JP2014207297A - フレキシブルプリント回路及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】柔軟性を損なわずに高速信号伝送特性が良好なフレキシブルプリント回路及びその製造方法を提供する。【解決手段】フレキシブルプリント回路１００は、液晶ポリマーからなる第１の絶縁層１１の一方の面１１ａに高周波信号用の信号伝送回路１２が形成されると共に、他方の面１１ｂに第１の導電層１３が形成された第１の単位基板１０と、液晶ポリマーからなる第２の絶縁層２１の一方の面２１ａに第２の導電層２３が形成された第２の単位基板２０と、第１の単位基板１０と第２の単位基板２０とを第１の絶縁層１１の一方の面１１ａと第２の絶縁層２１の他方の面２１ｂとを対向させて接着する変性ポリフェニレンエーテル樹脂の熱可塑性接着剤からなる接着剤層３０とを備える。【選択図】図１

Description

この発明は、高周波信号伝送用のフレキシブルプリント回路及びその製造方法に関する。

携帯情報端末等の電子部品等に広く用いられるフレキシブルプリント回路において、高密度化等に対応するために多層構造を有する多層フレキシブルプリント回路が知られている。また、高速信号伝送の要求から、伝送損失がポリイミドよりも少ない液晶ポリマーをベース基材に用いた配線基板も製品化されている。しかし、液晶ポリマーはガラス転移温度が３００℃以上であるため、３００℃以上のプレス成形が必要であり、高コストのプロセスとなる。また、上述した液晶ポリマーのプレス温度であると、両面基板や片面基板の変形が起こり、厚み構造が不安定になる。これを防止するため、層間接着剤にアクリルエポキシ系の接着剤を使用すると、誘電率と誘電正接の影響で伝送線路としての特性が劣化する。

一方、多層プリント配線基板の接着剤層に上記ポリイミドよりも伝送特性が良好なポリフェニレンエーテル樹脂を用いた配線基板も知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２００３−１４２８２７号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された従来技術の配線基板では、接着剤層にポリフェニレンエーテル樹脂を用いることができるが、ポリフェニレンエーテル樹脂を用いた場合は樹脂自体の溶融流動性が低いため、多層構造に採用すると配線基板全体の柔軟性が著しく損なわれるという問題がある。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消し、柔軟性を損なわずに高速信号伝送特性が良好なフレキシブルプリント回路及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係るフレキシブルプリント回路は、少なくとも一方の面に高周波信号用の信号伝送回路が形成された液晶ポリマーからなる絶縁層と、前記絶縁層に接着される変性ポリフェニレンエーテル樹脂の熱可塑性接着剤からなる接着剤層とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る他のフレキシブルプリント回路は、液晶ポリマーからなる第１の絶縁層の一方の面に高周波信号用の信号伝送回路が形成されると共に、他方の面に第１の導電層が形成された第１の単位基板と、液晶ポリマーからなる第２の絶縁層の一方の面に第２の導電層が形成された第２の単位基板と、前記第１の単位基板と前記第２の単位基板とをそれぞれの前記絶縁層の前記信号伝送回路側の面と前記第２の導電層側と反対側の面とを対向させて接着する変性ポリフェニレンエーテル樹脂の熱可塑性接着剤からなる接着剤層とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る更に他のフレキシブルプリント回路は、液晶ポリマーからなる絶縁層の一方の面に高周波信号用の信号伝送回路が形成されると共に、他方の面に第１の導電層が形成された第１の単位基板と、変性ポリフェニレンエーテル樹脂の熱可塑性接着剤からなる接着剤層の一方の面に第２の導電層が形成された第２の単位基板とを備え、前記第１の単位基板と前記第２の単位基板とを前記絶縁層の前記信号伝送回路側の面と前記接着剤層の前記第２の導電層側と反対側の面とを対向させて接着したことを特徴とする。

本発明に係る上記フレキシブルプリント回路によれば、絶縁層に液晶ポリマーを使用し、接着剤層に変性ポリフェニレンエーテル樹脂からなる熱可塑性接着剤を使用するので、ポリイミド系の樹脂等を用いた従来のものよりも高周波特性に優れつつ柔軟性を損なわずに高速信号伝送を行うことが可能となる。

本発明の一実施形態においては、前記変性ポリフェニレンエーテル樹脂は、スチレン系化合物とビニル系化合物とを共重合させることにより得られたスチレン−ビニル系化合物共重合体にポリエーテルイミドを加熱溶融ブレンドしたものである。

本発明の他の実施形態においては、前記接着剤層の厚さは、１２．５μｍ〜５０μｍである。

本発明の更に他の実施形態においては、前記接着剤層の変性ポリフェニレンエーテル樹脂は、周波数２ＧＨｚにおける比誘電率が２．２〜２．６及び誘電正接が０．００２〜０．０１、引っ張り強度が３０〜５０ＭＰａ、引っ張り弾性率が３００〜４００ＭＰａ、ガラス転移温度が２３０〜２５０℃、及び熱膨張係数が１００〜１３０ｐｐｍ／℃の特性を備える。

