(57)【要約】【課題】接着剤のはみ出し量を抑制すると共にフレキシブル基板とリジッド基板の接合部分に発生するボイドの発生を抑え、密着力が高く、剥がれることの無い信頼性の高いプリント配線基板を提供する。【解決手段】フレキシブル基板２を、接着シート５を介してその両側からリジッド基板３，４で挟み込んで接合してなるプリント配線基板１において、前記接着シート５を、少なくともフレキシブル基板２と接着される側の第１の接着層５ａと、リジッド基板３，４と接着される側の、前記第１の接着層５ａとは異なる接着剤からなる第２の接着層５ｂと、これら第１の接着層５ａと第２の接着層５ｂの間に、これら接着層よりもフロー性の少ない第３の接着層５ｃを設けた、いわゆる３層構造の積層構造とした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル基板とリジッド基板を接着シートにより接合してなるプリント配線基板において、
前記接着シートを、少なくとも前記フレキシブル基板と接着される側の第１の接着層と、前記リジッド基板と接着される側の、前記第１の接着層とは異なる接着剤からなる第２の接着層を積層させた積層構造とした
ことを特徴とするプリント配線基板。
【請求項２】
請求項１記載のプリント配線基板であって、
前記第１の接着層と前記第２の接着層の間に、これら接着層よりもフロー性の少ない第３の接着層を設けたことを特徴とするプリント配線基板。
【請求項３】
請求項１記載のプリント配線基板であって、
前記第３の接着層に、ガラス繊維を混入したことを特徴とするプリント配線基板。
【請求項４】
請求項２記載のプリント配線基板であって、
前記フレキシブル基板を、前記接着シートを介してその両側から前記リジッド基板で挟み込んで接合してなることを特徴とするプリント配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレキシブル基板とリジッド基板を接着シートにより接合してなるプリント配線基板に関する。詳しくは、接着シートを少なくとも２層以上の接着層からなる積層構造とし、接着剤のはみ出し及びボイドの発生を防止する接着技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機やデジタルカメラなどを含む各種電気機器には、より一層の小型化及び薄型化が要求されている。これに応じて、これら電気機器の筐体内に実装される電気回路を構成するプリント配線基板も小型化が図られている。例えば、折れ曲がり性に非常に優れたフレキシブル基板と、折れ曲がり性がない硬いリジッド基板とを接着剤によって接合一体化した、いわゆる積層構造のプリント配線基板が提案されている（例えば、特許文献１など参照）。
【０００３】
図７は、フレキシブル基板とリジッド基板を積層したプリント配線基板の一例である。このプリント配線基板１０１は、フレキシブル基板１０２を２枚のリジッド基板１０３，１０４で、接着層１０５を介してその両側から挟み込んで積層構造としたものである。
【０００４】
リジッド基板１０３，１０４は、２層構造とされた絶縁樹脂からなるベース１０６の表裏面及び中間部に、電気回路を形成する配線パターン１０７を有している。また、各リジッド基板１０３，１０４の表裏面及び中間部に形成された一部の配線パターン１０７上には、これら各面に形成された配線パターン１０７同士を電気的に接続するための金属突起部１０８が形成されている。
【０００５】
一方、プリント配線基板１０２には、図示を省略する配線パターンと、この配線パターンの一部に接続されるランド１０９が形成されている。ランド１０９には、前記リジッド基板１０３，１０４の接合面側に形成された金属突起部１０８が電気的に接続されている。
【０００６】
このような積層構造とされたプリント配線基板を製造するに際しては、適度な樹脂フロー性と、ボイドの発生防止性と、高い接着力性と、吸湿耐熱性などが、前記接着層１０５に求められる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２５１０５３号公報（第３頁及び第４頁、図１及び図２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの要求を満たした接着層１０５を使用することは困難である。例えば、接着剤として樹脂フロー性が多いものとすると、積層されたプリント配線基板１０１の端部より外方に突出するフレキシブル基板１０２の付け根部分（図７中破線Ａで囲んだ部分）には、接着剤のはみ出し量が多くなる。このフレキシブル基板１０２の付け根部分に多量の接着剤がはみ出すと、可撓性に富んだフレキシブル基板１０２の折り曲げが困難になってしまう。
