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JP4064988B2 - リジッドフレキシブルプリント回路基板およびその製造方法 - Google Patents

リジッドフレキシブルプリント回路基板およびその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、リジッドフレキシブルプリント回路基板およびその製造方法に係り、より詳しくは、リジッドフレキシブルプリント回路基板の製造の際に、ポリイミド銅張積層板の採用によるコスト負担および異種資材による界面接着信頼性の難点を改善するためにポリイミド銅張積層板を使用しない、リジッドフレキシブルプリント回路基板およびその製造方法に関するものである。
最近、電子機器の小型化、軽量化、薄型化に伴って採用されるプリント回路基板も軽量化、薄型化および高密度化が要求されている。したがって、このような要求を充足させる多層フレキシブルプリント回路基板の採用が急速に拡大しつつある。ところが、多層フレキシブルプリント回路基板の製造工程は、一般的なリジッドプリント回路基板に比べて複雑で工数が多いため、コストが高くかかるうえ、不良率も高い。特に、この多層リジッドフレキシブルプリント回路基板の中でも、基板の一部をフレキシブルに作った構造であるリジッドフレキシブルプリント回路基板と呼ばれる製品は、最近の折り畳み型携帯電話に採用されて急速な成長が予想されている。このようなリジッドフレキシブルプリント回路基板のフレキシブル領域は、製品の製造工程における作業を難しくし、不良率も増加させる。かかる問題点を解決するために特殊な材料を開発し、この開発された特殊材料を用いた工法を確立させることにより、他社との差別化を図ることができる。
フレキシブルプリント回路基板に基本的に要求されることは、薄くて丈夫な材料で微細な回路形成が可能なことである。すなわち、材料の選択と製造方式の選択が重要なポイントになる。材料は、耐熱性、機械的強度、難燃性、電気的特性においてポリイミド樹脂を代替すべきものがなかったので、主要材料としてポリイミド樹脂が用いられてきた。しかし、最近、高周波対応、耐湿性、数値安定性、コストなどの面でこれを代替すべき材料が登場している。
また、電子部品の小型化および集積化に伴ってこれらを表面上に装着することが可能な各種多層回路基板が開発されているが、その中でも基板の占有空間を最小化することができ、3D変更が可能なリジッドフレキシブルプリント回路基板(Rigid-Flexible Multi-Layer Printed Circuit Board、以下「リジッドフレキシブルプリント回路基板」という)に対する活発な研究が行われている。
リジッドフレキシブルプリント回路基板は、ボード間の別途のコネクタまたはケーブルなしで多数のボードをプリント回路基板の一つに結集することができ、電気信号の遅延または歪みが少なく、実装体積を減らすことができるという利点をもっている。したがって、1回屈曲を許容するスタティック&ダイナミック(static & dynamic)アプリケーションと数十万サイクルのアプリケーションとして考慮されている。
ところが、高価のフレキシブルな資材であるポリイミド銅張積層板資材を使用するため、一般的なリジッドフレキシブル基板を基本としたリジッドフレキシブルプリント回路基板に比べて3〜4倍のコストがさらにかかる。しかも、リジッド部位の多層を実現するために層間接着剤層として用いられるプリプレグ(またはボンディングシート)とポリイミド間の脆弱な界面接着力は、基板の製作および長期信頼性の確保において難点として指摘されている。特に、最近、プリント回路基板の価格下落によってポリイミド資材に対するコスト負担が加重しており、一部の会社では、コンツーコン(con to con)連結方式であるコネクタまたはケーブルの採用がさらに増加している趨勢であるが、電気信号遅延(Electric Signal Delay)または軽薄短小の電子製品の傾向を考えるとき、新規の工法による低価のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製作が要求されている。
図1a〜図1iは、従来の技術に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法の流れを示す断面図である。
図1aに示すように、所定の位置にウィンドウAが加工されたプリプレグ(Prepreg)101を準備する。
図1bに示すように、プリプレグ101の両面に、ポリイミドフィルム102a、102bおよび銅箔層103a、103bから構成されたポリイミド銅張積層板(Polyimide copper clad lamination)を積層する。
図1cに示すように、銅箔層103a、103bの両面にドライフィルム104a、104bまたは液状の感光材をそれぞれ塗布する。
図1dに示すように、所定のパターンがプリントされたアートワークフィルムをドライフィルム104a、104b上に密着させた後、露光および現像工程によって所定のエッチングレジストパターンを形成する。また、ドライフィルム104a、104bをエッチングレジストとして使用し、エッチング液に浸漬させることにより、ドライフィルム104a、104bの所定のパターンに対応する部分を除いた残り部分の銅箔層103a、103bを除去する。
図1eに示すように、塗布されているドライフィルム104a、104bを剥離液を用いて除去し、所定の回路パターン103a、103bを形成する。
図1fに示すように、所定の位置のウィンドウAに対応する回路パターン103a、103bの両面にカバーレイ105a、105bをそれぞれ塗布した後、プレスを加える。
図1gに示すように、回路パターン103a、103b上に、図1aで準備したプリプレグ106a、106bを、カバーレイ105a、105bの一部が露出するように積層する。
図1hに示すように、最外郭に積層されたプリプレグ106a、106bの両面に、ポリイミドフィルム107a、107bおよび銅箔層108a、108bからなるポリイミド銅張積層板をさらに積層した後、フォトエッチング工程によって所定の回路パターン108a、108bを形成する。
図1iに示すように、図1hの段階をさらにもう1回行い、最終的に所定の位置のウィンドウAに対応する最外郭回路パターン108a、108bの両面にカバーレイ113a、113bを塗布した後、プレスすると、リジッドフレキシブルプリント回路基板が完成する。
特許文献1は、これと関連したリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法を開示している。
ところが、このような従来の方式に係るプリント回路基板は、異種資材であるポリイミド銅張積層板およびプリプレグからリジッド領域を構成するので、接着特性に劣っている。これを解決するために、さらにポリイミド銅張積層板にプラズマ(またはコロナ)処理または機械的ブラシングによる表面処理を行わなければならないという問題点があった。
