JP2006041102A - Printed wiring board and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
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、電子機器に使用される屈曲性が重要とな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。 The present invention relates to a printed wiring board and a manufacturing method thereof, and more particularly to a printed wiring board and a manufacturing method thereof in which flexibility used in electronic equipment is important.
電子機器に使用されるプリント配線板として、折りたたみ式の携帯電話のヒンジ部分、ハードディスクドライバ(HDD)の信号読取部と処理基板とをつなぐ配線部等、高屈曲性を求められる部分を含むプリント配線板には、フレキシブルプリント配線板(FPC)やフレックスリジッドプリント配線板が使用されている(例えば、非特許文献1、特許文献1)。 Printed wiring including parts that require high flexibility, such as a hinge part of a folding mobile phone, a wiring part that connects a signal reading part of a hard disk driver (HDD) and a processing board, as a printed wiring board used in an electronic device A flexible printed wiring board (FPC) or a flex-rigid printed wiring board is used as the board (for example, Non-Patent Document 1 and Patent Document 1).
それらの製品の屈曲性は、エンドユーザによってそれぞれ異なるが、実製品と同状態の屈曲構造で、20万回以上、30万回以上という膨大な回数の繰り返し屈曲に耐えること、つまり、高屈曲耐性を求められる。 The bendability of these products varies depending on the end user, but with a bending structure that is in the same state as the actual product, it can withstand repeated bending of 200,000 times or more and 300,000 times or more, that is, high bending resistance Is required.
可撓性のベース絶縁層と、銅箔等による導体層と、カバーレジスト層とによる通常構造をもつFPCにおいても、ベース絶縁層やカバーレジスト層を構成する材料のそれぞれの種類の選択により、屈曲性に耐え得るかどうかが大きく変わる。 Even in an FPC having a normal structure consisting of a flexible base insulating layer, a conductor layer made of copper foil or the like, and a cover resist layer, it can be bent by selecting each type of material constituting the base insulating layer and the cover resist layer. The ability to withstand sex changes greatly.
通常、高屈曲耐性を実現するには、導体層を屈曲中心(曲げモーメントの中立線位置)に配置し、その両側において、ベース絶縁層とカバーレジスト層が、厚み、硬度等に対して対称となるような構成を取ることで、導体層に作用する曲げ応力を緩和することが行われている。また、高屈曲に耐え得る材料を製造メーカが、それぞれの経験から選択し、製造製品としての高屈曲耐性を実現している。さらに、材料選択、構造選択のほかに、屈曲部の総厚を薄くすることも、高屈曲耐性を得る上で、重要である。 Usually, to achieve high bending resistance, the conductor layer is placed at the bending center (the neutral line position of the bending moment), and on both sides, the base insulating layer and the cover resist layer are symmetrical with respect to thickness, hardness, etc. The bending stress which acts on a conductor layer is relieved by taking such a structure. In addition, a manufacturer selects a material that can withstand high bending from each experience, and realizes high bending resistance as a manufactured product. Furthermore, in addition to material selection and structure selection, it is important to reduce the total thickness of the bent portion in order to obtain high bending resistance.
しかし、従来の構造で、高屈曲耐性を実現した製品は、材料が限定され、高価になりやすい。また、構造、材料を選択しても、高屈曲耐性の実現には限界がある。さらには、総厚を薄くすると、プリント配線板のハンドリング性や組み込み性(コネクタ性能)が悪化し、製造コストが増加する問題がある。 However, a product that achieves high bending resistance with a conventional structure is limited in material and is likely to be expensive. Even if the structure and material are selected, there is a limit to the realization of high bending resistance. Furthermore, when the total thickness is reduced, there is a problem that the handling property and incorporation property (connector performance) of the printed wiring board are deteriorated and the manufacturing cost is increased.
また、プリント配線板において、高屈曲が求められるのは、ヒンジ部分等、一部分(伝送線部)のみであり、他の部分は、電子部品等を表面実装される部品実装部で、特に、高屈曲性を有する必要がなく、コネクタ端子を介して他基板に接続されることが多い。 Moreover, in a printed wiring board, high bending is required only for a part (transmission line part) such as a hinge part, and the other part is a part mounting part on which electronic parts are surface-mounted. It is not necessary to have flexibility, and it is often connected to another substrate via a connector terminal.
