(57)【要約】【課題】  可撓性を有する導体薄膜からなるフレキシブル部と基材からなる基材積層部とによって構成されたプリント配線板において、フレキシブル部を屈曲させたときに、このフレキシブル部における導体薄膜に大きな応力が加わることを防止し、この導体薄膜の断線を防止する。【解決手段】  回路パターンをなす導体薄膜２からなるフレキシブル部５と、導体薄膜２上に基材１が積層されてなる基材積層部４とを備え、導体薄膜２は、少なくともフレキシブル部５において、単一材料からなる絶縁材料層７によって被覆されていることとした。【選択図】      図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路パターンをなす導体薄膜からなるフレキシブル部と、
前記導体薄膜上に基材が積層されてなる基材積層部と
を備え、
前記導体薄膜は、少なくとも前記フレキシブル部において、単一材料からなる絶縁材料層によって被覆されていることを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
前記フレキシブル部において前記導体薄膜を被覆している絶縁材料層は、該導体薄膜の表面側、裏面側及び側方において、互いに略等しい厚さとなっていることを特徴とする請求項１記載のプリント配線板。
【請求項３】
前記フレキシブル部において前記導体薄膜を被覆している絶縁材料層の厚さは、５μｍ乃至１２μｍであることを特徴とする請求項１、または、請求項２記載のプリント配線板。
【請求項４】
前記フレキシブル部において前記導体薄膜を被覆している絶縁材料層は、電着ポリイミドであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載のプリント配線板。
【請求項５】
前記フレキシブル部において隣接する導体薄膜の中心間距離は、これら導体薄膜及びこれら導体薄膜の両側の前記絶縁材料層の厚さを合計した幅よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載のプリント配線板。
【請求項６】
回路パターンをなす導体薄膜からなるフレキシブル部と、前記導体薄膜上に基材が積層されてなる基材積層部とを有し、前記導体薄膜が少なくとも前記フレキシブル部において単一材料からなる絶縁材料層によって被覆されているプリント配線板の製造方法であって、
表面上に前記導体薄膜が被着された基材の前記フレキシブル部となる領域をエッチング処理によって除去し、このフレキシブル部において前記導体薄膜のみを残存させ、
次に、前記フレキシブル部における前記導体薄膜の表面上を、前記絶縁材料層によって被覆することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性を有する導体薄膜からなるフレキシブル部と、基材からなる基材積層部とによって構成されたプリント配線板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、種々の電子機器においては、小型化、薄型化及び軽量化が求められており、このような電子機器を構成するプリント配線板においても、小型化、薄型化及び高集積化が求められるに至っている。そして、ガラスエポキシ基板等を用いたいわゆるリジッドプリント配線板の他、様々な形態のプリント配線板が実用化されている。例えば、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）や、多層プリント配線板などが実用化されている。フレキシブルプリント配線板は、可撓性を有し、また、薄いことから、プリント配線板の占めるスペースを少なくすることができ、あるいは、筐体が屈曲されることがある電子機器において、広く利用されている。また、多層プリント配線板も、高集積化が図られていることにより、プリント配線板の占めるスペースを少なくすることができる。
【０００３】
そして、フレキシブルプリント配線板上の回路と多層プリント配線板の回路とを接続する必要がある場合においては、従来、コネクタを介して接続することが行われていた。しかし、近年においては、コネクタの占める体積の削減を図るべく、可撓性を有するフレキシブル部と電子部品の実装がされる基材積層部（多層化部）とによって構成されたプリント配線板、例えば、いわゆるリジッドフレックスプリント配線板が提案されている。このプリント配線板は、フレキシブルプリント配線板上の一部領域に、リジッド基材などの基材が積層され多層化されて構成される。
