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【発明の名称】 回路基板およびその製造方法
【発明者】 【氏名】橋場 浩樹
【住所又は居所】千葉県佐倉市六崎１４４０ 株式会社フジクラ佐倉事業所内

【氏名】中尾 知
【住所又は居所】千葉県佐倉市六崎１４４０ 株式会社フジクラ佐倉事業所内

【氏名】伊藤 彰二
【住所又は居所】千葉県佐倉市六崎１４４０ 株式会社フジクラ佐倉事業所内

【氏名】岸原 亮一
【住所又は居所】千葉県佐倉市六崎１４４０ 株式会社フジクラ佐倉事業所内
【要約】 【課題】マザーボード基板として、片面回路基板を使用して表裏両面に電子部品を実装することができる両面実装可能な回路基板を実現すること。

【解決手段】絶縁性基材１１の一方の面に導電性パターン１２を有するマザーボード基板１０の絶縁性基材１１の少なくとも１箇所を部分的に除去し、絶縁性基材１１の除去部分１９において導電性パターン１２の裏面が露出するようにし、絶縁性基材１１の他方の面の側から、層間導通部３４と絶縁性基材３１の片面に導電性パターン３２を有する多層配線板用片面回路基板３０を、導電性パターン１２の裏面露出部１２Ｂに導通接続された形態で積層する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基材の一方の面に導電性パターンを有する主片面回路基板の前記絶縁性基材の少なくとも１箇所が部分的に除去され、前記絶縁性基材の除去部分において前記導電性パターンの裏面が露出し、
前記主片面回路基板の前記絶縁性基材の他方の面の側から、電子部品が前記導電性パターンの裏面露出部に導通接続された形態で実装、あるいは／および、層間導通部と絶縁性基材の片面に導電性パターンを有する多層配線板用片面回路基板が前記導電性パターンの裏面露出部に導通接続された形態で積層されている回路基板。
【請求項２】
前記主片面回路基板の前記一方の面に、電子部品が当該主片面回路基板の前記導電性パターンに導通接続された形態で実装、あるいは／および、層間導通部と絶縁性基材の片面に導電性パターンを有する多層配線板用片面回路基板が当該主片面回路基板の前記導電性パターンに導通接続された形態で積層されている請求項１記載の回路基板。
【請求項３】
前記主片面回路基板がフレキシブル配線板である請求項１または２記載の回路基板。
【請求項４】
前記主片面回路基板がマザーボード基板をなし、前記多層配線板用片面回路基板は予め前記マザーボード基板の外形より小さい外形に加工されて前記マザーボード基板に島状に配置されている請求項１〜３の何れか１項記載の回路基板。
【請求項５】
絶縁性基材の一方の面にのみ導電層を有する片面導電体張積層板を主片面回路基板の出発材とし、前記導電層によって導電性パターンを形成する導電性パターン形成工程と、
主片面回路基板の前記絶縁性基材の少なくとも１箇所を部分的に除去し、当該絶縁性基材の除去部分に前記導電性パターンの裏面を露出させる絶縁性基材除去工程と、
主片面回路基板の前記絶縁性基材の他方の面の側から、電子部品を前記導電性パターンの裏面露出部に導通接続された形態で実装する裏面側実装工程、あるいは／および、層間導通部と絶縁性基材の片面に導電性パターンを有する多層配線板用片面回路基板を前記導電性パターンの裏面露出部に導通接続された形態で積層する裏面側積層工程と、
主片面回路基板の前記一方の面に、電子部品を前記導電性パターンの裏面露出部に導通接続された形態で実装する表面側実装工程、あるいは／および、層間導通部と絶縁性基材の片面に導電性パターンを有する多層配線板用片面回路基板を前記導電性パターンの裏面露出部に導通接続された形態で積層する表面側積層工程と、
を有する回路基板の製造方法。
【請求項６】
前記絶縁性基材除去工程は、エッチング加工あるいはレーザ加工により行う請求項５記載の回路基板の製造方法。
【請求項７】
前記裏面側積層工程と前記表面側積層工程における複数枚の多層配線板用片面回路基板の積層を一括積層により１工程で行う請求項５または６記載の回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
この発明は、回路基板およびその製造方法に関し、特に、両面実装可能な回路基板およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器は、高周波信号、ディジタル信号化等に加え、小型、軽量化が進み、それに伴い、電子機器に搭載されるプリント配線板においても、小型、高密度実装化等が要求される。これらの要求に応えるプリント配線板として、リジッド部とフレックス部とを含み、表裏両面に電子部品を実装することができる両面実装タイプのリジッドフレックスプリント配線板がある（たとえば、特許文献１）。
【０００３】
