JP2008211053A - フレキシブルプリント配線板 - Google Patents

Abstract

【課題】導体配線層を構成する導体配線の断線を確実に防止すべく、耐屈曲性を向上させたフレキシブプリント配線板、特に、電磁波ノイズを効果的に遮断するシールド層を有し、１方向に繰り返し屈曲して使用されるフレキシブルプリント配線板を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のフレキシブルプリント配線板１は、一方向に繰り返し屈曲して使用され、基材２と、基材２の表面上に設けられた導体配線層５と、導体配線層５の表面上に設けられたカバーレイフィルム７と、カバーレイフィルム７の表面上に設けられるとともに、カバーレイフィルム７に形成された貫通孔１３を通じて、導体配線層５と導通するシールド層１５とを備えている。そして、シールド層１５の屈曲部が、メッシュ状に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、電子機器類の可動部への配線などにおいて、１方向に繰り返し屈曲して使用される、シールド層を備えたフレキシブルプリント配線板に関するものである。

例えば、携帯電話のヒンジ部分などの、電子機器類の可動部への配線などの用途に、フレキシブルプリント配線板が広く用いられている。また、電子機器類の小型化および高機能化に伴って、フレキシブルプリント配線板を配置するスペースが減少する傾向にあり、しかも、それと相反して、フレキシブルプリント配線板自体の配線量は増加する傾向にある。従って、近年、それぞれ複数の導体配線からなる２層の導体配線層を両面に設けた、いわゆる両面板などの、多層構造を備えるフレキシブルプリント配線板が一般化しつつある。

ここで、フレキシブルプリント配線板の使用中には、その回路から電磁波が発生し、他の電子機器や電子機器使用者の人体に悪影響を与えると考えられている。また、他の電子機器や回路等から発生したノイズが、フレキシブルプリント配線板の回路に悪影響を与える問題もある。そこで、フレキシブルプリント配線板から発生した電磁波を吸収し、外部への漏洩を防ぐとともに、外部からの電磁波を遮断するためのシールド層を設けたフレキシブルプリント配線板が広く用いられている。

より具体的には、絶縁性の基材と、当該基材の両面の各々に設けられた導体配線層と、グランドになる導体配線層の表面に設けられた絶縁層と、当該絶縁層の表面に設けられ、絶縁層に形成された開口部を介して、グランドとなる導体配線層に電気的に接続されたシールド層を備えるフレキシブルプリント配線板が開示されている。そして、このシールド層としては、エステル系樹脂等の熱可塑性樹脂と銀等の導電性物質を含有する導電性ペーストが使用されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１７７１９２号公報

ここで、例えば、携帯電話のヒンジ部分に使用されるフレキシブルプリント配線板においては、屈曲動作が繰り返し行われるが、当該屈曲動作により、シールド層の屈曲部においてクラック等が発生する場合がある。そうすると、当該シールド層に発生したクラックに起因して、フレキシブルプリント配線板に対して、当該屈曲動作により生じる引張応力がかかり、結果として、導体配線層を構成する導体配線の断線が発生しやすくなるという問題があった。

そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、導体配線層を構成する導体配線の断線を確実に防止すべく、耐屈曲性を向上させたフレキシブプリント配線板、特に、電磁波ノイズを効果的に遮断するシールド層を有し、１方向に繰り返し屈曲して使用されるフレキシブルプリント配線板を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、基材と、基材の表面上に設けられた導体配線層と、導体配線層の表面上に設けられた絶縁層と、絶縁層の表面上に設けられるとともに、絶縁層に形成された貫通孔を通じて、導体配線層と導通するシールド層とを備え、一方向に繰り返し屈曲して使用されるフレキシブルプリント配線板であって、シールド層の屈曲部が、メッシュ状に形成されていることを特徴とする。

