(57)【要約】【課題】配線パターンを高密度化できるフレキシブルプリント配線基板と、それを用いる多層プリント配線基板を提供する。【解決手段】フレキシブルプリント配線基板１は、熱硬化性樹脂含浸ガラス布２の両面に形成された配線パターン３，３と、配線パターン３，３を接続するバンプ４とを備える。多層プリント配線基板１１は、フレキシブルプリント配線基板１の一部からなる可撓性部１２と、可撓性部１２を介して接続される１対の非可撓性部１３ａ，１３ｂとを備える。非可撓性部１３ａ，１３ｂは、非可撓性絶縁体層１８，１９，２０の両面に形成された配線パターン１４，１５，１６，１７と、配線パターン１５，１６を接続するバンプ２３とを備え、可撓性部１２の両側で非可撓性絶縁体層２２を介して配線パターン３上に積層される。配線パターン３，１４を相互に接続するバンプ２４を備える。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性絶縁体層と、該可撓性絶縁体層の両面に形成された配線パターンと、該配線パターン同士を接続する層間接続とを備えるフレキシブルプリント配線基板において、
該可撓性絶縁体層は直径３．０〜６．０μｍの範囲のガラス繊維を織成した厚さ０．０１〜０．１０ｍｍのガラス布に熱硬化性樹脂を含浸してなる熱硬化性樹脂含浸ガラス布であり、該可撓性絶縁体層の両面に形成された配線パターンは該熱硬化性樹脂含浸ガラス布を貫通するバンプを該層間接続として接続されていることを特徴とするフレキシブルプリント配線基板。
【請求項２】
前記熱硬化性樹脂含浸ガラス布は、１ＭＨｚでの比誘電率が３．０〜１０．０の範囲にあり、１ＭＨｚでの誘電正接が０．００１〜０．０５の範囲にあることを特徴とする請求項１記載のフレキシブルプリント配線基板。
【請求項３】
可撓性絶縁体層と、該可撓性絶縁体層の両面に形成された第１の配線パターンと、第１の配線パターン同士を接続する第１の層間接続とを備えるフレキシブルプリント配線基板の一部からなる可撓性部と、
該可撓性部を介して接続される１対の非可撓性部とを備え、
該非可撓性部は、少なくとも１層の第１の非可撓性絶縁体層と、第１の非可撓性絶縁体層の両面に形成された第２の配線パターンと、第２の配線パターン同士を接続する第２の層間接続とを備えると共に、該フレキシブルプリント配線基板の該可撓性部となる部分の両側の部分で第２の非可撓性絶縁体層を介して第１の配線パターン上に積層され、第１、第２の配線パターンを相互に接続する第３の層間接続を備える多層プリント配線基板において、
該可撓性絶縁体層は、直径３．０〜６．０μｍの範囲のガラス繊維を織成した厚さ０．０１〜０．１０ｍｍのガラス布に熱硬化性樹脂を含浸してなる熱硬化性樹脂含浸ガラス布であり、該可撓性絶縁体層の両面に形成された第１の配線パターンは該熱硬化性樹脂含浸ガラス布を貫通するバンプを第１の層間接続として接続されていることを特徴とする多層プリント配線基板。
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂含浸ガラス布は、１ＭＨｚでの比誘電率が３．０〜１０．０の範囲にあり、１ＭＨｚでの誘電正接が０．００１〜０．０５の範囲にあることを特徴とする請求項３記載の多層プリント配線基板。
【請求項５】
第２、第３の層間接続は、バンプであることを特徴とする請求項３または請求項４記載の多層プリント配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブルプリント配線基板及びそれを用いる多層プリント配線基板、特に該フレキシブルプリント配線基板からなる可撓性部と、該可撓性部を介して接続される１対の非可撓性部とを備える多層プリント配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の電子機器の小型化、軽量化に伴い、該電子機器に用いられるプリント配線基板の薄型化、軽量化が進んでいる。前記プリント配線基板の薄型化、軽量化のために、従来、フレキシブルプリント配線基板の一部からなる可撓性部（フレキシブル部）と、該可撓性部を介して接続される１対の非可撓性部（リジッド部）とを備える多層プリント配線基板が知られている。
【０００３】
前記多層プリント配線基板は、例えば、絶縁体であるベースフィルムの表面に銅箔等の導電体層からなる配線パターンを形成したフレキシブルプリント配線基板の一部をフレキシブル部とし、該フレキシブルプリント配線基板の該フレキシブル部となる部分の両側にリジッドプリント配線基板を積層して一体化したものであり、フレキシブル・リジッド−プリント配線基板と呼ばれている。前記リジッドプリント配線基板としては、例えば、プリプレグ等の絶縁体層の表面に銅箔等の導電体層からなる配線パターンを形成し、加熱処理して該プリプレグを硬化させたもの等が用いられる（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
