JP2006216869A - 複合基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 面付け効率に優れ、設計の自由度が高く薄型化が可能であり、接続信頼性にも優れた複合配線板、また、歩留まりに優れ、工程の簡素化が可能な複合配線板の製造方法を提供する。
【解決手段】 層間接続用導体部を有するフレキシブル配線板と、導体接合用ランドを有するモジュール配線板とが、片面接合された複合基板であって、前記接合部は接着剤層による接合部と、前記フレキシブル配線板の層間接続用導体部と前記モジュール配線板の導体接合用ランドとの導体接合部とで構成されることを特徴とする複合基板。導体回路と絶縁層と前記導体回路上に前記絶縁層を貫通して露出する層間接続用導体部を有するフレキシブル配線板と、導体接合用ランドを有するモジュール配線板とを、前記層間接続用導体部と前記導体接合用ランドとが相対するように接着剤層を介して積層する工程、加熱および圧着することにより、層間接続を行う工程を有する複合基板の製造方法。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複合基板およびその製造方法に関するものである。

従来から、片面、両面、多層の各種プリント配線板が産業機器あるいは民生機器の分野で広く使用されている。１つのこれら電子機器には１枚のプリント配線板だけが使用されていることは少なく、たとえば機能別に分けて複数のプリント配線板（以下、「モジュール配線板」という。）が使用されるのが一般的である。そして、モジュール配線板間は各種コネクタで接続される。一方、電子機器は軽薄短小を指向しており、特に近年のビデオカメラやノートブック型パソコンには軽薄短小を代表する高密度実装プリント配線板が組み込まれている。これら電子機器では、小さい空間に複数のプリント配線板をコンパクトに組み込む必要があるため、それらの基板間の接続をコネクタで行うことはもはや難しくなっている。

この問題を解決する手段として、フレキシブル配線板上にビルドアップ工法によりリジッド配線板を積層形成したリジッドフレキシブル配線板が登場した。リジッドフレキシブル配線板は折り曲げ可能部分を有することを特徴とするが、この折り曲げ可能部分は、所定の部位のリジッド配線板を除去することによりフレキシブル配線板を露出させる窓加工により形成する。露出したフレキシブル配線板からなるフレキシブル部分は、折り曲げ性を実現するとともに、窓加工の際に除去されなかったリジッド配線板からなるリジッド部分、即ち、モジュール配線板間を電気的に接続する役割を担っている。コネクタが不必要であり、薄型実装可能であることから、携帯電話やデジタルビデオカメラを中心としてニーズが高まっている。

特許文献１には、リジッド配線板とフレキシブル配線板を、溶融粘度が１００００〜５００００ｐｏｉｓｅの樹脂をガラス基材に含浸して半硬化させたプリプレグで溶着することにより一体化したリジッドフレキシブル配線板について記載されている。また特許文献２には、接着シートを用いてリジッド配線板とフレキシブル配線板を一体化したリジッドフレキシブル配線板の製造方法について記載されている。

しかし、上記リジッドフレキシブル配線板では、２枚のリジッド配線板に１枚のフレキシブル配線板を挟み、プリプレグなどの接着剤により貼り合わせたり、フレキシブル配線板をリジッド基板で挟み込み湾曲可能な部分とする部位のリジッド基板に窓空部を設けるなどして得られるものであり、少なくとも３つの配線板を積層するため配線板の厚みをそれ以上薄くすることができず、また、それぞれ組み合わせる基板の形状、大きさ等は、リジッド配線板またはフレキシブル配線板の一方に他方が依存するものであり、面付け効率、不用とする部分の廃棄による歩留まり、設計の自由度などが低い欠点があった。

