JP4147298B2 - フレックスリジッドプリント配線板およびフレックスリジッドプリント配線板の製造方法 - Google Patents
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請求項2に係る発明は、請求項1に記載のフレックスリジッドプリント配線板において、前記リジッド領域は、ガラス繊維含有層であることを特徴とする。
請求項3に係る発明は、ベースフィルムの少なくとも一方の表面に複数の導体配線が形成され、該ベースフィルムを含む一領域はリジッド領域であり、該ベースフィルムを含むその他の領域はフレキシブル領域となっているフレックスリジッドプリント配線板において、前記フレキシブル領域は、前記ベースフィルムと、このベースフィルムの少なくとも一方の面に形成された前記導体層と、この導体層を覆うカバーレイフィルムとで構成され、前記リジッド領域は、前記ベースフィルムの少なくとも片表面側に前記ベースフィルムに比べ弾性率の高いリジッド層を積層することで構成され、前記リジッド領域の前記フレキシブル領域との境界において前記リジッド領域と前記フレキシブル領域との境界が定義されており、前記フレキシブル領域に形成されたベースフィルム上の前記複数の導体配線のうち、少なくとも一本の配線の厚みtiが、該リジッド領域に形成されたベースフィルム上の導体層の平均厚みtRに比べ小さく、しかも、前記リジッド領域と前記フレキシブル領域との境界位置における前記ベースフィルム上の少なくとも一配線の厚みtiBと、前記リジッド領域に形成されたベースフィルム上の導体層の平均厚みtRとが、tiB<tRの関係を満たすことを特徴とする。
請求項4に係る発明は、請求項3に記載のフレックスリジッドプリント配線板において、前記リジッド領域は、ガラス繊維含有層であることを特徴とする。
前記フレキシブル部と前記リジッド部との境界線に、前記リジッド部導体層と前記フレキシブル部導体層の厚みの変化点が存在すると、前記フレキシブル層の屈曲に際して発生する応力が該導体層厚みの変化点に集中して発生する可能性がある。これによる導体層の破断を防止するためには、該境界部と該導体層厚みの変化点とをずらして配置することが好適である。発明者らの検討によれば、該導体層厚みの変化点は該境界部よりも前記リジッド部側に存在することが好適である。逆に該導体層厚みの変化点が該境界部よりもフレキシブル部側に存在すると、曲げに伴って発生する応力が該導体層厚みの変化点に集中するため、導体層の破断が発生しやすく、好ましくない。このことを換言すれば、該境界部におけるベースフィルム上の導体層厚みtBは前記リジッド部における導体層の平均厚みtRとの間にtB<tRの関係が存在することになる。本発明の前記フレキシブル部と前記リジッド部との境界は、前記リジッド層のフレキシブル部側に存在する端面で定義される(図10参照)。
本発明の発明者らの検討によれば、上述の発明は、フレキシブル部およびリジッド部におけるベースフィルム上の導体層全体に当てはまるのみならず、ベースフィルム上の導体層をパターニングすることで得た配線毎に成り立つ。つまり、前記tfをフレキシブル部のベースフィルム上の複数の配線の内、少なくとも一配線の厚みtiに変更しても同様の議論が成り立つ。
この発明によれば、エッチング法により前記フレキシブル部の薄肉導体層を形成することができるため、安価に薄肉導体層を提供することができる。
この発明によれば、ベースフィルム上に形成する導体膜をめっき法やスパッタ法により形成できるため、薄肉の導体層を簡便に得ることができる。さらに、リジッド部の配線は無電解めっき法や電解めっき法によりリジッド部配線形成領域に選択的に形成することができるため、微細な配線パターンの形成が容易であるメリットがある。
前記ベースフィルムと、前記第1の導体膜と、前記感光性保護層とで前記フレキシブル領域を構成するとともに、前記導体膜の厚みの変化点を、該導体膜の前記フレキシブル領域となる部位とリジッド領域となる部位との境界部よりも前記リジッド領域側にずらして存在させることを特徴とする。
この発明によれば、ベースフィルム上に形成する導体膜をめっき法やスパッタ法により形成されるため、薄肉の導体層を簡便に得ることができる。さらに、リジッド部の配線は無電解めっき法や電解めっき法によりリジッド部配線形成領域に選択的に形成することができるため、微細な配線パターンの形成が容易である。さらに、リジッド部においてベースフィルム上の前記第1の導体膜上に第2の導体膜と同じ厚みとなるように感光性保護膜が残存することで、リジッド部の配線を厚膜としても、配線層に著しい段差を生じることがなく、製造歩留まりを向上することができる。さらに、該感光性樹脂保護膜はフレキシブル部のベースフィルム上の配線の保護膜となるため、保護膜を別途貼合する必要が無く、製造コストを削減することが可能である。
