(57)【要約】【課題】特に層間接続にソルダリング技術を適用可能とし大量生産に好適する両面フレキシブル配線基板の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】両面フレキシブル配線基板の製造方法は、可撓性の絶縁基板１ａの両面を挟んで設けられ各々パターニングされた単位対をなす第１及び第２回路配線層２ａ、３ａを形成する工程と、少なくとも前記第１回路配線層２ａの表面にソルダリング用のマスク層Ｍ１を被覆する工程と、前記絶縁基板１ａ及び前記各層を貫通する貫通孔Ｈを形成する工程と、前記貫通孔Ｈ内に溶融はんだ６を流入かつ充填して前記第１、第２回路配線層相互を接続する層間導電ビアＶを形成する工程とを備えていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性の絶縁基板の両面を挟んで設けられ各々パターニングされた単位対をなす第１及び第２回路配線層を形成する工程と、少なくとも前記第１回路配線層の表面にソルダリング用のマスク層を被覆する工程と、前記絶縁基板及び前記各層を貫通する貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔内に溶融はんだを流入かつ充填して前記第１、第２回路配線層相互を接続する層間導電ビアを形成する工程とを備えていることを特徴とする両面フレキシブル配線基板の製造方法。
【請求項２】
ウエーブソルダリング法により噴流された溶融はんだを、前記第１回路配線層側から前記貫通孔内に流入かつ充填して前記層間導電ビアを形成することを特徴とする請求項１に記載の両面フレキシブル配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記第１及び第２回路配線層の各表面にソルダリング用のマスク層を被覆した両面フレキシブル配線基材を、溶融はんだ浴槽に浸漬することによって前記貫通孔内に溶融はんだを流入かつ充填して前記層間導電ビアを形成することを特徴とする請求項１に記載の両面フレキシブル配線基板の製造方法。
【請求項４】
相互離間する第１、第２リール間で巻き取り可能なテープ状の可撓性の絶縁基板の両面に、前記第１及び第２回路配線層の単位対をテープ長方向に沿って複数配列してなる一連の第１及び第２回路配線層群を形成する工程と、前記一連の第１、第２回路配線層群に対して各単位対毎に前記貫通孔形成、前記マスク層被覆及び前記貫通孔内への溶融はんだ充填を施して層間導電ビアを形成する工程と、前記絶縁基板を前記単位対毎に切り離す工程とを備えていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の両面フレキシブル配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は両面フレキシブル配線基板の製造方法に関し、特に層間接続に係わる製造工程の簡略化に適した両面フレキシブル配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、電子機器の小型化、軽量化、高機能化の要求に伴って、電子機器に装着されるプリント基板は、基板間の電気信号の増加に対応するために、三次元的に活用可能な形態の多層配線基板を採用する傾向が益々高まってきている。また、基板内の電気信号経路を小スペース内に収めなければならず、基板内の回路配線層をより狭ピッチにする必要があり、回路配線層自身のファインパターン化が益々要求されてきている。
【０００３】
そして、折り畳み式携帯電話機やデジタルカメラ等のように狭隘なスペースを有する機器に収納される多層配線基板としては、折り畳み収納が可能で収納後の電子機器の機械的操作に追従してフレキシブルに屈曲変形可能とするために、リジッド配線基板（ＲＰＣ）とフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）とを部分的に積層したものが普及している。
【０００４】
このような多層配線基板では、特に電気的な層間接続が最も重要な一技術要素となっていて、従来から層間接続のための層間導電ビアをめっきにより形成する方法、はんだペースト或いは導電性ペーストの充填により形成する方法が一般に広く採用されている。
【０００５】
ところで、両面ＦＰＣに層間導電ビアをめっき法で形成する場合は、両面に配線層が配置された絶縁基板にドリルやレーザ加工などにより貫通孔を穿設してスルーホール或いはブラインドビアホールを形成し、前記ホール内面に電解または無電解めっきを施して両面の配線層に跨る金属めっき層を形成することになるが、めっき前処理工程を要したり希望するめっき厚を精確に管理するなど多数の製造工程及び工程管理が必要となっている。