本発明に係るフレキシブルプリント回路の製造方法は、液晶ポリマーからなる絶縁層の少なくとも一方の面に高周波信号伝送用の信号伝送回路を形成して単位基板を製造する工程と、前記絶縁層の少なくとも一方の面に変性ポリフェニレンエーテル樹脂の熱可塑性接着剤からなる接着剤層を形成する工程とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る他のフレキシブルプリント回路の製造方法は、液晶ポリマーからなる第１の絶縁層の一方の面に高周波信号用の信号伝送回路を形成すると共に、他方の面に第１の導電層を形成して第１の単位基板を製造する工程と、液晶ポリマーからなる第２の絶縁層の一方の面に第２の導電層を形成した第２の単位基板を製造する工程と、前記第１の単位基板及び前記第２の単位基板の前記絶縁層の前記信号伝送回路側の面及び前記第２の導電層側と反対側の面のいずれか一方に、変性ポリフェニレンエーテル樹脂の熱可塑性接着剤からなる接着剤層を形成する工程とを備え、前記第１の単位基板と前記第２の単位基板とを、前記絶縁層の前記信号伝送回路側の面と前記第２の導電層側と反対側の面とを対向させて、前記接着剤層を介して熱圧着する工程を更に備えたことを特徴とする。

本発明に係る更に他のフレキシブルプリント回路の製造方法は、液晶ポリマーからなる絶縁層の一方の面に高周波信号用の信号伝送回路を形成すると共に、他方の面に第１の導電層を形成して第１の単位基板を製造する工程と、変性ポリフェニレンエーテル樹脂の熱可塑性接着剤からなる接着剤層の一方の面に第２の導電層を形成した第２の単位基板を製造する工程とを備え、前記第１の単位基板と前記第２の単位基板とを、前記絶縁層の前記信号伝送回路側の面と前記接着剤層の前記第２の導電層側と反対側の面とを対向させて、前記接着剤層を介して熱圧着する工程を更に備えたことを特徴とする。

本発明に係るフレキシブルプリント回路の製造方法によれば、上記作用効果を奏するフレキシブルプリント回路を既存の製造設備を利用して安価に製造することができる。

本発明の一実施形態においては、前記熱圧着する工程では、加熱温度が１７０℃〜１９０℃で加圧圧力が５〜２０ｋｇ／ｃｍ^２である。

本発明によれば、柔軟性を損なわずに高速信号伝送特性が良好なフレキシブルプリント回路及びその製造方法を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係るフレキシブルプリント回路の製造工程を示す断面図である。 同フレキシブルプリント回路の製造工程を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係るフレキシブルプリント回路を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るフレキシブルプリント回路を製造工程毎に示す断面図である。 同フレキシブルプリント回路を製造工程毎に示す断面図である。 本発明の第４の実施形態に係るフレキシブルプリント回路を製造工程毎に示す断面図である。 同フレキシブルプリント回路を製造工程毎に示す断面図である。 本発明の実施例に係るフレキシブルプリント回路に用いられる液晶ポリマーフィルムと比較例のポリイミドフィルムの物性値を示す図である。 同実施例におけるフレキシブルプリント回路に用いられる液晶ポリマーと変性ポリフェニレンエーテル樹脂とのピール強度の測定結果を、比較材料の測定結果と共に示す図である。 同実施例におけるフレキシブルプリント回路に適用可能な変性ポリフェニレンエーテル樹脂からなるカバーレイの電気特性の測定結果を、比較材料からなるカバーレイの電気特性の測定結果と共に示す図である。 同実施例におけるフレキシブルプリント回路に適用可能な変性ポリフェニレンエーテル樹脂からなるカバーレイの伝送損失の測定結果を、比較材料からなるカバーレイの伝送損失の測定結果と共に示す図である。 同実施例におけるフレキシブルプリント回路と比較例の設計例を示す図である。 同実施例におけるフレキシブルプリント回路と比較例の特性インピーダンスＺｏ＝５０Ω設計時の回路幅と絶縁層の厚さとの関係を示す図である。 同実施例におけるフレキシブルプリント回路と比較例の差動インピーダンスＺｄｉｆｆ＝９０Ω設計時の回路幅と絶縁層の厚さとの関係を示す図である。

以下、添付の図面を参照して、この発明の実施の形態に係るフレキシブルプリント回路及びその製造方法を詳細に説明する。

［主な実施形態］
本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント回路は、少なくとも一方の面に高周波信号用の信号伝送回路が形成された液晶ポリマーからなる絶縁層と、絶縁層に接着される変性ポリフェニレンエーテル樹脂の熱可塑性接着剤からなる接着剤層とを備えて構成される。これにより、フレキシブルプリント回路は、ポリイミド系の樹脂等を用いたものよりも高周波特性に優れる。また、柔軟性を損なわずに高速信号伝送を行うことができる。詳しい構成等については以下に詳述する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係るフレキシブルプリント回路の製造工程を示す断面図である。図２は、フレキシブルプリント回路の製造工程を示すフローチャートである。まず、図２を参照しながら製造工程について説明する。

第１の実施形態に係るフレキシブルプリント回路（以下、「ＦＰＣ」と呼ぶ。）１００（図１（ｂ）参照）は、例えば以下のように製造される。図１（ａ）に示すように、第１の単位基板１０を形成する（ステップＳ１００）。第１の単位基板１０は、例えば厚さ２５μｍの液晶ポリマー（以下、「ＬＣＰ」と呼ぶ。）からなる第１の絶縁層１１を備える。

