JP2006216593A - リジッドフレックス多層配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 積層の際に樹脂又は接着剤の染み出しによるスリットの埋まりが無く、したがって、リジッド配線板のフレキシブル部の除去が容易になり、しかも、樹脂や接着剤がフレキシブル部を覆う虞がないリジッドフレックス多層配線板の製造方法を提供する。
【解決手段】 リジッド配線板４４、４５それぞれのフレキシブル部とリジッド部との境界にスリット４６、４６を形成し、次いで、リジッド配線板４４、４５によりフレキシブル配線板４２を挟持・押圧して仮接着させ、次いで、スリット４６、４６に離型剤５３を充填し、その後、リジッド配線板４４、４５それぞれのフレキシブル部に対応する領域を除去することを特徴とする。
【選択図】 図８

Description

本発明は、各種電子機器の回路部品を作製する際に用いて好適なリジッドフレックス多層配線板の製造方法に関するものである。

近年、電子機器の小型化、薄型化、軽量化、低コスト化が進むとともに、それに用いられるプリント配線板に対しても、さらなる小型化、薄型化、軽量化、低コスト化の要求が高まってきている。
従来では、電子機器に実装される電子部品やプリント配線板自体の設計上、製造上の制約等から、プリント配線板の大幅な小型化は困難であった。
そこで、これらの制約等を取り払う手段として、リジッドフレックス多層配線板が提案され、実用に供されている。

このリジッドフレックス多層配線板は、フレキシブル配線板を一対のリジッド配線板により挟持し、これらのリジッド配線板それぞれの一部を取り除くことによりフレキシブル配線板の一部を露出させてフレキシブル部とするとともに、このフレキシブル配線板のリジッド配線板により挟持された部分をリジッド部とし、これらフレキシブル配線板およびリジッド配線板に形成されたスルーホールを介してフレキシブル配線板の配線とリジッド配線板の配線を電気的に接続したもので、電子機器を小型化する際に非常に有効なものである。

さらに、このリジッドフレックス多層配線板をベースとし、この多層配線板の両面もしくは片面に、絶縁樹脂フィルム上に銅箔からなる配線パターンが形成された絶縁樹脂付き銅箔（以下、ＲＣＣと略記する）を貼り合わせるか、あるいは絶縁樹脂フィルムを貼り合わせた後、この絶縁樹脂フィルム上に銅メッキを施し、この銅メッキ層をパターニングする等、いわゆるビルドアップ層を形成することにより、さらなるプリント回路の多層化、高密度化を実現することができる。
この製造プロセスにおいては、フレキシブル部の上部のリジッド配線板およびビルドアップ層を予め金型加工、ルーター加工、あるいはレーザ加工により除去し、その後、熱プレスにより積層する方法、または、フレキシブル部とリジッド部との境界領域に一対のスリットを互いに平行に形成したリジッド配線板を２枚作製し、これらのリジッド配線板によりフレキシブル配線板を挟持し、熱プレスにより積層した後、これらのスリットによりリジッド配線板のフレキシブル部を金型等で取り除く方法が用いられている。
特開２００４−２００２６０号公報 特開２００３−１９８１３３号公報

ところで、従来のリジッドフレックス多層配線板では、リジッド配線板、ビルドアップ層の積層を熱プレスにより行っているために、リジッド配線板とフレキシブル配線板を接着する接着剤やビルドアップ層に用いられる樹脂が熱プレスの際に流動化し、フレキシブル部上に染み出したり、スリット部を埋めるように染み出したりするという問題点があった。
このように染み出した接着剤や樹脂は、フレキシブル部の屈曲性の低下や、作業性の悪化等の問題を招くこととなる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、積層の際に樹脂又は接着剤の染み出しによるスリットの埋まりが無く、したがって、リジッド配線板のフレキシブル部の除去が容易になり、しかも、樹脂や接着剤がフレキシブル部を覆う虞がないリジッドフレックス多層配線板の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は次の様なリジッドフレックス多層配線板の製造方法を提供した。
すなわち、本発明の請求項１に係るリジッドフレックス多層配線板の製造方法は、フレキシブル配線板を一対のリジッド配線板により挟持し、この一対のリジッド配線板それぞれの一部を選択除去して前記フレキシブル配線板の一部領域の両面を露出し、この露出した領域をフレキシブル部とするとともに、これらリジッド配線板により挟持された領域をリジッド部としてなるリジッドフレックス多層配線板の製造方法であって、前記一対のリジッド配線板それぞれのフレキシブル部とリジッド部との境界領域に少なくとも１対のスリットを形成する工程と、前記一対のリジッド配線板により前記フレキシブル配線板を挟持し仮接着した後、前記スリットに離型性材料を充填し、熱プレスを行う工程と、前記一対のリジッド配線板それぞれの前記フレキシブル部に対応する領域を除去する工程とを有することを特徴とする。

