JP2004172533A - プリント基板の製造方法およびその製造方法によって形成されるプリント基板 - Google Patents

プリント基板の製造方法およびその製造方法によって形成されるプリント基板 Download PDF

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Abstract

【課題】シンプルな製造工程で実装密度の低下を抑制しつつ電気素子実装後のプリント基板を薄型化することが可能なプリント基板の製造方法およびプリント基板を提供すること。
【解決手段】電気素子41、41aを実装する位置に対応して貫通孔35を形成した片面導体パターンフィルム31を片面導体パターンフィルム21とともに積層し((e)参照)、この積層体の両面から加熱プレスして各片面導体パターンフィルム21、31相互を接着する。これにより同一の熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム23が接着してなる絶縁基材39に凹部36が形成されたプリント基板100が得られる((f)参照)。そして、凹部36内に電気素子41、41aを挿設し実装する。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁基材から露出するように電気素子が実装されるプリント基板の製造方法およびその製造方法によって形成されるプリント基板に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化等(特に薄型化)の要求に対応して、表面実装素子実装後のプリント基板薄型化の要求が高まっている。表面実装素子実装後のプリント基板を薄型化するために、例えば図4に示すように、プリント基板500を形成した後、表面実装する高背な電気素子541の実装位置にプレス加工等により貫通孔536を形成し、この貫通孔536内に電気素子541を挿設して実装するプリント基板の製造方法が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、貫通孔536形成部位のうち電気素子541が挿設されない部位(図4中の電気素子背面側の空間536a)に導体パターン等が配設できないため、実装密度が低下するという問題がある。
【0004】
また、実装密度の低下を抑制するため、プリント基板500形成後に座ぐり加工等により実装位置に凹部を形成し、この凹部内に電気素子541を挿設して実装する方法も考えられるが、製造工程が非常に複雑になるという問題がある。
【0005】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、製造工程がシンプルであり、実装密度の低下を抑制しつつ、電気素子実装後のプリント基板を薄型化することが可能なプリント基板の製造方法およびその製造方法によって形成されるプリント基板を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明のプリント基板の製造方法では、
絶縁基材(39)となる樹脂フィルム(23)を積層する積層工程と、
絶縁基材(39)から露出するように電気素子(41)を実装する実装工程とを備え、
電気素子(41)を表面実装するプリント基板の製造方法において、
電気素子(41)を実装する位置に対応して、樹脂フィルム(23)に貫通孔(35)を形成する孔形成工程を有し、
実装工程では、電気素子(41)を貫通孔(35)により形成された絶縁基材(39)の有底状の凹部(36)内に挿設することを特徴としている。
【0007】
これによると、電気素子(41)は絶縁基材(39)の有底状の凹部(36)内に挿設されるので、電気素子(41)実装後のプリント基板(101)を薄型化することが可能である。また、凹部(36)の底面側部位を用い実装密度の低下を抑制することができる。さらに、凹部(36)は貫通孔(35)により形成されるので、製造工程もシンプルなものとすることが可能である。
【0008】
また、請求項2に記載の発明のプリント基板の製造方法では、孔形成工程において、凹部(36)内に挿設される電気素子(41)の厚さに応じて、複数の樹脂フィルム(23)の同じ位置に貫通孔(35)を形成することを特徴としている。
【0009】
これによると、1枚の樹脂フィルム(23)の厚さより厚い電気素子(41)であっても、絶縁基材(39)の凹部(36)内に挿設することが可能である。
【0010】
また、請求項3に記載の発明のプリント基板の製造方法では、
積層工程の前に、孔形成工程が行なわれ、
積層工程の後に、積層した樹脂フィルム(23)の積層体を両面から加圧しつつ加熱することにより、各樹脂フィルム(23)相互の接着を行なう接着工程を有し、
接着工程において、貫通孔(35)により凹部(36)が形成されることを特徴としている。
【0011】
これによると、積層前の樹脂フィルム(23)に貫通孔(35)を形成するので、貫通孔(35)形成が容易である。また、積層後の各樹脂フィルム(23)相互を接着することにより容易に凹部(36)を形成することができる。
