(57)【要約】【課題】厚みを小さく設定できるとともに柔軟性を確保することができる、多層フレキシブルプリント配線板を提供する。【解決手段】フィルム状絶縁性基材１ａの少なくとも片面に配線層２を設けた複数の配線部材１，１を積層して形成される多層フレキシブルプリント配線板１００であって、各配線部材の上記絶縁性基材及び配線層に積層して設けられた未硬化の熱硬化性接着剤層４．４を、上記配線部材間で対接させるとともに硬化させて形成される接着剤層３４を備えて構成される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム状絶縁性基材の少なくとも片面に配線層を設けた複数の配線部材を積層して形成される多層フレキシブルプリント配線板であって、
各配線部材の上記絶縁性基材及び配線層に積層して設けられた未硬化の熱硬化性接着剤層を、上記配線部材間で対接させるとともに硬化させて形成される接着剤層を備える、多層フレキシブルプリント配線板。
【請求項２】
硬化後の上記接着剤層は、３ＧＰａ以下の弾性率を備え、
上記配線層間の厚みが１０〜３０μｍに設定されている、請求項１に記載の多層フレキシブルプリント配線板。
【請求項３】
フィルム状絶縁性基材の少なくとも片面に配線層を形成した複数の配線部材を積層して構成される多層フレキシブルプリント配線板の製造方法であって、
各配線部材の上記絶縁性基材及び配線層に、絶縁性のある熱硬化性接着剤層を未硬化状態で積層形成する接着剤層仮設工程と、
各配線部材に形成した上記未硬化の熱硬化性接着剤層を対接させて上記各配線部材を積層する積層工程と、
上記配線部材の積層体を加熱して上記未硬化の熱硬化性接着剤層を硬化させることにより、各配線部材を、接着剤層を介して一体化する加熱硬化工程とを含む、多層フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項４】
上記接着剤層仮設工程において、積層された上記未硬化の熱硬化性接着剤層の表面を平坦化するとともに、
上記積層工程において、表面が平坦化された上記未硬化の熱硬化性接着剤層を互いに対接して積層する、請求項３に記載の多層フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項５】
積層された上記各配線部材の対向する配線層間における上記未硬化の熱硬化性接着剤層の厚みを１０〜３０μｍに設定する厚み調整工程を含む、請求項３又は請求項４のいずれかに記載の多層フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項６】
上記未硬化の熱硬化性接着剤層は、フィルム状に形成された未硬化熱硬化性接着剤を積層することにより形成される、請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の多層フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項７】
上記未硬化の熱硬化性接着剤層は、ペースト状の未硬化熱硬化性接着剤を所定厚みで塗着することにより形成される、請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の多層フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項８】
請求項１から請求項３に記載した多層フレキシブルプリント配線板を備える、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、多層フレキシブルプリント配線板、多層フレキシブルプリント配線板の製造方法及び電子機器に関する。詳しくは、厚みを小さく設定して柔軟性を高めた多層フレキシブルプリント配線板等に関する。
【背景技術】
【０００２】
柔軟性があり、また、加工が容易なフレキシブルプリント配線板は、電子機器等の分野で多用されている。フレキシブルプリント配線板は、フィルム状の絶縁性基材の上に積層された銅箔からなる配線層を備えるとともに、この配線層に所定の配線パターンを形成して構成されている。
【０００３】
