JP2011211030A - Wiring board and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯電話や小型パソコン等に使われる配線基板とその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a wiring board used in a mobile phone, a small personal computer, and the like and a manufacturing method thereof.
従来、携帯電話やパソコンのコネクタ部分に使用されているプリント配線基板には、ガラスクロスなどに接着剤を含浸させたリジッド基板が使用されており、この基板は折り曲げることはおろか、基板を捻ったりそらしたりするだけで、大きな応力が発生してしまうため、コネクタ着脱時においてコネクタおよびプリント配線基板に応力が発生し、破損の原因となっていた。 Conventionally, the printed wiring board used for the connector part of a mobile phone or a personal computer uses a rigid board in which a glass cloth or the like is impregnated with an adhesive. This board is not bent but twisted. Even if it is deflected, a large stress is generated. Therefore, when the connector is attached or detached, the connector and the printed wiring board are stressed, causing damage.
そこで、プリント配線基板をメイン基板部とコネクタ部とに分断し、フレキシブルケーブルを介して接続を行うことにより、コネクタ着脱時の破損を低減していた。 Therefore, the printed wiring board is divided into a main board part and a connector part, and the connection through the flexible cable is performed, so that damage at the time of attaching / detaching the connector is reduced.
図９は、従来の携帯電話や小型パソコンに使われる配線基板が、コネクタを介して、複数個接続された様子を説明する斜視図である。 FIG. 9 is a perspective view for explaining a state in which a plurality of wiring boards used in conventional mobile phones and small personal computers are connected via connectors.
図９（Ａ）（Ｂ）において、複数個のリジッド基板１には、各々コネクタ３が取り付けられ、互いにフレキシブルケーブル２を介して、接続されている。
9A and 9B,
なおリジッド基板１としては、例えば、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸してなるガラスエポキシ樹脂と、銅箔からなる配線パターンとを、複数層積層され、ガラスエポキシ樹脂基板としたものが市販されている。 In addition, as the rigid board | substrate 1, what laminated | stacked multiple layers of the glass epoxy resin formed by impregnating an epoxy resin to glass fiber and the wiring pattern which consists of copper foil, and made it the glass epoxy resin board | substrate is marketed, for example. .
図９（Ａ）における矢印４は、複数のリジッド基板１の一方が、上下方向に曲げられる様子を示す。 An arrow 4 in FIG. 9A indicates a state in which one of the plurality of rigid substrates 1 is bent in the vertical direction.
図９（Ｂ）における矢印４は、複数のリジッド基板１の一方が、回転方向に捻じ曲げられる様子を示す。 An arrow 4 in FIG. 9B indicates a state in which one of the plurality of rigid substrates 1 is twisted in the rotation direction.
なお図９（Ａ）（Ｂ）に示した矢印４は、例えば、コネクタ３に、フレキシブルケーブル２を挿入するときに、コネクタ３に「こじり」の力がかかる様子も示している。ここで「こじる」とは、硬い蓋を「こじあける」に類似する表現であって、小さいコネクタ３の更に狭い隙間（図示していない）に微細なフレキシブルケーブル２の先端を無理やり挿入するときに、フレキシブルケーブル２を左右に動かしながら、挿入する動作とする。
The arrows 4 shown in FIGS. 9A and 9B also show a state in which, for example, when the
またリジッド基板１に設けたコネクタ３に、フレキシブルケーブル２の代わりに、ＳＤカード等のメモリーカードや、充電用コネクタ（共に図示していない）等を挿入する場合がある。メモリーカードや充電用のコネクタ等は小さく取り扱いにくいため、使用者が指先で挿入する際に、こじりながら挿入する場合があり、コネクタ３を介してリジッド基板１に、こうした外力が繰り返し加えられることになる。そしてこの外力によって、リジッド基板１が撓むことによって、リジッド基板１に実装されたチップ部品（図示していない）の半田付け部分の信頼性が影響を受ける可能性がある。
In some cases, a memory card such as an SD card, a charging connector (both not shown), or the like is inserted into the
こうしたプリント配線基板の折曲性の向上のため、特許文献１が提案されている。 Patent Document 1 has been proposed to improve the bendability of such a printed wiring board.
従来の配線基板は、柔軟性にかけるため、充電用コネクタやメモリーカード等の挿入時に、実装部品に影響を与える可能性が考えられる。一方、リジッド基板１の外力に対する耐久性（あるいは耐力）を高めるため、その一部にポリイミドフィルム等を用いたフレキシブル基板を取付けてなる、通称「リジッドフレキシブル基板」を用いた場合、製品価格を大幅に高めてしまう可能性があり、リジッド基板部分とフレキシブル基板部分との接続部に新たな課題が発生する可能性がある。 Since conventional wiring boards are flexible, there is a possibility of affecting the mounted components when a charging connector or a memory card is inserted. On the other hand, in order to increase the durability (or proof stress) of the rigid substrate 1 against external force, if a so-called “rigid flexible substrate” is used, in which a flexible substrate using a polyimide film or the like is attached, the product price will be greatly increased. There is a possibility that a new problem may occur in the connection portion between the rigid substrate portion and the flexible substrate portion.
本発明は、こうした従来の課題に対して、一般的なリジッド基板の一部を、その基板表面に影響を与えることなく局所的に、あるいは選択的にフレキシブル化することで、配線パターンをファイン化した場合であっても外力に対する影響を低減することができる配線基板を提供することを目的とする。 In order to solve such a conventional problem, the present invention refines a wiring pattern by partially or selectively flexing a part of a general rigid board without affecting the surface of the board. It is an object of the present invention to provide a wiring board that can reduce the influence on external force even in such a case.
