專利名稱：薄型電路板及薄型電路板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄型電路板。
本發(fā)明還涉及例如使用多層電路板和功能模塊的電氣設(shè)備或者光設(shè)備等的薄膜狀器件的薄型電路板(集成電路結(jié)構(gòu)體)。
進(jìn)一步，本發(fā)明還涉及將具有可撓性的電路板部和電路板間連接部一體化形成的電路模塊層疊而成的薄型電路板(疊層電路)及其制造方法。
圖5示出了內(nèi)部裝有電子電路的移動(dòng)式電話機(jī)。在移動(dòng)式電話機(jī)中，在安裝在機(jī)殼21上的電路板22上安裝了多個(gè)電子部件23、微處理器(MPU)24、揚(yáng)聲器25、麥克風(fēng)26。根據(jù)這樣構(gòu)成的移動(dòng)式電話機(jī)，在天線27上接收的信號(hào)經(jīng)MPU24處理、通過多個(gè)電子部件變換成音聲信號(hào)后，從揚(yáng)聲器25輸出音聲。還有，在麥克風(fēng)26收集的音聲變換成音聲信號(hào)、通過多個(gè)電子部件23用MPU處理后從天線27發(fā)射。
但是，隨著電子儀器的更加小型化，用現(xiàn)有的電路板中就不能得到充分地放熱性能。特別是在移動(dòng)式電話機(jī)的情況下，使電路板22的面積比多個(gè)電子部件的面積還小是不可能的。還有，現(xiàn)在使用的電路板22和電子部件23的厚度是比較大的。因此，移動(dòng)式電話機(jī)難以小型化、與制造成本的增加有關(guān)。另一方面，雖然也考慮過將電路板22多層化的方案，那種情況下部件間的布線長(zhǎng)度變長(zhǎng)，產(chǎn)生了顫抖控制困難的另外的問題。
其次，為了實(shí)現(xiàn)小型·高性能化，使用于電氣設(shè)備和光設(shè)備的電路板從僅僅在襯底的單面上形成電路的單面板變化到在襯底的兩面上形成電路的雙面板，進(jìn)一步，變化到在多層上形成電路的多層電路印刷電路板，現(xiàn)在在許多電氣設(shè)備中采用高密度地多層化的印刷電路板。
在多層電路印刷電路板的制造工序中，首先，將環(huán)氧樹脂含浸在玻璃布上、使之干燥，制造稱為聚酯膠片的襯底材料。其次，在該襯底材料的兩面上貼上銅箔，進(jìn)一步在銅箔上疊置上干膜，而且，將干膜曝光及顯影形成刻蝕圖形后，刻蝕銅箔，最后除去干膜形成雙面板。這樣形成的雙面板與聚酯膠片交互層疊，由加熱和壓力使之一體化。然后，在期望的位置上加工孔，在孔的內(nèi)面上形成導(dǎo)電性薄膜，確保各層間的導(dǎo)通。
在這樣制造的多層襯底上，為了使它具有作為電氣電路的功能，安裝各種功能部件。通常，在多層電路板的表面上，表面安裝了以用于加工信號(hào)的LCR等的芯片功能部件為首、用于信號(hào)運(yùn)算的已封裝了的邏輯器件等。而且，為了滿足作為電氣、光設(shè)備的商品功能，需要將幾個(gè)多層電路板作為模塊連接起來，還要與用于將電氣信號(hào)、光信號(hào)或者音聲信號(hào)變換成它的商品功能所必須的信息的各種功能模塊以及作為電源電路的電池等連接。
以下，參照


使用上述現(xiàn)有的多層電路板的電氣·光設(shè)備的一個(gè)例子。
圖9示出了使用多層電路板和功能模塊的現(xiàn)有的電氣·光設(shè)備的結(jié)構(gòu)例的剖面圖。在圖中，231是多層印刷電路板，232是可撓性的襯底，233a是液晶模塊，233b是光學(xué)照相機(jī)模塊，233c是輸入用觸摸板模塊，234是封裝了的邏輯電路，235是芯片狀功能部件，236是多層電路板內(nèi)的銅箔布線，237是用多層電路的層間連接的導(dǎo)電膠填充的貫通孔部分。
以下，說明使用上述結(jié)構(gòu)的多層電路板的電氣·光設(shè)備的動(dòng)作。首先，外部的光學(xué)的信息用光學(xué)照相機(jī)模塊233b取入，變換成電氣信號(hào)，用配置在背面的邏輯電路234運(yùn)算處理，變換成圖像數(shù)據(jù)。人們?cè)谟|摸板233c上輸入必要的信息時(shí)，該信息被變換成電氣信號(hào)。還有，該電氣信號(hào)由位于背面的芯片電路部件等加工。這樣被取入的信息被變換成電氣的信號(hào)數(shù)據(jù)，該信號(hào)數(shù)據(jù)通過可撓性的襯底232傳輸?shù)狡渌亩鄬与娐钒迳?，在那里由封裝了的邏輯電路234及LCR等的芯片狀功能部件235進(jìn)一步變換。變換加工了的數(shù)據(jù)進(jìn)一步通過可撓性襯底232傳輸?shù)斤@示用的液晶模塊233a上，被變換成光信號(hào)，作為圖像數(shù)據(jù)輸出。
安裝在具備這種功能的多層電路板的兩面上的功能器件及部件由配置在層內(nèi)或者層間的各種布線連接。層內(nèi)的布線(電路圖形)用銅箔布線236構(gòu)成，還有，層間的連接通過填充在貫通多層電路板的兩面的貫通孔內(nèi)的導(dǎo)電膠237與各層的銅箔布線236電氣的連接，由此，構(gòu)成立體的電路。
但是，在這樣的立體結(jié)構(gòu)中，由于僅僅在各多層電路板的表面上安裝功能部件，各部件間及模塊間的布線長(zhǎng)度不能縮短，進(jìn)一步，還需要連接各多層電路板間的可撓性襯底等，容易發(fā)生高頻信號(hào)傳輸時(shí)的損耗及噪聲的影響。還有，由于是用焊接等將芯片狀功能部件及封裝了功能的器件連接到多層電路上的結(jié)構(gòu)，依靠各部件的功能精度及安裝精度提高電路整體的特性精度是困難的。其結(jié)果是，不能與工作頻率的更高頻化、高速化、數(shù)字化相適應(yīng)，作為設(shè)備的高功能化、小型輕量化仍然困難的問題依然存在。
