JP4613846B2 - 3D circuit board and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、高密度の立体的な配線電極を有する立体回路基板およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a three-dimensional circuit board having a high-density three-dimensional wiring electrode and a method for manufacturing the same.
近年、携帯電話や携帯情報端末などは、様々な機能を内部に取り込むことにより総合情報機器へと急激に進展している。そのため、限られた容積で多様化する機能を実現するためには、半導体チップなどの各種デバイスの小型化・高性能化が前提となっている。しかし、高集積化が実現されてきた半導体チップでさえも、コスト面や技術面などの点で、今までどおりの方法では、大幅な性能向上が困難になりつつある。 In recent years, cellular phones, portable information terminals, and the like have made rapid progress toward integrated information devices by incorporating various functions therein. Therefore, in order to realize diversified functions with a limited volume, it is premised on miniaturization and high performance of various devices such as semiconductor chips. However, even a semiconductor chip that has been highly integrated is becoming difficult to improve significantly with conventional methods in terms of cost and technology.
そこで、現在、デバイスをコンパクトに収納するための高密度実装技術の重要性が増している。 Therefore, at present, the importance of high-density mounting technology for storing devices in a compact manner is increasing.
また、デバイスを高集積化するには、デバイスの微細な配線に対応できる、２次元から３次元への立体的な配線が要望されている。そのため、いかに高密度で、かつ簡単なプロセスで立体配線を形成するかが、開発のポイントになっている。 Further, in order to achieve high integration of devices, two-dimensional to three-dimensional wiring that can cope with fine wiring of devices is desired. Therefore, the point of development is how to form a three-dimensional wiring by a simple process with high density.
従来、一般的に図１３に示すような立体配線構造からなるプリント基板が実現されている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, a printed circuit board generally having a three-dimensional wiring structure as shown in FIG. 13 has been realized (see, for example, Patent Document 1).
以下に、従来の４層に積層された多層構造を有するプリント基板について簡単に説明する。 A conventional printed circuit board having a multilayer structure laminated in four layers will be briefly described below.
図１３は、従来の４層に積層された多層構造を有するプリント基板の要部構造およびその製造方法を説明する部分斜視図である。 FIG. 13 is a partial perspective view for explaining a main structure of a conventional printed circuit board having a multilayer structure laminated in four layers and a manufacturing method thereof.
まず、図１３（ａ）に示すように、樹脂フィルム１０１０の片面に、例えば導電ペーストを印刷して形成された導体パターン１０２０と、ビアホールを導電ペーストで充填した導電ビア１０３０を有する、例えば３枚の片面導体フィルム１０５０を形成する。ここで、導体パターン１０２０には、片面導体フィルム１０５０の積層時に、導電ビア１０３０との位置ずれを許容するためのランド１０４０が形成される。
First, as shown in FIG. 13A, on one side of the
つぎに、図１３（ｂ）に示すように、３枚の片面導体フィルム１０５０を、導体パターン１０２０と導電ビア１０３０との位置を合わせて載置する。そして、３枚の片面導体フィルム１０５０の上下から、例えばプレス機などを用いて、加熱しながら加圧することにより、図１３（ｃ）に示すような４層構造を有するプリント基板１０００が形成される。
Next, as shown in FIG. 13B, three single-
また、光造形法を用いて、立体配線構造を有する配線基板の製造方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。 Moreover, the manufacturing method of the wiring board which has a three-dimensional wiring structure is disclosed using the optical shaping method (for example, refer patent document 2).
以下、光造形法を用いて、立体配線構造を有する配線基板を製造する方法について、図１４と図１５を用いて説明する。 Hereinafter, a method for manufacturing a wiring board having a three-dimensional wiring structure using an optical modeling method will be described with reference to FIGS. 14 and 15.
図１４は配線基板の製造装置を模式的に示す断面図で、図１５は図１４の製造装置を用いた配線基板の製造方法を説明する断面図である。 FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing a wiring board manufacturing apparatus, and FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining a wiring board manufacturing method using the manufacturing apparatus of FIG.
図１４に示すように、配線基板の製造装置１１００は、絶縁性液状樹脂１１１０を貯めた第１の貯溜槽１１２０と導電性液状樹脂１１３０を貯めた第２の貯溜槽１１４０を備えている。そして、テーブル１１５０に設置した基板１１６０を、第１の貯溜槽１１２０と第２の貯溜槽１１４０を交互に移動させる移動制御部１１８０を有している。さらに、例えば所定の深さに配置された基板１１６０の上の絶縁性液状樹脂１１１０または導電性液状樹脂１１３０を、紫外線などを発生するレーザ照射装置１１９０で所定のパターンを走査することにより硬化させ、所定のパターンを光造形法により形成するものである。
As shown in FIG. 14, the wiring
以下、具体的な製造方法について、図１５を用いて説明する。 Hereinafter, a specific manufacturing method will be described with reference to FIG.
まず、図１５（ａ）に示すように、基板１１６０を第１の貯溜槽１１２０の絶縁性液状樹脂１１１０に浸漬し、光造形法により基板１１６０の表面に電気的絶縁層１２００を所定の厚みで形成する。
First, as shown in FIG. 15A, the
つぎに、図１５（ｂ）に示すように、第２の貯溜槽１１４０の導電性液状樹脂１１３０に浸漬し、導電性液状樹脂１１３０が所定の厚みで平坦化した後、所定の導体パターン１２１０を、光造形法により電気的絶縁層１２００の上に形成する。その後、導体パターン１２１０以外の導電性液状樹脂１１３０を除去することにより、１層目の導体パターン１２１０を形成する。
Next, as shown in FIG. 15B, after the conductive
つぎに、図１５（ｃ）に示すように、基板１１６０を第１の貯溜槽１１２０の絶縁性液状樹脂１１１０に浸漬し、光造形法により基板１１６０の導体パターン１２１０の上に電気的絶縁層１２２０を所定の厚みで形成する。このとき、導体パターン１２１０の所定の位置の絶縁性液状樹脂１１１０に光を照射せずに、絶縁性液状樹脂１１１０を除去することによりビア穴１２３０が形成される。
Next, as shown in FIG. 15C, the
つぎに、図１５（ｄ）に示すように、第２の貯溜槽１１４０の導電性液状樹脂１１３０に浸漬し、導電性液状樹脂１１３０が所定の厚みで平坦化した後、ビア穴１２３０を被覆する２層目の導体パターン１２４０を、光造形法により電気的絶縁層１２２０の上に形成する。
Next, as shown in FIG. 15 (d), the
つぎに、図１５（ｅ）に示すように、上記と同様の方法により、導体パターン１２４０の上に電気的絶縁層１２５０と３層目の導体パターン１２６０が形成される。
Next, as shown in FIG. 15E, an electrically insulating
以上の工程により、多層の配線基板が得られる。 Through the above steps, a multilayer wiring board is obtained.
また、同様に光造形法を用いて、立体構造に電気回路パターンを形成した回路部品の製造方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。 Similarly, a method of manufacturing a circuit component in which an electric circuit pattern is formed on a three-dimensional structure using an optical modeling method is disclosed (for example, see Patent Document 3).
上記によれば、図１６に示すように光造形法により光硬化性樹脂を層状に硬化させ立体構造物１３００を形成する。そして、その表面に金属メッキを形成し、その金属メッキをフォトリソグラフィ法とエッチング法を用いて、電気回路パターン１３１０を形成するものである。これにより、短期間で立体構造物１３００に電気回路パターン１３１０を形成した回路部品を形成できるとしている。
しかしながら、上記特許文献１に示すようなプリント基板では、複数枚の樹脂フィルムの上下面に導体パターンを形成し、樹脂フィルム中に形成した導電ビアと接続することにより積層基板を構成している。そのため、樹脂フィルムの積層時の導電ビアと導体パターンとの接続位置のずれを考慮して、ランドを形成している。
However, in the printed circuit board as shown in
そのため、以下に示す、図１７を用いて説明するような課題を生じている。 For this reason, the following problems described with reference to FIG. 17 are generated.
