JP4633457B2 - リジットフレキシブルプリント配線板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、多層構造に形成可能なリジット部と屈曲可能なケーブルとしてのフレキ部とを併せ持ったリジットフレキシブルプリント配線板の製造方法に関するものである。

立体的な部品実装の要求に応えるものとして多層リジットフレキシブルプリント配線板が利用されており、電子機器のさらなる小型化、軽量化を行うために、多層リジットフレキシブルプリント配線板もさらなる高密度高精度化が要求されている。このリジットフレキシブルプリント配線板の製造時における問題点を解決するための様々な方法が提案されており、例えば、特許文献１乃至３のようなものが存在する。

特許文献１記載の発明は、バイア・ホールなどの穴加工時の穴壁面とくに内層の壁面に付着する樹脂残渣を除去する処理としてデスミア処理を行う場合があり、このデスミア処理はプラズマまたは過マンガン酸を用いて処理することから、ケーブル部の薄い絶縁カバーフィルムは浸食される恐れがあるという事情に鑑みてなされたもので、ケーブル部の露出表面に予め銅張層を設けた状態で積層することで、デスミア処理によってケーブル部が侵食されるのを防ぐ構成となっている。

特許文献２記載の発明は、多層フレックスリジッド配線板におけるフレキシブル配線板の導体回路保護用にカバーレイフィルム、接着用にボンディングシートやプリプレグのシート状材料を用いた場合に、それらシート状材料がコスト高を招くという事情に鑑みてなされたもので、コスト高の要因となるシート状材料を液状材料とし、カバーレイフィルムによる保護層形成用の積層成形やホットロール圧着、さらに接着用ボンディングシートやプリプレグの使用に替わり、液状材料を直接塗布する工程を採用して、製造に掛かるコストを下げることにより解決したものである。

特許文献３記載の発明は、スルーホール用の貫通孔をドリリングにより穿設する場合にドリルの摩擦熱で軟化したフイルムカバーレイの接着剤が切り粉の貫通孔からの円滑な排出を阻害するために、切り粉による貫通孔の孔詰まり、貫通孔内における内層導体パターンの銅箔に樹脂が付着する現象であるスミア、貫通孔の孔壁面の荒れといった不都合が発生し、そのため、続いて銅めっきを施した時に、めっき銅の密着不良やめっき銅と内層導体パターンの銅箔との電気的接続不良が生じる等の問題が発生するという事情に鑑みてなされたもので、この課題を解決するために、フレキシブル部となる部分のみをフイルムカバーレイで被覆して、多層部となる部分にはフイルムカバーレイを設けないようにしている。
特開２００２−１１１２１２号公報 特開平１０−１７３３４２号公報 特開平０５−０４８２６８号公報

しかし、上記特許文献１に記載の発明によれば、ケーブル部の露出表面に予め銅張層を設けることでデスミア処理によってケーブル部が侵食されるのを防ぐことができるが、他の問題点として、この銅張層をエッチングによって除去してケーブル部を露出させようとした場合には、どうしても基材との間に銅箔の除去残渣が発生し、製造後に腐食等の不具合を起こす可能性があった。

また、上記特許文献２に記載の発明によれば、コスト高の要因となるシート状材料を使用する替わりに液状材料を直接塗布する工程を採用することで、製造に掛かるコストを下げることを可能にしているが、他の問題点として、液状材料として溶融流動性を少なくした材料を用いて全面的に液状の保護層を被覆する場合には、導体回路と基材との段差のために充填不足が発生し、樹脂のかすれが生じる恐れがあった。

さらに、上記特許文献３に記載の発明によれば、スルーホール用の貫通孔の孔詰まり等の問題点を解決するために、フレキシブル部となる部分のみをフイルムカバーレイで被覆して、多層部となる部分にはフイルムカバーレイを設けないようにしているが、スルーホール用の貫通孔を設ける部分のみフイルムカバーレイを設けないようにすることが理想的であり、これを実現するためには正確な位置合わせが要求されるが、近年の高密度高精度基板においては、微小な各シートの位置のばらつきを解消することができず、ずれの少ない高精度の基板を製造することは困難であった。

