WO2009118935A1 - フレックスリジッド配線板及びその製造方法 - Google Patents

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WO2009118935A1
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rigid
flexible substrate
flex
wiring board
substrates
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PCT/JP2008/068357
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通昌 高橋
雅一 青山
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イビデン株式会社
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    • Y10T29/49117Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.

Definitions

  • the present invention relates to a flex-rigid wiring board composed of an inflexible rigid substrate and a flexible flexible substrate, and a method for manufacturing the same.
  • Flex-rigid wiring boards have both a hard and strong part (rigid board) that can withstand the weight of the mounted components and a flexible part (flexible board), making it possible to reduce the size and weight of electronic devices, etc. It realizes higher density and higher reliability of wiring, and is widely used in electronic devices such as mobile phones and in-vehicle devices.
  • the rigid substrate is formed as a multilayer substrate having a plurality of conductor layers each having a circuit formed therein.
  • a flexible substrate having a predetermined wiring pattern electrically connects (bridges) a plurality of rigid substrates.
  • Patent Document 2 describes a wiring board of this type that has been improved by the successor of the present patent application.
  • This wiring board employs a configuration in which the end portion of the flexible substrate is sandwiched and connected by a rigid substrate, and connection failure or the like is less likely to occur than when both are connected by a connector or the like.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a flex-rigid wiring board capable of producing more products per unit material and a method for manufacturing the same. Another object of the present invention is to provide a flex-rigid wiring board capable of efficiently using materials and a method for manufacturing the same.
  • a flex-rigid wiring board includes a plurality of rigid boards and a flexible board that connects the rigid boards to each other. Or it has a some bending part and is accommodated between the said several rigid board
  • a method for manufacturing a flex-rigid wiring board is a flex-rigid wiring comprising a plurality of rigid boards having a rigid base material and a flexible board connecting the rigid boards to each other.
  • a method of manufacturing a plate comprising: a first step of forming one or a plurality of bent portions on the flexible substrate; and a first step provided as a part of the rigid substrate on the back and front of the rigid substrate. A portion of at least one of the insulating material and the second insulating material is removed to form a predetermined storage space, and between the rigid substrates of the rigid substrates between the plurality of rigid substrates. Using the space and the storage space formed by the second step, the flexible substrate including the bent portion formed by the first step And a third step of accommodating between head substrate.
  • a flex-rigid wiring board capable of producing more products per unit material and a manufacturing method thereof.
  • the flex-rigid wiring board 10 is formed as a separate body from the first and second rigid substrates 11 and 12 having inflexibility, and the rigid substrates 11 and 12, And a flexible flexible substrate 13 that connects the rigid substrates 11 and 12 to each other.
  • the flexible substrate 13 is a connecting material for connecting the rigid substrates 11 and 12, and each end thereof is connected to the rigid substrates 11 and 12, and the rigid substrate (the state before being separated into the rigid substrates 11 and 12) is processed.
  • the space R1 thus formed (corresponding to the space between the cut surfaces) is stored.
  • the flexible substrate 13 is disposed in the horizontal direction of the rigid substrates 11 and 12 (direction parallel to the substrate surface).
  • arbitrary circuit patterns are respectively formed on the first and second rigid substrates 11 and 12, and the circuit pattern on the first rigid substrate 11 and the second rigid substrate are formed on the flexible substrate 13.
  • a striped wiring pattern 13a is formed so as to connect the circuit patterns on the circuit 12. More specifically, a connection pad 13b is provided at each end of the wiring pattern 13a, and the circuit pattern and the wiring pattern on the first and second rigid substrates 11 and 12 are connected via the connection pad 13b. 13a is electrically connected.
  • the rigid substrates 11 and 12 are connected to electronic components and the like (for example, semiconductor chips) according to applications and the like as necessary. Further, in the flex-rigid wiring board 10 according to the present embodiment, the flexible substrate 13 has bent portions 130a to 130h.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the flexible substrate 13 in a state before being bent.
  • the flexible substrate 13 is roughly composed of conductor layers 132 and 133, insulating layers 134 and 135, shield layers 136 and 137, and a cover lay 138 on the back and front of the base material 131, respectively. 139 are stacked.
  • the substrate 131 is made of an insulating flexible sheet, for example, a polyimide sheet having a thickness of “20 to 50 ⁇ m”, preferably about “30 ⁇ m”.
  • the conductor layers 132 and 133 are formed on the back surface and the front surface of the base material 131, respectively, and constitute the stripe-shaped wiring pattern 13a (FIG. 1B).
  • the conductor layers 132 and 133 are made of a copper pattern having a thickness of about “5 to 15 ⁇ m”, for example.
  • the insulating layers 134 and 135 are made of, for example, a polyimide film having a thickness of about “5 to 15 ⁇ m”, and insulate the conductor layers 132 and 133 from the outside.
  • the shield layers 136 and 137 are made of a hardened film of a conductive material, for example, silver paste. Electromagnetic noise from the outside to the conductor layers 132 and 133 and electromagnetic noise from the conductor layers 132 and 133 to the outside are respectively obtained. Has the function of shielding.
  • the coverlays 138 and 139 are formed of an insulating film such as polyimide having a thickness of about “5 to 15 ⁇ m”, for example, and electrically insulate the entire flexible substrate 13 and protect the entire flexible substrate 13 from the outside. It has a function.
  • the flexible substrate 13 having such a structure is bent and has a form as shown in FIG. 1A. That is, the flexible substrate 13 is folded by eight bent portions 130a to 130h that are bent substantially at a right angle, and accordingly, as shown in FIG. 4, the flexible substrate 13 protrudes to the back side of the substrate (projection length D).
  • overlapping portions 130 i and 130 j are formed in the folded portion by being folded four times in the connection direction C of the rigid substrates 11 and 12 (corresponding to the longitudinal direction of the flexible substrate 13).
  • the entire flexible substrate 13 including the folded portion (folded portion) is accommodated between the first and second rigid substrates 11 and 12, that is, in the space R1.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a region R2 in FIG. 1A.
  • the rigid substrate 11 is roughly composed of a first insulating layer 102, 103 and a second insulating layer on the back and front of a rigid base (non-flexible base) 101, respectively.
  • 104 and 105 are stacked.
  • the rigid base material 101 is made of an inflexible insulating material such as glass epoxy resin, and gives rigidity to the rigid substrate 11.
  • the rigid base material 101 is spaced apart in the direction (horizontal direction) parallel to the flexible substrate 13 and the substrate surface.
  • the rigid base material 101 is formed to have substantially the same thickness as the flexible substrate 13, for example, “50 to 150 ⁇ m”, preferably about “100 ⁇ m”.
  • the first insulating layers 102 and 103 have a thickness of, for example, “50 to 100 ⁇ m”, preferably “50 ⁇ m”, and cover the front and back surfaces of the rigid base 101 and the flexible substrate 13, respectively.
  • These insulating layers 102 and 103 are formed, for example, by curing a prepreg.
  • the prepreg is preferably one in which the resin has low flow characteristics.
  • Such a prepreg can be prepared by impregnating an epoxy resin into a glass cloth and then thermally curing the resin in advance to advance the degree of curing to a semi-cured state. It is also created by impregnating glass cloth with high viscosity resin, impregnating glass cloth with inorganic filler such as silica filler, or reducing the amount of glass cloth impregnated with resin. can do.
  • the flexible substrate 13 and the rigid substrate 11 have the coverlays 138 and 139 and the first insulating layers 102 and 103 superposed and bonded to each other.
  • the flexible substrate 13 is supported and fixed in such a manner that the end portion of the flexible substrate 13 is sandwiched between the rigid base material 101 and the first insulating layers 102 and 103 that form the core of the rigid substrate 11.
  • a resin 111 is filled in a gap formed between the insulating layer 102 and the insulating layer 103 with the end portion of the flexible substrate 13 interposed therebetween.
  • the shield layers 136 and 137 and the cover lays 138 and 139 are not provided at the contact (electrical connection) portion between the conductor layers 132 and 133 and the upper layer wiring. Therefore, a gap is formed between the insulating layer 103 and the flexible substrate 13 (except for the contact portions of the conductor layers 132 and 133).