図１７は、導電ビア１０３０と導体パターン１０２０がランド１０４０を介して接続された状態を説明する模式図である。
FIG. 17 is a schematic diagram for explaining a state in which the conductive via 1030 and the
つまり、図１７（ｂ）の平面図に示すように、導電ビア１０３０と接続するランド１０４０により、導体パターン１０２０をランド１０４０を避けて配置しなければならず、微細なピッチで導体パターン１０２０を形成することができないという課題があった。
In other words, as shown in the plan view of FIG. 17B, the
また、導体パターン１０２０を樹脂フィルムの両面にしか形成できないため、高密度の立体的な配線が制限されていた。
Moreover, since the
また、導電ビア１０３０と導体パターン１０２０が圧接や圧着により接続されるため、接続界面への異物の混入や酸化膜の形成により、接続抵抗の増加など接続の信頼性に課題があった。それを、防止するために、界面をエッチングなどにより処理すると、工程数の増加などにより生産性が低下するという問題が発生する。
In addition, since the conductive via 1030 and the
また、複数枚の樹脂フィルムを積層して一体化する場合、気泡などの残存により、剥離などが発生しやすく信頼性に課題があった。 In addition, when a plurality of resin films are laminated and integrated, there is a problem in reliability because peeling or the like is likely to occur due to remaining bubbles.
同様に、特許文献２に示されている配線基板は、導体パターンと電気的絶縁層を貯溜槽の切り替えにより形成するため、多層構造を有する配線基板を容易に製造できるという利点を備えるものである。 Similarly, the wiring board shown in Patent Document 2 has an advantage that a wiring board having a multilayer structure can be easily manufactured because the conductor pattern and the electrical insulating layer are formed by switching the storage tank. .
しかし、上記配線基板においても、導電ビアの形状よりも導体パターンが大きいために、微細なピッチの導体パターンを形成できないという課題があった。 However, the wiring board also has a problem that a conductor pattern with a fine pitch cannot be formed because the conductor pattern is larger than the shape of the conductive via.
また、導体パターンが平坦に形成された電気的絶縁層の上に形成されるため、任意の位置に導体パターンを形成できないという課題があった。 Moreover, since the conductor pattern is formed on the electrically insulating layer formed flat, there is a problem that the conductor pattern cannot be formed at an arbitrary position.
さらに、特許文献３に示されている回路部品は、立体構造物の表面の所定の位置に電気回路パターンを形成するものであり、立体的な構造を有する電気回路パターンの形成が困難であった。 Furthermore, the circuit component shown in Patent Document 3 forms an electric circuit pattern at a predetermined position on the surface of a three-dimensional structure, and it is difficult to form an electric circuit pattern having a three-dimensional structure. .
また、電気回路パターンはエッチングにより形成するため、立体構造物の段差での微細な形成や、生産性に課題があった。 In addition, since the electric circuit pattern is formed by etching, there is a problem in fine formation at the step of the three-dimensional structure and productivity.
また、導電性樹脂では、導電フィラー間に樹脂が介在するため、導電フィラーと同程度の比抵抗まで抵抗を下げることが困難である。そのため、高速伝送や微細な配線において要求される低い配線抵抗は、導電性樹脂による立体配線では実現が困難であるという課題があった。 Further, in the conductive resin, since the resin is interposed between the conductive fillers, it is difficult to reduce the resistance to the same specific resistance as that of the conductive filler. Therefore, there is a problem that low wiring resistance required for high-speed transmission and fine wiring is difficult to realize by three-dimensional wiring using a conductive resin.
本発明は、上記の課題を解決するものであり、立体的な多層構造を有する微細なピッチの配線電極群を形成できるとともに、接続信頼性に優れた立体回路基板およびその製造方法を提供することを目的とするものである。 The present invention solves the above-described problems, and provides a three-dimensional circuit board that can form a fine pitch wiring electrode group having a three-dimensional multilayer structure and is excellent in connection reliability, and a method for manufacturing the same. It is intended.
上述したような目的を達成するために、本発明の立体回路基板は、複数段に設けられた第１の配線樹脂群と第１の配線樹脂群の間を高さ方向に接続する第２の配線樹脂と、第１の配線樹脂群および第２の配線樹脂の外表面を被覆する金属層と、第１の配線樹脂群および第２の配線樹脂を埋設する絶縁層と、を備え、第１の配線樹脂群と第２の配線樹脂との少なくとも接続部は、同一形状で設けられた構成を有する。 In order to achieve the object as described above, the three-dimensional circuit board according to the present invention has a second wiring that connects the first wiring resin group and the first wiring resin group provided in a plurality of stages in the height direction. A wiring resin; a metal layer that covers the outer surfaces of the first wiring resin group and the second wiring resin; and an insulating layer that embeds the first wiring resin group and the second wiring resin. At least the connection portion between the wiring resin group and the second wiring resin has a configuration provided in the same shape.
また、本発明の立体回路基板は、配線パターンと、複数段に設けられた第１の配線樹脂群と配線パターンの少なくとも一部および第１の配線樹脂群の間を高さ方向に接続する第２の配線樹脂と、第１の配線樹脂群および第２の配線樹脂の外表面を被覆する金属層と、配線パターン、第１の配線樹脂群および第２の配線樹脂を埋設する絶縁層と、を備え、第１の配線樹脂群と第２の配線樹脂との少なくとも接続部は、同一形状で設けられた構成を有する。 In the three-dimensional circuit board according to the present invention, the wiring pattern, the first wiring resin group provided in a plurality of stages, at least a part of the wiring pattern, and the first wiring resin group are connected in the height direction. A wiring layer, a metal layer that covers the outer surfaces of the first wiring resin group and the second wiring resin, an insulating layer that embeds the wiring pattern, the first wiring resin group, and the second wiring resin; And at least a connection portion between the first wiring resin group and the second wiring resin has a configuration provided in the same shape.
これらの構成により、金属層により電気的に接続された、ランドや接続界面のない高密度で信頼性の高い配線樹脂群で構成された立体回路基板を実現できる。また、第１の配線樹脂群および第２の配線樹脂の外表面を被覆する金属層により、配線抵抗の低い、高周波特性に優れた立体回路基板を実現できる。 With these configurations, it is possible to realize a three-dimensional circuit board composed of a high-density and highly reliable wiring resin group that is electrically connected by a metal layer and has no land or connection interface. In addition, a three-dimensional circuit board having low wiring resistance and excellent high frequency characteristics can be realized by the metal layer covering the outer surfaces of the first wiring resin group and the second wiring resin.
さらに、第１の配線樹脂群と第２の配線樹脂の外表面が粗面化されていてもよい。 Furthermore, the outer surfaces of the first wiring resin group and the second wiring resin may be roughened.
さらに、第１の配線樹脂群と第２の配線樹脂が多孔質であってもよい。 Furthermore, the first wiring resin group and the second wiring resin may be porous.
これらにより、第１の配線樹脂群、第２の配線樹脂と金属層との付着強度に優れた信頼性の高い立体回路基板を実現できる。 As a result, a highly reliable three-dimensional circuit board having excellent adhesion strength between the first wiring resin group, the second wiring resin and the metal layer can be realized.
さらに、絶縁層の少なくとも一方の面に絶縁性基材を設けていてもよい。 Furthermore, an insulating base material may be provided on at least one surface of the insulating layer.
これにより、機械的な強度が向上した形状安定性に優れた立体回路基板が得られる。 Thereby, a three-dimensional circuit board with improved mechanical strength and excellent shape stability can be obtained.
さらに、最上段に設けられた第１の配線樹脂群を被覆した金属層に電子部品を搭載していてもよい。 Furthermore, an electronic component may be mounted on a metal layer covering the first wiring resin group provided at the uppermost stage.
