(57)【要約】【課題】屈曲、摺動動作をする片面フレキシブルプリント回路板において、小型軽量薄型化に対応した曲げ半径が小さな電子機器において、断線が発生するという問題点に鑑み、屈曲、摺動動作に優れた、信頼性の高い片面フレキシブルプリント回路板を提供すること。【解決手段】基材と、前記基材の一方の面側に金属箔をエッチング加工することにより得られた導体回路と、前記導体回路の一部を残して当該導体回路を覆うカバーレイフィルムと、前記カバーレイフィルム上に設けられた電磁波シールド層と、を備え、前記基材の、引張り弾性率が４．０ＧＰａ以上、７．５ＧＰａ以下であり、かつ、前記基材の厚さが、５μｍ以上、２２μｍ以下であることを特徴とするフレキシブルプリント回路板である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
前記基材の一方の面側に金属箔をエッチング加工することにより得られた導体回路と、
前記導体回路の一部を残して該導体回路を覆うカバーレイフィルムと、
前記カバーレイフィルム上に設けられた電磁波シールド層と、を備え、
前記電磁波シールド層は、導電性粒子を含有する導電性樹脂層と、絶縁性樹脂層と、で構成され、前記導電性樹脂層と、前記カバーレイフィルムとが対向するように積層され、前記導電性樹脂層の厚さが、１μｍ以上、２０μｍ以下、前記絶縁性樹脂層の厚さが３μｍ以上、２０μｍ以下であり、また、前記基材の、引張り弾性率が４．０ＧＰａ以上、７．５ＧＰａ以下、かつ、前記基材の厚さが、５μｍ以上、２２μｍ以下であることを特徴とするフレキシブルプリント回路板。
【請求項２】
前記導電性樹脂層の厚さの、最大値と最小値の差が、９μｍ以下である請求項１に記載のフレキシブルプリント回路板。
【請求項３】
前記導電性粒子を含有する導電性樹脂層と、前記絶縁性樹脂層との間に、金属薄膜層をさらに含む請求項１または２に記載のフレキシブルプリント回路板。
【請求項４】
前記金属箔は、圧延銅箔である請求項１に記載のフレキシブルプリント回路板。
【請求項５】
前記圧延銅箔の厚さが、５μｍ以上、２２μｍ以下である請求項４に記載のフレキシブルプリント回路板。
【請求項６】
前記金属箔は、高屈曲電解箔である請求項１に記載のフレキシブルプリント回路板。
【請求項７】
前記高屈曲電解箔の厚さが、５μｍ以上、２２μｍ以下である請求項６に記載のフレキシブルプリント回路板。
【請求項８】
前記高屈曲電解箔の伸び率が、１８０℃１時間の熱処理後、８％以上、２０％以下である請求項６または７に記載のフレキシブルプリント回路板。
【請求項９】
前記高屈曲電解箔の引張強度が、１２５ＭＰａ以上、３００ＭＰａ以下である請求項６ないし８のいずれかに記載のフレキシブルプリント回路板。
【請求項１０】
前記カバーレイフィルムは、樹脂フィルムと、接着剤とで構成され、
前記樹脂フィルムの、引張り弾性率が４．０ＧＰａ以上、７．５ＧＰａ以下であり、かつ、前記接着剤の硬化後のガラス転移温度が、５０℃以上、１６０℃以下である請求項１ないし９のいずれかに記載のフレキシブルプリント回路板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブルプリント回路板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の高機能化により、基板や部品の高密度集積化、高密度配線などにより、高機能を有する機器の市場要求が高くなっている。携帯電話を例にとると、従来は通話の電話機能だけであったものが、ここ数年でインターネットへの接続や、テレビの視聴、ラジオ、音楽を聞くなど、その機能の進歩は目まぐるしく、それらの装置への各部品などの要求はより一層厳しくなっている状況である。
【０００３】
その一方、携帯機器においては高機能機器であっても、機器の筐体は軽薄短小化の要求が強く、基板においては、片面や両面基板が多層基板へと推移し、受動部品においてはますます小型化が進んでおり、部品サイズもこれまでの半分以下になっている。また、システムインパッケージ（ＳＩＰ）に代表される、より小型でかつ高機能を有する部品も実際に使用されてきている。
