(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線が形成された配線基板と、樹脂フィルムとを、相互に接着する面の少なくともいずれかの面に接着剤を塗布して、重ねて接着工程へ投入し、
前記重ねて投入された配線基板、または樹脂フィルムのいずれかの側より、または両側より、複数の流体吹き出し穴を有する金型から、前記接着剤の軟化温度まで加熱した流体を、前記金型と前記配線基板または前記樹脂フィルムの間隙に充填して、前記配線基板と前記樹脂フィルムに挟まれた接着剤の加熱、および前記配線基板と前記樹脂フィルムとを静水圧力によって加圧して、密着させ、
前記流体による加熱によって、前記接着剤を硬化させることによって、前記配線基板および前記樹脂フィルムとを貼り合わせることを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
加熱可能な金型と対向するドラムの隙間に、配線が形成された配線基板と、樹脂フィルムとを、相互に接着する面の少なくともいずれかの面に接着剤を塗布して、重ねて通過させ、
前記加熱された金型からの熱により前記接着剤を軟化させ、
円周面に溝を形成した前記ドラムを高速回転させて空気の粘性により前記金型と前記ドラムとの隙間に圧力を発生させて、前記配線基板と前記樹脂フィルムとを接着する方向に加圧して、密着させ、
前記金型からの加熱によって、前記接着剤を硬化させることによって、前記樹脂フィルムと前記配線基板を貼り合わせることを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記ドラムの円周面に、ヘリングボーン溝が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子機器などに使用されるフレキシブル配線基板の製造方法あるいは多層配線基板に関わり、絶縁性保護樹脂フィルムを配線回路基板に熱圧着して成形する方法あるいは多層配線基板の配線形成時のエッチング工程及びメッキ工程で使用するドライフィルムレジストを基板に貼り合わせる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９にフレキシブル配線基板の層構成図を示す。予め配線回路１の施されたベース基板２の上面に絶縁性保護フィルム３を熱圧着して製造する。ベース基板２と絶縁性保護フィルム３の熱圧着される面には絶縁性の接着剤が塗布されている。尚、配線基板は基板の片面だけに回路を形成したものや、基板の両面に回路を形成しさらに両面間をスルーホールで導通させたもの等の形態がある。これらの基板の配線回路１の厚さは、回路に導通させる電流の許容値及び屈曲性の点から絶縁性保護フィルム３の厚さと同等なものもある。
【０００３】
図１０に片面フレキシブル配線基板の熱圧着方法の概要を示す。表面にクッション材４を貼り付けた熱板５の間に、接着剤付き絶縁性保護フィルム３とベース基板２を重ねて挿入し、接着剤付き絶縁性保護フィルム３の接着剤を溶融流動、熱硬化させて熱圧着して片面フレキシブル配線基板６を製作する。この熱圧着中に接着剤付き絶縁性保護フィルム３と配線回路１の隙間を埋めるために、クッション材４は配線回路１の形状にならって変形する必要がある。
【０００４】
従来の方法では、前記クッション材４を用いるため、成形後のフレキシブル配線基板６の絶縁材に気泡が残存する問題とこれに伴う問題が生じることがある。
【０００５】
まず第一に、熱圧着に前記気泡を残存させないためには、接着剤付きの絶縁性保護フィルム３とベース基板２の温度を十分に上昇させて、熱圧着時の前記接着剤の流動性を高める必要がある。クッション材４の材質としては耐熱性のあるゴムや紙などが用いられるが、これらの材料は熱伝導性が悪いため温度が上昇しにくい。フレキシブル配線基板を連続してプレスする場合は、一枚の基板成形でプレスが奪われた熱を次の熱圧着に必要な温度に上昇させるには時間が必要であり、温度が十分上昇しないうちに次のプレスをしてしまうこともある。このため温度の上昇不足によって、接着剤の流動性が悪くなるために配線回路１と絶縁性保護フィルム３の隙間への接着剤の充填量が十分でなくなる。このためボイドの原因となる。
【０００６】
