JP5006035B2 - フレックスリジッド配線板とその製造方法 - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル基板とリジッド基板とからなる配線板、特に、リジッド部におけるフレキシブル基板とリジッド基板との重合一体化部分の接続構造に特徴を有するフレックスリジッド配線板について提案するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、折りたたみ式の携帯電話等の携帯用電子機器には、フレキシブル基板とリジッド基板とを接続してなるフレックスリジッド配線板が使用されている。このような配線板は、図１２に示すように柔軟性のない硬質のリジッド部と、柔軟性のあるフレックス部とをフレキシブル基板を介して連結するとともに、リジッド部においては、積層されているフレキシプル基板表面およびリジッド基板表面のパターン層を、めっきスルーホール導体層を介して電気的に接続するものが一般的である（例えば、特開平５−９０７５６号公報参照）。
【０００３】
また、多層リジッド基板体の端部にフレキシブル基板の先端電極を被嵌する切欠部を設け、フレキシブル基板の先端部をリジッド基板体の両最外側で挟み、リジッド基板体の電極とフレキシブル基板の電極とを電気的に接続するフレキシブルリジッド基板が存在する（例えば、特開平７−１７００７６号公報参照）。
【０００４】
しかしながら、フレキシブル基板とリジッド基板とをめっきスルーホールを介して電気的接続するような従来技術においては、１ＧＨｚ以上の高周波領域になると、信号の伝播遅延が発生したり、高速信号の伝達が不安定になったりする。特に、５ＧＨｚ以上の高周波領域になると、その傾向が顕著に悪くなるという問題があった。
【０００５】
また、ヒートサイクル条件下での信頼性試験に際して、電気的接続性が低下するという傾向も見られた。つまり、フレキシブル基板とリジッド基板のめっきスルーホールを介して電気的接続を行う構造については、スルーホールの導体層がめっきにより形成されるため、導体層の厚みにバラツキが生じ接続端子によっては接続されていない、いわゆるオープンな端子が発生するという問題などがあった。
【０００６】
さらに、従来のフレックスリジッド基板は、最外側のリジッド基板上にフレキシブル基板を異方性の接着剤で固定する形態か、フレキシブル基板を両最外側のリジッド基板で挟持する形態であるため、フレックスリジッド基板の薄型化に一定の限界が生じているという問題もある。
【発明の開示】
【０００７】
本発明の目的は、フレキシブル基板とリジッド基板の導体層の電気的特性や信頼性に優れ、高周波領域での電気信号の遅延が小さく、かつ信号伝達の安定性の確保に有利な接続構造を有する、従来に比して薄型のフレックスリジッド配線板を提供することにある。
【０００８】
発明者らは、前記目的の実現に向けて鋭意研究した結果、リジッド基板とフレキシブル基板との電気的接続を、従来技術のようにめっきスルーホールを介して行なうのではなく、リジッド基板とフレキシブル基板との電気的接続を、接続用電極パッドを含む部分の導体層間に介在させた異方性導電接着剤層を介して行うことにより、ギガレベルでの電気信号の遅延を抑え、電気信号の安定性を確保することができること知見し、以下の内容を要旨とする発明を完成させた。
【００１２】
以下に述べる本発明によれば、フレキシブル基板とリジッド基板とが、少なくとも対向配置された接続用電極パッドを含む部分の導体層間に介在させた異方性導電接着剤層によって接合、一体化されるので、フレキシブル基板の接続用電極パッドとリジッド基板の接続用電極パッドとが電気的接続され、高周波領域における遅延を小さくすることができると共に、高速信号をすみやかに安定化させ、優れた電気接続性および接続安定性を得ることができる。
【００１３】
すなわち、フレキシブル基板とリジッド基板との電気的接続を、従来技術のようにめっきスルーホールを介して行うと、めっきスルーホール内で信号が拡散してしまうため、取出し信号に遅延が生じてしまうが、本発明のように、フレキシブル基板とリジッド基板との電気的接続を異方性導電接着剤層を介して行うと、信号拡散を防止することができるので、信号遅延を小さく抑制して、高速信号をすみやかに安定化することができるのである。
なお、本発明の上記構成において、単にフレキシブル基板およびリジッド基板というときは、単層、多層の両方を含む。
【００１６】
本発明は、
（１）硬質基材からなるリジッド基板と、可撓性基材からなるフレキシブル基板とを一体化してなるフレックスリジッド配線板であって、
端部に位置する複数の第１接続パッドと、それらの第１接続パッドにそれぞれ接続される複数の第１導体層とを有するフレキシブル基板と、
フレキシブル基板の下方に配設されたリジッド基板であって、フレキシブル基板の端部に対応して設けられた額縁パターンと、その額縁パターンに囲まれた複数の第２接続パッドと、それらの第２接続パッドの直下にそれぞれ配設された複数のビアコンタクトと、それらのビアコンタクトに接続された第２導体層とを有するリジッド基板と、
前記第１導体層と前記額縁パターンとの間に位置して設けられ、かつ第１導体層から額縁パターンを電気的に絶縁するカバーレイと、
前記第１接続パッドと前記第２接続パッドとを圧着接続するように形成された、弾性を持つ導電性粒子を絶縁性樹脂中に分散させた、半田よりも高融点の異方性の導電接着剤からなる接着剤層と、
を有することを特徴とするフレックスリジッド配線板である。
【００１７】
また、本発明は、
（２）硬質基材を積層してなるリジッド基板と、可撓性基材からなるフレキシブル基板とが一体化されてなるフレックスリジッド配線板であって、
前記リジッド基板は、端部に切欠部を有する第１層リジッド基板と、その第１層リジッド基板の下方に配設された第２層リジッド基板とからなり、
前記第２層リジッド基板は、前記第１層リジッド基板の前記切欠部から露出するように形成された額縁パターンと、その額縁パターンに囲まれた領域に形成された複数の第２接続パッドと、それらの第２接続パッドの直下にそれぞれ形成された複数のビアコンタクトと、それらのビアコンタクトにそれぞれ接続される第２導体層とを有するものであり、
前記フレキシブル基板は、第１層リジッド基板の前記切欠部に嵌合する先端部と、その先端部に設けた複数の第１接続パッドと、それらの第１接続パッドにそれぞれ接続される複数の第１導体層とを有するものであり、
前記第１導体層と額縁パターンとの間に位置して、前記第１導体層から額縁パターンを電気的に絶縁するカバーレイを設け、さらに、
前記第１接続パッドと第２接続パッドとが圧着接続されるように、弾性を持つ導電性粒子を絶縁性樹脂中に分散させた、半田よりも高融点の異方性の導電接着剤からなる接着剤層を設けたこと、
を特徴とするフレックスリジッド配線板である。
【００１８】
前記（１）および（２）に記載の発明において、フレキシブル基板およびリジッド基板にそれぞれ設けられる第１接続パッドおよび第２接続パッドの幅および隣接パッド間のクリアランスが実質的に同一に形成され、それによって、両パッドが互いに均一に接続される。
【００１９】
また、本発明において、第２層リジッド基板に設けた額縁パターンに囲まれた領域に、過剰な導電性接着剤の逃げ道としての複数の貫通口が形成され、それによって導電接着剤層内のボイド発生を低減することができる。
【００２０】
さらに、フレキシブル基板の第１接続パッドおよびリジッド基板の第２接続パッドのそれぞれの表面には、ニッケル／金のめっき層が形成され、それによって、導電性接着剤による局所的な電気的接続を確実に行うことができる。
【００２１】
さらに、本発明は、
（３）硬質基材を積層してなるリジッド基板と、可撓性基材からなるフレキシブル基板とが一体化されてなるフレックスリジッド配線板の製造方法であって、
複数の第１接続パッドおよびそれらの第１接続パッドにそれぞれ接続される複数の第１導体層を有するフレキシブル基板を用意する工程と、
端部に切欠部を有する第１層リジッド基板を用意すると共に、前記切欠部から露出するような額縁パターンと、その額縁パターンに囲まれた領域に形成された複数の第２接続パッドと、それらの第２接続パッドの直下にそれぞれ形成された複数のビアコンタクトと、それらのビアコンタクトに接続される第２導体層とを有する第２層リジッド基板を用意する工程と、
前記第１層リジッド基板と第２層リジッド基板とを積層してリジッド基板とする工程と、
前記フレキシブル基板の第１導体層と前記第２のリジッド基板の額縁パターンとの間にカバーレイを形成して、前記額縁パターンを第１導体層から電気的に絶縁する工程と、
前記フレキシブル基板の第１接続パッドと前記リジッド基板の第２接続パッドとの間に、弾性を持つ導電性粒子を絶縁性樹脂中に分散させた、半田よりも高融点の異方性の導電接着剤からなる接着剤層を形成する工程と、
前記フレキシブル基板の先端部を前記リジッド基板の切欠部に嵌合させ、前記異方性の導電接着剤を介して第１接続パッドと第２接続パッドとを圧着接続する工程と、
を含むことを特徴とするフレックスリジッド配線板の製造方法である。
【００２２】
前記（１）〜（３）に記載された発明によれば、信号伝達の安定性の確保に有利な接続構造を有する従来技術に比してより薄型のフレックスリジッド配線板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