以上のように、リジットフレキシブルプリント配線板の製造方法には様々なものが存在し、それぞれ何らかの問題点を解消するために提案されているものの、他の問題点を含んだものとなっているため、複数の問題点を同時に解決し、かつ、安価に高密度実装が可能なリジットフレキシブルプリント配線板の製造方法が必要とされている。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、上記の複数の問題点を包括的に解決したリジットフレキシブルプリント配線板の製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１は、フレキシートの少なくとも一方の面に回路パターンを形成する工程と、スルーホールを形成する部分を除いた回路パターンの隙間及びフレキ部を形成する部分に保護用液状材料を被覆する保護用液状材料被覆工程と、フレキ部を形成する部分をくり抜いたプリプレグと、このプリプレグの外層でリジット部とフレキ部の両方に積層する銅箔であって、リジット部、フレキ部及びこれらの境界部分において隙間なく積層させるため、プリプレグをくり抜いた部分の形状に合わせて屈曲させて構成した銅箔とをフレキ部の形状に合わせた凸部を有する治具板で挟み込んで積層する積層プレス工程と、貫通孔及び層間接続用のホールを形成する工程と、貫通孔及び層間接続用のホール部分にメッキ処理を行ってスルーホール及びメッキビアを形成するメッキ処理工程と、エッチングによって外層の銅箔の不要部分を除去する工程とによって製造することを特徴とするリジットフレキシブルプリント配線板の製造方法である。

本発明の請求項２は、請求項１に加えて、保護用液状材料被覆工程は、回路パターン部分とスルーホールを形成する部分の周辺に保護用液状材料が塗布されないようにパターニングされたスクリーン製版をフレキシートに位置整合して、印刷によって保護用液状材料を被覆して、その後に硬化させるようにしたことを特徴とするリジットフレキシブルプリント配線板の製造方法である。

本発明の請求項３は、請求項１に加えて、保護用液状材料被覆工程は、フレキシート全体に露光現像型の保護用液状材料を全面塗布して仮硬化した後に、回路パターン部分とスルーホールを形成する部分の周辺が消去されるようにパターニングされたマスクフィルムにてフレキシートと位置整合し、露光、現像、本硬化を経て積層前のシートとするようにしたことを特徴とするリジットフレキシブルプリント配線板の製造方法である。

請求項１記載の発明によれば、保護用液状材料被覆工程においてスルーホールを形成する部分を除いて被覆することで、貫通孔内に保護用液状材料が流出することによって生じる貫通孔の孔詰まり等の様々な問題を解消することができ、回路パターンの隙間にのみ保護用液状材料１５を被覆するようにしたので、回路パターンと基材との間に段差が生じず、結果、プリプレグ１６に流動性の乏しいエポキシ樹脂を利用しても、樹脂のかすれや気泡の残留などの問題が発生することがない。また、積層プレス工程において銅箔をプリプレグの外層に配置して積層することで、銅箔は、貫通孔及びホールの形成からメッキ処理完了までの間フレキ部の最外層に常に存在するため、銅箔が途中のデスミア処理やメッキ処理から保護用液状材料及びフレキ部とリジット部の境界面を保護する働きをし、保護用液状材料への浸食劣化や、フレキ部とリジット部の境界面への液の浸潤を防ぐことができる。

請求項２記載の発明によれば、保護用液状材料被覆工程は、回路パターン部分とスルーホールを形成する部分の周辺に保護用液状材料が塗布されないようにパターニングされたスクリーン製版をフレキシートに位置整合して、印刷によって保護用液状材料を被覆して、その後に硬化させるようにしたので、回路パターンと基材との間に段差が生じず、結果、プリプレグに流動性の乏しいエポキシ樹脂を利用しても、樹脂のかすれや気泡の残留などの問題が発生することがない。また、高密度高精度基板においてもスルーホールの形成位置を正確に把握して、その位置には保護用液状材料を塗布しないように構成することが可能となり、これにより、貫通孔内に保護用液状材料が流出することによって生じる貫通孔の孔詰まり等の様々な問題を解消することができる。

