JP2004031682A - プリント配線基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】製造工程数の削減。
【解決手段】フレキシブル基板2のみからなるフレックス部3と、フレキシブル基板2を複数のリジッド基板4a,4b,5a,5bで挟み込んだリジッド部6,7を備え、フレキシブル基板2にリジッド基板4,5を積層させた後に、不要なリジッド基板を除去することによって、製造効率の向上を図ることができる。
【選択図】 図1
【解決手段】フレキシブル基板2のみからなるフレックス部3と、フレキシブル基板2を複数のリジッド基板4a,4b,5a,5bで挟み込んだリジッド部6,7を備え、フレキシブル基板2にリジッド基板4,5を積層させた後に、不要なリジッド基板を除去することによって、製造効率の向上を図ることができる。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレキシブル基板をリジッド基板で挟み込んだプリント配線基板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子機器の小型化に伴って、電子機器の機器本体内に配設されるプリント配線基板の小型化が求められている。このためプリント配線基板の中には、例えばリジッド基板でフレキシブル基板を挟み込み、必要としない部分のリジッド基板を除去し、リジッド基板の小型化を図ったフレキシブルリジッド基板がある。例えば、フレキシブルリジッド基板としては、図13に示すようなものがある。このフレキシブルリジッド基板100は、可撓性を有するフレキシブル基板101を接着剤層となるプリプレグ102,102,102,102を介して複数のリジッド基板103a,103b,104a,104bで挟み込んだリジッド部105,106と、フレキシブル基板101のみからなるフレックス部107とから構成され、離間したリジッド部105,106がフレックス部107によって電気的に接続されている。
【0003】
このフレキシブルリジッド基板100は、フレックス部107が可撓性を有するため、一方のリジッド部105に対して他方のリジッド部106を様々な姿勢で電子機器の内部に配設することができる。例えば、フレキシブルリジッド基板100は、一方のリジッド部105が他方のリジッド部106に対して、略90゜となすようにフレキシブル部107を撓ませて電子機器の内部、特に狭い場所に配設することができる。
【0004】
このようなフレキシブルリジッド基板100の製造方法について具体的に説明する。フレキシブルリジッド基板100は、フレキシブル基板101と、複数のリジッド基板103a,103b,104a,104bとを別々に製造した後、一体化されて製造される。
【0005】
先ず、フレキシブル基板101の製造方法を図14を参照して説明する。フレキシブル基板101は、図14(A)に示すように、ポリイミド樹脂からなるフィルムをコア材108に用いており、このコア材108の両面には、銅箔が張り合わされている。このコア材108の両面に形成されている銅箔は、露光、現像、エッチング等によるフォトグラフ処理によりパターンニングされ、内層パターン109a,109aが形成される。
【0006】
次に、図14(B)に示すように、コア材108の両面に形成された内層パターン109a,109a上には、この内層パターン109a,109aの保護、及び隣接する導体層と絶縁するため、カバーレィフィルム109b,109bが貼り合わされる。
【0007】
次に、リジッド基板103a,103b,104a,104bの製造方法を図15を参照して説明する。これらのリジッド基板103a,103b,104a,104bは、すべて同様の方法で製造されるので、ここではリジッド基板103a,103bの製造方法について具体的に説明する。
【0008】
リジッド基板103a,103bは、一枚の絶縁基板111を打ち抜いて形成されるものである。この絶縁基板111は、ガラスエポキシ基板であり、図15(A)に示すように、両面に銅箔110が貼り合わされている。絶縁基板111の一方の面に形成されており、内層パターンとなる銅箔110には、図15(B)に示すように、フォトエッチングにより配線パターン112が形成される。
【0009】
次に、図15(C)に示すように、絶縁基板111は、不要な領域、即ちフレキシブル基板101を外部に臨ませる領域が金型で打ち抜かれ、複数のリジッド基板103a,103bに分離される。分離されたリジッド基板103a,103bには、フレキシブル基板101に積層する際に、フレキシブル基板101との間に介在させるプリプレグ102,102,102,102に含まれる樹脂が熱加圧によって、フレックス部107に流出しないようにするため、フレキシブル基板101と接着させる面の打ち抜き部113近傍に幅500μm、厚さ200μmからなる複数のダム114が設けられる。この複数のダム114は、エポキシ樹脂からなり、スクリーン印刷法によって形成される。なお、リジッド基板104a,104bは、図15(C)に示すリジッド基板103a,103bと同様の構成を有するため、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【0010】
次に、積層工程を図16に示すように行う。先ず、フレキシブル基板101と、複数のリジッド基板103a,103b,104a,104bとを接続するためのプリプレグ102,102,102,102を各リジッド基板103a,103b,104a,104bの形状に合わせて各々形成する。次に、フレキシブル基板101の内層パターン109a,109aと、各リジッド基板の配線パターン112とが対向するように積層する。すなわち、下からリジッド基板103a,103b、半硬化状態のプリプレグ102、フレキシブル基板101、半硬化状態のプリプレグ102、リジッド基板104a,104bの順に積層する。フレキシブル基板101とリジッド基板基板103a,103b,104a,104bとを積層した後、プレス機を用いて熱加圧され、プレス成型されることにより、フレキシブル基板101と複数のリジッド基板103a,103b,104a,104bとがプリプレグ102によって一体化され、積層体が形成される。
【0011】
次に、図13に示すように、リジッド部105,106に各パターン配線を電気的に接続するためのコンタクトホール115、及びリジッド部105,106の外層パターン115を形成する。コンタクトホール115の形成方法は、リジッド部105,106のコンタクトホール115を形成する位置に、ドリル等で形成した貫通孔を形成して、この貫通孔の表面を含む外層の表面全面に無電解銅めっきや電解銅めっきを施す。次に、銅めっきが施された貫通孔内に、耐エッチング性を有するペースト状の絶縁性を有する樹脂115aを充填して、コンタクトホール115が形成される。
【0012】
次に、リジッド部105,106の外層パターン116を形成する。外層パターン116の形成方法は、リジッド部105,106の外層表面に施した銅めっきにフォトエッチングにより、所定の形状にパターン形成する。以上のようにして、フレキシブルリジッド基板100が形成される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このフレキシブルリジッド基板100の製造方法では、リジッド基板103a,103b,104a,104bの製造工程において、フレキシブル基板101にリジッド基板103a,103b,104a,104bを積層する際のプレス成型の熱加圧により、プリプレグ8に含まれる樹脂の流出を防ぐため、所定の位置に複数のダム114を設ける必要がある。このため、リジッド基板103a,103b,104a,104bの製造工程では、複数のダム114を形成するためにスクリーン印刷等の特別な工程を必要とし、フレキシブルリジッド基板全体の製造工程が増え、生産効率の向上及び低コスト化を図ることができなくなる。また、リジッド基板103a,103b,104a,104bに、複数のダム114を精度良く形成することが困難である。
【0014】
更に、このフレキシブルリジッド配線基板100の製造方法では、可撓性を有するフレックス部107によって接続されていることから、外層パターン115及びコンタクトホール116を形成する際のリジッド部105,106の姿勢制御が困難となり、外層パターン115及びコンタクトホール116を精度良く形成することが困難となる。
【0015】
したがって、本発明は、フレキシブル基板をリジッド基板で挟み込んで一体化し、リジッド基板の外層パターンを系絵師した後に、不要なリジッド基板を除去することで製造効率の向上を図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。また、本発明は、コンタクトホールや外層パターンを高精度に形成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ことを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成する本発明に係るプリント配線基板の製造方法は、少なくとも一方の面に第1の配線パターンがパターンニングされるリジッド基板を形成するリジッド基板形成工程と、少なくとも一方の面に第2の配線パターンがパターンニングされたフレキシブル基板を形成するフレキシブル基板形成工程と、フレキシブル基板を複数のリジッド基板で挟み込むように積層し、フレキシブル基板とリジッド基板とを一体化する積層工程と、外層基板となるリジッド基板上に、所定領域を開口した吐粒研磨用マスクを形成する吐粒研磨用マスク形成工程と、吐粒研磨用マスクの開口された所定領域に吐粒研磨処理を施すことにより、リジッド基板を除去し、フレキシブル基板を外部に露出させる吐粒研磨工程とを有する。
