JP2012129389A - プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント配線板において、信頼性の高い端子部を有し安価に製造可能で高耐久性を備える。
【解決手段】プリント配線板１００は、ベースフィルム１と、パターン形成された導電パターン２と、これらの上に貼着されたカバーレイ３とを備える。導電パターン２の先端側は端子部５となり、この端子部５の周囲にアライメント用マーク８を備える。また、端子部５の近傍にダミーパターン６を備える。端子部５上のカバーレイ３は、アライメント用マーク８を用いたレーザ加工により開口されて開口部７が形成され、この開口部７内にて露出した端子部５上とダミーパターン６上のカバーレイ３上とに跨るようにカーボンペーストからなるパッド４が印刷形成される。パッド４の印刷面は平坦であり、開口部７間のカバーレイ３が側壁として機能するので、カーボンペーストの滲みは発生しない。
【選択図】図１

Description

この発明は、電子部品等と接続される端子部を有するプリント配線板及びその製造方法に関する。

メタルドームのキーパッドやＺＩＦ（Ｚｅｒｏ Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ Ｆｏｒｃｅ）コネクタ端子などの他の電子部品と電気的に接続される接点を備えたプリント配線板が知られている。プリント配線板における端子部には、機械的な衝撃に対する耐久性や温度変化に対する耐熱性、使用環境下での耐湿性や耐腐食性などの様々な特性が要求される。

一般的に、このようなプリント配線板の導電パターンからなる回路には、腐食しやすい銅箔が用いられているため、例えばカーボン印刷処理等の導電性印刷パターンで被覆することがなされている（特許文献１）。

特開２００９−１４７１３０号公報

しかしながら、近年、端子部における配列ピッチの微細化に伴い、端子部と導電性印刷パターン位置との対応を取るのが益々困難になりつつある。特に、プリント配線板がポリイミド等の樹脂の場合、熱処理によって寸法が変化し、これに伴って端子部の位置も熱処理前と比較してズレが発生する。このため、狭ピッチの端子への導電性印刷パターン形成は極めて困難なものとなる。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、信頼性の高い端子部を有し安価に製造可能で高耐久性を備えるプリント配線板及びその製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係るプリント配線板は、可撓性基板と、前記可撓性基板に形成された複数の端子部を有する導電パターンと、前記可撓性基板の前記複数の端子部の周囲に設けられたアライメント用マークと、前記可撓性基板上に前記複数の端子部を覆うように形成されたカバーレイと、前記カバーレイの前記端子部上の所定箇所に、前記アライメント用マークの位置に基づき端子部毎に形成された開口部と、前記開口部内で露出する前記端子部と接続され前記カバーレイ上に跨るように形成された導電性印刷パターンとを備えたことを特徴とする。

この発明に係るプリント配線板は、アライメント用マークの位置に基づきカバーレイ形成後に形成された開口部を介して、端子部に接続されると共にカバーレイ上に跨るように導電性印刷パターンが形成されているので、開口部側面のカバーレイが壁部となると共に導電パターンやカバーレイ等の伸縮による開口部の位置ずれがなく導電性印刷パターンの滲みを確実に防止することができる。これにより、信頼性の高い端子部を有すると共に高耐久性を備えたプリント配線板を安価に製造することができる。

なお、前記可撓性基板上の前記複数の端子部の近傍にダミーの導電パターンが形成されていてもよい。また、前記導電性印刷パターンは、例えばカーボンフィラーを含む。

本発明に係るプリント配線板の製造方法は、可撓性基板上に複数の端子部を有する導電パターンを形成すると共に、前記複数の端子部の周囲にアライメント用マークを形成する回路形成工程と、前記可撓性基板上に前記複数の端子部を覆うようにカバーレイを熱処理により形成するカバーレイ形成工程と、前記アライメント用マークの位置に基づき、前記カバーレイの前記各端子部に対応する箇所にレーザにより端子部毎に開口部を形成する開口部形成工程と、前記開口部内で露出する前記端子部上と前記カバーレイ上とに跨るように前記端子部に接続される導電性印刷パターンを形成する印刷パターン形成工程とを備えたことを特徴とする。