請求項３記載の発明によれば、保護用液状材料被覆工程は、フレキシート全体に露光現像型の保護用液状材料を全面塗布して仮硬化した後に、回路パターン部分とスルーホールを形成する部分の周辺が消去されるようにパターニングされたマスクフィルムにてフレキシートと位置整合し、露光、現像、本硬化を経て積層前のシートとするようにしたので、回路パターンと基材との間に段差が生じず、結果、プリプレグに流動性の乏しいエポキシ樹脂を利用しても、樹脂のかすれや気泡の残留などの問題が発生することがない。また、高密度高精度基板においてもスルーホールの形成位置を正確に把握して、その位置には保護用液状材料を塗布しないように構成することが可能となり、これにより、貫通孔内に保護用液状材料が流出することによって生じる貫通孔の孔詰まり等の様々な問題を解消することができる。

本発明によるリジットフレキシブルプリント配線板の製造方法は、フレキシートの少なくとも一方の面に回路パターンを形成する工程と、スルーホールを形成する部分を除いた回路パターンの隙間及びフレキ部を形成する部分に保護用液状材料を被覆する保護用液状材料被覆工程と、フレキ部を形成する部分をくり抜いたプリプレグと、このプリプレグの外層でリジット部とフレキ部の両方に積層する銅箔であって、リジット部、フレキ部及びこれらの境界部分において隙間なく積層させるため、プリプレグをくり抜いた部分の形状に合わせて屈曲させて構成した銅箔とをフレキ部の形状に合わせた凸部を有する治具板で挟み込んで積層する積層プレス工程と、貫通孔及び層間接続用のホールを形成する工程と、貫通孔及び層間接続用のホール部分にメッキ処理を行ってスルーホール及びメッキビアを形成するメッキ処理工程と、エッチングによって外層の銅箔の不要部分を除去する工程とによって製造することを特徴とするものである。以下、図面に基づいて詳細に説明する。

本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すのは、本発明によるリジットフレキシブルプリント配線板の製造方法における各段階を表した模式図である。先ず、図１（ａ）は、フレキ部となるバンプ入り両面基板１４に保護用液状材料１５を被覆する工程を示したものである。ここで、バンプ入り両面基板１４は、例えば、フレキシート１１の片面に設けた回路パターン１２に対して、裏面から導電性ペーストで形成したバンプ１３の付いた銅箔を貫通させて層間接続を行った後にエッチングによって裏面側も回路パターン１２を形成してなるものである。なお、本発明は、バンプ１３の付いた銅箔を貫通させて層間接続を行う工法に限定されるものではなく、フレキシート１１の両面に設けた回路パターン１２の層間接続が行えるものであればどのような工法であってもよい。また、バンプ入り両面基板１４という名称を用いているが、中心層の層間接続方法の一例としてバンプ付銅箔を貫通させる工法を用いて説明した結果、バンプ入り両面基板１４という名称を用いているに過ぎず、工法を限定するものではない。

上記のようにそれぞれの面に設けた回路パターン１２の隙間に保護用液状材料１５を被覆するが、具体的には、回路パターン１２の部分とスルーホール形成する部分の周辺（図１（ａ）のＡで示す部分）に保護用液状材料１５が塗布されないようにパターニングされたスクリーン製版をフレキシート１１に位置整合し、保護用液状材料１５を印刷、硬化する。この方法によれば、機械的嵌合ではなく積層前に予め写真技術を用いて位置合わせができるので、高精度に位置決めを行うことが可能となる。その他にも、フレキシート１１全体に露光現像型の保護用液状材料１５（例えば、フォトソルダーレジスト等）を全面塗布して仮硬化した後、回路パターン１２の部分と貫通スルーホール周辺が消去されるようにパターニングされたマスクフィルムにてフレキシート１１と位置整合し、露光、現像、本硬化を経て積層前のシートとしてもよい。

