JP4768059B2 - 多層フレキシブルプリント配線板 - Google Patents
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Description
特許文献3には、FPCの積層に用いられる樹脂製の接着シートが開示されており、当該接着シートには貫通孔が形成され、貫通孔内には導電ペーストが充填された構造が示されている。
特許文献5には、多層FPCにおいて、FPCを接続する接着シート(ボンディングシート)の一部に中空部を設けることが提案されている。
この発明は、このような背景のもとになされたものであり、高密度実装に適した多層FPCを提供することを主たる目的とする。
この発明は、また、より簡易な製造工程によって製造することのできる多層FPCを提供することを他の目的とする。
(13、21)と、絶縁フィルムの両面にそれぞれ設けられた内面配線層(L2、L3)および外面配線層(L1、L4)とを有し、前記ボンディングシート(2)に当接する面と反対側の外面配線層(L1、L4)は、電子素子が実装され得る配線層を構成しており、前記ボンディングシート(2)に当接する内面配線層(L2、L3)には、所定の位置に開口が形成され、その開口に連通し、前記絶縁フィルムを貫通して前記外面配線層に臨み、内面配線層と外面配線層とを電気的に接続するための内層側ビアホール(16、24)が形成されており、さらに、前記ボンディングシート(2)が存在せず、前記第1の両面フレキシブルプリント配線板(3)と前記第2の両面フレキシブルプリント配線板(3)とが空間を隔てて対向する中空領域(12)が設けられ、前記中空領域(12)においては、前記第1の両面フレキシブルプリント配線板および前記第2の両面フレキシブルプリント配線板には、共に、前記内面配線層が設けられていないことを特徴とする多層フレキシブルプリント配線板である。
第1の両面フレキシブルプリント配線板および第2の両面フレキシブルプリント配線板は、予め穴が開けられ、その穴内に導電ペーストが充填されたボンディングシートにより積層されるので、多層フレキシブルプリント配線板の厚みを薄くでき、薄肉化を図ることができる。特に、第1の両面フレキシブルプリント配線板および第2の両面フレキシブルプリント配線板の各内面配線層は、ボンディングシートの表面に直接当接し、ボンディングシート表面からシート内に埋まるように積層されるので、出来上がった多層フレキシブルプリント配線板の薄肉化に特に有効である。
図1は、この発明の一実施形態に係る多層フレキシブルプリント配線板(以下、この項において「多層FPC」という。)の構成を構成要素である3つのブロック層に分けて示す図解的な断面図である。
この実施形態に係る多層FPC1は、構成ブロック層(構成要素)として、ボンディングシート2と、ボンディングシート2を挟んでその一面側に積層される第1両面FPC3、および、その他面側に積層される第2両面FPC4を含んでいる。
このように、ボンディングシート2を絶縁層兼接着層とすることにより、多層FPC1の薄肉化を図ることができる。ちなみに、この実施形態では、ボンディングシート2は、その厚みが100〜150μm程度である。
導電ペーストとしては、導体フィラー(銀や銅、銀コート銅粉など)にエポキシ樹脂などから構成されるもの、例えば特許第4109156記載の導電ペーストが使用できる。更に、導体フィラーとして低融点金属および高融点金属を用いたエポキシ樹脂などから構成されるもの、例えば特許第4191678記載の導電ペーストが好適に使用できる。
なお、この実施形態では、ボンディングシート2は、左右方向の中央にボンディングシート不存在領域12を有しており、このボンディングシート2が存在しない領域12は、後述するように、第1両面FPC3と第2両面FPC4とが空間を隔てて対向する中空領域となる。
あるいは、絶縁ベースフィルム13の両面にスパッタリングで厚さ約数千Åのシード層を形成し、これを基に電解銅めっきで配線層パターンを形成するセミアディティブ法により第1配線層L1および第2配線層L2が形成されたものを用いることもできる。
より詳しく説明すると、内層側ビアホール16は、内面配線層である第2配線層L2側から形成されていて、貫通ビアホール(TVH)とはなっておらず、第1配線層L1(外面配線層)を貫通していないことである。かかる内層側ビアホール16は、たとえば第2配線層L2(内面配線層)において、開口を形成する開口部の銅箔をエッチングで除去した後に、絶縁フィルム13のみをレーザで開口するコンフォーマル法により形成することができる。