同構成によれば、例えば、フレキシブルプリント配線板が、携帯電話のヒンジ部分に使用される場合、繰り返し行われる屈曲動作により、シールド層の屈曲部にクラック等が発生した場合であっても、シールド層に発生したクラックに起因して、フレキシブルプリント配線板に対して、当該屈曲動作により生じる引張応力が集中するのを防止することが可能になる。その結果、導体配線層を構成する導体配線の断線の発生を効果的に抑制することができ、フレキシブルプリント配線板の耐屈曲性を向上させることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のフレキシブルプリント配線板であって、シールド層のメッシュの開口部の長径が５．０ｍｍよりも小さいことを特徴とする。
同構成によれば、例えば、フレキシブルプリント配線板が、携帯電話のヒンジ部分に使用される場合であって、シールド層の屈曲部をメッシュ状に形成した場合であっても、シールド層により、フレキシブルプリント配線板から発生した電磁波を吸収して外部への漏洩を防ぐことができるとともに、外部からの電磁波を効果的に遮断することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のフレキシブルプリント配線板であって、シールド層が、導電性ペーストにより形成されていることを特徴とする。同構成によれば、耐屈曲性と可撓性に優れたシールド層を形成することが可能になる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のフレキシブルプリント配線板であって、導電性ペーストを印刷により、貫通孔に充填するとともに、絶縁層の表面上に塗布することにより、貫通孔、および絶縁層の表面上にシールド層を形成したことを特徴とする。同構成によれば、簡単な方法により、メッシュ状のシールド層を形成することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のフレキシブルプリント配線板であって、導体配線層に、厚みが８μｍ以上１８μｍ以下の銅箔が使用されていることを特徴とする。同構成によれば、ピンホール等の不都合を回避することができるとともに、導体配線層に加わる引張応力を小さくすることができる。従って、導体配線層を構成する各導体配線の断線の発生をより一層効果的に抑制して、フレキシブルプリント配線板の耐屈曲性をより一層向上させることが可能になる。

本発明によれば、導体配線層を構成する導体配線の断線を確実に防止して、フレキシブルプリント配線板の耐屈曲性を向上させることが可能になる。

以下に、本発明の好適な実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板の概略構成を示す断面図であり、図２は、本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板の全体構成を示す斜視図である。

このフレキシブルプリント配線板１は、柔軟な樹脂フィルムにて形成された絶縁性の基材２の両面の各々に、接着剤層３，４を介して２層の導体配線層５，６を設けた、いわゆる両面板であって、当該導体配線層５，６を覆うように、その両面に２層の絶縁層であるカバーレイフィルム７，８を設けたものである。また、フレキシブルプリント配線板１は、カバーレイフィルム７の表面上に設けられ、導電性ペーストから形成されたシールド層１５を備えている。

また、フレキシブルプリント配線板１は、図２に示すように、屈曲部１７において、１方向に繰り返し屈曲して使用されるもので、その両端の両面の各々には、上記２層の導体配線層５，６を構成する複数の導体配線５ａ，６ａを他部材と電気的に接続すべく、カバーレイフィルム７，８を形成せずに外部に露出させた端子部１ａ，１ｂが設けられている。

また、図１に示すように、カバーレイフィルム７，８のうち、屈曲時に外側（図中の矢印Ｘの方向側）となるカバーレイフィルム７は、導体配線層５を覆うべく、導体配線層５上に積層された接着剤層９と、その上に積層された樹脂フィルム１０により構成されている。また、屈曲時に内側（図中の矢印Ｙの方向側）となるカバーレイフィルム８は、導体配線層６を覆うべく、導体配線層６上に積層された接着剤層１１と、その上に積層された樹脂フィルム１２により構成されている。