【０００９】
一方、樹脂フロー性の少ない接着剤を使用すると、前記フレキシブル基板１０２の付け根部分の接着剤のはみ出し量は減少するものの、積層された内部の接着層１０５内にボイド（気泡）が発生し、さらに、リジッド基板１０３，１０４に形成された接合部分の配線パターン１０７及びフレキシブル基板１０２に形成されたランド１０９近傍部分に樹脂不足が起こる。かかるボイドは、吸湿後、電子部品などを実装する際のリフロー時に、基板内剥離（接合部分から剥離してしまう）の原因となる場合がある。
【００１０】
また、フレキシブル基板１０２とリジッド基板１０３，１０４とは、その基材が異なっている（基材の物性が異なっている）ため、両方に接着力のある樹脂（接着剤）を使用することは困難である。このため、接着力を高めるために、フレキシブル基板１０２の接合面を粗すことも考えられるが、そうするとコストアップ及びリードタイムアップを招く。
【００１１】
また、リジッド基板１０３，１０４をフレキシブル基板１０２の両側から挟み込んで積層するときには、各リジッド基板１０３，１０４の接合面に形成された金属突起部１０８が向かい合っている場所は一括積層できるが、金属突起部１０８が片側のリジッド基板１０３，１０４上にしかない場所（図７中破線Ｂで囲んだ部分）では、フレキシブル基板１０２が曲がってしまうため、層間ショートや層間絶縁性が低下することが考えられる。
【００１２】
また、前記接着層１０５には、単なる接着剤のみとしているため、積層基板に反りが発生することもある。
【００１３】
そこで、本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、接着剤のはみ出し量を抑制すると共にフレキシブル基板とリジッド基板の接合部分に発生するボイドの発生を抑え、密着力が高く、剥がれることの無い信頼性の高いプリント配線基板を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のプリント配線基板は、フレキシブル基板とリジッド基板を接合する接着シートを、少なくとも２層以上の接着層からなる積層構造としたものである。すなわち、接着シートを、フレキシブル基板と接着される側の第１の接着層と、リジッド基板と接着される側の、前記第１の接着層とは異なる接着剤からなる第２の接着層とからなる積層構造とする。
【００１５】
本発明によれば、接着シートを少なくとも２層以上の積層構造とし、フレキシブル基板と接着される側の第１の接着層と、リジッド基板と接着される側の第２の接着層とに分けているため、フレキシブル基板及びリジッド基板と接着されるそれぞれの接着層の厚みを、それぞれの基板に対して充分な接合強度を持って接着するのに足る厚みとなし得ることから、接着剤のはみ出し量を最小限に抑えることが可能となり、また、フレキシブル基板及びリジッド基板の各接合部分におけるボイドの発生が抑制される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
「プリント配線基板の構成」
本実施の形態のプリント配線基板１は、図１に示すように、フレキシブル基板２と、このフレキシブル基板２を両側から挟み込む２つのリジッド基板３，４と、これらフレキシブル基板２とリジッド基板３，４を接合する接着シート５とから構成され、前記フレキシブル基板２を、接着シート５を介してその両側から前記リジッド基板３，４で挟み込んで接合した積層構造とされている。
【００１８】
フレキシブル基板２は、図１に示すように、所定の電気回路を形成する配線パターン６の両面に、例えばポリイミドなどの難燃性材料からなる絶縁層７，７を形成した構造とされている。このフレキシブル基板２は、折り曲がり性に非常に優れ、例えば折り畳み可能な携帯電話機の可動部分（ヒンジ部分）に配置される。また、このフレキシブル基板２には、後述するリジッド基板３，４に形成された配線パターン上の金属突起部１５と電気的接続（導通）を図るためのランド８が数ヶ所に形成されている。ランド８は、絶縁層７，７を所定形状に形成するパターニングの際に配線パターン６の一部を外方に臨ませる開口部に、メッキを施すなどして形成される。
【００１９】