【0017】
以上の工程を有するプリント基板の製造方法は、フレキシブル基板と、リジッド基板とを一体化させた後に、不要なリジッド基板を吐粒研磨処理によって除去することから、フレキシブル基板とリジッド基板とを一体化させる際の熱加圧による、フレキシブル基板とリジッド基板との間に介在させたプリプレグに含まれる樹脂の流出を防ぐことができ、低コストで、効率良くプリント配線基板を製造することができするようになる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用したフレキシブルリジッド基板の製造方法につい、図面を参照して詳細に説明する。先ず、本発明を適用したフレキシブルリジッド基板の製造方法の説明に先立って、この製造方法により製造させるフレキシブルリジッド基板1について、図1と参照して説明する。フレキシブルリジッド基板1は、フレキシブル基板2の一部が露出した可撓性を有するフレクッス部3と、フレキシブル基板2をプリプレグ8,8を介してリジッド基板4a,5aで挟んだ第1のリジッド部6と、フレキシブル基板2をプリプレグ8,8を介してリジッド基板4b,5bで挟んだ第2のリジッド部7とによって構成されている。
【0019】
フレキシブル基板2は、可撓性を有する難燃性の材料、例えばポリイミド樹脂のフィルムからなるコア材9と、コア材9の一方の面に設けられた第1の配線パターン10aと、第1の配線パターン10aを保護する第1のカバーレィフィルム10bと、コア材9の他方の面に設けられる第2の配線パターン11aと、第2の配線パターン11aを保護する第2のカバーレィフィルム11bとから構成されている。第1のカバーレィフィルム10a及び第2のカバーレィフィルム11aは、第1の配線パターン10a及び第2の配線パターン11aを保護すると共に、厚さ方向に隣接する導体層との絶縁を図っている。
【0020】
以上のようなフレキシブル基板2に積層されるリジッド基板4a,4bは、ガラスエポキシ樹脂からなる剛性の絶縁基板12を有し、一枚の絶縁層12を打ち抜いて形成されるものである。リジッド基板4aは、フレキシブル基板2の第1の配線パターン側に積層される。リジッド基板4aは、絶縁基板12の第2の配線パターン11a側の面に対向する面に、パターンニングされた銅箔からなる第3の配線パターン13aを有する。また、リジッド基板4aは、絶縁基板12の第2の配線パターン側の面に、パターンニングされた銅箔からなる第4の配線パターン14aを有する。
【0021】
リジッド基板4aには、電子部品がはんだ付けされる際のはんだレジストとなるソルダーレジスト13bが第3の配線パターン13a上に形成されている。第4の配線パターン14aは、フレキシブル基板2と、リジッド基板4aとの間に介在させるプリプレグ8によって接着及び絶縁されている。
【0022】
リジッド基板5aは、第2の配線パターン11aが形成されている面に積層される。リジッド基板5aは、リジッド基板4aと同様にガラスエポキシ樹脂からなる剛性の絶縁基板15を有し、一枚の絶縁層15を打ち抜いて形成されるものである。リジッド基板5aは、絶縁基板15の第2の配線パターン11a側の面に、第5の配線パターン16を有する。また、リジッド基板5aは、第5の配線パターン16が形成されている面に対向する面に、第6の配線パターン17aを有する。
【0023】
リジッド基板5aには、電子部品がはんだ付けされる際のはんだレジストとなるソルダーレジスト13bが第3の配線パターン13a上に形成されている。第4の配線パターン14aは、フレキシブル基板2と、リジッド基板4aとの間に介在させるプリプレグ8によって接着及び絶縁されている。
【0024】
プリプレグ8,8,8,8は、ガラス布にエポキシ樹脂を含浸させたシート材である。プリプレグ8,8,8,8は、上述したフレキシブル基板2とリジッド基板4a,4b,5a,5bとの間に半硬化状態で介在され、プレス成型による熱加圧により軟化させ、冷却して硬化させることによりフレキシブル基板2とリジッド基板4a,4b,5a,5bとを接着し、一体化する。以上の構成を有する第1のリジッド部6には、各基板を電気的に層間接続するために、コンタクトホール18が形成されている。
【0025】
第2のリジッド部7は、プリプレグ8を介してフレキシブル基板2を挟むように複数のリジッド基板4b,5bが積層されており、第1のリジッド部と同様の構成を有するため、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【0026】
上述した構成を有するフレキシブルリジッド基板1は、フレキシブル基板2のみからなるフレックス部3を介して、フレキシブル基板2を複数のリジッド基板4a,5aで挟み込んだ第1のリジッド部6と、フレキシブル基板2をリジッド基板4b,5bで挟み込んだ第2のリジッド部7とが電気的に接続されている。
【0027】
したがって、このフレキシブルリジッド基板1によれば、可撓性を有するフレキシブル基板2のみからなるフレックス部3を介すことにより、第1のリジッド部6に対して、第2のリジッド部7を様々な姿勢で電子機器内部に配設することができるため、小型化が図られ、狭小な場所にも配設することができるようになる。
【0028】
次に、上述したフレキシブルリジッド基板1の製造方法について、図面を参照して説明する。このフレキシブルリジッド基板1は、フレキシブル基板2と、リジッド基板4a,4b,5a,5bとが別々に製造される。
【0029】
フレキシブル基板2は、図2に示すようにして製造する。フレキシブル基板2には、図2(A)に示すように、例えば厚さ25μmのポリイミド樹脂からなるフィルムをコア材9として用いる。このコア材9の両面には、第1の配線パターン10a及び第2の配線パターン11aを形成するため、例えば厚さ18μmの銅箔19が形成されている。
【0030】
次に、図2(B)に示すように、コア材9の一方の主面に形成された銅箔19をパターンニングして第1の配線パターン10aを形成し、他主面に形成された銅箔19をパターンニングして第2の配線パターン11aを形成する。第1の配線パターン10a及び第2の配線パターン11aの形成方法は、先ず、銅箔19の全面にドライフィルムからなるレジスト膜を塗布して、パターン形成部分が開口されるように、パターンマスクフィルムを用いてパターン形成部分のレジスト膜を露光し、ウェットエッチングすることにより露光していない領域の銅箔19及びレジスト膜を除去する。そして、第1の配線パターン10a及び第2の配線パターン11aの形成部分の銅箔19上に残っているレジスト膜を有機溶媒等の溶媒を利用して溶解させて剥離することによって、第1の配線パターン10a及び第2の配線パターン11aが形成される。
【0031】
次に、図2(C)に示すように、コア材9には、第1の配線パターン10a及び第2の配線パターン11aの保護、及び隣接する導体層と絶縁するために、各配線パターンが形成されている面上に、例えばポリイミド樹脂からなる厚さ25μmの第1のカバーレィフィルム10b、及び第2のカバーレィ11bが圧着される。したがって、フレキシブル基板2は、コア材9の一方の主面に第1の配線パターン10aと第1のカバーレィフィルム10bとが形成され、他主面に第2の配線パターン11aと第2のカバーレィフィルム11bが形成されている。
【0032】
次に、以上のようにして得られたフレキシブル基板2を挟み込む複数のリジッド基板4a,4b,5a,5bを製造方法を説明する。これらのリジッド基板4a,4b,5a,5bは、すべて同様の方法で製造されるので、ここではリジッド基板4a,4bの製造方法について具体的に説明する。リジッド基板4a,4bは、図3に示すようにして製造され、一枚の絶縁基板12を打ち抜いて形成されるものである。図3(A)に示すように、リジッド基板4a,4bは、ガラス布にエポキシ樹脂を含浸させた、剛性を有する例えば厚さ0.15mmの絶縁基板12の両面に、厚さ18μmの銅箔20が形成されたエポキシ銅張積層板を用いる。
【0033】
次に、図3(B)に示すように、リジッド基板4a,4bには、絶縁基板12のフレキシブル基板2と接合される面に形成された銅箔20がパターンニングされた第4の配線パターン14が形成される。第4の配線パターン14の形成方法は、先ず、他方の面に形成された銅箔20の全面上にドライフィルムからなるレジスト膜を塗布して、第4の配線パターン14の形成部分が開口されるように、パターンマスクフィルムを用いてパターン形成部分のレジスト膜を露光し、ウェットエッチングにより、露光していない領域の銅箔20及びレジスト膜を除去する。そして、第4の配線パターン14の形成部分の銅箔20上に残ったレジスト膜を有機溶媒等の溶媒で溶解させることによって、銅箔20から剥離して第4の配線パターン14が形成される。尚、以下、リジッド基板4aとリジッド基板4bとが分離される前の基板をリジッド基板4という。
【0034】