上記目的を達成するために、本発明の配線基板は、布材に熱硬化性樹脂が含浸されてなる絶縁基材と、この絶縁基材の一面以上に積層された配線と、前記絶縁基材と前記配線とからなる積層体の両面を覆う、カバーレイと、を有する配線基板であって、前記絶縁基材は、前記布材の一部以上が略平行なスリット状に除去されてなる除去部と、前記除去部に前記熱硬化性樹脂が充填されてなる充填部と、を有し、前記充填部は前記カバーレイで覆われている配線基板とする。 In order to achieve the above object, a wiring board according to the present invention comprises an insulating base material in which a cloth material is impregnated with a thermosetting resin, a wiring laminated on one or more surfaces of the insulating base material, and the insulating base material. And a cover substrate that covers both surfaces of the laminate composed of the wiring, and the insulating base material is removed by removing a part or more of the cloth material in a substantially parallel slit shape. And a filling portion formed by filling the removal portion with the thermosetting resin, and the filling portion is a wiring board covered with the coverlay.
本発明の配線基板は、ガラス織布やガラス不織布、あるいはアラミド織布やアラミド不織布等の布材の一部以上が複数の略平行なスリット状に除去されてなる除去部と、この除去部に、充填された熱硬化性樹脂からなる充填部と、を有しており、更にこの充填部を伸縮性に優れたカバーレイで覆い、フレキ部とする。また布材を除去していない部分をリジッド部とする。こうすることで、１枚の配線基板でありながらも、その一部をフレキ部とし、リジッド部に対する応力緩和部分（すなわち、リジッドフレキシブル基板におけるフレキシブル部分）とすることができ、一つの配線基板の中で外力に対する耐久性や耐力を高めた配線基板を提供できる。 The wiring board according to the present invention includes a removal part in which a part or more of a cloth material such as a glass woven fabric, a glass nonwoven fabric, or an aramid woven fabric or an aramid nonwoven fabric is removed in a plurality of substantially parallel slit shapes, And a filling portion made of a filled thermosetting resin, and this filling portion is covered with a cover lay excellent in stretchability to form a flexible portion. Moreover, let the part which has not removed the cloth material be a rigid part. In this way, although it is a single wiring board, a part of the wiring board can be a flexible part, which can be used as a stress relaxation part for the rigid part (that is, a flexible part in the rigid flexible board). In particular, it is possible to provide a wiring board with increased durability and resistance to external forces.
（実施例１）
本発明の実施例１について、図１を用いて説明する。
Example 1
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図１（Ａ）は実施例１における配線基板の斜視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の矢印１０５における断面図である。
FIG. 1A is a perspective view of a wiring board in Example 1, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along an
図１（Ａ）（Ｂ）において、１０１は配線基板、１０２はリジッド部、１０３はフレキ部である。 In FIGS. 1A and 1B, 101 is a wiring board, 102 is a rigid portion, and 103 is a flexible portion.
配線基板１０１の一部はリジッド部１０２で、他の部分はフレキ部１０３で、それぞれ構成されている。なおリジッド部１０２における配線基板１０１の総厚と、フレキ部１０３における配線基板１０１の総厚とを、略同じとすることで、配線基板１０１の取り扱い性を高めることができる。また配線基板１０１に取付けたコネクタ（図示していない）等から加えられる外力は、リジッド部１０２を介してフレキ部１０３で吸収される。
A part of the
なお配線基板１０１の表面に設けた配線（図示していない）に、半導体チップや電子部品（共に図示していない）を実装することができるが、これら電子部品は、フレキ部１０３より、リジッド部１０２に実装することが望ましい。こうすることで、配線基板１０１に加えられた外力の影響を、リジッド部１０２に実装された電子部品の実装部（例えば、半田付け部分）が受けることがない。
Note that a semiconductor chip or an electronic component (both not shown) can be mounted on a wiring (not shown) provided on the surface of the
１０４は絶縁基材、１０５は矢印である。１０６はカバーレイである。カバーレイ１０６は、例えば、ポリイミド等の耐熱性フィルムと、接着層と、から形成されたものが各メーカーから市販されているが、塗布型のカバーレイ１０６（例えば、耐熱性の接着層を塗布するものであって、この接着層を熱硬化することで耐熱性フィルムを形成するもの）や、厚みの薄いプリプレグをカバーレイ１０６とすることも有用である。
