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフレックスリジッド配線板。
5. 前記リジッド基板とフレキシブル基板とが互いに対向して重なり合う部分は、フレキシブル基板の面積がリジッド基板の面積の４０％以下の範囲内であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のフレックスリジッド配線板。
6. 前記リジッド基板とフレキシブル基板とが互いに対向して重なり合う部分は、フレキシブル基板の面積がリジッド基板の面積の５〜４０％の範囲内であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のフレックスリジッド配線板。
7. 前記リジッド基板の層間接続部の位置と前記フレキシブル基板の層間接続部の位置とを一致させ、これらの層間接続部同士を重ね合わせて導通させたスタック構造部を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のフレックスリジッド配線板。
8. 前記リジッド基板に形成した接続用電極パッドと、前記フレキシブル基板に形成した接続用電極パッドのうち、前記塊状導電体と接触する面積がより小さい方の接続用電極パッドの面積をＳ_０とし、そのような接続用電極パッドと前記塊状導電体との接触面積をＳ_１としたときに、０．４≦Ｓ_１／Ｓ_０≦０．９であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のフレックスリジッド配線板。
9. 前記塊状導電体は、球状や半球状等の凸曲面形状、角柱や円柱等の柱状、角錐や円錐等の錐状もしくはピン形状からなるものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のフレックスリジッド配線板。
10. 前記塊状導電体は、金属ペーストにて形成された円錐形バンプであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のフレックスリジッド配線板。
11. 前記塊状導電体は、銅めっきもしくはＳｎ−Ａｇ半田めっきによって形成したバンプであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のフレックスリジッド配線板。
12. 前記塊状導電体は、フレキシブル基板もしくはリジッド基板に設けた接続用電極パッドに半田層を介して接続されていることを特徴とする請求項９に記載のフレックスリジッド配線板。
13. リジッド基板とフレキシブル基板との接続を、これらに設けたスルーホール形状の接続用電極パッドにピン形状の前記塊状導電体を嵌合することによって行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のフレックスリジッド配線板。
14. 前記リジッド基板もしくはフレキシブル基板のいずれか一方の接続用電極パッド上に、転写法により半田バンプを形成し、該半田バンプにて前記リジッド基板とフレキシブル基板とを電気的に接続してなる請求項１〜８のいずれか１項に記載のフレックスリジッド配線板。
15. 前記リジッド基板とフレキシブル基板との間に介在させる絶縁性接着剤層は、プリプレグから形成されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載のフレックスリジッド配線板。

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