(57)【要約】【課題】  フレキシブル基板の放熱性を向上させる。【解決手段】  フレキシブル基板１０は、支持膜２０、配線層３０、配線層３１、樹脂層４０、および樹脂層４１を備える。樹脂層４０および樹脂層４１には、それぞれ粒子状の充填材５０が充填されている。充填材５０は、樹脂層４０、樹脂層４１の表面において露出している。樹脂層４０に充填された充填材５０は、樹脂層４０の熱伝導率よりも良好な熱伝導率を有する材料により形成されている。同様に、樹脂層４１に充填された充填材５０は、樹脂層４１の熱伝導率よりも良好な熱伝導率を有する材料により形成されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線層と、
前記配線層を被覆する樹脂層と、
前記樹脂層に充填された充填材と、
を備え、
前記充填材の一部が前記樹脂層から露出していることを特徴とするフレキシブル基板。
【請求項２】
前記充填材の熱伝導率が前記樹脂層の熱伝導率よりも高いことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル基板。
【請求項３】
前記充填材の露出部分が前記樹脂層の表面から突出していることを特徴とする請求項１または２に記載のフレキシブル基板。
【請求項４】
前記充填材の露出部分が前記樹脂層の表面に対して凹になっていることを特徴とする請求項１または２に記載のフレキシブル基板。
【請求項５】
前記充填材の一部が配線層と接していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフレキシブル基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性を有する配線基板として知られるフレキシブル基板に関する。より具体的には、本発明は放熱性に優れたフレキシブル基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＳＩのさらなる高性能化、高機能化にともない、その消費電力は増加の傾向にある。また、電子機器の小型化にともなって、実装基板にも小型化、高密度化が求められている。このため、回路基板の体積当たりの消費電力（熱密度）は上昇し、その放熱対策の必要性が高まっている。このため、近年では、回路装置の基板として高い放熱性を有する金属基板を用いるとともに、その金属基板上に、ＩＣやＬＳＩなどの回路素子を装着するなどの技術開発が行われている（たとえば、特許文献１）。
【０００３】
一方、機器の小型化、機器設計の自由度向上の要求から、フレキシブル基板が多用されるようになってきた。フレキシブル基板は、たとえば、絶縁物からなる支持膜と、支持膜に接するように金属で形成された配線層と、配線層を被覆する樹脂層とを含む。フレキシブル基板は硬質プリント基板に対して非常に薄く、同時に質量も小さいため、機器の小型化、軽量化に非常に貢献している（たとえば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−２８８６０５号公報
【特許文献２】特開２００３−８６９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のフレキシブル基板は、熱の伝達経路が配線層のみであったため、放熱性に乏しく、熱が内部にこもってしまうという問題があった。この結果、回路素子等で発生した熱が効率的に放熱されず、回路素子の温度が上昇することにより、回路素子の動作が不安定になる可能性があった。
【０００５】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、フレキシブル基板の放熱性を向上させる技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様は、フレキシブル基板である。このフレキシブル基板は、配線層と、配線層を被覆する樹脂層と、樹脂層に充填された充填材と、を備え、充填材の一部が樹脂層から露出していることを特徴とする。
【０００７】
この態様によれば、充填材の一部が空気と直に接することにより、フレキシブル基板の内部の熱が空気に伝導しやすくなるので、配線層の熱が効率的に放熱される。
【０００８】
上記態様において、充填材の熱伝導率が樹脂層の熱伝導率よりも高いことが好ましい。これによれば、充填材を含めた樹脂層全体の熱伝導率が向上するとともに、充填材が熱伝導の経路となることにより、フレキシブル基板の内部の熱が外部に効率的に放熱される。
【０００９】
また、上記態様において、充填材の露出部分が樹脂層の表面から突出していてもよい。これによれば、充填材の露出部分が、樹脂層から突出しているために、フレキシブル基板の最外層の表面積が増大するので、フレキシブル基板の内部の熱が空気に伝導しやすくなる。
【００１０】
また、上記態様において、充填材の露出部分が樹脂層の表面に対して凹になっていてもよい。これによれば、充填材が樹脂層から脱離することが抑制されるので、フレキシブル基板の耐久性が向上する。
【００１１】
また、上記態様において、充填材の一部が配線層と接していてもよい。これによれば、配線層の熱をより効率的に外部に逃がすことができる。
【００１２】
