(57)【要約】【課題】本発明は、基板を曲げた際に封止材のエッジ部に応力が発生し、基材表面に配線された導電性回路にクラックが発生して導通不良等の不具合が発生するのを防止できる部品実装フレキシブル回路基板を提供する。【解決手段】実装部品を基材に固定する封止材のエッジ部に、ポリエステル系樹脂、ゴム系樹脂、アクリル系樹脂のいずれか一つまたはそれらの組み合わせからなる緩衝層をスクリーン印刷等の印刷法により形成する。これにより、該緩衝層が封止材のエッジ部に発生する応力を吸収することにより、基材表面に配線された導電性回路にクラックが発生するのを防止できる。【選択図】      図１
2004356143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有するフィルム状基板の少なくとも一方の面に導電性回路と、該導電性回路に電気接続されるとともに封止材で固着強化された実装部品を有するフレキシブル回路基板において、前記封止材のエッジ部に緩衝層を配設したことを特徴とする部品実装フレキシブル回路基板。
【請求項２】
前記緩衝層が印刷法により形成されていることを特徴とする請求項１記載の部品実装フレキシブル回路基板。
【請求項３】
前記緩衝層が封止材よりも軟らかいことを特徴とする請求項１記載の部品実装フレキシブル回路基板。
【請求項４】
前記緩衝層がポリエステル系樹脂、ゴム系樹脂、アクリル系樹脂のいずれか一またはそれらの組み合わせからなることを特徴とする請求項１、３記載の部品実装フレキシブル回路基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリイミド（ＰＩ）等からなる可撓性を有するフィルム状基板の表面にチップ部品を実装することにより構成されたフレキシブル回路基板（例えばメンブレン基板やフレキシブル回路（ＦＰＣ））に関し、特に部品実装部を曲げた際の導電性回路の耐クラック性を向上させた部品実装フレキシブル回路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のフレキシブル回路基板、例えばメンブレン基板は図３に示すように構成されている（例えば、特許文献１参照）。即ち、図３においてメンブレン基板３１は、ＰＥＴからなるフィルム状の基材３２と、該基材の表面に形成された導電性回路３３と、該導電性回路３３の上から該基材３２上に形成されたレジスト層３４と、該レジスト層３４の切り欠き穴３５内に露出した部品実装部の導電性回路３３に塗布された導電性接着剤３６と、該導電性接着剤３６により導電性回路３３と電気導通可能に接続されたチップ部品３７と、該チップ部品３７の電気接続部と前記レジスト層３４の切り欠き穴３５内に露出している導電性回路３３および前記レジスト層３４の切り欠き穴３５周辺を覆うように塗布された封止材３８と、から構成されている。
【０００３】
ここで、封止材３８はチップ部品３７の電気接続部と導電性回路３３の露出部を覆うことにより電気絶縁を図るとともにチップ部品３７の基材３２への固着を強化している。
そして、このような基板は、ＰＥＴなどのフィルム状の基材を用いているため、基材自身が柔らかく、可撓性を有しており、機器内部配線として曲げたりして使用されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１２５３０５号公報（第４頁、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のメンブレン基板３１は、基材３２は可撓性があるものの、それに比べ封止材３８の硬度が高く、可撓性が低いために、基材３２を曲げた際に封止材３８で固着した部分が曲げに追随できず、特に封止材３８のエッジ部に曲げ応力が集中し、該エッジ部下に配設された導電性回路３３にクラックが発生し、電気導通不能になる恐れがある。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので部品実装部を曲げた際の導電性回路の耐クラック性を向上させた部品実装フレキシブル回路基板を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、
請求項１にかかる発明は、可撓性を有するフィルム状基板の少なくとも一方の面に導電性回路と、該導電性回路に電気接続されるとともに封止材で固着強化された実装部品を有するフレキシブル回路基板において、前記封止材のエッジ部に緩衝層を配設したことを特徴とする部品実装フレキシブル回路基板である。
