(57)【要約】【課題】耐屈曲性に優れるケーブル部分を有し、薄くかつ高密度な部品実装に対応可能な多層フレキシブルプリント配線板およびその製造方法を提供すること。【解決手段】絶縁ベース材５の少なくとも一方の面に導電パターン６が形成された内層配線体１１１，１２１，１３１を利用して形成された、実装部およびケーブル部を有する多層フレキシブル配線板において、前記実装部は、剛性材と接着性樹脂との複合体層４が前記導電パターン１を被覆するように形成され、前記ケーブル部は、前記剛性材を含まない接着剤層３が形成され、前記複合体層および前記接着剤層における前記導電パターンと接しない面が１枚の連続する絶縁フィルム２で被覆される、ことを特徴とする多層フレキシブル配線板、およびその製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁フィルムの少なくとも一方の面に導電パターンが形成された内層配線体を利用して形成された、実装部およびケーブル部を有する多層フレキシブル配線板において、
前記実装部は、剛性材と接着性樹脂との複合体層が前記導電パターンを被覆するように形成され、
前記ケーブル部は、前記剛性材を含まない接着剤層が形成され、
前記複合体層および前記接着剤層における前記導電パターンと接しない面が１枚の連続する絶縁フィルムで被覆される、
ことを特徴とする多層フレキシブル配線板。
【請求項２】
請求項１記載の多層フレキシブル配線板において、
前記複合体層は、ガラスクロスと接着性樹脂との複合体としてのプリプレグ層であることを特徴とする多層フレキシブル配線板。
【請求項３】
請求項２記載の多層フレキシブル配線板において、
前記プリプレグ層と前記絶縁フィルムとの間に、更なる内層導電パターンが形成されたことを特徴とする多層フレキシブル配線板。
【請求項４】
絶縁フィルムの一方の面に導電層が、他方の面に剛性材と接着性樹脂との複合体層および前記剛性材を含まない前記接着性樹脂による接着層が形成された外層積層材を用意し、
絶縁ベース材の少なくとも一面に導電パターンが形成された内層配線体を用意し、
前記内層配線体の少なくとも一面に、少なくとも一つの前記外層積層材を前記複合体および前記接着層を有する面と重ね合わせて積層することにより積層配線板を形成し、
前記積層配線板にビアおよびスルーホールの少なくとも一方を形成し、
前記積層配線板に必要なめっき層を形成し、
前記接着層が形成された部分に対応する部分の前記めっき層を除去してケーブル部を形成する
実装部とケーブル部とを有する多層フレキシブル配線板の製造方法。
【請求項５】
絶縁フィルムの一方の面に導電層が形成された外層積層材を用意し、
絶縁ベース材の少なくとも一面に導電パターン、ならびにこの導電パターンに重ねて剛性材と接着性樹脂との複合体層および前記剛性材を含まない前記接着性樹脂による接着層が形成された内層配線体を用意し、
前記内層配線体の少なくとも一面に、少なくとも一つの前記外層積層材を前記複合体および前記接着層を有する面と重ね合わせて積層することにより積層配線板を形成し、
前記積層配線板にビアおよびスルーホールの少なくとも一方を形成し、
前記積層配線板に必要なめっき層を形成し、
前記接着層が形成された部分に対応する部分の前記めっき層を除去してケーブル部を形成する
実装部とケーブル部とを有する多層フレキシブル配線板の製造方法。
【請求項６】
絶縁フィルムの一方の面に導電層、およびこの導電層を覆う剥離可能なカバーが設けられ、他方の面に剛性材と接着性樹脂との複合体層および前記剛性材を含まない前記接着性樹脂による接着層が形成された外層積層材を用意し、
絶縁ベース材の少なくとも一面に導電パターンが形成された内層配線体を用意し、
前記内層配線体の少なくとも一面に、前記外層積層材を前記複合体および前記接着層を有する面と接するように積層することにより積層配線板を形成し、
前記積層配線板にビアおよびスルーホールの少なくとも一方を形成し、
前記積層配線板に必要なめっき層を形成し、
前記接着層が形成された部分に対応する部分の前記めっき層を除去してケーブル部を形成する