【0012】
また、請求項4に記載の発明のプリント基板の製造方法では、
積層工程の前に、孔形成工程が行なわれ、
積層工程では、同じ位置に貫通孔(35)が形成された複数の樹脂フィルム(23)のみを積層し、
積層工程の後に、積層した樹脂フィルム(23)の積層体を両面から加圧しつつ加熱することにより、各樹脂フィルム(23)相互の接着を行なう接着工程と、
接着工程の後に、接着した樹脂フィルム(23)の接着体(131)と絶縁基材(39)となる他の樹脂フィルム(23)とを積層する再積層工程と、
再積層工程の後に、積層した樹脂フィルム接着体(131)と他の樹脂フィルム(23)との積層体を両面から加圧しつつ加熱することにより、樹脂フィルム接着体(131)と他の樹脂フィルム(23)との接着を行なう再接着工程とを有し、
再接着工程において、貫通孔(35)により凹部(36)が形成されることを特徴としている。
【0013】
これによると、積層前の樹脂フィルム(23)に貫通孔(35)を形成するので、貫通孔(35)形成が容易である。また、接着工程では同じ位置に貫通孔(35)が形成された各樹脂フィルム(23)相互の接着を行なうので、均一に加圧し易く接着が容易である。さらに、再接着工程において、積層後の樹脂フィルム接着体(131)を接着することにより容易に凹部(36)を形成することができる。
【0014】
また、請求項5に記載の発明のプリント基板の製造方法では、
積層工程では、同じ位置に貫通孔(135)が形成される複数の樹脂フィルム(23)のみを積層し、
積層工程の後に、積層した樹脂フィルム(23)の積層体を両面から加圧しつつ加熱することにより、各樹脂フィルム(23)相互の接着を行なう接着工程と、
接着工程の後に、接着した樹脂フィルム(23)の接着体(121)と絶縁基材(39)となる他の樹脂フィルム(23)とを積層する再積層工程と、
再積層工程の後に、積層した樹脂フィルム接着体(121)と他の樹脂フィルム(23)との積層体を両面から加圧しつつ加熱することにより、樹脂フィルム接着体(121)と他の樹脂フィルム(23)との接着を行なう再接着工程とを有し、
接着工程の後、再積層工程の前に、孔形成工程が行なわれ、
再接着工程において、貫通孔(135)により前記凹部(36)が形成されることを特徴としている。
【0015】
これによると、接着工程では同じ位置に貫通孔(135)が形成される前の各樹脂フィルム(23)相互の接着を行なうので、均一に加圧し易く接着が容易である。また、積層前の樹脂フィルム接着体(121)に貫通孔(135)を形成するので、樹脂フィルム接着体(121)を構成する複数の樹脂フィルム(23)に貫通孔(135)を同時に形成することができる。さらに、再接着工程において、積層後の樹脂フィルム接着体(121)を接着することにより容易に凹部(36)を形成することができる。
【0016】
また、請求項6に記載の発明のプリント基板の製造方法では、積層される樹脂フィルム(23)は、熱可塑性樹脂からなることを特徴としている。
【0017】
これによると、加圧しつつ加熱することで各樹脂フィルム(23)相互を接着し易い。
【0018】
また、請求項7に記載の発明のプリント基板の製造方法では、積層される樹脂フィルム(23)は、同一の材料からなることを特徴としている。
【0019】
これによると、各樹脂フィルム(23)相互を一層接着し易い。従って、各樹脂フィルム(23)間を確実に接着した絶縁基材(39)を備えるプリント基板を得ることができる。
【0020】
また、請求項8に記載の発明のプリント基板の製造方法では、樹脂フィルム(23)は、加圧しつつ加熱するときの加熱温度において、弾性率が1〜1000MPaであることを特徴としている。
【0021】
これによると、接着時に、樹脂フィルム(23)の弾性率を1〜1000MPaと充分に低下させた状態で加圧することにより各樹脂フィルム(23)相互を確実に接着することができる。
【0022】
また、請求項7に記載のプリント基板の製造方法によって、請求項9に記載の発明のように、
同一の熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム(23)を積層後加圧しつつ加熱して相互に接着してなる絶縁基材(39)と、
樹脂フィルム(23)に貫通孔(35)を設けることによって絶縁基材(39)に形成された有底状の凹部(36)に実装された電気素子(41)とを備えることを特徴とするプリント基板(100)が形成できる。
【0023】
これは、各樹脂フィルム(23)相互が確実に接着して形成された絶縁基材(39)の有底状の凹部(36)に電気素子(41)が実装された、実装密度の低下が抑制され薄型化されたプリント基板(100)である。
【0024】
また、請求項10に記載の発明のプリント基板では、
樹脂フィルム(23)は、加圧しつつ加熱されるときの加熱温度において、弾性率が1〜1000MPaであることを特徴としている。
【0025】
これによると、加圧しつつ加熱するときに、樹脂フィルム(23)の弾性率を1〜1000MPaと充分に低下させた状態で加圧することにより各樹脂フィルム(23)相互を確実に接着した絶縁基材(39)となる。
