(57)【要約】【課題】  高密度配線であっても、良好な屈曲性を確保することができ、しかも、屈曲時における導体層の疲労を低減して、断線を防止でき、高度の耐屈曲性を実現することのできる、多層フレキシブル配線回路基板を提供すること。【解決手段】  導体層３と、導体層３の一方の面に積層されるベース絶縁層４と、導体層３の他方の面に積層されるカバー絶縁層５とを備える２つのフレキシブル配線回路基板２を用意して、それらを、ベース絶縁層４が対向する状態で、エアギャップ９が形成されるように、積層接着剤層８を部分的に介在させて積層するとともに、カバー絶縁層５の外側面において、エアギャップ９における屈曲方向Ａに沿う方向の端部に対応する位置に、補強層１０を形成する。この多層フレキシブル配線回路基板１によれば、屈曲時にエアギャップ９の端部に集中する応力を補強板１０で受けることができる。【選択図】    図１
2006041044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体層と、前記導体層の一方の面に積層される内側絶縁層と、前記導体層の他方の面に積層される外側絶縁層とを備える２つのフレキシブル配線回路基板が、前記内側絶縁層が対向する状態で、エアギャップが介在されるように積層されており、
少なくとも一方の前記外側絶縁層には、前記導体層が隣接する面と反対側の面において、前記エアギャップの端部に対応する位置に、補強層が設けられていることを特徴とする、多層フレキシブル配線回路基板。
【請求項２】
前記補強層の厚みが、６〜３０μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の多層フレキシブル配線回路基板。
【請求項３】
前記外側絶縁層の厚みが、前記内側絶縁層の厚み以上であることを特徴とする、請求項１または２に記載の多層フレキシブル配線回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層フレキシブル配線回路基板に関し、詳しくは、各種機器の可動部や屈曲部に、好適に用いられる多層フレキシブル配線回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブル配線回路基板は、可撓性を有し、各種機器の可動部や屈曲部において、広く用いられている。このようなフレキシブル配線回路基板において、高密度配線が要求される場合には、複数の導体層が積層される多層フレキシブル配線回路基板が用いられている。
しかし、このような多層フレキシブル配線回路基板では、多層となる分、可撓性が低減されるため、可動部や屈曲部における屈曲性が低下する。
【０００３】
そのため、例えば、多層フレキシブル回路基板の屈曲部における可撓性絶縁べース材が、少なくとも一方面で配線導体または他の可撓性絶縁べース材と接合されないように非接合部を設けるように構成して、多層もしくは両面型のフレキシブル回路基板の特徴を保有させながら、屈曲部における耐屈曲性の向上を図ることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平７−３１２４６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかるに、近年では、折畳式携帯電話のヒンジなどに用いられるフレキシブル配線回路基板においては、高密度配線とともに、高度の耐屈曲性が要求されている。
しかし、特許文献１に記載される多層フレキシブル回路基板では、屈曲時において、非接合部の端部に応力が集中して、配線導体が疲労し、断線する場合があり、高度の耐屈曲性の要求を満足するには、不十分である。
【０００５】
