(57)【要約】      （修正有）【課題】接着剤層を全く有しない、全ての絶縁層が単一の樹脂組成物で構成された、薄く、屈曲性も優れている上、高耐熱性で、電気特性も優れており、その製造工程も簡素化され経済的に量産が可能な導電性ペーストを用いて層間接続されたインナーバイアホール構造を有する層間接続された多層フレキシブルプリント配線板を提供する。【解決手段】夫々目的とするパターンを形成された２層以上の導体層が、接着剤層を介さずに、夫々直接同一の可撓性を有する耐熱性絶縁樹脂である極性有機溶媒可溶性のポリイミド系樹脂からなる絶縁樹脂層に積層されている構造を有し、且つその層間接続部が所定のパターンで設けられているインナーバイアホールに導電性ペーストを埋設した構造を有する層間接続された多層フレキシブルプリント配線板。【選択図】図１
0003102326.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
夫々目的とするパターンを形成された２層以上の導体層が、接着剤層を介さずに、夫々直接同一の可撓性を有する耐熱性絶縁樹脂である極性有機溶媒可溶性のポリイミド系樹脂からなる絶縁樹脂層に積層されている構造を有し、且つその層間接続部が所定のパターンで設けられているインナーバイアホールに導電性ペーストを埋設した構造を有する層間接続された多層フレキシブルプリント配線板。
【請求項２】
導電性ペーストが極性有機溶媒可溶性ポリイミド系樹脂バインダーと金属粉とからなる導電性ペーストである請求項１記載の層間接続された多層フレキシブルプリント配線板。
【請求項３】
極性有機溶媒可溶性ポリイミド系樹脂が、下記一般式で示される芳香族ポリアミドイミド樹脂である請求項１又は２記載の層間接続された多層フレキシブルプリント配線板。
【化１】
0003102326.tif 000005
（但し、Ｘは酸素原子、硫黄原子、スルホニル基、カルボニル基、メチレン基を表わし、ｎは２以上の整数を表わす）
【請求項４】
層間接続部のインナーバイアホールに導電性ペーストを埋設した構造が、バイアホール形成用開口部を有する絶縁樹脂層と第１の導体層からなる積層体に、その開口部に対向する位置に円錐台状の導電性ペーストを配設した第２の導体層を、該開口部に円錐台状導電性ペーストが嵌合された状態で、積層せしめてなる構造である請求項１〜３のいずれかに記載の層間接続された多層フレキシブルプリント配線板。
【請求項５】
導体層と絶縁樹脂層の積層が裏打材を用いた積層である請求項１〜４のいずれかに記載の層間接続された多層フレキシブルプリント配線板。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、新規な構造を有する層間接続された多層フレキシブルプリント配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
多層フレキシブルプリント配線板は、その優れた特性からプリンタのヘッド部、カメラのレンズ制御部、リードディスク、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ等のピックアップ部等に多く用いられるようになってきた。
しかし、この多層フレキシブルプリント配線板も、近年の電子機器に対するさらなる軽薄短小化及び高機能化の要求にともなって、より一層の優れた電気特性、耐熱性及び薄層化が求められており、しかも本来の屈曲性、可撓性も同時に求められているのである。
【０００３】
しかるところ、従来より多層フレキシブルプリント配線板においては、その多層化をするために接着剤を必須としており、その結果、該接着剤（一般にエポキシ系やアクリル系の接着剤が多く用いられている）に由来する薄型化への限界（各層間の接着剤層の厚みだけ厚くなる）および屈曲性の低下、折り曲げ使用時の反発力といった問題点がある上、カバーレイや支持体層を構成する樹脂と接着剤層とが夫々異なった化合物であるため、夫々の熱膨張係数が相違し、熱衝撃により層間クラックが発生してしまうという問題点があった。（例えば、特許文献１参照）