実装部とケーブル部とを有する多層フレキシブル配線板の製造方法。
【請求項７】
請求項４ないし６の何れかに記載の多層フレキシブル配線板の製造方法において、
前記複合体層として、ガラスクロスと接着性樹脂との複合体としてのプリプレグ層を用いて前記外層積層材を形成することを特徴とする多層フレキシブル配線板。
【請求項８】
請求項７記載の多層フレキシブル配線板の製造方法において、
前記プリプレグ層と前記絶縁フィルムとの間に、更なる導電パターンを配して前記積層配線板を形成することを特徴とする多層フレキシブル配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐屈曲性に優れるケーブル部分を有し、薄くかつ高密度な部品実装に対応可能な多層フレキシブルプリント配線板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やデジタルカメラ、ノートパソコンなどに代表されるモバイル電子機器には、軽薄短小化が特に強く要求されている。そのため、モバイル電子機器を軽薄短小化し、かつ使い易くするためには、折り畳み型やスライド型などの筺体デザインが多く採用されている。
【０００３】
このような優れたデザインの実現には、折り畳み動作やスライド動作で稼動するヒンジ構造と、そのヒンジ構造の内部を通して電気信号を伝送できる配線が必要である。
【０００４】
稼動するヒンジ内部の電気信号の伝送には、動的屈曲状態でも信号伝送が可能なフレキシブルプリント配線板が主に用いられており、ヒンジ部に使用されるフレキシブルプリント配線板には、１０万回レベルの繰り返しの屈曲動作において、機械的、電気的に耐えることが要求されている。
【０００５】
一方、モバイル電子機器では、高画質の静止画/動画データなど、処理するデータのサイズは急速に大きくなっており、また情報処理の高速化も求められている。一方で、高度な機能を有する半導体を低コストに提供するために半導体の微細化が進み、合わせてBGA、CSPなどの半導体パッケージも小型化している。BGA・CSPのバンプピッチも、ピッチ0.8mm、0.5mm、0.4mm、0.3mmと小さくなってきており、フレキシブルプリント配線板を含む配線板には、上記の狭ピッチの半導体の半導体パッケージを実装できることが必須として求められてきている。
【０００６】
さらに、モバイル電子機器には、モバイルするための軽薄短小化が非常に強く求められており、使用される基板自体にも0.1mm単位、１g単位での薄型軽量化が常に求められている。
【０００７】
上記を纏めると、現在および将来において、フレキシブルプリント配線板には、以下の３つの条件を満たすことが必要となっている。
1) 耐屈曲性を有するフレキシブルな電気配線ケーブル部を有すること。
2) 高密度な狭ピッチの半導体パッケージを実装できること。
3) 薄型軽量であること。
【０００８】
現在、耐屈曲性を有するフレキシブルなケーブル部を形成し、かつ高密度なCSPを実装するための多層FPCの構造としては、図６に示す構造が用いられている。
【０００９】
この図６に示すように、従来の多層フレキシブル配線板の構造においては、耐屈曲性を有するフレキシブルなケーブル部を形成するため、ケーブル部となる内層FPCのカバーにカバーフィルムを用いており、またCSP等の高密度パッケージを実装可能とする配線設計のビルドアップ層の形成を、先述の内層カバーフィルム上の上に更にプリプレグ層等の積層接着剤を用いて片面FPCや両面FPCを積層、ビア加工を行なう構造としている。
【００１０】
しかし、上記の従来構造には以下の課題がある。
(1) 実装部となるビルドアップ部の厚みが厚くなり、基板の軽薄短小化を妨げている。
(2) ビルドアップ部が厚いためレーザーにてビアを形成する際、レーザー加工に時間がかかるばかりでなく、ビア深さが深くなるため、ビアめっきにも時間がかかる。
(3) またビアフィルをめっきしない場合、ビア中の空洞の体積が増えることより、ビア穴上で部品実装を行うビアオンチップの際に、部品に付くべきはんだがビア穴に喰われてはんだ接続が不均一になる現象や、ボイド残りといった、実装品質上好ましくない現象が発生し易くなっている。
