(57)【要約】【課題】所望の屈曲性が得られるフレキシブル多層基板を提供する。【解決手段】フレキシブル多層基板は、可撓性を有するコア材１０上に形成された第１金属薄膜パターン２１を含む第１層αと、コア材１０上に形成された第２金属薄膜パターン２２を含む第２層βとを備える。第１層αと第２層βとを積層し、一体化することにより積層体が構成されている。第１金属薄膜パターン２１は、第２金属薄膜パターン２２よりも硬度の低い金属で構成されている。第１層αと第２層βとの積層方向から見たときに、第１金属薄膜パターン２１および第２金属薄膜パターン２２のうち、第１金属薄膜パターン２１のみが形成された第１領域Ａと、第１金属薄膜パターン２１と第２金属薄膜パターン２２の両方が形成された第２領域Ｂとが形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する第１コア材と該第１コア材上に形成された第１金属薄膜パターンとを含む第１層と、
可撓性を有する第２コア材と該第２コア材上に形成された第２金属薄膜パターンとを含む第２層とを備え、
前記第１層と前記第２層とを積層し、一体化することにより積層体が構成され、
前記第１金属薄膜パターンは、前記第２金属薄膜パターンよりも硬度の低い金属で構成され、
前記第１層と前記第２層との積層方向から見たときに、前記第１金属薄膜パターンおよび前記第２金属薄膜パターンのうち、前記第１金属薄膜パターンのみが形成された第１領域と、少なくとも前記第２金属薄膜パターンが形成された第２領域とが形成されている、フレキシブル多層基板。
【請求項２】
前記第１金属薄膜パターンを構成する金属薄膜は、ロックウエル硬度が４５以下の金属薄膜である、請求項１に記載のフレキシブル多層基板。
【請求項３】
前記第１コア材および前記第２コア材は、同一材料からなるフレキシブルシート材である、請求項１または請求項２に記載のフレキシブル多層基板。
【請求項４】
前記第１層と前記第２層との積層方向から見たときに、前記第２領域には、前記第１金属薄膜パターンおよび前記第２金属薄膜パターンが重なるように両方形成されている、請求項１から請求項３のいずれかに記載のフレキシブル多層基板。
【請求項５】
前記第１層と前記第２層との積層方向から見たときに、前記第１領域は２つの前記第２領域に挟まれている、請求項１から請求項４のいずれかに記載のフレキシブル多層基板。
【請求項６】
複数の前記第１層が積層されている、請求項１から請求項５のいずれかに記載のフレキシブル多層基板。
【請求項７】
可撓性を有する第１コア材と該第１コア材上に形成された第１金属薄膜パターンとを含む第１層を形成する工程と、
可撓性を有する第２コア材と該第２コア材上に形成された第２金属薄膜パターンとを含む第２層を形成する工程と、
前記第１層と前記第２層とを積層し、一体化することにより積層体を構成する工程とを備え、
前記第１金属薄膜パターンを、前記第２金属薄膜パターンよりも硬度の低い金属で構成し、
前記第１層と前記第２層との積層方向から見たときに、前記第１金属薄膜パターンおよび前記第２金属薄膜パターンのうち、前記第１金属薄膜パターンのみが形成された第１領域と、少なくとも前記第２金属薄膜パターンが形成された第２領域とを形成する、フレキシブル多層基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル多層基板およびその製造方法に関し、特に、第１コア材上に形成された第１金属薄膜パターンを含む第１層と第２コア材上に形成された第２金属薄膜パターンを含む第２層とを積層して形成したフレキシブル多層基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平８−３３０６８３号公報（特許文献１）には、多層のプリント基板の１つの絶縁層をフレキシブルに曲がる材料で構成し、かつその層のみの部分を構成したプリント配線基板が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３３０６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記基板において、絶縁層上に形成される銅箔の可撓性は必ずしも十分でないため、所望の屈曲性が得られない場合が生じ得る。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、所望の屈曲性が得られるフレキシブル多層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】
