專利名稱：剛撓性電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由撓性基板和剛性基板構(gòu)成的電路板，特別是涉及剛性部處的撓性基板與剛性基板的疊合一體化的連接構(gòu)造上具有特征的剛撓性電路板。
背景技術(shù)：
近年來，在折疊式的手機(jī)等攜帶用電子設(shè)備中使用剛撓性多層電路板。這樣的電路板一般如圖20所示通過撓性基板544連接沒有撓性的剛性部500、520與具有撓性的撓性部510，同時，在剛性部500中，通過電鍍通孔502的導(dǎo)體層電連接層疊的撓性基板544和剛性基板500、520的表面的圖形層504、506，該電路板例如公開于日本特開平5-90756號公報。
所述已有技術(shù)的剛撓性多層電路板通過圖21所示的工序制造。
首先，如圖21(a)所示，使預(yù)先制作的剛性基板540、542與撓性基板544、和用于使這些基板540、542、544相互粘接的半固化片(Prepreg)546、548上下疊合而一體化。如圖所示，在剛性基板540、542上，沿剛性部500、520與撓性部510的邊界預(yù)先形成槽550。
所述半固化片546、548預(yù)先被切除了與撓性部510對應(yīng)的部分。在撓性基板544的雙面上形成有導(dǎo)體圖形511，該導(dǎo)體圖形由覆蓋層512保護(hù)。
所述剛性基板540和撓性基板544如圖21(a)所示疊合，從上下方向加壓，從而形成為如圖21(b)所示的疊合一體化的基板。
然后，對加壓后的一體化的基板進(jìn)行開孔、電鍍處理、圖形形成等，從而形成圖21(c)所示那樣的、在表面具有圖形層504、506的電路板。
另外，關(guān)于撓性部510的撓性基板544，在該階段由剛性基板540、542覆蓋，為此，在進(jìn)行所述電鍍處理時，該撓性基板544的部分不受電鍍液的影響。
此后，為了形成撓性部510，通過沿所述槽550切斷除去與該部分相當(dāng)?shù)膭傂曰?40、542的一部分，從而制造如圖21(d)所示的剛撓性多層電路板。
過去的所述剛撓性多層電路板是如下這樣制造的，即，在由玻璃環(huán)氧樹脂或玻璃聚酰亞胺樹脂等制成的剛性基板之間，通過半固化片或粘接片等熱壓接由聚酰亞胺樹脂膜構(gòu)成的撓性基板，此后，經(jīng)過開孔、通孔電鍍、抗蝕劑涂覆、腐蝕這樣的多個工序而制成所述剛撓性多層電路板。
在這樣的制造工藝中，如圖21(b)所示的熱壓接工序后的工序變得復(fù)雜，所以，存在工序的準(zhǔn)備時間較長的問題。另外，在除去剛性基板的一部分的工序(圖21(d))中，要求厚度方向上的位置正確性，同時，需要由切削工具等切下剛性基板的一部分，所以，存在基板的表面受傷的問題。
另外，由于所述剛撓性電路板通過組合不同種類的材料而構(gòu)成，所以，會發(fā)生由于熱壓接時的熱收縮量的不同使得位置發(fā)生偏移、以及開孔時發(fā)生污斑和通孔鍍層的附著狀態(tài)變差等問題，除此之外，還存在不能以高的成品率制造的問題。
另外，由于撓性基板與剛性基板的熱膨脹系數(shù)不同，所以，在貫通這些基板形成的通孔與該基板的邊界部分，有時通孔鍍層剝離或發(fā)生裂紋，還存在缺乏連接可靠性的問題。
另外，過去的所述剛撓性多層電路板基本上為這樣的構(gòu)成，即，在撓性基板的雙面(表面和背面)層疊剛性基板，通過貫通這些基板而設(shè)置的通孔實施電連接。
在這樣的連接構(gòu)造中，信號從一剛性基板通過通孔內(nèi)面的電鍍導(dǎo)體層傳遞到撓性基板，但朝向另一剛性基板的通孔的內(nèi)面的導(dǎo)體層為信號不通過的部分(不需要部)，會發(fā)生由這樣的不需要部的LC(電抗和靜電容量)成分引起的信號延遲、特別是吉級別的高頻區(qū)域中的信號延遲，另外，還存在由在那樣的不需要部反射的信號產(chǎn)生噪聲、信號波形產(chǎn)生紊亂的問題。
另外，在所述已有技術(shù)的場合，限定于撓性基板從多層剛性基板的側(cè)面引出的這樣的基板構(gòu)造，所以，還存在不能獲得自由的布線連接構(gòu)造的問題。
另外，剛撓性電路板收容于攜帶用電子設(shè)備內(nèi)。為了使得即使收容了該電路板的設(shè)備落下也不容易發(fā)生故障，要求使得電路板對于自身落下具有更高的承受能力。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種剛撓性電路板，該剛撓性電路板沒有已有技術(shù)所存在的所述問題，可有效地降低高頻區(qū)域的電感，減少信號延遲或反射波導(dǎo)致的噪聲，連接可靠性和其它可靠性優(yōu)良，同時，配線連接構(gòu)造的自由度高，而且可以高成品率進(jìn)行制造。
為了實現(xiàn)所述目的，本發(fā)明者主要對剛性部處的撓性基板與剛性基板的層間連接構(gòu)造進(jìn)行了認(rèn)真的研究，查明，在剛性基板形成連接用電極焊盤，同時，在撓性基板上也將連接用電極焊盤形成于與剛性基板的連接用電極焊盤相對的位置，通過絕緣性粘接劑使這些基板一體化，而且，通過以貫通絕緣性粘接劑層的方式設(shè)置的塊狀導(dǎo)電體電和物理連接所述這些連接用電極焊盤間，若形成這樣的構(gòu)造，則可一舉解決所述已有技術(shù)的問題，由此完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明的剛撓性電路板通過疊合剛性基板與撓性基板將其一體化并進(jìn)行電連接而成；該剛性基板由具有導(dǎo)體層的硬質(zhì)基板構(gòu)成，該導(dǎo)體層包含連接用電極焊盤；該撓性基板由具有導(dǎo)體層的撓性基材構(gòu)成，該導(dǎo)體層包含連接用電極焊盤；其特征在于在所述剛性基板和撓性基板的至少相互的疊合部分中夾置絕緣性粘接劑，通過以貫通絕緣性粘接劑層的方式設(shè)置的塊狀導(dǎo)電體，將所述剛性基板與撓性基板的所述連接用電極焊盤相互電連接。
在以下的說明中，當(dāng)僅是稱撓性基板和剛性基板時，包含單層和多層兩種情況。另外，在本發(fā)明中，作為所述絕緣性粘接劑，當(dāng)然不包含各向異性導(dǎo)電性樹脂那樣的粘接劑、即在樹脂中分散有導(dǎo)電粒子、通過加壓而發(fā)生導(dǎo)通的粘接劑。
在本發(fā)明中，所述剛撓性電路板最好是相對1個撓性基板以多層狀疊合多個剛性基板的形式。
其原因在于，通過根據(jù)需要增減剛性基板的層數(shù)，從而例如在將該電路板組裝到手機(jī)等中的場合，可使其容易地適合于安裝部件或外殼的形狀。
在本發(fā)明中，所述塊狀導(dǎo)電體最好突設(shè)于剛性基板或撓性基板中任一方的連接用電極焊盤上。
其原因在于，易于貫通絕緣性粘接劑層，剛性基板與撓性基板的疊合一體化也變得容易。
另外，所述連接用電極焊盤最好形成在剛性基板和撓性基板的各單面或雙面。
其原因在于，可容易地增加疊合于撓性基板的剛性基板的層數(shù)，另外，可確實地進(jìn)行兩者間的電和物理連接，而且，可提高連接用電極焊盤的形成精度。
另外，在將連接用電極焊盤形成于撓性基板的雙面的場合，也可形成電連接這些連接用電極焊盤之間的導(dǎo)通部(通道孔(バイアホ一ル))。
在本發(fā)明中，在所述撓性基板的多個部位電連接剛性基板，由導(dǎo)體層和樹脂絕緣層構(gòu)成的剛性基板也可形成為單層或多層，通過塊狀導(dǎo)電體將這樣分別形成的各剛性基板相對于撓性基板的單面或雙面而疊合一體化。
所述剛性基板的連接用電極焊盤可沿剛性基板的整個表面形成，也可形成于限定的區(qū)域。
圖1是表示構(gòu)成本發(fā)明剛撓性電路板的剛性基板與撓性基板的疊合的圖。