【０００４】
このようなプリント配線板におけるフレキシブル部は、図９に示すように、絶縁材料からなるフレキシブル基材１０１上に銅のような導体薄膜からなる回路パターン１０２を形成し、この回路パターン１０２上を絶縁性フィルム（カバーレイフイルム）１０３で覆った構造となっている。これらフレキシブル基材１０１及び絶縁性フィルム１０３は、ポリイミドフィルム１０１ａ，１０３ａなどの表面上に接着材１０１ｂ，１０３ｂを塗布してラミネートさせた２層構造であることが一般的である。
【０００５】
そして、このようなプリント配線板においては、フレキシブル部の屈曲性を高めるために、導体薄膜の厚さを薄くしたり、あるいは、特許文献１に記載されているように、導体薄膜をなす材料の改良、例えば、結晶構造の制御や、特許文献２及び特許文献３に記載されているように、絶縁性フイルムや接着材材料の改良、例えば、弾性率を高くするなど、材料面からのアプローチが提案されている。
【特許文献１】特開２００２−１６７６３２公報
【特許文献２】特開平０６−０８５４３９号公報
【特許文献３】特開２００３−１６５８９４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前述のような従来のプリント配線板においては、フレキシブル部において導体薄膜を挟んでいるフレキシブル基材と絶縁性フィルムとで厚さが異なることにより、あるいは、これらフレキシブル基材と絶縁性フィルムとで材料が異なることにより、フレキシブル部を屈曲させたときに、導体薄膜に大きな応力が加わってしまう。そのため、フレキシブル部が屈曲されたときに、導体薄膜にクラックが入り易く、この導体薄膜が断線する虞れがある。
【０００７】
そこで、本発明は、前述の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、フレキシブル部を屈曲させたときに、導体薄膜に大きな応力が加わることが防止され、この導体薄膜の断線が防止されたプリント配線板を提供することにあり、また、このようなプリント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】
【０００８】
本発明に係るプリント配線板は、前述の課題を解決するため、以下の構成の少なくともいずれか一を備えるものである。
【０００９】
〔構成１〕
回路パターンをなす導体薄膜からなるフレキシブル部と、導体薄膜上に基材が積層されてなる基材積層部とを備え、導体薄膜は、少なくともフレキシブル部において、単一材料からなる絶縁材料層によって被覆されていることを特徴とするものである。
【００１０】
〔構成２〕
構成１を有するプリント配線板において、フレキシブル部において導体薄膜を被覆している絶縁材料層は、該導体薄膜の表面側、裏面側及び側方において、互いに略等しい厚さとなっていることを特徴とするものである。
【００１１】
〔構成３〕
構成１、または、構成２を有するプリント配線板において、フレキシブル部において導体薄膜を被覆している絶縁材料層の厚さは、５μｍ乃至１２μｍであることを特徴とするものである。
【００１２】
〔構成４〕
構成１乃至構成３のいずれか一を有するプリント配線板において、フレキシブル部において導体薄膜を被覆している絶縁材料層は、電着ポリイミドであることを特徴とするものである。
【００１３】
〔構成５〕
構成１乃至構成４のいずれか一を有するプリント配線板において、フレキシブル部において隣接する導体薄膜の中心間距離は、これら導体薄膜及びこれら導体薄膜の両側の絶縁材料層の厚さを合計した幅よりも大きいことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明に係るプリント配線板の製造方法は、以下の構成を備えるものである。
【００１５】
〔構成６〕
