(57)【要約】【課題】ベースフィルムに含まれる金属シートの腐食と金属シート他の部材との短絡とを防止または抑制できるＦＰＣの製造方法を提供する。【解決手段】金属シート１１１を含むベースフィルム１１の表面に導体パターン１３が設けられる帯状のＦＰＣ１の製造方法であって、ベースフィルム１１の長手方向に切断する工程と、切断によって形成された端面１０１に絶縁性樹脂１６を塗布する工程と、絶縁性樹脂１６を硬化させる工程とを含み、これらの工程をロール・トゥ・ロール工法によって連続して行う。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属シートを含むベースフィルムの表面に導体パターンが設けられる帯状のフレキシブル配線板の製造方法であって、
前記ベースフィルムの長手方向に切断する工程と、
切断によって形成された端面に絶縁性樹脂を塗布する工程と、
前記絶縁性樹脂を硬化させる工程と、
を含み、
前記各工程をロール・トゥ・ロール工法によって連続して行うことを特徴とするフレキシブル配線板の製造方法。
【請求項２】
搬送される前記ベースフィルムの前記端面に、前記絶縁性樹脂を含ませた回転可能なコーティングローラーを当接させることにより、前記端面に前記絶縁性樹脂を塗布することを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル配線板の製造方法に関する。特には、ベースフィルムに金属シートを含むフレキシブル配線板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブル配線板（以下、「ＦＰＣ」）に実装される電子部品には、発熱量が多いものがある。たとえば、プラズマディスプレイ駆動用のドライバＩＣは、駆動電圧が高いため発熱量が多い。また、発光素子であるＬＥＤも発熱量が多い。そこで、このような発熱量の多い電子部品などを実装するＦＰＣには、電子部品の高機能化や高速化や高出力化に対応するため、電気的な絶縁性や低カール性を維持しつつ、耐熱性や放熱性の向上が要求されている。
特許文献１には、ＦＰＣのベースフィルムに放熱性の高い金属シートが適用される構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−３８３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＦＰＣのベースフィルムに金属シートが含まれる構成であると、金属シートの端面がＦＰＣの端面から露出することになる。このような構成であると、金属シートが露出面から腐蝕するおそれがある。また、金属シートの端面に導電性の物体が接触すると、金属シートとＦＰＣに設けられる導体パターンとが短絡するおそれがある。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、ベースフィルムに含まれる金属シートの腐食と金属シート他の部材との短絡とを防止または抑制できるＦＰＣの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明は、金属シートを含むベースフィルムの表面に導体パターンが設けられる帯状のフレキシブル配線板の製造方法であって、前記ベースフィルムの長手方向に切断する工程と、切断によって形成された端面に絶縁性樹脂を塗布する工程と、前記絶縁性樹脂を硬化させる工程と、を含み、前記各工程をロール・トゥ・ロール工法によって連続して行うことを特徴とする。
【０００６】
搬送される前記ベースフィルムの前記端面に、前記絶縁性樹脂を含ませた回転可能なコーティングローラーを当接させることにより、前記端面に前記絶縁性樹脂を塗布する構成が適用できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、金属シートの端面が絶縁性樹脂の膜により被覆される。したがって、ベースフィルムに含まれる金属シートの腐食と金属シート他の部材との短絡とを防止または抑制できるＦＰＣを製造できる。特に、ロール・トゥ・ロール工法が用いられるため、このようなＦＰＣの製造効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態にかかる製造方法により製造されるＦＰＣの構成の例を示す平面模式図である。
