(57)【要約】【課題】スルーホール接続信頼性の確保と表層の微細パターン形成の両立を可能とする多層フレキシブル回路配線基板及びその製造方法を提供する。【解決手段】ケーブル構造を有する内層基板を形成し、この内層基板にケーブル保護層となるカバーを形成し、カバーを含む前記内層基板に第一の導通用孔を形成する。そして、前記第一の導通用孔に導電ペーストを充填することで導電ペーストによる層間接続部を形成し、予め型抜きした片面銅張り積層板および接着剤を前記内層基板に位置合わせを行い積層し、前記導電ペーストによる層間接続部の同軸上に前記導電ペーストによる層間接続部が同心円状に残る前記導電ペーストによる層間接続部よりも径の小さいスルーホールを形成するための第二の導通用孔を第一の導通用孔の同軸上に形成する。更に、前記第二の導通用孔に無電解めっきまたは／および導電化処理および電解めっきを施すことでスルーホールを前記導電ペーストによる層間接続部の同軸上に形成する。【選択図】  図1
2006222330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スルーホール接続を有する多層フレキシブル回路配線基板において、ケーブル構造を有する内層基板のケーブル保護層となるカバーの導通用孔の外周が導電ペーストからなり、内周が外層のスルーホールめっきと連続しためっき皮膜で補強されていることを特徴とする多層フレキシブル回路配線基板。
【請求項２】
前記請求項１において、前記導電ペーストの熱膨張係数が前記ケーブル構造のカバーフィルムおよびその接着剤の熱膨張係数よりも小さく、前記スルーホールめっきの熱膨張係数よりも大きいことを特徴とする多層フレキシブル回路配線基板。
【請求項３】
多層フレキシブル回路配線基板の製造方法において、ケーブル構造を有する内層基板を形成し、前記内層基板にケーブル保護層となるカバーを形成し、カバーを含む前記内層基板に第一の導通用孔を形成し、前記第一の導通用孔に導電ペーストを充填することで導電ペーストによる層間接続部を形成し、予め型抜きした片面銅張り積層板および接着剤を前記内層基板に位置合わせを行い積層し、前記導電ペーストによる層間接続部の同軸上に前記導電ペーストによる層間接続部が同心円状に残る前記導電ペーストによる層間接続部よりも径の小さいスルーホールを形成するための第二の導通用孔を第一の導通用孔の同軸上に形成し、前記第二の導通用孔に無電解めっきまたは／および導電化処理および電解めっきを施すことでスルーホールを前記導電ペーストによる層間接続部の同軸上に形成することを特徴とする多層フレキシブル回路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、多層回路配線基板の製造方法および構造に関し、特には、可撓性ケーブル部を有する多層フレキシブル回路配線基板及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は益々促進されてきており、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きている。そこで、回路基板を片面から両面や三層以上の多層回路基板とすることにより、回路基板の高密度化を図っている。
【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間をコネクタ等を介して接続する別体のフレキシブル配線基板やフレキシブルフラットケーブルを一体化した可撓性ケーブル部を有する多層フレキシブル回路配線基板が、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。
【０００４】
多層フレキシブル回路配線基板の代表的な構造は、両面又は片面のフレキシブル配線基板を内層とし、それに外層となるフレキシブル又は硬質ベースの回路基板を積層し、メッキなどによるスルーホール接続を施して４〜８層程度の多層フレキシブル回路配線基板とする構造である。
【０００５】
しかしながら、特許文献３や４に記載されているように多層回路配線基板内に可撓性ケーブル部を設けるため、この可撓性ケーブル部のポリイミド樹脂製カバーフィルムやそれを張り合わせるための接着剤の熱膨張係数が高く、部品実装時の約220〜240℃程度の半田リフロー時の熱によって膨張し、スルーホールめっき層にクラックが発生し易いという問題があり、基本的にスルーホールめっき厚を厚くすることでしか、クラックを回避できないため、表層の導体厚が厚くなり、高密度配線、高密度実装が要求される形態の多層フレキシブル回路配線基板では製品として重大な問題となる。
【０００６】