基材２を構成する樹脂フィルムとしては、柔軟性に優れた樹脂材料からなるものが使用される。かかる樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエステルフィルム等の、フレキシブルプリント配線板用として汎用性のある樹脂のフィルムがいずれも使用可能である。また、特に、柔軟性に加えて高い耐熱性や機械的強度をも有しているのが好ましく、かかる樹脂フィルムとしては、例えば、ポリアミド系の樹脂フィルム、ポリイミド、ポリアミドイミドなどのポリイミド系の樹脂フィルム、耐熱性ポリエステルフィルム、およびポリエチレンナフタレ−ト等が好適に使用される。また、樹脂フィルム１０，１２としては、基材２を構成する樹脂フィルムと同様のものを使用することができる。なお、これらの基材２、および樹脂フィルム１０，１２の厚みとしては、１２．５μｍ〜２５μｍが好ましい。厚みが１２．５μｍ未満の場合は、十分な機械的強度が得られない場合があり、また、２５μｍよりも大きい場合は、フレキシブルプリント配線板１の柔軟性が低下する場合があるからである。

接着剤層３，４，９，１１を構成する接着剤としては、柔軟性や耐熱性にすぐれたものが好ましく、かかる接着剤としては、例えば、ナイロン系、エポキシ樹脂系、ブチラール樹脂系、アクリル樹脂系などの、各種の樹脂系の接着剤が挙げられる。さらに、これらの接着剤樹脂中にセラミック系フィラーやゴム系フィラーを分散させて使用することもできる。

また、所定の配線パターンを有する導体配線層５，６を構成する金属箔としては、銅箔が好適に使用される。また、この金属箔を、常法によりエッチングして、加工することにより、それぞれ複数の導体配線５ａ，６ａを有する２層の導体配線層５，６が形成されている。なお、導体配線層５を構成する金属箔として使用される銅箔の厚みは、８μｍ以上１８μｍ以下が良い。これは、銅箔の厚みが大きくなると、屈曲時において、導体配線層５に加わる引張応力が大きくなるため、銅箔の厚さをできるだけ小さくすることにより、当該引張応力を小さくすることが可能であるが、銅箔の厚さが８μｍ未満であると、導体配線層５にピンホールが発生しやすくなり、また歩留まりが低下して高価格になる等の問題が発生する。従って、銅箔の厚さを、８μｍ以上１８μｍ以下とすることにより、ピンホール等の不都合を回避することができるとともに、導体配線層５に加わる引張応力を小さくすることができるため、導体配線層５を構成する各導体配線５ａの断線を効果的に抑制して、フレキシブルプリント配線板１の耐屈曲性を向上させることが可能になる。なお、導体配線層６を構成する金属箔として使用される銅箔の厚さも、８μｍ以上１８μｍ以下とすることができる。

シールド層１５は、フレキシブルプリント配線板１から発生した電磁波を吸収し、外部への漏洩を防ぐとともに、外部からの電磁波を遮断するためのものである。また、シールド層１５を形成する導電性ペーストは、導電性粒子をバインダー樹脂に分散したものであり、導電性粒子としては、銀粉末等の金属粉末や炭素粉末等が用いられる。バインダー樹脂としては、アルキッド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、およびポリイミド系樹脂等が挙げられる。このような導電性ペーストを使用して、シールド層１５を形成することにより、耐屈曲性に優れたシールド層１５を形成することが可能になる。また、導電性の接着剤層を介すことなく、カバーレイフィルム７の表面上にシールド層１５を設けることができるため、可撓性に優れたシールド層１５を形成することが可能になる。

また、例えば、銀粉末を使用した導電性ペーストの場合、ペースト中の銀粉末の配合割合は、６０〜９０重量％程度が好ましい。これは、配合割合が６０重量％より少ないと、ペーストの導電性が低下し、シールド特性が悪くなる場合があるからである。また、配合割合が９０重量％を越えると、ペーストの凝集力が低下し、基材との接着力が悪くなる場合があるからである。なお、銀粉末としては、平均粒径が、０．２〜１０μｍのものが好ましく用いられる。また、シールド層１５は、例えば、カバーレイフィルム７の表面上に、当該導電性ペーストをスクリーン印刷することにより形成できる。スクリーン印刷によれば、簡単な方法で、カバーレイフィルム７上にシールド層１５を形成することができる。