まず、図2(a)に示すように、ベースフィルム9の両面には、銅等の金属導体からなる導体層21が、全面に亘り貼り付けられて形成されている。ここで、各導体層21の厚さは、リジッド導体層11の厚さと略同一であり、導通に必要十分な厚さを確保できるように設定されている。
それから、図2(e)に示すように、回路形成用のエッチングレジスト23をラミネートする。このエッチングレジスト23は、感光性レジストを塗布し、フォトマスクを用いて紫外線露光、更に、現像を行って、リジッド部2を形成する各導体層21の表面に所定の配線パターンを有するように形成することが好適である。
このようにして、ベースフィルム9の両面に、前記リジッド部2に形成されるリジッド導体層11よりも薄肉なフレキ導体層15を形成することができる。
一方、前記リジッド導体層11は前記フレキ導体層15よりも厚肉であるので、前記リジッド導体層11によるメッキ部20との導通を容易に確保することができる。
また、フレキ導体層15を形成するにあたっては、上述のようにハーフエッチングが好適であるが、この手法に限られず、他の手法も用いてもよい。
<実施例1>
本発明の実施例1におけるフレックスリジッドプリント配線板について図3を用いて説明する。図3は本発明の実施例1におけるフレックスリジッドプリント配線板の製造工程を示す概略図である。
まず、図3(a)に示す市販の銅張りポリイミドフィルム(銅厚18μm、ポリイミド厚15μm)をベースフィルム9として、これにドライタイプフォトレジストをラミネートし、フレキシブル部3にあたる部位のフォトレジストを公知のフォトリソグラフィ法により除去し開口部を設けた後、開口部より露出した銅箔(第1の導体膜)21を第二塩化銅溶液を用いてエッチングし、全ての銅箔がエッチング除去される前に、水洗、乾燥を行い、ハーフエッチング状態とした(図3(b))。エッチング時間を制御し、ハーフエッチング後のフレキシブル部残存銅箔15の平均銅厚を15μm、12μm、6μmとした。次に、カバーレイ(ニッカン工業(株)製ニカフレックス)10を貼合した(図3(c))。次に、フレキシブル部3にあたる部位を切断除去したプリプレグ(ガラス繊維入り接着層)4と、18μmの銅箔(第3の導体膜)31を積層し、180℃、2〜3MPsで2時間ないしは3時間のプレス処理を行い、リジッド部2を形成した(図3(d))。引き続き、ドライタイプフォトレジストをラミネートし、フォトリソグラフィ法によりリジッド部2の外層配線12を形成し(図3(e))、公知の手法により内層との接続に必要なスルーホールの形成を行った(非図示)。最後にリジッド部2にソルダレジスト層5を公知の手法により形成することで、本実施例のフレックスリジッドプリント配線板を得た(図3(f))。
本実施例のフレックスリジッドプリント配線板に対して、繰り返し屈曲試験を行った結果を図4に示す。図4は両側折り曲げの繰り返し屈曲試験を行って、フレキシブル部3における配線12の破断が検知されるまでの屈曲回数を示したものであり、リジッド部2のベースフィルム9上の銅厚tR=18μmに対し、フレキシブル部3の銅厚を薄くするにつれて耐久性が向上していることがわかる。リジッド部2のベースフィルム9上の銅厚tR=18μmの2/3にあたるtf=12μm程度以下になると耐久性の向上が見られ、1/3のtf=6μmでは30倍の耐久性が得られていることがわかる。tf=6μmの60万回屈曲前後のフレキシブル部配線の光学顕微鏡写真に基づく説明図を図5に示す。同図に示すように、60万回の屈曲を行っても、クラックなどの疲労は観察されず、良好な特性を有していることが明らかになった。
本発明の実施例2におけるフレックスリジッドプリント配線板について図6を用いて説明する。図6は、リジッド層の構成材料を、実施例1に示すガラス繊維入り接着層から、ガラス繊維を抜いた接着層に変更した際の、耐屈曲性能を示す特性図である。試験の結果、ガラス繊維の入っていない接着層の場合には曲げ弾性率が低いため、フレキシブル部の屈曲に対して導体厚を減少させていないリジッド部の配線に応力が発生し、破断が発生してしまっていることが明らかになった。一方でガラス繊維の入っている接着層の場合にはガラス繊維層により応力が緩和されるため、耐屈曲性が向上した。
