JP2016115802A - フレキシブル配線板、フレキシブル回路板、フレキシブル配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】切断加工の位置において、導体パターンとベースフィルムに含まれる金属シートとの短絡を防止する。【解決手段】金属シート２１１を含む長尺のベースフィルム２１と、ベースフィルム２１の一方の表面に設けられる導体パターン２３とを有し、平面視において、導体パターン２３と切断予定線１０２とが重畳する位置には、金属シート２１を厚さ方向に貫通する開口部２４１が形成されるとともに、開口部２４１には、電気的な絶縁性を有する充填材２４２が充填される。【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、フレキシブル配線板、フレキシブル回路板、フレキシブル配線板の製造方法に関する。特には、金属シートを含むベースフィルムが適用されたフレキシブル配線板と、このフレキシブル配線板が適用されたフレキシブル回路板と、このフレキシブル配線板の製造方法に関する。

近年、照明装置の光源として、低消費電力かつ長寿命であるＬＥＤが用いられている。蛍光灯のような長尺の照明装置には、複数のＬＥＤが一列に並べられた発光装置が使用される。このため、発光装置は照明装置の長さに応じた長さに設定される。しかし、照明装置の長さは一定ではないので、照明装置に応じた長さの発光装置を製造しなければならない。そこで、特許文献１には、長さの異なる照明装置に対応できるように、所望の長さに切断可能な発光装置が開示されている。特許文献１に記載の発光装置は、帯状のフレキシブル配線板に複数の発光素子が長手方向に並べて実装されるとともに、各発光素子間に設けられる電極が露出するという構成を有する。そして、電極が露出する位置において、フレキシブル配線板が切断可能である。

特開２０１２−８４３９２号公報

しかしながら、フレキシブル配線板のベースフィルムに金属シートが含まれると、切断加工された位置において導体パターン（特許文献１においては電極）にバリが生じる場合や、導体パターンが曲がる場合がある。そうすると、導体パターンと金属シートとが接触して短絡するおそれがある。このように、切断加工の状態が、発光素子の発光に影響を与えるおそれがある。

上記実情に鑑み、本発明は、切断加工の位置において導体パターンとベースフィルムに含まれる金属シートとの短絡を防止できるフレキシブル配線板と、このフレキシブル配線板が適用されたフレキシブル回路板と、このフレキシブル配線板の製造方法を提供することである。

本発明は、金属シートを含む長尺のベースフィルムと、前記ベースフィルムの一方の表面に設けられる導体パターンと、を有するフレキシブル配線板であって、平面視において、前記導体パターンと前記フレキシブル配線板の切断加工が予定される切断予定線とが重畳する位置には、前記金属シートを厚さ方向に貫通する開口部が形成されるとともに、前記開口部には、電気的な絶縁性を有する充填材が充填されることを特徴とする。

平面視において導体パターンと切断予定線とが交差する位置を含む領域には、金属シートに開口部が形成されており、導体パターンと金属シートとが積層していない。このような構成によれば、切断予定線でフレキシブル回路板が切断加工され、切断加工の位置において導体パターンにバリが生じた場合や、導体パターンが向かって曲がった場合であっても、導体パターンと金属シートとは接触しない。したがって、導体パターンと金属シートとの短絡を防止できる。

図１は、回路板の構成例を模式的に示す平面図である。 図２Ａは、配線板及び回路板の構成例を模式的に示す断面図である。 図２Ｂは、配線板及び回路板の構成例を模式的に示す断面図である。 図３Ａは、第１の実施形態に係る回路板が切断予定線で切断加工された状態を示す断面模式図である。 図３Ｂは、比較例の回路板が切断予定線で切断加工された状態を示す断面模式図である。 図４は、ベタパターンが設けられる配線板の構成例を模式的に示す平面図である。 図５は、第２の実施形態に係る配線板の構成例を模式的に示す平面図である。 図６Ａは、配線板の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。 図６Ｂは、配線板の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。 図６Ｃは、配線板および回路板の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。 図６Ｄは、配線板および回路板の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。 図６Ｅは、配線板および回路板の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。 図６Ｆは、配線板および回路板の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。 図６Ｇは、配線板および回路板の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。 図６Ｈは、配線板および回路板の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。 図７は、発光装置の構成例を模式的に示す平面図である。