また、図１に示すように、カバーレイフィルム７においては、導体配線層５と導電性ペーストにより形成されるシールド層１５を電気的に接続するための貫通孔１３が形成されており、当該貫通孔１３から、導体配線層５の一部が露出する構成となっている。この貫通孔１３は、図１に示すように、導体配線層５を底面とするとともに、カバーレイフィルム７を壁面とするものである。また、貫通孔１３に、シールド層１５を形成する導電性ペーストが充填されるとともに、当該貫通孔１３を通じて、シールド層１５と、グランドアースの機能を有する導体配線層５が導通しており、その結果、電磁波のシールド特性が得られる構成となっている。なお、上述のスクリーン印刷によれば、簡単な方法で、カバーレイフィルム７に形成された貫通孔１３に導電性ペーストを充填することができる。

また、シールド層１５の表面上には、当該シールド層１５を保護するための絶縁層１６が設けられており、当該絶縁層１６によりシールド層１５が被覆される構成となっている。なお、当該絶縁層１６の厚みは、１０〜３０μｍとすることが好ましい。

次に、フレキシブルプリント配線板１の製造方法の一例を説明する。まず、柔軟な樹脂フィルムにて形成された基材２の両面の各々に、接着剤層３，４を積層する。次いで、接着剤層３，４を介して積層された、銅箔などの金属箔を、常法によりエッチングして、それぞれ複数の導体配線５ａ，６ａを有する２層の導体配線層５，６を有する両面板を作製する。次いで、この両面板の片面である導体配線層５の表面上に、貫通孔１３が形成された接着剤層９付きの樹脂フィルム１０をラミネートするとともに、この両面板の片面である導体配線層６の表面上に、接着剤層１１付きの樹脂フィルム１２をラミネートして、２層のカバーレイフィルム７，８を貼り合わせる。

なお、貫通孔１３は、例えば、パンチング、ドリリング、レーザー照射、および金型加工等により、形成することができる。また、貫通孔１３の直径は、２０００〜４０００μｍとすることが好ましい。

次いで、貫通孔１３に、例えば、銀粉末をアルキッド樹脂に分散した導電性ペーストを充填するとともに、当該導電性ペーストをカバーレイフィルム７の表面上に塗布することにより、貫通孔１３、およびカバーレイフィルム７の表面上にシールド層１５を形成し、グランドアースの機能を有する導体配線層５と導電性ペーストにより形成されるシールド層１５を電気的に接続する。導電性ペーストを貫通孔１３に充填する方法としては、例えば、スクリーン印刷法等の方法により、貫通孔１３の底面である導体配線層５の表面と、貫通孔１３の壁面であるカバーレイフィルム７の表面が連続するように、導電性ペーストを塗布することにより、貫通孔１３に導電性ペーストを充填する方法を採用することができる。なお、必要に応じて、導電性ペーストの充填後、当該導電性ペーストを加熱処理して硬化させても良い。

ここで、本実施形態においては、図３に示すように、シールド層１５の屈曲部（即ち、フレキシブルプリント配線板１の屈曲部）１７が、所定の開口部１８を有するメッシュ状に形成されている点に特徴がある。このような構成により、例えば、フレキシブルプリント配線板１が、携帯電話のヒンジ部分に使用される場合、繰り返し行われる屈曲動作により、シールド層１５の屈曲部１７にクラック等が発生した場合であっても、当該シールド層１５に発生したクラックに起因して、フレキシブルプリント配線板１に対して、当該屈曲動作により生じる引張応力が集中するのを防止することが可能になる。その結果、導体配線層５，６を構成する導体配線５ａ，６ａの断線の発生を効果的に抑制することができ、フレキシブルプリント配線板１の耐屈曲性を向上させることができる。