また、第１の単位基板１０は、第１の絶縁層１１の一方の面１１ａ上に形成された高周波信号用の信号伝送回路１２と、信号伝送回路１２の両側に形成された配線回路１４と、第１の絶縁層１１の他方の面１１ｂ上に形成された第１の導電層１３とを備える。これら信号伝送回路１２、配線回路１４及び第１の導電層１３は、例えばそれぞれ厚さ１２．５μｍの電解銅箔からなる。すなわち、上記ステップＳ１００では、例えば両面に銅箔が設けられた両面銅張積層板（両面ＣＣＬ）の片面に信号伝送回路１２及び配線回路１４を形成する。

次に、図１（ｂ）に示すように、第２の単位基板２０を、第１の単位基板１０に対して、第１の単位基板１０の信号伝送回路１２及び配線回路１４側の面に接着された接着剤を介して熱圧着する（ステップＳ１０２）。第２の単位基板２０は、上記第１の単位基板１０と同様に、例えば厚さ２５μｍのＬＣＰからなる第２の絶縁層２１を備える。また、第２の単位基板２０は、第２の絶縁層２１の一方の面２１ａ上に、上記第１の導電層１３と同様に、例えば厚さ１２．５μｍの電解銅箔により形成された第２の導電層２３を備える。

なお、第２の単位基板２０は、片面に銅箔が設けられた片面銅張積層板（片面ＣＣＬ）からなる。また、第１及び第２の単位基板１０，２０の間には、上述した接着剤からなる接着剤層３０が形成される。この接着剤層３０を構成する接着剤は、変性ポリフェニレンエーテル樹脂（以下、「ｍ−ＰＰＥ」と呼ぶ。）からなる熱可塑性接着剤であり、例えばフィルム状に成形されたものである。

ここで、ｍ−ＰＰＥは、例えばスチレン系化合物とビニル系化合物とを共重合させて得られたスチレン−ビニル系化合物共重合体にポリエーテルイミドを加熱溶融ブレンドすることにより、溶融流動性と高耐熱性とを付与したものである。この熱可塑性接着剤のｍ−ＰＰＥは、例えば周波数２ＧＨｚにおける比誘電率が２．２〜２．６及び誘電正接が０．００２〜０．０１で、引っ張り強度が３０〜５０ＭＰａ及び引っ張り弾性率が３００〜４００ＭＰａの物性を備える。また、ｍ−ＰＰＥは、ガラス転移温度が２３０〜２５０℃で、熱膨張係数が１００〜３００ｐｐｍ／℃の物性を備える。

なお、上記ステップＳ１０２においては、第１の単位基板１０の面１１ａと第２の単位基板２０の面２１ｂとが対向するように配置し、これらの間にｍ−ＰＰＥの熱可塑性接着剤をフィルム状に成形したものを配置するようにして、加熱温度１７０〜１９０℃で加圧圧力５〜２０ｋｇ／ｃｍ^２のプレス条件下で熱圧着により接着剤層３０を形成した上で各単位基板１０，２０を接続するようにしても良い。

この熱可塑性接着剤のｍ−ＰＰＥの加圧硬化温度は、例えば１８０℃±１０℃程度に設定されており、第１及び第２の単位基板１０，２０の第１及び第２の絶縁層１１，２１のガラス転移温度（例えば、３００℃以上）よりも大幅に低い温度に設定される。従って、ステップＳ１０２においては、第１及び第２の絶縁層１１，２１の変形は最小限に抑えることができる。

ｍ−ＰＰＥは、一例として以下のような物性で構成される。
（ａ）キュア条件：２００℃／１ｈｒ（６０分）
（ｂ）誘電率：２．４（２ＧＨｚ）［空洞共振器測定］
（ｃ）誘電正接：０．００２９（２ＧＨｚ）［空洞共振器測定］
（ｄ）銅引き剥がし強さ：７（Ｎ／ｃｍ）［ＪＩＳ Ｃ６４７１］
（ｅ）引っ張り強さ：４２（ＭＰａ）［ＩＳ Ｃ２３１８］
（ｆ）延び：２５０（％）［ＪＩＳ ２３１８］
（ｇ）引っ張り係数：３２５（ＭＰａ）［ＪＩＳ Ｋ７１１３］
（ｈ）ガラス転移温度：２３５（℃）［ＤＭＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ：弾性率を検出する動的粘弾性測定） ＪＩＳ ６４８１］
（ｉ）熱膨張係数α１：１１０（ｐｐｍ／℃）［ＴＭＡ（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ：熱膨張率を測定する熱機械分析） ＪＩＳ ６４８１］
（ｊ）体積抵抗：１（Ｅ１５Ωｃｍ）［ＪＩＳ ２１７０］
（ｋ）熱抵抗：３７０（℃）［ＴＧ−ＤＴＡ（示差熱−熱重量同時測定）］
（ｌ）吸水率：０．１より小（％）［ＪＩＳ ２３１８］
（ｍ）塩素イオン：１０より小（ｐｐｍ）［１２１℃／１００％ＲＨ／２０ｈｒ経過後に水分を抽出して測定］
（ｎ）ナトリウム：５より小（ｐｐｍ）［１２１℃／１００％ＲＨ／２０ｈｒ経過後に水分を抽出して測定］
（ｏ）カリウム：５より小（ｐｐｍ）［１２１℃／１００％ＲＨ／２０ｈｒ経過後に水分を抽出して測定］

