KR20090017705A - 플렉스 리지드 배선판 - Google Patents

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KR20090017705A
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flexible substrate
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flexible
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미찌마사 다까하시
마사까즈 아오야마
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이비덴 가부시키가이샤
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Abstract

도체 패턴(132, 133)을 구비하는 가요성 기판(13)과 강성을 갖는 비가요성 기재(111)를, 수평 방향으로 배열하여 배치한다. 가요성 기판(13)과 비가요성 기재(111)를, 가요성 기판의 적어도 일부를 노출시키도록 절연층(111, 113)으로 피복한다. 가요성 기판(13)의 도체 패턴(132, 133)에 이르는 비어(116, 141)를 절연층(111, 116)에 형성하고, 비어(116, 141)를 통하여 도금에 의해, 도체 패턴(132, 133)에 이르는 배선(117, 142)을 형성한다. 절연층(111, 113) 상에 절연층(114, 115, 144, 145)을 적층하고, 회로(123, 150)를 형성하고, 배선을 접속한다.
플렉시블 기판, 리지드 기판, 가요성 기재, 절연층, 도체 패턴, 비어, 수지

Description

플렉스 리지드 배선판{FLEX-RIGID WIRING BOARD}
본 발명은, 일부가 플렉스 기판으로 구성된 절곡 가능한 배선판과 그 제조 방법에 관한 것이다.
기판의 일부가 강성을 갖고, 다른 일부가 가요성을 갖는 플렉스 리지드 배선판이, 예를 들면, 특허 문헌1∼3에 개시되어 있다.
특허 문헌1에 개시되어 있는 플렉스 리지드 배선판은, 리지드부의 코어 기판과, 코어 기판의 수평 방향으로 인접하여 배치된 플렉시블 기판과, 코어 기판과 플렉시블 기판 상에 적층된 유연성 접착제층과, 리지드부에 위치하는 유연성 접착제층 상에 형성된 배선 패턴과, 각 층에 형성된 배선 패턴 간을 접속하는 블라인드 비어 및/또는 쓰루홀을 갖는다.
이 구성에서는, 플렉시블 기판 상에 유연성 접착제층이 적층되어 있다. 이 때문에, 플렉시블 기판을 굴곡시켰을 때에 응력이 크다. 이 때문에, 플렉시블 기판의 도체와 리지드 기판의 도체의 접속부에 가해지는 힘이 커서, 단선 등이 발생하기 쉽다.
특허 문헌2에는, 다음과 같이 하여, 플렉스 리지드 배선판을 제조하는 방법 이 개시되어 있다. 우선, 접속 영역에 수직 배선부를 형성한 리지드 기판과, 끝부에 접속 단자를 형성한 플렉시블 기판을 별개로 작성한다. 계속해서, 리지드 기판의 접속 영역을 플렉시블 기판의 두께보다도 깊게 파서 단부를 형성한다. 다음으로, 이 단부의 수직 배선부에 플렉시블 기판의 접속 단자를 접속한다.
이 제조 방법에서는, 리지드 기판의 도체와 플렉시블 기판의 도체의 접속이 약하다.
또한, 특허 문헌3에 개시된 플렉스 리지드 배선판은, 리지드 기판과 플렉시블 기판이, 절연성 접착제를 개재하여 중합되어, 일체화되어 있다. 또한, 리지드 기판과 플렉시블 기판의 접속용 전극 패드끼리는, 절연성 접착제를 관통하여 형성되는 덩어리 형상 도전체를 통하여 전기적이며 또한 물리적으로 접속되어 있다.
이 구성의 플렉스 리지드 배선판에서, 리지드 기판의 편측에 플렉시블 기판을 배치하고, 플렉시블 기판측으로부터 레이저를 조사하여 비어를 형성하고, 도금 접속한 구조에서는, 굴곡부를 편측으로부터만 유지하고 있다. 이 때문에, 도금 접속 부분의 접속 신뢰성이 낮다.
[특허 문헌1] 일본 특허 공개 2006-140213호 공보
[특허 문헌2] 일본 특허 공개 2006-100703호 공보
[특허 문헌3] 국제 공개 WO2004/093508호 공보
본 발명은 상기 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 신뢰성, 특히 접속 신뢰성이 높은 플렉스 리지드 배선판과 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 제조가 용이하며, 저렴한 플렉스 리지드 배선판과 그 제조 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제1 관점에 따른 플렉스 리지드 배선판은,
도체 패턴을 구비하는 가요성 기재와,
상기 가요성 기재의 수평 방향으로 배치된 비가요성 기재와,
상기 가요성 기재와 비가요성 기재를 피복하고, 가요성 기재의 적어도 일부를 노출하는 절연층과,
상기 절연층 상에 형성된 도체 패턴을 구비하고,
상기 가요성 기재의 도체 패턴과 상기 절연층 상의 도체 패턴은 도금 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제2 관점에 따른 플렉스 리지드 배선판은,
도체 패턴을 구비하는 가요성 기재와,
상기 가요성 기재의 수평 방향으로 배치된 비가요성 기재와,
상기 가요성 기재와 비가요성 기재를 피복하고, 가요성 기재의 적어도 일부를 노출하는 절연층을 구비하고,
상기 절연층에는, 비어가 형성되어 있고,
상기 절연층 상에 도체 패턴이 형성되어 있고,
상기 절연층 상의 도체 패턴은, 상기 비어를 통하여 상기 가요성 기재의 도체 패턴에 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제3 관점에 따른 플렉스 리지드 배선판은,
도체 패턴과 그 도체 패턴을 덮는 보호층을 구비하는 가요성 기재와,
상기 가요성 기재의 수평 방향으로 배치된 비가요성 기재와,
상기 가요성 기재와 비가요성 기재를 피복하고, 가요성 기재의 적어도 일부를 노출하는 절연층과,
상기 절연층 상에 형성된 도체 패턴을 구비하고,
상기 가요성 기재의 도체 패턴과 상기 절연층 상의 도체 패턴은 상기 절연층에 형성된 비어를 통하여 도금 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제4 관점에 따른 플렉스 리지드 배선판의 제조 방법은,
도체 패턴을 구비하는 가요성 기재와, 비가요성 기재를 인접하여 배치하고,
도체 패턴이 형성된 절연층으로 상기 가요성 기재와 상기 비가요성 기재의 경계부를 피복하고,
상기 절연층을 관통하여 상기 가요성 기재의 도체 패턴에 이르는 비어를 형성하고,
도금에 의해, 상기 비어를 통하여, 상기 가요성 기재의 도체 패턴과 상기 절연층 상의 상기 도체 패턴을 접속하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 절연층에 의해 가요성 기재를 피복하고, 가요성 기재의 도체 패턴과 절연층 상의 도체 패턴을 한다. 따라서, 가요성 기재의 도체 패턴과 절연층 상의 도체 패턴의 접속의 신뢰성이 높다.