本発明の目的は、高密度配線であっても、良好な屈曲性を確保することができ、しかも、屈曲時における導体層の疲労を低減して、断線を防止でき、高度の耐屈曲性を実現することのできる、多層フレキシブル配線回路基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明の多層フレキシブル配線回路基板は、導体層と、前記導体層の一方の面に積層される内側絶縁層と、前記導体層の他方の面に積層される外側絶縁層とを備える２つのフレキシブル配線回路基板が、前記内側絶縁層が対向する状態で、エアギャップが介在されるように積層されており、少なくとも一方の前記外側絶縁層には、前記導体層が隣接する面と反対側の面において、前記エアギャップの端部に対応する位置に、補強層が設けられていることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明の多層フレキシブル配線回路基板では、前記補強層の厚みが、６〜３０μｍであることが好適である。
また、本発明の多層フレキシブル配線回路基板では、前記外側絶縁層の厚みが、前記内側絶縁層の厚み以上であることが好適である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の多層フレキシブル配線回路基板によれば、２つのフレキシブル配線回路基板が、エアギャップが介在されるように積層されているので、高密度配線を実現しつつ、良好な屈曲性を確保することができる。また、少なくとも一方の外側絶縁層には、導体層が隣接する面と反対側の面において、エアギャップの端部に対応する位置に、補強層が設けられているので、屈曲時においてエアギャップの端部に集中する応力を、補強板によって受けることができる。その結果、屈曲時における導体層の疲労を低減して、断線を防止でき、高度の耐屈曲性を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１および図２は、本発明の多層フレキシブル配線回路基板の一実施形態を示す、要部断面図である。
図１において、この多層フレキシブル配線回路基板は、例えば、折畳式携帯電話など、ヒンジ部を介して回動自在に支持される２部材の間を電気的に接続するために用いられ、２つのフレキシブル配線回路基板２が積層される多層フレキシブル配線回路基板１として形成されている。
【００１０】
各フレキシブル配線回路基板２は、配線回路パターンとして形成される導体層３と、その導体層３の一方の面に積層される内側絶縁層としてのベース絶縁層４と、導体層３の他方の面に積層される外側絶縁層としてのカバー絶縁層５とを備えている。
図３は、各フレキシブル配線回路基板２の製造方法の一実施形態を示す製造工程図である。
【００１１】
図３において、この方法では、まず、図３（ａ）に示すように、ベース絶縁層４を用意する。ベース絶縁層４は、絶縁性および可撓性を有するものであれば、特に制限されないが、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルニトリル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などの樹脂フィルムなどからなる。好ましくは、ポリイミド樹脂フィルムからなる。また、ベース絶縁層４の厚みは、例えば、５〜５０μｍ、好ましくは、１０〜３０μｍである。
【００１２】
次いで、この方法では、図３（ｂ）に示すように、ベース絶縁層４の上に、導体層３を配線回路パターンとして形成する。導体層３は、導電性を有するものであれば、特に制限されないが、例えば、銅、クロム、ニッケル、アルミニウム、ステンレス、銅−ベリリウム、リン青銅、鉄−ニッケル、および、それらの合金などの金属箔から形成される。好ましくは、銅箔から形成される。また、導体層３の厚みは、例えば、５〜３５μｍである。
【００１３】
また、導体層３を配線回路パターンとして形成するには、サブトラクティブ法、アディティブ法などの公知のパターンニング法が用いられる。
サブトラクティブ法では、例えば、まず、ベース絶縁層４の全面に、内側絶縁層としての内側接着剤層６を介して導体層３を貼着し、次いで、導体層３の上に、配線回路パターンに対応するエッチングレジストを形成し、その後、エッチングレジストから露出する導体層３をエッチングする。これによって、ベース絶縁層４の上に、導体層３が配線回路パターンとして形成される。
【００１４】