【0026】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【0028】
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態におけるプリント基板の製造工程を示す工程別断面図である。
【0029】
図1(a)において、21は絶縁基材である樹脂フィルム23の片面に貼着された導体箔(本例では厚さ18μmの銅箔)をエッチングによりパターン形成した導体パターン22を有する片面導体パターンフィルムである。本例では、樹脂フィルム23としてポリエーテルエーテルケトン樹脂65〜35重量%とポリエーテルイミド樹脂35〜65重量%とからなる厚さ75μmの熱可塑性樹脂フィルムを用いている。
【0030】
図1(a)に示すように、導体パターン22の形成が完了すると、次に、図1(b)に示すように、樹脂フィルム23側から炭酸ガスレーザを照射して、導体パターン22を底面とする有底ビアホールであるビアホール24を形成する。ビアホールの形成は、炭酸ガスレーザの出力と照射時間等を調整することで、導体パターン22に穴を開けないようにしている。
【0031】
ビアホール24の形成には、炭酸ガスレーザ以外にエキシマレーザ等が使用可能である。レーザ以外のドリル加工等のビアホール形成方法も可能であるが、レーザビームで穴あけ加工すると、微細な径で穴あけでき、導体パターン22にダメージを与えることが少ないため好ましい。
【0032】
図1(b)に示すように、ビアホール24の形成が完了すると、次に、図1(c)に示すように、ビアホール24内に電気的な接続材料である導電ペースト50を充填する。導電ペースト50は、平均粒径5μm、比表面積0.5m/gの錫粒子300gと、平均粒径1μm、比表面積1.2m/gの銀粒子300gとに、有機溶剤であるテルピネオール60gにエチルセルロース樹脂6gを溶解したものを加え、これをミキサーによって混練しペースト化したものである。
【0033】
ここで、エチルセルロース樹脂は、導電ペースト50に保形性を付与するために添加されており、保形性付与剤としてはアクリル樹脂等を採用することもできる。
【0034】
導電ペースト50は、メタルマスクを用いたスクリーン印刷機により、片面導体パターンフィルム21のビアホール24内に印刷充填された後、140〜160℃で約30分間テルピネオールを乾燥させる。ビアホール24内への導電ペースト50の充填は、本例ではスクリーン印刷機を用いたが、確実に充填ができるのであれば、ディスペンサ等を用いる他の方法も可能である。
【0035】
ここで、ペースト化のために添加する有機溶剤として、テルピネオール以外を用いることも可能であるが、沸点が150〜300℃の有機溶剤を用いることが好ましい。沸点が150℃未満の有機溶剤では、導電ペースト50の粘度の経時変化が大きくなるという不具合を発生し易い。一方、沸点が300℃を超える有機溶剤では、乾燥に要する時間が長くなり好ましくない。
【0036】
また、本例では、導電ペースト50を構成する金属粒子として、平均粒径5μm、比表面積0.5m/gの錫粒子と、平均粒径1μm、比表面積1.2m/gの銀粒子とを用いたが、これらの金属粒子は、平均粒径が0.5〜20μmであるとともに、比表面積が0.1〜1.5m/gであることが好ましい。
【0037】
金属粒子の平均粒径が0.5μm未満であったり、比表面積が1.5m/gを超える場合には、ビアホール充填に適した粘度にペースト化するために多量の有機溶剤を必要とする。多量の有機溶剤を含んだ導電ペーストは乾燥に時間を要し、乾燥が不充分であると、層間接続時の加熱により多量のガスを発生するため、ビアホール24内にボイドが発生し易く、層間接続信頼性を低下させる。
【0038】
一方、金属粒子の平均粒径が20μmを超えたり、比表面積が0.1m/g未満の場合には、ビアホール24内に充填し難くなるとともに、金属粒子が偏在し易くなり、加熱しても均一な合金からなる後述する導電性組成物51を形成し難く、層間接続信頼性を確保し難いという問題があり好ましくない。
【0039】
また、ビアホール24内へ導電ペースト50を充填する前に、導体パターン22のビアホール24に面する部位を薄くエッチング処理したり還元処理してもよい。これによると、後述するビア接続が一層良好に行なわれる。
【0040】
一方、図1(d)において、31は、片面導体パターンフィルム21と同様に、図1(a)〜(c)に示した工程により、絶縁基材である樹脂フィルム23に導体パターン22の形成、ビアホール24の形成および導電ペースト50の充填を行なった片面導体パターンフィルムである。
【0041】
なお、片面導体パターンフィルム31には、図1(b)に示すビアホール24の形成時に、後述する表面実装される電気素子41、ドームスイッチ41aの配置位置に対応した位置に、レーザ加工により電気素子41等の外形より若干大きい寸法の貫通孔35を形成している。
【0042】