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉스 리지드 배선판(10)에 대하여 설명한다.
본 실시 형태에 따른 플렉스 리지드 배선판(10)은, 도 1a와 도 1b에 도시한 바와 같이, 제1 리지드 기판(강성 기판)(11)과 제2 리지드 기판(12)과, 리지드 기판(11과 12)을 접속하는 플렉시블 기판(가요성 기판)(13)으로 구성된다.
제1과 제2 리지드 기판(11, 12)에는, 임의의 회로 패턴이 형성된다. 또한, 필요에 따라서, 예를 들면, 반도체 칩 등의 전자 부품 등이 접속된다.
플렉시블 기판(13)에는, 제1 리지드 기판(11)과 제2 리지드 기판(12)의 회로 패턴을 접속하기 위한 스트라이프 형상의 배선(13a)이 형성되어 있다. 배선(13a)은, 리지드 기판(11, 12)의 회로 패턴끼리를 접속한다.
다음으로, 리지드 기판(11, 12)과 플렉시블 기판(13)의 접합 부분의 구성에 대하여, 리지드 기판(11)과 플렉시블 기판(13)의 접합부를 예로, 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다. 도 2는, 도 1a의 부호 2로 나타내는 에리어의 확대 단면도이다.
도시하는 바와 같이, 플렉시블 기판(13)은, 기재(131)와, 도체층(132, 133)과, 절연층(134, 135)과, 실드층(136, 137)과, 커버레이(138, 139)가 적층된 구조를 갖는다.
기재(131)는, 절연성 플렉시블 시트, 예를 들면, 두께 20∼50㎛, 바람직하게는, 30㎛ 정도의 두께의 폴리이미드 시트로 구성된다.
도체층(132, 133)은, 기재(131)의 표면과 이면에 각각 형성되고, 스트라이프 형상의 배선 패턴(13a)을 구성한다. 도체층(132, 133)은, 예를 들면, 두께 5∼15㎛ 정도의 구리 패턴으로 구성된다.
절연층(134, 135)은, 두께 5∼15㎛ 정도의 폴리이미드막 등으로 구성되고, 도체층(132, 133)을 외부로부터 절연한다.
실드층(136, 137)은, 도전층, 예를 들면, 은 페이스트의 경화 피막으로 구성되고, 외부로부터 도체층(132, 133)에의 전자 노이즈 및 도체층(132, 133)으로부터 외부에의 전자 노이즈를 실드한다.
커버레이(138, 139)는, 두께 5∼15㎛ 정도의, 폴리이미드 등의 절연막으로 형성되고, 플렉시블 기판(13) 전체를 외부로부터 절연함과 함께 보호한다.
한편, 리지드 기판(11)은, 제1 절연층(111)과, 비가요성 기재(112)와, 제2 절연층(113)과, 제1과 제2 상층 절연층(114, 115)이 적층되어 구성되어 있다.
비가요성 기재(112)는, 리지드 기판(11)에 강성을 부여하는 것으로서, 글래스 에폭시 수지 등의 비가요성 절연 재료로 구성된다. 비가요성 기재(112)는, 플렉시블 기판(13)과 수평 방향으로 이격하여 배치되어 있다. 비가요성 기재(112)는, 플렉시블 기판(13)과 거의 동일한 두께, 예를 들면, 50∼150㎛, 바람직하게는, 100㎛ 정도로 구성된다.
제1과 제2 절연층(111, 113)은, 프리프레그를 경화하여 구성되어 있다. 제1과 제2 절연층(111, 113)은, 각각, 50∼100㎛, 바람직하게는, 50㎛ 정도의 두께를 갖는다.
상기한 프리프레그는, 수지가 로우 플로우 특성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 프리프레그는, 에폭시 수지를 글래스 클로스에 함침시킨 후, 미리 수지를 열경화시켜 둠으로써, 경화도를 진행시켜 둠으로써 작성할 수 있다.
또한, 상기한 프리프레그는, 글래스 클로스에 점도가 높은 수지를 함침시키는 것이나, 글래스 클로스에 무기 필러, 예를 들면, 실리카 필러를 포함하는 수지를 함침시키거나, 글래스 클로스에 수지를 함침시키는 양을 줄이는 것에 의해서도 작성할 수 있다.
제1과 제2 절연층(111, 113)은, 비가요성 기재(112)와 가요성 기판(13)을 표리면 양측으로부터 피복하고, 가요성 기판(13)의 일부를 노출한다. 또한, 제1과 제2 절연층(111, 113)은, 가요성 기판(13)의 표면의 커버레이(138, 139)와 중합하고 있다.
비가요성 기재(112)와 제1과 제2 절연층(111, 113)은, 리지드 기판(11)의 코어를 구성하고, 리지드 기판(11)을 지지함과 함께 플렉시블 기판(13)의 일단을 사이에 끼워넣어 지지 및 고정한다.