図１（ａ）〜（ｇ）は、本発明の参考例１にかかるフレックスリジッド配線板を製造する工程の一部を示す図である。
図２（ａ）〜（ｅ）は、同じく、参考例１にかかるフレックスリジッド配線板を製造する工程の一部を示す図である。
図３は、同じく、参考例１にかかるフレックスリジッド配線板を製造する工程の一部を示す図である。
図４は、本発明の参考例１にかかるフレックスリジッド配線板を示す図である。
図５（ａ）は、接続用電極パッド間の信号遅延を示すパルス電圧波形図（１ＧＨｚ）であり、図５（ｂ）は、接続用電極パッド間の信号遅延を示すパルス電圧波形図（５ＧＨｚ）である。
図６は、本発明の実施例１にかかるフレックスリジッド配線板の分解斜視図である。
図７は、同じくフレックスリジッド配線板の一部破断斜視図である。
図８は、同じくフレックスリジッド配線板の第２接続パターンの平面図である。
図９は、同じくフレックスリジッド配線板を製造する工程の一部を示す図である。
図１０は、多層化リジッド基板とフレキシブル基板とを一体化してなるフレックスリジッド配線板の断面図である。
図１１は、異方性の導電接着剤による導電性パッド間の電気的接続を説明するためのフレックスリジッド配線板の概略的断面図である。
図１２は、従来技術にかかるフレックスリジッド配線板の断面構造を示す概略図である。
【００２４】
本発明のフレックスリジッド配線板は、フレキシブル基板の接続用電極パッドおよびリジッド基板の接続用電極パッドを含む、フレキシブル基板とリジッド基板との重合せ領域内に介在させた異方性導電接着剤層をプレスすることによって、この異方性導電接着剤層に局所的に導電性を付与させて、接続用電極パッド間の電気的接続を確保すると共に、他の部分では絶縁性接着剤として機能するようにしたことを特徴する。そして、このような構成にすることによって、高周波領域における信号遅延を小さく抑制すると共に、高速信号をすみやかに安定化させることができ、それに加えて電気接続性および接続安定性に優れたフレックスリジッド配線板を提供する。
【００２５】
本発明において、前記フレクスリジッド配線板は、一のフレキシブル基板に対して複数のリジッド基板を多層状に重ね合わせた形態としたものであることが望ましい。その理由は、リジッド基板の層数を必要に応じて増減させることで、例えばこの配線板を携帯電話などに組み込んだ場合に、実装部品やケーシングの形状に容易に適合させることができるようになるからである。
【００２６】
前記リジッド基板および前記フレキシブル基板の、それぞれの片面または両面に形成され、少なくともリジッド基板とフレキシブル基板との重合領域には、接続用電極パッドを形成することが望ましい。その理由は、フレキシブル基板に重ね合わされるリジッド基板の層数を容易に増やすことができ、さらに両者間の電気的、かつ物理的な接続を確実に行うことができ、しかも接続用電極パッドの形成精度を高めることができるからである。
【００２７】
本発明において、前記リジッド基板は、前記フレキシブル基板の複数箇所において接続され、各リジッド基板は、導体層および樹脂絶縁層からなる多層または単層に形成してもよく、このようにして個別に形成された各リジッド基板を、異方性導電接着剤層を介してフレキシブル基板の片面または両面に対して重合一体化することもできる。
【００２８】
前記フレキシブル基板は、バイアホールを設けたものが好ましい、そしてこのバイアホールのほぼ真上に位置して接続用電極パッドを設けることが好ましい。
バイアホール、接続用電極パッドおよび導電体を用いた上記層間接続構造において、リジッド基板の層間接続部の位置とフレキシブル基板の層間接続部の位置とを一致させ、これらの層間接続部どうしを重ね合わせて導通させたスタック構造部にすることが好ましい。その理由は、いわゆるスタック構造にすることで、配線長を短くすることができ、大電力が必要な電子部品の実装に適したものになるからである。
【００２９】
本発明におけるフレキシブル基板としては、適度な屈曲性を有するものであればよく、例えば、プラスチック基板、金属基板、フィルム基板などを使用することができ、具体的には、ガラスエポキシ基板、ガラスポリイミド基板、アルミニウム基板、鉄基板、ポリイミドフィルム基板、ポリエチレンフィルム基板などを使用することができる。
【００３０】
特に、ポリイミド系フィルムを基材としたものが好適に用いられ、両面または片面に導体回路を有するフレキシブル回路板が好ましい。
【００３１】
前記フレキシブル基板の厚さは、５〜１００μｍ程度とする。その理由は、５μｍ未満の厚さでは、電気的絶縁性が低下し、１００μｍを超えると、可撓性が低下するからであるからである。
【００３２】
前記フレキシブル基板に設ける導体回路は、基板の片面または両面に形成され、たとえば、絶縁フィルムの表面にめっき処理によって、あるいは金属箔が貼付された絶縁フィルムの金属箔をエッチング処理によって形成される。なお、接続用電極パッドは、導体回路の一部として形成されるのが望ましい。
【００３３】
前記フレキシブル基板に設ける導体回路の厚みは、３〜７５μｍ程度とする。その理由は、３μｍ未満の厚さでは、接続信頼性に欠けるからであり、一方、７５μｍを超えると、屈曲信頼性が低下するからである。
【００３４】
この接続用電極パッドは、バイアホールのランドとして形成することができ、このようなバイアホールを介して後述するようなフレキシブル基板の両面に接続される、異なるリジッド基板との電気的接続を図ることができる。
【００３５】
上記フレキシブル基板に形成される接続用電極パッドは、その形状、大きさ、および個数は、特に限定されないが、たとえば、直径が５０〜５００μｍの円形とし、２０〜５００μｍの離間距離で複数配設することが望ましい。その理由は、２０μｍでは接続信頼性に不安があり、５００μｍを超えると、高密度実装に不利となるからである。
【００３６】
上記フレキシブル基板の表層には、導体回路間の電気的絶縁のためにカバーレイを形成することが望ましく、主として、光硬化性樹脂や、熱硬化性樹脂等の絶縁性樹脂から形成され、例えば、ポリイミド系接着剤や、エポキシ系接着剤等から形成されることが好ましい。
【００３７】
前記カバーレイの厚みは、フレキシブル基板に形成された接続用電極パッドの厚みの１．４倍以下であることが好ましい。その理由は、カバーレイの厚みが、接続用電極パッドの厚みの１．４倍以下であると、異方性導電接着剤が接続用電極パッドに接続され易くなり、異方性導電接着剤中の導電性粒子が均一に集散しやすくなるためである。一方、カバーレイの厚みが、接続用電極パッドの厚みの１．４倍を超えると、異方性導電接着剤と接続用電極パッドとの間が電気的に未接続な状態になりやすい。つまり、異方性導電接着剤が接続用電極パッドに未接触となりやすく、また、異方性導電接着剤中の導電性粒子が不均一に集散してしまうことがある。
【００３８】
例えば、導体回路の厚みが１８μｍであり、その導体回路の一部として接続用電極パッドが形成される場合には、カバーレイの厚みは、２５μｍ以下であることが好ましく、例えば、２０μｍまたは１３μｍなどの厚さとすることがより好ましい。
【００３９】
このようなカバーレイには、前記接続用電極パッドに対応した位置において、その接続用電極パッドの直径と同等もしくは、それよりも大きな直径を有する開口が形成され、その開口には異方性導電接着剤が充填される。
このようにカバーレイに開口を設け、その開口内に異方性導電接着剤を充填すると、フレキシブル基板とリジッド基板とを重合一体化する際に、両者の位置合わせが容易となるだけでなく、対向配置された接続用電極パッド間の異方性導電接着剤層に圧力が集中し、その圧力集中した異方性導電接着剤層が局所的に導電性を有することとなるので、接続用電極パッド間の電気的接続を確実に行なうことができる。
【００４０】
また、基板表面にカバーレイを設けると、リジット基板を軸とし、フレキシブル基板を受けとして位置合わせを行ない、リジッド基板をフレキシブル基板に向ってプレスする場合に、リジッド基板へのプレス圧が大きすぎても、リジット基板よりも柔軟なフレキシブル基板およびカバーレイの存在によって過負荷を緩和することができる。一方、プレス圧が小さすぎる場合でも、異方性導電接着剤層がフレキシブル基板のカバーレイ内に充填しやすくなっているので、電気的接続を良好に保つことができる。
【００４１】
さらに、フレキシブル基板にのみカバーレイを設けて、リジット基板にはカバーレイを形成しないようにすることもできる。このような実施形態では、リジット基板の表面に接続用電極パッドが露出していると、この露出した接続用電極パッドにより、フレキシブル基板およびその上に形成されているカバーレイへのプレス圧が伝えやすくなる共に、接続用電極パッド間の異方性導電接着剤層中の導電性粒子が集合しやすくなるので、電気的接続をより確実に行なうことができる。
【００４２】
上記カバーレイに設ける開口の直径は、５０〜４５０μｍの範囲であることが望ましい。その理由は、開口径が５０μｍ未満では、異方性導電接着剤が充填しにくいからであり、４５０μｍを超えると、異方性導電接着剤に含まれる導電性粒子が凝集しにくくなるためである。開口径が、１００〜３００μｍである場合が異方性導電接着剤の充填には好適である。