電子回路の高密度化に伴って、複数のフレキシブルプリント配線板を積層するとともに、これらプリント配線板に設けた配線パターンを接続して一体化した多層フレキシブルプリント配線板が提供されている。従来の多層フレキシブルプリント配線板は、少なくとも片面に配線層が形成された複数枚の配線部材をプリプレグを介して積層し、硬化させることにより形成されることが多い。上記プリプレグは、熱硬化性樹脂をガラスクロスに含浸、乾燥させて形成されており、積層するフレキシブルプリント配線板間に介挿されて硬化させられ、これらフレキシブルプリント配線板を一体化させる。プリプレグを用いることにより、上記プリプレグを介して対向させられる配線層間の絶縁性を確保できるとともに、各配線部材を一体化して多層フレキシブルプリント配線板を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平６−３４４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、硬化後の上記プリプレグは柔軟性が小さく、上記プリプレグを用いて多層プリント配線板を形成した場合、フレキシブルプリント配線板としての柔軟性が大きく低下する。
【０００６】
多層フレキシブルプリント配線板に柔軟性を持たせるため、各配線層に柔軟性のあるカバーレイを設け、さらに、これらカバーレイを、熱硬化性接着剤を用いて積層接着する手法を採用することもできる。しかしながら、この手法においても、各配線部材間に、上記カバーレイや上記接着剤層が存在し、多層プリント配線板の厚みが大きくなって、充分な柔軟性を確保するのは困難である。
【０００７】
本願発明は、上記従来の問題を解決し、厚みを小さく設定できるとともに柔軟性を確保することもできる、多層フレキシブルプリント配線板、多層フレキシブルプリント配線板の製造方法及び電気機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載した発明は、フィルム状絶縁性基材の少なくとも片面に配線層を設けた複数の配線部材を積層して形成される多層フレキシブルプリント配線板であって、各配線部材の上記絶縁性基材及び配線層に積層して設けられた未硬化の熱硬化性接着剤層を、上記配線部材間で対接させるとともに硬化させて形成される接着剤層を備えて構成される。
【０００９】
本願発明では、各配線部材の絶縁性基材及び配線層に未硬化の熱硬化性接着剤層を設け、その後、上記未硬化の上記熱硬化性接着剤層を対接させて硬化させることにより、複数の配線部材が一体的に積層されたフレキシブルプリント配線板が形成される。
【００１０】
各配線部材の絶縁性基材及び配線層に未硬化の熱硬化性接着剤層を設けて積層することにより、積層後の配線層間の間隔を精度高く管理することが可能となる。このため、配線部材間の絶縁性を確保することができる。また、各配線部材の絶縁性基材及び配線層に対して未硬化の熱硬化性接着剤層を形成することにより、各配線部材表面に均一な接着剤層を形成することが可能となり、硬化後における配線層と接着剤層との接合強度を確保することもできる。
【００１１】
上記構成を採用することにより、硬化後は、各配線部材間に単一の接着剤層のみ存在することになり、配線層間の距離を最小限に設定することが可能となる。このため、複数の配線部材を積層した場合にも、多層フレキシブルプリント配線板の厚みを小さく抑えることが可能となるとともに、多層フレキシブルプリント配線板に従来にない柔軟性を付与することが可能となる。
【００１２】
柔軟性と絶縁性とを確保するために、請求項２に記載した発明のように、硬化後の上記接着剤層は、３ＧＰａ以下の弾性率を備え、上記配線層間の厚みを１０〜３０μｍに設定するのが好ましい。
【００１３】
熱硬化性樹脂の硬化後の弾性率を３ＧＰａ以下に設定するとともに、上記配線層間の厚みを３０μｍ以下に設定することにより、接着剤層の変形抵抗が小さくなり、所要の柔軟性を確保することができる。上記弾性率は、IPC-TM-650; Method 2.4.19 （引張強度と伸び、フレキシブルプリント配線材料）に基づいて設定することができる。
【００１４】
また、上記配線層間の厚みを１０μｍ以上に設定することにより、対向して積層される各配線層間の絶縁性を確保することが可能となる。
【００１５】
接着剤層の厚みを上記のように設定することにより、対向する配線層間の絶縁性を確保できるとともに、多層プリント配線板に柔軟性を持たすことができる。
【００１６】
上記接着剤層を構成する熱硬化性樹脂として、たとえば、ウレタンアクリレート系樹脂又はエポキシアクリレート系樹脂を採用することができる。
【００１７】
