(57)【要約】【課題】プリント基板の小型化を妨げず、プリント基板の製造コストを上昇させずに、ＧＮＤ面積を確保することができるプリント基板、プリント基板の製造方法、及び電子装置を提供すること。【解決手段】導体層と絶縁層とを備えるプリント基板１であって、素子を実装するための中央部１９と、前記中央部１９とは、スリット１７により区分される周辺部２１と、を備え、前記中央部１９と前記周辺部２１とに跨るＧＮＤパターン２５が前記導体層に形成されていることを特徴とするプリント基板１。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体層と絶縁層とを備えるプリント基板であって、
前記導体層に形成されたＧＮＤパターンが、前記絶縁層よりも外側に突出していることを特徴とするプリント基板。
【請求項２】
導体層と絶縁層とを備えるプリント基板であって、
素子を実装するための中央部と、
前記中央部とは、スリットにより区分される周辺部と、
を備え、
前記中央部と前記周辺部とに跨るＧＮＤパターンが前記導体層に形成されていることを特徴とするプリント基板。
【請求項３】
請求項１記載のプリント基板の製造方法であって、
請求項２記載のプリント基板における前記ＧＮＤパターンは前記本体部側に残しつつ、前記周辺部を、前記本体部から取り外すことを特徴とする請求項１記載のプリント基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載のプリント基板を内蔵するとともに、導電性の筐体又はフレームを有し、
前記ＧＮＤパターンを、前記筐体又はフレームに接触させていることを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板、プリント基板の製造方法、及び電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板の多層化および部品内蔵技術の進歩によって、プリント基板の小型化が可能となっている（特許文献１参照）。しかしながら、スイッチング電源などの大電流回路においては、プリント基板の小型化によって十分なＧＮＤ面積が確保できず、リターン電流が充分に流せないため、ＥＭＣ性能が悪化する問題がある。この問題を解決しようとする場合、プリント基板のＧＮＤパターンと金属筐体等とを、オンボードコンタクト等を用いて接触させ、ＧＮＤ面積を確保する方法が一般的である。
【特許文献１】特開２００３−２６４３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の方法では、プリント基板に設けるネジ締め穴を増やしたり、バネやオンボードコンタクトを設置する必要があり、プリント基板の小型化と逆行するだけでなく、プリント基板の製造コストアップにもつながってしまう。
【０００４】
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、プリント基板の小型化を妨げず、プリント基板の製造コストを上昇させずに、ＧＮＤ面積を確保することができるプリント基板、プリント基板の製造方法、及び電子装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１のプリント基板では、導体層に形成されたＧＮＤパターンが、絶縁層よりも外側に突出している。そのＧＮＤパターンを、例えば、電子装置が備える導電性の筐体又はフレームに接続するだけで、十分なＧＮＤ面積を確保することができる。すなわち、ＧＮＤ強化を図るために、プリント基板にネジ穴やバネ等を追加する必要が無く、プリント基板の製造コストが上昇したり、そのサイズが大きくなってしまうようなことがない。
【０００６】
請求項２のプリント基板を用いれば、請求項１記載のプリント基板を容易に製造することができる。すなわち、請求項３に記載の製造方法のように、中央部と周辺部とに跨るＧＮＤパターンを中央部側に残しつつ、スリットの部分で中央部と周辺部とを分離し、周辺部を取り外せば、請求項１のプリント基板が得られる。
【０００７】
請求項４記載の電子装置は、請求項１記載のプリント基板を内蔵し、そのＧＮＤパターンを、導電性の筐体又はフレームに接触させている。そのため、プリント基板を小型化しても、ＧＮＤ面積を確保することができる。また、プリント基板と筐体又はフレームとの導通をとるために、プリント基板にネジ穴やバネ等を追加する必要がないので、プリント基板の製造コストが上昇したり、そのサイズが大きくなってしまうようなことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明を図面に基づいて具体的に説明する。