接下來，圖13示出了歷來建議的可撓性剛性布線板的剖面圖。在該可撓性剛性布線板301上，用符號(hào)302所示的范圍是硬的不能折彎的剛性部分，用符號(hào)303所示的范圍是能夠折彎的可撓性部分。在可撓性部分303中的多層布線板304的導(dǎo)體電路305由粘接劑粘貼的覆蓋敷設(shè)薄膜306覆蓋保護(hù)著。還有，在剛性部分302中，使用用符號(hào)307表示的粘接用焊接片或聚酯膠片，使多層布線板304和剛性布線板308粘接或者疊層成形，在多層布線板304露出的可撓性部分303中，焊接片或聚酯膠片307和剛性布線板308被除去。進(jìn)一步，在剛性部分302中的剛性布線板308上安裝多個(gè)電子部件309，這些電子部件309通過貫通多層布線板304和剛性布線板308的貫通孔310電氣的連接。
這樣，在現(xiàn)有的可撓性剛性布線板301中，由于由多層布線板304構(gòu)成的電路板部分沒有可撓性，對(duì)形狀加工自由度被限制，例如，不能與由曲面制成的機(jī)殼匹配搭載。還有，多層布線板304的厚度被限制，在疊層方向布線長(zhǎng)度的縮短也有界限，不能適應(yīng)于今后的高頻化。進(jìn)一步，為了將已疊層的電路電氣的連接有必要在疊層方向(厚度方向)復(fù)雜地配置貫通孔，致使電路設(shè)計(jì)的自由度下降，電路板的小型化受到限制，由于復(fù)雜的電路形態(tài)難以降低制造成本。
另一方面，在一般的疊層電路板的情況下，各層相互間完全地全面粘接，在制造工序中在電路板疊層下去的途中幾乎不進(jìn)行檢查，僅僅依賴于成品的檢查。在這樣各層相互貼緊的結(jié)構(gòu)的電路板中，在電路中發(fā)生的熱逸散困難，襯底自身存在發(fā)熱的問題。還有，通常疊層電路板作為它的制成品進(jìn)行動(dòng)作檢測(cè)等檢查。這是因?yàn)楝F(xiàn)有的疊層電路板只有所有的層疊層后才能發(fā)揮功能，一層或者幾層沒有功能。在疊層電路板直到完成不能檢查的現(xiàn)狀中，由于不能將在疊層工序中發(fā)生的不良品分開，就產(chǎn)生了成品率降低和損耗成本的問題。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的薄型電路板的特征是具備可撓性的薄的薄膜襯底；配置在所述薄膜襯底的表面上的布線；以及與所述布線不重疊地安裝在所述薄膜襯底的表面上的所述布線之間、與所述布線電氣的連接的部件。
本發(fā)明的其他方式的薄型電路板具備在表面上具備布線和與該布線電氣連接的電氣部件的多個(gè)疊層的薄膜襯底，其特征是設(shè)置在一個(gè)薄膜襯底上的布線和設(shè)置在別的薄膜襯底上的布線，通過在上述一個(gè)或者別的薄膜襯底上的在它的厚度方向上貫通該薄膜襯底設(shè)置的電氣連接部電氣的連接。
本發(fā)明的其他方式的薄型電路板(集成電路結(jié)構(gòu)體)的特征是在具有配置了至少一種的功能模塊的電路的有機(jī)薄膜、具有薄膜形成的功能電路的有機(jī)薄膜以及具有配置了裸芯片狀的功能器件的電路的有機(jī)薄膜中，至少疊層一種類的有機(jī)薄膜，將配置在疊層了的多個(gè)有機(jī)薄膜上的電路電氣的或者光學(xué)的接續(xù)。
本發(fā)明的其他方式的薄型電路板的特征是將多個(gè)電路模塊多層地疊層起來，各電路模塊具備具備擔(dān)當(dāng)信號(hào)傳輸或者信號(hào)處理的部件和連接這些部件的電路的具有可撓性的電路板部，以及具備將上述電路板部相互電氣的或者光學(xué)的連接起來的電路而且具備與所述電路板部一體形成的可撓性的電路板間連接部。
本發(fā)明的其他方式的薄型電路板具備第1電路模塊和第2電路模塊；所述第1及第2電路模塊分別由如下方法構(gòu)成在由絕緣材料構(gòu)成的可撓性的襯底上形成第1及第2電路板部和連結(jié)這些第1及第2電路板部的電路板間連接部，與此同時(shí)，在所述第1及第2的電路板部上形成進(jìn)行信號(hào)傳輸或者信號(hào)處理的多個(gè)部件和連接該多個(gè)部件的電路，在所述電路板間連接部上形成將第1電路板部和第2電路板部的電路相互連接的電路，其特征是所述第1及第2的電路模塊，是將第1電路模塊的第1及第2的電路板部重疊配置在第2電路模塊的第1及第2的電路板部上。
本發(fā)明的薄型電路板制造方法的特征是具備擔(dān)當(dāng)信號(hào)傳輸或者信號(hào)處理的部件和連接這些部件的電路的具有可撓性的電路板部，具備將所述電路板部相互電氣的或者光學(xué)的接續(xù)起來的電路，而且具備與所述電路板部一體形成的可撓性的電路板間連接部的多個(gè)電路模塊，在將多個(gè)電路模塊多層地疊層為特征的疊層電路的制造過程中，到完成期望層數(shù)的疊層為止，設(shè)置每一層或者每數(shù)層進(jìn)行信號(hào)電路的動(dòng)作確認(rèn)的檢查工序。
圖2是與實(shí)施方式2相關(guān)的疊層型薄型電路板的一部分放大的剖面圖。
圖3是示出使圖2所示的疊層型薄型電路板變形的實(shí)施方式3的電路板的部分放大剖面圖。
圖4是將具備壓電元件的實(shí)施方式4的疊層型薄型電路板的一部分放大的剖面圖。
圖5是示出內(nèi)部安裝電路板的移動(dòng)式電話機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖6是與實(shí)施方式5相關(guān)的薄型電路板的集成電路結(jié)構(gòu)體的立體示意圖。
圖7是圖6所示的薄膜狀器件的集成電路結(jié)構(gòu)體的剖面圖。
圖8示出了圖6所示的薄膜狀器件的利用形態(tài)圖。
