(57)【要約】【課題】製品全体またはワーク全体を代表して容易に良否判定することができ、また気泡やしわのような異常の分布、形状、大きさのような現象の傾向を把握することができ、工程の最適化の指標を得ることができるプリント配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】パターンを有する基板パターンと、前記基板パターンの近傍に、前記導電パターンよりパターン幅およびパターン間隔が小さい検査パターンから、前記導電パターンよりパターン幅およびパターン間隔が大きい検査パターンまで、漸次変化させた検査用パターンユニットを形成したワークを用意する。次に前記ワークに予め接着材層を形成したフィルムカバーレイを貼り合わせる。その後、前記貼り合せによって、前記検査用パターンユニット中に生じた異常の有無を検査する。【選択図】図３
2007317873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電パターンを有する基板パターンと、前記基板パターンの近傍に、前記導電パターンよりパターン幅およびパターン間隔が小さい検査パターンから、前記導電パターンよりパターン幅およびパターン間隔が大きい検査パターンまで、漸次変化させた検査用パターンユニットを形成したワークを用意する工程と、
前記ワークに予め接着材層を形成したフィルムカバーレイを貼り合わせる工程と、
前記貼り合せによって、前記検査用パターンユニット中に生じた異常の有無を検査する工程と
を備えることを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記検査用パターンユニットは、パターン幅が一定で、パターン間隔を漸次変化させた検査パターンと、パターン間隔が一定で、パターン幅を漸次変化させた検査パターンを組み合わせて形成することを特徴とする請求項１に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記検査用パターンユニットは、前記導電パターンの内、最もパターン幅が小さく、最もパターン間隔が小さい導電パターンよりパターン幅およびパターン間隔が小さい検査パターンからパターン幅およびパターン間隔が大きい検査パターンまで変化させて形成することを特徴とする請求項１または２に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記検査用パターンユニットを、前記基板パターンの外周囲に前記ワークの捨て板部分に形成したことを特徴とする請求項1乃至３のいずれか１項に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記検査用パターンユニットに隣接して前記導電パターンを一部分形成した部分パターンを配置したことを特徴とする請求項1乃至４のいずれか１項に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項６】
前記フィルムカバーレイに形成された接着材層の厚さが前記導電パターンの厚さ以下であることを特徴とする請求項1乃至５のいずれか１項に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記異常が存在する境界を検出して、その検出結果に基づいてフィルムカバーレイの貼り合わせ条件を設定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項８】
導電パターンを有する複数の基板パターンを形成したワークに、予め接着材層を形成したフィルムカバーレイを貼り合わせた際に、検査パターン中に生じる異常の有無を検査するために用いる検査パターンを、前記基板パターンの周囲に前記導電パターンよりパターン幅およびパターン間隔が小さい検査パターンから、前記導電パターンよりパターン幅およびパターン間隔が大きい検査パターンまで、漸次変化させて形成したことを特徴とするプリント配線基板の検査用パターンユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、フィルムカバーレイを貼り合わせたプリント配線基板の製造方法に関し、特にフィルムカバーレイを貼り合わせたプリント配線基板の良否判定に用いる検査パターンを備えたプリント配線基板の製造方法と、この製造方法に用いられる検査用パターンユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、軽量化、薄型化および高密度化に伴い、フレキシブルプリント配線基板（以下、ＦＰＣと言う）にフィルムカバーレイを被覆したＦＰＣが多用されている。