비가요성 기재(112)와, 플렉시블 기판(13)과, 제1과 제2 절연층(111, 113)으로 구성되는 공극에는, 수지(125)가 충전되어 있다. 수지(125)는, 예를 들면, 제조 시에, 제1과 제2 절연층(111, 113)을 구성하는 로우 플로우 프리프레그로부터 스며나온 것이며, 제1과 제2 절연층(111, 113)과 일체로 경화되어 있다.
또한, 제2 절연층(113)의, 플렉시블 기판(13)의 배선(133)의 접속 패드(13b)에 대향하는 부분에는, 비어(비어 홀, 컨택트 홀)(116)가 형성되어 있다.
플렉시블 기판(13) 중, 비어(116)와 대향하는 부분(도체층(13a)의 접속 패드(13b)가 형성되어 있는 부분)에는, 플렉시블 기판(13)의 실드층(137)과 커버레이(139)가 제거되어 있다. 비어(116)는, 플렉시블 기판(13)의 절연층(135)을 관통하여, 도체층(133)의 접속 패드(13b)를 노출하고 있다.
비어(116)의 내면에는, 구리 도금 등으로 형성된 배선 패턴(도체층)(117)이 형성되어 있다. 배선 패턴(117)은, 플렉시블 기판(13)의 도체층(133)의 접속 패드(13b)에 도금 접속하고 있다. 또한, 비어(116)에는 수지가 충전되어 있다.
제2 절연층(113) 상에는, 배선 패턴(117)에 접속된 인출 패턴(118)이 형성되어 있다. 인출 패턴(118)은, 구리 도금층 등으로 구성되어 있다.
또한, 제2 절연층(113)의 선단부, 즉, 플렉시블 기판(13)과 비가요성 기재(112)의 경계를 넘는 위치에는, 다른 것으로부터 절연된 구리 패턴(124)이 배치 되어 있다. 이 때문에, 리지드 기판(11) 내에서 발생한 열을, 효과적으로 방열할 수 있다.
제1 상층 절연층(114)은, 제2 절연층(113) 상에 적층하여 배치되어 있다. 제1 상층 절연층(114)은, 무기 재료를 포함하는 재료, 예를 들면 수지를 글래스 클로스 등에 함침한 프리프레그를 경화하여 구성된다. 이러한 구성으로 함으로써, 내낙하충격성을 향상시킬 수 있다. 이 리플렉스 리지드 배선판의 제조 단계에서, 이 프리프레그로부터의 수지로 비어(116)가 충전된다.
또한, 제1 상층 절연층(114) 상에는, 제2 상층 절연층(115)이 배치된다. 제2 상층 절연층(115)도, 수지를 글래스 클로스 등에 함침한 프리프레그를 경화하여 구성된다.
제2 절연층(113) 상에 배치된 제1 상층 절연층(114)에는, 인출 패턴(118)에 접속된 비어(제1 상층 비어)(119)가 형성되어 있다. 비어(119)는 구리 등의 도체(120)에 의해 충전되어 있다. 또한, 제1 상층 절연층(114) 상에 적층된 제2 상층 절연층(115)에는, 비어(119)에 접속된 비어(제2 상층 비어)(121)가 형성되어 있다. 비어(121)는, 구리 등의 도체(122)에 의해 충전되어 있다. 즉, 비어(119와 121)에 의해 필드 빌드업 비어가 형성되어 있다.
제2 상층 절연층(115) 상에는, 도체 패턴(회로 패턴)(123)이 적절히 형성되어 있다. 비어(119)도 적절히 이들 도체 패턴(123)에 접속되어 있다.
또한, 리지드 기판(12)과 플렉시블 기판(13)의 접속 부분의 구성은, 리지드 기판(11)과 플렉시블 기판(13)의 접속 부분의 구성과 마찬가지이다.
상기 구성의 플렉스 리지드 배선판(10)에서는, 플렉시블 기판(13)의 끝부가 리지드 기판(11)의 코어부를 구성하는 제1과 제2 절연층(111과 113) 사이에 끼워넣어져, 중합하고 있다.
또한, 제2 절연층(113)과 절연층(135)에 형성된 비어(116) 내에 형성된 배선 패턴(구리 도금층)(117)을 통하여 플렉시블 기판(13)의 도체층(133)의 접속 패드(13b)와 리지드 기판(11)의 도체 패턴(123)이 접속된다.
이 때문에, 플렉시블 기판(13)이 굴곡되었을 때에, 플렉시블 기판(13)에 가해지는 응력이, 리지드 기판(11)의 접속부(비어(116), 배선층 패턴(117))에 전해지지 않는다. 이 때문에, 리지드 기판(11)과 플렉시블 기판(13)의 접속부에의 스트레스가 적어, 신뢰성이 높다.
또한, 플렉시블 기판(13)의 도체층(133)과 리지드 기판(11)의 비어(116) 내의 배선 패턴(117)이 도금에 의해 접속된다. 이 때문에, 접속 부분의 신뢰성이 높다.
또한, 비어(116) 내는, 상층 절연층(114)의 수지로 충전되어 있다. 비어(116) 내의 수지에 의해, 비어(116)가 고정 및 지지되기 때문에, 비어(116)와 도체층(133)의 접속 신뢰성이 향상한다.
또한, 절연층(113, 111)의 플렉시블 기판에 면하는 끝면이, 상층 절연층(114)의 플렉시블 기판에 면하는 끝면보다 돌출되어 있다. 이 때문에, 플렉시블 기판(13)이 굴곡되었을 때에, 플렉시블 기판(13)에 가해지는 응력이, 리지드 기판(11)의 접속부(비어(116), 배선 패턴(117))에 전해지지 않는다. 이 때문에, 리 지드 기판(11)과 플렉시블 기판(13)의 접속부에의 스트레스가 적어, 신뢰성이 높다.
