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WO2015155859A1 - 多層基板、及び、その製造方法 - Google Patents

多層基板、及び、その製造方法 Download PDF

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WO2015155859A1
WO2015155859A1 PCT/JP2014/060321 JP2014060321W WO2015155859A1 WO 2015155859 A1 WO2015155859 A1 WO 2015155859A1 JP 2014060321 W JP2014060321 W JP 2014060321W WO 2015155859 A1 WO2015155859 A1 WO 2015155859A1
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WO
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multilayer
layers
multilayer substrate
layer
flexible wiring
Prior art date
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PCT/JP2014/060321
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English (en)
French (fr)
Inventor
善洋 福島
浩二 加本
昭一 山田
Original Assignee
山一電機株式会社
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Publication date
Application filed by 山一電機株式会社 filed Critical 山一電機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits

Definitions

  • the present invention relates to a multilayer substrate and a manufacturing method thereof, and more particularly to a multilayer substrate capable of providing an arbitrary number of flexible wiring portions from an arbitrary layer of a multilayer structure and a manufacturing method thereof.
  • a flexible printed wiring board (FPC: Flexible Printed Circuit) is a printed wiring board (substrate) that can be bent using a thin insulating material.
  • substrate generally refers to a rigid wiring board (hard substrate).
  • the rigid wiring board is a hard board that forms a circuit and has a structure that does not bend.
  • rigid flexible wiring board in which a rigid wiring board and a flexible wiring board are combined.
  • Flexible wiring boards or rigid flexible wiring boards are thin and soft that can be bent and folded, enabling three-dimensional wiring and movable part wiring in equipment. For this reason, many flexible wiring boards or rigid flexible wiring boards are used in familiar electronic devices, and are indispensable for reducing the size and weight of electronic devices such as mobile phones and liquid crystal televisions. .
  • Cited Document 1 describes an invention of a flex-rigid multilayer wiring board in which an unnecessary portion of a rigid wiring board is removed, a flexible wiring portion is exposed, and a plurality of rigid wiring portions are connected via a flexible wiring portion. Yes.
  • Cited Document 2 describes an invention in which an element is mounted on a rigid part and any interior in a multilayer is exposed as a flexible wiring part.
  • each cited document 1 and 2 does not describe or suggest a multilayer rigid flexible wiring board capable of forming an arbitrary number of flexible wiring portions from an arbitrary layer of a multilayer substrate.
  • an object of the present invention is to provide a multilayer substrate capable of forming an arbitrary number of flexible wiring portions from an arbitrary layer, and a manufacturing method thereof.
  • a multilayer substrate according to the present invention is a multilayer substrate having a multilayer structure in which conductive layers and insulating layers are alternately stacked, and flexible wiring having an arbitrary number of layers from any layer of the multilayer structure. Forming a portion.
  • the flexible wiring part having an arbitrary number of layers may be plural.
  • the plurality of flexible wiring portions having an arbitrary number of layers may be provided in different layers that overlap each other.
  • the multilayer structure may be laminated by a bump buildup method without performing a plating process.
  • an opening may be provided in an arbitrary layer of the multilayer structure, and a polyimide or liquid crystal polymer coverlay may be provided in the opening to form a flexible structure having a plurality of the conductor layers.
  • the multilayer substrate may be a multilayer rigid flexible wiring board having a rigid wiring portion and a flexible wiring portion.
  • any number of rigid wiring portions may be formed from any layer of the multilayer structure.
  • the multilayer substrate may be a multilayer flexible wiring board having a plurality of flexible wiring portions.
  • microstrip structure or strip structure wiring may be possible on any layer.
  • a method for manufacturing a multilayer substrate according to the present invention is a method for manufacturing a multilayer substrate having a multilayer structure in which conductive layers and insulating layers are alternately stacked, and includes any layer of the multilayer structure.
  • the flexible wiring portion having an arbitrary number of layers is formed.
  • the flexible wiring part having an arbitrary number of layers may be plural.
  • the plurality of flexible wiring portions having an arbitrary number of layers may be provided in different layers that overlap each other.
  • the present invention it is possible to increase the degree of freedom in circuit design by forming an arbitrary number of flexible wiring portions from arbitrary layers of a multilayer structure, thereby achieving space saving and weight reduction.
  • a multilayer substrate that can be manufactured and a manufacturing method thereof can be provided.
  • 1 to 4 are conceptual diagrams of an example of a method for manufacturing a multilayer substrate according to the present invention.
  • a bump 103 is printed on a conductor 102 to form a wiring pattern for connecting two wiring layers in the internal circuit.
  • the bump is also a kind of via, and is called a bump in the manufacturing process and called a via after manufacturing.
  • Ag-based conductive resin is generally used as the bump 103 and copper is generally used as the conductor 102, but is not limited thereto.
  • thermoplastic resin 101 and the other conductor 102 are simultaneously laminated on the above-described conductor 102 on which the bump 103 is printed, thereby creating a prototype (not shown) of the double-sided board. To do.
  • thermoplastic resin 101 Although the liquid crystal polymer (LCP: Liquid Crystal Polymer (CTZ: manufactured by Kuraray Co., Ltd.) is used as the thermoplastic resin 101, it is not limited to this. In order to be compatible with high-speed transmission, excellent transmission characteristics of high-frequency signals, stable low reactance, excellent electrical signal transmission and conduction characteristics due to impedance and transmission loss are required. For this purpose, a material having stable and excellent electrical characteristics (for example, a low dielectric constant ( ⁇ ), a low dielectric loss tangent (tan ⁇ ), and a low moisture absorption) in the high frequency region is required.
  • ⁇ dielectric constant
  • tan ⁇ low dielectric loss tangent
  • moisture absorption low moisture absorption
  • thermoplastic resin 101 is not limited to the above materials as long as it satisfies such characteristics.
  • one conductor 102 indicated by the one-dot chain line of the original double-sided substrate described above is etched to form a circuit pattern 102 ', thereby creating a two-layer basic laminated unit 100.