このように、内面配線層である第2配線層L2側から外面配線層である第1配線層L1に対して非貫通の内層側ビアホール16を形成することにより、内層側ビアホール16の内周面に施すめっきは、外面配線層である第1配線層L1に全く影響を与えず、また、第1配線層L1の部品実装領域が狭められることもないので、微細加工された第1配線層L1に対して電子素子や電子部品の高密度実装を良好に行うことができる。
第2両面FPC4の構成は、基本的には第1両面FPC3の構成と同様であり、ボンディングシート2を挟んで第1両面FPC3と対称に配置されている。第2両面FPCにおいて、21は絶縁フィルム、L3は内面配線層としての第3配線層、L4は外面配線層としての第4配線層、24は第3配線層L3側から形成した内層側ビアホール、22Lは第4配線層L4における信号ライン、20は接着剤、25はカバーレイヤーであり、これらは、それぞれ、第1両面FPC3の絶縁フィルム13、第2配線層L2、第1配線層L1、内層側ビアホール16、信号ライン層14L、接着剤19およびカバーレイヤー17に対応するものであり、同等の構成であるから、重複した説明は省略する。
ボンディングシート2を挟んで第1両面FPC3および第2両面FPC4を、一括して、加熱および加圧により積層処理することにより、ボンディングシート2の各穴7〜10に充填された導電ペースト11が第1両面FPC3の第2配線層L2の回路と電気的に接続されるとともに、第2両面FPC4の第3配線層L3の回路と電気的に接続される。すなわち、積層処理により、穴7〜10および導電ペースト11がビアホールとして機能し、第1両面FPC3の内面配線層である第2配線層L2と第2両面FPC4の内面配線層である第3配線層L3との電気的な接続が達成される。
図4A、Bの対比から明らかな通り、図4Aに示す従来構造では、第2配線層L2の表面が接着剤36で接着されたポリイミド製のカバーレイフィルム31で覆われるとともに、第3配線層L3の表面も同じく接着剤38で接着されたカバーレイフィルム32で覆われ、カバーレイフィルム31、32を介してボンディングシート33による接続がされている。
さらに、第1配線層L1と第2配線層L2との電気的な接続は、外層から内層へのビアホール、いわゆるブラインドビアホール(BVH:Blind Via Hole)34により実現されており、同様に、第3配線層L3および第4配線層L4の電気的な接続もBVH34で達成されている。このため、第1配線層L1および第4配線層L4において、BVH34が形成された領域は部品実装領域として使用することができないので、第1配線層L1および第4配線層L4における部品実装領域が狭められている。
これに対し、図4Bに示すこの発明の一実施形態に係る多層FPC1であれば、第2配線層L2および第3配線層L3が直接ボンディングシート2と接続されており、ボンディングシート2内に埋まるように接続されているので、第1両面FPC3および第2両面FPC4の間隔がほぼボンディングシート2の厚みであり、薄肉化が図られていることがわかる。また、ボンディングシート2に予め形成された穴に充填された導電ペースト11によって第2配線層L2および第3配線層L3が電気的に接続されており、貫通ビアホール(TVH)を形成する必要がないことがわかる。
図5A、Bは、図4A、Bに示す従来の多層FPCとこの発明の一実施形態に係る多層FPC1との製造工程を対比して示したプロセス比較図である。
すなわち、この発明の一実施形態に係る多層FPC1は、従来の多層FPCに比べて工程数で2工程少ない工程によって製造が可能であり、製造時間の短縮が可能である。
そして、第1両面FPC(本明細書ではFPC基板に回路が形成されたものをFPCという)および第2両面FPCを、ボンディングシートを挟んで積層する(工程4)。続いて、外層側からレーザー加工によりブラインドビアホール(BVH)を形成し(工程5)、貫通ビアホール(TVH)をドリル処理により形成する(工程6)。そして各ビアホールの内周面に銅めっきを施し(工程7)、外層回路を形成し(工程8)、カバーコートをかけ(工程9)、金めっき等の表面処理を施し(工程10)、従来の多層FPCが完成する。
まず、第1両面FPC基板および第2両面FPC基板を準備し(工程1)、レーザー加工により第2配線層L2および第3配線層L3に対して内層側ビアホールを形成する(工程2)。そして、内層側ビアホールに対し銅めっきを施す(工程3)。続いて、内層および外層の回路を形成し(工程4)、同時に、ボンディングシートを準備する(工程4)。そして外層にカバーレイヤーを施す(工程5)。同時に、ボンディングシートに穴を開けて導電性ペーストを充填した後、ボンディングシートを挟んで第1両面FPCおよび第2両面FPCを積層し(工程6)、カバーコートを施し(工程7)、その後金めっき等の表面処理を行い(工程8)、完成となる。
