JP2008085099A - リジッドフレックス回路板 - Google Patents

Abstract

【課題】 段差のあるリジッドフレックス回路板を外形加工しても亀裂の発生のないリジッドフレックス回路板を提供することを課題とすること。
【解決手段】リジッド部８０２より延在するフレキシブル部８０１を備えるリジッドフレックス回路板８００である。リジッド部８０２の少なくとも一方の面側には、層間接着層２００と、基材２０ｂと、基材２０ｂに設けられた導体回路３０１ｂとで構成される基材層３００と、基材層３００を覆う被覆層３１０と、を含むリジッド回路部８０２が被覆層３１０を外側にして積層配置されている。 そして、リジッド部８０２とフレキシブル部８０１との境界において、層間接着層２００の端面に対して、基材層３００の端面が、リジッド部８０２側へ後退している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、リジッドフレックス回路板に関する。

近年の電子機器の高密度化に伴い、これらに用いられるフレキシブル回路基板等の多層化、細線化、高密度化、が進んでいる。
フレキシブル回路基板については、フレキシブル回路部とリジッド回路部を併せ持つ複合基板であるリジッドフレックス回路板が多く使われている（例えば特許文献１）。

従来のリジッドフレックス回路板では、コアとなるフレキシブルプリント配線板の一部の領域に、硬質板の回路基板が積層接着されリジッド回路部を構成している。そして、コアとなるフレキシブルプリント配線板も複数枚で構成されていたり、リジッド回路部についても単純な単層板から複数層で構成される回路基板で構成されている。

この複数層、積層接着された構成では、フレキシブル回路部上に順次、接着層、基材回路層、回路被覆層より積層されたリジッド回路部が形成されているが、個々の厚みが累積される事で、フレキシブル回路部とリジッド回路部の境界部分には、大きな段差が生まれる。この段差があるリジッドフレックス回路板を外形加工しようとしたとき、以下のような不具合が発生することがあった。

すなわち、上型と下型で構成される外形加工用の金型で、回路基板を打抜く場合、まず、回路基板に設けている基準孔を下型に設けている基準ピン（ガイドピン）に挿入する。ついで、回路基板を打抜くとき、打抜く直前に回路基板が動かないように、上型と下型で回路基板を挟んで固定する。この時、回路基板に段差があると、段差の高いところは確実に回路基板を固定することができるが、段差の崖にあたる部分には上型が当たらず結果として、固定されない状態で外形加工されることになる。そのため、固定されていない部分がリジッドフレックス回路板では、厚さの薄いフレキシブルプリント配線板であるため、外形打抜き時の外力に耐えきれず、その境界部分に亀裂が発生し、その結果、摺動時に亀裂部分がさらに広がり、場合によっては、その亀裂が大きく進行し周辺の信号回路までも切断されてしまうことがあった。
特開平０７−３０７５７２号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、段差のあるリジッドフレックス回路板を外形加工しても亀裂の発生のないリジッドフレックス回路板を提供することを課題とする。

本発明によるリジッドフレックス回路板は、リジッド部より延在するフレキシブル部を備えるリジッドフレックス回路板であって、前記リジッド部の少なくとも一方の面側には、層間接着層と、基材と、該基材に設けられた導体回路とで構成される基材層と、該基材層を覆う被覆層と、を含むリジッド回路部が該被覆層を外側にして積層配置され、前記リジッド部と前記フレキシブル部との境界において、前記層間接着層の端面に対して、前記基材層の端面が、前記リジッド部側へ後退していることを特徴とする。

このリジッドフレックス回路板においては、リジッド部を構成する基材層の端面がフレキシブル部との境界からリジッド部側へ後退している。これにより、リジッド部とフレキシブル部との端面に形成されている段差が縮小されるため、外形加工時に段差部分にかかる外力が分散されフレキシブル部の亀裂の発生を防ぐことができる。このため、十分な信頼性をもったリジッドフレックス回路板が実現される。