在本發(fā)明中，最好剛性基板與撓性基板的接合區(qū)域，即剛性基板與撓性基板相互疊合的部分的面積B處在小于等于剛性基板的表面積A的40％的范圍中。
在這樣的疊合范圍中，由構(gòu)成剛性基板與撓性基板的材料的熱膨脹率的差異引起的問題的發(fā)生變少，即使進(jìn)行冷熱循環(huán)等可靠性試驗，連接可靠性也得到提高。
所述疊合范圍若是在剛性基板的表面積的5％～40％的范圍中，則更理想，最好在這樣的疊合范圍通過塊狀導(dǎo)電體將連接用電極焊盤相互連接，并且，由絕緣性粘接劑使剛性基板與撓性基板一體化。
其原因在于，若疊合范圍不到5％，則不能由絕緣性粘接劑和塊狀導(dǎo)電體獲得剛性基板與撓性基板之間的充分的粘著力，若進(jìn)行拉伸試驗等強(qiáng)度試驗，則強(qiáng)度下降，為此，容易發(fā)生使焊盤間的連接產(chǎn)生問題等的故障。另一方面，若疊合范圍超過40％，則較大的撓性基板的熱膨脹系數(shù)與較小的剛性基板的熱膨脹系數(shù)之差產(chǎn)生的影響增大，容易由冷熱循環(huán)引起斷線。
即，通過使疊合范圍為5％～40％，從而可充分地維持剛性基板與撓性基板之間的粘著力，同時可抑制冷熱循環(huán)引起的斷線，提高電連接。
另外，所述疊合范圍若是處在剛性基板的表面積的10％～25％的范圍中，則更理想，在這樣的疊合范圍，可減小由構(gòu)成剛性基板或撓性基板的材料的熱膨脹系數(shù)之差產(chǎn)生的影響，抵消其它的偏差，提高電連接性和可靠性。
在本發(fā)明中，最好形成堆疊構(gòu)造部，該堆疊構(gòu)造部使剛性基板的層間連接部的位置與撓性基板的層間連接部的位置一致，使這些層間連接部相互疊合而導(dǎo)通。其原因在于，通過形成所謂的堆疊構(gòu)造，從而可縮短配線長度，適合于需要大電力的電子部件的安裝。
另外，堆疊構(gòu)造附近的強(qiáng)度增加，冷熱循環(huán)引起的應(yīng)力得到緩沖，電連接性提高。
若設(shè)形成于所述剛性基板和撓性基板的連接用電極焊盤中的、與塊狀導(dǎo)電體接觸的面積較小一方的連接用電極焊盤的面積為S0，該連接用電極焊盤與塊狀導(dǎo)電體的接觸面積為S1，則最好其面積比S1/S0為0.4≤S1/S0≤0.9。
其原因在于，當(dāng)所述面積比S1/S0不到0.4時，接觸面積過小，不能充分確保剛性基板與撓性基板的電和物理連接，另一方面，如S1/S0超過0.9，則塊狀導(dǎo)電體的比例過高，塊狀導(dǎo)電體的膨脹收縮的影響使得容易在剛性基板與撓性基板之間產(chǎn)生斷線。
在本發(fā)明中，所述塊狀導(dǎo)電體最好為球狀或半球狀等凸曲面形狀、棱柱或圓柱等柱狀、棱錐或圓錐等錐狀或銷狀構(gòu)成的塊狀導(dǎo)體，可列舉出銅、金、銀、錫等金屬、其合金、或各種焊錫等作為形成該決狀導(dǎo)電體的導(dǎo)電材料。
所述凸曲面形狀、柱狀、或錐狀的塊狀導(dǎo)電體最好由電鍍、印刷法、轉(zhuǎn)印法、埋入法(嵌入法)、電沉積等方法形成。
作為所述塊狀導(dǎo)電體，最好是圓錐等錐形凸塊，該錐形凸塊這樣獲得，即，使用印刷法成形金屬膏，此后，使其硬化而獲得圓錐等錐形凸塊。
其原因在于，若是錐形凸塊，則當(dāng)疊合剛性基板與撓性基板一體化時，容易貫通絕緣性粘接劑層，另外，通過錐形凸塊前端部的壓縮變形，可增大接觸面積。
另外，即使發(fā)生由冷熱循環(huán)引起的應(yīng)力，由于增大接觸面積也可確保用于電連接的連接。即，可提高連接可靠性。
在本發(fā)明中，當(dāng)塊狀導(dǎo)電體為所述圓錐那樣的錐形的凸決時，形成于剛性基板與撓性基板之間的絕緣性粘接劑層最好由半固化片構(gòu)成。這是為了使錐形凸塊容易貫通。
另外，所述塊狀導(dǎo)電體也可為由銅鍍層形成的凸塊，那樣的塊狀導(dǎo)電體最好是通過焊錫層連接于相對于設(shè)于撓性基板上的連接用電極焊盤而形成。這是為了獲得良好的電連接性。
另外，所述塊狀導(dǎo)電體也可為由Sn-Ag鍍層形成的凸塊。這是因為Sn-Ag為無鉛焊錫，另外，延展性優(yōu)良，對緩和由冷熱循環(huán)發(fā)生的應(yīng)力有效。
在本發(fā)明中，所述剛性基板與撓性基板的連接也可通過在設(shè)于它們上的通孔形狀的連接用電極焊盤中嵌合銷狀的所述塊狀導(dǎo)電體而進(jìn)行。通過這樣的銷狀的塊狀導(dǎo)電體的連接可根據(jù)需要使剛性基板與撓性基板分離，另外，可確保對在平行于基板面的方向產(chǎn)生的應(yīng)力的抵抗力。
在本發(fā)明中，最好是由轉(zhuǎn)印法在所述剛性基板或撓性基板中任一方的連接用電極焊盤上形成焊錫凸塊，由該焊錫凸塊進(jìn)行剛性基板與撓性基板的電連接。
其原因在于，由轉(zhuǎn)印法形成的焊錫凸塊與由印刷法形成的凸塊相比，可更確實地轉(zhuǎn)印形狀，所以，可不產(chǎn)生樹脂殘留，提高連接穩(wěn)定性。
按照本發(fā)明，可獲得以下效果(a)可形成連接可靠性優(yōu)良的自由的配線連接構(gòu)造，(b)可降低高頻帶區(qū)的電感，縮短信號延遲時間，減少信號反射波導(dǎo)致的噪聲發(fā)生，(c)通過由塊狀導(dǎo)電體進(jìn)行連接，從而可防止在高溫、高濕度下在導(dǎo)電體間容易發(fā)生的遷移的問題，(d)由絕緣性粘接劑可防止耐落下沖擊的性能下降，而且，(e)制造成本低，可以高成品率進(jìn)行制造。


圖1(a)～(b)是表示構(gòu)成本發(fā)明的剛撓性電路板的剛性基板與撓性基板的疊合的示意圖。
圖2(a)～(d)是表示制造本發(fā)明實施例1的剛撓性電路板的工序的一部分的圖。
圖3(a)～(f)是同樣表示制造本發(fā)明實施例1的剛撓性電路板的工序的一部分的圖。
圖4(a)～(b)是同樣表示制造本發(fā)明實施例1的剛撓性電路板的工序的一部分的圖。
圖5是表示本發(fā)明實施例1的剛撓性電路板的圖。
圖6(a)～(e)是表示制造本發(fā)明實施例2的剛撓性電路板的工序的一部分的圖。
圖7(a)～(c)是同樣表示制造本發(fā)明實施例2的剛撓性電路板的工序的一部分的圖。
圖8是表示本發(fā)明實施例3的剛撓性電路板的圖。
圖9是表示本發(fā)明實施例4的剛撓性電路板的圖。
圖10是表示本發(fā)明實施例5的剛撓性電路板的圖。
圖11(a)～(c)是表示制造本發(fā)明實施例6的剛撓性電路板的工序的一部分的圖。
圖12是表示本發(fā)明實施例6的剛撓性電路板的圖。
圖13(a)～(c)是表示制造本發(fā)明實施例7的剛撓性電路板的工序的一部分的圖。
圖14是表示比較例1的剛撓性電路板的圖。
圖15是表示比較例3的剛撓性電路板的圖。
圖16是表示高頻區(qū)域的電感的頻率依存性的圖。
圖17(a)是表示100MHz時的信號延遲的電壓波形圖，圖17(b)是表示5GHz時的信號延遲的電壓波形圖。
圖18是表示由反射噪聲導(dǎo)致的波形紊亂的電壓波形圖，相對本發(fā)明的連接構(gòu)造的波形，已有技術(shù)的通孔連接構(gòu)造的波形在反射噪聲的影響下由于超過或不足而發(fā)生瞬變。
圖19是表示實施例8的塊狀導(dǎo)電體和連接用電極焊盤的接觸面積比與冷熱循環(huán)試驗的關(guān)系的圖。
圖20是表示過去的剛撓性電路板的截面構(gòu)造的示意圖。