さらに、最上段に設けられた第１の配線樹脂群を被覆した金属層および配線パターンの少なくとも一方に、それらと接続して電子部品を搭載していてもよい。 Furthermore, an electronic component may be mounted on at least one of the metal layer and the wiring pattern covering the first wiring resin group provided at the uppermost stage and connected to them.
これらにより、高機能で多機能な立体回路基板が得られる。 As a result, a highly functional and multifunctional three-dimensional circuit board can be obtained.
さらに、電子部品間のみを接続する部品接続樹脂および一方の端部が少なくとも自由端を有する第１の配線樹脂群に、部品接続樹脂および第１の配線樹脂群を保持する支持樹脂を設けていてもよい。 Furthermore, the component connection resin that connects only the electronic components and the first wiring resin group in which one end portion has at least a free end are provided with a supporting resin that holds the component connection resin and the first wiring resin group. Also good.
これにより、孤立した金属層を有する部品接続樹脂の形成や機械的な強度の低い第１の配線樹脂群を補強した多様な構造に対応できる立体回路基板を実現できる。 As a result, it is possible to realize a three-dimensional circuit board that can correspond to various structures in which a component connection resin having an isolated metal layer is formed and the first wiring resin group having low mechanical strength is reinforced.
さらに、第１の配線樹脂群および第２の配線樹脂が、水平方向に対して任意の角度で設けられていてもよい。 Furthermore, the first wiring resin group and the second wiring resin may be provided at an arbitrary angle with respect to the horizontal direction.
これにより、短距離での接続が可能となるとともに、さらに狭ピッチの金属層を備えた配線樹脂群を有する立体回路基板が得られる。 As a result, connection at a short distance is possible, and a three-dimensional circuit board having a wiring resin group provided with a metal layer having a narrow pitch can be obtained.
また、本発明の立体回路基板の製造方法は、絶縁性基板の上に複数段の第１の配線樹脂群と第１の配線樹脂群の間を少なくとも高さ方向に接続する第２の配線樹脂とを、光硬化性樹脂を用いて光造形法により一体に連続して形成する工程と、複数段の第１の配線樹脂群と第２の配線樹脂以外の光硬化性樹脂を除去する工程と、第１の配線樹脂群と第２の配線樹脂の外表面に金属層を形成する工程と、少なくとも金属層で被覆された第１の配線樹脂群および第２の配線樹脂を埋設する絶縁層を形成する工程と、絶縁性基板を除去する工程と、を含む。 Further, the method of manufacturing a three-dimensional circuit board according to the present invention includes a second wiring resin for connecting at least a height direction between a plurality of first wiring resin groups and a first wiring resin group on an insulating substrate. And a step of integrally forming by photolithographic method using a photocurable resin, and a step of removing a photocurable resin other than the first wiring resin group and the second wiring resin in a plurality of stages. A step of forming a metal layer on the outer surfaces of the first wiring resin group and the second wiring resin, and a first wiring resin group covered with at least the metal layer and an insulating layer for embedding the second wiring resin. Forming the insulating substrate and removing the insulating substrate.
さらに、絶縁性基板の表面上に第１の配線樹脂群と少なくとも一部で接続される配線パターンを形成する工程を、さらに含んでいてもよい。 Furthermore, the method may further include a step of forming a wiring pattern connected at least partially with the first wiring resin group on the surface of the insulating substrate.
これらの方法により、金属層により電気的に接続された、ランドや接続界面のない高密度で信頼性の高い配線樹脂群で構成された立体回路基板を容易に作製できる。また、第１の配線樹脂群および第２の配線樹脂の外表面を被覆する金属層により、配線抵抗の低い、高周波特性に優れた立体回路基板を作製できる。 By these methods, it is possible to easily produce a three-dimensional circuit board composed of a high-density and highly reliable wiring resin group that is electrically connected by a metal layer and has no land or connection interface. In addition, a three-dimensional circuit board with low wiring resistance and excellent high frequency characteristics can be produced by the metal layer covering the outer surfaces of the first wiring resin group and the second wiring resin.
さらに、最上段および最下段の少なくとも一方の金属層で被覆された第１の配線樹脂群または配線パターンに電子部品を搭載する工程を含んでいてもよい。 Furthermore, a step of mounting an electronic component on the first wiring resin group or wiring pattern covered with at least one of the uppermost metal layer and the lowermost metal layer may be included.
この方法により、多機能な立体回路基板を容易に作製できる。 By this method, a multifunctional three-dimensional circuit board can be easily manufactured.
本発明の立体回路基板およびその製造方法によれば、高密度実装を実現する微細な金属層を備えた立体的な配線樹脂群を形成できるとともに、信頼性や生産性の向上に優れた効果を奏するものである。 According to the three-dimensional circuit board and the manufacturing method thereof of the present invention, it is possible to form a three-dimensional wiring resin group having a fine metal layer that realizes high-density mounting, and has an excellent effect in improving reliability and productivity. It is what you play.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
（第１の実施の形態）
図１（ａ）は本発明の第１の実施の形態における立体回路基板を模式的に示す部分平面図で、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図で、同図（ｃ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1A is a partial plan view schematically showing a three-dimensional circuit board according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 2C is a sectional view taken along line BB in FIG.
図１に示すように、立体回路基板１０は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などからなる絶縁層５０内に、例えばウレタン系樹脂などからなる光硬化性樹脂により、立体的に複数段で形成された配線樹脂群が埋設された構成を有している。
As shown in FIG. 1, the three-
そして、配線樹脂群の外表面の全体には、例えば無電解メッキ法を用いて、例えば銅などからなる金属層６０が設けられている。これにより、配線樹脂群が互いに電気的に接続され、立体的な配線電極群が形成される。
A
ここで、絶縁層５０は、少なくとも最上段に相当する第１の配線樹脂３６の金属層６０は露出するように、第１の配線樹脂群３０および第２の配線樹脂４０を埋設する、例えばＰＥＴなどで形成されている。
Here, the insulating
これにより、立体回路基板１０が構成される。
Thereby, the three-
ここでは、説明をわかりやすくするために、図１（ａ）の配線樹脂群で、帯状に示されているものを第１の配線樹脂群３０とし、円状に示されているものを第２の配線樹脂４０とする。そして、第２の配線樹脂４０は、金属層６０を設けることにより、従来の配線基板での導電ビアと同様の作用を有し複数段に形成された第１の配線樹脂群３０を、高さ（厚み）方向に接続するものである。
Here, in order to make the explanation easy to understand, in the wiring resin group in FIG. 1A, the one shown in the band shape is the first
なお、本発明の第１の実施の形態においては、第１の配線樹脂群３０は、立体回路基板１０の高さ方向に設けられた最下段に相当する１段目の第１の配線樹脂３２、２段目の第１の配線樹脂３４と最上段に相当する３段目の第１の配線樹脂３６の、例えば３段で構成され、その外表面に金属層６０が形成された例で示している。
In the first embodiment of the present invention, the first
以下に、図２を用いて、本発明の第１の実施の形態における立体回路基板の第１の配線樹脂群と第２の配線樹脂の接続の状態について説明する。 Hereinafter, the connection state between the first wiring resin group and the second wiring resin of the three-dimensional circuit board according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図２（ａ）は、第１の配線樹脂群３０と第２の配線樹脂４０の接続の状態を示す部分斜視図で、同図（ｂ）は第１の配線樹脂群３０と第２の配線樹脂４０との配置関係を説明する部分平面図である。
FIG. 2A is a partial perspective view showing a connection state between the first
図２（ａ）に示すように、１段目の第１の配線樹脂３２と２段目の第１の配線樹脂３４は、第２の配線樹脂４０を介して、以下の光造形法を用いた製造方法で詳細に説明するように、少なくともその接続部４５は同一形状で連続的に、かつ一体的に形成される。そのため、図２（ｂ）に示すように、従来必要であった導電ビアの面積より大きな形状のランドを設ける必要がない。
As shown in FIG. 2A, the
つまり、本発明の第１の実施の形態によれば、複数段の第１の配線樹脂群の間を接続する第２の配線樹脂４０との接続部４５にランドを設ける必要がないため、各段の第１の配線樹脂や第２の配線樹脂を微細で狭ピッチに設けることができる。その結果、立体的な配線樹脂群を高密度に設け、その外表面に金属層６０を形成して電気的に接続された立体回路基板１０を実現できる。
In other words, according to the first embodiment of the present invention, it is not necessary to provide a land in the
また、従来のような樹脂フィルムの両面に制限されずに、第１の配線樹脂群３０を形成できるため、第１の配線樹脂群３０を立体回路基板１０の任意の高さに設けることができる。その結果、設計自由度の高い立体回路基板１０を実現できる。
In addition, since the first
また、第１の配線樹脂群３０と第２の配線樹脂４０が連続して一体的に設けられるため、例えば第１の配線樹脂群３０と第２の配線樹脂４０とに不連続な界面が存在しない。そのため、界面剥離などによる信頼性の低下がない。さらに、配線樹脂群の外表面全体に金属層が設けられるために、配線抵抗の小さい立体回路基板１０を実現できる。
Further, since the first
なお、上記では、第２の配線樹脂４０を円柱形状で説明したが、これに限られない。例えば、矩形形状、緩衝効果を有するコの字形状やバネ形状などでもよい。
In the above description, the
以下に、図３と図４を用いて、本発明の第１の実施の形態における立体回路基板の製造方法について説明する。なお、図１と同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。 Below, the manufacturing method of the three-dimensional circuit board in the 1st Embodiment of this invention is demonstrated using FIG. 3 and FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the same component as FIG.