本発明に係るフレキシブル多層基板は、可撓性を有する第１コア材と該第１コア材上に形成された第１金属薄膜パターンとを含む第１層と、可撓性を有する第２コア材と該第２コア材上に形成された第２金属薄膜パターンとを含む第２層とを備える。第１層と第２層とを積層し、一体化することにより積層体が構成される。第１金属薄膜パターンは、第２金属薄膜パターンよりも硬度の低い金属で構成される。第１層と第２層との積層方向から見たときに、第１金属薄膜パターンおよび第２金属薄膜パターンのうち、第１金属薄膜パターンのみが形成された第１領域と、少なくとも第２金属薄膜パターンが形成された第２領域とが形成されている。
【０００７】
上記構成によれば、第１領域に形成される第１金属薄膜パターンを第２金属薄膜パターンよりも硬度の低い金属で構成することにより、フレキシブル多層基板の屈曲性を向上させることができる。すなわち、第１領域には、比較的硬度の低い第１金属薄膜パターンのみが形成され、比較的硬度の高い第２金属薄膜パターンは第２領域にのみ形成されるため、第１領域の屈曲性が向上する。
【０００８】
１つの実施態様では、上記フレキシブル多層基板において、第１金属薄膜パターンを構成する金属薄膜は、ロックウエル硬度が４５以下の金属薄膜である。
【０００９】
なお、本願明細書において「ロックウエル硬度」とは、ＪＩＳ Ｇ０２０２に示す方法で測定されたロックウエル硬度を意味する。
【００１０】
１つの実施態様では、上記フレキシブル多層基板において、第１コア材および第２コア材は、同一材料からなるフレキシブルシート材である。
【００１１】
１つの実施態様では、上記フレキシブル多層基板において、第１層と第２層との積層方向から見たときに、第２領域には、第１金属薄膜パターンおよび第２金属薄膜パターンが重なるように両方形成されている。
【００１２】
１つの実施態様では、上記フレキシブル多層基板において、第１層と第２層との積層方向から見たときに、第１領域は２つの第２領域に挟まれている。
【００１３】
１つの実施態様では、上記フレキシブル多層基板において、複数の第１層が積層されている。
【００１４】
本発明に係るフレキシブル多層基板の製造方法は、可撓性を有する第１コア材と該第１コア材上に形成された第１金属薄膜パターンとを含む第１層を形成する工程と、可撓性を有する第２コア材と該第２コア材上に形成された第２金属薄膜パターンとを含む第２層を形成する工程と、第１層と第２層とを積層し、一体化することにより積層体を構成する工程とを備える。この方法では、第１金属薄膜パターンを、第２金属薄膜パターンよりも硬度の低い金属で構成し、第１層と第２層との積層方向から見たときに、第１金属薄膜パターンおよび第２金属薄膜パターンのうち、第１金属薄膜パターンのみが形成された第１領域と、少なくとも第２金属薄膜パターンが形成された第２領域とを形成している。
【００１５】
上記方法によれば、第１領域に形成される第１金属薄膜パターンを第２金属薄膜パターンよりも硬度の低い金属で構成することにより、フレキシブル多層基板の屈曲性を向上させることができる。すなわち、第１領域には、比較的硬度の低い第１金属薄膜パターンのみが形成され、比較的硬度の高い第２金属薄膜パターンは第２領域にのみ形成されるため、第１領域の屈曲性が向上する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第１領域に形成される第１金属薄膜パターンを硬度の低い金属で構成することにより、フレキシブル多層基板における第１領域の屈曲性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１に係るフレキシブル多層基板を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係るフレキシブル多層基板を示す断面図である。