しかし、FPCにおいて、高屈曲の材料構成をとると、プリント配線板全体が同様の材料構成となり、高屈曲用材料による部品実装部がワイヤボンディング等の実装に向いている材料であるとは限らない。 However, in the FPC, when a highly bent material configuration is adopted, the entire printed wiring board has the same material configuration, and the component mounting portion made of the highly bending material is not necessarily a material suitable for mounting such as wire bonding. .
このため、高屈曲基板は屈曲部のみの伝送用基板やフレキシブルフラットケーブル(例えば、特許文献2、3)等になることも多く、実装用基板も必要になることから、最終製品に必要な部品点数の増加を招くことになる。
この発明が解決しようとする課題は、従来の種々の問題を解決して、屈曲部となる伝送線部に高屈曲耐性を実現することである。 The problem to be solved by the present invention is to solve various conventional problems and realize high bending resistance in the transmission line portion that becomes the bent portion.
この発明によるプリント配線板は、ベース絶縁層部の少なくとも片面に部品実装用導体部を有する部品実装部と、前記部品実装用導体部と連続した伝送用の線状導体部と当該線状導体部を絶縁被覆する絶縁被覆部とによる可撓性伝送線部とを有する。 A printed wiring board according to the present invention includes a component mounting portion having a component mounting conductor portion on at least one surface of a base insulating layer portion, a transmission linear conductor portion continuous with the component mounting conductor portion, and the linear conductor portion. And a flexible transmission line portion with an insulating coating portion for insulating coating.
可撓性伝送線部の絶縁被覆部は、ポリイミド、フッ素系樹脂(フルオロ‐エチレン系樹脂)、LCP(液晶ポリマ)等、高屈曲に耐え、可撓性を有する樹脂による絶縁被覆でよい。 The insulating coating portion of the flexible transmission line portion may be an insulating coating made of a flexible resin that can withstand high bending, such as polyimide, fluororesin (fluoro-ethylene resin), and LCP (liquid crystal polymer).
この発明によるプリント配線板は、好ましくは、前記可撓性伝送線部は、前記線状導体部を、複数個、互いに並行状態で有し、当該複数個の線状導体部は各々前記絶縁被覆部によって個別に被覆されている。 In the printed wiring board according to the present invention, preferably, the flexible transmission line portion includes a plurality of the linear conductor portions in parallel with each other, and each of the plurality of linear conductor portions is the insulating coating. It is individually covered by the part.
この発明によるプリント配線板は、前記部品実装部を複数個有し、前記可撓性伝送線部は前記複数個の部品実装部間にあってその複数個の部品実装部を互いに導通接続している。 The printed wiring board according to the present invention includes a plurality of the component mounting portions, and the flexible transmission line portion is interposed between the plurality of component mounting portions and electrically connects the plurality of component mounting portions to each other.
この発明によるプリント配線板の製造方法は、絶縁層の少なくとも片面に部品実装用導体部と、前記部品実装用導体部に連続する伝送用の線状導体部を形成する導体部形成工程と、前記絶縁層のうち前記部品実装用導体部の部分の絶縁層を残して前記線状導体部の部分の絶縁層を除去し、前記線状導体部を裸体状にする絶縁層除去工程と、前記線状導体部の全体を単一可撓性樹脂で絶縁被覆する絶縁被覆工程とを有する。 The printed wiring board manufacturing method according to the present invention includes: a component mounting conductor portion on at least one surface of an insulating layer; and a conductor portion forming step for forming a linear conductor portion for transmission continuous with the component mounting conductor portion; An insulating layer removing step of removing the insulating layer of the linear conductor portion while leaving the insulating layer of the component mounting conductor portion of the insulating layer, and making the linear conductor portion a naked body; And an insulating coating step for insulatingly covering the entire conductor portion with a single flexible resin.