【０００７】
請求項２にかかる発明は、前記緩衝層が印刷法により形成されていることを特徴とする請求項１記載の部品実装フレキシブル回路基板である。
【０００８】
請求項３にかかる発明は、前記緩衝層が封止材よりも軟らかいことを特徴とする請求項１記載の部品実装フレキシブル回路基板である。
【０００９】
請求項４にかかる発明は、前記緩衝層がポリエステル系樹脂、ゴム系樹脂、アクリル系樹脂のいずれか一またはそれらの組み合わせからなることを特徴とする請求項１、３記載の部品実装フレキシブル回路基板である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例にかかる部品実装フレキシブル回路基板について添付図面を参照して具体的に説明する。なお、本発明は、下記実施の形態に限定されず、各種変更が可能であり、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の基板を用いたメンブレン回路やポリイミド（ＰＩ）等の耐熱性の基板を用いたフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）などにおいても実施可能である。
図１は本発明の実施例にかかる部品実装フレキシブル回路基板の概略断面図であり、図２は同概略平面図である。なお、図１、２ともフレキシブル回路基板のうち、部品を実装した代表的部分のみを示したものである。
【００１１】
図１に示すように、本発明のフレキシブル回路基板１は、ＰＥＴ等からなる基材２の表面に形成された導電性回路３と、該導電性回路３の上に形成され部品実装部に切り欠き穴４を有するレジスト層５と、該レジスト層５の切り欠き穴４内に露出した部品実装部の導電性回路３に塗布された導電性接着剤６と、該導電性接着剤６により導電性回路３と電気導通可能に接続されたチップ部品７と、該チップ部品７の電気接続部と前記レジスト層５の切り欠き穴４内に露出している導電性回路３および前記レジスト層５の切り欠き穴４周辺を覆うように塗布された封止材８と、該封止材８の外周エッジ部とレジスト層５との間に配設された緩衝層９と、から構成されている。図１、図２から明らかなように、封止材８はチップ部品７の周囲全体を覆い、その外縁部は緩衝層９に乗り上げている。
【００１２】
フレキシブル回路基板１の基材２は可撓性が要求されるとともに回路形成用導電性ペーストを印刷後、導電性ペースト中に含まれる溶剤をＩＲ炉やＢＯＸ炉で加熱して揮発させるために耐熱性が要求される。そこで、一般的にはポリエステル系フィルムのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のフィルム状シートが用いられ、シートの厚さは用途によって適宜選択されるが５０μｍ〜１００μｍの厚さのものが一般に用いられている。
【００１３】
導電性回路３は基材２の表面に銀ペーストやカーボンペーストまたは両者の混合ペースト等の導電性ペーストをスクリーン印刷等で印刷して形成される。導電性ペーストは通常溶剤を含むのもが多く、前述のように印刷後直ちにＩＲ炉やＢＯＸ炉で乾燥されなければならない。なお、導電性回路３の配線パターンは用途に応じて適宜設計される。
【００１４】
レジスト層５は導電性回路３を湿度や埃などの環境から保護するための永久マスクとして使用されるが、導電性ペーストや導電性接着剤を乾燥させるときの加熱に耐えるために絶縁性ソルダーレジストが用いられる。レジスト層５はスクリーン印刷により所望の厚さに形成されるが、チップ部品７を実装する部分は予め避けて形成される。
【００１５】
導電性接着剤６は前述の導電性ペーストと同様に樹脂をベースに金属やカーボン等の導電性粒子を配合したペースト状の導電性樹脂であり、高い導電性と接着強度が要求されることからエポキシ系のものが多い。導電性粒子としては、金、銀、ニッケル、カーボンなどが用いられているが、銀は高価であることとマイグレーションの問題があるため用途に応じて適宜選択される。
導電性接着剤６はチップ部品７を実装する部分に予め印刷法により塗布され、チップ部品７が該導電性接着剤６上に載置された後、所定条件で乾燥されてチップ部品７が導電性回路３に電気接続される。
【００１６】