特許文献１には可撓性ケーブル部のポリイミド樹脂製カバーフィルムをスルーホール導通用孔より外側に後退させる構造が記載されている。しかしながら、端面を後退させたカバーフィルムの張り合わせずれが起きた際にはスルーホールクラック耐性は上がらず、上記問題の解決には至らない。また、可撓性ケーブル部に外層となる片面銅張り積層板等を積層するためのプリプレグ等の接着剤は可撓性ケーブル部端面等からの流れ出しを嫌い、流動性を抑えている。このため、端面を後退させたカバーフィルムの段差を充填することが困難である。プリプレグ等の接着剤の充填性を向上させた場合には、上述したように可撓性ケーブル部端面等からの流れ出しを発生させる原因となるので適用は困難である。
【０００７】
特許文献２にはスルーホール接続による多層基板の製造方法として、内層の穴径を外層に比べ大きくなるようにレーザ加工し、スルーホールめっき厚が内層のみを選択的に厚付けする手法が記載されている。しかしながら、穴径の制御をレーザ加工条件で制御しなければならないことから、構成材料が変わる毎に条件出しが必要なことや、そのレーザ加工条件のばらつきなどにより内層穴径が変化しても、その検出ができないといったことが懸念される上、スルーホール加工を従来のNCドリルのように基板を重ねて行うことができず、従来の手法よりも生産性が著しく劣るという欠点がある。また、めっき厚の制御に関しては内層のみを選択的に厚付けすることを安定的に行うことは困難であることと、本文献記載の範囲ではめっき厚みのコントラストをつけることも困難であり、多層フレキシブル回路配線基板のスルーホール信頼性確保と表層の微細配線形成を両立するには至らない。
【０００８】
特許文献５および６には内層回路に予めスルーホールめっきし、外層を積層した後前記スルーホールと同軸上に導通用孔を形成し、さらにスルーホールめっきを行うことで、内層と外層のめっき厚みのコントラストをつける手法が記載されている。しかしながら、これらの手法では内層のデスミア工程を簡略化することとしているため、ケーブルを有する内層回路のデスミア工程が必須の多層フレキシブル回路配線基板への適用は困難である。加えて、多層フレキシブル回路配線基板に特有の熱膨張係数の高い可撓性ケーブル部のポリイミド樹脂製カバーフィルム層や接着材層近傍で発生するスルーホールめっき層のクラックを防止するためには、これらの層のスルーホールめっき厚を厚くする必要があるが、特許文献５および６に記載の範囲では内層回路の層間接続部までのスルーホールめっき厚しか厚くならないため、問題の解決には至らない。さらには、煩雑なめっき工程を複数回行う必要があり、生産性の高い方法とは言い難い。
【０００９】
このことから、多層フレキシブル回路配線基板のスルーホールクラックを表層の導体厚を厚くすることなく、生産性の良い方法で効果的に防止する方法が望まれていた。
【００１０】
図４〜６は、従来の両面型回路配線基板の製造方法を示す工程図であって、先ず、図４（１）に示す様に、ポリイミド等の可撓性絶縁ベース材３１の両面に銅箔等の導電層３２、３３を有する、所謂、両面銅張積層板３４を用意する。
【００１１】
次に、同図（２）に示す様に、この両面型銅張積層板３４の銅箔層３２、３３に対し、通常のフォトファブリケーション手法によるエッチング手法を用いて、ケーブル等の回路パターン３５を形成し、内層回路３６とする。
【００１２】
次に、同図（３）に示す様に、ケーブル等の回路パターン３５にポリイミドフィルム３７を接着材３８を介し張り合わせることでカバー３９を形成し、ケーブル部４０を形成する。
【００１３】
次に、同図（４）に示す様に、絶縁ベース材４１の片面に銅箔等の導電層４２を有する、所謂、片面銅張積層板４３およびこれを金型等により所望の形状に打ち抜き加工した同図（３）のケーブル部４０に張り合わせるための接着材４４を用意する。このときの導電層４２の厚みとしては５０μm以下で、特に３５μm以下が好ましい。
【００１４】
次に、同図（５）に示す様に、片面銅張積層板４３と接着材４４を張り合わせ、これを金型等により所望の形状に打ち抜き加工して片面銅張積層板４５を形成する。
【００１５】
次に、図５（１）に示す様に、図４（３）のケーブル部４０に接着材４４を介して図４（５）の打ち抜き加工した片面銅張積層板４５を積層する。
【００１６】
次に、図５（２）に示す様に、ＮＣドリル等で導通用孔４６を形成する。
【００１７】
次に、図６（１）に示す様に、導通用孔４６に無電解めっきあるいは導電化処理等を施した後、電気めっきでスルーホール４７を形成する。このときのスルーホール４７のめっき厚みは３０〜５０μm程度が信頼性を確保する上では好ましい。
【００１８】
次に、図６（２）に示す様に、上記スルーホール面に対し、通常のフォトファブリケーション手法によるエッチング手法を用いて、回路パターン４８を形成する。この後、必要に応じて基板表面にフォトソルダーレジスト層の形成、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多層フレキシブル回路配線基板４９を得る。
【特許文献１】特開平６−２１６５３号公報
【特許文献２】特開２００１−２１０９５３号公報
【特許文献３】特許第２６３１２８７号公報