  • An arbitrary gap is also formed between the rigid base 101 and the flexible substrate 13. Resin 111 is filled in each of these gaps. The resin 111 oozes out from the low-flow prepreg constituting the first insulating layers 102 and 103 at the time of manufacture, for example, and is cured integrally with the insulating layers 102 and 103.
  • Vias (via holes, contact holes) 112 and 113 are formed in the first insulating layers 102 and 103 so as to penetrate to the conductor layers 132 and 133, respectively.
  • the vias 112 and 113 are formed in portions facing the connection pad 13b (FIG. 1B), thereby exposing the connection pads 13b of the conductor layers 132 and 133 (corresponding to the wiring pattern 13a shown in FIG. 1B).
  • wiring patterns (conductor layers) 114b and 115b made of copper plating or the like on the respective surfaces of the insulating layers 102 and 103 are plated through lead patterns (connection conductors) 114a and 115a. It is connected.
  • the wiring patterns 114b and 115b and the lead patterns 114a and 115a are deposited and patterned after the formation of the first insulating layers 102 and 103 and the vias 112 and 113, respectively. In addition, it is formed in a film shape so as to cover the surfaces of the vias 112 and 113 (etching surface).
  • the wiring patterns 114b and 115b and the conductor layers 132 and 133 are electrically connected in this way.
  • copper patterns 118 and 119 insulated from each other are also formed on the respective surfaces of the first insulating layers 102 and 103. Thereby, the heat generated in the rigid substrate 11 can be effectively radiated.
  • the second insulating layers 104 and 105 are stacked so as to fill the vias 112 and 113 and cover the wiring patterns 114b and 115b, respectively.
  • These insulating layers 104 and 105 are formed by curing a prepreg constituted by impregnating a glass cloth or the like with a material (for example, resin) containing an inorganic material. With such a configuration, the impact resistance against dropping can be improved.
  • the vias 112 and 113 are filled with resin from the prepreg at the manufacturing stage of the flex-rigid wiring board.
  • the second insulating layers 104 and 105 are formed with vias 122 and 123 connected to the wiring patterns 114b and 115b, respectively, and filled with conductors 124a and 125a made of, for example, copper. Furthermore, conductor patterns (circuit patterns) 124b and 125b are appropriately formed on the surfaces of the second insulating layers 104 and 105, respectively. The conductor patterns 124b and 125b are electrically connected to the conductors 124a and 125a by being connected to the vias 122 and 123, respectively. In the flex-rigid wiring board 10, build-up vias are formed in this way.
  • the flex-rigid wiring board 10 includes a plurality of rigid boards 11 and 12 and a flexible board 13 that connects the rigid boards 11 and 12 to each other.
  • the flexible substrate 13 has a plurality of bent portions (bent portions 130a to 130h), and includes the bent portions 130a to 130h (the space R1). It is stored in.
  • the flexible substrate 13 can be accommodated in a small space by having the bent portions 130a to 130h. For this reason, the length for removing the rigid base material 101 is small as a storage space for the flexible substrate 13, and as a result, more products can be produced per unit material.
  • the rigid substrates 11 and 12 are each composed of a rigid base material 101, and first insulating materials (first and second) provided on the back and front of the rigid base material 101, respectively. Insulating layers 102 and 104) and a second insulating material (first and second insulating layers 103 and 105).
  • the flexible substrate 13 is accommodated between the rigid substrates 11 and 12 (space R1) by removing a part of the first and second insulating layers 102 and 104. Since the back surface of the flexible substrate 13 has a folded portion formed by the bent portions 130a to 130h, it protrudes accordingly. In this regard, with the above-described configuration, part of the first and second insulating layers 102 and 104 is removed, so that the protruding folded portion can be easily accommodated.
  • each end of the flexible substrate 13 has the first and second insulating layers 102 and 104 and the first and second insulating layers 103, respectively, using the rigid base 101 as a spacer. It is fixed in such a manner that it is sandwiched between it and 105 (see FIG. 3). Thereby, compared with the case where the rigid board
  • the bent portions 130a to 130h form a folded portion.
  • the flexible substrate 13 having such a folded portion vibrates when dropped, and converts the energy of the fall into kinetic energy. For this reason, the impact of dropping, in particular, the impact applied to the connection portion between the rigid substrates 11 and 12 and the flexible substrate 13 is reduced, and the connection reliability of these substrates can be improved.
  • the flexible substrate 13 is folded back evenly in parallel with the connecting direction of the rigid substrates 11 and 12 at the bent portions 130a to 130h. With such a configuration, the folded portion can be formed without providing a cut or the like, and a simple structure is maintained.
  • the flexible substrate 13 When manufacturing the flexible substrate 13 (FIG. 2), first, copper films are formed on both surfaces of a base material 131 made of polyimide processed into a predetermined size. Next, by patterning the copper film, conductor layers 132 and 133 each including the wiring pattern 13a and the connection pad 13b are formed. Then, insulating layers 134 and 135 made of a polyimide layer or the like are formed on the surfaces of the conductor layers 132 and 133 in a stacked manner. A silver paste is applied to these insulating layers 134 and 135 except for the end of the flexible substrate 13, and the applied silver paste is cured to form shield layers 136 and 137. Further, cover lays 138 and 139 are formed on the shield layers 136 and 137 so as to cover the surfaces, respectively. Through such a series of steps, the flexible substrate 13 having the configuration shown in FIG. 2 is completed. The shield layers 136 and 137 and the coverlays 138 and 139 are formed so as to avoid the connection pads 13b.
  • a wafer having such a laminated structure is used as a material common to a plurality of products. That is, as shown in FIG. 4, such a wafer is cut (cut) into a predetermined size by, for example, a laser to obtain a flexible substrate 13 having a predetermined size. Then, using the flexibility of the flexible substrate 13, for example, a predetermined jig or the like is used to fold it into a form as shown in FIGS. 1A and 1B.
  • a wafer common to a plurality of products is cut by, for example, a laser to form first insulating layers 102 and 103 having a predetermined size.
  • the separator 150 used for bonding is formed in a predetermined size by cutting a wafer common to a plurality of products, for example, with a laser or the like. Note that the thickness of the first insulating layers 102 and 103 corresponds to the protrusion length D (FIG. 4), and the flexible substrate 13 including the folded portion thereof is rigid after the subsequent press (FIG. 8C).
  • the thicknesses of the first insulating layers 102 and 103 are set to the same level so that the rigid substrates 11 and 12 have a contrasting structure on the front and back sides.
  • the thickness of the separator 150 is set to be approximately the same as the thickness of the first insulating layers 102 and 103.
  • the rigid base material 101 serving as the core of the rigid substrates 11 and 12 is formed with conductor films 100a and 100b made of copper, for example, on the front and back surfaces. Then, each of the conductor films 100a and 100b is subjected to, for example, a predetermined photoetching process (pretreatment, lamination, exposure, development, etching, peeling film, inner layer inspection, etc.), as shown in FIG. Conductive patterns 101a and 101b are formed. Subsequently, as shown in FIG. 7C, the predetermined portion R3 of the rigid base material 101 is removed by, for example, a laser to obtain the rigid base materials 101 of the rigid substrates 11 and 12, respectively.
  • a predetermined photoetching process pretreatment, lamination, exposure, development, etching, peeling film, inner layer inspection, etc.
  • FIG. 8A alignment is performed in order to combine the rigid base 101, the cut flexible substrate 13 (FIG. 4), and the first insulating layers 102 and 103 (FIG. 5).
  • the rigid substrates 11 and 12 are aligned with the rigid base 101 and the first insulating layers 102 and 103, respectively, and the rigid substrates 11 and 12 and the flexible substrate 13 are aligned.
  • the folded portion of the flexible substrate 13 is disposed between the first insulating layer 102 of the rigid substrate 11 and the first insulating layer 102 of the rigid substrate 12.
  • a gap is formed between the flexible substrate 13 and each insulating layer 102 so as not to contact.
