(57)【要約】【課題】  金属コアを芯材として有し屈曲性に優れたメタルコアフレキシブル配線板およびその製造方法を提供する。【解決手段】  軟質性の平板状の金属基体１１の両面に液晶ポリマーからなる第１絶縁体層１２および第２絶縁体層１３が接合している。第１絶縁体層１２の上面に信号配線１４、グランド配線１５等が導体パターンに配設される。グランド配線１５は第１導体バンプ１６を通して金属基体１１に接続する。また、第２絶縁体層１３の下面に回路線路１７、素子実装用のダイランド１８等が導体パターンに配設される。ダイランド１８は第２導体バンプ１９を通して金属基体１１に接続する。必要に応じ、上面および下面の導体パターン間を接続するためのスルーホール２０が設けられ、あるいは放熱のための開口２２が設けられる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟質性のある平板状の金属基体と、該金属基体の両主面に接合した可撓性のある絶縁体層と、を有し、
前記絶縁体層は、オリゴフェニレンエーテルとスチレンブタジエン系のエラストマーを含有する合成樹脂または液晶ポリマーからなることを特徴とするメタルコアフレキシブル配線板。
【請求項２】
前記絶縁体層に積層して、周波数１ＧＨｚにおける比誘電率が３．５以下になる低誘電性樹脂層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のメタルコアフレキシブル配線板。
【請求項３】
前記絶縁体層は、オリゴフェニレンエーテルとスチレンブタジエン系のエラストマーを含有する合成樹脂からなり、
前記低誘電性樹脂層は、液晶ポリマー、ポリイミド系樹脂、ポリエチレンナフタレート系樹脂あるいはこれ等のコンポジット系樹脂からなることを特徴とする請求項２に記載のメタルコアフレキシブル配線板。
【請求項４】
前記絶縁体層あるいは前記低誘電性樹脂層の表面に導体パターンが形成され、該導体パターンは前記絶縁体層あるいは前記低誘電性樹脂層を貫挿する導体バンプを介して前記金属基体に接続していることを特徴とする請求項２または３のいずれか一項に記載のメタルコアフレキシブル配線板。
【請求項５】
第１の層間絶縁体層の内表面に配設された所定の導体パターンに第１の突起状導電体が設けられている第１の積層板、あるいは、所定の領域に第１の突起状導電体が設けられている第１の金属箔のうちのいずれかを、第１の樹脂フィルムを介して平板状の金属基体の一主面に積層する工程と、
第２の層間絶縁体層の内表面に配設された所定の導体パターンに第２の突起状導電体が設けられている第２の積層板、あるいは、所定の領域に第２の突起状導電体が設けられている第２の金属箔のうちのいずれかを、第２の樹脂フィルムを介して前記金属基体の他主面に積層する工程と、
前記金属基体の両主面に前記積層して形成された積層体を加熱加圧して、前記第１の突起状導電体の前記第１の樹脂フィルムの貫挿によって前記第１の突起状導電体を金属基体の一主面に接続し、前記第２の突起状導電体の前記第２の樹脂フィルムの貫挿によって前記第２の突起状導電体を前記金属基体の他主面に接続すると共に、前記積層体を接合一体化する工程と、
を有することを特徴とするメタルコアフレキシブル配線板の製造方法。
【請求項６】
前記積層体が接合一体化した後に、前記積層体を貫通する貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔に熱硬化性樹脂を充填し熱硬化する工程と、
前記熱硬化した樹脂にスルーホールを形成する工程と、
前記スルーホール内を導電化する工程と、を有することを特徴とする請求項５に記載のメタルコアフレキシブル配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱性、電磁シールド性を備え屈曲性に優れたメタルコアフレキシブル配線板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブル配線板（以下、ＦＰＣ；Flexible Printed Circuitともいう）は、例えばネットワーク機器、サーバー、テスターのような電子機器に使用されている。そして、例えば数ＧＨｚ〜数十ＧＨｚ帯の高速デジタル信号の使用においてその高周波特性を損なうことなく高速伝送することが要求されている。また、特に携帯機器類のようなモバイル電子機器では、その小型化あるいは薄型化に伴って、ＦＰＣの高密度配線化および軽薄化が種々に進められている。そして、回路配線等になる導体パターンの微細化および多層化による配線の高密度化が行われている。このように、ＦＰＣは、電気信号の高速伝送、高密度化および薄膜化が要求され、その高度化が進められている。
【０００３】
また、ＦＰＣは電子機器へのケーブル、コネクタ機能等の他に電子回路機能が付与された複合部品としてもその用途が拡大している。そして、電子機器の小型化および高機能化を可能にするため、ＦＰＣに実装される電子部品となる半導体素子の微細・高集積化、高速化あるいは多機能化（以下、半導体素子の高性能化ともいう）は著しい。
【０００４】
しかし、ＦＰＣに実装される電子部品の密度が高まり、その電子部品の発熱密度は増大する。また、高速デジタル信号の使用においてはその誘電損失に伴う発熱が大きくなる。この発生した熱はその部品自体だけでは充分な放熱ができなくなるために、有効に熱拡散ができる構造がＦＰＣに対して必要になってくる。
【０００５】
これまで、熱拡散の機能を有するプリント配線板として、放熱性、均熱性に優れた金属コアを例えばその芯材に備えたメタルコアプリント配線板は種々に開発され、一部で使用されている（例えば、特許文献１，２参照）。ところが、この従来のメタルコアプリント配線板は、金属コアの機械的強度をそのまま活かして用いるリジッド基板が主であり、その可撓性あるいは屈曲性のあるいわゆるＦＰＣへの金属コアの適用の開示は見受けられない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２９４９３２号公報