【０００４】
その中において、フレキシブルプリント回路板はその柔軟性を有する特徴から、限られたスペース部分での配線に適用され、折り曲げて製品内に組みつけられたり、可動部を有する機器に適用されて、屈曲動作をする部分に適用されたりしている（例えば特許文献１）。特に携帯電話においては、タイプにより開閉動作がクラムシェルタイプ（α巻）とスライドタイプが代表で挙げられるが、機器の小型化、薄型化により曲げ半径の大きさはますます小さくなる傾向にある。小さくなるに従い、これまでの片面フレキシブルプリント回路板の構成では、市場で要求されている耐久性を維持するには十分といえなかった。
【特許文献１】特開２００５−３４７３４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、フレキシブルプリント回路板において、小型軽量薄型化に対応した曲げ半径が小さな電子機器においても、断線が発生することのない、信頼性の高いフレキシブルプリント回路板を提供すること。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるフレキシブルプリント回路板は、基材と、前記基材の一方の面側に金属箔をエッチング加工することにより得られた導体回路と、前記導体回路の一部を残して該導体回路を覆うカバーレイフィルムと、前記カバーレイフィルム上に設けられた電磁波シールド層と、を備え、前記電磁波シールド層は、導電性粒子を含有する導電性樹脂層と、絶縁性樹脂層と、で構成され、前記導電性樹脂層と、カバーレイフィルムとが対向するように積層され、前記導電性樹脂層の厚さが、１μｍ以上、２０μｍ以下、前記絶縁性樹脂層の厚さが３μｍ以上、２０μｍ以下であり、また、前記基材の、引張り弾性率が４．０ＧＰａ以上、７．５ＧＰａ以下、かつ、前記基材の厚さが、５μｍ以上、２２μｍ以下であることを特徴とする。
【０００７】
このフレキシブルプリント回路板においては、カバーレイフィルム上に電磁波シールド層が設けられ、その電磁波シールド層を構成する前記導電性樹脂層の厚さが、１μｍ以上、２０μｍ以下、前記絶縁性樹脂層の厚さが３μｍ以上、２０μｍ以下にすることにより、また、前記基材の、引張り弾性率を４．０ＧＰａ以上、７．５ＧＰａ以下、かつ、前記基材の厚さを、５μｍ以上、２２μｍ以下になっている。これにより、総厚が薄くなるとともに、屈曲動作に伴う曲げ半径は小さくすることができ、それに伴う曲げ時の応力を小さくすることができ、より高屈曲性を持ったフレキシブルプリント回路板を提供することができる。
【０００８】
また、前記導電性樹脂層の厚さの、最大値と最小値の差が、９μｍ以下であってもよい。これにより、厚さの差がこの範囲内にあると、屈曲動作がスムーズに行うとができるため、応力が集中することのないフレキシブルプリント回路板とすることができる。
【０００９】
また、前記カバーレイフィルムは、樹脂フィルムと、接着剤とで構成され、前記樹脂フィルムの、引張り弾性率が４．０ＧＰａ以上、７．５ＧＰａ以下であり、かつ、前記接着剤の硬化後のガラス転移温度が、５０℃以上、１６０℃以下であってもよい。これにより、樹脂フィルムは弾性率が高くなることで、屈曲動作において屈曲形状を維持することができ、屈曲動作時の屈曲部の不連続な動きを抑制することができる。また、最近の電子機器は小型化軽量化が著しく進んでいるため、筐体が小さく、発生した熱が内部にこもり、機器の内部温度は上昇するため、接着剤の硬化後のガラス転移温度を高くすることにより、屈曲動作の形状を維持することができ、良好な屈曲性能を有するフレキシブルプリント回路板とすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、フレキシブルプリント回路板において、小型軽量薄型化に対応した曲げ半径が小さな電子機器においても、断線が発生することのない、信頼性の高いフレキシブルプリント回路板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の形態について、図面を用いて説明する。なお、全ての図面において、共通する構成要素には同一符号を付し、以下の説明において詳細な説明を適宜省略する。