貫通孔35の形成は、ビアホール24形成時にレーザ加工により行なったが、ビアホール24の形成時とは別に、パンチ加工やルータ加工等により形成することも可能である。
【0043】
ここで、片面導体パターンフィルム31の樹脂フィルム23として、本例では、片面導体パターンフィルム21の樹脂フィルム23と同様に、ポリエーテルエーテルケトン樹脂65〜35重量%とポリエーテルイミド樹脂35〜65重量%とからなる厚さ75μmの熱可塑性樹脂フィルムを用いている。
【0044】
片面導体パターンフィルム31への貫通孔35の形成、片面導体パターンフィルム21、31のビアホール24内への導電ペースト50の充填および乾燥が完了すると、図1(e)に示すように、片面導体パターンフィルム21、31を複数枚(本例では6枚)積層する。
【0045】
このとき、上方側5枚の片面導体パターンフィルム21、31は導体パターン22が設けられた側を上側として、下方側1枚の片面導体パターンフィルム31は導体パターン22が設けられた側を下側として積層する。すなわち、下側の2枚の片面導体パターンフィルム31を導体パターン22が形成されていない面同士を向かい合わせて積層し、残りの4枚の片面導体パターンフィルム21、31は、導体パターン22が形成された面と導体パターン22が形成されていない面とが向かい合うように積層する。
【0046】
ここで、貫通孔35により形成される空間の厚さ(貫通孔35の樹脂フィルム23の厚さ方向の寸法の総和)が後述する電気素子41およびドームスイッチ41aの厚さと略同等となるように、同じ位置に貫通孔35を設けた片面導体パターンフィルム31を複数枚(本例では電気素子41が実装される下方側では3枚、ドームスイッチ41aが実装される上方側では2枚)隣接して積層している。
【0047】
図1(e)に示すように片面導体パターンフィルム21、31を積層したら、これらの上下両面から真空加熱プレス機により、図示しない緩衝材を介して加熱しながら加圧する。本例では、250〜350℃の温度に加熱し1〜10MPaの圧力で10〜20分間加圧した。
【0048】
これにより、図1(f)に示すように、各片面導体フィルムパターン21、31相互が接着される。樹脂フィルム23は全て同じ熱可塑性樹脂材料によって形成されており、真空加熱プレス機により加圧しつつ加熱されているときの弾性率は約5〜40MPaに低下しているので、容易に熱融着して一体化した絶縁基材39となる。
【0049】
このとき、絶縁基材39には、片面導体パターンフィルム31に形成されていた貫通孔35により有底状の凹部36が形成される。
【0050】
さらに、ビアホール24内の導電ペースト50が焼結して一体化した導電性組成物51により隣接する導体パターン22の層間接続が行なわれ、多層のプリント基板100が得られる。ここで、導電性組成物51は電気的な接続材料であり、ビアホール24と導電性組成物51とで、本実施形態のビアを構成している。
【0051】
なお、加熱プレス時の樹脂フィルム23の弾性率は1〜1000MPaであることが好ましい。弾性率が1000MPaより大きいと樹脂フィルム23間が熱融着し難いとともに、樹脂フィルム23を変形させ難い。また、弾性率が1MPaより小さいと加圧により樹脂フィルムが流れ易くプリント基板100を形成し難い。
【0052】
ここで、導体パターン22の層間接続のメカニズムを簡単に説明する。ビアホール24内に充填され乾燥された導電ペースト50は、錫粒子と銀粒子とが混合された状態にある。そして、このペースト50が250〜350℃に加熱されると、錫粒子の融点は232℃であり、銀粒子の融点は961℃であるため、錫粒子は融解し、銀粒子の外周を覆うように付着する。
【0053】
この状態で加熱が継続すると、融解した錫は、銀粒子の表面から拡散を始め、錫と銀との合金(融点480℃)を形成する。このとき、導電ペースト50には1〜10MPaの圧力が加えられているため、錫と銀との合金形成に伴い、ビアホール24内には、焼結により一体化した合金からなる導電性組成物51が形成される。
【0054】
ビアホール24内で導電性組成物51が形成されているときには、この導電性組成物51は加圧されているため、導体パターン22のビアホール24の底部を構成している面に圧接される。これにより、導電性組成物51中の錫成分と、導体パターン22を構成する銅箔の銅成分とが相互に固相拡散し、導電性組成物51と導体パターン22との界面に固相拡散層を形成して電気的に接続する。
【0055】
プリント基板100が得られたら、絶縁基材39の図中下方側の凹部36内に、IC等の電気素子41を挿設し、電気素子41の電極部411を導体パターン22のランド部に半田付けして実装する。なお、このとき、半田付けにより導体パターン22と電気的接続を行なう図示しない他の電気素子も半田付け実装される。その後、絶縁基材39の図中上方側の凹部36内に、スイッチ機能を有する電気素子であるドームスイッチ41aを挿設実装する。このようにして、図1(g)に示すような電気素子41、ドームスイッチ41a等の表面実装素子が絶縁基材39から露出するように実装されたプリント基板101が得られる。