圖9是具備現(xiàn)有的多層電路板和功能模塊的電氣·光設(shè)備的結(jié)構(gòu)例的剖面圖。
圖10是與實(shí)施方式6相關(guān)的薄型疊層電路的模式圖。
圖11是與實(shí)施方式7相關(guān)的薄型疊層電路的模式圖。
圖12是與實(shí)施方式8相關(guān)的薄型疊層電路的模式圖。
圖13是現(xiàn)有的可撓性剛性襯底的剖面圖基底102的薄膜材料適于使用聚乙烯對(duì)苯二酸酯(PETpolyethyleneterephthalate)、聚酰亞胺(polyimide)、聚苯撐硫化物(PPSpolyphenylenesulfide)。為了給予該樹脂薄膜以充分的彎曲性、薄膜的厚度最好是約5～150μm。薄膜不一定必須是樹脂，例如，也可以是由鋁箔構(gòu)成的金屬薄膜。一般說，在使用鋁箔的情況下，最好在它的表面上設(shè)置由環(huán)氧樹脂等絕緣材料構(gòu)成的絕緣層。但是，在金屬薄膜的表面上形成氧化膜的情況下，不需要絕緣層。
布線103是在基底102的表面上使用熟知的薄膜形成技術(shù)(例如蒸發(fā)、濺射等物理的或者化學(xué)的氣相生長(zhǎng)法)形成導(dǎo)電金屬膜后，刻蝕該金屬膜形成。該布線膜的厚度最好是約3μm以下。作為在布線103中使用的金屬材料最好使用導(dǎo)電性優(yōu)秀的銅，也能夠使用其他的材料(例如鈀、金、銀)。
多個(gè)薄型部件104包含電容器、線圈、電阻、變壓器等電子部件，使用公知的半導(dǎo)體制造技術(shù)及在半導(dǎo)體制造技術(shù)中使用的薄膜制造技術(shù)(例如蒸發(fā)、濺射等物理的或者化學(xué)的氣相生長(zhǎng)法)在基底102的表面上制造。或者，也可以將在別的薄膜上形成的薄型部件配置在基底102上，用焊接與布線103電氣的連接。不管是那種方法，薄型部件的厚度最好是約1μm以下。
這樣，與本實(shí)施方式相關(guān)的電路板101由在薄的基底102上設(shè)置具有高電導(dǎo)率的薄的布線103和比該薄的布線103還要薄的部件104構(gòu)成。因此，由于電路板101非常容易彎曲，能夠很容易的追隨機(jī)殼的形狀收容該電路板101。因此，電路板101與不易變形的現(xiàn)有的電路板相比能夠收容到更小的空間內(nèi)。其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)部安裝電路板101的設(shè)備的小型輕量化。還有，當(dāng)將厚的部件(例如圖5所示的揚(yáng)聲器25)安裝在電路板101上的情況下，由于能夠使安裝該部件的區(qū)域的周圍的襯底部分變形，能夠?qū)㈦娐钒?01收容在更小的空間內(nèi)。〔實(shí)施方式2〕圖2是將與實(shí)施方式2相關(guān)的薄型電路板的一部分放大的剖面圖。如該圖所示，與本實(shí)施方式相關(guān)的疊層型電路板101A是將上述的實(shí)施方式1的單層型電路板101疊層構(gòu)成的。在本實(shí)施方式中雖然是3個(gè)單層型電路板101疊層而成的，但是，疊層的單層型電路板101的數(shù)目沒有限定。各單層型電路板101和與它連接的別的單層型電路板101用由絕緣材料構(gòu)成的粘接劑全面或者部分的粘接即可。當(dāng)不將多個(gè)單層型電路板101粘接的情況下，最好使用適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合部材(例如夾子)使它們不分離地連結(jié)起來。
在一個(gè)單層型電路板101上安裝的部件104和在與該電路板101鄰接的別的單層型電路板101上安裝的部件104能夠由形成在任何一個(gè)部件104的基底102上的電氣連接部105電氣的連接起來。電氣連接部105如圖所示最好由形成在基底102上的貫通孔106和在該貫通孔106的內(nèi)面形成的或者配置在內(nèi)側(cè)空間上的布線107構(gòu)成。這樣的電氣連接部105能夠用公知的半導(dǎo)體制造技術(shù)形成。
在這樣構(gòu)成的疊層型電路板101A中，例如從安裝在第1層(最上層)的基底102上的部件104輸出的電氣信號(hào)通過第1層的布線103及電氣連接部105和第2層(中間層)的布線103，發(fā)送向第2層的部件104上。因此，與通過配置在基底102的周邊部或者外側(cè)的別的電氣連接部進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)碾娐钒逑啾饶軌蛴米疃痰牟季€路徑傳輸信號(hào)。由此，沒有或者很少在被傳輸?shù)男盘?hào)上增加噪聲等干擾。
這樣，由于事前在薄的基底102上安裝薄的部件104，與本實(shí)施方式相關(guān)的薄型電路板101A能夠?qū)⒈仨毎惭b在基底102上的其它的部件數(shù)目抑制在最小限度。由此，能夠?qū)㈦娐钒?01A小型化。其結(jié)果是，能夠?qū)㈦娐钒?01A收容在更小的空間內(nèi)。還有，能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)部安裝了電路板101A的設(shè)備的小型輕量化?！矊?shí)施方式3〕圖3是示出了將疊層型電路板101B收容在機(jī)殼110內(nèi)的狀態(tài)圖。如該圖所示，在機(jī)殼110的電路板收容面(上面)111上，形成凹狀的凹坑112或者彎曲部等的變形部。還有，在機(jī)殼1 10的形成凹坑1 12的部分上，形成貫通上面111和下面113之間的一個(gè)或者多個(gè)的孔114。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，如圖所示，當(dāng)將電路板101B收容在凹坑112內(nèi)的情況下，將平板狀電路板101B配置在機(jī)殼110的表面111上、使得它覆蓋凹坑112。其次，將孔114流體連接在吸引裝置115上、使凹坑112的內(nèi)部空間真空化。其結(jié)果是，容易變形的薄型電路板101B由凹坑112內(nèi)的負(fù)壓被吸引變形，如圖所示那樣賦予了仿效凹坑112的內(nèi)面形狀的立體形狀。
