JP2007035716A - Manufacturing method of printed circuit board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器の内部部品などに用いられるプリント基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a printed circuit board used for an internal part of an electronic device.
層間導通の一般的な方法として、スルーホールを利用したものがある。図2は、スルーホールを利用して層間導通を行う従来のプリント基板を例示する図であり、この従来のプリント基板は、ポリイミド等からなる絶縁基材10の両側に銅などからなる導電部材11を貼り合わせた複合材料に対し、ドリル加工やレーザー加工などの方法で貫通穴12を穿設し、この貫通穴12内部にメッキ等で導電部を形成することにより、絶縁基材10の両側にある導電部材11間の導通をとっている。
As a general method of interlayer conduction, there is a method using a through hole. FIG. 2 is a diagram illustrating a conventional printed circuit board that conducts interlayer conduction using a through hole. This conventional printed circuit board includes a
別な方法として、図3に示すように、エッチング等で片側の導電部材11に開口を形成し、次にエッチングやレーザー加工でその開口下の絶縁基材10部分を除去し、非貫通穴13を形成し、この非貫通穴13へメッキや導電性ペースト充填を行い、絶縁基材10の両側にある導電部材11間の導通をとっている。
As another method, as shown in FIG. 3, an opening is formed in the
しかし、図2に示すスルーホールや図3に示す非貫通穴を形成し、メッキを施す従来の層間導通方式では、メッキが穴内部だけでなく、銅からなる導電部材の表面にも形成されるため、導電部材の厚さがメッキで増加してしまう。導電部材の厚さは、銅エッチングによるパターン形成に影響を及ぼし、導電部材の銅が厚くなると狭ピッチのパターン形成が困難になる。
また、非貫通穴へ導電性ペーストを充填する場合、両側の導電材料の層間導通は、導電材料と導電性ペーストとの接触により成り立っている。導電性ペーストは導電粒子と樹脂成分とからなり、樹脂成分によって導電ペーストは穴内部へ密着しているが、高温高湿な負荷のかかる環境下では密着性が弱くなり、長期的な導通信頼性に欠ける。
However, in the conventional interlayer conduction method in which the through hole shown in FIG. 2 and the non-through hole shown in FIG. 3 are formed and plated, the plating is formed not only inside the hole but also on the surface of the conductive member made of copper. For this reason, the thickness of the conductive member is increased by plating. The thickness of the conductive member affects the pattern formation by copper etching. When the copper of the conductive member becomes thicker, it becomes difficult to form a narrow pitch pattern.
Further, when the conductive paste is filled into the non-through holes, the interlayer conduction between the conductive materials on both sides is established by the contact between the conductive material and the conductive paste. The conductive paste is composed of conductive particles and resin components, and the conductive paste adheres to the inside of the hole due to the resin component. However, the adhesiveness becomes weak under high temperature and high humidity load environment, and long-term conduction reliability Lack.
一方、特許文献1には、積層基材に少なくとも一つ以上の孔部と、積層基材の両面に導体とを備え、各々の孔部に前記積層基材の厚さより直径が大きい一つの導電性粒子が圧縮状態で埋設され、前記圧縮状態にある導電性粒子により上下の導体と電気的接続されたことを特徴とする両面プリント基板が開示されている。この特許文献1に記載されたプリント基板は、貫通穴に圧縮状態で埋設された導電性粒子により基材両面側の導電部材間を電気的に接続する構成なので、スルーホール内面にメッキを施したり、導電性ペーストを充填することがないので、前述した図2及び図3に示す従来の層間導通方式における問題を回避することができる。
しかしながら、特許文献1記載の従来技術では、絶縁基材の貫通穴内に導電性粒子をセットした状態で両側の導電部材で挟んで圧縮するとともに、絶縁基材も圧縮する構成なので、薄い絶縁基材が用いられるフレキシブルプリント配線板(以下、FPCと記す。)を作製する場合には、貫通穴に導電性粒子を乗せる際に導電性粒子が動きやすく、プレスの前やプレス中に導電性粒子が動き、貫通穴の位置からずれてしまい、プレスを行っても導電層間の導通不良を生じる可能性がある。 However, in the prior art described in Patent Document 1, since the conductive particles are set in the through-holes of the insulating base material and compressed by sandwiching between the conductive members on both sides, the insulating base material is also compressed. When a flexible printed wiring board (hereinafter referred to as FPC) is used, the conductive particles easily move when the conductive particles are placed in the through holes, and the conductive particles are formed before or during pressing. It moves and deviates from the position of the through hole, and there is a possibility that poor conduction between the conductive layers may occur even if pressing is performed.