本発明の実施例3におけるフレックスリジッドプリント配線板について図7を用いて説明する。図7はベースフィルム上の導体膜厚変化点をリジッド部とフレキシブル部の境界に位置させた場合と、該境界から1mmリジッド部側に配置した場合の、耐屈曲特性を示したものである。導体層厚変化点が該境界あるいはフレキシブル部側に存在すると、該導体層厚変化点に応力が集中するため、耐屈曲性が低下してしまう。一方で、導体層厚変化点をリジッド部に配置することで耐屈曲性を向上できることがわかる。
本発明の実施例4におけるフレックスリジッドプリント配線板について図8を用いて説明する。図8は本発明の実施例4におけるフレックスリジッドプリント配線板の製造工程を示す概略図である。
まず、図8(a)に示すように、ベースフィルム9としてポリイミドフィルムを用意し、次に、これにスパッタ法によって銅膜(第1の導体膜)32を形成した。この銅膜32の厚みは0.1μmとした(図8(b))。なお、スパッタ法に代えて、無電解めっきにより銅膜32を形成しても良い。次に、ドライタイプフォトレジストを積層し、公知のフォトリソグラフィ法を用いて、フレキシブル部3に相当する位置に該フォトレジスト33が残存するようにパターニングを行った。これに引き続き、無電解めっき法により該フォトレジスト33の開口部より露出する銅膜32を下地としてリジッド部2に相当する部位の銅膜(第2の導体膜)34を形成した(図8(c))。続いて、フレキシブル部3に残存する該フォトレジスト33を除去し、ベースフィルム9上の導体層21(32、34)を得た(図8(d))。次に、カバーレイ(ニッカン工業(株)製ニカフレックス)10を貼合した(図8(e))。以降、実施例1に示す手法と同様の手法を繰り返すことにより、本実施例のフレックスリジッドプリント配線板を得た(図8(f)、(g))。得られたフレックスリジッドプリント配線板の耐屈曲試験を行った結果、実施例1と同様の結果が得られた。
本発明の実施例5におけるフレックスリジッドプリント配線板について図9を用いて説明する。図9は本発明の実施例5におけるフレックスリジッドプリント配線板の製造工程を示す概略図である。
まず、図9(a)に示すように、ベースフィルム9としてポリイミドを用意し、次にこれにスパッタ法によって銅膜(第1の導体膜)32を形成した。この銅膜32の厚みは0.1μmとした(図9(b))とした。なお、スパッタ法に代えて、無電解めっきにより銅膜を形成してもよい。次に、感光性保護層35を公知のディップ法により塗布し、N2オーブン中で90℃、30分の乾燥処理を行い、フレキシブル部3に残存する感光性保護層35の硬化を行った。これに引き続き、無電解めっき法により該フォトレジストの開口部より露出する銅膜32を下地としてリジッド部2に相当する部位の銅膜(第二の導体膜)34を形成した(図9(c))。続いて、フレキシブル部3に残存する該フォトレジストを除去し、ベースフィルム9上の導体層21(32、34)を得た(図9(d))。以降、実施例1に示す手法と同様の手法を繰り返すことにより、本実施例のフレックスリジッドプリント配線板を得た(図9(d)、(e))。得られたフレックスリジッドプリント配線板の耐屈曲試験を行った結果、実施例1と同様の結果が得られた。
2…リジッド部
3…フレキシブル部
4…絶縁樹脂層
9…ベースフィルム
11…リジッド導体層
15…フレキ導体層
21…第1の導体膜
31…第3の導体膜
Claims (7)
- ベースフィルムの少なくとも一方の面に導体層が形成され、該ベースフィルムを含む一領域はリジッド領域であり、該ベースフィルムを含むその他の領域はフレキシブル領域となっているフレックスリジッドプリント配線板において、
前記フレキシブル領域は、前記ベースフィルムと、このベースフィルムの少なくとも一方の面に形成された前記導体層と、この導体層を覆うカバーレイフィルムとで構成され、
前記リジッド領域は、前記ベースフィルムの少なくとも片表面側に前記ベースフィルムに比べ弾性率の高いリジッド層を積層することで構成され、
前記リジッド領域の前記フレキシブル領域との境界において前記リジッド領域と前記フレキシブル領域との境界が定義されており、前記フレキシブル領域に形成されたベースフィルム上の導体層の平均厚みtfと該リジッド領域に形成されたベースフィルム上の導体層の平均厚みtRとが、tf<tRの関係を満たし、しかも、前記リジッド領域と前記フレキシブル領域との境界位置における前記ベースフィルム上の導体層の厚みtBと、前記リジッド領域に形成されたベースフィルム上の導体層の平均厚みtRとが、tB<tRの関係を満たすことを特徴とするフレックスリジッドプリント配線板。 - 請求項1に記載のフレックスリジッドプリント配線板において、前記リジッド領域は、ガラス繊維含有層であることを特徴とするフレックスリジッドプリント配線板。