内側接着剤層６は、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ポリアミド系接着剤、ポリイミド系接着剤、ポリエステル系接着剤などが用いられる。内側接着剤層６の厚みは、例えば、１〜４０μｍ、好ましくは、５〜２５μｍである。
なお、導体層３を内側接着剤層６を介してベース絶縁層４に貼着せずとも、例えば、予め、ベース絶縁層４の上に導体層３が直接積層されている２層基材を用いることもできる。この場合には、２層基材の導体層３の上に、エッチングレジストを配線回路パターンで形成し、その後、エッチングレジストから露出する導体層３をエッチングする。
【００１５】
また、アディティブ法では、例えば、まず、ベース絶縁層４の上に、クロム薄膜や銅薄膜などの種膜（金属薄膜）を、スパッタリング法により形成し、次いで、その種膜の上に、めっきレジストを配線回路パターンの反転パターンで形成し、その後、めっきレジストから露出する種膜の上に、電解めっきにより導体層３を配線回路パターンで形成する。
なお、導体層３を形成する工程においては、ベース絶縁層４と導体層３との間に、内側接着剤層６が介在される場合と、介在されない場合とがあるが、内側接着剤層６が介在される場合には、その内側接着剤層６は、内側絶縁層を構成する。
【００１６】
次いで、この方法では、図３（ｃ）に示すように、配線回路パターンとして形成された導体層３を被覆するように、ベース絶縁層４の上に、カバー絶縁層５を形成する。カバー絶縁層５は、上記と同様の樹脂フィルムからなり、好ましくは、ポリイミド樹脂フィルムからなる。カバー絶縁層５の形成は、例えば、樹脂フィルムを、外側絶縁層としての外側接着剤層７を介して貼着するか、あるいは、樹脂溶液を塗布または印刷して、乾燥および硬化する。さらには、感光性樹脂溶液を塗布した後、露光および現像により、パターンニングと同時に形成することもできる。
【００１７】
カバー絶縁層５の厚みは、例えば、５〜７５μｍ、好ましくは、１０〜５０μｍである。また、外側接着剤層７は、内側接着剤層６と同様のものから形成され、その厚みは、例えば、１〜４０μｍ、好ましくは、５〜２５μｍである。
なお、このカバー絶縁層５の形成においては、図示しない端子部を形成する部分を開口して、その開口部から導体層３を露出させる。開口部の形成は、例えば、樹脂溶液の印刷や感光性樹脂のパターンニングによる場合には、カバー絶縁層５の形成と同時に形成すればよく、また、樹脂溶液を全面塗布する場合や樹脂フィルムを貼着する場合には、例えば、ドリル加工、パンチング加工、レーザ加工、エッチングなどの公知の方法によって、開口形成する。
【００１８】
また、カバー絶縁層５を形成する工程においては、導体層３とカバー絶縁層５との間に、接着剤層７が介在される場合と、介在されない場合とがあるが、接着剤層７が介在される場合には、その接着剤層７は、外側絶縁層を構成する。
また、このフレキシブル配線回路基板２においては、カバー絶縁層５および外側接着剤層７の合計の外側厚みＹ（図１参照）は、ベース絶縁層４および内側接着剤層６の合計の内側厚みＸ（図１参照）と、等しいかそれより大きく、好ましくは、それより大きく形成される。外側厚みＹを、内側厚みＸ以上に形成することで、耐屈曲性の向上を図ることができる。
【００１９】
より具体的には、外側厚みＹは、内側厚みＸを１００％とした場合に、例えば、１００〜１４５％、好ましくは、１１３〜１４５％として形成する。実際には、外側厚みＹと内側厚みＸとの差Ｚ（Ｚ＝Ｙ−Ｘ）が、１０μｍ以下、好ましくは、３〜１０μｍとして形成する。
これによって、フレキシブル配線回路基板２が形成される。２つのフレキシブル配線回路基板２は、同一であっても、各層の材料や厚みが異なっていてもよく、その目的および用途により、適宜選択される。なお、このようなフレキシブル配線回路基板２は、上記以外の方法により製造される公知のフレキシブル配線回路基板を用いることができる。
【００２０】
そして、この多層フレキシブル配線回路基板１は、図１に示すように、上記により形成された２つのフレキシブル配線回路基板２が、ベース絶縁層４が対向する状態で、エアギャップ９が介在されるように積層されている。また、この多層フレキシブル配線回路基板１は、一方のカバー絶縁層５には、カバー絶縁層５における導体層３と隣接する内側面と反対側の外側面において、エアギャップ９の端部に対応する位置に、補強層１０が設けられている。