さらに、前記層間接着層から前記被覆層に向かって、各層間の端面が階段的に前記リジッド部へ後退していてもよい。これにより、さらに外形加工時の段差部分にかかる外力が分散されるリジッドフレックス回路板とすることができる。

本発明によれば、段差のあるリジッドフレックス回路板を外形加工しても亀裂の発生のないリジッドフレックス回路板を提供することができる。

以下、本発明のリジッドフレックス回路板およびその製造方法について添付する好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

図１に示すように、本発明のリジッドフレックス回路板８００は、リジッド部８０２より延在するフレキシブル部８０１を備えるリジッドフレックス回路板８００である。リジッド部８０２の少なくとも一方の面側には、層間接着層２００と、基材２０ｂと、基材２０ｂに設けられた導体回路３０１ｂとで構成される基材層３００と、基材層３００を覆う被覆層３１０と、を含むリジッド回路部８０２が被覆層３１０を外側にして積層配置されている。 そして、リジッド部８０２とフレキシブル部８０１との境界において、層間接着層２００の端面に対して、基材層３００の端面が、リジッド部８０２側へ後退している。

フレキシブル部８０１を構成しているフレキシブル回路基板５００は、基材２０ａと、基材の少なくとも一方の面側に形成された導体回路３０１ａと、導体回路３０１ａの一部を残して覆われた被覆層４０ａとから構成されている。

フレキシブル回路基板５００を構成する基材２０ａは、例えば樹脂フィルム基材等が挙げられる。樹脂フィルム基材としては、例えばポリイミド樹脂フィルム、ポリエーテルイミド樹脂フィルム、ポリアミドイミド樹脂フィルム等のポリイミド樹脂系樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム等のポリアミド樹脂系フィルム、ポリエステル樹脂フィルム等のポリエステル樹脂系フィルムが挙げられる。これらの中でも主としてポリイミド樹脂系フィルムが好ましい。これにより、弾性率と耐熱性を特に向上することができる。
導体回路３０１ａは、基材２０ａと接着剤を用いないで積層されていてもよいし、例えば、エポキシ系、アクリル系の熱硬化性樹脂で積層接着されていてもよい。耐熱性の面からは接着剤を用いない（二層素材）構成が好ましい。導体回路の元となる金属箔は、例えば、鉄、アルミ、銅、ステンレスなどの中から選ばれる金属あるいは合金を選択することができる。これらの中でも、銅を金属箔として用いることが好ましい。

被覆層は、熱硬化性の液状樹脂または光硬化型の硬化性樹脂をスクリーン印刷法などで印刷してもよいし、樹脂フィルムと接着剤で構成されているカバーレイフィルムでもよい。また、スクリーン印刷法やコーティング法を用いて感光性液状レジストを全面に被覆し、部品実装時必要な部分をフォトマスクを用いて除去して形成する方法が好ましい。これらの中でも、カバーレイフィルムで被覆することは、屈曲性の点でより好ましい。ここで選択される樹脂フィルムとしては、例えばポリイミド樹脂フィルム、ポリエーテルイミド樹脂フィルム、ポリアミドイミド樹脂フィルム等のポリイミド樹脂系樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム等のポリアミド樹脂系フィルム、ポリエステル樹脂フィルム等のポリエステル樹脂系フィルムが挙げられる。これら中でも主としてポリイミド樹脂系フィルムが好ましい。これにより屈曲特性を耐熱性を向上することができる。

次にリジッド部８０２を構成する、基材層３００と被覆層３１０について説明する。

リジッド部８０２は、フレキシブル部８０１と異なり、屈曲性はあまり必要とされず、どちらかというと、電子部品の実装を行う領域であることから、電子部品の実装に耐える剛性が要求される。このため、基材層３００を構成する基材２０ｂとしては、前述の樹脂フィルムを用いてもよいし、ガラス織布、ガラス不織布などにエポキシ樹脂などを含浸させ加熱硬化させた積層板を用いてもよい。

