JP2003023240A - カバーレイフィルム付フレキシブル回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半田付け有効面積を確保し部品等の実装が確
実に行われる信頼性の高いカバーレイフィルム付フレキ
シブル回路基板を製造する。 【解決手段】 フレキシブルベース基板７上にカバーレ
イフィルム１０を位置決めした状態で仮接合する工程
と、カバーレイフィルム１０の開口部１３に充填材２１
を充填する工程と、仮接合されたフレキシブルベース基
板７とカバーレイフィルム１０とに加熱圧着処理を施し
て本接合する工程と、カバーレイフィルム１０の開口部
１３から充填材２１を除去する工程とを有して、フレキ
シブルベース基板７の導体パターン８の一部８ａを開口
部１３から露出させたカバーレイフィルム付フレキシブ
ル回路基板１を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、導体パターンが形
成されたフレキシブルベース基板をカバーレイフィルム
によって被覆してなるカバーレイフィルム付フレキシブ
ル回路基板の製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】フレキシブル回路基板は、各種の電子機
器等において、例えば機器本体と可動部との間における
電気的配線を行ったり、迂回配線を行ったりする場合等
に汎用されている。フレキシブル回路基板は、一般に可
撓性を有する樹脂フィルムに接着剤によって銅箔を接合
したベース基材を用い、エッチング処理等を施して銅箔
に適宜の導体パターンやランド等を形成してフレキシブ
ルベース基板が備えられる。フレキシブル回路基板に
は、導体パターンやランド等を保護するために、フレキ
シブルベース基板の表面上に、カバーレイフィルムを接
合したり絶縁インクを塗布して絶縁保護部材が設けられ
る。 【０００３】絶縁インク塗布型フレキシブル回路基板
は、絶縁インクとして一般にソルダレジストが用いられ
ているが、固くて脆くまた剥離する虞も大きいソルダレ
ジストの特性から、繰返し曲げ変形等が発生する部位へ
の適用は避けてもっぱら機器内部の迂回配線用に用いら
れている。一方、カバーレイフィルム型フレキシブル回
路基板は、フレキシブルベース基板に対して接着剤付の
樹脂フィルムからなるカバーレイフィルムを加熱圧着し
て接合してなり、優れた可撓性を有して繰返し曲げ変形
等が行われても充分な信頼性を有することから機器本体
と可動部との間のケーブル等に好適に用いられている。 【０００４】従来のカバーレイフィルム型フレキシブル
回路基板５０（以下、フレキシブル回路基板５０と略称
する。）は、一般に図１４に示した製造工程を経て製造
される。フレキシブル回路基板５０には、同図（Ａ）に
示したポリイミドフィルム等の樹脂フィルム５２の主面
上にエポキシ系接着剤等の接着剤５３が塗布されたカバ
ーレイフィルム５１が用いられる。カバーレイフィルム
５１には、同図（Ｂ）に示すように所定の位置に開口部
５４が打ち抜き形成される。開口部５４は、後述するよ
うにフレキシブル配線基板５０のランド等に対応して所
定の開口幅ｄを以って形成されている。なお、開口部５
４は、形成部位に応じてその形状や開口幅ｄの大きさが
適宜決定される。 【０００５】また、フレキシブル回路基板５０には、ポ
リイミドフィルム等の樹脂フィルム５６に接着剤層５７
によって銅箔が接合されてなるフレキシブル基材に対し
て銅箔にエッチング処理等を施して所定の導体パターン
５８を形成してなるフレキシブルベース基板５５が用い
られる。フレキシブル回路基板５０は、図１４（Ｃ）に
示すようにフレキシブルベース基板５５に対してカバー
レイフィルム５１が位置決めされた状態で積層される。
フレキシブル回路基板５０は、同図に示すようにフレキ
シブルベース基板５５の所定の導体パターン５８に対し
てカバーレイフィルム５１の開口部５４が対応位置され