１．リジッドフレキ基板の製造
リジッドフレキ基板（プリント基板）の製造方法を図１〜図８に基づいて説明する。
（１）片面導体パターンフィルムの製造
図１（ａ）において、３は、樹脂フィルム（絶縁層）５の片面に貼着された導体箔（本例では厚さ１８μｍの銅箔）をエッチングによりパターン形成した導体パターン（導体層）７を有する片面導体パターンフィルムである。本例では、樹脂フィルム５としてポリエーテルエーテルケトン樹脂６５〜３５重量％とポリエーテルイミド樹脂３５〜６５重量％とからなる厚さ２５〜７５μｍの熱可塑性樹脂フィルムを用いている。
【０００９】
図１（ａ）に示すように、導体パターン７の形成が完了すると、次に、図１（ｂ）に示すように、片面導体パターンフィルム３の導体パターン７が形成された面と対向する面に保護フィルム９をラミネータ等を用いて貼着する。この保護フィルム９は、樹脂層と、この樹脂層の貼着面側にコーティングされた粘着剤層とからなる。粘着剤層を形成する粘着剤は、アクリレート樹脂を主成分とする、いわゆる紫外線硬化型の粘着剤であり、紫外線が照射されると架橋反応が進行し、粘着力が低下する特性を有するものである。
【００１０】
図１（ｂ）に示すように、保護フィルム９の貼着が完了すると、次に、図１（ｃ）に示すように、保護フィルム９側から炭酸ガスレーザを照射して、樹脂フィルム５に導体パターン７を底面とする有底ビアホールであるビアホール１１を形成する。なお、ビアホール１１の形成は、炭酸ガスレーザの出力と照射時間等を調整することで、導体パターン７に穴を開けないようにしている。このとき、図１（ｂ）に示すように、保護フィルム９にも、ビアホール１１と略同径の開口１３が形成される。なお、ビアホール１１の形成には、炭酸ガスレーザ以外にエキシマレーザ等が使用可能である。レーザ以外のドリル加工等のビアホール形成方法も可能であるが、レーザビームで穴あけ加工すると、微細な径で穴あけでき、導体パターン７にダメージを与えることが少ないため好ましい。
【００１１】
図１（ｃ）に示すように、ビアホール１１の形成が完了すると、次に、図１（ｄ）に示すように、ビアホール１１内に層間接続材料である導電ペースト１５を充填する。導電ペースト１５は、平均粒径５μｍ、比表面積０．５ｍ2／ｇの錫粒子３００ｇと、平均粒径１μｍ、比表面積１．２ｍ2／ｇの銀粒子３００ｇとに、有機溶剤であるテルピネオール６０ｇを加え、これをミキサーによって混練しペースト化したものである。
【００１２】
導電ペースト１５は、スクリーン印刷機により、保護フィルム９の開口１３側から片面導体パターンフィルム３のビアホール１１内に印刷充填される。ビアホール１１内への導電ペースト１５の充填は、本例ではスクリーン印刷機を用いたが、確実に充填ができるのであれば、ディスペンサ等を用いる他の方法も可能である。
【００１３】
ビアホール１１内への導電ペースト１５の充填が完了すると、図１（ｅ）に示すように、所望の位置にて、樹脂フィルム５と導体パターン７とを切り取ってスリット１７を形成する。このスリット１７は、図２に示すように、片面導体パターンフィルム３を、中央部１９と、中央部１９の周囲を囲む周辺部２１とに分ける。ただし、中央部１９と周辺部２１とは、スリットが形成されていない部分であるミシン目部２３により部分的に接続されている。スリット１７は、例えば、レーザを樹脂フィルム５に照射することによって形成することができる。また、ドリルルーターや打ち抜き加工等によってスリット１７を形成しても良い。上述した中央部１９は、後に、素子を実装する部分であり、周辺部２１は、実装機搬送用の、いわゆる耳である。
【００１４】
スリット１７の幅は、１ｍｍ以下、より好ましくは樹脂フィルム５の厚さ以下に形成することが望ましい。樹脂フィルム５は、後に詳しく説明するが、複数枚積層された状態で、加熱・加圧される。この加熱・加圧時に、樹脂フィルム５を構成する熱可塑性樹脂が軟化して流動するが、そのときにスリット１７の幅が大きいと、熱可塑性樹脂がスリット１７を塞ぐように流動するため、熱可塑性樹脂の流動量が大きくなる傾向がある。この場合、樹脂フィルム５上に形成した導体パターン７の位置ずれが発生する可能性が高くなるので、スリット１７の幅は狭く形成することが好ましい。
【００１５】