前記従来のフレキシブル・リジッド−プリント配線基板では、前記ベースフィルムとして例えばポリイミド樹脂からなるフィルムが用いられており、該ベースフィルムの両面に形成された配線パターンは、内面にメッキを施したスルーホールにより相互に接続されている。ところが、前記スルーホールによる接続は、ドリル加工等により形成された貫通孔の内周面に銅等の導電性金属のメッキを施すか、または導電性インキで穴埋めしたものであるので、設計の自由度が制限され、配線パターンの高密度化が難しいという問題がある。前記問題を解決するために、前記ベースフィルムの両面に形成された配線パターンの接続を、前記スルーホールに代えてバンプにより行うことが考えられる。
【０００５】
しかしながら、前記ポリイミド樹脂は耐熱性が高く、加熱しても軟化しないため、前記バンプを貫通させることができないという不都合がある。前記ポリイミド樹脂からなるベースフィルムに代えて、ガラス繊維にエポキシ樹脂、ビスマレイド・トリアジン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂等を含浸させてなるプリプレグを用いれば前記バンプを貫通させることはできるが、該プリプレグは加熱硬化後には可撓性に乏しく、折り曲げると破断するという不都合がある。
【特許文献１】特公平６−９３５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる不都合を解消して、配線パターンを高密度化することができるフレキシブルプリント配線基板を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、前記フレキシブルプリント配線基板の一部からなる可撓性部と、該可撓性部を介して接続される１対の非可撓性部とを備え、配線パターンを高密度化することができる多層プリント配線基板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】
【０００８】
かかる目的を達成するために、本発明は、可撓性絶縁体層と、該可撓性絶縁体層の両面に形成された配線パターンと、該配線パターン同士を接続する層間接続とを備えるフレキシブルプリント配線基板において、該可撓性絶縁体層は直径３．０〜６．０μｍの範囲のガラス繊維を織成した厚さ０．０１〜０．１０ｍｍのガラス布に熱硬化性樹脂を含浸してなる熱硬化性樹脂含浸ガラス布であり、該可撓性絶縁体層の両面に形成された配線パターンは該熱硬化性樹脂含浸ガラス布を貫通するバンプを該層間接続として接続されていることを特徴とする。
【０００９】
前記熱硬化性樹脂含浸ガラス布は、前記範囲の直径を備えるガラス繊維を織成したガラス布を用いることにより可撓性があり、折り曲げても破断することがない。また、前記熱硬化性樹脂含浸ガラス布は、加熱すると軟化し、バンプが貫通可能となる。
【００１０】
そこで、本発明のフレキシブル配線基板は、前記熱硬化性樹脂含浸ガラス布を前記可撓性絶縁体層とし、該可撓性絶縁体層の両面に形成された配線パターンをバンプにより接続することにより、設計の自由度が高くなると共に該配線パターンを高密度化することができる。
【００１１】
前記熱硬化性樹脂含浸ガラス布を構成する前記ガラス繊維は、直径を３．０μｍ未満とすることは技術的に困難であり、直径が６．０μｍを超えると折り曲げたときに破断する。また、前記ガラス繊維を織成してなるガラス布は、厚さを０．０１ｍｍ未満とすることは技術的に困難であり、厚さが０．１０ｍｍを超えると可撓性を持たせることができなくなる。
【００１２】
また、前記熱硬化性樹脂含浸ガラス布は、絶縁体層として作用するために、１ＭＨｚでの比誘電率が３．０〜１０．０の範囲にあり、１ＭＨｚでの誘電正接が０．００１〜０．０５の範囲にあることが好ましい。前記熱硬化性樹脂含浸ガラス布は、１ＭＨｚでの比誘電率が３．０未満、１ＭＨｚでの誘電正接が０．００１未満では、前記厚さの範囲で絶縁体層として作用することができなくなる。また、前記熱硬化性樹脂含浸ガラス布は、絶縁体層として作用するために、前記比誘電率、誘電正接が大きい方が好ましいが、１ＭＨｚでの比誘電率を１０．０より大きく、１ＭＨｚでの誘電正接を０．０５より大きくするには、特殊な処理が必要になる。