また、従来の方式によるプリント回路基板は、回路パターンの形成されたポリイミド銅張積層板上にカバーレイが貼り合わせられており、熱履歴発生の際(表面実装工程など)にカバーレイ接着剤のCTEに起因して回路パターンがカバーレイの方へ巻き上がる現象が発生して、表面実装素子(Surface Mount Device)において実装性を悪くして不良率を高めるという問題点があった。
また、従来の方式によるプリント回路基板は、ポリイミド銅張積層板がプリプレグに比べてコストが高くかかるので、低価のリジッドフレキシブル銅張積層板を形成することができないという問題点があった。
米国特許第6,745,463号明細書
そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、接着信頼性が良く、屈曲特性の実現が可能であり、屈曲部の広がりがないうえ、コストが低いポリイミド銅張積層板を使用しないリジッドフレキシブルプリント回路基板およびその製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係るリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法は、
(A)第1ウィンドウが形成される第1絶縁層、前記第1ウィンドウを含む第1絶縁層の一面に形成される内部回路パターン、前記第1ウィンドウ上に形成される内部回路パターンを保護する、前記第1ウィンドウよりも大きな大きさを有する第1および第2保護フィルムを含む回路層を準備する段階と、
(B)前記第1ウィンドウに対応する第2ウィンドウが形成される第2絶縁層を準備する段階と、
(C)前記回路層および前記第2絶縁層を多数積層して積層体を形成する段階と、
(D)前記内部回路パターンに対応する外部回路パターンと前記第1および第2ウィンドウに対応する第3ウィンドウが形成され、前記第3ウィンドウ上に形成される外部回路パターンを保護する、前記第3ウィンドウよりも大きな大きさを有する第3および第4保護フィルムを含む外層を前記積層体の上下部に形成する段階とを含み、
前記第1、第2および第3ウィンドウに対応する領域がフレキシブル領域であることを特徴とする。
前記本発明に係るリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法において、(A)段階は、(A−1)第1ウィンドウが形成された第1絶縁層を提供する段階と、(A−2)第1絶縁層の一面に、第1ウィンドウを含むように第1保護フィルムを塗布する段階と、(A−3)第1絶縁層の他面に銅箔層を積層する段階と、(A−4)銅箔層上に内部回路パターンを形成する段階と、(A−5)第1保護フィルムと共に第1ウィンドウ上に形成された内部回路パターンを保護する第2保護フィルムを塗布する段階とを含むことが好ましい。
前記本発明に係るリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法において、(A)段階は、(A−1)銅箔層の一面に所定の大きさの第1保護フィルムを塗布する段階と、(A−2)銅箔層の一面に、第1保護フィルムより小さい第1ウィンドウが形成された第1絶縁層を第1保護フィルムの一部が露出するように積層する段階と、(A−3)銅箔層上に内部回路パターンを形成する段階と、(A−4)内部回路パターン上に、第1保護フィルムに対応し且つ内部回路パターンを保護する第2保護フィルムを塗布する段階とを含むことが好ましい。
前記本発明に係るリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法において、第1絶縁層および第2絶縁層は、プリプレグまたはボンディングシートであることが好ましい。
前記本発明に係るリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法において、第1、第2、第3および第4保護フィルムは、汎用フィルムタイプのカバーレイ、液状タイプのカバーレイまたはドライフィルムタイプのカバーレイであることを特徴とする。
前記本発明に係るリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法において、(D)段階は、(D−1)第1ウィンドウおよび第2ウィンドウと同一の大きさおよび位置を有する第3ウィンドウが形成された第3絶縁層、第3絶縁層の一面に形成された銅箔層、および第3ウィンドウを含むように第3絶縁層上に形成された第3保護フィルムを含む予備外層を積層体の上下部に積層する段階と、(D−2)銅箔層上に、多数のビアホールを含む外部回路パターンを形成する段階と、(D−3)第3保護フィルムと共に第3ウィンドウを密封し、前記外部回路パターンを保護する第4保護フィルムを塗布して外層を形成する段階とを含むことが好ましい。
前記本発明に係るリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法において、(D−2)段階の多数のビアホールは、スルーホールおよびブラインドビアホールを含むことが好ましい。
前記本発明に係るリジッドフレキシブルプリント回路基板は、上述した方法によって製造されたことを特徴とする。
前記技術的課題を解決するために、本発明に係る他のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法は、(A)第1ウィンドウが形成された第1絶縁層の両面に、お互い電気的に連結された第1および第2内部回路パターンを形成し、前記第1絶縁層の両面に、前記第1ウィンドウに対応し且つ前記第1ウィンドウ上の第1および第2内部回路パターンを保護するために、前記第1ウィンドウより大きい大きさを有する、第1と第2の一対の保護フィルム及び第3と第4の一対の保護フィルムを、第1および第2内部回路にそれぞれ塗布して回路層を準備する段階と、(B)前記第1ウィンドウに対応する第2ウィンドウが形成される第2絶縁層を準備する段階と、(C)前記回路層および前記第2絶縁層を多数積層して積層体を形成する段階と、(D)前記第1および第2内部回路パターンに対応する外部回路パターンおよび前記第1および第2ウィンドウに対応する第3ウィンドウが形成され、前記第3ウィンドウ上に形成される外部回路パターンを保護する、前記第3ウィンドウより大きな大きさを有する第5および第6保護フィルムを含む外層を前記積層体の上下部に形成する段階とを含み、前記第1、第2および第3ウィンドウに対応する領域がフレキシブル領域であることを特徴とする。
前記本発明に係る他のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法において、(A)段階は、(A−1)第1ウィンドウが形成された第1絶縁層を提供する段階と、(A−2)第1絶縁層の上下面に、第1ウィンドウを含むように第1保護フィルムおよび第2保護フィルムを塗布する段階と、(A−3)第1保護フィルムおよび第2保護フィルムが塗布された第1絶縁層の上下面に銅箔層を積層する段階と、(A−4)銅箔層上に内部ビアホールを形成し、無電解メッキおよび電解銅メッキを行う段階と、(A−5)銅箔層上に第1および第2内部回路パターンを形成する段階と、(A−6)第1保護フィルムおよび第2保護フィルム上に、第1および第2内部回路パターンを保護するように第3保護フィルムおよび第4保護フィルムを塗布する段階とを含むことが好ましい。
