特許 5933996 多層フレキシブル配線板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5933996

(24)【登録日】2016年5月13日

(45)【発行日】2016年6月15日

(54)【発明の名称】多層フレキシブル配線板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/46 20060101AFI20160602BHJP

【ＦＩ】

   H05K3/46 L

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-53398(P2012-53398)

(22)【出願日】2012年3月9日

(65)【公開番号】特開2013-187486(P2013-187486A)

(43)【公開日】2013年9月19日

【審査請求日】2015年3月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000230249

【氏名又は名称】日本メクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085006

【弁理士】

【氏名又は名称】世良 和信

(74)【代理人】

【識別番号】100106622

【弁理士】

【氏名又は名称】和久田 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100096873

【弁理士】

【氏名又は名称】金井 廣泰

(72)【発明者】

【氏名】川添 想

【審査官】 井出 和水

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２７２４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１４０４８９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１８７７６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ ３／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コア基板部によって構成されるケーブル部と、前記コア基板部の所定領域に外層基板部を積層することによって構成される部品実装部とを備え、前記コア基板部には内層回路パターンが形成され、前記外層基板部には外層回路パターンと、メッキによる層間接続部が設けられ、前記ケーブル部の片面が前記コア基板部の絶縁ベース材が露出する構成となっている多層フレキシブル配線板を製造する方法であって、
前記コア基板部にエッチングにより内層回路パターンを形成した後、前記外層基板部を積層し、前記層間接続部を含むケーブル部と部品実装部の表面全体にメッキをした後、前記外層基板部にエッチングにより外層回路パターンを形成し、前記外層回路パターン形成と同時に前記ケーブル部に付着していた不要なメッキ被膜を除去する多層フレキシブル配線板の製造方法において、
前記内層回路パターンを形成する際に、前記ケーブル部の絶縁ベース材の露出面に、金属導体を残余パターンとして残し、
前記層間接続部のメッキの際に、前記ケーブル部の絶縁ベース材の露出面に対して、前記残余パターンを介してメッキを施し、
前記外層回路パターン形成時に、メッキ被膜とともに前記残余パターンを除去して前記絶縁ベース材を露出させるもので、
前記残余パターンは、互いに離れた複数のアンカーパッド部を有するドットパターンであることを特徴とする多層フレキシブル配線板の製造方法。

【請求項2】

前記残余パターンの形成は、複数回のエッチングにより段階的に行われる請求項１に記載の多層フレキシブル配線板の製造方法。

【請求項3】

複数回のエッチングは、内層回路パターン形成時と、層間接続部形成用の金属導体への表面孔形成時である請求項２に記載のフレキシブル配線板の製造方法。

【請求項4】

前記残余パターンは、内層回路パターン形成時には、外層基板部から離間するランドパターンとし、表面孔形成時にドットパターンとする請求項３に記載の多層フレキシブル配線板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フレキシブル配線板に関し、特に、ケーブル部と部品実装部を備えた多層構造のフレキシブル配線板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のこの種の多層フレキシブル配線板としては、たとえば、図３（Ａ）に示すようなものが知られている。
すなわち、ケーブル部１１０と部品実装部１２０とを有する４層構成の多層回路基板で、図中、上から数えて第２層Ｌ２、第３層Ｌ３の回路パターンが構成されたコア基板部１３０に、外層基板部１４０が積層されて部品実装部１２０が構成されている。ケーブル部１１０はコア基板部１３０によって構成されるが、ケーブル部１３０においては、第３層Ｌ３側に部品実装部１２０間を接続する配線Ｌ３１が設けられ、他方の第２層Ｌ２側には配線が設けられていない。

【0003】

コア基板部１３０の第２層Ｌ２と第３層Ｌ３の回路パターンに対しては、絶縁カバーフィルム１３２を貼り合わせ、その上に外層接着剤１４２によって外層基板部１４０の絶縁ベース材１４１を介して第１層Ｌ１、第４層Ｌ４の回路パターンが形成されている。ケーブル部１１０においては、配線Ｌ３１が形成された第３層Ｌ３側の面は、絶縁カバーフィルム１３２で被覆されているが、配線が形成されていない第２層Ｌ２側の面は、絶縁カバーフィルム１３２が除去され、絶縁ベース材１３１が露出している。