以下に、本発明の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本発明の各実施形態において、フレキシブル配線板とは、配線パターンが設けられているが、電子部品等は実装されていない基板をいう。また、フレキシブル回路板とは、フレキシブル配線板に電子部品等が実装されたものをいう。各実施形態では、フレキシブル回路板の例として、フレキシブル配線板に発光素子が実装された発光装置を示す。ただし、フレキシブル回路板は発光装置に限定されない。なお、以下の説明では、フレキシブル配線板を「配線板」と略し、フレキシブル回路板を「回路板」と略す。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る配線板２および回路板１（発光装置）の構成例について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る配線板２が適用される回路板１（発光装置）の構成の例を模式的に示す平面図である。図２Ａと図２Ｂは、本発明の実施形態に係る配線板２が適用される回路板１（発光装置）の構成例を模式的に示す断面図であり、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

図１に示すように、回路板１は、長尺の帯状の構成を有する。回路板１は、長尺の帯状の配線板２と、配線板２の一方の表面に実装される発光素子１１と、配線板２の一方の表面に設けられる給電部１２とを有する。発光素子１１は、回路板１が組込まれる発光装置１０の光源であり、例えば、表面実装型ＬＥＤなどのＬＥＤが適用される。給電部１２は、外部から発光素子１１を発光させるための電力の供給を受ける部分である。本実施形態では、給電部１２の例として、配線板２の一方の表面に実装されるコネクタ１２１を示す。なお、給電部１２に適用されるコネクタ１２１の具体的な構成は、特に限定されない。コネクタ１２１には、公知の各種コネクタが適用できる。さらに、給電部１２はコネクタ１２１に限定されない。例えば、給電部１２として、配線板２の一方の表面に、給電用のケーブルを直接的に接続する（コネクタ１２１を介さずに接続する）ランドが適用される構成であってもよい。発光素子１１やそれらの制御に必要な電子部品が実装された回路板１に適正な給電機能が備わって発光装置１０（図７参照）が構成される。そして、発光素子１１は、給電部１２（コネクタ１２１）と給電部１２に接続されるケーブル類を介して、外部から電力の供給を受けて発光する。

このほか、回路板１は、発光素子１１以外の電子部品等１３を有していてもよい（ただし、有していなくてもよい）。発光素子１１以外の電子部品等１３としては、例えば、発光素子１１に流す電流を調整する抵抗や定電流ダイオードなどが適用される。本実施形態では、発光素子１１以外の電子部品等として、発光素子１１に流す電流を調整する抵抗を例に示す。そして、配線板２には、発光素子１１を実装する実装領域２０２ａと、給電部１２が設けられる領域（コネクタ１２１を実装する実装領域２０２ｂ）と、発光素子１１以外の電子部品等１３（ここでは抵抗）を実装する実装領域２０２ｃとが設定される。さらに、回路板１は、配線板２の一方の表面に設けられるカバー層１４（後述）を有していてもよい。

図２Ａと図２Ｂに示すように、配線板２は、長尺の帯状の形状を有する。配線板２は、長尺の帯状のベースフィルム２１と、接着剤層２２と、導体パターン２３とを有し、これらが積層した三層積層構造を有する。接着剤層２２は、ベースフィルム２１の一方の表面に積層して設けられる。導体パターン２３は、接着剤層２２によって、ベースフィルム２１の一方の表面に接合されている。以下、配線板２において、導体パターン２３が設けられる側の面を表側、反対側を裏側と呼ぶ。また、配線板２の幅方向の両端部には、複数のスプロケットホール２５が長手方向に配列されるように形成される。

ベースフィルム２１は、金属シート２１１と、この金属シート２１１の両面を被覆する被覆膜２１２とを有し、これらが積層する三層積層構造を有する。

金属シート２１１には、例えば厚さが約５０μｍのアルミニウム箔が適用できる。ただし、金属シート２１１としてのアルミニウム箔の厚さは５０μｍに限定されない。金属シート２１１としてのアルミニウム箔の厚さは、約２０〜４００μｍの範囲でよい。アルミニウム箔の厚さが前述の範囲内にあると、配線板２や回路板１（回路板）の製造において、アルミニウム箔の可撓性を利用することが容易である。さらに、金属シート２１１は、アルミニウム箔に限定されない。金属シート２１１には、アルミニウム箔のほか、銅箔やステンレス箔などといった、繰り返しの屈曲に耐えられる金属箔が適用できる。

