JP2000332425A - 多層配線板用樹脂フィルムの製造方法及び多層配線板 - Google Patents
多層配線板用樹脂フィルムの製造方法及び多層配線板Info
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Abstract
ーザを用いて、高効率、高精度で加工することのできる
方法並びにリジッド-フレックス配線板の高効率、高精
度な製造方法を提供すること。 【解決手段】 移動する加工テーブル24上の樹脂フィル
ムに、単方向に掃引された連続発振レーザビーム21を照
射し、樹脂フィルムを開口することを特徴とする多層配
線板用樹脂フィルムの製造方法、並びに前記開口された
樹脂フィルムを絶縁層として少なくとも1層有してなる
リジッド-フレキシブルプリント多層配線板。
Description
フィルムの製造方法及びこれを絶縁層として積層してな
る多層配線板、特にリジッド-フレキシブルプリント配
線板(リジッド-フレックス配線板とも略称される)に
関する。
ド部とフレックス部とを有し、フレックス部の両端はリ
ジッド部と一体化されて、電気的に接続している。この
ような配線板を製造する場合、予めフレックス部両端の
一体化部のような層構造を有する基板を作り、その後フ
レックス部に対応する部分のリジッド層を除去する方法
が多用されている。そして、ここでの層構造は、少なく
とも1層のフレキシブル配線板層と少なくとも1層のリ
ジッド配線板層と配線板層間に配置され、層間接着剤層
の作用をも有する少なくとも1層の樹脂絶縁層を有して
いる。
レイを被覆した回路形成後のフレキシブル配線板に、リ
ジッド部間のケーブル部、すなわちフレックス部に対応
する部分に開口部を設けた絶縁層を積層し、更に表面に
回路形成された導体層が設けられていて、予め前記フレ
ックス部に対応する部分を開口した若しくは切取り線を
いれたリジット配線板をこの絶縁層に重ね、リジット配
線板の前記開口部には、必要により取り外し容易な樹脂
をはめ込んだり、あるいは離型スペーサーをはめ込んだ
りした後、加圧、加熱して積層一体化した後、穴開け、
銅メッキ及び外層回路加工等が施される。その後、前記
開口部に樹脂をあるいは離型スペーサーをはめ込んだ場
合は、これを取り外し、切取り線をいれた場合は、切取
り部分取り外して製造される。
形成後のフレキシブル配線板に、前記絶縁層を積層し、
これに開口処理前のリジット配線板を配置してフレキシ
ブル配線板と共に加圧、加熱等して積層一体化した後、
リジット配線板間のフレックス部に対応した部分のリジ
ッド配線板を開口してフレキシブル配線板のケーブル部
を露出させ、その後、穴開け、銅メッキ及び外層回路加
工等を行い、リジッド-フレックス配線板を製造する。
配線板の製造では、フレキシブル配線板とリジット配線
板の層間接着シート兼絶縁層として、フレキシブル配線
板が露出してフレックス部となる部分を開口させた樹脂
フィルムを用いる必要がある。従来の方法によれば、こ
のようなリジッド-フレックス配線板の製造方法に使用
する樹脂フィルムの所定の位置に、所定の形状の開口部
を設けるのには、金型による打ち抜きの方法や、ピンを
用いたパンチングの方法などで行われていた。ところ
が、このような方法では、例えば少量多品種の配線板の
生産などの場合、それに応じた金型を数多く作成しなけ
ればならず、安価には製造できないという問題があっ
た。また、これらの方法では、最近の微細回路に対応し
た微細加工が困難であり、より高精度でしかも効率的な
層間接着層の加工方法を用いたリジッド-フレックス配
線板の製造方法の確立が望まれていた。
させる方法としてはレーザによる方法が知られており、
例えば微細孔を開ける方法としては特開平5−3054
68号公報に示されているようにパルスレーザによる方
法が知られている。しかしながらこのような方法では、
パルスレーザビーム1パルスの加工面での照射範囲より