  • the first insulating layers 102 and 103 are each composed of, for example, a prepreg having a thickness of “20 to 50 ⁇ m”, and the rigid base 101 is a glass epoxy base having a thickness of about “100 ⁇ m”, for example. It is comprised from.
  • a separator 150 (the process of FIG. 6) is connected between the first insulating layer 102 of the rigid substrate 11 and the first insulating layer 102 of the rigid substrate 12. Provided by cutting). By providing the separator 150 in this manner, the top surface of the folded portion of the flexible substrate 13 and the back surface of the structure including the surface of the first insulating layer 102 and the structure including the surfaces of the separator 150 and the first insulating layer 103 are provided. Both surfaces are flat. Then, conductor films 214 and 215 made of, for example, copper foil are disposed on the surfaces of the first insulating layers 102 and 103, respectively.
  • the entire structure is pressed.
  • This pressurization is performed using, for example, a hydro press apparatus under conditions of a temperature “200 ° C.”, a pressure “40 kgf”, and a pressurization time “3 hr”.
  • the resin 111 (FIG. 3) is pushed out from the prepreg constituting the first insulating layers 102 and 103, and the gap between the rigid base 101 and the flexible substrate 13 is filled with the resin 111.
  • each end portion of the flexible substrate 13 is sandwiched between the first insulating layers 102 and 103 of the rigid substrates 11 and 12, respectively.
  • the resin 111 is filled in the gap, whereby the flexible substrate 13 and the rigid base material 101 are more reliably bonded.
  • the rigid base 101, the first insulating layers 102 and 103, and the flexible substrate 13 are arranged so that the flexible substrate 13 is positioned between the rigid substrates 11 and 12, the conductor film 214,
  • the flexible substrate 13 is pressed between the rigid substrates 11 and 12, including the bent portions 130a to 130h, the rigid base material 101, the first of the rigid substrates 11 and 12 are formed. It is housed between the insulating layers 102 and 103 (space R4).
  • the entire structure is heated, for example, to cure the prepreg constituting the first insulating layers 102 and 103 and the resin 111 (FIG. 3) and to integrate them.
  • the coverlays 138 and 139 of the flexible substrate 13 and the resin 111 of the insulating layers 102 and 103 are polymerized.
  • the periphery of the vias 112 and 113 (FIG. 3) to be formed later is fixed with the resin 111, and the connection between the vias 112 and 113 and the conductor layers 132 and 133 is performed. Reliability will be improved.
  • an IVH Interstitial Via Hole
  • a CO 2 laser processing apparatus for example, irradiating the structure with a CO 2 laser using a CO 2 laser processing apparatus.
  • vias 112 and 113 for connecting the flexible substrate 13 (more specifically, the conductor layers 132 and 133) and the rigid substrates 11 and 12 are also formed by a laser or the like.
  • copper is plated on the entire surface of the entire structure through a predetermined plating process (for example, smear removal or panel plating).
  • a predetermined plating process for example, smear removal or panel plating.
  • the conductor films 214a and 215a are patterned.
  • the conductor layers 132 and 133, the lead patterns 114a and 115a, and the wiring patterns 114b and 115b shown in FIG. 3 are formed.
  • the conductor film is left at the tip portions of the first insulating layers 102 and 103.
  • the second insulating layers 104 and 105 are disposed on the surfaces of the structure, and the conductor films 224 and 225 are disposed on the surfaces of the insulating layers 104 and 105, respectively.
  • the insulating layers 104 and 105 are each composed of, for example, a prepreg configured by impregnating a glass cloth with a resin.
  • the conductor films 224 and 225 are made of, for example, copper foil.
  • the entire structure is pressure-pressed by, for example, a hydro press apparatus.
  • a hydro press apparatus By this pressing, the resin is pushed out from the prepreg constituting the second insulating layer 104, and the gaps in the vias 112, 113 and the folded portion of the rigid base material 101 are filled with this resin.
  • copper plating is applied to the entire surface of the structure by half etching, drilling (for example, laser drilling after pretreatment) of the conductive films 224 and 225, and panel plating (for example, plating after removing smear).
  • drilling for example, laser drilling after pretreatment
  • panel plating for example, plating after removing smear
  • the conductor films 214a and 215a are patterned through a predetermined photoetching process. Thereby, the conductors 124a and 125a and the conductor patterns 124b and 125b shown in FIG. 3 are formed, respectively.
  • the flexible substrate 13 includes the folded portion between the first and second rigid substrates 11, 12, that is, the space R1 (FIGS. 1A, 1B, 8I). ) Is completed.
  • a flex-rigid wiring comprising a plurality of rigid boards 11 and 12 having a rigid base 101 and a flexible board 13 that connects the rigid boards 11 and 12 to each other.
  • a method of manufacturing a plate in which a first step (FIG. 4) of forming a plurality of bent portions (bent portions 130 a to 130 h) on the flexible substrate 13, and a rigid substrate 11 on the back and front of the rigid base material 101. , 12, a second step (FIG.
  • the flexible substrate 13 can be accurately stored together with the bent portions 130a to 130h in the small space between the rigid base materials 101 of the rigid substrates 11 and 12, using the storage space. it can. For this reason, the quantity by which the rigid base material 101 is removed wastefully can be reduced, and more products can be produced per unit material.
  • the third step includes the rigid base 101, the first insulating layers 102 and 103, and the flexible substrate 13, and the flexible substrate 13 is a rigid substrate.
  • 11 and 12 see FIG. 8B
  • the flexible substrate 13 including the bent portions 130a to 130h is fixed to the rigid substrate 11 by pressing between the conductor films 224 and 225 and pressing.
  • 12, in particular, the rigid substrates 11, 12 are accommodated between the rigid base material 101 and the first insulating layers 102, 103 (space R 4). By doing so, the flexible substrate 13 can be more reliably accommodated between the rigid substrates 11 and 12 (space R1).
  • the first step is to form the bent portions 130 a to 130 h (and thus the folded portion) only on the back of the flexible substrate 13.
  • a step (FIG. 8B) of providing a predetermined spacer (separator 150) on the front and back of the flexible substrate 13 where the bent portions 130 a to 130 h are not formed is provided prior to pressing in the third step (FIG. 8C).
  • a separator 150 both the top surface of the folded portion and the back surface of the structure formed by the surface of the first insulating layer 102 and the surface of the structure formed by the surfaces of the separator 150 and the first insulating layer 103 are both By making it flat (see FIG. 8B), it is possible to suitably perform the press.
  • the shield layers 136 and 137 related to the electromagnetic waves on the front and back sides of the flexible substrate 13 may be partially removed at the bent portions 130a to 130h.
  • the flexible substrate 13 is easily bent, and bending processing when forming the bent portions 130a to 130h is facilitated. Even if the shield layers 136 and 137 are not removed, the equivalent effect can be obtained by reducing the thickness.
  • the flexible substrate 13 itself may be partially thinned at the bent portions 130a to 130h. This also facilitates bending.
  • the flexible substrate 13 is made of an aramid resin. If it is an aramid resin, a bending process will become easy.
  • the flexible substrate such as an air gap type flexible substrate has a two-layer structure, as shown in FIG.
  • the above-described pressing step (FIG. 8C) is suitably performed without using the separator 150. It becomes possible to do.
  • the flexible substrate 13 is folded back in parallel with the connecting direction of the rigid substrates 11 and 12 at the bent portion.
  • the flexible substrate 13 may be folded at a bent portion in a direction inclined by a predetermined angle with respect to the connecting direction of the rigid substrates 11 and 12.
  • the bent portions 130a to 130d are folded back an even number of times (for example, four times) in a direction inclined by “90 °” with respect to the connection direction C of the rigid substrates 11 and 12. it can. Even with such a structure, an impact such as a drop is reduced in the folded portion.
  • the folding angle can be arbitrarily set according to the application. For example, instead of “90 °”, “30 °” or “60 °” may be set.
  • the flexible substrate 13 may include one or a plurality of cuts, and may be extended in opposite directions from the folded portion by folding back using the cut at the bent portion.