図３は、本発明の第１の実施の形態における立体回路基板の製造方法を説明する断面図である。さらに、図４は、図３（ｂ）の工程を詳細に説明する断面図である。 FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the three-dimensional circuit board in the first embodiment of the present invention. Further, FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating in detail the process of FIG.
まず、図３（ａ）に示すように、例えば２０μｍ〜１０００μｍの厚みのポリイミドフィルム、ＡＢＳやＰＥＮなどの絶縁性基板２０を準備する。
First, as shown in FIG. 3A, a polyimide film having a thickness of, for example, 20 μm to 1000 μm, and an insulating
つぎに、図３（ｂ）に示すように、絶縁性基板２０の上に、光造形法を用いて、順次１段目の第１の配線樹脂３２、第２の配線樹脂４０、２段目の第１の配線樹脂３４、第２の配線樹脂４０、３段目の第１の配線樹脂３６を形成する。
Next, as illustrated in FIG. 3B, the
ここで、図４を用いて第１の配線樹脂群３０と第２の配線樹脂４０の形成方法について詳細に説明する。
Here, a method of forming the first
まず、図４（ａ）に示すように、例えばウレタン系樹脂からなる光硬化性樹脂１００で満たされた容器１１０の中に、少なくともＺ方向に移動可能なテーブル１２０の上に設置した絶縁性基板２０を浸漬する。
First, as shown in FIG. 4A, an insulating substrate placed on a table 120 movable at least in the Z direction in a
そして、絶縁性基板２０の上の光硬化性樹脂１００に、例えば光照射装置１３０から出射される照射光１４０で、例えば走査ミラー１５０を用いて、Ｘ−Ｙ方向、例えば１段目の第１の配線樹脂３２のパターンで走査する。
Then, the
ここで、光照射装置１３０として、アルゴンレーザ、Ｈｅ−Ｃｄレーザ、ＹＡＧレーザ、ヘリウムネオンレーザや半導体レーザまたは高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ、タングステンランプ、ハロゲンランプや蛍光ランプを対物レンズで集光して利用することができる。
Here, as the
また、光硬化性樹脂１００としては、ウレタンアクリレート系、エポキシ系、エポキシアクリレート系やアクリレート系などの紫外光や可視光で硬化する樹脂などを用いることができる。
Moreover, as the
つぎに、図４（ｂ）および図４（ｃ）に示すように、順次、テーブル１２０をＺ方向に第１の配線樹脂群３０および第２の配線樹脂４０を形成しながら光硬化性樹脂１００の中に沈める。これにより、図３（ｂ）に示すように、立体的な配線樹脂群が光硬化性樹脂１００の中に形成された状態となる。
Next, as shown in FIGS. 4B and 4C, the
ここで、テーブル１２０の移動速度は、照射光１４０の強度、照射時間や走査時間に同期させ、さらに用いた光硬化性樹脂１００に応じて制御装置１６０により制御される。また、照射光１４０や走査ミラー１５０の動作は、光照射装置１３０に入力された３次元の配線樹脂群のデータ、例えば３次元のＣＡＤデータに基づいて制御される。なお、テーブル１２０は、Ｚ方向だけでなく、Ｘ−Ｙ方向に移動するものでもよい。この場合、走査ミラー１５０は、固定されていてもよい。
Here, the moving speed of the table 120 is synchronized with the intensity of the
また、上記では、照射光１４０を容器１１０の上面から照射する例で説明したがこれに限られない。例えば、図５に示すように、容器１１０の底面を照射光１４０が透過する、例えば石英などの光透過窓１１５などで形成し、テーブル１２０の設置された絶縁性基板２０を引き上げながら、３次元の立体的な配線樹脂群を形成してもよい。この場合、光硬化性樹脂１００が、容器１１０の底面と絶縁性基板２０で規制されるため平坦性よく供給できる。そのため、光硬化性樹脂１００の粘性を利用して平坦化させた後、テーブル１２０を引き下げて立体的な配線樹脂群を形成する場合と比較して、短時間での形成が可能となる。
Moreover, although the example which irradiates the irradiation light 140 from the upper surface of the
つぎに、図３（ｃ）に示すように、照射光１４０が照射されていない未硬化の光硬化性樹脂１００を、例えば溶剤への浸漬、エアーブロー、スピンコートや超音波洗浄などにより取り除くことにより、第１の配線樹脂群３０と第２の配線樹脂４０が形成される。
Next, as shown in FIG. 3C, the uncured
つぎに、図３（ｄ）に示すように、少なくとも第１の配線樹脂群３０および第２の配線樹脂４０の外表面全体に、例えば無電解メッキ法を用いて、数μｍ〜１０数μｍ程度の膜厚を有する銀、銅や金などからなる金属層６０を形成する。なお、金属層６０の厚みは、浸漬時間やメッキ槽の温度などにより任意に調整することができる。
Next, as shown in FIG. 3D, at least the entire outer surfaces of the first
ここで、第１の配線樹脂群や第２の配線樹脂の外表面を、例えばエッチングやプラズマ処理などにより、粗面化させておくことが好ましい。なお、プラズマ処理は、真空中または大気中で行ってもよい。また、光造形法で、第１の配線樹脂群や第２の配線樹脂を形成するときに、第１の配線樹脂群や第２の配線樹脂の表面から内部に向かって微小な孔を多数形成し、第１の配線樹脂群や第２の配線樹脂を多孔質化してもよい。これにより、金属層６０として銅などのメッキ膜を形成するときの核が形成されやすく、金属層６０の付着強度やメッキ形成時間の短縮化により、生産性や信頼性を向上させることができる。なお、多孔質の形成方法として、光硬化性樹脂中に、例えばポーラスシリカ、ポーラスシリコン、ゼオライトやジルコニアなどの多孔質材料の微粒子を添加して形成することもできる。さらに、光硬化性樹脂中に、熱などにより昇華する微粒子を混入させ、微粒子の昇華により多孔質を形成してもよい。
Here, it is preferable that the outer surfaces of the first wiring resin group and the second wiring resin are roughened by, for example, etching or plasma treatment. Note that the plasma treatment may be performed in a vacuum or in the air. Also, when forming the first wiring resin group and the second wiring resin by stereolithography, a large number of minute holes are formed from the surface of the first wiring resin group and the second wiring resin toward the inside. However, the first wiring resin group and the second wiring resin may be made porous. Thereby, the nucleus at the time of forming plating films, such as copper, as
つぎに、図３（ｅ）に示すように、例えばエポキシ、アクリルやウレタンなどの液状樹脂で満たされた容器（図示せず）に、図３（ｄ）に示す金属層６０が形成された第１の配線樹脂群３０や第２の配線樹脂４０からなる配線樹脂群は少なくとも浸漬する。そして、例えば冷却して硬化させることにより、金属層６０が形成された第１の配線樹脂群３０や第２の配線樹脂４０を埋設する絶縁層５０が形成される。
Next, as shown in FIG. 3E, for example, a
なお、以下の実施の形態で示すように、例えば電子部品を実装する場合には、金属層６０が形成された第１の配線樹脂群３０や第２の配線樹脂４０の、少なくとも最上段に相当する３段目の第１の配線樹脂３６の金属層６０は露出させて、絶縁層５０に埋設することが好ましい。また、絶縁層５０は、上記液状樹脂を、例えば毛細管現象を利用して、配線樹脂群の周囲に注入して形成することもできる。
As shown in the following embodiment, for example, when electronic components are mounted, at least the first
さらに、図３（ｆ）に示すように、図３（ｄ）の処理において、金属層６０が形成された絶縁性基板２０を、例えば研磨法などを用いて除去することにより、立体回路基板１０が作製される。
Further, as shown in FIG. 3 (f), in the process of FIG. 3 (d), the insulating
上記で説明したように、本発明の第１の実施の形態の立体回路基板の製造方法によれば、金属層により電気的に接続された第１の配線樹脂群と第２の配線樹脂から構成される立体的な配線樹脂群を一体的に連続して形成できるため、生産効率の高い製造方法を実現できる。 As described above, according to the method of manufacturing the three-dimensional circuit board according to the first embodiment of the present invention, the first wiring resin group and the second wiring resin electrically connected by the metal layer are configured. Since a three-dimensional wiring resin group can be integrally formed continuously, a production method with high production efficiency can be realized.