て外方に臨ませる。 【０００６】フレキシブル回路基板５０は、加熱圧着処
理が施されることによって、積層されたカバーレイフィ
ルム５１とフレキシブルベース基板５５とが図１４
（Ｄ）に示すように一体的に接合される。フレキシブル
回路基板５０においては、この加熱圧着処理を施す際
に、カバーレイフィルム５１側の接着剤５３を溶融させ
て導体パターン５８を充分埋めてボイドが残らないよう
に管理される。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】上述した従来のフレキ
シブル回路基板５０においては、加熱圧着処理が施され
ることによってカバーレイフィルム５１側の接着剤５３
が溶融し、図１４（Ｄ）に示すようにこの接着剤５３の
一部が開口部５４内へとはみ出すことにより導体パター
ン５８上にはみ出し部５９を形成する。フレキシブル回
路基板５０においては、このはみ出し部５９のはみ出し
量Δｄ１、Δｄ２によって開口部５４の開口幅ｄに対し
て導体パターン５８が外方に露出する幅ｅが小さくなっ
てしまう。 【０００８】フレキシブル回路基板５０には、開口部５
４を介して外方に臨ませられた導体パターン５８の表面
を半田付け領域として電子部品等が実装される。フレキ
シブル回路基板５０においては、上述した接着剤５３の
はみ出し部５９がプロセス条件によっては、そのはみ出
し量Δｄ１、Δｄ２が数十μｍ乃至数百μｍにも達して
半田付け領域の有効面積を大きく減少させるといった問
題があった。フレキシブル回路基板５０においては、こ
のために半田付け強度が劣化して実装された電子部品が
脱落したり接続不良を生じさせたりするといった問題が
あった。また、フレキシブル回路基板５０においては、
導体パターン５８上にはみ出し部５９の接着剤と半田と
が混在することで半田クラックが生じやすくなり、この
半田クラックが接続不良や電子部品等の脱落といった問
題を生じさせる。 【０００９】従来のフレキシブル回路基板５０の製造工
程においては、例えば接着剤の材料組成の改良、その溶
融粘度の調整或いは加熱圧着処理を施す熱プレスの温度
や圧力条件の調整等の対応が図られていた。また、特開
平６−２８３８４９号公報には、上述した問題点を解消
する印刷回路板用カバーレイが開示されている。すなわ
ち、この先願の印刷回路板用カバーレイは、開口部の周
辺のみに部分的な熱処理を施こすことによって接着剤の
溶融粘度を他の部位に対して高くし、開口部への接着剤
のはみ出しを抑制するようにしてなる。しかしながら、
かかる先願の印刷回路板用カバーレイは、所定の開口部
に対してそれぞれ個別に部分加熱処理を施すことから、
量産性が悪くかつ適当な治具や専用の装置を必要とする
といった問題があった。また、先願の印刷回路板用カバ
ーレイは、開口部の周辺に形成する高溶融粘度部の管理
が面倒であるとともに、開口部への接着剤のはみ出しを
確実に阻止することも困難である。 【００１０】したがって、本発明は、半田付け有効面積
を確保し部品等の実装が確実に行われる信頼性の高いカ
バーレイフィルム付フレキシブル回路基板の製造方法を
提供することを目的に提案されたものである。 【００１１】 【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
本発明にかかるカバーレイフィルム付フレキシブル回路
基板の製造方法は、所定の導体パターンが形成されたフ
レキシブルベース基板上に、導体パターンの所定部位を
露出させる開口部が形成されその他の部位を被覆するカ
バーレイフィルムを接合してなるカバーレイフィルム付
フレキシブル回路基板を製造する。カバーレイフィルム
付フレキシブル回路基板の製造方法は、フレキシブルベ
ース基板上にカバーレイフィルムを位置決めした状態で
仮接合する工程と、カバーレイフィルムの開口部に充填
材を充填する工程と、仮接合されたフレキシブルベース
基板とカバーレイフィルムとに加熱圧着処理を施して本