前記工程において塗布した保護用液状材料１５及び回路パターン１２の上から、リジット部となる部分にプリプレグ１６及び銅箔１７を積層する工程を図１（ｂ）に基づいて説明する。図１（ｂ）において、前記工程において塗布した保護用液状材料１５及び回路パターン１２の上から、リジット部となる部分に、例えば、ガラスクロスを含有させた熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ樹脂など）からなるプリプレグ１６を積層する。この際、フレキ部となる部分（図１（ｂ）のＢで示す部分）は予めプリプレグ１６をくり抜いておく。さらにこのプリプレグ１６と同時に積層するものとして、プリプレグ１６の外層に銅箔１７を配置する。この銅箔１７を、リジット部、フレキ部及びこれらの境界部分において隙間なく積層させるため、プリプレグ１６のくり抜いた部分の形状に合わせて銅箔１７を屈曲させると共に、このくり抜いた部分に該当する部分が凸部１９となっている治具板１８を用いてプリプレグ１６及び銅箔１７を挟む。また、積層時の面内のばらつきを均一化して少なくするために、前記治具板１８の外層に樹脂シート２０を設けると共に、この樹脂シート２０のさらに外層に金属板２１を設けて、この金属板２１を両面から挟み込んで積層プレスを行う。

上記のように図１（ｂ）の状態で積層プレスを行うと、図１（ｃ）に示すようにプリプレグ１６及び銅箔１７が積層される。この図１（ｃ）から分かるように、フレキ部に塗布した保護用液状材料１５の部分は銅箔１７が完全に覆っているため、この後の処理過程においてフレキ部が損傷を受けることがなくなる。

次に、スルーホール及び層間接続用のメッキビアの形成工程を図２（ｄ）及び（ｅ）に基づいて説明する。図１（ｃ）のようにプリプレグ１６及び銅箔１７を積層した後に、スルーホールを形成予定の図中Ａの部分に貫通孔２２を、例えば、ドリリングによって形成した後にデスミア処理をすると共に、層間接続を行う部分において下層の回路パターン１２が露出するようにホール２３を、例えば、レーザやプラズマ等の穴あけ方法によって形成する。このとき、貫通孔２２は、図１（ａ）において保護用液状材料１５が塗布されないように設けた隙間Ａよりも小さな径で形成されるため、隣接する保護用液状材料１５までは隙間Ｃの余裕があり、保護用液状材料１５が貫通孔２２内に露出することはない。

貫通孔２２及びホール２３の形成後にメッキ処理を行うことで、図２（ｅ）に示すように、スルーホール２４及びメッキビア２５が形成される。スルーホール２４及びメッキビア２５を形成後に、最後に銅箔１７をエッチングによって除去する。図２（ｆ）に示すように、スルーホール２４及びメッキビア２５に隣接する部分と、新たに回路パターン２６を形成する部分を残してエッチングを行う。このとき、フレキ部分の銅箔１７も全てエッチングで除去するが、本発明の工程によれば、この部分の銅箔１７が基材との間に入り込むことはないため、除去残渣が発生することはない。

このような工程を全て経ることで、本発明によるリジットフレキシブルプリント配線板２７を製造することができる。このようにして製造したリジットフレキシブルプリント配線板２７は、以下のような特徴、効果を有する。

（１）プリプレグ１６を積層するときにフレキ部とリジット部の境界部分においてプリプレグ１６が浸みだすのを防止する目的で、流動性の乏しいエポキシ樹脂をプリプレグ１６に用いる場合がある。このような場合に、従来のように保護用液状材料１５を全面に被覆したために回路パターンと基材との間に段差が生じている状態でエポキシ樹脂を積層すると、段差部分で樹脂のかすれが生じてしまったり、樹脂の間に気泡が残留してしまったりするという問題があった。しかし、本発明の方法では、保護用液状材料１５の積層前に予め写真技術を用いて位置合わせをして、回路パターンの隙間にのみ保護用液状材料１５を被覆するようにしたので、回路パターンと基材との間に段差が生じず、結果、プリプレグ１６に流動性の乏しいエポキシ樹脂を利用しても、樹脂のかすれや気泡の残留などの問題が発生することがない。