本発明においては、可撓性基板上で複数の端子部がカバーレイによって覆われ、端子部の周囲に設けられたアライメント用マークの位置に基づいて、カバーレイの各端子部に対応する位置に例えばレーザにより開口部が形成される。アライメント用マークは、可撓性基板の熱による変形に応じてその位置を変化させるので、開口部の位置も可撓性基板の変形に応じて変化し、各端子部上に正確に開口する。したがって、開口部に臨んで形成される導電性印刷パターンは、開口部間に存在するカバーレイによって互いに短絡するのが防止される。

本発明によれば、プリント配線板において、信頼性の高い端子部を有し安価に製造可能で高耐久性を備えることができる。

本発明の一実施形態に係るプリント配線板の一部を示す上面図である。 図１のＡ−Ａ’断面図である。 本発明の一実施形態に係るプリント配線板の製造方法による製造処理手順を示すフローチャートである。 同製造方法による製造工程の一部を説明するための図である。 同製造方法による製造工程の一部を説明するための図である。 同製造方法による製造工程の一部を説明するための図である。 同製造方法による製造工程の一部を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るプリント配線板における寸法補正計算を説明するための図である。 同プリント配線板における寸法補正後の開口部形成を説明するための図である。 同プリント配線板の開口部の座標の設計値を示す図である。

以下に、添付の図面を参照して、この発明に係るプリント配線板及びその製造方法の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るプリント配線板の一部を示す上面図である。図２は、図１のＡ−Ａ’断面図である。図１及び図２に示すように、プリント配線板１００は、絶縁性の樹脂材料からなるベースフィルム１と、このベースフィルム１上に積層形成された箔材をパターン形成してなる導電パターン２とを備える。

また、プリント配線板１００は、導電パターン２上にベースフィルム１を覆うように貼着されたカバーレイ３と、図示しない電子部品等との接続用の導電性印刷パターンからなるパッド４とを備える。ベースフィルム１は、例えばＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＩ、ＰＡ等からなり、導電パターン２は、銅、銅合金又はアルミニウム等の導電材料からなる。

カバーレイ３は、例えばＰＩフィルム等に熱硬化性の接着剤が付加された構造からなり、導電パターン２を含むベースフィルム１上の全面に熱処理により形成（貼着）される。導電パターン２の先端側は端子部５を構成し、この端子部５の先端側の近傍には、導電パターン２と同じ厚さの矩形板状のベタパターンからなるダミーの導電パターン（以下、「ダミーパターン」と呼ぶ）６が形成されている。このダミーパターン６により、カバーレイ３の表面は平坦な状態となる。

また、端子部５の周囲には、円柱状のアライメント用マーク８が形成されている。パッド４は、カーボンフィラーを含むカーボンペースト等を印刷形成してなる。このパッド４は、端子部５と開口部７を介して接続される。開口部７は、カバーレイ３における端子部５上の所定箇所に、アライメント用マーク８の位置に基づく寸法合わせがされた上でレーザ加工により開口された構造からなる。

端子部５は、従来のものよりも端子長が短く形成され、ダミーパターン６は、他の導電パターン２とは電気的に絶縁された構造からなる。また、開口部７は、ＣＯ_２レーザやＵＶ−ＹＡＧレーザ等を用いて形成される。このように構成されたプリント配線板１００は、パッド４が従来技術のような段差のない状態の平坦な印刷面であるカバーレイ３上及び開口部７の端子部５上に印刷形成される。

また、開口部７間のカバーレイ３が隣接する端子部５間の側壁として機能する。このため、パッド４の形成時にカーボンペーストが滲んで端子部５間が配線不良となることはない。そして、開口部７は、アライメント用マーク８の位置に基づいて精度良く形成されるので、微細な回路を容易に形成することができる。

従って、プリント配線板１００は、配線自由度が高く、端子部５の信頼性も非常に高いものとなる。更に、ダミーパターン６が形成されているので、機械的強度が高く、高耐久性を実現することができる。また、各部の材料は安価なものであるため、プリント配線板１００を安価に製造することができる。

