KR20060135065A

KR20060135065A - 경연성 기판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20060135065A
Application number: KR1020067023366A
Authority: KR
Inventors: 아쯔시 고바야시; 가즈오 우메다; 와따루 고또; 스스무 나까자와; 기요시 다께우찌; 다까히로 데라우찌
Original assignee: 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
Priority date: 2004-04-09
Filing date: 2005-04-04
Publication date: 2006-12-28
Also published as: TW200603704A; JP4574288B2; US20070281505A1; KR101196529B1; CN1939104B; JP2005322871A; CN1939104A; WO2005099329A1; US7815441B2; TWI341705B

Abstract

본 발명은 간이한 공정으로 재료 수율 좋게 제조할 수 있고, 또한 양품율을 높게 할 수 있는 경연성 기판의 구성 및 그 제조 방법을 제공한다. 접속 영역에 수직 배선부를 형성한 경성 기판과 단부에 접속 단자를 형성한 연성 기판을 별도로 작성한다. 경성 기판의 접속 영역을 연성 기판 두께보다도 깊게 스폿 페이싱하여 단차부를 형성한다. 이 단차부의 수직 배선부에 연성 기판의 접속 단자를 접속한다.

폴리이미드 필름, 전해 구리박, 연성 기판, 경성 기판, 수평 배선부

Description

경연성 기판 및 그 제조 방법{RIGID-FLEXIBLE BOARD AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 경연성 기판의 제조 방법에 관한 것이고, 특히 복수매의 경성 기판이 연성 기판에 의해, 상기 연성 기판의 주면이, 경성 기판의 주면과 동일 높이 또는 경성 기판의 주면보다도 낮아지도록 접속된 경연성 기판의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 하우징 내의 굴곡부에 걸쳐 경성 기판을 배치하는 경우에는 경성 기판을 복수매로 분할하고, 분할된 경성 기판 사이를 커넥터나 연성 기판으로 접속하는 것이 행해지고 있다.

그러나, 커넥터나 연성 기판으로 경성 기판 사이를 접속하면, 커넥터나 연성 기판 두께만큼 높이가 높아져 기기의 박형화의 장해로 된다. 또한, 경성 기판 사이를 커넥터나 연성 기판으로 접속한 후에는 복수개의 기판에 동시에 처리나 가공을 실시할 수 없어지기 때문에 생산성이 낮아진다.

이로 인해, 동일 두께의 복수매의 경성 기판을 연성 기판에서 양 기판면이 동일 높이 또는 연성 기판의 주면이 경성 기판의 주면보다도 낮아지도록 접속한 경연성 기판이 이용된다.

이러한 경연성 기판을, 예를 들어 일본 특허 공개 평7-86749호에 개시된 방법, 즉 전해 구리박과 같은 도전성 금속판에 돌출 설치된 경화된 도전 조성물로 이루어지는 원추형의 도체 범프를, 열융성의 합성 수지계 시트를 거쳐서 다른 도전성 금속판과 대향시키고, 가열 가압에 의해 일체화하여 양면 기판으로 하는 방법으로 작성하면, 다음과 같은 많은 공정이 필요하게 된다(특허 문헌 1 참조). 또한, 이하의 각 도면에 있어서는, 각각 공통되는 부분에 공통의 부호를 붙여 중복하는 설명을 생략한다.

이러한 종래의 방법에 대해 도17 내지 도23을 이용하여 설명한다. 이 방법에서는, 우선 도17에 모식적으로 도시하는 바와 같이, 단부 모서리 부분만 커버 필름(1)이 피복되어 있지 않은 양면 연성 기판(2)을 작성한다. 이 연성 기판(2)의 커버 필름(1)이 피복되어 있지 않은 부분은 경성 기판 내에 적층되는 부분이다. 또한, 도17에 있어서, 부호 3은 액정 폴리머 필름, 4는 수평 배선부(도체 패턴), 5는 수직 배선부(도체 범프)이다.

수직 배선부(5)는 도체 범프를 이용하여, 다음의 방법으로 형성된다. 즉, 후공정에서 패터닝에 의해 수평 배선부(4)로 되는 전해 구리박 상에 원추형의 도체 범프를 형성하고, 이 도체 범프를 액정 폴리머 필름(합성 수지계 시트)(3)을 거쳐서 다른 전해 구리박과 대향시키고, 가열 가압에 의해 이들을 일체화시킨다. 이때, 도체 범프의 선단부는 대향 설치된 전해 구리박에 압접되어, 그 선단부가 원추대형으로 소성 변형하고, 양면의 수평 배선부(4) 사이를 접속하는 수직 배선부(5)로 된다. 수평 배선부(4)는 각 전해 구리박면에 레지스트를 도포하고, 마스크 패 턴을 거쳐서 노광하여 미노광부를 현상에 의해 제거하고, 전해 구리박의 노출된 부분에 에칭 가공을 행하는 것에 의해 형성된다.

커버 필름(1)은 에칭 가공을 종료한 기판면에 레지스트를 도포하고, 경성 기판과 일체화하는 부분만을 포토리소그래피에 의해 제거하여 형성되어 있다.

