(57)【要約】【課題】三次元形状を有しているとともに表面に形成された回路パターンの精度が高く、かつ、フレキシブルで、各種の用途に広汎に利用することができる上、環境に悪影響を及ぼすことなく製造することが可能なフレキシブルプリント基板を提供する【解決手段】フレキシブルプリント基板１ａは、ＰＣからなる絶縁性基材２の裏面に、導電性ペーストをスクリーン印刷することによって回路パターン層３が形成されている。また、その回路パターン層３上に、ウレタン系二液硬化タイプの透明性インクをスクリーン印刷することによって回路保護層５が形成されている。一方、絶縁性基材２の表面には、透光性および非透光性の２つの意匠印刷層６，７が形成されている。そして、フレキシブルプリント基板１ａは、回路パターン層３、回路保護層５、意匠印刷層６，７の形成後に真空圧空成形を施すことによって、立体的に成形されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂によって形成された絶縁性基材上に導電性ペーストからなる回路パターンが設けられたフレキシブルプリント基板であって、
回路パターンが印刷された絶縁性基材が立体的に成形されていることを特徴とするフレキシブルプリント基板。
【請求項２】
前記絶縁性基材が、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、あるいはポリエチレンナフタレートを主成分とする合成樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項３】
前記回路パターンが、銀粒子および／またはカーボンを樹脂中に分散させた導電性ペーストによって形成されていることを特徴とする請求項１、または請求項２に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項４】
前記回路パターン上に、二液硬化型樹脂からなる回路保護層が積層されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項５】
合成樹脂によって形成された絶縁性基材上に導電性ペーストからなる回路パターンが設けられたフレキシブルプリント基板を製造するための製造方法であって、
前記絶縁性基材上に前記回路パターンを印刷した後に、凹凸付与加工を施すことを特徴とするフレキシブルプリント基板の製造方法。
【請求項６】
前記印刷がスクリーン印刷であることを特徴とする請求項５に記載のフレキシブルプリント基板の製造方法。
【請求項７】
前記凹凸付与加工が、エンボス加工、真空圧空加工、あるいは熱プレス加工の内のいずれかであることを特徴とする請求項５、または請求項６に記載のフレキシブルプリント基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元形状を有するフレキシブルプリント基板、およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の電気機器の小型化、高性能化に伴い、三次元形状（立体的な形状）を有するプリント基板や、表面に電気回路が形成された立体成形品の需要が高まっている。かかる電気回路を有する基板や立体成形品としては、合成樹脂製の絶縁性基材上に電解メッキ処理によって回路パターン（電気回路）を形成した後にプレス成形等により三次元形状に加工したものが知られている。また、特許文献１の如く、レジスト層、導電層を設けた立体形成品の一部をマスクで覆い、露光、現像、エッチングすることによって表面に回路パターンを設けたものや、特許文献２の如く、回路パターンと接着層とを合成樹脂フィルム上に積層してなる積層体をセットした金型内に溶融した合成樹脂を圧入する方法によって立体成形品の表面に回路パターンを設けたものが知られている。
【０００３】
【特許文献２】特開平９−３１９０６８号公報
【特許文献３】特開２００１−３６２４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、メッキ処理やエッチング処理によって絶縁性基材や成形品の表面に回路パターンを設ける方法は、メッキ処理やエッチング処理の行程で有害な廃液が発生し、環境に悪影響を及ぼす、という不具合がある。また、回路パターンを有する積層体をセットした金型内に合成樹脂を圧入する方法では、形成後の回路パターンに対する熱履歴がきわめて大きなものとなってしまうため、複雑で細かい回路パターンを成形品上に形成するのが困難である。
【０００５】
本発明の目的は、上記従来の三次元形状を有するプリント基板、および立体成形品の有する問題点を解消し、三次元形状を有しているとともに表面に形成された回路パターンの精度が高く、かつ、フレキシブルで、各種の用途に広汎に利用することができる上、環境に悪影響を及ぼすことなく製造することが可能なプリント基板を提供することにある。加えて、そのような三次元形状を有し回路パターンの精度が高くフレキシブルなプリント基板を、環境に悪影響を及ぼすことなく、安価かつ容易に製造することが可能な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】
【０００６】