【０００４】
加えて、多層をなす導体層間の電気的接続を行う方法においても種々な問題点があり、改善が求められていた。
すなわち、従来の層間接続方法においては銅張積層板等の樹脂層にレーザー等で穴開け加工を行い開口部を形成し、その開口部にメッキ処理を行ったり、導電ペーストを該開口部に充填する方法などがとられていた。（例えば、特許文献２参照）
【０００５】
しかし、これらの方法はいずれもレーザーによる穴開け加工やデスミア処理が必要であり、技術的に難しい上に製造工程が複雑化するという問題点があった。
また、層間接続部に開口部を設け半田メッキにより電気的接続を形成する方法では、接続部上に樹脂層を形成することができず、半田メッキが配線板表面に露出してしまうため、配線板の設置スペースが狭くなった場合には、接続部と金属製の筐体が接触してショートするという危険性があった。さらに、露出している接続部から外部にノイズが放出され、接続部近傍のパターンにおける信号伝送時のトラブルや、実装部品の誤作動が生じる可能もあったのである。
【０００６】
しかも３層以上の多層配線板を作製する場合には、これまでの半田メッキによる接続方法では、層間接続部を表層まで露出させなければならず、インナーバイアホールの構造をとることができないため、パターン設計の点において制約を受けていたのである。
【特許文献１】特開平６−２３２５３１号公報
【特許文献２】特開平９−２７５２７３号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
以上説明した従来技術の問題点、すなわち従来の多層フレキシブルプリント配線板が接着剤層を必須としているため、薄型化に限界があり、耐熱性も低くなる上、フレキシブルプリント配線板に必要な屈曲性、可撓性も低下するという問題点、及びその層間接続において、従来のメッキによる層間接続方法ではインナーバイアホール構造をとることができず、且つ接続部を樹脂層で覆うことができないため配線板使用時に外部へのノイズ放出が生じる上、筐体との接触によりショートするという問題点を全て解決した層間接続された多層フレキシブルプリント配線板を提供することが本考案の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち本考案は、（１）夫々目的とするパターンを形成された２層以上の導体層が、接着剤層を介さずに、夫々直接同一の可撓性を有する耐熱性絶縁樹脂である極性有機溶媒可溶性のポリイミド系樹脂からなる絶縁樹脂層に積層されている構造を有し、且つその層間接続部が所定のパターンで設けられているインナーバイアホールに導電性ペーストを埋設した構造を有する層間接続された多層フレキシブルプリント配線板、
（２）導電性ペーストが極性有機溶媒可溶性ポリイミド系樹脂バインダーと金属粉とからなる導電性ペーストである上記（１）記載の層間接続された多層フレキシブルプリント配線板、
（３）極性有機溶媒可溶性ポリイミド系樹脂が、下記一般式で示される芳香族ポリアミドイミド樹脂である上記（１）又は（２）記載の層間接続された多層フレキシブルプリン配線板、
【０００９】
【化２】
0003102326.tif 000003
（但し、Ｘは酸素原子、硫黄原子、スルホニル基、カルボニル基、メチレン基を表わし、ｎは２以上の整数を表わす）
【００１０】
（４）層間接続部のインナーバイアホールに導電性ペーストを埋設した構造が、バイアホール形成用開口部を有する絶縁樹脂層と第１の導体層からなる積層体に、その開口部に対向する位置に円錐台状の導電性ペーストを配設した第２の導体層を、該開口部に円錐台状導電性ペーストが嵌合された状態で、積層せしめてなる構造である上記（１）〜（３）のいずれかに記載の層間接続された多層フレキシブルプリント配線板、及び
（５）導体層と絶縁樹脂層の積層が裏打材を用いた積層である上記（１）〜（４）のいずれかに記載の層間接続された多層フレキシブルプリント配線板
を提供するものである。