【特許文献２】特開２００９−２１６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述したような高度化するフレキシブル配線板に例えば平板状の金属コアを芯材として適用しようとすると、その金属コアの軟質性を確保すると共に、金属コアの主面に可撓性を有して接合する例えば樹脂製の絶縁体層が必須になる。その上で更に、これ等の絶縁体層には、その折り曲げの繰り返しに対し高い耐性をもつ優れた屈曲性が求められる。この優れた屈曲性を可能にするためには、絶縁体層と金属コアとの間の高い接着強度と共に、それ等の界面領域における特に絶縁体層の優れた伸縮性が必要になる。
【０００８】
しかし、上記屈曲性に優れた絶縁体層が備えられ金属コアが芯材として形成されたメタルコアフレキシブル配線板（以下、メタルコアＦＰＣともいう）はこれまで明示されていない。そして、高速デジタル信号等の電気信号において、例えばその高周波特性を損なうことのない伝送特性に優れたメタルコアＦＰＣは開示されていない。
【０００９】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、金属コアを芯材として有し、放熱性あるいは電磁シールド性を備え屈曲性に優れたメタルコアフレキシブル配線板およびその製造方法を提供することを目的とする。更に、高周波等の電気信号の伝送特性に優れたメタルコアＦＰＣ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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明にかかるメタルコアフレキシブル配線板は、軟質性のある平板状の金属基体と、該金属基体に接合した可撓性のある絶縁体層と、を有していることを特徴とする。ここで、前記絶縁体層は液晶ポリマーからなる。あるいは、オリゴフェニレンエーテルとスチレンブタジエン系のエラストマーを含有する合成樹脂からなる。
【００１１】
そして、本発明にかかるメタルコアフレキシブル配線板の製造方法は、第１の層間絶縁体層の内表面に配設された所定の導体パターンに第１の突起状導電体が設けられている第１の積層板、あるいは、所定の領域に第１の突起状導電体が設けられている第１の金属箔のうちのいずれかを、第１の樹脂フィルムを介して平板状の金属基体の一主面に積層する工程と、第２の層間絶縁体層の内表面に配設された所定の導体パターンに第２の突起状導電体が設けられている第２の積層板、あるいは、所定の領域に第２の突起状導電体が設けられている第２の金属箔のうちのいずれかを、第２の樹脂フィルムを介して前記金属基体の他主面に積層する工程と、前記金属基体の両主面に前記積層して形成された積層体を加熱加圧して、前記第１の突起状導電体の前記第１の樹脂フィルムの貫挿によって前記第１の突起状導電体を金属基体の一主面に接続し、前記第２の突起状導電体の前記第２の樹脂フィルムの貫挿によって前記第２の突起状導電体を前記金属基体の他主面に接続すると共に、前記積層体を接合一体化する工程と、を有している。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、金属コアを芯材として有し、可撓性、放熱性あるいは電磁シールド性を備えその屈曲性に優れたメタルコアフレキシブル配線板およびその製造方法を提供することができる。また、高周波等の電気信号の伝送特性に優れたメタルコアＦＰＣを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるメタルコアフレキシブル配線板の一例を示す一部拡大断面図。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかるメタルコアフレキシブル配線板の製造方法の一例を示す製造工程別断面図。
【図３】図２の工程に続く製造工程別断面図。
【図４】本発明の第２の実施形態にかかるメタルコアフレキシブル配線板の一例を示す一部拡大断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態にかかるメタルコアフレキシブル配線板の製造方法の一例を示す製造工程別断面図。
【図６】図５の工程に続く製造工程別断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の好適な実施形態のいくつかについて図面を参照して説明する。ここで、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なる。
【００１５】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態にかかるメタルコアフレキシブル配線板およびその製造方法について図１ないし図３を参照して説明する。この実施形態では、高周波信号の伝送される伝送配線が形成されたメタルコアＦＰＣについて説明される。
【００１６】
図１に示すように、メタルコアフレキシブル配線板１０では、軟質性で平板状の金属基体１１の上面となる一主面に屈曲性に優れた第１絶縁体層１２が接合して形成されている。また、金属基体１１の下面となる他主面に屈曲性に優れた第２絶縁体層１３が接合して形成されている。
【００１７】