また、ステップＳ１０２においては、いわゆる高温での熱プレスが不要となるため、例えばポリイミド系樹脂を絶縁層に用いる既存のＦＰＣの製造設備にて第１の実施形態に係るＦＰＣ１００を作製することができる。熱プレスに用いるプレス装置としては、例えば蒸気加熱タイプの安価なプレス装置や熱溶媒過熱油タイプの上限温度が２００℃近辺の安価な装置を用いることもできるため、低コストでＦＰＣ１００を製造することができる。

上記のような熱圧着により、第１の単位基板１０の第１の絶縁層１１と、第２の単位基板２０の第２の絶縁層２１との間に、信号伝送回路１２が配置される。次に、ステップＳ１０２の後、第１の実施形態に係るＦＰＣ１００では、図１（ｃ）に示すように、第１及び第２の単位基板１０，２０を貫通すると共に、信号伝送回路１２の両側に所定間隔を空けて隣設するように第１の絶縁層１１の主面に沿って形成された配線回路１４を貫通するスルーホール３１を形成する。

その後、図１（ｄ）に示すように、スルーホール３１にめっき処理を施し、第１及び第２の導電層１３，２３と配線回路１４とを電気的に接続して層間導通を図る（ステップＳ１０４）。そして、図示は省略するが、第１及び第２の導電層１３，２３に所定の回路を形成して（ステップＳ１０６）、第１の実施形態に係るＦＰＣ１００が構成される。なお、これら第１及び第２の導電層１３，２３は、基準電位（電源電位、接地電位）が付与されているため、配線回路１４も基準電位となる。

このように構成されたＦＰＣ１００は、第１及び第２の絶縁層１１，２１がＬＣＰからなると共に接着剤層３０がｍ−ＰＰＥの熱可塑性接着剤からなるため、誘電率及び誘電正接が共に低く、ポリイミド系の樹脂等を用いたものよりも高周波特性に優れ、ポリフェニレンエーテル樹脂を用いたものよりも柔軟性が高い構造を実現することができる。

また、信号伝送回路１２がいわゆる内層側に配置され、この信号伝送回路１２がこれよりも外層側にある第１及び第２の導電層１３，２３に挟まれた構造を実現する。従って、ＥＭＣ（電磁的両立性）やＥＭＩ（電磁干渉）を防止しつつ、伝送損失の少ない信号伝送回路１２を実現することが可能となる。

［第２の実施形態］
図３は、本発明の第２の実施形態に係るフレキシブルプリント回路を示す断面図であり、図３（ａ）はシングルエンドストリップライン構造を示し、図３（ｂ）は差動ストリップライン構造を示している。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、第２の実施形態に係るＦＰＣ１００は、第２の単位基板２０が接着剤層３０と第２の導電層２３とからなる点が、第１の実施形態に係るＦＰＣ１００と相違している。

なお、接着剤層３０は、ｍ−ＰＰＥからなる熱可塑性接着剤をフィルム状に成形したものからなる。また、信号伝送回路１２と配線回路１４との間など、各配線間の間隔は例えば７５μｍに設定されている。このような構成であっても、第１の実施形態に係るＦＰＣ１００と同様の作用効果を奏することが可能となると共に、第２単位基板２０をより薄くすることができるので、回路全体の薄型化を図ることができる。

［第３の実施形態］
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の第３の実施形態に係るフレキシブルプリント回路を製造工程毎に示す断面図である。図４Ａ（ａ）に示すように、まず、ＬＣＰからなる第１及び第２の絶縁層１１，２１の両面にそれぞれベタパターンの導体層８が形成された両面ＣＣＬを複数準備する。

次に、図４Ａ（ｂ）に示すように、サブトラクティブ法などにより、第１の絶縁層１１の一方の面１１ａ側の導体層８に信号伝送回路１２及び配線回路１４を形成すると共に、第２の絶縁層２１の他方の面２１ｂ側の導体層８に配線回路２４を形成して、第１の単位基板１０及び第２の単位基板２０を形成する。

なお、サブトラクティブ法によるエッチングの際には、第１の絶縁層１１の他方の面１１ｂ側の第１の導電層１３及び第２の絶縁層２１の一方の面２１ａ側の第２の導電層２３は、それぞれ図示しないレジストフィルムで覆って全体を面１１ｂ，２１ａ上に残すように処理される。

そして、図４Ａ（ｃ）に示すように、ｍ−ＰＰＥからなる熱可塑性接着剤のフィルム３０ａを第１の単位基板１０の信号伝送回路１２及び配線回路１４上にラミネートする。ラミネートの際には、例えば真空ラミネータを用い、気泡を極力抜いた状態で１００〜１３０℃程度の加熱温度により加圧する。