【考案の効果】
【００１１】
本考案は、従来から、種々提案がなされてきたにもかかわらず、今まで実用にたえる製品が全く提供されてこなかった、接着剤層を全く有しない、全ての絶縁層が単一の樹脂組成物で構成された優れた性能を持つインナーバイアホール構造を有する層間接続された多層フレキシブルプリント配線板を提供したという効果を有している。
又、本考案の多層フレキシブルプリント配線板は上記した特有の構成を有しているため、従来品に比べて薄く、屈曲性も優れている上、絶縁層を構成する極性有機溶媒可溶性ポリイミド系樹脂に由来する高耐熱性で、電気特性も優れており、且つメッキスルーホール構造に由来する導体の表面露出がなく、ノイズの放出、筐体とのショートという問題もなく、その製造工程も簡素化され工業的に量産が可能になったという効果も有している。
【００１２】
さらに、導電性ペーストとして極性有機溶媒可溶性ポリアミドイミド（ニッポン高度紙工業（株）製のソクシール（登録商標））と金属粉よりなる導電ペーストを使用した場合には、層間接続部も樹脂層と親和性を持つ導電ペーストであるため、耐熱性試験などの環境試験において優れた性能を持ち、且つ従来エポキシ系導電ペーストで問題となっていた耐熱性が不充分で、使用期限が短く、使用条件にも制限があった点が改善され、工業的に極めて有利に製造できるという利点もある。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本考案を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
第１図は本考案の層間接続された多層フレキシブルプリント配線板の断面図であり、第２図は本考案の層間接続された多層フレキシブルプリント配線板の製造工程を示す断面図である。
【００１４】
第１図によって、本考案の層間接続された多層フレキシブルプリント配線板について詳しく説明する。図１中の１（１ａ、１ｂ）は導体層であり、その導体としては金属の箔又はシートが用いられ、特に銅箔がよく用いられる。その厚みは１０〜３５μｍのものが好ましい。該導体層は常法に従って目的とするパターンが付与される。
２（２ａ、２ｂ、２ｃ）はポリイミド系の絶縁樹脂層であり、好ましくは極性有機溶媒可溶性芳香族ポリアミドイミドからなる耐熱性と可撓性のある絶縁樹脂層であり、特に好ましくは本出願人が先に開発した下記一般式で示される極性有機溶媒可溶性芳香族ポリアミドイミドである。
【００１５】
【化３】
0003102326.tif 000004
（式中Ｘは酸素原子、硫黄原子、スルホニル基、カルボニル基、メチレン基を表わし、ｎは２以上の整数を表わす）
【００１６】
上記一般式で示される極性有機溶媒可溶性芳香族ポリアミドイミドを溶解する極性有機溶媒としてはＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ヘキサメチルホスホルアミド、ハロゲン化クレゾールまたはこれらの混合溶媒、或いはこれ等と他の慣用溶媒との混合系溶媒を使用することができる。
【００１７】
図１中の３（ａ）は導電性ペーストである。この導電性ペーストは、第１の導体層上に積層されたインナーバイアホール形成用の開口部が設けられた絶縁樹脂層に積層される第２の導体層上の該開口部に対向する位置にスクリーン印刷法等によって配設されており、その個々の形状は円錐台状で底面の直径は２００〜５００μｍであり、その高さは２０〜５０μｍで、絶縁樹脂層（３ａ）の厚みより１０μｍを越えない程度に高くしておくことが好ましい。
【００１８】
用いる導電性ペーストとしては公知の導電性ペーストを用いることができるが、好ましくは導体金属でコートされた金属粉とエポキシ等のバインダーからなる導電性ペースト、例えば市販のタッタ  システム・エレクトロニクス（株）製の導電性ペーストであり、特に好ましくは、先に本出願人が開発した前述の〔化３〕に示す一般式の極性有機溶媒可溶性芳香族ポリアミドイミド溶液に銀、銅等の導体金属粉を混合した導電性ペーストである。この特に好ましい導電性ペーストの場合は、絶縁樹脂層と同じ芳香族ポリアミドイミドをバインダー樹脂として用いるため、より一層優れた耐熱性があり、しかも電気特性や屈曲性等の機械特性も優れた層間接続された多層フレキシブルプリント配線板が得られる。