回路パターンをなす導体薄膜からなるフレキシブル部と、導体薄膜上に基材が積層されてなる基材積層部とを有し、導体薄膜が少なくともフレキシブル部において単一材料からなる絶縁材料層によって被覆されているプリント配線板の製造方法であって、表面上に導体薄膜が被着された基材のフレキシブル部となる領域をエッチング処理によって除去し、このフレキシブル部において導体薄膜のみを残存させ、次に、フレキシブル部における導体薄膜の表面上を、絶縁材料層によって被覆することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るプリント配線板及びその製造方法においては、フレキシブル部をなす導体薄膜が単一材料からなる絶縁材料層によって被覆されているため、フレキシブル部の屈曲性に優れている。また、この絶縁材料層の厚さを導体薄膜の表面側、裏面側及び側方において、均一な厚さとすることにより、フレキシブル部の屈曲性をより優れたものとすることができる。
【００１７】
さらに、絶縁材料層を電着ポリイミドにより形成することで、フレキシブル部において隣接する導体薄膜の中心間距離を距離を、これら導体薄膜及びこれら導体薄膜の両側の絶縁材料層の厚さを合計した幅よりも大きくすることが容易であり、導体薄膜間に絶縁材料が存在しない空気層を形成することができ、導体薄膜間の静電容量を小さくすることができる。
【００１８】
すなわち、本発明は、フレキシブル部を屈曲させたときに、導体薄膜に大きな応力が加わることが防止され、この導体薄膜の断線が防止されたプリント配線板及びその製造方法を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
本発明に係るプリント配線板は、可撓性を有する導体薄膜からなるフレキシブル部と、基材からなり電子部品の実装がされる基材積層部によって構成されるものである。
【００２１】
〔第１の実施の形態〕
図１乃至図８は、本発明の第１の実施形態におけるプリント配線板の製造工程を示す断面図である。
【００２２】
このプリント配線板は、以下の工程により作成されるものである。すなわち、図１に示すように、本発明に係るプリント配線板は、絶縁材料からなる基材１上に、回路パターンをなす導体薄膜２が形成されたものを出発材料として作成する。この基材１は、例えば、ポリイミド樹脂などによって所定の厚さを有する平板状に形成されたものである。
【００２３】
次に、図２に示すように、フレキシブル部となる領域１ａにおける基材１だけをエッチング処理によって除去するため、基材積層部となる領域１ｂにおける基材１の両面にエッチングレジスト３を形成する。
【００２４】
そして、図３に示すように、基材１がポリイミド樹脂からなる場合においては、ポリイミドエッチングにより、フレキシブル部となる領域１ａにおける基材１だけを除去する。このとき、フレキシブル部となる領域１ａにおいては、導体薄膜２のみが残存することとなる。
【００２５】
次に、図４に示すように、エッチングレジスト３を除去する。このようにして、基材１が残った領域が基材積層部４となり、基材１が除去され導体薄膜２のみが残存した領域がフレキシブル部５となる。
【００２６】
そして、図５に示すように、基材積層部４における端子部などのように、導体薄膜を露出させておく部分にだけ、電着ポリイミド用レジスト６を形成する。
【００２７】
次に、図６に示すように、電着ポリイミド溶液中において、導体薄膜２に通電させることにより、導体薄膜２の周囲に、絶縁材料層となるポリイミド層７を形成する。
【００２８】
このような電着ポリイミドとしては、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸を溶解した有機極性溶媒に、貧溶媒及び水を添加した水分散系電着液を用いて電着した後、電着膜を２４０°Ｃ乃至２６０°Ｃに加熱してイミド膜とする方法が知られている。
【００２９】
また、ポリイミドの前駆体を用いない電着ポリイミドも知られている。この場合には、電着ポリイミド溶液として、例えば、芳香族テトラカルボン酸ジ無水物と芳香族ジアミンとをほぼ等量用い、有機極性溶媒中で加熱、重縮合させたものを用いる。必要に応じて触媒を添加し、１４０°Ｃ乃至２００°Ｃに加熱し、生成する水を共沸によって除去するとよい。
【００３０】