이 연성 기판(2)은, 도18에 모식적으로 도시하는, 별도로 작성된 도체 범프(5a)를 갖는 적층체(6)(부호 7은 이형 필름)와 가열 가압에 의해 일체화되어, 도19에 도시하는 적층체(9)로 된다.

적층체(6)는 다음의 방법으로 형성된다. 즉, 후공정에서 에칭 가공에 의해 수평 배선부(4)로 되는 전해 구리박 상에 원추형의 도체 범프를 형성하고, 이 도체 범프를 글래스 에폭시계의 프리프레그(합성 수지계 시트)(3a)를 거쳐서 다른 전해 구리박(4a)과 대향 배치하여 가열 가압에 의해 일체화시킨다. 이때, 도체 범프의 선단부는 전해 구리박(4a)에 압접되어, 그 선단부가 원추대형으로 소성 변형 하고, 양면의 전해 구리박(4a)을 접속하는 수직 배선부(5)로 된다. 이어서, 한쪽의 면의 전해 구리박을 패터닝하여 수평 배선부(4)를 형성한다. 또한, 이 수평 배선부(4)의 수직 배선부(5)와 대응하는 위치에 도체 범프(5a)를 형성하고, 도체 범프(5a)측을 내측으로 하여 합성 수지계 시트(3a)와 적층하고, 가열 가압에 의해 일체화하는 동시에 도체 범프(5a)의 선단부를 합성 수지계 시트(3a)로부터 돌출시킨다.

이 적층체(6)와 연성 기판(2)과의 일체화는, 도체 범프(5a)의 돌출한 측을 연성 기판(2)의 수평 배선부(4)의 노출면측[커버 필름(1)이 없는 측]으로 하여 위치 맞춤하고, 가열 가압하는 것에 의해 행해진다(도19). 이때, 적층체(6)와 연성 기판(2)의 경계부에는 슬릿(8)을 형성하고, 연성 기판(2)의 커버 필름(1)과 대향 접속하는 면에는 스페이서를 겸한 이형 필름(7)을 개재시킨다.

또한, 이 적층체(9)의 연성 기판(2)측을, 도20에 모식적으로 도시하는 바와 같이, 별도로 작성한 적층체(10)와 적층하여 가열 가압에 의해 일체화하여 적층체(11)로 한다(도21).

적층체(9)와 적층체(10)의 일체화는, 다음과 같이 하여 행해진다. 즉, 적층체(10)의 돌출하는 도체 범프(5a)를 적층체(9)[연성 기판(2)]의 소정의 수평 배선부(4)에 접촉시키고, 적층체(9)[연성 기판(2)]의 커버 필름(1)과 대향 접속하는 면에는, 스페이서를 겸하는 이형 필름(7)을 개재시켜 적층체(10)와 적층체(9)를 중첩시키고, 가열 가압하는 것에 의해 도21에 모식적으로 도시하는 수평 배선부(4)가 8층인 적층체(11)가 얻어진다.

이 후, 도22에 모식적으로 도시하는 바와 같이, 외층의 수평 배선부(외층 패턴)(4)를 패터닝에 의해 형성하고, 레지스트 등에 의해 절연 보호 피복(12)을 실시하고, 마지막으로, 도23에 모식적으로 도시하는 바와 같이 연성 기판(2)을 덮는 커버 부분(A, B)을 제거하여 경연성 기판이 완성된다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 평7-86749호

상술한 바와 같이, 종래의 경연성 기판의 제조 방법에서는, 연성 기판(2)을 경성 기판의 층 사이에 적층하기 위해(특히, 연성 기판의 주면을, 경성 기판의 주면과 실질적으로 동일 높이 또는 이것보다 낮은 위치로 하기 위해), 매우 많은 공정을 필요로 하는 난점이 있었다.

또한, 이 방법은, 통상 큰 1매의 기판 중에 복수의 작은 단위 기판을 만들고, 큰 기판인 상태로 적층되어 작성되기 때문에, 경성 기판의 연성 기판이 배치되게 되는 부분이나 연성 기판의 경성 기판이 배치되게 되는 부분은 펀칭되어 칩으로 되어 재료의 수율이 낮다는 문제가 있었다.

또한, 큰 1매의 기판 중에 복수의 단위 경연성 기판이 형성되기 때문에, 작성 과정에 있어서 합성 수지계 시트나 적층체의 단위 기판의 하나에 대응하는 부분에 불량이 발생하면 전체가 불량이 되어 양품율이 낮다는 문제도 있었다.

본 발명의 경연성 기판은 상기한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 경성 기판과 연성 기판이 접속된 경연성 기판이며, 경성 기판은 연성 기판과의 접속부에 단차부를 갖는 동시에, 연성 기판은 경성 기판과 단차부에 있어서 접속되어 있는 것을 특징으로 한다. 연성 기판은, 단차부 이외의 경성 기판의 층 사이에는 개재하지 않는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 경연성 기판은 경성 기판과 연성 기판이 접속된 경연성 기판이며, 경성 기판은 연성 기판과의 접속부로서 상부에 접속 단자를 갖는 단차부를 갖고, 연성 기판은 단부 표면에 접속 단자를 갖는 동시에, 이 접속 단자를 경성 기판의 단차부의 접속 단자에 전기적으로 접속시켜 경성 기판의 단차부에 일체로 접착되어 있는 것을 특징으로 한다.