  • the conductor 102 on the inner surface when being laminated is etched before the lamination, and the conductor 102 on the outer surface when being laminated is etched after the lamination. The same applies to the following steps.
  • FIG. 1 a process similar to that of the laminated unit 100 is performed to create another laminated unit (not shown), and then a bump 103 is printed on the circuit pattern 102 ′ on the etched surface to form a two-layer laminated structure. A unit 110 is created.
  • thermosetting resin 104 As an adhesive layer between the lamination unit 100 and the lamination unit 110 to form a four-layer lamination unit.
  • a thermosetting insulating resin film for adhesion (ADFEMA (registered trademark): manufactured by NAMICS Co., Ltd.) is used as the thermosetting resin 104, but it has low dielectric constant, low dielectric loss tangent, and low moisture absorption. Any other resin can be used.
  • the dielectric constant and dielectric loss tangent as in the case of the thermoplastic resin 101, for example, a dielectric constant of 4.0 or less and a dielectric loss tangent of 0.005 or less are generally required to support a signal frequency of 10 GHz.
  • the lamination press temperature of the thermosetting resin 104 is high and close to the heat deformation temperature of the thermoplastic resin 101, the thermoplastic resin 101 is deformed when the thermosetting resin 104 is laminated.
  • the laminating press temperature is preferably low.
  • the conductor 102 on the inner surface when the four-layer laminate unit formed by stacking the laminate unit 100 and the laminate unit 110 is laminated is etched to form a circuit pattern 102 ′.
  • the laminated unit 220 is created.
  • the same process as that of the laminated unit 110 is performed to create another two-layer laminated unit 230 having a different circuit pattern.
  • the four-layer laminate unit 220 and the two-layer laminate unit 230 are laminated by sandwiching the thermosetting resin 104 as an adhesive layer, thereby creating a six-layer laminate unit.
  • the conductor 102 on the inner surface when the 6-layer stacked unit formed by stacking the 4-layer stacked unit 220 and the 2-layer stacked unit 230 is stacked is etched to form a circuit pattern 102 ′.
  • the same process as that of the four-layer laminate unit 220 is performed to create another four-layer laminate unit having a different circuit pattern, and on the circuit pattern 102 ′ on the inner surface when the layers are laminated.
  • a bump 103 is printed on the substrate, and a laminated unit 350 is formed.
  • a 10-layer laminated unit 460 is formed by sandwiching a thermosetting resin 104 as an adhesive layer between a 6-layer laminated unit 340 and a 4-layer laminated unit 350.
  • etching is performed on the first and tenth conductors 102 which are the outermost surfaces to form a circuit pattern 102 ′, and finally, the surface is subjected to cover coating, plating, etc.
  • the production of the laminated substrate is completed.
  • stacking is not limited to this example, and two-layer, four-layer, and four-layer stack units may be created and stacked at the same time. Each of these layers may be formed and stacked, or two layers may be stacked in order, and the present invention is not limited to these examples.
  • a plating process necessary for a method such as laser via or through-hole is not required, so a thin multilayer substrate without a plating layer can be created.
  • thermosetting resin since the glass transition temperature of the thermosetting resin is higher than the laminating press temperature, the use of the thermosetting resin can reduce damage due to thermal history due to repeated lamination (sequential lamination) and each layer. Even if the thickness of the multi-layer substrate is reduced, the reliability can be kept high. Therefore, the multilayer substrate can be thinned by the build-up method.
  • thermosetting resins have low flame retardancy, it is difficult to satisfy flame retardancy standards such as UL (Underwriters Laboratories) when an insulating layer is formed only by thermosetting resins.
  • the flame retardancy standard such as UL can be satisfied by alternately laminating not only a low thermosetting resin but also a highly flame retardant thermoplastic resin.
  • thermoplastic resin 101 and the thermosetting resin 104 have stable and excellent electrical characteristics (for example, low dielectric constant, low dielectric loss tangent, and low moisture absorption) in the high frequency region, next-generation high-speed transmission. Can also respond.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a 10-layer rigid flexible wiring board 500 as an embodiment of the multilayer board of the present invention.
  • a 10-layer rigid flexible wiring board 500 includes 10 layers of conductors 502 of the conductive layers LY1 to LY10 and a thermoplastic resin 501 laminated between the conductors 502 of the adjacent conductive layers LY1, LY2, and the like. , A thermosetting resin 504 laminated between adjacent conductive layers LY2, LY3, and the like, and a via 503 connecting the conductors.
  • the thermoplastic resin 501 and the thermosetting resin 504 are alternately laminated between the conductors 502.
  • a liquid crystal polymer is used as the thermoplastic resin 501, but it is not limited thereto.
  • an adhesive thermosetting insulating resin film is used, but the present invention is not limited to this.
  • openings 502 and 507 are formed in the conductor 502 (conductive layers LY1 to LY3) and the conductor 502 (conductive layers LY8 to LY10).
  • a thermoplastic resin 501 is exposed as a cover lay 508 on the surfaces of the openings 506 and 507, and a flexible wiring portion 509 is formed.
  • a cover coat 505 is laminated on the surface of the conductor 502 (conductive layers LY1, LY10) other than the opening, and a rigid wiring portion 510 is formed.
  • the coverlay 508 is a soft film for protecting the surface of the flexible printed wiring portion 509.
  • thermoplastic resin 501 exposed on the surfaces of the openings 506 and 507, or the openings 506, Polyimide or the like pasted on 507 is used. Since the thermosetting resin 504 generally has low flame retardancy, it cannot be used as the coverlay 508.
  • the multilayer substrate of the present invention can freely form the rigid wiring portion and the flexible wiring portion of the rigid flexible wiring board, thereby increasing the degree of freedom in design.
  • substrate of this invention can be used also as a rigid wiring board or a flexible wiring board by selecting the above-mentioned preparation method.
  • the number of layers can also be changed.
  • 6 to 10 are views for explaining a first embodiment of the method for producing a multilayer substrate according to the present invention.
  • conductors 602 are formed on both surfaces of a thermoplastic resin 601 to produce a laminated unit 600.