緩衝層９はレジスト層５の切り欠き穴４の周辺部上に、部品実装部を囲むように、例えばスクリーン印刷法などにより印刷され、所定条件で乾燥されて形成される。
緩衝層９は基材２の変形により発生する圧縮歪みや引張歪みを吸収するために、ポリエステル系樹脂、ゴム系樹脂、アクリル系樹脂などの軟らかい樹脂が適している。
【００１７】
封止材８はチップ部品７の周囲に露出した導電性接着剤６と導電性回路３を覆い、チップ部品７と緩衝層９の間に形成された凹部を埋めるとともに外縁部が緩衝層に乗り上げるように塗布された後、所定条件で乾燥されて、本発明のフレキシブル回路基板１が完成される。
【００１８】
【実施例】
以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、以下の実施例や比較例において、部品実装部の評価を定量的に行うために基材の中央部にのみ部品を１個搭載したサンプルを作製した。
【００１９】
【実施例１】
ポリエステルフィルム（長さ１５０ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ７５μｍ）に銀ペーストを印刷して導電性回路を形成し、チップ部品実装部を除く導電性回路の保護のためにエポキシ系レジストを塗布して厚さ約２０μｍのレジスト層を形成した。次ぎにチップ部品実装部の所定箇所に導電性接着剤を印刷した後、ダイオード（縦１．６ｍｍ、横０．８ｍｍ、高さ０．５ｍｍ）を実装し、実装部品周囲のレジスト層の上に、ポリエステル系樹脂ペーストを印刷して、外径４ｍｍ、内径３ｍｍ、高さ５０μｍ（実装部品の高さの１／１０相当高さ）のドーナツ状の緩衝層を形成し、１２０℃×３０分の乾燥を行った。さらに、封止材）を塗布して１２０℃×３０分の乾燥を行った。
【００２０】
【実施例２】
ポリエステルフィルム（長さ１５０ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ７５μｍ）に銀ペーストを印刷して導電性回路を形成し、チップ部品実装部を除く導電性回路の保護のためにエポキシ系レジストを塗布して厚さ約２０μｍのレジスト層を形成した。次ぎにチップ部品実装部の所定箇所に導電性接着剤を印刷した後、ダイオード（縦１．６ｍｍ、横０．８ｍｍ、高さ０．５ｍｍ）を実装し、実装部品周囲のレジスト層の上に、アクリル系樹脂ペーストを印刷して、外径４ｍｍ、内径３ｍｍ、高さ５０μｍ（実装部品の高さの１／１０相当高さ）のドーナツ状の緩衝層を形成し、１２０℃×３０分の乾燥を行った。さらに、封止材を塗布して１２０℃×３０分の乾燥を行った。
【００２１】
【実施例３】
ポリエステルフィルム（長さ１５０ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ７５μｍ）に銀ペーストを印刷して導電性回路を形成し、チップ部品実装部を除く導電性回路の保護のためにエポキシ系レジストを塗布して厚さ約２０μｍのレジスト層を形成した。次ぎにチップ部品実装部の所定箇所に導電性接着剤を印刷した後、ダイオード（縦１．６ｍｍ、横０．８ｍｍ、高さ０．５ｍｍ）を実装し、実装部品周囲のレジスト層の上に、ゴム系樹脂ペーストを印刷して、外径４ｍｍ、内径３ｍｍ、高さ５０μｍ（実装部品の高さの１／１０相当高さ）のドーナツ状の緩衝層を形成し、１２０℃×３０分の乾燥を行った。さらに、封止材を塗布して１２０℃×３０分の乾燥を行った。
【００２２】
【実施例４】
ポリエステルフィルム（長さ１５０ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ７５μｍ）に銀ペーストを印刷して導電性回路を形成し、チップ部品実装部を除く導電性回路の保護のためにエポキシ系レジストを塗布して厚さ約２０μｍのレジスト層を形成した。次ぎにチップ部品実装部の所定箇所に導電性接着剤を印刷した後、ダイオード（縦１．６ｍｍ、横０．８ｍｍ、高さ０．５ｍｍ）を実装し、実装部品周囲のレジスト層の上に、応力緩衝層として、先ず、アクリル系樹脂ペーストを印刷して、外径４ｍｍ、内径３ｍｍ、高さ２５μｍのドーナツ状に形成し、さらにその上にポリエステル系樹脂ペースト（例えば、藤倉化成製ＸＢ−１０１Ｇ）を重印刷して、緩衝層の高さが５０μｍ（実装部品の高さの１／１０相当高さ）になるようにした後、１２０℃×３０分の乾燥を行った。最後に、封止材を塗布して１２０℃×３０分の乾燥を行った。
【００２３】