本発明の請求項２に係るリジッドフレックス多層配線板の製造方法は、請求項１に係るリジッドフレックス多層配線板の製造方法において、前記フレキシブル配線板を挟持した後に、前記一対のリジッド配線板の少なくとも一方の表面に、基材の表面に配線が形成された配線層を形成し、前記配線層には、前記リジッド配線板のそれぞれのスリットに対応する位置に該スリットと略同形状のスリットが形成されていることを特徴とする。

本発明の請求項１に係るリジッドフレックス多層配線板の製造方法によれば、一対のリジッド配線板それぞれのフレキシブル部とリジッド部との境界領域に少なくとも１対のスリットを形成する工程と、前記一対のリジッド配線板により前記フレキシブル配線板を挟持し仮接着した後、前記スリットに離型性材料を充填し、熱プレスを行う工程と、前記一対のリジッド配線板それぞれの前記フレキシブル部に対応する領域を除去する工程とを有するので、積層の際に樹脂又は接着剤の染み出しによるスリットの埋まりが無く、したがって、リジッド配線板のフレキシブル部の除去が容易になり、しかも、樹脂や接着剤がフレキシブル部を覆う虞がないリジッドフレックス多層配線板を、容易かつ低コストにて作製することができる。

本発明のリジッドフレックス多層配線板の製造方法の一実施の形態について説明する。なお、この実施の形態は、本発明の趣旨をより理解し易いように具体的に説明したものであり、本発明は、この実施の形態に限定されない。

図１は本発明の一実施の形態に係るリジッドフレックス多層配線板の製造方法により作製されたリジッドフレックス多層配線板を示す断面図であり、図において、１はフレキシブル配線板、２、３はフレキシブル配線板１を両面から挟持し接着するリジッド配線板、４はフレキシブル配線板１とリジッド配線板２を接着固定する接着剤層、５はフレキシブル配線板１とリジッド配線板３を接着固定する接着剤層、６はリジッド配線板２の下面側に形成されたビルトアップ層、７はリジッド配線板３の上面側に形成されたビルトアップ層である。

このリジッドフレックス多層配線板は、フレキシブル配線板１の一部の領域（図中、中央部）の両面が露出したフレキシブル部１１と、このフレキシブル配線板１の前記一部を除く領域（図中、周縁部）がリジッド配線板２、３により両面から挟持され接着されることで外部から遮蔽されたリジッド部１２とにより構成されている。

リジッド配線板２、３は、図２（ａ）に示す矩形状のリジッド基板１３から得られるもので、このリジッド基板１３の表面の金型で打ち抜く部分１４のフレキシブル領域１５とリジッド領域１６との境界には、スリット１７、１７が形成されている。
このリジッドフレックス多層配線板は、図２（ｂ）に示す略工型のフレキシブル配線板１の両面に、リジッド基板１３、１３を接着剤を介して仮接着し、スリット１７、１７に離型性材料を充填した後、金型を用いて打ち抜き加工を施し、両側のリジッド領域１６、１６以外の部分を除去することにより得られたものである。

フレキシブル配線板１は、例えば、ポリイミド系樹脂を主成分とし厚みが１０〜５０μｍ程度のフレキシブル基板２１の所定位置にＮＣ加工によりスルーホール２２、２３が形成され、これらのスルーホール２２、２３内には銅メッキ層が形成されている。
このポリイミド系樹脂としては、非熱可塑性ポリイミドからなるポリイミド単体フィルムが好適に用いられる。

このフレキシブル基板２１の一方の面２１ａには、銅メッキ層をウエットエッチングによりパターニングしてなる銅配線層２４が形成され、この銅配線層２４を覆う様にポリイミド系樹脂を主成分とするフィルムカバーレイ２５が形成されている。
このフレキシブル基板２１の他方の面２１ｂにも、銅配線層２４およびフィルムカバーレイ２５が形成されている。