경성 기판은 그 하면에 검사 단자를 갖고, 경성 기판의 단차부의 접속 단자는 금속 도금층 및/또는 도전성 페이스트(페이스트형의 도전성 조성물)의 고화물에 의해 접속되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 연성 기판의 접속 단자는 금속 배선, 금속 도금층 또는 도전성 페이스트의 고화물로 형성할 수 있다.

경성 기판의 연성 기판의 접속 단자가 접속되는 수직 배선부는, 도체 범프를 기판 두께 방향으로 연접시켜 형성할 수 있지만, 비아홀(via-hole)이나 스루홀(through-hole)에 의해서도 형성할 수 있다. 또한, 연성 기판의 경성 기판의 수직 배선부와 접속되는 접속 단자도 도체 범프로 형성할 수 있지만, 다른 단자 재질, 예를 들어 고온 땜납이나 전해 구리박, 또는 금속 도금층으로 구성하는 것도 가능하다.

또한, 경성 기판의 단차부의 접속 단자와 연성 기판의 접속 단자의 전기적인 접속은 도전성 페이스트, 이방성 도전막, 땜납, 고온 땜납, 각 단자 표면에 실시한 금도금끼리를 압접한 것, 또는 도전성 조성물의 고화물로 이루어지는 도체 범프를 압접한 것으로 행해지고 있어도 좋다.

본 발명에서 경성 기판이나 연성 기판의 수직 배선부나 연성 기판의 접속 단자에 이용되는 도체 범프는, 통상 도전성 금속층 상에 형성된다. 이러한 도전성 금속층으로서는, 예를 들어 전해 구리박 등의 도전성 시트(박)를 들 수 있고, 이 도전성 금속층은 1매의 시트라도 좋고, 패턴화된 것이라도 좋고, 그 형상은 특히 한정되지 않고, 또한 도체 범프는 한쪽의 주면뿐만 아니라, 양쪽 주면에 각각 형성 설치한 형태의 것을 사용해도 좋다.

도체 범프는, 예를 들어 은, 금, 동, 땜납분 등의 도전성 분말, 이들의 합금 분말 혹은 복합(혼합) 금속 분말과, 바인더 성분(예를 들어 폴리카보네이트 수지, 폴리술폰 수지, 폴리에스테르 수지, 페녹시 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지 등)을 혼합하여 조제된 도전성 조성물, 혹은 도전성 금속 등에 의해 구성된다. 도체 범프를 도전성 조성물로 형성하는 경우, 예를 들어 비교적 두꺼운 메탈마스크를 이용한 인쇄법에 의해, 종횡비가 높은 범프를 형성할 수 있다. 그 도체 범프의 높이는 일반적으로, 100 내지 400 ㎛ 정도가 바람직하다. 또한 도체 범프의 높이는, 1층의 합성 수지계 시트를 관통할 수 있는 높이와 복수층의 합성 수지계 시트를 관통할 수 있는 높이가 적절하게 혼재하고 있어도 좋다. 도전성 금속으로 도체 범프를 형성하는 수단으로서는, 예를 들어 (a) 어느 정도 형상 혹은 치수가 일정한 미소 금속혼을, 점착제층을 미리 설치해 둔 도전성 금속층면에 살포하고, 선택적으로 고착시키거나(이때 마스크를 배치하여 행해도 좋음), (b) 전해 구리박면에 도금 레지스트를 인쇄 및 패터닝하고, 동, 주석, 금, 은, 땜납 등 도금하여 선택적으로 미소한 금속 기둥(범프)을 형성하거나, (c) 도전성 금속층면에 땜납 레지스트의 도포 및 패터닝하고, 땜납욕에 침지하여 선택적으로 미소한 금속 기둥(범프)을 형성하거나, (d) 금속판의 일부를 레지스트로 피복하고, 에칭하여 미소한 금속 범프를 형성하는 등을 들 수 있다. 여기서, 도체 범프에 상당하는 미소 금속혼 내지 미소한 금속 기둥은, 이종(異種) 금속을 조합하여 이루어지는 다층 구조, 다층 쉘 구조라도 좋다. 예를 들어 구리를 코어로 하고 표면을 금이나 은의 층으로 피복하여 내산화성을 부여하거나, 구리를 코어로 하고 표면을 땜납층 피복하여 땜납 접합성을 갖게 하거나 해도 좋다. 또한, 본 발명에 있어서, 도체 범프를 도전성 조성물로 형성하는 경우에는, 도금법 등의 수단으로 행하는 경우에 비해, 더욱 공정 등 간략화할 수 있으므로 저비용화의 점에서 유효하다.