【００１９】
本考案においては、多層間の電気的接続を上記したようにインナーバイアホール構造によって行っているため、その層間接続部を接続を必要とする層と層の間だけにとどめることができ、内部に埋め込まれて表面に露出しない構造にすることができた。その結果、外部へのノイズ放出も軽減でき、筐体とのショートも防止できる上、接続部上に部品実装用のランド（図１中の６）も自在に設けることができるという利点を有している。
【００２０】
本考案で用いる上記溶媒で溶解された芳香族ポリアミドイミド溶液は、スクリーン印刷法等により層間接続部形成用の開口部５を有する所望のパターンで、先に常法に従ってパターンを付与された第１の導体層１ａ上に塗布された後、加熱乾燥して半硬化状態にしておく。この半硬化状態の絶縁樹脂層２ａ上に、該２ａ上に設けられている開口部４に対向した位置に導電性ペースト３ａを円錐台状に配設した別途所望のパターンを付与した第２の導体層１ｂを正しく位置合わせをした後、該開口部４と導電ペースト３ａが嵌合するように重ね合せ加熱圧着する。
【００２１】
以上に説明した各層を積層するにあたっては、本出願人が先に開発した可剥離性裏打材４（ａ、ｂ）を用いた方法（特許第２５９８６９４号参照）を用いるのが好ましい。すなわち、該裏打材を用いることによって、従来のように支持体上に接着剤で積層した金属箔積層体を用いなくてもよいようになり、当業界で希求されていた接着剤層のない層間接続された多層フレキシブルプリント配線板を具現化できたのである。
【００２２】
又、該裏打材によって単独ではハンドリングが困難だった薄い金属箔を簡便に積層できるようになり、積層工程はもとより、他の処理工程も大巾に改善することができたのである。
しかも、前記の本出願人が開発した特定の芳香族ポリアミドイミドを、この裏打材法と組み合わせて用いた場合には、従来のポリイミド系接着剤の欠点であった該ポリイミド系接着剤を塗布するには、前駆体のポリアミド酸で用い、貼り合わせの際または貼り合わせ後、熱処理により分子内閉環を行い、目的とするイミド構造を得なければならないところ、その際発生する閑環水により積層物にフクレを生じ、配線板として十分な強度が出ず剥離しやすいという欠点が一切ない、接着剤フリーの多層フレキシブルプリント配線板が得られるのである。
【００２３】
かくして、当業界で希求されていた接着剤層がなく支持体もカバーフィルムも同一の可撓性があって耐熱性の優れた樹脂層と導体層だけで構成された図１に示す構造を有する導電ペーストで層間接続された多層フレキシブルプリント配線板が本考案によってはじめて工業的に提供されたのである。
【００２４】
次に、本考案の層間接続された多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を図２を用いて説明する。
まず導体層（１ａ）に可剥離性接着剤を用いて裏打材（４ａ）を貼り合わせた積層体を用意する。（図２（ａ））
導体層（１ａ）は公知の金属導体が用いられるが、好ましくは厚み１８μｍ〜３５μｍの銅箔が用いられる。裏打材（４ａ）はアルミニウム、鉄、ポリエチレンテレフタレート樹脂等が用いられるが、好ましくは厚み３５μｍ〜１５０μｍのアルミニウムが用いられる。
なお、上記の導体層（１ａ）に可剥離性接着剤を用いて裏打材（４ａ）を貼り合わせた積層体をワークと呼ぶ。このワークに対しては、エッチング等により、その導体層に所望のパターンを付与しておく。（図２（ｂ））
【００２５】
次に、そのパターン形成された導体層（１ａ）上に、ポリイミド系樹脂（２ａ）を、インナーバイアホール形成用の開口部（５）を有する所望のパターンにコーティングした後、乾燥処理により該ポリイミド系樹脂からなる絶縁樹脂層（２ａ）を半硬化状態（Ｂステージ状態）にしておく。