被覆膜２１２は、金属シート２１１に密着してその両面を被覆する膜である。被覆膜２１２は、金属シート２１１を他の部材などから電気的に絶縁する機能や、金属シート２１１の化学的や機械的な損傷を防ぐ機能を有する。被覆膜２１２は、可撓性と電気的な絶縁性を有する膜が適用される。例えば、被覆膜２１２は、ポリイミドを主成分とする有機絶縁膜が適用できる。被覆膜２１２の厚さは、金属シート２１１を化学的や機械的な損傷から保護するため、更には、金属シート２１１の表面粗さの凹凸を充分に被覆できるように、２μｍ以上であることが好ましく、２．５μｍ以上であることがより好ましい。一方、被覆膜２１２の厚さは、被覆する金属シート２１１自体の可撓性や剛性等の特性に影響を与えないように、５０μｍ以下であることが好ましく、２５μｍ以下であることがより好ましい。なお、被覆膜２１２は、ポリイミドを主成分とする有機絶縁膜に限定されない。被覆膜２１２は、可撓性と電気的な絶縁性を有する各種の有機絶縁膜が適用できる。

このように、ベースフィルム２１は、金属シート２１１の一例であるアルミニウム箔を含む。ベースフィルム２１が金属シート２１１を含む構成であると、金属シート２１１を含まない構成に比較して、実装される発光素子１１やそれ以外の電子部品等１３などの放熱の効果を高めることができる。また、金属シート２１１は電磁波を遮断するため、電磁シールド性を確保できる。したがって、回路板１からの不要輻射や、外部からのノイズの影響を受けることを防止または抑制を図ることができる。さらに、ベースフィルム２１が金属シート２１１を含む構成であると、ベースフィルム２１を撓めたり曲げたりすることができる。特に、繰返しの曲げ伸ばしが可能である。そして、金属シート２１１の剛性によって、配線板２を所望の形状に曲げた状態を保持できる。

導体パターン２３は、発光素子１１を発光させるための回路を構成する。図１に示すように、導体パターン２３は、２本の幹配線２３１と、複数の給電ランド２３２と、複数の直列回路部２３３とを含む。さらに、導体パターン２３は、ベタパターン（plane ground pattern）を含んでいてもよい。

２本の幹配線２３１は、配線板２の幅方向の外縁近傍に、互いに平行でかつ配線板２の長手方向に平行に延伸するように設けられる。２本の幹配線２３１のうちの一本は、接地される配線であり、ＧＮＤの電位に設定される。また、図１に示すように、２本の幹配線２３１は、後述する代替樹脂部２４と重畳する部分と比較して、他の部分は幅が大きい。２本の幹配線２３１の幅を大きくすることによって、配線板２の剛性の均一化及び強化を図ることができる。

給電ランド２３２は、コネクタ１２１の実装領域２０２ｂ（給電部１２）に設けられるランドであり、外部からの給電のためのコネクタ１２１の端子（または給電用のケーブル）が接続される。そして、組をなす複数の給電ランド２３２が、各々の実装領域２０２ｂに設けられる。図１では、１つの実装領域２０２に、組をなす６個の給電ランド２３２が設けられる構成を示す。そして、各々の給電ランド２３２の組は、各々の直列回路部２３３に、配線板２の長手方向に隣接するように設けられる。各々の給電ランド２３２の組に含まれる一部の給電ランド２３２は、２本の幹配線２３１の一方に接続している。他の一部は、２本の幹配線２３１の他方に接続している。さらに、他の一部は、直列回路部２３３に接続している。

直列回路部２３３は、複数の発光素子１１（図１では３個の例を示す）と一つの電子部品等１３（ここでは、電流を調整するための抵抗）を直列に接続するための導体パターン２３である。直列回路部２３３は、複数のパッド２３４と、複数の配線部２３５とを有する。複数のパッド２３４には、発光素子１１の端子を接続するパッド２３４ａと、他の電子部品等１３の端子を接続するパッド２３４ｂとが含まれる。複数の配線部２３５には、パッド２３４ａ，２３４ｂどうしを接続する配線部２３５ａと、パッド２３４と２本の幹配線２３１の各々とを接続する配線部２３５ｂとが含まれる。そして、直列回路部２３３は、全体として、２本の幹配線２３１の間に、２本の幹配線２３１に跨るように設けられる。

なお、直列回路部２３３のパッド２３４の形状や数や位置は、実装される発光素子１１や他の電子部品等１３の構成や数や位置に応じて適宜設定される。例えば、図１においては、１つの直列回路部２３３に３個の発光素子１１と１個の他の電子部品等１３（抵抗）が接続される構成を示すが、この構成に限定されない。例えば、１個または２個の発光素子１１が接続される構成であってもよく、４個以上の発光素子１１が接続される構成であってもよい。この場合には、発光素子１１や他の電子部品等１３の数に応じて、パッド２３４の数が設定される。また、図１では、複数の発光素子１１が直線状に並べて配置される構成を示したが、発光素子１１の配置もこの構成に限定されない。例えば、複数の発光素子１１が千鳥状に配置される構成であってもよい。この場合には、直列回路部２３３は、全体として千鳥状の形状に形成される。