  • a bump 603 is printed inside the thermoplastic resin 601 to form a wiring pattern that connects two wiring layers (conductive layers LY3, LY4, etc.).
  • the bump printing process is performed by the same method as the process shown in FIGS.
  • the conductor 602 on the inner surface when it is laminated is etched before lamination, and the conductor 602 on the outer surface when it is laminated is etched after lamination. Omitted.
  • the conductor 602 (conductive layers LY5, LY6) is formed on both surfaces of the thermoplastic resin 601, and the bumps 603 are printed on the surface on the conductor 602 (conductive layer LY5) side, thereby forming the laminated unit 610.
  • conductors 602 are formed on both surfaces of a thermoplastic resin 601 and an adhesive thermosetting resin 604 is disposed on the surface of the conductor 602 (conductive layer LY2).
  • thermosetting resin 604 when a flexible wiring portion 609 described later is to be formed, an opening is provided in the thermosetting resin 604, and a polyimide film or the like is disposed as a spacer 605 in the opening so that it can be peeled off after lamination. Keep it.
  • openings are provided in the thermosetting resin 604, the conductor 602 (conductive layer LY2), and the conductor 602 (conductive layer LY3) shown in FIG. 7B described later.
  • the above-described laminated units 600 and 610 are laminated with the thermosetting resin 604 for bonding, and bumps 603 are printed on the surface on the conductor 602 (conductive layer LY3) side, and the laminated unit 730 is printed.
  • conductors 602 are formed on both surfaces of the thermoplastic resin 601 and bumps 603 are printed on the surface on the conductor 602 (conductive layer LY8) side to create a laminated unit 740. To do.
  • conductors 602 are formed on both surfaces of the thermoplastic resin 601, and a thermosetting resin 604 for adhesion is disposed on the surface of the conductor 602 (conductive layer LY9).
  • a stacked unit 750 is created.
  • an opening is provided in the thermosetting resin 604 so that the surface of the thermoplastic resin 601 is exposed, and a polyimide film or the like is disposed as the spacer 605 in the opening. So that it can be peeled off after lamination.
  • openings are provided in the thermosetting resin 604, the conductor 602 (conductive layer LY9), and the conductor 602 (conductor layer LY8) shown in FIG. 7C described above.
  • a laminated unit 720 and a laminated unit 730 are laminated to create a laminated unit 860.
  • the laminated unit 740 and the laminated unit 750 are laminated, and the bump 603 is printed on the surface of the conductor 602 (conductive layer LY7), so that the laminated unit 870 is created.
  • the laminated unit 860 and the laminated unit 870 are laminated with the thermosetting resin 604 for adhesion interposed therebetween to form a 10-layer laminated unit 980.
  • the flexible opening is slit before the outer shape processing so that the lid can be removed.
  • a cover coating or plating process is performed, and then the cover is removed, the flexible wiring portion 609 is exposed, and a 10-layer rigid flexible wiring board 1090 is completed.
  • a thermoplastic resin 601, polyimide, or the like can be used as the coverlay 608 on the surface of the flexible wiring portion 609. Further, a portion other than the flexible wiring portion 609 becomes a rigid wiring portion 610.
  • FIG. 11 to FIG. 20 are diagrams for explaining a second embodiment of the multilayer substrate manufacturing method of the present invention.
  • conductors 1102 conductive layers LY5-LY6, LY7-LY8, LY9-LY10, LY11-LY12
  • conductors 1102 are laminated on both surfaces of a thermoplastic resin 1101 to produce laminated units 1100, 1110, 1120, 1130.
  • bumps 1103 are printed inside the thermoplastic resin 1101 to form a wiring pattern that connects two wiring layers (conductive layers LY5-LY6, etc.). The bump printing process is performed by the same method as the process shown in FIGS.
  • the conductor 1102 on the inner surface when the layers are stacked is etched before the layers are stacked to form the layers 1200, 1210, 1220, and 1230. Note that the conductor 1102 on the outer surface when stacked is etched after stacking.
  • bumps 1103 are printed on the surface of the laminated units 1210 and 1230 on the conductor 1102 (conductive layers LY7 and LY11) side, thereby creating laminated units 1210 ′ and 1230 ′.
  • a thermosetting resin 1304 for bonding is disposed between the multilayer units 1200 and 1210 ′ and between the multilayer units 1220 and 1230 ′.
  • lamination is performed between the above-described laminated units 1200 and 1210 ′ and between the laminated units 1220 and 1230 ′ by sandwiching them with an adhesive thermosetting resin 1304, and the surface conductor 1102 ( After etching the conductive layers LY5, LY8, LY9, LY12), a part of the thermoplastic resin 1101 sandwiched between the conductors 1102 (conductive layers LY7-LY8, LY11-LY12) is removed by a laser or the like. Thus, the stacked units 1400 and 1410 are created.
  • conductors 1102 conductive layers LY1-LY2-LY3-LY4, conductive layers LY13-LY14-LY15-LY16, conductive layers LY17-LY18-LY19-LY20
  • conductors 1102 conductive layers LY1-LY2-LY3-LY4, conductive layers LY13-LY14-LY15-LY16, conductive layers LY17-LY18-LY19-LY20
  • four-layer stacking units 1500, 1510 (not shown) and 1520 are prepared.
  • bumps 1103 are printed on the surface of the laminated units 1400, 1410, 1510, 1520 on the conductor 1102 (conductive layers LY5, LY9, LY13, LY17) side, and the laminated units 1400 ′, 1410 ′, 1510 ′, 1520 ′ are printed. create.
  • Thermosetting resin 1304 is disposed, and a polyimide film or the like is disposed as a spacer 1505 in a part thereof.
  • lamination is performed with a thermosetting resin 1304 for bonding and a spacer 1505 sandwiched between the lamination units 1500, 1400 ′, 1410 ′, 1510 ′, and 1520 ′, and then the conductor 1102 on the surface.
  • Etching is performed on the conductive layers LY1 and LY20 to form a circuit configuration, and a 20-layer stacked unit 1600 is formed.