【0056】
なお、上述の製造工程において、図1(d)に示す貫通孔35を形成する工程が本実施形態における孔形成工程であり、図1(e)に示す工程が本実施形態における積層工程である。また、図1(e)に示す積層体を加熱プレスして図1(f)に示すプリント基板100を形成する工程が本実施形態における接着工程であり、プリント基板100に電気素子41等を実装して図1(g)に示すプリント基板101を形成する工程が本実施形態における実装工程である。
【0057】
上述の製造方法およびその製造方法により得られる構成によれば、電気素子41およびドームスイッチ41aは絶縁基材39の有底状の凹部36内に挿設されるので、素子実装後のプリント基板101を薄型化することができる。特に、ドームスイッチ41aのように素子背面側に電極部を有する電気素子は、従来基板の貫通孔内には搭載し難くプリント基板薄型化の障害となっていた。上述の構成によれば、素子背面側に電極部を有する電気素子を実装する場合であっても、プリント基板を薄型化することができる。
【0058】
また、凹部36の底面側部位(電気素子41等の背面側部位)に導体パターン22等を形成し、従来のように絶縁基材に貫通孔を形成した場合より実装密度の低下を抑制することができる。
【0059】
さらに、凹部36は片面導体パターンフィルム31に形成した貫通孔35により形成されるので、製造工程は複雑とならない。貫通孔35は積層前の片面導体パターンフィルム31に容易に形成することができ、積層後の片面導体パターンフィルム21、31相互を接着することにより容易に凹部36を形成することができる。
【0060】
また、片面導体パターンフィルム21、31の積層一体化、および導体パターン22層間の層間接続を、加圧しつつ加熱することにより、同時に行なうことができる。したがって、プリント基板100の加工工数が低減でき、製造コストを低減することが可能である。
【0061】
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について図に基づいて説明する。
【0062】
本第2の実施形態は、第1の実施形態に対し、片面導体パターンフィルム21、31を接着する工程が異なる。なお、第1の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【0063】
図1(a)〜(d)に示す第1の実施形態と同様に、導体パターン22形成、ビアホール24形成、導電ペースト50充填および貫通孔35形成が完了すると、図2(a)に示すように、同じ位置に貫通孔35が形成された複数枚(本例では3枚)の片面導体パターンフィルム31を積層する。そして、この積層体の上下両面から真空加熱プレス機により、図示しない緩衝材を介して加熱しながら加圧する。これにより、図2(b)に示すように、貫通孔135を有する片面導体パターンフィルム31の接着体131が形成される。
【0064】
図2(b)に示す接着体131を形成したら、図2(c)に示すように、接着体131と片面導体パターンフィルム21とを積層する。ここで、図2(c)に示す上方側の接着体131は、図2(c)に示す下方側の接着体131と貫通孔135の形成位置が異なるものであり、図示は省略しているが、図2(a)、(b)に示す工程と同様の工程により形成している。なお、図2(c)に示す片面導体パターンフィルム21の樹脂フィルム23が、本実施形態における他の樹脂フィルムである。
【0065】
図2(c)に示すように接着体131と片面導体パターンフィルム21とを積層したら、これらの上下両面から真空加熱プレス機により加熱しながら加圧する。これにより、図2(d)に示すように、各片面導体フィルムパターン21および接着体131相互が接着され、プリント基板100が得られる。これは、図1(f)に示したプリント基板100と同様の構成である。
【0066】
加熱プレスにより接着体131を形成すると、接着体131のビアホール24内に導電性組成物51が形成されるが、再加熱プレス時には、導電性組成物51中の錫成分と、導体パターン22を構成する銅箔の銅成分とが相互に固相拡散し、導電性組成物51と導体パターン22との界面に固相拡散層を形成して電気的に接続する。したがって、第1の実施形態と同様なプリント基板100が得られる。
【0067】
プリント基板100が得られたら、図1(g)に示す第1の実施形態と同様に、電気素子41およびドームスイッチ41aを実装してプリント基板101を得る。
【0068】
なお、上述の製造工程において、図1(d)に示す貫通孔35を形成する工程が本実施形態における孔形成工程である。図2(a)に示す工程が本実施形態における積層工程であり、図2(a)に示す積層体を加熱プレスして図2(b)に示す接着体131を形成する工程が本実施形態における接着工程である。また、図2(c)に示す工程が本実施形態における再積層工程であり、図2(c)に示す積層体を加熱プレスして図2(d)に示すプリント基板100を形成する工程が本実施形態における再接着工程である。そして、プリント基板100に電気素子41等を実装して図1(g)に示すプリント基板101を形成する工程が本実施形態における実装工程である。