【００１２】
図１に示すように、片面フレキシブルプリント回路板１００は、銅張板１０をエッチングし回路１３を形成し、回路１３の表面にカバーレイ２０を被覆し、シールド層４０を設けた構造を有する。
【００１３】
次に本実施形態に係る片面フレキシブルプリント回路板の製造方法の一例について説明する。
図１（ａ）に示すように、まず基材として樹脂フィルムと銅箔をラミネートした銅張板１０を準備する。銅張板１０は、基材１１としてポリイミドに銅箔１２をラミネートして作製したものを用いる。この時、ポリイミド１１と銅箔１２は熱可塑ポリイミドを接着剤として用いたもの、または一般に接着剤レスの２層材の製法を適用して得られた銅張板１０を用いる。すると屈曲性、摺動性に優れ信頼性が向上し好ましい。
【００１４】
次に、この銅箔１２をサブトラクティブ法によりエッチングにより回路１３を形成し、回路基板１５が得られる（図１（ｂ））。引き続き回路を被覆するカバーレイ２０を準備する。カバーレイ２０は、ポリイミド２２にエポキシ系の接着剤層２１を塗工して得られたものであり、予め接続端子部やシールド層と電気的な接続を取るために開口２３を設けておく（図１（ｃ））。このカバーレイ２０は熱プレスを用いて回路基板１５と位置合わせし貼り合せることでフレキシブルプリント回路板３０を得る（図１（ｃ））。
【００１５】
次に、シールド層４０を形成するが、これは、フレキシブルプリント回路板３０のカバーレイの開口部側に、導電性のある金属フィラー含有ペーストを印刷によりシールド層４１を形成する。さらに、この電磁波遮蔽層４０を保護するため、オーバーコート層４２を印刷により成形し、片面フレキシブルプリント回路板１００が得られる（図１（ｄ））。
【００１６】
本発明に用いる銅張板１０の基材１１の樹脂フィルムは引張り弾性率４．０ＧＰａ以上７．５ＧＰａ以下、好ましくは５．０ＧＰａ以上７．０ＧＰａ以下で屈曲性、摺動性が優れる。引張り弾性率が４．０ＧＰａ以下では、屈曲動作において、基材の樹脂フィルムでなく、銅箔に応力が集中するために屈曲、摺動性が低下する。また、引張り弾性率が７．０ＧＰａを超えると組付けが難しくなることや屈曲動作に負荷がかかり消費電力量が増加する。さらに樹脂フィルムの厚みが５μｍ以上２２μｍ以下、好ましくは９μｍ以上２０μｍの厚みの時に屈曲性、摺動性に優れ、５μｍ未満の厚みでは、作製時のハンドリング性に劣り、厚みが２２μより厚くなるに従い曲げ半径が小さくなるとより、回路銅箔の曲げ半径がきつくなりと屈曲性、摺動性が劣る。
【００１７】
また、銅張板１０の銅箔１２は、屈曲動作、摺動動作に耐久性のある、圧延箔、高屈曲電解箔が望ましく、厚みは５μｍ以上２０μｍ以下が望ましい。好ましくは９μｍ以上１８μｍ以下の厚みが屈曲性、摺動性は優れ、５μｍ未満の厚みでは、薄いために、銅張板１０のハンドリング性が劣り、歩留を下げ、２０μｍより厚い銅箔では、高密度な配線のエッチングができないなどの問題がある。
【００１８】
高屈曲性銅箔は、銅張積層板の製造に操作し易い程度に硬く、耐熱性を有する銅箔を使用し、３００〜４５０℃の熱処理過程を経ることで、該銅箔が軟化、再結晶し、屈曲特性に著しく優れたフレキシブル銅張り積層板が提供することができる。
【００１９】
次にカバーレイ２０の基材２２である樹脂フィルムのポリイミドについては、銅張板のものと同様の理由から、引張り弾性率４．０ＧＰａ以上７．５ＧＰａ以下、好ましくは５．０ＧＰａ以上７．０ＧＰａ以下で屈曲性、摺動性が優れる。接着剤層２１は、成形前の厚みが回路の厚みによって最適値は変わるが、８μｍ以上２５μｍ以下が好ましく、硬化後のガラス転移温度は５０℃以上１６０℃以下であり、好ましくは６０℃以上１５０℃以下で屈曲性、摺動性が優れる。ガラス転移温度が５０℃より低いと、このフレキシブルプリント回路板を装置に組付けた装置内部の温度が動作している時に、ガラス転移温度より上昇することで急激に応力が回路銅箔にかかるため、断線しやすくなる問題があり。また、ガラス転移温度が１６０℃を超えると硬くなりすぎ、フレキシブルプリント回路板特有の柔軟性・可とう性が劣り、組付けが難しくなる。
