(57)【要約】【課題】薄型化および高速伝送への対応が可能なフレキシブルプリント回路基板にＩＣチップを搭載した折り畳み型のマルチチップモジュールおよびその製造方法を提供すること。【解決手段】屈曲可撓部により接続された複数の部品実装部１からなる多層フレキシブルプリント回路基板３を、前記屈曲可撓部を屈曲させて折り畳むことにより重ね合わせてなるモジュール８において、折り畳み前の前記多層フレキシブルプリント回路基板の前記部品実装部における各一方の面に能動素子を、各他方の面に受動素子を搭載し、折り畳み後に前記能動素子同士または受動素子同士が相互間の空間に配されるように構成されたことを特徴とするモジュール、およびその製造方法。【選択図】図１
2010016339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈曲可撓部により接続された複数の部品実装部からなる多層フレキシブルプリント回路基板を、前記屈曲可撓部を屈曲させて折り畳むことにより重ね合わせてなるモジュールにおいて、
折り畳み前の前記多層フレキシブルプリント回路基板の前記部品実装部における各一方の面に能動素子を、各他方の面に受動素子を搭載し、
折り畳み後に、前記能動素子同士または前記受動素子同士が相互間の空間に配されるように構成された
ことを特徴とするモジュール。
【請求項２】
請求項１記載のモジュールにおいて、
前記多層フレキシブルプリント回路基板は、前記屈曲可撓部を介して前記部品実装部が直線状に連結されていることを特徴とするモジュール。
【請求項３】
請求項１記載のモジュールにおいて、
前記多層フレキシブルプリント回路基板は、前記屈曲可撓部を介して前記部品実装部が平面内の縦、横両方向に連結されていることを特徴とするモジュール。
【請求項４】
屈曲可撓部により接続された複数の部品実装部からなる多層フレキシブルプリント回路基板を、前記屈曲可撓部を屈曲させて折り畳むことにより重ね合わせてなるモジュールを構成する多層フレキシブルプリント回路基板の製造方法において、
a）長尺状の可撓性絶縁ベース材の両面に銅箔を有する両面銅張積層板を用意し、前記両面銅張積層板の一方の面の銅箔に導通用孔を形成するためのマスク孔を形成し、他方の面の銅箔に回路パターンを形成する工程、
b）長尺状の可撓性絶縁ベース材の片面に銅箔を有する片面銅張積層板を用意し、前記片面銅張積層の可撓性絶縁ベース材の面に接着剤層を設けて接着剤付き片面銅張積層板を形成する工程、
c）前記両面銅張積層板の前記回路パターンを形成した面と前記接着剤付き片面銅張積層板の接着剤面とを対向させて積層し積層板を形成する工程、
d）前記マスク孔を用いて、前記積層板に穴明け加工を施し、導通用孔を形成する工程、
e）少なくとも前記導通用孔の内壁にめっきを行って前記積層板にビアホールを形成する工程、
f）前記積層板の外層の回路パターンを形成する工程、
をそなえることを特徴とする多層フレキシブルプリント回路基板の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の多層フレキシブルプリント回路基板の製造方法において、
前記一連の工程が、ロール・トゥ・ロールで行われることを特徴とする多層フレキシブルプリント回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層フレキシブルプリント回路基板を用いたモジュールおよびその製造方法に係わり、とくにチップ部品を搭載したフレキシブルプリント回路基板を折り畳んで構成したモジュールおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化および高機能化が益々促進されており、そのために回路基板に対する高密度化の要求が高まっている。そこで、回路基板を片面構造から両面や三層以上の多層構造の回路基板とすることにより、回路基板の高密度化が図られている。