【００４３】
上記開口径と接続用電極パッドとのクリアランスは、１０〜１００μｍの範囲であることが好ましい。その理由は、クリアランスが１０μｍ未満では、位置合わせが難しいためであり、１００μｍを超えると、隣接する開口同士で接触する場合があり、所望の開口形状を得ることができないためである。
【００４４】
また、隣接する２つの開口の離間距離（２つの開口の開口周縁を結ぶ線分の最小値）が２０〜５００μｍ程度の範囲であることが望ましい。その理由は、離間距離が２０μｍ未満だと、異方性導電接着剤を構成する樹脂が集合し過ぎるため、その部分における樹脂の熱膨張率に対する伸び率が異なってしまう。そのために、熱変化に伴う応力が集中しやすくなってクラックなどが発生するおそれがある。また、異方性導電接着剤を構成する樹脂を集合させたとしても、その隣り合う導体層へ粒子が流出したり、導電性粒子を所望とする密度に集合させることが難しくなったりするので、所望の電気的接続を確保することが難しくなるからである。一方、離間距離が５００μｍを超えると、異方性導電接着剤を構成する樹脂が、接合部分における金属粒子などが集中している部分と金属粒子などが分散している部分の比率において、分散している部分が多くなりすぎる。そのため、樹脂の熱膨張率に対する伸び率が異なってしまうので、熱変化に伴う応力が集中しやすくなって、クラックなどが発生する。また、基板の高密度化という要望を満たせないために、携帯用電子機器の小型化を阻害してしまうからである。
【００４５】
したがって、隣接する開口の離間距離が上記範囲内であれば、異方性導電接着剤によるフレックス基板とリジット基板との局所的な電気的接続を確保し、小型化という要請も満たすことができる。
【００４６】
本発明を構成するリジット基板は、「柔軟性のある」フレキシブル基板と反対に、「柔軟性のない」基板であり、その形態、層数、形成方法等には関係なく、硬質で容易に変形しないような基板である。
【００４７】
本発明のフレックスリジッド基板を構成するリジッド基板において、基板を構成する絶縁性樹脂基材としては、ガラス布エポキシ樹脂基材、ガラス布ビスマレイミドトリアジン樹脂基材、ガラス布ポリフェニレンエーテル樹脂基材、アラミド不織布−エポキシ樹脂基材、アラミド不織布−ポリイミド樹脂基材から選ばれる硬質基材が使用されることが好ましく、ガラス布エポキシ樹脂基材が最も好ましい。
【００４８】
上記絶縁性樹脂基材の厚さは、５０〜６００μｍ程度が望ましい。その理由は、５０μｍ未満の厚さでは、強度が低下して取扱が難しくなるとともに、電気的絶縁性に対する信頼性が低くなり、６００μｍを超える厚さでは微細なバイアホールの形成および導電性物質の充填が難しくなるとともに、基板そのものが厚くなるためである。
【００４９】
また、絶縁性樹脂基材の片面または両面に貼付される銅箔の厚さは、５〜７５μｍ程度が望ましい。その理由は、後述するようなレーザ加工を用いて、絶縁性樹脂基材にバイアホール形成用の開口を形成する際に、５μｍ未満では貫通してしまうからであり、逆に７５μｍを超えると、エッチングにより微細な線幅の導体回路パターンが形成し難いからである。
【００５０】
上記絶縁性樹脂基材および銅箔としては、特に、エポキシ樹脂をガラスクロスに含浸させてＢステージとしたプリプレグと、銅箔とを積層して加熱プレスすることにより得られる片面または両面銅張積層板を用いることができる。その理由は、銅箔が後述するようにエッチングされた後の取扱中に、配線パターンやバイアホールの位置がずれることがなく、位置精度に優れるからである。
上記絶縁性樹脂基材の片面または両面に形成される導体回路は、厚さが５〜７５μｍの銅箔を、半硬化状態を保持された樹脂接着剤層を介して加熱プレスした後、適切なエッチング処理をすることによって形成されるのが好ましい。このとき形成される導体回路の厚みは、５〜５０μｍの間で形成されることが望ましい。
【００５１】
上記絶縁性樹脂基材上に形成される導体回路は、基材表面に貼り付けられた銅箔上に、エッチング保護フィルムを貼付けて、所定の回路パターンのマスクで披覆した後、エッチング処理を行って、電極パッド（ビアランド）を含んだ導体回路を形成することが望ましい。
この処理工程においては、先ず、銅箔の表面に感光性ドライフィルムレジストを貼付した後、所定の回路パターンに沿って露光、現像処理してエッチングレジストを形成し、エッチングレジスト非形成部分の金属層をエッチングして、電極パッドを含んだ導体回路パターンを形成する。
エッチング液としては、硫酸一過酸化水素、過硫酸塩、塩化第二銅、塩化第二鉄の水溶液から選ばれる少なくとも１種の水溶液が望ましい。
【００５２】
上記絶縁性樹脂基材に設けるバイアホール開口は、レーザ照射によって行なうことが望ましい。特に、絶縁性樹脂基材の表面に透明な保護フィルム、たとえばＰＥＴフィルムを貼付し、そのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの上方から炭酸ガスレーザ照射を行ない、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを貫通して、絶縁性樹脂基材の表面から銅箔に達する開口を形成することが好ましい。
このようなパイアホール口径は、５０〜２５０μｍ程度であることが望ましい。その理由は、５０μｍ未満では、デスミアや銅めっきが困難であり、一方、２５０μｍを超えると、レーザ加工性が低下するからである。
【００５３】
また、レーザ照射によって形成された関口の側面および底面に残留する樹脂残樺を除去するために、デスミア処理を行うことが望ましい。
このデスミア処理は、酸素プラズマ放電処理、コロナ放電処理、紫外線レーザ処理またはエキシマレーザ処理等によって行われることが望ましい。
上記レーザ照射により形成された開口に充填される導電性物質として、導電性ペーストや電解めっき処理によって形成される金属めっきが好ましい。
【００５４】
充填工程をシンプルにして、製造コストを低減させ、歩留まりを向上させるためには、導電性ペーストの充填が好ましく、接続信頼性の点では電解めっき処理によって形成される金属めっき、たとえば、銅、すず、銀、各種はんだ、鋼／すず、銅／銀等の金属めっきが好ましく、とくに、電解銅めっきが最適である。
【００５５】
上記導電性物質は、絶縁性基材を貫通し導体回路に達する開口内に充填されるだけでなく、開口の外側に所定の高さまで突出形成することもでき、その突出高さは５〜３０μｍの範囲が望ましい。その理由は、５μｍ未満では、接続不良を招きやすく、３０μｍを越えると抵抗値が高くなると共に、加熱プレス工程において熱変形した際に、絶縁性基板の表面に沿って拡がりすぎるので、ファインパターンが形成できなくなるからである。
【００５６】
本発明においては、リジッド基板の最外層表面に接続用電極パッドが形成され、フレキシブル基板に形成した接続用電極パッドと同様に、その形状、大きさ、および個数は、特に限定されないが、たとえば、直径が１５０〜４５０μｍの円形とし、２０〜５００μｍの離間距離で複数配設することが好ましい。その理由は、離間距離が２０μｍ未満では、接続信頼性に不安があり、５００μｍを超えると、高密度実装に不利となるからである。また、異方性導電接着剤が信頼性試験の影響を受けて、接続信頼性が低下することがあるからである。
前記フレキシブル基板の表層にカバーレイを形成する代わりに、リジッド基板の最外層表面に、導体回路間の電気的絶縁のためにカバーレイまたはソルダーレジスト層を形成することができる。
そのカバーレイは、フレキシブル基板に形成したものと同様に、主として、感光性のソルダーレジスト等の絶縁性樹脂から形成され、その厚みは、リジッド基板に形成された接続用電極パッドの厚みの１．４倍以下であることが好ましい。
【００５７】
例えば、リジッド基板に形成した導体回路の厚みが１８μｍであり、その導体回路の一部として接続用電極パッドが形成される場合には、カバーレイの厚みは、２５μｍ以下であることが好ましく、例えば、２０μｍまたは１３μｍなどの厚さとすることがより好ましい。
【００５８】
このようなカバーレイには、前記接続用電極パッドに対応した位置において、その接続用電極パッドの直径と同等、もしくはそれよりも大きな直径を有する開口が形成されていることが好ましい。
上記カバーレイに設ける開口の直径は、５０〜３００μｍ（フレキシブルでは、５０〜４５０μｍ）の範囲であることが望ましい。その理由は、開口径が５０μｍ未満では、異方性導電接着剤の充填性が低下するからであり、３００μｍを超えると、異方性導電接着剤に含まれる導電性粒子が凝集しにくくなるためである。
【００５９】
上記開口径と接続用電極パッドとのクリアランスは、１０〜１００μｍの範囲であることが好ましい。その理由は、クリアランスが１０μｍ未満では、位置合わせが難しいためであり、１００μｍを超えると、隣接する開口同士で接触する場合があり、所望の開口形状を得ることができないためである。
【００６０】
また、隣接する２つの開口の離間距離（２つの開口の開口周縁を結ぶ線分の最小値）が２０〜５００μｍ程度の範囲であることが望ましい。その理由は、２０μｍ未満では、クラックなどが発生するおそれがあると共に、所望の電気的接続を確保することが難しくなるからである。一方、５００μｍを超えても、クラックなどが発生するおそれがあると共に、基板の高密度化という要望を満たせないために、携帯用電子機器の小型化を阻害してしまうからである。また、信頼性試験の影響を受けて、接続信頼性が低下することがあるからである。