【0069】
上述の工程において本実施形態が第1の実施形態と異なる点は、図1(e)に示す片面導体パターンフィルム21、31のうち、同じ位置に貫通孔35が形成された複数の片面導体パターンフィルム31、すなわち上方側の2枚の片面導体パターンフィルム31および下方側の3枚の片面導体パターンフィルム31を、それぞれ先に積層接着して接着体131を形成する点である。
【0070】
上述の製造方法およびその製造方法により得られる構成によれば、第1の実施形態と同様に、電気素子41およびドームスイッチ41aは絶縁基材39の有底状の凹部36内に挿設されるので、素子実装後のプリント基板101を薄型化することができる。
【0071】
また、凹部36の底面側部位(電気素子41等の背面側部位)に導体パターン22等を形成し、従来のように絶縁基材に貫通孔を形成した場合より実装密度の低下を抑制することができる。さらに、凹部36は片面導体パターンフィルム31に形成した貫通孔35により形成されるので、製造工程は複雑とならない。
【0072】
貫通孔35は積層前の片面導体パターンフィルム31に容易に形成することができる。加熱プレス回数は増加するものの、接着工程では同じ位置に貫通孔35が形成された各片面導体パターンフィルム31相互の接着を行なうので、均一に加圧し易く接着が容易である。さらに、再接着工程において、貫通孔135が形成された接着体131と片面導体パターンフィルム21とを接着することにより容易に凹部36を形成することができる。
【0073】
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態について図に基づいて説明する。
【0074】
本第3の実施形態は、第2の実施形態に対し、貫通孔を形成する工程が異なる。なお、第1、第2の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【0075】
図1(a)〜(c)に示す第1の実施形態と同様に、導体パターン22形成、ビアホール24形成および導電ペースト50充填が完了すると、図3(a)に示すように、後工程において同じ位置に貫通孔が形成される複数枚(本例では3枚)の片面導体パターンフィルム21を積層する。そして、この積層体の上下両面から真空加熱プレス機により加熱しながら加圧する。これにより、図3(b)に示すように、片面導体パターンフィルム21の接着体121が形成される。
【0076】
図3(b)に示す接着体121を形成したら、図3(c)に示すように、後工程において表面実装される電気素子41、ドームスイッチ41aの配置位置に対応した位置に、レーザ加工もしくはパンチ加工等により電気素子41等の外形より若干大きい寸法の貫通孔135を形成する。貫通孔135を形成した接着体121は、実質的に、第2の実施形態の貫通孔135が形成された接着体131と同一である。
【0077】
貫通孔135を形成したら、図3(d)に示すように、接着体121と片面導体パターンフィルム21とを積層する。ここで、図3(d)に示す上方側の接着体121は、図3(d)に示す下方側の接着体121と貫通孔135の形成位置が異なるものであり、図示は省略しているが、図3(a)〜(c)に示す工程と同様の工程により形成している。なお、図3(d)に示す片面導体パターンフィルム21の樹脂フィルム23が、本実施形態における他の樹脂フィルムである。
【0078】
図3(d)に示すように接着体121と片面導体パターンフィルム21とを積層したら、これらの上下両面から真空加熱プレス機により加熱しながら加圧する。これにより、図3(e)に示すように、各片面導体フィルムパターン21および接着体121相互が接着され、プリント基板100が得られる。これは、図1(f)および図2(d)に示したプリント基板100と同様の構成である。
【0079】
加熱プレスにより接着体121を形成すると、接着体121のビアホール24内に導電性組成物51が形成されるが、再加熱プレス時には、導電性組成物51中の錫成分と、導体パターン22を構成する銅箔の銅成分とが相互に固相拡散し、導電性組成物51と導体パターン22との界面に固相拡散層を形成して電気的に接続する。したがって、第1、第2の実施形態と同様なプリント基板100が得られる。
【0080】
プリント基板100が得られたら、図1(g)に示す第1の実施形態と同様に、電気素子41およびドームスイッチ41aを実装してプリント基板101を得る。
【0081】
なお、上述の製造工程において、図3(a)に示す工程が本実施形態における積層工程であり、図3(a)に示す積層体を加熱プレスして図3(b)に示す接着体121を形成する工程が本実施形態における接着工程である。また、図3(c)に示す貫通孔135を形成する工程が本実施形態における孔形成工程である。図3(d)に示す工程が本実施形態における再積層工程であり、図3(d)に示す積層体を加熱プレスして図3(e)に示すプリント基板100を形成する工程が本実施形態における再接着工程である。そして、プリント基板100に電気素子41等を実装して図1(g)に示すプリント基板101を形成する工程が本実施形態における実装工程である。