본 발명에 있어서, 도체 범프가 관통 삽입되는 경성 기판이나 연성 기판의 절연층을 구성하는 합성 수지계 시트로서는, 예를 들어 열가소성 수지 필름(시트)이나 경화 전 상태로 유지되는 열경화성 수지 시트를 들 수 있다. 또한 그 두께는 50 내지 300 ㎛ 정도가 바람직하다. 여기서, 열가소성 수지 시트로서는, 예를 들어 폴리카보네이트 수지, 폴리술폰 수지, 열가소성 폴리이미드 수지, 4불화 폴리에틸렌 수지, 6불화 폴리프로필렌 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지 등의 시트류를 들 수 있다. 또한, 경화 전 상태로 유지되는 열경화성 수지 시트로서는 에폭시 수지, 비스마레이미드트리아진 수지, 폴리이미드 수지, 페놀 수지, 폴리에스테르 수지, 멜라민수지, 혹은 부타디엔 고무, 부틸 고무, 천연 고무, 네오프렌 고무, 실리콘 고무 등의 생고무의 시트류를 들 수 있다. 이들 합성 수지는 단독이라도 좋지만 절연성 무기물이나 유기물계의 충전물을 함유해도 좋고, 또한 글래스 크로스나 매트, 유기 합성 섬유포나 매트, 혹은 종이 등의 보강재와 조합하여 이루어지는 시트라도 좋다.

또한, 본 발명에 있어서, 경성 기판이나 연성 기판을 형성하기 위해 도체 범프를 형성 설치한 도전성 금속층의 주면에, 합성 수지계 시트 주면을 대향 접속시킨 구성의 복수층을 적층 배치하여 이루어지는 적층체를 가열 및 가압할 때, 합성 수지계 시트를 적재하는 베이스(덧댐판)로서, 치수나 변형이 적은 금속판 혹은 내열성 수지판, 예를 들어 스테인레스판, 놋쇠판, 폴리이미드 수지판(시트), 폴리테트라플로로에틸렌 수지판(시트) 등이 사용된다.

본 발명에 관한 경연성 기판의 제조 방법에 따르면, 연성 기판과 경성 기판을 별도로 제조하여 양자를 접속하는 것 뿐인 간이한 방법으로 경연성 기판을 작성할 수 있다. 따라서, 생산 공정을 대폭 간략화할 수 있다. 또한, 경성 기판과 연성 기판은 각각 최종 형태까지 작성한 상태에서 접속할 수 있다. 따라서, 경성 기판에 대해서는 연성 기판이 접속하는 부분을, 연성 기판에 대해서는 경성 기판이 접속하는 부분을, 미리 펀칭해 둘 필요가 없어져 재료의 이용 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 경성 기판과 연성 기판의 각각을 접속하기 전에, 각각 대략 완성된 단위 기판의 상태에서 양부의 판정을 할 수 있으므로, 가령 작성 과정에서 불량이 생겨도 손실을 최소한으로 할 수 있다.

본 발명의 경연성 기판은 경성 기판과 연성 기판이 접속된 경연성 기판이며, 경성 기판은 연성 기판과의 접속부에 단차부를 갖는 동시에, 연성 기판은 경성 기판과 단차부에 있어서 접속되어 있는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 경성 기판의 단차부를 거쳐서 연성 기판을 접속하므로, 연성 기판의 주면을 경성 기판의 주면과 실질적으로 동일 높이 또는 이것보다 낮은 위치에 배치할 수 있고, 부품 실장시 연성 기판의 주면이 장해로 되는 일은 없다. 예를 들어, 땜납 크림을 부품 실장면에 스크린 인쇄하는 경우, 연성 기판의 주면이 경성 기판의 주면보다 높은 위치에 있으면, 인쇄용 스크린면이 연성 기판에 접촉하여 경성 기판의 주면에 밀착하지 않고 인쇄의 장해로 된다. 연성 기판의 주면이 경성 기판의 주면과 동일 높이 또는 이것보다 낮은 위치이면, 상기한 바와 같은 장해는 일어나지 않는다. 그러나, 통상 경성 기판 상에 20 ㎛ 내지 50 ㎛ 정도의 땜납 레지스트막이 있어도 실용상 스크린 인쇄의 장해로는 되지 않고, 또한 땜납 레지스트와 땜납 크림 인쇄의 패턴을 이격하도록 설계하면 100 ㎛ 정도의 두께까지는 인쇄의 장해로는 되지 않는다. 상기한 경성 기판의 주면과 실질적으로 동일 높이, 또는 단차부의 깊이가 상기한 접속되는 연성 기판 두께와 동등하다는 것은, 상기한 바와 같이 실용상 장해로 되지 않는 높이의 차의 범위를 말하고, 통상 100 ㎛ 이하, 바람직하게는 50 ㎛ 이하이다.

도1은 경연성 기판의 제조에 이용하는 양면형의 연성 기판을 모식적으로 도시하는 단면도.

도2는 도1의 연성 기판에 도체 범프를 설치한 상태를 모식적으로 도시하는 단면도.

도3은 경연성 기판의 제조에 이용하는 경성 기판을 모식적으로 도시하는 단면도.

도4는 도3의 경성 기판의 연성 기판 접속부에 스폿 페이싱 가공을 실시한 상태를 모식적으로 도시하는 단면도.

도5는 단차부를 갖는 경성 기판의 제법을 설명하기 위한 도면.

도6은 단차부를 갖는 경성 기판의 제법을 설명하기 위한 도면.

도7은 단차부를 갖는 경성 기판의 제법을 설명하기 위한 도면.

도8은 프레임에 단위 경성 기판과 단위 연성 기판을 조립한 상태를 도시하는 평면도.