その後、図４Ａ（ｄ）に示すように、フィルム３０ａ上に、第２の単位基板２０を、配線回路２４側が対向するように配置した上で再度ラミネートする。こうして、第１及び第２の単位基板１０，２０間にフィルム３０ａを配置したら、図４Ａ（ｅ）に示すように、例えば真空プレス装置を用いて真空環境下にて熱圧着を行う。

熱圧着は、加熱温度１７０〜１９０℃程度で加圧圧力５〜２０ｋｇ／ｃｍ^２にて、３０〜６０分間プレスすることにより行われる。これにより、単位基板１０，２０間のフィルム３０ａが、ｍ−ＰＰＥの高分子がアロイ化して高耐熱性を備えた軟らかい特性を有する接着剤層３０となる。

そして、例えば図４Ｂ（ｆ）に示すように、層間導通を行うためのスルーホール３１やＬＶＨ３２を形成し、図４Ｂ（ｇ）に示すように、スルーホール３１及びＬＶＨ３２に例えば銅めっき処理を施して層間接続を行う。スルーホール３１やＬＶＨ３２は、ドリル加工による穴開け工法の他、炭酸ガスレーザやＵＶ−ＹＡＧレーザ等を用いたレーザ加工法（コンフォーマル工法、ダイレクト工法）等により形成される。銅めっき処理は、ダイレクトプレーティングプロセス（ＤＰＰ）によりカーボンやパラジウムの導電性被膜を樹脂部分に形成して、電解めっき法により銅層をめっきすることにより行われる。

そして、図４Ｂ（ｈ）に示すように、エッチング等により外層回路１９，２９を形成し、最後に、図４Ｂ（ｉ）に示すように、各外層回路上にカバーレイ１８，２８を形成する。このようにして、第３の実施形態に係るＦＰＣ１００が製造される。なお、カバーレイ１８，２８は、例えばポリイミドフィルムにエポキシ系の接着剤を付加したような従来構成のものでも良いし、ＬＣＰにｍ−ＰＰＥを付加した本発明に係る構成であっても良い。この第３の実施形態に係るＦＰＣ１００も、第１の実施形態に係るＦＰＣ１００と同様の作用効果を奏することができる。

［第４の実施形態］
図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の第４の実施形態に係るフレキシブルプリント回路を製造工程毎に示す断面図である。図５Ａ（ａ）に示すように、まず、ＬＣＰからなる第１の絶縁層１１の両面に導体層８が形成された両面ＣＣＬを準備すると共に、図５Ａ（ｂ）に示すように、ＬＣＰからなる第２の絶縁層２１の片面に導体層８が形成された片面ＣＣＬを準備する。

次に、図５Ａ（ｃ）に示すように、サブトラクティブ法などにより、第１の絶縁層１１の一方の面１１ａ側の導体層８に信号伝送回路１２及び配線回路１４を形成して第１の単位基板１０を形成する。そして、図５Ａ（ｄ）に示すように、例えば配線回路１４の一部を露出させるような状態で、ｍ−ＰＰＥからなる熱可塑性接着剤のフィルム３０ａを第１の単位基板１０の信号伝送回路１２及び配線回路１４上にラミネートし、図５Ａ（ｅ）に示すように、フィルム３０ａ上にクッション材３を配置して加熱温度１８０℃で一時間加熱してキュアを実行する。

その後、クッション材３を除去してから、図５Ａ（ｆ）に示すように、キュアされたフィルム３０ａ上に更にｍ−ＰＰＥのフィルム３０ｂ及び第２の単位基板を第２の絶縁層２１の面２１ｂ側がフィルム３０ｂ側となるように配置した上でラミネートし、図５Ａ（ｇ）に示すように、加熱温度１８０℃で一時間加熱してキュアを実行する。

そして、例えば図５Ｂ（ｈ）に示すように、層間導通を行うためのスルーホール３１やＬＶＨ３２を形成し、図５Ｂ（ｉ）に示すように、スルーホール３１及びＬＶＨ３２に銅めっき処理を施して層間接続を行う。更に、図５Ｂ（ｊ）に示すように、エッチング等により外層回路１９，２９を形成し、図５Ｂ（ｋ）に示すように、各外層回路上にカバーレイ１８，２８を形成する。

最後に、図５Ｂ（ｌ）に示すように、第１の単位基板１０の配線回路１４の一部が露出するように、第２の単位基板２０及びカバーレイ２８の不要部分を除去することで、いわゆるフライングテール構造の端子として作用する配線回路１４を有する第４の実施形態に係るＦＰＣ１００が製造される。この第４の実施形態に係るＦＰＣ１００も、第１の実施形態に係るＦＰＣ１００と同様の作用効果を奏することができる。

以下、実施例によりＦＰＣ１００について具体的に説明する。図６は、本発明の実施例に係るＦＰＣ１００に用いられるＬＣＰフィルムと比較例のＰＩフィルムの物性値を示す図である。図６に示すように、実施例のＦＰＣ１００の第１及び第２の絶縁層１１，２１等に用いられるＬＣＰフィルムは、例えば引っ張り強度が２４０（ＭＰａ）、破断伸度が２（％）、引っ張り弾性率が２（ＧＰａ）、熱膨張係数が１８（１０^−６／℃）の物性を備えている。また、ＬＣＰフィルムは、例えば融点が２８０（℃）、誘電率が２．９（周波数２ＧＨｚにおいて）、誘電正接が０．００２（周波数２ＧＨｚにおいて）、給水率が０．０４（％）の物性を備えている。