リジッド配線板２は、例えば、ガラス布にエポキシ樹脂を含浸したガラスエポキシ基板からなるリジッド基板３１の所定位置にＮＣ加工によりスルーホール２２が形成され、このスルーホール２２内には銅メッキ層が形成されている。
このリジッド基板３１の一方の面には、銅メッキ層をウエットエッチングによりパターニングしてなる銅配線層３２が形成され、他方の面にも、銅メッキ層をウエットエッチングによりパターニングしてなる銅配線層３３が形成されている。これらの銅配線層３２、３３の配線パターンは、フレキシブル基板２１および後述するビルトアップ層６、７それぞれの配線パターンにより決定される。
リジッド配線板３も、リジッド配線板２と同様の構造である。

接着剤層４、５は、フレキシブル配線板１とリジッド配線板２、３を接着固定することができるものであればよく、例えば、熱可塑性ポリイミド樹脂を主成分とする接着剤が好適に用いられる。
ビルトアップ層６は、リジッド配線板２の上面に形成されたポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の絶縁性樹脂付き銅箔であり、複数層からなる絶縁性樹脂３５の内部にはパターニングされた複数層からなる配線層３６が形成され、最外層には所定形状にパターニングされて配線層３６と電気的に接続される配線３７が形成されている。
ビルトアップ層７も、ビルトアップ層６と同様の構造である。

次に、このリジッドフレックス多層配線板の製造方法について、図３に基づき説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、ポリイミド系樹脂４２ａの両側に銅箔４２ｂが形成され厚みが１０〜５０μｍ程度の両面銅貼積層板からなるフレキシブル基板２１を用意し、次いで、図３（ｂ）に示すように、このフレキシブル基板２１の所定位置にＮＣ加工にてスルーホール２３を形成する。次いで、図３（ｃ）に示すように、このフレキシブル基板２１に銅メッキを施し、フレキシブル基板２１の両面およびスルーホール２３内に銅メッキ層４１を形成する。次いで、図３（ｄ）に示すように、フレキシブル基板２１の両面の銅メッキ層４１をウエットエッチングによりパターニングし、フレキシブル基板２１の両面およびスルーホール２３内に所定形状の銅配線層２４を形成する。次いで、図３（ｅ）に示すように、フレキシブル基板２１の両面の銅配線層２４を覆う様に、ポリイミド系樹脂を主成分とするフィルムカバーレイ２５を形成し、フレキシブル配線板４２とする。

一方、図４（ａ）に示すように、ガラス布にエポキシ樹脂を含浸したガラスエポキシ基板からなるリジッド基板３１を２枚用意し、１つのリジッド基板３１の両面に銅メッキを施し、銅メッキ層４３、４３を形成する。次いで、図４（ｂ）に示すように、リジッド基板３１の上面の銅メッキ層４３をウエットエッチングによりパターニングして銅配線層３２とする。次いで、図４（ｃ）に示すように、リジッド基板３１のフレキシブル領域とリジッド領域との境界に、スリット４６を形成する。このスリット４６の幅は、後工程にて離型剤（離型性材料）を充填する必要上、１〜３ｍｍが好ましい。

他のリジッド基板３１も同様に、その両面に銅メッキを施して銅メッキ層４３、４３を形成し、上面の銅メッキ層４３をウエットエッチングによりパターニングして銅配線層３２とし、リジッド基板３１のフレキシブル領域とリジッド領域との境界に、スリット４６を形成し、図４（ｄ）に示すリジッド配線板４５とする。

次いで、図５（ａ）に示すように、フレキシブル配線板４２の両面のフィルムカバーレイ２５上に接着剤シート５１をそれぞれ貼り付ける。これらの接着剤シート５１、５１各々のフレキシブル部１１に対応する領域には、打ち抜き等の機械的加工により、このフレキシブル部１１となる部分のみが開口５２とされている。

この接着剤シート５１は、キュア（熱処理）時のフロー量（流れ量）が適度の範囲であることが好ましい。その理由は、フロー量が小さすぎると、配線回路における凹凸を埋めることができず、積層ボイドが生じる虞があるからであり、また、フロー量が大きすぎると、境界部分での接着剤のしみ出しを制御することができないからである。

次いで、図５（ｂ）に示すように、フレキシブル配線板４２の上面にリジッド配線板４５を、このフレキシブル配線板４２の下面にリジッド配線板４４を、リジッド配線板４４、４５各々のパターニングされた銅配線層がフレキシブル配線板４２に対向するように、それぞれ配置し、これらリジッド配線板４５、フレキシブル配線板４２およびリジッド配線板４４をその積層方向（図中上下方向）から押圧し、これらを仮接着させる。