【図２】図２は、ＦＰＣの構成の例を示す断面模式図であり、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、ＦＰＣの製造方法の工程を示す断面模式図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、ＦＰＣの製造方法の工程を示す断面模式図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、ＦＰＣの製造方法の工程を示す断面模式図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、ＦＰＣの製造方法の工程を示す断面模式図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、ＦＰＣの製造方法の工程を示す断面模式図である。
【図３Ｆ】図３Ｆは、ＦＰＣの製造方法の工程を示す断面模式図である。
【図３Ｇ】図３Ｇは、ＦＰＣの製造方法の工程を示す断面模式図である。
【図４】図４は、絶縁性樹脂の膜を形成する工程と設備を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。本実施形態の説明では、「フレキシブル配線板の製造方法」を「製造方法」と略し、「フレキシブルプリント配線板」を「ＦＰＣ」と略す。
【００１０】
≪フレキシブル配線板の構成≫
図１は、本実施形態にかかる製造方法により製造されるＦＰＣ１の構成の例を示す平面模式図である。図２は、ＦＰＣ１の構成の例を示す断面模式図であり、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。本実施形態では、発光素子が実装されるＬＥＤ照明装置用のＦＰＣを例に示す。このＬＥＤ照明装置用のＦＰＣ１は、帯状に形成され、発光素子として複数のＬＥＤ２０１を長手方向に直列に並ぶように実装できる構成を有する。
ただし、本実施形態にかかる製造方法により製造されるＦＰＣ１は、このようなＬＥＤ照明装置用のＦＰＣに限定されるものではない。
【００１１】
ＦＰＣ１は、帯状に形成される。ＦＰＣ１は、ベースフィルム１１と、ベースフィルム１１の一方の表面に積層される接着剤層１２と、接着剤層１２によりベースフィルム１１に貼り付けられる導体パターン１３との三層積層構造を有する。さらに、長手方向に平行に現れる端面１０１は、絶縁性樹脂１６の膜により被覆される。
【００１２】
ベースフィルム１１は、金属シート１１１と、金属シート１１１の両面を被覆する二層の絶縁膜１１２との三層積層構造を有する。
金属シート１１１は、金属材料により形成され、可撓性を有する。金属シート１１１には、たとえば、銅箔、アルミニウム箔、ステンレススチール箔などが適用される。金属シート１１１の厚さは、２０〜４００μｍの範囲が適用できる。ただし、繰り返しの曲げに耐えられるように、厚さが１５０μｍ以下であることが好ましい。本実施形態では、金属シート１１１として、厚さが約５０μｍのアルミニウム箔を適用した。
絶縁膜１１２は、金属シート１１１の両面を被覆する。絶縁膜１１２は、電気的な絶縁性を確保する機能と、金属シート１１１を保護する機能を有する。絶縁膜１１２には、たとえば、電気的な絶縁性を有する樹脂材料の膜（有機絶縁膜）が適用できる。本実施形態では、絶縁膜１１２は、厚さが約４μｍのポリイミド樹脂の膜が適用されるものとする。
【００１３】