接合する工程と、カバーレイフィルムの開口部から充填
された充填材を除去する工程とを有してなる。 【００１２】以上の工程を有する本発明にかかるカバー
レイフィルム付フレキシブル回路基板の製造方法によれ
ば、フレキシブルベース基板とカバーレイフィルムとを
加熱圧着処理して本接合する際に、導体パターンの所定
部位を露出させるカバーレイフィルムの開口部に充填さ
れた充填材によりこの開口部への接着剤の流れ込みが阻
止される。カバーレイフィルム付フレキシブル回路基板
の製造方法によれば、フレキシブルベース基板とカバー
レイフィルムとを本接合した後に充填材を除去すること
により、開口部の開口形状が保持されてフレキシブルベ
ース基板の所定の導体パターンを所定の大きさで露出さ
せるようにする。したがって、カバーレイフィルム付フ
レキシブル回路基板の製造方法によれば、導体パターン
の半田付け有効面積が確保されるとともに接着剤と半田
との混在による半田クラックの発生が抑制されて部品等
の実装が確実に行われる信頼性の高いカバーレイフィル
ム付フレキシブル回路基板を製造する。 【００１３】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。実施の形態として
示すカバーレイフィルム付フレキシブル回路基板１（以
下、フレキシブル回路基板１と略称する。）の製造工程
も、図１に示すように、フレキシブル基材２とカバーレ
イフィルム１０とが用いられる。製造工程は、フレキシ
ブル基材２に対して所定の工程を経て製作したフレキシ
ブルベース基板７と所定の開口部１３を形成したカバー
レイフィルム１０とを仮接合する工程と、このフレキシ
ブルベース基板７とカバーレイフィルム１０との接合体
に対して開口部１３に充填材２１を充填する工程と、フ
レキシブルベース基板７とカバーレイフィルム１０とを
本接合する工程と、開口部１３から充填材２１を除去す
る工程とを経てフレキシブル回路基板１を製造する。 【００１４】フレキシブル基材２は、図２に示すように
合成樹脂フィルムからなるフィルム基材３に対して、接
着剤層４を介して金属箔５を接合してなる。フレキシブ
ル基材２は、フィルム基材３に例えば２５μｍのポリイ
ミドフィルム（デュポン社製カプトン）を用い、このフ
ィルム基材３上に例えばエポキシ系接着剤を厚み約１５
μｍ塗布して接着剤層４を形成し、この接着剤層４を介
して厚み３５μｍの圧延銅箔５を貼り合わせてなる。 【００１５】製造工程は、図３に示すように、フレキシ
ブル基材２の銅箔５上にエッチングレジスト６をパター
ン形成する（ｓ−１）。エッチングレジスト６は、例え
ばスクリーン印刷法やフォトレジスト法等によって、所
定のパターン形状に対応して銅箔５上にパターン形成さ
れる。製造工程は、フレキシブル基材２に対して不要部
分の銅箔５を除去するエッチング処理が施される（ｓ−
２）。フレキシブル基材２は、図４に示すようにエッチ
ングレジスト６に被覆された部位の銅箔５が残されると
ともに被覆されていない部位の銅箔５が除去され、導体
パターン８と銅箔除去部９とが形成される。 【００１６】製造工程は、フレキシブル基材２から導体
パターン８を被覆したエッチングレジスト６の剥離処理
が施される（ｓ−３）。フレキシブル基材２は、これに
よって図５に示すようにフィルム基材３上に接着剤層４
を介して銅箔５がパターニングされた所定形状の導体パ
ターン８が銅箔除去部９により区割り形成されてなるフ
レキシブルベース基板７を形成する。フレキシブルベー
ス基板７には、図示しないが適宜の位置に後述するカバ
ーレイフィルム１０との位置決め積層を行うためのガイ
ド穴を穿孔する穴あけが施される（ｓ−４）。なお、上
述したフレキシブルベース基板７の製造工程は、従来と
同様に行われるものであり、適宜の方法によって導体パ
ターン８が形成される。 【００１７】カバーレイフィルム１０は、図６に示すよ
うに合成樹脂フィルムからなるフィルム基材１１の一方