【００６１】
本発明において、予め層間接続されたリジッド基板と、予め層間接続されたフレキシブル基板との電気的接続は、以下の（１）〜（４）のような種々の形態を採用することができ、これらの接続形態を任意に組合せることによって、基板材料を有効に使用することができると共に、自由な配線接続構造とすることができる。
【００６２】
（１）リジッド基板の片面にフレキシブル基板を接続する場合、すなわち、リジッド基板の片方の最外層の表面に層間接続部としての接続用電極パッドを形成し、フレキシブル基板の片方の表面にも層間接綾部としての接続用電極パッドを形成し、それらの電極パッド同士を異方性導電接着剤を介して電気的に接続させる。
（２）次に、リジッド基板の両面に、異なるフレキシブル基板をそれぞれ接続する場合、すなわち、リジッド基板の両方の最外層の表面に層間接続部としての接続用電極パッドをそれぞれ形成すると共に、層間接続部としての接続用電極パッドを形成したフレキシブル基板をリジッド基板の両方の最外層に形成した接続用電極パッドに対面配置させ、それらの対面配置された接続用電極パッド間を異方性導電接着剤を介して電気的に接続させる。
（３）フレキンプル基板の両面に、異なるリジッド基板をそれぞれ接続する場合、すなわち、フレキシブル基板の両面に層間接続部としての接続用電極パッドを形成すると共に、それらの電極パッドに対して、片方の最外層の表面に層間接綾部としての接続用電極パッドが形成されたリジッド基板の該電極パッドをそれぞれ対面配置させ、対面配置された接続用電極パッド同士を異方性導電接着剤を介して電気的に接続させる。
（４）フレキシブル基板の複数箇所において、異なるリジッド基板が電気的接続される形態であり、これらのリジッド基板は、各リジッド基板を構成する導体層および樹脂絶縁層の層数が任意であるように予め形成され、それらの個別に形成されたリジッド基板とフレキシブル基板の対向配置された接続用電極パッドが、異方性導電接着剤を介して電気的に接続させる。
【００６３】
前記（１）〜（４）の種々の接続形態の中で、特に、（４）に記載されたような、フレックス基板の複数箇所において、リジッド基板が接続される一形態について、説明する。
【００６４】
たとえば、フレキシブル基板の一方の端部において、その両面に対して予め層間接続されたリジッド基板が接合され（一方の「リジッド部」という）、フレキシブル基板の片方の端部においても、その両面に対して、予め層間接続された他のリジッド基板が接合されている（他方の「リジッド部」という）形態が代表的である。
【００６５】
このような接続形態では、フレキシブル基板の両端部間の部分は、リジッド基板との接触がない部分（「フレックス部」という）であり、このフレックス部には、一方のリジッド部と他方のリジッド部とを電気的接続する導体回路が設けられており、このような導体回路は通常、カバーレイと呼ばれる絶縁層によって被覆されている。
【００６６】
各リジッド部を構成するフレキシブル基板の片面の所定領域、たとえば、細長い矩形状の基板の短辺に沿った表面領域には、導体回路の一部として複数の接続用電極パッドが予め形成されるとともに、フレキシブル基板上には接続用電極パッドが外側に露出するような開口を有する絶縁層が形成され、その絶縁層上には、異方性導電接着剤層が形成されている。一方、導体回路や絶縁層が予め積層形成され、かつ層間接続されたリジッド基板の外側表面の所定領域にも、フレキシブル基板に設けた接続用電極パッドに対応した複数の接続用電極パッドが予め形成されている。
【００６７】
上記フレキシブル基板に形成した接続用電極パッドと、前記リジッド基板に形成した接続用電極パッドとを対向配置した状態で、両者を積層し、加熱プレスすることによって、リジッド部における複数の接続用電極パッド対は、フレキシブル基板上の異方性導電接着剤層を介して電気的に接続されると共に、接続用電極パッド以外の表面領域においては、異方性導電接着剤層によって接着されるように一体化される。
【００６８】
前記接続用電極パッドは、リジッド基板の最外層を構成する回路基板の一つあるいは二つに対して、めっき処理またはエッチング処理によって導体回路を形成する際に、その導体回路の一部として形成されることができるが、最外層を構成する回路基板の絶縁樹脂層上に単独で形成されてもよいし、その絶縁樹脂層を貫通して下層の導体回路との電気的接続を行なうバイアホールランドとして形成することもできる。
【００６９】
本発明において、前記リジッド基板に形成される接続用電極パッドの形成領域は、必ずしもリジッド基板の最外層の絶縁樹脂層表面の全域である必要はなく、十分な接続強度が得られるような任意の位置であればよい。
たとえば、矩形状の基板の短辺あるいは長辺に沿った周縁の表面領域や、基板の周縁から中央に向う表面領域であってもよい。
【００７０】
このような接続用電極パッドの形成領域を任意の位置とすることができるので、電子機器筐体のデザインや、その筐体内に収容される他のリジッド基板や電子部品等のレイアウトに応じて、所望の方向に配線の引き出しが可能となり、極めて有利な配線接続構造を得ることができる。
【００７１】
本発明において、リジッド基板とフレキシブル基板とを相互に接着・固定し、かつリジッド基板とフレキシブル基板に形成した接続用電極パッドを電気的に接続する「異方性導電接着剤」とは、絶縁性の樹脂中に導電性粒子が分散されて、加圧により導通が発生するような樹脂接着剤のことである。
このような異方性導電接着剤としては、たとえば、熱硬化性のエポキシ樹脂中に、６μｍφのニッケル粒子の表面に金めっきしてなる粒子を導電性粒子として分散させたものが用いられる。
前記樹脂としては、熱硬化性のエポキシ樹脂等が用いられる。
【００７２】
また、上記導電性粒子としては、金めっきされたニッケル粒子以外に、樹脂粒子に金めっきしたもの、ニッケル粒子、銀粒子等に導電性樹脂をコートした粒子等の種々の形態が用いられる。
上記導電性粒子の平均粒子径としては、３〜１５μｍの範囲のものを用いることが望ましい。その理由は、平均粒子径が５μｍ未満では、樹脂中への均一な分散が困難であり、一方、１５μｍを超えると、耐マイグレーション性が低下するからである。
【００７３】
このような樹脂中に導電性粒子が分散されてなる異方性導電接着剤層の厚さは、１５〜５５μｍ程度が望ましい。その理由は、１５μｍ未満の厚さでは、導体パターンの埋め込みが十分にできないからであり、一方、５５μｍを超える厚さでは、樹脂フローが大きくなり接着エリアが広がってしまうからである。
なお、本発明におけるリジッド基板およびフレキシブル基板に設ける各接続用電極パッドの表面には、常法に従って、ニッケル−金めっき層を形成することができ、それによって異方性導電接着剤中の導電性粒子と各接続パッドとの電気的接続を確実に行うことができる。
【００７４】
以下、本発明にかかるフレックスリジッド配線板を、実施例に基づいて詳細に説明する。
【００７５】
（参考例１）
（Ａ）フレキシブル基板の製造工程
（１）本発明にかかるフレックスリジッド配線板を製造するに当たって、それを構成するフレキシブル基板１００Ａを作製する出発材料として、厚さ２５μｍのポリイミド系樹脂からなる絶縁性フィルム１１の両面に、厚さが３０μｍの銅箔１２がラミネートされた積層フィルム（新日鉄化学製：エスパネックスＳＢ）を用いた（図１（ａ）参照）。
（２）積層フィルムの銅箔上にレジスト層を形成し、感光、現像処理により、直径３００μｍの円形の開口を形成し、塩化第二銅水溶液を用いたエッチング処理によって銅箔を開口した。その開口に対して炭酸ガスレーザ等のレーザ照射を行って、樹脂層を貫通して裏面の銅箔に達するような開口１４を形成した（図１（ｂ）参照）。
（３）上記（２）で形成した開口１４内に、電解銅めっき処理によって完全に銅めっきを充填してバイアホール１６を形成した後、レジスト層を剥離した（図１（ｃ）参照）。
（４）前記絶縁性フィルム１１の両面にラミネートされた銅箔１２上にレジスト層を形成し、露光、現像処理を経て、塩化第二銅水溶液を用いたエッチング処理によって、厚さ３０μｍの配線パターン１８および直径２５０μｍ、厚さ３０μｍの接続用電極パッド２０を形成した（図１（ｄ）参照）。
（５）上記接続用電極パッド２０を形成した領域を含んだ配線パターン１８上に感光性エポキシ樹脂（日立化成製：ＦＲ−５５３８ＥＡ）を塗布して、８０℃で３時間乾燥させた後（図１（ｅ）参照）、紫外線によって露光し、ジメチレングリコールジエチルエーテルを用いて現像処理することによって、各接続用電極パッド２０が露出するような、直径３００μｍの開口２２を有し、配線パターン１８とほぼ同じ３０μｍの厚さのカバーレイ２４を形成した。（図１（ｆ）参照）。
なお、上記開口２２は、フレキシブル基板の短手方向に沿った１６箇所において形成され、隣り合う開口２２が離間する距離を１００μｍとした。
（６）上記（５）にて形成したカバーレイ２４を設けた領域およびカバーレイ２４を設けない領域を覆って、リジット基板と重ね合う領域と同じ程度の大きさの異方性導電フィルム（ＳＯＮＹケミカル社製 ＣＰ９４７２ＫＳ）を貼り付けて、異方性導電接着剤層２６を形成して、フレキシブル基板１００Ａとした（図１（ｇ）参照）。