リジッド基板5a,5bは、図4(A)に示すように、リジッド基板4a,4bと同様に、ガラス布にエポキシ樹脂を含浸させた剛性を有する厚さが例えば0.2mmの絶縁基板15の両面に、厚さが例えば18μmの銅箔21が形成されたエポキシ銅張積層基板を用いる。絶縁基板15のフレキシブル基板2と接合される面には、内層パターンとなる第5の配線パターン16が形成される。第5の配線パターン16の形成方法は、上述した第4の配線パターン14と同様にして形成する。したがって、絶縁基板15のフレキシブル基板2と接合される面には、第5の配線パターン16が形成される。なお、リジッド基板5a及びリジッド基板5bが一体化されたリジッド基板5が形成される。以下、リジッド基板5aとリジッド基板5bとが分離される前の基板をリジッド基板5という。
【0035】
次に、以上のようにして製造されたフレキシブル基板2をリジッド基板4と、リジッド基板5とで挟み込むように積層する積層工程について図面を参照して説明する。
【0036】
積層工程は、図4乃至図6に示すようにして行う。先ず、図4に示すように、ガラス布にポリイミド樹脂を含浸させた半硬化状態のプリプレグ8,8をフレキシブル基板2とリジッド基板4,4b,5a,5bとのa間に介在させて積層する。すなわち、下から順にリジッド基板4、半硬化状態のプリプレグ8、フレキシブル基板2、半硬化状態のプリプレグ8、リジッド基板5のように積層する。次に、図5に示すように、フレキシブル基板2と、リジッド基板4a,4b,5a,5bと、プリプレグ8,8とを積層させた後に、プレス機を用いて熱加圧しながらプレス成型する。このプレス成型により、半硬化状態のプリプレグ8,8は軟化して、その後冷却することで硬化すると共に、フレキシブル基板2と、リジッド基板4及びリジッド基板5とは強固に積層され、多層構造からなる積層体22が形成される。
【0037】
次に、図6に示すように、積層体22にコンタクトホール18と、外層パターンとなる第3の配線パターン13a及び第6の配線パターン17aとを形成する。先ず、積層体22のコンタクトホール18を形成する位置に、ドリル等を用いて、例えばリジッド基板4からリジッド基板5まで貫通するように貫通孔を形成し、貫通孔内に残ったバリを除去する。次いで、高圧洗浄で除去しきれなかった貫通孔内のバリを除去するため、化学的なスミア除去を行う。次に、形成された貫通孔の表面を含む外層の表面全面に、無電解銅や電解銅めっき法による銅めっきが施される。銅めっきが施された貫通孔内には、エッチング液から銅めっき保護するために、耐エッチング性を有し、ペースト状の絶縁性樹脂18aが充填され、積層体22にコンタクトホール18が形成される。なお、貫通孔内には、ペースト状の導電性樹脂を充填するようにしてもよい。
【0038】
次に、銅めっき上にドライフィルムからなるレジスト膜を形成して、第1の配線パターン10a形成部分、リジッド基板の第6の配線パターン17a形成部分、開口されるように形成したパターンマスクフィルムを用いて、レジスト膜を露光し、ウェットエッチングをすることにより、露光していない領域の銅箔20,21、銅めっき及びレジスト膜が除去される。そして、第1の配線パターン10a、第6の配線パターン17a、コンタクトホール18形成部分は、各パターンレジスト膜を有機溶媒等の溶媒を利用して溶解させることによって、銅箔20,21及び銅めっきからなる第1の配線パターン10a及び第6の配線パターン17aが形成される。
【0039】
次に、図に6示すように、形成された第3の配線パターン13a上には、電子部品をはんだ付けする際のはんだレジストとなるソルダーレジスト13bが形成される。同様に、第6の配線パターン17a上には、電子部品をはんだ付けする際のはんだレジストとなるソルダーレジスト17bが形成されている。ソルダーレジスト13a及びソルダーレジスト17bは、アクリル−エポキシ樹脂からなる液状のレジスト剤であり、第3の配線パターン13a及び第6の配線パターン17b上に塗布することによって形成される。
【0040】
次に、図8に示すように、積層体22の不要なリジッド基板をウェット式吐粒研磨加工方法によって除去し、リジッド基板の開口5cから露出するフレックス部3を形成する。このドライ式吐粒研磨加工について、図7乃至図9により説明する。先ず、図7に示すように、第3のソルダーレジスト13b及び第6のソルダーレジスト17b上には、リジッド基板の取り除く部分を開口するように感光性ウレタンゴムからなる吐粒研磨用マスク23が形成される。この吐粒研磨用マスクの形成方法は、リジッド基板4,5のソルダーレジスト13b,17b上に感光性ウレタンゴムからなるフィルムを圧着し、この感光性ウレタンゴムのフィルム上全面にレジスト膜を塗布して、パターン形成部分が開口されるように、パターンマスクフィルムを用いてパターン形成部分のレジスト膜を露光し、ウェットエッチングして、露光していない領域の感光性ウレタンゴムからなるフィルムを除去する。そして、パターン形成部分の感光性ウレタンゴムからなるフィルム上に残っているレジスト膜を有機溶媒等の溶媒を利用して溶解させて剥離することによって、所定の形状に形成された感光性ウレタンゴムからなる吐粒研磨用マスクが形成される。
【0041】
吐粒研磨用マスクとしては、表面に研磨粉が高速噴射されたときに研磨粉を跳ね返らせるようなゴム弾性を有するフィルムを用いる。例えば、吐粒研磨用マスクとしては、感光性ウレタンゴム等のウレタン系がある。
【0042】
次に、吐粒研磨用マスク23の開口23aから露出している各ソルダーレジスト13b,17bに対して、粒径が約30〜40μmの炭化ケイ素微粒子(SiC微粒子)の研磨粉をノズル圧が約3.0kgf/cm2、噴射速度が約9〜10mm/secの条件で高速噴射させる。このSiC微粒子は、軟性の吐粒研磨用マスクの表面では跳ね返り、硬性を有するソルダーレジスト13,17b及びリジッド基板4,5の表面を機械的に削り、除去する。フレキシブル基板2は、両面に形成された軟性を有する第1のカバーレィ10b及び第2のカバーレィ11bがエッチングストッパとなり、図8に示すように、フレキシブル基板2が露出される。
【0043】
研磨粉としては、基板よりも高い硬度を有するものが用いられ、例えば、アルミナやガラス、二酸化ケイ素、炭化ボロン等のセラミックス材料やCu、Au、Ti、Cr、Fe等の金属材料等の微粒子が好ましく、更に好ましくは炭化ケイ素(SiC微粒子)である。
【0044】
なお、吐粒研磨処理方法において、上述したドライ式は、研磨粉が微小な穴にも侵入しやすく、研磨粉が残留しないため微小な穴を形成する際に有効である。一方、ウェット式は、微小な穴のときに研磨粉が微小な穴に侵入しないため、リジッド基板を削ることができないが、大きな開口を形成するときは、リジッド基板等の除去と共に、開口内を清浄することができることから有効である。したがって、吐粒研磨処理方法は、形成する穴の大きさに合わせて、適宜、ウェット式とドライ式とを選択して用いるようにする。なお、ここでは、フレックス部を外部に臨ませる面積が比較的大きいことから、洗浄効果が優れたウェット式が好ましい。
【0045】
次に、図9に示すように、吐粒研磨用マスク23をアルカリ溶液或いは溶剤等を用いて剥離して、フレキシブル基板2のみからなるフレックス部3が形成され、このフレックス部3を介して、複数のリジッド基板4a,5aが積層された第1のリジッド部6、及び複数のリジッド基板4b,5bが積層された第2のリジッド部7が形成されたフレキシブルリジッド基板1が得られる。
【0046】
なお、フレキシブル基板を露出させるためにリジッド基板を除去する吐粒研磨方法には、リジッド基板4,5の開口5c形成時に、ソルダーレジスト13b、17b上に、別途開口パターンが形成された弾性を有するステンシルマスクを配設して、吐粒研磨を施すようにしてもよい。
【0047】
また、リジッド基板4,5の開口5cを形成する方法としては、吐粒用マスクを用いることなく、吐粒をビームのように線状に高速噴射する方法もある。この方法では、製造ラインに流れる積層体22に対して一つの吐粒研磨用マスクを用いればよいことから、製造効率の向上を図ることができる。しかしながら、この方法は、精度良くリジッド基板4,5の開口5cを形成することができないため、ここでは、吐粒研磨用マスクを用いて、加工を形成するようにしてもよい。
【0048】
得られたフレキシブルリジッド基板1は、可撓性を有するフレックス部3を撓ませて、第1のリジッド部6と、第2のリジッド部7とを配設することによって、電子機器内部の狭い領域にも配設することができる。
【0049】
以上のようなフレキシブルリジッド基板1の製造方法によれば、フレキシブル基板2にリジッド基板4及びリジッド基板5を積層させた後に、不要なリジッド基板を吐粒研磨加工により除去することから、積層させる際にプリプレグ8,8,8,8に含まれる樹脂がフレックス部3に流出するが防止される。
【0050】
また、このフレキシブルリジッド基板1の製造方法によれば、リジッド基板4a,4b,5a,5bにプリプレグ8,8,8,8に含まれる樹脂の流出を防ぐための加工を施す必要がないため、リジッド基板4a,4b,5a,5bの製造工程数が削減され、全体の製造工程数を少なくすることができると共に、低コストで、効率良く、フレキシブルリジッド基板を製造することができる。
【0051】
更に、このフレキシブルリジッド基板1の製造方法では、第3の配線パターン13a、第6の配線パターン17a及びコンタクトホール18の形成を吐粒研磨加工の前に行うことから、剛性を有する積層体22に対して第3の配線パターン13a、第6の配線パターン17a及びコンタクトホール18を形成することができる。したがって、このフレキシブルリジッド基板1の製造方法では、第3の配線パターン13a、第6の配線パターン17a及びコンタクトホール18を精度良く形成することができる。なお、リジッド部6,7を構成するリジッド基の数は、特に限定されない。したがって、リジッド部6,7の導電層数は限定されない。