第二に、クッション材４の圧縮変形特性の劣化が挙げられる。クッション材４の材質は前述したようにゴムもしくは紙である。このため熱圧着による加熱冷却の繰り返しと、加圧脱圧が繰り返されると、クッション材４の圧縮変形性が劣化し、熱圧着成形で変形したクッション材４が、次に成形するフレキシブル配線基板の熱圧着を開始するまでに、もとの状態に戻らないため、配線回路１の形状にクッション材４の変形が追従しなくなり、ボイドが発生しやすくなる。この劣化は当然ホットプレスの稼働時間が長くなるにつれて顕著になり、劣化したクッション材４はホットプレスから取り除き、新しいものに交換する必要がある。この交換の間、ホットプレスは生産に使用できなくなるなどの不具合が２次的に生じることもある。
【０００７】
図１１はロール状の加圧機構を使用してフレキシブル配線基板を連続的に製造する従来方法の一例である。図９において加圧加熱機構７は絶縁性保護フィルム３をベース基板２に熱圧着して貼り合わせるロール状の成形機構であり、製造に使用する絶縁性保護フィルム３とベース基板２の厚さによって加圧力やロール間隔を調整できる機構を持つものもある。支持ロール８は連続的に供給されるベース基板３と絶縁性保護フィルム２を支持するためのロールである。このように連続して長尺なフレキシブル配線基板を製造するために、あらかじめロール９には絶縁性保護フィルム３を巻き付けておき、成形時にはこのロール９を回転させることによって、連続的に絶縁性保護フィルム３をロール状の加圧加熱機構７に供給できる機構となっている。
【０００８】
なお、絶縁性保護フィルム３には、絶縁性保護フィルムを保護するためのフィルムが予め絶縁性保護フィルム３のベース基板と接触する面に張り付けられている場合もある。ロール１０はこの保護フィルムを成形前に連続的にはがす機構である。ベース基板２の供給は絶縁性保護フィルム３と同様にロール１１に予めベース基板２を巻き付けておき、成形時にはこのロール１１を回転させることによって、連続的にベース基板２をロール状の加圧加熱機構７に供給する。
【０００９】
ロール状の加圧加熱機構７と支持ロール８によって、絶縁性保護フィルム３とベース基板２が熱圧着されて長尺なフレキシブル配線基板６成形されるが、接着剤の種類によってはその後に紫外線硬化させる必要があるものもある。紫外線ランプ１２はこのような材料に対して、連続して成形されたフレキシブル配線基板に紫外線を照射させるものである。また紫外線硬化する絶縁性保護フィルム３の種類によっては絶縁性保護フィルム３の表面、すなわち紫外線の照射される面に保護フィルムが予め貼り付けて有る場合がある。ロール１３はこの保護フィルムをはがすためのロールである。最終的にフレキシブル配線基板６はロール１４で巻き取られ、連続してフレキシブル配線基板を製造することができる。
【００１０】
この従来方法の例では連続してフレキシブル配線基板を製造することができるため、製造コストを小さくすることができる。しかし、加圧加熱機構７に用いるロールは、フレキシブル配線基板表面の配線の凹凸、あるいは基板のうねりなどを吸収するために、ゴムロール若しくはロール表面にゴムを巻き付けたロールが使用される。このため図１１で説明した従来例と同様にゴムロールのゴムが連続使用中に劣化して基板の凹凸に追随しなくなり、ボイド残存の原因になることがある。
【００１１】
たとえば、図１２に示すように、基板上の配線形状が図１１で示した加圧加熱機構７のロールの回転方向に対して、閉ループ配線である場合では空気が集中しやすくなるため、前記ゴムロールの追随性が悪影響を及ぼすことが多くなる。また加圧力またはロール間の隙間が不適正であると基板が波打ち状の変形を起こすことがあり、製造に使用する保護フィルムとベース基板の剛性や厚さに応じた調節に時間が必要である。さらに、この従来方法では、製造に使用する保護フィルムと加圧加熱ロールが直接接触するため、相対滑りを生じやすく、製造後のフレキシブル配線基板表面に傷などの不良を残し安いという欠点も持つ。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、クッション材の特性劣化またはゴムロールのゴム特性劣化が原因で生じる、フレキシブル配線基板の熱圧着後の絶縁材に残存する気泡を抑止することと、クッション材又はロールに接触することで生じる傷の発生を抑止すること、及びゴムロールで成形する場合に生じる波打ち状の変形を容易に抑止する樹脂フイルムの貼り合わせ方法を提供する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、加熱された流体が通過できる複数個の吹き出し穴を設置した金型を隙間を隔てて対向して設置し、当該隙間に絶縁性保護フィルムとベース基板を重ねて挿入し、前記吹き出し穴に流体を通過させて流体に静水圧力を発生させることにより、フィルムを配線基板の回路の形状に変形させることができるため、保護フィルムとベース基板の間に気泡を残さない。