圖21是表示過去的剛撓性電路板的制造工序的圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的剛撓性電路板的特征構(gòu)造在于使絕緣性粘接劑介入到具有導(dǎo)體層的剛性基板和撓性基板的至少相互的疊合部分而使其疊合一體化，該導(dǎo)體層包含連接用電極焊盤；通過貫通所述絕緣性粘接劑地設(shè)置的所述塊狀導(dǎo)電體使所述剛性基板與撓性基板的連接用電極焊盤相互電和物理連接，從而使其一體化。
在本發(fā)明中，作為特征構(gòu)成采用的“塊狀導(dǎo)電體”是包含球狀或半球狀等凸曲面形狀、棱柱或圓柱等柱狀、棱錐或圓錐等錐狀或銷狀構(gòu)成的塊狀導(dǎo)體或?qū)щ娦粤Ｗ拥哪w的概念，只要是可以足夠的連接強(qiáng)度連接設(shè)于剛性基板上的連接用電極焊盤與設(shè)于撓性基板上的連接用電極焊盤而且電連接的構(gòu)成即可。
作為在本發(fā)明中使用的撓性基板，只要是具有適度的彎曲性的基板即可，例如可使用塑料基板、金屬基板、薄膜基板等。
具體地說，可使用玻璃環(huán)氧基板、玻璃聚酰亞胺基板、鋁基板、鐵基板、聚酰亞胺薄膜基板、聚乙烯薄膜基板、LCP基板(液晶聚合物)等。特別是將在單面或雙面設(shè)置了導(dǎo)體電路的聚酰亞胺系薄膜作為基材較好。
所述撓性基板的厚度最好為10～100μm左右。其原因在于，對于不到10μm的厚度，電絕緣性下降，而當(dāng)超過100μm時，撓性下降。
所述撓性基板在其單面或雙面上形成含有連接用電極焊盤的導(dǎo)體電路，該導(dǎo)體電路是通過在絕緣薄膜的表面上進(jìn)行電鍍處理而形成，或?qū)φ迟N于絕緣薄膜表面上的金屬箔進(jìn)行腐蝕處理而形成，所述連接用電極焊盤形成為導(dǎo)體電路的一部分。
該連接用電極焊盤可以是貫通基板進(jìn)行與另一方的導(dǎo)體電路的電連接的形式的穿孔焊盤，也可通過這樣的通道孔實現(xiàn)后述的撓性基板與剛性基板的電連接。
形成于所述撓性基板上的連接用電極焊盤的形狀、大小、及個數(shù)例如最好形成為直徑50～500μm左右的圓形，按100～700μm左右的間距配置多個。
其原因在于，不到50μm時，連接可靠性不穩(wěn)定，當(dāng)超過500μm時，由于焊盤的原因，其范圍增加，所以，不利于高密度安裝。
構(gòu)成本發(fā)明的剛性基板是與具有撓性的撓性基板相反的、沒有撓性的基板，與其形態(tài)、層數(shù)、形成方法等無關(guān)，為硬質(zhì)、不容易變形的基板。
在該剛性基板中，作為形成基板的絕緣性樹脂基材，最好使用從玻璃布環(huán)氧樹脂基材、玻璃布雙馬來酰亞胺三嗪樹脂基材、玻璃布聚苯醚樹脂基材、芳族聚酰胺無紡布-環(huán)氧樹脂基材、芳族聚酰胺無紡布-聚酰亞胺樹脂基材中選擇的硬質(zhì)基材，若是玻璃布環(huán)氧樹脂基材則更理想。
所述絕緣性樹脂基材的厚度為20～600μm左右。其原因在于，如為不到20μm的厚度，則強(qiáng)度下降，難以處理，同時，相對電絕緣性的可靠性下降，當(dāng)超過600μm時，難以形成微細(xì)的通道和填充導(dǎo)電性物質(zhì)，同時，基板本身變厚。
在該絕緣性樹脂基材的單面或雙面粘貼銅箔，其厚度為5～18μm左右。其原因在于，當(dāng)使用后述的激光加工在絕緣性樹脂基材上形成通道形成用的開口時，若比5μm薄得過多，則貫通，相反，若比18μm厚得過多，則難以通過腐蝕形成微細(xì)的線寬的導(dǎo)體電路圖形。
由所述絕緣性樹脂基材和銅箔構(gòu)成的剛性基板特別是可使用單面覆銅層壓板，該單面覆銅層壓板通過層疊半固化片與銅箔并加熱加壓而獲得，該半固化片是在玻璃纖維布中浸漬環(huán)氧樹脂而形成的B階的半固化片。這樣的剛性基板在銅箔被腐蝕后的處理中，配線圖形和通道位置不偏移，位置精度優(yōu)良。
形成于該剛性基板的單面或雙面上的所述導(dǎo)體電路最好這樣形成，即，隔著保持半硬化狀態(tài)的樹脂粘接劑層對厚5～18μm左右的銅箔進(jìn)行加熱加壓后，進(jìn)行適當(dāng)?shù)母g處理而形成所述導(dǎo)體電路。
并且，該導(dǎo)體電路最好這樣形成，即，將銅箔粘貼到基材表面上，在該銅箔上粘貼腐蝕保護(hù)膜，用規(guī)定的電路圖形的掩模覆蓋后，進(jìn)行腐蝕處理，包含電極焊盤(連接盤)地形成該導(dǎo)體電路。
在這樣的導(dǎo)體電路形成工序中，先在銅箔的表面粘貼感光性干膜抗蝕劑，然后，沿規(guī)定的電路圖形進(jìn)行曝光和顯影處理，形成蝕刻抗蝕劑，對蝕刻抗蝕劑非形成部分的金屬層進(jìn)行腐蝕，形成包含電極焊盤的導(dǎo)體電路圖形。
在所述處理工序中，作為腐蝕液，可使用從硫酸-過氧化氫、過硫酸鹽、氯化銅、氯化鐵的水溶液中選擇的至少1種水溶液。
另外，作為腐蝕所述銅箔形成導(dǎo)體電路的前處理，為了使得容易形成精細(xì)圖形，可預(yù)先腐蝕銅箔的整個表面，將厚度減薄至1～10μm，若減薄至2～8μm左右，則更理想。
不特別限定形成于所述剛性基板上的連接用電極焊盤的形狀、大小、及個數(shù)，但例如最好形成為直徑50～500μm左右的圓形，按100～700μm左右的間距配置多個。其原因在于，若電極焊盤的直徑不到50μm，則連接可靠性不穩(wěn)定，若電極焊盤的直徑超過500μm，則對高密度安裝不利。
另外，若作為墊間隔的墊的間距不到100μm，則容易發(fā)生短路等連接可靠性的問題，若墊的間距超過700μm，則墊的面積增加，對高密度安裝不利。
在所述絕緣性樹脂基材上設(shè)置形成通道孔用的開口(以下稱“通道孔開口”)。該通道孔開口可通過激光照射形成。特別是在絕緣性樹脂基材的表面上粘貼透明的保護(hù)膜例如PET薄膜，從該PET薄膜的上方進(jìn)行二氧化碳?xì)怏w激光照射，貫通PET薄膜，形成從絕緣性樹脂基材的表面到達(dá)銅箔的開口。按照這樣的加工條件形成的通道孔開口直徑最好為50～250μm左右。若通道孔開口直徑不到50μm，則通道孔開口自身難以形成，塊狀導(dǎo)電體變得過小，連接性產(chǎn)生問題。相反，當(dāng)通道孔開口直徑超過250μm時，存在通道形成區(qū)域增多等問題，使得高密度化困難。
為了除去殘留于通過激光照射形成的通道孔開口的側(cè)面和底面的樹脂殘渣，進(jìn)行去污處理。該去污處理通過氧等離子放電處理、電暈放電處理、紫外線激光處理、或受激準(zhǔn)分子激光處理等進(jìn)行。
在所述通道孔開口充填導(dǎo)電性物質(zhì)，形成填充通道孔，該導(dǎo)電性物質(zhì)，最好是導(dǎo)電性膏或通過電解電鍍處理形成的金屬鍍層。
為了簡化所述填充通道孔的形成工序，降低制造成本，提高成品率，填充導(dǎo)電性膏較理想，從連接可靠性方面考慮，通過電解電鍍處理形成的金屬鍍層例如銅、錫、銀、各種焊錫、銅/錫、銅/銀等金屬鍍層較理想，特別是電解鍍銅層較理想。這是因為，電解鍍銅層在形成填充通道時容易填充，電特性優(yōu)良。另外，電解鍍銅膜還具有容易緩沖應(yīng)力的優(yōu)點。
所述導(dǎo)電性物質(zhì)不僅填充到貫通絕緣性基材到達(dá)導(dǎo)體電路的通道孔開口內(nèi)，而且還可在通道孔開口的外側(cè)突出形成到規(guī)定的高度，其突出高度最好在5～30μm左右的范圍中。
其原因在于，若不到5μm，則容易導(dǎo)致連接不良，若超過30μm，則電阻值增大，同時，當(dāng)在加熱加壓工序中熱變形時，沿絕緣性基板的表面過度擴(kuò)展，所以，不能形成精細(xì)圖形。
在本發(fā)明中，剛性基板與撓性基板的電連接可采用以下(1)～(4)的各種方式，通過任意地組合這些連接形式，可有效地使用基板材料，同時，可形成自由的配線連接構(gòu)造。
