(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属箔を厚み方向に途中までエッチングし、前記金属箔に所定パターンの凹部を形成する工程と、
前記金属箔の前記凹部が形成された側の表面である金属箔表面にポリイミド樹脂の原料液を塗布し、焼成して前記金属箔表面に、前記金属箔表面を覆い表面が平坦なポリイミドフィルムから成る第一の樹脂膜を形成する工程と、
前記金属箔の前記金属箔表面とは反対側の表面である金属箔裏面の凹部の裏側となる所定位置に開口を有するレジスト層を形成する工程と、
前記開口の底面に露出した部分の前記金属箔を前記金属箔裏面側からエッチングして、前記金属箔の厚みの第一の配線膜と、前記凹部の厚みの第二の配線膜とを形成する工程と、
前記第一の樹脂膜の前記第一、第二の配線膜が形成された面である第一面にポリイミド樹脂の原料液を塗布し、焼成して前記第一面上に、前記第一面と前記第一、第二の配線膜とを覆い表面が平坦なポリイミドフィルムから成る第二の樹脂膜を形成する工程と、
前記第一の配線膜上に位置して底面に前記第一の配線膜が露出する第一の開口と、前記第二の配線膜上に位置して底面に前記第二の配線膜が露出する第二の開口のうち、いずれか一方又は両方を前記第二の樹脂膜に形成する工程と、
前記第一の配線膜上に位置して底面に前記第一の配線膜が露出する第三の開口を前記第一の樹脂膜に形成する工程とを有するフレキシブル配線板製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフレキシブル配線板の技術分野にかかり、特に、大電流を流すのに適した配線膜を有するフレキシブル配線板を作成する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、所望形状にパターニングされた配線膜を有するフレキシブル配線板は多用されている。
図９の符号１１０は従来技術のフレキシブル配線板の一例を示している。
【０００３】
このフレキシブル配線板１１０は第一の樹脂膜１１７と、第一の樹脂膜１１７表面に配置された第一、第二の配線膜１２１、１２２と、第一、第二の配線膜１２１、１２２上に形成された第二の樹脂膜１２５とを有している。
【０００４】
第一、第二の配線膜１２１、１２２はそれぞれ厚みは同じであるが、第一の配線膜１２１は第二の配線膜１２２よりも幅広に形成されているので、第一の配線膜１２１の断面積は第二の配線膜１２２の断面積に比べ大きくなっている。
【０００５】
断面積の大きい第一の配線膜１２１は第二の配線膜１２２に比べ電気抵抗が小さいので、より大きい電流を流すことができる。
しかしながら、近年、フレキシブル配線板の高密度化に伴い各配線膜の微細化が求められいるが、上記のような幅広な第一の配線膜１２１は微細化の障害になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、電気抵抗が小さい上に、微細なパターンの配線膜を有するフレキシブル配線板を作成する技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は金属箔を厚み方向に途中までエッチングし、前記金属箔に所定パターンの凹部を形成する工程と、前記金属箔の前記凹部が形成された側の表面である金属箔表面にポリイミド樹脂の原料液を塗布し、焼成して前記金属箔表面に、前記金属箔表面を覆い表面が平坦なポリイミドフィルムから成る第一の樹脂膜を形成する工程と、前記金属箔の前記金属箔表面とは反対側の表面である金属箔裏面の凹部の裏側となる所定位置に開口を有するレジスト層を形成する工程と、前記開口の底面に露出した部分の前記金属箔を前記金属箔裏面側からエッチングして、前記金属箔の厚みの第一の配線膜と、前記凹部の厚みの第二の配線膜とを形成する工程と、前記第一の樹脂膜の前記第一、第二の配線膜が形成された面である第一面にポリイミド樹脂の原料液を塗布し、焼成して前記第一面上に、前記第一面と前記第一、第二の配線膜とを覆い表面が平坦なポリイミドフィルムから成る第二の樹脂膜を形成する工程と、前記第一の配線膜上に位置して底面に前記第一の配線膜が露出する第一の開口と、前記第二の配線膜上に位置して底面に前記第二の配線膜が露出する第二の開口のうち、いずれか一方又は両方を前記第二の樹脂膜に形成する工程と、前記第一の配線膜上に位置して底面に前記第一の配線膜が露出する第三の開口を前記第一の樹脂膜に形成する工程とを有するフレキシブル配線板製造方法である。
