(57)【要約】【課題】電子部品と基板との応力発生を抑制し、接続信頼性を維持・向上した配線基板及び製造方法を提供する。【解決手段】１層以上の絶縁層を有する配線基板において、配線基板の少なくとも１層の絶縁層が、同一平面内において剛性分布を有し、少なくとも電子部品が搭載される電極部を含む領域において相対的に剛性が高く構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１層以上の絶縁層を有する配線基板において、該配線基板の少なくとも１層の絶縁層が、同一平面内において剛性分布を有し、少なくとも電子部品が搭載される電極部を含む領域において相対的に剛性が高く構成されていることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記剛性分布は、絶縁層に含有される繊維織布の繊維剛性に分布を持たせたものであることを特徴とする、請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記剛性分布は、繊維径の太さによって剛性差を持たせたものであることを特徴とする、請求項１記載の配線基板。
【請求項４】
前記剛性分布は、繊維を部分化学強化することで剛性差を持たせたものであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の配線基板。
【請求項５】
剛性が強化される繊維が縦糸、横糸の双方であることを特徴とする、請求項２から４のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項６】
前記繊維の材質がガラス繊維、アラミド繊維、ケブラー繊維の何れかであることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項７】
１層以上の絶縁層を有する配線基板の製造方法において、該配線基板の少なくとも１層の絶縁層に、少なくとも電子部品が搭載される電極部を含む領域の剛性が相対的に高い剛性分布を形成することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項８】
絶縁層に含有される繊維織布の繊維剛性に分布を持たせることにより前記剛性分布を形成することを特徴とする、請求項７に記載の配線基板の製造方法。
【請求項９】
繊維径の太さによって剛性差を持たせることにより前記剛性分布を形成することを特徴とする、請求項７記載の配線基板の製造方法。
【請求項１０】
繊維を部分化学強化することで剛性差を持たせることにより前記剛性分布を形成することを特徴とする、請求項７又は８に記載の配線基板の製造方法。
【請求項１１】
剛性が強化される繊維を縦糸、横糸の双方であるとすることを特徴とする、請求項８から１０のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項１２】
前記繊維の材質をガラス繊維、アラミド繊維、ケブラー繊維の何れかとすることを特徴とする、請求項７から１１のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅張積層板及びプリプレグを用いて作製した単層及び多層の配線基板及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や携帯情報端末の他にノート型パーソナルコンピュータ、映像や音楽の再生機器、ゲーム機器などの電子機器についても携行する状況が増えている。これらの電子機器は様々な使用環境下での信頼性確保が必須であり、携行時の振動や落下衝撃時の荷重などに対して強度の高い部品実装技術が要求される。
一方では、機能増強により機器内に実装する部品が増えるため、高密度実装技術および薄型実装技術の開発に対する要求が強い。高密度化及び薄型化と、高強度化という、相反する課題を解決するため、多岐に亘り高密度化及び薄型化に関する提案がなされている。
【０００３】
一方、近年、携帯電子機器はその高機能化、高性能化とともに機器のデザイン性が重要視されてきており、使い勝手や見栄えを向上させる目的で、筐体形状に曲面が多用されつつある。筐体内空間を効率的に利用するためには、曲面形状に基板を筐体に組みこむ必要がある。
【０００４】
この中で、曲面形状を有する筐体に電子部品が実装された基板を組み込む場合、電子部品の接続信頼性を確保するため、特許文献１のように、例えばフレキシブル基板において多層配線基板の表面に弾性率の高い補強層を形成し、選択的にエッチングした実装構造が提案されている。
また、実装構造に関連する技術として、特許文献２〜５が挙げられる。