この時用いられるポリイミド系樹脂は、特に好ましくは極性有機溶媒可溶型ポリアミドイミド樹脂（ニッポン高度紙工業（株）製のソクシール（登録商標））である。
【００２６】
コーティングは、好ましくはスクリーン印刷法を用いて行われ、厚さ１０μｍ〜５０μｍで所望のパターンに塗布される。乾燥処理はエアオーブン、遠赤外線コンベアー炉等を用いて、最大温度８０〜１５０℃、処理時間５〜１５分で行う。（図２（ｃ））
導体層（１ｂ）に可剥離性接着剤を用いて裏打材（４ｂ）の貼り合わせたワークを別途準備し、その導体層（１ｂ）上に、上記２ａ上に設けられた開口部（５）に対向する位置にスクリーン印刷法等によって前述の円錐台状の導電性ペースト（３ａ）を配設する。（図２（ｄ））
【００２７】
次いで、上記した図２（ｃ）と図２（ｄ）のワークを、前者の開口部（５）と後者の導電性ペースト（３ａ）が互いに嵌合するように位置合わせをした後、加圧加熱処理して接合する。この時の加圧加熱条件は、好ましくは３０ｋｇｆ／ｃｍ2 、温度１０５℃、時間５〜１５分である。加圧加熱処理によりインナーバイアホールの導電性ペーストによって電気的に接続され、且つ導体層（１ａ）と導体層（１ｂ）の両者がポリイミド系絶縁樹脂層（２ａ）を介して接着される。（図２（ｅ））
得られた積層体から図２（ｆ）に示すように導体層（１ｂ）に積層されていた裏打材（４ｂ）を引き剥がす。（図２（ｆ））
【００２８】
次に、導体層（１ｂ）上に、図２（ｃ）と同様にして、ポリイミド系絶縁樹脂層（２ｂ）を、インナーバイアホール形成用の開口部（５）を有する所望のパターンにコーティングした後、乾燥処理により該絶縁樹脂層（２ｂ）を半硬化状態（Ｂステージ状態）にしておく。（図２（ｇ））
【００２９】
そのポリイミド系絶縁樹脂層（２ｂ）上に、裏打材（４ｃ）をラミネーター等を用いて積層する。（図２（ｈ））
次いで、導体層（１ａ）に積層されていた裏打材（４ａ）を引き剥がし、常法によりポリイミド系絶縁樹脂層（２ｃ）を、所望のパターンにコーティングする。（図２（ｈ））
さらなる多層化をする場合には上記の工程を繰り返せばよい。
【００３０】
最後に、ポリイミド系絶縁樹脂層（２ｂ）に積層されていた裏打材（４ｃ）を引き剥がし、最終乾燥処理してポリイミド系絶縁樹脂層を完全硬化する。この最終乾燥処理はエアオーブン、遠赤外線コンベアー炉等を用いて実施するが、好ましくは遠赤外線コンベアー炉にて、最大温度２５０〜３００℃、処理時間は３０〜６０分の条件にて行う。（図２（ｉ））
かくして、全ての絶縁樹脂層が極性有機溶媒可溶性芳香族ポリアミドイミド樹脂のみからなり、且つ導電性ペーストを用いて層間接続されたインナーバイアホール構造を有する多層フレキシブルプリント配線板を得ることができた。
【実施例】
【００３１】
実施例１
上記した図２に示す製造方法によって本考案の層間接続された多層フレキシブルプリント配線板を製造した。具体的には、図２の１ａ、１ｂの導体層として厚さ１８μｍの銅箔を用い、４ａ、４ｂ、４ｃの裏打材として８０μｍのアルミニウム板を用いた。
図２に示す通り、まず上記した１ａの銅箔をポリエチレン系の可剥離性接着剤で４ａのアルミニウム板に積層したワークを作製し（ａ工程）、該銅箔上にエッチング用レジストをパターン印刷する。次に、エッチングにより銅箔にパターンを形成した後、レジストを剥離する（ｂ工程）。
【００３２】
次いで、このパターン付与された銅箔上に極性有機溶媒可溶性型ポリアミドイミド樹脂（ニッポン高度紙工業（株）製のソクシール（登録商標））をスクリーン印刷法により厚さ３０μｍの所定のパターンにコーティングした後、１００℃で８分間乾燥し、半硬化状態（Ｂステージ状態）の絶縁樹脂層（２ａ）を形成する（ｃ工程）。
その導体層（１ｂ）上に、上記２ａ上に設けられた開口部（５）に対向する位置にスクリーン印刷法等によって直径４００μｍの底面と３５μｍの高さを有する円錐台状のタッタ  システム・エレクトロニクス（株）製の導電性ペースト（３ａ）を配設する。（ｄ工程）