両面実装のプリント配線板では、主回路基板（コア基板）として、両面銅張積層板等を出発材とした絶縁性基材の表裏両面に導電性パターンを有する両面回路基板を用い、コア基板の表面側と裏面側の各々に片面銅張積層板等による多層配線板用片面回路基板を積層することが行われる。
【０００４】
従来の両面実装のプリント配線板は、コア基板として両面回路基板が必須であるが、導電性パターンの形成において片面の導電層はほとんど除去することにより、材料、資源の無駄が多い。また、スルーホール形成など、製造工程が複雑なものになる。
【特許文献１】特開２００２−１５８４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明が解決しようとする課題は、コア基板（主回路基板）として、言い換えると、マザーボード基板として、片面回路基板を使用して表裏両面に電子部品を実装することができる両面実装可能な回路基板を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明による回路基板は、絶縁性基材の一方の面に導電性パターンを有する主片面回路基板の前記絶縁性基材の少なくとも１箇所が部分的に除去され、前記絶縁性基材の除去部分において前記導電性パターンの裏面が露出し、前記主片面回路基板の前記絶縁性基材の他方の面の側から、電子部品が前記導電性パターンの裏面露出部に導通接続された形態で実装、あるいは／および、層間導通部と絶縁性基材の片面に導電性パターンを有する多層配線板用片面回路基板が前記導電性パターンの裏面露出部に導通接続された形態で積層されている。
【０００７】
この発明による回路基板は、両面実装化のために、前記主片面回路基板の前記一方の面にも、電子部品が当該主片面回路基板の前記導電性パターンに導通接続された形態で実装、あるいは／および、層間導通部と絶縁性基材の片面に導電性パターンを有する多層配線板用片面回路基板が当該主片面回路基板の前記導電性パターンに導通接続された形態で積層されている。
【０００８】
この発明による回路基板は、好ましくは、前記主片面回路基板がフレキシブル配線板である。
【０００９】
また、この発明による回路基板は、前記主片面回路基板がマザーボード基板をなし、前記多層配線板用片面回路基板は予め前記マザーボード基板の外形より小さい外形に加工されて前記マザーボード基板に島状に配置されている構成にすることができる。
【００１０】
この発明による回路基板の製造方法は、絶縁性基材の一方の面にのみ導電層を有する片面導電体張積層板を主片面回路基板の出発材とし、前記導電層によって導電性パターンを形成する導電性パターン形成工程と、主片面回路基板の前記絶縁性基材の少なくとも１箇所を部分的に除去し、当該絶縁性基材の除去部分に前記導電性パターンの裏面を露出させる絶縁性基材除去工程と、主片面回路基板の前記絶縁性基材の他方の面の側から、電子部品を前記導電性パターンの裏面露出部に導通接続された形態で実装する裏面側実装工程、あるいは／および、層間導通部と絶縁性基材の片面に導電性パターンを有する多層配線板用片面回路基板を前記導電性パターンの裏面露出部に導通接続された形態で積層する裏面側積層工程と、主片面回路基板の前記一方の面に、電子部品を前記導電性パターンの裏面露出部に導通接続された形態で実装する表面側実装工程、あるいは／および、層間導通部と絶縁性基材の片面に導電性パターンを有する多層配線板用片面回路基板を前記導電性パターンの裏面露出部に導通接続された形態で積層する表面側積層工程とを有する。
【００１１】
この発明による回路基板の製造方法における前記絶縁性基材除去工程は、エッチング加工あるいはレーザ加工により行うことができる。
【００１２】
また、この発明による回路基板の製造方法における前記裏面側積層工程と前記表面側積層工程における複数枚の多層配線板用片面回路基板の積層を一括積層により１工程で行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明による回路基板は、主片面回路基板の絶縁性基材の少なくとも１箇所が部分的に除去され、その除去部分においては導電性パターンの裏面が露出し、主片面回路基板の絶縁性基材の他方の面の側から、電子部品を導電性パターンの裏面露出部に導通接続された形態で実装、あるいは／および、層間導通部と絶縁性基材の片面に導電性パターンを有する多層配線板用片面回路基板を導電性パターンの裏面露出部に導通接続された形態で積層することができる。そして、主片面回路基板の絶縁性基材の一方の面にも、電子部品を実装、あるいは／および、多層配線板用片面回路基板を積層することで、両面実装の回路基板が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１、図２はこの発明による回路基板の一つの実施形態を示している。この回路基板は、マザーボード基板１０と、マザーボード基板１０の表裏の複数箇所に、各々積層された島状の部分的多層配線基板（多層化部分）２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄとを有する。