【００１３】
本発明の多層プリント配線基板は、前記フレキシブルプリント配線基板の一部を前記可撓性部とし、該可撓性部を介して接続される１対の非可撓性部を備えるものである。従って、本発明の多層プリント配線基板は、前記可撓性絶縁体層の両面に形成された配線パターンをバンプにより接続することにより、設計の自由度が高くなると共に該配線パターンを高密度化することができる。
【００１４】
本発明の多層プリント配線基板において、前記非可撓性部は、少なくとも１層の第１の非可撓性絶縁体層と、第１の非可撓性絶縁体層の両面に形成された第２の配線パターンと、第２の配線パターン同士を接続する第２の層間接続とを備えると共に、該フレキシブルプリント配線基板の該可撓性部となる部分の両側の部分で第２の非可撓性絶縁体層を介して第１の配線パターン上に積層され、第１、第２の配線パターンを相互に接続する第３の層間接続を備える。
【００１５】
ここで、前記非可撓性部の第２、第３の層間接続は、バンプであることにより、さらに設計の自由度を高め、第１、第２の両配線パターンを高密度化することができる。また、バンプからなる第１の層間接続上に、さらにバンプからなる第２、第３の層間接続を形成することができ、Any Layer 構造を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１は本実施形態のフレキシブルプリント配線基板の構成例を模式的に示す説明的断面図であり、図２乃至図４は図１に示すフレキシブルプリント配線基板の製造工程を示す説明的断面図である。また、図５は本実施形態のフレキシブル・リジッド−プリント配線基板の構成例を模式的に示す説明的断面図であり、図６乃至図９は図５に示すフレキシブル・リジッド−プリント配線基板の製造工程を示す説明的断面図である。
【００１７】
まず、図１を参照して、本実施形態のフレキシブルプリント配線基板１について説明する。図１に示すように、フレキシブルプリント配線基板１は、熱硬化性樹脂含浸ガラス布２の両面に形成された配線パターン３と、両面の配線パターン３，３を接続するバンプ４とからなる。
【００１８】
熱硬化性樹脂含浸ガラス布２は、ガラス繊維を織成したガラス布にエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含浸させて半硬化させたものであり、該熱硬化性樹脂はＢ状態と呼ばれる加熱によって軟化するが溶融せず、溶剤に膨潤するが溶解しない状態とされている。
【００１９】
前記ガラス繊維は、直径３．０〜６．０μｍの範囲にあることにより熱硬化性樹脂含浸ガラス布２に可撓性を付与することができる。前記ガラス繊維は、直径を３．０μｍ未満とすることは技術的に難しく、直径が６．０μｍを超えると熱硬化性樹脂含浸ガラス布２を折り曲げたときに、熱硬化性樹脂含浸ガラス布２が破断する。前記ガラス繊維は、熱硬化性樹脂含浸ガラス布２の破断を避けるために、直径が３．０〜５．５μｍの範囲にあることが好ましく、熱硬化性樹脂含浸ガラス布２の破断を確実に避けるためには３．０〜５．０μｍの範囲にあることがさらに好ましい。
【００２０】
前記ガラス繊維を織成したガラス布は、厚さが０．０１〜０．１０ｍｍの範囲にあることにより、熱硬化性樹脂含浸ガラス布２が加熱して軟化したときにバンプを貫通させることができる。前記ガラス布は厚さを０．０１未満とすることは技術的に難しく、厚さが０．１０ｍｍを超えると可撓性を持たせることができなくなる。前記ガラス布は、バンプを貫通させるために厚さが０．０１〜０．０４ｍｍの範囲にあることが好ましく、バンプの貫通を容易にするためには厚さが０．０１〜０．０３ｍｍの範囲にあることがさらに好ましい。
【００２１】
熱硬化性樹脂含浸ガラス布２は、絶縁体層として作用するために、１ＭＨｚでの比誘電率が３．０〜１０．０の範囲にあり、１ＭＨｚでの誘電正接が０．００１〜０．０５の範囲にあることが好ましい。
【００２２】
熱硬化性樹脂含浸ガラス布２は、１ＭＨｚでの比誘電率が３．０未満、１ＭＨｚでの誘電正接が０．００１未満では、前記厚さの範囲で絶縁体層として作用することができなくなる。また、熱硬化性樹脂含浸ガラス布２は、絶縁体層として作用するために、前記比誘電率、誘電正接が大きい方が好ましいが、１ＭＨｚでの比誘電率を１０．０より大きく、１ＭＨｚでの誘電正接を０．０５より大きくするには、特殊な処理が必要になる。
【００２３】
そこで、熱硬化性樹脂含浸ガラス布２は、絶縁体層として作用するために、さらに好ましくは１ＭＨｚでの比誘電率が３．０〜７．０の範囲にあり、１ＭＨｚでの誘電正接が０．００１〜０．０４５の範囲にあるものが用いられ、特に好ましくは１ＭＨｚでの比誘電率が３．０〜５．５の範囲にあり、１ＭＨｚでの誘電正接が０．００１〜０．０３５の範囲にあるものが用いられる。