  • the portions of the conductors 1102 (conductive layers LY1-LY5, conductive layers LY16-LY20) among the portions where the spacers 1505 of the 20-layer laminated unit 1600 are arranged are cut by laser to perform slit processing.
  • the lid can be removed after processing.
  • the multilayer unit 1600 is subjected to a cover coat or plating process, and after processing the outer shape, the surface layer portion cut by the laser in FIG. 17 is removed from the 20-layer multilayer unit 1600 to remove the lid. I do.
  • the rigid flexible wiring board 1900 has 20 layers of rigid wiring portions 1910 on the left side of the figure, and seven layers (conductive layers LY1-LY7) that are vertically superposed on the right side of the figure via three flexible wiring portions 1909 that are vertically superposed. ) Three rigid wiring portions 1910 having two layers (conductive layers LY10 to LY11) and five layers (conductive layers LY14 to LY18).
  • FIG. 20 shows a method of removing the inner layer spacer 1505.
  • a plurality of flexible wiring portions can be provided in another layer at a position where they overlap each other by opening the side of the product and removing the spacer 1505 in the inner layer after the outer shape processing.
  • the flexible wiring portion is disposed on any layer of the multilayer substrate. be able to.
  • even the spacer existing in the inner layer can be removed after the outer shape processing, so that a plurality of flexible wiring portions can be arranged in another layer at a position where they overlap each other.
  • the loss is reduced by the microstrip structure or the strip structure.
  • the GND pattern must be provided on the upper and lower layers, the arrangement of the wiring layer and the GND layer is fixed, and the wiring layer is limited. The degree of freedom of design was lowered.
  • the wiring layer can be arbitrarily set, and the degree of design freedom can be increased.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

　本発明の目的は、回路の設計の自由度を上げることができ、省スペース化、及び、軽量化を達成することができる多層基板、及び、その製造方法を提供することである。本発明の多層基板は、導電層と、絶縁層とを交互に積層する多層構造を有する多層基板において、多層構造の任意の層から任意の層数のフレキシブル配線部を形成することを特徴とする。

Description

多層基板、及び、その製造方法
　本発明は、多層基板、及び、その製造方法に関し、特に、多層構造の任意の層から任意の層数のフレキシブル配線部を設けることを可能とする多層基板、及び、その製造方法に関する。
　フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｐｒｉｎｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）は、薄い絶縁材を使用し、曲げることができる構造のプリント配線板（基板）である。一方、一般的に基板という場合には、リジッド配線板（硬質基板）を指す。リジッド配線板は、回路形成を行う硬いボードであり、曲がらない構造である。また、リジット配線板とフレキシブル配線板とを組み合わせた、リジットフレキシブル配線板も存在する。
　フレキシブル配線板、あるいは、リジットフレキシブル配線板は、曲げることや折ることができる薄くて柔らかい特性なので、機器内の三次元配線や可動部配線を可能にする。このため、フレキシブル配線板、あるいは、リジットフレキシブル配線板は、身近な電子機器に数多く使用されており、携帯電話や液晶テレビなどの電子機器の小型・軽量化には欠かせない存在となっている。
特開平８－２８８６５４号公報 特開２０００－５９０３２号公報