【０００８】
本発明は上記のように構成されており、本発明のフレキシブル配線板は溝によって互いに分離された第一、第二の配線膜を有している。第一の配線膜は第二の配線膜よりも膜厚に形成されており、第一の配線膜の断面積は膜厚な分大きいので、第一の配線膜の幅を第二の配線膜と等しくした場合でも、第一の配線膜の電気抵抗値を低くすることができる。
【０００９】
本発明のフレキシブル配線板を製造する工程において、金属箔に所定パターンの凹部を形成した後、この凹部が形成された面に樹脂液を塗布すれば凹部がその樹脂液によって充填される。次いで、全体を乾燥、焼成すれば、表面が平坦な第一の樹脂膜を形成することができる。
【００１０】
また、上記の金属箔をパターニングし、形成された各配線膜の表面に樹脂液を塗布すれば、各配線膜間に配置された溝はこの樹脂液に充填され、次いで、乾燥、焼成を行えば、表面が平坦な第二の樹脂膜を形成することができる。
【００１１】
第一、第二の配線膜の表面は面一に配置されており、第一、第二の配線膜上に前記第二の樹脂膜を形成した場合、第一の配線膜上の第二の樹脂膜の厚みと、第二の配線膜上の第二の樹脂膜の厚みとがほぼ等しくなるので、エッチングによって第二の樹脂膜に開口部を形成する場合、エッチングの進行により、開口部の底面に第一、第二の配線膜の表面をほぼ同時に露出させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明を図面を用いて説明する。
図１(ａ)〜(ｅ)、図２(ｆ)〜(ｊ)、図３(ｋ)〜(ｍ)は本発明のフレキシブル配線板の第一例の製造工程図である。
【００１３】
図１(ａ)を参照し、先ず、金属箔１１(ここでは厚み３２μｍの銅箔を用いた)の表面に保護フィルム１３を貼付する。次に、金属箔１１の裏面にレジスト層を形成した後、これを露光、現像し、レジスト層のパターニングを行う。
【００１４】
図１（ｂ）の符号１５は上記の工程でパターニングされたレジスト層を示している。このレジスト層１５にはパターニングによって細長の開口１６が形成されており、この開口１６の底面には金属箔１１が露出している。
【００１５】
次に、全体をエッチング液中に浸漬し、開口部１６の底面に露出した金属箔１１を２０μｍエッチングすると、図１（ｃ）に示すように、金属箔１１には、開口部１６と同じ平面形状で深さが２０μｍの凹部４０が形成される。
その結果、金属箔１１には、レジスト層１５で保護され元の厚みの厚膜部１１ａと、凹部４０が位置し、厚さ１２μｍの薄膜部１１ｂとが形成される。
【００１６】
次に、金属箔１１表面のレジスト層１５と、金属箔１１裏面の保護フィルム１３とを剥離し（図１（ｄ））、金属箔１１の凹部４０が形成された面に薄膜部１１ｂと厚膜部１１ａとが埋没するまでポリイミド樹脂の原料液を塗布すると、金属箔１１の凹部４０はこの原料液によって充填される。その状態で乾燥し、次いで焼成すると、図１（ｅ）に示すように、表面が平坦なポリイミドフィルムから成る第一の樹脂膜１７が形成される。
【００１７】
次に、第一の樹脂膜１７の平坦な表面に保護フィルム２７を貼付し、金属箔１１の第一の樹脂膜１７が形成された側とは反対側の表面にレジスト層を形成する。次いで、そのレジスト層を露光、現像によってパターニングし、図２(ｆ)に示すように、金属箔１１の薄膜部１１ｂ上に複数の開口部１９を有するレジスト層１８を形成する。開口部１９の底面には金属箔１１の薄膜部１１ｂが露出している。
【００１８】
開口部１９は細長に形成されており、レジスト層１８は、開口部１９によって複数の部分に分割されている。符号１８ｂは、金属箔１１の厚膜部１１ａの表面に配置されたレジスト層を示しており、符号１８ａは、金属箔１１の薄膜部１１ｂの表面に配置された部分を示している。
【００１９】
次いで、全体をエッチング液に浸漬すると、開口部１９底面に露出した部分がエッチングされる。金属箔１１の薄膜部１１ｂが完全に除去されるまでエッチングし、レジスト層１８を剥離すると、図２(ｇ)に示すように、金属箔１１は、レジスト層１８の開口部１９と同じ平面形状の溝４１によって複数に分割され、その結果、金属箔１１の厚膜部１１ａから第一の配線膜２１が形成され、薄膜部１１ｂから第二の配線膜２２が形成される。