前記本発明に係る他のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法において、第1絶縁層および第2絶縁層は、プリプレグまたはボンディングシートであることが好ましい。
前記本発明に係る他のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法において、第1、第2、第3、第4、第5および第6保護フィルムは、汎用フィルムタイプのカバーレイ、液状タイプのカバーレイまたはドライフィルムタイプのカバーレイであることを特徴とする。
前記本発明に係る他のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法において、(D)段階は、(D−1)第1ウィンドウおよび第2ウィンドウと同一の大きさおよび位置を有する第3ウィンドウが形成された第3絶縁層、第3絶縁層の一面に形成された銅箔層、および第3ウィンドウを含むように第3絶縁層上に形成された第5保護フィルムを含む予備外層を積層体の上下部に積層する段階と、(D−2)銅箔層上に、多数のビアホールを含む外部回路パターンを形成する段階と、(D−3)第5保護フィルムと共に第3ウィンドウを埋め込み、外部回路パターンを保護する第6保護フィルムを塗布して外層を形成する段階とを含むことが好ましい。
前記本発明に係る他のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法において、(D−2)段階の多数のビアホールは、スルーホールおよびブラインドビアホールを含むことが好ましい。
前記本発明に係る他のリジッドフレキシブルプリント回路基板は、上述した方法によって製造されることを特徴とする。
上述したように、本発明によれば、銅箔とポリイミドフィルムを接着させた高価のポリイミド銅張積層板(PICCL)を使用しなくてもよいので、基板の製作コストが大幅節減される。
また、本発明によれば、低価でありながらも、屈曲部位がプリプレグではなくカバーレイから構成されるので接着信頼性にも優れるうえ、既存の製品と同一の屈曲信頼性を持つ製品を生産することができる。
以下に添付図面を参照しながら、ポリイミド銅張積層板を使用しないことを特徴とする本発明に係るリジッドフレキシブルプリント回路基板およびその製造方法について詳細に説明する。
図2a〜図2rおよび図3a〜図3kは、片面(single side)の積層によって6層のリジッドフレキシブルプリント回路基板を製作する方法を示す工程図である。
図2a〜図2rは、本発明の第1実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための断面図である。
図2aに示すように、第1プリプレグ201の内部にウィンドウCを加工する。ウィンドウCは、第1プリプレグ201にパンチやドリルビットなどを用いて形成することができる。ウィンドウCは、製品完成の後にフレキシブル領域になるべき部分である。
図2bにおいて、第1プリプレグ201の上面には銅箔202を積層し、第1プリプレグ201の下面にはウィンドウCを含むように第1カバーレイ203bのような保護フィルムを塗布した後、プレスを行う。銅箔202を積層した後プレスを行うと、ウィンドウCに対応する部分の銅箔が、図2bに示すように、ウィンドウCに押し込まれて第1カバーレイ203b接着剤と密着して接着が可能になる。第1カバーレイ203bは、第1プリプレグ201のウィンドウ部位に成形された銅箔202の回路パターンを保護するための支持層となり、且つ本発明の第1実施例に係るリジッドフレキシブルプリント回路基板における連続屈曲性を提供することができる。

一方、図2bに示すように、第1カバーレイ203bを第1プリプレグ201のウィンドウC部分のみを覆うように部分塗布することもでき、第1プリプレグ201全体を覆うように全面に塗布することもできる。
ここで、前記工程は、第1プリプレグ201、銅箔202、第2カバーレイ203bを一括的にプレスする一括積層法を使用することもできる。
その後、図2cに示すように、銅箔202上にドライフィルム204を塗布する。この際、ドライフィルム204の代わりに液状の感光材を使用することもできる。
図2dに示すように、所定のパターンがプリントされたアートワークフィルムをドライフィルム204上に密着させた後、露光および現像工程によって所定のエッチングレジストパターンを形成する。基板をエッチング液に浸漬させると、ドライフィルム204または液状の感光材がエッチングレジストの役割をし、ドライフィルム204の所定のパターンに対応する部分を除いた残り部分の銅箔202を除去する。現像液は、炭酸ナトリウム(NaCO)または炭酸カリウム(KCO)の水溶液などを使用することが好ましい。
図2eに示すように、ドライフィルム204を剥離液を用いて除去し、所定の内部回路パターン202−1を形成する。ここで、剥離液としては、水酸化ナトリウム(NaOH)または水酸化カリウム(KOH)などが含まれた剥離液を使用することが好ましい。
図2fに示すように、第1プリプレグ201の所定のウィンドウC上に形成された内部回路パターン202−1を保護するための第2カバーレイ203aを塗布する。この際、第2カバーレイ203aは、第1プリプレグ201のウィンドウCに該当する部分のみが覆われるように部分塗布することもでき、第1プリプレグ201全体が覆われるように全面塗布することもできる。
図2a〜図2fを参照して説明した実施例では、ウィンドウCが形成された第1プリプレグ201の一面に銅箔202を積層し、第1プリプレグ201の他面にウィンドウCを含むように第1カバーレイ203bを塗布し、銅箔202上に内部回路パターン202−1を形成した後、第1カバーレイ203bに対応し且つウィンドウC上に形成された内部回路パターン202−1を保護する第2カバーレイ203aを塗布することにより、回路層200を形成した。
その後、図2gに示すように、追加積層のために内部にウィンドウDが形成された第2プリプレグ205を準備する。この際、ウィンドウDは、第1プリプレグ201のウィンドウCに対応するように形成し、パンチまたはドリルビットなどを用いて形成することができる。
一方、絶縁層として第2プリプレグ205を使用することが好ましいが、ボンディングシート(Bonding sheet)を使用することもでき、接着性を有する平板型のいずれの絶縁材を使用してもかまわない。第2プリプレグ205は、樹脂にガラス繊維を含浸させた材質であって、寸法安定性と熱安定性に優れるが、接着力が劣っており、ボンディングシートの場合には樹脂のみから構成されているので、接着力には優れるが、熱安定性と作業性には劣っているという欠点を持っている。