　従来のリジットフレキシブル配線板では、フレキシブル配線部となるフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）を形成後、リジット配線板でそのＦＰＣを挟んでいたため、任意の層に複数のＦＰＣを挟むことが困難であった。
　引用文献１には、リジット配線板の不要部を除去して、フレキシブル配線部を露出させ、複数のリジット配線部がフレキシブル配線部を介して連結されたフレックスリジット多層配線板の発明が記載されている。
　引用文献２には、リジット部に素子を実装し、多層中のいずれかの内装をフレキシブル配線部として露出させる発明が記載されている。
　しかしながら、各引用文献１、２には、多層基板の任意の層から任意の層数のフレキシブル配線部を形成することができる多層リジットフレキシブル配線板は、記載も示唆もされていない。
　従って、本発明は、任意の層から任意の層数のフレキシブル配線部を形成することができる多層基板、及び、そ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、本発明の多層基板は、導電層と、絶縁層とを交互に積層する多層構造を有する多層基板において、上記多層構造の任意の層から任意の層数のフレキシブル配線部を形成することを特徴とする。
　また、上記任意の層数のフレキシブル配線部は、複数であるものとしてもよい。
　また、上記複数の任意の層数のフレキシブル配線部は、上下に重なりあう位置の別の層に設けられるものとしてもよい。
　また、上記多層構造は、メッキ工程を行わず、バンプビルドアップ工法により積層されるものとしてもよい。
　また、上記多層構造の任意の層に開口部を設け、当該開口部にポリイミドまたは液晶ポリマーのカバーレイを設け、上記導体層を複数有するフレキシブル構造を形成するものとしてもよい。
　また、上記多層基板は、リジット配線部と、フレキシブル配線部を有する多層リジットフレキシブル配線板であるものとしてもよい。
　また、上記多層構造の任意の層から任意の層数のリジット配線部を形成するものとしてもよい。
　また、上記多層基板は、複数のフレキシブル配線部を有する多層フレキシブル配線板であるものとしてもよい。
　また、任意の層にマイクロストリップ構造、または、ストリップ構造の配線が可能であるものとしてもよい。
　上記課題を解決するために、本発明の多層基板の製造方法は、導電層と、絶縁層とを交互に積層する多層構造を有する多層基板の製造方法であって、上記多層構造の任意の層から任意の層数のフレキシブル配線部を形成することを特徴とする。
　また、上記任意の層数のフレキシブル配線部は、複数であるものとしてもよい。
　また、上記複数の任意の層数のフレキシブル配線部は、上下に重なりあう位置の別の層に設けられるものとしてもよい。
　本発明によれば、多層構造の任意の層から任意の層数のフレキシブル配線部を形成することにより、回路の設計の自由度を上げることができ、省スペース化、及び、軽量化を達成することができる多層基板、及び、その製造方法を提供することができる。
本発明の多層基板の製造方法の概念図である。 本発明の多層基板の製造方法の概念図である。 本発明の多層基板の製造方法の概念図である。 本発明の多層基板の製造方法の概念図である。 本発明の多層基板の一実施形態として、１０層のリジットフレキシブル配線板の模式図である。 本発明の多層基板の製造方法の第１の実施形態を説明する図である。 本発明の多層基板の製造方法の第１の実施形態を説明する図である。 本発明の多層基板の製造方法の第１の実施形態を説明する図である。 本発明の多層基板の製造方法の第１の実施形態を説明する図である。 本発明の多層基板の製造方法の第１の実施形態を説明する図である。 本発明の多層基板の製造方法の第１の実施形態を説明する図である。 本発明の多層基板の製造方法の第１の実施形態を説明する図である。 本発明の多層基板の製造方法の第１の実施形態を説明する図である。 本発明の多層基板の製造方法の第２の実施形態を説明する図である。 本発明の多層基板の製造方法の第２の実施形態を説明する図である。 本発明の多層基板の製造方法の第２の実施形態を説明する図である。 本発明の多層基板の製造方法の第２の実施形態を説明する図である。 本発明の多層基板の製造方法の第２の実施形態を説明する図である。 本発明の多層基板の製造方法の第２の実施形態を説明する図である。 本発明の多層基板の製造方法の第２の実施形態を説明する図である。 本発明の多層基板の製造方法の第２の実施形態を説明する図である。 本発明の多層基板の製造方法の第２の実施形態を説明する図である。 本発明の多層基板の製造方法の第２の実施形態を説明する図である。
　本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
　図１乃至図４は、本発明の多層基板の製造方法の一例の概念図である。
　図１において、まず、導体１０２上に、バンプ１０３を印刷することにより、内部回路のうち、２層の配線層を接続する配線パターンを形成する。
　２層以上の配線層を有する基板の所望の層にある配線パターンを相互に接続するための構造として、スルーホールとビアと呼ばれる２つがある。この２つは本質的に異なるものではなく、一般に、基板全体を貫通する孔を介する接続をスルーホール、多層板の層間について孔を介して接続する構造をビアと呼んでいる。従って、バンプもビアの一種であり、ここでは、製造工程ではバンプと呼び、製造後はビアと呼ぶ。また、図１において、バンプ１０３として、一般にＡｇ系導電性樹脂が使用され、導体１０２として、一般に銅が使用されるが、これには限定されない。
　次に、図１において、上述の導体１０２上に、バンプ１０３を印刷したものの上に、熱可塑性樹脂１０１と、もう１方の導体１０２を同時に積層し、両面基板の原型（不図示）を作成する。
　熱可塑性樹脂１０１として、液晶ポリマー（ＬＣＰ：Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｐｏｌｙｍｅｒ（ＣＴＺ：株式会社クラレ製））を使用しているが、これには限定されない。高速伝送対応とするためには、高周波信号の優れた伝送特性、安定した低いリアクタンス、インピーダンスおよび伝送損失による優れた電気信号の伝達・伝導特性が求められる。このためには、高周波領域で安定して優れた電気特性（例えば低誘電率（ε）、低誘電正接（ｔａｎδ）、低吸湿）を有する材料が必要になってくる。例えば、信号周波数１０ＧＨｚに対応するためには、一般に誘電率４．０以下、誘電正接０．００５以下程度が要求される。このため、熱可塑性樹脂１０１として、このような特性を満足するものであれば、上述の材料には、限定されない。