또한, 신축하기 쉬운 플렉시블 기판(13)의 수평 방향으로의 신축을, 리지드 기판(11)의 코어부가 억제하는 구조이다. 이 때문에, 굴곡 신뢰성, 내열 신뢰성이 높다. 리지드 기판(11과 12) 사이에서, 플렉시블 기판(13)의 가요성의 기재 부분이 노출되어 있으므로, 전체가 절연성 수지 등으로 덮여 있는 경우에 비하여, 굴곡시킨 경우의, 배선 등에 가해지는 응력이 작다.
또한, 플렉스 리지드 배선판(10)은, 플렉시블 기판(13)의 끝부를 리지드 기판(11)의 제1과 제2 절연층(111과 113) 사이에 끼워넣는 구성을 갖는다. 이 때문에, 플렉시블 기판(13)의 치수 변화의 영향이 작아, 리지드 기판(11)의 접속 랜드(비어(116))의 배치 위치의 오차를 작게 하는 것 등이 가능하다. 따라서, 비어(116)의 직경을 작게 설계하는 것도 가능해진다.
또한, 리지드 기판(11, 12) 내에 플렉스 기판(13)을 배치하고 있지 않다. 따라서, 종래의 리지드 기판과 동일한 정도의 신뢰성을 유지하는 것이 가능해진다. 또한, 도금액에 대한 내성이 높아, 범용 도금액으로 대응할 수 있다. 마찬가지로, 리지드부에 플렉스재를 사용하고 있지 않으므로, 통상의 리지드부와 동일한 내열성을 유지하는 것이 가능해진다.
또한, 부분적으로 플렉시블 기판(13)을 사용하여, 효과적으로 배치하고 있기 때문에 제조 원가를 억제할 수 있다.
상층 절연층(114, 115)은 통상의 프리프레그로 구성된다. 통상의 프리프레 그는, 내층 패턴 간에의 추종성이 좋다. 따라서, 보이드의 발생 등에 의한 절연 열화를 회피할 수 있다. 또한, 파인 패턴, 예를 들면, (L/S=60/60, 50/50um)을 실현할 수 있다. 또한, 재료 관리를 한정하여 대응할 수 있다.
또한, 상층 절연층(114, 115)으로서 범용의 층간재(프리프레그)를 사용하고 있다. 따라서, 제조 단계에서, 비어(116)를 포함하는 IVH(Interstitial Via Hole)를, 상층 절연층(114, 115)을 구성하는 수지로 메우는 것이 가능하다. 따라서, 구멍 메움 전용의 수지는 불필요하다.
리지드 기판(11, 12)의 코어부에 글래스 에폭시 기재를 사용하고 있기 때문에, 내낙하충격성을 향상시킬 수 있다.
상기 실시예에서는, 이해를 용이하게 하기 위해서, 리지드 기판(11, 12)의 상면에만 도체 패턴을 형성하였다. 본 발명은 이 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 3에 도시한 바와 같이, 리지드 기판(11, 12)의 하측에 도체 패턴을 배치하여도 된다.
도 3의 구성에서는, 제1 절연층(111)과 플렉시블 기판(13)의 절연층(134)에 비어(141)가 형성되어 있다. 비어(141) 내에는 배선 패턴(142)이 형성되고, 제1 절연층(111) 상에 형성된 인출 패턴(143)에 접속되어 있다. 배선 패턴(142)과 인출 패턴(143)은, 구리 도금층을 패터닝하여 형성되어 있다.
제1 절연층(111) 상에는, 제3과 제4 상층 절연층(144와 145)이 적층하여 배치되어 있다. 제3과 제4 상층 절연층(144와 145)에는, 각각, 비어(146, 147)가 형성되어 있다. 비어(146, 147)는 도체(148, 149)로 충전되어 있다. 제4 상층 절연 층(145) 상에 도체 패턴(150)이 형성되어 있다.
다음으로, 상기 구성의 플렉스 리지드 배선판(10)의 제조 방법을 설명한다.
우선, 플렉시블 기판(13)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
소정 사이즈로 가공한 폴리이미드 기재(131)의 양면에 동막을 형성한다. 다음으로, 동막을 패터닝함으로써, 각각, 배선 패턴(13a)과 접속 패드(13b)를 구비하는 도체층(132, 133)을 형성한다.
폴리이미드 기재(131) 및 양 도체층(132, 133) 상에 폴리이미드층 등으로 구성되는 절연막(134, 135)을 형성한다. 또한, 플렉시블 기판(13)의 끝부를 제외하여 은 페이스트를 도포하고, 도포한 은 페이스트를 경화하여, 실드층(136, 137)을 형성한다.
계속해서, 표면 및 이면의 실드층(136, 137)을 덮어, 커버레이(138, 139)를 형성한다.
이와 같이 해서, 도 4에 도시하는 구성의 플렉시블 기판(13)을 완성한다. 또한, 실드층(136, 137)과 커버레이(138, 139)는, 접속 패드(13b) 상을 피하여 형성된다.
다음으로, 리지드 기판(11, 12)과, 플렉시블 기판(13)을 접합하는 방법에 대하여 설명한다.
우선, 도 5a에 도시한 바와 같이, 리지드 기판(11)의 코어를 구성하는 제1 절연층(111)과 비가요성 기재(112)와 제2 절연층(113)을 위치 맞춤한다. 여기에서, 제1과 제2 절연층(111과 113)은, 예를 들면, 20∼50㎛의 두께의 프리프레그로 구성되고, 비가요성 기재(112)는, 예를 들면, 두께 100㎛ 정도의 글래스 에폭시 기재로 구성된다.