【００２４】
本実施形態では、熱硬化性樹脂含浸ガラス布２として、直径４μｍのガラス繊維を織成した厚さ１８μｍのガラス布にエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含浸させたものを用いる。この熱硬化性樹脂含浸ガラス布２は、１ＭＨｚでの比誘電率が４．５であり、１ＭＨｚでの誘電正接が０．０２である。
【００２５】
前記熱硬化性樹脂含浸ガラス布２は、２つ折りにし、折り目内面側に接して直径０．１ｍｍのピンゲージを挟んだ状態で、その上にゴムローラを転動させて一往復させた場合にも、折り目に白化部分が見られない。
【００２６】
比較のために、直径１０μｍのガラス繊維を織成した厚さ３５μｍのガラス布にエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含浸させたＦＲ４材に対して前記と全く同一の処理を施すと、該ＦＲ４材は折り目に白化部分が発生し、破断する。また、前記ＦＲ４材は、前記ピンゲージを直径０．５ｍｍのものに代えても、同様に折り目に白化部分が発生し、破断する。
【００２７】
以上の結果から、本実施形態に用いる熱硬化性樹脂含浸ガラス布２は、優れた可撓性を備えていることが明らかである。
【００２８】
図１に示すフレキシブルプリント配線基板１は、例えば次のようにして製造することができる。
【００２９】
まず、図２に示すように、銅箔等の導電体層５の上にバンプ４を形成する。バンプ４は、例えば、銅箔５上に所定の位置に貫通孔を備えるメタルマスクを積層し、該メタルマスクを介して導電性ペーストをスクリーン印刷して該貫通孔に導電性ペーストを充填した後、該導電性ペーストを乾燥させることにより形成することができる。前記導電性ペーストとしては、銀、金、銅、半田、ニッケル、カーボン等の導電性粉末または繊維状のフィラーと、バインダー成分と、溶剤とを混合したもの等を用いることができる。
【００３０】
次に、図３に示すように、加熱して軟化させた熱硬化性樹脂含浸ガラス布２を、銅箔５上に積層することにより、銅箔５上に形成されているバンプ４を熱硬化性樹脂含浸ガラス布２に貫通せしめる。熱硬化性樹脂含浸ガラス布２は、７０〜１３０℃の範囲の温度で加熱することにより軟化するが、バンプ４の貫通のためには８０〜１２５℃の範囲の温度とすることが好ましく、バンプ４の貫通を容易にするためには９０〜１２０℃の範囲の温度とすることがさらに好ましい。
【００３１】
次に、図４に示すように、熱硬化性樹脂含浸ガラス布２の表面から突出しているバンプ４の先端に他の銅箔５を圧接して積層し、銅箔５，５と熱硬化性樹脂含浸ガラス布２とを一体化する。そして、銅箔５，５をエッチングして配線パターン３を形成することにより、図１に示すフレキシブルプリント基板１を形成することができる。前記エッチングはそれ自体公知の方法により行うことができる。
【００３２】
次に、図５を参照して、本実施形態のフレキシブル・リジッド−プリント配線基板１１について説明する。図５に示すように、フレキシブル・リジッド−プリント配線基板１１は、図１に示すフレキシブルプリント配線基板１の一部を可撓性部１２とすると共に、フレキシブル部１２を介して接続される１対のリジッド部１３ａ，１３ｂを備えている。
【００３３】
リジッド部１３ａ，１３ｂは、それぞれ、配線パターン１４，１５，１６，１７がプリプレグ１８，１９，２０を介して積層された４層プリント配線基板２１が、フレキシブル部１２の両側でプリプレグ２２を介して、フレキシブルプリント配線基板１の両面に形成された配線パターン３に積層されている。４層プリント配線基板２１において、配線パターン１５，１６はプリプレグ１９を貫通するバンプ２３により相互に接続されている。また、４層プリント配線基板２１の配線パターン１４と、フレキシブルプリント配線基板１の配線パターン３とは、プリプレグ２２を貫通するバンプ２４により相互に接続されている。
【００３４】
尚、フレキシブル部１２の配線パターン３，３上には図示しないカバーレイが形成されており、リジッド部１３ａ，１３ｂの最外層の配線パターン１７上には図示しないレジスト層が形成されている。
【００３５】
図５に示すフレキシブル・リジッド−プリント配線基板１は、例えば次のようにして製造することができる。
【００３６】
まず、前述の手順に従って、図１に示すフレキシブルプリント配線基板１を製造する。
【００３７】