當(dāng)由于自身的彈性電路板101B的變形后的形狀不能保持的情況下，例如用適當(dāng)?shù)恼辰蛹夹g(shù)(例如熱密封116、粘接劑)將電路板101B的周邊部連續(xù)的粘接在機(jī)殼110上的同時(shí)，加熱機(jī)殼110使之變形或者填充適當(dāng)?shù)奶畛湮飳⒖?14密封，永久的維持圖示的電路板101B的立體形狀。此外，當(dāng)與機(jī)殼110的表面連接的電路板表面不支持部件光滑的情況下，熱密封不是必要的。但是，當(dāng)電路板101B被塑性形變的情況下，不需要強(qiáng)制性的保持變形形狀的方法。還有，也可以在安裝到機(jī)殼之前使電路板101B發(fā)生塑性形變賦予它與凹坑對(duì)應(yīng)的立體形狀，將賦予了立體形狀的電路板101B安裝到機(jī)殼內(nèi)。
這樣，利用薄型電路板能夠?qū)㈦娐钒搴侠淼厥杖菰诰哂邪紶畈糠值茸冃尾糠值臋C(jī)殼內(nèi)。由此，在增加機(jī)殼和包含該機(jī)殼的設(shè)備的設(shè)計(jì)自由度的同時(shí)，能夠抑制設(shè)備的制造時(shí)間及制造成本。還能夠提高設(shè)備的性能。
此外，在以上的說明中，雖然是用真空法使電路板變形的，也可以用熱壓法、將電路板101B加熱使之變形?！矊?shí)施方式4〕圖4示出與實(shí)施方式4相關(guān)的薄型電路板101C。該電路板101C的特征是組裝了檢測(cè)該電路板的彎曲、對(duì)應(yīng)彎曲量輸出電氣信號(hào)的壓電元件117。
壓電元件117是在基底102的表面上形成布線103之前或者在布線后，使用公知的半導(dǎo)體制造技術(shù)及在半導(dǎo)體制造中使用的薄膜制造技術(shù)(例如蒸發(fā)、濺射等物理的或者化學(xué)的氣相生長(zhǎng)法)形成。還有，將具備必要的布線103、部件104、以及電氣連接部105的單層電路板疊層，如果必要將同樣的單層電路板之間粘接，得到薄型電路板101C。
根據(jù)這樣形成的電路板101C，由從外部來的能量使基底彎曲時(shí)，壓電元件117變形，它的變形量變換成電壓，通過布線輸出。還有，當(dāng)從外部來的能量消失時(shí)，基底也恢復(fù)到原來的形狀，壓電元件117的輸出電壓也恢復(fù)到變形前的值。
因此，能夠?qū)⒃搲弘娫鳛閾P(yáng)聲器、麥克風(fēng)的音響變換元件使用。其結(jié)果是，揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)能夠小型化。還有，也可以將壓電元件作為振動(dòng)發(fā)生部件(即振動(dòng)器)使用。例如，將壓電元件配置在軸的兩側(cè)，預(yù)先設(shè)置的使得伴隨著電壓的導(dǎo)通/斷開、壓電元件收縮伸張?jiān)谳S的周圍旋轉(zhuǎn)，能夠?qū)㈦娐钒宓淖冃瘟糠糯?。根?jù)這樣的結(jié)構(gòu)，從壓電元件取出的電壓變大，具有能夠使變形量和電壓關(guān)系中的輸出誤差變小的優(yōu)點(diǎn)。
此外，在以上的說明中是用壓電元件檢測(cè)出電路板的變形量的，作為變形量的檢測(cè)方法例如也可以使用彈簧接點(diǎn)?！矊?shí)施方式5〕實(shí)施方式5涉及薄膜狀器件的集成電路結(jié)構(gòu)體，即，涉及薄型電路板，該集成電路結(jié)構(gòu)體的特征是在具有至少配置一個(gè)功能模塊的電路的有機(jī)薄膜、具有薄膜形成的功能電路的有機(jī)薄膜、具有配置裸芯片狀的功能器件電路的有機(jī)薄膜中，疊層至少一種類的有機(jī)薄膜，將配置在疊層了的多個(gè)有機(jī)薄膜上的電路電氣的或者光學(xué)的連接起來。
具體的用圖6～圖8說明。圖6表示移動(dòng)終端用薄膜狀器件的集成電路結(jié)構(gòu)體的立體概念圖，圖7是集成電路結(jié)構(gòu)體的剖面圖，圖8示出了集成電路結(jié)構(gòu)的具體利用形態(tài)。
在圖6及圖7中，201是具有功能模塊電路的有機(jī)薄膜，202是具有薄膜形成的功能部件和裸芯片狀器件的有機(jī)薄膜，203是具有功能模塊電路和薄膜形成的功能電路的有機(jī)薄膜，204是透明保護(hù)薄膜，205是粘接薄膜，206是保護(hù)薄膜，從207a到207i是薄型的各種功能模塊，從208a到208c是用各種薄膜形成的功能電路部件，209是裸芯片狀的功能器件，210是將各薄膜的層間金屬接合的部分。
功能模塊包含液晶等的顯示器207a、使用壓電材料的接受器(揚(yáng)聲器)207b、薄型的麥克風(fēng)207c、CCD相機(jī)207d、觸摸板等的按鈕類207e、LED等的發(fā)光元件207f、接受電波的薄型天線207g、薄型的蓄電池207h、發(fā)生振動(dòng)的薄膜狀的振動(dòng)器207i。
在圖6的立體概念圖中，各種功能模塊207配置在厚度100μm以下的PET、聚酰亞胺等的有機(jī)薄膜201及203上。在有機(jī)薄膜201上配置了具有操作機(jī)器的人的視聽覺接口功能的模塊，在它的表面上粘接透明的保護(hù)薄膜204。在有機(jī)薄膜201上將電氣信號(hào)、光信號(hào)及音聲信號(hào)相互變換，通過各功能模塊間的電氣布線處理必要的信息。