以上のようなリジッドフレキシブル配線板の問題点に鑑みると、モジュール配線板単位で製造し、最終工程において二枚のモジュール配線板間を、フレキシブル配線板により接続する技術が考えられるが、フレキシブル配線板とモジュール配線板の接続方法に、従来より用いられている異方導電フィルムや銀ペーストを用いたマイクロ接合を用いた場合、異方導電フィルムを用いたマイクロ接合においては、金属コーティングした粒子が端子間に接触することにより行うため接触面積が限られており、十分な導電性及び接続信頼性が確保できないという問題がある。また、銀ペーストを用いたマイクロ接合おいては、印刷法により銀ペーストをパターニングすることから、端子間の距離が狭まると隣接する接合部の銀ペーストが繋がってしまい短絡が発生するという問題がある。

特開平７−１７６８３６号公報 特開平５−９０７５６号公報

本発明は、面付け効率に優れ、設計の自由度が高く薄型化が可能であり、接続信頼性にも優れた複合配線板を提供するものである。また、本発明は、歩留まりに優れ、工程の簡素化が可能な複合配線板の製造方法を提供するものである。

即ち、本発明は下記第１項〜第１７項の複合基板および第１２項〜第１７項の複合基板の製造方法により達成される。
１．層間接続用導体部を有するフレキシブル配線板と、導体接合用ランドを有するモジュール配線板とが、片面接合された複合基板であって、前記接合部は接着剤層による接合部と、前記フレキシブル配線板の層間接続用導体部と前記モジュール配線板の導体接合用ランドとの導体接合部とで構成されることを特徴とする複合基板。
２． 前記導体接合部は、前記フレキシブル配線板の層間接続用導体部と、前記モジュール配線板の導体接合用ランドとを金属接合したものである第１項に記載の複合基板。
３． 前記フレキシブル配線板は、導体回路と絶縁層と前記導体回路上に前記絶縁層を貫通して露出する層間接続用導体部と前記層間接続用導体露出部に形成された導体接続用金属層を有するものである第１項または第２項に記載の複合基板。
４． 前記導体接続用金属層は、半田より構成されるものである第３項に記載の複合基板。
５． フレキシブル配線板は、前記層間接続用導体露出部に、接着剤層を有するものである第３項または第４項に記載の複合基板。
６． 前記接着剤層は、フラックス機能を有する接着剤より構成されるものである第１項乃至第５項のいずれかに記載の複合基板。
７ 前記フレキシブル配線板とモジュール基板は、最外層に導体回路を有するものである第１項乃至第６項のいずれかに記載の複合基板。
８． 前記導体回路は、フォトリソグラフィーを用いたセミアディティブ法により形成されたものである第３項乃至第７項のいずれかに記載の複合基板。
９． 前記複合基板は、二つの前記モジュール配線板が、前記フレキシブル配線板により結合された構造を有するものである第１項乃至第８項のいずれかに記載の複合基板。
１０． 前記複合基板は、前記フレキシブル配線板に電子部品が搭載されたものである第１項乃至第９項のいずれかに記載の複合基板。
１１． 前記フレキシブル配線板は、複数接続されたものである第１項乃至第１０項のいずれかに記載の複合基板。
１２． フレキシブル配線板と、モジュール配線板とを、片面接合された複合基板を製造する方法であって、導体回路と絶縁層と前記導体回路上に前記絶縁層を貫通して露出する層間接続用導体部を有するフレキシブル配線板と、
導体接合用ランドを有するモジュール配線板とを、前記層間接続用導体部と前記導体接合用ランドとが相対するように接着剤層を介して積層する工程、加熱および圧着することにより、層間接続を行う工程を有する複合基板の製造方法。
１３． 前記フレキシブル配線板は、層間接続用導体露出部に導体接続用金属層を有するものである第１２項に記載の複合基板の製造方法。
１４． 前記導体接続用金属層は、半田である第１２項または第１３項に記載の複合基板の製造方法。
１５． 前記接着剤層は、前記フレキシブル配線板の層間接続用導体露出部および／または前記モジュール配線板の導体接合用ランドに形成されたものである第１２項乃至第１４項のいずれかに記載の複合基板の製造方法。
１６． 前記接着剤層は、フラックス機能を有する接着剤より形成されるものである第１２項乃至第１５項のいずれかに記載の複合基板の製造方法。
１７． 前記加熱は、前記導体接続用金属層の融点以上の温度で行うものである第１２項乃至第１６項のいずれかに記載の複合基板の製造方法。