この発明によるプリント配線板の製造方法は、好ましくは、前記絶縁被覆工程は、前記線状導体部を電極として電着塗装法により行う。 In the printed wiring board manufacturing method according to the present invention, preferably, the insulating coating step is performed by an electrodeposition coating method using the linear conductor portion as an electrode.
この発明によるプリント配線板は、屈曲部となる可撓性伝送線部の線状導体部だけをポリイミド、フッ素系樹脂、LCP等、高屈曲に耐え、可撓性を有する樹脂による絶縁被覆によって被覆することができ、部品実装部とは別に、可撓性伝送線部にのみ高屈曲耐性を付与することができる。 In the printed wiring board according to the present invention, only the linear conductor portion of the flexible transmission line portion to be a bent portion is covered with an insulating coating with a flexible resin that can withstand high bending, such as polyimide, fluororesin, and LCP. In addition to the component mounting portion, high bending resistance can be imparted only to the flexible transmission line portion.
これにより、部品実装部の部品実装性に影響を与えることなく、屈曲部となる可撓性伝送線部において良好な屈曲性が得られ、屈曲部以外の材料選定、つまり、部品実装部の材料選定は、使用用途に応じて選択が可能になるため、部品の表面実装に向いている材料を使うことができ、プリント配線板の使用領域の拡大を期待できる。 As a result, good flexibility can be obtained in the flexible transmission line portion that becomes the bent portion without affecting the component mountability of the component mounted portion, and material selection other than the bent portion, that is, the material of the component mounted portion Since selection can be made according to the intended use, materials suitable for surface mounting of components can be used, and expansion of the use area of the printed wiring board can be expected.
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を参照して説明する。 An embodiment of a printed wiring board according to the present invention will be described with reference to FIG.
この実施形態のプリント配線板は、二つの部品実装部A、Bと、部品実装部AとBとを相互に導通接続する可撓性伝送線部Cとを有する。 The printed wiring board of this embodiment includes two component mounting portions A and B and a flexible transmission line portion C that electrically connects the component mounting portions A and B to each other.
部品実装部A、Bは、各々、ベース絶縁層部11と、ベース絶縁層部11の片面にパターン形成された銅箔等による部品実装用導体部12とを有し、部品実装用導体部12上に、電子部品等を表面実装される。
Each of the component mounting portions A and B includes a base
部品実装部A、Bのベース絶縁層部11は、ポリイミド、ガラスエポキシ、ポリアミド、アラミド等、十分な絶縁性を有するものであれば、フレキシブル材料、リジッド材料の何れにより構成されていてもよい。
The base
可撓性伝送線部Cは、部品実装部A、Bの部品実装用導体部12と連続している伝送用の線状導体部21と、線状導体部21を絶縁被覆する絶縁被覆部22とにより構成されている。
The flexible transmission line portion C includes a
線状導体部21は、部品実装部A、Bの部品実装用導体部12と一体で、部品実装用導体部12と同じ銅箔等により構成され、部品実装部AとBとの間に、複数個、互いに並行状態で設けられており、部品実装部Aの部品実装用導体部12と部品実装部Bの部品実装用導体部12と互いに導通接続している。
The
可撓性伝送線部Cの絶縁被覆部22は、ポリイミド、フッ素系樹脂(フルオロ‐エチレン系樹脂)、LCP(液晶ポリマ)等、高屈曲に耐え、可撓性を有する樹脂による被覆であればよく、図2に示されているように、複数個の線状導体部21を各々個別に、薄層で、全面被覆している。これにより、可撓性伝送線部Cは、単心単線の被覆電線のような形態をなしている。
If the
この構造とすることにより、部品実装部A、Bとは別に、可撓性伝送線部Cにのみ高屈曲耐性を付与することができ、部品実装部A、Bの部品実装性に影響を与えることなく、屈曲部となる可撓性伝送線部Cにおいて良好な屈曲性が得られる。 By adopting this structure, a high bending resistance can be imparted only to the flexible transmission line portion C, separately from the component mounting portions A and B, and the component mounting properties of the component mounting portions A and B are affected. Without bending, good bendability can be obtained in the flexible transmission line portion C that becomes the bend portion.