図6は、この発明の他の実施形態に係る多層FPC51の構成を示す図解的な断面図である。
より具体的に述べると、第1両面FPC52は、絶縁ベースフィルム13の両面に第1配線層L1および第2配線層L2を有する。また、図において左側に両面回路部53を有し、片面回路部である信号ライン部54を介して右側に両面回路部55を有している。そして第1両面FPC52の第2配線層L2には、所定の箇所に、内層側ビアホール16が、たとえばレーザー加工処理により形成されている。このため、内層側ビアホール16の内周面にたとえば銅めっきが施されているが、その銅めっきは第1配線層L1には及んでおらず、第1配線層L1の微細化された回路はめっきによる悪影響を受けてはいない。
このような第1両面FPC52の両面回路部53における第2配線層L2に対してだけ、第2両面FPC60が積層されている。第2両面FPC60は、絶縁ベースフィルム13の両面に第3配線層L3および第4配線層L4が形成された構成であり、第3配線層L3側に内層側ビアホール24が形成されて、第3配線層L3と第4配線層L4とが電気的に接続されている。
図7は、この発明のさらに他の実施形態に係る多層FPC71の構成を示す図解的な断面図である。図7に示す多層FPC71は、基本的な構成は図3に示す多層FPC1の構成と同様であり、同一または対応する構成要素には同一の番号が付されている。
その理由は、多層FPC71は、たとえば折り畳み式携帯電話に内蔵される配線板である場合、信号ライン領域72、73はほぼ180°湾曲するように折り曲げられた状態と、ほぼ直線状に延びた状態とに頻繁に切り換えられる。このため、両信号ライン領域72、73が平行な状態を保ちつつ、中空部12を挟んで湾曲したり、真っ直ぐに延びたりする耐屈曲性が求められる。そこで、たとえば、信号ライン領域72が内側になり信号ライン領域73が外側になるように屈曲される場合には、内側になる信号ライン領域73の長さを、外側になる信号ライン領域73の長さに比べて短くすることにより、屈曲時に各々の領域が圧縮あるいは引張りの応力を受けにくくなり、屈曲時における屈曲性の向上が図れる。
M1=M+π×(r−t4−Δ−(1/2)×t3)
M2=M+π×(r−(1/2)×t4)
ただしMはFPC3、FPC4の基本長
となり、M1とM2との長さの差は、
M2−M1=π×((1/2)×(t3+t4)+Δ)
とすればよいことがわかる。
図9は、この発明のさらに他の実施形態に係る多層FPC91の構成を示す図解的な断面図である。
そして、両両面FPC3、4の間に、多層構造体911が積層されている。多層構造体911は、上下2枚のボンディングシート2の間に1枚の両面FPC、すなわち第3両面FPC92が配置された構造を有し、この第3両面FPC92により第3配線層L3および第4配線層L4が形成されている。
一方、多層構造体911は、その中央部が途切れていて図において左右に分かれており、中空領域12で隔てられている。そして、左右の両面FPC92には、それぞれ、第3配線層L3および第4配線層L4間を電気的に接続するためのビアホール93が形成されている。また、第1両面FPC3と第3両面FPC92との間、および、第3両面FPC92と第2両面FPC4との間には、それぞれ、貫通穴が形成され、導電ペースト11が貫通穴内に充填されたボンディングシート2が配置されていて、ボンディングシート2を挟んで第1両面FPC3、第3両面FPC92および第2両面FPC4が積層された構造を有している。
この多層FPC91においても、第1の実施形態と同様、薄肉化が図れ、かつ、外層配線層L1、L6の微細回路化が妨げられず、部品実装エリアを狭くすることなく、高密度実装が可能な多層FPCを提供することができる。
その他、この発明は、実施形態で説明した構成に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
2 ボンディングシート
3 第1両面FPC
4 第2両面FPC
7、8、9、10 穴
11 導電ペースト
12 ボンディングシート不存在領域(中空領域)
911 多層構造体
L1 第1配線層(外面配線層)
L2 第2配線層(内面配線層)
L3 第3配線層(内面配線層)
L4 第4配線層(外面配線層)