上記熱硬化性接着剤として、ウレタンアクリレート系樹脂を採用する場合、ソフトセグメントとして、ポリエーテル（ポリプロピレングリコール）、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルジオール等の樹脂成分を採用することができる。ハードセグメントとして、芳香属イソシアネート（トリレンジイソシアネート）、脂環式イソシアネート（イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート）、脂肪属イソシアネート（ヘキサメチレンジイソシアネート）等を採用することができる。また、架橋部として、ヒドロキシエチル、ヒドロキシプロピル、ヒドロキシブチルアクリレート及びそのε−カプロラクトン付加物、グリセリンジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等の樹脂を採用できる。
【００１８】
一方、上記熱硬化性接着剤として、エポキシアクリレート系樹脂を採用する場合、エポキシ成分として、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、グリセロールポリグリシジルエーテル、１，６ヘキサングリシジルエーテル等の樹脂成分を採用できる。また、アクリル成分として、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸ダイマー、アクリル酸＋ラクトン等の樹脂を採用できる。
【００１９】
請求項３に記載した発明は、フィルム状絶縁性基材の少なくとも片面に配線層を形成した複数の配線部材を積層して構成される多層フレキシブルプリント配線板の製造方法であって、各配線部材の上記絶縁性基材及び配線層に、絶縁性のある熱硬化性接着剤層を未硬化状態で積層形成する接着剤層仮設工程と、各配線部材に形成した上記未硬化の熱硬化性接着剤層を対接させて上記各配線部材を積層する積層工程と、上記配線部材の積層体を加熱して上記未硬化の熱硬化性接着剤層を硬化させることにより、各配線部材を、接着剤層を介して一体化する加熱硬化工程とを含んで構成される。
【００２０】
上記接着剤層仮設工程は、熱硬化性接着剤を未硬化状態で積層する工程である。たとえば、上述した構成の熱硬化性接着剤を、硬化温度以下の温度で配線部材の表面に積層して上記未硬化の接着剤層を形成することができる。
【００２１】
請求項４に記載した発明のように、上記接着剤層仮設工程において、積層された上記未硬化の熱硬化性接着剤層の表面を平坦化するとともに、上記積層工程において、表面が平坦化された上記未硬化の熱硬化性接着剤層を互いに対接して積層するのが好ましい。
【００２２】
未硬化状態の各接着剤層の表面を平坦化することにより、上記配線層上の接着剤層の厚みを精度高く管理することが可能となる。また、対接させられる接着剤層間に気泡等が形成されるのを防止できるため接着面積も大きくなり、対接させられる接着剤層間の接合強度も大きくなる。また、上記表面を平坦化すると同時に未硬化接着剤層の厚みを調整することができる。これにより、硬化後の接着剤層の厚みをより精度高く管理することも可能となる。
【００２３】
上記未硬化の接着剤層を平坦化させる手法は特に限定されることはなく、加圧ローラやプレス装置等によって各接着剤層の表面を平坦化することができる。
【００２４】
上記積層工程は、未硬化状態の接着剤同士を対接させるようにして積層することにより行われる。各配線部材の表面に上記接着剤層が形成されているため、配線層間の接着剤層の厚みを精度高く管理することが可能となる。このため、対向する配線層間の絶縁性を確保することができる。
【００２５】
また、未硬化状態の接着剤層同士を対接して一体化させることによりこれら接着剤層が互いになじみ合い、硬化後の接着強度を確保することもできる。
【００２６】
さらに、請求項５に記載した発明のように、積層された上記各配線部材の対向する配線層間における上記未硬化の熱硬化性接着剤層の厚みを１０〜３０μｍに設定する厚み調整工程を含んで構成するのが好ましい。
【００２７】
上記各配線部材に形成される熱硬化性接着剤層は、未硬化状態で積層形成されるため、対接させて硬化させることにより一体化することができるが、厚み調整工程を行うことにより、積層される各配線部材間の接着剤層の厚みをより精度高く管理して、絶縁性を確保することが可能となる。上記厚み調整工程は、加圧ローラやプレス装置等によって行うことができる。
【００２８】
上記未硬化の熱硬化性接着剤層の厚みを１０μｍ以上に設定することにより、対向する配線層間の絶縁性を確保できる。また、熱硬化性接着剤層の厚みを３０μｍ以下に設定することにより、柔軟性を確保できる。
【００２９】
上記未硬化の熱硬化性接着剤層を設ける手法は特に限定されることはない。たとえば、請求項６に記載した発明のように、上記未硬化の熱硬化性接着剤層を、フィルム状に形成された未硬化熱硬化性接着剤を積層することにより形成することができる。