  • a U-shaped flexible substrate 13 provided with a notch 13c and having a wiring pattern 13a formed along the notch 13c.
  • the flexible substrate 13 can be extended in the opposite direction from the bent portion 130b by first turning back at the bent portion 130a and then turning back at the bent portion 130b. Even with such a structure, an impact such as a drop is reduced in the folded portion.
  • the use of the notch facilitates the formation of the folded portion.
  • the flexible substrate 13 may not have a folded portion.
  • it may be formed in a mountain shape by bent portions 130a to 130c.
  • the flex-rigid wiring board 10 using one flexible board 13 is illustrated, but the number of flexible boards in the flex-rigid wiring board is arbitrary. That is, a plurality of flexible substrates may be used.
  • the two rigid substrates 11 and 12 are connected by the flexible substrate 13, but three or more rigid substrates may be connected by forming the flexible substrate 13 in two branches. .
  • the structure of the flex-rigid wiring board 10 can be changed as appropriate according to the application.
  • the flex-rigid wiring board 10 has a wiring pattern formed on only one side (one side) of the front and back sides. It may be.
  • the present invention is applicable to a flex-rigid wiring board in which a part is a rigid substrate (non-flexible substrate) and the other part is a flexible substrate.

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Abstract

 リジッド基板(11、12)と、それらリジッド基板(11、12)を相互に接続するフレキシブル基板(13)とから構成されるフレックスリジッド配線板(10)において、フレキシブル基板(13)に、屈曲部(130a乃至130h)からなる折り畳み部を形成する。そして、フレキシブル基板(13)を、その折り畳み部を含めて、リジッド基板(11、12)の間に収納する。

Description

フレックスリジッド配線板及びその製造方法
 本発明は、非可撓性のリジッド基板と可撓性のフレキシブル基板とから構成されるフレックスリジッド配線板及びその製造方法に関する。
 フレックスリジッド配線板は、搭載部品の重量に耐える硬さと強度をもった部分(リジッド基板)と、可撓性を有する部分(フレキシブル基板)とを併せ持つことで、電子機器等の小型・軽量化や、配線の高密度化・高信頼化などを実現するものであり、携帯電話をはじめとする電子機器、車載機器などに広く用いられている。
 リジッド基板は、各層それぞれに回路が形成された複数の導体層を有する多層基板として形成される。そして、所定の配線パターンを有するフレキシブル基板が、複数のリジッド基板を電気的に接続(橋渡し)する。
 この種の配線板として、リジッド基板とフレキシブル基板とが一体になって形成されたものが知られている(例えば特許文献1参照)。こうした配線板では、リジッド基板の部分にも可撓性の層が形成されるため、フレキシブル材料の消費量が多く、コストが増大し、また可撓性の層の分だけ、配線板(特にその厚み)が大型化する。
 そこで、リジッド基板とフレキシブル基板とを別々に製造して、その後、両者を接続するようなフレックスリジッド配線板も、提案されている。例えば、先行技術文献ではないが、特許文献2には、この種の配線板について、本特許出願の承継人により改良が加えられたものが記載されている。この配線板では、フレキシブル基板の端部をリジッド基板により挟み込んで接続する構成を採用しており、両者をコネクタなどで接続する場合に比べて、接続不良等が生じにくいものとしている。
日本国特許公開2006-324406号公報 日本国特許第4024846号
 しかしながら、上記別々に製造したリジッド基板とフレキシブル基板とを別途接続するフレックスリジッド配線板であっても、その製造に際しては、フレキシブル基板のスペースを確保するためにリジッド基板を除去するなどして、無駄に材料の消費がされており、材料の有効利用について、さらなる改善の余地が残されている。
 特にフレキシブル基板が長いものである場合には、短いものに比べて、より多くのリジッド基板が無駄に消費されてしまい、単位材料あたりの製品数の低下が顕著になる。
 本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、単位材料あたりに、より多くの製品をつくることができるフレックスリジッド配線板及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、材料を効率的に使用することが可能なフレックスリジッド配線板及びその製造方法を提供することを目的とする。
 こうした目的を達成するため、本発明の第1の観点に係るフレックスリジッド配線板は、複数のリジッド基板と、前記リジッド基板を相互に接続するフレキシブル基板と、から構成され、前記フレキシブル基板が、一又は複数の屈曲部を有し、該屈曲部を含めて、前記複数のリジッド基板の間に収納されている。
 また、本発明の第2の観点に係るフレックスリジッド配線板の製造方法は、リジッド基材を有する複数のリジッド基板と、前記リジッド基板を相互に接続するフレキシブル基板と、から構成されるフレックスリジッド配線板を製造する方法であって、前記フレキシブル基板に一又は複数の屈曲部を形成する第1の工程と、前記リジッド基材の裏及び表に、前記リジッド基板の一部として設けられる第1の絶縁材及び第2の絶縁材の少なくとも一方の一部を除去して、所定の収納空間を形成する第2の工程と、前記複数のリジッド基板の間における、それらリジッド基板のリジッド基材間の空間及び前記第2の工程により形成した収納空間を利用して、前記第1の工程により形成した屈曲部を含めて、前記フレキシブル基板を、前記複数のリジッド基板の間に収納する第3の工程と、を備える。
 本発明によれば、単位材料あたりに、より多くの製品をつくることができるフレックスリジッド配線板及びその製造方法を提供することができる。
本発明の一実施形態に係るフレックスリジッド配線板の正面図である。 本発明の一実施形態に係るフレックスリジッド配線板の平面図である。 フレキシブル基板の構造を、屈曲加工される前の状態において示す断面図である。 リジッド基板とフレキシブル基板との接合部分の構造を示す断面図である。 本発明に係るフレックスリジッド配線板の製造方法の一実施形態について、その製造プロセス例を示す断面図である。 一実施形態に係る製造方法の製造プロセス例を示す断面図である。 一実施形態に係る製造方法の製造プロセス例を示す断面図である。 一実施形態に係る製造方法の製造プロセス例を示す断面図である。 一実施形態に係る製造方法の製造プロセス例を示す断面図である。 一実施形態に係る製造方法の製造プロセス例を示す断面図である。 一実施形態に係る製造方法の製造プロセス例を示す断面図である。 一実施形態に係る製造方法の製造プロセス例を示す断面図である。 一実施形態に係る製造方法の製造プロセス例を示す断面図である。 一実施形態に係る製造方法の製造プロセス例を示す断面図である。 一実施形態に係る製造方法の製造プロセス例を示す断面図である。 一実施形態に係る製造方法の製造プロセス例を示す断面図である。 一実施形態に係る製造方法の製造プロセス例を示す断面図である。 一実施形態に係る製造方法の製造プロセス例を示す断面図である。 一実施形態に係る製造方法の製造プロセス例を示す断面図である。 フレキシブル基板の別例を示す図である。 フレキシブル基板の別例を示す図である。 フレキシブル基板の別例を示す図である。 フレキシブル基板の別例を示す図である。 フレキシブル基板の別例を示す図である。
