(57)【要約】【課題】製造工程においては、複雑な工程がなく、また、設計段階においては、設計ツールの作成および管理が容易な、多層回路板の製造方法および多層回路板を提供すること。【解決手段】基材１０２と、基材１０２の両面側に第１導電部と第２導電部とが形成された両面回路基板を用意する工程と、両面回路基板の、所定の位置に予め層間接着剤１０８を積層する工程と、両面回路基板を、少なくとも一回折り畳んで多層回路基板としたのち、層間接着剤１０８を介して、第１導電部と第２導電部を接続する工程と、多層回路基板の周辺部を除去する工程とを含むことを特徴とする多層回路板６００の製造方法である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材の少なくとも一方の面に設けられた第１導電部および第２導電部とを備える両面回路基板を用意する工程と、
前記一方の面に設けられた前記第１導電部および前記第２導電部のうち、少なくとも一方を層間接着剤で覆う工程と、
前記両面回路基板を少なくとも一回折り畳み、前記層間接着剤を介して前記第１導電部の設けられた第１面領域と前記第２導電部の設けられた第２面領域とを対向させた状態とする工程と、
前記状態で加熱プレスすることにより、前記第１導電部と前記第２導電部に挟まれた部分にある層間接着剤を溶融除去し、前記第１導電部と前記第２導電部とを電気的に接続させ、多層回路基板を形成する工程と、
前記多層回路基板の周辺部を除去して多層回路板を得る工程と
を含むことを特徴とする多層回路板の製造方法。
【請求項２】
前記基材は、樹脂フィルムである請求項１に記載の多層回路板の製造方法。
【請求項３】
前記樹脂フィルムは、ポリイミド樹脂フィルムである請求項２に記載の多層回路板の製造方法。
【請求項４】
前記両面回路基板は、フィルドビア構造を有する請求項１ないし３のいずれかに記載の多層回路板の製造方法。
【請求項５】
前記第１導電部または前記第２導電部の表面に、金属被覆層が形成されている請求項１ないし４のいずれかに記載の多層回路板の製造方法。
【請求項６】
前記金属被覆層は、はんだまたは低融点金属からなり、厚さが３μｍ以上、３０μｍ以下である請求項５に記載の多層回路板の製造方法。
【請求項７】
前記基材は、矩形形状の第１面領域と、前記第１面領域の一つの辺を共有して隣接する矩形形状の第２面領域とを含み、
前記両面回路基板を折り畳む工程は、前記辺を折り返し部として前記基材を折り畳み、第１面領域および第２面領域を重ね合わせ対向させる工程を含む、
請求項１ないし６のいずれかに記載の多層回路板の製造方法。
【請求項８】
前記基材は、矩形形状の第１面領域と、前記第１面領域の一辺を共有して隣接する矩形形状の第２面領域と、前記第１面領域の他辺を共有して隣接する矩形形状の第３面領域とを含み、
前記両面回路基板を折り畳む工程は、
前記一辺を折り返し部として前記基材を折り畳み、第１面領域および第２面領域を重ね合わせ対向させる第１折り畳み工程と、
前記他辺を折り返し部として前記基材をさらに折り畳み、第１面領域、第２面領域および第３面領域を重ね合わせる第２折り畳み工程と、
を含む、
請求項１ないし６のいずれかに記載の多層回路板の製造方法。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の方法により製造された多層回路板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層回路板の製造方法および多層回路板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の携帯端末をはじめとする電子機器の発展に伴い、高機能化、小型軽量化の要求がますます高まっており、これに伴って、プリント配線板も高密度配線で極薄の多層化の要求が高まってきている。多層プリント配線板は大きく別けて、貫通スルーホールめっき方式とビルドアップ方式の２つに分類され、さらにビルドアップ方式の中には逐次積層をおこなうシーケンシャルビルドアップ方式と一括で積層を行うパラレルビルドアップ方式に分類される。
【０００３】
貫通スルーホールめっき方式は、あらかじめパターンニングしておいた両面配線板または片面配線板を内層回路として接着層を介して一体化した後、ドリルで貫通穴をあけてスルーホールめっきをおこない各導体層を電気的に導通させる方法である。
また、シーケンシャルビルドアップ方式は、前記のスルーホールめっき方式で作製した多層配線板をコア基板とし、その表層に絶縁層を形成し、次いでブラインドビアを介して最外層とコア基板を導通した後、最外層に配線回路を形成する一連の工程を繰り返すことにより逐次積層していく方法などがある（例えば特許文献１）。