接着剤層１２は、導体パターン１３の開始材料である導体箔１３０（図３Ｃ参照）を、ベースフィルム１１の一方の絶縁膜１１２の表面に接着する機能を有する。接着剤層１２には、たとえば、東レ株式会社製の厚さが約１２μｍの商品名「ＴＡＢ用接着剤＃８２００」が適用できる。この接着剤層１２は、エポキシ樹脂を主体にしたシートであり、電気絶縁性が高く、熱伝導率は約１Ｗ／ｍ・Ｋである。なお、接着剤層１２は、熱伝導性を上げるため、できるだけ薄いことが好ましい。
【００１４】
導体パターン１３は、ベースフィルム１１に接着剤層１２によって貼り付けられた導体箔１３０から形成される。導体箔１３０には、たとえば、厚さが１２〜４０μｍのプリント配線板用の電解銅箔が適用できる。本実施形態では、導体箔１３０として、厚さが３５μｍの市販規格品の電解銅箔が適用されるものとする。
導体パターン１３には、ＬＥＤ２０１に給電する給電配線１３１と、外部から給電を受けるための電線を接続する給電ランド１３２と、ＬＥＤ２０１を接続する端子パッド１３３とが含まれる。
【００１５】
給電配線１３１は、ＬＥＤ２０１に給電するための配線である。本実施形態では、２本の給電配線１３１が、略平行でＦＰＣ１の長手方向に延伸するように形成される。
給電ランド１３２は、外部から給電を受けるための電線が接続されるランドである。給電ランド１３２は、２本の給電配線１３１のそれぞれの所定の位置に設けられる。そして、２本の給電配線１３１のそれぞれに設けられる１個ずつの給電ランド１３２が、１組の給電ランド１３２の組を構成する。
端子パッド１３３は、ＬＥＤ２０１の端子を接続するためのパッドである。なお、端子パッド１３３の数や構成は特に限定されない。端子パッド１３３の構成や数や位置は、実装されるＬＥＤ２０１の構成や数、ＬＥＤ２０１が実装される位置などに応じて適宜設定される。
端子パッド１３３と給電ランド１３２の表面には、耐熱型の水溶性プリフラックス処理を施しはんだ付け性の良い表面が確保される。この結果、銅表面にのみ防錆皮膜が形成される。
【００１６】
本実施形態にかかるＦＰＣ１は、ＬＥＤ照明装置に適用されるＦＰＣである。ＬＥＤ照明装置に組み込まれた状態で、ＦＰＣ１には、複数のＬＥＤ２０１と電流制御用の電子部品とが長手方向に直列に実装される。そして、ＦＰＣ１を所定の長さに切断することによって、ＦＰＣ１の小片が形成される。このため、本実施形態にかかるＦＰＣ１は、帯状の形状に形成され、発光素子の例である複数のＬＥＤ２０１を長手方向に並ぶように実装できる構成を有する。そして、ＬＥＤ２０１に給電するための２本の給電配線１３１は、ＦＰＣ１の長手方向に平行に延伸する。さらに、２本の給電配線１３１のそれぞれに電気的に導通する複数の端子パッド１３３が、長手方向に所定の間隔をおいて直列に並ぶように形成される。そして、２本の給電配線１３１のそれぞれには、外部から給電を受けるための電線を接続する給電パッド１３２が形成される。
なお、２本の給電配線１３１は、ＦＰＣ１の複数の小片に跨って形成される構成であってもよく、小片ごとに独立している構成であってもよい。２本の給電配線１３１が複数の小片に跨って形成される構成であれば、ＦＰＣ１を切断して小片に分離する際に、２本の給電配線１３１も切断される。また、端子パッド１３３の数や位置や間隔は、特に限定されない。同様に、給電パッド１３２の位置も限定されない。これらは、ＬＥＤ照明装置の仕様に応じて適宜設定される。
【００１７】
ソルダーレジスト１４の膜は、導体パターン１３を被覆する。なお、ソルダーレジスト１４には、給電ランド１３２と端子パッド１３３を露出させるための開口部が形成される。このため、給電ランド１３２と端子パッド１３３は露出しており、それぞれ、給電のための電線とＬＥＤ２０１の端子をはんだ付けできる。また、ＦＰＣ１の長手方向に平行にスリッターによって切断される位置には、ソルダーレジスト１４の膜が形成されないことが好ましい。なお、図３Ｅにおいて、スリッターにより切断される位置を一点鎖線Ｃ−Ｃで示す。
ソルダーレジスト１４には、ＦＰＣ用の感光性ソルダーレジストが適用できる。たとえば、ソルダーレジスト１４には、日本ポリテック株式会社製の品名「NPR80 ID60」が適用できる。