【特許文献１】特許第2708980号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記特許文献１には、多層フレキシブル配線板を薄く低コストにするための発明がなされている。しかし、薄型の多層フレキシブル配線板に求められる実装部分の剛性とケーブル部分の柔らかさおよび耐屈曲性との両立については一切言及されておらず、また解決策が示されていない。
【００１２】
本発明は上述の点を考慮してなされたもので、耐屈曲性に優れるケーブル部分を有し、薄くかつ高密度な部品実装に対応可能な多層フレキシブルプリント配線板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的達成のため、本願では、次の物および製法の発明を提供する。
【００１４】
まず物の発明として、請求項１記載の、
絶縁ベース材の少なくとも一方の面に導電パターンが形成された内層配線体を利用して形成された実装部およびケーブル部を有する多層フレキシブル配線板において、
前記実装部は、剛性材と接着性樹脂との複合体層が前記導電パターンを被覆するように形成され、
前記ケーブル部は、前記剛性材を含まない接着剤層が形成され、
前記複合体層および前記接着剤層における前記導電パターンと接しない面が１枚の連続する絶縁フィルムで被覆される、
ことを特徴とする多層フレキシブル配線板、
があり、次に製法の発明として、請求項４ないし６記載の発明がある。
【００１５】
すなわち、
(a)請求項４記載の、
絶縁フィルムの一方の面に導電パターンが、他方の面に剛性材と接着性樹脂との複合体層および前記剛性材を含まない前記接着性樹脂による接着層が形成された外層積層材を用意し、
絶縁ベース材の少なくとも一面に導電層が形成された内層配線体を用意し、
前記内層配線体の少なくとも一面に、少なくとも一つの前記外層積層材を前記複合体および前記接着層を有する面と重ね合わせて積層することにより積層配線板を形成し、
前記積層配線板にビアおよびスルーホールの少なくとも一方を形成し、
前記積層配線板に必要なめっき層を形成し、
前記接着層が形成された部分に対応する部分の前記めっき層を除去してケーブル部を形成する
実装部とケーブル部とを有する多層フレキシブル配線板の製造方法、
であり、
(b)請求項５記載の、
絶縁フィルムの一方の面に導電層が形成された外層積層材を用意し、
絶縁ベース材の少なくとも一面に導電パターン、ならびにこの導電パターンに重ねて剛性材と接着性樹脂との複合体層および前記剛性材を含まない前記接着性樹脂による接着層が形成された内層配線体を用意し、
前記内層配線体の少なくとも一面に、少なくとも一つの前記外層積層材を前記複合体および前記接着層を有する面と重ね合わせて積層することにより積層配線板を形成し、
前記積層配線板にビアおよびスルーホールの少なくとも一方を形成し、
前記積層配線板に必要なめっき層を形成し、
前記接着層が形成された部分に対応する部分の前記めっき層を除去してケーブル部を形成する
実装部とケーブル部とを有する多層フレキシブル配線板の製造方法、
であり、
(c)請求項６記載の、
絶縁フィルムの一方の面に導電層、およびこの導電層を覆う剥離可能なカバーが設けられ、他方の面に剛性材と接着性樹脂との複合体層および前記剛性材を含まない前記接着性樹脂による接着層が形成された外層積層材を用意し、
絶縁ベース材の少なくとも一面に導電パターンが形成された内層配線体を用意し、
前記内層配線体の少なくとも一面に、前記外層積層材を前記複合体および前記接着層を有する面と接するように積層することにより積層配線板を形成し、
前記積層配線板にビアおよびスルーホールの少なくとも一方を形成し、
前記積層配線板に必要なめっき層を形成し、
前記接着層が形成された部分に対応する部分の前記めっき層を除去してケーブル部を形成する
実装部とケーブル部とを有する多層フレキシブル配線板の製造方法、