本発明は、面付け効率に優れ、設計の自由度が高く薄型化が可能であり、接続信頼性にも優れた複合配線板を提供するものである。また、本発明の複合配線板は、微細加工の配線層を有することができる。本発明は、歩留まりに優れ、工程の簡素化が可能な複合配線板の製造方法を提供するものである。

本発明は、層間接続用導体部を有するフレキシブル配線板と、導体接合用ランドを有するモジュール配線板とが、片面接合された複合基板であって、前記接合部は接着剤層と、前記フレキシブル配線板の層間接続用導体部と前記モジュール配線板の導体接合用ランドとの導体接合部とで構成されることを特徴とする複合基板である。これにより、面付け効率に優れ、設計の自由度が高く薄型化が可能であり、接続信頼性にも優れるな複合基板を提供できる。

本発明に用いるフレキシブル配線板としては、湾曲が可能で、モジュール配線板との導体接合するための半田接合部（半田バンプ）を片面に有するものであれば良い。このようなフレキシブル配線板としては、ポリイミド樹脂や液晶ポリマー樹脂などを絶縁層とした単層または多層のフレキシブル回路板を使用することができ、表面及び内層に半導体チップやコンデンサなどの電子部品を搭載していても良い。また、前記フレキシブル配線板は、配線板表面の導体回路を表面保護膜により保護されたものであっても良い。前記表面保護膜としては、ポリイミド樹脂や液晶ポリマー樹脂など保護膜として用いられているものを使用できる。表面保護層の形成には、接着剤を塗布した表面保護層をフレキシブル配線板の表面にラミネート・プレスする方法などが挙げられる。

本発明のフレキシブル配線板は様々な方法で製造することができ、以下で代表的な製造方法について説明するが、本発明を何ら限定するものではない。

まず、金属板１０１上に、導体回路がパターニングされためっきレジスト層１０２を形成する（図１（ａ））。金属板１０１の材質としては、例えば、銅、銅合金、ニッケル等が挙げられ、これらの金属板であっても、薄膜とした金属箔であっても良い。特に、銅箔、銅板、銅合金板は、電解めっき品・圧延品を選択できるだけでなく、様々な厚みのものを容易に入手できるため、金属板１０１として使用するのに好ましい。

めっきレジスト層１０２の形成方法としては、予め、金属板１０１上に紫外線感光性のドライフィルムレジストをラミネートし、ネガフィルム等を用いて選択的に露光し、その後現像することにより、導体回路パターンを形成したものを積層する方法、また、金属板１０１上のめっきレジスト１０２形成位置に、液状レジストをカーテンコートやロールコータで塗布してレジスト層を形成し、これを、上記同様にして露光・現像を行うことにより導体回路をパターニングする方法を挙げることができる。

次に、金属板１０１を電解めっきリード（給電用電極）として、めっきレジスト層１０２が形成されていない回路パターン部分に、電解めっきによりレジスト金属層１０３を形成する（図１（ｂ））。レジスト金属層１０３の材質としては、例えば、ニッケル、金、スズ、銀、半田、パラジウム等が挙げられる。なおレジスト金属層１０３を形成する目的は、金属板１０１をエッチングする際に使用する薬液により、図１（ｃ）に示す導体回路１０４がエッチングされるのを防ぐことである。例えば、金属板１０１の材質が銅で、導体回路１０４の材質が銅の場合には、レジスト金属層１０３の材質には、金が最も好ましい。

次に、金属板１０１を電解めっき用リード（給電用電極）として、めっきレジスト層１０２が形成されていない回路パターン部分で、上記で得たレジスト金属層１０２の上に、電解めっきにより導体回路１０４を形成する（図１（ｃ））。導体回路１０４の材質としては、例えば、銅、ニッケル、金、スズ、銀、パラジウム等が挙げられる。