여기에서, 도 2에 도시한 바와 같이, 비가요성 기재(112)의 두께와, 상기 플렉시블 기판(13)의 두께는 대략 동일한 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 하면, 비가요성 기재(112)와 커버레이(139) 사이에 존재하는 공극에, 수지(125)가 충전되어, 플렉시블 기판(13)과 비가요성 기재(112)를 확실하게 접착할 수 있다.
또한, 공극에 충전된 수지(125)가 절연층(113)과 일체적으로 경화됨으로써, 비어(116)의 주위가 수지(125)로 고정되어, 비어(116)와 도체층(133)의 접속 신뢰성이 향상된다.
마찬가지로, 리지드 기판(12)의 코어를 구성하는 비가요성 기재와 제1과 제2 절연층을 위치 맞춤한다.
또한, 플렉시블 기판(13)의 일단을 리지드 기판(11)의 제1과 제2 절연층(111과 113) 사이에 끼워넣어 위치 맞춤하고, 타단을 리지드 기판(12)의 제1과 제2 절연층과 비가요성 기재 사이에 배치한다. 또한, 이들 상하에 구리 등의 도체막(161, 162)을 배치한다.
다음으로, 도 5b에 도시한 바와 같이, 이들을 가압 프레스한다. 이 때, 도 6a에 확대하여 도시한 바와 같이, 제1과 제2 절연층(111, 113)을 구성하는 프리프레그로부터 압출된 수지(125)가 비가요성 기재(112)와 플렉시블 기판(13) 사이의 공극을 충전한다. 이와 같이, 수지(125)가 공극에 충전되기 때문에, 플렉시블 기판(13)과 비가요성 기재(112)를 확실히 접착할 수 있다.
상기한 가압 프레스는, 예를 들면, 하이드로 프레스 장치를 이용하여, 온도 섭씨 200도, 압력 40kgf, 가압 시간 3hr 정도의 조건에서 행한다.
계속해서, 전체를 가열하는 등으로 하여, 제1과 제2 절연층(111, 113)을 구성하는 프리프레그와 수지(125)를 경화하여, 일체화한다. 이 때, 플렉시블 기판(13)의 커버레이(138 및 139)와 제1과 제2 절연층(111과 113)의 수지는 중합한다. 절연층(111과 113)의 수지가 중합함으로써 비어(116)의 주위가 수지로 고정되어, 비어(116)와 도체층(133)의 접속 신뢰성이 향상된다.
다음으로, CO2 레이저, 가공 장치로부터, 예를 들면, CO2 레이저를 조사하는 것 등에 의해, 도 5c에 도시한 바와 같이, IVH(Interstitial Via Hole)(163)를 필요에 따라서 형성한다. 이 때, 도 6b에 확대하여 도시한 바와 같이, 플렉시블 기판(13)의 배선층(132, 133)과 리지드 기판(11, 12)을 접속하기 위한 비어(116, 141)도 형성한다.
계속해서, 도 5d에 도시한 바와 같이, 구조체 전체의 표면에 구리 도금을 실시한다. 이 구리 도금과 기존의 구리 패턴(161, 162)이 일체로 되어, 기판 전체의 표면 전체에 동막(171)이 형성된다. 도 6c에 도시한 바와 같이, 비어(116, 141) 내에도 동막(171)이 형성된다. 이 때, 가요성 기판(13)은, 동박(161 및 162)으로 덮여 있어, 도금액에 직접 닿지 않는다. 따라서, 가요성 기판(13)이 도금액에 의해 데미지를 받는 일은 없다.
계속해서, 도 5e에 도시한 바와 같이, 기판 표면의 동막(171)을 패터닝한다. 이 단계에서, 플렉시블 기판(13)의 도체층(132, 133)에 접속된 배선 패턴(117, 142), 인출 패턴(118, 143)이 형성된다. 이 때, 도 6d에 도시한 바와 같이, 제1과 제2 절연층(111, 113)의 선단 부분에는, 동박(171)을 잔존시킨다.
계속해서, 도 5f에 도시한 바와 같이, 결과물의 상하에, 제1과 제3 상층 절연층(114와 144)을 배치한다. 제1과 제3 상층 절연층(114와 144)은, 예를 들면, 글래스 클로스에 수지를 함침하여 구성된 프리프레그로 구성된다. 프리프레그로부터의 수지에 의해 비어(116, 141)가 충전된다.
계속해서, 가열하여 프리프레그, 및 비어 내의 수지를 경화하는 등 하여, 제1과 제3 상층 절연층(114와 144)을 고화한다. 계속해서, 제1과 제3 상층 절연층(114, 144)에 비어(119, 146)를 형성하고, 구리 도금 등에 의해, 비어(119, 146) 내를 도체로 충전한다. 또한, 도전 페이스트(예를 들면, 도전 입자 함유 열경화 수지)를 스크린 인쇄 등으로 인쇄하고, 이것을 비어(119, 114) 내에 충전하여, 경화시켜도 된다.
계속해서, 도 5g에 도시한 바와 같이, 기판 전체의 상하에, 제2와 제4 상층 절연층(115와 145)을 배치한다. 제2와 제4 상층 절연층(115와 145)은, 예를 들면, 글래스 클로스에 수지를 함침하여 구성된 통상의 프리프레그로 구성된다.
계속해서, 가열하여 프리프레그의 수지를 경화하는 등으로 하여, 제2와 제4 상층 절연층(115와 145)을 고화한다.
또한, 제2와 제4 상층 절연층(115, 145)에 비어(121, 147)를 형성하고, 구리 도금 등에 의해, 비어(121, 147) 내를 도체로 충전한다. 또한, 도전 페이스트(예 를 들면, 도전 입자 함유 열경화 수지)를 스크린 인쇄 등으로 인쇄하고, 이것을 비어(121, 147) 내에 충전하여, 경화시켜도 된다. 비어(121, 147)의 내부를 동일한 도전 페이스트 재료로 충전함으로써, 비어(121, 145)의 열 응력이 가해졌을 때의 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 필요에 따라서, 도 5h에 도시한 바와 같이, 기판의 가장 외층에, 수지를 갖는 동박 시트(Resin Cupper Film; RCF)(172, 173)를 배치하고, 프레스한다.