Claims (5)
- ボンディングシートを挟んで、ボンディングシートの一面側に積層された第1の両面フレキシブルプリント配線板およびボンディングシートの他面側に積層された第2の両面フレキシブルプリント配線板を含む多層フレキシブルプリント配線板であって、前記ボンディングシートには、予め定める位置に、ボンディングシートの一面側から他面側へ貫通する穴が形成され、その穴内に導電ペーストが充填されていて、当該導電ペーストによって前記第1の両面フレキシブルプリント配線板と第2の両面フレキシブルプリント配線板とが電気的に接続されており、
前記第1の両面フレキシブルプリント配線板および前記第2の両面フレキシブルプリント配線板は、共に、絶縁フィルムと、絶縁フィルムの両面にそれぞれ設けられた内面配線層および外面配線層とを有し、前記ボンディングシートに当接する面と反対側の外面配線層は、電子素子が実装され得る配線層を構成しており、前記ボンディングシートに当接する内面配線層には、所定の位置に開口が形成され、その開口に連通し、前記絶縁フィルムを貫通して前記外面配線層に臨み、内面配線層と外面配線層とを電気的に接続するための内層側ビアホールが形成されており、さらに、
前記ボンディングシートが存在せず、前記第1の両面フレキシブルプリント配線板と前記第2の両面フレキシブルプリント配線板とが空間を隔てて対向する中空領域が設けられ、前記中空領域においては、前記第1の両面フレキシブルプリント配線板および前記第2の両面フレキシブルプリント配線板には、共に、前記内面配線層が設けられていないことを特徴とする、多層フレキシブルプリント配線板。 - 前記中空領域における、前記第1の両面フレキシブルプリント配線板の長さと前記第2の両面フレキシブルプリント配線板の長さとが異なっていることを特徴とする、請求項1に記載の多層フレキシブルプリント配線板。
- 絶縁フィルムと、絶縁フィルムの両面にそれぞれ設けられた内面配線層および外面配線層とを有し、外面配線層は、電子素子が実装され得る配線層を構成しており、内面配線層には、所定の位置に開口が形成され、その開口に連通し、前記絶縁フィルムを貫通して前記外面配線層に臨み、内面配線層と外面配線層とを電気的に接続するための内層側ビアホールが形成されている第1の両面フレキシブルプリント配線板と、
絶縁フィルムと、絶縁フィルムの両面にそれぞれ設けられた内面配線層および外面配線層とを有し、外面配線層は、電子素子が実装され得る配線層を構成しており、内面配線層には、所定の位置に開口が形成され、その開口に連通し、前記絶縁フィルムを貫通して前記外面配線層に臨み、内面配線層と外面配線層とを電気的に接続するための内層側ビアホールが形成されている第2の両面フレキシブルプリント配線板と、
前記第1の両面フレキシブルプリント配線板および第2の両面フレキシブルプリント配線板間に積層された多層構造体であって、当該多層構造体は、N枚のボンディングシート(Nは自然数で、N≧2)およびN−1枚の両面プリント配線板が、ボンディングシートが外側に位置するように、交互に積層された構造の多層構造体とを有し、
前記多層構造体の外側に位置するボンディングシートには、それぞれ、予め定める位置に、ボンディングシートの一面側から他面側へ貫通する穴が形成され、その穴内に導電ペーストが充填されていて、当該導電ペーストによって前記第1の両面フレキシブルプリント配線板および前記第2の両面フレキシブルプリント配線板が、それぞれ、前記多層構造体に含まれる配線板と電気的に接続されており、さらに、
前記多層構造体が存在せず、前記第1の両面フレキシブルプリント配線板と前記第2の両面フレキシブルプリント配線板とが空間を隔てて対向する中空領域が設けられ、
前記中空領域においては、前記第1の両面フレキシブルプリント配線板および前記第2の両面フレキシブルプリント配線板には、共に、前記内面配線層が設けられていないことを特徴とする、多層フレキシブルプリント配線板。 - 前記多層構造体に含まれる両面プリント配線板は、両面フレキシブルプリント配線板、両面リジットプリント配線板、またはそれらを組み合わせた多層構造体を含むことを特徴とする、請求項3記載の多層フレキシブルプリント配線板。
- 前記中空領域における、前記第1の両面フレキシブルプリント配線板の長さと前記第2の両面フレキシブルプリント配線板の長さとが異なっていることを特徴とする、請求項3または4に記載の多層フレキシブルプリント配線板。
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