【００２１】
２つのフレキシブル配線回路基板２を、ベース絶縁層４が対向する状態で、エアギャップ９が介在されるように積層するには、例えば、図４（ａ）に示すように、まず、各フレキシブル配線回路基板２を、各ベース絶縁層４が対向するように配置して、その間に、積層接着剤層８を、エアギャップ９を形成する空間を確保しつつ介在させる。
積層接着剤層８は、接着シートまたは接着剤の塗布により形成する。これらの接着成分は、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ポリアミド系接着剤、ポリイミド系接着剤、ポリエステル系接着剤などが挙げられる。積層接着剤層８の厚みは、例えば、５〜５０μｍ、好ましくは、１０〜３０μｍである。
【００２２】
積層接着剤層８を、各フレキシブル配線回路基板２の間に、エアギャップ９を形成する空間を確保しつつ介在させるには、例えば、少なくともいずれか一方のフレキシブル配線回路基板２のベース絶縁層４の上に、接着シートまたは接着剤を、エアギャップ９を形成する部分、すなわち、屈曲部分Ｂ（図１参照）には、これら接着シートまたは接着剤を形成しないようにして、部分的に形成する。なお、このような屈曲部分Ｂは、その目的および用途に応じて、適宜の領域に、適宜の形状で、適宜の数（１つまたは２つ以上）形成する。
【００２３】
そして、図４（ｂ）に示すように、これらフレキシブル配線回路基板２を、積層接着剤層８を介在させた状態で、圧着させる。圧着は、特に制限されないが、例えば、６０〜１６０℃、好ましくは、８０〜１５０℃で、０．１〜６ＭＰａ、好ましくは、０．５〜３ＭＰａで、熱融着させる。
これによって、図１に示すように、２つのフレキシブル配線回路基板２の互いに対向するベース絶縁層４が、積層接着剤層８が形成されている部分においては、積層接着剤層８を介して貼着される。また、積層接着剤層８が形成されていない部分においては、これら互いに対向するベース絶縁層４の間に、エアギャップ（空間）９が形成される。このエアギャップ９は、積層接着剤層８が延びる方向、すなわち、ベース絶縁層４の間に延びるように形成され、多層フレキシブル配線回路基板１が屈曲する屈曲方向Ａ（図２参照）に沿う方向（本実施形態においては、多層フレキシブル配線回路基板１の長手方向）の長さが、例えば、２０〜２００ｍｍに設定される。
【００２４】
次いで、図４（ｃ）に示すように、一方のカバー絶縁層５の外側面に、エアギャップ９の端部に対応する位置において、補強層１０を形成する。
この補強層１０は、特に制限されず、２つのフレキシブル配線回路基板２のいずれか一方のカバー絶縁層５の外側面において、多層フレキシブル配線回路基板１が屈曲する屈曲方向Ａ（図２参照）に沿う方向におけるエアギャップ９の両端部に、積層方向に沿って対向する位置に、形成する。
【００２５】
より具体的には、各補強層１０は、平板状をなし、多層フレキシブル配線回路基板１が屈曲する屈曲方向Ａ（図２参照）に沿う方向の長さが、例えば、２〜４０ｍｍで形成する。各補強層１０は、カバー絶縁層５の外側面において互いに所定間隔が隔てられ、かつ、エアギャップ９の上記した各端部と積層方向において対向し、さらには、各端部において、各補強層１０における屈曲方向Ａ（図２参照）に沿う方向の中央部分が、エアギャップ９の各端縁（すなわち、エアギャップ９と積層接着剤層８との境界）に位置されるように、配置する。
【００２６】
各補強層１０は、特に制限されないが、柔軟性のあるフィルムであって、例えば、上記と同様の樹脂フィルムが用いられ、好ましくは、ポリイミド樹脂フィルム、ポリエーテルイミド樹脂フィルムが用いられる。
各補強層１０の形成は、例えば、接着剤を介してカバー絶縁層５の外側面に貼着する。接着剤としては、上記と同様の接着成分、好ましくは、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ポリアミド系接着剤、ポリイミド系接着剤、ポリエステル系接着剤、および、それらの組み合わせが用いられる。この接着剤層の厚みは、５〜３０μｍであることが好適である。
