JP2005302879A - プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】繰り返し屈曲される使用下でも、銅配線パターンが早期に破断することをなくし、優れた耐久性を得ることである。
【解決手段】可撓性絶縁基材１１の少なくとも一方の面に銅製の配線パターン１２を有するプリント配線板１０において、配線パターン１２のうちプリント配線板１０が屈曲使用される部位１０Ａに位置する配線パターン２上に、銅より軟質の金属、たとえば、金、銀による補強導体層１３をめっき等によって設ける。
【選択図】 図２

Description

この発明は、プリント配線板およびその製造方法に関し、特に、フレキシブルプリント配線板、フレックスリジットプリント配線板等、屈曲使用されるプリント配線板およびその製造方法に関するものである。

クラムシェル型やスライド型の携帯電話器や、ハードディスクドライブ装置等に用いられるプリント配線板は、ヒンジ部や可動部に相当する部分が屈曲可能なように、ポリイミドフィルム等による可撓性材料を絶縁基材とするフレキシブルプリント配線板、あるいはフレックスリジットプリント配線板が用いられる。

フレキシブルプリント配線板、フレックスリジットプリント配線板は、ポリイミドフィルムを絶縁基材とする銅張積層板をパターン形成した後、銅（Ｃｕ）配線パターン表面に、ポリイミドフィルムを直接貼り付け、このポリイミドフィルムによって絶縁性のカバーレイを形成し、銅パターン表面を保護することが行われている。

クラムシェル型やスライド型の携帯電話器や、ハードディスクドライブ装置等に用いられるプリント配線板のうち、ヒンジ部や可動部に相当する部分は、比較的高頻度で、繰り返し屈曲される。このため、フレキシブルなプリント配線板が屈曲使用される部位は、特に、耐屈曲疲労性を要求される。

このことに対して、従来のプリント配線板では、その屈曲使用部位は、基本的には、ポリイミドフィルム等による可撓性絶縁基材と、銅による配線パターン（導体パターン）と、ポリイミドフィルム等によるカバーレイによる３層構造であり、銅配線パターンが、その構成層中、最も硬い（硬質）ものになる。

このため、屈曲、つまり曲げモーメントによるストレス（内部応力）が、その構成層中、最も硬い（硬質の）銅配線パターンに集中し、専ら引張応力によって銅配線パターンが破断（断裂）し、導通不良を生じると云うプリント配線板にとって致命的な損傷が、特に繰り返し屈曲される使用下では、早期に生じる虞れがあり、耐久性に問題が生じる。
特開平６−３３４３５０号公報 高木 清著 「ビルドアップ多層プリント基板配線板技術」日刊工業新聞社出版、２００１年６月１５日、初版２刷、２０頁〜２１頁

この発明が解決しようとする課題は、繰り返し屈曲される使用下でも、銅配線パターンが早期に破断することをなくし、優れた耐久性を得ることである。

この発明によるプリント配線板は、可撓性絶縁基材の少なくとも一方の面に銅製の配線パターンを有するプリント配線板において、前記配線パターンのうち前記プリント配線板が屈曲使用される部位に位置する配線パターン上に、銅より軟質の金属による補強導体層を有する。

この補強導体層を構成する軟質の金属は、好ましくは、銅と同等の比電気抵抗率を有する金属であり、このことを満たす銅より軟質の金属としては、金、銀、あるいはアルミニウム等がある。そして、補強導体層は、めっきにより形成することができる。

この発明によるプリント配線板は、更に、前記補強導体層の存在部を含む前記可撓性絶縁基材の配線パターン面に絶縁性のカバーレイが形成されている。

この発明によるプリント配線板の製造方法は、可撓性絶縁基材の少なくとも一方の面に銅製の配線パターンを有するプリント配線板の製造方法において、前記配線パターンの形成工程後に、当該配線パターンのうち前記プリント配線板が屈曲使用される部位に位置する配線パターン上に、当該配線パターンを給電電極として電解めっきによって銅より軟質の金属によるめっきし、補強導体層を形成する工程を含む。

この発明によるプリント配線板は、プリント配線板が屈曲使用される部位に位置する配線パターン上に、銅より軟質の金属による補強導体層を有するから、屈曲によるストレスが補強導体層に分散し、同ストレスが銅配線パターンに集中することが避けられる。