【0004】

また、このようにケーブル部１１０において、第３層Ｌ３のケーブル配線Ｌ３１だけで部品実装部１２０に接続して導通をとる場合、図３（Ｂ）に示すように、第２層Ｌ２のカバーフィルム１３２の貼り合わせを省略し、外層接着剤１４２のみとすることで、コスト低減、基板全体厚みを薄くすることができる。
また、部品実装部１２０においては、層間導通をとるために、部品実装部１２０を貫通するスルーホール１６０が設けられている。

【0005】

このような多層フレキシブル配線板を、サブトラクティブ法で製造する場合、図４に示すように、コア基板部１３０に外層接着剤１４２を介して外層基板部１４０に対応する片面銅張積層板１４０Ａを張り合わせ（図４（Ａ）、（Ｂ）参照）、スルーホール用の導通用孔１６０Ａを形成し（図４（Ｃ）参照）、導通用孔１６０Ａ内周を含む基板表面全体に銅メッキを施す（図４（Ｄ）参照）。その後、片面銅張積層板１４０Ａの銅箔１４３から第１層Ｌ１、第２層Ｌ２の回路パターンをエッチングする際に、不要なメッキ被膜１８０が除去される（図４（Ｄ）、（Ｅ）参照）。
この導通用孔１６０Ａのスルーホールメッキにおいて、ケーブル部１１０の両面にメッキ被膜１８０が形成されるが、カバーフィルム１３２と絶縁ベース材１３１とでは、メッキ被膜１８０の密着力が異なり、絶縁ベース材１３１表面のメッキ被膜１８０が剥がれやすい。

【0006】

ここで、メッキの剥離状態を、図５を参照して説明する。
図５に模式的に示すように、メッキ後に加熱する工程（乾燥など）において、メッキ被膜１８０の密着力が弱いと、メッキ被膜１８０と絶縁ベース材１３１との熱膨張係数に差があるために、メッキ被膜１８０と絶縁ベース材１３１との接合界面が部分的に剥離する。この剥離部分１８２が、図５（Ｃ）に示すように膨張し、絶縁ベース材１３１と外層接着剤１４２との隅角部に応力が集中し、絶縁ベース材１３１と外層接着剤１４２との層間剥離が生じ、外層接着剤１４２がめくれるという問題がある（図５（Ｄ）参照）。このよ
うに外層接着剤１４２の層間剥離が生じると、次工程の外層回路パターン形成時において、レジスト除去のアルカリ薬液が剥離部分に浸入し、回路パターンの腐食につながる。

【0007】

また、剥離して膨れたメッキ被膜１８０が脱落し、脱落片１８３が飛散して周囲を汚し、メッキ以降の工程で、他の基板と接触して導電性異物となることによるショート等の不具合が発生するおそれもある。因みに、カバーフィルム１３２を貼り合わせている側では、そのような問題はほとんど生じない。
なお、類似の技術は、たとえば、特許文献１に記載のようなものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００２−１１１２１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、層間接続部のメッキ処理時に、ケーブル部の絶縁ベース材側に付着するメッキ被膜の剥離を防止し、メッキ被膜の剥離に起因する部品実装部の接着剤の層間剥離やメッキ被膜の飛散を防止し得る多層フレキシブル配線板の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するために、本発明は、コア基板部によって構成されるケーブル部と、前記コア基板部の所定領域に外層基板部を積層することによって構成される部品実装部とを備え、前記コア基板部には内層回路パターンが形成され、前記外層基板部には外層回路パターンと、メッキによる層間接続部が設けられ、前記ケーブル部の片面が前記コア基板部の絶縁ベース材が露出する構成となっている多層フレキシブル配線板を製造する方法であって、
前記コア基板部にエッチングにより内層回路パターンを形成した後、前記外層基板部を積層し、前記層間接続部を含むケーブル部と部品実装部の表面全体にメッキをした後、前記外層基板部にエッチングにより外層回路パターンを形成し、前記外層回路パターン形成と同時に前記ケーブル部に付着していた不要なメッキ被膜を除去する多層フレキシブル配線板の製造方法において、
前記内層回路パターンを形成する際に、前記ケーブル部の絶縁ベース材の露出面に、金属導体を残余パターンとして残し、
前記層間接続部のメッキの際に、前記ケーブル部の絶縁ベース材の露出面に対して、前記残余パターンを介してメッキを施し、
前記外層回路パターン形成時に、メッキ被膜とともに前記残余パターンを除去して前記絶縁ベース材を露出させるもので、
前記残余パターンは、互いに離れた複数のアンカーパッド部を有するドットパターンであることを特徴とする。