【００１８】
ＦＰＣ１の長手方向に平行に現れる２つの端面１０１は、絶縁性樹脂１６の膜により被覆される。
これら２つの端面１０１は、ＦＰＣ１の製造工程において、ＦＰＣ１がスリッターにより切断された際に形成される切断面である。これらの端面１０１（切断面）においては、絶縁性樹脂１６の膜が形成されない状態では、金属シート１１１が露出する。このため、絶縁性樹脂１６の膜が形成されないと、これらの端面１０１において金属シート１１１が腐食するおそれがある。また、金属シート１１１と導体パターン１３とに導電性の物体が接触すると、金属シート１１１と導体パターン１３とが短絡するおそれがある。
そこで、本実施形態では、長手方向に平行に現れる２つの端面１０１には、絶縁性樹脂１６の膜が形成される。絶縁性樹脂１６の膜には、ＦＰＣ用の熱硬化型のソルダーレジストが適用できる。たとえば、日本ポリテック株式会社の品名「ＮＰＲ−５」が適用できる。なお、絶縁性樹脂１６の膜は、前記構成に限定されない。絶縁性樹脂１６の膜は、金属シート１１１の腐食を防止または抑制でき、電気的な絶縁性を有する材料であればよい。
これら２つの端面１０１が絶縁性樹脂の膜により被覆されると、金属シート１１１の腐食を防止または抑制できる。さらに、これらの端面１０１に導電性の物体が接触したとしても、導電性の物体を介して金属シート１１１と導体パターン１３とが短絡することを防止できる。
【００１９】
≪製造方法≫
次に、製造方法について説明する。図３Ａ〜図３Ｇは、製造方法の各工程を示す断面模式図である。
本実施形態では、金属シート１１１として厚さが約５０μｍのアルミニウム箔を開始材料とする。そして、ＦＰＣ１は、ロール・トゥ・ロール（Roll to Roll）工法によって製造される。すなわち、一方のロール巻かれた開始材料のベースフィルム１１が連続的に送り出され、搬送されてベースフィルム１１に対して各工程が連続して実行され、各工程を経て製造されたＦＰＣ１が他方のロールで連続的に巻き取られる。
【００２０】
図３Ａに示ように、連続的に搬送されている金属シート１１１の両面に絶縁膜１１２が形成される。この工程では、塗布すると固体に変わる液状の被覆材が、金属シート１１１の両面に、約４μｍの厚さに塗布される。このような被覆材としては、たとえば、絶縁膜１１２の材料であるポリイミド樹脂を溶媒に溶かした溶液が適用できる。また、このような被覆材として、各種ワニスが適用されてもよい。この工程を経ると、金属シート１１１とその両面を被覆する絶縁膜１１２からなる三層積層構造のベースフィルム１１が得られる。
【００２１】
図３Ｂに示すように、ベースフィルム１１の一方の絶縁膜１１２の表面に、接着剤層１２が積層される。本実施形態では、接着剤層１２として、東レ株式会社製の厚さが約１２μｍの商品名「ＴＡＢ用接着剤＃８２００」適用される。そしてこの接着剤層１２は、この工程において、半硬化状態で一方の絶縁膜１１２の表面にラミネートされる。
【００２２】
図３Ｃに示すように、接着剤層１２の表面に、導体パターン１３の開始材料である導体箔１３０が貼り付けられる。本実施形態では、導体箔１３０として、厚さが３５μｍの市販規格品の銅箔が適用されるものとする。この工程では、まず、導体箔１３０が接着剤層１２に熱圧着により貼り付けられる。次いで、アフターベークによって接着剤層１２を硬化させて、導体箔１３０を強固に接着する。
【００２３】
図３Ｄに示すように、導体箔１３０から導体パターン１３が形成される。導体パターン１３の形成には、公知の写真蝕刻法（フォトリソグラフィ法）が適用される。この工程で形成される導体パターン１３には、２本の給電配線１３１と、給電ランド１３２と、端子パッド１３３とが含まれる。
【００２４】
