(57)【要約】【課題】立体基板に好適となるよう、製造工程の複雑化、コストアップ、密着性の悪化が抑制され、また小さい曲率での曲げも可能となる改善された銅張基板を得る。【解決手段】ガラス繊維ｇに合成樹脂材ｊを含浸させて成る樹脂基板２Ａの表裏のうちの少なくとも一方の面に銅箔４が積層一体化されて構成される銅張基板において、樹脂基板２Ａの複数が積層一体化されて成る樹脂基板層２を形成し、樹脂基板層２の表裏両面のうちの少なくとも一方の面からガラス繊維ｇを分断して反対側の面に向かって掘下げ形成される切欠き溝６の複数が、互いに同じ方向に揃えられて設けられるとともに、切欠き溝６が形成されている面には、複数の切欠き溝６に流れ込み可能な合成樹脂シート３が積層される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス繊維に合成樹脂材を含浸させて成る樹脂基板の表裏のうちの少なくとも一方の面に銅箔が積層一体化されて構成される銅張基板であって、
前記樹脂基板の複数が積層一体化されて成る樹脂基板層を形成し、前記樹脂基板層の表裏両面のうちの少なくとも一方の面から前記ガラス繊維を分断して反対側の面に向かって掘下げ形成される切欠き溝の複数が、互いに同じ方向に揃えられて設けられるとともに、前記切欠き溝が形成されている面には、前記複数の切欠き溝に流れ込み可能な合成樹脂シートが積層されている銅張基板。
【請求項２】
前記銅箔が前記樹脂基板層の表裏両面に積層一体化されるとともに、前記合成樹脂シートは、前記切欠き溝が形成されている面と前記銅箔との間に介装されている請求項１に記載の銅張基板。
【請求項３】
前記複数の樹脂基板のうちの少なくとも一層には前記切欠き溝が形成されない構成とされている請求項１又は２に記載の銅張基板。
【請求項４】
前記切欠き溝は、その断面形状が溝先端側程溝幅が狭くなる先窄まり状に形成されている請求項１〜３の何れか一項に記載の銅張基板。
【請求項５】
前記合成樹脂シートが熱可塑性の材料から形成されている請求項１〜４の何れか一項に記載の銅張基板。
【請求項６】
前記樹脂基板は、ガラスクロスにフッ素樹脂を含浸させて成るプリプレグである請求項１〜５の何れか一項に記載の銅張基板。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載された銅張基板における前記銅箔に所定形状の回路パターンが形成されて成るプリント基板。
【請求項８】
請求項１〜６の何れか一項に記載された銅張基板の製造方法であって、前記樹脂基板層の表裏両面のうちの少なくとも一方の面から反対側の面に向かう複数の切欠き溝を互いに同じ方向に揃えられる状態で形成する溝形成工程と、前記切欠き溝が形成されている面に熱可塑性樹脂シートを積層してから加圧加熱処理するプレス工程と、を有して成る銅張基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅張基板及びその製造方法に係り、詳しくは、ガラス繊維に合成樹脂材を含浸させて成る樹脂基板の表裏両面に銅箔が積層一体化されて構成される銅張基板、プリント基板、並びに銅張基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子部品を実装するプリント基板（プリント配線基板）には、誘電率が低く高周波損失の小さいＰＴＦＥやエポキシ樹脂等の安価な樹脂基板が用いられており、例えば、高周波用のフッ素樹脂プリント基板は、フッ素樹脂基板の片面又は両面に銅箔を一体的に積層して成る銅張基板を用いて形成されている。因みに、銅張基板に回路パターンを形成することでプリント基板に形成される。このように、プリント基板の原型を為す銅張基板は、特許文献１や特許文献２等において開示された周知のものである。
【０００３】