【０００４】
パラレルビルドアップ方式は、回路成形した絶縁基材にブラインドビアを形成しビア内をめっきまたは導電ペーストで充填したものを各層毎に用意し、これらを位置決めして積み重ね、熱圧により一括で積層する方法などがある（例えば特許文献２）。
しかしこれらの多層配線板は、何れの方式で行なうにしても、各層毎に別々に回路形成する工程が必要でり、片面配線板や両面配線板に比べ多大な工数が必要でり、また、製造工程も層数に比例して複雑になっていった。
さらに、設計段階においても、各層毎にそれぞれに配線パターンデータ、穴あけデータ、位置決めガイド穴データ、外形加工用データ、絶縁マスクデータなど多くのデータが必要であり、その作成および管理に多大な工数が必要であった。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１２５３４４号公報
【特許文献２】特開平１１−５４９３４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、上記事情に鑑みてなされたものであり、製造工程においては、複雑な工程がなく、また、設計段階においては、設計ツールの作成および管理が容易な、多層回路板の製造方法および多層回路板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の多層回路板の製造方法は、基材と、前記基材の両面側にそれぞれ第１導電部と第２導電部とが形成された両面回路基板を、少なくとも一回折り畳んで多層回路基板としたのち、前記多層回路基板の周辺部を除去する工程を含むことを特徴とする。
【０００８】
この多層回路基板の製造方法では、両面回路基板を所定の位置で折り畳んでいくことにより、折り畳み回数に両面の二層を掛けた層数、例えば、１回の折り畳みでは、１ｘ２＋２＝４となり、４層が、また、二回の折り畳みでは６層の多層回路基板を得ることが出来る。このように、多層回路基板を複雑な工程を経ることなく、また、多大な設計ツールを使うことなく得ることが出来る。
本発明において、折り畳み工程は種々の形態をとることができる。
たとえば、
前記基材は、矩形形状の第１面領域と、前記第１面領域の一つの辺を共有して隣接する矩形形状の第２面領域とを含み、
前記両面回路基板を折り畳む工程は、前記辺を折り返し部として前記基材を折り畳み、第１面領域および第２面領域を重ね合わせ対向させる工程を含む構成としてもよい。
また、前記基材は、矩形形状の第１面領域と、前記第１面領域の一辺を共有して隣接する矩形形状の第２面領域と、前記第１面領域の他辺を共有して隣接する矩形形状の第３面領域とを含み、
前記両面回路基板を折り畳む工程は、
前記一辺を折り返し部として前記基材を折り畳み、第１面領域および第２面領域を重ね合わせ対向させる第１折り畳み工程と、
前記他辺を折り返し部として前記基材をさらに折り畳み、第１面領域、第２面領域および第３面領域を重ね合わせる第２折り畳み工程と、
を含む構成としてもよい。
上記のようにすれば、基材を有効利用し、多層基板を簡便な工程で効率的に作製することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、製造工程においては、複雑な工程がなく、また、設計段階においては、設計ツールの作成および管理が容易な、多層回路板の製造方法および多層回路板を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】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、共通する構成要素には同一符号を付し、以下の説明において詳細な説明を適宜省略する。
【００１１】
本実施形態に係る多層回路板の製造方法は、
基材と、前記基材の少なくとも一方の面に設けられた第１導電部および第２導電部とを備える両面回路基板を用意する工程と、
前記一方の面に設けられた前記第１導電部および前記第２導電部のうち、少なくとも一方を層間接着剤で覆う工程と、
前記両面回路基板を少なくとも一回折り畳み、前記層間接着剤を介して前記第１導電部の設けられた第１面領域と前記第２導電部の設けられた第２面領域とを対向させた状態とする工程と、
前記状態で加熱プレスすることにより、前記第１導電部と前記第２導電部に挟まれた部分にある層間接着剤を溶融除去し、前記第１導電部と前記第２導電部とを電気的に接続させ、多層回路基板を形成する工程と、
前記多層回路基板の周辺部を除去して多層回路板を得る工程と
を含むものである。