【0052】
上述したフレキシブルリジッド基板工程において、リジッド基板4、リジッド基板5、プリプレグ8,8,8,8をパネル状に形成して、一度に多数個のフレキシブルリジッド基板1を形成するようにしてもよい。この場合には、フレキシブル基板2を製造する際に、図10に示すように製造する。なお、上述したフレキシブルリジッド基板と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【0053】
フレキシブル基板2は、図10に示すように、上述したフレキシブル基板2をパネル状に形成したフレキシブル基板パネル24を製造する。次に、図11に示すように、フレキシブル基板パネル24の各フレキシブル基板2の外形に合わせて、ミシン目状の微***25を開けるミシン目加工を行う。
【0054】
次に、積層工程を図11に示すように行う。図11に示すように、ミシン目加工されたフレキシブル基板パネル24の両面に、上述したリジッド基板4をパネル状に形成したリジッド基板パネル26、及びリジッド基板5をパネル上に形成したリジッド基板パネル27とをプリプレグ8,8,8,8を介して、フレキシブル基板パネル24をリジッド基板パネル26と、リジッド基板パネル27とで挟み込むように貼り合わせ、プレス成型を施してパネル状積層体28を形成する。このパネル状積層体28の第3の導体層13及び第6の導体層17上に、リジッド基板を取り除く部分、及びフレキシブル基板の微***25に合わせて開口した吐粒研磨用マスク23を形成する。
【0055】
次に、図12に示すように、吐粒研磨用マスク23の開口したとことから露出しているリジッド基板4及びリジッド基板5に対して、ドライ式若しくはウェット式の吐粒研磨加工を施して、リジッド基板の不要な部分及び各フレキシブルリジッド基板1の外形をミシン目状に、リジッド基板を吐粒研磨加工によって取り除き、フレックス部3及び微***29が形成される。形成された微***29は、フレキシブル基板25上に設けられ、切断線30となる。なお、ここでは、ミシン目の微***29をフレックス部3を外部に臨ませる領域も同時に開口する必要があることから、ドライ式が好ましい。
【0056】
次に、フレキシブル基板2及び各フレキシブルリジッド基板1の外形に合わせて形成した切断線30に沿って、不良な部分のリジッド基板を除去することから、図1に示すようなフレキシブルリジッド基板1を形成する。
【0057】
以上のようなフレキシブルリジッド基板1の製造方法によれば、フレキシブル基板2、リジッド基板4、リジッド基板5及びプリプレグ8,8,8,8をパネル状に形成することによって、一度に多数個のフレキシブルリジッド基板1を製造することができるようになる。したがって、このフレキシブルリジッド基板1の製造方法では、精度の高いフレキシブルリジッド基板1を効率良く製造することができ、生産率の向上及び低コスト化が図られる。
【0058】
また、フレキシブルリジッド基板1の製造方法では、フレキシブル基板2にリジッド基板4及びリジッド基板5を積層させてから、不要なリジッド基板を吐粒研磨加工により除去してフレックス部3を形成することから、積層させる際にプリプレグに含まれている樹脂がフレックス部3に流出することを防止することができる。したがって、このフレキシブルリジッド基板1によれば、プリプレグに含まれている樹脂の流出を防止するための加工を施す必要がないため、製造工程数を減らすことができると共に、低コストで効率良くフレキシブルリジッド基板1を製造することができる。
【0059】
更に、このフレキシブルリジッド基板1の製造方法によれば、第3の配線パターン13a、第6の配線パターン17a及びコンタクトホール18を形成するまで、剛性を有する積層体22に対して形成することができるため、外層パターン及びコンタクトホール18を精度良く形成することができる。なお、フレキシブルリジッド基板1の製造方法では、リジッド基板4a,4bに形成される配線層の数は限定されない。
【0060】
なお、以上の例では、ガラスエポキシ樹脂からなるリジッド基板を用いたが、このリジッド基板は剛性を有するものであればよく、例えばガラス基材にビスマレイミドトリアジンやポリフェニレンエーテル等を含浸させたものでもよい。
【0061】
【発明の効果】
本発明に係るプリント配線基板の製造方法によれば、可撓性を有するフレキシブル基板をリジッド基板で挟み込んだ状態で製造することから、従来のように、リジッド基板の開口近傍に、ダムを設ける必要がないことから製造効率の向上及び低コスト化等を図ることができる。 また、このプリント配線基板の製造方法によれば、コンタクトホールや外層パターンを形成することによって、高精度にコンタクトホールや外層パターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されたフレキシブルリジッド基板の断面図である。
【図2】フレキシブル基板の製造工程を説明する図であり、(A)は、両面に銅箔が設けられたコア材の断面図であり、(B)は、両面の銅箔をパターンニングした状態を示す断面図であり、(C)は、コア材の一方の主面に第1の導体層、他主面に第2の導体層が形成された状態を示す断面図である。
【図3】リジッド基板の製造工程を説明する図であり、(A)は、両面に銅箔が設けられた絶縁層の断面図であり、(B)絶縁層の一方の面に形成された銅箔をパターンニングした状を示す断面図である。
【図4】フレキシブルリジッド基板の製造工程を説明する図であり、フレキシブルリジッド基板を分解した状態の断面図である。
【図5】同フレキシブルリジッド基板の製造工程を説明する図であり、積層体の断面図である。
【図6】同フレキシブルリジッド基板の製造工程を説明する図であり、積層体にコンタクトホール、第3の配線パターン及び第6の配線パターンを形成した断面図である。
【図7】同フレキシブルリジッド基板の製造工程を説明する図であり、積層体に吐粒研磨用マスク形成した状態の断面図である。
【図8】同フレキシブルリジッド基板の製造工程を説明する図であり、吐粒研磨処理が施された積層体の断面図である。
【図9】同フレキシブルリジッド基板の製造工程を説明する図であり、吐粒研磨処理が施された積層体から、吐粒研磨用マスクを除去した状態の断面図である。
【図10】切断線を設けたフレキシブルリジッド基板の製造工程を説明する図であり、(A)は、フレキシブル基板パネルの断面図であり、(B)は、フレキシブル基板にミシン目状に微***を形成した状態の断面図である。
【図11】切断線を設けたフレキシブルリジッド基板の製造工程を説明する図であり、パネル積層体に吐粒研磨用マスク形成した状態の断面図である。
【図12】切断線を設けたフレキシブルリジッド基板の製造工程を説明する図であり、吐粒研磨処理が施されたパネル積層体の断面図である。
【図13】従来のフレキシブルリジッド基板の断面図である。
【図14】従来のフレキシブル基板の製造工程を説明する断面図であり、(A)は、コア材の両面に内層パターンが形成された断面図であり、(B)は、コア材の両面に導体層が形成された断面図である。
【図15】従来のリジッド基板の製造工程を説明する断面図であり、(A)は、両面に銅箔が設けられた絶縁層の断面図であり、(B)は、絶縁層の一方の面に形成された銅箔をパターンニングした状態を示す断面図であり、(C)は、絶縁層を複数の分割して複数のリジッド基板を形成し、各リジッド基板の所定の位置にダムが形成した状態を示す断面図である。
【図16】従来のリジッド基板の製造工程を説明する断面図であり、積層させる前にフレキシブル基板、リジッド基板、及びプリプレグ積層させた断面図である。
【符号の説明】
1 フレキシブルリジッド基板、2 フレキシブル基板、3 フレックス部、4リジッド基板4a リジッド基板、4b リジッド基板、5 リジッド基板5a リジッド基板、5b リジッド基板、6 リジッド部、7 リジッド部、8プリプレグ、9 コア材、10a 第1の配線パターン、10b 第1のカバーレィフィルム、11a 第2の配線パターン、11b 第2のカバーレィフィルム、12 絶縁基板、13a 第3の配線パターン、13b ソルダーレジスト、14 第4の配線パターン、15 絶縁基板、16 第5の配線パターン、17a 第6の配線パターン、17b ソルダーレジスト、18 コンタクトホール
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレキシブル基板をリジッド基板で挟み込んだプリント配線基板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子機器の小型化に伴って、電子機器の機器本体内に配設されるプリント配線基板の小型化が求められている。このためプリント配線基板の中には、例えばリジッド基板でフレキシブル基板を挟み込み、必要としない部分のリジッド基板を除去し、リジッド基板の小型化を図ったフレキシブルリジッド基板がある。例えば、フレキシブルリジッド基板としては、図13に示すようなものがある。このフレキシブルリジッド基板100は、可撓性を有するフレキシブル基板101を接着剤層となるプリプレグ102,102,102,102を介して複数のリジッド基板103a,103b,104a,104bで挟み込んだリジッド部105,106と、フレキシブル基板101のみからなるフレックス部107とから構成され、離間したリジッド部105,106がフレックス部107によって電気的に接続されている。