近年、情報通信機器等における高周波帯で用いられるアンテナ部品、ＩＣパッケージ等のフッ素樹脂プリント基板を有する電子機器の小型化に伴い、そこに搭載されるプリント基板も小型化、軽量化、薄肉化が要求される一方、湾曲形状や屈曲形状等の平板以外の形状を有するプリント基板も要求されてきている。例えば、ミサイル等の筒状筐体に取付ける場合や、三次元形状の携帯電話に収容させる場合には、湾曲した形状やＬ字形やＺ型等に屈曲された立体形状のプリント基板が要望されることも多い。
【０００４】
そこで、立体形状の銅張基板やプリント基板を製造する方法としては、次の（１）〜（３）のような方法がある。（１）射出成形によって所定の立体形状に絶縁樹脂製成形体を成形し、その絶縁樹脂製成形体の表面に銅箔を積層一体化してから、必要とする回路パターンを形成する方法。（２）銅箔、或いは回路パターンが形成されている平面状の樹脂基板を、加圧成形や折り曲げ成形することによって立体形状にする方法。（３）ポリイミドフレキシブル配線基板を、予め立体形状に成形加工されている合成樹脂材等による構造部材の表面に貼り付ける方法。
【０００５】
前述の製造方法（１）では、立体形状に形成された銅張基板に回路パターンを形成する方法であるから、立体の形状（例：「コ」字状）によっては対応できないことがあった。その場合には、特許文献３において開示されたもののように、所定の回路パターンが形成された樹脂フィルムを射出成形金型内面に密着させ、キャビティに樹脂を注入して成形体表面に一体成形することで立体形状の樹脂基板を得る手段を採ることが考えられる。この手段では、金型のキャビティ形状に応じて立体形状を広範囲に設定することが可能となる利点がある。しかしながら、この手段によって得られる立体基板は、樹脂フィルムと樹脂成形体との密着性が弱く、かつ、製造工程が複雑で高価となる短所があるため、実用的ではない。
【０００６】
次に、製造方法（２）では、加圧成形等によって強制的に変形させて体形状にする手段であって、変形時には大きな負荷（圧力、熱）が必要であることから、その負荷に起因して回路パターンが絶縁層から剥離するおそれがあるとともに、曲率が小さい（例：基板厚さが０．５ｍｍで曲率半径が３ｍｍ）立体形状の成形は物理的に無理であった。そして、製造方法（３）では、フレキシブル基板が必要である上に、それを取付ける部品を保持するための別の構造部材も必要となるため、構造が複雑になるという問題がある。従って、これら（２）や（３）の方法でも実用的な手段とはなり難いものである。
【特許文献１】特開平７−３２３５０１号公報
【特許文献２】再公表特許ＷＯ０１／００３４７８
【特許文献３】特開昭６４−３５９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上記実情に鑑みることにより、立体基板に好適となるよう、製造工程の複雑化、コストアップ、密着性の悪化が抑制され、また小さい曲率での曲げも可能となる改善された銅張基板、プリント基板、並びに銅張基板の製造方法を得る点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、ガラス繊維ｇに合成樹脂材ｊを含浸させて成る樹脂基板２Ａの表裏のうちの少なくとも一方の面に銅箔４が積層一体化されて構成される銅張基板において、
前記樹脂基板２Ａの複数が積層一体化されて成る樹脂基板層２を形成し、前記樹脂基板層２の表裏両面のうちの少なくとも一方の面から前記ガラス繊維ｇを分断して反対側の面に向かって掘下げ形成される切欠き溝６の複数が、互いに同じ方向に揃えられて設けられるとともに、前記切欠き溝６が形成されている面には、前記複数の切欠き溝６に流れ込み可能な合成樹脂シート３が積層されていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の銅張基板において、前記銅箔４が前記樹脂基板層２の表裏両面に積層一体化されるとともに、前記合成樹脂シート３は、前記切欠き溝６が形成されている面と前記銅箔４との間に介装されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の銅張基板において、前記複数の