基板製造時には金型と保護フィルムは直接接触しないため、保護フィルムの傷が生じることはない。流体により、静水圧力を発生させるため摩耗及び劣化を生じることがない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施例を説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施例の長尺なフレキシブル配線基板を連続して成形する装置を示す図である。図２は本発明の装置の加圧加熱部の斜視図及び金型の一部を示す図である。図３は本発明の実施例の装置の加圧加熱部の断面図である。
【００１６】
図１において、供給ロール１５は長尺な絶縁性保護フィルムを連続して供給するロールであり、予め絶縁性保護フィルム３が巻き付けられている。保護フィルム剥がしロール１６は保護フィルム付きの絶縁性保護フィルム３の保護フィルムを連続して、はがすためのロールである。ベース基板供給ロール１７は長尺のベース基板を連続して供給するロールであり、予めベース基板が巻き付けられている。隙間コントロール用ロール１８は前記絶縁性保護フィルム３とベース基板２を貼り合わせるために適当な距離を持たせるためのロールである。
【００１７】
流体圧力付加金型１９は絶縁性保護フィルム３に圧力と熱を供給するための、流体の吹き出し穴を備えた金型である。支持用金型２０は上面で絶縁性保護フィルムとベース基板に加えられた力を受けるためと、ベース基板と絶縁性保護フィルムを貼り合わせるために必要な温度を供給するために、ヒータ２１を埋設して構成された支持用金型である。尚、流体圧力付加金型１９はベース基板と絶縁性保護フィルムの厚さによって、支持用金型２０との隙間を調節できるねじ機構によって空間的に保持されている。本実施例の流体は空気を使用した。流体吹き出し穴の構造については後述する。流体圧力付加金型１９へ加熱した空気を供給するために、空気ヒータ２２を通過させて配管で接続する。この空気ヒータ２２への空気は空気圧縮機２３より供給する。熱圧着されたフレキシブル配線基板は巻き取りロール２４によって連続的に巻き取る。
【００１８】
このように構成された装置の動作を次に説明する。まず供給ロール１５により絶縁性保護フィルムを、ベース基板供給ロール１７によりベース基板を流体圧力付加金型１９と支持用金型２０の隙間に連続して挿入する。この隙間に絶縁性保護フィルムとベース基板が挿入される直前にベース基板は、支持用金型２０によりあらかじめ加熱される。絶縁性保護フィルムとベース基板は隙間コントロール用ロール１８によりほとんど接触した状態であるため、支持用金型２０からの熱をベース基板を通して伝導により供給されると同時に、流体圧力付加金型１９の流体吹き出し穴を通過して加熱された流体の熱を供給されて温度が上昇する。
【００１９】
この温度上昇により絶縁性保護フィルムの絶縁性樹脂接着剤と、ベース基板の絶縁性樹脂接着剤が軟化する。この絶縁性樹脂接着剤が軟化した状態で流体圧力付加金型１９の流体吹き出し穴を通過することにより、流体吹き出し穴を通過した流体の静水作用により、絶縁性保護フィルムの表面に流体圧力が付加され、ベース基板と絶縁性保護フィルムを熱圧着して貼り合わされる。本実施例では樹脂接着剤の硬化を前記加熱のみで行うため、絶縁性樹脂の硬化に必要な時間だけ支持用金型を通過し、一体化したフレキシブル配線基板を巻き取りロール２４によって巻き取る。
【００２０】
次に図２と図３を用いて、流体圧力付加金型１９の吹き出し穴の構造を詳しく述べる。図２のＡは流体ノズル金型の外観を示す斜視図であり、ＢとＣは絶縁性保護フィルム側から流体圧力付加金型１９のノズル部を見た正面図である。図３は流体圧力付加金型１９の吹き出し穴部の断面図である。
【００２１】
図２に示すように、流体圧力付加金型１９は絶縁性保護フィルム及びベース基板の進行方向に対して、直角に配置され前記絶縁性保護フィルムとベース基板の幅より長い面積をカバーする大きさにした。また図２のＢ，Ｃに示すように流体圧力付加金型１９の絶縁性保護フィルムに対する面には、絶縁性保護フィルムに加圧力を付加するための多数の流体吹き出し穴２５が設置されている。この吹き出し穴の数が少ない場合は、十分な加圧力が得られない場合もある。吹き出し穴２５の形状はＢに示したように円形状でも良いが、Ｃに示したようにスリット状であっても、同様な効果を示す。Ｂに示した円形状の吹き出し穴の実施例では穴の直径を０．５ｍｍ以下にし、穴数を１００個程度にした。