【0003】
このフレキシブルリジッド基板100は、フレックス部107が可撓性を有するため、一方のリジッド部105に対して他方のリジッド部106を様々な姿勢で電子機器の内部に配設することができる。例えば、フレキシブルリジッド基板100は、一方のリジッド部105が他方のリジッド部106に対して、略90゜となすようにフレキシブル部107を撓ませて電子機器の内部、特に狭い場所に配設することができる。
【0004】
このようなフレキシブルリジッド基板100の製造方法について具体的に説明する。フレキシブルリジッド基板100は、フレキシブル基板101と、複数のリジッド基板103a,103b,104a,104bとを別々に製造した後、一体化されて製造される。
【0005】
先ず、フレキシブル基板101の製造方法を図14を参照して説明する。フレキシブル基板101は、図14(A)に示すように、ポリイミド樹脂からなるフィルムをコア材108に用いており、このコア材108の両面には、銅箔が張り合わされている。このコア材108の両面に形成されている銅箔は、露光、現像、エッチング等によるフォトグラフ処理によりパターンニングされ、内層パターン109a,109aが形成される。
【0006】
次に、図14(B)に示すように、コア材108の両面に形成された内層パターン109a,109a上には、この内層パターン109a,109aの保護、及び隣接する導体層と絶縁するため、カバーレィフィルム109b,109bが貼り合わされる。
【0007】
次に、リジッド基板103a,103b,104a,104bの製造方法を図15を参照して説明する。これらのリジッド基板103a,103b,104a,104bは、すべて同様の方法で製造されるので、ここではリジッド基板103a,103bの製造方法について具体的に説明する。
【0008】
リジッド基板103a,103bは、一枚の絶縁基板111を打ち抜いて形成されるものである。この絶縁基板111は、ガラスエポキシ基板であり、図15(A)に示すように、両面に銅箔110が貼り合わされている。絶縁基板111の一方の面に形成されており、内層パターンとなる銅箔110には、図15(B)に示すように、フォトエッチングにより配線パターン112が形成される。
【0009】
次に、図15(C)に示すように、絶縁基板111は、不要な領域、即ちフレキシブル基板101を外部に臨ませる領域が金型で打ち抜かれ、複数のリジッド基板103a,103bに分離される。分離されたリジッド基板103a,103bには、フレキシブル基板101に積層する際に、フレキシブル基板101との間に介在させるプリプレグ102,102,102,102に含まれる樹脂が熱加圧によって、フレックス部107に流出しないようにするため、フレキシブル基板101と接着させる面の打ち抜き部113近傍に幅500μm、厚さ200μmからなる複数のダム114が設けられる。この複数のダム114は、エポキシ樹脂からなり、スクリーン印刷法によって形成される。なお、リジッド基板104a,104bは、図15(C)に示すリジッド基板103a,103bと同様の構成を有するため、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【0010】
次に、積層工程を図16に示すように行う。先ず、フレキシブル基板101と、複数のリジッド基板103a,103b,104a,104bとを接続するためのプリプレグ102,102,102,102を各リジッド基板103a,103b,104a,104bの形状に合わせて各々形成する。次に、フレキシブル基板101の内層パターン109a,109aと、各リジッド基板の配線パターン112とが対向するように積層する。すなわち、下からリジッド基板103a,103b、半硬化状態のプリプレグ102、フレキシブル基板101、半硬化状態のプリプレグ102、リジッド基板104a,104bの順に積層する。フレキシブル基板101とリジッド基板基板103a,103b,104a,104bとを積層した後、プレス機を用いて熱加圧され、プレス成型されることにより、フレキシブル基板101と複数のリジッド基板103a,103b,104a,104bとがプリプレグ102によって一体化され、積層体が形成される。
【0011】
次に、図13に示すように、リジッド部105,106に各パターン配線を電気的に接続するためのコンタクトホール115、及びリジッド部105,106の外層パターン115を形成する。コンタクトホール115の形成方法は、リジッド部105,106のコンタクトホール115を形成する位置に、ドリル等で形成した貫通孔を形成して、この貫通孔の表面を含む外層の表面全面に無電解銅めっきや電解銅めっきを施す。次に、銅めっきが施された貫通孔内に、耐エッチング性を有するペースト状の絶縁性を有する樹脂115aを充填して、コンタクトホール115が形成される。
【0012】
次に、リジッド部105,106の外層パターン116を形成する。外層パターン116の形成方法は、リジッド部105,106の外層表面に施した銅めっきにフォトエッチングにより、所定の形状にパターン形成する。以上のようにして、フレキシブルリジッド基板100が形成される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このフレキシブルリジッド基板100の製造方法では、リジッド基板103a,103b,104a,104bの製造工程において、フレキシブル基板101にリジッド基板103a,103b,104a,104bを積層する際のプレス成型の熱加圧により、プリプレグ8に含まれる樹脂の流出を防ぐため、所定の位置に複数のダム114を設ける必要がある。このため、リジッド基板103a,103b,104a,104bの製造工程では、複数のダム114を形成するためにスクリーン印刷等の特別な工程を必要とし、フレキシブルリジッド基板全体の製造工程が増え、生産効率の向上及び低コスト化を図ることができなくなる。また、リジッド基板103a,103b,104a,104bに、複数のダム114を精度良く形成することが困難である。
【0014】
更に、このフレキシブルリジッド配線基板100の製造方法では、可撓性を有するフレックス部107によって接続されていることから、外層パターン115及びコンタクトホール116を形成する際のリジッド部105,106の姿勢制御が困難となり、外層パターン115及びコンタクトホール116を精度良く形成することが困難となる。
【0015】
したがって、本発明は、フレキシブル基板をリジッド基板で挟み込んで一体化し、リジッド基板の外層パターンを系絵師した後に、不要なリジッド基板を除去することで製造効率の向上を図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。また、本発明は、コンタクトホールや外層パターンを高精度に形成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ことを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成する本発明に係るプリント配線基板の製造方法は、少なくとも一方の面に第1の配線パターンがパターンニングされるリジッド基板を形成するリジッド基板形成工程と、少なくとも一方の面に第2の配線パターンがパターンニングされたフレキシブル基板を形成するフレキシブル基板形成工程と、フレキシブル基板を複数のリジッド基板で挟み込むように積層し、フレキシブル基板とリジッド基板とを一体化する積層工程と、外層基板となるリジッド基板上に、所定領域を開口した吐粒研磨用マスクを形成する吐粒研磨用マスク形成工程と、吐粒研磨用マスクの開口された所定領域に吐粒研磨処理を施すことにより、リジッド基板を除去し、フレキシブル基板を外部に露出させる吐粒研磨工程とを有する。
【0017】
以上の工程を有するプリント基板の製造方法は、フレキシブル基板と、リジッド基板とを一体化させた後に、不要なリジッド基板を吐粒研磨処理によって除去することから、フレキシブル基板とリジッド基板とを一体化させる際の熱加圧による、フレキシブル基板とリジッド基板との間に介在させたプリプレグに含まれる樹脂の流出を防ぐことができ、低コストで、効率良くプリント配線基板を製造することができするようになる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用したフレキシブルリジッド基板の製造方法につい、図面を参照して詳細に説明する。先ず、本発明を適用したフレキシブルリジッド基板の製造方法の説明に先立って、この製造方法により製造させるフレキシブルリジッド基板1について、図1と参照して説明する。フレキシブルリジッド基板1は、フレキシブル基板2の一部が露出した可撓性を有するフレクッス部3と、フレキシブル基板2をプリプレグ8,8を介してリジッド基板4a,5aで挟んだ第1のリジッド部6と、フレキシブル基板2をプリプレグ8,8を介してリジッド基板4b,5bで挟んだ第2のリジッド部7とによって構成されている。
【0019】
フレキシブル基板2は、可撓性を有する難燃性の材料、例えばポリイミド樹脂のフィルムからなるコア材9と、コア材9の一方の面に設けられた第1の配線パターン10aと、第1の配線パターン10aを保護する第1のカバーレィフィルム10bと、コア材9の他方の面に設けられる第2の配線パターン11aと、第2の配線パターン11aを保護する第2のカバーレィフィルム11bとから構成されている。第1のカバーレィフィルム10a及び第2のカバーレィフィルム11aは、第1の配線パターン10a及び第2の配線パターン11aを保護すると共に、厚さ方向に隣接する導体層との絶縁を図っている。