本発明は前記事情に鑑みてなされ、FPCを作製する際に薄い絶縁基材を用いても、接続粒子が貫通穴部からずれることがなく、プレス後に導通不良を生じ難いプリント基板の製造方法の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and even when a thin insulating base material is used when manufacturing an FPC, the connection particles do not deviate from the through-hole portion, and the printed circuit board manufacturing method is less likely to cause poor conduction after pressing. For the purpose of provision.
前記目的を達成するため、本発明は、1つ以上の貫通穴が設けられた絶縁基材の少なくとも前記貫通穴の周辺又は貫通穴の内周面に液状の絶縁材料を塗布し、次いで導電材料からなる接続粒子を前記貫通穴部に配置し、次いで前記絶縁基材の両面に導電部材を重ね合わせてこれらを加熱、加圧し、前記接続粒子を押し潰し、この接続粒子によって両側の導電部材間を電気的に接続し、次いで導電部材にパターン形成を行いプリント基板を得ることを特徴とするプリント基板の製造方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention applies a liquid insulating material to at least the periphery of the through hole or the inner peripheral surface of the through hole of an insulating substrate provided with one or more through holes, and then conductive material. The connecting particles are arranged in the through-hole portion, and then the conductive members are superposed on both surfaces of the insulating base material to heat and pressurize them, and the connecting particles are crushed. Are electrically connected, and then a pattern is formed on a conductive member to obtain a printed circuit board.
本発明のプリント基板の製造方法において、接続粒子及び導電部材が銅であり、接続粒子と導電材料とが金属結合により接合されることが好ましい。 In the method for producing a printed board of the present invention, it is preferable that the connection particles and the conductive member are copper, and the connection particles and the conductive material are bonded by metal bonding.
本発明のプリント基板の製造方法において、液状の絶縁材料がポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、液晶ポリマーから選択される熱可塑性樹脂の溶液または前駆体溶液であることが好ましい。 In the method for producing a printed board of the present invention, the liquid insulating material is preferably a thermoplastic resin solution or a precursor solution selected from polyimide, polyetherimide, polyamideimide, and liquid crystal polymer.
本発明のプリント基板の製造方法において、液状の絶縁材料の粘度が10〜100ポイズの範囲であることが好ましい。 In the printed circuit board manufacturing method of the present invention, the viscosity of the liquid insulating material is preferably in the range of 10 to 100 poise.
本発明によれば、絶縁基材の貫通穴部に液状の絶縁材料を塗布し接続粒子を固定できるので、FPCを作製する際に薄い絶縁基材を用いても、接続粒子が貫通穴部からずれることがなく、プレス後に導通不良を生じ難いプリント基板を簡単に製造することができる。 According to the present invention, since the connecting particles can be fixed by applying a liquid insulating material to the through hole portion of the insulating base material, the connecting particles can be removed from the through hole portion even when a thin insulating base material is used when manufacturing the FPC. It is possible to easily manufacture a printed circuit board that is not displaced and hardly causes poor conduction after pressing.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明によるプリント基板の製造方法の一実施形態を示す図であり、本実施形態は、本発明の製造方法によってシート状の絶縁基材20の両面に銅箔などの導電部材24を貼り合わせ、回路パターンを形成して両面プリント基板を製造する場合を例示している。なお、本発明は本例示に限定されるものではなく、片面プリント基板や複数枚のプリント基板を積層してなる多層プリント基板の製造に適用することもできる。図1中、符号20は絶縁基材、21は貫通穴、22は絶縁材料、23は接続粒子、24は導電部材、25は両面プリント基板用材料である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a method for producing a printed circuit board according to the present invention. In the present embodiment, a