このことにより、屈曲部以外の材料選定、つまり、部品実装部A、Bの材料選定は、使用用途に応じて選択が可能になり、部品の表面実装に向いている材料を使うことができる。 This makes it possible to select a material other than the bent portion, that is, the material selection of the component mounting portions A and B according to the intended use, and a material suitable for surface mounting of the component can be used.
また、可撓性伝送線部Cの絶縁被覆部22は、線状導体部21を中心にして屈曲方向に対して対称な構造となり、高屈曲を実現できる。また、絶縁被覆部22を構成する樹脂皮膜は、電着樹脂を選択することができる。このことにより、極薄のレジスト被覆が可能になり、従来の基板よりも、高屈曲に耐え得ることを期待できる。
In addition, the
また、絶縁被覆部22が線状導体部21それぞれ独立して個別に形成されていることにより、可撓性伝送線部Cは、単線の被覆ケーブルの状態となり、高屈曲性に加えて捩じれを含む曲げ、つまり、捻回性も向上する。
In addition, since the insulating covering
また、可撓性伝送線部Cの絶縁被覆部22は、境界部(界面)、貼合部を含むことなく線状導体部21を絶縁被覆、つまり、単一樹脂被覆するので、優れた絶縁性が得られ、併せて、マイグレーション性も向上する。
Moreover, since the insulation coating
次に、この発明によるプリント配線板の製造方法の一つの実施形態を、図3、図4を参照して説明する。 Next, one embodiment of a method for producing a printed wiring board according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図3(a)に示されているように、ポリイミド(PI)によるベース絶縁樹脂層51とCu導体層52から成る片面CCL50を出発材として、フォトリソーサブトラクティブ法によって、すなわち、Cu導体層52をエッチングし、A部、B部の部品実装用導体パターン53、54と、C部の伝送用の線状導体部55を形成する。このエッチング工程が導体部形成工程である。線状導体部55は、この実施形態では、4本あり、各々所定の導体ピッチをおいて、互いに平行に形成されている。
As shown in FIG. 3 (a), a single-sided CCL50 composed of a base
つぎに、図3(c)に示されているように、A部、B部の各々の両面に、耐ポリイミドエッチング性を有するマスク部56、57、58、59を被覆形成する。
Next, as shown in FIG. 3C,
つぎに、図3(d)に示されているように、ポリイミドエッチングを行い、マスクされていない部分、すなわち、C部のベース絶縁樹脂層51を除去する。これにより、C部の線状導体部55は、Cu単体の裸線状になる。A部、B部のベース絶縁樹脂層51、つまり、部品実装用導体パターン53、54の部分のベース絶縁樹脂層51は、残存し、A部、B部の各々において互いに分離した部品実装部(A部、B部)のベース絶縁層部60、61をなす。C部のベース絶縁樹脂層51の除去は、レーザ加工等によっても行うことができる。
Next, as shown in FIG. 3D, polyimide etching is performed to remove the unmasked portion, that is, the C insulating
つぎに、図4(e)に示されているように、C部の裸線状の線状導体部55を電極として電着塗装法によって線状導体部55を電着レジスト(EDレジスト)62により絶縁被覆する。この電着塗装は、線状導体部55と導通状態にあるB部の部品実装用導体パターン54の端部54Aが外部に露呈する導体開口部をマスク部58に設けておき、その導体開口部から電圧を印加しておこなうことができる。
Next, as shown in FIG. 4E, the
線状導体部55の絶縁被覆が電着レジスト62であることにより、極薄のレジスト被覆を各線状導体部55の外表面全体に一様な被覆層厚さをもって良好に行うことができる。
Since the insulating coating of the
また、電着レジスト62による線状導体部55の絶縁被覆は、各線状導体部55毎に個別に互いに独立した形態の絶縁被覆とすることができる。
Further, the insulation coating of the
なお、レジスト樹脂形成は、電着法以外にも、浸漬法による塗布等も考えられる。 In addition to the electrodeposition method, the resist resin can be formed by dipping or the like.