次いで、上記した図２（ｃ）と図２（ｄ）のワークを、前者の開口部（５）と後者の導電性ペースト（３ａ）が互いに嵌合するように位置合わせをした後、熱プレス機を用いて温度１０５℃、圧力３０ｋｇ／ｃｍ2 で５〜１０分間加熱圧着して積層する（ｅ工程）。
【００３３】
得られた積層体から裏打材（４ｂ）を剥離した（ｆ工程）後、１ｂの銅箔上にｃ工程と同様にして厚さ３０μｍの所定のパターンを有する上記のソクシールからなる絶縁樹脂層（２ｂ）を積層する（ｆ工程）。
さらに、その積層体の銅箔（１ｂ）上にｃ工程と同様にして上記のソクシールを塗布し、加熱乾燥処理して絶縁樹脂層（２ｂ）を形成する（ｇ工程）。
【００３４】
次いで、該絶縁樹脂層２ｂ上に、アルミニウム板（裏打材）（４ｃ）をａ工程と同様にして積層した後、逆に該積層体から（４ｂ）のアルミニウム板（裏打材）を剥離し、ｃ工程と同様にして（１ａ）の銅箔上に所定のパターンの絶縁樹脂層（ソクシール）層（２ｃ）を形成する（ｈ工程）。
最後にその積層体からアルミニウム板（４ｃ）を剥離した後、遠赤外線炉を用いて２７０℃で４０〜６０分間最終加熱乾燥処理することによって目的とする導電性ペーストで層間接続されたインナーバイアホール構造を有する多層フレキシブルプリント配線板が得られる。
【００３５】
実施例２
実施例１で用いた導電性ペーストの代りに、ニッポン高度紙工業（株）製導電性ペーストを用いて、実施例１と同様の製造方法にてインナーバイアホール構造を有する層間接続された多層フレキシブルプリント配線板を作製した。
用いた導電性ペーストは、ニッポン高度紙工業（株）製の極性有機溶媒可溶性ポリアミドイミド樹脂をバインダーとし、導電フィラーとして福田金属箔粉（株）製の粒径約３．０μｍのフレーク状あるいは樹針状の銀粉、銀コート銅粉を用いて作製したものである。この導電性ペーストは、体積抵抗率４×１０-7〔Ω・ｍ〕で、粘度は１０２４ポイズ（Ｅ型粘度計にて測定）、ガラス転移点は約２５０℃の特性を有する。
【００３６】
以上の本実施例１、２においては、全ての絶縁層が極性有機溶媒可溶性芳香族ポリアミドイミド樹脂のみの同一の絶縁樹脂で構成され、且つ導電性ペーストによって層間接続がなされているインナーバイアホール構造をもつ層間接続された多層フレキシブルプリント配線板を得ることができたのである。
【００３７】
実施例１、２で得られた層間接続された多層フレキシブルプリント配線板について、２６０℃の半田槽での半田耐熱試験と、低温槽−５５℃、高温槽＋１２５℃、２ゾーン、１００サイクルの冷熱衝撃試験を行ったところ接続抵抗値の変化は認められず、層間接続信頼性が高いことが確認された。
又、導電性ペースト層間接続部近傍を境に１８０℃折り曲げる前の接続抵抗値、折り曲げた状態での接続抵抗値、折り曲げ後元の状態に戻した時の接続抵抗値の測定を行ったところ、接続抵抗値の変化は認められず、屈曲時、折り曲げ時においても層間接続信頼性が高いことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本考案の層間接続された多層フレキシブルプリント配線板は、その優れた特性を利用してプリンタのヘッド部、カメラのレンズ制御部やリードディスク、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ等のピックアップ部等の多くの分野に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本考案の層間接続された多層フレキシブルプリント配線板の断面図。
【図２】本考案の層間接続された多層フレキシブルプリント配線板の製造工程を示す断面図。
【符号の説明】
【００４０】
１（ａ、ｂ）        導体層
２（ａ、ｂ、ｃ）    絶縁樹脂層
３（ａ）    導電性ペースト
４（ａ、ｂ、ｃ）    裏打材
５    開口部（インナーバイアホール）
６    部品実装ランド
【図１】
0003102326.tif 000006
【図２】
0003102326.tif 000007