次に、めっきレジスト層１０２を除去し（図１（ｄ））、続いて、上記で形成した導体回路１０４上に、これを埋め込むようにフレキシブル配線板の層間接着剤層１０６を形成し、絶縁層１０５を層間接着剤層１０６により貼り合わせる（図１（ｅ））。絶縁層１０５層および層間接着剤層１０６の材質としては、屈曲が可能で半田接合時の加熱に耐えられる耐熱性を有するものであれば、どのようなものでも適用が可能である。具体的にはポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンエテール、ポリサルホン、フッ素樹脂及びこれらの変性物などで構成されるものが挙げられる。前記絶縁層は、接着性を有するものであれば、絶縁層と層間接着剤層は同じものであっても良い。

次に、絶縁層１０５と層間接着剤層１０６の導体ポストを形成する位置に、ビア１０７を穿孔する（図１（ｆ））。ビア１０７の穿孔方法としては、例えば、レーザによるドライエッチングや露光・現像によるケミカルエッチング等が挙げられる。レーザによる穿孔では、絶縁層１０５が感光性を有することを要しないので有利である。

次に、金属板１０１を電解めっき用リード（給電用電極）として、絶縁層１０５のビア１０７が形成されている部分に、電解めっきにより充填して導体ポスト１０８を形成する（図１（ｇ））。導体ポスト１０８は、前記絶縁層１０５および層間接着剤層１０６を貫通して、導体回路１０４と、フレキシブル配線板における他の層の導体回路またはモジュール配線板の導体接合用ランドとを、接合するための層間接続用導体部である。導体ポスト１０８の材質としては、例えば、銅、ニッケル、金、スズ、銀、パラジウムなどが挙げられ、これらの１種または２種以上を用いることができる。

次に、上記で形成された導体ポスト１０８が露出する先端表面に半田層１０９を形成する（図１（ｈ））。前記半田層１０９の材質としては、錫鉛半田の他、錫銀半田、錫銀銅半田などのいわゆる鉛フリー半田を使用しても良く、複数の半田層で構成される半田層１０９を形成しても良い。また半田層１０９には、めっきにより得られた皮膜、半田ボール等を使用しても良い。
本発明において、導体接続用金属層として半田層を形成することにより、前記フレキシブル配線板の層間接続用導体部と前記モジュール配線板の導体接合用ランドとの導体接合部において、合金を形成し、より強い接合部を形成できるので接続信頼性に優れた導体接合部を得ることができるのでより好ましい。半田層１０９の形成方法としては、金属板１０１を電解めっき用リード（給電用電極）として電解めっきにより形成する方法、半田成分を含有するペーストを印刷する方法が挙げられる。印刷による方法では、印刷用マスクを導体ポスト１０８に対して精度良く位置合わせする必要があるが、電解めっきによる方法では、導体ポスト１０８の表面に選択的に半田層１０９を形成することができるため有利である。

次に、半田層１０９の先端表面と絶縁層１０５を覆うように、モジュール配線板との接着剤層１１０を形成する（図１（ｉ））。モジュール配線板との接着剤層１１０の形成方法としては、使用する樹脂の特性に応じて、カーテンコート、バーコート等の方法で接着剤を直接塗布する方法や、ドライフィルムタイプ接着剤をラミネート、プレス等により積層する方法が挙げられる。前記接着剤層１１０は、フレキシブル配線板の絶縁層全面に形成しても、モジュール配線板との接着面など一部の面に形成しても良い。
ここでは、フレキシブル配線板側に、モジュール配線板との接着剤層を形成する例を示したが、モジュール配線板側の導体接合用ランドが形成された面に、該接着剤層を設けても良い。

次に、金属板１０１を剥離して、モジュール配線板との接着剤層付きフレキシブル配線板１１１を得ることができる。金属板１０１剥離には、金属板１０１を溶解する薬液を使用して化学的にエッチングする方法が挙げられる。ここで、金属板１０１と導体回路１０４の間に設けられたレジスト金属層１０３を溶解しない薬液を用いることにより、レジスト金属層がエッチング保護層として機能する。