より好ましくは、第1プリプレグ201および第2プリプレグ205は同一材質のものを使用することが好ましいが、図面では説明のためにそれぞれハッチングを異にして区別した。また、図2hに示すように、第2プリプレグ205は、第1プリプレグ201よりさらに厚い資材を使用することが好ましいが、これらの厚さを同一にしてもかまわない。
通常のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造工程において絶縁層として使用されるプリプレグの厚さは約40〜100μmであるが、完成製品の厚さ、作業性および経済性を考慮し、本発明の第1実施例に係る第2プリプレグ205の厚さは40μm程度にすることが好ましい。この際、実施例によっては、薄板成形のために、第2プリプレグ205の代わりに厚さ15〜25μmのボンディングシートを使用することも可能である。
図2hに示すように、第2プリプレグ205の両面に回路層200を積層する。この基板は後述するように基板の第1内層207になれる。
また、図2iに示すように、第2プリプレグ205の一面に回路層200が積層された第2内層208を準備する。
また、図2jに示すように、第1プリプレグ201のウィンドウCおよび第2プリプレグ205のウィンドウDに対応するウィンドウEが形成された第3プリプレグ209の一面に、ウィンドウEを含む第3カバーレイ210bが塗布された絶縁基板211を準備する。
その後、図2kに示すように、第1内層207を中心として、その両面に第2内層208、第2プリプレグ205、絶縁基板211および銅箔層212を順次配置した後、配置された基板を両面からプレスすると、図2lに示したような6層の基板を形成することができる。実施例によって、追加積層される基板の数を調節することができる。
この際、内部回路パターン202−1が外部に向かうように回路層200と第2プリプレグ205を交互に積層し、絶縁基板211および銅箔層212を最外郭に積層した後、熱圧着することにより、図2lに示したような6層の基板を形成することができる。
図2mに示すように、スルーホール(Through Hole;F)およびブラインドビアホール(Blind Via Hole;G)を含む多数のビアホールを形成する。スルーホールFは、基板全体層を連結するためのもので、ブラインドビアホールGは外層回路パターンとその下方の回路パターンとを連結するためのものである。スルーホールFは機械ドリリングで、ブラインドビアホールGはレーザドリリングで加工することが好ましい。
その後、図2nに示すように、ホール内壁の電気的導通のために、メッキによって銅メッキ層213を形成する。ここで、ホールの内壁が絶縁樹脂の第1プリプレグ201、第2プリプレグ205および第3プリプレグ209を含むので、ホール内部のクリーニングと無電解銅メッキをまず行った後、物性のよい電解銅メッキを行って銅メッキ層213を形成することが好ましい。
図2oに示すように、銅メッキ層213上にドライフィルム214を塗布した後、露光および現像工程によって所定のエッチングレジストパターンを形成する。
その後、図2pに示すように、基板をエッチング処理してドライフィルム214の所定のパターンに対応する部分を除いた残り部分の銅メッキ層213を除去し、図2qに示すように、エッチングレジストパターンとして使用されたドライフィルム214を剥離することにより、外層回路パターン213−1を形成する。
最後に、図2rに示すように、ウィンドウEを密封しながら、ウィンドウE上に形成された外層回路パターン213−1を保護する第4カバーレイ210aを塗布して外層220を形成することにより、本発明の第1実施例に係るリジッドフレキシブルプリント基板が完成する。実施例によって、表面処理工程などの前処理または後処理工程が挿入または追加できる。
本発明の第1実施例に係るリジッドフレキシブルプリント回路基板およびその製造方法において、保護フィルムとして使用された第1、第2、第3および第4カバーレイは、汎用フィルムタイプ、液状タイプおよびドライフィルムタイプを全て含むことができる。
一方、図2rの基板の両側面に第1プリプレグ201、第2プリプレグ205および第3プリプレグ209が挿入された部分はリジッド領域を構成し、中心のウィンドウ(C、D、E)形成部はフレキシブル領域を構成する。
すなわち、リジッド領域は回路パターンの形成された複数の回路層と複数の回路層との間に積層された複数の絶縁層から構成され、3D変更が可能なフレキシブル領域は一対の保護フィルムの間に挿入された複数の回路パターンから構成される。
上述した本発明の第1実施例では、図2hに示した第1内層207の中心に、対称をなすように両側に追加基板を積層したが、実施例によっては、第1内層207の一面にのみ第2内層208および第2プリプレグ205を複数積層した後、積層した基板の両面に絶縁基板211および銅箔層212を積層した後、図2m〜図2rに示した工程を行うこともできる。
図3a〜図3kは、本発明の第2実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。
まず、図3aに示すように、銅箔層302の一面に所定の大きさの第1カバーレイ303bを塗布する。ここで、第1カバーレイ303bは、以後形成されるフレキシブル領域の回路パターンを保護するためのもので、銅箔層302の一部または全面に塗布可能である。
その後、図3bに示すように、第1カバーレイ303bの大きさと同一またはより小さいウィンドウHが形成された第1プリプレグ301を銅箔層302の一面に第1カバーレイ303bが露出するように積層する。この際、第1プリプレグ301のウィンドウH領域は、本発明の第2実施例に係るリジッドフレキシブル基板のフレキシブル領域を形成する。一方、ウィンドウHの加工は、パンチング加工やドリルビットなどを用いて形成することができる。
次に、図3cに示すように、銅箔層302の他面にエッチングレジストパターン304を形成する。エッチングレジストパターン304の形成方法の一例としては、ドライフィルムなどの感光材物質に所定の回路パターンがプリントされたアートワークフィルムを密着させた後、露光および現像工程を行うことにより、所定の回路パターンが形成されたエッチングレジストパターン304を形成することができる方法が挙げられる。
その後、図3dに示すように、エッチングレジストパターン304の形成された銅箔層302にエッチング工程を行って内部回路パターン302−1を形成する。
すなわち、エッチングレジストパターン304の形成された銅箔層302をエッチング液に浸漬させることにより、エッチングレジストパターン304に対応する部分を除いた残り部分の銅箔層302を除去し、エッチングレジストパターン304を剥離させることにより、内部回路パターン302−1を形成することができる。
次に、図3eに示すように、内部回路パターン302−1上に、第1カバーレイ303bに対応し且つ第1カバーレイ303b上に形成された内部回路パターン302−1を保護する第2カバーレイ303aを塗布することにより、回路層300を形成する。
このように、本発明の第2実施例に係るリジッドフレキシブルプリント回路基板は、内部回路パターン302−1を保護する第1カバーレイ303bおよび第2カバーレイ303aがフレキシブル領域を形成することにより、ポリイミド銅張積層板を使用せずに、ポリイミドのような軟性を有するフレキシブル領域を実現することができるという効果をもたらす。