도9는 프레임과 단위 경성 기판의 결합부의 일부를 도시하는 평면도.

도10은 본 발명에 의해 얻은 경연성 기판을 모식적으로 도시하는 단면도.

도11은 경성 기판에 마련한 단차부를 도시하는 사시도.

도12는 경성 기판과 연성 기판의 접속부의 상태를 모식적으로 도시하는 단면도.

도13은 경성 기판과 연성 기판의 접속부의 상태를 모식적으로 도시하는 단면도.

도14는 경성 기판과 연성 기판의 접속부의 상태를 모식적으로 도시하는 단면도.

도15는 경성 기판과 연성 기판의 접속부의 상태를 모식적으로 도시하는 단면도.

도16은 경성 기판과 연성 기판의 접속부의 상태를 모식적으로 도시하는 단면도.

도17은 종래의 경연성 기판의 제조에 이용하는 연성 기판을 모식적으로 도시하는 단면도.

도18은 도17의 연성 기판과 적층되는 적층체를 모식적으로 도시하는 단면도.

도19는 도17의 연성 기판과 도16의 적층체를 적층시킨 적층체를 모식적으로 도시하는 단면도.

도20은 도19의 적층체와 적층되는 적층체를 모식적으로 도시하는 단면도.

도21은 도19의 적층체와 도20의 적층체를 적층시킨 적층체를 모식적으로 도 시하는 단면도.

도22는 도21의 적층체의 외층을 패터닝한 적층체를 모식적으로 도시하는 단면도.

도23은 경연성 기판을 모식적으로 도시하는 단면도.

[부호의 설명]

1 : 커버 필름

2 : 부호 1이 피복되어 있지 않은 양면형의 연성 기판

3 : 폴리이미드 필름

3a : 글래스 에폭시계의 프리프레그(합성 수지계 시트)

4 : 수평 배선부(도체 패턴)

4a : 전해 구리박

5 : 수직 배선부(도체 범프)

5a : 도체 범프

6, 9, 10, 11 : 적층체

8 : 슬릿

12 : 절연 보호 피복

20, 21 : 연성 기판

23 : 경성 기판

24 : 프레임

25 : 소돌기

26 : 돌기부

27 : 오목부

28 : 비아홀

29 : 고온 땜납에 의해 도체 범프

TH : 스루홀

다음에, 본 발명의 실시예를 도1 내지 도16을 참조하면서 설명한다. 또한, 도1 내지 도16에 있어서, 도17 내지 도23과 공통되는 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 중복하는 설명은 생략한다.

(연성 기판의 작성)

우선, 두께 25 ㎛의 폴리이미드 필름(3)(PI)의 양면에 두께 18 ㎛의 전해 구리박(4a)을 점착시켜 기판의 소정 위치에 스루홀(TH)을 형성하여 양면 구리 클래드 연성 기판을 얻었다.

이 양면 구리 클래드 적층판 양면의 전해 구리박(4a)에, 통상의 에칭 레지스트 잉크(상품명, PSR-4000H, 태양 잉크 KK)를 스크린 인쇄하고, 도체 패턴부를 마스크한 후, 염화 제2 구리를 에칭액으로 하여 에칭 처리 후, 레지스트 마스크 박리하여 도1에 도시하는 양면형의 연성 기판(20)을 얻었다. 부호 4는, 전해 구리박(4a)을 에칭에 의해 패터닝된 수평 배선부이다. 또한, 이 양면형 연성 기판(20)의 스루홀(TH) 상의 근방을 제외하고 수평 배선부(4) 상에, 포토리소그래피에 의해 커버 필름(1)을 형성했다.

다음에, 도2에 도시하는 바와 같이, 수평 배선부(4)의 스루홀(TH)과 접속하는 부분에 도체 범프(5a)를 형성하고, 이 위에 두께 60 ㎛의 글래스 에폭시계 프리프레그(합성 수지계 시트)(3a)를 접촉시키고, 알루미늄박 및 고무 시트를 거쳐서, 예를 들어 100 ℃로 유지한 열판 사이에 배치하고, 1 ㎫로 1분 정도 가열 가압하고, 도체 범프(5a)의 선단부가 글래스 에폭시계의 프리프레그(합성 수지계 시트)(3a)로부터 돌출한 연성 기판(21)을 작성했다.

또한, 도2에 도시한 연성 기판(21)은 도4에 도시하는 2매의 경성 기판 사이를 접속하기 위한 것이다. 이 연성 기판(21)은 큰 1매의 기판 중에 다수매를 만든 것을 작성하고, 도2의 상태까지 완성된 후, 각각의 연성 기판으로 분할되어 경성 기판과 접속된다.

(경성 기판의 작성)

전술한 폴리이미드 필름(3)(PI) 대신에 두께 60 ㎛의 경화 전의 글래스 에폭시계 프리프레그(합성 수지계 시트)(3a)를 이용한 점을 제외하고, B²it(비 스퀘어 잇트 : 등록상표)로서 알려진, 예를 들어 일본 특허 공개 평8-204332호 공보에 기재된 방법으로, 도1과 도2에 도시된 연성 기판의 경우와 같은 구성의 양면형의 경성 기판을 이용하여, 도3의 8층의 수평 배선부(4)를 갖는 경성 기판(22)을 작성했다.