【0011】

このようにすれば、エッチング液がパッド部の周縁部側とパッド部の表面側の両方向から作用するので、残余パターンをより迅速に除去することができる。
前記残余パターンの形成は、複数回のエッチングにより段階的に行われるようにすれば、１回の工程時間が短くて済む。
複数回のエッチングは、内層回路パターン形成時と、層間接続部形成用の金属導体への表面孔形成時とすれば、工程数が増大することなく、既存の設備で製造することができる。
外層基板部との境界付近はエッチング液が回りにくいので、内層回路パターン形成時に、外層基板部から離間するランドパターンとしておけば、残余パターンの形成が容易であり、また、最終的な除去も速やかに行うことができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、層間接続部のメッキ時に、ケーブル部の絶縁ベース材の露出面に対して、金属導体の残余パターンがアンカーとして機能し、メッキ被膜の付着強度が増大するので、熱膨張する場合でも、絶縁ベース材と一体的に伸縮し、メッキ被膜の剥離が防止される。また、メッキ被膜の剥離に起因する接着剤層の層間剥離やメッキ被膜の飛散が防止される。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施の形態に係る多層フレキシブル配線板の製造方法の工程を示す概略図。

【図2】図１の次工程を示す概略図。

【図3】（Ａ）は従来の多層フレキシブル配線板の概略断面図、（Ｂ）は（Ａ）のケーブル部のベース露出面側の絶縁カバーを省略した形態の概略断面図。

【図4】従来の多層フレキシブル配線板の製造方法の工程を示す概略図である。

【図5】メッキ被膜の剥離状態を模式的に示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
まず、図２（Ｄ）を参照して、本発明の製造方法によって製造される多層フレキシブル配線板について説明する。

【0015】

図２（Ｄ）に示すように、この多層フレキシブル配線板１も、従来例と同様に、２層コア１段ビルド構造の４層構成の多層回路基板で、コア基板部３０によって構成されるケーブル部１０と、コア基板部３０の表裏両面の所定領域に外層基板部４０を積層することによって構成される部品実装部２０とを備え、コア基板部３０には第２層Ｌ２と第２層Ｌ３の内層回路パターンが形成され、外層基板部４０には第１層Ｌ１と第４層Ｌ４の外層回路パターンと、メッキによる層間接続部としてのブラインドビアホール５０と、スルーホール６０が設けられている。
コア基板部３０は両面回路構成で、可撓性の絶縁ベース材３１と、絶縁ベース材３１の両面に接着された金属導電体である銅箔による第２層Ｌ２、第３層Ｌ３の配線パターンとによって構成される。

【0016】

一対の外装基板部４０は、それぞれ、可撓性の絶縁ベース材４１と、絶縁ベース材４１の片面に接着された金属導伝体である銅箔による第１層Ｌ１、第４層Ｌ４の配線パターンによって構成されている。
ケーブル部１０の片面（第２層Ｌ２側の面）は、コア基板部３０の絶縁ベース材３１が露出する露出面となっており、他方の面（第３層Ｌ３側の面）には、接着材付きの絶縁カバーフィルム３２で覆われた配線Ｌ３１が設けられている。また、図３（Ｂ）と同様に、第２層Ｌ２側は、カバーフィルムの張り合わせは省略され、外層接着剤４２のみとなっている。
なお、部品実装部２０の外層の第１層Ｌ１、第４層Ｌ２の回路パターンは、ソルダレジスト７０によって保護されている。

【0017】

［絶縁ベース材３１，４１、カバーフィルム３２について］
絶縁ベース材３１、４１及びカバーフィルム３２には、ポリイミドフィルムが用いられる。もちろん、ポリイミドフィルムに限られず、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、環状ポリオレフィン、ポリアミドイミド、熱可塑性ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、シクロオレフィンポリマーから選ばれる１種からなるフィルム、又は複数の樹脂フィルムを積層した積層フィルムを用いることができる。
絶縁ベース材３１、４１及びカバーフィルム３２に用いられる材料は、同じ材料であってもよいし、それぞれ異なる材料が選択されてもよい。

【0018】

外層接着材４２は、熱可塑性ポリイミド等の公知の熱可塑性樹脂、またはシアネートエステル系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、フェノール系樹脂、ナフタレン樹脂、ユリア樹脂、アミノ樹脂、アルキッド樹脂、ケイ素樹脂、フラン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、及びポリウレタン樹脂等の公知の熱硬化性樹脂を用いて形成される。あるいは、接着層１２は、上述の有機樹脂に、シリカまたはアルミナ等の無機フィラーを分散させたもので形成することもできる。