大きい連続した範囲、例えば細長い連続した範囲を加工
するなどの場合には、パルスレーザビームを隙間なく照
射する必要があり、このようなパルスレーザビームを隙
間なく照射して加工する方法は、例えば特開平9−22
3456号公報に記載されているが、パルス繰り返し周
波数がおよそ10kHz以下と小さいために複数のパルス
を照射するのに長時間を要し、つまりは連続した広い範
囲の樹脂を除去するのに長時間を要することとなり、効
率よく樹脂の除去加工ができないという問題があった。
具体的には、樹脂を除去したい範囲が上記したパルスレ
ーザビーム1パルスの標準的な照射範囲にあたる0.2
cm2以上の場合には効率よく樹脂の除去加工ができな
いという問題があった。
は、多層配線板に用いられる樹脂フィルムを、レーザを
用いて、高効率、高精度で加工することのできる方法を
提供することである。特に、リジッド-フレックス配線
板の高効率、高精度な製造方法を提供することにある。
結果、掃引するレーザビームに連続発振のレーザビーム
を用いれば、特にこれまでのレーザ加工の手法では困難
であった0.2cm2以上の樹脂除去加工が可能とな
り、前記課題が解決可能なことを見出し本発明を完成す
るに至った。
多層配線板用樹脂フィルムの加工において、レーザビー
ムを単方向に掃引可能な掃引装置とレーザビームの掃引
方向とは略直角方向に移動する樹脂フィルムを移動させ
るための加工テーブルとを備えたレーザ加工装置を用
い、加工テーブル上の移動する樹脂フィルムに、掃引さ
れた連続発振レーザビームを照射し、樹脂フィルムを開
口することを特徴とする多層配線板用樹脂フィルムの製
造方法である。そして、その少なくとも1つの開口部の
面積が0.2cm2以上であることがよく、また、樹脂フ
ィルムが、シリコンユニットを有するポリイミド樹脂又
はその未硬化若しくは半硬化樹脂であることが有利であ
る。更に、本発明は前記の製造方法で得られた樹脂フィ
ルムを絶縁層として少なくとも1層有してなるリジッド
-フレキシブルプリント配線板である。
一般的には、多層配線板は、回路形成されたプリント配
線板又はフレキシブル配線板の上に、絶縁層及びリジッ
ト配線板等の導体層が逐次重ねられ製造される。本発明
では多層配線板の製造に際し、少なくとも1層の所定範
囲に開口部を設けた樹脂フィルムを接着及び絶縁用とし
て、同様に所定の開口部を設けたリジット板と積層し、
加熱加圧して多層配線板を製造するものである。
縁性を有するものであれば特に制限はなく、公知の樹脂
フィルムが広く使用できる。このような、絶縁性を有す
る樹脂フィルムに使用する材料としては、例えばエポキ
シ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂あるいはこ
れらを含む樹脂組成物などが挙げられる。好ましくはポ
リイミド樹脂又はポリイミド樹脂を含む樹脂組成物であ
り、ポリイミド樹脂の中でも、シリコンユニットを有す
るシリコン変性ポリイミド樹脂が好ましい。例えば、特
開平6−200216号公報に示されているシリコンユ
ニットを有するポリイミド樹脂70〜99重量%及びエ
ポキシ樹脂1〜30重量%を配合してなる樹脂組成物が
好ましいものとして挙げられる。
成物の場合、これは未硬化又は半硬化樹脂であることが
好ましく、特にBステージ化状態のものが好ましい。
ではないが、1μm以上1000μm以下が好ましい。
1μm未満の樹脂フィルムの作成は困難であり、また1
000μmを超える樹脂フィルムの場合はレーザ加工す
る上でもエネルギー的に加工が困難となり、また多層配
線板の厚みが厚くなり、実用的でなくなる。
囲の開口部を設けるため、レーザー発振器から発振さ
れ、掃引されたレーザを開口したい部分に照射するが、
使用するレーザとしては、大型設備が不要で、かつ取り
扱いやメンテナンスが比較的容易な炭酸ガスレーザーが
好ましい。なお、所定範囲の開口部とは、少なくともフ
レックス部に対応する部分又はその部分と周辺部の一部