（２）また、上記のように、保護用液状材料１５の積層前に予め写真技術を用いて位置合わせを行うようにしたので、高密度高精度基板においてもスルーホールの形成位置を正確に把握して、その位置には保護用液状材料１５を塗布しないように構成することが可能となる。これにより、上記（１）の効果を生じさせると共に、貫通孔２２内に保護用液状材料１５が流出することによって生じる貫通孔２２の孔詰まり等の様々な問題を同時に解消することが可能となる。

（３）本発明の製造工程によれば、プリプレグ１６の積層と同時に、その外層に銅箔１７を積層するが、この銅箔１７は、図２（ｄ）（ｅ）において示す貫通孔２２及びホール２３の形成からメッキ処理完了までの間フレキ部の最外層に常に存在するため、銅箔１７が途中のデスミア処理やメッキ処理から保護用液状材料１５及びフレキ部とリジット部の境界面を保護する働きをし、保護用液状材料１５への浸食劣化や、フレキ部とリジット部の境界面への液の浸潤を防ぐことができる。

（ａ）〜（ｃ）は、本発明によるリジットフレキシブルプリント配線板の製造過程の状態を順次表した模式図である。 （ｄ）〜（ｆ）は、本発明によるリジットフレキシブルプリント配線板の製造過程の状態を順次表した模式図である。

符号の説明

１１…フレキシート、１２…回路パターン、１３…バンプ、１４…バンプ入り両面基板、１５…保護用液状材料、１６…プリプレグ、１７…銅箔、１８…治具板、１９…凸部、２０…樹脂シート、２１…金属板、２２…貫通孔、２３…ホール、２４…スルーホール、２５…メッキビア、２６…回路パターン、２７…リジットフレキシブルプリント配線板。

Claims (3)

1. フレキシートの少なくとも一方の面に回路パターンを形成する工程と、スルーホールを形成する部分を除いた回路パターンの隙間及びフレキ部を形成する部分に保護用液状材料を被覆する保護用液状材料被覆工程と、フレキ部を形成する部分をくり抜いたプリプレグと、このプリプレグの外層でリジット部とフレキ部の両方に積層する銅箔であって、リジット部、フレキ部及びこれらの境界部分において隙間なく積層させるため、プリプレグをくり抜いた部分の形状に合わせて屈曲させて構成した銅箔とをフレキ部の形状に合わせた凸部を有する治具板で挟み込んで積層する積層プレス工程と、貫通孔及び層間接続用のホールを形成する工程と、貫通孔及び層間接続用のホール部分にメッキ処理を行ってスルーホール及びメッキビアを形成するメッキ処理工程と、エッチングによって外層の銅箔の不要部分を除去する工程とによって製造することを特徴とするリジットフレキシブルプリント配線板の製造方法。
2. 保護用液状材料被覆工程は、回路パターン部分とスルーホールを形成する部分の周辺に保護用液状材料が塗布されないようにパターニングされたスクリーン製版をフレキシートに位置整合して、印刷によって保護用液状材料を被覆して、その後に硬化させるようにしたことを特徴とする請求項１記載のリジットフレキシブルプリント配線板の製造方法。
3. 保護用液状材料被覆工程は、フレキシート全体に露光現像型の保護用液状材料を全面塗布して仮硬化した後に、回路パターン部分とスルーホールを形成する部分の周辺が消去されるようにパターニングされたマスクフィルムにてフレキシートと位置整合し、露光、現像、本硬化を経て積層前のシートとするようにしたことを特徴とする請求項１記載のリジットフレキシブルプリント配線板の製造方法。

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