ここで、基材は、矩形形状の第１面領域と、第１面領域の一辺を共有して隣接する矩形形状の第２面領域と、第１面領域の他辺を共有して隣接する矩形形状の第３面領域とを含む。そして、両面回路基板を折り畳む工程は、(i)前記一辺を折り返し部として基材を折り畳み、第１面領域および第２面領域を重ね合わせ対向させる第１折り畳み工程と、(ii)前記他辺を折り返し部として基材をさらに折り畳み、第１面領域、第２面領域および第３面領域を重ね合わせる第２折り畳み工程とを含む。
すなわち、本実施形態に係る多層回路板６００の製造方法は、図１および図２に示すように、基材１０２と、基材１０２の両面側に第１導電部１０５と第２導電部１１５とが形成された両面回路基板１０９を用意する工程と、両面回路基板１０９の、所定の位置に予め層間接着剤１０８を積層する工程と、両面回路基板１０９を、少なくとも一回折り畳んで多層回路基板５５０としたのち、層間接着剤１０８を介して、第１導電部１０５と第２導電部１１５を接続する工程と、多層回路基板５５０の周辺部を除去する工程とを含む。
【００１２】
図３は、本発明の製造方法により得られた多層回路板６００の一実施形態の概略構成を示す図である。
多層回路板６００は、両面回路基板１０９が、本実施形態では３構成より形成され６層の多層回路板６００となっている。両面回路基板１０９の層間には層間接着剤１０８を介して接続されている。また、多層回路板６００の最外層は、それぞれ、絶縁被覆１０７により覆われている。各層間の接続は、両面回路基板１０９では、基材１０２を貫通する孔にめっきあるいは導電ペーストなどで埋め込まれたフィルドビアめっき１０３構造となっている。そして、層間の接続は、第１導電部１０５と第２導電部１１５とが、金属被覆層１０４を介して接続されている。
【００１３】
次に、本実施形態に係る多層回路板６００の製造方法の一例について図１および図２を用いて説明する。
【００１４】
基材１０２を構成する材料としては、例えば樹脂フィルム基材等が挙げられる。樹脂フィルム基材としては、例えばポリイミド樹脂フィルム、ポリエーテルイミド樹脂フィルム、ポリアミドイミド樹脂フィルム等のポリイミド樹脂系樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム等のポリアミド樹脂系フィルム、ポリエステル樹脂フィルム等のポリエステル樹脂系フィルムが挙げられる。このうち、弾性率と耐熱性を向上させる観点から、特にポリイミド樹脂系フィルムが好ましく用いられる。
まず、ポリイミド樹脂フィルムの基材１０２に金属箔として銅箔１０１がついた両面積層板を用意する。このとき、基材１０２に接着剤を用いて銅箔１０１を貼り合わせたものを使用してもよい。
次に、前記両面積層板に、エッチングやレーザーによって銅箔１０１を除去し、続いてさらにレーザーや樹脂エッチングにより樹脂を貫通してもう一方の銅箔に至るブラインドビアホールを形成する。このとき、ブラインドビアホールは両面板の片側にのみ形成しても、両側に形成してもよい。さらに、ブランドビアホール内を過マンガン酸塩やプラズマによりデスミア処理をおこない、電解めっきによりフィルドビア１０３を形成する（図１（ａ））。このときのフィルドビアは、無電解めっきを用いても、その他導電物質を用いてブラインドビア内を充填してもよい。さらに、必要なフィルドビア上に金属被覆層１０４をめっき法、ペースト印刷法などを用いて形成する。この場合の金属被覆層１０４は錫、鉛、銀、銅、亜鉛、ニッケル、ビスマス、アンチモン、インジウム、金の中から選ばれた少なくとも１種類以上の金属で構成された、はんだ金属である。例えば錫系、錫−鉛系、錫−銀系、錫−亜鉛系、錫−ビスマス系、錫−アンチモン、錫−銀−ビスマス系、錫−銅系等があるが、金属元素の組合せや組成に限定されず、最適なものを選択すればよい。金属被覆層１０４の厚さは、特に限定されないが、好ましくは３〜３０μｍであり、より好ましくは１０〜１５μｍである。また、はんだ接合時にこの金属被覆層１０４と銅箔層間で金属拡散による接続劣化を防止する目的で、下地処理としてニッケル等のバリア層を１〜２μｍ形成しても良い。
【００１５】
つづいて、両面積層板を感光性フォトレジストによりパターンエッチングし、絶縁基材の両面に第２導電部１１５と第１導電部１０５を形成する（図１（ｂ））。このとき第１導電部１０５は円柱、四角柱など、フォトマスクで自由に調節することができる。
【００１６】
次に、前記両面板の必要な部分に絶縁被覆１０７をおこなう（図１（ｃ））。この絶縁被覆１０７の箇所はフレックスリジットや多層フレキでの屈曲を必要とする部分や、最終的に最外層にあたる部分である。このときの絶縁被覆１０７はポリイミドなどの可撓性で耐熱性のある絶縁樹脂と接着剤からなるカバーレイフィルムや、熱硬化型レジストインクや、感光性レジストインク等から選ばれ、前記両面板の片側でも両側でも被覆して差し支えない。
