JP2012169523A - リジッドフレキシブルプリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】可撓性のある支持フィルムに対して、形成予定のスルーホールの位置の両面にパッドの配線パターンを形成する第1の工程と、前記支持フィルムの両面にカバーレイフィルムを接着し、該カバーレイフィルムの前記パッド上の部分を前記形成予定のスルーホールの径よりも大きい径で除去した表面被覆開口部を形成する第2の工程と、前記カバーレイフィルムの一部の領域上に絶縁樹脂層を積層し前記表面被覆開口部を該絶縁樹脂層の樹脂で充填し該絶縁樹脂層の上に配線パターンを形成したリジッド部を形成する工程と、前記リジッド部に前記形成予定のスルーホールを形成する工程によりリジッドフレキシブルプリント配線板を製造する。
【選択図】図1
Description
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図1(a)に、本発明の実施形態の、リジッド部101とフレキ部102を併せ持つ8層のリジッドフレキシブルプリント配線板10の平面図を示す。図1(b)に、その側面の断面図を示す。図2〜図9は、本発明の実施形態であるリジッドフレキシブルプリント配線板10の製造方法の例を説明する側断面図である。
縁樹脂フィルム21の片面に接着剤層22が形成された厚さが50μm程度のフィルムから成る。このカバーレイフィルム20を支持フィルム1の両面に接着して内層フレキシブル配線板30を形成する。
以下で、図2から図9を参照して、本発明の実施形態の、8層のリジッドフレキシブルプリント配線板10の製造方法を説明する。
先ず、リジッドフレキシブルプリント配線板10を構成する内層フレキシブル配線板30の製造方法を説明する。
図2(a)のように、フレキ部102を形成する素材として、通常のフレキシブル配線板に用いられる、両面に銅箔2aを有し、銅箔2aを保持する支持フィルム1の基材がポリイミドなどの可撓性のある耐熱性樹脂から構成されるフレキシブル基板1aを準備する。ここで用いるフレキシブル基板1aは、それを構成する銅箔2aと支持フィルム1の間には、屈曲性・折り曲げ性を高めるために、接着剤層は存在しない方が好ましいが、その間に接着剤層が存在するフレキシブル基板1aを用いることも可能である。
次に、図2(b)のように、フレキシブル基板1aの銅箔2aをエッチングすることで配線パターン2を形成する。配線パターンの一部には、後にリジッド部101にスルーホール3を形成する部分の両面に、スルーホール3の径よりも大きいパッド3aを形成する。
図2(c)のように、ポリイミドフィルムなどの絶縁樹脂フィルム21と熱硬化性の接着剤層22とから成るカバーレイフィルム20を、フレキシブル基板1aの配線パターン2上に接着して内層フレキシブル配線板30を製造する。
次に、図2(d)のように、このフレキシブル基板1aに形成したパッド3aの上のカバーレイフィルム20の上からパッド3aに向けて、炭酸ガスレーザー光又はYAGレーザー光などの穴加工用のレーザー光Lを照射する。それにより、図2(e)のように、パッド3a上のカバーレイフィルム20の樹脂をレーザー光Lで蒸発させて除去し、表面被覆開口部3bを形成する。
ィルム20を貫通孔3cの壁面に露出させないようにできる。それにより、カバーレイフィルム20をデスミア液から守ることができる効果がある。
変形例1として、以上の製造方法における工程3と工程4は、以下の工程3Aと工程4Aに替えて基板を製造することができる。
図3(f)のように、ポリイミドフィルムなどの絶縁樹脂フィルム21と熱硬化性接着剤層22とから成るカバーレイフィルム20を、パッド3aの位置に対応する部分をドリル加工又は金型による打ち抜きパンチ加工で機械加工で除去して表面被覆開口部3bを形成する。