樹脂基板２Ａ，２Ａのうちの少なくとも一層には前記切欠き溝６が形成されない構成とされていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の銅張基板において、前記切欠き溝６は、その断面形状が溝先端側程溝幅が狭くなる先窄まり状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の銅張基板において、前記合成樹脂シート３が熱可塑性の材料から形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の銅張基板において、前記樹脂基板２Ａは、ガラスクロスｇにフッ素樹脂ｊを含浸させて成るプリプレグであることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項７に係る発明は、プリント基板において、請求項１〜６の何れか一項に記載された銅張基板１における前記銅箔４に所定形状の回路パターンが形成されて成ることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項８に係る発明は、銅張基板の製造方法において、請求項１〜６の何れか一項に記載された銅張基板の製造方法であって、前記樹脂基板層２の表裏両面のうちの少なくとも一方の面から反対側の面に向かう複数の切欠き溝６を互いに同じ方向に揃えられる状態で形成する溝形成工程と、前記切欠き溝６が形成されている面に熱可塑性樹脂シート３を積層してから加圧加熱処理するプレス工程と、を有して成ることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、樹脂基板の複数が積層されて成る樹脂基板層の表面側に、ガラス繊維が分断される深さを持つ切欠き溝の複数が互いに同方向に揃えて形成されている樹脂基板が存在して、切欠き溝を有する樹脂基板が容易に伸び変形できるので、切欠き溝付樹脂基板が外径側となる方向に銅張基板を曲げることが容易に行えるようになる。切欠き溝付樹脂基板においては、切欠き溝が形成されていない方向にはガラス繊維による補強作用が有効に発揮されるとともに、切欠き溝には合成樹脂シートが流れ込んで充填されるようになるから、切欠き溝に空隙が残って層間剥離が生じ易くなるとか、はんだ耐熱性が悪くなるといったデメリットが生じない。
【００１７】
また、互いに同方向を向く複数の切欠き溝は、一般的な加工機によって容易に形成することができる。切欠き溝が複数あるので、曲げに伴う部分的な変形量を抑えることができ、銅箔やそこに形成される回路パターンが切れるとか皺が生じるといった悪影響の出ることを回避することができる。その結果、立体基板に好適となるよう、製造工程の複雑化、コストアップ、密着性の悪化が抑制され、また小さい曲率での曲げも可能となる改善された銅張基板を提供することができる。この場合、請求項２のように、表裏の両面に銅箔が積層された両面型の銅張基板においても、前述の効果を得ることができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、複数積層される樹脂基板のうちの少なくとも一層には切欠き溝が形成されないので、ガラス繊維による補強作用が曲げ方向の如何に拘らずに発揮されることとなり、強度のある樹脂基板層が確実に維持されるようにしながら、請求項１又は２の発明による前記効果が得られる利点がある。
【００１９】
請求項４の発明によれば、切欠き溝の断面形状を先窄まり形状としてあるので、切欠き溝６が拡がり変形することで切欠き溝付の樹脂基板が外径側となるように銅張基板を曲げることが可能であるとともに、切欠き溝が狭まり変形することで切欠き溝付の樹脂基板が内径側となるように銅張基板を曲げることが可能になる。つまり、どちらの方向にも曲げることが可能となって立体形状の対応範囲が拡がるより有用な銅張基板を提供できる利点がある。
【００２０】