なお、上述した各要素を適宜組み合わせたものも、本件特許出願によって特許による保護を求める発明の範囲に含まれうる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、フレキシブル基板の放熱性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１５】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るフレキシブル基板１０の構造を示す断面図である。フレキシブル基板１０は、支持膜２０、配線層３０、配線層３１、樹脂層４０、および樹脂層４１を備える。
【００１６】
支持膜２０は、可撓性を有する絶縁性の樹脂により形成される。たとえば、支持膜２０は、ポリイミド、液晶ポリマーフィルム、ポリエーテルケトン類、ポリフェニレンサルファイド、シンジオタクチックポリスチレンなどから、耐熱性などの特性に関する条件に応じて選ばれる。
【００１７】
配線層３０および配線層３１は、支持膜２０の表面および裏面にそれぞれ形成されている。配線層３０および配線層３１は、支持膜２０の表面および裏面にスパッタやメッキなどによりそれぞれ銅箔を形成した後、フォトリソグラフィ法とエッチング法を組み合わせて、配線パターンに合わせてそれぞれパターニングすることにより形成される。なお、配線層３０および配線層３１は、支持膜２０を貫通するスルーホールに埋め込まれた銅などの金属によって電気的に接続されていてもよい。配線層３０の端部には、回路基板等に設けられたコネクタの電極に接続されるリード部（図示せず）が樹脂層４０から露出した状態で設けられている。
【００１８】
配線層３０および配線層３１は、それぞれ絶縁材からなる樹脂層４０および樹脂層４１で被覆されている。樹脂層４０および樹脂層４１は、フレキシブル基板１０の最外層に位置し、一方の面が空気と接している。樹脂層４０および樹脂層４１は、ポリイミド、液晶ポリマーフィルム、ポリエーテルケトン類、ポリフェニレンサルファイド、シンジオタクチックポリスチレンなどから、耐熱性などの特性に関する条件に応じて選ばれる。
【００１９】
樹脂層４０および樹脂層４１を配線層３０および配線層３１にそれぞれ被覆させる方法としては、樹脂層４０および樹脂層４１の材料となるポリイミドなどの前駆体を塗布、乾燥、硬化するキャスティング法、熱可塑性のポリイミドなどを熱圧着するラミネート法などがある。
【００２０】
樹脂層４０および樹脂層４１には、それぞれ粒子状の充填材５０が充填されている。以下の説明において、樹脂層４０に充填された充填材５０と、樹脂層４１に充填された充填材５０とは同様であるため、樹脂層４０に充填された充填材５０について説明し、樹脂層４１に充填された充填材５０については説明を適宜省略する。充填材５０はその一部が樹脂層４０から露出し、空気に触れている。充填材５０は、樹脂層４０の熱伝導率よりも良好な熱伝導率を有する材料により形成されている。たとえば、充填材５０は、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素などの熱伝導率が良好な材料からなる粒子から選ばれることが好ましい。本実施形態では、充填材５０の露出部分が、樹脂層４０から突出している。なお、本実施形態の充填材５０の粒径は、樹脂層４０の膜厚より小さいため、配線層３０に接していない。なお、充填材の充填率（樹脂層に対する充填材の体積比）は、２０〜８０％であることが好ましい。充填材の充填率が２０％より少ない場合には、充填材を充填することによる熱伝導率向上の効果がほとんど得られなくなる。一方、充填材の充填率が８０より多い場合には、フレキシブル基板としての柔軟性または可撓性が不足する。また、充填材の表面粗さ（算術平均粗さ：Ｒａ）は、充填材の粒径の５％以上の値であることが望ましい。充填材の表面粗さが大きいほど、充填材と樹脂層との間のアンカー効果が増大するため、樹脂層からの充填材粒子の脱落を抑制することができる。
【００２１】
このように、充填材５０が樹脂層４０の表面において露出し、充填材５０の一部が空気と直に接することにより、フレキシブル基板１０の内部の熱が空気に伝導しやすくなるので、配線層３０の熱が効率的に放熱される。また、充填材５０の露出部分が、樹脂層４０から突出しているために、フレキシブル基板１０の最外層の表面積が増大するので、フレキシブル基板１０の内部の熱が空気に伝導しやすくなる。
【００２２】
（充填材の充填方法）
樹脂層４０および樹脂層４１をキャスティング法により形成する場合には、樹脂層４０および樹脂層４１が硬化する前に、充填材５０を樹脂層４０および樹脂層４１にそれぞれ吹き付けることにより、樹脂層４０および樹脂層４１に充填材５０がそれぞれ埋め込まれる。充填材５０を突き付ける際に、吹き付け速度等の吹きつけ条件を制御することにより、粒子の一部を樹脂層４０および樹脂層４１から突出させた状態で露出させるとともに、配線層３０および配線層３１に接触させないようにすることができる。
【００２３】
また、樹脂層４０および樹脂層４１をラミネート法により形成する場合には、充填材５０がそれぞれ予め埋め込まれた樹脂層４０および樹脂層４１を用いることができる。
【００２４】
表１は、本実施形態に用いることができる材料の一覧である。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
本実施形態のフレキシブル基板１０は、表１に示した材料を適宜組み合わせることにより形成されうる。
【００２７】
（実施形態２）
図２は、実施形態２に係るフレキシブル基板１１の構造を示す断面図である。実施形態２に係るフレキシブル基板１１の説明において、実施形態１に係るフレキシブル基板１０と同様な構成については説明を適宜省略する。