図３Ｅに示すように、導体パターン１３が形成される側の表面に、ソルダーレジスト１４の膜が形成される。ソルダーレジスト１４の膜が形成されると、導体パターン１３がソルダーレジスト１４の膜に被覆される。ただし、導体パターン１３のうち、給電ランド１３２と端子パッド１３３は、ソルダーレジスト１４の膜に被覆されずに露出する。また、後の工程でスリッターにより切断される位置には、ソルダーレジスト１４の膜は形成されないことが好ましい。
本実施形態では、ソルダーレジスト１４として、フレキシブル基板用の感光性ソルダーレジスト（例えば  日本ポリテック株式会社製  品名NPR80 ID60）が適用されるものとする。  以上の工程を経ると、ソルダーレジスト１４の膜が形成されたＦＰＣ１が得られる。このように、ロール・トゥ・ロール工法によって、金属シート１１１を開始材料としてＦＰＣ１が製造される。
【００２５】
図３Ｆに示すように、以上の工程を経たＦＰＣ１が、スリッターによって所定の幅を有する帯状に切断される。この工程を経ると、スリッターにより切断されたＦＰＣ１の端面１０１（長手方向に平行な端面）には、金属シート１１１が露出する。
【００２６】
図３Ｇに示すように、ＦＰＣ１の端面１０１に絶縁性樹脂１６の膜が形成される。これにより、金属シート１１１が絶縁性樹脂１６の膜に被覆される。本実施形態では、絶縁性樹脂１６に、ＦＰＣ用の熱硬化型のソルダーレジスト（例えば  日本ポリテック  品名；ＮＰＲ−５）が用いられるものとする。
【００２７】
ここで、絶縁性樹脂１６の膜の形成の工程について、図４を参照して説明する。図４は、この工程に用いられる設備の構成を模式的に示す斜視図である。この工程に用いられる設備には、供給管５０１と、２個のコーティングローラー５０２と、熱風乾燥炉５０３とが含まれる。
【００２８】
供給管５０１は、２個のコーティングローラー５０２のそれぞれに、液状の絶縁性樹脂１６を供給する。たとえば、供給管５０１の出口が２個のコーティングローラー５０２のそれぞれの上側に配置される。これにより、２個のコーティングローラー５０２のそれぞれに、上側から液状の絶縁性樹脂１６を供給することができる。
【００２９】
２個のコーティングローラー５０２は、長手方向に搬送されるＦＰＣ１の幅方向両側に、回転可能に配置される。そして、２個のコーティングローラー５０２は、供給管５０１から供給された液状の絶縁性樹脂１６を、長手方向に搬送されるＦＰＣ１の端面１０１に塗布する。２個のコーティングローラー５０２には、弾性変形可能で液状の絶縁性樹脂１６を含むことができる塗装用のスポンジローラーが適用される。２個のコーティングローラー５０２の間隔は、ＦＰＣ１の幅よりも少し狭い間隔に設定される。このため、２このコーティングローラー５０２は、ＦＰＣ１の２つの端面１０１のそれぞれに当接する。
【００３０】
熱風乾燥炉５０３は、塗布された液状の絶縁性樹脂１６を加熱して硬化させる。熱風乾燥炉５０３は、２個のコーティングローラー５０２の下流側に設けられる。
このような構成によれば、ＦＰＣ１が搬送されて２個のコーティングローラー５０２の間を通過する際に、絶縁性樹脂１６を含んだ２個のコーティングローラー５０２が両側の断面１０１に当接する。これにより、両方の端面１０１に絶縁性樹脂１６が塗布される。そして、端面１０１に絶縁性樹脂１６が塗布されたＦＰＣ１は、引き続いて熱風乾燥炉５０３に搬送される。ＦＰＣ１が熱風乾燥炉５０３を通過する間に、絶縁性樹脂１６が加熱されて乾燥する。
【００３１】
なお、熱風乾燥炉５０３の炉内温度（加熱温度）とＦＰＣ１の滞留時間は、塗布された絶縁性樹脂１６の特性などに応じて適宜設定される。絶縁性樹脂１６に日本ポリテック株式会社製の品名「ＮＰＲ−５」が適用される場合には、熱風乾燥炉５０３の炉内温度は約１５０℃に設定され、ＦＰＣの炉内滞留時間は約３０分に設定される。
なお、絶縁性樹脂１６として、ＵＶ硬化型の樹脂が適用される構成であってもよい。この場合には、この設備は、熱風乾燥炉５０３に代えて、ＵＶ硬化炉が含まれる。
【００３２】