又は全部を含むものであればよく、必要によりその他の
部分を含んでもよい。
工する場合、加工装置には後記するような公知の炭酸ガ
スレーザ加工装置を用いることができる。樹脂フィルム
の加工に用いられる炭酸ガスレーザー発振装置は、発振
波長が9〜11μmである連続発振が可能な公知の炭酸
ガスレーザ装置を用いればよく、好ましくは平均出力が
100W以上、更に好ましくは500W以上の炭酸ガスレ
ーザー装置を用いることがよい。
ザビームを、樹脂フィルムの除去加工したい部分に照射
するためにはレーザビームを掃引する必要がある。掃引
する方法としては、公知のレーザ加工で使用されるミラ
ー装置を使用することで可能となる。このような掃引可
能な駆動ミラー装置としては、平面ミラーを平面を含む
軸に対してある角度で往復で回転運動させることのでき
るガルバノミラースキャナーと、多角形ミラーを回転さ
せるポリゴンミラースキャナが知られており、いずれも
使用することができる。
工対象物は一定方向に一定の速度で移動させることが可
能な加工テーブルを用いて行なわれる。つまり、上記の
ようにして掃引されたレーザビームは、加工テーブル上
の一定方向に移動する樹脂フィルムに照射されることと
なるが、ここで、レーザビームは樹脂フィルムの移動方
向(Y方向とする)と直行する方向(X方向とする)に照
射される。
場合、光学レンズを使用してもよく、使用する光学レン
ズは炭酸ガスレーザを使用した場合には、レーザビーム
に対する透過率の高さからZnSe製が好ましい。
ー掃引装置と光学レンズとを組み合わせて、)レーザビ
ームをコンフォーマルマスクあるいはコンタクトマスク
を施した樹脂フィルムに入射させるようにした場合、マ
スク面に入射したレーザビームの一部はマスクに吸収さ
れること無く反射され、略同一光路を通ってレーザ発振
器へ逆戻りする場合が有る。一度発振されたレーザビー
ムがレーザ発振器に逆戻りすれば、逆戻りしたレーザビ
ームがレーザ発振に関らない誘導放出を引き起こし、レ
ーザ発振の増幅率である利得を減少させることとなり、
結果的にレーザ発振出力を低下させる原因となる場合が
考えられる。更には、逆戻りしたレーザビームがレーザ
発振器の共振器壁面などに照射され、共振器自身を破壊
する恐れも有る。したがって、このようなマスク面で反
射したレーザビームの発振器への逆戻りを防止すること
が望ましい。
る方法としては、レーザビームの偏向を利用する円偏向
ミラーなどを組み合わせた光学系をレーザ発振器と樹脂
フィルムの間に配置する方法がある。しかしながらこの
場合、発振されたレーザビームの一部はこれら光学系で
反射あるいは吸収され、樹脂フィルムに照射されるレー
ザビームのエネルギー低下を引き起こし、効率を低下さ
せる原因となる。
し、かつレーザビームの逆戻りを防止するには、樹脂フ
ィルムに照射されるレーザビームの入射角度が0°を超
えるように、駆動ミラー掃引装置を配置すればよい。具
体的には、駆動ミラー掃引装置を2〜20°の範囲で傾斜
させ、樹脂フィルムへのレーザビームの入射角度を2〜2
0°に制御することで、レーザビームの入射エネルギー
を低下させること無くマスク面で反射したレーザビーム
の発振器への逆戻りを防止できる。傾斜角度が2°未満
の場合は、マスクで反射したレーザビームの一部がレー
ザ発振器へ逆戻りし、また、傾斜角度が20°を超える場
合は、逆戻りはしないが、レーザ加工後の樹脂フィルム
の加工断面形状が傾斜角度に対応して傾斜し好ましくな
い。
る加工テーブルは、駆動ミラー掃引装置による掃引方向
(X方向)と直行する方向(Y方向)に、一定速度で移動
する機構を備えたものであればよい。加工テーブルの形
状は特に限定されるものではなく、平面状でもよく、ま
た円筒状でもよい。加工テーブルが円筒状である場合
は、駆動ミラー掃引装置によるレーザビームの掃引方向
が円筒の高さ方向に一致するように円筒を配置しなけれ
ばならない。また、加工テーブルへの樹脂フィルムの固