一方、ＰＩフィルムは、例えば引っ張り強度が３５０（ＭＰａ）、破断伸度が８５（％）、引っ張り弾性率が３．５０（ＧＰａ）、熱膨張係数が２７（１０^−６／℃）の物性を備えている。また、ＰＩフィルムは、融点がなく、例えば誘電率が３．３（周波数２ＧＨｚにおいて）、誘電正接が０．００１（周波数２ＧＨｚにおいて）、給水率が２．９（％）の物性を備えている。

図７は、実施例におけるＦＰＣ１００に用いられるＬＣＰとｍ−ＰＰＥとのピール強度の測定結果を、比較材料の測定結果と共に示す図である。ここでのＬＣＰの物性は、例えば上記図６に示したものと同様の特性を示しているとする。また、ｍ−ＰＰＥの物性は、上記第１の実施形態にて説明したものと同様の特性を示している。

図７において、縦軸はピール強度（Ｎ／ｃｍ）を表し、横軸は各種材料の垂直方向（ＴＤ）及び流れ方向（ＭＤ）の引き剥がし一次試験、二次試験のデータを表している。比較材料としては、ポリイミド、銅箔Ａ、銅箔Ｂ、銅箔Ｃが挙げられている。接着条件は、加熱温度１７０〜１９０℃で加圧圧力５〜２０ｋｇ／ｃｍ^２のプレス条件下で６０分間加熱加圧した。

図７に示すように、ｍ−ＰＰＥとポリイミドの場合、一次二次試験におけるピール強度は、ＴＤで５．５，５．０、ＭＤで５．６，５．３となった。ｍ−ＰＰＥと銅箔Ａの場合、一次二次試験におけるピール強度は、ＴＤで７．１，８．１、ＭＤで５．４，９．８となった。また、ｍ−ＰＰＥと銅箔Ｂの場合、一次二次試験におけるピール強度は、ＴＤで９．５，１２．０、ＭＤで１０．２，１２．３となった。更に、ｍ−ＰＰＥと銅箔Ｃの場合、一次二次試験におけるピール強度は、ＴＤで１１．０，１１．２、ＭＤで１１．２，１２．０となった。

これらに対し、ｍ−ＰＰＥとＬＣＰの場合は、一次二次試験におけるピール強度はＴＤ，ＭＤ共に全て１５．０を上回ることとなった。このような結果から、ｍ−ＰＰＥとＬＣＰを接着させた場合のピール強度は、ｍ−ＰＰＥと比較材料とを接着させた場合のピール強度よりも大幅に高いことが判明した。

図８は、実施例におけるＦＰＣ１００に適用可能なｍ−ＰＰＥからなるカバーレイの電気特性の測定結果を、比較材料からなるカバーレイの電気特性の測定結果と共に示す図である。図８において、縦軸は特性インピーダンスＺｏ（Ω）の値を表し、横軸は回路幅（μｍ）を表している。

測定に際しては、第１の絶縁層１１にＬＣＰを用いて信号伝送回路１２等を形成した基板に対し、実施例、比較例ａ及び比較例ｂのカバーレイを形成した。これに基づき信号伝送回路１２の回路幅毎の特性インピーダンスＺｏの値を測定した。そして、測定結果をプロットして、演算により実施例、比較例ａ及び比較例ｂの近似曲線を算出した。

なお、実施例のカバーレイは、ｍ−ＰＰＥからなり、比較例ａのカバーレイはポリイミドにエポキシ系接着剤を付加したもので、比較例ｂのカバーレイはＰＴＦＥにエポキシ系接着剤を付加したものである。これらのカバーレイを信号伝送回路１２上に貼り付けた上で、測定はシングルエンド伝送について行った。

図８に示すように、例えば特性インピーダンスＺｏ値が５０Ωであるときは、実施例のカバーレイを用いた場合の信号伝送回路１２の回路幅は６０μｍとなった。一方、比較例ａのカバーレイを用いた場合の回路幅は４８μｍとなり、比較例ｂのカバーレイを用いた場合の回路幅は５１μｍとなった。これにより、実施例のｍ−ＰＰＥからなるカバーレイを用いれば、特性インピーダンスＺｏ値が５０Ωの際の回路幅の設計値を最も広くとることが可能であることが判明した。また、実施例、比較例ａ及び比較例ｂの各近似曲線からも明らかなように、実施例のｍ−ＰＰＥからなるカバーレイを用いると、比較例ａ及び比較例ｂのカバーレイを用いたときよりも所定の特性インピーダンスＺｏにおける回路幅の設計値を広くとることが可能である。

図９は、実施例におけるＦＰＣ１００に適用可能なｍ−ＰＰＥからなるカバーレイの伝送損失の測定結果を、比較材料からなるカバーレイの伝送損失の測定結果と共に示す図である。上記図８に示した場合の条件下にて伝送損失の測定が行われた。なお、図９において、縦軸は特性インピーダンスＺｏ＝５０Ω設計時の回路の伝送損失Ｓ２１（ｄｂ／５０ｍｍ）の値を表し、横軸は周波数（ＧＨｚ）を表している。ここでは、カバーレイがない場合を比較例ｃとして更に追加した。