符号の説明
 10 フレックスリジッド配線板
 11、12 リジッド基板
 13 フレキシブル基板
 13a 配線パターン
 13b 接続パッド
 13c 切込み
 101 リジッド基材
 101a、101b 導体パターン
 102、103、104、105 絶縁層
 111 樹脂
 112、113、122、123 ヴィア
 114a、115a 引出しパターン
 114b、115b 配線パターン
 118、119 銅パターン
 124a、125a 導体
 124b、125b 導体パターン
 130i、130j 重なり部分
 130a乃至130h 屈曲部
 131 基材
 132、133 導体層
 134、135 絶縁層
 136、137 シールド層
 138、139 カバーレイ
 150 セパレータ
 214、214a、215、215a、224、225 導体膜
 以下、本発明に係るフレックスリジッド配線板及びその製造方法を具体化した一実施形態について説明する。
 図1A及び図1Bに示すように、フレックスリジッド配線板10は、非可撓性を有する第1及び第2のリジッド基板11、12と、これらリジッド基板11、12とは別体に形成され、リジッド基板11、12を相互に接続する可撓性のフレキシブル基板13と、を有する。フレキシブル基板13は、リジッド基板11、12を接続する接続材として、その各端部がリジッド基板11、12にそれぞれ接続され、リジッド基板(リジッド基板11、12に分離される前の状態)が加工されて形成された空間R1(カット面間に相当)に収納されている。こうして、フレキシブル基板13は、リジッド基板11、12の水平方向(基板面に平行な方向)に配置されている。
 ここで、第1、第2のリジッド基板11、12には、それぞれ任意の回路パターンが形成されており、フレキシブル基板13には、第1のリジッド基板11上の回路パターンと第2のリジッド基板12上の回路パターンとを接続するようにストライプ状の配線パターン13aが形成されている。より詳しくは、配線パターン13aの各端部には、それぞれ接続パッド13bが設けられており、これら接続パッド13bを介して、第1、第2のリジッド基板11、12上の回路パターンと配線パターン13aとが電気的に接続されるようになっている。なお、リジッド基板11、12には、必要に応じて、用途等に応じた電子部品等(例えば半導体チップ)が接続される。また、本実施形態に係るフレックスリジッド配線板10では、フレキシブル基板13が、屈曲部130a乃至130hを有する。
 図2は、フレキシブル基板13の構造を、屈曲加工される前の状態において示す断面図である。
 図2に示されるように、フレキシブル基板13は、大きくは、基材131の裏及び表に、それぞれ導体層132、133と、絶縁層134、135と、シールド層136、137と、カバーレイ138、139とが積層された構造を有する。
 ここで、基材131は、絶縁性フレキシブルシート、例えば厚さ「20~50μm」、望ましくは「30μm」程度の厚さのポリイミドシートから構成される。導体層132、133は、基材131の裏面及び表面にそれぞれ形成され、上記ストライプ状の配線パターン13a(図1B)を構成している。導体層132、133は、例えば厚さ「5~15μm」程度の銅パターンから構成されている。絶縁層134、135は、例えば厚さ「5~15μm」程度のポリイミド膜などから構成され、導体層132、133を外部から絶縁している。シールド層136、137は、導電材料、例えば銀ペーストの硬化被膜から構成されており、外部から導体層132、133への電磁ノイズ、及び、導体層132、133から外部への電磁ノイズを、それぞれシールドする機能を有する。カバーレイ138、139は、例えば厚さ「5~15μm」程度の、ポリイミド等の絶縁膜から形成されており、フレキシブル基板13全体を電気的に絶縁するとともに、フレキシブル基板13全体を外部から保護する機能を有する。
 本実施形態では、こうした構造を有するフレキシブル基板13が、屈曲加工され、図1Aに示すような形態を有する。すなわち、フレキシブル基板13は、ほぼ直角に折り曲げられた8つの屈曲部130a乃至130hにより折り畳まれ、その分だけ、図4に示すように、基板裏側に突出(突出長D)している。また、その折り畳まれた部分には、リジッド基板11、12の接続方向C(フレキシブル基板13の長手方向に相当)に計4回折り返されることにより、重なり部分130i、130jが形成されている。フレキシブル基板13は、こうして折り畳まれた部分(折り畳み部)も含めて、その全体が、第1、第2のリジッド基板11、12の間、すなわち空間R1に収容されている。
 次に、図3を参照して、リジッド基板11とフレキシブル基板13との接合部を例にして、リジッド基板11、12とフレキシブル基板13との接合部分の構造について説明する。図3は、図1A中の領域R2の拡大断面図である。
 図3に示されるように、リジッド基板11は、大きくは、リジッド基材(非可撓性基材)101の裏及び表に、それぞれ第1の絶縁層102、103と、第2の絶縁層104、105と、が積層された構造を有する。
 リジッド基材101は、ガラスエポキシ樹脂等の、非可撓性を有する絶縁材料から構成され、当該リジッド基板11に剛性を与えている。リジッド基材101は、フレキシブル基板13と基板表面に平行な方向(水平方向)に離間して配置されている。リジッド基材101は、フレキシブル基板13と略同一の厚さ、例えば「50~150μm」、望ましくは「100μm」程度に形成されている。
 第1の絶縁層102、103は、例えば「50~100μm」、望ましくは「50μm」程度の厚さを有し、リジッド基材101とフレキシブル基板13との表裏面をそれぞれ被覆している。これら絶縁層102、103は、例えばプリプレグを硬化して形成される。プリプレグは、樹脂がローフロー特性を有するものが望ましい。このようなプリプレグは、エポキシ樹脂をガラスクロスに含侵させた後、予め樹脂を熱硬化させることにより、半硬化の状態まで硬化度を進めておくことで作成することができる。また、ガラスクロスに粘度の高い樹脂を含侵させたり、ガラスクロスに無機フィラー、例えばシリカフィラーを含む樹脂を含侵させたり、ガラスクロスに樹脂を含侵させる量を減らしたりすることによっても作成することができる。
 フレキシブル基板13及びリジッド基板11は、カバーレイ138、139と第1の絶縁層102、103とが、それぞれ重合して結合されている。フレキシブル基板13は、リジッド基板11のコアをなすリジッド基材101及び第1の絶縁層102、103により、該フレキシブル基板13の端部が挟み込まれるかたちで、支持、固定されている。
 さらに、フレキシブル基板13の端部を挟んだ状態で、絶縁層102と絶縁層103との間に形成される隙間には、樹脂111が充填されている。具体的には、導体層132、133と上層配線とのコンタクト(電気的な接続)部分には、シールド層136、137、及びカバーレイ138、139が設けられていない。このため、絶縁層103とフレキシブル基板13との間(導体層132、133のコンタクト部分を除く)に隙間が形成されている。また、リジッド基材101とフレキシブル基板13と間にも、任意の隙間が形成されている。樹脂111は、これら各隙間にそれぞれ充填されている。なお、樹脂111は、例えば製造時に第1の絶縁層102、103を構成するローフロープリプレグからしみだしたものであり、それら絶縁層102、103と一体に硬化されている。
 第1の絶縁層102、103には、それぞれ導体層132、133まで貫通する態様で、ヴィア(ヴィアホール、コンタクトホール)112、113が形成されている。ヴィア112、113は、接続パッド13b(図1B)に対向する部分に形成されることで、導体層132、133(図1Bに示した配線パターン13aに相当)の接続パッド13bをそれぞれ露出させる。露出した接続パッド13bには、それぞれ絶縁層102、103の各表面にあって銅メッキ等からなる配線パターン(導体層)114b、115bが、引出しパターン(接続用導体)114a、115aを介してメッキ接続されている。これら配線パターン114b、115b及び引出しパターン114a、115aは、それぞれ例えば第1の絶縁層102、103及びヴィア112、113の形成後に、堆積、パターンニングされることにより、絶縁層102、103の各表面及びヴィア112、113面(エッチング面)を覆う態様で膜状に形成される。