在有機(jī)薄膜203上配置了在移動(dòng)終端上的電源供給、電波信號(hào)的接受、振動(dòng)發(fā)生、人的視聽覺以外的信號(hào)等的功能模塊。進(jìn)一步，在它的下面粘接保護(hù)用薄膜206。
為了進(jìn)行這些功能模塊207的信號(hào)的處理、加工及控制，如圖7所示，用金屬材料的補(bǔ)片等的金屬接合210將各有機(jī)薄膜的層間電氣的連接。金屬接合部210以外的部分在保持絕緣的同時(shí)，為了將上下的有機(jī)薄膜接合，由粘接薄膜205填充有機(jī)材料。
各層有機(jī)薄膜201、202或者203根據(jù)需要也可以疊層多枚。在那種情況下，在各層之間插入多枚粘接薄膜205。
在層間連接中，當(dāng)不是用電氣信號(hào)而是用光信號(hào)連接的情況下，也可以部分的使用透明的薄膜、材料作為粘接薄膜205，光學(xué)的連接LED等的發(fā)光元件和光電二極管等受光元件。
在有機(jī)薄膜202上配置運(yùn)算處理各種信號(hào)的功能部件、器件等的功能電路。在那些功能電路中包含薄膜狀的電容器208a、薄膜狀的電阻器208b、薄膜狀的電感器208c。該薄膜狀的功能電路208用直接濺射工序形成在有機(jī)薄膜202上。或者，也可以配置在別的有機(jī)薄膜上薄膜形成的薄膜狀元件切斷而成的薄型功能部件。
這些薄膜狀的功能電路用膜厚10μm以下的薄膜工藝成膜，圖形化后形成。當(dāng)在成膜時(shí)需要高溫工藝的情況下，有機(jī)薄膜202的材料也可以使用具有耐熱性的聚酰亞胺等。功能器件209是Si、化合物半導(dǎo)體的裸芯片。例如，包含進(jìn)行電氣運(yùn)算處理的IC、LSI或者作為光回路功能的GaAs等的化合物半導(dǎo)體器件等。該裸芯片狀功能器件209使用金屬接合補(bǔ)片等安裝在形成在有機(jī)薄膜202表面上的布線端子上。這些裸芯片狀功能器件也可以根據(jù)需要將芯片厚度加工成100μm以下后安裝。
使用以上的結(jié)構(gòu)，構(gòu)成圖7所示那樣的作為薄型的移動(dòng)用終端機(jī)器的電路結(jié)構(gòu)體，與現(xiàn)有的相比，結(jié)構(gòu)體整體的厚度薄，實(shí)現(xiàn)了7mm以下的薄型結(jié)構(gòu)，更進(jìn)一步正在實(shí)現(xiàn)薄膜基底的更輕量化。
此外，雖然以移動(dòng)終端為例示出了薄膜狀器件的集成電路的結(jié)構(gòu)體，由于作為結(jié)構(gòu)體能夠?qū)⒑穸茸鞯?mm以下，除構(gòu)成例如片狀的移動(dòng)式電話之外，也能夠構(gòu)成如圖8(a)～(f)所示的片狀計(jì)算機(jī)241、識(shí)別卡242等的ID、電子卡243、移動(dòng)式信息通信機(jī)器(PDA)244、遠(yuǎn)程操作裝置(遙控裝置)245、使用于洗衣機(jī)247·電視機(jī)248·微波爐249等電氣設(shè)備的存儲(chǔ)卡246等具有商品功能的電路。還有，作為結(jié)構(gòu)體的功能不僅限于移動(dòng)用終端，例如，也能夠展開到具有個(gè)人用計(jì)算機(jī)功能的片狀PC、護(hù)照、許可證、具有名片功能的薄片ID、能夠記錄聲音視覺等的數(shù)據(jù)的薄片存儲(chǔ)器、具有信用卡和通行卡功能的資金卡，進(jìn)一步，具有薄片狀的遙控等廣泛功能的結(jié)構(gòu)體也能夠展開。
如上所述，以100μm以下厚度的有機(jī)薄膜為基底，將具有配置了變換各種信號(hào)的功能模塊的電路的有機(jī)薄膜、具有用10μm以下的膜厚形成的薄膜狀功能電路的有機(jī)薄膜、以及具有配置了裸芯片狀的功能器件的電路的有機(jī)薄膜立體的疊層，將那些薄膜上的電路的層間金屬連接或者光學(xué)的連接起來，形成一種結(jié)構(gòu)，由具備這種結(jié)構(gòu)為特征的薄膜狀器件的集成電路結(jié)構(gòu)體構(gòu)成，各功能部件、模塊間的布線長(zhǎng)度由于僅是100μm厚的薄的薄膜的層間布線和薄膜上的布線的立體的布線能夠最短化。還有，迄今為止必須的連接各多層電路板間的可撓性襯底也可以消除，與此同時(shí)，與現(xiàn)有的玻璃環(huán)氧樹脂等的多層電路板相比，由于是薄膜基底，輕量化也成為可能。還有，層間的連接及裸芯片狀器件等向電路的連接材料，由于能夠使用補(bǔ)片等的金屬接合，與現(xiàn)有的導(dǎo)電膏相比，能夠降低高頻信號(hào)的信號(hào)退化，能夠消除信號(hào)傳輸時(shí)的損耗。進(jìn)一步，由于也能夠適用于光學(xué)的層間連接，將光器件等的光信號(hào)作為信息數(shù)據(jù)，在降低噪音的影響的同時(shí)高速大容量的信號(hào)處理也成為可能。進(jìn)一步，不是使用芯片狀功能部件和封裝的功能器件，而是能夠?qū)⒂?0μm以下的薄膜高精度形成的功能電路及裸芯片狀的功能器件安裝在結(jié)構(gòu)體的層間，能夠避免因芯片狀的功能精度及安裝引起的精度退化，實(shí)現(xiàn)電路整體的精度提高。
因此，能夠適應(yīng)工作頻率的更高頻化、高速化、數(shù)字化，能夠?qū)崿F(xiàn)作為電氣·光設(shè)備的高功能化、小型輕量化。
