立体配线基板的制造方法、立体配线基板、立体配线基板用基材与流程

文档序号:11637963阅读:206来源:国知局
立体配线基板的制造方法、立体配线基板、立体配线基板用基材与流程

本发明涉及一种立体成型的立体配线基板的制造方法、根据该制造方法制造的立体配线基板、用于该立体配线基板的立体配线基板用基材。



背景技术:

以往已知一种立体配线基板、即mid(moldedinterconnectdevice)基板,在具有三维结构的结构体的表面上直接且立体地形成电路。作为与mid基板相关的技术,已知有二次成型法、miptec(microscopicintegratedprocessingtechnology)法、lds(laserdirectstructuring)法等工艺。在任一工艺中,均使模塑树脂形成三维结构之后,在其表面上形成配线电路。例如,在专利文献1中公开了与mid基板及其制造相关的技术。

在二次成型法中,在经过一次成型的模塑树脂上没有配线形成的部分上,用新的树脂进行二次成型,利用该二次成型的树脂作为保护层,进行催化剂涂布及镀覆,从而在模塑树脂上形成配线电路。然而,由于经过二次成型的树脂会限制配线图案的形状,根据二次成型的模具加工精度的临界,表示导体的宽度和间隙的l/s(linewidthandspacing)的最小值为150/150μm左右,很难形成更微细的配线图案。

在miptec法中,对经过成型的模塑树脂的表面整体进行喷镀,利用激光将配线电路外缘部分的金属(喷镀层)去除。其后,对配线电路区域进行电解镀覆,然后,对成型体整体进行光刻从而去除配线电路以外的金属,藉此在模塑树脂上形成配线电路。然而,由于使用激光,需要与成型的模塑树脂的三维形状对应的特殊激光照射装置,所以存在由于激光加工的消耗及设备投资造成的制造成本增加这样的问题。另外,利用电解镀覆在配线电路堆积所需的金属,所以需要仅对配线电路区域通电,因此,需要将上述配线电路区域与成型体的外周部电连接,或通过电线与外周部电连接。即,存在难以使上述配线电路区域与成型体的外周部电隔离(即、形成独立的配线图案)这样的问题,也会产生因形成和去除电路中最终不需要的供电线导致成本增加这样的问题。

在lds法中,使用包含有导电粒子的特殊树脂材料进行一次成型,通过对配线电路区域照射激光使上述导电粒子露出,对该导电粒子的露出部分进行镀覆,藉此在模塑树脂上形成配线电路。然而,由于成型的模塑树脂内的导电粒子的露出的精度问题,l/s的最小值为100/150μm左右,很难形成更微细的配线图案。另外,与miptec法一样需要特殊激光照射装置,所以存在因激光加工的消耗及设备投资造成的制造成本增加这样的问题。

此外,在上述任一种工艺中,由于是在具有三维形状的模塑树脂上形成配线电路,所以最终所制造的mid基板为单面基板。因此,与双面基板相比较,会发生配线电路的自由度减小,基板本身的小型化困难这样的问题。作为解决该问题和上述问题的方法,在聚酰亚胺等热塑性树脂上形成配线电路之后,通过加热和加压对树脂进行折曲加工,从而制造出立体配线基板。例如,专利文献2中公开了在通过热压接在聚酰亚胺膜上粘贴金属箔之后进行立体成型,专利文献3中公开了在聚砜树脂上涂布导电性胶之后进行立体成型。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2012-94605号公报

专利文献2:日本专利特开平06-188537号公报

专利文献3:日本专利特开2000-174399号公报



技术实现要素:

发明所要解决的技术问题

然而,若通过加热和加压将平面的热塑性树脂折曲而立体成型,则会以弯曲部为中心延伸。此时,热塑性树脂大多是断裂伸长率较大的构件,会相对较自由地延伸,但是,形成有图案的金属会延伸到临界,若超出临界就会产生无数宽度较宽的裂纹并发生断裂。例如,若利用专利文献2和专利文献3的方法将构成配线电路的金属形成在树脂上之后进行立体成型,则在立体配线基板的弯曲部分,配线电路会容易断线,很难制造出可靠性良好的立体配线基板。特别是,当对复杂的立体形状且伸长量多的立体基板进行成型时,配线电路断线更容易产生。

本发明鉴于上述问题而作,其目的在于提供一种立体配线基板的制造方法,该立体配线基板能实现配线电路的微细加工和降低成本,并且能防止配线电路断线从而具有良好的可靠性。此外,本发明鉴于上述问题而作,其目的在于提供一种立体配线基板及用于该立体配线基板的立体配线基板用基材,该立体配线基板能实现配线电路的微细加工和降低成本,并且能防止配线电路断线从而具有良好的可靠性,此外,在单面或双面上形成有配线电路。