【００２７】
各補強層１０の厚みは、例えば、６〜３０μｍ、好ましくは、６〜１８μｍである。補強層１０を設けると、屈曲時において、補強層１０の端部に対応する導体層４にかかる応力が大きくなるが、この応力が補強層１０を設けない場合の導体層４にかかる最大応力（例えば、９８．６ＭＰａ）より低くするためには、補強層１０の厚みを、６〜１８μｍにすることが好適である。
【００２８】
なお、補強層１０は、一方のカバー絶縁層５の外側面に、エアギャップ９の上記した両端部に対応させて２つ設けたが、いずれか一方の端部に対応させて１つだけ設けてもよい。また、補強層１０は、一方のカバー絶縁層５の外側面に設けたが、仮想線で示すように、他方のカバー絶縁層５の外側面にも、設けてもよい。この場合には、各補強層１０は、上記と同様の材料および方法によって、他方のカバー絶縁層５の外側面において、互いに所定間隔を隔てて、エアギャップ９における屈曲方向Ａ（図２参照）に沿う方向の両端部と、積層方向において対向する位置に配置する。
【００２９】
また、上記の方法では、２つのフレキシブル配線回路基板２を、ベース絶縁層４が対向する状態で、エアギャップ９が介在されるように積層した後、一方または両方のカバー絶縁層５の外側面に、エアギャップ９の端部に対応する位置において、補強層１０を形成したが、例えば、図５が参照されるように、まず、図５（ａ）に示すように、一方または両方のフレキシブル配線回路基板２のカバー絶縁層５の表面に、上記と同様の材料および方法によって、上記した位置に、各補強層１０を形成した後、図５（ｂ）に示すように、上記と同様の方法により、各フレキシブル配線回路基板２を、各ベース絶縁層４が対向するように配置して、その間に、積層接着剤層８を、エアギャップ９を形成する空間を確保しつつ介在させ、その後、図５（ｃ）に示すように、上記と同様の方法により、これらフレキシブル配線回路基板２を、圧着させてもよい。
【００３０】
このようにして形成された多層フレキシブル配線回路基板１では、２つの導体層３で高密度配線を実現しつつ、２つのフレキシブル配線回路基板２が、エアギャップ９が介在されるように積層されているので、良好な屈曲性を確保することができる。
また、一方または両方のカバー絶縁層５の外側面には、エアギャップ９における屈曲方向Ａ（図２参照）に沿う方向の端部に対応する位置に、補強層１０が設けられているので、例えば、図２に示すように、各フレキシブル配線回路基板２の積層方向に沿う方向（図２において、矢印Ｃで示す方向。）に屈曲させても、屈曲時においてエアギャップ９の端部に集中する応力を、補強板１０によって受けることができる。その結果、屈曲時における導体層３の疲労を低減して、断線を防止でき、高度の耐屈曲性を実現することができる。
【００３１】
さらに、この多層フレキシブル配線回路基板１では、各フレキシブル配線回路基板２において、外側厚みＹが、内側厚みＸ以上に形成されている。そのため、例えば、上記した積層方向Ｃの両方向に屈曲させても、エアギャップ９および外側厚みＹが内側厚みＸ以上で形成されていることにより、良好な耐屈曲性が確保される。その結果、２つの導体層３で高密度配線を確保しつつ、両方向への屈曲に対する高度の耐屈曲性を実現することができる。
【００３２】
従って、この多層フレキシブル配線回路基板１は、例えば、折畳式携帯電話のヒンジ部など、屈曲動作が連続して繰り返される部材に配置しても、疲労断線などの損傷が低減され、長期にわたって良好な接続信頼性を維持することができる。
【実施例】
【００３３】
以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、何ら実施例および比較例に限定されることはない。
実施例および比較例
表１が参照されるように、各種の厚みのベース絶縁層、内側接着剤層、導体層、外側接着剤層、カバー絶縁層および補強層から、下記の方法により、実施例１〜３および比較例１の多層フレキシブル配線回路基板を形成した。
【００３４】