また、当該メッシュの形状は、特に限定されず、例えば、図４に示すように、略長方形のメッシュ形状のほか、略正方形や略円形のメッシュ形状等を採用することができる。また、図３に示すように、メッシュ状に形成されたシールド層１５は、メッシュ状の多数の開口部１８により、電磁波シールド性を確保したメッシュ部１５ａの他に、グランドアースの機能を有する導体配線層５と導通をとるための非メッシュ部１５ｂを有している。この非メッシュ部１５ｂは、例えば、図３に示すように、メッシュ部１５ａの外周に沿って、額縁状に設けることができるが、非メッシュ部１５ｂの形状は、適宜、選択することができ、例えば、対向する二辺や、一辺のみに設ける構成としても良い。

また、一般に、携帯電話で使用される電磁波の波長は、１５０ｍｍ〜３７５ｍｍであるため、シールド層１５のメッシュの開口部１８の長径を、当該電磁波の波長よりも短くする（即ち、５．０ｍｍよりも小さくする）構成となっている。即ち、図４に示す、断面が円でない略長方形のメッシュ形状を有するシールド層１５の場合は、断面の最大長さ（即ち、図中の長さＬ）を開口部１８の長径とし、当該開口部１８の長径Ｌが、上述の電磁波の波長よりも短くなるようにすれば良い。このような構成により、シールド層１５の屈曲部１７をメッシュ状に形成した場合であっても、シールド層１５により、フレキシブルプリント配線板１から発生した電磁波を吸収して外部への漏洩を防ぐとともに、外部からの電磁波を効果的に遮断することができる。

なお、図４に示すように、メッシュ部１５ａにおけるメッシュのライン幅Ｗは、０．３ｍｍ〜２．０ｍｍとすることができ、ラインのピッチＰは、０．６ｍｍ〜４．０ｍｍとすることができる。また、非メッシュ部１５ｂの幅Ｘは、１．０ｍｍ〜２．０ｍｍとすることができる。

また、メッシュ状のシールド層１５は、屈曲部１７において、上述の導電性ペーストを、スクリーン印刷機を用いて、カバーレイフィルム７の表面上に塗布して、当該カバーレイフィルム７の表面上に所定のメッシュパターンを印刷することにより形成することができる。なお、スクリーン印刷を行う際には、所定の径、および所定の目開きを有するメッシュ（例えば、ＳＵＳ５００メッシュ）のスクリーン版を使用することができる。

また、カバーレイフィルム７の表面上におけるシールド層１５の厚みは、１０〜３０μｍとすることが好ましく、１０〜１５μｍとすることが更に好ましい。これは、シールド層１５の厚みをできるだけ小さくすることにより、屈曲時において、シールド層１５に加わる引張応力を小さくすることが可能であるが、シールド層１５の厚みが、１０μｍよりも小さい場合は、印刷を行う際に、当該印刷がかすれるという不都合が生じる場合があり、また、３０μｍよりも大きい場合は、耐屈曲性が十分に得られない場合があるからである。

そして、シールド層１５を形成後、当該シールド層１５の表面上に、当該シールド層１５を保護するための絶縁層１６を形成し、当該絶縁層１６によりシールド層１５を被覆する。この絶縁層１６の形成方法としては、例えば、ポリイミド系の感光性カバーコートインクをスクリーン印刷等により塗布して乾燥させ、さらに露光現像することにより、シールド層１５の表面上に、ポリイミド樹脂からなるフィルム状の絶縁層１６を形成する方法が採用できる。

以上に説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態においては、一方向に繰り返し屈曲して使用されるフレキシブルプリント配線板１が、基材２と、基材２の表面上に設けられた導体配線層５と、導体配線層５の表面上に設けられた絶縁層であるカバーレイフィルム７と、カバーレイフィルム７の表面上に設けられるとともに、カバーレイフィルム７に形成された貫通孔１３を通じて、導体配線層５と導通するシールド層１５を備えている。そして、シールド層１５の屈曲部１７が、メッシュ状に形成される構成としている。従って、例えば、フレキシブルプリント配線板１が、携帯電話のヒンジ部分に使用される場合、繰り返し行われる屈曲動作により、シールド層１５の屈曲部１７にクラック等が発生した場合であっても、当該シールド層１５に発生したクラックに起因して、フレキシブルプリント配線板１に対して、当該屈曲動作により生じる引張応力が集中するのを防止することが可能になる。その結果、導体配線層５，６を構成する導体配線５ａ、６ａの断線の発生を効果的に抑制することができ、フレキシブルプリント配線板１の耐屈曲性を向上させることができる。