フィルムカバーレイは、導電パターンを基板フィルムとの間に挟むことにより、導電パターンと基板フィルムの密着性を強固にし、かつＦＰＣが繰り返し屈曲や変位を受けたときの導電パターンの剥離や切断を防止するものである。またＦＰＣが他の部品や筐体と接触したときの電気絶縁を確保し、さらに湿気の侵入や錆びの発生を防止するものである。
【０００３】
ＦＰＣにフィルムカバーレイを接着する製造工程において、熱プレスにより、フィルムカバーレイに予め形成された接着材を軟化させ、これを導電パターン間に流動させ、気泡を発生しないように接着する。しかし、接着工程においては、ＦＰＣとフィルムカバーレイの間に気泡やしわのような異常が発生しやすい。
例えば、図６にＦＰＣの一部分を示すように、導電パターン２１の間に気泡２２が発生する。図６は気泡２２が非常に多く発生した場合を示しているが、気泡２２は導電パターンの間隔の大きさによってその大きさが変化する。また導電パターンの間隔の形状によって気泡の発生場所が異なる。
このように、気泡あるいはしわが発生すると、フィルムカバーレイの接着力低下、導電パターン間の電気絶縁性の低下、銅マイグレーションの発生など、フィルムカバーレイの作用効果が十分に発揮されない。
【０００４】
これを解消するために、特許文献１は気泡の発生を抑制する方法を開示している。
特許文献１は、ベース基材の表面に配線を形成した配線基板に、接着層を有するフィルムカバーレイを積層した後、配線基板とフィルムカバーレイとを仮貼りし、次に加熱プレスにより本貼りする製造方法において、気泡の押し出しを阻害しない場所に複数箇所スポット融着してフィルムカバーレイを仮貼りすることによって、本貼り工程の加熱プレス時に気泡の押し出し阻害を防止する技術である。
【特許文献１】特開２００４-３１９６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献1に記載の製造方法により、気泡の少ない、または気泡のないＦＰＣを製造することができる。
しかし、ＦＰＣの良否判定のために気泡やしわのような異常がないかどうかを検査する必要がある。気泡やしわはＦＰＣのどの場所に、どのような形状で発生するか分からないので、ＦＰＣの全面積部分を目視またはカメラを用いてパターン認識により、気泡やしわの有無を検査しなければならない。更にＦＰＣは様々な複雑な形状のものが存在するので、ＦＰＣおよびワーク全体を確認するのに手間を要する。
【０００６】
また従来の検査では、気泡やしわの有無を検査しているが、気泡やしわの分布、形状、大きさなどの現象を分析できないので、加工条件を最適化する際の指標を得ることができなかった。またフィルムカバーレイの接着材層の厚さは、導電パターンがプリント基板とフィルムカバーレイの間の中心位置になるように、また接着材がプリント基板とフィルムカバーレイからはみ出ないようにするために、なるべく薄いほうが望ましい。例えばフィルムカバーレイの接着材層の厚さは、ＦＰＣの導電パターン層の厚さ以下にすることが望ましい。しかしフィルムカバーレイの接着材層の厚さがこのように薄い場合は、導電パターン間隔の大きい場所では気泡が発生しやすく、気泡発生を防止するために課題が多かった。
また通常、フィルムカバーレイの接着材の有効期限は数ヶ月（３ヶ月）程度であり、フィルムカバーレイの使用時期により接着材の埋め込みに差が生じるため、接着材の厚さだけで製造条件を設定することができなかった。
更に、両面型ＰＰＣの場合、スルーホール鍍金が施されるが、ワークの中央部と周辺部では鍍金の厚さが異なるので、フィルムカバーレイの貼り合わせ条件はそれに合わせる必要がある。
【０００７】