その後、図3fに示すように、多数の回路層300と、ウィンドウIが形成された多数の第2プリプレグ310とを交互に積層し、最後に、上下面には、カバーレイ323bが塗布された銅箔層322の一面にウィンドウJを備え且つ第3プリプレグ321が積層された予備外層320を積層する。
ここで、第3プリプレグ321に形成されたウィンドウJは、第2プリプレグ310に形成されたウィンドウI、および第1プリプレグ301に形成されたウィンドウHに対応するように形成する。
第3プリプレグ321、第2プリプレグ310および第1プリプレグ301は、同一の材質を使用することができるが、説明の便宜上、お互い異なるハッチングで表示した。また、絶縁層を形成している半硬化状態のプリプレグ301、310、321は、ボンディングシートの代わりに使用することができる。
また、通常のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造工程において、プリプレグ301、310、321は約40〜100μmであるが、完成製品の厚さ、作業性および経済性を考慮し、本発明に係るリジッドフレキシブルプリント回路基板において、プリプレグ301、310、321は40μm程度のものを使用することが好ましい。実施例によっては、薄板成形のためにプリプレグの代わりに厚さ15〜25μmのボンディングシートを使用することも可能である。
一方、プリプレグ301、310、321は、本発明に係るリジッドフレキシブル基板のリジッド領域の機械的強度を高めるうえ、その後、熱圧着の際に接着層の役割も行うことができる。
次に、図3gに示すように、積層された多数の回路層300、多数の第2プリプレグ310および予備外層320を熱圧着する。
その後、図3hに示すように、層間電気的連結のためのスルーホールKおよびブラインドビアホールLを形成する。
スルーホールKは基板全体層を連結するためのもので、ブラインドビアホールLは外層とその下の回路層とを連結するためのものである。このスルーホールKとブラインドビアホールLは、機械的ドリリングまたはレーザドリリングを用いて形成することができる。
次いで、図3iに示すように、ホール内壁の電気的導通のための銅メッキ層331を銅箔層322、スルーホールKおよびブラインドビアホールL上に形成する。
銅メッキ層331は、無電解銅メッキおよび電解銅メッキによって形成される。この際、ブラインドビアホールLは、銅メッキ層331によって内部が充填できる。
その後、図3jに示すように、銅メッキ層331上にエッチングレジストパターン(図示せず)を形成し、エッチング工程を行って外層回路パターン331−1を形成する。
最後に、図3kに示すように、第3カバーレイ323bに対応し且つ外層回路パターン331−1を保護する第4カバーレイ323aを塗布して外層330を形成することにより、本発明の第2実施例に係るリジッドフレキシブルプリント回路基板を完成する。
この際、第4カバーレイ323aは、外層回路パターン331−1に全面塗布することができる。
本発明の第2実施例に係るリジッドフレキシブルプリント回路基板およびその製造方法において、保護フィルムとして使用された第1、第2、第3および第4カバーレイは、汎用フィルムタイプ、液状タイプおよびドライフィルムタイプを全て含むことができる。
一方、図3kの基板の両側面に第1プリプレグ301、第2プリプレグ310および第3プリプレグ321が挿入された部分はリジッド領域を構成し、中心のウィンドウ(H、I、J)形成部はフレキシブル領域を構成する。
すなわち、リジッド領域は、回路パターンが形成された複数の回路層と複数の回路層との間に積層された複数の絶縁層から構成され、3D変更が可能なフレキシブル領域は、一対の保護フィルムの間に挿入された複数の回路パターンから構成される。
図4a〜図4rは、本発明の第3実施例に係る両面の積層によって6層のリジッドフレキシブルプリント回路基板を製作する方法である。
まず、図4aに示すように、所定の大きさのウィンドウMが形成された第1プリプレグ401を準備する。ウィンドウMはパンチやドリルビットなどを用いて形成することができる。
次に、図4bに示すように、第1プリプレグ401の両面に第1カバーレイ402aおよび第2カバーレイ402bなどの保護フィルムを塗布する。第1カバーレイ402aおよび第2カバーレイ402bは、後続工程で形成される回路パターンを覆って保護するためのものである。図4bにはウィンドウMを覆うように部分塗布する場合を示しているが、第1カバーレイ402aおよび第2カバーレイ402bが基板の全体を覆うように全面塗布を行うこともできる。
図4cに示すように、第1カバーレイ402aおよび第2カバーレイ402bを含む第1プリプレグ401の両面に銅箔層403を積層した後、プレスを行う。前記工程は、第1プリプレグ401、第1カバーレイ402a、第2カバーレイ402bおよび銅箔層403を一括的にプレスする一括積層方法を使用することもできる。プレスの後、図4dに示すように、内部ビアホールNを形成する。
図4eに示すように、銅箔層403上および内部ビアホールNに、層間の電気的連結のために銅メッキ層404を形成する。ここで、ビアホールNの内壁は絶縁体の第1プリプレグ401が露出しているため、銅メッキ層404は、無電解銅メッキをまず行った後、電解銅メッキを行って形成される。
図4fに示すように、銅メッキ層404上に、エッチングレジストとして用いられるドライフィルム405を塗布する。ドライフィルム405の代わりに液状感光材などの他のエッチングレジスト材料を塗布することもできる。その後、所定のパターンがプリントされたアートワークフィルムをドライフィルム405上に密着させた後、露光および現象工程によって所定のエッチングレジストパターンを形成する。
図4gに示すように、基板をエッチング液に浸漬させることにより、ドライフィルム405の所定のパターンに対応する部分を除いた残り部分の銅箔層403および銅メッキ層404をエッチングする。
図4hに示すように、塗布されたドライフィルム405を剥離液によって除去して所定の内部回路パターン404−1を形成する。ここで、剥離液としては、水酸化ナトリウム(NaOH)または水酸化カリウム(KOH)などが含まれた剥離液を使用する。
図4iに示すように、第1カバーレイ402aおよび第2カバーレイ402bに対応し且つ第1カバーレイ402aおよび第2カバーレイ402b上に形成された内部回路パターン404−1を保護する第3カバーレイ406aおよび第4カバーレイ406bをそれぞれ塗布し、回路層400を形成する。この際、第3カバーレイ406aおよび第4カバーレイ406bは、実施例によっては基板全体に全面塗布することができる。
また、図4jに示すように、第1プリプレグ401のウィンドウMに対応するウィンドウOが形成された第2プリプレグ410またはボンディングシートのような絶縁層を準備する。第2プリプレグ410と第1プリプレグ401は、同一の材質を使用することができるが、説明の便宜上、お互い異なるハッチングで表示した。