１０７は布材であり、布材１０７は例えば、ガラス繊維、ガラス織布、ガラス不織布、アラミド繊維、アラミド織布、アラミド不織布等である。１０８はエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂であり、必要に応じてセラミックフィラー等を加えることで熱膨張係数を調整することができる。絶縁基材１０４は、未硬化状態の熱硬化性樹脂１０８が含浸された布材１０７の硬化物である。１０９は接着層、１１０は耐熱性フィルムである。なお図１に示したカバーレイ１０６は、耐熱性フィルム１１０と接着層１０９とを有したものを、その代表として図示している。
１１１は除去部である。除去部１１１は、布材１０７の一部が、レーザーや金型によって、例えば、複数の略平行なスリット状に除去された部分に相当する。
１１２は充填部である。充填部１１２は、布材１０７が、複数の略平行なスリット状に除去されてなる除去部１１１に、熱硬化性樹脂１０８が充填され、硬化してなる部分である。
図１（Ｂ）は、フレキ部１０３の断面の模式図であり、図１（Ａ）の矢印１０５における断面図に相当する。
FIG. 1B is a schematic diagram of a cross section of the
図１（Ｂ）に示すように、フレキ部１０３は少なくとも、布材１０７の一部が除去された除去部１１１と、この除去部１１１に熱硬化性樹脂１０８が充填されてなる充填部１１２と、を有する絶縁基材１０４と、カバーレイ１０６と、この絶縁基材１０４の上に形成され、カバーレイ１０６で覆われた配線１１３と、を有している。
As shown in FIG. 1B, the
図１（Ｂ）に示すように、配線基板１０１の一部となるフレキ部１０３は、ガラス繊維、ガラス織布、ガラス不織布、アラミド繊維、アラミド織布、アラミド不織布等からなる布材１０７が一部以上除去された除去部１１１を有しているため、このフレキ部１０３は、あたかもフレキシブル基板（図示していない）のような可撓性を有することとなる。
As shown in FIG. 1B, the
なおフレキ部１０３に設けられた除去部１１１には、熱硬化性樹脂１０８が充填され、充填部１１２を形成している。そしてこの充填部１１２が、フレキシブル基板等の製造に使われる可撓性を有するカバーレイ１０６で覆われているため、配線基板１０１の表面に凹凸を発生させることなく、優れた可撓性や信頼性を発現させる。
Note that the removing
一方、配線基板１０１の一部となるリジッド部１０２において、ガラス繊維、ガラス織布、ガラス不織布、アラミド繊維、アラミド織布、アラミド不織布等からなる布材１０７は除去されていないため、リジッド部１０２は、あたかもガラエポ基板（ガラエポ基板とは、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸してなる絶縁基材１０４と、銅箔からなる配線１１３とを、積層してなる配線基板１０１の略称）と同等の物理的強度を有することとなる。
On the other hand, in the
以上のように、布材１０７に熱硬化性樹脂１０８が含浸されてなる絶縁基材１０４と、この絶縁基材１０４の一面以上に積層された配線１１３と、前記絶縁基材１０４と前記配線１１３とからなる積層体の両面を覆う、接着層１０９と耐熱性フィルム１１０とからなるカバーレイ１０６と、を有する配線基板１０１であって、前記絶縁基材１０４は、前記布材１０７の一部以上が複数の略平行なスリット状に除去されてなる除去部１１１と、この除去部１１１に熱硬化性樹脂１０８が充填されてなる充填部１１２と、を有し、充填部１１２は前記カバーレイ１０６で覆われている配線基板１０１とすることで、ガラエポ基板のようなリジッド性と、フレキシブル基板のようなフレキシブル性とを、一つの配線基板１０１の中で、更には略同一の基板厚みの中で、両立することができる。
As described above, the insulating
（実施例２）
実施例２では、実施例１で説明した配線基板１０１の製造方法の一例について、図２（Ａ）〜（Ｆ）を用いて説明する。
(Example 2)
In Example 2, an example of a method for manufacturing the
図２（Ａ）〜（Ｆ）は、実施例１で説明した配線基板１０１の製造方法の一例を、図１（Ａ）の矢印１０５で示した部分を用いて説明する断面図である。
2A to 2F are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing the
図２において、１１４はプリプレグ、１１５は銅箔、１１６は積層体である。 In FIG. 2, 114 is a prepreg, 115 is a copper foil, and 116 is a laminate.
図２（Ａ）は、ガラス繊維やガラス不織布等の布材１０７と、この布材１０７に含浸された未硬化状態の熱硬化性樹脂１０８と、からなるプリプレグ１１４を用意する様子を説明する断面図である。こうしたプリプレグ１１４としては、ガラス繊維に、半硬化状態のエポキシ樹脂を含浸させたものが、市販されている。
FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating a state in which a
図２（Ｂ）は、プリプレグ１１４に除去部１１１を形成した様子を説明する断面図である。図２（Ｂ）において、除去部１１１の側面に布材１０７の一部が露出、あるいは突き出すように突出しても良い。これは除去部１１１の形成を炭酸ガスレーザ等の照射で行なった場合、熱硬化性樹脂１０８に比べ、ガラス製の布材１０７が分解されにくいためである。またこの除去部１１１を、貫通孔状態とすることは有用である。なお除去部１１１の形成は、レ−ザ−や金型を使うことが有用である。また除去部１１１の形状は、後述する図７で説明するように、スリット状の複数の溝であって、互いに略平行なものとすることが有用である。また除去部１１１の形成において、プリプレグ１１４の表面に汚れ防止の保護フィルム（図示していない）を設けることは有用である。
FIG. 2B is a cross-sectional view illustrating a state in which the
図２（Ｃ）は、除去部１１１が形成されたプリプレグ１１４の一面以上に、銅箔１１５を積層する様子を説明する断面図である。図２（Ｃ）の矢印１０５に示すように、金型等（図示していない）を用い、これら部材を積層し、加圧、加熱し、一体化する。またこの加熱、加圧の際に、未硬化状態の熱硬化性樹脂１０８の粘度が低下し、除去部１１１に浸透し、除去部１１１を熱硬化性樹脂１０８で充填し、充填部１１２を形成する。そして、充填部１１２を形成した熱硬化性樹脂１０８は、その上に積層された銅箔１１５を固定した状態で熱硬化し、絶縁基材１０４となり、図２（Ｄ）の積層体を形成する。
FIG. 2C is a cross-sectional view illustrating a state in which the
図２（Ｄ）は、布材１０７の一部以上が複数の略平行なスリット状に除去されてなる除去部１１１と、この除去部１１１に前記熱硬化性樹脂１０８が充填されてなる充填部１１２と、を有する絶縁基材１０４と、この絶縁基材１０４の一面以上に積層された配線１１３と、が積層されてなる積層体１１６を説明する断面図である。