図3(g)のように、そのカバーレイフィルム20を、フレキシブル基板1aの配線パターン2上に接着して、その表面被覆開口部3bをパッド3aの位置に重ねた内層フレキシブル配線板30を製造する。
次に、過マンガン酸カリウム水溶液によるウェットデスミア、あるいは、プラズマによるドライデスミアなどを施すことで、図2(e)又は図3(g)の表面被覆開口部3b内に露出させたパッド3aの面に残存している樹脂を除去し、シートに面付けされた内層フレキシブル配線板30を形成する。。
上記の工程1から工程5までと並行して、図4(h)のように、プリプレグ4に、金型による打ち抜き加工あるいは、ルーター加工やレーザー切断加工などの窓抜き加工により窓部4aを形成する。また、外層基板5に、金型による打ち抜き加工あるいは、ルーター加工やレーザー切断加工などの窓抜き加工により、窓部5aを形成する。なお、この外層基板5には、内層フレキシブル配線板30に積層する際に内側になる側の面には銅の配線パターン6を、その反対側の面には銅の配線パターン7を形成しておく。また、表裏の配線パターン6と7を導通させる内層バイアホールを形成しておいても良い。
図4(i)のように、工程6で形成したプリプレグ4と外層基板5を内層フレキシブル配線板30の両面に積層し、積層プレス装置により加熱・加圧して硬化させる。その加熱・加圧の際に、プリプレグ4の樹脂がパッド3a上の表面被覆開口部3b内に流れ広がって、表面被覆開口部3bを樹脂で充填する。
変形例2として、工程6と工程7において、単独のプリプレグ4と外層基板5を用いずに、内層フレキシブル配線板30に樹脂付き銅箔を積層し加熱硬化させてリジッド部101を形成しても良い。この場合は、以下の工程6Aから工程6Fの工程で製造する。
図5(j)のように、内層フレキシブル配線板30の両面に、ビルドアップ樹脂8a及び銅箔8bからなる樹脂付き銅箔8を積層して、図5(k)のようにビルドアップ層8dを形成する。この積層の際に、ビルドアップ樹脂8aがパッド3a上の表面被覆開口部3b内に流れ広がって、表面被覆開口部3bを樹脂で充填する。
次に、図5(l)のように、ビルドアップ層8dの銅箔8bをエッチングして配線パターン6を形成する。
次に、図6(m)のように、その基板のリジッド部101の両面に再度、樹脂付き銅箔9を積層する。樹脂付き銅箔9は、そのフレキ部102の領域を金型による加工やルーター加工などの機械加工でくり貫いた、又はレーザー切断加工でくり貫いた樹脂付き銅箔の窓部9cを形成したビルドアップ樹脂9a及び薄銅箔9bで構成する。その樹脂付き銅箔9を積層し、図6(n)のようにリジッド部のビルドアップ層を増す。
次に、図7(o)のように、薄銅箔9bの上から、炭酸ガスレーザー加工装置を使用したレーザー加工により、70〜150μm程度の直径を持ち、配線パターン6に達する内層バイアホール11用の穴11aを形成する。
次に、図7(p)のように、この基板の下地の薄銅箔9bに電解銅めっき装置の陰極を接続して、この基板を電解銅めっき浴に浸漬し電解銅めっき処理を行い、めっきレジストパターンの逆版のパターンで厚さが5μmから50μmの銅層から成る銅めっき層を形成し、リジッド部101の表面に配線パターン7と内層バイアホール11を形成し、貫通孔3cの壁面に銅めっき層が形成されて成るスルーホール3を形成する。
次に、図7(q)のように、めっきレジストを剥離した後に、クイックエッチングを行うことで下地の薄銅箔9bのみを除去し、配線パターン7は残す。
変形例3として、変形例2の、工程6Aから工程6Fまでの工程のうち、工程6Eと工程6Fを、以下の工程6Gにより、めっきレジストパターンを用いずに、リジッド部101の全面に金属めっき層を形成し、次に、工程6Hにより、エッチングレジストパターンで金属めっき層を保護してエッチングすることで配線パターン13を形成することもできる。