である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は上述のように、実装部を構成する絶縁フィルムおよび接着剤の層数を減らすことができ、基板の薄型化が容易となる。この結果、層間導通のためのビア加工用のレーザー穴開け加工やビアめっき、ビアフィルめっきのための加工時間およびコストを削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図１ないし図６に基づいて本発明の実施形態について説明する。図１および図２は、本発明に係る多層フレキシブル配線板の２つの構造例を示している。図３ないし図６は、本発明に係る４つの製造方法例を示している。
【００１８】
（第１の構造例）
図１に本発明の基本構造の一つとなる、４層構造による多層フレキシブルプリント配線板の断面構造を示す。
【００１９】
（第２の構造例）
図２に本発明の基本構造の他の一つとなる、６層構造による多層フレキシブルプリント配線板の断面構造を示す。
【００２０】
（製造方法）
図３ないし図６に、本発明による多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す。
【００２１】
（製造方法１）
図３は、本発明に係る製造方法の第１の実施例を示している。この第１の実施例は、下記(1)ないし(5)の工程により構成される。
(1) 絶縁フィルム２の片側に導電金属箔１が形成され、絶縁フィルム２を挟んで導電金属箔１とは反対側の面上で、少なくとも実装部の構成要素となる部分には剛性材としてのガラスクロスおよび接着性樹脂を構成要素とするプリプレグ層４が形成され、ケーブル部の構成要素となる部分にはガラスクロスを構成要素として含まない有機接着剤３が形成されている外層積層材１１１を用意する。
絶縁フィルム２の材質としては、ポリイミド、ポリアミド、LCP(液晶ポリマー)、PEN（ポリエチレンナフタレート）、などのフレキシブルプリント配線板で使用される絶縁フィルムを用いることができる。導電金属箔１の材質としては、各種圧延銅箔、電解銅箔が可能である。
接着剤３の材質としては、片面FPCや両面FPCを製造する際に用いるカバーフィルム用接着剤などの、ガラスクロスを含まず曲げ易く耐屈曲性に優れる接着材が利用可能である。プリプレグ層４としては、ガラスクロスを含むエポキシ系やイミド系、BTレジン（登録商標）系等のプリプレグが利用可能である。
(2) 絶縁ベース材５に導電パターン６が形成された内層配線体１１２を用意する。
(3) この内層配線体１１２の導電パターン面と、上記工程(1)により形成された外層積層材１１１のリリースを剥離した接着剤面とが対面する向きに重ね合わせて、内層配線体１１２と外層積層材１１１とを真空ラミネートプレスで積層して積層配線板１００を形成する。
(4) 上記工程(3)で作製した積層配線板１００の導電層１のある面から、導電層１、絶縁フィルム２およびプリプレグ層４をCO2レーザー等で部分的に除去し、内層配線体１１２の上に形成された導電パターン６の表面を露出させる。
次いで、デスミア処理などの必要なクリーニング工程を経てビアとする下穴７を形成する。レーザー加工と前後して、ドリル加工によるスルーホールの下穴７の加工およびデスミア処理を行うことも可能である。
(5) 上記工程(4)の後、積層配線板１００の露出面に導電化処理および電解銅めっき等を行い、めっき層８を形成する。このめっき層８が、ビアやスルーホールの層間導通を行う。めっきとして、ビアフィルめっきや、スルーホールフィルめっきなどの、フィルドめっき技術を用いることで、ビア穴内及びスルーホール穴内を導電金属で埋めることも可能である。
【００２２】
上記工程(5)の積層配線板１００のケーブル部に相当するめっき層８の上に、エッチング用のドライフィルム（図示せず）を形成し、不要の金属部分をエッチングにより除去して導電層８を形成する。
【００２３】
この最外層の導電層８の形成方法としては、先の工程(4)の後、セミアディティブ用のめっきレジストにて逆パターンを形成し、電気銅めっきで導電パターンおよび層間導通路を同時に形成し、先の金属層１を、ソフトエッチングにより除去して形成することも可能である。