図4jの第2プリプレグ410は、第1プリプレグ401より厚いものを使用することが好ましい。例えば、第2プリプレグ410は約60μm程度、第1プリプレグ401は厚さ約40μm程度の材質を使用することが好ましい。実施例によっては、第2プリプレグ410の厚さと第1プリプレグ401の厚さを同一にしても構わない。
その後、図4kに示すように、第2プリプレグ410の両面に回路層400を配置し、図4lに示すように、加熱加圧してプレスを行うと、4層からなる基板が形成される。
また、図4mに示すように、第2プリプレグ410を図4kの基板の両面に積層する。
その後、図4nに示すように、第1プリプレグ401のウィンドウMおよび第2プリプレグ410のウィンドウOに対応するウィンドウPが形成され、一面にウィンドウPを含む第5カバーレイ422bが塗布された第3プリプレグ421および銅箔層423をそれぞれ積層した後、プレスを行う。
図4oに示すように、基板全体の電気的な連結のためのスルーホールQおよび2層間の電気的連結のためのブラインドビアホールRを形成する。
その後、図4pに示すように、ホール内壁の電気的動通のために銅メッキ層424を形成する。ここで、ホールの内壁は絶縁体である第1、第2および第3プリプレグ401、410、421が露出しているので、無電解銅メッキをまず行った後、物性のよい電解銅メッキを行って銅メッキ層424を形成する。
その後、図4qに示すように、銅メッキ層424上にエッチングレジストパターン(図示せず)を形成した後、エッチング工程を行って外層回路パターン424−1を形成する。
最後に、図4rに示すように、第5カバーレイ422bに対応し且つ第5カバーレイ422b上に形成された外層回路パターン424−1を保護する第6カバーレイ422aを塗布して外層420を完成させることにより、本発明の第3実施例に係るリジッドフレキシブルプリント回路基板を完成させる。
本発明の第3実施例に係るリジッドフレキシブルプリント回路基板およびその製造方法において、保護フィルムとして使用された第1、第2、第3、第4、第5および第6カバーレイは、汎用フィルムタイプ、液状タイプおよびドライフィルムタイプを全て含むことができる。
一方、図4rに示すように、本発明の第3実施例に係る基板は、多数の両面回路層400、多数の第2プリプレグ410および外層420が積層された形態を持つ。積層される回路層400および第2プリプレグ410の数は、実施例によって異なる。
図4rの基板の両側面に第1、第2および第3プリプレグ401、410、421が挿入された部分はリジッド領域を構成し、ウィンドウM、O、Pが形成された中心部はフレキシブル領域を構成する。
すなわち、リジッド領域は複数の回路層と複数の回路層との間に積層された複数の絶縁層から構成され、フレキシブル領域は一対の保護フィルムの間に挿入された複数の回路層から構成される。
本発明の第3実施例に係るリジッドフレキシブルプリント回路基板は、多数の回路層400と多数の第2プリプレグ410とを交互に積層し、ウィンドウPが形成されて一面にのみウィンドウPを含む第5カバーレイ422bが塗布された第3プリプレグ421および銅箔層423を外郭に積層し熱圧着した後、図4oおよび図4rの工程を行うことにより、形成することができる。
また、本発明に係るリジッドフレキシブルプリント回路基板は、カバーレイを用いてフレキシブル領域の回路パターンを形成し、ウィンドウが形成された絶縁層を積層してリジッド領域を形成することにより、ポリイミド銅張積層板を使用しないリジッドフレキシブルプリント回路基板を形成することができる。
すなわち、高価のポリイミド銅張積層板の代わりに低価のカバーレイが、フレキシブル領域を支持し且つリジッド領域の間を連結させる役割をするように利用することにより、接着信頼性にも優れ、屈曲特性の実現が可能であり、屈曲部の広がりがないうえ、製品コストがダウンされるという効果をもたらすことができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到することが可能である。本発明の範囲は特許請求の範囲の解釈によっても限定される。
従来の技術に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法の流れを示す断面図である。 従来の技術に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法の流れを示す断面図である。 従来の技術に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法の流れを示す断面図である。 従来の技術に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法の流れを示す断面図である。 従来の技術に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法の流れを示す断面図である。 従来の技術に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法の流れを示す断面図である。 従来の技術に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法の流れを示す断面図である。 従来の技術に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法の流れを示す断面図である。 従来の技術に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法の流れを示す断面図である。 本発明の第1実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第1実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第1実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第1実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第1実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第1実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第1実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第1実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第1実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第1実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第1実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