導体回路３０１ｂの元となる金属箔は、例えば、鉄、アルミ、銅、ステンレスなどの中から選ばれる金属あるいは合金を選択することができる。これらの中でも、銅を金属箔として用いることが好ましい。

被覆層３１０は、熱硬化性の液状樹脂または光硬化型の硬化性樹脂をスクリーン印刷法などで印刷してもよいし、樹脂フィルムと接着剤で構成されているカバーレイフィルムでもよい。また、スクリーン印刷法やコーティング法を用いて感光性液状レジストを全面に被覆し、部品実装時必要な部分をフォトマスクを用いて除去して形成する方法が好ましい。これらの中でも、感光性液状レジストを用いること高密度実装対応となるため好ましい。

層間接着層２００は、ガラス織布、ガラス不織布などにエポキシ樹脂などを含浸させたプリプレグや含浸剤を持たない接着剤であってもよい。リジッド部８０２を構成する領域の接着であるためプリプレグを用いることが好ましい。

リジッド部８０２とフレキシブル部８０１との境界において、層間接着層２００の端面に対して、基材層３００の端面が、リジッド部側へ後退している。後退している寸法は、層間接着層２００の端面に対して、０．１ｍｍ以上、１ｍｍ以下であることが好ましく、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下がより好ましい。端面の後退がこの範囲内にあると外形加工時に亀裂が入ることがなく好ましい。また、層間接着層２００から被覆層３１０に向かって、各層間の端面が階段的にリジッド部８０２へ後退していることが好ましい。これにより、さらに亀裂に対して好ましい。

次に、リジッドフレックス回路板の製造方法について説明する。

本発明のリジッドフレックス回路板の製造方法として、４層リジッドフレックス回路板の一例をもちいて説明する。リジッドフレックス回路板の製造方法は、以下のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４ステップの順に行う。
ステップＡとして、内層となるフレキシブル回路基板５００を製造する（図２）。
ステップＢとして、フレキシブル回路基板５００と層間接着層２００、積層板２３を積層し４層積層体８００ｂを製造する（図３（ａ）、（ｂ））。
ステップＣとして、４層リジッドフレックス回路板８００を製造する（図４）。
以下、各ステップについて説明する。

［ステップＡ］
ステップＡでは、まずフレキシブル回路基板５００を製造する（図２（ｃ））。
基材２０ａの両面に銅箔３０ａ，３０ｂが形成された両面銅張り積層板５０の両側の銅箔３０ａ，３０ｂに対し、例えばエッチング等を施すことにより、所望の導体回路３０１ａを形成する（図２（ｂ））。
基材２０ａを構成する材料としては、例えば樹脂フィルム基材等が挙げられる。
前記樹脂フィルム基材としては、例えばポリイミド樹脂フィルム、ポリエーテルイミド樹脂フィルム、ポリアミドイミド樹脂フィルム等のポリイミド樹脂系樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム等のポリアミド樹脂系フィルム、ポリエステル樹脂フィルム等のポリエステル樹脂系フィルムが挙げられる。これら中でも主としてポリイミド樹脂系フィルムが好ましい。これにより、弾性率と耐熱性を特に向上することができる。

基材１００の厚さは、特に限定されないが、５〜５０μｍが好ましく、特に１２．５〜２５μｍが好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に屈曲性に優れる。

次に、導体回路３０１ａに対して表面被覆層４０ａを形成する（図２（ｃ））。この表面被覆層４０ａの形成は、例えば被覆フィルム４０１ａに接着剤を塗布したカバーレイフィルムを貼付するか、または、インクを直接基材に印刷する方法などがある。図２に示す構成では、表面被覆層４０ａは、被覆フィルム４０１ａに接着剤４０３ａを塗布したカバーレイフィルム４０ａを示す。
カバーレイフィルム４０ａを導体回路３０１ａが形成された基材５０に積層する条件は、温度８０〜２２０℃、圧力０．２〜１０ＭＰａの熱圧成形装置により圧着することが好ましい。