 フレックスリジッド配線板10では、こうして配線パターン114b、115bと導体層132、133とがそれぞれ電気的に接続されている。また、第1の絶縁層102、103の各表面には、それぞれ他から絶縁された銅パターン118、119も形成されている。これにより、リジッド基板11内で発生した熱を、効果的に放熱することができるようになっている。
 第1の絶縁層102、103の各表面には、それぞれヴィア112、113内を充填するとともに、配線パターン114b、115bを被覆する態様で、第2の絶縁層104、105が積層形成されている。これら絶縁層104、105は、それぞれ無機材料を含む材料(例えば樹脂)をガラスクロス等に含浸して構成されるプリプレグを硬化することにより形成されている。このような構成とすることにより、対落下衝撃性を向上させることができる。ヴィア112、113は、当該フレックスリジッド配線板の製造段階で、このプリプレグからの樹脂で充填される。
 第2の絶縁層104、105には、それぞれ配線パターン114b、115bに接続されたヴィア122、123が形成され、例えば銅からなる導体124a、125aが充填されている。さらに、第2の絶縁層104、105の各表面には、それぞれ導体パターン(回路パターン)124b、125bが適宜形成されている。そして、これら導体パターン124b、125bは、それぞれヴィア122、123に接続されることにより、導体124a、125aと電気的に接続されている。フレックスリジッド配線板10では、このように、ビルドアップ・ヴィアが形成されている。
 以上、リジッド基板11とフレキシブル基板13との接合部について説明した。なお、リジッド基板12とフレキシブル基板13との接続部も同様の構成を有するため、ここではその説明を割愛する。
 以上説明したように、本実施形態に係るフレックスリジッド配線板によれば、以下のような効果が得られる。
 (1)フレックスリジッド配線板10は、複数のリジッド基板11、12と、それらリジッド基板11、12を相互に接続するフレキシブル基板13とから構成される。そして、フレックスリジッド配線板10では、フレキシブル基板13が、複数の屈曲部(屈曲部130a乃至130h)を有し、これら屈曲部130a乃至130hを含めて、リジッド基板11、12の間(空間R1)に収納されている。こうした構成では、フレキシブル基板13が、屈曲部130a乃至130hを有することで、小さな空間に収納可能となる。このため、フレキシブル基板13の収納スペースとして、リジッド基材101を除去する長さが少なくて済み、ひいてはその単位材料あたりに、より多くの製品をつくることができるようになる。
 (2)フレックスリジッド配線板10では、リジッド基板11、12が、それぞれリジッド基材101と、該リジッド基材101の裏及び表にそれぞれ設けられた第1の絶縁材(第1及び第2の絶縁層102、104)及び第2の絶縁材(第1及び第2の絶縁層103、105)とから構成される。そして、フレキシブル基板13は、第1及び第2の絶縁層102、104の一部が除去されることによって、リジッド基板11、12の間(空間R1)に収納されている。フレキシブル基板13の裏面は、屈曲部130a乃至130hにより形成された折り畳み部があるため、その分、突出する。この点、上記構成であれば、第1及び第2の絶縁層102、104の一部が除去されることで、その突出した折り畳み部を容易に収容することが可能になる。
 (3)フレックスリジッド配線板10では、フレキシブル基板13の各端部が、リジッド基材101をスペーサとして、それぞれ第1及び第2の絶縁層102、104と第1及び第2の絶縁層103、105との間に挟持される態様で固定されている(図3参照)。これにより、リジッド基板11、12とフレキシブル基板13とを、コネクタなどで接続する場合に比べて、接続不良等が生じにくいものとなる。
 (4)フレックスリジッド配線板10では、屈曲部130a乃至130hが、折り畳み部を形成している。このような折り畳み部を有するフレキシブル基板13は、落下時に振動して、落下のエネルギーを運動エネルギーに変換する。このため、落下の衝撃、特にリジッド基板11、12とフレキシブル基板13との接続部分にかかる衝撃が軽減され、それら基板の接続信頼性を改善することができる。
 (5)フレックスリジッド配線板10では、フレキシブル基板13が、屈曲部130a乃至130hにおいて、リジッド基板11、12の接続方向に平行に偶数回折り返されている。こうした構成であれば、切り込み等を設けずとも、上記折り畳み部を形成することができ、簡素な構造が維持される。
 次に、図4乃至図8を参照して、上記フレックスリジッド配線板10の製造方法について説明する。まず、フレキシブル基板13の製造方法、次いで、リジッド基板11、12とフレキシブル基板13とを接合する方法、の順にそれぞれについて説明する。
 フレキシブル基板13(図2)の製造に際しては、まず、所定サイズに加工したポリイミドからなる基材131の両面に銅膜を形成する。次に、銅膜をパターニングすることにより、配線パターン13aと接続パッド13bとをそれぞれ備える導体層132、133を形成する。そして、これら導体層132、133の各表面に、それぞれ積層するかたちでポリイミド層などから構成される絶縁層134、135を形成する。これら絶縁層134、135には、フレキシブル基板13の端部を除いて銀ペーストを塗布し、塗布した銀ペーストを硬化して、シールド層136、137を形成する。さらに、シールド層136、137には、それぞれ表面を覆うようにカバーレイ138、139を形成する。こうした一連の工程を経て、先の図2に示した構成を有するフレキシブル基板13が完成する。なお、シールド層136、137とカバーレイ138、139とは、接続パッド13bを避けて形成される。
 こうした積層構造を有するウェーハは、複数の製品に共通する材料として用いられる。すなわち、図4に示すように、そうしたウェーハを、例えばレーザ等により所定の大きさに切断(カット)して、所定の大きさのフレキシブル基板13を得る。そして、フレキシブル基板13の可撓性を利用して、例えば所定の治具等を用いるなどして、先の図1A及び図1Bに示したような形態に折り畳む。
 次に、リジッド基板11、12と、フレキシブル基板13とを接合する方法について説明する。
 この接合にあたっては、図5に示すように、複数の製品に共通するウェーハを、例えばレーザ等により切断して、所定の大きさの第1の絶縁層102、103を形成しておく。また、図6に示すように、接合に用いるセパレータ150も、複数の製品に共通するウェーハを、例えばレーザ等により切断することで、所定の大きさのものを形成しておく。なお、第1の絶縁層102、103の厚さは、突出長D(図4)に対応して、後工程のプレス(図8C)後に、フレキシブル基板13が、その折り畳み部分も含めて、リジッド基板11、12の間(より厳密には、そのリジッド基材101、第1の絶縁層102、103の間)に収容されるように設定する。なお、本実施形態では、リジッド基板11、12をその表裏で対照的な構造とすべく、これら第1の絶縁層102、103の厚さを、同程度の厚さに設定する。また、セパレータ150の厚さは、その第1の絶縁層102、103の厚さと同程度に設定する。
 リジッド基板11、12のコアとなるリジッド基材101は、図7Aに示すように、その表裏にそれぞれ例えば銅からなる導体膜100a、100bを形成する。そして、それら導体膜100a、100bについて、それぞれ例えば所定のフォトエッチング工程(前処理、ラミネート、露光、現像、エッチング、剥膜、内層検査等)を経ることにより、図7Bに示すように、所定の導体パターン101a、101bを形成する。続けて、図7Cに示すように、例えばレーザ等により、リジッド基材101の所定の部分R3を除去して、リジッド基板11、12のリジッド基材101をそれぞれ得る。
 次に、図8Aに示すように、リジッド基材101と、上記切断したフレキシブル基板13(図4)、第1の絶縁層102、103(図5)を組み合わせるべく、位置合わせをする。具体的には、リジッド基板11、12について、それぞれリジッド基材101と、第1の絶縁層102、103との位置合わせをするとともに、リジッド基板11、12とフレキシブル基板13との位置合わせをする。この際、フレキシブル基板13の折り畳み部分は、リジッド基板11の第1の絶縁層102と、リジッド基板12の第1の絶縁層102との間に配置する。フレキシブル基板13と各絶縁層102との間には、接触しない程度の隙間を設ける。なお、第1の絶縁層102、103は、それぞれ例えば「20~50μm」の厚さのプリプレグから構成されるものであり、リジッド基材101は、例えば厚さ「100μm」程度のガラスエポキシ基材から構成されるものである。
 次に、図8Bに示すように、リジッド基板11の第1の絶縁層102とリジッド基板12の第1の絶縁層102との間に、両者を接続するように、セパレータ150(図6の処理において切断したもの)を設ける。こうしてセパレータ150を設けることにより、フレキシブル基板13の折り畳み部の頂面及び第1の絶縁層102の表面からなる構造体の裏面と、セパレータ150及び第1の絶縁層103の表面からなる構造体の表面とを、共に平面にする。そして、第1の絶縁層102、103の各表面に、それぞれ例えば銅箔からなる導体膜214、215を配置する。