特許文献２に記載の発明は、印刷配線板に関する発明であり、屈曲性を有する基材と、この基材の少なくとも一側に形成された導体と、を備える印刷配線板であって、屈曲される屈曲領域、及び、屈曲されない非屈曲領域を有し、屈曲領域に形成された導体の厚みは１〜３０μｍであり、非屈曲領域に形成された前記導体の厚みは３０〜１５０μｍである。
【０００５】
この印刷配線板によれば、屈曲領域と非屈曲領域において所定の厚みを有する導体をそれぞれ有することで、リジッドな部分とフレキシブルな部分を一体の構造中に含むことから、本発明に関連するリジッド−フレックス基板等に比して大幅な薄型化が可能であるほか、余分なスペースが必要とされない。したがって、電子機器の限られた空間内であっても高密度で収納することができるとしている。
【０００６】
特許文献３に記載の発明は、フレキシブルプリント基板に関する発明であり、フィルム状の基材の片面あるいは両面または内層に導電層を備えると共に、導電層上に絶縁層を備えたフレキシブルプリント基板であって、屈曲領域と非屈曲領域とを有し、非屈曲領域の導電層の残存量が屈曲領域の導電層の残存量よりも多くなっているものである。
【０００７】
このフレキシブルプリント基板によれば、非屈曲領域の導電層の残存量が屈曲領域の導電層の残存量よりも多くなっているため、非屈曲領域の剛性を屈曲領域よりも高くすることができる。従って、この非屈曲領域に関しては、部品の実装に際して正確な位置決めや取付け精度などのハンドリングの向上、並びに部品取付け後の安定性や耐久性などを確保することが可能となるため、本発明に関連するリジッド基板と同様に部品の高密度化実装が可能となるとしている。
【０００８】
特許文献４に記載の発明は、多層フレキシブル電装基板に関する発明であり、回路パタ−ン層が形成された基板を複数層重畳して構成した電子部品搭載部と電子部品搭載部よりも基板層数の少ない接続配線部を備えた多層フレキシブル電装基板において、前記電子部品搭載部は剛性を維持し、接続配線部は可撓性を維持するよう構成したものである。
【０００９】
この多層フレキシブル電装基板によれば、電子部品搭載部は剛性を維持するので、両面に電子部品を搭載することができ、また接続配線部は可撓性を維持するので、自由に折り曲げることができる。そして電子部品搭載部と接続配線部とが一体に形成されるので、特別に接続配線部のための面積を必要とせず、接続工程も不要となるとしている。
【００１０】
特許文献５に記載の発明は、エポキシ系フレキシブルプリント配線基板に関する発明であり、板状のエポキシ樹脂の少なくとも片面に銅箔パターンが設けられて成るエポキシ樹脂回路板が複数枚重ねられて形成されるエポキシ系フレキシブルプリント配線基板であって、板厚が薄く屈曲性を備えたフレキシブル部分と、板厚が厚く剛性の高いリジッド部分とが形成され、少なくともフレキシブル部分にエポキシ樹脂から成る保護層が設けられたものである。
【００１１】
このエポキシ系フレキシブルプリント配線基板によれば、全ての樹脂をエポキシ樹脂としているため、ガラス基材エポキシ樹脂フレキシブル回路板とガラス基材エポキシ樹脂回路板とで得られた回路特性を維持して、剛性の高いリジッド部分及び屈曲性を備えたフレキシブル部分を形成することができるから、ガラス基材エポキシ樹脂フレキシブル回路板及びガラス基材エポキシ樹脂回路板の製造における薬品処理・製造装置・保管条件をそのまま採用することができ、コストの低減を図ることができるとともに、ガラス基材エポキシ樹脂基板で得られる回路特性をそのまま採用することができるから、異なる樹脂材料を使用することによって発生する電気特性の複雑なシミュレーションが不要となり、コストの上昇を抑制することができるとしている。
【特許文献１】特開２００３−６２９４５号公報
【特許文献２】特開２００６−３５２１０３号公報
【特許文献３】特開２００７−２５０８８４号公報
【特許文献４】特開平６−３３４２７９号公報
【特許文献５】特開平９−３６４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、曲面化した配線基板としては、フレキシブル基板を熱間で成形することも考えられるが、フレキシブル基板では基本的な剛性が保てないという課題がある。
特許文献１記載の技術では、補強板によって実装部の信頼性が確保できるが、配線基板の補強板を貼り付ける面の、補強板を貼り付ける領域には、部品の実装ができないという問題がある。さらに補強板を追加することで基板総厚が厚くなってしまう問題もある。また、特許文献２〜５に記載の技術では電子部品と配線基板との応力発生の抑制が不十分である。
【００１３】