【００７６】
この異方性導電接着剤層２６は、異方性導電フィルムを圧着させることにより形成してもよいが、異方性導電接着剤層２６が位置ズレしない程度に、異方性導電フィルムを仮圧着させることにより形成してもよい。
また、異方性導電樹脂を塗布することにより、異方性導電接着剤層２６を形成しても良い。このとき、形成した異方性導電接着剤層２６を完全に硬化してもよいし、半硬化状態であるＢステージとしてもよい。
【００７７】
（Ｂ）リジッド基板の製造工程
（１）ガラスエポキシ樹脂からなる硬質基板３０の両面に、１２μｍの銅箔３２がラミネートされた厚さ０．１１ｍｍの両面銅張積層板（松下電工製：Ｒ−１７６６、図２（ａ）参照）の片面に塩化第二銅水溶液を用いて、レーザ照射用開口を形成し、さらに炭酸ガスレーザを用いて直径２５０μｍの銅めっき充填用開口３４を設けた（図２（ｂ）参照）。
（２）さらに、開口３４の内壁にＰｄ触媒を付与し、以下のようなめっき溶液組成およびめっき条件のもとで無電解銅めっき処理を施した後、さらに電解銅めっき処理を施すことによって、開口３４の内部を銅めっきで充填して、バイアホール３６を形成した（図２（ｃ）参照）。
（無電解銅めっき溶液）
硫酸銅 １０ｇ／リトッル
ＨＣＨＯ ８ｇ／リットル
ＮａＯＨ ５ｇ／リットル
ロッシェル塩 ４５ｇ／リットル
温度 ３０℃
（電解銅めっき溶液）
硫酸 １８０ｇ／リットル
硫酸銅 ８０ｇ／リットル
添加剤（商品名：カパラシドＧＬ、アトテックジャパン製）
１ｍｌ／リットル
（めっき条件）
電流密度 ２Ａ／ｄｍ^２
時間 ３０分
温度 ２５℃
（３）前記銅めっきが充填された基板の両面を塩化第二銅水溶液を用いてエッチングして、表面および裏面にそれぞれ配線パターン３８を形成すると共に、配線パターン３８の一部を接続用電極パッド４０に形成した（図２（ｄ））参照）。
このときリジット基板において、フレキシブル基板が接合される面には、カバーレイ層を形成しない、即ち、配線パターンを含んだ導体部分が露出された状態とした。さらに、基板をルータで加工して、リジッド基板２００Ａとした（図２（ｅ））参照）。
【００７８】
（Ｃ）積層工程
前記（Ａ）で製造したフレキシブル基板１００Ａの両面に対して、前記（Ｂ）で製造したリジッド基板２００Ａを対向配置させ（図３参照）、１８０℃、４０ｋｇ／ｃｍ^２で加熱プレスして、異方性導電接着剤層２６中の導電性粒子を、フレキシブル基板１００Ａの接続用電極パッド２０とリジッド基板２００Ａの接続用電極パッド４０とが対向している領域に集合させた。
このとき、フレキシブル基板１００Ａの、接続用電極パッド２６近傍では導電性粒子が局所的に集合されているが、カバーレイ２４や他の配線パターン１８の表層では、導電性粒子が分散されていた。
これにより、フレキシブル基板１００Ａとリジッド基板２００Ａとが、それぞれに設けた接続用電極パッド２６と接続用電極パッド４０との間に介在させた異方性導電接着剤層２６を介して電気的に接続されると共に、その他の部分では物理的に接着されてなるフレックスリジッド配線板３００Ａを得た（図４参照）。
【００７９】
（参考例２）
フレキシブル基板１００Ａに設けたカバーレイ２４を、厚みが２５μｍとなるように形成した以外は、参考例１と同様にしてフレックスリジッド配線板を製造した。
【００８０】
（参考例３）
フレキシブル基板１００Ａに設けたカバーレイ２４を、厚みが４０μｍとなるように形成した以外は、参考例１と同様にしてフレックスリジッド配線板を製造した。
【００８１】
（参考例４）
フレキシブル基板１００Ａに設けたカバーレイ２４を、厚みが５０μｍとなるように形成した以外は、参考例１と同様にしてフレックスリジッド配線板を製造した。
【００８２】
（参考例５）
フレキシブル基板１００Ａ上にはカバーレイ層を形成せず、リジッド基板２００Ａの接続用電極パッドを除いた配線パターンを保護するカバーレイを、厚み３０μｍで形成した以外は、参考例１と同様にしてフレックスリジッド配線板を製造した。
【００８３】
（参考例６）
リジッド基板２００Ａの接続用電極パッドを除いた配線パターンを保護するカバーレイの厚みを、２５μｍとした以外は、参考例５と同様にしてフレックスリジッド配線板を製造した。
【００８４】
（参考例７）
リジッド基板２００Ａの接続用電極パッドを除いた配線パターンを保護するカバーレイの厚みを、４０μｍとした以外は、参考例５と同様にしてフレックスリジッド配線板を製造した。
【００８５】
（参考例８）
フレキシブル基板１００Ａ上にはカバーレイを形成せず、フレキシブル基板１００Ａに設けた接続用電極パッドに対応して形成した開口の離間距離を２０μｍとした以外は、参考例１と同様にしてフレックスリジッド配線板を製造した。
【００８６】
（参考例９）
フレキシブル基板１００Ａに設けた接続用電極パッドに対応して形成した開口の離間距離を３００μｍとした以外は、参考例１と同様にしてフレックスリジッド配線板を製造した。
【００８７】
（参考例１０）
フレキシブル基板１００Ａに設けた接続用電極パッドに対応して形成した開口の離間距離を４００μｍとした以外は、参考例１と同様にしてフレックスリジッド配線板を製造した。
【００８８】
（参考例１１）
フレキシブル基板１００Ａに設けた接続用電極パッドに対応して形成した開口の離間距離を５００μｍとした以外は、参考例１と同様にしてフレックスリジッド配線板を製造した。
【００８９】
（参考例１２）
フレキシブル基板１００Ａに設けた接続用電極パッドに対応して形成した開口の離間距離を１０μｍとした以外は、参考例１と同様にしてフレックスリジッド配線板を製造した。
【００９０】
（参考例１３）
フレキシブル基板１００Ａに設けた接続用電極パッドに対応して形成した開口の離間距離５５０μｍとした以外は、参考例１と同様にしてフレックスリジッド配線板を製造した。
【００９１】
（比較例１）
リジッド基板とフレキシブル基板とを接合するとともに、その接合部においては、積層するフレキシブル基板およびリジッド基板の表面の配線パターン層を、めっきスルーホールの導体層を介して電気的に接続するような、従来技術にかかるフレックスリジッド基板を、特開平５−９０７５６号公報に準じた方法で、以下の（１）〜（３）にしたがって製造した。
【００９２】
（１）図１２に示すように、フレキシブル基板上に、サブトラクティブ法によって内層回路６１０および導体回路６１２を形成し、次いで、その導体回路上に、打ち抜き加工したカバーレイフィルムを位置合わせして仮接着し、その後、多段プレスにて加熱プレスすることにより、内層回路基板およびフレキシブル部となるフレキシブル基板６００を作製した。
（２）ガラスエポキシ両面銅張基板の一方の面に、サブトラクティブ法によって別の内層回路６１４を形成し、次いで、外型加工することにより、多層リジッド部の１つの導体層を形成するリジッド基板６２０を作製した。
（３）前記（１）、（２）で作製したフレキシブル基板６００と複数のリジッド基板６２０とをプリプレグ６２２を介して積層固定し、加熱プレスにて一体化した。
【００９３】
次に、得られた基板に穴あけをした後、無電解めっきを施すことにより、内層回路６１０と外層回路６１４とをめっきスルーホール６２４を介して電気的に接続し、さらに、リジッド部の他面の導体回路６２６を形成することによって、フレックスリジッド配線板６５０とした。
【００９４】
以上説明したような参考例１〜１３および比較例１にしたがって製造されたフレックスリジッド配線板について、電気的特性および電気接続性を評価するための各試験を、以下のように実施した。
（１）波形測定試験
参考例１および比較例１について、任意波形ジェネレータ（テクトロニクス社製ＡＷＧ７１０）とデジタルサンプリングオシロスコープ（テクトロニクス社製１１８０１Ｂ）とを組合せて用いることで、接続用電極パッド間のパルス電圧波形の変化を測定した。その測定結果を図５に示す。
（２）絶縁試験１
参考例１〜８および比較例１について、フレキシブル基板とリジッド基板との接続部分での絶縁抵抗（初期絶縁抵抗）を測定した後、−６５℃で３分放置、ついで１２５℃で３分放置する試験を１サイクルとした冷熱サイクルを１０００サイクル実施し、その試験後のフレキシブル基板とリジッド基板との接続部分での絶縁抵抗を測定した。その結果を表１に示す。
【００９５】
【表１】

【００９６】
（３）絶縁試験２
参考例１、８〜１３について、フレキシブル基板とリジッド基板との接続部分での絶縁抵抗（初期絶縁抵抗）を測定した後、信頼性試験（ＨＨＴＢ：８５℃、８５％、５０Ｖ印加）を行なった後に、フレキシブル基板とリジッド基板との接続部分での絶縁抵抗を測定した。その結果を表２に示す。
【００９７】
【表２】

【００９８】
以上のような試験結果から、本発明のように異方性導電接着剤を介してフレキシブル基板とリジッド基板とを接続する場合には、めっきスルーホールを介して接続される場合に比べて、高周波帯域におけるノイズ成分が少なくなることがわかった。
【００９９】
この理由は、次のように説明される。つまり、高周波数帯域ほど、表皮効果によって、表面ほど電流密度が高くなる。そのため、スルーホールやバイアホールの場合は、導体の表側面、裏側面の両方の表面に電流が流れるようになるが、異方性導電接着剤層の場合はその表面のみしか電流が流れなくなる。