FIG. 2D shows a removing
図２（Ｅ）は、積層体１１６の両面を、接着層１０９と耐熱性フィルム１１０とからなるカバーレイ１０６で覆う様子を説明する断面図である。図２（Ｅ）の矢印１０５に示すように、金型（図示していない）等を用いて、これら部材を加圧、加熱し、一体化し、図２（Ｆ）の状態とする。
FIG. 2E is a cross-sectional view illustrating a state in which both surfaces of the laminate 116 are covered with a
図１に示すように、カバーレイ１０６は少なくとも、フレキ部１０３の全体と、リジッド部１０２の一部以上を覆えばよい。リジッド部１０２の全てをカバーレイ１０６で覆った場合、リジッド部１０２の表面への電子部品の実装性に影響を与える場合がある。またカバーレイ１０６を、フレキ部１０３に形成された充填部１１２を覆うように設けることで、フレキ部１０３の物理的な信頼性や耐屈曲性を高めるのに有用である。
As shown in FIG. 1, the
以上のように、布材１０７に未硬化状態の熱硬化性樹脂１０８が含浸させてなるプリプレグ１１４を準備する準備工程と、前記布材１０７の一部以上を複数の略平行なスリット状に除去する除去工程と、一部が除去された前記プリプレグ１１４と銅箔１１５とを積層する積層工程と、前記プリプレグ１１４を熱硬化し絶縁基材１０４とする熱硬化工程と、前記銅箔１１５をパターニングして配線１１３を形成するパターン工程と、この積層体の両面に、接着層１０９と耐熱性フィルム１１０とからなるカバーレイ１０６を設けるカバーレイ工程と、を有する配線基板１０１の製造方法によって、配線基板１０１を製造できる。
As described above, a preparation step of preparing the
（実施例３）
実施例３では、除去部１１１に、熱硬化性樹脂１０８の熱硬化物よりも、弾性率の低い低弾性体が充填されてなる充填部１１２を設けた場合について説明する。低弾性体が充填された充填部１１２とすることで、配線基板１０１のフレキ部１０３のフレキシブル性を更に安定化できる。
(Example 3)
In the third embodiment, a case will be described in which the removing
図３（Ａ）〜（Ｆ）は、低弾性体が充填された充填部１１２を設けた配線基板１０１の構造とその製造方法の一例を説明する断面図である。
3A to 3F are cross-sectional views illustrating an example of the structure of the
図３において、１１７は低弾性体であり、低弾性体１１７の弾性率は、熱硬化性樹脂１０８の熱硬化物の弾性率より低い熱硬化性樹脂とする。弾性率を低くすることで、柔軟性を高め、応力集中を低減する効果が得られる。なお弾性率の測定は、室温（望ましくは２５℃付近）で行なうことが有用である。これはユーザーが、配線基板１０１に設けたコネクタ等にメモリーカードや電源コード等を、指先を使って挿入する温度環境に近づけるためである。なお低弾性体１１７としては、市販のエポキシ樹脂の中から弾性率の低いものを選ぶことができる。
In FIG. 3, 117 is a low elastic body, and the elastic modulus of the low
図３（Ａ）は、ガラス繊維やガラス不織布等の布材１０７と、この布材１０７に含浸された未硬化状態の熱硬化性樹脂１０８と、からなるプリプレグ１１４と、銅箔１１５とを矢印１０５に示すように積層、加圧、加熱し一体化する様子を説明する断面図である。こうしたプリプレグ１１４としては、ガラス繊維に、半硬化状態のエポキシ樹脂を含浸させたものが、市販されている。また銅箔１１５は、プリプレグ１１４の２面（即ち両面）に、積層しても良い。
FIG. 3A shows a
図３（Ｂ）は、プリプレグ１１４と銅箔１１５とが積層されてなる積層体の断面図である。なお図３（Ｂ）において、プリプレグ１１４は熱硬化してなる絶縁基材１０４として図示している。
FIG. 3B is a cross-sectional view of a laminate in which a
図３（Ｃ）は、絶縁基材１０４の表面に積層した銅箔１１５を、パターニングし、配線１１３を形成した様子を説明する断面図である。パターニングには、通常のフォトリソ設備やエッチング設備を用いる。
FIG. 3C is a cross-sectional view illustrating a state in which the
図３（Ｄ）は、配線１１３の隙間から露出した絶縁基材１０４に、絶縁基材除去部１１１（以下簡単に、除去部１１１とする）を形成する様子を説明する断面図である。絶縁基材１０４を除去するには、金型やレーザー等を使うことが有用である。なお除去部１１１の側面に、布材１０７の一部を露出させ、あるいは除去部１１１側に突出させることも有用である。こうすることで除去部１１１に充填する低弾性体１１７と布材１０７との密着強度を高められる。こうして、絶縁基材１０４の一部以上が複数の略平行なスリット状に除去されてなる除去部１１１と、除去部１１１に熱硬化性樹脂１０８より弾性率が低い低弾性体１１７が充填されてなる充填部１１２とを有した積層体１１６を形成する。なお硬化前の低弾性体１１７（あるいは熱硬化後に低弾性体１１７を構成する樹脂材料）の充填には、スクリーン印刷、あるいはスキージゴムによる刷り込み技術を用いても良い。また必要に応じて保護フィルムを配線１１３等の上に貼り付けておくことで、低弾性体１１７の不要部への付着を防止できる。またこうして充填した低弾性体１１７は、市販のエポキシ樹脂の中から低弾性率のものを選ぶことができ、所定温度で加熱、硬化する。
FIG. 3D is a cross-sectional view illustrating a manner in which an insulating base material removal portion 111 (hereinafter simply referred to as the removal portion 111) is formed on the insulating
図３（Ｅ）は、積層体１１６の両面に、接着層１０９と耐熱性フィルム１１０とからなるカバーレイ１０６で覆う様子を説明する模式図である。図３（Ｅ）の矢印１０５に示すようにして、これら部材を加熱、加圧し、一体化する。このとき、接着層１０９の熱硬化と、低弾性体１１７の熱硬化とを同時に行なっても良い。
FIG. 3E is a schematic diagram for explaining a state in which both surfaces of the