【００１７】
次に、前記両面板の第１導電部１０５および導体回路１０６、基材１０２上の必要な部分に層間接着剤１０８（フラックス機能付き接着剤）を形成する（図１（ｄ））。ここで用いるフラックス機能付き接着剤１０８は、金属表面の清浄化機能、例えば、金属表面に存在する酸化膜の除去機能や、酸化膜の還元機能を有した接着剤であり、第１の好ましい接着剤の構成としては、フェノール性水酸基を有するフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、レゾール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂などの樹脂（Ａ）と、前記樹脂の硬化剤（Ｂ）を含むものである。硬化剤としては、ビスフェノール系、フェノールノボラック系、アルキルフェノールノボラック系、ビフェノール系、ナフトール系、レゾルシノール系などのフェノールベースや、脂肪族、環状脂肪族や不飽和脂肪族などの骨格をベースとしてエポキシ化されたエポキシ樹脂やイソシアネート化合物が挙げられる
第２の好ましい接着剤の構成としては、ビスフェノール系、フェノールノボラック系、アルキルフェノールノボラック系、ビフェノール系、ナフトール系、レゾルシノール系などのフェノールベースや、脂肪族、環状脂肪族や不飽和脂肪族などの骨格をベースとしてエポキシ化されたエポキシ樹脂（Ｃ）と、イミダゾール環を有し、かつ前記エポキシ樹脂の硬化剤（Ｄ）を含むものである。イミダゾール環を有する硬化剤としては、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、ビス（２−エチル−４−メチル−イミダゾール）などが挙げられる。
この層間接着剤１０８の形成方法は特に限定されず、例えば、印刷法や転写法などがあるが、シート状の接着剤をラミネートする方法が簡便であり好ましい。
【００１８】
次に、前記両面板を折り重ねて積層する（図２）。
折り畳みは、矩形図形のある一辺を折り畳む方法を用いてもいいし、または、矩形図面の隣接する他の一辺を折り畳む方法としてもよい。
このとき、より折り重ね易くするために一部をカットしたり、折り曲げ部分に折り目のスリットをいれたり、折り重ねズレないようにガイド穴を設けることができる。このとき、前記両面板から完全に切り離さず、一部分を残しておけば、ハンドリング上の制約を受けることなく最終工程まで加工することが可能である。
【００１９】
この折り曲げ方はたとえば図４（ａ）や図４（ｂ）のような方法があげられ特に限定する必要はなく、第１導電部１０５や第２導電部１１５、フラックス機能付き接着剤１０８の配置によって最適な折り曲げ方を選択すればよい。ここでは、図４（ａ）の折り畳み方について図２を用いて説明する。さらに、図５と図６に示すように、左右の折り畳みだけでなく、前後の折り畳みを組み合わせることによって、６層以上の多層プリント配線板や、屈曲部と部品実装部の複雑に組み合わさったフレックスリジット配線板にも適応できる。
【００２０】
次に、折り重ねられた前記両面板を一体化する（図２）。このような多層化は、熱圧着、すなわち加熱下で圧着しつつ行う。その具体的方法は、次の通りである。
金属被覆層が溶融する第１の温度に加熱して、第１導電部１０５の金属被覆層１０４が、フラックス機能付き接着剤層１０８を介して、第２導電部１１５と溶融接合するまで熱圧着し、次いで、金属被覆層１０４が再度溶融せず、かつ接着剤が硬化するのに適した第２の温度で再加熱してフラックス機能付き接着剤層１０８を硬化させ、層間を接着させることにより、積層、一体化する。このように、熱圧着の工程において、温度差を設けて行うことにより、金属被覆層１０８を十分に溶融して接合不良を防止するとともに、かかる溶融接合がなされた後は直ちにフラックス機能付き接着剤層１０８を硬化させて各層の接合部と溶融接合部を固定化する（図２（ｂ））。
各層を積層する方法としては、例えば、真空プレスまたは熱ラミネートとベーキングを併用する方法等を用いることができる。
なお、前記第１の温度は、好ましくは１７０〜２７０℃、より好ましくは１８５〜２６０℃とされ、前記第２の温度は、好ましくは１２０〜２００℃、より好ましくは１５０〜１９０℃とすることができる。
【００２１】
最後に、所望の外形を切断し、多層回路板６００（図２（ｃ））を得る。
【実施例】
【００２２】