【0020】
以上のようなフレキシブル基板2に積層されるリジッド基板4a,4bは、ガラスエポキシ樹脂からなる剛性の絶縁基板12を有し、一枚の絶縁層12を打ち抜いて形成されるものである。リジッド基板4aは、フレキシブル基板2の第1の配線パターン側に積層される。リジッド基板4aは、絶縁基板12の第2の配線パターン11a側の面に対向する面に、パターンニングされた銅箔からなる第3の配線パターン13aを有する。また、リジッド基板4aは、絶縁基板12の第2の配線パターン側の面に、パターンニングされた銅箔からなる第4の配線パターン14aを有する。
【0021】
リジッド基板4aには、電子部品がはんだ付けされる際のはんだレジストとなるソルダーレジスト13bが第3の配線パターン13a上に形成されている。第4の配線パターン14aは、フレキシブル基板2と、リジッド基板4aとの間に介在させるプリプレグ8によって接着及び絶縁されている。
【0022】
リジッド基板5aは、第2の配線パターン11aが形成されている面に積層される。リジッド基板5aは、リジッド基板4aと同様にガラスエポキシ樹脂からなる剛性の絶縁基板15を有し、一枚の絶縁層15を打ち抜いて形成されるものである。リジッド基板5aは、絶縁基板15の第2の配線パターン11a側の面に、第5の配線パターン16を有する。また、リジッド基板5aは、第5の配線パターン16が形成されている面に対向する面に、第6の配線パターン17aを有する。
【0023】
リジッド基板5aには、電子部品がはんだ付けされる際のはんだレジストとなるソルダーレジスト13bが第3の配線パターン13a上に形成されている。第4の配線パターン14aは、フレキシブル基板2と、リジッド基板4aとの間に介在させるプリプレグ8によって接着及び絶縁されている。
【0024】
プリプレグ8,8,8,8は、ガラス布にエポキシ樹脂を含浸させたシート材である。プリプレグ8,8,8,8は、上述したフレキシブル基板2とリジッド基板4a,4b,5a,5bとの間に半硬化状態で介在され、プレス成型による熱加圧により軟化させ、冷却して硬化させることによりフレキシブル基板2とリジッド基板4a,4b,5a,5bとを接着し、一体化する。以上の構成を有する第1のリジッド部6には、各基板を電気的に層間接続するために、コンタクトホール18が形成されている。
【0025】
第2のリジッド部7は、プリプレグ8を介してフレキシブル基板2を挟むように複数のリジッド基板4b,5bが積層されており、第1のリジッド部と同様の構成を有するため、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【0026】
上述した構成を有するフレキシブルリジッド基板1は、フレキシブル基板2のみからなるフレックス部3を介して、フレキシブル基板2を複数のリジッド基板4a,5aで挟み込んだ第1のリジッド部6と、フレキシブル基板2をリジッド基板4b,5bで挟み込んだ第2のリジッド部7とが電気的に接続されている。
【0027】
したがって、このフレキシブルリジッド基板1によれば、可撓性を有するフレキシブル基板2のみからなるフレックス部3を介すことにより、第1のリジッド部6に対して、第2のリジッド部7を様々な姿勢で電子機器内部に配設することができるため、小型化が図られ、狭小な場所にも配設することができるようになる。
【0028】
次に、上述したフレキシブルリジッド基板1の製造方法について、図面を参照して説明する。このフレキシブルリジッド基板1は、フレキシブル基板2と、リジッド基板4a,4b,5a,5bとが別々に製造される。
【0029】
フレキシブル基板2は、図2に示すようにして製造する。フレキシブル基板2には、図2(A)に示すように、例えば厚さ25μmのポリイミド樹脂からなるフィルムをコア材9として用いる。このコア材9の両面には、第1の配線パターン10a及び第2の配線パターン11aを形成するため、例えば厚さ18μmの銅箔19が形成されている。
【0030】
次に、図2(B)に示すように、コア材9の一方の主面に形成された銅箔19をパターンニングして第1の配線パターン10aを形成し、他主面に形成された銅箔19をパターンニングして第2の配線パターン11aを形成する。第1の配線パターン10a及び第2の配線パターン11aの形成方法は、先ず、銅箔19の全面にドライフィルムからなるレジスト膜を塗布して、パターン形成部分が開口されるように、パターンマスクフィルムを用いてパターン形成部分のレジスト膜を露光し、ウェットエッチングすることにより露光していない領域の銅箔19及びレジスト膜を除去する。そして、第1の配線パターン10a及び第2の配線パターン11aの形成部分の銅箔19上に残っているレジスト膜を有機溶媒等の溶媒を利用して溶解させて剥離することによって、第1の配線パターン10a及び第2の配線パターン11aが形成される。
【0031】
次に、図2(C)に示すように、コア材9には、第1の配線パターン10a及び第2の配線パターン11aの保護、及び隣接する導体層と絶縁するために、各配線パターンが形成されている面上に、例えばポリイミド樹脂からなる厚さ25μmの第1のカバーレィフィルム10b、及び第2のカバーレィ11bが圧着される。したがって、フレキシブル基板2は、コア材9の一方の主面に第1の配線パターン10aと第1のカバーレィフィルム10bとが形成され、他主面に第2の配線パターン11aと第2のカバーレィフィルム11bが形成されている。
【0032】
次に、以上のようにして得られたフレキシブル基板2を挟み込む複数のリジッド基板4a,4b,5a,5bを製造方法を説明する。これらのリジッド基板4a,4b,5a,5bは、すべて同様の方法で製造されるので、ここではリジッド基板4a,4bの製造方法について具体的に説明する。リジッド基板4a,4bは、図3に示すようにして製造され、一枚の絶縁基板12を打ち抜いて形成されるものである。図3(A)に示すように、リジッド基板4a,4bは、ガラス布にエポキシ樹脂を含浸させた、剛性を有する例えば厚さ0.15mmの絶縁基板12の両面に、厚さ18μmの銅箔20が形成されたエポキシ銅張積層板を用いる。
【0033】
次に、図3(B)に示すように、リジッド基板4a,4bには、絶縁基板12のフレキシブル基板2と接合される面に形成された銅箔20がパターンニングされた第4の配線パターン14が形成される。第4の配線パターン14の形成方法は、先ず、他方の面に形成された銅箔20の全面上にドライフィルムからなるレジスト膜を塗布して、第4の配線パターン14の形成部分が開口されるように、パターンマスクフィルムを用いてパターン形成部分のレジスト膜を露光し、ウェットエッチングにより、露光していない領域の銅箔20及びレジスト膜を除去する。そして、第4の配線パターン14の形成部分の銅箔20上に残ったレジスト膜を有機溶媒等の溶媒で溶解させることによって、銅箔20から剥離して第4の配線パターン14が形成される。尚、以下、リジッド基板4aとリジッド基板4bとが分離される前の基板をリジッド基板4という。
【0034】
リジッド基板5a,5bは、図4(A)に示すように、リジッド基板4a,4bと同様に、ガラス布にエポキシ樹脂を含浸させた剛性を有する厚さが例えば0.2mmの絶縁基板15の両面に、厚さが例えば18μmの銅箔21が形成されたエポキシ銅張積層基板を用いる。絶縁基板15のフレキシブル基板2と接合される面には、内層パターンとなる第5の配線パターン16が形成される。第5の配線パターン16の形成方法は、上述した第4の配線パターン14と同様にして形成する。したがって、絶縁基板15のフレキシブル基板2と接合される面には、第5の配線パターン16が形成される。なお、リジッド基板5a及びリジッド基板5bが一体化されたリジッド基板5が形成される。以下、リジッド基板5aとリジッド基板5bとが分離される前の基板をリジッド基板5という。
【0035】
次に、以上のようにして製造されたフレキシブル基板2をリジッド基板4と、リジッド基板5とで挟み込むように積層する積層工程について図面を参照して説明する。
【0036】
積層工程は、図4乃至図6に示すようにして行う。先ず、図4に示すように、ガラス布にポリイミド樹脂を含浸させた半硬化状態のプリプレグ8,8をフレキシブル基板2とリジッド基板4,4b,5a,5bとのa間に介在させて積層する。すなわち、下から順にリジッド基板4、半硬化状態のプリプレグ8、フレキシブル基板2、半硬化状態のプリプレグ8、リジッド基板5のように積層する。次に、図5に示すように、フレキシブル基板2と、リジッド基板4a,4b,5a,5bと、プリプレグ8,8とを積層させた後に、プレス機を用いて熱加圧しながらプレス成型する。このプレス成型により、半硬化状態のプリプレグ8,8は軟化して、その後冷却することで硬化すると共に、フレキシブル基板2と、リジッド基板4及びリジッド基板5とは強固に積層され、多層構造からなる積層体22が形成される。
【0037】