被覆フィルム４０１ａとしては、前記基材と同様、例えばポリイミド樹脂フィルム、ポリエーテルイミド樹脂フィルム、ポリアミドイミド樹脂フィルム等のポリイミド樹脂系フィルム、ポリアミド樹脂フィルム等のポリアミド樹脂系フィルム、ポリエステル樹脂フィルム等のポリエステル樹脂系フィルムが挙げられる。これら中でも主としてポリイミド樹脂系フィルムが好ましい。これにより、弾性率と耐熱性を特に向上することができる。

なお、この表面被覆層４０ａは、導体回路３０１ａの一部を残して被覆するのが好ましい（不図示）。すなわち、表面被覆層４０ａ上に、他の基板と電気的に接続するための開口部を形成してもよい。またその際、必要に応じて、メッキなどの表面処理を施してもよい。開口部は、予めパンチング等により形成しても、表面被覆層４０ａを形成後に開口部を形成しても良い。

接着剤４０３ａとしては、例えばエポキシ樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物で構成されていることが好ましい。これらの中でもエポキシ系樹脂が好ましい。これにより、密着性を向上することができる。さらに、耐熱性を向上することもできる。

以上の工程により、フレキシブル回路基板５００を得ることができる。

［ステップＢ］
ステップＢでは、４層の積層体８００ｂを製造する（図３（ｂ））。
リジッド部形成箇所において、片面銅張積層板２３と、フレキシブル回路基板５００とを層間接着層２００を介して積層して４層の積層体８００ｂを得る。

片面銅張積層板２３は、基材２０の一方の面側に導体回路となる銅箔３０が形成されたもので、銅箔以外に、鉄、アルミニウム、ステンレス等をもちいることができる。銅箔３０の厚さは、１μｍ〜５０μｍが好ましく、５μｍ〜３５μｍがより好ましい。基材２０としては、例えばポリイミド樹脂フィルム、ポリエーテルイミド樹脂フィルム、ポリアミドイミド樹脂フィルム等のポリイミド樹脂系フィルム、ポリアミド樹脂フィルム等のポリアミド樹脂系フィルム、ポリエステル樹脂フィルム等のポリエステル樹脂系フィルム、また、ガラス繊布、ガラス不繊布等のガラス繊維基材、あるいはガラス以外の無機化合物を成分とする繊布又は不繊布等の無機繊維基材、などが挙げられる。これら中でも主としてポリイミド樹脂系フィルムが好ましい。これにより、弾性率と耐熱性を特に向上することができる。
層間接着層２００を構成する材料としては、例えばエポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂等が挙げられる。これらの中でもエポキシ系樹脂が好ましい。これにより、密着性および耐熱性を向上することができる。また、層間接着層２００を構成する材料としては、前記熱硬化性樹脂をガラス繊維基材等に含浸したプリプレグでも構わない。

層間接着層２００の厚さは、１０〜２００μｍが好ましく、特にプリプレグを用いる場合は６０〜１２０μｍが好ましい。また、ボンディングシートを用いる場合は、厚さ１５〜１００μｍが好ましい。厚さが前記下限値未満であると層間絶縁性が低下する場合があり、前記上限値を超えると可とう性が低下する場合がある。

リジッド部８０２とフレキシブル部の８０１境界は、層間接着層２００のリジッド部８０２側の端部に対して、０．１ｍｍ以上、１ｍｍ以下の階段状になるよう、片面銅張積層板２３を、図３に示すように、層間接着層の端部が露出するように、積層する。また後述するが、片面銅張積層板２３を覆うように被覆層４０を設けたときは、片面銅張積層板２３の端部が０．１ｍｍ以上、１ｍｍ以下の階段状になるよう被覆層４０をずらせて積層していき段差部８０を形成する（図１）。今回は、４層の積層体８００ｂについての一例を示しているが、層数が増えた場合も同様に階段状になるよう積層していけばよい。また、このように階段状に積層するのは、全層に渡って行ってもよいし、層間接着層２００と片面銅箔積層板２３のところだけであってもよい。
そして、４層の積層体８００ｂを得るが、積層条件は、１１０〜２２０℃、圧力０．２〜１０ＭＰａの熱圧成形装置で一体成形することが好ましい。