リジッド基板３，４は、図１に示すように、２層構造とされた絶縁樹脂からなるベース９，９と、各ベース９，９上に形成される配線パターン１０，１１，１２と、各配線パターン１０，１１，１２間を電気的に接続する金属突起部１３，１４と、フレキシブル基板２に形成されたランド８と配線パターン１２とを電気的に接続する金属突起部１５とから構成されている。
【００２０】
２層構造からなるベース９の表面と、裏面と、これらベース９，９間の中間部には、それぞれ所定の電気回路を形成する配線パターン１０，１１，１２が形成されている。これら配線パターン１０，１１，１２は、ベース９，９を貫通して形成された金属突起部１３，１４との接触によって、各層の配線パターン１０，１１，１２同士が電気的に接続されている。
【００２１】
フレキシブル基板２と接着される側に形成された金属突起部１５は、このフレキシブル基板２と対向する側に形成された配線パターン１２の所定位置に形成されており、その先端部を前記したフレキシブル基板２のランド８に電気的に接続させている。これにより、リジッド基板３，４の配線パターン１０，１１，１２と、フレキシブル基板２の配線パターン６とが電気的に接続される。
【００２２】
接着シート５は、図２の拡大図で示すように、フレキシブル基板２と接着される側の第１の接着層５ａと、リジッド基板３，４と接着される側の第２の接着層５ｂと、これらの間に設けられた第３の接着層５ｃからなる３層構造とされている。第１の接着層５ａは、フレキシブル基板２と接着され、第２の接着層５ｂは、この第１の接着層５ａとは異なる接着剤からなり、前記リジッド基板３，４と接着される。
【００２３】
第１の接着層５ａには、フレキシブル基板２との接合強度を高めるために、当該フレキシブル基板２に対して接着力が高い接着剤が使用される。一方、第２の接着層５ｂには、リジッド基板３，４との接合強度を高めるために、当該リジッド基板３，４に対して接着力が高い接着剤が使用される。すなわち、フレキシブル基板２とリジッド基板３，４とでは、その基材（物性）が異なるため、それぞれの基材と密着性のよい接着剤が使用される。
【００２４】
これら第１の接着層５ａと第２の接着層５ｂには、フレキシブル基板２とリジッド基板３，４に対して真空熱プレスによって、これら第１の接着層５ａ及び第２の接着層５ｂとフレキシブル基板２及びリジッド基板３，４とが強固に接着されるようにするために、フロー性（樹脂の流れ易さ）の比較的高い接着剤が使用される。
【００２５】
フレキシブル基板２と接着される側の第１の接着層５ａには、例えばイミド系の接着剤が使用される。この他、第１の接着層５ａには、エポキシ系樹脂などの接着剤も使用できる。また、第１の接着層５ａの厚みとしては、フレキシブル基板２との充分な接着強度を確保することができると共に、フレキシブル基板２及びリジッド基板３，４を真空熱プレスしたときに、接着剤がプリント配線基板１の端部からはみ出ない程度の厚みとすることが好ましい。例えば、第１の接着層５ａの厚みは、１０〜３０μｍとするのが好適である。
【００２６】
リジッド基板３，４と接着される側の第２の接着層５ｂには、例えばエポキシ樹脂系のプリプレグ（ガラス繊維に適量の樹脂を添加させたもの）などの接着剤が使用される。この他、第２の接着層５ｂには、フェノール系樹脂（基板がフェノール系の場合）などの接着剤も使用できる。また、この第２の接着層５ｂの厚みとしては、フレキシブル基板２と接着される側の面に形成された配線パターン１２の厚みとほぼ同等の厚みか、若しくはそれ以上の厚みとすることが好ましい。もちろん、この第２の接着層５ｂの厚みは、真空熱プレスにより接着剤がプリント配線基板１の端部からはみ出さない程度の厚みとすることはもちろんのことである。例えば、第２の接着層５ｂの厚みは、１０〜３０μｍとするのが好適である。
【００２７】
第３の接着層５ｃは、第１の接着層５ａ及び第２の接着層５ｂよりもフロー性の少ない接着剤を使用することが好ましい。この第３の接着層５ｃに使用する接着剤としては、例えばエポキシ樹脂が使用される。この第３の接着層５ｃにフロー性の少ない接着剤を使用すれば、真空熱プレス時の樹脂流れが少ないことから、接着剤のはみ出しを防止できると共に、この第３の接着層５ｃが芯（コア）として機能し、当該真空熱プレス時における加圧によりプリント配線基板１に生じる反りを抑制できる。
【００２８】