【図３】実施の形態１，２に係るフレキシブル多層基板の製造工程における第１工程を示す図である。
【図４】実施の形態１，２に係るフレキシブル多層基板の製造工程における第２工程を示す図である。
【図５】実施の形態１，２に係るフレキシブル多層基板の製造工程における第３工程を示す図である。
【図６】実施の形態１，２に係るフレキシブル多層基板の製造工程における第４工程を示す図である。
【図７】実施の形態１，２に係るフレキシブル多層基板の製造工程における第５工程を示す図である。
【図８】実施の形態１，２に係るフレキシブル多層基板の製造工程における第６工程を示す図である。
【図９】図１に示すフレキシブル多層基板を第１層と第２層との積層方向から見た状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。
【００１９】
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係るフレキシブル多層基板を示す断面図である。図１を参照して、本実施の形態に係るフレキシブル多層基板は、コア材１０と、金属薄膜パターン２０と、ヴィア導体３０とを含む。
【００２１】
コア材１０は、可撓性を有する素材で構成される。コア材１０は、たとえば、液晶ポリマー（Liquid Crystal Polymer）（以下「ＬＣＰ」という。）、ポリエチレンテレフタラート（polyethylene terephthalate）（以下「ＰＥＴ」という。）、およびポリイミドなどにより構成される絶縁層である。コア材１０は、好ましくは、ＬＣＰのような熱可塑性樹脂で構成される。
【００２２】
コア材１０をＬＣＰで構成した場合、寸法安定性および高周波特性等に優れたフレキシブル多層基板を得ることが可能である。コア材１０をＬＣＰで構成した場合に高周波特性が向上するのは、ＬＣＰは吸水性が低く、コア材が吸収した水分の誘電率で高周波特性が悪化することが抑制されるからである。
【００２３】
コア材１０は、屈曲層である第１層αに含まれるもの（第１コア材）と、非屈曲層である第２層βに含まれるもの（第２コア材）とに分類される。
【００２４】
金属薄膜パターン２０は、第１層αに含まれる第１金属薄膜パターン２１（２１Ａ，２１Ｂ）と、第２層βに含まれる第２金属薄膜パターン２２（２２Ａ〜２２Ｄ）とを含む。
【００２５】
第１金属薄膜パターン２１および第２金属薄膜パターン２２は、互いに異なる硬度の金属により構成される。典型的には、第１金属薄膜パターン２１および第２金属薄膜パターン２２ともに、銅箔により構成されるが、そのロックウエル硬度が互いに異なる。より具体的には、第１金属薄膜パターン２１の硬度は、第２金属薄膜パターン２２の硬度よりも低い。したがって、第１金属薄膜パターン２１は、第２金属薄膜パターン２２よりも屈曲性に優れている。本明細書では、その表面上に第１金属薄膜パターン２１が形成されたコア材１０を「屈曲層」（第１層α）と称し、その表面上に第２金属薄膜パターン２２が形成されたコア材１０を「非屈曲層」（第２層β）と称する。なお、第１金属薄膜パターン２１のロックウエル硬度は４５以下であることが好ましく、第２金属薄膜パターン２２のロックウエル硬度は４５より大きいことが好ましい。
【００２６】
ヴィア導体３０は、コア材１０に形成されたヴィアホール内に埋設されている。ヴィア導体３０は、コア材１０の両面上に位置する金属薄膜パターン２０を電気的に接続する。コア材１０上に所定の金属薄膜パターン２０が形成され、金属薄膜パターン２０どうしをヴィア導体３０で電気的に接続することにより、所望の機能を実現する電気素子が形成される。上述の如く、コア材１０としてＬＣＰ材を用いた場合は、高周波信号を伝達する高周波素子に適したフレキシブル多層基板が得られる。高周波素子は、携帯電話、デジタルカメラ、ゲーム機、高速伝送ケーブル等、多種多様な用途に用いられるものである。
【００２７】
本実施の形態に係るフレキシブル多層基板においては、第１層αと第２層βとの積層方向（すなわち、図１における上下方向）から見たときに、第１金属薄膜パターン２１および第２金属薄膜パターン２２のうち、第１金属薄膜パターン２１のみが形成された第１領域（屈曲部）Ａと、第１金属薄膜パターン２１および第２金属薄膜パターン２２の両方が形成された第２領域（非屈曲部）Ｂとが形成されている。