第1実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第1実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第1実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第1実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第1実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第1実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第1実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第2実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第2実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第2実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第2実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第2実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第2実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第2実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第2実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第2実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第2実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第2実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第3実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第3実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第3実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第3実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第3実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第3実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第3実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第3実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第3実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第3実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第3実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第3実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第3実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第3実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第3実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第3実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第3実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第3実施例に係るリジッドフレキシブル基板の製造方法を説明するための図である。
符号の説明
200、300、400 回路層
201、301、401 第1プリプレグ
202、302、403 銅箔層
202−1、302−1、404−1 内部回路パターン
203b、303b、402b 第1カバーレイ
203a、303a、402a 第2カバーレイ
204、404、214 ドライフィルム
205、310、410 第2プリプレグ
207 第1内層
208 第2内層
209、321、421 第3プリプレグ
210b、323b、406b 第3カバーレイ
210a、323a、406a 第4カバーレイ
211 絶縁基板
212、322、423 銅箔層
213、331、424 銅メッキ層
213−1、331−1、424−1 外層回路パターン
210、330、420 外層
C、D、H、I、J、M、O、P ウィンドウ
N 内部ビアホール
F、K、Q スルーホール
G、L、R ブラインドビアホール

Claims (15)

  1. (A)第1ウィンドウが形成される第1絶縁層、前記第1ウィンドウを含む第1絶縁層の一面に形成される内部回路パターン、前記第1ウィンドウ上に形成される内部回路パターンを保護する、前記第1ウィンドウよりも大きな大きさを有する第1および第2保護フィルムを含む回路層を準備する段階と、
    (B)前記第1ウィンドウに対応する第2ウィンドウが形成される第2絶縁層を準備する段階と、
    (C)前記回路層および前記第2絶縁層を多数積層して積層体を形成する段階と、
    (D)前記内部回路パターンに対応する外部回路パターンと前記第1および第2ウィンドウに対応する第3ウィンドウが形成され、前記第3ウィンドウ上に形成される外部回路パターンを保護する、前記第3ウィンドウよりも大きな大きさを有する第3および第4保護フィルムを含む外層を前記積層体の上下部に形成する段階とを含み、
    前記第1、第2および第3ウィンドウに対応する領域がフレキシブル領域であることを特徴とする、リジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法。
  2. 前記(A)段階は、
    (A−1)第1ウィンドウが形成された第1絶縁層を提供する段階と、
    (A−2)前記第1絶縁層の一面に、前記第1ウィンドウを含むように第1保護フィルムを塗布する段階と、
    (A−3)前記第1絶縁層の他面に銅箔層を積層する段階と、
    (A−4)前記銅箔層上に内部回路パターンを形成する段階と、