また、第１の配線樹脂群と第２の配線樹脂が連続して一体に形成されるため、位置ずれなどを考慮したランドを形成する必要がなく、微細なピッチでの第１の配線樹脂群や第２の配線樹脂を形成できる。 Further, since the first wiring resin group and the second wiring resin are continuously and integrally formed, it is not necessary to form a land in consideration of misalignment, and the first wiring resin group at a fine pitch. Or a second wiring resin.
また、照射光の走査により、第１の配線樹脂群や第２の配線樹脂を形成できるため、それらを、例えば立体回路基板の任意の位置に配置して形成することができる。その結果、金属層を備えた第１の配線樹脂群や第２の配線樹脂の配線密度を飛躍的に向上させた立体回路基板を実現できる。 In addition, since the first wiring resin group and the second wiring resin can be formed by scanning the irradiation light, they can be formed by being disposed at an arbitrary position on the three-dimensional circuit board, for example. As a result, it is possible to realize a three-dimensional circuit board in which the wiring density of the first wiring resin group and the second wiring resin provided with the metal layer is dramatically improved.
また、第１の配線樹脂群と第２の配線樹脂とが連続して一体に形成され、その外表面に形成した金属層で電気的に接続されるため、配線抵抗の低い、高周波特性に優れた、信頼性の高い立体回路基板を作製することができる。 In addition, since the first wiring resin group and the second wiring resin are formed continuously and integrally and are electrically connected by a metal layer formed on the outer surface thereof, the wiring resistance is low and the high frequency characteristics are excellent. In addition, a highly reliable three-dimensional circuit board can be manufactured.
なお、第１の実施の形態では、無電解メッキ法により金属層が形成された絶縁性基板を除去した例で説明したが、図６（ａ）に示すように、機械的な強度を高め、変形などに対する信頼性を高めるために、新たな絶縁性基材１７０を接着などにより設けて立体回路基板１８０を構成してもよい。また、図６（ｂ）に示すように、絶縁性基板２０を除去した面に露出した金属層６０を保護するために、例えばＰＥＴフィルムなどをラミネートして保護層１７５を設けて立体回路基板１９０を構成してもよいことはいうまでもない。
In the first embodiment, the example in which the insulating substrate on which the metal layer is formed is removed by the electroless plating method has been described. However, as shown in FIG. In order to improve reliability against deformation and the like, the three-
また、本発明の第１の実施の形態では、金属層を無電解メッキ法で形成する例で説明したが、これに限られない。例えば、無電解メッキ法で薄い金属層を形成した後に、電解メッキ法を用いて金属層をさらに形成してもよい。これにより、金属層の形成を短時間で行うことができる。また、メッキ法以外に、蒸着法やスパッタリング法で金属層を形成することができる場合もある。 In the first embodiment of the present invention, the example in which the metal layer is formed by the electroless plating method has been described, but the present invention is not limited to this. For example, after forming a thin metal layer by an electroless plating method, the metal layer may be further formed by an electrolytic plating method. Thereby, formation of a metal layer can be performed in a short time. In addition to the plating method, the metal layer may be formed by vapor deposition or sputtering.
（第２の実施の形態）
図７（ａ）は本発明の第２の実施の形態における立体回路基板を模式的に示す部分断面図で、同図（ｂ）は本発明の第２の実施の形態における立体回路基板の変形例を模式的に示す部分断面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 7A is a partial sectional view schematically showing a three-dimensional circuit board according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a modification of the three-dimensional circuit board according to the second embodiment of the present invention. It is a fragmentary sectional view showing an example typically.
図７に示すように、本発明の第２の実施の形態における立体回路基板２００は、絶縁層２５０中に形成した、水平方向に対して任意の角度で設けられた第１の配線樹脂２３５や断面形状の異なる第１の配線樹脂２３８などで構成された金属層２６０を備えた第１の配線樹脂群２３０および斜め方向に設けられた第２の配線樹脂２４４などで構成された金属層２６０を備えた第２の配線樹脂群２４０を有する点で、第１の実施の形態の立体回路基板１０とは異なるものである。ここで、水平方向に対して任意の角度とは、金属層を備えた上記第１の配線樹脂群や第２の配線樹脂の少なくとも一部は鉛直方向に対して角度を有していることを意味し、全体が一定の角度を有している必要は特にない。
As shown in FIG. 7, the three-
すなわち、金属層２６０を備えた第１の配線樹脂群２３０は、最下段に相当する１段目の第１の配線樹脂２３２、２段目の第１の配線樹脂２３４、最上段に相当する３段目の第１の配線樹脂２３５、２３６や断面形状の異なる第１の配線樹脂２３８などで構成される。また、金属層２６０を備えた第２の配線樹脂群２４０は、垂直方向で第１の配線樹脂群２３０を接続する第２の配線樹脂２４２と斜め方向で接続する第２の配線樹脂２４４で構成される。
That is, the first
この構成により、例えば水平方向に対して斜めに設けた第１の配線樹脂２３５は、第１の配線樹脂群２３０の間隔が狭い箇所に設ける場合に、狭ピッチでの形成に効果が大きいものである。
With this configuration, for example, the
また、斜めに形成された金属層２６０を備える第２の配線樹脂２４４は、接続する各段の第１の配線樹脂群２３０の間を短い距離で接続できるため、配線抵抗の低減に大きな効果を奏するものである。
In addition, the
なお、上記の説明では、第１の配線樹脂群および第２の配線樹脂群からなる配線樹脂群の断面形状が長方形の例を示したが、本発明はこれに限られない。例えば、曲線状、らせん状あるいは多角形など、任意の形状で形成してもよいことはいうまでもない。 In the above description, the example in which the cross-sectional shape of the wiring resin group including the first wiring resin group and the second wiring resin group is rectangular is shown, but the present invention is not limited to this. Needless to say, it may be formed in an arbitrary shape such as a curved shape, a spiral shape, or a polygonal shape.