(1)將撓性基板連接于剛性基板的單面的方式，即，在剛性基板的單側(cè)的最外層的表面上形成連接用電極焊盤，同時，在撓性基板的單側(cè)的表面上也形成連接用電極焊盤，通過塊狀導(dǎo)電體使各基板的電極焊盤相互連接。
(2)將不同的撓性基板分別連接到剛性基板的雙面的方式，即，在剛性基板的兩側(cè)的最外層的表面上分別形成連接用電極焊盤，同時，與形成于剛性基板的兩側(cè)的最外層的連接用電極焊盤面對地配置各撓性基板，通過塊狀導(dǎo)電體使這些相面對地配置的連接用電極焊盤相互連接。
(3)將不同的剛性基板分別連接到撓性基板的雙面的場合，即，在撓性基板的雙面形成連接用電極焊盤，同時，相對這些連接用電極焊盤，剛性基板在單側(cè)的最外層的表面上分別形成連接用電極焊盤，使這些基板的各連接用電極焊盤分別相面對地配置不同的剛性基板，通過塊狀導(dǎo)電體使相面對地配置的連接用電極焊盤相互連接。
(4)在撓性基板的多個部位電連接多個剛性基板的方式，即，預(yù)先形成多個剛性基板，并且使構(gòu)成它們的導(dǎo)體層和樹脂絕緣層的層數(shù)為任意，相對地配置這些分別形成的剛性基板和撓性基板的連接用電極焊盤，通過塊狀導(dǎo)電體相互連接這些相對配置的連接用電極焊盤。
在所述(1)～(4)的各種連接方式中，特別說明(1)所述的、在剛性基板的單側(cè)的最外層表面上連接撓性基板的方式。
例如，在剛性基板的單側(cè)的外側(cè)表面的沿短邊的規(guī)定的表面區(qū)域中，預(yù)先形成多個連接用電極焊盤作為導(dǎo)體電路的一部分，同時，在撓性基板的單面的規(guī)定區(qū)域，例如細(xì)長矩形基板的沿短邊的表面區(qū)域中，也預(yù)先形成與設(shè)于剛性基板上的連接用電極焊盤對應(yīng)的數(shù)個連接用電極焊盤，該多個連接用電極焊盤對通過預(yù)先配置在剛性基板側(cè)或撓性基板側(cè)的連接用電極焊盤上的塊狀導(dǎo)電體進(jìn)行電和物理連接。
另外，所述剛性基板與撓性基板由絕緣性粘接劑層粘接，該絕緣性粘接劑層粘貼或涂覆到剛性基板側(cè)或撓性基板側(cè)的未形成連接用電極焊盤的表面區(qū)域上。
所述連接用電極焊盤可對通過對1個或2個構(gòu)成剛性基板的最外層的電路基板進(jìn)行電鍍處理或腐蝕處理而形成導(dǎo)體電路時，形成為其導(dǎo)體電路的一部分，或在構(gòu)成最外層的電路板的絕緣樹脂層上單獨地形成，或作為貫通絕緣樹脂層進(jìn)行與下層的導(dǎo)體電路的電連接的連接盤而形成。
在本發(fā)明中，形成于所述剛性基板上的連接用電極焊盤的形成區(qū)域不一定必須是剛性基板的最外層的絕緣樹脂層表面的整個區(qū)域，只要是可獲得足夠的連接強(qiáng)度的任意的位置即可。
例如，也可為矩形的基板的沿短邊或長邊的周緣的表面區(qū)域，或從基板的周緣朝中央的表面區(qū)域。
由于可使這樣的連接用電極焊盤的形成區(qū)域為任意的位置，所以，可相應(yīng)于電子設(shè)備殼體的設(shè)計，或收容于該殼體內(nèi)的其它剛性基板或電子部件等的布局，朝所期望的方向引出配線，可獲得極為有利的配線連接構(gòu)造。
在本發(fā)明中，使剛性基板的層間連接部的位置與撓性基板的層間連接部的位置一致，形成通過塊狀導(dǎo)電體使這些層間連接部相互疊合而導(dǎo)通的堆疊構(gòu)造部，這是一個更好的實施方式，可提供一種剛撓性電路板，該剛撓性電路板通過采用這樣的堆疊構(gòu)造，實現(xiàn)配線長度的縮短化，適合于需要大電力的電子部件的安裝。
若設(shè)形成于所述剛性基板上的連接用電極焊盤和形成于撓性基板上的連接用電極焊盤中的、與塊狀導(dǎo)電體接觸的面積較小一方的連接用電極焊盤的面積為S0，其連接用電極焊盤與塊狀導(dǎo)電體的接觸面積為S1，則最好其面積比(S1/S0)為0.4≤S1/S0≤0.9。
其原因在于，當(dāng)所述面積比(S1/S0)不到0.4時，接觸面積過小，不能充分確保剛性基板與撓性基板的電和物理連接，另一方面，若面積比(S1/S0)超過0.9，則撓性基板與剛性基板的相對的位置偏移增大，在其間易于發(fā)生斷線，所以，不能獲得優(yōu)良的連接可靠性。
用于使設(shè)于所述剛性基板和撓性基板的連接用電極焊盤相互連接的塊狀導(dǎo)電體最好突設(shè)于剛性基板和撓性基板中的任一方的連接用電極焊盤上。這是為了當(dāng)使剛性基板與撓性基板疊合時，容易貫通絕緣性粘接劑層。
作為所述塊狀導(dǎo)電體，典型的場合為這樣形成的導(dǎo)電體，即，使用銅、金、銀、錫等金屬、這些金屬的合金、或各種焊錫等，由電鍍、印刷法、轉(zhuǎn)印法、埋入法(嵌入法)、電沉積等方法，形成球狀或半球狀等凸曲面形狀、棱柱或圓柱等柱狀、棱錐或圓錐等錐狀的凸塊(柱體)或球，或形成銷狀的塊狀導(dǎo)體；但是，并不限定于此，只要是以足夠的連接強(qiáng)度連接設(shè)于剛性基板上的連接用電極焊盤與設(shè)于撓性基板的連接用電極焊盤并且可使其進(jìn)行電連接的構(gòu)成即可。
在由鍍層形成所述凸塊(柱體)的場合，也可由鍍銅層形成，這樣的塊狀導(dǎo)電體最好通過焊錫層相對于設(shè)于撓性基板上的連接用電極焊盤連接，這樣可獲得優(yōu)良的電連接性。
另外，作為形成所述凸塊(柱體)或球的焊錫，可由從Sn/Pb、Sn/Sb、Sn/Ag、Sn/Ag/Cu、Sn/Cu、Sn/Zn、Sn/Ag/In/Cu中選擇的至少一種焊錫形成。
即，可由從所述金屬或各種焊錫中選擇的1種形成，也可混合2種或2種以上地使用。
特別是根據(jù)不污染自然環(huán)境這樣的社會要求，最好為使用不含有鉛的所謂無鉛焊錫的凸塊。作為這樣的焊錫，例如可列舉出由Sn/Sb、Sn/Ag、Sn/Ag/Cu、Sn/Cu、Sn/Zn、Sn/Ag/In/Cu構(gòu)成的焊錫?？紤]到剛性基板和撓性基板的材料，最好是使用熔點為183℃的Sn-37Pb焊錫、熔點為217℃的Sn-35Ag-0.7Cu焊錫。
另外，由Sn/Ag焊錫鍍層形成的凸塊的延展性優(yōu)良，對緩和由冷熱循環(huán)發(fā)生的應(yīng)力有效，因而更為理想。
所述焊錫凸塊的高度最好為10～150μm左右，由電鍍、印刷法、轉(zhuǎn)印法、埋入法(嵌入法)、電沉積等方法形成。
例如，在印刷法的場合，在具有連接用電極焊盤的剛性基板或撓性基板的、與連接用電極焊盤相當(dāng)?shù)幕迳系牟课簧?，載置設(shè)有圓形的開口的印刷掩模(金屬掩模)，使用該掩模印刷焊錫膏，進(jìn)行加熱處理，從而形成焊錫凸塊。
另外，在轉(zhuǎn)印法的場合，例如在具有水平面的水平夾具板的該水平面上，依次載置具有連接用電極焊盤的剛性基板或撓性基板、焊錫載體及負(fù)荷用的壓緊夾具，由水平夾具板和壓緊夾具夾持基板和焊錫載體，平行地保持兩者，此后，通過軟溶將焊錫載體的焊錫圖形轉(zhuǎn)印到連接用電極焊盤上，此后，去除焊錫載體，在連接用電極焊盤上形成焊錫凸塊。
另外，所述焊錫球例如也可由直徑100～800μm左右的銅球和覆蓋該銅球的厚度≤150μm的焊錫層形成。
所述剛性基板與撓性基板的電和物理連接最好這樣進(jìn)行，即，對撓性基板的連接用電極焊盤相對于剛性基板的連接用電極焊盤上的焊錫凸塊或焊錫球加壓、加熱，使焊錫熔化和固化而進(jìn)行連接。
在本發(fā)明中，作為構(gòu)成用于相互粘接、固定剛性基板與撓性基板而且由所述塊狀導(dǎo)電體貫插的絕緣性粘接劑層的樹脂，例如也可使用聚乙烯醇縮丁醛樹脂、酚醛樹脂、丁腈橡膠、聚酰亞胺樹脂、苯氧基樹脂、二甲苯樹脂或大于等于2種的混合物、聚碳酸酯樹脂、聚砜樹脂、聚醚酰亞胺樹脂、液晶聚合物、聚酰胺樹脂等。另外，也可是在所述樹脂中配合玻璃墊子、無機(jī)填充劑、玻璃纖維布等的材料(半固化片)。