【比較例】
次に、本願発明の緩衝層の効果を確認するために、以下のようにして緩衝層を配設しないサンプル、硬度の高い緩衝層を配設したサンプルを作製して比較評価した。
【００２４】
【比較例１】
ポリエステルフィルム（長さ１５０ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ７５μｍ）に銀ペーストを印刷して導電性回路を形成し、チップ部品実装部を除く導電性回路の保護のためにエポキシ系レジストを塗布して厚さ約２０μｍのレジスト層を形成した。次ぎにチップ部品実装部の所定箇所に導電性接着剤を印刷した後、ダイオード（縦１．６ｍｍ、横０．８ｍｍ、高さ０．５ｍｍ）を実装し１２０℃×３０分の乾燥を行った後、封止材を塗布し、１２０℃×３０分の乾燥を行った。
【００２５】
【比較例２】
ポリエステルフィルム（長さ１５０ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ７５μｍ）に銀ペーストを印刷して導電性回路を形成し、チップ部品実装部を除く導電性回路の保護のためにエポキシ系レジストを塗布して厚さ約２０μｍのレジスト層を形成した。次ぎにチップ部品実装部の所定箇所に導電性接着剤を印刷した後、ダイオード（縦１．６ｍｍ、横０．８ｍｍ、高さ０．５ｍｍ）を実装し、実装部品周囲のレジスト層の上に、封止材よりも硬いエポキシ樹脂を印刷して、外径４ｍｍ、内径３ｍｍ、高さ５０μｍ（実装部品の高さの１／１０相当の高さ）のドーナツ状の緩衝層を形成し、１２０℃×６０分の乾燥を行った。さらに、封止材を塗布して１２０℃×３０分の乾燥を行った。
【００２６】
上記実施例１、２，３、４と比較例１、２のサンプルについて以下の３項目について評価した。
１）曲面搭載試験
半径５０ｍｍの曲面状架台に搭載して回路抵抗の変化を調べる。抵抗増加率が１０％以内のものを合格（○）とし、１０％を越えるものを不合格（×）とした。
２）屈曲試験
サンプルの両端を掴み、部品実装部に１０％の曲げ歪みが発生する様に繰り返し屈曲させ、１０万回屈曲させた後の導電性回路の導通有無を調べた。導通の有るもの（回路抵抗１０−２Ω・ｃｍ未満）を合格（○）とし、導通の無いもの（導体抵抗１０−２Ω・ｃｍ以上）を不合格（×）とした。
３）耐熱試験
８０℃で２４０時間加熱した後、室温に冷却後、封止材のエッジ部分を、基材の裏面より９０°の角度に曲げて剥離するかどうか調べた。剥離しないものを合格（○）とし、剥離したものを不合格（×）とした。
【００２７】
以上の試験結果を表１に纏めて示す。表１より、実装部品の高さの１／３以上の高さの緩衝層を有するメンブレン基板はいずれの試験にも合格したが、緩衝層の無いものや有っても緩衝層の高さが実装部品の高さの１／３よりも小さいメンブレン基板は屈曲試験後に導通不良が発生したり、耐熱試験後の曲げ試験で封止材が剥離することが確認された。
【００２８】
【表１】
2004356143.tif 000003
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の部品実装メンブレン基板は、封止材のエッジ部に緩衝層を有しているので、封止材のエッジ部に発生する応力をこの緩衝層が吸収することによって基材や基材表面に配線された導電性回路にクラックが発生するのを防ぐ効果が有る。また、緩衝層は印刷法により形成できるのでその位置決めが容易であり、緩衝層自身の歩留まり向上とともに自由な形態に設計できる。
【００３０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る部品実装フレキシブル回路基板を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る部品実装フレキシブル回路基板を示す概略平面図である。
【図３】従来の部品実装フレキシブル回路基板を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１・・・部品実装フレキシブル回路基板、２・・・基材、３・・・導電性回路、
４・・・切り欠き穴、５・・・レジスト、６・・・導電性接着剤、７・・・チップ部品、
８・・・緩衝層、９・・・封止材
【図１】
2004356143.tif 000004
【図２】
2004356143.tif 000005
【図３】
2004356143.tif 000006