芳香族テトラカルボン酸ジ無水物としては、特に制限がないが、通常は、以下に示す化合物が用いられる。すなわち、ピロメリット酸ジ無水物、３，４，３´，４´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸ジ無水物、３，４，３´，４´− ジフェニルテトラカルボン酸ジ無水物、ビス−（３，４ −ジカルボキシフェニル）エーテル無水物、２，２−ビス−（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物等である。ポリイミドに使用される芳香族ジアミンとしては、芳香族ジアミノカルボン酸の共存が必要である。芳香族ジアミノカルボン酸としては、３，５−ジアミノ安息香酸、２，４−ジアミノフェニル酢酸、２，５−ジアミノテレフタル酸、３，５−ジアミノパラトルイル酸、３，５−ジアミノ−２−ナフタリンカルボン酸、１，４−ジアミノ−２−ナフタリンカルボン酸等があるが、特に好ましくは、１，３−ジアミノ安息香酸が用いられる。
【００３１】
他のジアミンとしては、２，６−ジアミノピリジンを併用することもできる。３，５−ジアミノ安息香酸と２，６−ジアミノピリジンを含むポリイミドは、分子内に酸基と塩基とをもち、ポリマー相互の作用によって、良好な膜を形成する。また、水に対する親和性がよく、水電着組成液として安定となり、平滑で緻密な電着膜が得られるという利点がある。
【００３２】
また、ポリイミドの接着性、剛性、耐熱性、機械的強度を保つために、他の芳香族ジアミンを併用するとよい。このジアミンとしては、特に制限はないが、一般には以下のジアミンが用いられる。すなわち、ｐ，ｍ，ｏ−フェニレンジアミン、２，４ −ジアミノトルエン、２，５−ジアミノトルエン、２，４−ジアミノキシレン、ジアミノジュレン、１，５−ジアミノナフタレン、２，６−ジアミノナフタレン、ベンジジン、４，４´−ジアミノターフェニル、４，４´−ジアミノクォーターフェニル、４，４´−ジアミノジフェニルメタン、１，２−ビス（アニリノ）エタン、４，４´−ジアミノジフェニルエーテル、ジアミノジフェニルスルホン、２，２−ビス（ｐ−アミノフェニル）プロパン、２，６−ジアミノナフタレン、３，３´−ジメチルベンジジン、３，３´−ジメチル−４，４´−ジアミノジフェニルエーテル、３，３´−ジメチル−４，４´−ジアミノジフェニルメタン、ジアミノトルエン、１，４−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４´−ビス−（ｐ−アミノフェノキシ）ビフェニル、２，２−ビス｛４−（ｐ−アミノフェノキシ）フェニル｝プロパン、４，４´−ビス（３−アミノフェノキシフェニル）ジフェニルスルホン、２，２−ビス〔４−（ｐ−アミノフェノキシ）フェニル〕ヘキサフルオロプロパンなどの芳香族ジアミン類がある。
【００３３】
これらの芳香族酸ジ無水物と芳香族ジアミンとをほぼ等量用いて、有機極性溶媒中で、加熱、脱水して、有機極性溶媒可溶のポリイミドにする。有機極性溶媒は、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ´−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ´−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、テトラヒドロチオフェン−１，１−オキシドが用いられる。好ましくは、毒性の少ないＮ−メチルピロリドン、テトラヒドロチオフェン−１，１−オキシド（スルホランともいう）を用いるとよい。イミド化反応によって生成する水は、トルエン、キシレン、テトラヒドロナフタリン等と共沸して除くことができる。触媒としては、酸又は塩基が用いられる。
【００３４】
極性溶媒中に溶解したカルボン酸基を有する電着用ポリイミド組成物を塩基性化合物で中和し、ポリイミドに対する貧溶媒及び水を加えて電着液とする。ポリイミドに対する貧溶媒としては種々知られているが、ベンジルアルコール、置換ベンジルアルコール、または、フルフリルアルコールを用いることによって、平滑性の良い緻密なポリイミド電着膜が得られる。中和剤として、Ｎ−ジメチルエタノール、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−ジメチルベンジルアミン、Ｎ−メチルモルホリンが用いられるが、Ｎ−ジメチルエタノールやＮ−メチルモルホリンが好適である。
【００３５】