解决技术问题所采用的技术方案

为了实现上述目的,本发明的立体配线基板的制造方法包括:准备工序,在该准备工序中,准备具有50%以上的断裂伸长率的树脂膜;第一金属膜形成工序,在该第一金属膜形成工序中,在上述树脂膜的表面上形成第一金属膜;图案形成工序,在该图案形成工序中,利用光刻法对上述第一金属膜进行图案处理,以形成所期望的图案;立体成型工序,在该立体成型工序中,对上述树脂膜进行加热和加压,从而进行立体成型;以及第二金属膜形成工序,在该第二金属膜形成工序中,在形成有图案的上述第一金属膜上形成第二金属膜,在上述第一金属膜形成工序中,将金属以粒子状堆积且调节膜厚来将上述第一金属膜形成疏松状。

另外,为了实现上述目的,本发明的立体配线基板包括:树脂膜,该树脂膜具有立体形状且具有50%以上的断裂伸长率;第一金属膜,该第一金属膜形成于上述树脂膜的表面上,具有所期望的图案;以及第二金属膜,该第二金属膜形成于上述第一金属膜上,上述第一金属膜的膜厚被调整为金属以粒子状堆积形成的疏松状结构。

此外,为了实现上述目的,本发明的立体配线基板用基材包括:树脂膜,该树脂膜具有50%以上的断裂伸长率;以及第一金属膜,该第一金属膜形成于所述树脂膜的表面上,具有所期望的图案,所述第一金属膜的膜厚被调整为金属以粒子状堆积形成的疏松状结构。

发明效果

根据本发明能提供一种立体配线基板的制造方法,该立体配线基板能实现配线电路的微细加工和降低成本,并且能防止配线电路断线,从而具有良好的可靠性。另外,根据本发明能供一种立体配线基板及制造该立体配线基板所需的立体配线基板用基材,该立体配线基板能实现配线电路的微细加工和降低成本,并且能防止配线电路断线,从而具有良好的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例的立体配线基板的制造工序的剖视图。

图2是本发明实施例的立体配线基板的制造工序的剖视图。

图3是本发明实施例的立体配线基板上的金属膜形成的示意图。

图4是本发明实施例的立体配线基板的制造工序的剖视图。

图5是图4中虚线区域v的放大示意图。

图6是本发明实施例的立体配线基板上的金属膜形成的示意图。

图7是本发明实施例的立体配线基板上的金属膜形成的示意图。

图8是本发明实施例的立体配线基板上的金属膜形成的示意图。

图9是本发明实施例的立体配线基板的制造工序的剖视图。

图10是图9中虚线区域x的放大示意图。

图11是本发明实施例的立体配线基板上的金属膜形成的示意图。

图12是本发明实施例的立体配线基板的制造工序的剖视图。

图13是表示本发明实施例的立体成型的制造工序的示意图。

图14是表示本发明实施例的立体成型的制造工序的示意图。

图15是表示本发明实施例的立体成型的制造工序的示意图。

图16是表示本发明实施例的立体成型的制造工序的示意图。

图17是本发明实施例的立体配线基板的制造工序的剖视图。

图18是图17中虚线区域xviii的放大示意图。

图19是本发明实施例的立体配线基板的制造工序的剖视图。

图20是图19中虚线区域xx的放大示意图。

图21是本发明实施例的立体配线基板上的金属膜形成的示意图。

图22是本发明实施例的立体配线基板的立体图。

图23是表示本发明实施例的立体配线基板的使用例的示意图。

具体实施方式

以下,参照附图针对本发明的实施方式,基于实施例详细地进行说明。另外,本发明并不限定于下述说明的内容,在不改变其主旨的范围内可以任意改变并实施。另外,用于说明实施例的附图都示意地表示本发明的立体配线基板及其结构构件,对应加深理解的内容进行了局部强调、放大、缩小或省略等,可能存在对立体配线基板及其结构构件的缩放尺寸、形状等未能正确表示的情况。此外,实施例中使用的各种数值示出了一例,也可以根据需要进行各种改变。

<実施例>

以下,参照图1至图22,对本发明实施例的立体配线基板的制造方法进行详细地说明。在此,图1、图2、图4、图9、图12、图17及图19是立体配线基板的制造工序的剖视图。另外,图5是图4的虚线区域v的放大示意图,图10是图9的虚线区域x的放大示意图,图18是图17的虚线区域xviii的放大示意图,图20是图19的虚线区域xx的放大示意图。此外,图13至图16是表示本发明实施例的立体成型的制造工序的示意图。图3、图6至图8、图11、图21是本发明实施例的立体配线基板上的金属膜形成的示意图。图22是本发明实施例的立体配线基板的立体图。

首先,如图1所示,准备热塑性树脂膜1(准备工序)。热塑性树脂膜1能使用例如聚酰亚胺或聚对苯二甲酸乙二酯等公知的树脂膜。热塑性树脂膜1的厚度并不受限定,可以根据立体配线基板的用途及所要求的特性进行适当改变。例如,在单个使用立体配线基板的情况下,热塑性树脂膜1的厚度调整在大约100μm左右(75μm以上且150μm以下),在立体配线基板与其它的模塑树脂等保持构件一同使用的情况下,调整在50μm以下。