また、図７（ｂ）の本発明の第２の実施の形態における立体回路基板の変形例に示すように、図７（ａ）に示す立体回路基板２００に絶縁性基材２７０を貼り合わせて立体回路基板２８０を構成してもよい。
Moreover, as shown in the modified example of the molded circuit board in the second embodiment of the present invention in FIG. 7B, an insulating
これにより、立体回路基板の機械的な強度を高め、変形などに対する信頼性を向上させることができる。 Thereby, the mechanical strength of the three-dimensional circuit board can be increased, and the reliability with respect to deformation or the like can be improved.
なお、本発明の第２の実施の形態における立体回路基板の製造方法は、第１の実施の形態の立体回路基板の製造方法と同様であり、その説明は省略する。 In addition, the manufacturing method of the 3D circuit board in the 2nd Embodiment of this invention is the same as the manufacturing method of the 3D circuit board of 1st Embodiment, The description is abbreviate | omitted.
（第３の実施の形態）
図８（ａ）は本発明の第３の実施の形態における立体回路基板を模式的に示す部分平面図で、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図で、同図（ｃ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
(Third embodiment)
FIG. 8A is a partial plan view schematically showing a three-dimensional circuit board according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. FIG. 2C is a sectional view taken along line BB in FIG.
図８に示すように、立体回路基板３００は、例えば第１の配線樹脂３１０のように、その一方の端部が自由端になる場合や立体的な配線樹脂群を形成する過程において、空中に浮いた状態で形成される部品接続樹脂３２０の場合、それらを保持するために、他の第１の配線樹脂群や第２の配線樹脂とは接続しない支持樹脂３３０、３４０を設けた点で、第１の実施の形態の立体回路基板１０とは異なるものである。
As shown in FIG. 8, the three-
すなわち、図８（ｂ）に示すように、例えば立体回路基板３００に実装される電子部品間のみを接続する部品接続樹脂３２０は、通常、第１の配線樹脂群と接続する必要がない。そのため、本発明の光造形法を用いて、部品接続樹脂３２０を形成する場合、硬化していない光硬化性樹脂を除去する工程で、部品接続樹脂３２０が同時に除去されてしまう。その結果、電子部品間を接続できない場合が生じる。また、電子部品を実装する場合、その配置により、電子部品の接続端子と接続するために、第１の配線樹脂３１０の一方の端部を自由端で形成しなければならないために、その端部の位置が固定されない場合がある。
That is, as shown in FIG. 8B, for example, the
そこで、部品接続樹脂３２０の位置を固定するために、支持樹脂３４０を部品接続樹脂３２０と一体に形成して設けるものである。同様に、第１の配線樹脂３１０の自由端を保持する支持樹脂３３０を設けて、それらの外表面全体に金属層３６０を形成し、絶縁層３５０に埋設して立体回路基板３００を構成するものである。
Therefore, in order to fix the position of the
これにより、電子部品を実装する場合の設計自由度が向上し、汎用性に優れた立体回路基板を実現できる。 Thereby, the freedom degree of design in the case of mounting an electronic component improves and it can implement | achieve the three-dimensional circuit board excellent in versatility.
なお、上記では、製造の過程で空中に浮く部品接続樹脂３２０や自由端を有する第１の配線樹脂３１０を例に説明したが、これに限られない。例えば第１の配線樹脂群の間の距離が長く、第２の配線樹脂では、その配置位置を保持できない場合に、第２の配線樹脂の間の所定の位置に支持樹脂を形成してもよい。これにより、信頼性の高い立体回路基板を得ることができる。
In the above description, the
（第４の実施の形態）
図９（ａ）は本発明の第４の実施の形態における立体回路基板を模式的に示す部分断面図で、同図（ｂ）は本発明の第４の実施の形態における立体回路基板の変形例を模式的に示す部分断面図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 9A is a partial cross-sectional view schematically showing a three-dimensional circuit board according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 9B is a modification of the three-dimensional circuit board according to the fourth embodiment of the present invention. It is a fragmentary sectional view showing an example typically.
図９（ａ）に示すように、第１の実施の形態の立体回路基板１０の最上段に相当する３段目の第１の配線樹脂３６に形成した金属層６０に、例えば半導体チップ４１０やチップ状のコンデンサ４２０などの電子部品４３０を実装して立体回路基板４００を構成したものである。ここで、半導体チップ４１０は、例えば金バンプやハンダバンプなどの接続電極４１２を介して金属層６０と接続されるとともに、封止樹脂４１４でチップ状のコンデンサ４２０は、例えばハンダ４２２を介して金属層６０と接続される。
As shown in FIG. 9A, for example, a
また、図９（ｂ）に示すように、図９（ａ）の立体回路基板４００に絶縁性基材４７０を貼り合わせて立体回路基板４８０を構成することもできる。
Further, as shown in FIG. 9B, the three-
これらの構成により、高密度に立体的に形成された金属層で電気的に接続された配線樹脂群により、電子部品の実装密度を向上できるとともに、高機能化と多機能化が容易な立体回路基板を実現できる。 With these configurations, the mounting density of electronic components can be improved by a wiring resin group electrically connected by a high-density, three-dimensionally formed metal layer, and a high-function and multi-functional three-dimensional circuit is easy. A substrate can be realized.
なお、本発明の第４の実施の形態は、上記各実施の形態における立体回路基板に適用できることはいうまでもない。 Needless to say, the fourth embodiment of the present invention can be applied to the three-dimensional circuit board in each of the above embodiments.
（第５の実施の形態）
図１０（ａ）は本発明の第５の実施の形態における立体回路基板を模式的に示す部分平面図で、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図で、同図（ｃ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
(Fifth embodiment)
FIG. 10A is a partial plan view schematically showing a three-dimensional circuit board according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 2C is a sectional view taken along line BB in FIG.