本実施形態の製造方法では、まず、絶縁基材20を用意し(図1(a))、この絶縁基材20の所定位置に1つ以上の貫通穴21を穿設する(図1(b))。
本発明において用いられる絶縁基材20としては、特に限定されず、各種の絶縁材料で作られた所望の厚さの絶縁基材を用いることができる。FPCを製造する場合には、ポリイミドシートなどの薄い可撓性樹脂シートを用いることが望ましい。その場合の絶縁基材20の厚さは、10〜50μmの範囲が望ましい。
In the manufacturing method of the present embodiment, first, an
The
絶縁基材20に貫通穴21を穿設する方法は、特に限定されず、レーザー加工、パンチング、ドリル加工などの従来より周知の穴開け加工法を用い、基材の材質や厚みなどに応じて適宜選択して実施することができる。穿設される貫通穴21の穴径や穴形状も特に限定されず、種々の穴径の円形穴、楕円形、多角形などの貫通穴を1つ以上穿設することができる。また、この貫通穴21は、基材の表裏で一定の穴径のストレートな貫通穴としてもよいし、いずれか一方の側の穴が広く、他方の側が窄まった形状などとしてもよい。
The method of drilling the through-
次に、図1(c)に示すように、絶縁基材20の一方の面側に、液状の絶縁材料22を塗布する。この絶縁材料22は、この後の工程で貫通穴部に接続粒子23を付着(接着又は粘着を含む)させることができればよく、その材質、厚さは特に限定されない。また、絶縁基材20の塗布範囲は、絶縁基材20の一方の面側に限定されず、少なくとも貫通穴21の周辺(接続粒子23の直径が貫通穴21の穴径より大きい場合)又は貫通穴21の内周面(接続粒子23の直径が貫通穴21の穴径より小さい場合)とすることができる。
Next, as shown in FIG. 1C, a liquid insulating
この液状の絶縁材料22としては、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、液晶ポリマーから選択される熱可塑性樹脂の溶液または前駆体溶液、或いはエポキシ樹脂やフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂の溶液または前駆体溶液などを用いることができる。この液状の絶縁材料22として、熱プレス時に接着性を発揮する熱可塑性ポリイミドなどを用いることで、絶縁基材20に導電部材24を重ね合わせて熱プレスする際に、絶縁基材20と導電部材24とを貼り合わせることができる。なお、その場合、接続粒子23を乗せる面の反対側の表層に接着性の材料を塗布する必要がある。
The liquid insulating
この液状の絶縁材料22を絶縁基材20の一方の面側に塗布する方法としては、例えば、スクリーン印刷、スピンコート、スプレーコートなどの方法を用いることができる。塗布した際に貫通穴21を絶縁材料22の液体が覆ってしまわぬよう、液状の絶縁材料22の粘度は10〜100ポイズの範囲とすることが望ましい。この絶縁材料22の粘度は、絶縁材料22に加える溶剤の量などによって調整することができる。
As a method for applying the liquid insulating
次に、図1(d)に示すように、絶縁材料22を塗布した絶縁基材20の貫通穴21の中又は上に、銅などの導電材料からなる接続粒子23をマウンター等で位置合わせをして乗せ、絶縁材料22に付着させる。接続粒子23を乗せたとき、貫通穴21の周り又は内壁面が液状の絶縁材料22によって覆われているので、貫通穴21の上又は中に配置した接続粒子23は、絶縁材料22に付着してその位置から動きにくくなり、貫通穴21の上に接続粒子23を固定することができる。接続粒子23を貫通穴21へ固定するためには、絶縁材料22の液の粘度は40ポイズ以上であることが好ましい。塗布時に粘性が低く接続粒子23を固定できない場合、塗布後に乾燥させて溶媒の一部を蒸発させることによって、液体の粘度を40ポイズ以上に上げると良い。さらに、接続粒子23を乗せた後、真空引きや熱処理等で溶媒を除去し、接続粒子23を貫通穴21部分へ固定することが望ましい。
Next, as shown in FIG. 1 (d), the connecting
この接続粒子23の材質は、銅以外にも、軟らかく、融点の低いスズ、亜鉛、アルミニウムやこれらの合金でも良い。他にもクロム、チタン、チタン−タングステン合金などでも良い。また、接続粒子23の形状は、球状、円柱状、円錐状、直方体状、多角錐状などでもよい。接続粒子23の直径は、貫通穴21の穴径及び穴容積に応じて適宜設定されるが、例えば50〜200μmの範囲が好ましい。
The connecting
次に、図1(e)に示すように、接続粒子23を乗せた絶縁基材20の両面に、銅などの導電材料からなるシート状の導電部材24を重ね合わせ、熱プレスする。この熱プレスにより、接続粒子23は潰れて貫通穴21に押し込まれて貫通穴21を満たし、図1(f)に示す構造のプリント基板用材料25が得られる。
Next, as shown in FIG.1 (e), the sheet-like electrically-
この導電部材24としては、銅箔が好ましいが、銅以外にも、軟らかく、融点の低いスズ、亜鉛、アルミニウムやこれらの合金でも良い。他にもクロム、チタン、チタン−タングステン合金などでも良い。特に、接続粒子23と導電部材24の材質を同じとすれば、接続抵抗が低くなることから好ましい。本発明において、接続粒子23と導電部材24とを銅で構成することが特に好ましい。また、導電部材24の厚さは、3〜50μmの範囲が望ましい。
The
接続粒子23を乗せた絶縁基材20の両面に導電部材24を重ね合わせ、熱プレスする際の温度条件は、180℃以上、好ましくは240℃以上とする。
この熱プレスによって、接続粒子23は潰れ、摩擦の効果により接続粒子23と導電部材24の表面の酸化被膜が破壊され、純粋な金属が出てくるため、金属結合によって接続粒子23と導電部材24とが強固に接合される。純粋な金属同士は金属結合を形成して強固に接合できるため、接続粒子23と導電部材24とは低抵抗で電気的に接続される。
The temperature condition when the
By this heat press, the