【０００６】
また、一般にめっき層は表面被着形態であるために前記ホール内に空隙が生じるので、特に、複数の配線基板を積層する際には、各配線基板の平坦性を保つために前記空隙を非導電性ペーストなどで穴埋め封止するなどの格別な工程が必要となっている。また、そのために製造コストが高くなるなどの問題点がある。
【０００７】
そして、配線基板の厚さが厚くなるほど、前記ホールの全長が長く奥行きが深くなり、めっき厚のアスペクト比が大きくなって内層側に向かうに従ってめっきの析出量が小さくなる。従って、確実な層間導通を得るためには、めっき厚を増加させる必要がある。その結果、前記表層の回路配線層の表面におけるめっき厚も増加し、表層回路配線層のトータルの厚さが増大するために、層厚を考慮した設計が必要となったり回路配線層の狭ピッチ化並びにファインパターン化が困難となるなどの問題点がある。
【０００８】
一方、前記ペースト充填による層間導電ビアは、例えばはんだ粒子或いは金属粒子を熱硬化性樹脂に混入したペーストをスクリーン印刷により前記貫通孔に充填し、加熱条件下で加圧することにより、前記回路配線層と金属結合させて形成される。
【０００９】
この場合、一般的な両面ＦＰＣの層間接続用の設備に代わって、印刷設備、誘導加熱炉、熱プレス機及び真空または減圧装置など多数の特殊な設備や製造ステップを要し、良好な金属結合を確保するために導電性のペースト材料選択の受け入れや冷蔵保管などの繁雑な管理を要するなどの問題点がる。
【００１０】
また、ＦＰＣの層間接続を含めた一連の製造工程は、大量生産に有効なロール・トゥ・ロール（Ｒｏｌｌ  ｔｏ  Ｒｏｌｌ）生産方式による搬送を適用できることが最も特徴的であるが、前記ペースト充填による層間導電ビア形成の場合は、単板或いは枚葉による搬送を用いざるを得ないという問題点がある。これらの問題点により製造コストの高騰を招く。そして、加熱プレス処理などによる熱履歴の時間が長くＦＰＣの寸法変化を助長するなどの問題点がある。
【００１１】
そこで、本発明者は、従来から一般的に用いられているＲＰＣが数ｍｍ、ＦＰＣが１００μｍ以下のオーダーの厚さであることに着目し、両面ＦＰＣの層間接続に例えば特許文献１にみられるような噴流若しくはウエーブソルダリングなどのソルダリング技術の適用の可能性について種々の試験検討を重ねた。その結果、一般的な１００μｍ以下の薄肉の厚さを有する両面ＦＰＣの層間接続に前記ソルダリング技術を適用することが可能であることをみいだした。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第２６６４５８５号登録公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、前記従来の諸問題点を解決すると共に、特に層間接続にソルダリング技術を適用可能とし大量生産に好適する両面フレキシブル配線基板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】
【００１４】
請求項１に記載の本発明の両面フレキシブル配線基板の製造方法は、可撓性の絶縁基板の両面を挟んで設けられ各々パターニングされた単位対をなす第１及び第２回路配線層を形成する工程と、少なくとも前記第１回路配線層の表面にソルダリング用のマスク層を被覆する工程と、前記絶縁基板及び前記各層を貫通する貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔内に溶融はんだを流入かつ充填して前記第１、第２回路配線層相互を接続する層間導電ビアを形成する工程とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の両面フレキシブル配線基板の製造方法において、ウエーブソルダリング法により噴流された溶融はんだを、前記第１回路配線層側から前記貫通孔内に流入かつ充填して前記層間導電ビアを形成することを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載の両面フレキシブル配線基板の製造方法において、前記第１及び第２回路配線層の各表面にソルダリング用のマスク層を被覆した両面フレキシブル配線基材を、溶融はんだ浴槽に浸漬することによって前記貫通孔内に溶融はんだを流入かつ充填して前記層間導電ビアを形成することを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