図３は、本発明の一実施形態に係るプリント配線板の製造方法による製造処理手順を示すフローチャートである。図４〜図７は、この製造方法による製造工程の一部を説明するための図である。なお、以降において、既に説明した部分と重複する箇所には同一の符号を附して説明を省略することがある。

図３に示すように、プリント配線板１００は、例えば次のように製造される。まず、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、ベースフィルム１に銅箔２ａを積層形成した銅張積層板（ＣＣＬ）を準備する（ステップＳ１００）。次に、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、銅箔２ａをパターン形成してベースフィルム１上に導電パターン２、ダミーパターン６、アライメント用マーク８等の回路を形成する（ステップＳ１０２）。

そして、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、ベースフィルム１上に導電パターン２等を覆うようにカバーレイ３を貼着してキュアし（ステップＳ１０４）、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、アライメント用マーク８の位置に基づき導電パターン２の先端側にレーザ加工（ステップＳ１０６）により開口部７を形成して端子部５を露出させる。

最後に、開口部７内の端子部５上及びダミーパターン６上のカバーレイ３を跨るようにカーボンペーストを印刷（ステップＳ１０８）してパッド４を形成すれば、図１及び図２に示すようなプリント配線板１００を製造することができる。ここで、上記ステップＳ１０６におけるレーザ加工による開口部７の形成は、次のように行われる。

図８は、本発明の一実施形態に係るプリント配線板における寸法補正計算を説明するための図である。図９は、同プリント配線板における寸法補正後の開口部形成を説明するための図である。図１０は、同プリント配線板の開口部の座標の設計値を示す図である。上記ステップＳ１０２にて導電パターン２等を形成したときや、ステップＳ１０４にてカバーレイ３を貼着・キュアしたときに、ベースフィルム１やカバーレイ３の寸法が変化し、これに伴い導電パターン２の寸法が変化することがある。

このような場合に、設計値のみを用いて開口部７を形成すると、開口部と導電パターンとの位置にずれが生じ、開口精度を維持することが困難となることがある。そして、このような設計精度のみでプリント配線板を製造すると、種々の不具合が出ることが想定されるため、本実施形態に係るプリント配線板１００では、アライメント用マーク８を用いた寸法補正計算を行って、開口部７を形成するようにしている。

具体的には、図８に示すように、カメラ２０により例えば４つのアライメント用マーク８を認識し、アライメント用マーク８間の距離Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２を実測値として算出する。ここでは、φ０．５ｍｍの円柱状のアライメント用マーク８が用いられている。そして、これらの実測値から設計値に基づき寸法変化率を算出し、この寸法変化率をレーザ加工プログラムの補正値として用いる。算出される寸法変化率の一例を、以下の表１に示す。

［表１］

上記表１からも明らかなように、距離Ｘ１，Ｘ２の設計値が１０ｍｍ、距離Ｙ１，Ｙ２の設計値が４０ｍｍであるときに、距離Ｘ１の実測値が１０．０３ｍｍのときはその変化率は０．３０００％となる。また、距離Ｘ２の実測値が１０．０３ｍｍのときはその変化率は０．２０００％となる。そして、これらの変化率平均は０．２５００％となる。

同様に、距離Ｙ１の実測値が４０．１５ｍｍのときはその変化率は０．３７５０％となり、距離Ｙ２の実測値が４０．１３ｍｍのときはその変化率は０．３２５０％となる。そして、これらの変化率平均は０．３５００％となる。そこで、図９に示すように、上記補正値を加味してレーザ照射部１０からレーザ光Ｌを端子部５上のカバーレイ３上に照射して開口部７を形成することで、導電パターン２の寸法変化に対応した開口部７を正確に形成することができる。

例えば、形成される開口部７の座標の設計値が、図１０に示すように、Ａ点（２，２）、Ｂ点（２，３５）、Ｃ点（４，３５）及びＤ点（４，２）である場合、上記変化率平均を用いた補正後の加工座標は、次の表２に示すようなものとなる。