【００１５】
部分的多層配線基板２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄは、予め、マザーボード基板１０の外形よりも小さい所定形状に外形加工された複数枚の多層配線板用片面回路基板３０をマザーボード基板１０の表裏に一括積層したものである。この実施形態では、部分的多層配線基板２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄのすべてが２層になっている。
【００１６】
多層配線板用片面回路基板３０は、絶縁性基材３１と、絶縁性基材３１の一方の面に形成された導電性パターン３２と、絶縁性基材３１の他方の面に貼り合わせられた接着層３３と、絶縁性基材３１と接着層３３とを貫通して形成されたインナビアホールによる層間導通部３４とを有する。
【００１７】
多層配線板用片面回路基板３０は、フェノール樹脂系やエポキシ樹脂系によるリジットプリント配線板、あるいはポリエステル樹脂系やポリイミド樹脂系によるフレキシブル配線板の何れでも構成することができる。多層配線板用片面回路基板３０の絶縁性基材３１自身が層間接着性を有するならば、接着層３３を省略できる。
【００１８】
部分的多層配線基板２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄの多層配線板用片面回路基板３０のうち、最外層の多層配線板用片面回路基板３０の絶縁性基材３１の表面は、ソルダーレジスト３５によって被覆されている。
【００１９】
部分的多層配線基板２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄの各々の最外層の多層配線板用片面回路基板３０に、バンプ５１によって電子部品５０が実装されている。これにより、両面多層・両面実装の回路基板が得られる。
【００２０】
マザーボード基板１０は、絶縁性基材１１の一方の面に導電性パターン１２を有する主片面回路基板である。マザーボード基板１０は、絶縁性基材１１の少なくとも１箇所（この実施形態では２箇所）を部分的に除去され、絶縁性基材１１の除去部分１９において導電性パターン１２の裏面が露出している。そして、絶縁性基材１１の他方の面の側（裏面側）から、部分的多層配線基板２０Ｃ、２０Ｄの多層配線板用片面回路基板３０が導電性パターン１２の裏面露出部１２Ｂに導通接続された形態で積層され、部分的多層配線基板２０Ｃ、２０Ｄを構成している。
【００２１】
なお、部分的多層配線基板２０Ａ、２０Ｂの多層配線板用片面回路基板３０は、絶縁性基材１１の一方の面（表面）に、導電性パターン１２の表面露出部１２Ａに導通接続された形態で積層され、部分的多層配線基板２０Ａ、２０Ｂを構成している。
【００２２】
マザーボード基板１０も、フェノール樹脂系やエポキシ樹脂系によるリジットプリント配線板、あるいはポリエステル樹脂系やポリイミド樹脂系によるフレキシブル配線板の何れでも構成することができる。
【００２３】
マザーボード基板１０の表面はカバーレイヤ１８によって被覆されている。また、カバーレイヤ１８と部分的多層配線基板２０Ａ、２０Ｂとの隙間部にはソルダーレジスト１７が塗布充填されている。
【００２４】
つぎに、この発明による回路基板の製造方法の一つの実施形態を図３〜図６を参照して説明する。
【００２５】
図３（ａ）〜（ｅ）は、マザーボード基板１０の製造工程を示している。図３（ａ）に示されているように、出発材として、汎用の片面銅張ポリイミド基材（片面導電体張積層板）６０を用意する。片面銅張ポリイミド基材６０は、ポリイミドフィルムによる絶縁性基材１１の一方の面にのみ導電層としての銅箔１６を有する片面銅張積層板（ＣＣＬ）である。
【００２６】
ここでは、基板の耐熱性、誘電特性を考慮し、絶縁基材としてポリイミドを選んだもので、もちろん、ガラスクロス、ガラスマット、合成繊維などの基材と熱硬化性樹脂からなる鋼張フェノール基板、銅張紙エボキシ基板、鋼張紙ポリエステル基板、銅張ガラスエポキシ基板、銅張カラスポリイミド基板などを使用してもよい。また、基材を組み合わせない形として、銅張ポリエステル基板、銅張ポリエーテルイミド基板、銅張液晶ポリマー基板などを使用してもよい。
【００２７】
まず、導電性パターン形成工程として、片面銅張ポリイミド基材６０の銅箔１６にエッチングレジストをラミネートし、配線パターンを露光、現像する。その後、塩化第２銅浴によって露出している銅をエッチングし、導電性パターン１２を形成する。次いで、エッチングレジストを除去し、図３（ｂ）に示されているような片面回路基板６１とする。
【００２８】