【００２８】
実施形態２では、実施形態１で用いられる充填材５０と材質が同様な充填材５１が用いられる。充填材５１は、その一部が露出した状態で樹脂層４０および樹脂層４１に充填されている。樹脂層４０に埋め込まれた充填材５１の粒径は、樹脂層４０の膜厚よりも大きい。このため、実施形態１では、充填材５０が配線層３０に接っしていないが、本実施形態の充填材５１は、配線層３０に部分的に接触している。
【００２９】
これにより、配線層３０を伝導してきた熱が充填材５１を伝わってフレキシブル基板１１の外部に伝導しやすくなるため、フレキシブル基板１１の放熱性をより向上させることができる。
【００３０】
（実施形態３）
図３は、実施形態３に係るフレキシブル基板１２の構造を示す断面図である。実施形態３に係るフレキシブル基板１２の説明において、実施形態１に係るフレキシブル基板１０と同様な構成については説明を適宜省略する。
【００３１】
実施形態３では、実施形態１で用いられる充填材５０と材質が同様な充填材５２が用いられる。実施形態３では、充填材５２が、樹脂層４０および樹脂層４１の表面から陥没した状態で、樹脂層４０および樹脂層４１に充填されている。なお、本実施形態の充填材５２は、配線層３０および配線層３１に接していない。樹脂層４０に充填された充填材５２が、樹脂層４０の表面から陥没していることにより、樹脂層４０の表面に凹部が形成されている。充填材５２の一部は、この凹部の底部において、樹脂層４０から露出し、空気に触れている。
【００３２】
このように、充填材５２が樹脂層４０の表面に形成された凹部において露出し、充填材５２の一部が空気に直に接することにより、フレキシブル基板１２の内部の熱が空気に伝導しやすくなる。また、充填材５２が、フレキシブル基板１２の他の部分や、フレキシブル基板１２以外の回路装置等と接触することが抑制されるため、充填材５２が樹脂層４０から脱離することが抑制され、フレキシブル基板１２の耐久性が向上する。
【００３３】
（実施形態４）
図４は、実施形態４に係るフレキシブル基板１３の構造を示す断面図である。実施形態４に係るフレキシブル基板１３の説明において、実施形態３に係るフレキシブル基板１２と同様な構成については説明を適宜省略する。
【００３４】
実施形態４では、実施形態３で用いられた充填材５２と材質が同様な充填材５３が用いられる。実施形態３では、充填材５２は、配線層３０に接していないが、本実施形態では、充填材５３は、その一部が配線層３０に接している。
【００３５】
これにより、配線層３０を伝導してきた熱が充填材５３を伝わってフレキシブル基板１３の外部に伝導しやすくなるため、フレキシブル基板１３の放熱性をより向上させることができる。
【００３６】
本発明は、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうるものである。
【００３７】
上述の各実施の形態では、充填材が樹脂層の表面に対して、凸または凹になっているが、これに限られない。充填材の一部が露出してさえいえば、図５に示した変形例に係るフレキシブル基板１５のように、充填材５４の頂部が樹脂層４０の表面の高さと等しくてもよい。また、図５に示した変形例のように、充填材５５の頂部が樹脂層４０の表面の高さと等しく、さらに、充填材５５の一部が配線層３０と接していてもよい。
【００３８】
また、上述の各実施形態では、充填材が両面の樹脂層に充填されているが、一方の面の樹脂層のみ充填材が上述したような形態で充填されていてもよい。また、上述の各実施形態では、樹脂層全体に充填材が充填されているが、放熱性が必要とされる領域に部分的に充填材が上述したような形態で充填されていてもよい。
【００３９】
また、上述の各実施形態において、充填材の大きさは均一でなくてもよく、様々な大きさの充填材が混在していてもよい。
【００４０】
また、充填材は、各実施形態または変形例のうち、いずれかひとつの形態で充填されている必要はなく、各実施形態および変形例が混在した形態で樹脂層に充填されていてもよい。
【００４１】
また、上述の各実施形態では、可撓性を有する支持膜の両面に配線層が形成されているが、配線層の構造はこれに限られない。たとえば、配線層は支持膜の片面のみに設けられていてよい。また、複数の支持膜を介して複数の配線層が積層されていてもよい。
【００４２】
また、上述の各実施形態では、樹脂層は一層であるが、これに限られない。たとえば、樹脂層が絶縁層および接着層を有する多層構造であって、絶縁層が接着層により配線層に接着されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施形態１に係るフレキシブル基板の構造を示す断面図である。
【図２】実施形態２に係るフレキシブル基板の構造を示す断面図である。
【図３】実施形態３に係るフレキシブル基板の構造を示す断面図である。
【図４】実施形態４に係るフレキシブル基板の構造を示す断面図である。
【図５】変形例に係るフレキシブル基板の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  フレキシブル基板、２０  支持膜、３０，３１  配線層、４０，４１  樹脂層、５０  充填材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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