例如，在使用半固化片的場合，在使半固化片等介于剛性基板與撓性基板之間的狀態(tài)下，通過熱壓，形成絕緣性粘接劑層。
在使用所述半固化片的場合，作為形成于連接用電極焊盤上的凸塊，最好是在將金屬膏成形為規(guī)定的形狀后硬化形成的凸塊，為了以良好的精度在規(guī)定的位置形成貫通型的導(dǎo)體路，最好其前端部是可容易貫插絕緣性粘接劑層的圓錐形、棱錐形等，但也可是半球狀、梯形等形狀。
所述金屬膏可由這樣調(diào)制成的導(dǎo)電性組成物構(gòu)成，即，例如混合銀、金、銅、焊錫粉、碳粉等導(dǎo)電性粉末、它們的合金粉末或復(fù)合(混合)金屬粉末，與例如聚碳酸酯樹脂、聚砜樹脂、聚酯樹脂、苯氧基樹脂、密胺樹脂、酚醛樹脂、聚酰亞胺樹脂等粘結(jié)劑成分，進(jìn)行調(diào)制而成。
另外，所述金屬凸塊例如通過使用較厚的金屬掩模的印刷法，可形成作為縱橫尺寸比高的導(dǎo)電性凸塊，其凸塊高度最好大于等于絕緣性粘接劑層的厚度的1.3倍左右。例如，若設(shè)絕緣性粘接劑層的厚度為50μm，則凸塊高度設(shè)定為65～150μm左右。
(實施例1)(A)撓性基板的制造工序(1)當(dāng)制造本發(fā)明的剛撓性電路板時，作為制作構(gòu)成剛撓性電路板的撓性基板100A的原材料，使用層壓薄膜(新日鐵化學(xué)制エスパネツクスSB)(圖2(a))，該層壓薄膜是通過在由厚25μm的聚酰亞胺系樹脂制成的絕緣性膜11的兩面層壓厚18μm的銅箔12而獲得。
(2)使用氯化銅水溶液對層壓于所述絕緣性膜11的兩面上的銅箔12進(jìn)行腐蝕，形成圖形13和直徑250μm的連接用電極焊盤16，在該配線圖形上涂覆感光性環(huán)氧樹脂(日立化成制FR-5538EA)，在80℃下干燥3小時后，由紫外線曝光，使用二亞甲基二醇二乙基醚(ジメチレングリコ一ルジメチルエ一テル)進(jìn)行顯影處理，從而形成具有直徑300μm的大小的開口15的、保護(hù)圖形13的厚25μm的樹脂制覆蓋層14(圖2(b)～(d))。
(B)剛性基板的制造工序(1)在將12μm的銅箔22層壓于由玻璃環(huán)氧樹脂制成的基板21的兩面上獲得的、厚0.11mm的雙面覆銅層壓板(松下電工制R-1766，參照圖3(a))的單面上，使用氯化銅水溶液形成激光照射用開口24，并使用二氧化碳?xì)怏w激光器設(shè)置直徑250μm的鍍銅填充用開口26(參照圖3(b)、(c))。
(2)進(jìn)而在貫通孔26的內(nèi)壁施加Pd催化劑，在以下那樣的組成和條件下實施無電解鍍銅處理后，再實施電解鍍銅處理，從而用鍍銅28填充開口26的內(nèi)部(參照圖3(d))。
(無電解鍍銅溶液)硫酸銅10g/升HCHO 8g/升NaOH 5g/升羅謝爾鹽 45g/升溫度 30℃(電解鍍銅溶液)硫酸 180g/升硫酸銅80g/升日本アトテツクジヤパン制商品名カパラシドGL1ml/升(電鍍條件)電流密度 2A/dm2時間 30分鐘溫度 25℃(3)使用氯化銅水溶液腐蝕用所述鍍銅28填充的基板的雙面，在表面和背面分別形成圖形32、34，同時，將圖形34的一部分形成為連接用電極焊盤36。然后，用薄板開槽器對基板進(jìn)行加工(參照圖3(e))。
(4)然后，使用設(shè)置了圓錐狀開口的金屬掩模，使用涂刷器填充以銀膏(杜邦公司制商品名SOLAMET)，在連接用電極焊盤36上形成圓錐形狀的突起40，即焊錫凸塊。然后，在150℃下對其加熱1小時使其硬化，制造出剛性基板200A(參照圖3(f))。
(C)層疊工序(1)以按10kg/cm2的壓力將半固化片42(日立化成制GIA-671N)相對于由所述(B)制造的剛性基板200A的圓錐形突起40加壓而將半固化片42刺穿、貫通(圖4(a))。
(2)然后，層疊由所述(A)制造的撓性基板100A與剛性基板200A，以180℃、40kg/cm2進(jìn)行加熱加壓(參照圖4(b))，獲得由圖5所示的塊狀導(dǎo)電體44連接的剛撓性電路板300A。
另外，塊狀導(dǎo)電體44與撓性基板100A的連接用電極焊盤16的連接面積S1為3.92×10-2mm2，連接墊面積S0為4.9×10-2mm2，所以，S1/S0為0.8。
(實施例2)(A)撓性基板的制造工序(1)當(dāng)制造本發(fā)明的剛撓性電路板時，作為制作構(gòu)成剛撓性電路板的撓性基板的原材料，使用層壓薄膜(新日鐵化學(xué)制エスパネツクスSB))，該層壓薄膜是通過在由厚25μm的聚酰亞胺系樹脂制成的絕緣性膜11的兩面上層壓厚18μm的銅箔12而獲得。
(2)使用氯化銅水溶液對層壓于所述絕緣性膜11的兩面上的銅箔12進(jìn)行腐蝕，形成圖形13，在該圖形上涂覆溶解于二亞甲基二醇二甲基醚而得到的60％重量的甲酚-線型酚醛環(huán)氧樹脂(クレゾ一ルノボラツク型エポキシ樹脂)(日本化藥制)，在80℃下干燥3小時，形成未硬化環(huán)氧樹脂層50(粘接劑層)，作為撓性基板。
(B)剛性基板的制造工序
(1)使用二氧化碳?xì)怏w激光器，在將12μm的銅箔22層壓于由玻璃環(huán)氧樹脂制成的基板21的單面而獲得的、厚0.11mm的單面覆銅層壓板(圖6(a))，設(shè)置直徑150μm的鍍銅填充用開口26(圖6(b))。
(2)在貫通孔26內(nèi)施加Pd催化劑，實施無電解鍍銅處理后，再實施電解鍍銅處理，從而將鍍銅28填充于開口26的內(nèi)部，同時，形成從基板表面以3μm的高度突出的突起29(參照圖6(c))。
無電解鍍銅和電解鍍銅的組成依照實施例1。
(3)在所述突起29的表面上按以下條件實施焊錫電鍍，形成覆蓋突起29的表面的焊錫層31(圖6(d))。
(電解鍍錫焊溶液)Sn(BF4)225g/升Pb(BF4)212g/升(電鍍條件)溫度 20℃電流密度 0.4A/dm2(4)使用氯化銅水溶液對粘貼于所述單面覆銅層壓板的單面的銅箔22進(jìn)行腐蝕處理，形成導(dǎo)體圖形32(圖6(e))。
(5)進(jìn)一步使用薄板開槽器進(jìn)行加工，形成剛性基板200B(圖7(a))(C)層疊工序?qū)盈B由所述(A)制作的撓性基板100B與由所述(B)制作的剛性基板200B，以180℃、40kg/cm2進(jìn)行加熱加壓(參照圖7(b))，然后升溫至200℃，使焊錫熔化，從而獲得通過塊狀導(dǎo)電體40連接一體化的剛撓性電路板300B，該塊狀導(dǎo)電體包含鍍銅層構(gòu)成的突起29和焊錫層。
當(dāng)進(jìn)行所述加熱加壓時，突起29貫通撓性基板100B的未硬化環(huán)氧樹脂層50，接觸于剛性基板200B，進(jìn)而通過200℃的軟溶使焊錫層31熔化，實現(xiàn)電連接。
(實施例3)(A)撓性基板的制造工序(1)當(dāng)制造本發(fā)明的剛撓性電路板時，作為制作構(gòu)成該剛撓性電路板的撓性基板的原材料，使用層壓薄膜(新日鐵化學(xué)制エスパネツクスSB)，該層壓薄膜是通過在由厚25μm的聚酰亞胺系樹脂制成的絕緣性膜11的兩面上層壓厚18μm的銅箔12而獲得。
(2)使用氯化銅水溶液對層壓于所述絕緣性膜11的兩面上的銅箔12進(jìn)行腐蝕，形成圖形13，在該圖形上涂覆溶解于二亞甲基二醇二甲基醚而得到的60％重量的甲酚-線型酚醛環(huán)氧樹脂(日本化藥制)，在80℃下干燥3小時，形成未硬化環(huán)氧樹脂層50(粘接劑層)，制成撓性基板。
(B)剛性基板的制造工序(1)使用二氧化碳?xì)怏w激光器，在將12μm的銅箔22層壓于由玻璃環(huán)氧樹脂制成的基板21的單面上而獲得的、厚0.11mm的單面覆銅層壓板(參照圖6(a))，設(shè)置直徑150μm的銅鍍層填充用開口26。