［表２］

すなわち、上記表２からも明らかなように、Ａ点（２，２）は補正後に（２．００５，２．００７）の座標となり、Ｂ点（２，３５）は補正後に（２．００５，３５．１２２５）の座標となる。同様に、Ｃ点（４，３５）は補正後に（４．０１，３５．１２２５）の座標となり、Ｄ点（４，２）は補正後に（４．０１，２．００７）の座標となる。

従って、本実施形態に係る製造方法における上記ステップＳ１０６でのレーザ加工においては、プリント配線板１００の寸法変化に対応した開口部７を精度良く形成することができる。これにより、端子部５（及びパッド４）の信頼性を非常に高くすることができ、結果的に信頼性の高いプリント配線板１００を製造することができる。

以下、本実施形態に係るプリント配線板１００の実施例について説明する。本実施例に係るプリント配線板は、次のような条件の部材を用いて製造される。なお、比較例として、同様な条件の部材を用いて従来技術（２）のプリント配線板を製造した。ＣＣＬは片面板で、銅箔厚が１８μｍ、ベースフィルム厚が２５μｍにて構成され、カバーレイはＰＩフィルム厚が１２．５μｍ、接着剤厚が２５μｍにて構成されたものを用いた。

また、０．５ｍｍピッチで形成された端子部上を含めて開口部及びカバーレイ上に形成されるパッドは、カーボンペーストを印刷することにより形成した。各端子部のＬ／Ｓは１００μｍ／４００μｍであり、端子部の並列方向の開口部の開口幅を３５０μｍ、同方向のパッド幅を３００μｍとして、それぞれサンプルを１００ｐｃｓずつ製造し、プリント配線板完成後に外観検査によりカーボンペーストの滲みの有無による不良率を比較した。

その結果、比較例は、良品が１８ｐｃｓで不良品が８２ｐｃｓとなり、不良率は８２％となった。一方、実施例は、良品が１００ｐｃｓで不良品が０ｐｃｓとなり、不良率は０％となった。以上のことからも、本実施形態に係るプリント配線板は、高い信頼性を実現することが判明した。

１ ベースフィルム
２ 導電パターン
２ａ 銅箔
３ カバーレイ
４ パッド
５ 端子部
６ ダミーパターン
７ 開口部
８ アライメント用マーク
１０ レーザ照射部
１００ プリント配線板

Claims (6)

1. 可撓性基板と、
   前記可撓性基板に形成された複数の端子部を有する導電パターンと、
   前記可撓性基板の前記複数の端子部の周囲に設けられたアライメント用マークと、
   前記可撓性基板上に前記複数の端子部を覆うように形成されたカバーレイと、
   前記カバーレイの前記端子部上の所定箇所に、前記アライメント用マークの位置に基づき端子部毎に形成された開口部と、
   前記開口部内で露出する前記端子部と接続され前記カバーレイ上に跨るように形成された導電性印刷パターンとを備えた
   ことを特徴とするプリント配線板。
2. 前記可撓性基板上の前記複数の端子部の近傍にダミーの導電パターンが形成されていることを特徴とする請求項１記載のプリント配線板。
3. 前記導電性印刷パターンは、カーボンフィラーを含むことを特徴とする請求項１又は２記載のプリント配線板。
4. 可撓性基板上に複数の端子部を有する導電パターンを形成すると共に、前記複数の端子部の周囲にアライメント用マークを形成する回路形成工程と、
   前記可撓性基板上に前記複数の端子部を覆うようにカバーレイを熱処理により形成するカバーレイ形成工程と、
   前記アライメント用マークの位置に基づき、前記カバーレイの前記各端子部に対応する箇所にレーザにより端子部毎に開口部を形成する開口部形成工程と、
   前記開口部内で露出する前記端子部上と前記カバーレイ上とに跨るように前記端子部と接続される導電性印刷パターンを形成する印刷パターン形成工程とを備えた
   ことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
5. 前記回路形成工程では、前記可撓性基板上の前記複数の端子部の近傍にダミーの導電パターンを更に形成することを特徴とする請求項４記載のプリント配線板の製造方法。
6. 前記導電性印刷パターンは、カーボンフィラーを含むことを特徴とする請求項４又は５記載のプリント配線板の製造方法。

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