여기에서, 전체를 가열하여, 수지를 경화한다.
계속해서, 도 5i에 도시한 바와 같이, RCF(172, 173)에 비어(174, 175)를 형성한다. 계속해서, 구리 도금 등에 의해, 비어(174, 175) 내에 도체를 충전한다. 또한, 필요에 따라서, 표면의 동박을 패터닝하여, 도체 패턴을 형성한다.
다음으로, 도 5j 및 도 6e에 도시한 바와 같이, 레이저 가공 장치로부터, 레이저 광(158), 예를 들면, CO2 레이저를 조사하여, 리지드 기판(11, 12)과 플렉시블 기판(13)의 접합부에 대하여, 리지드 기판(11, 12)의 코어의 선단에 형성된 동박(171)을 스토퍼로 하여, 상층 절연층(114, 115, 144, 145), 수지를 갖는 동박 시트(RCF)(172, 173)를 커트한다. 이 때, 스토퍼로서 사용하는 동박(171)을 어느 정도 커트하도록 에너지 또는 조사 시간을 조정한다.
이에 의해, 도 5h에 도시한 바와 같이, 플렉시블 기판(13) 상의 구조체(181)가 다른 것으로부터 분리된다.
계속해서, 도 5l에 도시한 바와 같이, 구조체(181)를 플렉시블 기판(13)으로 부터 잡아떼도록 하여 제거한다. 잔존하고 있는 동박(171)의 기초로 된 동박(161, 162)(도 5b 참조)은, 플렉시블 기판(13)의 커버레이(138, 139)에 프레스에 의해 눌려져 있는 것에 불과하며, 고착해 있지 않다. 동박(171)도 마찬가지로, 플렉시블 기판(13)에 고착해 있지 않다. 이 때문에, 구조체(181)를 제거할 때에, 동박(171)도 제거된다.
이와 같이 하여, 동박(171) 중, 다른 부재로 커버되어 있지 않은 부분은, 제거된다. 이 때문에, 제1과 제2 절연층(111, 113)의 선단 부분에서, 프리프레그(113, 144)로 커버되어 있는 부분에 동박(124, 151)이 잔존한다.
이와 같이 하여, 리지드 기판(11, 12)의 코어부(제1과 제2 절연층(111, 113)) 사이에 플렉시블 기판(13)의 끝부가 끼워넣어지고, 또한, 리지드 기판(11, 12)의 랜드와 플렉시블 기판의 접속 패드가 도금 접속된 플렉스 리지드 배선판(10)이 완성된다.
이러한 구성에 따르면, 플렉시블 기판(13)의 폴리이미드에의 도금이 불필요하여, 접속의 신뢰성을 확보할 수 있다.
또한, 리지드 기판(11, 12)의 최외층에 RCF를 사용할 수 있다. 따라서, 종래의 리지드 기판과 동일한 신뢰성, 낙하 내성을 확보할 수 있다.
이 제조 방법에서는, 리지드층(11, 13)의 코어층을 형성하기 위해서, 수지가 로우 플로우 특성을 갖는 프리프레그가 필요하다. 그러나, 코어층 이외에는, 통상의 프리프레그가 사용 가능하여, IVH 구멍 메움이 불필요하며, 보이드도 생기기 어렵다.
또한, 굴곡부만이 플렉시블 기판으로 되기 때문에, 안정성이 향상한다.
또한, 외층 형성 후에 레이저 가공에 의한 복수 층의 창 뚫기를 함으로써, 제조 원가를 억제하는 것이 가능하다.
외층 형성 후에 레이저 가공에 의한 복수 층의 창 뚫기를 함으로써, 플렉시블 기판의 개구 정밀도가 높다.
또한, 리지드 기판(11, 12)의 코어부에 글래스 에폭시 기재를 사용하고 있기 때문에, 내낙하충격성을 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉스 리지드 배선판(10)에 대하여 설명했지만, 본 발명은, 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 전술한 각 층의 재질, 사이즈, 층수 등은, 임의로 변경 가능하다.
또한, 도 7에 예시하는 바와 같이, 비어(116, 141) 내를 도금 금속 등의 도체로 충전하여도 된다. 비어(116, 141)의 내부에 수지를 완전히 충전할 수 없었던 경우에는, 비어(116, 141)의 내부에 보이드가 존재한다. 이 경우, 플렉스 리지드 배선판(10)에 열이 가해지면, 보이드의 팽창을 기인으로 하여, 비어의 접속 신뢰성이 손상될 가능성이 있다. 도 7에 도시한 바와 같이, 비어(116, 141)의 내부를 도금 금속으로 충전하면, 열이 가해졌을 때의 비어(116, 141)의 접속 신뢰성을 개선할 수 있다.
마찬가지로, 비가요성 기재(112) 상에 도체 패턴(회로 패턴)(191, 192)을 형성하여, 임의의 부분과 접속하여도 된다.
또한, 제1과 제3 상층 절연층(114, 144) 상에 도체 패턴(회로 패턴)(193, 194)을 형성하여, 임의의 부분과 접속하여도 된다.
도체 패턴(191, 143, 193, 150)은, 비어(146, 147), 그 밖의 임의의 비어 등을 통하여 상호 접속된다. 마찬가지로, 도체 패턴(192, 118, 194, 123)은, 비어(119, 121), 그 밖의 비어 등을 통하여 상호 접속된다. 또한, 비어(163)를 통하여 도체 패턴(123, 150)도 상호 접속된다.