主面に全体に亘って熱硬化性接着剤等の反応型接着剤層
１２が塗布されてなる。フィルム基材１１には、例えば
２５μｍのポリイミドフィルム（デュポン社製カプト
ン）が用いられる。反応型接着剤層１２は、例えばエポ
キシ系接着剤、ポリイミド系接着剤或いはアクリル系接
着剤等が用いられ、約２５μｍの厚みによって形成され
る。 【００１８】製造工程は、カバーレイフィルム１０の原
反に対して開口部１３の打ち抜き加工が施される（ｓ−
５）。打ち抜き加工は、打ち抜き金型により、図７に示
すようにフレキシブルベース基板７の外形とほぼ等しい
外形を有するとともに導体パターン８の所定部位に対応
した開口部１３を有するカバーレイフィルム１０を形成
する。打ち抜き加工では、図示を省略するがフレキシブ
ルベース基板７に形成したガイド穴に対応してガイド穴
が形成される。 【００１９】製造工程は、上述した工程を経て製作した
フレキシブルベース基板７とカバーレイフィルム１０と
に第１の加熱圧着処理を施して仮接合する（ｓ−６）。
仮接合工程においては、上述したそれぞれのガイド穴を
基準として、図８に示すようにフレキシブルベース基板
７に対してカバーレイフィルム１０が位置決めされた状
態で積層される。仮接合工程においては、この状態で圧
力１Ｋｇ／ｃｍ^２乃至１００Ｋｇ／ｃｍ^２、加熱温度５
０℃乃至２００℃で加熱圧着処理を施こすことにより、
図９に示すようにフレキシブルベース基板７とカバーレ
イフィルム１０とを仮接合する。 【００２０】仮接合工程においては、上述した加熱圧着
処理の条件が、フレキシブルベース基板７やカバーレイ
フィルム１０の材料仕様、特にカバーレイフィルム１０
の反応型接着剤によりそれぞれ最適に決定され、フレキ
シブルベース基板７の導体パターン８とカバーレイフィ
ルム１０とが隙間を生じることなく完全に密着されるよ
うにする。また、仮接合工程では、加熱圧着が進行する
にしたがって反応型接着剤の硬化が進行して溶融粘度が
次第に上昇する。したがって、仮接合工程においては、
後述する本接合工程において反応型接着剤が導体パター
ン８間に充填される際にボイドが発生しないように最適
の温度・圧力条件等が決定される。 【００２１】仮接合工程は、具体的には圧力８０Ｋｇ／
ｃｍ^２、温度１９０℃の条件で、２０秒間の圧着処理を
行ってフレキシブルベース基板７とカバーレイフィルム
１０との仮接合体を製作した。仮接合体は、導体パター
ン８の表面に対してカバーレイフィルム１０が隙間なく
完全に密着した状態で得られた。なお、仮接合工程は、
フレキシブルベース基板７とカバーレイフィルム１０の
積層体を多数枚重ね合わせた状態で上述した加熱圧着処
理が施される。 【００２２】製造工程は、上述したフレキシブルベース
基板７とカバーレイフィルム１０との仮接合体に対し
て、カバーレイフィルム１０側に形成された開口部１３
に充填材２１が充填される（ｓ−７）。充填材２１の充
填工程は、後工程において除去可能な絶縁性インクや導
電ペースト等の一般的な回路基板の形成工程において用
いられる適宜の材料が充填材２１として用いられる。充
填材２１の充填工程は、仮接合体上に充填材料を供給し
た後に、図１０に示すようにスキージ２０を操作させて
各開口部１３内に充填材２１を充填する。 【００２３】充填材２２の充填工程は、具体的には光感
応型樹脂を原料としたアルカリ現像型インク（太陽イン
キ製のソルダレジストインクＰＳＲ−４０００）をスキ
ージ２０で２回ベタ印刷し、カバーレイフィルム１０の
開口部１３内に充填した。なお、充填工程には、充填材
２１を開口部１３内に充填するためスキージ２０を用い
たが、例えばローラ等を用いるようにしてもよい。製造
工程は、上述したアルカリ現像型インクを用いることか
ら、後述する充填材２１の除去工程を白色色、太陽光下
での作業を避けてイエローランプ下で行う。また、充填
材２１は、後述する本接合もフレキシブルベース基板７
とカバーレイフィルム１０との仮接合体を多数枚重ね合