(2)在貫通孔26內(nèi)施加Pd催化劑，實施無電解鍍銅處理后，進(jìn)一步實施電解鍍銅處理，從而將鍍銅28填充于開口26的內(nèi)部。
無電解鍍銅和電解鍍銅的組成依照實施例1。
(C)焊錫球的制造在直徑0.1mm的銅球60(三菱マテリアル制)的表面上實施60μm的電解鍍焊錫處理，從而獲得由在其表面形成焊錫層62而構(gòu)成的焊錫球64(參照圖8)。電解鍍焊錫的條件依據(jù)實施例2。
(D)層疊工序隔著焊錫球64層疊由所述(A)制造的撓性基板和由所述(B)制作的剛性基板，以180℃、40kg/cm2進(jìn)行加熱加壓，然后升溫至200℃，使焊錫熔化，獲得圖8所示的由塊狀導(dǎo)電體66連接的剛撓性電路板300C。
當(dāng)進(jìn)行所述加熱加壓時，焊錫球64貫通撓性基板的未硬化環(huán)氧樹脂層50，而接觸于剛性基板，進(jìn)而通過200℃的軟溶使焊錫熔化，實現(xiàn)電連接。
在本實施例中，由于銅球60自身不熔化，所以，具有間隔構(gòu)件的功能，可將層間的距離保持一定。
(實施例4)(A)撓性基板的制造工序(1)當(dāng)制造本發(fā)明的剛撓性電路板時，作為制作構(gòu)成其剛撓性電路板的撓性基板的原材料，使用層壓薄膜(新日鐵化學(xué)制エスパネツクスSB)，該層壓薄膜是通過在由厚25μm的聚酰亞胺系樹脂制成的絕緣性膜11的兩面上層壓厚18μm的銅箔12而獲得。
(2)使用氯化銅水溶液對在兩面層壓有所述銅箔12的絕緣性膜11進(jìn)行腐蝕，形成圖形13，在該圖形上涂覆感光性環(huán)氧樹脂(日立化成制FR-5538EA)，在80℃下干燥3小時后，由紫外線曝光，使用二亞甲基二醇二乙基醚進(jìn)行顯影處理，從而形成具有直徑300μm的大小的開口15的、用于保護(hù)圖形13的厚25μm的樹脂制覆蓋層14。然后，在該開口15中絲網(wǎng)印刷焊錫膏(ヘラウス株式公社制)，并載置銅制的T形銷68，在200℃下進(jìn)行軟溶，制造出具有T形銷68的撓性基板。
(B)具有通孔的剛性基板的制造工序(1)對將12μm的銅箔22層壓于由玻璃環(huán)氧樹脂制成的基板21的單面而獲得的、厚0.11mm的單面覆銅層壓板，用鉆頭進(jìn)行鉆孔，然后實施無電解鍍銅處理和電解鍍銅處理，形成通孔69。
然后，使用氯化銅水溶液進(jìn)行腐蝕處理，形成導(dǎo)體圖形70。
(2)然后，由切槽機(jī)進(jìn)行切斷加工，制造出具有通孔69的剛性基板。
(C)粘接劑膜的制造在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜上涂覆環(huán)氧樹脂，在80℃下對其干燥1小時，形成粘接劑膜。
(D)層疊工序向由所述(B)制造的剛性基板的通孔69中印刷填充焊錫膏，使由所述(A)制作的撓性基板的T形銷68貫通由所述(C)制造的粘接劑膜，層疊剛性基板與撓性基板，以180℃、40kg/cm2進(jìn)行加熱加壓，然后在200℃下進(jìn)行軟溶，制造出如圖9所示的剛撓性電路板300D。
(實施例5)基本上與實施例2相同，但由上下2個剛性基板200E、200E夾持撓性基板100E，使作為撓性基板100E的層間連接部的通道孔72與作為剛性基板200E的層間連接部的通道孔71同軸排列，制造出具有所謂的堆疊構(gòu)造73的剛撓性電路板300E(參照圖10)。
(實施例6)(A)撓性基板的制造工序(1)當(dāng)制造本發(fā)明的剛撓性電路板時，作為制作構(gòu)成該剛撓性電路板的撓性基板100F的原材料，使用層壓薄膜(新日鐵化學(xué)制エスパネツクスSB)(圖2(a))，該層壓薄膜是通過在由厚25μm的聚酰亞胺系樹脂制成的絕緣性膜11的兩面層壓厚18μm的銅箔12而獲得。
(2)使用氯化銅水溶液對層壓于所述絕緣性膜11的兩面上的銅箔12進(jìn)行腐蝕，形成圖形13和直徑250μm的連接用電極焊盤16，在該配線圖形上涂覆感光性環(huán)氧樹脂(日立化成制FR-5538EA)，在80℃下干燥3小時后，由紫外線曝光，進(jìn)行使用了二亞甲基二醇二乙基醚的顯影處理，從而形成具有直徑300μm的大小的開口15的、用于保護(hù)圖形的厚25μm的樹脂制覆蓋層14(圖2(b)～(d))。
(B)剛性基板的制造工序(1)使用氯化銅水溶液，在將12μm的銅箔22層壓于由玻璃環(huán)氧樹脂制成的基板21的兩面上而獲得的、厚0.11mm的雙面覆銅層壓板上(松下電工制R-1766)，形成激光照射用開口24，并使用二氧化碳?xì)怏w激光器設(shè)置直徑200μm的銅鍍層填充用開口26(參照圖6(b))。
(2)在上述開口26內(nèi)施加Pd催化劑，實施無電解鍍銅處理，然后，進(jìn)一步實施電解鍍銅處理，從而向開口26的內(nèi)部填充鍍銅28(參照圖6(c))。
(3)使用氯化銅水溶液對由所述銅鍍28填充的基板的雙面進(jìn)行腐蝕，在表面和背面上分別形成圖形32、34，同時，將圖形34的一部分形成于連接用電極焊盤36。然后，用薄板開槽器對基板進(jìn)行加工。
(4)然后，在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜80上粘貼焊錫箔，接著，由1N硫酸水溶液進(jìn)行腐蝕，形成在規(guī)定的場所具有圓形圖形的焊錫層82的膜片。
(5)在由所述(3)中進(jìn)行了開槽加工而成的基板上層疊具有焊錫層82的膜片(參照圖11(a))，在200℃下進(jìn)行軟溶，設(shè)置了焊錫凸塊84(參照圖11(b))。
(6)在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜上涂覆環(huán)氧樹脂液，在80℃下對其干燥1小時，形成粘接劑膜86。
(D)層疊工序隔著粘接劑膜86層疊由所述(A)制造的撓性基板100F與由所述(B)制造的剛性基板200F(參照圖11(c))，以180℃、40kg/cm2進(jìn)行加熱加壓，然后在200℃下進(jìn)行軟溶，制造出圖12所示的剛撓性電路板300F。
(實施例7)(A)剛撓性基板的制造工序與實施例6(A)的(1)～(2)的工序同樣地制造撓性基板。
(B)剛性基板的制造工序(1)在制作嵌入物時，使用在厚0.11mm的銅箔93層上疊厚60μm的焊錫層94而獲得的覆層材料。
(2)將該覆層材料載置到厚0.11mm的覆銅層壓板(該覆銅層壓板通過在由玻璃環(huán)氧樹脂制成的基板21的兩面上層壓18μm的銅箔22而獲得)上，由沖頭89以100kg/cm2的壓力沖裁覆層材料，將該沖裁而得到的銅-焊錫柱體91埋入到覆銅層壓板20(圖13(a)～(c))，制造出剛性基板200G。
所述銅-焊錫柱體91的焊錫部分92從覆銅層壓板20突出84μm(120μm～36μm)，該突起部分92起凸塊作用。
(C)層疊工序與實施例6同樣，隔著粘接劑膜86層疊由所述(A)制造的撓性基板與由所述(B)制造的剛性基板200G，以180℃、40kg/cm2進(jìn)行加熱加壓，然后在200℃進(jìn)行軟溶，制造出剛撓性電路板。
(實施例8)與實施例1大體相同，設(shè)與塊狀導(dǎo)電體接觸的面積較小一方的連接用電極焊盤的面積為S0，該連接用電極焊盤與塊狀導(dǎo)電體的接觸面積為S1，使面積比(S1/S0)從0.05到1.0分段變化，制造出具有不同的面積比(S1/S0)的數(shù)個剛撓性電路板。