另外,所准备的树脂膜不限定于热塑性型,只要是具有相对较大的断裂伸长率的树脂膜即可,可以是热固性树脂膜、或是具有热固性树脂和热塑性树脂层叠结构(即、使热固性树脂膜和热塑性树脂膜贴合)的复合树脂膜。在此,相对较大的断裂伸长率是指至少为50%以上的值,较为理想的是150%以上的值。关于断裂伸长率,根据成型的立体形状要求有必要的特性,在复杂且具有较大阶梯形状的情况下,需要具有更大的断裂伸长率和强度的树脂膜材料,以支承立体成型的材料。

接着,如图2所示,为了确保热塑性树脂膜1的表面和背面(第一面1a、及第二面1b)的贯通,利用nc加工、镭射加工或冲孔加工等开口技术形成了贯通孔2。本实施例中,贯通孔2的开口直径大约为0.3mm。另外,图2中仅仅表示了一个贯通孔2,实际的立体配线基板上具有多个贯通孔2。另外,贯通孔2的数量可以根据立体配线基板的电路构成做适当改变。此外,也可以将用于后述立体成型时的定位的定位孔(例如、开口直径3mm)形成于热塑性树脂膜1的外缘部分(即、最终不构成立体配线基板的被除去的部分)。

接着,在热塑性树脂膜1的表面上形成第一金属膜3(第一金属膜形成工序),该第一金属膜3将热塑性树脂膜1的第一面1a、第二面1b及从贯通孔露出的热塑性树脂膜1的侧面1c覆盖。本实施例中,在热塑性树脂膜1的表面上,利用公知的分子接合技术的无电解镀覆对金属进行金属喷镀。

更具体而言,首先作为前处理,在热塑性树脂膜1上进行ar等离子体处理,将热塑性树脂膜1的表面的脆弱层除去,在热塑性树脂膜1的表面上形成与后述的分子接合剂相容性较好的官能团。然后,将ar等离子体处理后的热塑性树脂膜1浸在分子结合剂4的溶液里(图3)。在此,由于分子接合剂4具有与热塑性树脂膜1反应的官能团(第一官能团),热塑性树脂膜1的官能团与分子接合剂4的官能团相结合,如图4及图5所示,得到热塑性树脂膜1的表面上结合有分子接合剂4的状态。另外,图4中为了便于理解,层状地图示出了分子接合剂4,实际上是如图5所示的纳米级状态(分子接合剂4的厚度为几个纳米)存在的且与其它材料相比非常薄。因此,图9之后将分子接合剂4省略。另外,图5中在分子接合剂4的上下延伸的直线表示官能团,更具体来说,朝热塑性树脂膜1延伸的直线表示与热塑性树脂膜1的官能团结合状态的分子接合剂4的官能团,朝热塑性树脂膜1的相反一侧延伸的直线表示与第一金属膜3的金属反应的分子接合剂4的官能团。

接着,将完成分子接合处理的热塑性树脂膜1含浸于催化剂液(sn-pd胶体水溶液)(图6)。在此,sn-pd胶体电吸附于热塑性树脂膜1的表面。然后,若将表面附着有sn-pd胶体的热塑性树脂膜1含浸于促进剂中,则覆盖在pd周围的sn被除去,pd离子变化为金属pd(图7)。即,进行催化处理使催化剂(例如pd)附着于热塑性树脂膜1。另外,促进剂可以采用含有草酸(0.1%左右)的硫酸(浓度为10%)。然后,将附着有催化剂pd的热塑性树脂膜1在无电解镀覆槽中浸渍五分钟。利用该浸渍,将pd作为催化剂,能将例如铜析出,并使析出的铜与分子接合剂4结合(图8)。在此,由于分子接合剂4具有与第一金属膜3的金属反应的官能团(第二官能团),因此,在分子接合剂4的与热塑性树脂膜1结合的端部的相反一侧的端部(第二官能团)上,利用催化剂将金属化学结合。接着,对热塑性树脂膜1进行150℃、10分钟的加热处理,使分子接合剂4与该金属的化学结合终结,如图9所示,第一金属膜3的形成(即,热塑性树脂膜1和第一金属膜3的分子结合)完成,该第一金属膜3将热塑性树脂膜1的表面覆盖。

在此,上述分子接合剂4是一种使树脂和金属等化学结合的化学物质,与树脂结合的官能团和与金属结合的官能团存在于一个分子结构中。此外,分子接合技术是一种利用具有上述结构的分子接合剂4,使树脂与金属等化学结合的技术。上述分子接合剂及分子接合技术在专利第04936344号的说明书、专利第05729852号的说明书及专利第05083926号的说明书中有更详细的说明。