【００２０】
この状態では、第一の配線膜２１と第二の配線膜２２の底面は第一の樹脂膜１７に固定されており、第二の配線膜２２の底面は第一の樹脂膜１７表面に位置されているが、第一の配線膜２１の底面は第二の配線膜２２の底面よりも深く位置置され、第一の樹脂膜１７に嵌入された状態になっている。且つ、第一の配線膜２１の表面の高さと第二の配線膜２２の表面の高さは等しく、それらの表面は面一に位置されている。
【００２１】
次に、第一の樹脂膜１７の第一の配線膜２１や第二の配線膜２２が形成された面に、これらの配線２１、２２が埋没するまでポリイミド樹脂の原料液を塗布すると、第二の配線膜２２の間や、第二の配線膜２２と第一の配線膜２１の間に位置する溝４１は原料液によって充填され、その状態で乾燥し、次いで焼成すると、図２(ｈ)に示すように、表面が平坦なポリイミドフィルムから成る第二の樹脂膜２５が形成される。
【００２２】
次に、図２(ｉ)に示すように、第一の配線膜２１と第二の配線膜２２の上方の所定部分に円形開口２９ａ、２９ｂを有するレジスト層２８を形成し、表面にアルカリ液を噴霧すると、円形開口２９ａ、２９ｂ底面に露出する第二の樹脂膜２５がエッチングされる。
【００２３】
このとき、第一の配線膜２１上の第二の樹脂膜２５の厚みと、第二の配線膜２２上の第二の樹脂膜２５の厚みとは等しいから、エッチングの進行により、第一の配線膜２１と第二の配線膜２２の表面はほぼ同時に露出する。
次いで、レジスト層２８を除去すると、図２(ｊ)に示すように、第一の配線膜２１と第二の配線膜２２上に、円形開口２９ａ、２９ｂと同径にパターニングされた第１、第２の開口部４２ａ、４２ｂが得られる。
【００２４】
次に、図３（ｋ）に示すように、第一の樹脂膜１７表面の保護フィルム２７を剥離し、第一の配線膜２１の上方に位置する第一の樹脂層１７表面の所定部分に円形開口３９を有するレジスト層３７を形成し、第二の樹脂膜２５の表面に新たな保護フィルム３０を貼付する。
次いで、そのレジスト層３７表面にアルカリ液を噴霧すると、円形開口３９の底面に露出する第一の樹脂膜１７がエッチングされる。
【００２５】
次いで、保護フィルム３０とレジスト層３７を剥離すると、図３（ｌ）に示すように、第一の配線膜２１上に円形開口３９と同径にパターニングされた第３の開口部４３が得られる。
次に、全体を電解メッキ液に浸漬し、電流を流すと、第一、第二、第三の開口部４２ａ、４２ｂ、４３底面に金属からなる薄膜が成長し、金属被膜４５が形成される。
【００２６】
図３（ｍ）の符号１０は金属被膜４５が形成された状態の本発明のフレキシブル配線板を示している。
このフレキシブル配線板１０の第一の配線膜２１と第二の配線膜２２の幅は略等しく形成されているが、第一の配線膜２１の厚みは第二の配線膜２２の厚みよりも大きいので、その厚みが大きい分だけ第一の配線膜２１の断面積が大きくなる。
【００２７】
次に、上記工程で作成された本発明のフレキシブル配線板１０に他のフレキシブル配線板を貼り合わせて多層フレキシブル配線板を作成する工程を、図４（ａ）〜（ｃ）、図５（ｄ）を用いて説明する。
図４（ａ）の符号５０1と、図４（ｃ）の符号５０2は本発明のフレキシブル配線板１０との貼り合わせに用いる単層構造のフレキシブル配線板を示している。
【００２８】
これらのフレキシブル配線板５０1、５０2はベースフィルム５１と、ベースフィルム５１上に配置された銅配線５３と、銅配線５３上に形成されたカバーフィルム５５とを有しており、これらのカバーフィルム５５は熱可塑性の樹脂を有している。
【００２９】
また、銅配線５３の表面には金属バンプ５９が直立して形成されており、これらの金属バンプ５９の先端部分はそれぞれカバーフィルム５５表面に突き出されている。
【００３０】
上記のようなフレキシブル配線板５０1、５０2と本発明のフレキシブル配線板１０とを貼り合わせ、多層構造のフレキシブル配線板を作成するには、先ず、図４（ａ）に示したように、１枚の単層構造のフレキシブル配線板５０1の金属バンプ５９を本発明のフレキシブル配線板１０の第二の樹脂膜２５の第一、第二の開口部４２ａ、４２ｂに向け配置する。
【００３１】
次いで、それらの金属バンプ５９を第一、第二の開口部４２ａ、４２ｂの底面に露出した金属被膜４５にそれぞれ当接させる。このとき、フレキシブル配線板１０、５０1の第二の樹脂膜２５とカバーフィルム５５1は互いに密着した状態になる。