(實施例9)雖然與實施例1大體相同，但剛性基板200A與撓性基板100A的疊合范圍按剛性基板200A的表面積的3％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、40％、45％、50％、60％、80％、100％逐步地變化，制造出具有不同的疊合范圍的多個剛撓性多層印刷電路板。
(比較例1)(1)如圖14所示，在撓性基板上由減去法形成內(nèi)層電路610和相當(dāng)于撓性部的導(dǎo)體電路612，然后，在該導(dǎo)體電路上對位并臨時粘接沖裁加工后的覆層膜，此后，用多級壓力機(jī)進(jìn)行加熱加壓，從而制作出內(nèi)層電路基板和成為撓性部的撓性基板600。
(2)在玻璃環(huán)氧雙面覆銅基板的一側(cè)的面上，由減去法形成別的內(nèi)層電路614，然后，通過外型加工，制作出形成多層剛性部的1個導(dǎo)體層的剛性基板620。
(3)通過半固化片622層疊固定由所述(1)、(2)制作的撓性基板600與多個剛性基板620，通過加熱加壓將其一體化。
然后，對獲得的基板進(jìn)行開孔后，實施無電解電鍍，通過電鍍通孔624對內(nèi)層電路610與外層電路614進(jìn)行電連接，并形成剛性部的另一面的導(dǎo)體電路626，從而形成剛撓性電路板650。
(比較例2)本比較例雖然與實施例2相同，但不形成未硬化環(huán)氧樹脂層(粘接劑層)，僅由焊錫的粘接力進(jìn)行連接。
(比較例3)(1)當(dāng)制造比較例3的剛撓性電路板時，作為制作構(gòu)成該剛撓性電路板的撓性基板的原材料，使用層壓薄膜(新日鐵化學(xué)制エスパネツクスSB)，該層壓薄膜是通過在由厚25μm的聚酰亞胺系樹脂制成的絕緣性膜700的兩面上層壓厚18μm的銅箔而獲得。
(2)使用氯化銅水溶液對層壓于所述絕緣性膜700的兩面上的銅箔進(jìn)行腐蝕，形成導(dǎo)體電路714。
(3)相對于感光性聚酰亞胺樹脂(日立化成工業(yè)制)固體100重量份，以12重量份的比例配合環(huán)氧樹脂微粉(東レ制造)，并一邊添加N-甲基吡咯烷酮溶劑，一邊用均勻分散器將粘度調(diào)整到5000cp，接著，用3根輥混勻，獲得感光性樹脂絕緣層用的粘接劑溶液。
(4)然后，在形成導(dǎo)體電路714的絕緣性膜700上層壓覆層膜后，使用旋轉(zhuǎn)器(1000rpm)涂覆所述感光性絕緣層用的粘接劑溶液，在水平狀態(tài)下室溫放置60分鐘后，在80℃下使其干燥10分鐘，形成厚60μm的感光性樹脂絕緣層716。
(5)然后，在形成通道孔的部位和撓性部形成光致抗蝕劑的掩模，用超高壓水銀燈進(jìn)行30秒鐘曝光。用N-甲基吡咯烷酮-甲醇(3∶1)混合溶劑進(jìn)行1分鐘顯影處理，從而形成導(dǎo)體間連接用的通道孔。此后，用超高壓水銀燈進(jìn)行5分鐘曝光，進(jìn)而按200℃進(jìn)行30分鐘加熱處理，從而使感光性樹脂絕緣層完全硬化。
(6)將由所述(5)獲得的基板在60℃下浸漬到由鉻酸(CrO3)800g/l水溶液構(gòu)成的氧化劑中2分鐘，使樹脂絕緣層716的表面粗化，然后，浸漬到中和溶液(シプレイ公司制)，并進(jìn)行水洗。
(7)在將所述樹脂絕緣層716的表面粗化的基板上，施加鈀(シプレイ公司制)，使其表面活化，然后，涂覆液狀光致抗蝕劑，浸漬到添加用的無電解銅電鍍液中10小時，形成由厚25μm的無電解鍍銅膜構(gòu)成的通道孔720。
(8)然后，涂覆由所述(3)制作的粘接劑，反復(fù)進(jìn)行3次(4)-(7)的工序。
(9)最后，除去在所述(7)中涂覆的液狀光致抗蝕劑，形成4層的剛撓性多層印刷電路板(參照圖15)。
對于以上說明的實施例1～9和比較例1～3實施以下的試驗。
(1)冷熱循環(huán)試驗1對于實施例1～7、比較例1～3，反復(fù)進(jìn)行1250次在-65℃下放置15分鐘、然后在125℃下放置15分鐘的試驗，確認(rèn)撓性基板與剛性基板的連接部分的電導(dǎo)通的有無，其結(jié)果示于下表1。若存在電導(dǎo)通，則記為○，若不存在導(dǎo)通，則記為×。
表1


試驗方法JIS5012(耐氣候試驗) 循環(huán)條件-65～+125℃(2)冷熱循環(huán)試驗2在實施例8的剛撓性電路板中，反復(fù)進(jìn)行在-65℃下放置15分鐘、然后在125℃下放置15分鐘的試驗，將撓性基板與剛性基板的連接部分的電導(dǎo)通消失之前的試驗次數(shù)示于圖19。
(3)冷熱循環(huán)試驗3在實施例9的剛撓性電路板中，反復(fù)進(jìn)行2500次在-65℃下放置15分鐘、然后在125℃下放置15分鐘的試驗，確認(rèn)撓性基板與剛性基板的連接部分的電導(dǎo)通的有無，將其結(jié)果示于表2。
如存在電導(dǎo)通，則記為○，如雖然存在電導(dǎo)通但其電阻變化率超過10％，則記為△，如不存在電導(dǎo)通，則記為×。
另外，在所述冷熱循環(huán)試驗1～3中，以即使反復(fù)進(jìn)行1500次的循環(huán)試驗也存在電導(dǎo)通的場合為基準(zhǔn)。
(4)拉伸強(qiáng)度試驗在實施例9的剛撓性電路板中，將剛性基板側(cè)的一端固定于彈簧秤，拉撓性基板側(cè)的一端，從而進(jìn)行用于評價撓性基板與剛性基板之間的緊密接合性的抗拉試驗。此時，測定撓性基板開始從剛性基板偏移的時刻的彈簧的刻度作為強(qiáng)度，實施3次這樣的測定，求出其強(qiáng)度平均值(Kgf)。
使剛性基板與撓性基板的疊合范圍分階段變化的、不同的剛撓性電路板的測定結(jié)果示于表2。
另外，在所述拉伸強(qiáng)度試驗中，以強(qiáng)度的平均值為0.8Kgf的場合為基準(zhǔn)。
表2


(5)電感測定試驗關(guān)于實施例1～5和7、比較例1和3，使用網(wǎng)絡(luò)分析儀(アジレント技術(shù)公司制E8357A)，測定連接電極焊盤間的電感的頻率變化。
(6)波形測定試驗通過組合使用任意波形發(fā)生器(テクトロニクス公司制AWG710)和數(shù)字抽樣示波器(テクトロニクス公司制11801B)，從而測定連接電極焊盤間的脈沖電壓波形的變化。
根據(jù)以上結(jié)果可以看出，在僅是塊狀導(dǎo)電體的場合，耐冷熱循環(huán)的性能低。這可以推斷是因為撓性基板的熱膨脹系數(shù)大而另一方面剛性基板的熱膨脹系數(shù)小而引起的。
在本發(fā)明中，通過采用絕緣性粘接劑，從而可緩和撓性基板與剛性基板的熱膨脹系數(shù)差，其結(jié)果可認(rèn)為是能夠提高耐冷熱循環(huán)特性。
另外，由實施例8的試驗結(jié)果(圖19)可知，若設(shè)與所述塊狀導(dǎo)電體接觸的面積較小一方的連接用電極焊盤(在實施例8中，由于塊狀導(dǎo)電體為圓錐形，所以，為撓性基板側(cè)的連接用墊面積)的面積為S0，其接觸面積為S1，則在面積比為為0.4≤S1/S0≤0.9的范圍，存在耐熱循環(huán)的性能高的條件。
其原因可以這樣推測當(dāng)所述面積比S1/S0不到0.4時，接觸面積過小，發(fā)生塊狀導(dǎo)電體與連接用墊在接觸界面上的剝離，若超過0.9，則粘接劑層中的塊狀導(dǎo)電體的比例變得過大，熱膨脹·冷卻收縮產(chǎn)生的應(yīng)力增大，塊狀導(dǎo)電體與連接用墊在接觸界面上可能產(chǎn)生剝離。
另外，從實施例9的試驗結(jié)果可知，剛性基板與撓性基板的疊合范圍小于等于40％時，即使冷熱循環(huán)超過1500次，也可維持電導(dǎo)通。
當(dāng)剛性基板與撓性基板的疊合范圍是在剛性基板的表面積的5～40％的范圍中時，無論在冷熱循環(huán)試驗中、還是在抗拉強(qiáng)度試驗中，都滿足設(shè)定的基準(zhǔn)。為此，電連接性和可靠性也可提高。