定方法も特に限定されるものではなく、加工テーブルが
平面状の場合は加工テーブルに設けた微細穴を介した真
空吸引による方法や、マグネットによる方法でもよく、
加工テーブルが円筒状の場合は、テンションロールなど
を用いた方法でもよい。いずれにしても樹脂フィルムの
移動速度が少なくとも0.1〜2(cm/s)の範囲で0.1(cm/s)
刻みで可変制御可能であり、好ましくは0.01〜10(cm/s)
の範囲で0.01cm/s刻みで可変制御可能であればよい。
と、すすなどの絶縁層の分解副生成物が発生し、これが
配線板に付着したり、あるいは加工装置を構成する光学
レンズに付着したりする場合がある。これらはそれぞ
れ、樹脂フィルムの品質を低下させたり、加工装置の性
能を低下させる原因となり、好ましくない。そこで、こ
れら発生するすすなどの分解副生成物の除去を目的とし
たガス吹き付け装置であるいわゆるアシストガス装置、
あるいはエアカーテン装置、すすを回収するための集塵
装置などを配置することが好ましい。それぞれの装置
は、一般に知られている装置でよく、また、アシストガ
ス装置及びエアカーテン装置に用いるガスの種類は特に
限定されるものではなく、例えばコンプレッサーなどで
5kg/cm2程度に加圧された空気を用いてもよい。
ィルムにレーザ照射して加工を行う場合、レーザの平均
出力、レーザビーム束の樹脂フィルム表面での断面積及
び駆動ミラー掃引装置によるレーザビームの樹脂フィル
ム上での掃引速度によって制御される樹脂フィルムに照
射されるレーザビームのエネルギー密度φ0(J/cm2)
は、レーザによる樹脂フィルム加工における加工閾値φ
th(J/cm2)によって決まり、 2φth<φ0<20φth の範囲であることが望ましい。特に、樹脂フィルムがポ
リイミド樹脂あるいはエポキシ樹脂を主成分とする場合
は、3J/cm2以上、50J/cm2以下のエネルギー密度であ
ることが好ましい。
ルの移動速度v(cm/s)は、樹脂フィルムの吸収係
数α(cm-1)、フィルムを加工する厚みL(cm)、
レーザビーム束の樹脂フィルム表面での断面直径d(c
m)、及び駆動ミラー掃引装置による掃引周波数G(H
z)によって決まり、 0.5×(dG/αL)<v<4.0×(dG/αL) の範囲であることが望ましい。
絶縁層となる樹脂フィルムと配線板を積層する方法は、
特に限定されるものではないが、ホットプレス、ホット
ロール等の加熱加圧成形機を用いて160〜220℃の
温度範囲で、20〜40Kg/cm2程度の圧力範囲を
もって加熱加圧成形法により積層する方法が好ましい。
は、NC穴開け等の公知の方法によるものでよく、ま
た、開孔した部分に銅メッキ等を施し、スルーホールを
形成する場合も、公知の無電解めっきあるいは電解めっ
きの方法によるものでよい。更に、表面層の導体層の回
路加工は感光性樹脂を塗布するか、あるいは通常の感光
性ドライフィルムをラミネートした後、所望のマスクパ
ターンを載せて紫外線照射で感光性樹脂層を感光させて
現像した後、塩化第二鉄等のエッチング液でエッチング
するなど公知方法によるものでよい。
フレックス配線板の製造方法について詳細に説明する。
ジット配線板間の層間接着兼絶縁用の樹脂フィルムに
は、新日鐡化学株式会社製ボンディングシートSPB05
0A(厚み50μm、エポキシ樹脂配合シリコン変性ポ
リイミド樹脂組成物:Bステージ)を用いた。
スレーザ発振器20に単方向掃引ガルバノミラー掃引装
置23を取り付け、ガルバノミラー掃引装置による掃引
方向と略直角方向に移動する加工テーブル24を備えた
装置を用いて、樹脂フィルムを加工した。フレキシブル
配線板が露出してフレックス部となる所定の範囲のレー
ザ加工による開口には、金属マスクのコンタクト方式を
用いた。コンタクトマスクの開口部は100mm×50
mmの寸法で、50cm2の開口面積を持つものとし
た。なお、図中21はレーザビーム、22は集光レンズ
である。
の平均出力を720W、レーザビームの集光面積を9.