本発明は上述の問題を解決するため、製品全体またはワーク全体を代表して容易に良否判定することができ、作業工程を簡略化することができるプリント配線基板の製造方法を提供するものである。また気泡やしわのような異常の分布、形状、大きさのような現象の傾向を把握することができ、工程の最適化の指標を得ることができるプリント配線基板の製造方法と、この製造方法に用いられるプリント配線基板の検査用パターンを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のプリント配線基板の製造方法は、上記課題を解決するために、導電パターンを有する基板パターンと、前記基板パターンの近傍に、前記導電パターンよりパターン幅およびパターン間隔が小さい検査パターンから、前記導電パターンよりパターン幅およびパターン間隔が大きい検査パターンまで、漸次変化させた検査用パターンユニットを形成したワークを用意する工程と、前記ワークに予め接着材層を形成したフィルムカバーレイを貼り合わせる工程と、前記貼り合せによって、前記検査用パターンユニット中に生じた異常の有無を検査する工程とを備える。
ここで、プリント基板は、プリント基板の片面に導電パターンを形成した、いわゆる片面ＦＰＣであるが、プリント基板の両面に導電パターンを形成した、両面ＦＰＣであってもよい。また基板パターンの近傍は、導電パターンが施された基板パターンの外周囲が好ましいが、基板パターン中に導電パターンが形成されていないの空き領域に形成してもかまわない。
上記構成を有することにより、本発明によれば、検査用パターンユニットが基板パターン中の導電パターン全体を代表しており、検査面積を小さくすることができるので、作業工程を簡略化することができる。また気泡やしわのような異常の分布、形状、大きさのような現象の傾向を把握することができ、工程の最適化の指標を得ることができる。
【０００９】
また前記検査用パターンユニットは、パターン幅が一定で、パターン間隔を漸次変化させた検査パターンと、パターン間隔が一定で、パターン幅を漸次変化させた検査パターンを組み合わせて形成するとよい。このように検査パターンを組み合わせることにより、導電パターンよりパターン幅およびパターン間隔が小さい検査パターンから、導電パターンよりパターン幅およびパターン間隔が大きい検査パターンまで、漸次変化させた検査パターンを網羅的に形成し、配置することができる。そのためパターン幅、パターン間隔が異なる種々の導電パターンを全て検査することができる。さらに上記のように組み合わせられた検査パターンをマトリックス状に配置すれば、気泡やしわのような異常検査を容易にし、かつ異常の発生箇所を容易に分析することができる。
【００１０】
また前記検査用パターンユニットは、前記導電パターンの内、最もパターン幅が小さく、最もパターン間隔が小さい導電パターンより、パターン幅およびパターン間隔が小さい検査パターンからパターン幅およびパターン間隔が大きい検査パターンまで変化させて形成とよい。これにより、検査対象の中心値を最も貼り合わせ条件が厳しい導電パターンとすることができ、製品検査をすることができる。
また前記検査用パターンユニットを、前記基板パターンの外周囲に前記ワークの捨て板部分に形成するとよい。これにより基板パターンを大きくすることがない。
また前記検査用パターンユニットに隣接して前記導電パターンを一部分形成した部分パターンを配置するとよい。これにより部分パターンと検査用パターンユニットを見比べて製品検査することができる。
また本発明のプリント配線基板は、前記フィルムカバーレイに形成された接着材層の厚さが前記導電パターンの厚さ以下であるとよい。これにより、接着材のはみ出しがなくなり、かつ導電パターンをプリント基板２とフィルム６の間のほぼ中心位置にすることができる。
【００１１】
また本発明のプリント配線基板は、前記異常が存在する境界を検出して、その検出結果に基づいてフィルムカバーレイの貼り合わせ条件を設定するものである。これにより、本発明よれば気泡やしわのような異常の分布、形状、大きさのような現象の傾向を把握することができるので、工程の最適化の指標を得ることができる。そして、その指標に合わせることによって、貼り合わせ工程の最適化を図ることができる。
【００１２】