これにより、銅配線パターンが繰り返し屈曲によって早期に破断することが回避され、導通不良（断線）を生じ難くなり、耐久性が改善される。

また、たとえ、銅配線パターンが断線しても、軟質金属による補強導体層によって導通が補償され、つまり、電気的導通がバックアップ維持され、導通不良と云うプリント配線板にとって致命的な損傷が生じ難くなる。

この発明によるプリント配線板の一つの実施形態を、図１、図２を参照して説明する。

この実施形態のプリント配線板１０は、可撓性絶縁基材１１の一方の面に銅製の配線パターン１２を有する。可撓性絶縁基材１１は、ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム、液晶ポリマ等、フレックスなフィルム材料により構成されている。

配線パターン１２のうちプリント配線板１０が屈曲使用される部位１０Ａに位置する配線パターン１２Ａ上には、当該配線パターンを構成する銅より軟質の金属による補強導体層１３が被覆形成されている。

補強導体層１３を構成する軟質の金属は、銅と同等の比電気抵抗率を有する金属であることが好ましく、このことを満たす銅より軟質の金属としては、金、銀、あるいはアルミニウム等がある。金、銀の場合にはめっきによって、アルミニウムの場合には蒸着によって補強導体層１３を形成することができる。

更に、補強導体層１３の存在部を含む可撓性絶縁基材１１の配線パターン面は、その全体を、ポリイミドフィルム等によるカバーレイ１４によって絶縁被覆されている。

プリント配線板１０が屈曲使用される部位１０Ａに位置する配線パターン１２Ａ上には、銅より軟質の金属による補強導体層１３が形成されているから、屈曲によるストレスが補強導体層１３に分散し、このストレスが配線パターン１２に集中することが避けられる。

これにより、プリント配線板１０がラムシェル型やスライド型の携帯電話器や、ハードディスクドライブ装置等に用いられ、プリント配線板１０の部位１０Ａがヒンジ部や可動部に相当する部分に当てられることにより、同部位１０が比較的高頻度で、繰り返し屈曲されても、配線パターン１２Ａが早期に破断することが回避され、導通不良（断線）を生じ難くなり、耐久性が改善される。

また、たとえ、配線パターン１２Ａが断線しても、軟質金属による補強導体層１３によって電気的導通がバックアップ維持され、導通不良と云うプリント配線板にとって致命的な損傷が生じ難くなる。

補強導体層１３が、金、銀、アルミニウム等、銅と同等の比電気抵抗率を有する金属であることにより、配線パターン１２Ａの断線によって補強導体層１３が電気的導通をバックアップ維持する状態になっても、導体パターンの電気的特性が大きく変化することがない。

そして、補強導体層１３を構成する金属が、金、銀のように、銅に比べて高価な金属の場合、補強導体層１３は、プリント配線板１０のうち、屈曲使用される部位１０Ａにのみ設けられることで、材料費の増大を必要最小限度に抑えることができる。

このプリント配線板１０は、サブトラクティブ法、セミアディティブ法の何れの工法で回路形成されたフレキシブルプリント配線板、あるいはフレックスリジットプリント配線板に適用可能である。フレックスリジットプリント配線板の場合、いうまでもなく、屈曲使用される部位は、屈曲可能なフレックス部である。

また、この発明によるプリント配線板は、フレックス部（屈曲使用される部位）の両面に導体パターンがある両面プリント配線板にも、同様に適用可能である。

つぎに、サブトラクティブ法によってこの発明によるプリント配線板を製造する工程（製造方法）を、図３（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。なお、図３（ａ）〜（ｅ）は、図１の線Ｘ−Ｘに沿った断面図に相当する。

図３（ａ）に示されているように、可撓性絶縁基材をなすポリイミドフィルム２１の片面に銅箔２２を貼り付けられた銅張積層板（ＣＣＬ）２０を出発材として用意する。

まず、図３（ｂ）に示されているように、導体パターン形成のために、銅張積層板２０の銅箔２２上にエッチングレジスト層２３を形成する。

次に、図３（ｃ）に示されているように、銅箔２２のエッチングを行い、エッチング後にエッチングレジスト層２３を除去し、銅配線パターン２４を形成する。

次に、屈曲使用される部位以外の部位にめっきレジスト層（図示省略）を形成し、図３（ｄ）に示されているように、銅配線パターン２４を給電電極として金めっきを行い、屈曲使用される部位の銅配線パターン２４の表面を金めっき層２５によって被覆する。金めっき層２５は、銅より軟質の金属による補強導体層をなす。