【００２４】
この後、実装部の導電層８の上に、ソルダーレジストを形成し、金めっきやはんだめっき等の必要な表面処理を施した後、部品実装する。
【００２５】
（製造方法１の効果）
これらの特徴により、製造方法１は次のような効果を有する。
【００２６】
まず、実装部となるビルドアップ部の絶縁材の材料構成層数を減らすことができ、基板の薄型化が容易となる。
【００２７】
また、ビルドアップ部絶縁材をより薄くできることは、層間導通のためのビア加工用のレーザー穴開け加工やビアめっき、ビアフィルめっきのための加工時間およびコストの削減を可能とする。
【００２８】
さらに、ビアフィルめっきや穴埋めを行わない場合の、ビア中の空洞の体積を減らすことができ、ビア穴上で部品実装を行うビアオンチップの際に、部品に付くべきはんだがビア穴に喰われてはんだ接続が不均一になる現象や、ボイド残りといった、実装品質上好ましくない現象を減らす効果が期待できる。
【００２９】
さらにこの製造方法においては、ガラスクロスを含む高剛性なプリプレグ層の厚みおよび適用箇所を最適化することで、多層フレキシブル基板の製造工程をロールツーロール化できるようになり、多層フレキシブル配線板の製造工程の自動化、歩留まりの向上および低コスト化が可能となる。
【００３０】
（製造方法２）
図４は、本発明に係る製造法の第２の実施例を示している。この第２の実施例は、下記(1a)ないし(6)の工程により構成される。
(1a) 絶縁フィルム２の片側に導電パターン１としての金属箔が形成された外層積層材１２１を用意する。絶縁フィルム２の材質としては、ポリイミド、ポリアミド、LCP、PEN、などのフレキシブルプリント配線板で用いられる絶縁フィルム材の適用が可能である。導電金属箔１の材質としては、各種圧延銅箔、電解銅箔が可能である。
(2a) 導電パターン１が形成された内層配線体１２２の導電パターン面の、少なくとも実装部となる部分には、剛性材としてのガラスクロスおよび接着性樹脂を構成要素とするプリプレグ層４が形成され、少なくともケーブル部の構成要素となる部分にはガラスクロスを構成要素として含まない接着性樹脂３が形成されている内層配線体１２２を用意する。
(3) 上記内層配線体１２２上に、外層積層材１２１を、真空熱プレス等で積層する。
(4) 上記工程(3)における外層積層材１２２の最外層の導電層１の面から、導電層（金属箔）１と絶縁フィルム２および接着剤層３をCO2レーザー等で部分的に除去し、内層配線体１２２に形成された導電パターン６の表面を露出させ、ビアとなる下穴７を形成する。レーザー加工と前後して、ドリル加工によるスルーホールの下穴加工を行うこともできる。
(5) 上記工程(4)の後、デスミア処理などの必要なクリーニング工程を実施した後、さらに導電化処理および電解銅めっきを行い、めっき層８を形成し、層間導電構造であるビアやスルーホールを形成する。めっき方法として、いわゆるビアフィルめっきや、スルーホールフィルめっきなどの、フィルドめっき技術を用いることで、ビア穴内及びスルーホール穴内を導電金属で埋めることも可能である。
(6) 上記工程(5)の積層配線板１００のめっき層８の上に、エッチング用のドライフィルムを形成し、不要の金属部分をエッチング除去し、導電パターン８を形成する。
【００３１】
（製造方法２の効果）
この後、部品実装部の導電パターン８の上に、ソルダーレジストを形成し、金めっきやはんだめっき等に必要な表面処理を施した後、部品実装することが可能である。これらの特徴により、図３で説明した製造方法１と同等の効果を有する。
【００３２】
（製造方法３）
図５は、本発明に係る製造方法の第３の実施例を示している。この第３の実施例は、下記の工程により構成される。
【００３３】
この図５に示した実施例では、図３の工程(1)で用いた導電パターン１に替えていわゆる剥離可能な（「ピーラブル」と呼ばれる）金属箔を用いる。この金属箔は、薄い導電金属箔のハンドリング性を向上させるために、薄い金属箔とそのカバーとしての厚い金属箔が積層され、必要に応じて厚い金属箔を容易に剥離除去できる多層構造の積層金属箔として構成されている。