わせた状態で加熱圧着処理を行うために、仮接合体の表
面が充分な平坦性を保持されるようにして充填される。 【００２４】製造工程は、仮接合を行ったフレキシブル
ベース基板７とカバーレイフィルム１０との接合体に対
して熱処理を施して開口部１３内に充填した充填材２１
を硬化させる（ｓ−８）。熱処理は、仮接合体を８０℃
のオーブン中に１０分間放置して行うことにより、図１
１に示すように各開口部１３内において充填材２１を硬
化させる。充填材２１は、この場合エポキシ成分のみが
硬化して柔らかめの半硬化状態にある。 【００２５】製造工程は、仮接合体を多数枚重ね合わせ
た状態で、圧力１０Ｋｇ／ｃｍ^２乃至１００Ｋｇ／ｃｍ
^２、加熱温度５０℃乃至３００℃の加熱圧着条件で熱プ
レス機等によって加熱圧着処理を施こすことにより、図
１２に示すようにフレキシブルベース基板７とカバーレ
イフィルム１０とを本接合する（ｓ−９）。加熱圧着処
理工程は、圧力と加熱温度条件が上述した仮接合時の圧
力と加熱温度条件とオーバラップスルが、仮接合時より
も大きな圧力と加熱温度条件とによって行われることは
勿論である。本接合工程は、具体的には圧力８０Ｋｇ／
ｃｍ^２、加熱温度１９０℃の条件で、７０秒間の加熱圧
着処理を行ってフレキシブルベース基板７とカバーレイ
フィルム１０とを接合した。なお、充填材２１は、この
本接合工程において硬化促進が図られて半硬化状態から
硬化状態となる。 【００２６】製造工程は、開口部１３から硬化した充填
材２１を除去する充填剤除去工程が施される（ｓ−１
０）。充填剤除去工程は、フレキシブルベース基板７や
カバーレイフィルム１０或いは用いた充填材２１の使用
材料等により、酸、アルカリ、有機溶剤等により洗浄す
る方法、例えば粘着テープ等を用いて剥がし取る機械的
方法等が適宜採用され、図１３に示すように所定の導電
パターン８の表面８ａが外方に臨ませられてランド孔２
２が形成されたフレキシブル回路基板１が製造される。 【００２７】充填剤除去工程においては、上述したいず
れの除去方法を採用する場合であっても、フレキシブル
ベース基板７やカバーレイフィルム１０の各部を損傷、
汚損或いは変質等させることが無いような方法が採用さ
れる。充填剤除去工程は、具体的にはアルカリ現像型イ
ンクの充填材２１に対して液温３０℃、１ｗｔ％のＮａ
_２Ｃｏ_３のアルカリ溶液を６０秒間スプレー洗浄するこ
とによって行った。 【００２８】製造工程は、上述して製作したフレキシブ
ル回路基板１に対して、導電パターン８の表面８ａに半
田付け性を付与するためのＡｇメッキやプリフラックス
の塗布等の表面処理工程（ｓ−１１）を行った後に、所
定の外形形状とする外形加工工程（ｓ−１２）を施して
フレキシブル回路基板１を完成する。なお、製造工程
は、フレキシブル回路基板１について接着剤層１２中の
ボイドの有無或いはランド孔２２へのはみ出しについて
目視等による検査を行う。 【００２９】フレキシブル回路基板１は、ランド孔２２
を構成するカバーレイフィルム１０の開口部１３に充填
材２１を充填した状態で本接合の加熱圧着処理を施すこ
とにより、カバーレイフィルム１０の接着剤の開口部１
３へのはみ出しが確実に阻止される。したがって、フレ
キシブル回路基板１は、図１３に示すように、ランド孔
２２が高精度の開口寸法Ｄを以って形成され、半田付け
領域となる導電パターン８の表面８ａに充分な有効面積
を確保する。 【００３０】フレキシブル回路基板１は、上述したよう
に従来の一般的な回路基板の製造工程とほぼ同一の設備
や材料によって製造される。フレキシブル回路基板１
は、各ランド孔２２を介して電子部品等の半田付け或い
は接続端子との半田による接続が行われる。フレキシブ
ル回路基板１は、導電パターン８の表面８ａに充分な有
効面積が確保されることで電子部品等を確実に実装し或
いは接続端子との接続が行われる。フレキシブル回路基
板１は、半田付け領域となる導電パターン８の表面８ａ
上に接着剤が存在しないことから、接着剤と半田の混在