図３（ｃ）に示されているように、片面回路基板６１の表面（上面）には導電性パターン１２の保護を目的として、多層配線板用片面回路基板３０を積層する部分（表面側多層化部分）１４を予め開口させたカバーレイヤ１８を設ける。カバー層としては、ソルダーレジスト等を使用してもよい。
【００２９】
つぎに、絶縁性基材除去工程として、図３（ｄ）に示されているように、片面回路基板６１の両面にエッチングレジスト６２をラミネートし、銅箔面側（表面側）を全面露光、ポリイミド面側（裏面側）に開口パターンを露光、現像する。
【００３０】
その後、ポリイミドによる絶縁性基材１１を酸素プラズマあるいは強アルカリ水溶液などを用いてエッチングし、エッチング完了後にエッチングレジスト６２を除去する。これにより、図３（ｅ）に示されているように、片面回路基板６１の絶縁性基材１１が部分的に所定面積除去され、絶縁性基材１１の除去部分（裏面側多層化部分）１９に導電性パターン１２の裏面１２Ｂが露出したマザーボード基板１０が完成する。
【００３１】
なお、絶縁性基材１１に除去部分１９を設ける絶縁性基材除去工程は、絶縁性基材１１の裏面側からレーザビームするレーザ加工によって行うこともできる。
【００３２】
図４は、マザーボード基板１０の模式的な平面図であり、図３（ｅ）は、図４の線ｅ−ｅに沿った断面図である。
【００３３】
図５（ａ）〜（ｆ）は、多層配線板用片面回路基板３０の製造工程を示している。図５（ａ）に示されているように、出発材として、汎用の片面銅張ポリイミド基材（片面導電体張積層板）７０を用意する。
【００３４】
片面銅張ポリイミド基材７０は、マザーボード基板１０用の片面銅張ポリイミド基材６０と同様のものであり、ポリイミドフィルムによる絶縁性基材３１の一方の面にのみ導電層としての銅箔３６を有する片面銅張積層板（ＣＣＬ）である。
【００３５】
なお、マザーボード基板１０の絶縁性基材１１と多層配線板用片面回路基板３０の縁性基材３１は、熱的、機械的観点から、同じ材料によって構成されていることが望ましい。
【００３６】
まず、図５（ｂ）に示されているように、片面銅張ポリイミド基材７０の銅箔３６を、マザーボード基板作成と同様にエッチングし、導電性パターン３２を形成する。
【００３７】
ついで、図５（ｃ）に示されているように、絶縁性基材３１の導電性パターン３２とは反対側の面に熱可塑性ポリイミドを熱プレス機によって貼り合わせ、接着層３３を形成する。接着層３３としては、他に、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、キシレン樹脂もしくはこれらの２種類以上の混合樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、液晶ポリマー、ポリアミド樹脂なども使用することができる。
【００３８】
次に、図５（ｄ）に示されているように、層間接続したい任意の位置に、接着層３３側からレーザを照射し、絶縁性基材３１と接着層３３を貫通して銅箔（導電性パターン３２）に接する穴（バイアホール）３７を形成する。
【００３９】
次に、図５（ｅ）に示されているように、穴３７に熱硬化性の銀ペーストを印刷法等によって穴埋め充填し、層間導通部３４を完成させる。穴３７に穴埋め充填する導電性ペーストは、金、銅、ニッケル、炭素粉末、もしくはこれらの合金粉末、混合粉末とフェノール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などのバインダ成分とを混合して調整された導電性組成物でもよい。
【００４０】
尚、導電性ペーストの印刷・充填には、メタルマスクを用いた印刷法や、マスキングフィルムを用いた印刷法やディスペンサによる充填法が適用できる。
【００４１】
次に、銀ペーストを印刷した積層基材７１をオーブンにて加熱し、銀ペーストを乾燥させる。
【００４２】
次に、積層基材７１を、点線Ｃで示されている如く、マザーボード基板１０の外形より小さい外形に外形加工することを目的として金型でプレスすることで、図５（ｆ）に示されているように、所望の大きさの多層配線板用片面回路基板３０を得る。この外形加工は、多層配線板用片面回路基板３０がカバーレイヤ１８の表面側多層化部分（開口部）１４や絶縁性基材（開口部）１１の除去部分１９に入り込めるよう、これらの開口にぴったり合った寸法か、これら開口より少し小さい寸法設定で行われる。
【００４３】
図６（ａ）〜（ｃ）は、多層配線板用片面回路基板３０の積層工程を示している。こうして得られた多層配線板用片面回路基板３０を複数枚用意し、図６（ａ）に示されているように、マザーボード基板１０の導電性パターン１２側（表面側）の表面側多層化部分１４と、絶縁性基材１１の裏面側の除去部分１９の各々に、各々所定枚数の多層配線板用片面回路基板３０を位置合わせした後に、重ね合わせ、真空プレス機により加熱加圧し、図６（ｂ）に示されているような両面積層の回路基板８０を得る。