また、上記で得られた接着剤層付きフレキシブル配線板１１１を２枚以上積層することにより、多層のフレキシブル配線板を得ることができる。前記フレキシブル配線板は、電子部品を搭載するための外部接続端子が設けられ、半導体チップやコンデンサなどの電子部品を搭載しているものを用いることができる。

上記フレキシブル配線板における導体回路の製造方法としては、フォトリソグラフィーを用いたセミアディティブ法による形成方法の例を示したが、この他の方法として、印刷焼結法、サブトラクティブ法などが挙げられる。前記セミアディティブ法は、他の方法と比べても、エッチング時の回路細りやサイドエッチング等の問題を解消することができることから、微細配線加工が可能となる。また、この方法によれば、金属板上に電解メッキにより導体回路を形成し、層間接着剤層および絶縁層より構成される絶縁樹脂層を導体回路上に貼り合わせた後、金属板を除去することにより絶縁樹脂層内に、導体回路露出面が絶縁樹脂層表面と同一面となるように埋め込まれた導体回路を有するフレキシブル配線板を得る方法も採用することができ、この方法を用いた場合、線幅２０μｍを下回るような微細な導体回路を形成した際にも、導体回路周辺が絶縁樹脂層により保護されることから、製造工程中での導体回路の断線を低減させることができるので好ましい。

本発明において、フレキシブル配線板１１１に形成するモジュール配線板との接着剤層１１０を構成する接着剤としては、フラックス機能を有するものであることが好ましく、具体例としては、フラックス作用を有する化合物と、接着作用を有する硬化性樹脂、から構成されものを挙げることができる。フラックス機能を有する接着剤は、半田接合温度において、導体接続用金属層、特に半田、及び層間接続用導体部や導体接合用ランドにおける金属表面などに、形成される酸化膜に対して、還元剤として機能し、これを分解除去する作用、および特定の温度で硬化反応を生じる作用を有するので、良好な金属接合と接着による接合が得られ、接続信頼性に優れる接合部が得られるので、より好ましい。前記フラックス作用を有する化合物としては、フェノール性水酸基を有する化合物、カルボキシル基を有する化合物などが挙げられ、具体的には、フェノールフタリン、ジヒドロキシ安息香酸等を挙げることができる。接着作用を有する硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、イソシアネート樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂など、耐熱性と絶縁性が良好な樹脂を使用することができる。前記フラックス機能を有する接着剤は、上記成分を混合して得られるが、必要に応じて、硬化促進剤、シランカップリング剤、無機フィラーやレベリング剤など他の成分を含有しても良い。

本発明に用いるモジュール配線板としては、少なくとも片面に、前記フレキシブル配線板の層間接続用導体部と導体接合される導体接合用ランドを有するものであり、リジッド配線板であっても、フレキシブル配線板であっても良い。

さらに、モジュール配線板の例について、図２を用いて説明する。
本発明に用いるモジュール配線板２０１としては、前記導体接合用ランドである、金属導体層で構成された被接合部（導体接合用ランド）２０２が表面に設けられたものであり、また、用いられる材質としては、半田接続時の加熱に耐えられるものならばどのような材質のものでも適用することができる。例えば、ガラス基材エポキシ樹脂配線板、紙基材フェノール樹脂配線板、セラミック配線板、ポリエステル配線板、ポリイミド樹脂や液晶ポリマー樹脂などで構成される絶縁体層を有するフレキシブル配線板や、ビルドアップ層を形成した多層リジッド配線板等を使用することができる。
モジュール配線板２０１は、その表面及び内層に、電子部品を搭載するための外部接続端子が設けられ、半導体チップやコンデンサなどの電子部品を搭載しても良い。なお、モジュール配線板２０１の表面に、ソルダーレジストを形成してもよい。
モジュール配線板２０１表面の被接合部２０２には、複数の金属層で構成される導体回路層を使用しても良い。例えば、導体回路表面の半田濡れ性を向上させることを目的として、金や半田等の金属層を表面に形成しても良い。このようにすることにより、より強度の高い合金接合部を形成することができ、接続信頼性の高いものとすることができる。