이 경성 기판(22)은, 각층의 절연층이 모두 글래스 에폭시계 프리프레그(합성 수지계 시트)(3a)로 이루어지는 점을 제외하고, 도20에 도시된 적층체(11)의 경 성 기판 부분과 동일한 구조이다.

도3에 도시한 경성 기판(22)도 큰 1매의 기판 중에 다수매를 만든 것을 작성하고, 도3의 상태까지 형성한 후, 또는 후술하는 스폿 페이싱 가공이 완료한 후, 각각의 경성 기판으로 분할된다.

(경연성 기판의 작성)

각각의 경성 기판으로 분할하기 전의 큰 기판의 상태에서, 또는 각각의 경성 기판으로 분할한 후에, 각 경성 기판(21)의 연성 기판과 접속되는 수직 배선부(5)의 근방에 스폿 페이싱 가공을 실시하여, 접속할 연성 기판(20)의 두께와 동등하거나 혹은 보다 깊게 스폿 페이싱하고, 접속 단자로 되는 수직 배선부(5)가 노출된 단차부(S)를 갖는 경성 기판(23)을 작성한다(도4).

다음에, 각각으로 분할된 단위 경성 기판(23)과 단위 연성 기판(21)을, 프레임 중에 최종 형태로 되도록 배치한다. 통상, 이 프레임은 복수의 경연성 기판을 조립하는 것이 가능한 크기의 것으로 된다.

여기서, 접속 단자로 되는 수직 배선부(5)를 표면에 노출시키기 위해 스폿 페이싱하는 부분(제거되는 부분)은, 다른 부분과 마찬가지로 수직 배선부(5)를 수평 배선부(4)에서 끼우는 구조라도 좋지만, 깊이 방향의 스폿 페이싱 정밀도를 고려하여, 도3, 도4에 도시하는 바와 같이 수평 배선부(4)를 없애도 좋다. 또한, 단차 형상을 얻기 위해, 경성 기판의 형성 공정 중에서 단차로 하는 부분을 루터 가공 등에 의해 미리 제거한 후 적층함으로써 형성하는 것도 가능하다.

도5 내지 도7은, 이러한 단차부를 갖는 경성 기판의 다른 제법을 나타내는 것이다. 미리, 단차부로부터 상부 부분의 적층판(50a)과 단차부로부터 하부 부분을 구성하는 적층판(50b)을 별도로 작성하고(도5), 적층판(50a)의 단부의 적층판(50b)과 적층했을 때, 적층판(50b)의 단차부(S)로 되는 부분을 절단하고(도6), 이들을 위치 결정하여 가열 가압하는 것에 의해 단차부(S)를 갖는 경성 기판(50)을 형성할 수 있다(도7). 이 경우, 경성 기판측의 접속 단자는 수직 배선부(5)가 아닌 수평 배선부(4)로 되지만(도5 내지 도7), 마찬가지로 연성 기판의 접속 단자와 전기적 및 기계적으로 접속할 수 있다.

도8은 프레임(24) 내에, 단차부(S)를 형성한 경성 기판(23)을 단차부(S)가 서로 대향하도록 배치하고, 각 경성 기판(23)의 대향한 단차부(S)에 걸쳐 연성 기판(21)을 배치하여 가고정한 예이다. 본 실시예에서는, 각 경성 기판(23)의 외주에 전체의 폭이 프레임(24)의 지지부의 폭과는 대략 동일하게 된 소돌기(25)가 형성되어 있고, 프레임(24) 내에 배치된 경성 기판(23)은, 이 소돌기(25)에서 프레임(24) 프레임 내에 유지 고정된다. 또한, 필요에 따라서, 이 소돌기(25)를 프레임(24) 내면에 접착제로 가고정하도록 해도 좋다.

또한, 도9에 도시하는 바와 같이 경성 기판(23)의 모서리부에 T형의 돌기부(26)를 마련하고, 프레임(24)의 내면의 대응 위치에 이 돌기부가 끼워 맞춰지는 오목부(27)를 마련하고, 끼워 맞추는 구조에 의해 경성 기판(23)을 프레임에 유지시켜도 좋다.

이와 같이 하여, 복수의 경성 기판(23)이나 연성 기판(21)을, 최종 형태로 되는 위치 관계로 유지한 프레임(24)를 복수매 중첩하여 가열 가압에 의해 일체화 시켜 프레임(24)에 고정된 경연성 기판이 얻어진다.

이 후, 각 경연성 기판이 펀칭되어 도10에 도시하는 최종 제품으로 된다.

또한, 본 실시예에서는, 경성 기판의 2매가 연성 기판의 1매로 접속되는 경연성 기판을 제조하는 경우에 대해 설명했지만, 본 발명은 경성 기판과 연성 기판의 매수에는 제한되지 않는다.

또한, 도11에 도시하는 바와 같이, 1개의 경성 기판(23)의 변 부에, 다른 수평 배선부(4)에 접속하는 복수 세트의 수직 배선부를 형성하고, 각각의 배선마다 깊이가 다른 단차부를 형성하여 각 단차부에 있어서, 별도의 연성 기판과 접속하도록 해도 좋다. 또한, 경성 기판의 다른 변에 각각 단차부를 형성하고, 연성 기판과 접속하도록 해도 좋다.