次いで、図６（ａ）に示すように、スクリーン印刷法によりスリット４６に、例えば、ＲＴＶゴム等のシリコン樹脂等を主成分とするゲル状の離型剤（離型性材料）５３を充填する。この離型剤５３は、接着剤シート５１の開口５２の側壁を覆ってフィルムカバーレイ２５にまで達していることが好ましい。
次いで、これらリジッド配線板４５、フレキシブル配線板４２およびリジッド配線板４４全体を接着剤シート５１の硬化点以上の温度にてキュアし、接着剤シート５１、５１を硬化させる。接着剤シート５１、５１は硬化したことにより接着剤層４、５となる。

この場合、接着剤シート５１、５１によりリジッド配線板４５、フレキシブル配線板４２およびリジッド配線板４４を仮接着した後に、離型剤５３を充填するので、キュア後に接着剤シート５１、５１から接着剤がしみ出してスリット４６、４６、…内に入り込むのを防止することができる。

次いで、図６（ｂ）に示すように、ＮＣ加工により、リジッド配線板４５、フレキシブル配線板４２およびリジッド配線板４４を貫通するスルーホール２２を形成し、このスルーホール２２内に銅メッキを施し、スルーホール２２内面に銅メッキ層を形成する。
次いで、リジッド配線板４４、４５それぞれの銅メッキ層４３、４３をウエットエッチングによりパターニングし、銅配線層３３とする。同時に、銅メッキ層４３、４３それぞれのフレキシブル部１１に対応する領域を残しておき、離型剤５３、５３の支持体６１とする。

次いで、図６（ｃ）に示すように、ビルトアップ層となる絶縁性樹脂６２の表面に銅箔６３が形成された絶縁性樹脂付き銅箔６４を複数個用意する。この絶縁性樹脂付き銅箔６４のリジッド配線板４５のスリット４６、４６に対応する位置には、スリット４６、４６と同一形状のスリット６５、６５が形成されている。

次いで、図６（ｄ）に示すように、リジッド配線板４５の上面に絶縁性樹脂付き銅箔６４を、リジッド配線板４４の下面に絶縁性樹脂付き銅箔６４を、それぞれ対向配置し、これら絶縁性樹脂付き銅箔６４、リジッド配線板４５、フレキシブル配線板４２、リジッド配線板４４および絶縁性樹脂付き銅箔６４をその積層方向（図中上下方向）から押圧し、これらを仮接着させる。
次いで、スクリーン印刷法によりスリット６５、６５に離型剤５３を充填する。この離型剤５３は、スリット４６、４６内の離型剤５３と密着するようにする。
次いで、絶縁性樹脂６２をキュアする。

次いで，図７（ａ）に示すように、最外層の絶縁性樹脂付き銅箔６４の銅箔６３及び絶縁性樹脂６２に、銅配線層３１を露出する開口６５を形成し、次いで、図７（ｂ）に示すように、開口６５内を含む銅箔６３の全面に銅メッキを施し、銅メッキ層６６とする。次いで、この銅メッキ層６６をエッチングによりパターニングし、図８（ａ）に示す配線層３６とする。

次いで、図８（ｂ）に示すように、レーザ加工により配線層３６の必要な箇所にビアホール７２を形成し、次いで、過マンガン酸によるデスミアを行い、ビアホール７２底部のスミアを除去した後、全面を覆う様に銅メッキ層を形成し、その後パターニングして配線層３６と電気的に接続される配線３７を形成する。
この絶縁性樹脂付き銅箔６４の積層およびパターニングを繰り返し行うことにより、リジッド配線板４４、４５それぞれの上に必要な層数のビルトアップ層６、７を形成することができる。

最後に、金型成型等により不要な銅箔６３および離型剤５３を取り除くことにより、図１に示すフレキシブル配線板１の両面が露出したフレキシブル部１１と、フレキシブル配線板１の両面が外部から遮蔽されたリジッド部１２とからなるリジッドフレックス多層配線板を得ることができる。

以上説明した様に、本実施形態のリジッドフレックス多層配線板によれば、フレキシブル配線板１の両面が露出したフレキシブル部１１と、このフレキシブル配線板１がリジッド配線板２、３により両面から挟持され接着されることで外部から遮蔽されたリジッド部１２とにより構成し、さらに、フレキシブル配線板１の両面に、リジッド基板１３、１３を接着剤を介して仮接着し、スリット１７、１７に離型性材料を充填した後、金型を用いて打ち抜き加工を施し、両側のリジッド領域１６、１６以外の部分を除去することにより得られたものであるので、リジッド配線板２、３のフレキシブル部１１を容易かつ正確に除去することができ、しかも、これらのリジッド配線板２、３がフレキシブル部１１を覆う虞が無い。