另外，可以看出，當(dāng)剛性基板與撓性基板的疊合范圍是在剛性基板的表面積的5～40％的范圍中時，即使冷熱循環(huán)超過2000次，也不發(fā)生斷線，可維持電導(dǎo)通。特別是當(dāng)疊合范圍是在10～25％的范圍中時，即使反復(fù)實施2500次冷熱循環(huán)，也可確保電導(dǎo)通，這樣的疊合范圍為最佳的范圍。
另外，從圖16可以看出，如本發(fā)明所示通過塊狀導(dǎo)電體連接撓性基板與剛性基板的情形與通過通孔或通道孔連接的情形相比，高頻帶區(qū)的電感降低。
這是因為，當(dāng)電感下降時，信號波形不易受到反射波的干涉，不包含噪聲成分。
即，在如本發(fā)明所示通過塊狀導(dǎo)電體連接撓性基板與剛性基板的場合，與通過通孔或通道孔連接的場合相比，高頻帶區(qū)的噪聲成分少。
其原因說明如下。即，越是高頻帶區(qū)，集膚效應(yīng)越是在表面使電流密度提高。為此，在通孔或通道孔的場合，電流在導(dǎo)體的表側(cè)面、背側(cè)面雙方的表面流動，而在塊狀導(dǎo)電體的場合，電流僅在塊狀導(dǎo)電體的表面流動。因此，電流量下降，依存于電流量的磁場強(qiáng)度也下降。由此推斷，依存于磁場強(qiáng)度的電感也可下降。
圖18表示由反射波的干涉的影響?？梢钥闯?，在如本發(fā)明所示使用塊狀導(dǎo)電體進(jìn)行連接的場合，由反射波的干涉導(dǎo)致的波浪形的變形比使用通孔或通道孔的場合少。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如上所述，本發(fā)明的剛撓性電路板不僅可實現(xiàn)高頻帶區(qū)的電感的下降、信號延遲時間的縮短、信號反射波導(dǎo)致的噪聲的發(fā)生減少和落下沖擊性的減輕，而且兼有優(yōu)良的連接可靠性和自由的配線連接構(gòu)造，考慮制造成本和成品率方面，則有利于制造。
權(quán)利要求
1.一種剛撓性電路板，通過疊合剛性基板與撓性基板將其一體化并進(jìn)行電連接而構(gòu)成；該剛性基板由具有導(dǎo)體層的硬質(zhì)基板構(gòu)成，該導(dǎo)體層包含連接用電極焊盤；該撓性基板由具有導(dǎo)體層的撓性基材構(gòu)成，該導(dǎo)體層包含連接用電極焊盤；其特征在于在所述剛性基板和撓性基板的至少相互的疊合部分間夾設(shè)絕緣性粘接劑，同時通過以貫通絕緣性粘接劑層的方式設(shè)置的塊狀導(dǎo)電體將使所述剛性基板與撓性基板的所述連接用電極焊盤相互電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剛撓性電路板，其特征在于相對所述1個撓性基板以多層狀疊合多個剛性基板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的剛撓性電路板，其特征在于所述塊狀導(dǎo)電體突出設(shè)置于剛性基板或撓性基板中的任一方的連接用電極焊盤上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任何一項所述的剛撓性電路板，其特征在于所述連接用電極焊盤形成在剛性基板或撓性基板的單面或雙面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任何一項所述的剛撓性電路板，其特征在于所述剛性基板與撓性基板相互相對地疊合的部分中、撓性基板的面積處在小于等于剛性基板的面積的40％的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任何一項所述的剛撓性電路板，其特征在于所述剛性基板與撓性基板相互相對地疊合的部分中、撓性基板的面積處在剛性基板的表面積的5％～40％的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任何一項所述的剛撓性電路板，其特征在于具有堆疊構(gòu)造部，該堆疊構(gòu)造部使所述剛性基板的層間連接部的位置與所述撓性基板的層間連接部的位置一致，并使這些層連接部相互疊合而導(dǎo)通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7中任何一項所述的剛撓性電路板，其特征在于若設(shè)形成于所述剛性基板上的連接用電極焊盤和形成于所述撓性基板上的連接用電極焊盤中的、與所述塊狀導(dǎo)電體接觸的面積較小一方的連接用電極焊盤的面積為S0，其連接用電極焊盤與所述塊狀導(dǎo)電體的接觸面積為S1，則為0.4≤S1/S0≤0.9。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任何一項所述的剛撓性電路板，其特征在于所述塊狀導(dǎo)電體為由球狀或半球狀等凸曲面形狀、棱柱或圓柱等柱狀、棱錐或圓錐等錐狀或銷狀構(gòu)成的塊狀導(dǎo)體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～9中任何一項所述的剛撓性電路板，其特征在于所述塊狀導(dǎo)電體為由金屬膏形成的圓錐形凸塊。
11.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任何一項所述的剛撓性電路板，其特征在于所述塊狀導(dǎo)電體為由鍍銅或Sn-Ag焊錫鍍層形成的凸塊。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的剛撓性電路板，其特征在于所述塊狀導(dǎo)電體通過焊錫層與設(shè)在撓性基板或剛性基板上的連接用電極焊盤相連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任何一項所述的剛撓性電路板，其特征在于剛性基板與撓性基板的連接通過在設(shè)于它們的通孔形狀的連接用電極焊盤配合銷狀的所述塊狀導(dǎo)電體而進(jìn)行。
14.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任何一項所述的剛撓性電路板，其特征在于由轉(zhuǎn)印法在所述剛性基板和撓性基板中的任一方的連接用電極焊盤上形成焊錫凸塊，由該焊錫凸塊進(jìn)行所述剛性基板與撓性基板的電連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求1～14中任何一項所述的剛撓性電路板，其特征在于介于所述剛性基板與撓性基板之間的絕緣性粘接劑層由半固化片構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種剛撓性電路板，其中，剛撓性電路板通過絕緣性粘接劑使剛性基板與撓性基板疊合一體化，該剛性基板與撓性基板至少在相互疊合的部分具有包含連接用電極焊盤的導(dǎo)體層，而且剛性基板與撓性基板的連接用電極焊盤相互通過貫通絕緣性粘接劑設(shè)置的塊狀導(dǎo)電體進(jìn)行電和物理連接并一體化，廉價而且容易地提供實現(xiàn)了高頻區(qū)域的電感的降低、信號延遲的防止、及噪聲的減少、連接可靠性優(yōu)良的剛撓性電路板。
文檔編號H05K1/02GK1765161SQ20048000793
公開日2006年4月26日 申請日期2004年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月18日
發(fā)明者川口克雄, 二村博文 申請人:揖斐電株式會社