또한, 플렉시블 기판(13)의 끝부를 사이에 끼워넣는 제1과 제2 절연층(111과 113)을 RCF로 구성하여도 된다. 또한, 제1과 제3 상층 절연층(114, 144), 제2와 제4 상층 절연층(115, 145)을 각각 RCF로 구성하여도 된다. 이러한 구성으로 함으로써, 제조 공정을 생략할 수 있다.
상기 실시예에서는, 플렉시블 기판(13)과 비가요성 기재(112)를 거의 동일한 두께로 했지만, 본 발명은 이 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 8에 도시한 바와 같이, 플렉시블 기판(13)을 비가요성 기재(112)보다도 얇게 형성하여도 된다. 이 경우, 플렉시블 기판(13)과, 비가요성 기재(112), 제1과 제2 절연층(111, 113)의 사이의 공극은, 임의의 수지, 예를 들면, 절연층(111, 113)으로부터 스며나온 수지나, 제조 시에, 높이 조정을 위해서 미리 삽입된 수지로 충전된다. 이와 같이, 공극에 수지(125)가 충전되기 때문에, 플렉시블 기판(13)과 비가요성 기재(112)를 확실히 접착할 수 있다.
또한, 이들 수지는, 제조 시의 가열에 의해, 일체적으로 경화·고화하고 있다. 이와 같이, 절연층(111과 113)의 수지가 중합하고, 또한, 수지(125)가 일체적 으로 경화·고화함으로써, 비어(116, 141)의 주위가 수지로 고정되어, 비어(116, 141)와 도체층(133, 132)의 접속 신뢰성이 향상한다.
또한, 리지드 기판(11, 12) 및 플렉시블 기판(13)에 형성되는 배선 패턴도, 도 1에 예시하는 것에 한정되지 않고, 예를 들면, 도 9에 예시하는 바와 같이, 플렉시블 기판(13)으로부터 리지드 기판(11, 12)을 향하여 팬 아웃하는 형상으로 하여도 된다. 즉, 플렉시블 기판(13)의 배선(13a)의 피치보다도 접속부(13b)의 피치를 크게 하여도 된다. 이에 의해, 플렉시블 기판(13)에, 보다 많은 배선을 배치하는 것이 가능해져서, 고밀도 배선을 갖는 플렉시블 리지드 배선판을 작성할 수 있다.
또한, 리지드 기판(11, 12)과 플렉시블 기판(13)의 경계 부분의 강도를 높이기 위해서, 도 10, 도 11에 예시하는 바와 같이, 플렉시블 기판(13)의 일부를 폭 넓게 형성하는 것도 유효하다. 이에 의해, 플렉시블 기판(13)과 리지드 기판(11, 12)의 접합 면적이 증대하여, 비어의 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
예를 들면, 도 10의 예에서는, 플렉시블 기판(13)의 끝부를 확대하여, 리지드 기판(11, 12)에 고정되는 부분의 면적을 크게 하고 있다. 이에 의해, 플렉시블 기판(13)의 끝부의 강도가 증대됨으로써, 내굴곡성을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 11의 예에서는, 플렉시블 기판(13)의 굴곡이 반복되는 위치(예를 들면, 리지드 기판(11, 12)의 끝변에 대응하는 위치)에 돌기를 배치하여, 굴곡이 반복되는 위치의 강도를 높이고 있다.
[산업상 이용 가능성]
본 발명은, 일부가 비가요성 기재이고, 다른 일부가 가요성 기재로 구성되는 플렉스 리지드 배선판에 적용 가능하다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉스 리지드 배선판의 측면도.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉스 리지드 배선판의 평면도.
도 2는 도 1a의 일부 확대도.
도 3은 도 2에 도시하는 플렉스 리지드 배선판의 변형예를 도시하는 도면.
도 4는 플렉시블 기판의 측면도.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 플렉스 리지드 배선판의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 플렉스 리지드 배선판의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도.
도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 플렉스 리지드 배선판의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도.
도 5d는 본 발명의 실시예에 따른 플렉스 리지드 배선판의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도.
도 5e는 본 발명의 실시예에 따른 플렉스 리지드 배선판의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도.
도 5f는 본 발명의 실시예에 따른 플렉스 리지드 배선판의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도.
도 5g는 본 발명의 실시예에 따른 플렉스 리지드 배선판의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도.
도 5h는 본 발명의 실시예에 따른 플렉스 리지드 배선판의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도.
도 5i는 본 발명의 실시예에 따른 플렉스 리지드 배선판의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도.
도 5j는 본 발명의 실시예에 따른 플렉스 리지드 배선판의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도.
도 5k는 본 발명의 실시예에 따른 플렉스 리지드 배선판의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도.
도 5l은 본 발명의 실시예에 따른 플렉스 리지드 배선판의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도.
도 6a는 도 5a∼도 5l을 참조하여 설명한 플렉스 리지드 배선판의 제조 방법을 설명하기 위한 확대도.
도 6b는 도 5a∼도 5l을 참조하여 설명한 플렉스 리지드 배선판의 제조 방법을 설명하기 위한 확대도.
도 6c는 도 5a∼도 5l을 참조하여 설명한 플렉스 리지드 배선판의 제조 방법을 설명하기 위한 확대도.
도 6d는 도 5a∼도 5l을 참조하여 설명한 플렉스 리지드 배선판의 제조 방법을 설명하기 위한 확대도.
도 6e는 도 5a∼도 5l을 참조하여 설명한 플렉스 리지드 배선판의 제조 방법을 설명하기 위한 확대도.
도 6f는 도 5a∼도 5l을 참조하여 설명한 플렉스 리지드 배선판의 제조 방법을 설명하기 위한 확대도.
도 7은 도 2에 도시하는 플렉스 리지드 배선판의 변형예를 도시하는 도면.
도 8은 도 2에 도시하는 플렉스 리지드 배선판의 변형예를 도시하는 도면.
도 9는 배선 패턴이 팬 아웃하는 예를 도시하는 도면.