の本発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の両面フレキシブル配線基板の製造方法において、相互離間する第１、第２リール間で巻き取り可能なテープ状の可撓性の絶縁基板の両面に、前記第１及び第２回路配線層の単位対をテープ長方向に沿って複数配列してなる一連の第１及び第２回路配線層群を形成する工程と、前記一連の第１、第２回路配線層群に対して各単位対毎に前記貫通孔形成、前記マスク層被覆及び前記貫通孔内への溶融はんだ充填を施して層間導電ビアを形成する工程と、前記絶縁基板を前記単位対毎に切り離す工程とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の両面フレキシブル配線基板の製造方法によれば、前記絶縁基板及び前記各層を貫通する貫通孔内に溶融はんだを流入かつ充填して形成された層間導電ビアにより両面の回路配線層相互の層間接続するようにしたので、層間接続に処理工程が簡便なソルダリング法を適用することができる。そのために、回路パターニングや貫通孔形成や層間接続などの一連の製造工程をロール・トゥ・ロール（Ｒｏｌｌ  ｔｏ  Ｒｏｌｌ）生産方式を配線基板形成に適用することができる。そうして、前記従来のめっき法やペースト充填法におけるような諸問題を解決できると共に容易に大量生産方式を採用することができるという効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る両面フレキシブル配線基板の製造方法を説明するための（ａ）〜（ｆ）に亘る工程別断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る両面フレキシブル配線基板の層間接続方法の一具体例を示す一部切欠側面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る両面フレキシブル配線基板の層間接続方法の他の具体例を示す一部切欠側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の両面フレキシブル配線基板の製造方法に係わる一実施形態について、図１を参照して説明する。
【００２１】
まず、図１（ａ）に示すように、例えばポリイミド又は液晶ポリマーのような柔軟性のある可撓性の樹脂フィルムからなる長尺テープ状の絶縁基板１の両面に、第１及び第２銅箔層２、３をそれぞれ積層（ラミネート）して形成された両面銅張フレキシブル基材（両面ＣＣＬ）４を用意する。この例では、前記絶縁基板１の厚さが３０μｍ、第１及び第２銅箔層２、３の各厚さが１２μｍのＣＣＬを用いた。
【００２２】
テープ状の前記両面ＣＣＬ４は、ロール・トゥ・ロール（Ｒｏｌｌ  ｔｏ  Ｒｏｌｌ）生産方式における図中左右の相互離間する第１、第２リールＲ１、Ｒ２によって双方向（左右）に巻き取り移動可能状態で支持されている。また、この生産方式は、図１（ｂ）〜（ｆ）に示す工程においても適用される。
【００２３】
ここで、図１（ｂ）の工程以降の工程を順次説明する前に、図１（ｆ）を参照し、基材であるテープ状の前記両面ＣＣＬ４を加工した後に個々に切り出された単位体である一両面フレキシブル配線基板の構造について説明する。テープ状の前記絶縁基板１から分離された可撓性の絶縁基板１ａの両面を挟んで設けられた第１、第２回路配線層２ａ、３ａは、互いに対向する単位対をなすものであり、前記第１及び第２銅箔層２、３をそれぞれパターニングすることによって形成されている。
【００２４】
前記第１、第２回路配線層２ａ、３ａの層間接続のためのランド部或いはパッド部Ｌ１、Ｌ２には貫通孔Ｈが設けられ、前記両回路配線層２ａ、３ａ相互を層間接続する層間導電ビアＶは、貫通孔Ｈ内に溶融はんだを流入かつ充填して形成されている。なお、ソルダーレジストからなるマスク層Ｍ１、Ｍ２は、必要に応じて除去され得る。
【００２５】
次に、図１（ｂ）に示す工程を参照して説明すると、前記テープ状の両面ＣＣＬ４のテープ長方向に沿って同一間隔で区分された複数のエリアＡ０、Ａ１、Ａ２――の各エリアは、図１（ｆ）に示す一両面フレキシブル配線基板（単位体）に対応する面積／外形をもって設定されている。
【００２６】
そして、各エリアＡ０、Ａ１、Ａ２――毎に、前記第１及び第２銅箔層２、３にそれぞれパターニングを施して、希望する回路パターン形状を有する第１、第２回路配線層２ａ、３ａを形成する。このようにして、各エリア毎に、互いに対向する単位対となる第１、第２回路配線層２ａ、３ａの複数の単位対をテープ長方向に沿って配列することによって、一連の第１、第２回路配線層群を形成する。ここで、前記回路配線層の銅箔層表面を有機酸系の処理材やイミダゾール誘導体などを用いて、防錆処理やプリフラックス処理しておくこともできる。