次に、図６に示すように、４層プリント配線基板２１の配線パターン１４上にバンプ２４を形成する。バンプ２４は、バンプ４と同様にして形成することができる。
【００３８】
次に、図７に示すように、加熱して軟化させたプリプレグ２２を配線パターン１４上に積層することにより、配線パターン１４上に形成されているバンプ２４をプリプレグ２２に貫通せしめる。
【００３９】
次に、図８に示すように、フレキシブル部１２に相当する部分２５をくり抜く。この結果、リジッド部予備成形体２６ａ，２６ｂが形成される。
【００４０】
次に、図９に示すように、リジッド部予備成形体２６ａ，２６ｂのプリプレグ２２の表面から突出しているバンプ２４の先端を、フレキシブルプリント配線基板１の一方の面でフレキシブル部１２の両側に相当する部分の配線パターン３に圧接し、フレキシブルプリント配線基板１と１対のリジッド部予備成形体２６ａ，２６ｂと一体化する。次いで、同様にして、フレキシブルプリント配線基板１の他方の面に、もう１組のリジッド部予備成形体２６ａ，２６ｂを圧接して一体化することにより、リジッド部１３ａ，１３ｂが形成される。
【００４１】
この結果、図５に示すフレキシブル・リジッド−プリント配線基板１１が形成される。尚、フレキシブル・リジッド−プリント配線基板１１は、図９に示すようにして、フレキシブルプリント配線基板１の両面に、リジッド部予備成形体２６ａ，２６ｂを圧接した後、フレキシブル部１２の配線パターン３，３上に図示しないカバーレイが形成され、リジッド部１３ａ，１３ｂの最外層の配線パターン１７上に図示しないレジスト層が形成される。
【００４２】
尚、本実施形態のフレキシブル・リジッド−プリント配線基板１１では、４層プリント配線基板２１において、配線パターン１５，１６のみがバンプ２３により接続されているが、配線パターン１４，１５、配線パターン１６，１７もまたバンプにより接続するようにしてもよい。
【００４３】
また、本実施形態のフレキシブル・リジッド−プリント配線基板１１では、フレキシブルプリント配線基板１のバンプ４と、リジッド部１３ａ，１３ｂのバンプ２４とが積層されていないが、バンプ４とバンプ２４とを積層して形成するようにしてもよい。さらに、フレキシブル・リジッド−プリント配線基板１１では、バンプ４，２４と、配線パターン１４，１５を接続するバンプ、配線パターン１５，１６を接続するバンプ２３、配線パターン１６，１７を接続するバンプの全てを積層するようにしてもよい。このように複数のバンプを相互に積層して構成することにより、Any Layer 構造を形成することができ、設計の自由度を高め、各配線パターン３，１４，１５，１６，１７を高密度化することができる。
【００４４】
また、本実施形態のフレキシブル・リジッド−プリント配線基板１１では、リジッド部１３ａ，１３ｂに、電気抵抗、コンデンサ等の受動部品、または半導体素子等の能動部品を内蔵させ、これをフレキシブル部１２と組み合わせることにより、高周波信号の損失や伝送ノイズを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のフレキシブルプリント配線基板の構成例を模式的に示す説明的断面図。
【図２】図１に示すフレキシブルプリント配線基板の製造工程を示す説明的断面図。
【図３】図１に示すフレキシブルプリント配線基板の製造工程を示す説明的断面図。
【図４】図１に示すフレキシブルプリント配線基板の製造工程を示す説明的断面図。
【図５】本発明の多層プリント配線基板の構成例を模式的に示す説明的断面図。
【図６】図５に示す多層プリント配線基板の製造工程を示す説明的断面図。
【図７】図５に示す多層プリント配線基板の製造工程を示す説明的断面図。
【図８】図５に示す多層プリント配線基板の製造工程を示す説明的断面図。
【図９】図５に示す多層プリント配線基板の製造工程を示す説明的断面図。
【符号の説明】
【００４６】
１…フレキシブルプリント配線基板、  ２…可撓性絶縁体層（熱硬化性樹脂含浸ガラス布）、  ３…第１の配線パターン、  ４…第１の層間接続（バンプ）、  １１…多層プリント配線基板、  １２…可撓性部、  １３ａ，１３ｂ…非可撓性部、  １４，１５，１６，１７…第２の配線パターン、  １８，１９，２０…第１の非可撓性絶縁体層、  ２２…第２の非可撓性絶縁体層、  ２３…第２の層間接続（バンプ）、  ２４…第３の層間接続（バンプ）。
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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