　図１において、上述の両面基板の原型の一点鎖線で示される一方の導体１０２をエッチングし、回路パターン１０２´を形成し、２層の基本の積層ユニット１００を作成する。なお、積層する際に内側になる面の導体１０２には、積層する前にエッチングを行い、積層する際に外側になる面の導体１０２には、積層後にエッチングを行う。以下の工程でも同様である。
　次に、図１において、積層ユニット１００と同様の工程を行い、別の積層ユニット（不図示）を作成した後、エッチングした面における回路パターン１０２´にバンプ１０３を印刷して、２層の積層ユニット１１０を作成する。
　次に、積層ユニット１００と、積層ユニット１１０との間に、接着層として熱硬化性樹脂１０４を挟んで積層し、４層の積層ユニットを作成する。熱硬化性樹脂１０４として、接着用熱硬化性絶縁樹脂フィルム（ＡＤＦＬＥＭＡ（登録商標）：ナミックス株式会社製）を使用しているが、低誘電率、低誘電正接、低吸湿の特性を有する熱硬化性樹脂であれば、他のものでも使用可能である。誘電率、誘電正接としては、熱可塑性樹脂１０１と同様に、例えば信号周波数１０ＧＨｚに対応するためには、一般に誘電率４．０以下、誘電正接０．００５以下程度が要求される。また、熱硬化性樹脂１０４の積層プレス温度が高く、熱可塑性樹脂１０１の熱変形温度に近いと、熱硬化性樹脂１０４の積層時に熱可塑性樹脂１０１が変形してしまうため、熱硬化性樹脂１０４の積層プレス温度は、低いものが望ましい。
　図２において、積層ユニット１００と、積層ユニット１１０とを積層して作成した４層の積層ユニットの積層する際に内側になる面の導体１０２をエッチングし、回路パターン１０２´を形成し、４層の積層ユニット２２０を作成する。
　次に、積層ユニット１１０と同様の工程を行い、回路パターンが異なる別の２層の積層ユニット２３０を作成する。続いて、４層の積層ユニット２２０と、２層の積層ユニット２３０との間に、接着層として熱硬化性樹脂１０４を挟んで積層し、６層の積層ユニットを作成する。
　図３において、４層の積層ユニット２２０と、２層の積層ユニット２３０とを積層して作成した６層の積層ユニットの積層する際に内側になる面の導体１０２をエッチングし、回路パターン１０２´を形成し、６層の積層ユニット３４０を作成する。
　次に、図３において、４層の積層ユニット２２０と同様の工程を行い、回路パターンが異なる別の４層の積層ユニットを作成し、その積層する際に内側になる面の回路パターン１０２´上にバンプ１０３を印刷し、積層ユニット３５０を作成する。
　図４において、６層の積層ユニット３４０と、４層の積層ユニット３５０との間に、接着層として熱硬化性樹脂１０４を挟んで積層し、１０層の積層ユニット４６０を作成する。
　この後、最も外側の面になった、１層目と１０層目の導体１０２にエッチングを行い、回路パターン１０２´を形成し、最後に表面にカバーコートやめっき処理などを行い、１０層の積層基板の製造が終了する。
　なお、積層の順序は、この例に限らず、２層、４層、及び、４層の積層ユニットをそれぞれ作成し、それを同時に積層するものとしても、２層、及び、８層の積層ユニットをそれぞれ作成し、それを積層するものとしても、２層ずつ順番に積層してもよく、これらの例にも限定されない。
　このように、バンプビルドアップ工法により積層基板を作成することにより、レーザービア、スルーホール等の工法で必要なメッキ工程が不要となるので、メッキ層のない薄型の多層基板を作成することができる。
　また、熱硬化性樹脂は、ガラス転移温度が積層プレス温度より高いので、熱硬化性樹脂を使用することにより、積層の繰り返し（順次積層）による熱履歴によるダメージを少なくすることができるとともに、各層を薄くしても信頼性を高く保つことができ、従ってビルドアップ工法による多層基板の薄型化を達成することができる。
　また、一般に熱硬化性樹脂は、難燃性が低いので、熱硬化性樹脂だけで絶縁層を構成するとＵＬ（Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒｓ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）等の難燃性の規格を満足することが難しいが、難燃性の低い熱硬化性樹脂のみではなく難燃性の高い熱可塑性樹脂を交互に積層することによりＵＬ等の難燃性の規格を満足することができる。
　また、熱可塑性樹脂１０１、及び、熱硬化性樹脂１０４は、双方、高周波領域で安定して優れた電気特性（例えば、低誘電率、低誘電正接、低吸湿）を有するので、次世代高速伝送にも対応することができる。
　図５は、本発明の多層基板の一実施形態として、１０層のリジットフレキシブル配線板５００の模式図である。
　図５において、１０層のリジットフレキシブル配線板５００は、導電層ＬＹ１～ＬＹ１０の１０層の導体５０２と、隣接する導電層ＬＹ１、ＬＹ２等の導体５０２相互間に積層された熱可塑性樹脂５０１、及び、隣接する導電層ＬＹ２、ＬＹ３等の相互間に積層された熱硬化性樹脂５０４と、各導体を接続するビア５０３とを備えている。熱可塑性樹脂５０１と、熱硬化性樹脂５０４は、導体５０２の間に交互に積層されている。ここでは、熱可塑性樹脂５０１として、液晶ポリマーが使用されるが、これには限定されない。また、熱硬化性樹脂５０４として、接着用熱硬化性絶縁樹脂フィルムが使用されるが、これには限定されない。
　リジットフレキシブル配線板５００には、導体５０２（導電層ＬＹ１～ＬＹ３）と、導体５０２（導電層ＬＹ８～ＬＹ１０）に開口部５０６、５０７が形成される。開口部５０６、５０７の表面には、熱可塑性樹脂５０１がカバーレイ５０８として露出され、フレキシブル配線部５０９が形成されている。また、開口部以外の導体５０２（導電層ＬＹ１、ＬＹ１０）の表面には、カバーコート５０５が積層され、リジット配線部５１０が形成されている。なお、カバーレイ５０８とは、フレキシブルプリント配線部５０９の表面保護用の柔らかいフィルムのことであり、ここでは、開口部５０６、５０７の表面に露出された熱可塑性樹脂５０１かあるいは、開口部５０６、５０７に後から貼り付けられたポリイミドなどが使用される。熱硬化性樹脂５０４は、一般に難燃性が低いため、カバーレイ５０８として使用できない。
　このように、本発明の多層基板は、リジットフレキシブル配線板のリジット配線部と、フレキシブル配線部を自由に形成できるので設計上の自由度が高められる。このため、本発明の多層基板は、上述の作成方法を選択することによりリジット配線板やフレキシブル配線板としても使用することができる。また、バンプによるビルドアップ工法で作成するため、層数を変更することもできる。