【００２７】
図１（ｃ）に示す工程では、各エリアＡ０、Ａ１、Ａ２――における前記各第１、第２回路配線層２ａ、３ａの層間接続のための各ランド部或いはパッド部Ｌ１、Ｌ２の一部を露出させる開口Ｏ１、Ｏ２を有するパターンマスク形状の第１、第２マスク層Ｍ１、Ｍ２を、各第１、第２回路配線層２ａ、３ａ表面にそれぞれ被覆する。
【００２８】
前記第１、第２マスク層Ｍ１、Ｍ２は、後述する溶融はんだの付着を避け前記各第１、第２回路配線層２ａ、３ａの層間接続のためのランド部Ｌ１、Ｌ２への溶融はんだの被着範囲を特定するためのソルダリング用のマスクであり、ソルダーレジスト材を用いて形成される。前記第１、第２マスク層Ｍ１、Ｍ２は、ソルダーレジスト材を塗布によって形成することができる。
【００２９】
しかし、ここでは、前記第１、第２マスク層Ｍ１、Ｍ２として、例えばポリイミド樹脂絶縁基板を有するＦＰＣへの被着になじみ易い例えばドライフィルムソルダーレジスト：ニチゴーモートン社製の型番ＤＭ−１４０を用い、前記各第１、第２回路配線層２ａ、３ａ表面にラミネートすることによって、ロール・トゥ・ロール方式への組込による生産性の向上を図っている。
【００３０】
図１（ｄ）に示す工程では、例えばドリルまたはレーザ加工による穿孔によって、前記各第１、第２回路配線層２ａ、３ａの各ランド部Ｌ１、Ｌ２及び絶縁基板を貫通する貫通孔Ｈを形成する。前記貫通孔Ｈは、各ランド部Ｌ１、Ｌ２の周縁を残存させるような直径が例えば１００μｍの穿孔径を有する。
【００３１】
ところで、前記第１、第２マスク層Ｍ１、Ｍ２は、その各開口Ｏ１、Ｏ２の直径が前記貫通孔Ｈの直径よりも大きく、前記各ランド部Ｌ１、Ｌ２の外周縁部を覆うが、貫通孔Ｈ側内周縁上表面を露出させるようにパターニングして設けられている。
【００３２】
図１（ｅ）に示す工程では、この段階における被処理テープＴｅの各エリアＡ０、Ａ１、Ａ２――毎に溶融はんだを前記貫通孔Ｈ内に流入かつ充填して前記各第１、第２回路配線層２ａ、３ａのランド部Ｌ１、Ｌ２相互間を層間接続する層間導電ビアＶを形成する。
【００３３】
前記層間導電ビアＶは、前記貫通孔Ｈを埋め尽くすと共に、その上下両端が前記各ランド部Ｌ１、Ｌ２の貫通孔Ｈ側内周縁の上表面にまで伸びた鍔状に被着して固化し、各回路配線層２ａ及び３ａとの低抵抗接続及び配線基板に対して機械的に堅固に固定される。
【００３４】
なお、この工程の前に、露出された前記各ランド部Ｌ１、Ｌ２に例えばロジン系液状フラックスのスプレーによるポストフラックス処理を施すことによって、はんだ濡れ性並びに金属接合を高めるようにしておくこともできる。
【００３５】
次に、各エリアＡ０、Ａ１、Ａ２――相互の境界線（図中一点鎖線で示す）に沿ってテープ切断することによって、各エリア毎に個々に切り出された単位体である一両面フレキシブル配線基板を数多く取り出す。図１（ｆ）はそのうちのエリアＡ１に相当する一両面フレキシブル配線基板を示している。
【００３６】
なお、前記貫通孔Ｈは、前記マスク層Ｍ１、Ｍ２を被処理テープＴｅの両面に予め全面被覆しておいた後に、前記絶縁基板１及びランド部Ｌ１、Ｌ２と一緒にドリルやレーザ加工することによって形成することも可能である。また、前記層間導電ビアＶ形成後、適宜の段階で前記マスク層Ｍ１、Ｍ２を除去した後、前記各第１、第２回路配線層２ａ、３ａや層間導電ビアＶの表面を例えばポリイミド樹脂フィルムからなるカバーレイ層によって被覆して表面保護することもできる。
【００３７】
このような一実施形態に係わる本発明の両面フレキシブル配線基板の製造方法によれば、層間接続を含む一連の製造工程において、多数の製造ステップを要せず、従来のめっき法による場合のような前処理、めっき処理など配線層の厚さ寸法変化を助長する湿式及び熱工程を省略でき、ファインパターン化に適した製品精度を著しく向上させることができる。また、めっき厚を考慮した回路設計や材料選定、製造設備の装置調整などが不必要となり、工数や材料の量を削減し製造コストを低減できるなどの効果がある。
【００３８】
また、本実施形態においては、従来のペースト充填法による層間導電ビア形成の場合におけるような特殊な印刷設備、誘導加熱炉、熱プレス機及び真空または減圧装置など多数の特殊な設備を不要とし、製造工数が低減し、格別な材料選択を要することなく、導電材料の受け入れや保管管理が容易であるので、設備費や製造コストを低減できる。そして、本実施形態においては、ペースト充填法の場合のような多層配線基板の寸法変化を助長する加熱プレス処理などの熱履歴時間の長い処理工程を要することなく、熱履歴時間を大幅に短縮できるので、その製品精度を著しく向上させることができるなどの効果がある。