そこで本発明の目的は、電子部品と基板との応力発生を抑制し、接続信頼性を維持・向上した配線基板及び製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の配線基板は、１層以上の絶縁層を有する配線基板において、配線基板の少なくとも１層の絶縁層が、同一平面内において剛性分布を有し、少なくとも電子部品が搭載される電極部を含む領域において相対的に剛性が高く構成されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の製造方法は、１層以上の絶縁層を有する配線基板の製造方法において、配線基板の少なくとも１層の絶縁層に、少なくとも電子部品が搭載される電極部を含む領域の剛性が相対的に高い剛性分布を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、配線基板同一面内に剛性の分布を発生させることができるため、電子部品実装部位については剛性を高くし、非実装部については剛性を下げて柔軟性を確保することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、主にガラスクロスに樹脂を含浸させた絶縁材料を用いた配線基板において、繊維剛性を部分強化することで電子部品の実装部と非実装部との基板剛性に差をもたせ、柔軟で曲面化が可能な部分と、電子部品を実装する高剛性部分とを設けることにより、織布繊維の剛性を局所的に変化させることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る配線基板の一実施の形態は、１層以上の絶縁層を有する配線基板において、配線基板の少なくとも１層の絶縁層が、同一平面内において剛性分布を有し、少なくとも電子部品が搭載される電極部を含む領域において相対的に剛性が高く構成されていることを特徴とする。
【００１９】
上記構成によれば、配線基板同一面内に剛性の分布を発生させることができるため、電子部品実装部位については剛性を高くし、非実装部については剛性を下げて柔軟性を確保することが可能である。
【００２０】
本発明に係る配線基板の他の実施の形態は、上記構成に加え、剛性分布は、絶縁層に含有される繊維織布の繊維剛性に分布を持たせたものであることを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る配線基板の他の実施の形態は、上記構成に加え、剛性分布は、繊維径の太さによって剛性差を持たせたものであることを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る配線基板の他の実施の形態は、上記構成に加え、剛性分布は、繊維を部分化学強化することで剛性差を持たせたものであることを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る配線基板の他の実施の形態は、上記構成に加え、剛性が強化される繊維が縦糸、横糸の双方であることを特徴とする。
【００２４】
本発明に係る配線基板の他の実施の形態は、上記構成に加え、繊維の材質がガラス繊維、アラミド繊維、ケブラー繊維の何れかであることを特徴とする。
【００２５】
本発明に係る配線基板の製造方法の一実施の形態は、１層以上の絶縁層を有する配線基板の製造方法において、配線基板の少なくとも１層の絶縁層に、少なくとも電子部品が搭載される電極部を含む領域の剛性が相対的に高い剛性分布を形成することを特徴とする。
【００２６】
上記構成によれば、配線基板同一面内に剛性の分布を発生させることができるため、電子部品実装部位については剛性を高くし、非実装部については剛性を下げて柔軟性を確保することが可能である。
【００２７】
本発明に係る配線基板の製造方法の他の実施の形態は、上記構成に加え、絶縁層に含有される繊維織布の繊維剛性に分布を持たせることにより剛性分布を形成することを特徴とする。
【００２８】
本発明に係る配線基板の製造方法の他の実施の形態は、上記構成に加え、繊維径の太さによって剛性差を持たせることにより前記剛性分布を形成することを特徴とする。
【００２９】
本発明に係る配線基板の製造方法の他の実施の形態は、上記構成に加え、繊維を部分化学強化することで剛性差を持たせることにより前記剛性分布を形成することを特徴とする。
【００３０】
本発明に係る配線基板の製造方法の他の実施の形態は、上記構成に加え、剛性が強化される繊維を縦糸、横糸の双方であるとすることを特徴とする。
【００３１】
本発明に係る配線基板の製造方法の他の実施の形態は、上記構成に加え、繊維の材質をガラス繊維、アラミド繊維、ケブラー繊維の何れかとすることを特徴とする。