そして、第１絶縁体層１２の表面に複数のストリップ線路となる信号配線１４およびグランド配線１５が導体パターンに配設されている。ここで、信号配線１４はＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）に対応できる２本ペアの伝送配線として示される。また、グランド配線１５は、導通部材となる第１導体バンプ１６を通して金属基体１１の一主面に接続する。
【００１８】
同様に、第２絶縁体層１３の表面には複数の回路線路１７が所要の導体パターンに配設されている。更に、例えばベアチップの半導体素子がマウントされて実装部になるダイランド１８が導体パターンに形成されている。また、ダイランド１８は、導通部材となる第２導体バンプ１９を通して金属基体１１の他主面に接続している。この第２導体バンプ１９は適度な個数に設けられ、例えば半導体素子から発生した熱を第２導体バンプ１９を通して金属基体１１へと有効に熱拡散できる構造になる。
【００１９】
また、メタルコアフレキシブル配線板１０において、必要に応じて第１絶縁体層１２、金属基体１１および第２絶縁体層１３にスルーホール２０が設けられる。そして、スルーホール２０内のスルーホール導電体２０ａにより、第１絶縁体層１２の表面に形成される導体パターン（図示せず）と第２絶縁体層１３の表面に形成されている導体パターン（図示せず）が電気接続するようになっている。なお、スルーホール２０内には、内壁絶縁層２１が金属基体１１とスルーホール導電体２０ａとを絶縁分離するように形成される。
【００２０】
上記メタルコアフレキシブル配線板１０においては、必要に応じて第１絶縁体層１２の一部が除去され開口２２が設けられる。この開口２２は金属基体１１からの放熱を高める場合に設けられる。また、図示しないが、第１絶縁体層１２および第２絶縁体層１３の表面に形成された導体パターンの間にはソルダーレジストが形成されていると好適である。そして、これ等の導体パターンの表面にメッキ層が形成されるとよい。あるいは、樹脂製のカバーレイフィルムがメタルコアフレキシブル配線板１０の表裏面を保護するようになっていてもよい。
【００２１】
ここで、金属基体１１は、弾性変形あるいは塑性変形することのできる、すなわち軟質性を有し、自在に折り曲げることのできる材料からなる。その好適な材料としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）あるいはそれ等の合金が挙げられる。その他に、導電性の有機金属であってもよい。そして、その厚さは例えば２００μｍ〜１ｍｍ程度で適宜に決められる。
【００２２】
第１絶縁体層１２および第２絶縁体層１３としては、熱可塑性樹脂である液晶ポリマーが用いられ、それぞれの液晶ポリマーは同種、異種を問わない。そして、それ等の膜厚は例えば１５μｍ〜１００μｍ程度で適宜に設定される。液晶ポリマーは、その熱膨張係数を金属基体１１のそれとほぼ同程度にすることが可能である。このために、その詳細は後述されるが、加熱加圧処理（熱プレス）により第１絶縁体層１２および第２絶縁体層１３を金属基体１１に接合する場合に、それ等の界面に生じる熱応力が小さくなる。そして、熱プレスでの降温において残留歪が小さく優れた接合が可能になる。それと共に、その界面における液晶ポリマーの伸縮性が優れたものになり、また、液晶ポリマーと上記金属基体１１との接着強度が大きくなる。このように液晶ポリマーの絶縁体層は接着剤なしに金属基体と直接接合し、強固な積層体になる。このため配線板を屈曲しても絶縁体層は金属基体から剥離したり亀裂を生じることが無い。
【００２３】
液晶ポリマーとしては、例えばキシダール（商品名．Ｄａｒｔｃｏ社製）、ベクトラ（商品名．Ｃｌａｎｅｓｅ社製）で代表される多軸配向の熱可塑性ポリマーが挙げられる。また、他の絶縁性樹脂を添加・配合し変性したものであってもよい。そして、ベクスターＦＡタイプ、ベクスターＣＴタイプ、ＢＩＡＣフィルムなどが例示される。
【００２４】
液晶ポリマーは、一般に可撓性を有し低誘電性特性を有している。例えば周波数１ＧＨｚ〜２５ＧＨｚにおける比誘電率は２．８５程度となり、誘電正接は０．００２５以下と他の樹脂に較べて極めて小さい。また、その吸水性および吸湿性が安定して低い。このために、例えば数ＧＨｚ〜数十ＧＨｚ帯の高速デジタル信号の伝送における高速伝送が容易になる。また、上記高周波数帯の高速デジタル信号において小さい誘電損失になり、その高周波特性を損なうことなく安定した高い品質の電気信号の伝送が可能になる。
【００２５】
信号配線１４、グランド配線１５、回路配線１７あるいはダイランド１９等の導体パターンは、通常に使用されるＣｕあるいはＣｕ合金からなる。そして、これ等の導体パターンの表面に形成されるメッキ層は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）の単層、あるいはＮｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｇ等の複合層からなる。
【００２６】
第１導体バンプ１６および第２導体バンプ１９は、例えばＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、錫（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、導電性カーボン等の導電性粒子とエポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂等とを混合したものである。
【００２７】
スルーホール導電体２０ａは無電解メッキ法あるいは電解メッキ法により形成されるものであり例えばＣｕである。あるいは、例えばＣｕペーストのような導電性ペーストでスルーホール２０を充填することにより形成されるものであってもよい。いずれにしても、スルーホール導電体２０ａはスルーホール２０内を導電化するものである。
【００２８】