　図６乃至図１０は、本発明の多層基板の製造方法の第１の実施形態を説明する図である。
　図６において、まず、熱可塑性樹脂６０１の両面に導体６０２（導電層ＬＹ３、ＬＹ４）を形成して、積層ユニット６００を作成する。なお、熱可塑性樹脂６０１の内部には、バンプ６０３が印刷され、２層（導電層ＬＹ３、ＬＹ４等）の配線層を接続する配線パターンが形成される。このバンプ印刷の工程は、図１乃至図４で示した工程と同様の方法で行われる。また、積層する際に内側になる面の導体６０２には、積層する前にエッチングを行い、積層する際に外側になる面の導体６０２には、積層後にエッチングを行うが、ここでは、説明を省略する。
　次に、熱可塑性樹脂６０１の両面に導体６０２（導電層ＬＹ５、ＬＹ６）を形成し、導体６０２（導電層ＬＹ５）側の面にバンプ６０３を印刷して、積層ユニット６１０を作成する。
　図７Ａにおいて、熱可塑性樹脂６０１の両面に導体６０２（導電層ＬＹ１、ＬＹ２）を形成して、導体６０２（導電層ＬＹ２）の表面に接着用の熱硬化性樹脂６０４を配置し、積層ユニット７２０を作成する。
　なお、図７Ａにおいて、後述するフレキシブル配線部６０９を成形したい場合は、熱硬化性樹脂６０４に開口部を設け、その開口部にスペーサ６０５としてポリイミドフィルムなどを配置して、積層後に剥離できるようにしておく。ここでは、熱硬化性樹脂６０４、導体６０２（導電層ＬＹ２）、および、後述する図７Ｂに示す導体６０２（導電層ＬＹ３）に開口部を設ける。
　次に、図７Ｂにおいて、上述の積層ユニット６００、６１０を接着用の熱硬化性樹脂６０４で挟んで積層し、導体６０２（導電層ＬＹ３）側の面にバンプ６０３を印刷して、積層ユニット７３０を作成する。
　同様に、図７Ｃにおいて、熱可塑性樹脂６０１の両面に導体６０２（導電層ＬＹ７、ＬＹ８）を形成し、導体６０２（導電層ＬＹ８）側の面にバンプ６０３を印刷して、積層ユニット７４０を作成する。
　次に、図７Ｄにおいて、熱可塑性樹脂６０１の両面に導体６０２（導電層ＬＹ９、ＬＹ１０）を形成して、導体６０２（導電層ＬＹ９）の表面に接着用の熱硬化性樹脂６０４を配置し、積層ユニット７５０を作成する。上述のように、フレキシブル配線部６０９を成形したい場合は、熱硬化性樹脂６０４に熱可塑性樹脂６０１の表面が露出するように開口部を設け、その開口部にスペーサ６０５としてポリイミドフィルムなどを配置して、積層後に剥離できるようにしておく。ここでは、熱硬化性樹脂６０４、および、導体６０２（導電層ＬＹ９）、および、上述の図７Ｃに示した導体６０２（導体層ＬＹ８）に開口部を設ける。
　図８において、積層ユニット７２０と、積層ユニット７３０とを積層し、積層ユニット８６０を作成する。同様に、積層ユニット７４０と積層ユニット７５０とを積層し、導体６０２（導電層ＬＹ７）の表面にバンプ６０３を印刷し、積層ユニット８７０を作成する。
　図９において、積層ユニット８６０と積層ユニット８７０とを接着用の熱硬化性樹脂６０４を挟んで積層し、１０層の積層ユニット９８０を作成する。フレキシブル配線部６０９を設ける場合は、外形加工前にフレキシブル開口部にスリット加工を施し、蓋取りを行えるようにする。
　図１０において、最後にカバーコートやめっき処理を行い、その後蓋取りを行い、フレキシブル配線部６０９を露出させ、１０層のリジットフレキシブル配線板１０９０を完成させる。なお、フレキシブル配線部６０９の表面には、カバーレイ６０８として熱可塑性樹脂６０１、ポリイミドなどが使用できる。また、フレキシブル配線部６０９以外の部分は、リジット配線部６１０となる。
　図１１乃至図２０は、本発明の多層基板の製造方法の第２の実施形態を説明する図である。
　図１１において、まず、熱可塑性樹脂１１０１の両面に導体１１０２（導電層ＬＹ５－ＬＹ６、ＬＹ７－ＬＹ８、ＬＹ９－ＬＹ１０、ＬＹ１１－ＬＹ１２）を積層して、積層ユニット１１００、１１１０、１１２０、１１３０を作成する。なお、熱可塑性樹脂１１０１の内部には、バンプ１１０３が印刷され、２層（導電層ＬＹ５－ＬＹ６等）の配線層を接続する配線パターンが形成される。このバンプ印刷の工程は、図１乃至図４で示した工程と同様の方法で行われる。
　図１２において、積層する際に内側になる面の導体１１０２に、積層する前にエッチングを行い、積層ユニット１２００、１２１０、１２２０、１２３０を作成する。なお、積層する際に外側になる面の導体１１０２には、積層後にエッチングを行う。
　次に、図１３において、積層ユニット１２１０、１２３０の導体１１０２（導電層ＬＹ７、ＬＹ１１）側の面にバンプ１１０３を印刷し、積層ユニット１２１０´、１２３０´を作成する。次いで、積層ユニット１２００と１２１０´との間と、積層ユニット１２２０と１２３０´との間に接着用の熱硬化性樹脂１３０４を配置する。
　次に、図１４において、上述の積層ユニット１２００と１２１０´との間と、積層ユニット１２２０と１２３０´との間に、接着用の熱硬化性樹脂１３０４で挟んで積層し、表面の導体１１０２（導電層ＬＹ５、ＬＹ８、ＬＹ９、ＬＹ１２）に、エッチングを行った後、熱可塑性樹脂１１０１のうち導体１１０２（導電層ＬＹ７－ＬＹ８、ＬＹ１１－ＬＹ１２）に挟まれる部分の一部をレーザー等により除去して、積層ユニット１４００、１４１０を作成する。
　次に、図１５において、積層ユニット１４００、１４１０と同様に、導体１１０２（導電層ＬＹ１－ＬＹ２－ＬＹ３－ＬＹ４、導電層ＬＹ１３－ＬＹ１４－ＬＹ１５－ＬＹ１６、導電層ＬＹ１７－ＬＹ１８－ＬＹ１９－ＬＹ２０）を有する４層の積層ユニット１５００、１５１０（不図示）、１５２０（不図示）を作成する。続いて、積層ユニット１４００、１４１０、１５１０、１５２０の導体１１０２（導電層ＬＹ５、ＬＹ９、ＬＹ１３、ＬＹ１７）側の面にバンプ１１０３を印刷し、積層ユニット１４００´、１４１０´、１５１０´、１５２０´を作成する。次に、積層ユニット１５００と１４００´との間と、積層ユニット１４００´と１４１０´との間と、積層ユニット１４１０´と１５１０´との間と、積層ユニット１５１０´と１５２０´との間に接着用の熱硬化性樹脂１３０４を配置し、その一部にスペーサ１５０５としてポリイミドフィルムなどを配置する。
　次に、図１６において、積層ユニット１５００、１４００´、１４１０´、１５１０´、１５２０´の間に接着用の熱硬化性樹脂１３０４、及び、スペーサ１５０５を挟んで積層し、その後、表面の導体１１０２（導電層ＬＹ１、ＬＹ２０）にエッチングを行い、回路構成を行い、２０層の積層ユニット１６００を作成する。