【０００３】
この一環として、各種電子部品を実装する多層回路基板や硬質回路基板の間を、コネクタ等を介して接続する、別体のフレキシブルプリント回路基板やフレキシブルフラットケーブルを一体化した、屈曲可撓部を有する多層フレキシブル回路基板が、携帯電話などの小型電子機器を中心に広く普及している（特許文献１、第５図等参照）。
【０００４】
また、携帯電話、ゲーム機等の小型電子機器に用いる膨大な情報を記録したり、外部に取り出したりするためにメモリーＩＣのモジュールを用いる。メモリーモジュールの容量は、取り扱う情報量の増加に伴い増加している。
【０００５】
場合によっては、１つのＩＣでは容量が不足し、大容量のＩＣで安価なメモリーモジュールを構成することが難しく、複数のＩＣを搭載したマルチチップモジュール化が図られている。
【０００６】
そして、安価で高密度なメモリーチップを構成する手法として、ＩＣチップをフレキシブルプリント回路基板に搭載し、折り畳むことが知られている（特許文献２、第２図参照）。
【０００７】
図２は、特許文献２に記載の、屈曲可撓部を有する多層フレキシブルプリント回路基板にＩＣチップを実装した、マルチチップモジュールの構造を示す図である。
【０００８】
このモジュールを作るには、まず図２（１）に示すように、多層フレキシブルプリント回路基板３１の多層部３２に、ＩＣ３３、冷却フィン３４および部品取り付け高さを保持するスペーサ３５を実装する。
【０００９】
次に図２（２）に示すように、多層フレキシブルプリント回路基板３１の屈曲可撓部３６を用い、折り畳みパッケージングすることでマルチチップモジュール３７を得る。
【特許文献１】特許第2631287号公報
【特許文献２】特許第3216940号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ＩＣ等は取り付け高さが１ｍｍを超えるものもあり、部品の取り付け高さに対する配慮がない上に、スペーサを用いているため、モジュールとしての厚みを低減することが難しい。
【００１１】
また、上述のように、ＩＣの特性に影響するプルアップ抵抗、プルダウン抵抗やバイパスコンデンサ、高速伝送特性に影響する終端抵抗の配置が考慮されておらず、ＩＣの特性や高速化に対する配慮も十分ではない。
【００１２】
これらのことから、薄型化および高速伝送への対応が可能なＩＣチップをフレキシブルプリント回路基板に搭載した、折り畳み型のマルチチップモジュールが望まれている。
【００１３】
本発明は、上述の点を考慮してなされたもので、薄型化および高速伝送への対応が可能なフレキシブルプリント回路基板にＩＣチップを搭載した折り畳み型のマルチチップモジュール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】
【００１４】
上記目的達成のため、本発明では、下記の物および製造方法の発明を提供する。
【００１５】
物の発明として、
屈曲可撓部により接続された複数の部品実装部からなる多層フレキシブルプリント回路基板を、前記屈曲可撓部を屈曲させて折り畳むことにより重ね合わせてなるモジュールにおいて、
折り畳み前の前記多層フレキシブルプリント回路基板の前記部品実装部における各一方の面に能動素子を、各他方の面に受動素子を搭載し、折り畳み後に前記能動素子同士または受動素子同士が相互間の空間に配されるように構成されたことを特徴とするモジュール、および製造方法の発明として、
屈曲可撓部により接続された複数の部品実装部からなる多層フレキシブルプリント回路基板を、前記屈曲可撓部を屈曲させて折り畳むことにより重ね合わせてなるモジュールを構成する多層フレキシブルプリント回路基板の製造方法において、
a）長尺状の可撓性絶縁ベース材の両面に銅箔を有する両面銅張積層板を用意し、前記両面銅張積層板の一方の面の銅箔に導通用孔を形成するためのマスク孔を形成し、他方の面の銅箔に回路パターンを形成する工程、