次に、めっきレジスト層（図示省略）を除去し、図３（ｅ）に示されているように、ポリイミドフィルム２１の配線パターン面を、絶縁性カバーレイとして、ポリイミドフィルム２６によって絶縁被覆する。これにより、プリント配線板３０が完成する。

次に、セミアディティブ法によってこの発明によるプリント配線板を製造する工程（製造方法）を、図４（ａ）〜（ｇ）を参照して説明する。なお、図４（ａ）〜（ｇ）も、図１の線Ｘ−Ｘに沿った断面図に相当する。

まず、図４（ａ）に示されているように、可撓性絶縁基材をなすポリイミドフィルム４１の片面に無電解めっき等によって導電性シード層４２を形成されたものを出発材とし、図４（ｂ）に示されているように、導電性シード層４２上に導体パターン形成のためのめっきレジスト層４３を形成する。

次に、図４（ｃ）に示されているように、導電性シード層４２を給電電極として銅めっきを行い、導電性シード層４２上に配線パターンとなる銅めっき層４４を形成する。

次に、図４（ｄ）に示されているように、めっきレジスト層４３を剥離し、図４（ｅ）に示されているように、エッチングによって不要な導電性シード層４２を除去し、配線パターン４５を完成させる。

次に、屈曲使用される部位以外の部位にめっきレジスト層（図示省略）を形成し、図４（ｆ）に示されているように、配線パターン４５を給電電極として金めっきを行い、屈曲使用される部位の配線パターン４５の表面を金めっき層４６によって被覆する。金めっき層４６は、銅より軟質の金属による補強導体層をなす。

次に、めっきレジスト層（図示省略）を除去し、図４（ｇ）に示されているように、ポリイミドフィルム４１の配線パターン面を、絶縁性カバーレイとして、ポリイミドフィルム４７によって絶縁被覆する。これにより、プリント配線板５０が完成する。

この発明によるプリント配線板の一つの実施形態を模式的に示す平面図である。 この発明によるプリント配線板の一つの実施形態を模式的に示す側面図である。 （ａ）〜（ｅ）はサブトラクティブ法によってこの発明によるプリント配線板を製造する工程の一つの実施形態を模式的に示す工程図である。 （ａ）〜（ｇ）はセミアディティブ法によってこの発明によるプリント配線板を製造する工程の一つの実施形態を模式的に示す工程図である。

符号の説明

１０ プリント配線板
１０Ａ プリント配線板が屈曲使用される部位
１１ 可撓性絶縁基材
１２ 配線パターン１
１２Ａ 屈曲使用される部位に位置する配線パターン
１３ 補強導体層
１４ カバーレイ
２１ ポリイミドフィルム
２２ 銅箔
２３ エッチングレジスト層
２４ 銅配線パターン
２５ 金めっき層
２６ ポリイミドフィルム
３０ プリント配線板
４１ ポリイミドフィルム
４２ 導電性シード層
４３ めっきレジスト層
４４ 銅めっき層
４５ 配線パターン
４６ 金めっき層
４７ ポリイミドフィルム
５０ プリント配線板

Claims (5)

1. 可撓性絶縁基材の少なくとも一方の面に銅製の配線パターンを有するプリント配線板において、
   前記配線パターンのうち前記プリント配線板が屈曲使用される部位に位置する配線パターン上に、銅より軟質の金属による補強導体層を有するプリント配線板。
2. 前記補強導体層は、金、銀、アルミニウムより選ばれた金属による構成されている請求項１記載のプリント配線板。
3. 前記補強導体層は、めっきにより形成されている請求項１または２記載のプリント配線板。
4. 前記補強導体層の存在部を含む前記可撓性絶縁基材の配線パターン面に絶縁性のカバーレイが形成されている請求項１〜３の何れか１項記載のプリント配線板。
5. 可撓性絶縁基材の少なくとも一方の面に銅製の配線パターンを有するプリント配線板の製造方法において、
   前記配線パターンの形成工程後に、当該配線パターンのうち前記プリント配線板が屈曲使用される部位に位置する配線パターン上に、当該配線パターンを給電電極として電解めっきによって銅より軟質の金属によるめっきし、補強導体層を形成する工程を含むプリント配線板の製造方法。
   

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