在本实施例中,用铜作为第一金属膜3的金属,如图10所示,无电解镀覆生成粒子状,由铜粒子3a形成疏松状的第一金属膜3。在此,疏松状是指虽然第一金属膜3不具有在膜上完全形成的膜厚,但是粒子之间尽管不是全部但是至少一部分相互接触,所以膜整体是处于导通状态的(并不需要一定是电导通,即使由于立体成型使粒子间产生距离,只要利用后述的第二金属膜导通即可)。换言之,本实施例中形成有将铜以粒子状堆积成0.02μm以上、0.20μm以下,具有可透光的膜厚的第一金属膜3。如此调整第一金属膜3的状态(即,膜厚)的理由是,若是形成不透光的完整膜状的第一金属膜3,在后述的立体成型时,若第一金属膜3上发生裂缝,即使利用后述的第二金属膜,对上述裂缝的修复也会变得困难。更具体来说,若第一金属膜3薄于0.02μm,树脂与铜的接点会减少,紧贴会降低,同时被拉伸后的粒子间距离会过于分开,利用后述的第二金属膜的导通修复会变得困难。另外,在透光状态下被拉伸时,由于仅仅是将粒子间的距离变空,因此,裂缝会较小,但是,若是在不透光的完整膜状的状态下被延伸并超过了临界,则在金属膜(第一金属膜3)上会产生裂缝,并形成宽度较大的裂纹。另外,在图10中表示在第一金属膜3的膜厚方向上只存在有一个粒子3a,但只要第一金属膜3呈疏松状,在膜厚方向上也可以层叠多个粒子3a。

以下对第一金属膜3形成疏松状的工序进行更详细地说明。从图8所示铜开始析出的状态开始若继续析出铜,则新析出的铜与分子接合剂4、或与已经析出的且与分子接合剂4反应的铜化学结合。此时,由于铜的自催化作用,催化剂pd的活性度很高,所以铜的生成在表面方向(即,在热塑性树脂膜1的表面上扩展的方向)进行,同时也在厚度方向(即,第一金属膜3的膜厚方向)开始进行。接着,铜的自催化作用开始后,铜依次进行析出,铜之间发生金属结合,铜的成长在厚度方向进行,膜厚增加。在上述状态下,如图11所示,虽然存在没有铜的空隙部分,也有部分未电导通的部分,但是由于所形成的金属膜整体存在电连接路径,所以仍能电导通。如上所述,上述状态就是本实施例中所指的疏松状。关于上述疏松状的第一金属膜3,即使超过铜的断裂伸长率也不会产生大的裂纹,部分铜分子之间的距离也只会稍许扩大。

另外,在本实施例中,由于热塑性树脂膜1和第一金属膜3是利用分子接合剂4进行化学结合的,所以热塑性树脂膜1和第一金属膜3之间的界面是平滑的且两构件能牢固地接合。藉此,不需要在热塑性树脂膜1的表面上形成凹凸,能简化制造工序、降低制造成本、使形成的配线电路高精细化。另外,使用的分子接合剂并不限定于一种,也可以是例如由分子接合剂4和具有与该分子接合剂4及第一金属膜3反应的官能团的另外的分子接合剂混合形成的化合物,能根据热塑性树脂膜1及第一金属膜3的材料适当改变。

另外,第一金属膜3的材料不限定于铜,也可以是将例如银、金或镍等各种金属,或至少含有上述金属及铜中任一种的合金、各金属层叠而成的材料,较为理想的是采用相对较软的,断裂伸长强度高的金属。在此,由于使用的金属不同,透光且实现导通状态的膜厚也是不同的,所以在采用其它金属的情况下,为了能将第一金属膜3形成疏松状应适当调整膜厚。

此外,关于第一金属膜3的形成方法,不限定于采用上述分子接合技术的方法,只要能使第一金属膜3形成疏松状即可,也可以采用例如溅射、蒸镀、或使用分子接合方法之外的湿式镀覆等成膜技术。关于第一金属膜3的形成,可以根据所使用的金属材料选择最适合的成膜技术。

另外,在本实施例中,形成有第一金属膜3,该第一金属膜3将热塑性树脂膜1的第一面1a、第二面1b及从贯通孔露出的热塑性树脂膜1的侧面1c覆盖,但根据所要求的立体配线基板的结构及特性,也可以只在热塑性树脂膜1的第一面1a或第二面1b上形成第一金属膜3。即,本发明的立体配线基板不仅可以在两个表面上形成配线图案,也可以仅在单面上形成配线图案。

接着,如图12所示,利用光刻法对第一金属膜3进行图案化处理,形成所期望的配线图案(图案形成工序)。具体而言,在形成有第一金属膜3的热塑性树脂膜1的表面上热压接保护膜,利用印刷有规定图案的掩膜进行曝光及显像。接着,将显像后的保护膜作为蚀刻掩模,在第一金属膜3上进行蚀刻,从而形成所期望的配线图案。然后,将该保护膜剥离除去。在此,考虑到后述的立体成型的第一金属膜3的延伸及形变,较为理想的是预先对配线图案的形状(配线宽度、配线长度、配线间隔等)进行调整。