如上所述，根據(jù)該集成電路結(jié)構(gòu)體能夠以沒有傳輸損耗的最短布線連接各功能模塊間，能夠立體的集成高精度的功能部件。其結(jié)果是，能夠適應(yīng)高頻化、高速化、數(shù)字化、高功能、小型輕量化，實(shí)現(xiàn)各種優(yōu)秀的電氣·光設(shè)備?！矊?shí)施方式6〕圖10(a)是表示與本發(fā)明的實(shí)施方式6相關(guān)的薄型疊層電路(多層疊層電路)的結(jié)構(gòu)的模式圖。如該圖所示，薄型疊層電路311由疊層多個(gè)(至少2個(gè))電路模塊312構(gòu)成。各電路模塊312由在圖面上用四方形表示的第1和第2電路板部313、314和連接這些第1、第2電路板部313、314的帶狀的電路板間連接部315構(gòu)成。構(gòu)成各電路模塊312的襯底316由用絕緣材料構(gòu)成的薄的一枚的可撓性樹脂片或者用絕緣材料被覆在由金屬材料構(gòu)成的薄膜的表面的可撓性絕緣金屬薄片按照第1及第2電路板部313、314和電路板間連接部315的輪廓加工，在該襯底316上配置必要的部件。例如，在構(gòu)成電路板部313、314的襯底部分上，形成或者安裝電阻、電容、線圈、LSI芯片等的電子部件317等的擔(dān)當(dāng)信號(hào)傳輸或者信號(hào)處理的部件，這些電子部件317由形成在電路板部313、314的表面上的金屬箔的電氣布線318適宜地連接起來。另一方面，在構(gòu)成電路板間連接部315的襯底部分上形成電氣布線319，電氣布線319將設(shè)置在第1電路板313上的電子部件317及/或者電氣布線318和設(shè)置在第2電路板部314上的電子部件317及/或者電氣布線318相互電氣的或者光學(xué)的連接起來。還有，如后面說明的那樣，當(dāng)疊層多個(gè)電路模塊312時(shí)，在電路板部313、314的一部分及/或者電路板間連接部315上形成將各電路模塊312的電氣布線318與其它的電路模塊312的電氣布線318電氣的或者光學(xué)的連接起來的電氣連接部或者光學(xué)連接部或者貫通孔(在圖中都沒有示出)。
在本實(shí)施方式中，多個(gè)電路模塊312的襯底316形成同一形狀，當(dāng)這些多個(gè)電路模塊312重疊時(shí)，在各電路模塊312的第1電路板部313·第2電路板部314·電路板間連接部315的上或者下或者上下面上恰好位置其它的電路模塊的第1電路板部313·第2電路板部314·電路板間連接部315。但是，搭載在各電路模塊312的襯底316上的電子部件317及電氣布線319、318不需要與搭載在其它的電路模塊312的襯底316上的電子部件317等是同一的，通常，在各個(gè)電路模塊312上設(shè)置與其它的電路模塊312不同的電子部件、電氣布線。
這樣形成的多個(gè)電路模塊312如圖10(b)所示，各電路模塊312的第1電路板部313·第2電路板部314·電路板間連接部315的上或者下或者上下兩面上其它的電路模塊的第1電路板部313·第2電路板部314·電路板間連接部315恰好位置重疊，從上下對(duì)重疊的電路板間連接部315加壓壓縮形成一體化的薄型疊層電路311。如有必要，用粘接劑在疊層方向上將鄰接的電路板部及/或者電路板間連接部的至少一部分粘接。但是，在電路板部313、314中的粘接劑涂敷部分(粘接部)的面積，從有效的放出在電路板部上的電子部件發(fā)生的熱的目的考慮，希望該面積是它的電路板部的面積的50％以下。還有，由于粘接劑的涂敷面積在電路板部的面積的50％以下，能夠得到良好的疊層電路的可撓性特性。
還有，各電路模塊312的電氣布線318、319通過形成在電路板部313、314的一部分及/或者電路板間連接部315上的電氣連接部或者貫通孔部分的電氣連接。即，重合的電路板部313、314僅僅在電氣連接部連接，在其它部分處于非連接狀態(tài)。因此，在被夾持在上下的電路模塊312之間的電路模塊312的電路板部313、314上產(chǎn)生的熱，通過非連接位置的間隙釋放到外部。
如上所述，一體化的薄型疊層電路311由將薄的片重合而成的可撓性的電路板間連接部315連接多個(gè)電路模塊312，該重合的電路板間連接部315依然具有柔軟性，能夠容易的折彎。因此，對(duì)形狀加工具有自由度，例如，能夠容易的搭載在由曲面制成的機(jī)殼中?！矊?shí)施方式7〕圖11(a)示出了與實(shí)施方式2相關(guān)的薄型疊層電路311A的模式圖，本實(shí)施方式2的薄型疊層電路311A，在各電路模塊312中的電路板間連接部315的位置(對(duì)電路板部313、314的相對(duì)的位置)與其它的電路模塊312中的位置位置不同這一點(diǎn)上與實(shí)施方式1的薄型疊層電路311不同。因此，在實(shí)施方式2的薄型疊層電路311中，如圖11(b)所示(特別是從圖11(b)和圖10(b)的對(duì)比就明白的那樣)，當(dāng)將多個(gè)電路模塊312疊層壓縮電路板間連接部315時(shí)，從上下看薄型疊層電路311時(shí)的電路板間連接部315的整體的寬度與實(shí)施方式1相比較雖然變大了，由于它的厚度與一層的厚度幾乎相等，能夠提高對(duì)于彎曲的自由度和可靠性。還有，自由度更高的襯底形狀的設(shè)計(jì)成為可能。此外，在本實(shí)施方式的情況下，多個(gè)電路模塊間的必要的電氣的連接，在電路板部313、314的一部分上設(shè)置了層間連接部或者連接端子(電氣連接部)，將多個(gè)電路模塊重疊時(shí)處于相對(duì)的位置的電氣連接部相互電氣的連接或者連結(jié)起來。這種情況下，在疊層方向鄰接的電路板部之間部分的配置粘接劑，也可以在它的粘接部粘接電路板部。〔實(shí)施方式8〕圖12示出了與實(shí)施方式3相關(guān)的薄型疊層電路311B的模式圖。本實(shí)施方式3的薄型疊層電路311由于使用在實(shí)施方式2中使用的多個(gè)電路模塊312，具有電路板部313、314疊層順序的特征。具體的說，當(dāng)看圖12的左側(cè)所示的電路板部313時(shí)，將第1(最上層)的電路模塊312的電路板部313a配置在最上層，在它的下面配置第2(從上看的第2層)的電路板部313b。與此相反，當(dāng)看圖12的右側(cè)所示的電路板部314時(shí)，第1的電路模塊312的電路板部314a配置在第2電路板部314b的正下方，左右的電路板部的疊層順序不同。此外，為了便于理解就第1層和第2層的電路模塊，示出了電路板部313、314的疊層順序相反的例子，疊層順序?qū)ψ笥业碾娐钒宀磕軌蜃杂傻剡x擇。