次に、図6に示すように、積層体22にコンタクトホール18と、外層パターンとなる第3の配線パターン13a及び第6の配線パターン17aとを形成する。先ず、積層体22のコンタクトホール18を形成する位置に、ドリル等を用いて、例えばリジッド基板4からリジッド基板5まで貫通するように貫通孔を形成し、貫通孔内に残ったバリを除去する。次いで、高圧洗浄で除去しきれなかった貫通孔内のバリを除去するため、化学的なスミア除去を行う。次に、形成された貫通孔の表面を含む外層の表面全面に、無電解銅や電解銅めっき法による銅めっきが施される。銅めっきが施された貫通孔内には、エッチング液から銅めっき保護するために、耐エッチング性を有し、ペースト状の絶縁性樹脂18aが充填され、積層体22にコンタクトホール18が形成される。なお、貫通孔内には、ペースト状の導電性樹脂を充填するようにしてもよい。
【0038】
次に、銅めっき上にドライフィルムからなるレジスト膜を形成して、第1の配線パターン10a形成部分、リジッド基板の第6の配線パターン17a形成部分、開口されるように形成したパターンマスクフィルムを用いて、レジスト膜を露光し、ウェットエッチングをすることにより、露光していない領域の銅箔20,21、銅めっき及びレジスト膜が除去される。そして、第1の配線パターン10a、第6の配線パターン17a、コンタクトホール18形成部分は、各パターンレジスト膜を有機溶媒等の溶媒を利用して溶解させることによって、銅箔20,21及び銅めっきからなる第1の配線パターン10a及び第6の配線パターン17aが形成される。
【0039】
次に、図に6示すように、形成された第3の配線パターン13a上には、電子部品をはんだ付けする際のはんだレジストとなるソルダーレジスト13bが形成される。同様に、第6の配線パターン17a上には、電子部品をはんだ付けする際のはんだレジストとなるソルダーレジスト17bが形成されている。ソルダーレジスト13a及びソルダーレジスト17bは、アクリル−エポキシ樹脂からなる液状のレジスト剤であり、第3の配線パターン13a及び第6の配線パターン17b上に塗布することによって形成される。
【0040】
次に、図8に示すように、積層体22の不要なリジッド基板をウェット式吐粒研磨加工方法によって除去し、リジッド基板の開口5cから露出するフレックス部3を形成する。このドライ式吐粒研磨加工について、図7乃至図9により説明する。先ず、図7に示すように、第3のソルダーレジスト13b及び第6のソルダーレジスト17b上には、リジッド基板の取り除く部分を開口するように感光性ウレタンゴムからなる吐粒研磨用マスク23が形成される。この吐粒研磨用マスクの形成方法は、リジッド基板4,5のソルダーレジスト13b,17b上に感光性ウレタンゴムからなるフィルムを圧着し、この感光性ウレタンゴムのフィルム上全面にレジスト膜を塗布して、パターン形成部分が開口されるように、パターンマスクフィルムを用いてパターン形成部分のレジスト膜を露光し、ウェットエッチングして、露光していない領域の感光性ウレタンゴムからなるフィルムを除去する。そして、パターン形成部分の感光性ウレタンゴムからなるフィルム上に残っているレジスト膜を有機溶媒等の溶媒を利用して溶解させて剥離することによって、所定の形状に形成された感光性ウレタンゴムからなる吐粒研磨用マスクが形成される。
【0041】
吐粒研磨用マスクとしては、表面に研磨粉が高速噴射されたときに研磨粉を跳ね返らせるようなゴム弾性を有するフィルムを用いる。例えば、吐粒研磨用マスクとしては、感光性ウレタンゴム等のウレタン系がある。
【0042】
次に、吐粒研磨用マスク23の開口23aから露出している各ソルダーレジスト13b,17bに対して、粒径が約30〜40μmの炭化ケイ素微粒子(SiC微粒子)の研磨粉をノズル圧が約3.0kgf/cm2、噴射速度が約9〜10mm/secの条件で高速噴射させる。このSiC微粒子は、軟性の吐粒研磨用マスクの表面では跳ね返り、硬性を有するソルダーレジスト13,17b及びリジッド基板4,5の表面を機械的に削り、除去する。フレキシブル基板2は、両面に形成された軟性を有する第1のカバーレィ10b及び第2のカバーレィ11bがエッチングストッパとなり、図8に示すように、フレキシブル基板2が露出される。
【0043】
研磨粉としては、基板よりも高い硬度を有するものが用いられ、例えば、アルミナやガラス、二酸化ケイ素、炭化ボロン等のセラミックス材料やCu、Au、Ti、Cr、Fe等の金属材料等の微粒子が好ましく、更に好ましくは炭化ケイ素(SiC微粒子)である。
【0044】
なお、吐粒研磨処理方法において、上述したドライ式は、研磨粉が微小な穴にも侵入しやすく、研磨粉が残留しないため微小な穴を形成する際に有効である。一方、ウェット式は、微小な穴のときに研磨粉が微小な穴に侵入しないため、リジッド基板を削ることができないが、大きな開口を形成するときは、リジッド基板等の除去と共に、開口内を清浄することができることから有効である。したがって、吐粒研磨処理方法は、形成する穴の大きさに合わせて、適宜、ウェット式とドライ式とを選択して用いるようにする。なお、ここでは、フレックス部を外部に臨ませる面積が比較的大きいことから、洗浄効果が優れたウェット式が好ましい。
【0045】
次に、図9に示すように、吐粒研磨用マスク23をアルカリ溶液或いは溶剤等を用いて剥離して、フレキシブル基板2のみからなるフレックス部3が形成され、このフレックス部3を介して、複数のリジッド基板4a,5aが積層された第1のリジッド部6、及び複数のリジッド基板4b,5bが積層された第2のリジッド部7が形成されたフレキシブルリジッド基板1が得られる。
【0046】
なお、フレキシブル基板を露出させるためにリジッド基板を除去する吐粒研磨方法には、リジッド基板4,5の開口5c形成時に、ソルダーレジスト13b、17b上に、別途開口パターンが形成された弾性を有するステンシルマスクを配設して、吐粒研磨を施すようにしてもよい。
【0047】
また、リジッド基板4,5の開口5cを形成する方法としては、吐粒用マスクを用いることなく、吐粒をビームのように線状に高速噴射する方法もある。この方法では、製造ラインに流れる積層体22に対して一つの吐粒研磨用マスクを用いればよいことから、製造効率の向上を図ることができる。しかしながら、この方法は、精度良くリジッド基板4,5の開口5cを形成することができないため、ここでは、吐粒研磨用マスクを用いて、加工を形成するようにしてもよい。
【0048】
得られたフレキシブルリジッド基板1は、可撓性を有するフレックス部3を撓ませて、第1のリジッド部6と、第2のリジッド部7とを配設することによって、電子機器内部の狭い領域にも配設することができる。
【0049】
以上のようなフレキシブルリジッド基板1の製造方法によれば、フレキシブル基板2にリジッド基板4及びリジッド基板5を積層させた後に、不要なリジッド基板を吐粒研磨加工により除去することから、積層させる際にプリプレグ8,8,8,8に含まれる樹脂がフレックス部3に流出するが防止される。
【0050】
また、このフレキシブルリジッド基板1の製造方法によれば、リジッド基板4a,4b,5a,5bにプリプレグ8,8,8,8に含まれる樹脂の流出を防ぐための加工を施す必要がないため、リジッド基板4a,4b,5a,5bの製造工程数が削減され、全体の製造工程数を少なくすることができると共に、低コストで、効率良く、フレキシブルリジッド基板を製造することができる。
【0051】
更に、このフレキシブルリジッド基板1の製造方法では、第3の配線パターン13a、第6の配線パターン17a及びコンタクトホール18の形成を吐粒研磨加工の前に行うことから、剛性を有する積層体22に対して第3の配線パターン13a、第6の配線パターン17a及びコンタクトホール18を形成することができる。したがって、このフレキシブルリジッド基板1の製造方法では、第3の配線パターン13a、第6の配線パターン17a及びコンタクトホール18を精度良く形成することができる。なお、リジッド部6,7を構成するリジッド基の数は、特に限定されない。したがって、リジッド部6,7の導電層数は限定されない。
【0052】
上述したフレキシブルリジッド基板工程において、リジッド基板4、リジッド基板5、プリプレグ8,8,8,8をパネル状に形成して、一度に多数個のフレキシブルリジッド基板1を形成するようにしてもよい。この場合には、フレキシブル基板2を製造する際に、図10に示すように製造する。なお、上述したフレキシブルリジッド基板と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【0053】
フレキシブル基板2は、図10に示すように、上述したフレキシブル基板2をパネル状に形成したフレキシブル基板パネル24を製造する。次に、図11に示すように、フレキシブル基板パネル24の各フレキシブル基板2の外形に合わせて、ミシン目状の微***25を開けるミシン目加工を行う。
【0054】
次に、積層工程を図11に示すように行う。図11に示すように、ミシン目加工されたフレキシブル基板パネル24の両面に、上述したリジッド基板4をパネル状に形成したリジッド基板パネル26、及びリジッド基板5をパネル上に形成したリジッド基板パネル27とをプリプレグ8,8,8,8を介して、フレキシブル基板パネル24をリジッド基板パネル26と、リジッド基板パネル27とで挟み込むように貼り合わせ、プレス成型を施してパネル状積層体28を形成する。このパネル状積層体28の第3の導体層13及び第6の導体層17上に、リジッド基板を取り除く部分、及びフレキシブル基板の微***25に合わせて開口した吐粒研磨用マスク23を形成する。
【0055】