【００３２】
この状態で全体を加熱しながら押圧すると、加熱によってカバーフィルム５５の熱可塑性の樹脂が接着性を発現する。金属バンプ５９の表面には不図示の半田メッキ層が形成されているので、全体を更に加熱すると、その半田メッキ層が溶解する。次いで、全体を冷却すると、溶解した半田メッキ層が固化し、固化した半田メッキ層を介して金属バンプ５９と第一、第二の配線膜２１、２２とが接続されると共に、カバーフィルム５５によってフレキシブル配線板１０、５０同士が機械的に貼り合わされる。
【００３３】
次に、図４（ｃ）に示すように、本発明のフレキシブル配線板１０の第一の樹脂層１７の第三の開口部４３に向けて別の単層構造のフレキシブル配線板５０2の金属バンプ５９を配置する。
【００３４】
次いで、その金属バンプ５９を第三の開口部４３の底面の金属被膜４５に当接させる。このとき、第一の樹脂膜１７はカバーフィルム５５に密着されるので、この状態で全体を押圧しながら加熱した後、冷却すると、金属バンプ５９が不図示のメッキ層を介して第一の配線膜２１に接続されると共に、フレキシブル配線板１０、５０2同士がそのカバーフィルム５５を介して貼り合わされる。
【００３５】
図５（ｄ）の符号５は本発明のフレキシブル配線板１０の両面に単層構造のフレキシブル配線板５０1、５０2がそれぞれ貼り合わされ、形成された多層構造のフレキシブル配線板を示している。
この多層フレキシブル配線板５では、銅配線５３が第一、第二の配線膜２１、２２に金属バンプ５９を介して接続されている。
【００３６】
図６は銅配線５３と第一の配線膜２１との位置関係を相対的に示した図である。
第一の配線膜２１の上方の位置には複数の銅配線５３の幅広な部分が配置されており、それらの幅広の部分には上述した金属バンプ５９がそれぞれ形成されている。
【００３７】
各金属バンプ５９は不図示のメッキ層を介して第一の配線膜２１上の金属被膜４５に接続されているので、第一の配線膜２１と複数の銅配線５３とが電気的に接続された状態になっている。ここでは１本の第一の配線膜２１に対して三本の銅配線が接続された状態を図６に図示した。
【００３８】
第一の配線膜２１は各銅配線５３よりも厚みが大きく、その厚みの分だけ断面積が大きくされ、第一の配線膜２１の電気抵抗値は各銅配線５３よりも低くいので、複数の銅配線５３から第一の配線膜２１に電流が流れ込んだ場合でも、第一の配線膜２１は小さい電圧降下でその電流を流すことができる。
【００３９】
以上は、フレキシブル配線板１０の第一、第二、第三の開口部４２ａ、４２ｂ、４３の底面に金属被膜４５を露出させた場合について説明したが、本発明のフレキシブル配線板はこれに限定されるものでは無い。
図７の符号７０と図８の符号８０はそれぞれ本発明のフレキシブル配線板の第二、第三の例を示している。
【００４０】
これらのフレキシブル配線板７０、８０は、図３（ｍ）に示したフレキシブル配線板１０と同様に、第一の樹脂膜７６、８６と、第一の樹脂膜７６、８６上に形成された第一、第二の配線膜７１、７２、８１、８２と、第一、第二の配線膜７１、７２、８１、８２表面に形成された第二の樹脂膜７７、８７とをそれぞれ有しており、第一の配線膜７１、８１と第二の配線膜７２、８２は溝７３、８３によって互いに分離されている。
【００４１】
また、第一の樹脂膜７６、８６には第三の開口部７８、８８が、第二の樹脂膜７７、８７には第一、第二の開口部７４ａ、７４ｂ、８４ａ、８４ｂがそれぞれ形成されている。
【００４２】
これらのフレキシブル配線板７０、８０のうち、図７に示した第二例のフレキシブル配線板７０では、第三の開口部７８の底面に第一の配線膜７１底面に形成された金属被膜７５が露出しており、第一、第二の開口部７４ａ、７４ｂにはそれぞれ金属バンプ７９が配置されている。これらの金属バンプ７９はそれぞれ第一、第二の配線膜７１、７２表面に直立して形成されている。各金属バンプ７９の先端部分は第二の樹脂膜７７表面に突き出されており、その先端表面には金属被膜７５が形成されている。
【００４３】