本発明によれば、モジュール配線板を設計する際に、異なる機能を有するモジュール配線板単体の複数種を組み合わせて電子機器を製造することができ、その際に、組み合わせるモジュール配線板の種類は、自由に選択できるので、設計の自由度が向上する。

本発明の複合基板は、上記フレキシブル配線板とモジュール配線板とを片面で接合されたものであるが、その製造方法の一例について説明する。

まず、上記で得たフレキシブル配線板１１１の導体ポスト１０８とモジュール配線板２０１の被接合部（導体接合用ランド）２０２とが相対するように位置合わせし（図２（ａ））、重ね合わせて、加圧装置に載置する。位置合わせの方法としては、フレキシブル配線板１１１及びモジュール配線板２０１に、予め形成されている位置決めマークを画像認識装置により読み取り位置合わせする方法、位置合わせ用のピン等で位置合わせする方法等を用いることができる。

続いて、上記で重ね合わせたフレキシブル配線板１１１及びモジュール配線板２０１を加熱・加圧して、フレキシブル配線板１１１の導体ポスト１０８に設けられた半田層１０９を溶融させて、フレキシブル配線板１１１とモジュール配線板２０１との接合面を接着するとともに、前記導体ポストと導体接合用ランドとを金属接合して導体接合部を形成して、層間接続を行う（図２（ｂ））。ここでの層間接続の方法には、例えば、真空プレスを用いて、半田層１０９がフラックス機能付接着剤層１１０を排除して、モジュール配線板の被接合物（導体接続用ランド）２０２と導体ポスト１０８とを、半田層１０９により金属接合するまで加熱・加圧して導体接合部を形成するとともに接着してフレキシブル配線板１１１とモジュール配線板２０１とを接合する方法が挙げられる。また、さらに、加熱して、フラックス機能付接着剤層１１０を硬化させることにより、より接着強度を向上させることができる。なお、加熱時の最高温度は、半田層１０９の融点以上であることが必須である。

これまでに詳細に説明した、図２（ａ）〜図２（ｂ）に示す工程により、本発明の、モジュール配線板２０１とフレキシブル配線板１１１とが、片面で接合した複合基板３０１を製造することができる。図２においては、２つのモジュール配線板と１つのフレキシブル配線板とを片面で接合した例を示したが、上記同様の方法により、さらに複数のモジュール配線板を複数のフレキシブル配線板で片面接合した複合基板を得ることができる。このとき、フレキシブル配線板の層間接続用導体部とモジュール配線板の導体接合用ランド部とが接合可能な形状であれば、それぞれの配線板の形状は限定されない。

以下、実施例により更に具体的に説明するが、本発明を何ら限定するものではない。

本発明の配線板の製造方法によって製造された配線板の有用性を確認するため、温度サイクル試験、金属接合部断面観察、および金属接合導通抵抗試験を行った。

＜フラックス機能付接着剤ワニスの調合＞
フェノール性水酸基を有する樹脂として、フェノールノボラック樹脂（住友デュレズ(株)製ＰＲ−５３６４７、ＯＨ当量１０６）１０６ｇと、その硬化剤として作用する樹脂として、ジアリルビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（日本化薬(株)製ＲＥ−８１０ＮＭ、エポキシ当量２２０）３５ｇ、およびジシクロペンタジエン型ノボラックエポキシ樹脂（日本化薬（株）製ＸＤ−１０００Ｌ、エポキシ当量２５０）２１０ｇを、メチルエチルケトン１００ｇに溶解し、フラックス機能付接着剤ワニスを調合した。