b）長尺状の可撓性絶縁ベース材の片面に銅箔を有する片面銅張積層板を用意し、前記片面銅張積層の可撓性絶縁ベース材の面に接着剤層を設けて接着剤付き片面銅張積層板を形成する工程、
c）前記長尺状の両面銅張積層板の前記回路パターンを形成した面と前記接着剤付き片面銅張積層板の接着剤面とを対向させて積層し積層板を形成する工程、
d）前記マスク孔を用いて、前記積層板に穴明け加工を施し、導通用孔を形成する工程、
e）少なくとも前記導通用孔の内壁にめっきを行って前記積層板にビアホールを形成する工程、
f）前記積層板の外層の回路パターンを形成する工程
をそなえることを特徴とする多層フレキシブルプリント回路基板の製造方法、
を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は上述のように、屈曲可撓部により接続された複数のフレキシブルプリント回路基板の一面に能動素子であるＩＣチップを搭載し、反対面に受動素子であるチップ部品を集約して搭載したため、ＩＣチップの直下にチップ部品を配置してＩＣの特性に影響するプルアップ抵抗、プルダウン抵抗やバイパスコンデンサをできるだけＩＣの近くに配置してモジュールの機能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図１および図３を参照して本発明の実施例を説明する。
【物の実施例１】
【００１８】
図１(1a)，(1b)は、本発明の一実施例の構造を示す平面図、および図１(1a)のＡ−Ａ線に沿う縦断面図である。この図１(1a)，(1b)に示すように、３層の部品実装部１および折り曲げ可能な屈曲可撓部２が一体となった３層構造の多層フレキシブルプリント回路基板３を用意する。
【００１９】
そして、この多層フレキシブルプリント回路基板３の一面に能動素子であるＩＣ４を搭載し、他の面に受動素子であるチップ部品７を搭載して各面にモールド樹脂５を塗工する。
【００２０】
屈曲可撓部２は、後の折り畳みによるパッケージング工程で折り曲げ部が容易に確認できるように、部品実装部１とは外形サイズを異ならせている。多層フレキシブルプリント回路基板３は、後にメモリーモジュールとして用いる際の外部接続端子６を有する。
【００２１】
図１(2)は、ＩＣ４を搭載した面の反対面にチップ抵抗、チップコンデンサ等のチップ部品７を搭載し、ＩＣ４と同様にモールド樹脂５を塗工した状態となっている。モールド樹脂５は、この時点では完全硬化しておらず、後の折り畳みによるパッケージング工程時に熱硬化する。
【００２２】
ＩＣやチップ部品に電力を印加した際の発熱については、モールド樹脂５に無機フィラー等の高熱伝導材料を含むものを選択することで、効率的に放熱することができる。
【００２３】
これらの部品は、リフロー実装することを想定しているが、同系統の部品が同一面にのみ配置されるため、ＩＣ４およびチップ部品７のリフロー条件が大きく異なる場合でも、好適な条件を採用可能である。
【００２４】
また、図１に示すように、ＩＣ４のほぼ直下にチップ部品７を配置し、ＩＣ４の特性に影響するプルアップ抵抗、プルダウン抵抗やバイパスコンデンサ等のチップ部品７をできるだけＩＣ４の近くに配置し、モジュールの機能を向上させるとよい。
【００２５】
次に、図１(2)に示すように、ＩＣ４および部品７を実装した多層フレキシブルプリント回路基板３を屈曲可撓部２で折り畳み、モールド樹脂５を熱硬化させるパッケージング工程を行ってメモリーモジュール８とする。
【００２６】
図１（２）に示すように、折り畳み後に部品７同士が入れ子状になるように配置することによって、さらにモジュール８の総厚みを薄くすることができる。この場合にも、上述のように、部品取り付け高さがほぼ同じである同系統の部品が同一面に配置される結果、モジュールの総厚みを薄くすることができる。
【００２７】
なお、図示しないが、折り畳み方向は１方向に限らず、縦横等の２以上の方向から折り畳むようにしてもよい。