したがって、電流量が低下して電流量に依存する磁界強度も低下し、磁界強度に依存するインダクタンスも低下させることができると推定される。
【０１００】
また、信号波形の反射波による干渉の影響を図５に示す。この図から、本発明のように、異方性導電接着剤を介してフレキシブル基板とリジッド基板とを接続する（実施例１）方が、めっきスルーホールを用いる場合（比較例１）よりも、反射波の干渉による波形のゆがみが少なく、信号遅延も少ないことがわかる。
【０１０１】
また、表１および表２からわかるように、本発明にかかるフレックスリジッド配線板は、リジッド基板とフレキシブル基板との接合個所において、初期絶縁抵抗値が１０×１０１３（Ω）程度であり、信頼性試験後の絶縁抵抗値も１０×１０９（Ω）程度であるから、確実な導通を得ることができ、優れた電気接続性を得ることができる。
【０１０２】
【実施例１】
図６は、本発明の実施例１に係るフレックスリジッド配線板の分解斜視図である。
このフレックスリジッド配線板４７は、例えば、硬質基材からなるリジッド基板としての第２層リジッド基板５８と、可撓性基材からなるフレキシブル基板４６とが接合・一体化されてなる。
前記フレキシブル基板４６は、端部に位置する複数の第１接続パッド５１と、それらの第１接続パッド５１にそれぞれ接続された複数の第１導体層５０を有する。
【０１０３】
また、リジッド基板としての第２層リジッド基板５８は、フレキシブル基板４６の下方に配設され、端部に設けられた額縁パターン５３と、その額縁パターン５３に囲まれた領域に形成された複数の第２接続パッド５４と、それらの第２接続パッド５４の直下にそれぞれ形成された複数のビアコンタクト５５と、それらのビアコンタクト５５にそれぞれ接続された第２導体層５７とを有する。
前記フレキシブル基板４６に設けた第１導体層５０と、第２層リジッド基板５８に設けた額縁パターン５３との間に位置して、第１導体層５０から額縁パターン５３を電気的に絶縁するカバーレイ５９が配設されると共に、第１接続パッド５１と第２接続パッド５４とを圧着、接続する異方性の導電接着剤層６０が配設されている。
【０１０４】
ここで、カバーレイ５９は、フレキシブル基板４６の下面に貼付けまたは塗布することができる。また、カバーレイ５９は、先端部５２の第１接続パッド５１を露出させるようにフレキシブル基板４６の下面に設けた第１導体層５０の表面に貼付けまたは塗布してもよい。
前記カバーレイ５９は、ポリイミド樹脂を主成分とする接着剤を使用し、第１導体層５０から額縁パターン５３を電気的に絶縁する手段であれば、第１導体層５０を先端部５２の境界まで覆う形状パターンを採用することができる。
なお、カバーレイ５９は、先端部５２に延在させて額縁パターン５３と重畳するようなパターンに形成することもできる。
【０１０５】
前記フレキシブル基板４６は、ポリイミド樹脂を主成分とするフィルム状基板を用いることができる。ただし、本発明は、フレキシブル基板４６の素材をポリイミド樹脂に限定するものではなく、例えば、厚さが約５０μｍのガラスエポキシ基材に両面銅箔層を施した基板を用いてもよい。
【０１０６】
また、本発明に係るフレックスリジッド配線板４７は、複数の硬質基材を積層してなるリジッド基板４５と、可撓性基材からなるフレキシブル基板４６とを一体化した構成とすることもできる。
【０１０７】
即ち、本発明におけるリジッド基板４５は、例えば、端部に切欠部４８を有する第１層リジッド基板４９と、第１層リジッド基板４９の下方に配設された第２層リジッド基板５８とを積層することによって形成される。
前記第２層リジッド基板５８は、第１層リジッド基板４９に設けた切欠部４８から露出するような額縁パターン５３と、その額縁パターン５３に囲まれた領域に形成された複数の第２接続パッド５４と、それらの第２接続パッド５４の直下にそれぞれ設ける複数のビアコンタクト５５と、それらのビアコンタクト５５に接続される第２導体層５７とを有して構成される。
【０１０８】
一方、前記フレキシブル基板４６は、第１層リジッド基板４９に設けた切欠部４８に嵌合する先端部５２と、その先端部５２に設けた複数の第１接続パッド５１と、それらの第１接続パッド５１にそれぞれ接続される複数の第１導体層５０とを有して構成される。
【０１０９】
さらに、前記フレキシブル基板４６に設けた第１導体層５０と、第２層リジッド基板５８に設けた額縁パターン５３との間に位置して、第１導体層５０から額縁パターン５３を電気的に絶縁するカバーレイ５９が配設されると共に、第１接続パッド５１と第２接続パッド５４とを圧着、接続する異方性の導電接着剤層６０が配設される。
【０１１０】
なお、本発明におけるリジッド基板４５は、ガラス布エポキシ樹脂基材、ガラス布ビスマレイミドトリアジン材等の硬質基材からなる絶縁性樹脂基板に、金属の導体層をパターニングした第１層リジッド基板４９と第２層リジッド基板５８とを接着剤により積層して製造することができる。
【０１１１】
また、本発明におけるフレキシブル基板４６は、屈曲性を有するプラスチック基板や、フィルム基板等の可撓性基材の表面に、複数の第１導体層５０が平行にパターニングされると共に、先端部５２においては、第１導体層５０に接続される第１接続パッド５１をそれぞれ形成している。
【０１１２】
前記第１層リジッド基板４９は、金型打抜き若しくはダイシングソウ切断によって端部に切欠部４８が形成されている。また、第１層リジッド基板４９の表面に設けた導体層（不図示）は、ビアコンタクト（不図示）を介して、裏面に接触する第２層リジッド基板５８に形成された第２導体層５７に電気的な接続がされる。
【０１１３】
前記第２層リジッド基板５８の表面には、複数の第２導体層５７と、複数の第２接続パッド５４と、前記第２導体層５７を囲む枠状の額縁パターン５３とがパターニングされている。
【０１１４】
前記額縁パターン５３は、第１層リジッド基板４９に設けた切欠部４８から露出するように配置され、その額縁パターン５３上には絶縁性のカバーレイ５９が接触するように配置されている。第２接続パッド５４は、その直下に形成されたビアコンタクト５５および裏面に形成された不図示の導体層を介して第２導体層５７に電気的な接続がされているので、額縁パターン５３から独立して電気的に絶縁されている。
【０１１５】
前記ビアコンタクト５５は、レーザ照射によって形成された、例えば口径６０μｍの非貫通穴に金属めっきを充填することによって形成され、これらの非貫通穴から突出する金属めっき層の頂部を平坦化処理することによって、第１接続パッド５１と第２接続パッド５４の頂部とを均一に接続させることができる。
【０１１６】
前記第２接続パッド５４は、隣接する額縁パターン５３の辺部から約１０〜１２５μｍのクリアランスを設けることが好ましい。また、第２接続パッド５４相互のクリアランスも約１０〜１２５μｍの範囲で略均等幅に設定することができる。
これらの第２接続パッド５４と、それに対向する第１接続パッド５１は、互いに均一に接続されるように、両パッドの幅、パッド間のクリアランスを略同一に形成することが好ましい。より好適な実施の形態としては、両接続パッドの幅を約１２５μｍ、各接続パッドのクリアランスを約１２５μｍ、接続パッドの長さを約２ｍｍに設定することが好ましい。
【０１１７】
前記異方性の導電接着剤６０は、第２接続パッド５４および額縁パターン５３の表面に仮固定されることが好ましい。この導電接着剤６０は、後工程で電子部品実装リフローを実施するため、電子部品搭載時に用いる半田よりも高融点（例えば、Ｔｇ：１７１℃）であり、フレキシブル基板４６および第２層リジッド基板５８よりも低吸水性（例えば、０．７％）であると共に、低熱膨張性（例えば、４８ｐｐｍ）であるような材料を選択することが好ましい。
【０１１８】
前記導電接着剤６０は、例えば、異方性導電接着フィルム（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ Ａｄｈｅｓｉｏｎ）「ＡＦＣ」と称され、日立化成工業から商品名「アニソルムＡＣ−２１３」で供給されているものを使用することができる。ただし、本発明は例示した導電接着剤６０に限定されるものではなく、他の同等の材料も使用できる。
【０１１９】
前記額縁パターン５３は、フレキシブル基板４６と第２層リジッド基板５８とを圧接した際に、圧縮された導電接着剤６０の流れを均一にすると共に、切欠部４８から外側への導電接着剤の流出（膨出）を阻止して、導電性粒子による第１接続パッド４６と第２接続パッド５４との電気的接続を確実にする上で有効である。
【０１２０】
本発明におけるフレキシブル基板４６は、図７において一部切欠き斜視図で示されるように、その先端部５２の境界まで裏面に配置された支持部材６１によって支持され、リジッド基板４５の端部に形成された切欠部４８に先端部５２が嵌合されている。
前記フレキシブル基板４６は、屈曲性を有するため、組立工程では支持部材６１により補強されることが好ましく、それによって、フレキシブル基板４６の組立が容易となり、最終製品に組み込まれた状態では支持部材６１により先端部５２に加わる応力の低減に有効である。
フレキシブル基板４６は、図示するようにフレキシブル基板４６の下面に支持部材６１を貼付して切欠部４８へ嵌合させてもよく、図示する配置とは逆に、フレキシブル基板４６の上面に支持部材６１を貼付して切欠部４８へ嵌合させてもよい。