次に、図12に示すように、吐粒研磨用マスク23の開口したとことから露出しているリジッド基板4及びリジッド基板5に対して、ドライ式若しくはウェット式の吐粒研磨加工を施して、リジッド基板の不要な部分及び各フレキシブルリジッド基板1の外形をミシン目状に、リジッド基板を吐粒研磨加工によって取り除き、フレックス部3及び微***29が形成される。形成された微***29は、フレキシブル基板25上に設けられ、切断線30となる。なお、ここでは、ミシン目の微***29をフレックス部3を外部に臨ませる領域も同時に開口する必要があることから、ドライ式が好ましい。
【0056】
次に、フレキシブル基板2及び各フレキシブルリジッド基板1の外形に合わせて形成した切断線30に沿って、不良な部分のリジッド基板を除去することから、図1に示すようなフレキシブルリジッド基板1を形成する。
【0057】
以上のようなフレキシブルリジッド基板1の製造方法によれば、フレキシブル基板2、リジッド基板4、リジッド基板5及びプリプレグ8,8,8,8をパネル状に形成することによって、一度に多数個のフレキシブルリジッド基板1を製造することができるようになる。したがって、このフレキシブルリジッド基板1の製造方法では、精度の高いフレキシブルリジッド基板1を効率良く製造することができ、生産率の向上及び低コスト化が図られる。
【0058】
また、フレキシブルリジッド基板1の製造方法では、フレキシブル基板2にリジッド基板4及びリジッド基板5を積層させてから、不要なリジッド基板を吐粒研磨加工により除去してフレックス部3を形成することから、積層させる際にプリプレグに含まれている樹脂がフレックス部3に流出することを防止することができる。したがって、このフレキシブルリジッド基板1によれば、プリプレグに含まれている樹脂の流出を防止するための加工を施す必要がないため、製造工程数を減らすことができると共に、低コストで効率良くフレキシブルリジッド基板1を製造することができる。
【0059】
更に、このフレキシブルリジッド基板1の製造方法によれば、第3の配線パターン13a、第6の配線パターン17a及びコンタクトホール18を形成するまで、剛性を有する積層体22に対して形成することができるため、外層パターン及びコンタクトホール18を精度良く形成することができる。なお、フレキシブルリジッド基板1の製造方法では、リジッド基板4a,4bに形成される配線層の数は限定されない。
【0060】
なお、以上の例では、ガラスエポキシ樹脂からなるリジッド基板を用いたが、このリジッド基板は剛性を有するものであればよく、例えばガラス基材にビスマレイミドトリアジンやポリフェニレンエーテル等を含浸させたものでもよい。
【0061】
【発明の効果】
本発明に係るプリント配線基板の製造方法によれば、可撓性を有するフレキシブル基板をリジッド基板で挟み込んだ状態で製造することから、従来のように、リジッド基板の開口近傍に、ダムを設ける必要がないことから製造効率の向上及び低コスト化等を図ることができる。 また、このプリント配線基板の製造方法によれば、コンタクトホールや外層パターンを形成することによって、高精度にコンタクトホールや外層パターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されたフレキシブルリジッド基板の断面図である。
【図2】フレキシブル基板の製造工程を説明する図であり、(A)は、両面に銅箔が設けられたコア材の断面図であり、(B)は、両面の銅箔をパターンニングした状態を示す断面図であり、(C)は、コア材の一方の主面に第1の導体層、他主面に第2の導体層が形成された状態を示す断面図である。
【図3】リジッド基板の製造工程を説明する図であり、(A)は、両面に銅箔が設けられた絶縁層の断面図であり、(B)絶縁層の一方の面に形成された銅箔をパターンニングした状を示す断面図である。
【図4】フレキシブルリジッド基板の製造工程を説明する図であり、フレキシブルリジッド基板を分解した状態の断面図である。
【図5】同フレキシブルリジッド基板の製造工程を説明する図であり、積層体の断面図である。
【図6】同フレキシブルリジッド基板の製造工程を説明する図であり、積層体にコンタクトホール、第3の配線パターン及び第6の配線パターンを形成した断面図である。
【図7】同フレキシブルリジッド基板の製造工程を説明する図であり、積層体に吐粒研磨用マスク形成した状態の断面図である。
【図8】同フレキシブルリジッド基板の製造工程を説明する図であり、吐粒研磨処理が施された積層体の断面図である。
【図9】同フレキシブルリジッド基板の製造工程を説明する図であり、吐粒研磨処理が施された積層体から、吐粒研磨用マスクを除去した状態の断面図である。
【図10】切断線を設けたフレキシブルリジッド基板の製造工程を説明する図であり、(A)は、フレキシブル基板パネルの断面図であり、(B)は、フレキシブル基板にミシン目状に微***を形成した状態の断面図である。
【図11】切断線を設けたフレキシブルリジッド基板の製造工程を説明する図であり、パネル積層体に吐粒研磨用マスク形成した状態の断面図である。
【図12】切断線を設けたフレキシブルリジッド基板の製造工程を説明する図であり、吐粒研磨処理が施されたパネル積層体の断面図である。
【図13】従来のフレキシブルリジッド基板の断面図である。
【図14】従来のフレキシブル基板の製造工程を説明する断面図であり、(A)は、コア材の両面に内層パターンが形成された断面図であり、(B)は、コア材の両面に導体層が形成された断面図である。
【図15】従来のリジッド基板の製造工程を説明する断面図であり、(A)は、両面に銅箔が設けられた絶縁層の断面図であり、(B)は、絶縁層の一方の面に形成された銅箔をパターンニングした状態を示す断面図であり、(C)は、絶縁層を複数の分割して複数のリジッド基板を形成し、各リジッド基板の所定の位置にダムが形成した状態を示す断面図である。
【図16】従来のリジッド基板の製造工程を説明する断面図であり、積層させる前にフレキシブル基板、リジッド基板、及びプリプレグ積層させた断面図である。
【符号の説明】
1 フレキシブルリジッド基板、2 フレキシブル基板、3 フレックス部、4リジッド基板4a リジッド基板、4b リジッド基板、5 リジッド基板5a リジッド基板、5b リジッド基板、6 リジッド部、7 リジッド部、8プリプレグ、9 コア材、10a 第1の配線パターン、10b 第1のカバーレィフィルム、11a 第2の配線パターン、11b 第2のカバーレィフィルム、12 絶縁基板、13a 第3の配線パターン、13b ソルダーレジスト、14 第4の配線パターン、15 絶縁基板、16 第5の配線パターン、17a 第6の配線パターン、17b ソルダーレジスト、18 コンタクトホール
Claims (11)
- 少なくとも一方の面に第1の配線パターンがパターンニングされるリジッド基板を形成するリジッド基板形成工程と、
少なくとも一方の面に第2の配線パターンがパターンニングされるフレキシブル基板を形成するフレキシブル基板形成工程と、
上記フレキシブル基板を上記複数のリジッド基板で挟み込むように積層し、上記フレキシブル基板と上記リジッド基板とを一体化する積層工程と、
外層基板となる上記リジッド基板上に、所定領域を開口した吐粒研磨用マスクを形成する吐粒研磨用マスク形成工程と、
上記吐粒研磨用マスクの開口された所定領域に吐粒研磨処理を施すことにより、上記リジッド基板を除去し、上記フレキシブル基板を外部に露出させる吐粒研磨工程とを有するプリント配線基板の製造方法。 - さらに上記積層工程後であって、上記吐粒研磨用マスク形成工程前において、電気的な層間接続をするためのコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程を有する請求項1記載のプリント配線基板の製造方法。
- さらに上記コンタクトホール形成工程後であって、上記吐粒研磨用マスク前において、外層パターンとなる上記リジッド基板の第1の配線パターンをパターンニングする請求項2記載のプリント配線基板の製造方法。
- 上記リジッド基板と上記フレキシブル基板には、その間にプリプレグを介在させて積層され、上記吐粒研磨処理によって上記所定領域の上記リジッド基板と共に、上記プリプレグも除去される請求項1記載のプリント配線基板の製造方法。
- 上記プリプレグは、ガラスエポキシ樹脂で形成されており、上記リジッド基板は、コア材がガラスエポキシ樹脂で形成されている請求項4記載のプリント配線基板の製造方法。
- 上記フレキシブル基板は、ポリイミド樹脂で形成されている請求項4記載のプリント配線基板の製造方法。
- 上記吐粒研磨工程では、ドライ式の吐粒研磨処理を施す請求項1記載のプリント配線基板の製造方法。
- 上記吐粒研磨工程では、ウェット式の吐粒研磨処理を施す請求項1記載のプリント配線基板の製造方法。
- 上記吐粒研磨工程では、吐粒研磨に用いる微粒子として炭化ケイ素を用いる請求項1記載のプリント配線基板の製造方法。
- 上記フレキシブル基板には、切断位置にミシン目が形成されており、上記吐粒研磨用マスクに上記ミシン目に対応した複数の微小開口を形成して、上記吐粒研磨を行うとき、上記微小開口に対応して上記リジッド基板に更なる切断線となるミシン目を形成する請求項1記載のプリント配線基板。
- 上記吐粒研磨用マスクには、弾性を有する感光性フォトマスクが用られ、この感光性フォトマスクは、上記外層基板となるリジッド基板上に貼り合わされ、フォトエッチングされることにより上記所定領域が開口される請求項1記載のプリント配線基板の製造方法。
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