そして、内壁絶縁層２１は、メタルコアフレキシブル配線板１０の製造方法で後述されるが、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂のような熱硬化性樹脂が用いられるとよい。そして、熱硬化後において耐クラックに優れ充分な可撓性を有する材料が好ましい。そこで、上記熱硬化性樹脂にアルミナ、ガラス繊維などのフィラーを混入したものが好適に適用される。
【００２９】
次に、本発明の第１の実施形態にかかるメタルコアフレキシブル配線板の製造方法の一例について説明する。図２（ａ）に示すように、例えば２００μｍ〜１ｍｍ厚さの平板状の金属基体１１（例えばＣｕ板）を用意する。ここで、金属基体１１は、その表面が化学薬液による処理等で清浄化され、あるいは適度に粗面化されているとよい。
【００３０】
また、図２（ｂ）に示されるように、例えば１０μｍ〜３０μｍ程度の厚さのＣｕからなる第１金属箔２３の内表面に所要数の突起状導電体である第１円錐導電性ペースト２４をバンプ付けして用意する。同様に、第２金属箔２５の内表面に所要数の突起状導電体である第２円錐導電性ペースト２６をバンプ付けして用意する。ここで、これ等の第１円錐導電性ペースト２４および第２円錐導電性ペースト２６は、例えばステンレス鋼製のスクリーン版などを使用した導電性ペーストのスクリーン印刷・乾燥の繰り返しによりバンプ付けされる。ここで、導電性ペーストは、上述したように例えばＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｐｂ、カーボン等の導電性粒子とエポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂等とを混合したものである。
【００３１】
次に、図２（ｃ）に示すように、第１金属箔２３を裏返しにし、例えば厚さが１５μｍ〜１００μｍ程度の液晶ポリマーからなる第１樹脂フィルム２７と共に例えば金属基体１１に対して位置決めし重ね合せて積層する。同様に、例えば厚さが１５μｍ〜１００μｍ程度の液晶ポリマーからなる第２樹脂フィルム２８と共に第２金属箔２５を金属基体１１に対して位置決めし重ね合せ積層してセットアップする。
【００３２】
そして、上記第１金属箔２３、第１樹脂フィルム２７、金属基体１１、第２金属箔２５および第２樹脂フィルム２８からなる積層体を熱プレスで熱圧着して接合一体化する。この熱プレスの後には、図２（ｄ）に示すように、第１円錐導電性ペースト２４は、その頭部が圧潰する塑性変形と共にその組成変化が生じて第１導体バンプ１６になる。また、第１樹脂フィルム２７は第１絶縁体層１２になる。ここで、第１導体バンプ１６は第１絶縁体層１２を貫挿して金属基体１１に接続する。同様に、第２円錐導電性ペースト２６は、その頭部が圧潰する塑性変形と共にその組成変化が生じて第２導体バンプ１９になる。また、第２樹脂フィルム２８は第２絶縁体層１３になる。ここで、第２導体バンプ１９は第２絶縁体層１３を貫挿して金属基体１１に接続する。
【００３３】
上記熱プレスでは、雰囲気ガスは例えば減圧状態が好ましく、その時の加熱温度は熱可塑性の液晶ポリマーからなる樹脂フィルムが熱軟化する温度である。例えば１８０℃〜３２０℃程度の温度に設定される。また、加圧は例えば３０〜１００ｋｇｆ／ｃｍ２程度である。
【００３４】
次に、図３（ａ）に示すように、接合一体化した金属基体１１、第１絶縁体層１２、第１金属箔２３、第２絶縁体層１３および第２金属箔２５に対して、所定の領域の穴開けを行う。この穴開けにおいて、ドリル加工、レーザ加工により貫通孔２９が形成される。その後、金属基体１１、第１絶縁体層１２、第１金属箔２３、第２絶縁体層１３および第２金属箔２５の露出面および貫通孔２９の内壁を清浄にする。
【００３５】
引続いて、図３（ｂ）に示すように、例えばスキージなどを用いて熱硬化性樹脂からなる埋め込み樹脂３０を貫通孔２９に充填する。そして、所定の温度の加熱処理を施して熱硬化させる。そして、熱硬化した埋め込み樹脂３０に対して例えばレーザ加工等により再度の穴開けを施しスルーホール２０を形成する。ここで、スルーホール２０の内径は貫通孔３０のそれよりも例えば０．２ｍｍ以上小さく、図３（ｃ）に示すように、スルーホール２０内には内壁絶縁層２１が形成されるようになる。そして、機械研磨およびデスミア処理を施して、第１金属箔２３、第２金属箔２５および内壁絶縁層２１の露出面を清浄にする。
【００３６】
次に、例えばＣｕの無電解メッキ等により、第１金属箔２３、第２金属箔２５の外表面、およびスルーホール２０内の内壁絶縁層２１の表面に被着するメッキ外層を形成する。ここで、メッキ外層の膜厚は５μ〜２５μｍ程度に設定される。
そして、図３（ｄ）に示すように、メッキ外層が積層した第１金属箔２３および第２金属箔２５に対するフォトリソグラフィを用いた選択エッチングを施す。このようにして、メッキ外層の積層した第１金属箔２３および第２金属箔２５をパターニングする。
【００３７】
そして、図３（ｅ）に示すように、第１絶縁体層１２の表面に信号配線１４および第１導体バンプ１６を通して金属基体１１に接続するグランド配線１５が所定の導体パターンに形成される。同様に、第２絶縁体層１３の表面に回路線路１７および第２導体バンプ１９を通して接続するダイランド１８が所定の導体パターンに形成される。また、スルーホール２０内は、スルーホール導電体２０ａが形成されて導電化し、第１絶縁体層１２表面に形成されている導体パターン（図示せず）と第２絶縁体層１３の表面に形成されている導体パターン（図示せず）を電気接続するようになる。
【００３８】