【００２０】
シールド層４１については、金属フィラーを含む導電性を有するペーストをスクリーン印刷などの手法を使いフレキシブルプリント回路板上に電磁波のシールドとなる層を形成する。この金属フィラーとしては、金、銀、銅、アルミなどの金属や、合金が単独もしくは、複数種混合して使用する。フィラーの大きさについては特に限定しないが、数ｎｍから数μｍのものを使用する。ペーストの構成成分はこの金属フィラーと熱硬化型のエポキシ樹脂等とを混合して使用する。シールド層４１の厚みとしては１μｍ以上２０μｍ以下であり、好ましくは３μｍ以上１８μｍ以下であれば、屈曲性、摺動性に優れる。１μｍ以下の場合、印刷技術が難しくなることと、シールド効果が安定しない問題があり、２０μｍを超えると、その厚みによりシールド層４１が外側にした場合は回路側の曲げ半径がより小さくなるためにより回路に応力がかかりやすくなり断線しやすくなる。また、シールド層４１の印刷による厚みのバラツキは屈曲動作、摺動動作において瞬間的に一部分に応力がかかりやすい部位が発生しやすくなるため、厚みの最小厚みと最大厚みの差が９μｍ以下であることが望ましい。この厚みバラツキは、薄くすることで、バラツキは小さくなることから、より薄く印刷することで屈曲性、摺動性は向上する。このシールド層４１はフレキシブルプリント回路板のカバーレイ側、もしくは基材側、片側、両側に形成しても差し支えはない。
【００２１】
有機被膜層については、シールド層４１の表面を被覆し保護する目的で形成するが、この構成成分としては一般的な熱硬化型樹脂であれば問題はなく、その厚みについては３μｍ以上２０μｍ以下で形成されていれば屈曲性、摺動性共に影響は小さく、より薄い厚さにすることでさらにこれらの特性は向上する傾向であり、厚みのバラツキについてもシールド層４１と同様の理由から、小さい方がより屈曲性、摺動性共に良好である。
【００２２】
また、電磁波遮蔽層４０としては、ＰＰＳなどの樹脂フィルムに金属を蒸着させ、それを導電接着剤でフレキシブルプリント回路板に貼り合せたものを用いてもよい。この場合、有機被膜の代替が樹脂フィルムとなる。
【００２３】
上記のフレキシブルプリント回路板とすることで、総厚が薄くなるとともに、屈曲動作に伴う曲げ半径は小さくすることができ、それに伴う曲げ時の応力を小さくすることができ、また、導電性樹脂層の厚さの最大値と最小値の差が、９μｍ以下であることにより、屈曲動作がスムーズに行うとができるため、応力が集中することないフレキシブルプリント回路板とすることができる。さらに、樹脂フィルムは弾性率が高くなることで、屈曲動作において屈曲形状を維持することができ、屈曲動作時の屈曲部の不連続な動きを抑制することができる。また、最近の電子機器は小型化軽量化が著しく進んでいるため、筐体が小さく、発生した熱が内部にこもるため、機器の内部温度は上昇するため、接着剤の硬化後のガラス転移温度が高くすることにより、屈曲動作の形状を維持することができ、良好な屈曲性能を有するフレキシブルプリント回路板とすることが可能となる。
【００２４】
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されない。
（実施例１）
銅張板として基材厚み１５μｍ銅箔厚み１８μ（圧延）の引張り弾性率６．８ＧＰａの銅張板を使い、エッチングにより、Ｌ／Ｓ＝７５／７５ｍの回路を形成し、カバーレイとしては、基材のポリイミド（厚み１２．５μｍ、引張り弾性率  ４．１ＧＰａ  アピカルＮＰＩ、カネカ製）に接着剤（硬化後ガラス転移温が１０７℃（ＴＭＡ測定））を塗工し、予め開口部等を打ちぬいたものを真空プレスにて銅張板と貼り合せ、銀ペースト（アサヒ化学研究所製ＳＷ１０００）をカバーレイ側にスクリーン印刷で厚み１０μｍとなるよう印刷し、仕上がりは６〜１４μｍであった。さらに、有機被覆膜（ＣＲ１８ＫＴ１）を同様にスクリーン印刷で銀ペースト上に印刷し、仕上がりは１０±５μｍとした。この屈曲評価用のテストパターンとして片面フレキシブルプリント回路板を作製した。銀ペーストと有機被膜の厚み測定は、テストクーポンを使い行った。