【００３２】
なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【実施例１】
【００３３】
［構造の説明］
次に、本発明に係る配線基板の一実施例について図面を用いて説明する。
図１は、本発明に係る配線基板の一実施例を表す断面図である。
配線基板１００と、配線基板１００に実装された電子部品２００とからプリント回路が形成され、配線基板１００と電子部品２００との間は半田による接続を行なう接続部３００が構成されている。
配線基板１００は、例えばガラスクロス材にエポキシ樹脂を含浸させたものであり、電子部品直下及びその近傍である高剛性部１０２の繊維剛性が、非実装部位である低剛性部１０１と比べて相対的に高くなっている。
剛性を高める手段として、ガラス繊維外径を大きくしている。また他の手段として、局所的に繊維を化学強化することで、繊維外径を変えずに剛性をあげる手段がある。
【００３４】
図１に示した電子部品はBGA（ボール・グリッド・アレイ）タイプの半導体パッケージとなっているが、そのほかのパッケージ形態、例えばリードタイプの接続方式でも良く、表面実装可能な部品であれば対応可能である。
また接続部３００について、図１では半田接続としているが、導電性ペースト、導電性フィルム等の樹脂系接着材を用いても良い。
【００３５】
図２は、図１に示した配線基板に用いられるガラス織布の繊維配向の模式図である。
図２に示す波線部は、電子部品２００の実装位置を示している。このように、部品実装箇所のみ剛性の高い繊維を配置している。
【００３６】
［動作の説明］
図３（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る配線基板と関連技術に係る配線基板との差異を示す説明図である。図３（ｂ）が関連技術に係る配線基板であり、通常の配線基板を曲面構造にすると曲面部には電子部品を実装することができないか、例え電子部品を実装したとしても外周部に応力が集中するため接続不良を起こしやすい。
これに対して本発明に係る配線基板を用いると、図３（ａ）に示すように、部品実装部は剛性が高くなっているので、たとえ曲面化の成形を行ったとしても曲面化されることはない。このため、接続部３００にも応力が集中することなく、配線基板１００と電子部品２００とが接続不良を起こすことはない。
【実施例２】
【００３７】
図４（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る配線基板の他の実施例を示す断面図である。
図４（ａ）、（ｂ）に示す実施例では、配線基板を多層化している。図４（ａ）、（ｂ）において、配線基板は第１の導体層１１１、第２の導体層１１２、第３の導体層１１３、第４の導体層１１４、第５の導体層１１５、及び第６の導体層１１６と、各導体層１１１〜１１６間を絶縁する、第１の絶縁層１２１、第２の絶縁層１２２、第３の絶縁層１２３、第４の絶縁層１２４、及び第５の絶縁層１２５とからなる。
図４（ａ）では、配線基板の中央部付近の、第１、第２、第４、第５の絶縁層の繊維剛性が高くなっている。この高剛性部１０１に電子部品を片面、または両面に実装することが可能である。
【００３８】
一方、図４（ｂ）においては第１の絶縁層１２１及び第２の絶縁層１２２と、第４の絶縁層１２４及び第５の絶縁層１２５とが、異なる位置で高剛性部Ａ（１０３）及び高剛性部Ｂ（１０４）を形成している。
両面実装においては必ずしも電子部品の実装位置を基板両面で一致させることはできない。
他方、位置をずらした部分全てを高剛性化すると、曲面構造を取れる柔軟な部分がなくなってしまう。図４（ｂ）に示すように高剛性部Ａ（１０３）をずらして設置することで、図４（ａ）に示すような強化は得られないが、両面実装にも十分対応可能である。
【実施例３】
【００３９】
図５（ａ）、（ｂ）は本発明に係る配線基板の他の実施例を示す断面図である。
図５（ａ）、（ｂ）に示す配線基板は、実施例１と同様に配線基板を多層化しており、図４（ａ）、（ｂ）と同等の６層の導体層を有する配線基板である。
図５（ａ）、（ｂ）では第２の絶縁層１２２及び第４の絶縁層１２４がガラスクロス材を含まない層としており、配線基板全体の剛性が相対的に低く、多層の配線基板での柔軟性を確保することが可能である。
【実施例４】
【００４０】
図６は、本発明に係る配線基板の他の実施例を示す断面図である。
図６に示す配線基板は４層の導体層を有する配線基板である。