本発明を用いた８層の多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を実施例として紹介する。まず、銅箔厚み１８μｍ、ポリイミド厚み２５μｍからなるフレキシブル両面銅張積層板に、ＵＶレーザーにより所定の箇所に、ブランドビアホールを形成し、プラズマデスミアのあと、フィルドビアめっきを形成する。ついで保護フィルムとしてドライフィルムフォトレジストをラミネートし、所定の箇所を露光・現像した後、Ｓｎ−Ａｇはんだめっきを１５μｍおこなう。さらに、再度、ドライフィルムフォトレジストをラミネートし、第１導電部と第２導電部をエッチングにより形成し両面フレキシブルプリント配線板を得る。このとき、この両面フレキシブルプリント回路は図５(ａ)に示すように、両面フレキシブルプリント配線板ワークシート１０９のポリイミドをはさんで表裏が第１層と第２層になる（１）の回路１１０、第３層と第４層になる（２）の回路１１１、第５層と第６層になる（３）の回路１１２、第７層と第８層になる（４）の回路１１３がパターンニングされている。また、これらを折り重ねるとき、第１層から第８層まで順に重なるようにするために、片面側に第２層、第４層、第５層、第７層が配置され、反対面側には、第１層、第３層、第６層、第８層が配置されている。次に、第３層、第４層にあたる（２）の回路１１１と第５層、第６層にあたる（３）の回路１１２のフレキシブル性を要する屈曲部１１４にカバーレイフィルムを絶縁被覆する。さらに、フレックス機能を有する接着剤層を（１）の第２層部分と（４）の第７層部分、屈曲部１１４を除いた（２）の第４層部分にラミネートする。
次に図５（ｂ）に示すように、折り重ねる部分に金型を用いて折り目１２５をつけておく。
次に図５（ｃ）に示すように、金型で外形の周辺を切断１１６するとともに、重ね合わせるための位置決め用のガイド穴１１７をあける。（４）の回路１１３の外周の一部はカットせずに残しておく。これによって、両面フレキシブルプリント配線板ワークシート１０９上に保持されるため、その後の端子めっきや導通検査、打ち抜き加工など工程でハンドリングや搬送が容易におこなうことができる。このとき、屈曲部と積層部の境界に当たる部分は最終工程の外形打ち抜きを考慮してあらかじめ切断１２６しておく。
次に図６（ａ）にあるように（３）の回路１１２と（２）の回路１１１の間を折り目１２５に沿って（２）側に重ね回路１１８になる。さらに図６（ｂ）にあるように（２）の回路１１１と（３）の回路１１２が重なった回路１１８を折り目１２５に沿って（４）側に重ね回路１１９になる。最後に図６（ｃ）にあるように（１）の回路１１０を折り目１１５に沿って回路１１９側に重ね回路１２０となる。このとき、ガイドピンを用いて位置ズレを防止する。
その後、真空式加圧ラミネーターで１３０℃、０.２ＭＰａ、３０秒で仮接着した後、２５０℃、０．０５ＭＰａで３分間プレスする。このとき、フラックス機能付き接着剤がフラックス機能を発現し、また、第１導電部の表層のＳｎ−Ａｇはんだが溶融するため、第１導電部と重なり合った第２導電部間に金属接合を形成する。さらに、１８０℃で１時間ベーキングし接着剤層を完全に硬化させる。最後に最外層をソルダーレジストで被覆し、実装用の端子部をめっきなどにより表面処理を行い、外形打ち抜きによって多層フレキシブルプリント配線板を得る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の製造方法を説明するための断面図である。
【図２】本発明の製造方法を説明するための断面図である。
【図３】本発明により製造された多層回路板を説明するための断面図である。
【図４】本発明の積層方法を説明するための断面図である。
【図５】本発明の積層方法を説明するための平面図である。
【図６】本発明の積層方法を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０１：銅箔
１０２：基材
１０３：フィルドビアめっき
１０４：金属被覆層
１０５：第１導電部
１０６：導体回路
１０７：絶縁被覆
１０８：層間接着剤（フラックス機能付き接着剤）
１０９：両面フレキシブルプリント配線板ワークシート（両面回路基板）
１１０：第２層面（下面  第１層面）回路
１１１：第４層面（下面  第３層面）回路
１１２：第５層面（下面  第６層面）回路
１１３：第７層面（下面  第８層面）回路
１１４：屈曲部
１１５：第２導電部
１１６：切断
１１７：ガイド穴
１１８：第６層面（下面  第５層、第４層、第３層面）回路
１１９：第３層面（下面  第４層、第５層、第６層、第７層、第８層面）回路
１２０：第１層面（下面  第２層、第３層、第４層、第５層、第６層、第７層、第８層面）回路
１２５：折り目
１２６：切断
５５０：多層回路基板
６００：多層回路板
【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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