また別の観点によれば、本発明はプリント配線基板の検査用パターンであり、導電パターンを有する複数の基板パターンを形成したワークに、予め接着材層を形成したフィルムカバーレイを貼り合わせた際に、検査パターン中に生じる異常の有無を検査するために用いる検査パターンを、前記基板パターンの周囲に前記導電パターンよりパターン幅およびパターン間隔が小さい検査パターンから、前記導電パターンよりパターン幅およびパターン間隔が大きい検査パターンまで、漸次変化させて形成したものである。この発明によれば、気泡やしわのような異常が存在する場所により、製品の良否を判定し、また最適条件からの許容値を認識することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、検査用パターンユニットが製品全体またはワーク全体を代表しているので、検査用パターンユニットによって、容易に良否判定することができ、作業工程を簡略化することができる。また気泡やしわのような異常の分布、形状、大きさのような現象の傾向を把握することができ、工程の最適化の指標を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて本発明のプリント配線基板について詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態であるプリント配線基板の断面図を示す。フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）１は、プリント基板２上に接着材３を介して導電パターン４を形成した基板パターンを備える。一方、フィルムカバーレイ５は、フィルム６に予め接着材７が塗布されたものである。
プリント基板２およびフィルム６は、例えばポリイミドフィルムのように同種類の材質を使用し、接着材３および７は、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂など同種類の材質を使用する。
プリント基板２は、例えば２５μｍ厚さを有し、導電パターン４は例えば１8μｍ厚さを有する。フィルム６は、例えば、厚さ１２．５μｍのものが使用され、フィルムカバーレイ５に形成される接着材７の厚さは、例えば、１５μｍに形成される。
本発明においては、接着材７は、導電パターン４の厚さよりも薄くなるように形成される。このように接着材３および７として、同種類の材質を使用し、フィルムカバーレイの接着材層の厚さを導電パターンの厚さ以下にすることにより、導電パターンをプリント基板２とフィルム６の間のほぼ中心に位置させることができる。
【００１５】
図２は、本発明のプリント配線基板を製造するためのワーク１１の平面図を示す。この図２では、フィルムカバーレイ５を透視し、ワーク１１の表面図を示す。
図２に示すように、ワーク１１は、導電パターン４を有する基板パターン１２を６つのブロックに分けて形成している。各基板パターン１２の近傍に検査用パターンユニット１３を形成する。図２では、検査用パターンユニット１３は、捨て板部分１４に各基板パターン１２の隅にそれぞれ形成され、計１２個形成している。また検査用パターンユニット１３に隣接して、捨て板部分１４に基板パターンに形成された導電パターンを代表する部分パターン１５を形成する。部分パターン１５は導電パターン４を形成する代表的なパターン幅、パターン間隔を有するように形成し、検査用パターンユニット１３と見比べるために備えられたものであり、回路を形成する必要はない。
ワーク１１に形成する基板パターン１２の数は図２に限定するものではなく、ワーク１１の大きさ、基板パターン１２の大きさに応じて適宜設定すればよく、１つのワークに１つの基板パターンであってもかまわない。また検査用パターンユニット１３および部分パターン１５の数も図２に限定されるものでなく、これより多くても、少なくてもよい。更に、図示しないが、検査用パターンユニット１３および部分パターン１５は、基板パターン１２の空き領域に形成してもかまわない。また検査用パターンユニット１３と部分パターン１５は必ずしも対に形成する必要はなく、それぞれ単独に形成してもよい。
【００１６】
図３は、検査用パターンユニット１３の詳細を説明する図である。この検査用パターンユニット１３は、導電パターン４のパターン形成と同時に形成されるものであって、図３に示す検査用パターンユニット１３が、図２に示すように１つのワークに１２個形成される。