这样,由于是利用光刻法对第一金属膜3实施图案处理,所以与利用喷墨印刷技术或照相凹版胶印印刷技术等图案形成技术相比,能实现高精细的图案。即,第一金属膜3与利用喷墨印刷技术或照相凹版胶印印刷技术等形成图案的配线图案相比,分辨率更高(即,能实现较好线性度的高精密的配线形成)。

接着,在形成有第一金属膜3的热塑性树脂膜1上,实施加热处理及加压处理以进行立体成型(立体成型工序)。在具体的立体成型工序中,首先利用上述定位孔使热塑性树脂膜1相对于成型用的模具11进行定位。这是为了使成型位置和配线图案位置对齐。即,如图13所示,在模具11的上部模具12和下部模具13之间设置热塑性树脂膜1。接着,如图14所示,利用上部加热装置14对上部模具12进行加热,并利用下部加热装置15对下部模具13进行加热。在此,在本实施例中,由于热塑性树脂膜1采用了聚酰亚胺膜,所以加热温度能在比材料的玻璃化温度高的270℃~350℃范围内(例如,300℃)进行调节,不过,可以根据热塑性树脂膜1的材料对上述加热温度进行适当调节。在此,加热温度需要处于上述玻璃化温度之上且在热塑性树脂膜1的耐热温度以下,并且较为理想的是设定在上述范围内尽可能低的温度。这是为了抑制热塑性树脂膜1上形成的第一金属膜3与热塑性树脂膜1之间由于加热而导致紧贴度降低。

进行上述加热处理的同时,使上部模具12与下部模具13靠近,在热塑性树脂膜1上用所期望的压力(例如,10mpa)从上下进行冲压处理(图15)。另外,所期望的压力是指,考虑到当热塑性树脂膜1的材料、压力过弱时难以实现所期望的立体成型,可以进行适当调整。接着,在冲压处理完成之后,将热塑性树脂膜1从模具11取出(图16),热塑性树脂膜1的立体成型完成。换言之,立体配线基板用基材16的形成完成。另外,图13至图16中,省略了第一金属膜3的图示。此外,虽然也取决于所要求的立体形状,但是由于实际的立体配线基板的形状会形成有多个凹凸,所以也可以采用模具11具有多个凹凸,使上部模具12和下部模具13的多个凹凸互相嵌合的结构。

如图17所示,在完成立体成型后的热塑性树脂膜1(即,立体配线基板用基材16)上,在由于立体成型而弯曲的弯曲部1d处容易产生裂缝17。在此,如图18所示,裂缝17是指,由于构成第一金属膜3的铜粒子3a的粒子间距离的扩大而产生的间隙,与不透光的完整金属膜状的金属膜由于被拉伸而产生的裂缝相比,它们的结构是不同的。另外,根据第一金属膜3的成膜状态及立体成型的三维形状不同,也存在不产生裂缝的情况。另外,如图18所示,热塑性树脂膜1被拉伸,第一金属膜3的粒子间距离也随之扩大,但由于第一金属膜3形成疏松状,所以裂缝17自身的深度与粒子3a的尺寸相同且非常小,与第一金属膜3形成完整膜状的情况相比,裂缝17的宽度也很小。即,本实施例的立体配线基板用基材16与第一金属膜3形成完整膜状的情况相比,能更容易地进行裂缝17的修复。换言之,在透光状态下被拉伸时,由于仅仅是将粒子间的距离变空,所以裂缝17(粒子间的间隙)也会较小,但是,若是在不透光的完整膜状的状态下被拉伸,当超过临界时,会在金属膜上产生裂缝并形成宽度较大的裂纹。

另外,作为减少弯曲部1d处的裂缝17产生的方法,也可以在用两枚保护膜将热塑性树脂膜1夹着的状态下,进行上述立体成型。藉此,能使弯曲部1d处的角部1e的形状变得稍许平滑,也能抑制裂缝17的产生。在此,较为理想的是,上述保护膜由与热塑性树脂膜1相同的材料形成。此外,作为减少弯曲部1d处的裂缝17产生的方法,也可以将模具11设计成使弯曲部1d的角部1e的形状弯曲、或使其角度小于90度(例如,75度~85度)。

另外,本实施例中,是利用上部模具12及下部模具13从上下对热塑性树脂膜1进行冲压处理,但是,只要能确保热冲压之后的热塑性树脂膜1的厚度的均匀性即可,也可以采用真空冲压或压缩空气冲压等其它冲压加工方法。

接着,形成第二金属膜21(第二金属膜形成工序,图19),该第二金属膜21将立体配线基板用基材16的第一金属膜3的表面覆盖。本实施例中,采用一般的无电解镀覆在第一金属膜3的表面上追加堆积金属。