【００２５】
評価方法としては、得られた片面フレキシブルプリント回路板を１回転巻き治具筐体（内径φ５ｍｍ）内にセットし、両端を固定し、携帯電話のクラムシェルタイプの開閉動作（図２）を１秒間に１サイクル稼動させ、断線までの回数を測定した。
【００２６】
また、ＩＰＣ試験と同様の形態で片面フレキシブルプリント回路板をセットし、曲げ半径を１ｍｍとして、両端を固定し、稼動長さを３０ｍｍとして、１秒間に１サイクル水平稼動（図３）させ、断線までの回数を測定した。
【００２７】
評価基準：
開閉動作で３０万回以上、ＩＰＣ屈曲試験型の水平稼動回数では３０万回以上もつものを○、どちらかでも満足しないものを×とした。５０万回以上まで測定をおこない、両試験に合格したものは◎とした。
【００２８】
【表１】
2008098613.tif 000003
【００２９】
（実施例２）
基材厚み１４μｍ、銅箔厚み１８μｍ（圧延）の銅張板を用い、銅張板の引張り弾性率を５．５ＧＰａとした以外は、実施例１と同様に片面フレキシブルプリント回路板を作成し評価した。
（実施例３）
銀ペーストの厚みをスクリーン印刷で厚み１５μｍとなるよう印刷し、仕上がりは１１〜１９μｍとした以外は、実施例１と同様に片面フレキシブルプリント回路板を作成し評価した。
（実施例４）
有機被覆膜の厚みを  １５±５μｍにした以外は実施例１と同様に片面フレキシブルプリント回路板を作成し評価した。
（実施例５）
銀ペーストの厚みをスクリーン印刷で厚み１５μｍとなるよう印刷し、仕上がりは１０〜２０μｍとし、有機被覆膜の厚みを  １５±５μｍにした以外は実施例１と同様に片面フレキシブルプリント回路板を作成し評価した。
（実施例６）
基材厚み１５μｍ、伸び率が１５％で銅箔厚み１８μｍの高屈曲電解箔を用い、高屈曲電解箔の引張り弾性率が６．８ＧＰａの銅張板を用いて実施例１と同様に片面フレキシブルプリント回路板を作成し評価した。
（実施例７）
カバーレイのポリイミドフィルムを引張り弾性率６．９ＧＰａ（厚さ  １２．５μｍ  宇部興産製、ユーピレックス  ）を使用した以外は実施例１と同様に片面フレキシブルプリント回路板を作成し評価した。
（比較例１）
銀ペーストの厚みを  ２５μｍ狙いの２５±５μｍにした以外は実施例１と同様に片面フレキシブルプリント回路板を作成し評価した。
（比較例２）
銀ペーストの厚みを  １０μｍ狙いの１０±８μｍに、基材の厚さを２５μｍとした以外は実施例１と同様に片面フレキシブルプリント回路板を作成し評価した。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント回路板の工程断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント回路板に用いるの携帯機器での動きを示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント回路板に用いるの携帯機器での他の動きを示す概略図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  銅張板
１１  基材
１２  銅箔
１３  回路
１５  回路基板
２０  カバーレイ
２１  接着剤
２２  フィルム
３０  フレキシブルプリント回路板
４０  電磁波遮蔽層
４１  シールド層
４２  オーバーコート
５０  ヒンジ部
６０  屈曲部
１００  片面フレキシブルプリント回路板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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