【００２２】
ここで、この吹き出し穴の面積を大きくすることで加圧力が大きくなるが、同時に吹き出し穴から流出する流体の流量が増えてしまい、図１で示した空気ヒータ２２の加熱能力と空気圧縮機の空気の供給能力によっては、適切な加圧力が得られない場合がある。
【００２３】
そこで、安定した付加圧力を得るために、図３に示すように、流体圧力付加金型１９の吹き出し穴２５の後方部に流体溜まり部２６を設置し、吹き出し穴２５に十分な圧力が付加される構造にした。
【００２４】
このように構成された成形装置では、吹き出し穴に流体を通過させて流体に静水圧力を発生させることにより、絶縁性保護フィルムとベース基板を熱圧着する際に絶縁性保護フィルムの表面が金型と接触することがないので、絶縁性保護フィルムに傷が生じることはない。また流体の静水圧力によって、絶縁性保護フィルムをベース基板の配線回路の凹凸形状に変形させることができるため、絶縁性保護フィルムとベース基板の間に気泡を残さない。さらにロール状の加圧機構を用いないので、成形後のフレキシブル配線基板に波打ち状の変形を生じることはない。
【００２５】
別の実施例を図４を用いて説明する。
【００２６】
前記実施例では、ベース基板が支持用金型を通過するため接触部が存在する。ベース基板は、絶縁性保護フィルムに比べると基板の剛性が高いので表面傷は付きにくいが、条件によっては表面傷が生じる可能性もある。この点を改善するために、ベース基板を支持する側にも流体圧力付加金型１９を設置し、ベース基板も金型に接触しない構造とした。
【００２７】
別の実施例を図５を用いて説明する。
【００２８】
図１で説明した実施例では、流体圧力付加金型と支持用金型の加熱だけで絶縁性樹脂を溶融硬化させた。このような絶縁性樹脂では一般に硬化時間が長いため、成形速度が遅くなる場合がある。図５の実施例では、加熱だけでは不十分な硬化を紫外線照射による光硬化工程を加えた実施例である。図５の紫外線照射用ランプ２７は紫外線を照査する紫外線照射装置である。巻き取りロール２８は絶縁性保護フィルムを保護する、保護フィルムを絶縁性樹脂の硬化後に連続して除去するためのロールである。
【００２９】
別の実施例を図６を用いて説明する。
【００３０】
図１で説明した実施例では、流体圧力付加金型の吹き出し穴から流出する流体の圧力を利用した方法である。このため流体に圧力を発生させるための流体圧源が必要である。本実施例では吹き出し穴から流出する空気の量が多いため、かなり供給能力の大きな空気圧縮装置を使用する必要がある。この点を改善するために、絶縁性保護フィルムに付加する流体圧力の静水圧力を動圧により得る方法を図６に示す。
【００３１】
図６において供給ロール２９は、絶縁性保護フィルムを連続的に送り出すロールであり、巻き取りロール３０は絶縁性保護フィルムの保護フィルムを引き剥がして巻き取るロールであり、供給ロール３１はベース基板を連続的に供給するためのロールである。動圧発生用ドラム３２は高速で回転して動圧を発生するための機構である。支持金型３３は絶縁性保護フィルムとベース基板を加熱するためと動圧発生用ドラム３２の高速回転により発生する動圧を受け、絶縁性保護フィルムとベース基板を張り合わせて熱圧着するためのロールである。
【００３２】
本実施例では、まず供給ロール２９，３１及び巻き取りロール３４に絶縁性保護フィルムとベース基板をそれぞれ設置し、ついで支持金型３３を加熱し、絶縁性保護フィルムとベース基板を熱圧着するために必要な温度に設定する。その後、動圧発生用ドラムを高速回転させて支持金型３３と絶縁性保護フィルム、ベース基板の間に圧力を発生させる。動圧発生用ドラム３２を高速回転させて圧力を発生させるために、動圧発生用ドラム３２の円周面に図７に示すような、一般的にへリングボーン溝と呼ばれる溝３５を形成した。この溝３３により動圧が安定的に発生する。
【００３３】