図３（Ｅ）は、布材１０７に熱硬化性樹脂１０８が含浸させてなる絶縁基材１０４と、この絶縁基材１０４の一面以上に積層された配線１１３と、前記絶縁基材１０４と前記配線１１３とからなる積層体の両面を覆う、接着層１０９と耐熱性フィルム１１０とからなるカバーレイ１０６と、を有する配線基板１０１であって、前記絶縁基材１０４は、前記絶縁基材１０４の一部以上が複数の略平行なスリット状に除去されてなる除去部１１１と、この除去部１１１に前記熱硬化性より弾性率が低い低弾性体１１７が充填されてなる充填部１１２とを有し、前記第２の樹脂充填部１１２は前記カバーレイ１０６で覆われている配線基板１０１の一例を示す断面図である。
FIG. 3E shows an insulating
このように低弾性体１１７を用いることで、充填部１１２に熱硬化性樹脂１０８を充填、硬化した場合に比べて、フレキ部１０３の柔軟性を１０倍以上、大幅に高めることができる。
By using the low
（実施例４）
実施例４では、除去部１１１に、熱硬化性樹脂１０８の熱硬化物よりも、カバーレイ１０６を構成する接着層１０９に使用された接着層１０９の一部を充填した場合について図４（Ａ）〜（Ｆ）を用いて説明する。カバーレイ１０６に用いる接着層１０９は、柔軟性や信頼性に優れているため、生産効率を高められる。
Example 4
In Example 4, the
図４（Ａ）〜（Ｆ）は、カバーレイ１０６を構成する接着剤を、除去部１１１に充填し、充填部１１２とした場合について説明する断面図である。
FIGS. 4A to 4F are cross-sectional views illustrating a case where the removing
図４（Ａ）は、ガラス繊維やガラス不織布等の布材１０７と、この布材１０７に含浸された未硬化状態の熱硬化性樹脂１０８と、からなるプリプレグ１１４と、銅箔１１５とを矢印１０５に示すように積層、加圧、加熱し一体化する様子を説明する断面図である。こうしたプリプレグ１１４としては、ガラス繊維に、半硬化状態のエポキシ樹脂を含浸させたものが、市販されている。また銅箔１１５は、プリプレグ１１４の２面（即ち両面）に、積層しても良い。
4A shows a
図４（Ｂ）は、プリプレグ１１４と銅箔１１５とが積層されてなる積層体１１６の断面図である。なお図３（Ｂ）において、プリプレグ１１４は熱硬化し、絶縁基材１０４となっている。
FIG. 4B is a cross-sectional view of a laminate 116 in which a
図４（Ｃ）は、絶縁基材１０４の表面に積層した銅箔１１５を、パターニングし、配線１１３を形成した様子を説明する断面図である。パターニングには、通常のフォトリソ設備やエッチング設備を用いる。
FIG. 4C is a cross-sectional view illustrating a state in which the
図４（Ｄ）は、配線１１３の隙間から露出した絶縁基材１０４に、除去部１１１を形成する様子を説明する断面図である。絶縁基材１０４を除去するには、金型やレーザー等を使うことが有用である。なお除去部１１１の側面に、布材１０７の一部を露出させ、あるいは除去部１１１側に突出させることも有用である。こうすることで除去部１１１に充填するカバーレイ１０６の接着層１０９と、布材１０７との密着強度を高められる。
FIG. 4D is a cross-sectional view illustrating the manner in which the
図４（Ｅ）は、積層体１１６の両面に、接着層１０９と耐熱性フィルム１１０とからなるカバーレイ１０６で覆う様子を説明する模式図である。図４（Ｅ）の矢印１０５に示すようにして、これら部材を加熱、加圧し、一体化する。このとき、カバーレイ１０６を構成する接着層１０９の一部が、除去部１１１に充填され、充填部１１２を形成し、熱硬化する。
FIG. 4E is a schematic diagram for explaining a state in which both surfaces of the
図４（Ｅ）は、布材１０７に熱硬化性樹脂１０８が含浸させてなる絶縁基材１０４と、この絶縁基材１０４の一面以上に積層された配線１１３と、前記絶縁基材と前記配線１１３とからなる積層体１１６の両面を覆う、接着層１０９と耐熱性フィルム１１０とからなるカバーレイ１０６と、を有する配線基板１０１であって、前記絶縁基材１０４は、前記絶縁基材１０４の一部以上が複数の略平行なスリット状に除去されてなる除去部１１１と、前記除去部に１１１に前記接着層１０９が充填されてなる充填部１１２とを有する配線基板１０１の一例を示す断面図である。
FIG. 4E shows an insulating
図４（Ｆ）に示すように、絶縁基材１０４の除去部１１１は、カバーレイ１０６の一部を構成する接着層１０９が充填されてなる充填部１１２となり、この充填部１１２が耐熱性フィルム１１０で覆われているため、充填部１１２における信頼性を高めることができる。
As shown in FIG. 4F, the
（実施例５）
実施例５を用いて、絶縁基材１０４の両面に配線１１３を設けた場合について説明する。
(Example 5)
The case where the
図５（Ａ）（Ｂ）は、共にフレキ部１０３を構成する絶縁基材１０４の両面に配線１１３を設けた様子について説明する断面図である。絶縁基材１０４の両面に配線１１３を設けるには、プリプレグ１１４等の両面に、銅箔１１５等を貼り付ければよい。なおプリプレグ１１４や銅箔１１５（あるいは配線１１３）を、それぞれ１層以上積層することができる。またそれぞれ２層以上積層することで、フレキ部１０３の多層化にも対応できる。
FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views for explaining a state in which the
（実施例６）
実施例６を用いて、除去部１１１や充填部１１２による配線１１３に対する応力緩和について説明する。
(Example 6)
Using Example 6, the stress relaxation for the
図６（Ａ）（Ｂ）は、共に実施例１等で説明した配線基板１０１のフレキ部１０３部分（番号は付与していない）の屈曲時における、応力低減メカニズムを模式的に説明する斜視図である。なお図６（Ａ）（Ｂ）において、カバーレイ１０６や充填部１１２等は図示していない。
FIGS. 6A and 6B are perspective views schematically illustrating a stress reduction mechanism when the
図６（Ａ）は、除去部１１１や充填部１１２を設けていない場合における、配線基板１０１（図示していない）における屈曲時に、配線１１３に発生する応力を説明する斜視図である。矢印１０５ａは、フレキ部１０３にかかる外力の一例を示す。矢印１０５ｂは、矢印１０５ａで示す外力が加えられた配線１１３に発生した力が、絶縁基材１０４と配線１１３との界面に発生した応力に相当する。
FIG. 6A is a perspective view for explaining the stress generated in the
図６（Ａ）の矢印１０５ａに示すように外力によって、絶縁基材１０４と配線１１３との界面に矢印１０５ｂで示す応力が発生し、絶縁基材１０４と配線１１３との界面剥離や配線１１３の断線等が発生する場合がある。
As indicated by an