つぎに、図4(f)に示されているように、A部、B部のマスク部56、57、58、59を除去する。
Next, as shown in FIG. 4 (f), the
これにより、ベース絶縁層部60と部品実装用導体パターン53による部品実装部(A部)と、ベース絶縁層部61と部品実装用導体パターン54による部品実装部(B部)と、電着レジスト62により全体に一様に絶縁被覆された屈曲対応の可撓性伝送線部(C部)によるプリント配線板100が完成する。
Thus, a component mounting portion (A portion) composed of the base insulating
部品実装のA部、B部については、液状レジストを塗布し、露光・現像工程により実装部の開口を形成することで、高精度のレジスト開口を持つIC・SMT実装可能で、且つ、高屈曲に耐える部分を持つプリント配線板100を得ることができる。
For parts A and B of component mounting, liquid resist is applied and the opening of the mounting part is formed by the exposure / development process, so that IC / SMT mounting with a high-precision resist opening is possible and high bending The printed
なお、この実施形態では、ベース絶縁樹脂層51をベース樹脂をポリイミドとしたが、ガラスエポキシ基板を用いてもよい。その場合、屈曲部分(C部)の樹脂除去を絶縁材料に応じた方法とする必要がある。
In this embodiment, the base insulating
上述したように、屈曲部(C部)の線状導体部55を、一旦、裸線構造にすることで、屈曲部(C部)は単一材料の絶縁皮膜を形成することが可能になり、薄型・対称構造で、従来よりも高屈曲耐性が高まる。また、屈曲部(C部)において、導体線(線状導体部55)が各線毎に独立するため、屈曲性に加え、捻回性も飛躍的に上昇する。
As described above, once the
さらに、屈曲部(C部)以外の材料選定、つまり、ベース絶縁樹脂層51の材料選定は、使用用途に応じて選択が可能になるため、ICやSMT部品の実装に向いている材料を使うことで基板の一体化が可能になる。これらのことにより、プリント配線板の使用領域の拡大も期待できる。
Furthermore, since materials other than the bent portion (C portion), that is, the material selection of the base insulating
A、B 部品実装部
C 可撓性伝送線部
11 ベース絶縁層部
12 部品実装用導体部
21 線状導体部
22 絶縁被覆部
50 片面CCL
51 ベース絶縁樹脂層
52 Cu導体層
53、54 部品実装用導体パターン
55 線状導体部
56、57、58、59 マスク部
60、61 ベース絶縁層部
62 電着レジスト
100 プリント配線板
A, B Component mounting portion C Flexible
51 Base insulating
Claims (5)
前記部品実装用導体部と連続した伝送用の線状導体部と、当該線状導体部の全体を単一可撓性樹脂で絶縁被覆する絶縁被覆部とによる可撓性伝送線部と、
を有するプリント配線板。 A component mounting portion having a component mounting conductor on at least one side of the base insulating layer;
A flexible transmission line portion composed of a linear conductor portion for transmission that is continuous with the component mounting conductor portion, and an insulating covering portion that insulates the entire linear conductor portion with a single flexible resin;
A printed wiring board having:
前記絶縁層のうち前記部品実装用導体部の部分の絶縁層を残して前記線状導体部の部分の絶縁層を除去し、前記線状導体部を裸体状にする絶縁層除去工程と、
前記線状導体部の全体を単一可撓性樹脂で絶縁被覆する絶縁被覆工程と、
を有するプリント配線板の製造方法。 A conductor part forming step for forming a conductor part for component mounting on at least one surface of the insulating layer, and a linear conductor part for transmission continuous with the conductor part for component mounting;
An insulating layer removing step of removing the insulating layer of the linear conductor part leaving the insulating layer of the part mounting conductor part of the insulating layer, and making the linear conductor part a naked body;
An insulation coating step of insulatingly covering the entire linear conductor portion with a single flexible resin;
The manufacturing method of the printed wiring board which has this.
The printed wiring board manufacturing method according to claim 4, wherein the insulating coating step is performed by an electrodeposition coating method using the linear conductor portion as an electrode.
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JP2010088668A (en) * | 2008-10-08 | 2010-04-22 | Sophia Co Ltd | Game machine |
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