또한, 이상의 실시예에서는, 연성 기판이 접속되는 경성 기판의 수직 배선부(접속 단자)를 도체 범프로 형성한 예에 대해 설명했지만, 본 발명은 이러한 실시예로 한정되는 것은 아니고, 도12에 도시하는 비아홀(28a) 내에 도전성 페이스트(28b)를 충전하여 형성하는 것도 가능하다. 또한, 도13에 도시하는 바와 같이, 고온 땜납(예를 들어 융점 200 ℃ 내지 240 ℃ 정도의 땜납)에 의해 도체 범프(29)를 형성하고, 경성 기판(23)의 단차부에 형성한 단자(27)[수평 배선부(4)와 실질적으로 동일한 것]에 땜납 접속하도록 해도 좋다. 이 경우, 전자 부품을 탑재할 때에 사용하는 땜납은 전술한 고온 땜납보다도 융점이 낮은 것을 사용함으로써, 연성 기판과 경성 기판의 접속 땜납의 재용융을 회피할 수 있다.

또한, 연성 기판과 경성 기판의 접속으로서, (a) 이방성 도전막을 끼워 압착 함으로써 접속하는 방법, (b) 연성 기판과 경성 기판 각각의 단자에 금도금을 실시하고, 금도금끼리를 압착 접속하는 방법, (c) 관통 구멍을 갖는 절연층에 도전성 페이스트를 충전한 것을 끼워 진공열 프레스함으로써 접속하는 방법 등으로도 접속은 가능하다.

또한, 이상의 실시예에서는, 연성 기판의 양 주면을 덮는 커버 필름(1)은 경성 기판과의 접속부에는 존재하지 않도록 기재했지만(도2, 도10), 그와 같이 할 필연성은 없다. 도14 내지 도16에 도시하는 바와 같이, 커버 필름(1)은 접속부에 존재하고 있어도 좋다. 도14의 경우에는, 접속부의 두께는 그다지 증가하지 않지만, 도15, 도16과 같이 커버 필름(1)으로 덮는 부분이 경성 기판과의 접속부에 존재하는 경우에는, 그만큼 접속부 전체가 두꺼워질 수 있다.

예를 들어, 연성 기판의 베이스층으로 되는 폴리이미드 수지(및 접착재층)(3)의 두께는 12 내지 90 ㎛ 정도, 바람직하게는 25 내지 50 ㎛ 정도이다. 수평 배선부(4)로 되는 전해 구리박층의 두께는 9 내지 35 ㎛ 정도, 바람직하게는 12 내지 18 ㎛ 정도이다. 커버 필름(1)의 두께는 27 내지 85 ㎛ 정도, 바람직하게는 27 내지 50 ㎛ 정도이다. 도체 범프(5a)가 관통하는 프리프레그(합성 수지계 시트)(3a)의 두께는 40 내지 100 ㎛ 정도, 바람직하게는 60 내지 80 ㎛ 정도이다. 따라서, 접속부의 두께는 수평 배선부(4) 및 커버 필름(1)이 한쪽면에만 배치되는 편면 연성 기판의 경우에는 88 내지 290 ㎛ 정도, 바람직하게는 124 내지 198 ㎛ 정도, 수평 배선부(4) 및 커버 필름(1)이 양면에 배치되는 양면 연성 기판의 경우에는 124 내지 430 ㎛ 정도, 바람직하게는 163 내지 266 ㎛ 정도로 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 경연성 기판의 제조에 있어서, 경성 기판과 연성 기판을 별도의 공정으로 제조하여 양자를 단위 기판으로 분할한 후, 경성 기판과 연성 기판을 제조할 수 있기 때문에 생산 공정을 대폭 간략화할 수 있고, 칩으로 되는 부분이 적어 재료를 유효하게 이용하여 수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 단위 기판마다 양부를 판정하여, 양품만으로 최종의 접속 공정을 행할 수 있으므로 기판의 작성 과정에서 불량이 생겨도 칩을 최소한으로 할 수 있다.

Claims

경성 기판과 연성 기판이 접속된 경연성 기판이며,

상기 경성 기판은 상기 연성 기판과의 접속부에 단차부를 갖는 동시에, 상기 연성 기판은 상기 경성 기판과 상기 단차부에 있어서 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 경연성 기판.
제1항에 있어서, 상기 연성 기판은 상기 경성 기판과 상기 단차부에 있어서만 접속되고, 상기 단차부 이외의 부분에서는 상기 경성 기판의 층 사이에 연성 기판은 개재하지 않는 것을 특징으로 하는 경연성 기판.
제1항에 있어서, 경성 기판과 연성 기판이 접속된 경연성 기판이며,