 次に、図8Cに示すように、上記構造体全体を加圧プレスする。この加圧プレスは、例えばハイドロプレス装置を用いて、温度「200℃」、圧力「40kgf」、加圧時間「3hr」程度の条件で行う。このプレスにより、第1の絶縁層102、103を構成するプリプレグから樹脂111(図3)が押し出され、リジッド基材101とフレキシブル基板13との隙間が樹脂111で充填される。そしてこれにより、フレキシブル基板13の各端部がリジッド基板11、12の第1の絶縁層102、103の間にそれぞれ挟み込まれることになる。このように樹脂111が隙間に充填されることで、フレキシブル基板13とリジッド基材101とがより確実に接着されることになる。
 また、このようにリジッド基材101、第1の絶縁層102、103、及びフレキシブル基板13を、フレキシブル基板13がリジッド基板11、12の間に位置するように配置した状態で、導体膜214、215により挟んでプレスすることにより、フレキシブル基板13が、屈曲部130a乃至130hを含めて、リジッド基板11、12の間のうち、特にそれらリジッド基板11、12の、リジッド基材101、第1の絶縁層102、103の間(空間R4)に収納されることになる。
 さらに、このプレス後、上記構造体全体を加熱する等して、第1の絶縁層102、103を構成するプリプレグと樹脂111(図3)とを硬化させ、両者を一体化させる。この際、温度の上昇に伴い、フレキシブル基板13のカバーレイ138、139と絶縁層102、103の樹脂111とが重合する。こうして絶縁層102、103の樹脂111が重合することにより、後で形成するヴィア112、113(図3)の周囲が樹脂111で固定され、これらヴィア112、113と導体層132、133との接続信頼性が向上することになる。
 次に、例えばCOレーザ加工装置を用いてCOレーザを上記構造体に照射すること等により、IVH(Interstitial Via Hole)を形成する。続けて、例えば所定の前処理後、レーザ等により、フレキシブル基板13(より詳しくはその導体層132、133)とリジッド基板11、12とをそれぞれ接続するためのヴィア112、113も形成する。さらに続けて、所定のメッキ工程(例えばスミア除去やパネルメッキ等)を経ることにより、構造体全体の表面に銅のメッキを施す。これにより、図8Dに示すように、ヴィア112、113内を含めた構造体全体に導体膜214a、215aが形成される。このメッキにおいて、フレキシブル基板13は、導体膜214、215で覆われているため、メッキ液に直接触れない。したがって、フレキシブル基板13はメッキ液によりダメージを受けない。
 続く工程では、図8Eに示すように、導体膜214a、215aをパターニングする。これにより、先の図3に示した導体層132、133、引出しパターン114a、115a、及び配線パターン114b、115bがそれぞれ形成される。この際、図8Eに示すように、第1の絶縁層102、103の先端部分には、導体膜を残存させる。
 次に、図8Fに示すように、構造体の各表面に第2の絶縁層104、105を、さらにそれら絶縁層104、105の各表面に導体膜224、225を、それぞれ配置する。なお、絶縁層104、105は、それぞれ例えばガラスクロスに樹脂を含浸して構成されたプリプレグから構成されるものである。また、導体膜224、225は、例えば銅箔からなるものである。
 次に、図8Gに示すように、例えばハイドロプレス装置などにより、上記構造体全体を加圧プレスする。このプレスにより、第2の絶縁層104を構成するプリプレグから樹脂が押し出され、ヴィア112、113内や、リジッド基材101の折り畳み部の隙間がこの樹脂で充填される。
 次に、導体膜224、225のハーフエッチング、穴あけ(例えば前処理後のレーザ穴あけ)、及びパネルメッキ(例えばスミア除去後のメッキ)により、構造体全体の表面に銅のメッキを施す。これにより、図8Hに示すように、ヴィア122、123が形成されるとともに、それらヴィア122、123内を含めた構造体全体に導体膜214a、215aが形成される。
 続けて、ハーフエッチングの後、所定のフォトエッチング工程を経ることにより、導体膜214a、215aをパターニングする。これにより、図3に示した導体124a、125a及び導体パターン124b、125bがそれぞれ形成される。
 その後、例えばレーザ加工装置から、例えばCOレーザを照射して、リジッド基板11、12とフレキシブル基板13との接合部に穴をあけ、その穴により分離したフレキシブル基板13の折り畳み部分の表裏における各構造体(セパレータ150等)を、それぞれフレキシブル基板13から引きはがすようにして除去する。これにより、図8Iに示すように、フレキシブル基板13が、その折り畳まれた部分も含めて、第1、第2のリジッド基板11、12の間、すなわち空間R1(図1A、図1B、図8I)に収容されたフレックスリジッド配線板10が完成する。
 以上説明したように、本実施形態に係るフレックスリジッド配線板の製造方法によれば、以下のような効果が得られる。
 (6)フレックスリジッド配線板10の製造方法では、リジッド基材101を有する複数のリジッド基板11、12と、これらリジッド基板11、12を相互に接続するフレキシブル基板13とから構成されるフレックスリジッド配線板を製造する方法であって、フレキシブル基板13に複数の屈曲部(屈曲部130a乃至130h)を形成する第1の工程(図4)と、リジッド基材101の裏及び表に、リジッド基板11、12の一部として設けられる第1の絶縁材(第1の絶縁層102)の一部を除去して、所定の収納空間を形成する第2の工程(図5)と、リジッド基板11、12の間における、それらリジッド基板11、12のリジッド基材101間の空間及び上記第2の工程(図5)により形成した収納空間を利用して、上記第1の工程(図4)により形成した屈曲部(屈曲部130a乃至130h)を含めて、フレキシブル基板13を、リジッド基板11、12の間(空間R1)に収納する第3の工程(図8C)と、を備える。このような製造方法であれば、上記収納空間を利用して、リジッド基板11、12のリジッド基材101間の小さな空間に、屈曲部130a乃至130h共々、フレキシブル基板13を的確に収納することができる。このため、リジッド基材101が無駄に除去される量を少なくして、単位材料あたりに、より多くの製品をつくることができるようになる。
 (7)フレックスリジッド配線板10の製造方法では、上記第3の工程(図8C)が、リジッド基材101、第1の絶縁層102、103、及びフレキシブル基板13を、フレキシブル基板13がリジッド基板11、12の間に位置するように配置した状態(図8B参照)で、導体膜224、225により挟んでプレスすることにより、フレキシブル基板13を、屈曲部130a乃至130hを含めて、リジッド基板11、12の間のうち、特にそれらリジッド基板11、12の、リジッド基材101、第1の絶縁層102、103の間(空間R4)に収納するものである。こうすることで、フレキシブル基板13を、より確実にリジッド基板11、12の間(空間R1)に収納することができる。
 (8)フレックスリジッド配線板10の製造方法では、上記第1の工程(図4)が、フレキシブル基板13の裏のみに、屈曲部130a乃至130h(ひいては折り畳み部)を形成するものであり、上記第3の工程(図8C)のプレスに先立ち、フレキシブル基板13の表裏のうち、屈曲部130a乃至130hを形成しない表に、所定のスペーサ(セパレータ150)を設ける工程(図8B)を備える。こうしたセパレータ150を用いて、折り畳み部の頂面及び第1の絶縁層102の表面からなる構造体の裏面と、セパレータ150及び第1の絶縁層103の表面からなる構造体の表面とを、共に平面にする(図8B参照)ことで、上記プレスを好適に行うことが可能になる。
 (9)フレックスリジッド配線板10の製造方法では、上記第3の工程(図8C)の後、上記プレス後の構造体の裏及び表をそれぞれ被覆するような第3の絶縁材(第2の絶縁層104)及び第4の絶縁材(第2の絶縁層105)を形成する工程を備える。こうすることで、リジッド基材101表裏の絶縁膜の厚みが増し、フレキシブル基板13を、より確実にリジッド基板11、12の間(空間R1)に収納することが可能になる。
 なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
 図9に示すように、フレキシブル基板13の表裏の電磁波に関するシールド層136、137が、屈曲部130a乃至130hにおいて部分的に除去された構造とすることもできる。こうしてシールド層136、137を除去することにより、フレキシブル基板13が折れ曲がり易くなり、屈曲部130a乃至130hを形成する際の屈曲加工が容易になる。なお、シールド層136、137を除去までしなくても、薄膜化することで、準ずる効果を得ることも可能である。