電着方法としては、前述のポリイミド電着用溶液を用いて、温度を１５°Ｃ乃至３５°Ｃにして導体薄膜２を浸漬し、電圧２０Ｖ乃至４００Ｖ、好ましくは２０Ｖ乃至２００ Ｖ、通電時間３０秒乃至１０分間、好ましくは、１分間乃至５分間の通電条件の下で、導体薄膜２の表面に電着膜が形成する。
【００３６】
最後に、図７に示すように、電着ポリミド用レジスト６を除去し、水洗、風乾して１４０°Ｃ乃至２００°Ｃに３０分乃至１時間加熱して、焼付（硬化処理）を行う。水洗の代りに、メタノール、エタノール、ジオキサン、酢酸エチルやそれらの混合液で洗浄してもよい。なお、電着塗膜はポリイミドであるため、焼付は溶媒や水を飛散させるに足る温度であり、赤外線加熱では、１２０°Ｃ乃至１５０°Ｃ、３０分乃至１時間でよい。このようにして、フレキシブル部５をなす導体薄膜２が、電着ポリイミドにより形成されたポリイミド層７で被覆されたプリント配線板が完成する。ここで、導体薄膜２を被覆するポリイミド層７の厚さは、少なくともフレキシブル部５においては、絶縁性を確保するために５μｍ以上であることが好ましく、フレキシブル部の良好な屈曲性を実現するためには１２μｍ以下であることが好ましい。
【００３７】
このプリント配線板においては、図８に示すように、フレキシブル部５におけるポリイミド層７の形成が電着によって行われているため、導体薄膜２の周り（表面側、裏面側及び側方）が均一な厚さのポリイミド層７で覆われた構造となる。このように、このプリント配線板においては、導体薄膜２を被覆する絶縁材料層が単一材料からなり、厚さも均一であることから、フレキシブル部５が屈曲されても、導体薄膜２に大きな応力が加わることがなく、高い屈曲特性を有する。
【００３８】
また、フレキシブル部５において隣接する導体薄膜２，２の中心間距離をＤとし、これら導体薄膜２及びこれら導体薄膜２の両側のポリイミド層７の厚さを合計した幅をｔとしたとき、〔Ｄ＞ｔ〕という関係を成立させ、これら導体薄膜２，２間に絶縁材料が存在しない空気層を形成することが望ましい。導体薄膜２，２間に空気層が存在することにより、これら導体薄膜２，２間の静電容量を小さくすることができる。そして、導体薄膜２，２間の静電容量を小さくすることにより、高速、大容量のデータ伝送のために必要となる高周波領域の電流に対応できるプリント配線板を構成することができる。
【００３９】
〔第２の実施の形態〕
本発明に係るプリント配線板においては、電着ポリイミドを使用して絶縁材料層を形成することに代えて、ポリイミド樹脂の溶液等を使用して、ディップ法やスプレー法等により、導体薄膜２の周りに絶縁材料層を形成するようにしてもよい。
【００４０】
なお、前述した各実施の形態において、本発明に係るプリント配線板は、基材としてリジッド基材を用いて、基材積層部をリジッド部とし、リジッドフレックスプリント配線板として構成することができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるプリント配線板の製造工程を示す断面図である。
【図２】前記プリント配線板の図１に示した工程に続く製造工程を示す断面図である。
【図３】前記プリント配線板の図２に示した工程に続く製造工程を示す断面図である。
【図４】前記プリント配線板の図３に示した工程に続く製造工程を示す断面図である。
【図５】前記プリント配線板の図４に示した工程に続く製造工程を示す断面図である。
【図６】前記プリント配線板の図５に示した工程に続く製造工程を示す断面図である。
【図７】前記プリント配線板の図６に示した工程に続く製造工程を示す断面図である。
【図８】前記プリント配線板におけるフレキシブル部の構成を示す断面図である。
【図９】従来のプリント配線板におけるフレキシブル部の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  基材
２  導体薄膜
４  基材積層部
５  フレキシブル部
７  ポリイミド層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006210771.tif 000008
【図７】
2006210771.tif 000009
【図８】
2006210771.tif 000010
【図９】
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