その後、必要に応じて第１絶縁体層１２の一部を除去し図１で説明した開口２２を設ける。そして、上述した第１絶縁体層１２および第２絶縁体層１３の表面に形成された導体パターンあるいは開口２２で露出する金属基体１１の表面にメッキ層を形成するとよい。あるいは、スルーホール導電体２０ａの形成されたスルーホール２０は樹脂等で充填してもよい。このようにして、図１で示したようなメタルコアフレキシブル配線板１０が作製される。
【００３９】
本実施形態のメタルコアフレキシブル配線板では、例えばＡｌ、Ｃｕのような軟質性のある平板状の金属基体１１を金属コアとし、その両面に可撓性のある液晶ポリマーからなる第１絶縁体層１２および第２絶縁体層１３が接合した構造になっている。ここで、これ等の絶縁体層は金属基体１１との接着強度が大きく、また、その熱膨張係数が金属基体１１と同程度になるように接合する。そして、メタルコアＦＰＣは優れた屈曲性を呈するようになる。
【００４０】
また、金属基体１１が塑性変形あるいは弾性変形する金属コアであると、電子機器内の部品間あるいは機器間におけるメタルコアＦＰＣの配設あるいは配索が自在にできるようになる。それは、部品間あるいは機器間に障害物があっても、その障害物を迂回するメタルコアＦＰＣの折り曲げが極めて容易にできるようになるからである。
【００４１】
また、本実施形態のメタルコアフレキシブル配線板では、その金属コアによる充分な放熱性あるいは電磁シールド性が得られる。それと共に、絶縁体層が優れた低誘電性特性を有することから、メタルコアＦＰＣの信号配線あるいは回路配線は、数ＧＨｚ〜数十ＧＨｚ帯の高速デジタル信号の極めて優れた伝達・伝導特性を示すようになる。また、高性能化した半導体素子の高密度実装が可能になる。
【００４２】
本実施形態のメタルコアフレキシブル配線板の製造方法では、軟質性のある平板状の金属基体１１を金属コアとし、その両面から第１絶縁体層１２および第２絶縁体層１３を積層化し熱プレスにより接合一体化する。このために、金属コアの両面において接着強度が一様で安定したものになる。また、第１絶縁体層１２の表面あるいは第２絶縁体層１３の表面に配設される導体パターンと金属コアと接続するビアとして導体バンプを形成することにより、メタルコアＦＰＣの生産性が高くなる。そして、導体パターンの高密度化が進みビアが高密度になっても、メタルコアＦＰＣの屈曲性は損なわれない。それは、導体バンプが金属に較べて硬度の小さくなる樹脂と金属粒子の混合体だからである。
【００４３】
また、第１絶縁体層１２の表面および第２絶縁体層１３の表面に配設された導体パターンを電気接続するためのスルーホール２０は、接合一体化した後の金属基体１１、第１絶縁体層１２および第２絶縁体層１３に貫通孔２９を設ける方法を通して形成される。このため、金属基体１１、第１絶縁体層１２および第２絶縁体層１３の高い接着強度の安定性はスルーホール２０の形成で全く損なわれることがない。
【００４４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態にかかるメタルコアフレキシブル配線板について図４ないし図６を参照して説明する。この実施形態は、多層化が容易になるメタルコアＦＰＣの場合について説明される。
【００４５】
図４に示すように、メタルコアフレキシブル配線板４０では、第１の実施形態で説明したのと同様な金属基体１１の両面に屈曲性に優れた第１絶縁体層４１および第２絶縁体層４２が一体接合している。
【００４６】
そして、第１絶縁体層４１の表面に第１回路配線４３およびグランド配線４４が導体パターンに配設されている。そして、グランド配線４４は第１導体バンプ４５を通して金属基体１１に一主面に接続している。同様に、第２絶縁体層４２の表面には複数の第２回路線路４６が所要の導体パターンに配設されている。更に、実装される半導体素子のための接続ランド４７が導体パターンに形成される。また、接続ランド４７は、第２導体バンプ４８を通して金属基体１１の他主面に接続する。この第２導体バンプ４８は適度な個数に設けられる。
【００４７】
更に、第１絶縁体層４１に第１層間絶縁体層４９が積層され、第１層間絶縁体層４９の表面に第３回路配線５０が配設されている。また、例えば半導体素子がマウントされる第１ダイランド５１が形成され、第３導体バンプ５２を通してグランド配線４４に接続するようになっている。ここで、例えば第１ダイランド５１にマウントされた半導体素子から発生した熱は第３導体バンプ５２、グランド配線４４および第１導体バンプ４５を通して金属基体１１に熱拡散する。
【００４８】
同様に、第２絶縁体層４２に第２層間絶縁体層５３が積層され、第２層間絶縁体層５３の表面に第４回路配線５４が配設されている。また、例えば半導体素子がマウントされる第２ダイランド５５が形成され、第４導体バンプ５６を通して上記接続ランド４７に接続するようになっている。そして、半導体素子からの発熱は第４導体バンプ４８、接続ランド４７および第２導体バンプ４８を通して金属基体１１に熱拡散する。
【００４９】
また、メタルコアフレキシブル配線板４０において、必要に応じて第１層間絶縁体層４９、第１絶縁体層４１、金属基体１１、第２絶縁体層４２および第２層間絶縁体層５３にスルーホール５７が設けられる。そして、スルーホール５７内がスルーホール導電体５７ａにより、第１層間絶縁体層４９の表面に形成されている導体パターン（図示せず）と第２層間絶縁体層５３の表面に形成されている導体パターン（図示せず）が電気接続するようになっている。なお、スルーホール５７内には、内壁絶縁層５８が金属基体１１とスルーホール導電体５７ａとを絶縁分離するように形成されている。スルーホール５７における上記構造は第１の実施形態で説明したものと同様である。
【００５０】