請求項５の発明によれば、銅箔が積層一体化するため、或いはその後における熱プレス等の加熱処理を行うことにより、合成樹脂シートを溶融させて切欠き溝に流し込み充填させることができるので、予め切欠き溝に合致する複数の凸条（突起）を合成樹脂シートに形成しておく必要がなく、経済的かつ効率的に切欠き溝を埋めることが可能な利点を有する銅張基板を提供できる。
【００２１】
請求項６の発明によれば、フッ素樹脂による優れた電気的及び熱的特性と、ガラスクロスによる優れた強度・剛性の向上効果とが得られる実用上の利点大な銅張基板となる利点が得られる。
【００２２】
請求項７の発明によれば、請求項１〜６の銅張基板の持つ効果を有する立体化に好適なプリント基板が提供でき、請求項８の発明によれば、請求項１〜６の発明による効果を有する銅張基板を、切欠き溝付樹脂基板の表面に積層される可塑性樹脂シートを、加圧加熱処理する一般的な加工手段によって切欠き溝に充填させるとができて、効率良く、かつ、比較的廉価に銅張基板を製作できる合理的な方法が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明による銅張基板、プリント基板、並びに銅張基板の製造方法の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は銅張基板の構造を、図２は曲げた状態の銅張基板を夫々示し、図３，４は銅張基板の製造方法を示し、図５は銅張基板の別構造を、図６は切欠き溝の別構造を夫々示している。
【００２４】
〔実施例１〕
実施例１による銅張基板１の断面図を含む見下ろし斜視図を図１に示す。この銅張基板１は、ガラスクロス（ロービングクロス）にＰＴＦＥ等のフッ素樹脂を含浸させて成る樹脂基板２Ａを二段に積層して構成される樹脂基板層２と、その一面（表面）に積層されるＰＴＦＥシート（合成樹脂シートの一例）３及び銅箔４と、他面（裏面）に積層されるＰＦＡフィルム５及び銅箔４とから構成されている。
【００２５】
樹脂基板層２は、上下２枚（２層）に積層された樹脂基板であるプリプレグ２Ａで成り、各プリプレグ２Ａは、縦クロス目ｔと横クロス目ｙとから成るガラスクロスｇと、これに含浸されるフッ素樹脂層（合成樹脂材の一例）ｊとで構成されている。上側の第１プリプレグ２Ａには、断面が上開き直角三角形状の切欠き溝６が、縦クロス目ｔを横切って分断し、かつ、丁度第１プリプレグ２Ａの厚みに相当する深さとなる状態で多数形成されている。これら多数の切欠き溝６は、ガラスクロスｇの横クロス目ｙと平行であり、かつ、互いに平行となる並列状態で形成されている〔図３（ｂ）参照〕。各切欠き溝６には、第１プリプレグ２Ａの上側に積層されるＰＴＦＥシート３が流れ込むことで充填されている。
【００２６】
つまり、ガラス繊維ｇに合成樹脂材ｊを含浸させて成る樹脂基板２Ａの表裏両面に銅箔４が積層一体化されて構成される銅張基板１であって、樹脂基板２ａの複数が積層一体化されて成る樹脂基板層２を形成し、樹脂基板層２の表裏両面のうちの少なくとも一方の面から反対側の面に向かって掘下げ形成される切欠き溝６の複数が、互いに同じ方向に揃えられて設けられるとともに、切欠き溝６が形成されている面と、その面に積層される銅箔４との間には、複数の切欠き溝６に流れ込み可能な合成樹脂シートｊが介装されている。
【００２７】
次に、実施例１による銅張基板１の製造方法について説明する。まず、無機フィラーとＰＴＦＥとを重量比８：２で混合させてフッ素樹脂系ディスパージョンを製作し、これを横クロス目ｙと縦クロス目ｔとを有するガラスクロスｇに含浸させてから、乾燥と焼成工程を必要回数繰り返し、樹脂含浸率８４％のプリプレグ（樹脂基板）２Ａを得る（図１，３参照）。つまり、プリプレグ２Ａは、ガラスクロスｇと樹脂層ｊとから構成されている。そして、プリプレグ２Ａの２枚を積層した状態で、温度３８５℃、圧力１０．４ＭＰａ、時間８０分、２０ＨＰａの条件での熱プレスにより、図３（ａ）に示すように、絶縁層積層体である厚さ０．２８ｍｍの樹脂基板層（コア層）２を得る。
【００２８】