スリット１７を形成した後、紫外線ランプ（図示せず）によって保護フィルム９側から紫外線を照射する。これにより、保護フィルム９の粘着剤層が硬化され、粘着剤層の粘着力が低下する。
【００１６】
保護フィルム９への紫外線照射が完了すると、片面導体パターンフィルム３から保護フィルム９を剥離除去する。これにより、図１（ｆ）に示すように、樹脂フィルム５の所望の位置にスリット１７が形成され、かつビアホール１１内に導電ペースト１５を充填した片面導体パターンフィルム３が得られる。
【００１７】
上記の製法にて、片面導体パターンフィルム３を複数製造する。ただし、そのうちの一枚は、基本的な構造は上述したものと同様であるが、図３及び図４に示すように、導体パターン７の一部であるＧＮＤパターン２５が、スリット１７を跨いで、中央部１９から周辺部２１の外周側端部まで延びている。すなわち、スリット１７の部分において、樹脂フィルム５は切り取るが、ＧＮＤパターン２５は残しておく。以下では、片面導体パターンフィルム３のうち、上記のようにスリット１７の部分でＧＮＤパターン２５を残したものを、片面導体パターンフィルム３ａとし、スリット１７の部分で樹脂フィルム５と導体パターン７の両方が切り取られているものを片面導体パターンフィルム３ｂとする。
（２）プリント基板１の製造
図５に示すように、片面導体パターンフィルム３を複数枚積層する。積層する片面導体パターンフィルム３のうちの１枚は、ＧＮＤパターン２５が、スリット１７を跨いで、中央部１９から周辺部２１の外周側端部まで延びている片面導体パターンフィルム３ａである。その他の片面導体パターンフィルム３は、スリット１７において、樹脂フィルム５と導体パターン７の両方が切り取られている片面導体パターンフィルム３ｂである。
【００１８】
次に、この積層体の上下両面から真空加熱プレス機の加熱プレス板により加熱しながら加圧する。本例では、２５０〜３５０℃の温度に加熱しつつ、１〜１０ＭＰａの圧力で１０〜２０分間加圧した。これにより、各片面導体パターンフィルム３ａ、３ｂが相互に接着される。すなわち、各片面導体パターンフィルム３ａ、３ｂの樹脂フィルム５が熱融着して一体化される。さらに、加熱及び加圧により、ビアホール１１内の導電ペースト１５が焼結して一体化した導電性組成物となり、隣接する導体パターン７間を層間接続したプリント基板１が得られる。
【００１９】
製造されたプリント基板１では、図５及び図６に示すように、表面から裏面に至るスリット１７が形成されているが、片面導体パターンフィルム３ａのＧＮＤパターン２５が、スリット１７を跨いで、中央部１９から周辺部２１の外周側端部まで延びている。なお、図５は、図６におけるＡ−Ａ断面のうち、右半分を表す断面図である。
【００２０】
ここで、導体パターン７の層間接続のメカニズムを簡単に説明する。ビアホール１１内に充填された導電ペースト１５は、錫粒子と銀粒子とが混合された状態にある。そして、この導電ペースト１５が２５０〜３５０℃に加熱されると、錫粒子の融点は２３２℃であり、銀粒子の融点は９６１℃であるため、錫粒子は融解し、銀粒子の外周を覆うように付着する。さらに加熱が継続すると、融解した錫は、銀粒子の表面から拡散を始め、錫と銀との合金（融点４８０℃）を形成する。このとき、導電ペースト１５には１〜１０ＭＰａの圧力が加えられているため、錫と銀との合金形成に伴い、ビアホール１１内には、焼結により一体化した合金からなる導電性組成物が形成される。
【００２１】
ビアホール１１内で導電性組成物が形成されているとき、この導電性組成物は加圧されているため、導体パターン７に圧接される。これにより、導電性組成物中の錫成分と、導体パターン７を構成する銅箔の銅成分とが相互に固相拡散し、導電性組成物と導体パターン７との界面に固相拡散層を形成して電気的に接続する。
（３）リジッドフレキ基板２７の製造
まず、ドリルルーターをプリント基板１のスリット１７に挿入し、ミシン目部２３（図６参照）を切断する。このとき、スリット１７を跨ぐＧＮＤパターン２５は切断せず、そのまま残しておく。次に、スリット１７を跨ぐＧＮＤパターン２５を、周辺部２１から引き抜き、周辺部２１を取り去る。すると、図７及び図８に示すように、中央部１９の外側にＧＮＤパターン２５が突出したリジッドフレキ基板２７が得られる。なお、図８は、図７におけるＡ−Ａ断面のうち、右半分を表す断面図である。また、リジッドフレキ基板２７の表面には、素子２８が実装される。
【００２２】
２．電子装置の製造