このように、接着シート５を、フレキシブル基板２と接着される側の第１の接着層５ａと、リジッド基板３，４と接着される側の第２の接着層５ｂと、これら第１の接着層５ａと第２の接着層５ｂの間に設けられる第３の接着層５ｃとの３層構造とし、第１の接着層５ａと第２の接着層５ｂにはフロー性の比較的高い接着剤を用い、第３の接着層５ｃにはこれらに比べてフロー性の低い接着剤を使用しているので、フレキシブル基板２及びリジッド基板３，４と接着されるそれぞれの第１の接着層５ａと第２の接着層５ｂの厚みを、従来の１層構造の接着層としたプリント配線基板に比べてその厚みを薄くすることができ、真空熱プレス時に接着剤が溶け出してプリント配線基板１の端部からはみ出るのを抑制することができる。
【００２９】
また、この第１の接着層５ａと第２の接着層５ｂにフロー性の高い接着剤を使用しているため、真空熱プレス時に接着剤内にボイドが発生し難く、接合部分における配線パターン１２近傍部及びランド８近傍部の樹脂不足を回避することができる。このため、接着シート５内には、ボイドが発生しないか又は発生しても僅かであるため、吸湿後の電子部品を実装する際にリフローでフレキシブル基板２とリジッド基板３，４とが剥離するのを防止できる。また、配線パターン１２の近傍部及びランド８の近傍部には、ボイドが生じないため、層間ショートや層間絶縁性の低下を回避できる。
【００３０】
また、フレキシブル基板２と密着性の良い接着剤を使用することができると共に、リジッド基板３，４と密着性の良い接着剤を使用することができるため、それぞれのフレキシブル基板２及びリジッド基板３，４との接合強度を充分に確保することができる。このように、フレキシブル基板２とリジッド基板３，４の異なる基材に対応した接着シート５を、１枚で形成することができるため、コストアップ及びリードタイムを大幅に低減することができる。
【００３１】
「プリント配線基板の製造方法」
次に、本実施の形態のプリント配線基板を製造する方法について簡単に説明する。
【００３２】
先ず、図３（ａ）に示すように、パターニング、露光処理、現像処理、エッチング処理などを行って、絶縁樹脂からなる２層構造としたベース９，９の表面と、裏面と、これらベース９，９間の中間部にそれぞれ所定の電気回路を形成する配線パターン１０，１１，１２を形成すると共に、各層の配線パターン１０，１１，１２同士を電気的に接続させる金属突起部１３，１４を各ベース９に形成する。そして、図３（ｂ）に示すように、フレキシブル基板２と対向する側の配線パターン１２と該フレキシブル基板２に形成されるランド８とを接続させるための金属突起部１５を形成する。
【００３３】
次に、図２で示した３層構造の接着シート５を形成する。すなわち、フレキシブル基板２と接着される側にはイミド系の接着剤からなる第１の接着層５ａを形成し、リジッド基板３，４と接着される側にはエポキシ樹脂系のプリプレグなどの接着剤からなる第２の接着層５ｂを形成し、これら第１の接着層５ａと第２の接着層５ｂとの間には、エポキシ樹脂などの接着剤からなる第３の接着層５ｃを形成する。
【００３４】
続いて、図３（ｃ）に示すように、リジッド基板３，４の前記フレキシブル基板２と接着する側に、第２の接着層５ｂが対向するように接着シート５を密着させる。この接着シート５をリジッド基板３，４に取り付けるに際しては、金属突起部１５を貫通させ、その先端部が僅かに接着シート５よりも突出するようにする。
【００３５】
次に、図４に示すように、パターニング、露光処理、現像処理、エッチング処理などを行って所定の電気回路を構成する配線パターン６と、リジッド基板３，４に形成された配線パターン１２上の金属突起部１５と電気的接続を図るためのランド８を形成し、その配線パターン６の両面にポリイミドよりなる絶縁層７，７を形成して、可撓性に富んだフレキシブル基板２を形成する。
【００３６】
次に、図１に示すように、２枚のリジッド基板３，４でフレキシブル基板２をその両側から挟み込んだ後、真空熱プレスによってこれらリジッド基板３，４及びフレキシブル基板２を接着固定させる。このとき、接着シート５は、フレキシブル基板２と密着する第１の接着層５ａと、リジッド基板３，４と密着する第２の接着層５ｂと、これら第１の接着層５ａと第２の接着層５ｂ間に設けられた第３の接着層５ｃとの３層構造とされているため、フレキシブル基板２及びリジッド基板３，４と接着されるそれぞれの接着剤が接着に必要且つ充分な最小限の量であるため、真空熱プレスによって接着剤が溶け出して基板端部からはみ出すことが抑制される。