如上所述，由于電路板部和電路板間連接部一體形成，能夠使電路板間連接部上具有彎曲性，還有，在電路板部也能夠具有可撓性。同時(shí)，由于電路板間的連接部一體形成，沒有必要在襯底上設(shè)置連接用的連接器等，當(dāng)然安裝等工序也能夠削減，設(shè)計(jì)的自由度提高、制造時(shí)間的縮短、制造成本的降低，進(jìn)一步，小型化等都成為可能。在電路板內(nèi)，由于迄今為止對(duì)襯底間連接的電路的關(guān)照、貫通孔形成等能夠大幅度削減，這也使設(shè)計(jì)自由度的提高、成本的下降、小型化成為可能。
進(jìn)一步，由于襯底形狀、大小的自由度的提高，也能夠期待組裝該電路模塊發(fā)揮功能的制品的形狀的自由度擴(kuò)大的效果。還有，由于電路板的薄型化，也有縮短布線長(zhǎng)度的效果，也能夠得到能夠適應(yīng)高頻電路的效果。
還有，當(dāng)在疊層了的襯底上施加熱壓等的情況下，由于能夠?qū)Ω鱾€(gè)電路板逐個(gè)的處理，壓力機(jī)的能力如果是一個(gè)電路板部的面積就可以，制造裝置的小型化成為可能，進(jìn)一步，由于該電路板能夠減少層間貫通孔的數(shù)目，沒有必要電路板部的整個(gè)面都貼緊。因此，在層間除了電氣等的連接必要的部分以外，沒有必要粘接。由此，在簡(jiǎn)化粘接工序的同時(shí)，就電路板來說由于設(shè)置了間隙，也能夠得到放熱效果。
進(jìn)一步，在該電路板中，各層由電子部件、電路構(gòu)成，由于即使單獨(dú)情況下也由具有功能的電路板層構(gòu)成，能夠在疊層前的工序中進(jìn)行動(dòng)作檢查。因此，由在各層或者數(shù)層疊層的時(shí)點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)作檢查，具有能夠選擇在制造工序中發(fā)生的不良品的效果。由此，與迄今為止依賴于成品檢查的制造工序比較，能夠提高成品率、能夠削減損耗成本。
如從以上說明所了解的那樣，根據(jù)本發(fā)明的疊層電路，設(shè)計(jì)自由度提高、制造時(shí)間縮短、制造成本降低、小型化、適應(yīng)高頻等都成為可能。還有，根據(jù)與本發(fā)明相關(guān)的疊層電路的制造方法，由于能夠在疊層前確認(rèn)各電路模塊的電氣特性，使提高疊層電路的成品率和制品的低價(jià)格化成為可能。
權(quán)利要求
1.一種薄型電路板，其特征在于具備可撓性的薄的薄膜襯底；配置在所述薄膜襯底的表面上的布線；以及與所述布線不重疊地安裝在所述薄膜襯底的表面上的所述布線之間、與所述布線電氣的連接的部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄型電路板，其特征在于布線和部件的厚度小于薄膜襯底厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄型電路板，其特征在于薄膜襯底由樹脂或金屬構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄型電路板，其特征在于薄膜襯底由聚乙烯對(duì)苯二酸酯(PETpolyethylene terephthalate)聚酰亞胺(polyimide)、聚苯撐硫化物(polyphenylene sulfide)或者鋁(aluminum)箔中的任何一種構(gòu)成。
5.一種薄型電路板，它具備多個(gè)疊層的薄膜襯底，各薄膜襯底在表面上具備布線和與該布線電氣連接的電氣部件，其特征在于設(shè)置在一個(gè)薄膜襯底上的布線和設(shè)置在別的薄膜襯底上的布線，通過在所述一個(gè)的或者別的薄膜襯底上沿它的厚度方向貫通該薄膜襯底設(shè)置的電氣連接部電氣的連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中的任一權(quán)利要求所述的薄型電路板，其特征在于由從外部來的能量使之變形、給予期望的立體形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一權(quán)利要求所述的薄型電路板，其特征在于在隨著電路板的變形而變形的同時(shí)，具備按照電路板的變形量輸出電氣信號(hào)的元件。
8.一種薄膜狀器件的薄型電路板，其特征在于在具有配置了至少一種功能模塊的有機(jī)薄膜、具有薄膜形成的功能電路的有機(jī)薄膜、具有配置了裸芯片狀的功能器件的電路的有機(jī)薄膜中，至少疊層一種類的有機(jī)薄膜，將配置在疊層的多個(gè)有機(jī)薄膜上的電路電氣的或者光學(xué)的連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的薄膜狀器件的薄型電路板，其特征在于薄膜形成的功能電路的膜厚是10μm以下，有機(jī)薄膜的厚度是100μm以下。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的薄膜狀器件的薄型電路板，其特征在于將配置在疊層的多個(gè)有機(jī)薄膜上的電路電氣的連接的方法是金屬接合。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的薄膜狀器件的薄型電路板，其特征在于在具有薄膜形成的功能電路的有機(jī)薄膜的上面配置裸芯片狀的功能器件。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的薄膜狀器件的薄型電路板，其特征在于功能模塊是具有將電氣或者光或者音聲形態(tài)的信號(hào)變換成電氣·光·音聲中的其它形態(tài)的信號(hào)的功能的模塊。