【００３９】
なお、本実施形態の両面フレキシブル配線基板の製造方法は、単板式或いは枚葉式を採用して行っても前記各効果を奏することができる。しかし、更に優れた効果を得るのに適した層間導電ビアＶの形成方法の具体例を図２及び図３に示し、その形成方法を次のように説明する。
【００４０】
まず、図１（ｅ）に示された層間導電ビアＶの形成方法の一具体例について、図２を参照して説明する。図２に示す方法は、ソルダリング工程にウエーブソルダリング技術とロール・トゥ・ロール生産方式を採用したものであり、はんだ浴槽５内には、溶融はんだ６が満たされ、前記浴槽５の上部に噴流ノズル７が配置されている。
【００４１】
前記噴流ノズル７は溶融はんだ６を下方から吸い上げて上方に噴流を起こすように作用し、その噴流は上表面が矢印８で示すようにウエーブ状の層流を呈して前記浴槽５に戻るようなっており、噴流ノズル７を通じて溶融はんだ６が循環している。
【００４２】
そこで、第１、第２リールＲ１、Ｒ２により例えば右上がり方向の傾斜で進行移動されている被処理テープＴｅ（詳細は図１（ｅ）参照）は各エリアＡ０、Ａ１、Ａ２――毎に噴流ノズル７先端部の層流溶融はんだ６ａに順次接触または浸漬させることによって、前記層間導電ビアＶ（図１（ｅ）参照）が形成される。
【００４３】
前記層間導電ビアＶの形成工程において、被処理テープＴｅは、その上下両面を層流溶融はんだ６ａの層流内に完全に沈めつつ通過させることもできるし、その下面側（図１の第１回路配線層２ａ側）を層流溶融はんだ６ａの表層に接触させて通過させることもできる。このような下面側接触による層間導電ビアＶ形成の場合は、図１に示す前記第２マスク層Ｍ２（図１参照）は省略することも可能である。
【００４４】
なお、前述のポストフラックス処理は、層流溶融はんだ６ａ表面及びこれにランド部Ｌ１、Ｌ２表面に対して施され、層流溶融はんだ６ａの前記貫通孔Ｈ内への流入及び充填速度や量の調整は、第１、第２リールＲ１、Ｒ２による進行移動速度や傾斜角などの調整によって行うことができる。
【００４５】
次に、層間導電ビアＶの形成方法の他の具体例について、図１（ｅ）及び図３を参照して説明する。図３に示す方法は、ソルダリング工程にデイップ技術とロール・トゥ・ロール生産方式を採用したものであり、はんだ浴槽５内には、溶融はんだ６が満たされ、被処理テープＴｅを前記溶融はんだ６内に完全に浸漬させて通過させるための適宜数のロ−ラ９が任意の位置に配置されている。
【００４６】
即ち、被処理テープＴｅは、第１、第２リールＲ１、Ｒ２の回転方向に従いロ−ラ９に導かれて前記各エリアＡ０、Ａ１、Ａ２――を溶融はんだ６に順次浸漬させることによって、図１（ｅ）に示すように層間導電ビアＶが形成される。この場合、被処理テープＴｅが溶融はんだ６に完全に浸漬されて通過するので、前記ソルダリング用のマスクとしては、第１、第２マスク層Ｍ１、Ｍ２が被処理テープＴｅの両面に被覆される。
【００４７】
以上のように前記ソルダリング工程のために、前記ウエーブソルダリング技術やデイップ技術を採用することによって、回路パターニングや貫通孔形成や層間接続などの一連の製造工程をロール・トゥ・ロール（Ｒｏｌｌ  ｔｏ  Ｒｏｌｌ）生産方式を配線基板形成に適用することができ、容易に大量生産方式を採用することができる。そうして、このような大量生産方式を両面フレキシブル配線基板の層間接続に採用しても、従来のめっき法やペースト充填法におけるような諸問題を解決できるという効果がある。
【符号の説明】
【００４８】
１    長尺テープ状の絶縁基板
１ａ    可撓性の絶縁基板
２、３    第１、第２銅箔層
２ａ、３ａ    第１、第２回路配線層
４    両面銅張フレキシブル基材
５    はんだ浴槽
６    溶融はんだ
６ａ  層流溶融はんだ  
７    噴流ノズル
９    ローラ
Ａ０、Ａ１、Ａ２    エリア
Ｈ    貫通孔
Ｌ１、Ｌ２    ランド部
Ｍ１、Ｍ２    ソルダリング用の第１、第２マスク層
Ｏ１、Ｏ２    マスク層の開口
Ｒ１、Ｒ２    第１、第２リール
Ｔｅ    被処理テープ
Ｖ    層間導電ビア（溶融はんだ）
【図１】
2010199393.tif 000003
【図２】
2010199393.tif 000004
【図３】
2010199393.tif 000005