図６（Ｂ）は、除去部１１１や充填部１１２を設けた場合における、配線基板１０１における屈曲時に、フレキ部１０３における配線１１３に発生する応力を説明する斜視図である。矢印１０５ａは、フレキ部１０３にかかる外力の一例を示す。矢印１０５ｂは、矢印１０５ａで示す外力が加えられた配線１１３に発生した力が、絶縁基材１０４と配線１１３との界面に発生した応力に相当する。
FIG. 6B is a perspective view for explaining the stress generated in the
図６（Ｂ）の矢印１０５ａに示すように外力によって、絶縁基材１０４と配線１１３との界面に矢印１０５ｂで示す応力が発生しても、この応力は除去部１１１や充填部１１２によって緩和されるため、絶縁基材１０４と配線１１３との界面剥離や配線１１３の断線等の発生を効果的に防止できる。
Even if the stress indicated by the
なお図６（Ａ）（Ｂ）において、矢印１０５ａで示す外力を、上下方向の折曲げのみならず、左右方向、更には圧縮方向、引っ張り方向、あるいは抉りとしても、図６（Ｂ）で説明した応力緩和が可能となることは言うまでも無い。
6A and 6B, the external force indicated by the
（実施例７）
実施例７では、除去部１１１や充填部１１２の形状の一例について説明する。
(Example 7)
In Example 7, an example of the shape of the removing
図７（Ａ）〜（Ｇ）は、除去部１１１や充填部１１２の形状の一例について説明する斜視図、あるいは上面図である。１１８は丸孔であり、例えば、レーザー照射で形成された孔に相当するが、幾何学的に正確な円である必要は無い。
FIGS. 7A to 7G are perspective views or top views for explaining examples of the shapes of the removing
図７（Ａ）は、配線１１３のすきまに配線１１３と略平行となるように、１本以上の略平行なスリット状の除去部１１１を設けた様子を示す斜視図である。
FIG. 7A is a perspective view showing a state in which one or more substantially parallel slit-shaped
図７（Ｂ）は、スリット状の除去部１１１の一例を示す上面図である。
FIG. 7B is a top view showing an example of the slit-shaped
図７（Ｃ）は、スリット状の除去部１１１の一例を示す上面図であり、複数のレーザー照射で形成された丸孔１１８を、互いに重なるように形成することで、スリット状の除去部１１１が形成される様子を示す。
FIG. 7C is a top view illustrating an example of the slit-shaped
図７（Ｄ）は、スリット状の除去部１１１の一例を示す上面図であり、複数のレーザー照射で形成された丸孔１１８を、互いに重なるように形成したスリット状の除去部１１１を、複数個、略平行に形成する様子を示す。
FIG. 7D is a top view showing an example of the slit-shaped
図７（Ｅ）は、スリット状の除去部１１１の一例を示す上面図であり、複数のレーザー照射で形成された丸孔１１８を、互いに重なるように形成することで、スリット状の除去部１１１が形成される様子を示す。
FIG. 7E is a top view showing an example of the slit-shaped
図７（Ｆ）は、スリット状の除去部１１１の一例を示す上面図であり、例えば、ジグザグのスリット状の除去部１１１の一例に相当する。
FIG. 7F is a top view illustrating an example of the slit-shaped
図７（Ｇ）は、スリット状の除去部１１１の一例を示す上面図であり、例えば、波型のスリット状の除去部１１１の一例に相当する。
FIG. 7G is a top view illustrating an example of the slit-shaped
（実施例８）
実施例８では、フレキ部１０３に設けた布材１０７の除去効果について説明する。
(Example 8)
In Example 8, the effect of removing the
図８（Ａ）（Ｂ）は、共に屈曲時に配線１１３から絶縁基材１０４に伝わる力について説明する断面図である。
FIGS. 8A and 8B are cross-sectional views illustrating the force transmitted from the
図８（Ａ）は、布材１０７に除去部１１１を設けていない場合において、屈曲時に配線１１３から絶縁基材１０４に伝わる力について説明する断面図である。図８（Ａ）に示すように、布材１０７等が除去されていない場合、矢印１０５に示すような応力が、配線１１３等の屈曲時に配線１１３と絶縁基材１０４との界面に発生しやすい。
FIG. 8A is a cross-sectional view illustrating the force transmitted from the
図８（Ｂ）は、布材１０７に除去部１１１を設けた場合において、屈曲時に配線１１３から絶縁基材１０４に伝わる力について説明する断面図である。図８（Ｂ）に示すように、布材１０７等が除去されることで、矢印１０５に示すような応力が、配線１１３等の屈曲時に配線１１３と絶縁基材１０４との界面に発生しにくくなる。なお布剤は全て除去する必要は無い。図８（Ｂ）に示すように、その一部を除去部１１１に残しておくことで、加工時の取扱い性を高められる。また除去部１１１に、低弾性体１１７（図示していない）や接着層１０９の一部を充填することは更に有用である。
FIG. 8B is a cross-sectional view for explaining the force transmitted from the
なおフレキ部１０３に充填される絶縁部材の２５℃における弾性率は、０．０１ＧＰａ以上１００．０ＧＰａ以下、更には０．１ＧＰａ以上１０．０ＧＰａ以下、望ましくは０．６ＧＰａ以上６．０ＧＰａ以下とすることが有用である。これは２５℃における弾性率が１００．０ＧＰａを超えた場合、応力緩和効果が低下する場合があるためである。また弾性率が０．０１ＧＰａより低い場合、信頼性に影響を与え、取り扱いが難しくなる場合がある。
Note that the elastic modulus at 25 ° C. of the insulating member filled in the
なお弾性率の測定には、曲げ弾性率（ＪＩＳ Ｋ７１７１）や引張弾性率（ＪＩＳ Ｋ７１６２）の測定に使われる市販の測定装置を使うことが望ましい。 For measuring the elastic modulus, it is desirable to use a commercially available measuring device used for measuring the bending elastic modulus (JIS K7171) and the tensile elastic modulus (JIS K7162).