　次に、図１７において、２０層の積層ユニット１６００のスペーサ１５０５の配置された部分のうち導体１１０２（導電層ＬＹ１－ＬＹ５、導電層ＬＹ１６－ＬＹ２０）の部分をレーザーによりカットして、スリット加工を施し、外形加工後に蓋取りを行えるようにする。
　次に、図１８において、まず積層ユニット１６００にカバーコートやめっき処理を行い、外形を加工した後、上述の図１７でレーザーによりカットした表層部分を２０層の積層ユニット１６００から除去し、蓋取りを行う。
　次に、図１９において、外部と内層のスペーサ１５０５（導電層ＬＹ４－ＬＹ５、ＬＹ８－ＬＹ９、ＬＹ１２－ＬＹ１３、ＬＹ１６－ＬＹ１７の部分）を除去し、２０層のリジットフレキシブル配線板１９００を完成させる。リジットフレキシブル配線板１９００は、図の左側に２０層のリジット配線部１９１０を有し、上下に重なる３つのフレキシブル配線部１９０９を介して、図の右側の上下に重なる７層（導電層ＬＹ１－ＬＹ７）、２層（導電層ＬＹ１０－ＬＹ１１）、５層（導電層ＬＹ１４－ＬＹ１８）の３つのリジット配線部１９１０を有する。
　なお、図２０に、内層のスペーサ１５０５を除去する方法を示す。図２０に示すように、外形加工後に内層にあるスペーサ１５０５を製品の横を開いて抜き取ることにより上下に重なりあう位置の別の層に複数のフレキシブル配線部を設けることができる。
　このように、多層基板の任意の位置にスペーサを配置して積層して、外形加工後にレーザーによりカットした表層部分とスペーサを除去することにより、多層基板の任意の層にフレキシブル配線部を配置することができる。また、上述のように内層に存在するスペーサでも外形加工後に除去できることにより、上下に重なりあう位置の別の層に複数のフレキシブル配線部を配置することもできる。
　次に、伝送路の低損失化について、説明する。伝送路の低損失化の条件として、以下の７項目がある。　
　１、低誘電率、低誘電正接の材料を使用する。　
　２、特性インピーダンスの整合がとれている。
　３、ライン幅を太くする。　
　４、配線長を短くする。　
　５、マイクロストリップ又はストリップ構造にする。　
　６、銅箔表面の凹凸を少なくする。　
　７、エッチングファクターを高くする。(銅箔断面を台形から四角形に近づける。)　
　これらの条件を多層リジットフレキシブル配線板に適用することにより、低損失の伝送を行うことが可能になる。特徴的な表現をすると、任意の層にフレキシブル配線部を設けることにより、低誘電率、低誘電正接である液晶ポリマーなどを使用したマイクロストリップ配線が可能となるため、ライン幅を太く設定することができ、低損失で高速な伝送を行うことができる。
　従来の多層基板では、マイクロストリップ構造やストリップ構造により損失の低減を行っていたが、上下層にＧＮＤパターンを設けなければならず、配線層やＧＮＤ層の配置が固定され、配線層が制限され、設計の自由度が下がっていた。
　しかし、本発明では任意の層にマイクロストリップ構造やストリップ構造の配線が可能であるため、配線層を任意に設定でき、設計の自由度を上げることができる。
　以上のように、本発明によれば、多層基板の多層構造の任意の層から任意の層数のフレキシブル配線部を形成することができることにより、回路の設計の自由度を上げることができ、省スペース化、及び、軽量化を達成することができる。
　１００、１１０、２２０、２３０、３４０、３５０、４６０、６００、６１０、７２０、７３０、７４０、７５０、８６０、８７０、９８０、１１００、１１１０、１１２０、１１３０、１２００、１２１０、１２２０、１２３０、１４００、１４１０、１５００、１５１０、１５２０、１６００　積層ユニット
　１０１、５０１、６０１、１１０１　熱可塑性樹脂
　１０２、５０２、６０２、１１０２　導体
　１０３、５０３、６０３、１１０３　バンプ（ビア）
　１０４、５０４、６０４、１３０４　熱硬化性樹脂
　５００、１０９０、１９００　リジットフレキシブル配線板
　５０５　カバーコート
　５０６、５０７　開口部
　５０８、６０８　カバーレイ
　５０９、６０９、１９０９　フレキシブル配線部
　５１０、６１０、１９１０　リジット配線部
　６０５、１５０５　スペーサ

Claims (12)

  1. 　導電層と、絶縁層とを交互に積層する多層構造を有する多層基板において、
    　前記多層構造の任意の層から任意の層数のフレキシブル配線部を形成することを特徴とする多層基板。
  2. 　前記任意の層数のフレキシブル配線部は、複数であることを特徴とする請求項１に記載の多層基板。
  3. 　前記複数の任意の層数のフレキシブル配線部は、上下に重なりあう位置の別の層に設けられることを特徴とする請求項２に記載の多層基板。
  4. 　前記多層構造は、メッキ工程を行わず、バンプビルドアップ工法により積層されることを特徴とする請求項１に記載の多層基板。
  5. 　前記多層構造の任意の層に開口部を設け、当該開口部にポリイミドまたは液晶ポリマーのカバーレイを設け、前記導体層を複数有するフレキシブル構造を形成することを特徴とする請求項１に記載の多層基板。
  6. 　前記多層基板は、リジット配線部と、フレキシブル配線部を有する多層リジットフレキシブル配線板であることを特徴とする請求項１乃至５に記載の多層基板。
  7. 　前記多層構造の任意の層から任意の層数のリジット配線部を形成することを特徴とする請求項６に記載の多層基板。
  8. 　前記多層基板は、複数のフレキシブル配線部を有する多層フレキシブル配線板であることを特徴とする請求項１乃至５に記載の多層基板。
  9. 　任意の層にマイクロストリップ構造、または、ストリップ構造の配線が可能であることを特徴とする請求項１に記載の多層基板。
  10. 　導電層と、絶縁層とを交互に積層する多層構造を有する多層基板の製造方法であって、
    　前記多層構造の任意の層から任意の層数のフレキシブル配線部を形成することを特徴とする多層基板の製造方法。
  11. 　前記任意の層数のフレキシブル配線部は、複数であることを特徴とする請求項１０に記載の多層基板の製造方法。
  12. 　前記複数の任意の層数のフレキシブル配線部は、上下に重なりあう位置の別の層に設けられることを特徴とする請求項１１に記載の多層基板の製造方法。
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