図１０に示すように、立体回路基板５００は、例えばエポキシなどからなる絶縁層５５０内に、例えばウレタン系樹脂などからなる光硬化性樹脂により、立体的に複数段に形成された配線樹脂群が埋設された構成を有する。
As shown in FIG. 10, the three-
ここで、配線樹脂群は、図１０（ａ）に帯状に示されている第１の配線樹脂群５３０と、円状に示されている第２の配線樹脂５４０とで構成されている。そして、第１の配線樹脂群５３０は、例えば図１０（ｂ）に示すように立体回路基板５００の高さ方向に設けられた最下段に相当する１段目の第１の配線樹脂５３２、２段目の第１の配線樹脂５３４と最上段に相当する３段目の第１の配線樹脂５３６の、例えば３段で構成されている。
Here, the wiring resin group includes a first
さらに、１段目の第１の配線樹脂５３２の少なくとも一部は、例えば銅箔のエッチング法、転写法や導電ペーストの印刷法で形成された配線パターン５６５の上に形成されている。
Further, at least a part of the
ここで、配線パターン５６５の形状は、第１の配線樹脂５３２と接続される部分の形状より大きいことが好ましい。
Here, the shape of the
なお、第２の配線樹脂５４０は、従来の配線基板での導電ビアと同様の作用を有するもので、複数段に形成された第１の配線樹脂群５３０を、高さ（厚み）方向に接続するものである。
The
そして、配線樹脂群の外表面の全体および配線パターン５６５の１段目の第１の配線樹脂５３２と接続していない面は、例えば無電解メッキ法を用いて、例えば銅などからなる金属層５６０が設けられている。これにより、第１の配線樹脂群５３０と第２の配線樹脂５４０からなる配線樹脂群が互いに電気的に接続され、立体的な配線電極群が形成される。さらに、１段目の第１の配線樹脂５３２と配線パターン５６５も同様に金属層５６０により、電気的に接続される。
Then, the entire outer surface of the wiring resin group and the surface not connected to the
上述したように、第５の実施の形態は、１段目の第１の配線樹脂５３２が配線パターン５６５と接続して形成されている点で、第１の実施の形態とは異なるものであり、他の構成は同様である。
As described above, the fifth embodiment is different from the first embodiment in that the
そして、本発明の第５の実施の形態における立体回路基板５００においても、図２を用いて第１の実施の形態で説明したのと同様の効果が得られるものである。
And also in the three-
つまり、図２（ａ）で説明したように、１段目の第１の配線樹脂５３２と２段目の第１の配線樹脂５３４は、第２の配線樹脂５４０を介して、以下の光造形法を用いた製造方法で詳細に説明するように、少なくともその接続部５４５は同一形状で連続的に、かつ一体的に形成される。そのため、図２（ｂ）で説明したように、従来必要であった導電ビアの面積より大きな形状のランドを設ける必要がない。
That is, as described with reference to FIG. 2A, the
本発明の第５の実施の形態によれば、絶縁層から露出した配線パターン５６５に、例えば電子部品などを実装することができる。その結果、電子部品の高密度実装が可能な立体回路基板５００を実現できる。
According to the fifth embodiment of the present invention, for example, an electronic component can be mounted on the
また、複数段の第１の配線樹脂群の間を接続する第２の配線樹脂５４０との接続部５４５にランドを設ける必要がないため、各段の第１の配線樹脂を微細で狭ピッチに設けることができる。その結果、立体的に配線樹脂群を高密度に設け、その外表面に金属層５６０を形成して電気的に接続された立体回路基板５００を実現できる。
In addition, since it is not necessary to provide a land in the
また、従来のような樹脂フィルムの両面に制限されずに第１の配線樹脂群５３０を形成できるため、第１の配線樹脂群５３０を立体回路基板５００の任意の高さに設けることができる。その結果、設計自由度の高い汎用性に優れた立体回路基板５００を実現できる。
In addition, since the first
また、第１の配線樹脂群５３０と第２の配線樹脂５４０が連続して一体的に設けられるため、例えば第１の配線樹脂群５３０と第２の配線樹脂５４０とに不連続な界面が存在しない。そのため、界面剥離などによる信頼性の低下がない。
Further, since the first
さらに、配線樹脂群の外表面全体に金属層が設けられるために、配線抵抗の小さい立体回路基板５００を実現できる。
Furthermore, since the metal layer is provided on the entire outer surface of the wiring resin group, the three-
また、立体的に形成された配線樹脂群の外表面の全体に金属層を設けることにより、配線樹脂群の機械的な強度を向上させ、信頼性の高い立体回路基板を実現できる。 Further, by providing a metal layer on the entire outer surface of the three-dimensionally formed wiring resin group, the mechanical strength of the wiring resin group can be improved and a highly reliable three-dimensional circuit board can be realized.
以下に、図１１を用いて、本発明の第５の実施の形態における立体回路基板の製造方法について説明する。なお、図１０と同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。 Below, the manufacturing method of the three-dimensional circuit board in the 5th Embodiment of this invention is demonstrated using FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the same component as FIG.
図１１は、本発明の第５の実施の形態における立体回路基板の製造方法を説明する断面図である。 FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a three-dimensional circuit board in the fifth embodiment of the present invention.
まず、図１１（ａ）に示すように、例えば２０μｍ〜１０００μｍの厚みのポリイミドフィルム、ＡＢＳやＰＥＮなどの絶縁性基板５２０を準備する。そして、絶縁性基板５２０の上には、例えば銀ペーストのスクリーン印刷法や銅箔のエッチング法などにより、２０μｍ程度の厚みを有する配線パターン５６５が形成されている。さらに、配線パターン５６５は、以下の工程で形成される第１の配線樹脂群の１段目の第１の配線樹脂の少なくとも一部と接続される部分の形状が同じか、それよりも少し大きな形状で形成される。
First, as shown in FIG. 11A, for example, a polyimide film having a thickness of 20 μm to 1000 μm, an insulating
つぎに、図１１（ｂ）に示すように、まず、光造形法を用いて、絶縁性基板５２０に形成した配線パターン５６５の上に、少なくとも一部では接続させて１段目の第１の配線樹脂５３２を形成する。そして、順次第２の配線樹脂５４０、２段目の第１の配線樹脂５３４、第２の配線樹脂５４０、３段目の第１の配線樹脂５３６を形成する。
Next, as shown in FIG. 11 (b), first, the first-stage first stage is formed by connecting at least partly on the
なお、第１の配線樹脂群５３０と第２の配線樹脂５４０の光造形法を用いた形成方法は、第１の実施の形態において、図４および図５を用いて説明したものと同様であり、説明は省略する。
In addition, the formation method using the optical modeling method of the 1st
つぎに、図１１（ｃ）に示すように、照射光が照射されていない未硬化の光硬化性樹脂６００を、例えば溶剤への浸漬やエアーブローにより取り除くことにより、第１の配線樹脂群５３０と第２の配線樹脂５４０が形成される。
Next, as shown in FIG. 11C, the first
つぎに、図１１（ｄ）に示すように、少なくとも配線パターン５６５、第１の配線樹脂群５３０および第２の配線樹脂５４０の外表面全体に、例えば無電解メッキ法を用いて、数μｍ〜１０数μｍ程度の膜厚を有する金、銀、ニッケル、銅やパラジウムなどからなる金属層５６０を形成する。なお、金属層５６０の厚みは、浸漬時間やメッキ槽の温度などにより任意に調整することができる。
Next, as shown in FIG. 11 (d), at least the
なお、金属層５６０は、単層だけでなく、複数層で形成してもよい。これにより、例えば金属層５６０が銀の場合、銀のマイグレーションや黒色化を、金やニッケルなどで被覆することにより防止することができる。
Note that the
つぎに、図１１（ｅ）に示すように、例えばエポキシ、アクリルやウレタンなどの液状樹脂で満たされた容器（図示せず）に、図１１（ｄ）に示す金属層５６０が形成された第１の配線樹脂群５３０や第２の配線樹脂５４０からなる配線樹脂群は少なくとも浸漬する。そして、例えば冷却して硬化させることにより、金属層５６０が形成された第１の配線樹脂群５３０や第２の配線樹脂５４０を埋設する絶縁層５５０を形成する。なお、以降の実施の形態で示すように、例えば電子部品を実装する場合には、金属層５６０が形成された第１の配線樹脂群５３０や第２の配線樹脂５４０の、少なくとも３段目の第１の配線樹脂５３６の金属層５６０は露出させて、絶縁層５５０の埋設することが好ましい。また、絶縁層５５０は、上記絶縁性樹脂を、例えば毛細管現象を利用して、配線樹脂群の周囲に注入して形成することもできる。
Next, as shown in FIG. 11 (e), a
これにより、立体的に形成された配線樹脂群が絶縁層５５０で補強されるとともに、耐湿性などの信頼性を向上させることができる。
Thereby, the three-dimensionally formed wiring resin group is reinforced by the insulating
さらに、図１１（ｆ）に示すように、図１１（ｅ）に示す絶縁性基板５２０を、例えば研磨法やエッチング法などを用いて除去することにより、配線パターン５６５が露出した立体回路基板５００が作製される。
Further, as shown in FIG. 11 (f), the insulating
上記で説明したように、本発明の第５の実施の形態の立体回路基板の製造方法によれば、第１の実施の形態と同様の効果が得られるとともに、金属層により機械的な強度や高周波特性が向上した立体回路基板５００を実現できる。
As described above, according to the method of manufacturing the three-dimensional circuit board according to the fifth embodiment of the present invention, the same effect as the first embodiment can be obtained, and the mechanical strength and The three-
なお、配線パターン５６５が配線抵抗の小さい銅箔などで形成されている場合には、例えば配線パターン５６５を１段目の第１の配線樹脂の代用としてもよい。
In the case where the
以下に、本発明の第５の実施の形態における立体回路基板の変形例について、図１２を用いて説明する。 Below, the modification of the three-dimensional circuit board in the 5th Embodiment of this invention is demonstrated using FIG.