具体的第二金属膜形成工序中,首先,为了将由于成型工序的加热而在立体配线基板用基材16的表面上形成的氧化层除去,将立体配线基板用基材16浸入所期望的清洗液(例如,酸脱脂液、硫酸液)。接着,进行催化处理,使与第一金属膜3置换型的催化剂(例如,催化剂pd)与立体配线基板用基材16的第一金属膜3反应,然后,将立体配线基板用基材16浸入无电解镀覆液。接着,仅对表面存在催化剂的第一金属膜3的周围选择性地进行金属堆积,对不会成为配线电路的区域(即,热塑性树脂膜1的露出区域)不进行金属堆积,不需要对第二金属膜21另外进行图案处理。

本实施例中,用铜作为第二金属膜21的金属,由图20及图21可知,多个铜粒子21a堆积在第一金属膜3的粒子3a上。在此,第二金属膜21不是形成疏松状,而是完整的膜状。特别是,本实施例中,通过一小时的浸渍,能形成具有5μm以上膜厚的第二金属膜21。另外,本实施例中,构成第二金属膜21的粒子21a在构成第一金属膜3的粒子3a的周围成长,在第二金属膜21的厚度方向及与该厚度方向正交的方向(第二金属膜21的平面方向)上以相同程度成长。藉此,形成第二金属膜21,用该第二金属膜21修复因立体成型产生的第一金属膜3的裂缝17。即,利用第二金属膜21的形成,能使由于裂缝17产生的导通不良修复,也能形成能可靠导通的配线电路(由第一金属膜3及第二金属膜21组成的导体层)。在此,利用第二金属膜21对裂缝17的修复可以修复第二金属膜21的膜厚两倍左右宽度的裂缝17,因此,可以将第二金属膜21的膜厚调整在假定的裂缝17的最大宽度的1/2倍以上,较为理想的是调整成与裂缝17的宽度相同程度的膜厚。另外,该第二金属膜21在贯通孔2的侧壁1c上与表面一样生成,假设即便因贯通孔2导致正反面的导通不良,也能修复导通。

另外,本实施例中,虽然第一金属膜3的膜厚达不到配线电路所必需的导体的层厚(配电图案厚度),但是由于形成有第二金属膜21,所以能确保上述导体层的必要层厚。

另外,本实施例中,利用无电解镀覆形成第二金属膜21,但是只要能最终只在第一金属膜3的表面上形成第二金属膜21即可,也可以采用其它的成膜技术(例如,电解镀覆、导电性油墨涂布等)。其中,如本实施例这样利用无电解镀覆形成第二金属膜21时,即使独立的配线即上述配线电路与成型体的外周部电隔离也能形成,但在利用电解镀覆形成第二金属膜21时,需要全部配线与成型体的外周部电导通,需要在设计时考虑到供电线的设置。另外,此时,当因立体成型产生非导通部分时,由于电流无法流动到非导通部分的前方,所以无法形成第二金属膜21。

另外,第二金属膜21的材料不限定于铜,也可以采用镍或镀镍铬、镍铜、金或银等其它金属或含有上述金属的合金,根据立体配线基板所要求的特性及可靠性能适当调整它的材料。

经过上述制造工序之后,在第二金属膜21的表面上进行防蚀剂处理,这样,由热塑性树脂膜1、第一金属膜3及第二金属膜21构成的立体配线基板30的制造完成。另外,在立体配线基板30的表面的必要部分上,也可以形成由阻焊膜构成的保护膜。此时,可以考虑采用喷墨装置的喷墨方式,将阻焊膜涂布于必要部分等的方法。

由图19至图21可知,本实施例的立体配线基板30中,在以疏松状形成于热塑性树脂膜1的表面的第一金属膜3上产生的裂缝17被比第一金属膜3厚的第二金属膜21可靠地修复,能防止配线电路断线,使其具有更优的可靠性。另外,利用上述制造方法,与mid基板相比,能更容易地实现微细的配线图案(例如,l/s=30/30μm),并能实现小型化及低成本化。

然后,最终形成的立体配线基板30如图22所示,在x方向及y方向的各个位置上,z方向的尺寸(即,高度)是不同的,xy平面上形成有凹凸。另外,图22是用于说明立体配线基板30的三维形状的示意图,省略了配线图案及贯通孔。

此外,本实施例的立体配线基板30在热塑性树脂膜1的表面(第一面1a及第二面1b)上具有由第一金属膜3及第二金属膜21构成的导体层,并具有立体的形状,因而能适用于各种用途。例如,若热塑性树脂膜1相对较厚(例如,100μm),则如图23所示,能对安装于其它安装基板40上的电子零件41实现电磁屏蔽,并能将其它电子零件41装设于其表面。在上述情况下,为了利用电子零件41侧(即,内侧)的导体层(第一金属膜3及第二金属膜21)进行电磁屏蔽,对内侧的导体层不进行图案化(即,形成实心图案)。另外,立体配线基板30利用焊锡或导电性接合剂等接合构件固接于安装基板40。另外,通过使图案化的导体层和未图案化的导体层相互替换,可以在被立体配线基板30和安装基板40屏蔽的空间内设置电子零件42,且能对电子零件41及电子零件42进行电磁屏蔽。