- ベースフィルムの少なくとも一方の表面に複数の導体配線が形成され、該ベースフィルムを含む一領域はリジッド領域であり、該ベースフィルムを含むその他の領域はフレキシブル領域となっているフレックスリジッドプリント配線板において、
前記フレキシブル領域は、前記ベースフィルムと、このベースフィルムの少なくとも一方の面に形成された前記導体層と、この導体層を覆うカバーレイフィルムとで構成され、
前記リジッド領域は、前記ベースフィルムの少なくとも片表面側に前記ベースフィルムに比べ弾性率の高いリジッド層を積層することで構成され、
前記リジッド領域の前記フレキシブル領域との境界において前記リジッド領域と前記フレキシブル領域との境界が定義されており、前記フレキシブル領域に形成されたベースフィルム上の前記複数の導体配線のうち、少なくとも一本の配線の厚みtiが、該リジッド領域に形成されたベースフィルム上の導体層の平均厚みtRに比べ小さく、しかも、前記リジッド領域と前記フレキシブル領域との境界位置における前記ベースフィルム上の少なくとも一配線の厚みtiBと、前記リジッド領域に形成されたベースフィルム上の導体層の平均厚みtRとが、tiB<tRの関係を満たすことを特徴とするフレックスリジッドプリント配線板。 - 請求項3に記載のフレックスリジッドプリント配線板において、前記リジッド領域は、ガラス繊維含有層であることを特徴とするフレックスリジッドプリント配線板。
- 少なくとも片面に第1の導体膜が貼合されたベースフィルム上に、該導体膜のフレキシブル領域となる部位を予めエッチングし、該部位の第1の導体膜膜厚を他の部位の膜厚に比べ薄くする工程と、前記ベースフィルムに保護層を貼合する工程と、前記フレキシブル領域となる部位に開口を設けたプリプレグ層と、第3の導体膜とを、前記ベースフィルムに順次積層し熱圧着する工程とを含み、
前記ベースフィルムと、前記第1の導体膜と、前記保護層とで前記フレキシブル領域を構成するとともに、
前記導体膜の厚みの変化点を、該導体膜の前記フレキシブル領域となる部位とリジッド領域となる部位との境界部よりも前記リジッド領域側にずらして存在させることを特徴とするフレックスリジッドプリント配線板の製造方法。 - ベースフィルム上に第1の導体膜を形成する工程と、該第1の導体膜のフレキシブル領域となる部位にフォトレジストによりマスクを行いかつ該第1の導体膜のリジッド部配線領域となる領域にフォトレジストの開口を行う工程と、該フォトレジスト開口部により露出された該第1の導体膜を下地として該フォトレジスト開口部の第1の導体膜厚を実効的に増加させるべく第2の導体膜を形成する工程と、該フォトレジストを除去する工程と、前記フォトレジストを除去したベースフィルムに保護層を貼合する工程と、前記フレキシブル領域となる部位に開口を設けたプリプレグ層と、第3の導体膜とを、前記ベースフィルムに順次積層し熱圧着する工程とを含み、
前記ベースフィルムと、前記第1の導体膜と、前記保護層とで前記フレキシブル領域を構成するとともに、
前記導体膜の厚みの変化点を、該導体膜の前記フレキシブル領域となる部位とリジッド領域となる部位との境界部よりも前記リジッド領域側にずらして存在させることを特徴とするフレックスリジッドプリント配線板の製造方法。 - ベースフィルム上に第1の導体膜を形成する工程と、該第1の導体膜のフレキシブル領域となる部位に感光性保護膜により保護を行いかつ該第1の導体膜のリジッド領域となる領域に感光性保護膜の開口を行う工程と、該感光性保護膜を硬化する工程と、該感光性保護膜開口部により露出された該第1の導体膜を下地として該感光性保護膜開口部の第1の導体膜厚を実効的に増加させるべく第2の導体膜を形成する工程と、前記フレキシブル領域となる部位に開口を設けたプリプレグ層と、第3の導体膜とを、前記第2の導体膜を形成したベースフィルムに順次積層し熱圧着する工程とを含み、
前記ベースフィルムと、前記第1の導体膜と、前記感光性保護層とで前記フレキシブル領域を構成するとともに、
前記導体膜の厚みの変化点を、該導体膜の前記フレキシブル領域となる部位とリジッド領域となる部位との境界部よりも前記リジッド領域側にずらして存在させることを特徴とするフレックスリジッドプリント配線板の製造方法。
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