［ステップＣ］
ステップＣでは、４層リジッドフレックス回路板８００を製造する（図４（ｂ））。
４層の積層体８００ｂにドリル等を用いてスルーホール１００を形成し、スルーホールメッキを行い、片面銅張積層板２３と、フレキシブル回路基板５００とを電気的に接続する（図４（ａ））。
そして、外層の銅箔３０に対し、例えばエッチング等を施すことにより、所望の導体回路３０１を形成し、リジッド部８０２を形成する。

次に、被覆層４０を最外層の導体回路３０１を覆うように形成する（図４（ｂ））。
被覆層４０としては、例えばポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂等が挙げられる。これらの中でもポリイミド系樹脂が好ましい。これにより、耐熱性および弾性率を向上することができる。

被覆層４０の厚さは、５〜５０μｍが好ましく、特に１２．５〜２５μｍが好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に屈曲特性に優れる。

被覆層４０を積層する条件は、８０〜２２０℃、圧力０．２〜１０ＭＰａの熱圧成形装置により圧着させることが好ましい。
なお、本実施の形態では最外層の導体回路３０１ｂを覆うものとして被覆層４０を用いたが、これに限定されず、液状レジストを用いても良い。

以上により、４層のリジッドフレックス回路板８００が得られる（図４（ｂ））。

以上、本発明のリジッドフレックス回路板について添付図面に記載する４層のリジッドフレックス回路板８００を例示して説明したが、本発明は特にこれに限定されない。例えば、６層等の４層を超えるリジッドフレックス回路板等に用いることも可能である。また製造条件についても同様特にこれに限定されない。

本発明のリジッドフレックス回路板を示す断面図である。 フレキシブル回路基板を製造する工程を示す断面図である。 ４層の積層体を製造する工程を示す断面図である。 リジッドフレックス回路板を製造する工程を示す断面図である。

符号の説明

１００ スルーホール
２０、２０ａ、２０ｂ 基材
２００ プリプレグ（層間接着層）
２３ 片面銅張積層板
３０、３０ａ 銅箔
３００ 基材層
３０１、３０１ａ、３０１ｂ 導体回路
３１０ 被覆層
４０、４０ａ、４０ｂ カバーレイフィルム（被覆層）
４０１ａ、４０１ｂ 被覆フィルム
４０３ａ、４０３ｂ 接着剤
５０ 両面銅張積層板
５００ フレキシブル回路基板
８０ 段差部
８００ リジッドフレックス回路板
８００ｂ ４層積層体
８０１ フレキシブル部
８０２ リジッド部

Claims (3)

1. リジッド部より延在するフレキシブル部を備えるリジッドフレックス回路板であって、
   前記リジッド部の少なくとも一方の面側には、層間接着層と、基材と、該基材に設けられた導体回路とで構成される基材層と、該基材層を覆う被覆層と、を含むリジッド回路部が該被覆層を外側にして積層配置され、
   前記リジッド部と前記フレキシブル部との境界において、前記層間接着層の端面に対して、前記基材層の端面が、前記リジッド部側へ後退していることを特徴とするリジッドフレックス回路板。
2. 前記後退している寸法は、前記層間接着層の端面に対して、０．１ｍｍ以上、１ｍｍ以下である請求項１に記載のリジッドフレックス回路板。
3. 前記層間接着層から前記被覆層に向かって、各層間の端面が階段的に前記リジッド部へ後退している請求項１または２に記載のリジッドフレックス回路板。

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