【0019】

次に、図１、図２を参照して、上記多層フレキシブル配線板の製造方法について詳細に説明する。
製造工程としては、コア基板部３０の第２層Ｌ２、第３層Ｌ３の内層回路パターンを形成する内層形成工程と、外層基板部４０を積層する積層工程と、層間接続部であるブラインドビアホール５０とスルーホール６０のメッキ工程と、外層基板部４０にエッチングの第１層Ｌ１、第４層Ｌ４の外層回路パターンを形成する工程とを備えている。
本発明は、内層回路パターンを形成する際に、ケーブル部１０の絶縁ベース材３１の露出面に金属導体を残して残余パターン９０を形成し、層間接続部としてのブラインドビアホール５０及びスルーホール６０のメッキ時に、残余パターン９０を介してメッキを施し、外層回路パターン形成時に、メッキ被膜８０とともに残余パターン９０を除去するようにしたものである。

【0020】

以下、各工程について詳細に説明する。
［内層形成工程］
可撓性の絶縁ベース材３１の両面に導電金属である銅箔３５が貼付された両面銅張積層板３０Ａを用意し（図１（Ａ）参照）、この両面銅張積層板３０Ａから、周知のレジストへの回路パターンの露光、現像、銅箔のエッチング、レジスト除去等の工程によるフォトレジスト法によって、第２層Ｌ２、第３層Ｌ３の内層回路パターンが形成される（図１（Ｂ）参照）。
この内層回路パターンを形成する際に、両面銅張積層板３０Ａのケーブル部対応領域の最終的に絶縁ベース材３１が露出する側の面、この例では、第２層Ｌ２側の面に、銅箔をベタパターン９１として残している（図１（Ｂ）、（Ｃ）参照）。

【0021】

外層基板部４０が積層されると、その境界付近はエッチング液が回りにくく銅箔が残りやすいので、このベタパターン９１は、外層基板部の端部から所定寸法離間するランドパターンとなっている。外層基板部４０が積層されていない、この時点では、ベタパターンの形成が容易であり、ランドパターンとして形成される。
第２層Ｌ２、第３層Ｌ３の内層回路パターンをエッチングした後、第３層Ｌ３側の面には、回路パターンを保護するために、カバーフィルム３２で被覆され、コア基板部３０を得る。

【0022】

［外層基板部積層工程］
この工程では、図１（Ｃ）に示すように、コア基板部３０の両面の部品実装部対応領域に、外層接着剤４２を介して、絶縁ベース材４１の片面に銅箔４３が張り付けられた外層基板部に対応する片面銅張積層板４０Ａを積層し、部品実装部形成用積層部２０Ａとする。

【0023】

［表面孔形成工程（エッチング）］
この工程は、層間接続部としてのブラインドビアホール５０形成の前段階で、ビア露光をした後に、エッチングによってブラインドビアホールに対応する表面孔５２を形成する（図１（Ｅ）参照）。
この時、ケーブル部１０の絶縁ベース３１の露出面に残したベタパターン９１について、所定の形状にエッチングして最終的な残余パターンとしてのアンカーパターン９２とする。この例では、アンカーパターン９２は、互いに離れた複数の円形状のパッド部Ｐを有するドットパターンとしたものである（図１（Ｆ）参照）。図示例では、２列配置となっているが、配列、数は任意であり、ケーブル部の形状及びエッチング液の流れに応じて適宜選択される。また、パッド部Ｐの形状についても、円形に限られず、種々の形状を採用することができる。
この実施の形態では、アンカーパターン９２の各パッド部Ｐは、この表面孔５２のエッチング（コンフォーマルエッチング）の工程で、肉厚についても薄肉化されている。
すなわち、この実施の形態の２層コア１段ビルドの製造方法では、エッチング工程が、内層回路パターン形成時と、ブラインドビアホール５０のコンフォーマルエッチング時の２回あることを利用し、エッチング条件に差分を付け、銅箔の残余パターンを複数のパッド部Ｐに分けると共に、各パッド部Ｐの薄肉化を図っている。このように、残余銅箔を小さく分け、さらに薄肉化しておくことで、最終的な除去時間を短縮できる。
なお、薄肉化は、たとえば、ベタパターン９１をハーフエッチングによって薄肉化してから、アンカーパターンのドット形状にエッチングをしてもよいし、ドット形状にエッチングをしてからハーフエッチングによって薄肉化してもよく、特に限定されない。
パッド部Ｐが薄肉になりすぎると、メッキを保持するアンカーとしての機能が弱くなるので、元の銅箔の４０％〜７０％程度とすることが好適である。