此外,还可以将不施行图案化的导体层接地,使其起到gnd层的作用,在上述未图案化的导体层的相反一侧的导体层上,形成单独的特性阻抗控制图案或差动阻抗控制图案。利用上述结构能在立体配线基板30上实现阻抗控制。

另外,热塑性树脂膜1相对较薄(例如,50μm以下)时,将立体配线基板30与具有三维形状的其它模塑树脂接合,能作为代替mid基板的复合体使用。这是由于,因为热塑性树脂膜1较薄,即使立体配线基板30与其它模塑树脂接合,立体配线基板30及其它模塑树脂构成的复合体的厚度也不会很大且能确保该复合体的强度。另外,该复合体与现有的mid基板相比,由于在热塑性树脂膜1的两表面上形成有导体层,所以能更容易地提高设计自由度、缩小外形尺寸。

另外,通过构造成用平坦的热塑性树脂膜将立体成型的两部分连接的结构,并配置将两部分连接的配线,就能得到所谓的弹性刚性基板的结构、使用方法。

<本发明的实施方式>

本发明第一实施方式的立体配线基板的制造方法包括:准备工序,在该准备工序中,准备具有50%以上(实际使用的膜是断裂伸长率为160~170%的厚125μm的热塑性聚酰亚胺材料)的断裂伸长率的树脂膜;第一金属膜形成工序,在该第一金属膜形成工序中,在上述树脂膜的表面上形成第一金属膜;图案形成工序,在该图案形成工序中,利用光刻法对上述第一金属膜进行图案化处理,以形成所期望的图案;立体成型工序,在该立体成型工序中,对上述树脂膜进行加热和加压,从而进行立体成型;以及第二金属膜形成工序,在该第二金属膜形成工序中,在形成有图案的上述第一金属膜上形成第二金属膜,在上述第一金属膜形成工序中,将金属以粒子状堆积且通过调整膜厚将上述第一金属膜形成疏松状。

第一实施方式中,由于是利用形成有图案的第一金属膜来形成第二金属膜的,所以不需要对第一金属膜及第二金属膜进行图案化处理的特殊的装置、工序等,能使用现有的配线基板制造装置,并且能用更低的成本实现更微细的配线图案。另外,由于在树脂膜的两表面上形成有第一金属膜及第二金属膜,所以与单面基板相比,配线电路的自由度更高且能更容易地实现小型化。此外,由于第一金属膜形成疏松状,所以可以防止在之后的立体成型工序中在第一金属膜上产生不能修复的裂缝。综上,本发明的立体配线基板的制造方法能实现配线电路的精细加工及成本降低,并能制造出可以防止配线电路断线,使其具有更优的可靠性的立体配线基板。

本发明第二实施方式的立体配线基板的制造方法在上述第一实施方式的基础上,当上述第一金属膜产生裂缝时,利用上述第二金属膜将上述裂缝修复,上述第一金属膜位于因上述立体成型工序的立体成型而弯曲的上述树脂膜的弯曲部上。藉此,配线电路不会发生导通不良,能制造出可靠性高的立体配线基板。

本发明第三实施方式的立体配线基板的制造方法在上述第二实施方式的基础上,在上述第二金属膜形成工序中,将上述第二金属膜的厚度设定为上述裂缝宽度的1/2倍以上。藉此,能利用第二金属膜可靠地修复第一金属膜上产生的裂缝。

本发明第四实施方式的立体配线基板的制造方法在上述第一至第三实施方式中任一项的基础上,在上述第一金属膜形成工序中,将铜、银、镍、或金、或至少含有上述任一种的合金以粒子状堆积成0.02μm以上且0.20μm以下。藉此,能不破坏树脂和金属的紧贴,且能使第一金属膜上产生的裂缝变小,能利用第二金属膜可靠地进行修复。

本发明第五实施方式的立体配线基板的制造方法在上述第一至第四实施方式中任一项的基础上,在上述第一金属膜形成工序中利用分子接合剂将上述树脂膜和上述第一金属膜化学结合。藉此,不用在树脂膜上形成凹凸,就能使树脂膜和第一金属膜可靠地接合,能降低制造成本及使配线图案高精细化。

本发明第六实施方式的立体配线基板的制造方法在上述第五实施方式的基础上,上述分子接合剂具有与上述树脂膜反应的第一官能团及与上述第一金属膜的金属反应的第二官能团。藉此,树脂膜和第一金属膜能更可靠地接合,能更进一步降低制造成本。