【特許文献４】特許第３４２７０１１号公報
【特許文献５】特開昭６２−１９０７９７号公報
【特許文献６】特開平８−２６４９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明では、多層フレキシブル回路配線基板の製造において、スルーホール接続信頼性の確保と表層の微細パターン形成の両立を可能とする多層フレキシブル回路配線基板及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題を解決するために発明によれば、スルーホール接続を有する多層フレキシブル回路配線基板において、ケーブル構造を有する内層基板のケーブル保護層となるカバーの導通用孔の外周が導電ペーストからなり、内周が外層のスルーホールめっきと連続しためっき皮膜で補強されていることを特徴とする多層フレキシブル回路配線基板が採用される。
【００２１】
ここで、前記導電ペーストの熱膨張係数が前記ケーブル構造のカバーフィルムおよびその接着剤の熱膨張係数よりも小さく、前記スルーホールめっきの熱膨張係数よりも大きいことを特徴とする多層フレキシブル回路配線基板が採用される。
【００２２】
上記課題を解決するための製造方法として、多層フレキシブル回路配線基板の製造方法において、ケーブル構造を有する内層基板を形成し、前記内層基板にケーブル保護層となるカバーを形成し、カバーを含む前記内層基板に第一の導通用孔を形成し、前記第一の導通用孔に導電ペーストを充填することで導電ペーストによる層間接続部を形成し、予め型抜きした片面銅張り積層板および接着剤を前記内層基板に位置合わせを行い積層し、前記導電ペーストによる層間接続部の同軸上に前記導電ペーストによる層間接続部が同心円状に残る前記導電ペーストによる層間接続部よりも径の小さいスルーホールを形成するための第二の導通用孔を第一の導通用孔の同軸上に形成し、前記第二の導通用孔に無電解めっきまたは／および導電化処理および電解めっきを施すことでスルーホールを前記導電ペーストによる層間接続部の同軸上に形成することを特徴とする多層フレキシブル回路配線基板の製造方法が採用される。
【発明の効果】
【００２３】
これらの特徴により、本発明は次のような効果を奏する。
【００２４】
本発明によるスルーホール接続を有する多層フレキシブル回路配線基板は、ケーブル構造を有する内層基板のケーブル保護層となるカバーの導通用孔の外周が導電ペーストからなり、内周が外層のスルーホールめっきと連続しためっき皮膜で補強されているうえ、前記導電ペーストの熱膨張係数が前記ケーブル構造のカバーフィルムおよびその接着剤の熱膨張係数よりも小さく、前記スルーホールめっきの熱膨張係数よりも大きいから、従来工法によるスルーホール接続を有する多層フレキシブル回路配線基板に比べ、内層基板は導電ペーストを用い、層間接続部に十分な強度を有しながら、表層のスルーホールめっき厚を薄くすることができるため、接続信頼性を確保しながら表層に微細パターンを形成可能である。加えて、表層のめっき厚を薄くできることで、めっき厚のばらつきに起因していた表層の平坦性も良化し、実装性も向上する。
【００２５】
さらに、本発明の製造方法として、多層フレキシブル回路配線基板の製造方法において、ケーブル構造を有する内層基板を形成し、前記内層基板にケーブル保護層となるカバーを形成し、カバーを含む前記内層基板に第一の導通用孔を形成し、前記第一の導通用孔に導電ペーストを充填することで導電ペーストによる層間接続部を形成し、予め型抜きした片面銅張り積層板および接着剤を前記内層基板に位置合わせを行い積層し、前記導電ペーストによる層間接続部の同軸上に前記導電ペーストによる層間接続部が同心円状に残る前記導電ペーストによる層間接続部よりも径の小さいスルーホールを形成するための第二の導通用孔を第一の導通用孔の同軸上に形成し、前記第二の導通用孔に無電解めっきまたは／および導電化処理および電解めっきを施すことでスルーホールを前記導電ペーストによる層間接続部の同軸上に形成することを特徴とする多層フレキシブル回路配線基板の製造方法が採用されるから、従来工法同様にスルーホール加工は基板を重ねて生産性良く加工できる。これらのことから、従来工法では困難であった多層フレキシブル回路配線基板をから、生産性を損なうことなく安価にかつ安定的に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図示の実施例を参照しながら本発明をさらに説明する。
【００２７】
図１〜３は、本発明の多層フレキシブル回路配線基板の製造方法を示す工程図であって、先ず、図１（１）に示す様に、ポリイミド等の可撓性絶縁ベース材１の両面に銅箔等の導電層２、３を有する、所謂、両面銅張積層板４を用意する。
【００２８】
次に、同図（２）に示す様に、この両面型銅張積層板４の銅箔層２、３に対し、通常のフォトファブリケーション手法によるエッチング手法を用いて、ケーブル等の回路パターン５を形成し、内層回路６とする。