13.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的薄膜狀器件的薄型電路板，其特征在于薄膜形成的功能電路至少是電容器·電感器·電阻器中的任何一種的功能電路。
14.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的薄膜狀器件的薄型電路板，其特征在于薄膜狀器件的薄型電路板的厚度是7mm以下。
15.一種薄型電路板，其特征在于具有以使用權(quán)利要求8或者9所述的薄膜狀器件為特征的移動(dòng)式電話、移動(dòng)式信息通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)、識(shí)別卡、電子卡、遠(yuǎn)程操作裝置或者存儲(chǔ)卡的商品功能。
16.一種薄型電路板，其特征在于將多個(gè)電路模塊多層地疊層起來，各電路模塊具備具備擔(dān)當(dāng)信號(hào)傳輸或者信號(hào)處理的部件和連接這些部件的電路的具有可撓性的電路板部，以及具備將上述電路板部相互電氣的或者光學(xué)的連接起來的電路而且具備與所述電路板部一體形成的可撓性的電路板間連接部。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的薄型電路板，其特征在于所述電路模塊疊層形成，疊層時(shí)各電路模塊的電路板間連接部與其它的電路模塊的電路板間連接部相互間不重合。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的薄型電路板，其特征在于所述多個(gè)電路模塊內(nèi)的至少2個(gè)電路模塊，包含一方的電路模塊的第1電路板部配置在包含另一方的電路模塊的第1電路板部的上面，包含一方的電路模塊的第2電路板部配置在包含另一方的電路模塊的第2電路板部的下面。
19.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的薄型電路板，其特征在于所述多個(gè)電路模塊內(nèi)的至少2個(gè)鄰接的電路模塊，在鄰接的電路板部之間一部分相互的接連或者被粘接。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的薄型電路板，其特征在于相互接連或者被粘接的所述電路板部的面積是它的電路板部的面積的50％以下。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的薄型電路板，其特征在于所述鄰接的電路模塊在它們的粘接部中鄰接的電路板部的電路相互電氣的或者光學(xué)的連接。
22.一種薄型電路板，具備第1的電路模塊和第2的電路模塊，所述第1及第2電路模塊分別由如下方法構(gòu)成在由絕緣材料構(gòu)成的可撓性的襯底上形成第1及第2電路板部和連結(jié)這些第1及第2電路板部的電路板間連接部，與此同時(shí)，在所述第1及第2的電路板部上形成進(jìn)行信號(hào)傳輸或者信號(hào)處理的多個(gè)部件和連接該多個(gè)部件的電路，在所述電路板間連接部上形成將第1電路板部和第2電路板部的電路相互連接的電路，其特征在于所述第1及第2的電路模塊，是將第1電路模塊的第1及第2的電路板部重疊配置在第2電路模塊的第1及第2的電路板部上。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的薄型電路板，其特征在于所述第1電路模塊的第1電路板部配置在所述第2電路模塊的第1電路板部上，所述第1電路模塊的第2電路板部配置在所述第2電路模塊的第2電路板部之下。
24.一種薄型電路板的制造方法，其特征在于具備擔(dān)當(dāng)信號(hào)傳輸或者信號(hào)處理的部件和連接這些部件的電路的具有可撓性的電路板部，具備將所述電路板部相互電氣的或者光學(xué)的接續(xù)起來的電路，而且具備與所述電路板部一體形成的可撓性的電路板間連接部的多個(gè)電路模塊，在將多個(gè)電路模塊多層地疊層為特征的疊層電路的制造過程中，到完成期望層數(shù)的疊層為止，設(shè)置每一層或者每數(shù)層進(jìn)行信號(hào)電路的動(dòng)作確認(rèn)的檢查工序。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種薄型電路板及薄型電路板的制造方法。所述薄型電路板由可撓性的薄膜襯底，配置在所述薄膜襯底上的布線，以及在所述薄膜襯底的表面上的上述布線之間、不與上述布線重疊那樣安裝的與上述布線電氣的連接的部件所構(gòu)成。
文檔編號(hào)H05K1/05GK1420714SQ0215226
公開日2003年5月28日 申請(qǐng)日期2002年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月21日
發(fā)明者東田隆亮, 大熊崇文, 末次大輔, 中嵨誠(chéng)二, 山本憲一, 西原宗和, 佐藤健一 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社