＜フレキシブル配線板１１１の作製＞
表面を粗化処理した圧延銅板銅箔（金属箔１０１、古川電気工業製ＥＦＴＥＣ−６４Ｔ、厚み１５０μｍ）に、ドライフィルムレジスト（東京応化工業ＡＲ３２０）をロールラミネートし、所定のネガフィルムを用いて露光・現像し、導体回路（導体回路１０４）の形成に必要なめっきレジスト（めっきレジスト１０２）を形成した。続いて、圧延銅板を電解めっき用リードとして、電解めっきにより金（レジスト金属層１０３）を形成し、さらに、電解銅めっきすることにより導体回路を形成した。導体回路は、線幅／線間／厚み＝４０μｍ／４０μｍ／１０μｍとした。次に、２５μｍ厚のポリイミド（フレキシブル基材１０５・東レ・デュポン製・カプトンＨ）に層間接着剤層（層間接着剤層１０６・住友ベークライト製・ＡＰＬ）を塗布した二層材を真空ラミネートにより、導体回路の凹凸を埋め込みながら成形することにより、ポリイミドと層間接着剤層からなる絶縁体層を形成した。

次に、４５μｍ径ビア（ビア１０７）を、ＵＶ−ＹＡＧレーザによりポリイミドと層間接着剤層からなる絶縁体層に形成し、ビア内部及び周辺の加工残渣を、超音波を併用したウェットデスミア処理によって洗浄除去した。続いて、圧延銅板を電解めっき用リードとして、電解銅めっきすることによりビアを銅で充填し、銅ポスト（導体ポスト１０８）を形成した。このとき、ビアを充填した銅ポストの先端が凸状になるように、めっき電流密度を４Ａ／ｄｍ²にコントロールしてめっきを行った。また、凸状の先端部分が絶縁体層の表面から５μｍ突出するまで、めっきを行った。次に、圧延銅板を電解めっき用リードとして、銅ポスト上にＳｎ−Ａｇ共晶半田（半田層１０９）を、電解めっきにより厚み５μｍとなるよう形成した。銅ポストの先端部分が凸状になっているため、Ｓｎ−Ａｇ共晶半田表面も凸状になっている。次に、バーコートにより、上記で得たフラックス機能付活性剤ワニスを、絶縁層の表面、すなわちＳｎ−Ａｇ共晶半田が形成された面に塗布後、８０℃で２０分乾燥し、１０μｍ厚のフラックス機能付接着剤層（フラックス機能付接着剤層１１０）を形成した。最後に、塩化第二銅溶液を用いて銅板をエッチングにより除去し、フレキシブル配線板（フレキシブル配線板１１１）を得た。

続いて、上記のフレキシブル配線板とモジュール配線板（モジュール配線板２０１）の間の接合方法について詳細に説明する。

まず、所定の位置に無電解Ｎｉ／Ａｕめっきにより形成したパッド（被接合部２０２）を有するモジュール配線板（２０１）とフレキシブル配線板（１１１）の双方に予め付されている位置決めマークを画像認識装置により読み取り、それぞれを位置合わせして重ね合わせる。この状態で真空プレスにより１ＭＰａの圧力で、２５０℃まで４５分で昇温した後、２５０℃で３０分間加熱加圧し、その後、５５分で常温まで冷却して、銅ポストとパッドを銅ポスト表面に形成したＳｎ−Ａｇ共晶半田によって金属接合するとともに、層間をフラックス機能付接着剤層によって接着した。これにより、フレキシブル配線板とモジュール配線板が接合された複合配線板（配線板３０１）を得た。

得られた複合配線板（配線板３０１）は、温度サイクル試験用に４８０個のフレキシブル配線板とモジュール配線板の間の接合点が直列につながるように回路設計されている。この複合配線板を用いて、温度サイクル試験、接合部断面観察を行った。評価方法及び評価結果を、次に述べる。

＜温度サイクル試験＞
上記で得られた複合配線板の初期導通を確認後、−５５℃で３０分、１５０℃で３０分を１サイクルとする温度サイクル試験を実施した。投入した１０個の複合配線板のうち、温度サイクル試験１０００サイクル後に、断線不良が発生したものはなかった。

＜接合部断面観察＞
上記で得られた複合配線板の金属接合部の断面を、電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察し、金属接合状態を評価したところ、１０００サイクル経過による合金層の劣化もみられなかった。