【００２９】
次に、同図（３）に示す様に、内層回路６のケーブル等の回路パターンにポリイミドフィルム７を接着材８を介し張り合わせることでカバー９を形成し、ケーブル部１０を形成する。
【００３０】
次に、同図（４）に示す様に、ＮＣドリル等で導通用孔１１を形成する。導通用孔１１の径としては例えば５００μm径が適用可能である。高密度なスルーホール加工が必要な場合には１５０〜３００μm径の小径の導通用孔を形成することも可能である。
【００３１】
次に、図２（１）に示す様に、導通用孔１１に導電ペースト１２をスクリーン印刷で充填する。導通用孔１１の端面、すなわちカバー９のポリイミドフィルム７の端面に確実に導電ペースト１２を充填するために、導通用孔よりも大きな同心円状のランド１３を形成すると良い。この工程によりケーブル部を含む内層回路１４を得る。さらに必要に応じて、導電ペーストを印刷したケーブル部１０の表面の平坦性を確保するために研磨を行うことも可能である。この工程で用いる導電ペーストは導電体としては銅、銀等が選択可能で、樹脂バインダーの特性としては接着強度が強く、熱硬化温度が200℃以下のものが好ましい。さらに導電ペーストの熱膨張係数が前記カバー９の接着剤８の熱膨張係数とスルーホールめっき銅の熱膨張係数の間にあることが好ましい。このことで、従来のカバー接着剤とめっき銅の熱膨張係数のミスマッチが緩和され、スルーホールめっき接続信頼性が向上する。
【００３２】
次に、図２（２）に示す様に、絶縁ベース材１５の片面に銅箔等の導電層１６を有する、所謂、片面銅張積層板１７およびこれを金型等により所望の形状に打ち抜き加工した図２（１）のケーブル部を含む内層回路１４に張り合わせるための接着材１８を用意する。
【００３３】
次に、図２（３）に示す様に、片面銅張積層板１７と接着材１８を張り合わせ、これを金型等により所望の形状に打ち抜き加工し、型抜きされた片面銅張積層板１９を形成する。
【００３４】
次に、図２（４）に示す様に、図２（１）のケーブル部を含む内層回路１４に接着材１８を介して図２（３）の打ち抜き加工した片面銅張積層板１９を積層する。
【００３５】
次に、図３（１）に示す様に、ＮＣドリル等で導通用孔２０を形成する。導通用孔２０の径としては図１（４）で形成した導通用孔１１よりも小さい径で、十分な導電ペースト１２の層厚みが確保できる径、例えば１５０〜３００μm径が選択可能である。穴径があまりにも小さい場合はドリルの刃が折れ易くなり、歩留まり低下を招いたり、この後のスルーホールめっきの付きまわりの悪化を招く恐れがある。穴径が大きい場合には、位置合わせ等の問題で導通用孔２０を形成する際に導電ペースト１２に割れや欠け等の欠陥を与えてしまう恐れがある。
【００３６】
次に、３図（２）に示す様に、導通用孔２０に導電化処理を施した後、電気めっきでスルーホール２１を形成する。このときのスルーホール２１のめっき厚は比較的薄くてよく、例えば約１５μmで接続信頼性を確保することが可能である。
【００３７】
次に、図３（３）に示す様に、上記スルーホール面に対し、通常のフォトファブリケーション手法によるエッチング手法を用いて、回路パターン２２を形成する。この後、必要に応じて基板表面にフォトソルダーレジスト層の形成、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多層フレキシブル回路配線基板２３を得る。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の多層フレキシブル回路配線基板の製造方法を示す工程図。
【図２】図1に続く工程図。
【図３】図２に続く工程図。
【図４】従来の手法による多層フレキシブル回路配線基板の製造方法を示す工程図。
【図５】図４に続く工程図。
【図６】図５に続く工程図。
【符号の説明】
【００３９】
１    可撓性絶縁ベース材
２    銅箔層
３    銅箔層
４    両面銅張積層板
５    回路パターン
６    内層回路
７    ポリイミドフィルム
８    接着剤
９    カバー
１０  ケーブル部
１１  導通用孔
１２  スルーホール
１３  スルーホールランド
１４  ケーブル部を含む内層回路
１５  可撓性絶縁ベース材
１６  銅箔層
１７  片面銅張積層板
１８  接着剤
１９  型抜きされた片面銅張積層板
２０  導通用孔
２１  スルーホール
２２  回路パターン
２３  本発明による多層フレキシブル回路配線基板
【図１】
2006222330.tif 000003
【図２】
2006222330.tif 000004
【図３】
2006222330.tif 000005
【図４】
2006222330.tif 000006
【図５】
2006222330.tif 000007
【図６】
2006222330.tif 000008