図１２（ａ）は本発明の第５の実施の形態における立体回路基板の変形例１を模式的に示す部分断面図で、同図（ｂ）は変形例２を模式的に示す部分断面図で、同図（ｃ）は変形例３を模式的に示す部分断面図である。 FIG. 12A is a partial cross-sectional view schematically showing Modification Example 1 of the three-dimensional circuit board in the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 12B is a partial cross-sectional view schematically showing Modification Example 2. FIG. 10C is a partial cross-sectional view schematically showing Modification 3.
すなわち、図１２（ａ）に示すように、上記第５の実施の形態の立体回路基板５００の最上段に相当する３段目の第１の配線樹脂５３６の金属層５６０に電子部品７３０を実装して立体回路基板７００を構成したものである。ここで、電子部品７３０は、例えば半導体チップ７１０やチップ状のコンデンサ７２０などである。ここで、半導体チップ７１０は、例えば金バンプやハンダバンプなどの接続電極７１２を介して金属層５６０と接続されるとともに、封止樹脂７１４でチップ状のコンデンサ７２０は、例えばハンダ７２２を介して金属層５６０と接続される。
That is, as shown in FIG. 12A, the
この構成により、高密度に形成された金属層を備えた第１の配線樹脂群により、電子部品の実装密度を向上できるとともに、高機能化と多機能化が容易な立体回路基板７００を実現できる。
With this configuration, the first wiring resin group including the metal layer formed with high density can improve the mounting density of electronic components, and can realize a three-
また、図１２（ｂ）に示す立体回路基板７５０は、上記立体回路基板７００の絶縁層５５０の少なくとも電子部品７３０が搭載されていない面に絶縁性基材７７０を接着などにより設けたものである。
In addition, the three-
この構成により、立体回路基板７５０の機械的な強度を高め、変形などに対する信頼性を向上させることができる。
With this configuration, the mechanical strength of the three-
また、図１２（ｃ）に示すように、上記立体回路基板５００の絶縁層５５０の両面から露出した最上段に相当する３段目の第１の配線樹脂５３６および最下段に相当する配線パターン５６５の上に、複数の電子部品７３０を実装して立体回路基板７８０を構成したものである。つまり、第１の実施の形態で示した第１の配線樹脂５３２だけの場合、その最下面である絶縁性基板との接触面には金属層が形成されないため、電子部品７３０を実装しても電気的に接続できない。しかし、本実施の形態によれば、第１の配線樹脂５３２の最下面に配線パターン５６５を設けることにより、電子部品７３０を実装できる構成を実現できる。
Further, as shown in FIG. 12C, the
この構成により、電子部品の実装面積が両面に拡大され、さらなる高機能化や多機能化を実現できる。 With this configuration, the mounting area of the electronic component is expanded on both sides, and further enhancement of functionality and multi-function can be realized.
なお、本発明の第５の実施の形態は、上記各実施の形態における各立体回路基板に適用できることはいうまでもない。 Needless to say, the fifth embodiment of the present invention can be applied to each three-dimensional circuit board in each of the above embodiments.
本発明の立体回路基板およびその製造方法は、電子部品などの高密度実装が要望される電子装置や小型・薄型で接続できる高密度配線が要望される携帯情報機器などの分野において有用である。 The three-dimensional circuit board and the manufacturing method thereof of the present invention are useful in the fields of electronic devices such as electronic components that require high-density mounting, and portable information devices that require high-density wiring that can be connected in a small and thin shape.
１０，１８０，１９０，２００，２８０，３００，４００，４８０，５００，７００，７５０，７８０ 立体回路基板
２０，５２０ 絶縁性基板
３０，２３０，５３０ 第１の配線樹脂群
３２，３４，３６，２３２，２３４，２３５，２３６，２３８，３１０，５３２，５３４，５３６ 第１の配線樹脂
４０，２４２，２４４，５４０ 第２の配線樹脂
４５，５４５ 接続部
５０，２５０，３５０，５５０ 絶縁層
６０，２６０，３６０，５６０ 金属層
１００，６００ 光硬化性樹脂
１１０ 容器
１１５ 光透過窓
１２０ テーブル
１３０ 光照射装置
１４０ 照射光
１５０ 走査ミラー
１６０ 制御装置
１７０，２７０，４７０，７７０ 絶縁性基材
１７５ 保護層
２４０ 第２の配線樹脂群
３２０ 部品接続樹脂
３３０，３４０ 支持樹脂
４１０，７１０ 半導体チップ
４１２，７１２ 接続電極
４１４，７１４ 封止樹脂
４２０，７２０ コンデンサ
４２２，７２２ ハンダ
４３０，７３０ 電子部品
５６５ 配線パターン
10, 180, 190, 200, 280, 300, 400, 480, 500, 700, 750, 780 Solid circuit board 20,520 Insulating
Claims (6)
前記第１の配線樹脂群の間を高さ方向に接続する第２の配線樹脂と、
前記第１の配線樹脂群および前記第２の配線樹脂の外表面を被覆する金属層と、
前記第１の配線樹脂群および前記第２の配線樹脂を埋設する絶縁層と、
を備え、
前記第１の配線樹脂群と前記第２の配線樹脂との少なくとも接続部は、同一形状で設けられた立体回路基板であって、さらに、
前記立体回路基板に実装される電子部品と、
前記電子部品間のみを接続する部品接続樹脂と、
前記第１の配線樹脂群の端部であり前記電子部品と接続される自由端と、
前記部品接続樹脂および前記自由端を保持する支持樹脂と
を設けたことを特徴とする立体回路基板。 A first wiring resin group provided in a plurality of stages ;
A second wiring resin for connecting the first wiring resin groups in the height direction;
A metal layer covering outer surfaces of the first wiring resin group and the second wiring resin;
An insulating layer that embeds the first wiring resin group and the second wiring resin;
With
At least a connection portion between the first wiring resin group and the second wiring resin is a three-dimensional circuit board provided in the same shape, and
Electronic components mounted on the three-dimensional circuit board;
Component connection resin that connects only between the electronic components;
A free end that is an end of the first wiring resin group and is connected to the electronic component;
The component connecting resin and a supporting resin for holding the free end;
A three-dimensional circuit board characterized by comprising:
複数段の前記第１の配線樹脂群と前記第２の配線樹脂と前記支持樹脂以外の前記光硬化性樹脂を除去する工程と、
前記第１の配線樹脂群と前記第２の配線樹脂と前記支持樹脂の外表面に金属層を形成する工程と、
少なくとも前記金属層で被覆された前記第１の配線樹脂群および前記第２の配線樹脂と前記支持樹脂とを埋設する絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁性基板を除去する工程とを、
含むことを特徴とする立体回路基板の製造方法。 Component connection for connecting only a plurality of first wiring resin groups on the insulating substrate, a second wiring resin for connecting at least the height between the first wiring resin groups, and an electronic component. The support resin that holds the resin and the support resin that holds the free end that is the end of the first wiring resin group and is connected to the electronic component are integrated by photo-molding using a photocurable resin. A step of forming continuously;
Removing the photocurable resin other than the first wiring resin group, the second wiring resin, and the supporting resin in a plurality of stages;
Forming a metal layer on an outer surface of the first wiring resin group, the second wiring resin, and the supporting resin ;
Forming an insulating layer that embeds at least the first wiring resin group and the second wiring resin covered with the metal layer and the support resin; and
Removing the insulating substrate;
A method of manufacturing a three-dimensional circuit board, comprising:
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