すなわち、工程6Gでは、基板の下地の薄銅箔9bに電解銅めっき装置の陰極を接続して、この基板を電解銅めっき浴に浸漬し、基板の全面に電解銅めっきするパネルめっき処理により、リジッド部101の全面に銅めっき層を形成する。
次に、その銅めっき層の上に、エッチングレジストパターンを形成し、次にエッチングをすることで、エッチングレジストパターンで保護された銅めっき層の配線パターンを形成する。そのエッチング後に、エッチングレジストを剥離することで、図7(q)のように配線パターン7を形成する。
変形例4として、変形例2及び変形例3の各工程における、リジッド部101に樹脂付き銅箔を積層する処理を、図4(h)のように、窓部4aを形成したプリプレグ4を重ね、そのプリプレグ4の上に銅箔を重ねて積層することで、結局は、リジッド部101の領域にプリプレグ4の樹脂と銅箔とを積層することでリジッド部101を形成する処理に置き換えることができる。
工程7(あるいは工程6F)の次に、図8(r)のように、リジッド部101の外層基板5の外面に、ビルドアップ樹脂12a及び銅箔12bからなる樹脂付き銅箔12を積層して、図8(s)のようにビルドアップ層12dを形成する。
この工程8におけるリジッド部101の外層基板5の外面に樹脂付き銅箔を積層する処理は、変形例4と同様に、図4(h)のように、フレキ部102の領域に窓部4aを形成したプリプレグ4を重ね、そのプリプレグ4の上に銅箔を重ねて積層することで、リジッド部101にプリプレグ4の樹脂と銅箔とを積層する処理に置き換えることが可能である。
ビルドアップ層12dを積層した後に、図8(t)のように、その銅箔12bのブラインドバイアホール13の形成予定位置の部分のみをエッチングして除去してブラインドバ
イアホール用開口部13eを形成する。このブラインドバイアホール用開口部13eに、リジッド部101のビルドアップ層12dの下地のビルドアップ樹脂12aが露出する。
次に、図9(u)のように、ブラインドバイアホール用開口部13eに露出したビルドアップ層12dのビルドアップ樹脂12aの面に、炭酸ガスレーザー加工装置を使用したレーザー加工により、70〜150μm程度の直径を持ち、配線パターン7に達するブラインドバイアホール13用の穴13aを形成する。
次に、図9(u)のように、ドリルで、パッド3aの位置の表面被覆開口部3bの領域内に、上下のリジッド部101を貫通して、その径が表面被覆開口部3bの径よりも小さい径のスルーホール3用の貫通孔3cを形成する。
次に、その基板を、70〜90℃程度に保持した過マンガン酸カリウムと水酸化ナトリウムの混合水溶液のデスミア液、あるいは重クロム酸カリウムを主成分とするデスミア液に浸漬することで、貫通孔3c及び穴12aのデスミア処理を行う。このデスミア処理の際に、デスミア液の腐食に弱いカバーレイフィルム20の材料は貫通孔3cの壁面に露出していないので、カバーレイフィルム20がデスミア液から守られる効果がある。
次に、銅の無電解金属めっき処理により、この基板の貫通孔3cの壁面とリジッド部101とフレキ部102の全面に厚さ0.1μmから1μmの銅層から成る下地金属層(図示せず)を形成する。
次に、この基板のフレキ部102とリジッド部101に、ブラインドバイアホール13と配線パターン14とスルーホール3の逆版のめっきレジストパターン(図示せず)を形成する。
次に、図9(v)のように、この基板の下地金属層に電解銅めっき装置の陰極を接続して、この基板を電解銅めっき浴に浸漬し電解銅めっき処理を行い、めっきレジストパターンの逆版のパターンで厚さが5μmから50μmの銅層から成る銅めっき層を形成し、リジッド部101の表面にブラインドバイアホール13と配線パターン14を形成し、貫通孔3cの壁面に銅めっき層が形成されて成るスルーホール3を形成する。