以上の評価結果から分かるように、本発明の複合配線板は、温度サイクル試験では、断線不良や接合部合金層の劣化はなかった。

本発明によれば、面付け効率に優れ、設計の自由度が高く薄型化が可能であり、接続信頼性にも優れた複合配線板を提供することができるので、さまざまな産業機器および民生機器に使用することができる。

本発明に用いるフレキシブル配線板の一例を製造する方法について説明するための断面図である。 本発明の複合基板を製造する方法の一例を説明するための断面図である。

符号の説明

１０１ 金属板
１０２ めっきレジスト層
１０３ レジスト金属層
１０４ 導体回路
１０５ 絶縁層
１０６ 層間接着剤層
１０７ ビア
１０８ 導体ポスト
１０９ 半田層
１１０ モジュール配線板との接着剤層
１１１ 接着剤層付きフレキシブル配線板
２０１ モジュール配線板
２０２ 被接合部（導体接合用ランド）
３０１ 複合基板

Claims (17)

1. 層間接続用導体部を有するフレキシブル配線板と、導体接合用ランドを有するモジュール配線板とが、片面接合された複合基板であって、前記接合部は接着剤層による接合部と、前記フレキシブル配線板の層間接続用導体部と前記モジュール配線板の導体接合用ランドとの導体接合部とで構成されることを特徴とする複合基板。
2. 前記導体接合部は、前記フレキシブル配線板の層間接続用導体部と、前記モジュール配線板の導体接合用ランドとを金属接合したものである請求項１に記載の複合基板。
3. 前記フレキシブル配線板は、導体回路と絶縁層と前記導体回路上に前記絶縁層を貫通して露出する層間接続用導体部と前記層間接続用導体露出部に形成された導体接続用金属層を有するものである請求項１または２に記載の複合基板。
4. 前記導体接続用金属層は、半田より構成されるものである請求項３に記載の複合基板。
5. フレキシブル配線板は、前記層間接続用導体露出部に、接着剤層を有するものである請求項３または４に記載の複合基板。
6. 前記接着剤層は、フラックス機能を有する接着剤より構成されるものである請求項１乃至５のいずれかに記載の複合基板。
7. 前記フレキシブル配線板とモジュール基板は、最外層に導体回路を有するものである請求項１乃至６のいずれかに記載の複合基板。
8. 前記導体回路は、フォトリソグラフィーを用いたセミアディティブ法により形成されたものである請求項３乃至７のいずれかに記載の複合基板。
9. 前記複合基板は、二つの前記モジュール配線板が、前記フレキシブル配線板により結合された構造を有するものである請求項１乃至８のいずれかに記載の複合基板。
10. 前記複合基板は、前記フレキシブル配線板に電子部品が搭載されたものである請求項１乃至９のいずれかに記載の複合基板。
11. 前記フレキシブル配線板は、複数接続されたものである請求項１乃至１０のいずれかに記載の複合基板。
12. フレキシブル配線板と、モジュール配線板とを、片面接合された複合基板を製造する方法であって、導体回路と絶縁層と前記導体回路上に前記絶縁層を貫通して露出する層間接続用導体部を有するフレキシブル配線板と、
    導体接合用ランドを有するモジュール配線板とを、前記層間接続用導体部と前記導体接合用ランドとが相対するように接着剤層を介して積層する工程、加熱および圧着することにより、層間接続を行う工程を有する複合基板の製造方法。
13. 前記フレキシブル配線板は、層間接続用導体露出部に導体接続用金属層を有するものである請求項１２に記載の複合基板の製造方法。
14. 前記導体接続用金属層は、半田である請求項１２または１３に記載の複合基板の製造方法。
15. 前記接着剤層は、前記フレキシブル配線板の層間接続用導体露出部および／または前記モジュール配線板の導体接合用ランドに形成されたものである請求項１２乃至１４のいずれかに記載の複合基板の製造方法。
16. 前記接着剤層は、フラックス機能を有する接着剤より形成されるものである請求項１２乃至１５のいずれかに記載の複合基板の製造方法。
17. 前記加熱は、前記導体接続用金属層の融点以上の温度で行うものである請求項１２乃至１６のいずれかに記載の複合基板の製造方法。

Images