図９に示すように、実施例のｍ−ＰＰＥからなるカバーレイを用いると、比較例ａ及び比較例ｂのカバーレイを用いた場合よりも、ほぼ周波数の全域にわたって伝送損失が少ないことが判明した。なお、カバーレイがない場合の比較例ｃは、実施例よりも伝送損失が少なくなるが、現実的にはカバーレイを付加してＦＰＣ１００を構成することを考えると、選択肢としては不適切である。

図１０は、実施例におけるＦＰＣ１００と比較例の設計例を示す図である。図１１は、実施例におけるＦＰＣ１００と比較例の特性インピーダンスＺｏ＝５０Ω設計時の回路幅と絶縁層の厚さとの関係を示す図である。図１２は、実施例におけるＦＰＣ１００と比較例の差動インピーダンスＺｄｉｆｆ＝９０Ω設計時の回路幅と絶縁層の厚さとの関係を示す図である。

図１０に示すように、実施例は接着剤にｍ−ＰＰＥを用い、絶縁材料にＬＣＰを用いて構成した。また、比較例Ａは接着剤にアクリル−エポキシを用い、絶縁材料にＬＣＰを用いて構成した。また、比較例Ｂは接着剤にアクリル−エポキシを用い、絶縁材料にＰＩを用いて構成した。

実施例、比較例Ａ及び比較例Ｂにおいては、それぞれ第１及び第２の導電層１３，２３の厚さを１２μｍとし、接着剤層３０の厚さを５０μｍとした。そして、それぞれの第１の絶縁層１１の厚さを１２．５μｍ、２５μｍ、５０μｍと３段階に変更した上で、特性インピーダンスＺｏ及び差動インピーダンスＺｄｉｆｆの測定を行い、特性インピーダンスＺｏ＝５０Ω設計時及び差動インピーダンスＺｄｉｆｆ＝９０Ω設計時の信号伝送回路１２の回路幅を算出した。

実施例においては、特性インピーダンスＺｏ＝５０Ω設計時の信号伝送回路１２の回路幅は、第１の絶縁層１１の厚さが１２．５μｍのときは１７μｍとなり、第１の絶縁層１１の厚さが２５μｍのときは３２μｍとなり、第１の絶縁層１１の厚さが５０μｍのときは５０μｍとなった。

また、差動インピーダンスＺｄｉｆｆ＝９０Ω設計時の信号伝送回路１２の回路幅は、第１の絶縁層１１の厚さが１２．５μｍのときは２１μｍとなり、第１の絶縁層１１の厚さが２５μｍのときは３８μｍとなり、第１の絶縁層１１の厚さが５０μｍのときは５７μｍとなった。

比較例Ａにおいては、特性インピーダンスＺｏ＝５０Ω設計時の信号伝送回路１２の回路幅は、第１の絶縁層１１の厚さが１２．５μｍのときは１１μｍとなり、第１の絶縁層１１の厚さが２５μｍのときは２１μｍとなり、第１の絶縁層１１の厚さが５０μｍのときは３２μｍとなった。

また、差動インピーダンスＺｄｉｆｆ＝９０Ω設計時の信号伝送回路１２の回路幅は、第１の絶縁層１１の厚さが１２．５μｍのときは１４μｍとなり、第１の絶縁層１１の厚さが２５μｍのときは２６μｍとなり、第１の絶縁層１１の厚さが５０μｍのときは３７μｍとなった。

比較例Ｂにおいては、特性インピーダンスＺｏ＝５０Ω設計時の信号伝送回路１２の回路幅は、第１の絶縁層１１の厚さが１２．５μｍのときは１０μｍとなり、第１の絶縁層１１の厚さが２５μｍのときは２０μｍとなり、第１の絶縁層１１の厚さが５０μｍのときは３１μｍとなった。

また、差動インピーダンスＺｄｉｆｆ＝９０Ω設計時の信号伝送回路１２の回路幅は、第１の絶縁層１１の厚さが１２．５μｍのときは１３μｍとなり、第１の絶縁層１１の厚さが２５μｍのときは２５μｍとなり、第１の絶縁層１１の厚さが５０μｍのときは３６μｍとなった。これらの測定結果プロットすると、図１１及び図１２に示すようになる。

図１１及び図１２に示すように、特性インピーダンスＺｏ＝５０Ω設計時及び差動インピーダンスＺｄｉｆｆ＝９０Ω設計時のいずれにおいても、実施例のＦＰＣ１００は、比較例Ａ及び比較例Ｂよりも、第１の絶縁層１１の厚さを同じにした場合の信号伝送回路１２の回路幅を大きくとることが可能である。

このように、接着剤層３０の接着剤をｍ−ＰＰＥとすれば、同一インピーダンス設計時の信号伝送回路１２の設計時の回路幅をより太くすることができる。なお、設計時の回路幅は、２０μｍ以下であると製造が困難であり、３０μｍ程度であると製造管理が繁雑となり、４０μｍ以上であると製造が容易となるが、いずれの回路幅の場合であっても、実施例の方が比較例Ａ及び比較例Ｂよりも同一の回路幅に対する第１の絶縁層１１の厚さを薄くすることができるので、柔軟性を損なわずに高速信号伝送特性が良好なＦＰＣ１００を製造することができる。