この工程は、ロール・トゥ・ロール工法によって、連続的に実行される。すなわち、ＦＰＣ１は、図４中左上側から右下側に向かって連続的に搬送される。送出しロールから送り出されたＦＰＣ１は、２個のコーティングローラー５０２の間と、熱風乾燥炉５０３の炉内とを順次通過するように長手方向に搬送される。その後、ＦＰＣ１は、エンボススペーサーテープを挟んだ状態で、巻取ロールに連続的に巻き取られる。
なお、ＦＰＣ１は、送出しロールと巻取りロールとによる張力によって、空中に張られた状態となる。そして、ＦＰＣ１が空中に張られた状態で、この工程が実行される。
【００３３】
また、ＦＰＣ１は、スリッターによって所定の幅に切断された後（図３Ｆ参照）、いったんロールに巻き取られてもよい。この場合には、ＦＰＣ１は、改めてロールから繰り出され、切断面に絶縁性樹脂１６の膜が形成される（図３Ｇ参照）。このように、本実施形態では、ＦＰＣ１が１つまたは複数の工程ごとに巻き取られ、次の工程に送られるという方法であってもよく、途中で巻き取られることなく全ての工程が連続して実施されるという方法であってもよい。
【００３４】
この工程を経ると、ＦＰＣの端面１０１（長手方向に平行に現れる端面）は、全域にわたって絶縁性樹脂１６に被覆される。このため、ベースフィルム１１に含まれる金属シート１１１も、絶縁性樹脂１６の膜に被覆される。このような構成によれば、絶縁性樹脂１６の膜によって、金属シート１１１の腐食が防止される。さらに、金属シート１１１が他の導電性の物体と接触することが防止されるため、他の導電性の物体を介して導体パターン１３と金属シート１１１とが短絡することを防止できる。
【００３５】
以上説明したとおり、本実施形態によれば、金属シート１１１が絶縁性樹脂１６の膜により被覆される。したがって、ベースフィルム１１に含まれる金属シート１１１の腐食の防止または抑制と、他の部材を介して金属シート１１１と導体パターン１３との短絡の防止または抑制ができるＦＰＣ１を製造できる。さらに、絶縁性樹脂１６の膜の形成工程をロール・トゥ・ロール工法の工程に組み込むことができるため、このようなＦＰＣ１の製造効率の向上を図ることができる。
【００３６】
以上、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明したが、前記実施形態は、本発明の実施にあたっての具体例を示したに過ぎない。本発明の技術的範囲は、前記実施形態に限定されない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれる。
たとえば、実施形態で示したベースフィルムや接着剤層や絶縁性樹脂などの材質は一例であり、前記材質に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、金属シートを含むベースフィルムが適用されたフレキシブル配線板の製造方法に有効である。そして、本発明によれば、ベースフィルムに含まれる金属シートの腐食や、金属シートと他の部材との短絡を防止できる。
【符号の説明】
【００３８】
１：ＦＰＣ、１０１：端面（切断面）、１１：ベースフィルム、１１１：金属シート、１１２：絶縁膜、１２：接着剤層、１３：導体パターン、１３０：導体箔、１３１：給電配線、１３２：給電ランド、１３３：端子パッド、１４：ソルダーレジスト、１６：絶縁性樹脂の膜、２０１：ＬＥＤ、５０１：供給管、５０２：コーティングローラー、５０３：熱風乾燥炉
【図１】
2015012073.tif 000003
【図２】
2015012073.tif 000004
【図３Ａ】
2015012073.tif 000005
【図３Ｂ】
2015012073.tif 000006
【図３Ｃ】
2015012073.tif 000007
【図３Ｄ】
2015012073.tif 000008
【図３Ｅ】
2015012073.tif 000009
【図３Ｆ】
2015012073.tif 000010
【図３Ｇ】
2015012073.tif 000011
【図４】
2015012073.tif 000012