（２）本実施形態においては、シールド層１５のメッシュの開口部１８の長径が、５．０ｍｍよりも小さい構成としている。従って、例えば、フレキシブルプリント配線板１が、携帯電話のヒンジ部分に使用される場合であって、シールド層１５の屈曲部１７をメッシュ状に形成した場合であっても、シールド層１５により、フレキシブルプリント配線板１から発生した電磁波を吸収して外部への漏洩を防ぐとともに、外部からの電磁波を効果的に遮断することができる。

（３）本実施形態においては、シールド層１５が、導電性ペーストにより形成される構成としている。従って、耐屈曲性と可撓性に優れたシールド層１５を形成することが可能になる。

（４）本実施形態においては、例えば、スクリーン印刷により、導電性ペーストを貫通孔１３に充填するとともに、カバーレイフィルム７の表面上に塗布することにより、貫通孔１３、およびカバーレイフィルム７の表面上にシールド層１５を形成する構成としている。従って、簡単な方法により、メッシュ状のシールド層１５を形成することができる。

（５）本実施形態においては、導体配線層５に、厚みが８μｍ以上１８μｍ以下の銅箔を使用する構成としている。従って、ピンホール等の不都合を回避することができるとともに、導体配線層５に加わる引張応力を小さくすることができる。その結果、導体配線層５を構成する各導体配線５ａの断線の発生をより一層効果的に抑制して、フレキシブルプリント配線板１の耐屈曲性をより一層向上させることが可能になる。

本発明の活用例としては、例えば、電子機器類の可動部への配線などにおいて、１方向に繰り返し屈曲して使用される、シールド層を備えたフレキシブルプリント配線板が挙げられる。

本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板の全体構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板に使用されるシールド層の屈曲部を示す上面図である。 図３の部分拡大図である。

符号の説明

１…フレキシブルプリント配線板、２…基材、３…接着剤層、４…接着剤層、５…導体配線層、５ａ…導体配線、６…導体配線層、６ａ…導体配線、７…絶縁層としてのカバーレイフィルム、８…絶縁層としてのカバーレイフィルム、９…接着剤層、１０…樹脂フィルム、１１…接着剤層、１２…樹脂フィルム、１３…貫通孔、１５…シールド層、１５ａ…シールド層のメッシュ部、１５ｂ…シールド層の非メッシュ部、１７…屈曲部、１８…開口部、Ｌ…開口部の長径

Claims (5)

1. 基材と、
   前記基材の表面上に設けられた導体配線層と、
   前記導体配線層の表面上に設けられた絶縁層と、
   前記絶縁層の表面上に設けられるとともに、前記絶縁層に形成された貫通孔を通じて、前記導体配線層と導通するシールド層とを備え、
   一方向に繰り返し屈曲して使用されるフレキシブルプリント配線板であって、
   前記シールド層の屈曲部が、メッシュ状に形成されていることを特徴とするフレキシブルプリント配線板。
2. 前記シールド層のメッシュの開口部の長径が、５．０ｍｍよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルプリント配線板。
3. 前記シールド層が、導電性ペーストにより形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフレキシブルプリント配線板。
4. 前記導電性ペーストを印刷により、前記貫通孔に充填するとともに、前記絶縁層の表面上に塗布することにより、前記貫通孔、および前記絶縁層の表面上に前記シールド層を形成したことを特徴とする請求項３に記載のフレキシブルプリント配線板。
5. 前記導体配線層に、厚みが８μｍ以上１８μｍ以下の銅箔が使用されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のフレキシブルプリント配線板。

Images