 また、フレキシブル基板13自体を、屈曲部130a乃至130hにおいて部分的に薄くしてもよい。こうすることによっても、屈曲加工が容易になる。
 フレキシブル基板13を、アラミド樹脂からなるものとすることも有効である。アラミド樹脂であれば、屈曲加工が容易となる。
 断線防止のため、屈曲部130a乃至130hにおいて配線パターン13a(図1B)を部分的に太く形成することも有効である。
 エアーギャップ式のフレキシブル基板など、フレキシブル基板が2層構造である場合は、図10に示すように、その表裏に屈曲部130a乃至130h(ひいては折り畳み部)を形成するようにしてもよい。この場合は、第1の絶縁層102、103の両方の一部を除去して、所定の収納空間を形成することで、セパレータ150を用いずとも、前述のプレス工程(図8C)を好適に行うことが可能になる。
 実施形態では、フレキシブル基板13を、屈曲部において、リジッド基板11、12の接続方向に平行に折り返されたものとした。しかし、フレキシブル基板13は、屈曲部において、リジッド基板11、12の接続方向に所定の角度傾斜した方向に折り返されたものであってもよい。例えば図11に示すように、屈曲部130a乃至130dにおいて、リジッド基板11、12の接続方向Cに対して「90°」傾斜した方向に偶数回(例えば4回)折り返されたものとすることができる。こうした構造でも、折り畳み部において落下等の衝撃が軽減される。なお、用途等に応じて、折り返しの角度は任意に設定することができる。例えば「90°」ではなく、「30°」又は「60°」などに設定することもできる。
 フレキシブル基板13は、1又は複数の切込みを備え、屈曲部においてその切込みを利用して折り返すことにより、その折り返し部から相反する方向にそれぞれ延びたものであってもよい。例えば図12に示すように、切込13cを備え、切込13cに沿うように、配線パターン13aが形成されたU字状のフレキシブル基板13を使用することも可能である。この場合、まず、屈曲部130aにて折り返し、続いて、屈曲部130bにて折り返すことにより、屈曲部130bから相反する方向に、フレキシブル基板13が延びるものとすることができる。こうした構造でも、折り畳み部において落下等の衝撃が軽減される。しかも、切込みを利用することにより、折り畳み部の形成は容易になる。
 フレキシブル基板13は、折り畳み部を有さないものであってもよい。例えば図13に示すように、屈曲部130a乃至130cにより、山型に形成してもよい。
 上記実施形態では、1つのフレキシブル基板13によるフレックスリジッド配線板10を例示したが、フレックスリジッド配線板におけるフレキシブル基板の数は、任意である。すなわち、複数のフレキシブル基板を用いるようにしてもよい。
 上記実施形態では、フレキシブル基板13により2つのリジッド基板11、12を接続するようにしたが、フレキシブル基板13を二股に形成するなどして、3つ以上のリジッド基板を接続するようにしてもよい。
 フレックスリジッド配線板10の構造は、用途等に応じて、適宜変更可能である。例えば上記実施形態では、フレックスリジッド配線板10の表裏にそれぞれ配線パターンが形成される例を示したが、フレックスリジッド配線板10は、その表裏の一方(片面)だけに配線パターンが形成されるものであってもよい。
 以上、本発明の一実施形態について説明したが、設計上の都合やその他の要因によって必要となる様々な修正や組み合わせは、「請求項」に記載されている発明や「発明の実施の形態」に記載されている具体例に対応する発明の範囲に含まれると理解されるべきである。
 本発明は、2008年3月26日に出願された米国仮特許出願第61/039614号の内容が編入される。
 本発明は、一部がリジッド基材(非可撓性基材)で、他の一部がフレキシブル基材で構成されるフレックスリジッド配線板に適用可能である。

Claims (14)

  1.  複数のリジッド基板と、前記リジッド基板を相互に接続するフレキシブル基板と、から構成され、
     前記フレキシブル基板は、一又は複数の屈曲部を有し、該屈曲部を含めて、前記複数のリジッド基板の間に収納されている、
     ことを特徴とするフレックスリジッド配線板。
  2.  前記複数のリジッド基板は、それぞれリジッド基材と、該リジッド基材の裏及び表にそれぞれ設けられた第1の絶縁材及び第2の絶縁材と、から構成されるものであり、
     前記フレキシブル基板は、前記第1の絶縁材及び前記第2の絶縁材の少なくとも一方の一部が除去されることによって、前記複数のリジッド基板の間に収納されている、
     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.  前記フレキシブル基板の各端部は、前記リジッド基材をスペーサとして、それぞれ前記第1の絶縁材と前記第2の絶縁材との間に挟持される態様で固定されている、
     ことを特徴とする請求項2に記載のフレックスリジッド配線板。
  4.  前記屈曲部は、折り畳み部を形成している、
     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。
  5.  前記フレキシブル基板は、前記屈曲部において偶数回折り返されている、
     ことを特徴とする請求項4に記載のフレックスリジッド配線板。
  6.  前記フレキシブル基板は、前記屈曲部において、前記複数のリジッド基板の接続方向に平行に偶数回折り返されている、
     ことを特徴とする請求項5に記載のフレックスリジッド配線板。
  7.  前記フレキシブル基板は、前記屈曲部において、前記複数のリジッド基板の接続方向に所定の角度傾斜した方向に折り返されている、
     ことを特徴とする請求項5に記載のフレックスリジッド配線板。
  8.  前記フレキシブル基板は、前記屈曲部において、前記複数のリジッド基板の接続方向に対して90°傾斜した方向に偶数回折り返されている、
     ことを特徴とする請求項7に記載のフレックスリジッド配線板。
  9.  前記フレキシブル基板は、1又は複数の切込みを備え、前記屈曲部においては、その切込みを利用して折り返すことにより、その折り返し部から相反する方向にそれぞれ延びている、
     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。
  10.  前記フレキシブル基板は、その表裏に電磁波に関するシールド層を有し、前記屈曲部においては、そのシールド層が除去又は薄膜化されている、
     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。
  11.  リジッド基材を有する複数のリジッド基板と、前記リジッド基板を相互に接続するフレキシブル基板と、から構成されるフレックスリジッド配線板を製造する方法であって、
     前記フレキシブル基板に一又は複数の屈曲部を形成する第1の工程と、
     前記リジッド基材の裏及び表に、前記リジッド基板の一部として設けられる第1の絶縁材及び第2の絶縁材の少なくとも一方の一部を除去して、所定の収納空間を形成する第2の工程と、
     前記複数のリジッド基板の間における、それらリジッド基板のリジッド基材間の空間及び前記第2の工程により形成した収納空間を利用して、前記第1の工程により形成した屈曲部を含めて、前記フレキシブル基板を、前記複数のリジッド基板の間に収納する第3の工程と、
     を備える、
     ことを特徴とするフレックスリジッド配線板の製造方法。
  12.  前記第3の工程は、前記リジッド基材、前記第1の絶縁材、前記第2の絶縁材、及び前記フレキシブル基板を、前記フレキシブル基板が前記複数のリジッド基板の間に位置するように配置した状態で、導体膜により挟んでプレスすることにより、前記フレキシブル基板を、前記屈曲部を含めて、前記複数のリジッド基板の間のうち、特にそれらリジッド基板の、前記リジッド基材、前記第1の絶縁材、及び前記第2の絶縁材の間に収納するものである、
     ことを特徴とする請求項11に記載のフレックスリジッド配線板の製造方法。
  13.  前記第1の工程は、前記フレキシブル基板の表裏のいずれか一方のみに、前記屈曲部を形成するものであり、
     前記第3の工程のプレスに先立ち、前記フレキシブル基板の表裏のうち、前記屈曲部を形成しない表又は裏に、所定のスペーサを設ける工程を備える、
     ことを特徴とする請求項12に記載のフレックスリジッド配線板の製造方法。
  14.  前記第3の工程の後、前記プレス後の構造体の裏及び表をそれぞれ被覆するような第3の絶縁材及び第4の絶縁材を形成する工程を備える、
     ことを特徴とする請求項12に記載のフレックスリジッド配線板の製造方法。
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