かかる本発明の内、請求項１に記載された発明は、合成樹脂によって形成された絶縁性基材上に導電性ペーストからなる回路パターンが設けられたフレキシブルプリント基板であって、回路パターンが印刷された絶縁性基材が立体的に成形されていることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記絶縁性基材が、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、あるいはポリエチレンナフタレートを主成分とする合成樹脂によって形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３に記載された発明は、請求項１、または請求項２に記載された発明において、前記回路パターンが、銀粒子および／またはカーボンを樹脂中に分散させた導電性ペーストによって形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれかに記載された発明において、前記回路パターン上に、二液硬化型樹脂からなる回路保護層が積層されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項５に記載された発明は、合成樹脂によって形成された絶縁性基材上に導電性ペーストからなる回路パターンが設けられたフレキシブルプリント基板を製造するための製造方法であって、
前記絶縁性基材上に前記回路パターンを印刷した後に、凹凸付与加工を施すことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項６に記載された発明は、請求項５に記載された発明において、前記印刷がスクリーン印刷であることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項７に記載された発明は、請求項５、または請求項６に記載された発明において、前記凹凸付与加工が、エンボス加工、真空圧空加工、あるいは熱プレス加工の内のいずれかであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のプリント基板は、三次元形状を有しているとともに表面に形成された回路パターンの精度が高く、かつ、フレキシブルであるため、各種の用途に広汎に利用することができる。その上、環境に悪影響を及ぼすことなく製造することが可能である。また、本発明のプリント基板の製造方法は、そのような三次元形状を有し回路パターンの精度が高くフレキシブルなプリント基板を、大量な廃液を発生させることなく、約２００℃以下の低い加工温度によって安価かつ容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のフレキシブルプリント基板は、、スクリーン印刷等の方法で高導電性ペーストを絶縁性基材上に印刷することによって回路パターンを形成する必要がある。かかる高導電性ペーストとしては、溶剤中に樹脂を分散させた分散液中に銀粒子および／またはカーボン粒子を分散させたもの等を好適に用いることができる。
【００１５】
また、回路パターンの印刷後には、その回路パターン上に、必要に応じて、スクリーン印刷等の印刷によって、回路パターンを保護するための絶縁パターン（回路保護層）を形成することも可能である。かかる回路保護層を形成するための材質としては、ウレタン系やエポキシ系の樹脂ペーストを使用することが可能である。さらに、回路パターンを露出させた部分（コネクタ部分等の接点となる部分）には、スクリーン印刷等の印刷によって、接点を保護するための接点保護層を形成することが好ましい。かかる接点保護層形成用の材質としては、カーボン粒子等を樹脂中に分散させた導電性ペースト等を使用するのが好ましい。
【００１６】
また、回路パターンの印刷後には加熱して印刷層を乾燥させる必要があるが、当該乾燥は、印刷後に実施する成形時の温度以下で、回路パターンを形成する導電性ペースト中の溶剤成分が十分に揮発する温度以上の温度範囲において行うのが好ましい。加えて、回路保護層や接点保護層の印刷後の乾燥も、上記した回路パターンの印刷後の乾燥と同様の条件を採用するのが好ましい。
【００１７】
一方、絶縁性基材としては、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等からなるフィルムを使用するのが好ましい。
【００１８】
また、回路パターンは、絶縁性基材の片面に設けることも可能であるし、絶縁性基材の両面に設けることも可能である。さらに、表裏両面の回路パターンを接続する必要がある場合には、レーザー加工等によって絶縁性基材に予めスルーホールを形成しておき、表裏の回路パターンの印刷時に両回路パターン層を接続させる方法を好適に採用することができる。加えて、絶縁性基材の片面に回路パターンを設ける場合には、必要に応じて、回路パターン形成後に、回路パターン印刷面の反対面に意匠性パターンを印刷することも可能である。なお、意匠性パターンを形成する場合、形成しない場合とも、通常の表層成形品と同一の金型を用いることができる。
【００１９】
また、本発明のフレキシブルプリント基板は、上記の如く、回路パターンの印刷後に凹凸付与加工を施して三次元形状に成形する必要がある。かかる三次元形状の成形においては、基材（絶縁性基材および回路パターン、回路保護層等）の延伸率が１０％未満である場合には、エンボス加工等の非加熱加工を好適に利用することができる。また、基材の延伸率が１０％以上である場合には、真空圧空加工や熱プレス加工等を好適に利用することができる。
【００２０】
以下、実施例によって本発明のフレキシブルプリント基板、およびその製造方法を詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例の態様に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更することができる。
【実施例１】
【００２１】
＜絶縁性基材への回路パターンの印刷＞