なお充填部１１２に充填された各種部材の弾性率の測定が難しい場合、ビッカース硬度計、あるいはマイクロビッカース硬度計を用いても良い。例えば測定したいサンプルを樹脂埋め、切断し、断面を露出させる。そしてこの断面に露出した絶縁部材（例えば、接着層１０９や低弾性率樹脂）を、顕微鏡下でそれぞれマイクロビッカース硬度計の四角錐圧子（あるいは測定ヘッド）を、所定圧力（例えば、ミツトヨ製の微小硬さ試験機ＨＭ−２１１の場合、試験力発生範囲が０．４９０３〜１９６１０ｍＮ）で、押し当て、得られたくぼみの大きさ（例えば対角線の長さ）から、それぞれの硬さを比較すれば良い。また接着剤やフィルム基材が弾性変形する場合、所定圧力を加えた状態での四角錐圧子の食い込み量（あるいは侵入深さ）で、弾性率を比較しても良い。すなわち所定圧力を加えた状態での四角錐の食い込み量が小さければ硬い、食い込み量が大きいほど柔らかいとしても良い。
When it is difficult to measure the elastic modulus of various members filled in the filling
次に（表１）〜（表３）を用いて、発明者らが実験した結果の一例（特に代表例）について説明する。（表１）〜（表３）において現行品とは、除去部１１１や充填部１１２を有していない一般的なガラスエポキシ配線基板１０１である。また発明品とは、図１のようにガラスエポキシ配線基板１０１の一部に除去部１１１を設け、この２５℃における弾性率が約３ＧＰａのエポキシ樹脂を添加し充填部１１２としたフレキ部１０３を設けた配線基板１０１である。
Next, an example (particularly a representative example) of the results of experiments by the inventors will be described using (Table 1) to (Table 3). In (Table 1) to (Table 3), the current product is a general glass
なお比較品、発明品共に、ガラス繊維には市販品（厚み３０μｍ）を、銅箔１１５には同じ厚みのものを用いた。なおカバーレイ１０６は、発明品の方だけに用いた。
For both the comparative product and the inventive product, a commercial product (thickness 30 μm) was used for the glass fiber, and a
またガラス繊維に設けた除去部１１１の幅は、配線１１３の線幅の５０％とし、複数の配線１１３間に図６（Ｂ）に示すように、互いに略平行なスリット状に形成した。また充填部１１２に充填した部材の弾性率は、１．０ＧＰａとした。
Further, the width of the
（表１）〜（表３）において、ＭＩＴ試験として、市販のＭＩＴ試験装置（折曲の繰り返し動作により耐屈曲性を測定する装置）で行なった。ピール試験として、市販のピール試験装置を用いて、引き剥がし試験を行ない信頼性測定した。スプリングバック試験として、折曲時の折り返す力を測定し、製品使用時のハンドリング性を測定した。また○は異常無し、×はオープン（断線）発生、△は抵抗値変化が大きかったもの（すなわち課題が発生する可能性が残るもの）を示す。なおサンプル数はＮ＝１０とした。なお屈曲試験は１００〜１０００回、それぞれの条件を振りながら行なった。 In (Table 1) to (Table 3), as an MIT test, a commercially available MIT test apparatus (an apparatus that measures bending resistance by repeated bending operations) was performed. As a peel test, a peel test was performed using a commercially available peel test apparatus, and reliability was measured. As a springback test, the folding force at the time of bending was measured, and the handling property at the time of using the product was measured. Also, ◯ indicates no abnormality, x indicates an open (disconnection), and Δ indicates a large change in resistance value (that is, a problem that may cause a problem). The number of samples was N = 10. The bending test was performed 100 to 1000 times with varying conditions.
（表１）は、銅箔１１５の厚みを２０μｍ、線幅（Ｌとする）／線間（Ｓとする）＝２００μｍ／２００μｍとした場合の信頼性評価結果である。
(Table 1) shows the reliability evaluation results when the thickness of the
上記の（表１）に示すように、銅箔１１５の厚みが２０μｍ、あるいはＬ／Ｓ＝２００／２００μｍの場合は、比較品１と発明品１との間に大きな差は観察されなかった。
As shown in (Table 1) above, when the thickness of the
上記（表２）に示すように、銅箔１１５の厚みが１２．５μｍでは、比較品２に比べ発明品２の方が良い結果が得られた。これは除去部や充填部の効果と思われた。
As shown above (Table 2), when the thickness of the
（表３）に示すように、銅箔１１５の厚みが１０．０μｍ、Ｌ／Ｓ＝１００／１００μｍの場合は、比較品３と発明品３との間に大きな差が観察された。
As shown in (Table 3), when the thickness of the
このように、銅箔１１５の厚みが１２．５μｍ以下、さらには１０．０μｍ以下と薄くなればなるほど、更に配線１１３のＬ／Ｓが１５０／１５０μｍよりファインパターン化するほど、比較品に比べ発明品の方が良い結果が得られることが判る。
Thus, as the thickness of the
これは、前述の図６（Ｂ）等に示した、応力緩和機構が発明品の信頼性アップに寄与したためと思われる。 This is probably because the stress relaxation mechanism shown in FIG. 6B and the like described above contributed to the improvement of the reliability of the invention.