このように構成された成形装置では、前述した実施例と同様に、連続して絶縁性保護フィルムとベース基板を熱圧着して貼り合わせることができる。また、動圧発生用ドラム３２と、絶縁性保護フィルムは接触しないので、支持金型３３と動圧発生用ドラム３２の間で一体化したフレキシブル配線基板に、へこみ，傷等の不良は発生しない。またこの実施例では、貼り合わせのための流体圧力が動圧発生用ドラム３２の回転だけで得られるので、前記実施例で説明した圧縮空気装置のような空気圧源が不要である特徴がある。
【００３４】
本実施例では、前述した図１に示した実施例よりも、ベース基板側の加熱金型と接触する面積が大きくなる。このため、連続して基板を送る早さも早くすることができるが、反面、貼り合わせ後の巻き取りに要する力も大きくなる。特にベース基板の板厚が薄くなると基板の剛性が低くなるため、前記巻き取り力による変形が生じることがある。このようなことを防ぐため、極薄い基板を製作する場合は、図８に示すように、ベース基板と絶縁性保護フィルムを重ねて運ぶためのキャリアシート３６を使用する必要がある。図８は、図６で説明した実施例にキャリアシート送り出し用ロール３７と巻き取り用ロール３８を追加して、絶縁性保護フィルムとベース基板の送り速度とキャリアシート３６の送り速度を同じ速度にして、絶縁性保護フィルムとベース基板に引っ張り力が加わらないようにし、成形後のフレキシブル配線基板に変形が生じることはない。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、フレキシブル配線基板の気泡を排除でき、また金型との接触などによる傷は発生しないので信頼性の高いフレキシブル配線基板を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の長尺なフレキシブル配線基板を連続して成形する装置を説明するための図である。
【図２】Ａは本発明の装置の加圧加熱部の斜視図であり、Ｂ及びＣは本発明の装置の加圧加熱部の一面を示す平面図である。
【図３】本発明の実施例の装置の加圧加熱部を説明するための断面図である。
【図４】本発明の実施の一形態である加圧加熱部を対向して設置して完全にフレキシブル配線基板と金型が接触せずにフレキシブル配線基板を成形する装置を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の一形態である加圧加熱部で成形したフレキシブル配線基板に紫外線を照射して樹脂の硬化を促進させて成形する装置を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の一形態であるドラムを高速回転させて付加圧力を発生させ、長尺なフレキシブル配線基板を製造する装置を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の一形態である高速回転して付加圧力を発生させるドラムの円周面の形状を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の一形態であるドラムを高速回転させて付加圧力を発生させる装置を説明するための図である。
【図９】従来のロール状の加圧機構を用いて長尺なフレキシブル配線基板の製造方法を説明するための図である。
【図１０】本発明に係わるフレキシブル配線基板の構成を示す断面図である。
【図１１】従来のフレキシブル配線基板の製造方法を説明するための図である。
【図１２】従来のフレキシブル配線基板のボイド（気泡）残存不良を説明するための図である。
【符号の説明】
１…配線回路、２…ベース基板、３…絶縁性保護フィルム、４…クッション材、５…熱板、６…フレキシブル配線基板、７…ロール状の加圧加熱機構、８…支持ロール、９，１０，１１…ロール、１２…紫外線ランプ、１３，１４…ロール、１５…供給ロール、１６…保護フィルム剥がしロール、１７…ベース基板供給ロール、１８…隙間コントロール用ロール、１９…流体圧力付加金型、２０…支持用金型、２１…ヒータ、２２…空気ヒータ、２３…空気圧縮機、２４…巻き取りロール、２５…吹き出し穴、２６…流体溜まり部、２７…紫外線照射用ランプ、２８…巻き取りロール、２９…供給ロール、３０…巻き取りロール、３０…巻き取りロール、３１…供給ロール、３２…動圧発生用ドラム、３３…支持金型、３４…巻き取りロール、３５…溝、３６…キャリアシート、３７…キャリアシート送り出し用ロール、３８…巻き取りロール。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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