図９に示すように、リジッドフレキ基板２７を、外部ケース２９内に収容する。外部ケース２９は、その底面に金属フレーム３１を備えており、リジッドフレキ基板２７は、図１０に示すように、その金属フレーム３１に対し、ボルト３３により固定される。リジッドフレキ基板２７のＧＮＤパターン２５は、図９及び図１０に示すように、その半ばで下方に折り曲げられ、その下方に折り曲げられた部分で金属フレーム３１に接続される。ＧＮＤパターン２５と金属フレーム３１とは、ネジ３４により固定され、電気的な導通が確保される。以上の工程により、リジッドフレキ基板２７を内蔵する電子装置３５が製造された。
【００２３】
３．リジッドフレキ基板２７等が奏する効果
(i)リジッドフレキ基板２７は、外側に突出したＧＮＤパターン２５を備えているので、そのＧＮＤパターン２５を電子装置３５の金属フレーム３１に接続するだけで、充分なＧＮＤ面積を確保することができる。すなわち、ＧＮＤ強化を図るために、リジッドフレキ基板２７にネジ穴やバネ等を追加する必要が無く、リジッドフレキ基板２７の製造コストが上昇したり、そのサイズが大きくなってしまうようなことがない。
【００２４】
(ii) ＧＮＤパターン２５は、最終的には不要となる周辺部２１を利用して形成されるものであるから、このＧＮＤパターン２５を形成しても、リジッドフレキ基板２７の取り数は変化しない。そのため、リジッドフレキ基板２７の製造コストが上昇することはない。
【００２５】
(iii)プリント基板１を用いれば、ミシン目部２３を切断するだけで、容易にリジッドフレキ基板２７を製造することができる。
尚、本発明は前記実施形態になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば、図１１に示すように、ＧＮＤパターン２５は、ネジ３４を通すためのネジ穴の周囲３７（金属フレーム３１と接触する部分）以外は、レジスト３９で覆われていてもよい。
また、ＧＮＤパターン２５は、必ずしも４箇所設ける必要はなく、例えば図１２に示すように、ノイズ源４１、または部品やパターンの配置上ＧＮＤパターンを太くできない部位４３など、ＧＮＤを強化したい箇所の近傍にのみ設けても良い。
また、図１３に示すように、ＧＮＤパターン２５を、導電性テープ４５により金属フレーム３１に貼り付けてもよい。このとき、ＧＮＤパターン２５の先端における形状を、図１３に示すように、鋸歯状とすることにより、導電性テープ４５と金属フレーム３１との接触面積を増やすことができ、接触信頼性を増すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）〜（ｆ）は片面導体パターンフィルム３の概略の製造工程を表す工程別断面図である。
【図２】片面導体パターンフィルム３の構成を表す平面図である。
【図３】片面導体パターンフィルム３の構成を表す平面図である。
【図４】片面導体パターンフィルム３の構成を表す断面図である。
【図５】プリント基板１の構成を表す断面図である。
【図６】プリント基板１の構成を表す平面図である。
【図７】リジッドフレキ基板２７の構成を表す平面図である。
【図８】リジッドフレキ基板２７の構成を表す断面図である。
【図９】電子装置３５の構成を表す斜視図である。
【図１０】リジッドフレキ基板２７と金属フレーム３１との接続部を表す断面図である。
【図１１】リジッドフレキ基板２７の構成を表す平面図である。
【図１２】リジッドフレキ基板２７の構成を表す平面図である。
【図１３】リジッドフレキ基板２７の構成を表す平面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１・・・プリント基板、３、３ａ、３ｂ・・・片面導体パターンフィルム、
５・・・樹脂フィルム、７・・・導体パターン、９・・・保護フィルム、
１１・・・ビアホール、１３・・・開口、１５・・・導電ペースト、
１７・・・スリット、１９・・・中央部、２１・・・周辺部、２３・・・ミシン目部、
２５・・・ＧＮＤパターン、２７・・・リジッドフレキ基板、２８・・・素子、
２９・・・外部ケース、３１・・・金属フレーム、３３・・・ボルト、３４・・・ネジ、
３５・・・電子装置、３９・・・レジスト、４１・・・ノイズ源、
４５・・・導電性テープ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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