【0082】
上述の工程において本実施形態が第2の実施形態と異なる点は、貫通孔135を接着体を形成した後に開口する点である。換言すれば、本第3の実施形態では、同じ位置に貫通孔が形成される片面導体パターンフィルム21に同時に貫通孔を形成している。
【0083】
上述の製造方法およびその製造方法により得られる構成によれば、第1の実施形態と同様に、電気素子41およびドームスイッチ41aは絶縁基材39の有底状の凹部36内に挿設されるので、素子実装後のプリント基板101を薄型化することができる。
【0084】
また、凹部36の底面側部位(電気素子41等の背面側部位)に導体パターン22等を形成し、従来のように絶縁基材に貫通孔を形成した場合より実装密度の低下を抑制することができる。さらに、凹部36は片面導体パターンフィルム21の接着体121に形成した貫通孔135により形成されるので、製造工程は複雑とならない。
【0085】
貫通孔135は積層前の接着体121に容易に形成することができ、第2の実施形態に比較して、貫通孔の開口加工回数を低減できる。第1の実施形態に比較して加熱プレス回数は増加するものの、接着工程では貫通孔135が形成される前の各片面導体パターンフィルム21相互の接着を行なうので、均一に加圧し易く接着が容易である。さらに、再接着工程において、貫通孔135が形成された接着体121と片面導体パターンフィルム21とを接着することにより容易に凹部36を形成することができる。
【0086】
(他の実施形態)
上記各実施形態では、積層工程において、図1(e)、図2(a)、図3(a)に示すように片面導体パターンフィルム21、31のいずれかもしくは両者を積層したが、この積層パターンに限定されるものではない。両面導体パターンフィルム、片面導体パターンフィルムおよび導体パターンを形成していない樹脂フィルムを適宜組み合わせ積層するものであってもよい。ただし、上記各実施形態のように片面導体パターンフィルムのみの積層によれば、製造工程を確実にシンプルにすることが可能である。
【0087】
また、上記第1の実施形態では積層工程において、上記第2、第3の実施形態では再積層工程において、貫通孔が形成されていない片面導体パターンフィルム21を積層するものであったが、片面導体パターンフィルム21を積層しないものであってもかまわない。すなわち、第1の実施形態の積層工程では貫通孔が形成された片面導体パターンフィルム31のみを積層するものであってもよいし、第2、第3の実施形態の再積層工程では、接着体131、121のみ、あるいは接着体131、121と片面導体パターンフィルム31のみを積層するものであってもよい。なお、第2、第3の実施形態の再積層工程において、接着体131、121のみを積層する場合には、接着体を構成する樹脂フィルムが他の樹脂フィルムである。
【0088】
また、上記各実施形態では、電気素子41は凹部36内に挿設され、電極部411を凹部36外の導体パターン22のランド部に半田付けして実装していたが、凹部36内の導体パターン22のランド部に半田付けして実装するものであってもよい。
【0089】
また、上記各実施形態において、樹脂フィルム23としてポリエーテルエーテルケトン樹脂65〜35重量%とポリエーテルイミド樹脂35〜65重量%とからなる樹脂フィルムを用いたが、これに限らず、ポリエーテルエーテルケトン樹脂とポリエーテルイミド樹脂に非導電性フィラを充填したフィルムであってもよいし、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)もしくはポリエーテルイミド(PEI)を単独で使用することも可能である。
【0090】
さらに、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、熱可塑性ポリイミド、または所謂液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂を用いてもよい。加熱プレス時の加熱温度において弾性率が1〜1000MPaであり、後工程である半田付け工程等で必要な耐熱性を有する樹脂フィルムであれば好適に用いることができる。
【0091】
また、上記各実施形態において、プリント基板100は6層基板であったが、層数が限定されるものではないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における第1の実施形態のプリント基板の概略の製造工程を示す工程別断面図である。
【図2】本発明における第2の実施形態のプリント基板の概略の製造工程の一部を示す工程別断面図である。
【図3】本発明における第3の実施形態のプリント基板の概略の製造工程の一部を示す工程別断面図である。
【図4】従来のプリント基板の概略構造を示す断面図である。
【符号の説明】
21、31 片面導体パターンフィルム
22 導体パターン
23 樹脂フィルム
24 ビアホール
35 貫通孔
36 凹部