による半田クラックの発生が抑制されて部品等の実装が
確実に行われる。 【００３１】 【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かるカバーレイフィルム付フレキシブル回路基板の製造
方法によれば、導体パターンの所定部位を露出させるカ
バーレイフィルムの開口部に充填材を充填することによ
って、フレキシブルベース基板とカバーレイフィルムと
を加熱圧着処理して本接合する際に開口部への接着剤の
流れ込みを阻止し、その後に充填材を除去するようにす
る。カバーレイフィルム付フレキシブル回路基板の製造
方法によれば、カバーレイフィルムの開口部の開口形状
が保持されてフレキシブルベース基板の所定の導体パタ
ーンが所定の大きさで露出されることから半田付け有効
面積が確保され、半田量の不足による脱落や接続不良の
発生を低減して部品等が確実に実装される信頼性の高い
カバーレイフィルム付フレキシブル回路基板の製造が行
われる。また、カバーレイフィルム付フレキシブル回路
基板の製造方法によれば、導体パターン上への接着剤の
流れ込みが阻止されることによって、接着剤と半田との
混在に起因する半田クラックの発生や半田強度の低下等
を抑制することから部品実装の信頼性の向上が図られた
カバーレイフィルム付フレキシブル回路基板の製造が行
われる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の形態として示すカバーレイフィ
ルム付フレキシブル回路基板の製造工程図である。 【図２】フレキシブルベース基板の要部縦断面図であ
る。 【図３】レジストのパターニングが施されたフレキシブ
ルベース基板の要部縦断面図である。 【図４】エッチング処理が施されたフレキシブルベース
基板の要部縦断面図である。 【図５】フレキシブルベース基板の要部縦断面図であ
る。 【図６】カバーレイの要部縦断面図である。 【図７】穴穿け加工を施したカバーレイの要部縦断面図
である。 【図８】カバーレイとフレキシブルベース基板の要部縦
断面図である。 【図９】カバーレイとフレキシブルベース基板とを仮接
合してなる仮接合体の要部縦断面図である。 【図１０】仮接合体に対する充填材の充填工程を説明す
る接合体の要部縦断面図である。 【図１１】充填材を充填した仮接合体の要部縦断面図で
ある。 【図１２】加熱圧着処理により本接合したカバーレイと
フレキシブルベース基板の接合体の要部縦断面図であ
る。 【図１３】フレキシブル回路基板の要部縦断面図であ
る。 【図１４】従来のフレキシブル回路基板の製造工程説明
図である。 【符号の説明】 １ カバーレイフィルム付フレキシブル回路基板、２
フレキシブル基材、３フィルム基材、４ 接着剤層、５
銅箔層、６ レジスト層、７ フレキシブルベース基
板、８ 導体パターン、９ 銅箔除去部、１０ カバー
レイフィルム、１１ フィルム基材、１２ 接着剤層、
１３ 開口部、２０ スキージ、２１充填インク材、２
２ 開口部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 所定の導体パターンを形成したフレキシ
   ブルベース基板上に、上記導体パターンの所定部位を露
   出させる開口部が形成されるとともにその他の部位を被
   覆するカバーレイフィルムを接合してなるカバーレイフ
   ィルム付フレキシブル回路基板の製造方法において、 上記フレキシブルベース基板上に上記カバーレイフィル
   ムを位置決めした状態で仮接合する工程と、 上記カバーレイフィルムの上記開口部に充填材を充填す
   る工程と、 仮接合された上記フレキシブルベース基板とカバーレイ
   フィルムとに加熱圧着処理を施して本接合する工程と、 上記カバーレイフィルムの開口部から充填された上記充
   填材を取り出す工程とを有することを特徴とするカバー
   レイフィルム付フレキシブル回路基板の製造方法。