上記メタルコアフレキシブル配線板４０では、必要に応じて例えばＡｌ基板からなる放熱板５９が設けられている。この放熱板５９は、第１絶縁体層４１あるいは第１絶縁体層４１の一部が除去されている金属基体１１の縁端に接続して金属基体１１に拡散してくる熱を外部に放熱する。第１の実施形態で説明したのと同様に、図示しないが、第１層間絶縁体層４９および第２層間絶縁体層５３の表面に形成された導体パターンの間にはソルダーレジストが形成されてもよい。あるいは、樹脂製のカバーレイフィルムがメタルコアフレキシブル配線板４０の表裏面を保護するようになっていてもよい。
【００５１】
上記メタルコアフレキシブル配線板４０では、第１絶縁体層４１および第２絶縁体層４２には、オリゴフェニレンエーテルとスチレンブタジエン系のエラストマーを含有する熱硬化性の合成樹脂が用いられる。そのような合成樹脂として、例えばＡＤＦＬＥＭＡ  ＯＰＥ系（商品名．ナミックス社製）が例示される。そして、その膜厚は例えば１５μｍ〜１００μｍ程度に設定される。上記熱硬化性の合成樹脂は、比誘電率が３以下になり、その誘電正接は０．００３以下になる。また、その吸水性あるいは吸湿性が低く、数ＧＨｚ〜数十ＧＨｚ帯の高速デジタル信号の極めて優れ安定した伝達・伝導特性を呈する。
【００５２】
上記オリゴフェニレンエーテルは、例えばＯＰＥ（２官能ポリフェニレンエーテルオリゴマー）ともいわれ、２官能コアの両末端にポリフェニレンエーテルを付与した高分子の構造になっている。ここで、ＯＰＥの平均分子量は５００〜５０００程度であり、好ましくは１０００〜３０００である。その市販品として、例えば三菱ガス化学（株）社製のＯＰＥ２Ｓｔ−１２００、ＯＰＥ２Ｓｔ−２２００等がある。なお、上記ＯＰＥは、例えば特開２００９−１６１７２５号公報、特開２０１１−６８７１３号公報に記載されているビニル化合物をその組成物として作製される。なお、ＯＰＥの誘導体であってもよく、例えばエポキシ誘導体、スチレン誘導体等がある。
【００５３】
ここで、上記合成樹脂には、その他の成分が含まれていてもよい。例えば、合成樹脂の硬化温度を調整するために、マレイミド系硬化剤、フェノール系硬化剤、アミン系硬化剤等が適度に混合される。あるいは、金属基体１１との接着性を調整するために、例えばエポキシ樹脂およびその硬化触媒が添加される。ここで、硬化触媒としては、熱硬化を短時間にするための例えばアミン系硬化触媒、イミダゾール系硬化触媒が用いられる。
【００５４】
この合成樹脂は、その硬化温度が樹脂製の第１層間絶縁体層４９および第２層間絶縁体層５３のガラス転移点Ｔｇあるいは融点Ｔｍよりも低い温度になるものが好ましい。ここで、硬化温度は、合成樹脂を重合あるいは架橋させて硬化させる温度である。なお、第１層間絶縁体層４９および第２層間絶縁体層５３の樹脂はガラス転移点を有する場合と明確なＴｇを示さない場合があるが、明確なＴｇを示さない場合に上記熱硬化温度は熱可塑性樹脂の融点Ｔｍより低くなるようにするとよい。そして、熱硬化後の第１絶縁体層４１および第２絶縁体層４２における弾性率は、第１層間絶縁体層４９および第２層間絶縁体層５３の弾性率よりも小さくなる。
【００５５】
第１絶縁体層４１および第２絶縁体層４２における弾性率は、そのエラストマー成分量により適宜に調整することができる。そのようなエラストマー成分には、ポリエステル樹脂、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等の誘電正接が小さい樹脂が好適である。そして、熱硬化後の第１絶縁体層４１および第２絶縁体層４２の例えば引張弾性率は１００ＭＰａ〜１ＧＰａの範囲になるように設定される。これに対して、第１層間絶縁体層４９および第２層間絶縁体層５３の引張弾性率は２ＧＰａ〜２０ＧＰａ程度と第１絶縁体層４１および第２絶縁体層４２のそれよりも大きなものになる。
【００５６】
なお、ガラス転移点は、通常、ガラス転移温度測定方法（ＪＩＳ  Ｃ  ６４９３に準ずる）により、ＴＭＡ法とＤＭＡ法の２方法で求められる。ここで、ＴＭＡ法は、試験片を室温から１０℃／分の割合で昇温させ、熱分析装置にて厚さ方向の熱膨張量を測定し、ガラス転移点の前後の曲線に接線を引き、この接線の交点からＴｇを求める。ＤＭＡ法（引張り法）は、試験片を室温から２℃／分の割合で昇温させ、粘弾性測定装置にて試験片の動的粘弾性および損失正接を測定し、損失正接のピーク温度からＴｇを求める。また、弾性率には樹脂フィルムの引張弾性率あるいは曲げ弾性率が用いられる。そして、上記弾性率はＪＩＳ  Ｋ  ７１２７あるいはＡＳＴＭ  Ｄ  ８８２に準じて測定される。
【００５７】
そして、第１層間絶縁体層４９および第２層間絶縁体層５３としては、低誘電性特性を有する樹脂が好ましい。この低誘電性樹脂層をなす樹脂としては、液晶ポリマー、ポリイミド系樹脂、ポリエチレンナフタレート系樹脂あるいはこれ等のコンポジット系樹脂が挙げられる。あるいは、ビスマレイミド・トリアジン樹脂（ＢＴレジン）のような熱硬化性樹脂であっても構わない。そして、それ等の膜厚は例えば１５μｍ〜１００μｍ程度で適宜に設定される。
【００５８】
ここで、液晶ポリマーは、第１の実施形態で説明したのと同様なものが使用される。ポリイミド系樹脂としては、例えばポリイミドフィルム「カプトン」（商品名．東レ・デュポン社製）、オーラム（商品名．三井化学社製）などが例示される。そして、ポリエチレンナフタレート系樹脂としては、例えばテオネックス（商品名．帝人デュポン社製）の熱可塑性樹脂が好適なものとして例示される。
【００５９】
上記低誘電性樹脂層においては、周波数１ＭＨｚにおける比誘電率が３．５以下になるのが好ましい。このような比誘電率であると、例えば数ＧＨｚ〜数十ＧＨｚ帯の高速デジタル信号の伝送における高速伝送が容易になる。上記高周波数帯における誘電正接は０．００５以下になるのが好ましい。このような誘電正接であると、上述した第１絶縁体層４１および第２絶縁体層４２の低誘電性特性と相俟って、数ＧＨｚ〜数十ＧＨｚの高周波数帯の高速デジタル信号において小さい誘電損失になり、その高周波特性を損なうことなく高い品質の電気信号の伝送が可能になる。