62×10-4cm2、レーザビームの掃引幅を100m
m、配線板の移動速度を12mm/s及びガルバノミラ
ー掃引装置による掃引周波数を50Hzとして前記ボン
ディングシートの加工を行った。
板である新日鐡化学株式会社製両面銅張り積層板(SB
35-50-35WE)に、市販の感光性ドライフィルムをラミ
ネートし、所望のマスクパターンを載せて紫外線照射で
これを感光させ、現像したのち、塩化第二鉄等のエッチ
ング液でエッチングして導体層の回路加工を行い、新日
鐵化学株式会社製カバーレイフィルム(SPC35A2
5A)で被覆し、フレキシブル配線板5を作成した。カ
バーレイは、室温から3℃/分で加温し、180℃で1
時間保持した後、水冷方式で20分で室温まで冷却する
温度条件で、30kg/cm2のプレス圧力でプレスして被覆
した。
開けたリジット配線板3及び7、リジット配線板の開口
部と開口部同士が重なるように開口部10、11、12
及び13を設けた樹脂フィルム2、4、6及び8と、外
層を形成する銅箔1、9をホットプレスにより同時に積
層した。積層プレスは、室温から3℃/分で加温し、1
80℃で1時間保持した後、水冷方式で20分で室温ま
で冷却し、プレス圧力は20kg/cm2の条件で行った。
銅メッキを施した後に感光性ドライフィルムをラミネー
トし、パターンマスクを施した後、紫外線を照射して感
光性ドライフィルムを感光させ、現像及びエッチング工
程を経て外層回路加工を行いリジット-フレックス配線
板を製造した。
接着シートの加工精度が向上したことによりプレス時の
接着シートの染み出しなどが抑制されており、高効率な
製造方法であるに加え高精度で製造できることが確認さ
れた。
脂層となる接着シートの開口部や穴等を高精度かつ高効
率で加工でき、信頼性の高い多層配線板を製造すること
ができる。
図
Claims (4)
- 【請求項1】 レーザビームを用いた多層配線板用樹脂
フィルムの加工において、レーザビームを単方向に掃引
可能な掃引装置とレーザビームの掃引方向とは略直角方
向に移動する樹脂フィルムを移動させるための加工テー
ブルとを備えたレーザ加工装置を用い、移動する加工テ
ーブル上の樹脂フィルムに、単方向に掃引された連続発
振レーザビームを照射し、樹脂フィルムを開口すること
を特徴とする多層配線板用樹脂フィルムの製造方法。 - 【請求項2】 少なくとも1つの開口部の面積が0.2
cm2以上である請求項1記載の多層配線板用樹脂フィル
ムの製造方法。 - 【請求項3】 樹脂フィルムが、シリコンユニットを有
するポリイミド樹脂又はその未硬化若しくは半硬化樹脂
である請求項1又は2記載の多層配線板用樹脂フィルム
の製造方法。 - 【請求項4】 請求項1、2又は3記載の製造方法で得
られた樹脂フィルムを絶縁層として少なくとも1層有し
てなるリジッド-フレキシブルプリント多層配線板。
Priority Applications (4)
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Cited By (2)
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EP1291118A1 (de) * | 2001-09-07 | 2003-03-12 | TRUMPF LASERTECHNIK GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Vertiefen von Löchern in einer Mehrlagenleiterplatte |
KR100775260B1 (ko) | 2006-03-17 | 2007-11-12 | 홍성국 | 전자부품이 실장된 연성인쇄회로기판이 포함된 원판의 절단방법 및 그 절단 방법에 의해 절단된 연성인쇄회로기판 |
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1999
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