次に、図３（ｂ）に示すように、樹脂基板層２に、外周端の断面形状が開き角１５度のＶ形状を呈する砥石を用いた研削機により、上側の樹脂基板２Ａの上面から下側の樹脂基板２Ａに向かって断面が先窄まり状の三角形を呈する切欠き溝６の複数を、横クロス目ｙと平行で、かつ、互いにも平行な状態で作成する溝形成工程を行う。切欠き溝６は、縦クロス目ｔを分断するとともに、丁度樹脂基板２Ａの一枚分の深さ（例：１．５ｍｍ）であり、例えば、図３等に示すように、横クロス目ｙの二つ毎に形成するとか、０．５ｍｍ間隔で形成する等、その設定条件は種々の変更が可能である。
【００２９】
溝形成工程の次には、図４（ａ）に示すように、切欠き溝６が形成されている上側の第１プリプレグ２Ａの上側に、厚さ０．１５ｍｍのＰＴＦＥシート３、及び厚さ１８μｍの銅箔４をこの順で積層するとともに、下側の第２プリプレグ２Ａの下側に、厚さ０．０３ｍｍのＰＦＡフィルム５、及び厚さ１８μｍの銅箔４をこの順で積層する全積層工程を行う。そして、全積層工程が行われると、温度３８０℃、圧力３ＭＰａ、時間６０分、２０ＨＰａの条件での熱プレスにより、図４（ｂ）に示すように、熱可塑性樹脂であるＰＴＦＥシート３が切欠き溝６に流れ込んで充填された状態で厚さ０．４５ｍｍのフッ素樹脂製の銅張基板１を得る。
【００３０】
図２は、実施例１による銅張基板１を、強制的に丸棒１０に巻き付けるといった曲げ加工により、複数の切欠き溝６に平行な方向で、かつ、第２樹脂基板２Ａ側が内径側となる状態の仮想軸心Ｐ回りに９０度折り曲げた立体状態の断面図を示している。この立体基板１においては、外径側に位置する第１プリプレグ２Ａの縦クロス目ｔが分断されている上、切欠き溝６のうちの円弧上に位置する切欠き溝６が容易に開き変形している。この横クロス目ｔを分断する切欠き溝６の存在により、曲げ外径側に位置する第１プリプレグ２Ａの伸び変位が容易化されており、従って、銅張基板１の完成後における曲げ変形が無理なく簡単に行えるものとなっている。
【００３１】
複数の切欠き溝６にはＰＴＦＥシート３が充填されているので、耐熱性が悪くなるとか、層間剥離が生じ易くなるといった不利を招くことが無く、従来通りに良好な特性が維持される。また、ＰＴＦＥシート３は、切欠き溝６の容積変化や円弧変形による長さ変形に柔軟に対応でき、前述の曲げ変形を行う上での妨げとならない点も好ましい。例えば、厚さ０．４ｍｍの銅張基板１を半径３ｍｍというきつい曲率で折り曲げることが可能であり、しかも折り曲げ後に、その折曲げ状態を保持するための構造部材を必要としない好ましい性質（自己保形性）を有している。切欠き溝６の断面形状をＶ字形ｂ等の先窄まり形状としてあるので、切欠き溝６付の樹脂基板２Ａが外径側となるように銅張基板１を曲げる場合では、切欠き溝６が拡がり変形することで容易に対応できるとともに、切欠き溝６付の樹脂基板２Ａが内径側となるように銅張基板１を曲げる場合では、切欠き溝６が狭まり変形することで容易に対応できる。つまり、山折りにも谷折りにも対応できる優れた溝形状が実現できている。
【００３２】
図示は省略するが、立体形状のプリント基板を作成するには、図１や図４（ｂ）に示す銅張基板１の片面又は両面に所定の回路パターンを形成して水平状のプリント基板を作成してから、図２に示すような曲げ加工を行うことによって為される。尚、図２に示すような単純な曲げ形状であれば、その曲げ加工後において外周側の銅箔４上に所定の回路パターンを形成することが可能である。また、図２に仮想線で示すように、銅張基板１の曲げられた先端を、平らな通常の基板１１に突合せ配置すれば、銅張基板１上の回路パターン（図示省略）と通常基板１１の回路パターン（図示省略）とを導通させることが可能になり、その部分のスルーホールを省略させるという使い方も可能である。
【００３３】
〔実施例２〕