【００６０】
第１回路配線４３、グランド配線４５、第２回路配線４６、接続ランド４７、第３回路配線５０、第１ダイランド５１、第４回路配線５４および第２ダイランド５５等の導体パターンは、第１の実施形態で説明したのと同様にＣｕあるいはＣｕ合金からなる。そして、これ等の導体パターンの表面には第１の実施形態で説明したのと同様なメッキ層が形成されるとよい。
【００６１】
また、メタルコアフレキシブル配線板４０で使用される導体バンプは、第１の実施形態で説明したのと同様に、例えばＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｐｂ、導電性カーボン等の金属粒子とエポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂等とを混合したものである。
【００６２】
次に、本発明の第２の実施形態にかかるメタルコアフレキシブル配線板の製造方法の一例について説明する。図５（ａ）に示すように、例えば１０μｍ〜３０μｍ程度の厚さのＣｕからなる第１金属箔６０の内表面に所要数の突起状導電体である第３円錐導電性ペースト６１を第１の実施形態で説明したのと同様にしてバンプ付けする。また、例えば５μｍ〜２０μｍ程度の厚さのＣｕからなる第２金属箔６２の内表面に所要数の突起状導電体である第４円錐導電性ペースト６３をバンプ付けする。
【００６３】
そして、図５（ｂ）に示すように、例えば厚さが１５μｍ〜１００μｍ程度の例えば液晶ポリマーからなる第１層間用樹脂フィルム６４と第３金属箔６５を第１金属箔６０に積層しセットアップする。同様に、例えば厚さが１５μｍ〜１００μｍ程度の例えば液晶ポリマーからなる第２層間用樹脂フィルム６６と第４金属箔６７を第２金属箔６２に積層しセットアップする。引続いて、第１金属箔６０、第１層間用樹脂フィルム６４および第３金属箔６５を熱プレスで熱圧着して接合一体化する。同様に、第２金属箔６２、第２層間用樹脂フィルム６６および第４金属箔６７を熱プレスで熱圧着して接合一体化する。
【００６４】
このようにして、図５（ｃ）に示すように、第３円錐導電性ペースト６１は、第１の実施形態で説明したのと同様にその頭部が圧潰し第３導体バンプ５２になり、第１金属箔６０と第３金属箔６５を電気接続する。また、第１層間用樹脂フィルム６４は第１層間絶縁体層４９になる。同様に、第４円錐導電性ペースト６３は第４導体バンプ５６になり、第２金属箔６２と第４金属箔６７を電気接続する。また、第２層間用樹脂フィルム６６は第２層間絶縁体層５３になる。そして、２枚の両面金属張積層板が作製される。
【００６５】
次に、上記第１金属箔６０と第４金属箔６７に対して、それぞれにフォトリソグラフィを用いた選択エッチングを施す。そして、図６（ａ）に示すように、第１金属箔６０を第１回路配線４３およびグランド配線４４等の内層の導体パターンにパターニングし第１の積層板とする。第４金属箔６７を第２回路配線４６および接続ランド４７等の内層の導体パターンにパターニングし第２の積層板とする。更に、第１の積層板において、第１層間絶縁体層４９の内表面に配設された導体パターンのうちの例えばグランド配線４４の表面に第１円錐導電性ペースト６８をバンプ付けする。同様に、第２の積層板において、第２層間絶縁体層５３の内表面に配設された導体パターンのうちの例えば接続ランド４７に第２円錐導電性ペースト６９をバンプ付けする。
【００６６】
そして、図６（ａ）に示すように、第１の積層板を裏返しにし、例えば厚さが１５μｍ〜１００μｍ程度の未硬化の上記合成樹脂からなる第１樹脂フィルム７０と第１金属箔６０を金属基体１１の上面に対し位置決めし重ね合せて積層する。同様に、例えば厚さが１５μｍ〜１００μｍ程度の未硬化の上記合成樹脂からなる第２樹脂フィルム７１と第２金属箔６２を金属基体１１の下面に対し位置決めし重ね合せ積層してセットアップする。
【００６７】
そして、上述した第１の積層板、第１樹脂フィルム７０、金属基体１１、第２の積層板および第２樹脂フィルム７１の積層体を熱プレスで熱圧着して接合一体化する。この熱プレスの後に、図６（ｂ）に示すように、第１円錐導電性ペースト６８は、その頭部が圧潰して第１導体バンプ４５になる。また、第１樹脂フィルム７０は第１絶縁体層４１になる。同時に、第２円錐導電性ペースト６９は第２導体バンプ４８になり、第２樹脂フィルム７１は第２絶縁体層４２になる。
【００６８】
以後は、第１の実施形態で説明したのと同様にして、接合一体化したところの金属基体１１、第１絶縁体層４１、第２絶縁体層４２、第１層間絶縁体層４９、第２層間絶縁体層５３、第３金属箔６５および第２金属箔６２に貫通孔７２を形成する。そして、図６（ｃ）に示すように、埋め込み樹脂７３を貫通孔７２に充填する。
【００６９】
そして、この埋め込み樹脂７３に対してスルーホール５７を形成する。更に、機械研磨およびデスミア処理後に、例えばＣｕの無電解メッキ等により第３金属箔６５、第２金属箔６２の外表面、およびスルーホール５７内の内壁絶縁層５８の表面に被着するメッキ外層を形成する。そして、メッキ外層が積層した第３金属箔６５および第２金属箔６２に対するフォトリソグラフィを用いた選択エッチングを施す。このようにして、図６（ｄ）に示すように、第３回路配線５０、第１ダイランド５１、第４回路配線５４および第２ダイランド５５を導体パターンの外層として形成する。そして、スルーホール導電体５７ａを形成する。
【００７０】