【００３７】
また、第１の接着層５ａには、フレキシブル基板２と密着性の高い接着剤を使用し、第２の接着層５ｂには、リジッド基板３，４と密着性の高い接着剤を使用しているので、基材の異なるフレキシブル基板２とリジッド基板３，４に対してもそれぞれ充分な接着強度を確保することができる。また、第１の接着層５ａ及び第２の接着層５ｂには、フレキシブル基板２とリジッド基板３，４に対して充分な接着強度を確保するに足る接着量でよいため、接着剤中にボイドが発生しない。このため、電子部品などをリジッド基板３，４の配線パターン１０に実装するリフロー時に、接着剤の膨れ上がりを防止でき、基板内剥離を防ぐことができる。
【００３８】
また、第３の接着層５ｃは、第１の接着層５ａ及び第２の接着層５ｂに比べてフロー性の比較的低い接着剤を使用しているので、真空熱プレス時に樹脂の流れが少なく、第１の接着層５ａ及び第２の接着層５ｂに比べて強度も高い。そのため、積層構造とされたプリント配線基板１には、反りなどが発生し難い。
【００３９】
［その他の実施の形態］
以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に制限されることなく種々の変更が可能である。
【００４０】
例えば、図５に示すように、接着シート５を構成する第３の接着層５ｃに、ガラス繊維１６を混入させてもよい。第３の接着層５ｃにガラス繊維１６を混入させると、図６に示すように、各リジッド基板３，４に形成された金属突起部１５が相対向していない部分（図６中破線Ｃで囲んだ部分）では、フレキシブル基板２に曲がりが発生しない。これは、接着剤中にガラス繊維１６が混入されることによって、第３の接着層５ｃの強度が高まるからである。したがって、この接着シート５を使用すれば、層間ショート及び層間絶縁性の低下をより一層防止することができる。
【００４１】
また、上述した実施の形態の製造方法は、一例であり、リジッド基板３，４、フレキシブル基板２及び接着シート５の製造方法を限定するものではない。
【００４２】
【発明の効果】
本発明のプリント配線基板によれば、接着シートを少なくとも２層以上の積層構造とし、フレキシブル基板と接着される側の第１の接着層と、リジッド基板と接着される側の第２の接着層とに分けたので、フレキシブル基板及びリジッド基板と接着されるそれぞれの接着層の厚みを、それぞれの基板に対して充分な接合強度を持って接着するのに足る厚みとなし得るため、接着剤のはみ出し量を最小限に抑えることができる。また、フレキシブル基板及びリジッド基板の各接合部分におけるボイドの発生を抑制でき、基板内剥離を防止することができ、接合強度の高い信頼性に優れたプリント配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明を適用したプリント配線基板の拡大断面図である。
【図２】図２は、本発明のプリント配線基板を構成する接着シートの要部拡大断面図である。
【図３】図３は、本発明のプリント配線基板を構成するリジッド基板の製造工程を示す断面図であり、（ａ）は２層構造としたベースに配線パターンを形成する工程、（ｂ）はフレキシブル基板と接着する側の配線パターン上に金属突起部を形成する工程、（ｃ）はリジッド基板に接着シートを密着させる工程を示す。
【図４】図４は、フレキシブル基板を製造する工程を示す断面図である。
【図５】図５は、第３の接着層にガラス繊維を混入させた接着シートの要部拡大断面図である。
【図６】図６は、ガラス繊維を第３の接着層に混入させた接着シートを使用してリジッド基板とフレキシブル基板を接着固定してなるプリント配線基板の拡大断面図である。
【図７】図７は、従来の積層構造のプリント配線基板の拡大断面図である。
【符号の説明】
１…プリント配線基板
２…フレキシブル基板
３，４…リジッド基板
５…接着シート
５ａ…第１の接着層
５ｂ…第２の接着層
５ｃ…第３の接着層
１０，１１，１２…配線パターン
１３，１４，１５…金属突起部
１６…ガラス繊維
【図１】
2004335602.tif 000003
【図２】
2004335602.tif 000004
【図３】
2004335602.tif 000005
【図４】
2004335602.tif 000006
【図５】
2004335602.tif 000007
【図６】
2004335602.tif 000008
【図７】
2004335602.tif 000009