本実施形態のリジッドフレックス多層配線板の製造方法によれば、リジッド配線板４４、４５それぞれのフレキシブル部１１とリジッド部１２との境界領域にスリット４６、４６を形成し、これらスリット４６、４６に離型剤５３を充填した後、リジッド配線板４５、接着剤シート５１、フレキシブル配線板４２、接着剤シート５１およびリジッド配線板４４をキュアして一体化し、その後、離型剤５３を取り除くので、積層の際に樹脂のしみだしによるスリットの埋まりが無く、したがって、リジッド配線板４４、４５のフレキシブル部１１に対応する部分の除去が容易になり、しかも、リジッド部がフレキシブル部を覆う虞がないリジッドフレックス多層配線板を、容易かつ低コストにて作製することができる。

なお、本実施形態のリジッドフレックス多層配線板の製造方法では、ビルトアップ層として絶縁性樹脂付き銅箔６４を用いたが、この絶縁性樹脂付き銅箔６４の替わりに樹脂のみからなるビルトアップ層を用い、同様に積層した後、銅メッキ層をエッチングによりパターニングすることとしてもよい。
また、ゲル状の離型剤５３の替わりに離型性のクッションラバーを用いても、同様の効果を奏することができる。

本発明のリジッドフレックス多層配線板およびその製造方法によれば、安価かつ容易にリジッドフレックス多層配線板を得ることのできるものであるから、リジッドフレックス多層配線板はもちろんのこと、片面フレキシブル基板、両面フレキシブル基板、多層構造フレキシブルプリント基板、多層リジッド−フレキシブル基板、フレキシブルテープ配線等に対しても適用可能であり、その効果は非常に大きなものである。

本発明の一実施形態のリジッドフレックス多層配線板を示す断面図である。 本発明の一実施形態のリジッドフレックス多層配線板を構成する各基板を示す図であり、（ａ）はリジッド基板の平面図、（ｂ）はフレキシブル基板の平面図である。 本発明の一実施形態のリジッドフレックス多層配線板の製造方法を示す過程図である。 本発明の一実施形態のリジッドフレックス多層配線板の製造方法を示す過程図である。 本発明の一実施形態のリジッドフレックス多層配線板の製造方法を示す過程図である。 本発明の一実施形態のリジッドフレックス多層配線板の製造方法を示す過程図である。 本発明の一実施形態のリジッドフレックス多層配線板の製造方法を示す過程図である。 本発明の一実施形態のリジッドフレックス多層配線板の製造方法を示す過程図である。

符号の説明

１…フレキシブル配線板、２、３…リジッド配線板、４、５…接着剤層、６、７…ビルトアップ層、１１…フレキシブル部、１２…リジッド部、１３…スリット、２１…フレキシブル基板、２２、２３…スルーホール、２４…銅配線層、２５…フィルムカバーレイ、３１…リジッド基板、３２、３３…銅配線層、３５…絶縁性樹脂、３６…配線層、３７…配線、４１…銅メッキ層、４２…フレキシブル配線板、４３…銅メッキ層、４４、４５…リジッド配線板、４６…スリット、５１…接着剤シート、５２…開口、５３…離型剤、６１、７１…支持体、６２…絶縁性樹脂、６３…銅箔、６４…絶縁性樹脂付き銅箔、７２…ビアホール。

Claims (2)

1. フレキシブル配線板を一対のリジッド配線板により挟持し、この一対のリジッド配線板それぞれの一部を選択除去して前記フレキシブル配線板の一部領域の両面を露出し、この露出した領域をフレキシブル部とするとともに、これらリジッド配線板により挟持された領域をリジッド部としてなるリジッドフレックス多層配線板の製造方法であって、
   前記一対のリジッド配線板それぞれのフレキシブル部とリジッド部との境界領域に少なくとも１対のスリットを形成する工程と、
   前記一対のリジッド配線板により前記フレキシブル配線板を挟持し仮接着した後、前記スリットに離型性材料を充填し、熱プレスを行う工程と、
   前記一対のリジッド配線板それぞれの前記フレキシブル部に対応する領域を除去する工程とを有することを特徴とするリジッドフレックス多層配線板の製造方法。
2. 前記フレキシブル配線板を挟持した後に、前記一対のリジッド配線板の少なくとも一方の表面に、基材の表面に配線が形成された配線層を形成し、
   前記配線層には、前記リジッド配線板のそれぞれのスリットに対応する位置に該スリットと略同形状のスリットが形成されていることを特徴とする請求項１記載のリジッドフレックス多層配線板の製造方法。

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