例えば、フレキシブル基板４６は、表裏の導体層をパターニングし、表裏の導体層間をフィルドビアで層間接続する場合でも、支持部材６１をフレキシブル基板４６の上面または下面の何れか一方に貼付して切欠部４８へ嵌合させることができる。
【０１２１】
ただし、本発明は、例示した支持部材６１の長さを切欠部４８の近傍に延在させる構成に限定されるものではない。すなわち、支持部材６１がフレキシブル基板４６を補強し屈曲させずに切欠部４８へ嵌合させる程度の長さ、例えば、支持部材６１の端部が切欠部４８から数ミリ隔てた長さでも、支持部材６１によりフレキシブル基板４６の嵌合作業性を向上させることができる。
【０１２２】
図７に示すように、フレキシブル基板４６の裏面にパターニングされた第１導体層５０は、枠状の額縁パターン５３に囲まれた第２接続パッド５４に第１接続パッド５１（図６参照）および導電接着剤６０（図６参照）を介して電気的に接続されている。
【０１２３】
なお、最終製品に組み込まれた状態において、フレキシブル基板４６の屈曲頻度が少ない場合には、フレックスリジッド配線板４７への電子部品実装後に、支持部材６１を除去してもよい。
【０１２４】
本発明にかかるフレックスリジッド配線板４７は、電子部品を実装する前に組み立てることができると共に、大きさが異なるリジッド基板４５とフレキシブル基板４６を別々に大面積の基板から製造することができるため、両基板の生産性を向上させることができる。
【０１２５】
図８に示されるように、リジッド基板４５の端部に設けられる額縁パターン５３は、リジッド基板４５の表面に矩形の枠状パターンに形成する。ただし、本発明は額縁パターン５３が図示した矩形に限定されず、例えば複数の第２接続パッド５４を囲む円形、楕円形、台形のような枠状パターンに代替することもできる。
【０１２６】
前記第２層リジッド基板５８は、非貫通のスタックアップビアを形成し、複数の第２接続パッド５４がビアコンタクト５５を介して額縁パターン５３を迂回して、額縁パターン５３から離れた第２導体層５７（図６参照）に電気的に接続されている。
【０１２７】
前記第２接続パッド５４は、四方に角部を有する長方形にパターニングする。第１接続パッド５１も同様に長方形にパターニングし、第１接続パッド５１および第２接続パッド５４に挟まれる領域を確保する。
【０１２８】
前記導電接着剤６０は、フレキシブル基板４６と第２層リジッド基板５８とが圧接される際に流動して、第１接続パッド５１および第２接続パッド５４に挟まれた領域に導電性粒子が局所的に集中し、一方、両パッドの周辺領域には導電性粒子が拡散されるので、第１接続パッド５１と第２接続パッド５４との間が電気的に接続される。
【０１２９】
また、前記額縁パターン５３は、フレックスリジッド配線板４７の組立時に、第２接続パッド５４を覆う異方性の導電接着剤６０の流れを額縁パターン５３で囲まれた領域内に留めて均一にすることができ、第１および第２接続パッドの電気的接続を確実にすることができる。
【０１３０】
ここで、ＡＣＦ接合による電気的接続は、導電性粒子の電界集中により絶縁破壊が進行し、ＡＣＦ接合の寿命が導電性粒子間の平均距離により決定される。
そこで、実施例１１では、第１接続パッド５１と第２接続パッド５２の頂部に挟まれた導電性粒子によって導電性を確保しながら、額縁パターン５３に囲まれた第１接続パッド５１と第２接続パッド５２の周辺へ導電性粒子を均一に流動させ、額縁パターン５３に囲まれた絶縁領域中の導電性粒子間の平均距離を増加させることができる。
【０１３１】
そして、第１接続パッド５１と第２接続パッド５２をそれぞれファインピッチに形成した場合、両接続パッド５１、５２では、それぞれのエッジ部分における電界集中の影響を受ける導電性粒子近傍の電界強度が上昇しても、導電性粒子は均一に分散しているので、第１接続パッド５１と第２接続パッド５２からなる導体通路の絶縁寿命が従来に比して大幅に向上する。
【０１３２】
よって、ＡＣＦ接合による電気的特性の向上および絶縁寿命を、従来に比して高密度なパターン及び高電圧が印加されるプリント配線板へ適用することができる。
【０１３３】
さらに、前記第２層リジッド基板５８は、額縁パターン５３で囲まれた領域内に複数の貫通口６２を形成しているので、導電接着剤６０のボイド発生を低減させることができる。これらの貫通口６２は、図示したように、第２導電パッド５４相互のクリアランス領域および第２導電パッド５４と額縁パターン５３の内辺とのクリアランス領域に形成する。
【０１３４】
なお、本発明において、前記貫通口６２の形成領域は、額縁パターン５３に囲まれた領域内に露出した第２層リジッド基板５８に限定されるものではなく、導電接着剤６０のボイド発生を低減させ、第１および第２導電パッドの接続信頼性を確保する貫通口６２を、第２導電パッド５４相互のクリアランス領域にのみに形成してもよい。
【０１３５】
以下、本発明の実施例１に係るフレックスリジッド配線板を製造する方法の一例について、図６〜９を参照して説明する。
即ち、硬質基材を積層してなるリジッド基板５８と、可撓性基材からなるフレキシブル基板４６とを一体化してなるフレックスリジッド配線板を製造するには、複数の第１接続パッド５１およびそれらの第１接続パッド５１にそれぞれ接続される複数の第１導体層５０を有するフレキシブル基板４６を用意すると共に、端部に切欠部４８を有する第１層リジッド基板４９を用意し、さらに第１層リジッド基板４９に設けた切欠部４８に対応する位置に、その切欠部４８から露出するように形成した額縁パターン５３と、その額縁パターン５３に囲まれた領域に形成された複数の第２接続パッド５４と、それらの第２接続パッド５４の直下にそれぞれ形成した複数のビアコンタクト５５と、それらのビアコンタクト５５にそれぞれ接続される第２導体層５７とを有する第２層リジッド基板５８を用意する。
【０１３６】
このように予め用意した第１層リジッド基板４９と第２層リジッド基板５８とを積層してリジッド基板４５を形成した後、フレキシブル基板４６の第１導体層５０と前記第２リジッド基板５８の額縁パターン５３との間にカバーレイ５９を形成して、額縁パターン５３を第１導体層５０から電気的に絶縁する。
さらに、フレキシブル基板４６の第１接続パッド５１とリジッド基板４５の第２接続パッド５４との間に、異方性の導電接着剤層６０を介在させた後、フレキシブル基板４６の先端部をリジッド基板４５の切欠部４８に嵌合させることによって、異方性の導電接着剤６０を介して第１接続パッド５１と第２接続パッド５４とを圧着接続することによって、フレックスリジッド配線板が製造される。
【０１３７】
このようなフレックスリジッド配線板の製造工程において、第２層リジッド基板５８とフレキシブル基板４６との間に介在される異方性の導電接着剤６０は、カバーレイ５９とカバーレイ５９に挟まれた第２接続パッド５４を覆うような範囲に設けられ、第２層リジッド基板５８に密着するように導電接着剤６０が仮固定される。この場合、導電接着剤６０は、第２層リジッド基板５８上に形成された額縁パターン５３、その額縁パターン５３上のカバーレイ５９、および額縁パターン５３に囲まれた第２導電パッド５４の表面にも密着して仮固定される。
【０１３８】
さらに、プレス基台６４上に載置した第２層リジッド基板５８と、その第２層リジッド基板５８に積層されるフレキシブル基板４６を重ね、プレス金型６３により加圧および加熱して第１接続パッド５１および第２接続パッド５４の頂部を接合する。
この場合、第１導体層５０は、第１接続パッド５１から延在され若しくは接続されているが、額縁パターン５３と重畳する領域にはカバーレイ５９が配置されているので、第１導体層５０同士が電気的に接続されることがない点で有利である。
【０１３９】
また、フレキシブル基板４６は、クッション６５を介してプレス金型６３により加圧および加熱されるので、額縁パターン５３に囲まれた領域が撓むため、第１接続パッド５１を第２接続パッド５４に近接させて両接続パッドの頂部を接合することができる点でも有利である。
【０１４０】
同様に、カバーレイ５９は、額縁パターン５３と第１導体層５０に挟まれているので、第１接続パッド５１および第２接続パッド５４の間にカバーレイ５９の厚さに相当する隙間が生じるが、フレキシブル基板４６が撓むため、第１接続パッド５１を第２接続パッド５４に近接させて両接続パッドの頂部を接合できる。
【０１４１】
本発明は、上述した第１層リジッド基板４９と第２層リジッド基板５８とを積層してなるリジッド基板４５に対してフレキシブル基板４６を嵌合するような実施形態に限定されるものではなく、図１０に示すような、プリプレグからなる絶縁層に銅箔パターンを形成してなる第１層リジッド基板５８、下層リジッド基板５８ａ〜５８ｄからなる多層リジッド基板の端部にフレキシブル基板４６を嵌合させた形態とすることもできる。
【０１４２】
図１０に示すように、このような実施形態では、第１層リジッド基板４９の内部に抵抗素子６６を設け、その抵抗素子６６の端子からビアコンタクトを通じて上層の導体層に電気的に接続することができる。
【０１４３】
また、樹脂付銅箔層（ＲＣＣ）６８は、下層リジッド基板５８ｄの底部に位置し、その下層リジッド基板５８ｄの裏面に形成された導体層と、樹脂付銅箔層６８内の導体層とを、誘電体層を介して積層することによってキャパシタ６７を形成することができる。