他方、図８に示した第三例のフレキシブル配線板８０では、第一、第二の開口部８４ａ、８４ｂ各底面にそれぞれ第一、第二の配線膜８１、８２表面に形成された金属被膜７５が露出しており、第三の開口部８８内には第一の配線膜７１底面に直立して形成された金属バンプ８９が配置されている。これらの金属バンプ８９の先端部分は第二例のフレキシブル配線板７０の場合と同様に、第一の樹脂膜８６表面に突き出され、その先端表面には金属被膜８５が形成されている。
【００４４】
このようなフレキシブル配線板７０、８０を、それらの金属バンプ７９、８９を介して図３（ｍ）に示したようなフレキシブル配線板１０と貼り合わせれば、多層構造のフレキシブル配線板を作成することができる。
【００４５】
以上は第一、第二の樹脂膜に形成された第一、第二、第三の開口部のいずれかに金属バンプが配置された場合について説明したが、本発明のフレキシブル配線板では、例えば、各開口部に金属バンプを配置しても良い。
【００４６】
また、本発明のフレキシブル配線板の第一、第二の樹脂膜の少なくとも一方の樹脂膜に熱可塑性樹脂を有するものを用いても良く、この場合は、貼り合わせに用いる他のフレキシブル配線板の樹脂膜に熱可塑性の樹脂を有するものを用いる必要が無い。
【００４７】
また、貼り合わせに用いるフレキシブル配線板のいずれの樹脂膜も熱可塑性を有しない場合には、各フレキシブル配線板の間に熱可塑性の樹脂フィルムを配置し、図４（ａ）、（ｂ）と同じ工程でフレキシブル配線板同士を貼り合わせれば良い。
この場合は、熱可塑性の樹脂フィルムの代わりに異方導電性フィルムを用いることもできる。
【００４８】
また、図４（ａ）〜（ｃ）、図５では、本発明のフレキシブル配線板１０との貼り合わせに用いる単層構造のフレキシブル配線板５０1、５０2の金属バンプ５９先端表面に半田メッキ層が形成されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものでは無い。
【００４９】
例えば、金属バンプ先端表面に半田メッキ層を有しないフレキシブル配線板であっても、このフレキシブル配線板と本発明のフレキシブル配線板１０とを図４（ａ）、（ｂ）の工程で機械的に接続させた後、少なくとも一方のフレキシブル配線板表面に超音波振動機の振動子を当接して超音波を印加し、金属バンプと配線膜とを超音波によって接続すれば、半田メッキ層が無くても、フレキシブル配線板の配線膜同士を確実に接続をすることができる。
【００５０】
【発明の効果】
幅が狭くても電気抵抗値が低い配線膜を作成することができる。このような配線膜を有するフレキシブル配線板は高密度化が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】(ａ)〜(ｅ)：本発明の第一例のフレキシブル配線板を製造する工程の前半を説明するための図
【図２】(ｆ)〜(ｊ)：本発明の第一例のフレキシブル配線板を製造する工程の中半を説明するための図
【図３】(ｋ)〜(ｍ)：本発明の第一例のフレキシブル配線板を製造する工程の後半を説明するための図
【図４】(ａ)〜(ｃ)：本発明のフレキシブル配線板を用いて多層フレキシブル配線板を作成する工程の前半を説明するための図
【図５】(ｄ)：本発明のフレキシブル配線板を用いて多層フレキシブル配線板を作成する工程の後半を説明するための図
【図６】フレキシブル配線板の第二の配線膜と第一の配線膜との位置関係を相対的に示した図
【図７】本発明の第二例のフレキシブル配線板を説明するための図
【図８】本発明の第三例のフレキシブル配線板を説明するための図
【図９】従来技術のフレキシブル配線板を説明するための図
【符号の説明】
１０、７０、８０……フレキシブル配線板
１７、７６、８６……第一の樹脂膜
２１、７１、８１……第一の配線膜
２２、７２、８２……第二の配線膜
２５、７７、８７……第二の樹脂膜
４２ａ、７４ａ、８４ａ……第一の開口部
４２ｂ、７４ｂ、８４ｂ……第二の開口部
４３、７８、８８……第三の開口部
【図１】
0004459406.tif 000002
【図２】
0004459406.tif 000003
【図３】
0004459406.tif 000004
【図４】
0004459406.tif 000005
【図５】
0004459406.tif 000006
【図６】
0004459406.tif 000007
【図７】
0004459406.tif 000008
【図８】
0004459406.tif 000009
【図９】
0004459406.tif 000010