次に、めっきレジストパターンから露出している銅めっき層の表面に錫や半田から成るメタルエッチングレジスト層(図示せず)を形成する。
次に、めっきレジストパターンを剥離する。
(工程18)
次に、メタルエッチングレジスト層以外の部分の下地金属層をエッチングにより除去する。これにより、リジッド部101に、めっきレジストパターンの逆版の配線パターン13とブラインドバイアホール12とスルーホール3の壁面の銅めっきが残る。
次に、メタルエッチングレジスト層を、硝酸と、硝酸第2鉄、塩化第2鉄等の第2鉄イオンを含有する溶液とから成るメタルエッチングレジスト剥離液により除去する。
(工程20)
必要に応じて、リジッド部101にソルダーレジスト22を印刷する。
次に、複数のリジッドフレキシブルプリント配線板10を1枚の基板で形成する場合、その他必要がある場合は、その基板に外形打ち抜きプレス加工、あるいは、外形ルーター加工などの外形加工をすることにより、個々のリジッドフレキシブルプリント配線板10を切り出して分離する。
1a・・・フレキシブル基板
2、6、7、14・・・配線パターン
2a・・・銅箔
3・・・スルーホール
3a・・・パッド
3b・・・表面被覆開口部
3c・・・スルーホール用の貫通孔
4・・・プリプレグ
4a・・・プリプレグの窓部
5・・・外層基板
5a・・・外層基板の窓部
8・・・樹脂付き銅箔
8a・・・ビルドアップ樹脂
8b・・・銅箔
8c・・・樹脂付き銅箔の窓部
8d・・・ビルドアップ層
9・・・樹脂付き銅箔
9a・・・ビルドアップ樹脂
9b・・・薄銅箔
9c・・・樹脂付き銅箔の窓部
10・・・リジッドフレキシブルプリント配線板(8層)
11・・・内層バイアホール
11a・・・内層バイアホール用穴
12・・・樹脂付き銅箔
12a・・・ビルドアップ樹脂
12b・・・銅箔
12c・・・樹脂付き銅箔の窓部
12d・・・ビルドアップ層
13・・・ブラインドバイアホール
13a・・・ブラインドバイアホール用の穴
13e・・・ブラインドバイアホール用開口部
20・・・カバーレイフィルム
21・・・絶縁樹脂フィルム
22・・・接着剤層
30・・・内層フレキシブル配線板
101・・・リジッド部
102・・・フレキ部
L・・・レーザー光
Claims (3)
- 可撓性のある支持フィルムに対して、形成予定のスルーホールの位置の両面にパッドの配線パターンを形成する第1の工程と、前記支持フィルムの両面にカバーレイフィルムを接着し、該カバーレイフィルムの前記パッド上の部分を前記形成予定のスルーホールの径よりも大きい径で除去した表面被覆開口部を形成する第2の工程と、前記カバーレイフィルムの一部の領域上に絶縁樹脂層を積層し前記表面被覆開口部を該絶縁樹脂層の樹脂で充填し該絶縁樹脂層の上に配線パターンを形成したリジッド部を形成する工程と、前記リジッド部に前記形成予定のスルーホールを形成する工程を有することを特徴とするリジッドフレキシブルプリント配線板の製造方法。
- 請求項1記載のリジッドフレキシブルプリント配線板の製造方法であって、前記第2の工程が、前記支持フィルムの両面に前記カバーレイフィルムを接着し、次に、前記カバーレイフィルムの前記パッドの位置の部分を加工用レーザー光で除去して前記表面被覆開口部を形成する工程であることを特徴とするリジッドフレキシブルプリント配線板の製造方法。
- 請求項1記載のリジッドフレキシブルプリント配線板の製造方法であって、前記第2の工程が、前記カバーレイフィルムの前記パッドの位置の部分を機械加工で除去して前記表面被覆開口部を形成し、次に、前記カバーレイフィルムを前記支持フィルムの両面に接着する工程であることを特徴とするリジッドフレキシブルプリント配線板の製造方法。
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