実施例２による銅張基板１は、図５に示すように、樹脂基板層２が３枚の樹脂基板２Ａの積層で成り、それら３層の樹脂基板２Ａのうちの表裏両端の樹脂基板２Ａに複数の切欠き溝６が並列形成されるとともに、表裏の両銅箔４，４の内側にＰＴＦＥシート３が介装される構成である。厚み方向で中央の樹脂基板２Ａにはいずれの切欠き溝６，６も及ばないように構成されている。このように表裏が対称となる銅張基板１とすれば、側面視の形状がＺ形や波形等、切欠き溝６に沿う方向の軸心回りでの屈曲が自在に行えて、より複雑な形状にも対応し易い利点がある。
【００３４】
〔実施例３〕
実施例３による銅張基板１は、図６に示すように、複数の切欠き溝６がガラスクロスｇの縦横の両クロス目ｔ，ｙに沿った碁盤の目状に形成された構造のものでも良い。切欠き溝６が十字状に形成してあると、単純曲げは勿論、球面に沿うべく部分的に面が膨張するような隆起曲げ等の三次元曲げにも対応可能となり、より形状設定が広範囲となる銅張基板１、或いはプリント基板を提供することができる。
【００３５】
〔別実施例〕
切欠き溝６の断面形状は、前述の直角三角形状（型側Ｖ字状）のほか、Ｖ字状、Ｕ字状、二等辺三角形状等でも良く、要するに「先窄まり状」の形状であれば良い。フッ素樹脂としては、前述のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルコキシビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）のほか、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＥ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等がある。また、フッ素樹脂系ディスパージョンに代えて、エポキシ等の熱硬化性樹脂を用いることも可能である。熱可塑性フィルム（シート）としては、前述のＰＴＦＥシート、ＰＦＡフィルム等のフッ素樹脂フィルムのほか、液晶ポリマー等も好適である。
【００３６】
樹脂基板層２は、４枚以上の樹脂基板２Ａの積層によるものでも良く、例えば、４層の樹脂基板２Ａで成る樹脂基板層２のうちの積層方向で両端二位置する計２枚の樹脂基板２Ａ，２Ａにだけ切欠き溝６が形成される構造の銅張基板やプリント基板でも良い。切欠き溝６は先窄まり状に形成されているので、図２に示す銅張基板１において、図示の曲げ方向とは逆の方向（切欠き溝６を有する第１プリプレグ２Ａが内径側となる方向）に曲げることも可能である。その場合は、切欠き溝６の溝幅が縮小する方向に変形することにより、容易に曲げることが可能になる。また、樹脂基板層２の片面にのみ銅箔４が積層された片面型の銅張基板又はプリント基板において、切欠き溝６を、銅箔が積層されている側の樹脂基板に形成する構成でも、その反対側の樹脂基板に形成する構成でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施例１による銅張基板を示す斜視図
【図２】図１に示す銅張基板を曲げた状態を示す断面図
【図３】銅張基板の製造方法を示し、（ａ）はコア層形成工程、（ｂ）は溝形成工程
【図４】銅張基板の製造方法を示し、（ａ）は積層工程、（ｂ）は熱処理工程
【図５】実施例２による銅張基板を示す断面図
【図６】切欠き溝の別構造を示す要部の平面図
【符号の説明】
【００３８】
１          銅張基板
２          樹脂基板層
２Ａ        樹脂基板、プリプレグ
３          合成樹脂シート
４          銅箔
６          切欠き溝
ｇ          ガラス繊維、ガラスクロス
ｊ          合成樹脂材、フッ素樹脂
【図１】
2008012683.tif 000003
【図２】
2008012683.tif 000004
【図３】
2008012683.tif 000005
【図４】
2008012683.tif 000006
【図５】
2008012683.tif 000007
【図６】
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