すなわち、まず、表１に示す厚みのポリイミド樹脂フィルムからなるベース絶縁層を用意して（図３（ａ）参照）、そのベース絶縁層の上に、表１に示す厚みのエポキシ系接着剤からなる内側接着剤層を介して、厚み１２．５μｍの銅箔からなる導体層を積層した（図３（ｂ）参照）。この導体層の上に、エッチングレジストを配線回路パターンで形成した後、エッチングレジストから露出する導体層をエッチングすることにより、導体層を配線回路パターンに形成した。なお、配線回路パターンは、配線幅１００μｍ、配線間隔１００μｍとして形成した。
【００３５】
次いで、この導体層を含むベース絶縁層の上に、表１に示す厚みのポリイミド樹脂フィルムからなるカバー絶縁層を、表１に示す厚みのエポキシ系接着剤からなる外側接着剤層を介して積層し（図３（ｃ）参照）、フレキシブル配線回路基板を得た。
得られたフレキシブル配線回路基板を、２つ（同じもの）用意して、各ベース絶縁層が対向する状態で、厚み１０μｍのエポキシ系接着剤からなる接着シートを、エアギャップ（長さ６０ｍｍ）が形成されるように部分的に介在させて（図４（ａ）参照）、１２０℃、３ＭＰａで熱融着した。
【００３６】
その後、一方のカバー絶縁層の外側面において、エアギャップの両端部に対応する位置に、表１に示す厚みの長さ６ｍｍの補強層を、厚み１０μｍのエポキシ系接着剤を介して積層し（図４（ｃ）参照）、多層フレキシブル配線回路基板を得た。
評価
（耐屈曲性）
折畳式（開閉式）携帯電話のヒンジ部（開閉部）に、各実施例および比較例の多層フレキシブル配線回路基板を取り付けて、導体層（銅箔）の導通抵抗が５０％以上に上がるまでの屈曲回数（開閉の回数）を評価した。その結果を表１に示す。
（応力）
各実施例および比較例の多層フレキシブル配線回路基板において、エアギャップ端部に対応する導体層に発生する応力（Ｐａ）と、補強層端部に対応する導体層に発生する応力（Ｐａ）とを、有限要素法によるシミュレーションにより算出した。その結果を表１に示す。なお、比較例１においては、実施例１〜３の補強層端部と同じ位置で算出した応力を測定した。
【００３７】
【表１】
2006041044.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の多層フレキシブル配線回路基板の一実施形態を示す要部断面図である。
【図２】図１に示す多層フレキシブル配線回路基板の屈曲状態を示す要部断面図である。
【図３】フレキシブル配線回路基板の製造方法を示す製造工程図であって、（ａ）は、ベース絶縁層を用意する工程、（ｂ）は、ベース絶縁層の上に、導体層を形成する工程、（ｃ）は、導体層を被覆するように、ベース絶縁層の上にカバー絶縁層を形成する工程を示す。
【図４】図１に示す多層フレキシブル配線回路基板の製造方法を示す製造工程図であって、（ａ）は、２つのフレキシブル配線回路基板を、ベース絶縁層が対向する状態で、エアギャップが介在されるように積層する工程、（ｂ）２つのフレキシブル配線回路基板を、積層接着剤層を部分的に介在させた状態で、圧着させる工程（ｃ）カバー絶縁層の外側面に、補強層を形成する工程を示す。
【図５】多層フレキシブル配線回路基板の他の製造方法を示す製造工程図であって、（ａ）は、フレキシブル配線回路基板のカバー絶縁層の表面に、補強層を形成する工程、（ｂ）は、２つのフレキシブル配線回路基板を、ベース絶縁層が対向する状態で、エアギャップが介在されるように積層する工程、（ｃ）２つのフレキシブル配線回路基板を、積層接着剤層を部分的に介在させた状態で、圧着させる工程を示す。
【符号の説明】
【００３９】
１    多層フレキシブル配線回路基板
２    フレキシブル配線回路基板
３    導体層
４    ベース絶縁層
５    カバー絶縁層
６    内側接着剤層
７    外側接着剤層
８    積層接着剤層
９    エアギャップ
１０  補強層
【図１】
2006041044.tif 000004
【図２】
2006041044.tif 000005
【図３】
2006041044.tif 000006
【図４】
2006041044.tif 000007
【図５】
2006041044.tif 000008