また、この熱プレスによって接続粒子23が導電部材24と結合するのと同時に、絶縁基材20の絶縁材料22と導電部材24とが貼り合わせられる。絶縁基材20と導電部材24との十分な密着強度を得るため、絶縁材料22は、絶縁基材20の表層側と導電部材24の表面に対し十分な接着性を有することが望ましい。
Further, at the same time when the connecting
熱プレスによって、図1(f)に示すように、貫通穴21内部は、潰れた接続粒子23で満たされ、基材両側の導電部材24が、潰れた接続粒子23によって電気的に接続されたプリント基板用材料25が作製できる。
As shown in FIG. 1 (f), the inside of the through
次に、基材両側の導電部材24をエッチング等でパターン形成することによって、両面プリント基板(図示せず)が形成される。
Next, by patterning the
本実施形態によれば、絶縁基材20の貫通穴部に液状の絶縁材料22を塗布し接続粒子23を固定できるので、FPCを作製する際に薄い絶縁基材20を用いても、接続粒子23が貫通穴21からずれることがなく、プレス後に導通不良を生じ難いプリント基板を簡単に製造することができる。
According to this embodiment, since the liquid insulating
前記実施形態では、絶縁基材20の両面側に銅箔などの導電部材を貼り合わせ、回路パターンを形成して両面プリント基板を作製する方法を例示しているが、これに別の基板を積層して多層プリント基板を製造することもできる。この場合には、貫通穴部分へ接続粒子を乗せた別の絶縁材料シートを用意し、パターン形成した両面プリント基板へ位置合わせをし、外側を導電部材で挟んでプレスを行う。プレス後、両側の導電部材のパターン形成を行うことによって、導電部材が4層構造の多層プリント基板を作製することができる。
In the above embodiment, a method for producing a double-sided printed board by bonding a conductive member such as a copper foil to both sides of the insulating
図1に示す製造工程に従い、両面プリント基板を作製した。
絶縁基材20として、25μm厚の熱可塑性ポリイミド基材(縦250mm、横300mm)を用い、接続粒子23として純銅(Cu)からなる直径50μmの接続粒子を用いた。また導電材料24として、厚さ18μmの銅箔(縦250mm、横300mm)を用いた。さらに、液状の絶縁材料22として、粘度50ポイズの液状の熱可塑性ポリイミドを用いた。
A double-sided printed circuit board was produced according to the manufacturing process shown in FIG.
A 25 μm-thick thermoplastic polyimide substrate (250 mm long and 300 mm wide) was used as the insulating
まず、絶縁基材20に直径50μmの貫通穴21を2000個、レーザー加工によってテーパーがついた形状に穿設した。
次に、貫通穴21を穿設した絶縁基材20の片側に、液状の絶縁材料22として、粘度50ポイズの熱可塑性ポリイミドをスピンコートによって塗布した。この塗布厚は20μmであり、乾燥後の絶縁材料の厚さは2μmであった。
次に、貫通穴21上に直径50μmの接続粒子23をマウンター(YAMAHA発動機社製、商品名i−cube2)により固定した。
次に、温度条件240℃で熱プレスし、絶縁基材20の両面に導電部材24を貼り合わせた。この熱プレスによって接続粒子23が潰れて貫通穴を埋め、両側の導電部材がこの潰れた接続粒子23により電気的に接続された。熱プレス後、基板の総厚は63μmとなった。その後、両側の導電部材にエッチングを施し、回路パターンを形成して両面プリント基板を作製した。
First, 2000 through-
Next, a thermoplastic polyimide having a viscosity of 50 poise was applied as a liquid insulating
Next, connecting
Next, hot pressing was performed at a temperature condition of 240 ° C., and the
得られた両面プリント基板は、潰れた接続粒子23と両側の導電部材24とが金属結合で接合され、両側の回路パターンが潰れた接続粒子23により電気的接続されていた。
In the obtained double-sided printed circuit board, the crushed
20…絶縁基材、21…貫通穴、22…絶縁材料、23…接続粒子、24…導電部材、25…両面プリント基板用材料。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
The method for producing a printed circuit board according to any one of claims 1 to 3, wherein the viscosity of the liquid insulating material is in the range of 10 to 100 poise.
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JP2005213001A JP2007035716A (en) | 2005-07-22 | 2005-07-22 | Manufacturing method of printed circuit board |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008129831A1 (en) | 2007-03-30 | 2008-10-30 | Panasonic Corporation | Wiring board |
KR100953116B1 (en) | 2008-05-30 | 2010-04-19 | 엘지전자 주식회사 | Flexible printed circuit |
JP2022033422A (en) * | 2020-08-17 | 2022-03-02 | イビデン株式会社 | Manufacturing method of coil substrate and manufacturing method of the coil substrate for motor |
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2005
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