【００２８】
上述のように、屈曲部（フレキシブルエリア）となる第１領域Ａには、比較的硬度の低い第１金属薄膜パターン２１のみが形成されている。したがって、第１金属薄膜パターン２１に代えて第２金属薄膜パターン２２を第１領域Ａに設けた場合と比較して、第１領域Ａの屈曲性が向上する。すなわち、屈曲性の高いフレキシブル多層基板が得られる。
【００２９】
これに対して、非屈曲部（リジッドエリア）となる第２領域Ｂには、第１金属薄膜パターン２１に加えて、比較的硬度の高い第２金属薄膜パターン２２が形成されている。したがって、第１領域Ａと比較して、第２領域Ｂは保形性が高い。したがって、第２領域Ｂは、フレキシブル多層基板をベース基板に実装する際の接続部として利用しやすい。
【００３０】
なお、第１領域Ａと第２領域Ｂとは、たとえば以下の要領で区別可能である。一例として、非屈曲部である第２領域Ｂでは、各層の金属薄膜パターン２０を電気的に接続するためのヴィア導体３０がコア材１０内に形成されているのに対し、屈曲部となる第１領域Ａでは、ヴィア導体３０が形成されていない。また、ベース基板との接続部となる第２領域Ｂでは、積層体の最外面に金属薄膜パターン２０（第２金属薄膜パターン２２）が形成されているのに対し、屈曲部となるためベース基板との接続部とはならない第１領域Ａでは、積層体の最外面に金属薄膜パターン２０が形成されていない。
【００３１】
上述の如く、本実施の形態に係るフレキシブル多層基板によれば、第１領域Ａに形成される第１金属薄膜パターン２１を第２金属薄膜パターン２２よりも硬度の低い金属で構成することにより、フレキシブル多層基板の屈曲性を向上させることができる。すなわち、第１領域Ａには、比較的硬度の低い第１金属薄膜パターン２１のみが形成され、比較的硬度の高い第２金属薄膜パターン２２は第２領域Ｂにのみ形成されるため、第１領域Ａの屈曲性が向上する。
【００３２】
本願発明者は、上述の作用効果を確認するため、コア材１０と第１金属薄膜パターン２１との幾つかの組み合わせについて、屈曲性を評価するための実験を行なった。その結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
なお、表１に結果を示す実験では、図１に示したフレキシブル多層基板を用い、コア材１０として、厚さ２５μｍのフレキシブルフィルム（具体的には、表１に示すとおり、ポリイミド、ＰＥＴ、ＬＣＰ等）が使用されている。金属薄膜パターン２０としては、厚みが１８μｍ程度の銅箔が使用されている。第２金属薄膜パターン２２としては、ロックウエル硬度が５０程度のものが使用されている。ヴィア導体３０としては、銀（Ａｇ）粒子を印刷樹脂溶液に分散させたものをスクリーン印刷によりヴィアホール内に充填して形成したものが使用されている。
【００３５】
また、表１において、屈曲性は、ＪＩＳ Ｃ６４７１に規定されている耐折性試験にて評価した。具体的には、室温（２５℃）下で、耐折性試験を行ない、５００回以上の耐折性を示したものを良好（○）とし、５００回未満のものを不良（×）とした。
【００３６】
表１に示すように、ロックウエル硬度が４５以下である実施例１乃至３では、ロックウエル硬度が４５よりも大きい比較例よりも優れた屈曲性を実現できることが確認された。
【００３７】
（実施の形成２）
図２は、実施の形態２に係るフレキシブル多層基板を示す断面図である。図２に示すように、本実施の形態に係るフレキシブル多層基板は、実施の形態１に係るフレキシブル多層基板の変形例であって、屈曲部である第１領域Ａにおいて非屈曲層である第２層βを設けていないことを特徴とする。このようにすることで、実施の形態１に係るフレキシブル多層基板と比較して、第１領域Ａの屈曲性をさらに向上させることができる。
【００３８】
なお、上記以外の事項については、実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。
【００３９】
（さらなる変形例）