【方法の実施例１】
【００２８】
図３は、本発明に係る３層構造の多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す断面工程図である。この工程は、先ず、両面銅張積層板４４に対し、両面の回路パターン等をフォトファブリケーション手法により形成するためのレジスト層の形成、露光、現像、エッチング、レジスト層剥離等の一連の工程を施す。そして、フォトファブリケーション手法により回路パターン４３ｂを形成する。
【００２９】
すなわち、長尺のポリイミド等の可撓性絶縁ベース材４１（ここでは、厚さ１２．５μｍのポリイミド）の両面に、厚さ１２μｍの銅箔４２および４３を有する、所謂、両面銅張積層板４４に対し、上述した一連の工程によって、長尺状態のまま、両面銅張積層板４４の銅箔４２および４３にレーザ加工の際のコンフォーマルマスクとなるマスク孔４２ａ，４３ａを、また内層となる銅箔４３に回路パターン４３ｂを形成する。
【００３０】
このときの両面の位置合わせは、ベタ銅箔の材料に対して行うため、材料の伸縮等に影響されず、容易に位置精度を確保できる。必要に応じて高精度な位置合わせが可能な露光機を用いることも可能であるし、ビルドアップ接着材との密着を向上させるための粗化処理を行ってもよい。
【００３１】
ここまでの工程で、３層フレキシブルプリント回路基板の第１層および第２層の回路基材４５を得る。積層した３層フレキシブルプリント回路基板を折り畳んで使用することから、ハンドリング等に支障を来たさない範囲で基材は薄いものを選択する。
【００３２】
次いで、長尺のポリイミド等の可撓性絶縁ベース材４６（ここでは、厚さ１２．５μｍのポリイミド）の片面に厚さ１２μｍの銅箔４７を有する、所謂、片面銅張積層板４８の一面に、接着材４９をダイコーティング等の手法で塗工した長尺の接着剤付き片面銅張積層板５０を用意する。
【００３３】
そして、この接着剤付き片面銅張積層板５０に、位置合わせ用のガイド等を型抜きした接着剤付き片面銅張積層板５０ａと回路基材４５との位置合わせを行う。接着剤４９としては、ローフロータイプのボンディングシート等の流れ出しの少ないものが好ましく、後にケーブル部の接着剤としても機能する必要があることから、可撓性が必須である。
【００３４】
接着剤４９の厚さは塗工により、回路充填に必要な１０〜１５μｍ程度に形成する。この実施例１のように、薄膜の片面銅張積層板は、これ自体のハンドリングは簡単ではないが、接着剤を直接塗工することにより、基板材料にいわゆるコシと呼ばれる剛性が出て、ハンドリングが容易になる。上述の両面回路基材と同様、積層した３層フレキシブルプリント回路基板を折り畳んで使用するため、この観点からは基板材料は薄いものを選択するとよい。
【００３５】
次に図３(2)に示すように、接着材を介して両面の回路基材４５と接着剤付き片面銅張積層板５０ａとを真空プレス等で積層する。ここまでの工程で、３層の長尺の多層回路基材５１を得る。
【００３６】
次いで図３（３）に示すように、マスク孔４２ａおよび４３ａをコンフォーマルマスクとして用いてレーザ加工を行い、３層を接続する導通用孔５２を形成する。レーザ加工法はＵＶ−ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ等を選択可能である。
【００３７】
さらに別の穴開け方法として、プラズマ、ＲＩＥ、樹脂エッチング等が選択可能である。これらの各方法は面での一括加工が可能という利点があるが、材料の化学的な組成により加工速度等が異なることから、基板の穴数や樹脂の化学的な組成によって使い分ける。
【００３８】
この後、図示しないが、導通用孔５２を有する多層回路基材５３に導電化処理を行ったうえで１０〜２０μｍ程度の電解めっきを行って層間導通をとり、めっきされた多層回路基材５４を得る。めっき工程についても、長尺の状態で行う。
【００３９】