상기 경성 기판은 연성 기판과의 접속부로서 상부에 접속 단자를 갖는 단차부를 갖고, 상기 연성 기판은 단부 표면에 접속 단자를 갖는 동시에, 이 접속 단자를 상기 경성 기판의 단차부의 접속 단자에 전기적으로 접속시켜 상기 경성 기판의 단차부에 일체로 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 경연성 기판.
제3항에 있어서, 상기 경성 기판의 단차부의 접속 단자는, 그 하면에 형성한 수평 배선부와, 금속 도금층 및/또는 도전성 페이스트의 고화물에 의해 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 경연성 기판.
제3항에 있어서, 상기 연성 기판의 접속 단자는 금속 배선, 금속 도금층 또는 도전성 페이스트의 고화물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 경연성 기판.
제3항에 있어서, 상기 경성 기판의 단차부의 접속 단자와 연성 기판의 접속 단자의 전기적인 접속은 도전성 페이스트, 이방성 도전막, 고온 땜납, 각 단자 표면에 실시한 금도금끼리를 압접한 것, 또는 도전성 조성물의 고화물 혹은 도전성 금속으로 이루어지는 도체 범프를 압접한 것으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 경연성 기판.
제3항에 있어서, 상기 경성 기판 및 연성 기판의 각 접속 단자는, 상기 각 기판의 수평 배선부와 접속되는 동시에, 상기 각 기판의 각 접속 단자와 반대측의 면에 설치한 검사 단자에 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 경연성 기판.
경성 기판과 연성 기판이 접속된 경연성 기판의 제조 방법에 있어서,

상기 연성 기판이 접속되는 영역에 수평 배선부와 접속된 접속 단자가 노출된 단차부를 갖는 경성 기판을 작성하는 공정과,

상기 경성 기판과 접속되는 영역에 접속 단자를 갖는 연성 기판을 작성하는 공정과,

상기 경성 기판의 단차부의 접속 단자에 상기 연성 기판의 접속 단자를 전기적 및 기계적으로 접속하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 경연성 기판의 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 단차부를 갖는 경성 기판을 작성하는 공정은,

상기 단차부에 대응한 표면에 수평 배선부와 접속된 접속 단자가 노출된 제1 경성 기판을 준비하는 제1 공정과,

상기 단차부에 대응시켜 절결부를 형성한 제2 기판을, 상기 절결부로부터 상기 접속 단자가 노출되도록 상기 제1 경성 기판의 상기 표면에 점착하는 제2 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 경연성 기판의 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 단차부를 갖는 경성 기판을 작성하는 공정은,

상기 연성 기판이 접속되는 영역에, 상기 연성 기판이 접속되는 위치 또는 이것보다 낮은 위치에서 수평 배선부와 접속된 수직 배선부를 갖는 경성 기판을 작성하는 제1 공정과,

상기 경성 기판의 연성 기판이 접속되는 영역에, 접속 단자로 되는 상기 수직 배선부가 노출되도록 스폿 페이싱 가공을 실시하여 단차부를 형성하는 제2 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 경연성 기판의 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 경성 기판의 단차부의 깊이는 상기 접속되는 연성 기 판의 두께와 동등하거나 혹은 보다 깊은 것을 특징으로 하는 경연성 기판의 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 연성 기판의 접속 단자가 도체 범프인 것을 특징으로 하는 경연성 기판의 제조 방법.
제12항에 있어서, 상기 연성 기판의 경성 기판과의 접속부에는, 상기 연성 기판의 수평 배선부를 덮는 열융착성의 절연층이 형성되는 동시에 상기 수평 배선부에 식설된 도체 범프가 상기 절연층을 관통하여 노출되고, 상기 경성 기판과 상기 연성 기판과의 접속은, 상기 경성 기판의 접속 단자에 상기 연성 기판의 도체 범프를 접촉시켜 가열 가압하는 것에 의해 행해지는 경연성 기판의 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 경성 기판의 단차부의 접속 단자에 상기 연성 기판의 접속 단자를 전기적 및 기계적으로 접속하는 공정은,

상기 연성 기판의 접속 단자에 대응한 관통 구멍을 갖고, 상기 관통 구멍 내에 도전체를 충전시킨 열융착성의 절연층을, 상기 연성 기판의 접속 단자, 상기 도전체 및 상기 단차부의 접속 단자가 중첩되도록 상기 연성 기판과 상기 경성 기판의 단차부와의 사이에 개재시켜 가열 가압하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 경연성 기판의 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 경성 기판의 단차부의 접속 단자에 상기 연성 기판의 접속 단자를 전기적 및 기계적으로 접속하는 공정은,

상기 경성 기판의 단차부의 접속 단자와 상기 연성 기판의 접속 단자 사이에 이방성 도전막을 끼워 가열 가압하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 경연성 기판의 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 경성 기판의 단차부의 접속 단자에 상기 연성 기판의 접속 단자를 전기적 및 기계적으로 접속하는 공정은,

상기 연성 기판에, 상기 연성 기판의 접속 단자에 대응한 패턴으로 땜납을 부착시키고, 상기 경성 기판의 단차부의 접속 단자에 상기 땜납을 접촉시켜 가열하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 경연성 기판의 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 경성 기판의 단차부의 접속 단자에 상기 연성 기판의 접속 단자를 전기적 및 기계적으로 접속하는 공정은,

상기 연성 기판의 접속 단자와 상기 경성 기판의 접속 단자에 각각의 금도금을 실시하고, 각각의 금도금끼리를 압접하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 경연성 기판의 제조 방법.