本发明第七实施方式的立体配线基板的制造方法在上述第一至第六实施方式中任一项的基础上,在上述第一金属膜形成工序中,上述第一金属膜形成于上述树脂膜的两表面上,在上述图案形成工序中,对形成于上述树脂膜的两表面上的上述第一金属膜中的任一个进行图案化处理,在上述第二金属膜形成工序中,将上述第二金属膜形成于图案化处理后的上述第一金属膜中的任一个。藉此,配线图案能形成于立体配线基板的两表面,能实现立体配线基板的高密度化。

本发明第八实施方式的立体配线基板包括:树脂膜,该树脂膜具有立体形状且具有50%以上的断裂伸长率;第一金属膜,该第一金属膜形成于上述树脂膜的表面上,具有所期望的图案;以及第二金属膜,该第二金属膜形成于上述第一金属膜上,上述第一金属膜的膜厚调整为金属以粒子状堆积形成的疏松状结构。

第八实施方式中,由于是利用形成有图案的第一金属膜来形成第二金属膜的,所以不需要对第一金属膜及第二金属膜进行图案处理的特殊装置、工序等,能用更低的成本实现更微细的配线图案。另外,由于在树脂膜的两表面上形成有第一金属膜及第二金属膜,所以与单面基板相比,配线电路的自由度更高且能更容易地实现小型化。另外,由于第一金属膜形成疏松状,所以即使第一金属膜上产生裂缝,也能利用第二金属膜进行修复,不会造成导通不良且能实现具有更优的可靠性的配线电路。综上,本发明的立体配线基板能实现配线电路的精细加工及降低成本,也能防止配线电路断线使其具有更优的可靠性。

本发明第九实施方式的立体配线基板在上述第八实施方式的基础上,上述第二金属膜将裂缝修复,该裂缝产生于上述树脂膜的弯曲部处的上述第一金属膜。藉此,配线电路不会发生导通不良,能实现高可靠性。

本发明第十实施方式的立体配线基板在上述第九实施方式的基础上,将所述第二金属膜的厚度设定为上述裂缝的宽度的1/2倍以上。藉此,能利用第二金属膜可靠地修复第一金属膜上产生的裂缝。

本发明第十一实施方式的立体配线基板在上述第八至第十实施方式中任一项的基础上,上述第一金属膜具有铜以粒子状堆积成0.02μm以上且0.20μm以下的疏松状结构。藉此,能减少第一金属膜上产生的裂缝,能利用第二金属膜可靠地修复裂缝。

本发明第十二实施方式的立体配线基板在上述第八至第十一实施方式中任一项的基础上,在上述树脂膜和上述第一金属膜之间具有将上述树脂膜和上述第一金属膜化学结合的分子接合剂。藉此,不需要在树脂膜上形成凹凸,能降低制造成本,并且能使树脂膜和第一金属膜牢固地结合。

本发明第十三实施方式的立体配线基板在上述第十二实施方式中任一项的基础上,上述分子接合剂具有与上述树脂膜反应的第一官能团及与上述第一金属膜的金属反应的第二官能团。藉此,树脂膜和第一金属膜能更牢固地接合,能更进一步降低制造成本。

本发明第十四实施方式的立体配线基板在上述第八至第十三实施方式中任一项的基础上,上述第一金属膜形成于上述树脂膜的两表面上。藉此,能实现立体配线基板的高密度化。

本发明第十五实施方式的立体配线基板用基材包括:树脂膜,该树脂膜具有50%以上的断裂伸长率;以及第一金属膜,该第一金属膜形成于上述树脂膜的表面上,具有所期望的图案,上述第一金属膜的膜厚调整为金属以粒子状堆积形成的疏松状结构。

第十五实施方式中,由于第一金属膜形成疏松状,所以即使第一金属膜上产生裂缝,也能利用追加的成膜对该裂缝进行修复,所以能防止最终的导通不良。

本发明第十六实施方式的立体配线基板用基材在上述第十五实施方式的基础上,在上述树脂膜和上述第一金属膜之间具有将上述树脂膜和上述第一金属膜化学结合的分子接合剂。藉此,由于不需要在上述树脂膜上形成凹凸,所以能降低制造成本,并且使上述树脂膜和第一金属膜能牢固地接合。

本发明第十七实施方式的立体配线基板用基材在上述第十五或第十六实施方式中任一项的基础上,上述第一金属膜形成于上述树脂膜的两表面上。藉此,能实现立体配线基板的高密度化。

符号说明

1热塑性树脂膜

1a第一面

1b第二面

1c侧面

1d弯曲部

1e角部

2贯通孔

3第一金属膜

3a粒子

4分子接合剂

11模具

12上部模具

13下部模具

14上部加热装置

15下部加热装置

16立体配线基板用基材

17裂缝

21第二金属膜

21a粒子

30立体配线基板

40安装基板

41电子零件

42电子零件

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