【００３０】
また、請求項７に記載した発明のように、上記未硬化の熱硬化性接着剤層を、ペースト状の未硬化熱硬化性接着剤を所定厚みで上記配線面に塗着することにより形成することができる。
【００３１】
請求項８に記載した発明のように、本願発明に係る多層フレキシブルプリント配線板は、柔軟性や屈曲性を要求される種々の電子機器に適用することができる。
【発明の効果】
【００３２】
厚みを小さくすることができるとともに、柔軟性のある多層フレキシブルプリント配線板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本願発明に係る多層フレキシブルプリント配線板を製造する工程の概要を示すフローチャートである。
【図２】配線部材に未硬化の熱硬化性接着剤層を形成する接着剤層仮設工程を示す断面図である。
【図３】未硬化の熱硬化性接着剤層を形成した複数の配線部材を積層する積層工程を示す断面図である。
【図４】未硬化の熱硬化性接着剤層を対接させる積層工程を行った状態を示す断面図である。
【図５】厚み調整工程を示す断面図である。
【図６】加熱硬化工程を終えた状態を示す断面図である。
【図７】本願発明に係る多層フレキシブルプリント配線板の要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本願発明の実施形態を図に基づいて具体的に説明する。なお、本実施形態は、２枚の配線部材を積層した場合に適用したが、３枚以上の配線部材を積層した多層フレキシブルプリント配線板にも適用できる。
【００３５】
図１は、本願発明に係る多層フレキシブルプリント配線板の製造方法の概略を示すフローチャートである。
【００３６】
まず、図１及び図２に示すように、配線層２,３に配線パターンが形成された複数の配線部材１，１が準備される（Ｓ１０１）。本実施形態に係る配線部材１は、ポリイミド等のフィルム状絶縁性基材１ａの両面に銅箔を積層するとともに、エッチング等により配線パターンを設けた配線層２，３が形成されている。
【００３７】
上記配線部材１に対して、図２に示すように、絶縁性のある熱硬化性接着剤層４，４を未硬化状態で積層形成する接着剤層仮設工程（Ｓ１０２）が行われる。
【００３８】
本実施形態に係る接着剤層仮設工程（Ｓ１０２）は、上記絶縁性基材１ａの他の配線部材と積層される側の露出面２１ａ及び配線パターンを形成した配線層２の表面にフィルム状の熱硬化性接着剤４ａを積層することにより行われる。上記接着剤層仮設工程（Ｓ１０２）は、９０〜１００℃の低温で、加熱ローラ等を用いて、上記配線層２，３の表面及び上記配線層が除去された絶縁性基材１ａの露出面を覆うように、上記フィルム状の熱硬化性接着剤４ａ，４ａを両面に積層することにより行うことができる。なお、両面に配線層を形成した配線部材を採用する場合、絶縁性基材１ａの他の配線部材と積層されない側の露出面２１ｂ及び配線層３の表面には、絶縁性保護層２４が形成される。
【００３９】
上記接着剤仮設工程（Ｓ１０２）において、上記未硬化の熱硬化性接着剤層４の表面を平坦状に形成するのが好ましい（Ｓ１０３）。上記未硬化の熱硬化性接着剤層４の表面を平坦状に形成することにより、後に説明する積層工程等における接着性が高まる。また、仮設された未硬化の熱硬化性接着剤層４の厚みを均一に形成するのが好ましい。これにより、後に説明する厚み調整工程における精度をより高めることができる。
【００４０】
上記未硬化の熱硬化性接着剤層４を構成する熱硬化性樹脂として、たとえば、ウレタンアクリレート系樹脂又はエポキシアクリレート系樹脂を採用することができる。
【００４１】
上記熱硬化性樹脂として、ウレタンアクリレート系樹脂を採用する場合、ソフトセグメントとして、ポリエーテル（ポリプロピレングリコール）、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルジオール等の樹脂成分を採用することができる。ハードセグメントとして、芳香属イソシアネート（トリレンジイソシアネート）、脂環式イソシアネート（イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート）、脂肪属イソシアネート（ヘキサメチレンジイソシアネート）等を採用することができる。また、架橋部として、ヒドロキシエチル、ヒドロキシプロピル、ヒドロキシブチルアクリレート及びそのε−カプロラクトン付加物、グリセリンジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等の樹脂を採用できる。