図３に示すように、検査用パターンユニット１３は、パターン間隔が一定で、パターン幅が漸次変化する４つの検査パターン２１ａ〜２１ｄをｘ軸方向に形成し、パターン幅が一定で、パターン間隔が漸次変化する４つ検査パターン２２ａ〜２２ｄをｙ軸方向に形成し、さらにｘ軸、ｙ軸面内にこれらをマトリックス状に規則的に組み合わせて形成する。
【００１７】
図３の検査パターン２１ａ〜２１ｄは、パターン間隔が２０μｍであり、パターン幅が２０μｍ〜５０μｍまで１０μｍごとに変化する。また検査パターン２２ａ〜２２ｄは、パターン幅が２０μで、パターン間隔が２０μｍ〜５０μｍまで１０μｍごとに変化する。従って、図３の右上がり方向にパターンピッチ（パターン幅とパターン間隔の計）が漸次変化する検査パターンを形成している。
図３には各検査パターンに、パターン幅とパターン間隔を数値で示す指標２３を表示している。また検査用パターン群１３の外側に縦方向に検査パターンの位置を表示する番号（Ｌ１〜Ｌ４）を表示し、上側横方向にパターンピッチを示す番号（Ｐ５〜Ｐ７）を表示している。そして、下側横方向に検査パターンに位置を表示する番号（Ｓ１〜Ｓ４）と、パターンピッチを示す番号をそれぞれ表示している。
このように各部分に番号を表示することにより、気泡やしわのような異常が生じた場所を数値データとして特定することが可能になる。
図３の検査用パターンユニット１３は、パターンピッチが４０μｍ〜１００μｍまで変化する検査パターンを形成している。図３の点線で示した補助線が１０μｍごとのパターンピッチの分類線を示している。
【００１８】
図３に示した検査用パターンユニット１３は例示であり、これに限定されるものではなく、検査パターンの数、パターン幅、パターン間隔は任意に設定することができる。しかし、検査用パターンユニット１３の中心値は、導電パターンの内、最も小さい導電パターン幅、パターン間隔に一致させるのが望ましい。
例えば、図３の例では、導電パターンは、最も小さいパターン幅が４０μｍ、パターン間隔が４０μｍであり、従ってパターンピッチは８０μｍであり、指標（Ｌ４０／Ｓ４０）で示した検査パターン（２１ｃ、２２ｂ）がこれに相当する。この検査対象パターンには特別な目印、例えば検査パターンを囲む枠、色を付与すると、検査工程にとき、より検査が容易になる。これにより、最も小さい導電パターン幅、パターン間隔を持つ導電パターンに対して、それより小さい方に３段階、それより大きい方に２段階を検査することが可能になる。
【００１９】
次に本発明のプリント配線基板の製造方法を工程順に説明する。
図４は、本発明によるプリント配線基板の製造方法を工程順に説明する工程図を示す。先ず、ステップＳ１ではプリント基板２の素材として、ポリイミドフィルムを用意し、ステップＳ２では、その片面に圧延銅箔を接着材により積層し、ステップＳ３では所定の大きさに切断して、ワーク１１を形成する。次にステップＳ４では、スルーホール用の穴あけを行い、ステップＳ５でスルーホールにメッキ処理する。
この後、ステップＳ６では、ワーク１１の片面にドライフィルムを貼り付け、ステップＳ７で、所定の導電パターン４を有する基板パターン１２および図３の検査用パターンユニット１３、部分パターン１５で露光、現像してレジスト膜を形成する。次にステップＳ８で、エッチングを実施し、その後レジスト膜を除去する。これにより基板パターン１２を形成すると同時に検査用パターンユニット1３と部分パターン１５を形成する。
【００２０】
次に、ステップＳ９では、上記のようにして基板パターン１２、検査用パターンユニット１３と部分パターン１５が形成されたワーク１１を用意し、このワーク１１に接着材付きフィルムカバーレイ５を重ね合わせて、ステップＳ１０で、熱プレスする。この後、ステップＳ１１で、検査用パターンユニット１３中の気泡やしわのような異常の有無を検査する。プリント基板２およびフィルム６に使用されるポリイミドフィルムは通常透明または半透明であるので、目視により気泡やしわのような異常の有無を確認することができる。
この検査工程を自動化する場合は、カメラでワーク表面を撮影し、それを画像認識することにより、異常の検査装置を構成することが可能である。