その後、必要に応じて第１絶縁体層４１および第１層間絶縁体層４９あるいは第２絶縁体層４２および第２層間絶縁体層５３の一部を除去し、例えば図４で説明した放熱板５９を金属基体１１の縁端に張りつけるように取り付ける。このようにして、図４で示したようなメタルコアフレキシブル配線板４０が作製される。
【００７１】
第２の実施形態にかかるメタルコアフレキシブル配線板４０の製造では、第１の実施形態にかかるメタルコアフレキシブル配線板１０の製造方法を一部に用いる方法がとられてもよい。この場合、第１絶縁体層１２および第２絶縁体層１３としては、液晶ポリマーに替えてオリゴフェニレンエーテルとスチレンブタジエン系のエラストマーを含有する熱硬化性の合成樹脂が適用される。そして、いわゆるビルドアップにより導体パターンの外層が形成される。また、このようなビルドアップの繰り返しにより、更なる多層化も容易になる。
【００７２】
第２の実施形態では、第１の実施形態で説明したのと同様の効果が奏される。更に、オリゴフェニレンエーテルとスチレンブタジエン系のエラストマーを含有する熱硬化性の合成樹脂は、それに積層される層間絶縁体層を構成する樹脂より弾性率が小さく、しかもその伸縮性に優れる。このため、相対的に大きな弾性率を有して積層される層間絶縁体層と金属コアとの間にあって、メタルコアＦＰＣの屈曲において生じる曲げ応力の緩衝材として効果的に機能する。そして、例えばメタルコアＦＰＣのビルドアップによる多層化が容易になる。
【００７３】
なお、便宜上、明細書においては「上面」および「下面」という文言を用いて説明した。「上面」と「下面」とは、互いに表裏の関係にあることを意味し、空間的な上下を意味するものではない。
【００７４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものでない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。
【００７５】
第１の実施形態の構造と第２の実施形態の構造とが組合わされたメタルコアフレキシブル配線板であってもよい。すなわち、金属基体１１の一主面に液晶ポリマーからなる第１絶縁体層１２が形成され、その他主面にオリゴフェニレンエーテルとスチレンブタジエン系のエラストマーを含有する熱硬化性の合成樹脂からなる第２絶縁体層１３が形成される構造になっていてもよい。
【００７６】
また、メタルコアフレキシブル配線板は、金属基体１１の一主面に絶縁体層と導体パターンが形成され、他主面には絶縁体層あるいは導体パターンが形成されていない構造になっていても構わない。すなわち、導体パターンは金属基体１１の片面にのみ形成される構造になっていてもよい。
【００７７】
また、メタルコアフレキシブル配線板は、第１の実施形態で示した第１絶縁体層１２あるいは第２絶縁体層１３の表面の導体パターンを内層とし、レイアップあるいはビルドアップで外層の導体パターンが形成される多層構造になってもよい。
【００７８】
また、メタルコアフレキシブル配線板は、第１の実施形態で示した第１絶縁体層１２の表面の信号配線１４およびグランド配線１５上に層間絶縁体層を介してグランド層が被覆する構造になっていてもよい。
【００７９】
また、第１の実施形態で示した第１絶縁体層１２および第１絶縁体層１３が液晶ポリマーに替えてオリゴフェニレンエーテルとスチレンブタジエン系のエラストマーを含有する合成樹脂からなるメタルコアフレキシブル配線板になっていてもよい。
【００８０】
また、メタルコアフレキシブル配線板では、第２の実施形態で示したような両面金属張積層板に替えて片面金属張積層板を用いるようにしてもよい。この場合には、メタルコアフレキシブル配線板は、その表面に第２の実施形態で説明したような第１金属箔６０あるいは第２金属箔６２がなく、それと共に表面あるいは裏面に外層の導体パターンが配設されない構造になる。また、形成されたスルーホールは内層の導体パターン間あるいは内層と外層の導体パターン間を接続するためのものとなってもよい。
【００８１】
そして、メタルコアフレキシブル配線板は、第２の実施形態に示した第１絶縁体層４１と第１層間絶縁体層４９の間あるいは第２絶縁体層４２と第２層間絶縁体層５３の間に導体パターンが配設されない構造であってもよい。この場合、第１絶縁体層４１あるいは第２絶縁体層４２は、金属基体１１と第２絶縁体層４２あるいは第２層間絶縁体層５３との間の接着層として用いられる。
【符号の説明】
【００８２】
１０，４０…メタルコアフレキシブル配線板、１１…金属基体（金属コア）、１２，４１…第１絶縁体層、１３，４２…第２絶縁体層、１４…信号配線、１５，４４…グランド配線、１６，４５…第１導体バンプ、１７…回路配線、１８…ダイランド、１９，４８…第２導体バンプ、２０，５７…スルーホール、２０ａ，５７ａ…スルーホール導電体、２１，５８…内壁絶縁層、２２…開口、２３，６０…第１金属箔、２４，６８…第１円錐導電性ペースト（第１の突起状導電体）、２５，６２…第２金属箔、２６，６９…第２円錐導電性ペースト（第２の突起状導電体）、２７，７０…第１樹脂フィルム、２８，７１…第２樹脂フィルム、２９，７２…貫通孔、３０，７３…埋め込み樹脂、４３…第１回路配線、４６…第２回路配線、４７…接続ランド、４９…第１層間絶縁体層、５０…第３回路配線、５１…第１ダイランド、５２…第３導体バンプ、５３…第２層間絶縁体層、５４…第４回路配線、５５…第２ダイランド、５６…第４導体バンプ、５９…放熱板、６１…第３円錐導電性ペースト、６３…第４円錐導電性ペースト、６４…第１層間用樹脂フィルム、６５…第３金属箔、６６…第２層間用樹脂フィルム、６７…第４金属箔
【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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