【０１４４】
このようなフレックスリジッド配線板は、電子部品を表面実装する前に、第１層リジッド基板４９、第２層リジッド基板５８、下層リジッド基板５８ａ〜５８ｄ、および樹脂付銅箔層６８を積層してから、第１層リジッド基板４９の切欠部に、フレキシブル基板５１を嵌合させ、導電接着剤を介して第１接続パッド５１と第２接続パッド５４を熱圧着させることが好ましい。
図中のフレキシブル基板４６は、同層の第１層リジッド基板４９の厚みと略同一またはそれよりも薄い基板を使用しても、クッションを介して熱圧着することができるので、第１接続パッド５１と第２接続パッド５４とを確実に接続することができる。
【０１４５】
したがって、前記フレックスリジッド基板は、表面にフレキシブル基板４６が突出することがなく、全体的に薄型化された電子部品搭載基板を提供することができる。
しかも、フレキシブル基板４６は、第１層リジッド基板４９の切欠部に嵌合しているので、フレキシブル基板４６が屈曲した際に上下左右の応力に対して機械的な強度が増加している。
【０１４６】
さらに、第１接続パッド５１と第２接続パッド５４は、図１１に示すような導電接着剤６０を介して電気的に接続するので、電気的特性が従来に比して優れ、信頼性も向上させることができる。
【０１４７】
なお、第１接続パッド５１と第２接続パッド５４の表面には、常法に従って、ニッケル−金めっき層を形成することができ、それによって異方性導電接着剤中の導電性粒子と各接続パッドとの電気的接続を確実に行うことができる。
【０１４８】
次に、図１１を参照して異方性の導電接着剤を用いた接続原理を説明する。
この導電接着剤６０は、エポキシ系の接着剤、導電性粒子６９を主成分とするゲル状若しくはシート状の混合物である。
【０１４９】
前記導電性粒子６９は、略球形のニッケルまたはプラスチックからなる弾性部材７０の表面に金めっきを施した粒状物であり、その粒径は、約２〜１０μｍの範囲である。導電接着剤６０は、上側のフレキシブル基板４６と下側の第２層リジッド基板５８との間の接合領域７２に挟まれ、クッション６５（図９参照）およびプレス金型６３（図９参照）により加熱しながら上下から加圧される。
【０１５０】
また、導電接着剤６０は、加熱および加圧された際に、複数の第１接続パッド５１および第２接続パッド５４の頂部からパッド周辺へ流動し、第１接続パッド５１および第２接続パッド５４の頂部に挟まれ且つ上下に潰れた複数の導電性粒子６９が接合領域７２で両パッド間の電気的接続を確保する。図中のドットが集合した断面には、１または２個の導電性粒子６９が存在する。
一方、第１接続パッド５１および第２接続パッド５４の周辺に流動した導電性粒子６９は、エポキシ系の接着剤の中に浮遊し、導電性粒子６９同士が接触しないので絶縁領域７３を形成する。
したがって、導電接着剤６０は、上下に対向する第１接続パッド５１および第２接続パッド５４の間で電気的な接続を導電領域で確保することができると共に、隣接する第１または第２導電パッドの間では電気的な絶縁を確保することができる。
しかも、導電接着剤６０は、エポキシ系の接着剤を含有しているので、流動した後に常温で硬化させてフレキシブル基板４６と第２層リジッド基板５８とを接着することができる。したがって、フレキシブル基板４６と第２層リジッド基板５８との間で機械的な接合強度をより高めることができる。
【０１５１】
さらに、導電接着剤６０は、可塑成分を添加して再接合させることもでき、フレックスリジッド配線板を常温から加熱し導電接着剤６０を軟化させてフレキシブル基板４６を第２層リジッド基板５８から引き離して、別体の交換用フレキシブル基板と再接合させることができる。
【０１５２】
なお、本発明の各実施例において記載された作用および効果は、本発明から生じる最も好適な作用および効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用および効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１５３】
以上説明したように、本発明は、リジッド基板とフレキシブル基板との接合を、リジッド基板に設けた接続用電極パッドとフレキシブル基板に設けた接続用電極パッドとの間に介在させた異方性導電接着剤を介して行うことにより、ギガレベルでの電気信号の遅延を抑えて電気信号の安定性を確保すると共に、電気接続性や接続信頼性に優れ、薄型化に有利なフレックスリジッド基板を提供する。

Claims (6)

1. 硬質基材からなるリジッド基板と、可撓性基材からなるフレキシブル基板とを一体化してなるフレックスリジッド配線板であって、
   端部に位置する複数の第１接続パッドと、それらの第１接続パッドにそれぞれ接続される複数の第１導体層とを有するフレキシブル基板と、
   フレキシブル基板の下方に配設されたリジッド基板であって、フレキシブル基板の端部に対応して設けられた額縁パターンと、その額縁パターンに囲まれた領域に形成された複数の第２接続パッドと、それらの第２接続パッドの直下にそれぞれ配設された複数のビアコンタクトと、それらのビアコンタクトに接続された第２導体層とを有するリジッド基板と、
   前記第１導体層と前記額縁パターンとの間に位置して設けられ、かつ第１導体層から額縁パターンを電気的に絶縁するカバーレイと、
   前記第１接続パッドと前記第２接続パッドとを圧着接続するように形成された、弾性を持つ導電性粒子を絶縁性樹脂中に分散させた、半田よりも高融点の異方性の導電接着剤からなる接着剤層と、
   を有することを特徴とするフレックスリジッド配線板。
2. 硬質基材を積層してなるリジッド基板と、可撓性基材からなるフレキシブル基板とが一体化されてなるフレックスリジッド配線板であって、
   前記リジッド基板は、端部に切欠部を有する第１層リジッド基板と、その第１層リジッド基板の下方に配設された第２層リジッド基板からなり、
   前記第２層リジッド基板は、前記第１層リジッド基板の前記切欠部から露出するように形成された額縁パターンと、その額縁パターンに囲まれた領域に形成された複数の第２接続パッドと、それらの第２接続パッドの直下にそれぞれ設ける複数のビアコンタクトと、それらのビアコンタクトと接続する第２導体層とを有するものであり、
   前記フレキシブル基板は、第１層リジッド基板の前記切欠部に嵌合する先端部と、その先端部に設けた複数の第１接続パッドと、それらの第１接続パッドにそれぞれ接続する複数の第１導体層とを有するものであり、
   前記第１導体層と額縁パターンとの間に位置して前記第１導体層から額縁パターンを電気的に絶縁するカバーレイを設け、さらに、
   前記第１接続パッドと第２接続パッドとが圧着接続されるように、弾性を持つ導電性粒子を絶縁性樹脂中に分散させた、半田よりも高融点の異方性の導電接着剤からなる接着剤層を設けたこと、
   を特徴とするフレックスリジッド配線板。
3. 前記第１接続パッドおよび第２接続パッドの幅および隣接パッド間のクリアランスは、実質的に同一に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のフレックスリジッド配線板。
4. 前記第２層リジッド基板の額縁パターンに囲まれた露出領域には、複数の貫通口が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のフレックスリジッド配線板。
5. 前記第１接続パッドおよび第２接続パッドは、その表面にニッケル／金のめっき層が形成されてなることを特徴とする請求項１または２に記載のフレックスリジッド配線板。
6. 硬質基材を積層してなるリジッド基板と、可撓性基材からなるフレキシブル基板とが一体化されてなるフレックスリジッド配線板の製造方法であって、
   複数の第１接続パッドおよびそれらの第１接続パッドにそれぞれ接続される複数の第１導体層を有するフレキシブル基板を用意する工程と、
   端部に切欠部を有する第１層リジッド基板を用意すると共に、前記切欠部から露出するような額縁パターンと、その額縁パターンに囲まれた複数の第２接続パッドと、それらの第２接続パッドの直下にそれぞれ設けた複数のビアコンタクトと、それらのビアコンタクトに接続される第２導体層とを有する第２層リジッド基板を用意する工程と、
   前記第１層リジッド基板と第２層リジッド基板とを積層してリジッド基板とする工程と、
   前記フレキシブル基板の第１導体層と前記第２のリジッド基板の額縁パターンとの間にカバーレイを形成して、前記額縁パターンを第１導体層から電気的に絶縁する工程と、
   前記フレキシブル基板の第１接続パッドと前記リジッド基板の第２接続パッドとの間に、弾性を持つ導電性粒子を絶縁性樹脂中に分散させた、半田よりも高融点の異方性の導電接着剤からなる接着剤層を形成する工程と、
   前記フレキシブル基板の先端部を前記リジッド基板の切欠部に嵌合させ、前記異方性の導電接着剤を介して第１接続パッドと第２接続パッドとを圧着接続する工程と、
   を含むことを特徴とするフレックスリジッド配線板の製造方法。

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