39 絶縁基材
41 電気素子
41a ドームスイッチ(電気素子)
50 導電ペースト
100 プリント基板
101 プリント基板(電気素子実装後のプリント基板)
121、131 接着体(片面導体パターンフィルムの接着体、樹脂フィルム接着体)
135 貫通孔

Claims (10)

  1. 絶縁基材(39)となる樹脂フィルム(23)を積層する積層工程と、
    前記絶縁基材(39)から露出するように電気素子(41)を実装する実装工程とを備え、
    前記電気素子(41)を表面実装するプリント基板の製造方法において、
    前記電気素子(41)を実装する位置に対応して、前記樹脂フィルム(23)に貫通孔(35)を形成する孔形成工程を有し、
    前記実装工程では、前記電気素子(41)を前記貫通孔(35)により形成された前記絶縁基材(39)の有底状の凹部(36)内に挿設することを特徴とするプリント基板の製造方法。
  2. 前記孔形成工程において、前記凹部(36)内に挿設される前記電気素子(41)の厚さに応じて、複数の前記樹脂フィルム(23)の同じ位置に前記貫通孔(35)を形成することを特徴とする請求項1に記載のプリント基板の製造方法。
  3. 前記積層工程の前に、前記孔形成工程が行なわれ、
    前記積層工程の後に、積層した前記樹脂フィルム(23)の積層体を両面から加圧しつつ加熱することにより、各樹脂フィルム(23)相互の接着を行なう接着工程を有し、
    前記接着工程において、前記貫通孔(35)により前記凹部(36)が形成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のプリント基板の製造方法。
  4. 前記積層工程の前に、前記孔形成工程が行なわれ、
    前記積層工程では、同じ位置に前記貫通孔(35)が形成された前記複数の樹脂フィルム(23)のみを積層し、
    前記積層工程の後に、積層した前記樹脂フィルム(23)の積層体を両面から加圧しつつ加熱することにより、各樹脂フィルム(23)相互の接着を行なう接着工程と、
    前記接着工程の後に、接着した前記樹脂フィルム(23)の接着体(131)と前記絶縁基材(39)となる他の樹脂フィルム(23)とを積層する再積層工程と、
    前記再積層工程の後に、積層した前記樹脂フィルム接着体(131)と前記他の樹脂フィルム(23)との積層体を両面から加圧しつつ加熱することにより、前記樹脂フィルム接着体(131)と前記他の樹脂フィルム(23)との接着を行なう再接着工程とを有し、
    前記再接着工程において、前記貫通孔(35)により前記凹部(36)が形成されることを特徴とする請求項2に記載のプリント基板の製造方法。
  5. 前記積層工程では、同じ位置に前記貫通孔(135)が形成される前記複数の樹脂フィルム(23)のみを積層し、
    前記積層工程の後に、積層した前記樹脂フィルム(23)の積層体を両面から加圧しつつ加熱することにより、各樹脂フィルム(23)相互の接着を行なう接着工程と、
    前記接着工程の後に、接着した前記樹脂フィルム(23)の接着体(121)と前記絶縁基材(39)となる他の樹脂フィルム(23)とを積層する再積層工程と、
    前記再積層工程の後に、積層した前記樹脂フィルム接着体(121)と前記他の樹脂フィルム(23)との積層体を両面から加圧しつつ加熱することにより、前記樹脂フィルム接着体(121)と前記他の樹脂フィルム(23)との接着を行なう再接着工程とを有し、
    前記接着工程の後、前記再積層工程の前に、前記孔形成工程が行なわれ、
    前記再接着工程において、前記貫通孔(135)により前記凹部(36)が形成されることを特徴とする請求項2に記載のプリント基板の製造方法。
  6. 前記積層される樹脂フィルム(23)は、熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1つに記載のプリント基板の製造方法。
  7. 前記積層される樹脂フィルム(23)は、同一の材料からなることを特徴とする請求項6に記載のプリント基板の製造方法。
  8. 前記樹脂フィルム(23)は、前記加圧しつつ加熱するときの加熱温度において、弾性率が1〜1000MPaであることを特徴とする請求項6または請求項7に記載のプリント基板の製造方法。
  9. 同一の熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム(23)を積層後加圧しつつ加熱して相互に接着してなる絶縁基材(39)と、
    前記樹脂フィルム(23)に貫通孔(35)を設けることによって前記絶縁基材(39)に形成された有底状の凹部(36)に実装された電気素子(41)とを備えることを特徴とするプリント基板。
  10. 前記樹脂フィルム(23)は、前記加圧しつつ加熱されるときの加熱温度において、弾性率が1〜1000MPaであることを特徴とする請求項9に記載のプリント基板。
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