１０ 第１の単位基板
１１ 第１の絶縁層
１２ 信号伝送回路
１３ 第１の導電層
１４ 配線回路
２０ 第２の単位基板
２１ 第２の絶縁層
２３ 第２の導電層
２４ 配線回路
３０ 接着剤層
３０ａ，３０ｂ フィルム
１００ フレキシブルプリント回路

Claims (10)

1. 少なくとも一方の面に高周波信号用の信号伝送回路が形成された液晶ポリマーからなる絶縁層と、
   前記絶縁層に接着される変性ポリフェニレンエーテル樹脂の熱可塑性接着剤からなる接着剤層とを備えた
   ことを特徴とするフレキシブルプリント回路。
2. 液晶ポリマーからなる第１の絶縁層の一方の面に高周波信号用の信号伝送回路が形成されると共に、他方の面に第１の導電層が形成された第１の単位基板と、
   液晶ポリマーからなる第２の絶縁層の一方の面に第２の導電層が形成された第２の単位基板と、
   前記第１の単位基板と前記第２の単位基板とをそれぞれの前記絶縁層の前記信号伝送回路側の面と前記第２の導電層側と反対側の面とを対向させて接着する変性ポリフェニレンエーテル樹脂の熱可塑性接着剤からなる接着剤層とを備えた
   ことを特徴とするフレキシブルプリント回路。
3. 液晶ポリマーからなる絶縁層の一方の面に高周波信号用の信号伝送回路が形成されると共に、他方の面に第１の導電層が形成された第１の単位基板と、
   変性ポリフェニレンエーテル樹脂の熱可塑性接着剤からなる接着剤層の一方の面に第２の導電層が形成された第２の単位基板とを備え、
   前記第１の単位基板と前記第２の単位基板とを前記絶縁層の前記信号伝送回路側の面と前記接着剤層の前記第２の導電層側と反対側の面とを対向させて接着した
   ことを特徴とするフレキシブルプリント回路。
4. 前記変性ポリフェニレンエーテル樹脂は、スチレン系化合物とビニル系化合物とを共重合させることにより得られたスチレン−ビニル系化合物共重合体にポリエーテルイミドを加熱溶融ブレンドしたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のフレキシブルプリント回路。
5. 前記接着剤層の厚さは、１２．５μｍ〜５０μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のフレキシブルプリント回路。
6. 前記接着剤層の変性ポリフェニレンエーテル樹脂は、周波数２ＧＨｚにおける比誘電率が２．２〜２．６及び誘電正接が０．００２〜０．０１、引っ張り強度が３０〜５０ＭＰａ、引っ張り弾性率が３００〜４００ＭＰａ、ガラス転移温度が２３０〜２５０℃、及び熱膨張係数が１００〜１３０ｐｐｍ／℃の特性を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のフレキシブルプリント回路。
7. 液晶ポリマーからなる絶縁層の少なくとも一方の面に高周波信号用の信号伝送回路を形成して単位基板を製造する工程と、
   前記絶縁層の少なくとも一方の面に変性ポリフェニレンエーテル樹脂の熱可塑性接着剤からなる接着剤層を形成する工程とを備えた
   ことを特徴とするフレキシブルプリント回路の製造方法。
8. 液晶ポリマーからなる第１の絶縁層の一方の面に高周波信号用の信号伝送回路を形成すると共に、他方の面に第１の導電層を形成して第１の単位基板を製造する工程と、
   液晶ポリマーからなる第２の絶縁層の一方の面に第２の導電層を形成した第２の単位基板を製造する工程と、
   前記第１の単位基板及び前記第２の単位基板の前記絶縁層の前記信号伝送回路側の面及び前記第２の導電層側と反対側の面のいずれか一方に、変性ポリフェニレンエーテル樹脂の熱可塑性接着剤からなる接着剤層を形成する工程とを備え、
   前記第１の単位基板と前記第２の単位基板とを、前記絶縁層の前記信号伝送回路側の面と前記第２の導電層側と反対側の面とを対向させて、前記接着剤層を介して熱圧着する工程を更に備えた
   ことを特徴とするフレキシブルプリント回路の製造方法。
9. 液晶ポリマーからなる絶縁層の一方の面に高周波信号用の信号伝送回路を形成すると共に、他方の面に第１の導電層を形成して第１の単位基板を製造する工程と、
   変性ポリフェニレンエーテル樹脂の熱可塑性接着剤からなる接着剤層の一方の面に第２の導電層を形成した第２の単位基板を製造する工程とを備え、
   前記第１の単位基板と前記第２の単位基板とを、前記絶縁層の前記信号伝送回路側の面と前記接着剤層の前記第２の導電層側と反対側の面とを対向させて、前記接着剤層を介して熱圧着する工程を更に備えた
   ことを特徴とするフレキシブルプリント回路の製造方法。
10. 前記熱圧着する工程では、加熱温度が１７０℃〜１９０℃で加圧圧力が５〜２０ｋｇ／ｃｍ^２であることを特徴とする請求項８又は９記載のフレキシブルプリント回路の製造方法。

Images