これにより、めっき時の電流密度分布がシート状のめっきに比べて良化することが見込まれ、また、導通用孔の開口面のみに電流を印加することで、めっきマスク等を用いることなく片面めっきを行うことができる。ここでは、微細回路形成のため、片面めっきとした。
【００４０】
次に図３(4)に示すように、めっきを付けた第１層面および第３層面に、同時にフォトファブリケーション手法によるエッチングを施して回路パターン５５，５６を形成する。
【００４１】
ステップビアホール５７の開口面である第１層面には、テンティング性を確保するために、２０μｍ以上の厚さを有するドライフィルム、１０μｍ以下の厚さの微細パターン形成用のドライフィルムレジストを適用することが可能である。
【００４２】
その他、液状レジストを用いる場合等は、ステップビアホール５７のテンティング性を考慮する必要がないため、第１層面および第３層面に形成するレジスト層は同じ厚みでよい。
【００４３】
ここまでの一連の工程をロール・トゥ・ロールで行うことにより、種々の製造方法上の利点が得られる。すなわち、薄膜のフレキシブル回路基板を製造する場合に特有のハンドリングの問題がなく、しかも生産性が良くてめっき厚のばらつきの少ない多層回路基材に高精度に回路パターンを形成できる。
【００４４】
また必要に応じて、基板表面に半田めっき、ニッケルめっき、金めっき等の表面処理を施し、外形加工を行うことで、チップ部品を搭載し、折り畳んで構成したモジュールに適用する３層構造の多層フレキシブルプリント回路基板５８を得る。ロール・トゥ・ロールで製造工程を流動するには、多層フレキシブルプリント回路基板の総厚は２００μｍ以内とすることが望ましい。
【００４５】
本発明によれば、多層フレキシブルプリント回路基板が薄型（実施例１では、外層パターンまでの総厚が約８０μｍ厚、２５μｍのカバーフィルムを両側に貼ると約１３０μｍ）であることから、折り曲げは容易であり、リペア等のための繰り返しの曲げ直し等も可能である。
【００４６】
さらに、高速伝送に有利なストリップライン５９（第１層、第３層がグランド層６０、６１、第２層が信号線６２）を形成した場合でも十分折り曲げが可能なことから、折り畳みモジュール用の多層フレキシブルプリント回路基板として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施例の構成を示す説明図。
【図２】従来の多層フレキシブルプリント回路板の構造を示す説明図。
【図３】本発明の多層フレキシブルプリント回路基板の製造方法を示す工程図。
【符号の説明】
【００４８】
１ 部品実装部、２ 屈曲可撓部、３ 多層フレキシブルプリント回路基板、
４ ＩＣ、５ モールド樹脂、６ 外部接続端子、７ チップ部品、
８ メモリーモジュール、３１ 多層フレキシブルプリント回路基板、３２ 多層部、
３３ ＩＣ、３４ 冷却フィン、３５ スペーサ、３６  屈曲可撓部、
３７ マルチチップモジュール、４１  可撓性絶縁ベース材、４２  銅箔、
４２a マスク孔（コンフォーマルマスク）、４３  銅箔、
４３a マスク孔（コンフォーマルマスク）、４３b 回路パターン、
４４  両面銅張積層板、４５  両面の回路基材、４６  可撓性絶縁ベース材、
４７  銅箔、４８  片面銅張積層板、４９  接着剤層、
５０  接着剤付き片面銅張積層板、５１  多層回路基材、５２  導通用孔、
５３  導通用孔を有する多層回路基材、５４  めっきされた多層回路基材、
５５  第１層の外層回路パターン、５６  第３層の外層回路パターン、
５７  ステップビアホール、５８  多層フレキシブルプリント回路基板、
５９  ストリップライン、６０  第1層のグランド層、６１  第３層のグランド層、
６２  第２層の信号線。
【図１】
2010016339.tif 000003
【図２】
2010016339.tif 000004
【図３】
2010016339.tif 000005