【００４２】
一方、上記熱硬化性樹脂として、エポキシアクリレート系樹脂を採用する場合、エポキシ成分として、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、グリセロールポリグリシジルエーテル、１，６ヘキサングリシジルエーテル等の樹脂成分を採用できる。また、アクリル成分として、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸ダイマー、アクリル酸＋ラクトン等の樹脂を採用できる。
【００４３】
次に、図３に示すように、上記接着剤層４及び保護被覆層２４を設けた複数の配線部材１，１を、上記接着剤層４，４を対接するようにして積層する積層工程（Ｓ１０４）が行われる。なお、本実施形態では、２枚の配線部材１，１を積層する例を示したが、３枚以上の配線部材を一度に積層する積層工程を行うこともできる。
【００４４】
図４に示すように、上記接着剤層仮設工程（Ｓ１０２）において対接させられる上記接着剤層４，４の表面が平坦化されているため、対接させられる接着剤層４，４の間に気泡等を生じさせることなく、これら接着剤層４，４を対接させるだけで密着して積層することが可能となる。
【００４５】
上記積層工程（Ｓ１０４）を行った後、図５に示すように、配線部材１，１を積層した積層体１００ａを、両側から加圧ローラやプレス装置等によって加圧することにより、対接して一体化させられた上記未硬化の熱硬化性接着剤層３４（４，４）の厚みを調整する厚み調整工程が行われる（Ｓ１０５）。
【００４６】
図７に示すように、上記厚み調整工程（Ｓ１０５）は、対向する上記配線層２，２間の接着剤層の厚みｔが１０〜３０μｍとなるように行われる。
【００４７】
上記対向する配線層２，２間における未硬化の熱硬化性接着剤層３４（４，４）の厚みｔを１０μｍ以上に設定することにより、上記接着剤層３４を介して対向する配線層２，２間の絶縁性を確保することができる。また、厚みｔを３０μｍ以下に設定することにより、柔軟性を確保できる。
【００４８】
厚み調整工程（Ｓ１０５）において、上記絶縁性基材１ａ，１ａ及び上記配線層２，２間における接着剤層３４の厚みを設定した後、積層体１００ａを１５０〜２００℃に加熱する加熱硬化工程（Ｓ１０６）を行う。これにより上記接着剤層３４（４，４）を硬化させて、複数の配線部材１，１が一体的に積層された多層フレキシブルプリント配線板１００が製造される。
【００４９】
図６に示すように、本実施形態に係る多層フレキシブルプリント配線板１００は、配線層２，２、及び絶縁性基材１ａ，１ａ間に、絶縁性と柔軟性を確保できる厚みの接着剤層３４を設けた構成を備えている。また、上記接着剤層３４を構成する接着剤の弾性率が３ＧＰａ以下に設定されている。このため、柔軟性の高い多層フレキシブルプリント配線板を形成することができる。なお、上記弾性率は、IPC-TM-650; Method 2.4.19 （引張強度と伸び、フレキシブルプリント配線材料）に基づいて設定することができる。
【００５０】
本願発明の範囲は、上述の実施形態に限定されることはない。今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって、制限的なものでないと考えられるべきである。本願発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
厚みを小さく設定できるとともに、高い柔軟性を備えるフレキシブルプリント配線板を製造することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１ａ  絶縁性基材
１    配線部材
４    未硬化の熱硬化性接着剤層
２１ａ  絶縁性基材の積層側露出面
３４    接着剤層
１００  多層フレキシブルプリント配線板
【図１】
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【図２】
2012099513.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012099513.tif 000006
【図５】
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【図６】
2012099513.tif 000008
【図７】
2012099513.tif 000009