【0024】

［穴あけ加工（ブラインドビアホール、スルーホール）］
レーザー加工、ＮＣ加工等によって、部品実装部形成用積層部２０Ａに層間導通をとるための導通用孔として、ブラインドビアホール用孔５０Ａ、スルーホール用孔６０Ａを形成する。ブラインドビアホール用孔５０Ａは、表面孔５２から絶縁ベース材４１、接着剤層４２を通じて第２層Ｌ２の回路パターンまで到達する孔で、たとえば、表面孔５２からレーザー加工等により形成される。
スルーホール用孔６０Ａは、部品実装部形成用積層部２０Ａの表裏の外層に貫通する貫通孔で、レーザー加工、ＮＣ加工等により穴あけ加工を行う（図２（Ａ）参照）。

【0025】

［メッキ工程（ブラインドビアホール、スルーホール）］
次いで、ブラインドビアホール用孔５０Ａ、スルーホール用孔６０Ａの内周を含む部品実装部形成用積層部２０Ａ及びコア基板部３０によって構成されるケーブル部１０の表面全体に銅メッキを施して層間接続部としてのブラインドビアホール５０、スルーホール６０を形成する（図２（Ｂ）参照）。
このメッキ工程で、コア基板部３０によって構成されるケーブル１０の配線部Ｌ３１側のカバーフィルム３２及び反対側の絶縁ベース材３１のベース露出面に、アンカーパターン９２を介してメッキが施される。

【0026】

［外層形成（エッチング）工程］
部品実装部形成用積層部２０Ａの、メッキ被膜８０が形成された片面銅張積層板の銅箔
４３に、内層回路パターンと同様に、回路パターンの露光、現像、銅箔のエッチング、レジスト除去等の工程によるフォトレジスト法によって、第１層Ｌ１、第４層Ｌ４の外層回路パターンを形成する。このエッチングと共に、ケーブル部１０表面に付着した不要のメッキ被膜８０が除去され、絶縁ベース材３１のベース露出面が露出する。

【0027】

本実施の形態では、アンカーパターン９２がドットパターンとなっているので、エッチングがアンカーパッド部の周縁部から中心に向かう方向と、上面から薄肉化する方向の両方向から進行するので、迅速に除去することができる。
このように、本発明の製造方法によれば、ブラインドビアホール５０やスルーホール７０のメッキ時に、ケーブル部１０の絶縁ベース材３１の露出面に対して、銅箔のアンカーパターン９２のパッド部Ｐがアンカーとして機能し、メッキ被膜８０の付着強度が増大するので、メッキの乾燥工程において、加熱したときでも、メッキ被膜８０は絶縁ベース材３１と一体的に伸縮し、メッキ被膜８０の剥離が防止される。また、メッキ被膜８０の剥離に起因する接着剤層の層間剥離やメッキ被膜８０の飛散を防止することができる。

【0028】

なお、上記実施の形態では、段階的なエッチングとして、ブラインドビアホールの表面孔のエッチング工程を例にとって説明したが、ブラインドビアホールに限定されず、他のエッチング工程を利用することができる。場合によっては、アンカーパターンを形成するための、エッチング工程を追加してもよい。
上記実施の形態の説明では、コア基板部３０の表裏両面に外層基板部４０，４０を積層した４層構造となっているが、第４層の外層基板部４０が無い３層構造でもよい。
また、コア基板部が多層構成であってもよいし、外装基板部４０が多層構成であってもよい。さらに、この４層基板をコアとする５層以上のビルドアップ基板についても適用できる。

【符号の説明】

【0029】

１ 多層フレキシブル配線板、１０ ケーブル部、２０ 部品実装部、３１ 絶縁ベース材、２０Ａ 部品実装部形成用積層部、
Ｌ１〜Ｌ４ 第１〜第４層、Ｌ３１ 配線
３０ コア基板部、３０Ａ 両面銅張積層板、３１ 絶縁ベース材、３２ カバーフィルム、３５ 銅箔
４０ 外層基板部、４０Ａ 片面銅張積層板、４１ 絶縁ベース材、４２ 外層接着材、４３ 銅箔
５０ ブラインドビアホール、５０Ａ ブラインドビアホール孔、５２ 表面孔
６０ スルーホール、６０Ａ スルーホール孔、
７０ ソルダレジスタ、８０ メッキ被膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】