なお配線基板１０１に用いる絶縁基材１０４として、ガラエポ基板の製造に用いる市販のプリプレグ１１４を用いることで、必要最小限の（例えば、数回から数百回の耐久性があれば充分な製品も多い）耐久性を有する配線基板１０１を安価に製造することができる。これはプリプレグ１１４が、配線基板１０１の絶縁基材に使われるポリイミド等の高価な耐熱性材料に比べて、安価なためである。
In addition, by using a commercially
なおカバーレイ１０６として、市販の塗布型のカバーレイ１０６（すなわち、耐熱性フィルムを有さない接着層であって、耐熱性の接着層を塗布硬化させるタイプ）を使うことも有用である。またカバーレイ１０６は、メーカーによってはオーバーレイ他の名称で呼ばれることもある。またカバーレイ１０６は、その厚みが薄くなるほど割高となる場合があるので、用途によって最適化すれば良い。
As the
またカバーレイ１０６として、厚みの薄い（望ましくは５０μｍ以下、さらには２５μｍ以下）プリプレグ１１４を用いることも有用である。これはプリプレグ１１４が一部のカバーレイ１０６より安価なためである。
It is also useful to use a
本発明は、一般的な配線基板でありながらも、その一部にフレキシブル性を発現させた配線基板であり、外力に対してフレキ部による応力の緩和が可能になり、同一の材料構成においても、耐屈曲性を改善することが可能となる。これより、携帯電話やノートパソコンの画面描画用信号伝達に使用される、微細・高密度配線を有する配線基板に使用しても耐屈曲性に優れた、高信頼性な基板の製造に有用である。 Although the present invention is a general wiring board, it is a wiring board in which a part of the wiring board is made to exhibit flexibility, and stress can be relieved by a flexible portion with respect to an external force. It becomes possible to improve the bending resistance. This makes it useful for the production of highly reliable substrates with excellent bending resistance even when used for wiring boards with fine and high-density wiring, which are used for signal transmission for screen drawing of mobile phones and notebook computers. is there.
本発明の配線基板及びその製造方法によって、配線基板の外力に対する影響を低減することができ、各種チップ部品等の実装信頼性を高め、電子機器の小型化、高密度化を実現することができる。 According to the wiring board and the manufacturing method thereof of the present invention, the influence on the external force of the wiring board can be reduced, the mounting reliability of various chip parts and the like can be improved, and the downsizing and high density of the electronic device can be realized. .
１０１ 配線基板
１０２ リジッド部
１０３ フレキ部
１０４ 絶縁基材
１０５ 矢印
１０６ カバーレイ
１０７ 布材
１０８ 熱硬化性樹脂
１０９ 接着層
１１０ 耐熱性フィルム
１１１ 除去部
１１２ 充填部
１１３ 配線
１１４ プリプレグ
１１５ 銅箔
１１６ 積層体
１１７ 低弾性体
１１８ 丸孔
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記絶縁基材は、前記布材の一部以上が略平行なスリット状に除去されてなる除去部と、前記除去部に前記熱硬化性樹脂が充填されてなる充填部と、を有し、
前記充填部は前記カバーレイで覆われている配線基板。 An insulating base material in which a cloth material is impregnated with a thermosetting resin, a wiring layer laminated on one or more surfaces of the insulating base material, and a coverlay covering both surfaces of the laminate made of the insulating base material and the wiring material; A wiring board having
The insulating base material has a removal portion formed by removing a part or more of the cloth material in a substantially parallel slit shape, and a filling portion formed by filling the removal portion with the thermosetting resin.
The wiring board is covered with the coverlay.
前記絶縁基材は、前記絶縁基材の一部以上が略平行なスリット状に除去されてなる除去部と、前記除去部に前記熱硬化性より弾性率が低い低弾性体が充填されてなる充填部とを有し、
前記充填部は前記カバーレイで覆われている配線基板。 An insulating base material in which a cloth material is impregnated with a thermosetting resin, a wiring layer laminated on one or more surfaces of the insulating base material, and a cover lay covering both surfaces of the laminate made of the insulating base material and the wiring material. And a wiring board having
The insulating base material is formed by removing a part or more of the insulating base material in a substantially parallel slit shape, and the removing part is filled with a low elastic body having a lower elastic modulus than the thermosetting property. And having a filling part,
The wiring board is covered with the coverlay.
前記絶縁基材は、前記絶縁基材の一部以上が略平行なスリット状に除去されてなる除去部と、前記除去部に前記カバーレイの一部が充填されてなる充填部とを有している配線基板。 An insulating base material in which a thermosetting resin is impregnated into a cloth material; a wiring layer laminated on one or more surfaces of the insulating base material; and a coverlay that covers both surfaces of the laminate including the insulating base material and the wiring material; A wiring board having
The insulating base material has a removing portion in which a part or more of the insulating base material is removed in a substantially parallel slit shape, and a filling portion in which the removing portion is filled with a part of the coverlay. Wiring board.
前記布材の一部以上を略平行なスリット状に除去する除去工程と、
一部が除去された前記プリプレグと銅箔とを積層する積層工程と、
前記プリプレグを熱硬化し絶縁基材とすると共に銅箔を固定する熱硬化工程と、
前記銅箔をパターニングして配線パターンを形成するパターン工程と、
前記積層体の両面に、接着層と耐熱性フィルムとからなるカバーレイを設けるカバーレイ工程と、
を有する配線基板の製造方法。 A preparation step of preparing a prepreg formed by impregnating a cloth material with an uncured thermosetting resin;
A removal step of removing a part or more of the cloth material into a substantially parallel slit shape;
A laminating step of laminating the prepreg from which a part has been removed and a copper foil;
A thermosetting step of fixing the copper foil while thermosetting the prepreg as an insulating base;
A patterning step of patterning the copper foil to form a wiring pattern;
A coverlay step of providing a coverlay made of an adhesive layer and a heat resistant film on both sides of the laminate;
A method of manufacturing a wiring board having
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|---|---|---|---|---|
| WO2016084630A1 (en) * | 2014-11-27 | 2016-06-02 | ソニー株式会社 | Circuit substrate and electronic device |
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- 2010-03-30 JP JP2010078453A patent/JP2011211030A/en active Pending
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