ＰＣからなる厚さ５００μｍの絶縁性基材の裏面に、バインターであるポリエステル系樹脂を溶剤に分散させた分散液中に燐片状、粒子状の銀およびカーボン粒子を分散させたスクリーン印刷用インク（導電性ペーストＡ）をスクリーン印刷した。そして、その印刷層を１１０℃で乾燥させることによって、絶縁性基材上に回路パターン層を形成した。さらに、その回路パターン層上に、バインターであるポリエステル系樹脂を溶剤に分散させた分散液中にカーボン粒子を分散させたスクリーン印刷用インク（導電性ペーストＢ）をスクリーン印刷した。そして、その印刷層を１１０℃で乾燥させることによって、回路パターン層上に接点保護層を形成した。また、接点保護層の形成後に、回路パターン層上に、ウレタン系二液硬化タイプの透明性インクをスクリーン印刷した。そして、その印刷層を１１０℃で乾燥させることによって、回路パターン層上に回路保護層を形成した。なお、印刷後の回路パターン層、接点保護層、回路保護層の厚さは、それぞれ、５〜１５μｍ，５〜１５μｍ，５〜１０μｍであった。
【００２２】
しかる後、絶縁性基材の表面に、透光性のインクをスクリーン印刷し、１１０℃で印刷層を乾燥させた後、その透光性の印刷層上に、非透光性のインクをスクリーン印刷し、１１０℃で印刷層を乾燥させて、絶縁性基材の表面に、透光性および非透光性の２つの意匠印刷層を積層することによって、平面状のフレキシブルプリント基板（以下、単にＦＰＣという）を作製した。
【００２３】
＜絶縁性基材の凹凸付与加工＞
上記の如く形成された平面状のＦＰＣを、真空圧空成形機を用いて三次元形状に成形した。なお、真空圧空成形の際には、意匠印刷面が真空側となる金型を使用したため、真空圧空成形によってＦＰＣの意匠印刷層の表面に異常が発生することはなかった。そして、真空圧空成形の後、周囲の余分な部分をトリミングすることによって、立体的なＦＰＣを得た。図１は、得られたＦＰＣの断面構造を示したものである。図１の如く、ＦＰＣ１ａの絶縁性基材２の表面には、透光性の意匠印刷層６と非透光性の意匠印刷層７とが積層されており、絶縁性基材２の裏面には、回路パターン層３と接点保護層４と回路保護層５とが積層されている。
【実施例２】
【００２４】
ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなる厚さ１８８μｍの絶縁性基材にレーザー加工によって回路接続用のスルーホールを形成した。しかる後、その絶縁性基材の裏面に、実施例１と同じ導電性ペーストＡをスクリーン印刷し、その印刷層を１２５℃で乾燥させることによって、絶縁性基材上に回路パターン層を形成した。さらに、その回路パターン層上に、実施例１と同じ導電性ペーストＢをスクリーン印刷し、その印刷層を１２５℃で乾燥させることによって、回路パターン層上に接点保護層を形成した。また、接点保護層の形成後に、回路パターン層上に、実施例１と同じ透明性インクをスクリーン印刷し、その印刷層を１２５℃で乾燥させることによって、回路パターン層上に回路保護層を形成した。なお、印刷後の回路パターン層、接点保護層、回路保護層の厚さは、実施例１と同様であった。
【００２５】
しかる後、絶縁性基材の表面に、実施例１と同じ導電性ペーストＡをスクリーン印刷し、その印刷層を１１５℃で乾燥させることによって、絶縁性基材上に回路パターン層を形成した。さらに、その回路パターン層上に、実施例１と同じ導電性ペーストＢをスクリーン印刷し、その印刷層を１１５℃で乾燥させることにより、回路パターン層上に回路保護層を形成することによって、平面状のＦＰＣを作製した。なお、印刷後の回路パターン層、回路保護層の厚さは、それぞれ、５〜１５μｍ，５〜１５μｍであった。
【００２６】
＜絶縁性基材の凹凸付与加工＞
上記の如く形成された平面状のＦＰＣを、真空圧空成形機を用いて実施例１と同様の方法によって三次元形状に成形した。なお、真空圧空成形の際には、実施例１と同様に、意匠印刷面が真空側となる金型を使用したため、真空圧空成形によってＦＰＣの意匠印刷層の表面に異常が発生することはなかった。そして、真空圧空成形の後、周囲の余分な部分をトリミングすることによって、立体的なＦＰＣを得た。図２は、得られたＦＰＣの断面構造を示したものであり、ＦＰＣ１ｂの絶縁性基材２の表面には、回路パターン層３と回路保護層５とが積層されており、絶縁性基材２の裏面には、回路パターン層３と接点保護層４と回路保護層５とが積層されている。また、絶縁性基材２に穿設されたスルーホール８，８・・によって、絶縁性基材２の表裏の回路パターン層３，３が繋がった状態になっている。
【００２７】
上記した各実施例のＦＰＣは、三次元形状を有しているとともに表面に形成された回路パターンの精度が高く、かつ、フレキシブルで、各種の用途に広汎に利用することができる。その上、環境に悪影響を及ぼすことなく製造することが可能である。また、上記した各実施例のＦＰＣの製造方法によれば、三次元形状を有するＦＰＣを、大量な廃液を発生させることなく、約２００℃以下の低い加工温度によって安価かつ容易に製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明のＦＰＣ、およびその製造方法は、上記の如く優れた効果を奏するものであるから、各種の電気機器の部品として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ＦＰＣの断面構造を示す説明図である。
【図２】ＦＰＣの断面構造を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１ａ，１ｂ・・プリント基板、２・・絶縁性基材、３・・回路パターン層、４・・接点保護層、５・・回路保護層。
【図１】
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【図２】
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