【００３４】
工程(1b)では、絶縁フィルム２の一方の面に、導電パターン１となる薄い金属箔およびカバー９としての厚い金属箔が積層され、他方の面に、少なくとも実装部の構成要素となる部分には剛性材としてのガラスクロスおよび接着性樹脂を構成要素とするプリプレグ層４が形成され、ケーブル部の構成要素となる部分には剛性材であるガラスクロスを構成要素として含まない有機接着剤３が形成されている外層積層材１３１を用意する。
【００３５】
工程(2)は、内層配線体１３２を形成する工程であり、製造方法１における工程(2)と同じである。
【００３６】
工程(3-1)および(3-2)は、製造方法１および同２における工程(3)に相当するが、外層積層材１３１としてピーラブルな材料を用いており、その剥離前後を示すために２工程として図示している。
【００３７】
図５の工程(4)以降は、図３および図４の工程(4)以降と同様である。
【００３８】
（製造方法３の効果）
製造方法３では、製造工程でハンドリングして形成できるめっき前の最外層銅箔の厚みを製造方法１に比較して薄くできるため、レーザー加工の負荷の低減、めっき後の導体総厚の低減によりサブトラクティブ法での微細パターンの加工性の向上、まためっき前の銅箔をセミアディティブ法のシード層として用いることで、セミアディティブ法による微細配線およびビアを同時めっき形成した後の、シード層のソフトエッチング除去がより効率的に行える。
【００３９】
図６は、本発明に係る製造方法の第４の実施例を示している。この第４の実施例は、下記の工程により構成される。
【００４０】
工程(1)では、製造方法１の工程(1)と同じ外層積層材１４１を用意する。
【００４１】
工程(2b)では、図３に示した製造方法１の内層配線体１１２に替えて層間導通をスルーホールで形成した内層配線体１４２を用意する。
【００４２】
工程(3)では、外層積層材１４１と内層配線体１４２とを製造方法１の工程３と同様に積層し、積層配線板１００を形成する。
【００４３】
工程(4b)では、積層配線板１００を構成する内層配線体１４２のスルーホールの中心位置に合わせて外層積層材１４１に層間導通用の下穴７を、図３に示した製造方法１の工程４と同様にレーザー加工により形成する。
【００４４】
工程(5)以降は、図３ないし図５の工程(5)以降と同様である。
【００４５】
（製造方法４の効果）
製造方法４では、層間導通構造として最外層間をスルーホールで導通する、いわゆる貫通スルーホール構造の下穴を、ドリル加工ではなくレーザー加工で形成できる。これにより、ビアと貫通スルーホールとを混在させた設計も可能となり、配線板設計の自由度を増すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る多層フレキシブル配線板の第１の実施例の構造を示す断面図。
【図２】本発明に係る多層フレキシブル配線板の第２の実施例の構造を示す断面図。
【図３】本発明に係る製造方法の第１の実施例を示す工程図。
【図４】本発明に係る製造方法の第２の実施例を示す工程図。
【図５】本発明に係る製造方法の第３の実施例を示す工程図。
【図６】本発明に係る製造方法の第４の実施例を示す工程図。
【図７】従来の構造を示す断面構成図。
【符号の説明】
【００４７】
１  導電パターン（導電箔）、２  絶縁フィルム、３  接着剤層、４  プリプレグ層、
５  絶縁ベース材、６  導電パターン、７  ビア下穴、８  導電パターン、９  導電パターン、
１００  積層配線板、１１１,１２１,１３１,１４１  外層積層材、
１１２,１２２,１３２,１４２  内層配線体。
【図１】
2010140989.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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