検査の結果、気泡やしわのような異常が存在する検査パターンが検査対象パターンよりパターン幅およびパターン間隔の小さい方にのみ存在する場合は、導電パターンが形成された基板パターンは合格品と判定され、ステップＳ１２でその基板パターンを打ち抜いて、ステップＳ１３で完成品を得る。
【００２１】
図５は、異常の有無の検査結果を示し、一重丸および二重丸は気泡の発生がなかった検査パターン、×印は気泡の発生があった検査パターンを表す。図５に示すように、導電パターンを有する基板パターンを形成したワークにフィルムカバーレイを圧着すると、導電パターンのパターン幅が広く、パターン間隔が狭いところは、フィルムカバーレイからの接着材の流動量が多く、パターン間隔が狭いため接着材が十分に行き渡り、そのため気泡やしわの発生が少ない。一方、パターン幅が狭く、パターン間隔が広いところは、フィルムカバーレイからの接着材の流動量が少なく、かつパターン間隔が広いため気泡やしわが発生しやすい。
【００２２】
この結果、ステップＳ１４では、ラインＡおよびＢに示すように、合否判定ラインを確認することができる。なお、ラインＡは合格ラインを示し、ラインＢは許容値を含む合格ラインを示す。即ちラインＡは、パターン間隔に依存せず、パターン幅が４０μｍ以上であればよいことが分かる。なお、パターン幅が３０μｍで、パターン間隔が２０μｍのものは合格であった。ラインＢは、パターン間隔に依存せず、パターン幅が５０μｍ以上であればよいことが分かる。
【００２３】
上記合格ラインＡまたはＢに基づき、ステップＳ１５では、熱プレス条件の設定を行なう。例えば、熱プレスの圧着時間、加熱温度、加圧力を変更する。もしくはフィルムカバーレイの接着材の有効期限に対応させる。
あるいはフィルムカバーレイの接着材の厚さ、未硬化粘度、接着材の材質を変更する。または導電パターンの設計を変更し、パターン幅、パターン間隔を合格ラインＡまたはＢに一致するように変更する。あるいは導電パターンの厚さを変更する。その他任意の条件を変更して、合格ラインＡまたはＢに合わせることができる。若しくは合格ラインＡまたはＢが図５の上下方向または左右方向に移動する条件に変更する。
もし、基板パターン１２に形成される導電パターンの内、最も小さいパターン幅およびパターン間隔の検査対象パターン（２１ｃ、２２ｂ）が、ラインＡまたはＢより左側領域に含まれている場合は、基板パターン１２は不良と判断できる。しかし、検査対象パターン（２１ｃ、２２ｂ）が、ラインＡまたはＢより右側領域に含まれている場合は、基板パターン１２は良品と判断できる。
図５に示す場合は、基板パターン１２に該当する検査対象パターン（２１ｃ、２２ｂ）は、ラインＡの右側領域にあり、良品と判断される。
【００２４】
上記のように、製造条件の１つまたは複数を新たに設定した後、図４のステップに戻り、異常の有無を確認することにより、新たに設定した条件が適切であるか否か判定する。もし適切な製造条件に設定されておれば、その新たな製造条件にて製造することにより、良品率を向上させることができる。しかし適切な製造条件でなければ、別の製造条件を設定して、その製造条件の適否を判定する。
このような操作を繰り返すことにより、良品率の高い製造条件にて製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】プリント配線基板の断面図を示す。
【図２】プリント配線基板の平面図を示す。
【図３】検査用パターンユニットの平面図を示す。
【図４】プリント配線基板の製造工程図を示す。
【図５】検査用パターンユニットの検査後の平面図を示す。
【図６】導電パターン間に気泡が発生する様子を説明する図を示す。
【符号の説明】
【００２６】
１  フレキシブルプリント基板
２  プリント基板
３  接着材層
４  導電パターン
５  フィルムカバーレイ
６  フィルム
７  接着材層
１１  ワーク
１２  基板パターン
１３  検査用パターンユニット
１４  捨て板部分
１５  部分パターン
２１、２２  検査パターン
【図１】
2007317873.tif 000003
【図２】
2007317873.tif 000004
【図３】
2007317873.tif 000005
【図４】
2007317873.tif 000006
【図５】
2007317873.tif 000007
【図６】
2007317873.tif 000008