도 10은 플렉시블 기판의 일부를 폭 넓게 형성하여, 강도를 증가시킨 예를 도시하는 도면.
도 11은 플렉시블 기판의 일부를 폭 넓게 형성하여, 강도를 증가시킨 예를 도시하는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11, 12: 리지드 기판
13: 플렉시블 기판
131: 기재
132, 133: 도체층
134, 135: 절연층
136, 137: 실드층
138, 139: 커버레이
111, 113: 절연층
112: 비가요성 기재
114, 115, 144, 145: 상층 절연층
116, 119, 121, 141, 146, 147: 비어
117, 142: 배선 패턴
118, 143: 인출 패턴
120, 122: 도체
125: 수지

Claims (16)

  1. 도체 패턴을 구비하는 가요성 기재와,
    상기 가요성 기재의 수평 방향으로 배치된 비가요성 기재와,
    상기 가요성 기재와 비가요성 기재를 피복하고, 가요성 기재의 적어도 일부를 노출하는 절연층과,
    상기 절연층 상에 형성된 도체 패턴을 구비하고,
    상기 가요성 기재의 도체 패턴과 상기 절연층 상의 도체 패턴은 도금 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉스 리지드 배선판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비가요성 기재의 표면에는 도체 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉스 리지드 배선판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절연층은, 상기 가요성 기재의 끝부와 상기 비가요성 기재의 끝부의 경계 영역을 표리면 양측으로부터 피복하는 것을 특징으로 하는 플렉스 리지드 배선판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 절연층은, 상기 가요성 기재의 끝부와 상기 비가요성 기재의 끝부의 경계를 표리면 양측으로부터 피복하고,
    상기 절연층에는, 비어가 형성되어 있고,
    상기 절연층 상의 도체 패턴은, 상기 비어를 통하여 상기 가요성 기재의 도체 패턴에 접속하는 것을 특징으로 하는 플렉스 리지드 배선판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 절연층 상에는, 상층 절연층이 더 형성되어 있고,
    상기 상층 절연층에는 상층 도체 패턴이 형성되어 있고, 상기 절연층 상의 도체 패턴과, 상층 도체 패턴이, 도금 금속으로 충전된 상층 비어에 의해 접속되어 있고, 상기 상층 절연층은 경화 처리된 수지층으로 구성되며, 무기 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉스 리지드 배선판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 절연층 상에는, 상층 절연층이 형성되어 있고,
    상기 상층 절연층에는, 상기 절연층 상의 도체 패턴에 접속된 상층 비어가 형성되어 있고,
    상기 상층 절연층 상에, 상기 상층 비어에 접속된 도체 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉스 리지드 배선판.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 상층 절연층은, 글래스 클로스를 구비하는 것을 특징으로 하는 플렉스 리지드 배선판.
  8. 도체 패턴을 구비하는 가요성 기재와,
    상기 가요성 기재의 수평 방향으로 배치된 비가요성 기재와,
    상기 가요성 기재와 비가요성 기재를 피복하고, 가요성 기재의 적어도 일부를 노출하는 절연층을 구비하고,
    상기 절연층에는, 비어가 형성되어 있고,
    상기 절연층 상에 도체 패턴이 형성되어 있고,
    상기 절연층 상의 도체 패턴은, 상기 비어를 통하여 상기 가요성 기재의 도체 패턴에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉스 리지드 배선판.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 절연층 상에는, 상층 절연층이 더 형성되어 있고,
    상층 절연층에는 상층 도체 패턴이 형성되어 있고,
    상기 절연층 상의 도체 패턴과, 상층 도체 패턴은, 상기 상층 절연층에 형성되고, 도금 금속으로 충전된 상층 비어에 의해 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉스 리지드 배선판.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 비어는 금속으로 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉스 리지드 배선판.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 비어는, 상기 절연층을 관통하여, 도금 금속으로 충전되어 있고,
    상기 절연층 상에는, 상층 절연층과 상층 도체 패턴이 적층되어 있고,
    상기 절연층 상에 형성된 도체 패턴과 상층 도체 패턴을 접속하는 상층 비어가 상기 상층 절연층에 형성되어 있고,
    상기 상층 비어는, 상기 도금 금속으로 충전된 상기 비어에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉스 리지드 배선판.
  12. 제8항에 있어서,
    가요성 기재와 비가요성 기재의 경계를 넘어서, 상기 절연층의 끝부까지 상기 절연층 상의 도체 패턴이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉스 리지드 배선판.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 절연층 상으로서, 가요성 기재에 면하는 측의 끝부에 평면 형상의 도체층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉스 리지드 배선판.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 절연층 상에는, 상층 절연층이 형성되어 있고,
    상기 상층 절연층에는 상층 도체 패턴이 형성되어 있고,
    상기 절연층 상의 도체 패턴과, 상층 도체 패턴이, 상기 상층 절연층에 형성된 상층 비어에 의해 접속되고,
    상기 상층 비어에는, 도전성 페이스트의 경화물이 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉스 리지드 배선판.
  15. 도체 패턴과 그 도체 패턴을 덮는 보호층을 구비하는 가요성 기재와,
    상기 가요성 기재의 수평 방향으로 배치된 비가요성 기재와,
    상기 가요성 기재와 비가요성 기재를 피복하고, 가요성 기재의 적어도 일부를 노출하는 절연층과,
    상기 절연층 상에 형성된 도체 패턴을 구비하고,
    상기 가요성 기재의 도체 패턴과 상기 절연층 상의 도체 패턴은 상기 절연층에 형성된 비어를 통하여 도금 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉스 리지드 배선판.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 보호층은, 절연막을 포함하고,
    상기 절연층과 상기 절연막에는, 이들을 관통하여, 상기 절연층 상의 도체 패턴과 상기 가요성 기재에 형성된 도체 패턴을 전기적으로 접속하는 비어가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉스 리지드 배선판.
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