【００４４】
位置合わせには、ピンアライメント方式をとっても構わないが、ガイド穴のスペースが必要となるため、好ましくない。したがって、画像認識による位置合わせを実施した。
【００４５】
次に、図６（ｃ）に示されているように、マザーボード基板１０のカバーレイヤ１８と多層化部分の隙間および多層化部分の表面の一部を被覆するように印刷法によってソルダーレジスト１７、３５を塗布し、硬化させた。
【００４６】
最後に、電子部品を実装するために露出した導電性パターン３２に金など、導電層より貴なる貴金属３８により被覆し、両面実装可能な回路基板を完成させた。
【００４７】
要するに、上述した回路基板は、以下の特徴、効果を有する。
【００４８】
（１）片面配線板をマザーボード基板として使用した場合、両面の多層化や両面実装ができないという問題も解決して片面配線板をマザーボード基板１０、すなわち、主片面回路基板として使用するから、両面回路基板を用いた場合と異なり、導電性パターンの形成において片面の導電層はほとんど除去するようなことが生じず、材料、資源の無駄が削減できる。また、スルーホール形成など、複雑な製造工程を要すことがない。
【００４９】
（２）片面配線板をマザーボード基板１０として使用するため、マザーボード基板１０がフレキシブル基板の場合、多層化しない部分の屈曲性が向上し、屈曲性の優れた高密度両面部分多層配線板を得ることができる。
【００５０】
（３）部分多層配線板、すなわち、多層配線板用片面回路基板３０は、部分多層配線部分の大きさに外形加工されたものを用いるから、部分多層配線部分の基板も、マザーボード基板１０と同じ大きさのものを用いてマザーボード基板１０の外形加工時にマザーボード基板１０の外形と同じ外形に打ち抜く場合に比して多層配線板用片面回路基板３０の材料量が少なくてすみ、材料の無駄を削減できる。
【００５１】
この発明による回路基板は、上述したような両面積層のものに限られることはなく、図７に示されているように、マザーボード基板１０の導電性パターン１２や、絶縁性基材１１の除去部分１９に、電子部品５０がフリップチップ式に直接実装されていてもよい。絶縁性基材１１の除去部分１９に対する電子部品５０の実装は、導電性パターン１２の裏面露出部１２Ｂに導通接続された形態で行われる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】この発明による回路基板の一つの実施形態を示す断面図である。
【図２】この発明による回路基板の模式的な平面図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）はこの発明による回路基板で用いるマザーボード基板の製造工程の一つの実施形態を示す工程図である。
【図４】マザーボード基板の模式的な平面図である。
【図５】（ａ）〜（ｆ）はこの発明による回路基板で用いる多層配線板用片面回路基板の製造工程の一つの実施形態を示す工程図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、多層配線板用片面回路基板の積層工程の一つの実施形態を示す工程図である。
【図７】この発明による回路基板の他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０ マザーボード基板
１１ 絶縁性基材
１２ 導電性パターン
１４ 表面側多層化部分
１６ 銅箔
１７ ソルダーレジスト
１８ カバーレイヤ
１９ 除去部分
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ 部分的多層配線基板
３０ 多層配線板用片面回路基板
３１ 絶縁性基材
３２ 導電性パターン
３３ 接着層
３４ 層間導通部
３５ ソルダーレジスト
３６ 銅箔
５０ 電子部品
６０、７０ 片面銅張ポリイミド基材
【出願人】 【識別番号】０００００５１８６
【氏名又は名称】株式会社フジクラ
【住所又は居所】東京都江東区木場１丁目５番１号
【出願日】 平成１５年９月１日（２００３．９．１）
【代理人】 【識別番号】１０００８３８０６
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和

【識別番号】１００１００７１２
【弁理士】
【氏名又は名称】岩▲崎▼ 幸邦

【識別番号】１００１００９２９
【弁理士】
【氏名又は名称】川又 澄雄

【識別番号】１００１０１２４７
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 俊一
【公開番号】 特開２００５−７９４０２（Ｐ２００５−７９４０２Ａ）
【公開日】 平成１７年３月２４日（２００５．３．２４）
【出願番号】 特願２００３−３０９２５４（Ｐ２００３−３０９２５４）