上述した実施の形態では、全てのコア材１０が同一材料からからなるフレキシブルシート材であるが、本発明の範囲はこれに限定されない。たとえば、第１層αを構成するコア材１０と第２層βを構成するコア材１０とで材質を異ならせてもよい。
【００４０】
上述した実施の形態では、第２領域Ｂにおいて、第１金属薄膜パターン２１および第２金属薄膜パターン２２が重なるように両方形成されているが、本発明の範囲はこれに限定されない。たとえば、第２領域Ｂには、比較的硬度の高い第１金属薄膜パターン２１のみが形成されていてもよい。
【００４１】
上述した実施の形態では、第１層αと第２層βとの積層方向から見たときに、第１領域Ａは２つの第２領域Ｂに挟まれているが、本発明の範囲はこれに限定されない。たとえば、第２領域Ｂは第１領域Ａの片側にのみ設けられるものであってもよい。
【００４２】
上述した実施の形態では、複数（２層）の第１層αが積層されているが、本発明の範囲はこれに限定されず、第１層αは１層のみであってもよい。
【００４３】
（製造方法）
以下では、図３〜図８を参照しながら、上述した実施の形態１，２に係るフレキシブル多層基板の製造方法について説明する。ここでは、一例として、コア材１０をＬＣＰ樹脂で構成した例について説明する。
【００４４】
図３に示すように、一方の面に金属薄膜パターン２０が配置されているコア材１０に対して、金属薄膜パターン２０と電気的に接続するように厚み方向に延在するヴィア導体を設置するための孔をあける処理が行なわれる。この孔あけ加工は、たとえば図３に示すようにレーザ光４０の照射によって行なうことができる。
【００４５】
孔あけ加工の結果、図４に示すようにコア材１０の一部が除去されて孔１０Ａが得られる。孔１０Ａは図ではストレートな縦孔として描かれているが、実際にはテーパ状の孔であってもよい。図４に示したのはレーザ光４０の照射直後の様子である。孔１０Ａの内部に元々あったＬＣＰ樹脂は、レーザ照射によって除去されており、孔１０Ａの内壁近傍では、ＬＣＰ樹脂が溶融した状態の領域が存在している。その後、温度がゆっくり低下することによって、図５に示すように、孔１０Ａの内壁近傍において溶融していたＬＣＰ樹脂が再凝固する。
【００４６】
図６に示すように、孔１０Ａにヴィア導体３０を配置する。これはコア材１０の上面にヴィア導体３０の材料となる金属で成膜し、その後に余分な部分の金属膜を除去することによって行なうことができる。ヴィア導体３０はたとえばＣｕで形成することができる。
【００４７】
図７に示すように、ヴィア導体３０が形成されたコア材１０を含む複数の層を積層する。ただ積み重ねるだけでなく、図８に示すように、積層体に含まれるすべてのコア材１０を一体化させる。この工程は、加熱および加圧（高圧真空プレス）をすることによって行なうことができる。
【００４８】
（第１層と第２層との積層方向から見た状態）
上述した実施の形態１，２に係るフレキシブル多層基板は、第１層αと第２層βとを積層し一体化することにより構成された積層体を含むものであるが、この積層体を第１層αと第２層βとの積層方向から見た状態を図９に示す。なお、図９においては、第１金属薄膜パターン２１のうちパターン２１Ａを図中破線で示し、第２金属薄膜パターン２２のうちパターン２２Ｂを図中一点鎖線で示している。また、図９におけるI−I断面が図１の断面図に相当する。
【００４９】
図９に示すように、第１領域Ａでは、第１金属薄膜パターン２１Ａのみが形成されており、第２領域Ｂでは、第１金属薄膜パターン２１Ａおよび第２金属薄膜パターン２２Ｂが双方形成されている。
【００５０】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５１】
１０  コア材、１０Ａ  孔、２０  金属薄膜パターン、２１  第１金属薄膜パターン、２２  第２金属薄膜パターン、３０  ヴィア導体、４０  レーザ光、Ａ  第１領域（屈曲部）、Ｂ  第２領域（非屈曲部）、α  第１層（屈曲層）、β  第２層（非屈曲層）。
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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