本実施例では、中心の絶縁層である、第２の絶縁層に高剛性部Ｃ（１０５）を設けている。さらに連続して絶縁層３に高剛性部Ｄ（１０６）を設けている。第４の導体層には電子部品が取り付けられ、高剛性部Ｄ（１０６）によって接続が保たれるが、高剛性部Ｃ（１０５）は剛性を有しながら大きい変形量を有するため、大きく弾性変形することができる。
さらに低剛性部Ｅ（１０７）は柔軟性が相対的に高い構造となっており、配線基板の部位によって柔軟性を有する部分、高弾性を有する部分、及び高剛性を有する部分等のように用途に応じて変化させることが可能である。
【実施例５】
【００４１】
図７（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る配線基板の他の実施例を示す、配線基板の模式図である。
図７（ａ）は剛性の異なる繊維の配交を示し、図７（ｂ）は図７（ａ）の剛性分布を示す。本実施例では、高剛性部が縦方向と横方向との双方向に設定されており、両者の交点部は非常に剛性を高くできる。またこのようにすることにより平面内で自在に剛性差を持たせることができ、多層化を含めて様々な形態に対応できる。
本実施例によれば、配線基板同一面内に剛性の分布を発生させることができるため、電子部品実装部位については剛性を高くし、非実装部については剛性を下げて柔軟性を確保することが可能である。
【００４２】
多層基板においては、各層の剛性分布を自在に調整することが可能なため、基板表層部の繊維剛性を高くすると曲がりにくくなり、中心部の繊維剛性を高くすると剛性を保ちながら弾性変形領域を大きくとることができる。多層基板においては、さらに全層の繊維剛性を低下させるとその部位が柔軟に曲がる等の特性を保有させることができる。多層基板においては、さらに縦横の繊維剛性を変化させることで平面内での剛性変化も可能である。
【００４３】
〔作用効果〕
本発明の第１の効果は、曲面構造を持つ配線基板において、電子部品の実装部位については平面のまま剛性を保ち、電子部品と配線基板との接続を確実に保つことを可能にすることである。
【００４４】
本発明の第２の効果は、曲面構造を持つ配線基板において、電子部品が実装されない領域の柔軟性を確保し、曲面構造への成形が容易であることである。
【００４５】
本発明の第３の効果は、配線基板において、温度変化、曲げ荷重、衝撃荷重等の外力が際に、電子部品実装部位の剛性が高く、非実装領域の剛性が低いために電子部品の接続部への応力集中を避け、非実装領域の配線基板によって応力緩和が可能な点である。
【００４６】
本発明の第４の効果は、柔軟性の高い薄型の配線基板において、自在に変形可能な基板であると同時に、電子部品の実装部位については剛性が保たれるため電子部品と配線基板との接続を確実に保つことが可能な点である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る配線基板の一実施例を表す断面図である。
【図２】図１に示した配線基板に用いられるガラス織布の繊維配向の模式図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る配線基板と関連技術に係る配線基板との差異を示す説明図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る配線基板の他の実施例を示す断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は本発明に係る配線基板の他の実施例を示す断面図である。
【図６】本発明に係る配線基板の他の実施例を示す断面図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る配線基板の他の実施例を示す、配線基板の模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
１００    配線基板
１０１    低剛性部
１０２    高剛性部
１１１    第１の導体層
１１２    第２の導体層
１１３    第３の導体層
１１４    第４の導体層
１１５    第５の導体層
１１６    第６の導体層
１２１    第１の絶縁層
１２２    第２の絶縁層
１２３    第３の絶縁層
１２４    第４の絶縁層
１２５    第５の絶縁層
２００    電子部品
３００    接続部
【図１】
2009212227.tif 000003
【図２】
2009212227.tif 000004
【図３】
2009212227.tif 000005
【図４】
2009212227.tif 000006
【図５】
2009212227.tif 000007
【図６】
2009212227.tif 000008
【図７】
2009212227.tif 000009