    (A−5)前記第1保護フィルムと共に前記第1ウィンドウ上に形成された前記内部回路パターンを保護する第2保護フィルムを塗布する段階とを含むことを特徴とする、請求項1に記載のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法。
  3. 前記(A)段階は、
    (A−1)銅箔層の一面に所定の大きさの第1保護フィルムを塗布する段階と、
    (A−2)前記銅箔層の一面に、前記第1保護フィルムより小さい第1ウィンドウが形成された第1絶縁層を前記第1保護フィルムの一部が露出するように積層する段階と、
    (A−3)前記銅箔層上に内部回路パターンを形成する段階と、
    (A−4)前記内部回路パターンの上に、前記第1保護フィルムに対応し且つ前記内部回路パターンを保護する第2保護フィルムを塗布する段階とを含むことを特徴とする、請求項1に記載のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法。
  4. 前記第1絶縁層および前記第2絶縁層は、プリプレグまたはボンディングシートであることを特徴とする、請求項1に記載のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法。
  5. 前記第1、第2、第3および第4保護フィルムは、汎用フィルムタイプのカバーレイ、液状タイプのカバーレイまたはドライフィルムタイプのカバーレイであることを特徴とする、請求項1に記載のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法。
  6. 前記(D)段階は、
    (D−1)前記第1ウィンドウおよび前記第2ウィンドウと同一の大きさおよび位置を有する第3ウィンドウが形成された第3絶縁層、前記第3絶縁層の一面に形成された銅箔層、および前記第3ウィンドウを含むように前記第3絶縁層上に形成された第3保護フィルムを含む予備外層を前記積層体の上下部に積層する段階と、
    (D−2)前記銅箔層上に、多数のビアホールを含む外部回路パターンを形成する段階と、
    (D−3)前記第3ウィンドウ上の外部回路パターンを前記第3保護フィルムと共に保護する第4保護フィルムを塗布して外層を形成する段階とを含むことを含むことを特徴とする、請求項1に記載のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法。
  7. 前記(D−2)段階の多数のビアホールは、スルーホールおよびブラインドビアホールを含むことを特徴とする、請求項6に記載のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法。
  8. 請求項1の方法によって製造されることを特徴とする、リジッドフレキシブルプリント回路基板。
  9. (A)第1ウィンドウが形成された第1絶縁層の両面に、お互い電気的に連結された第1および第2内部回路パターンを形成し、前記第1絶縁層の両面に、前記第1ウィンドウに対応し且つ前記第1ウィンドウ上の第1および第2内部回路パターンを保護するために、前記第1ウィンドウより大きい大きさを有する、第1と第2の一対の保護フィルム及び第3と第4の一対の保護フィルムを、第1および第2内部回路にそれぞれ塗布して回路層を準備する段階と、
    (B)前記第1ウィンドウに対応する第2ウィンドウが形成される第2絶縁層を準備する段階と、
    (C)前記回路層および前記第2絶縁層を多数積層して積層体を形成する段階と、
    (D)前記第1および第2内部回路パターンに対応する外部回路パターンおよび前記第1および第2ウィンドウに対応する第3ウィンドウが形成され、前記第3ウィンドウ上に形成される外部回路パターンを保護する、前記第3ウィンドウより大きな大きさを有する第5および第6保護フィルムを含む外層を前記積層体の上下部に形成する段階とを含み、
    前記第1、第2および第3ウィンドウに対応する領域がフレキシブル領域であることを特徴とする、リジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法。
  10. 前記(A)段階は、
    (A−1)第1ウィンドウが形成された第1絶縁層を提供する段階と、
    (A−2)前記第1絶縁層の上下面に、前記第1ウィンドウを含むように第1保護フィルムおよび第2保護フィルムを塗布する段階と、
    (A−3)前記第1保護フィルムおよび前記第2保護フィルムが塗布された第1絶縁層の上下面に銅箔層を積層する段階と、
    (A−4)前記銅箔層上に内部ビアホールを形成し、無電解メッキおよび電解銅メッキを行う段階と、
    (A−5)前記銅箔層上に第1および第2内部回路パターンを形成する段階と、
    (A−6)前記第1保護フィルムおよび前記第2保護フィルム上に、前記第1および第2内部回路パターンを保護するように第3保護フィルムおよび第4保護フィルムを塗布する段階とを含むことを特徴とする、請求項9に記載のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法。
  11. 前記第1絶縁層および前記第2絶縁層は、プリプレグまたはボンディングシートであることを特徴とする、請求項9に記載のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法。
  12. 前記第1、第2、第3、第4、第5および第6保護フィルムは、汎用フィルムタイプのカバーレイ、液状タイプのカバーレイまたはドライフィルムタイプのカバーレイであることを特徴とする、請求項9に記載のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法。
  13. 前記(D)段階は、
    (D−1)前記第1ウィンドウおよび前記第2ウィンドウと同一の大きさおよび位置を有する第3ウィンドウが形成された第3絶縁層、前記第3絶縁層の一面に形成された銅箔層、および第3ウィンドウを含むように前記第3絶縁層上に形成された第5保護フィルムを含む予備外層を前記積層体の上下部に積層する段階と、
    (D−2)前記銅箔層上に、多数のビアホールを含む外部回路パターンを形成する段階と、
    (D−3)前記第3ウィンドウ上の外部回路パターンを前記第5保護フィルムと共に保護する第6塗布フィルムを塗布して外層を形成する段階とを含むことを特徴とする、請求項9に記載のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法。
  14. 前記(D−2)段階の多数のビアホールは、スルーホールおよびブラインドビアホールを含むことを特徴とする、請求項13に記載のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法。
  15. 請求項9の方法によって製造されることを特徴とする、リジッドフレキシブルプリント回路基板。
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