なお、導体パターン２３は、導体箔２３０（図６Ｃ、図６Ｄ参照）から形成される。そして、ベースフィルム２１の一方の表面に接着剤層２２で導体箔２３０を接合し、接合した導体箔２３０をエッチングでパターニングすることにより、導体パターン２３が形成される。導体箔２３０には、例えば、厚さが３５μｍの規格市販品の電解銅箔が適用される。ただし、電解銅箔の厚さは３５μｍに限定されない。導体箔２３０の厚さは、例えば９〜５０μｍの範囲が好ましく、回路電流値や屈曲性などの特性を考慮して適宜設定される。

カバー層１４は、配線板２の一方の表面に設けられ、接着剤層２２と導体パターン２３との表面に密着して導体パターン２３を被覆する。カバー層１４は、導体パターン２３と外部との絶縁を確保する機能や、導体パターン２３を保護する機能を有する。切断予定線１０２を含む領域も 配線板２の一方の表面は、カバー層１４で被覆されこともよい。なお、カバー層１４は、実装領域２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃには設けられない。すなわち、カバー層１４のこれらの実装領域２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃに対応する箇所には、厚さ方向に貫通する開口部が形成されている。そして、これらの実装領域２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃに設けられる給電ランド２３２やパッド２３４は、カバー層１４に被覆されずに露出している。カバー層１４は、柔軟性と屈曲性と電気的な絶縁性を有する材料により形成される。例えば、カバー層１４には、市販の各種感光性ソルダーレジストが適用される。また、カバー層１４として、有機材料からなる絶縁性のフィルムを基材とするカバーフィルムが適用されてもよい。

切断予定線１０２で切断加工した回路板１から構成される発光装置１０は、１以上の発光ユニット１０１から構成される。１つの発光ユニット１０１は、所定の数の一群の発光素子１１と、この一群の発光素子１１に電力を供給するための給電部１２と、他の電子部品等１３としてこの一群の発光素子１１に流す電流を調整する抵抗とを有する。図１においては、３個の発光素子１１が前述の一群の発光素子１１を構成する例を示す。また、配線板２における１つの発光ユニット１０１の範囲内には、この一群の発光素子１１を発光させるために必要な導体パターン２３を有する。具体的には、２本の幹配線２３１と、１つの給電部１２（コネクタ１２１の実装領域２０２ｂ）に設けられる位置群の給電ランド２３２と、１つの直列回路部２３３が含まれる。

発光ユニット１０１は、発光装置１０の最小単位を構成する。そして、複数の発光ユニット１０１が、配線板２の長手方向に直列に並ぶように設けられる。なお、図１においては、直列に並ぶ複数のユニットのうちの隣り合う２つの発光ユニット１０１を抽出して示している。１つの発光ユニット１０１においては、外部からの供給された電力が、給電ランド２３２に接続したコネクタ１２１を経由して２本の幹配線２３１に供給され、直列回路部２３３を経由して発光素子１１を発光させる。

そして、回路板１には、配線板２の切断加工の位置を示す切断予定線１０２が設定される。本実施形態では、発光素子１１などが実装された後に回路板１が切断予定線１０２で切断加工されることにより、１つ以上の発光ユニット１０１を含む発光装置１０が得られる。

ここで、切断予定線１０２について説明する。切断予定線１０２は、発光装置１０の寸法（長さ）に合わせて回路板１を切断加工することを予定された想定上の線である。例えば、発光装置１０の回路板１は、１個の発光ユニット１０１ごとに、または、複数の発光ユニット１０１ごとに、回路板１を切断予定線１０２でハサミやカッターなどにより切断加工される。これにより、所望の寸法（長さ）の発光装置１０が得られる。なお、回路板１は、発光素子１１やコネクタ１２１や他の電子部品等１３が実装された後に切断加工される。

図１においては、切断予定線１０２が、隣り合う発光ユニット１０１どうしの境界に設けられる構成を示す。また、切断予定線１０２が、配線板２を長手方向に直角な方向に延伸する直線状に設定される構成を示す。ただし、切断予定線１０２の位置および形状は、図１に示す構成に限定されない。例えば、切断予定線１０２は、隣接する発光ユニット１０１どうしの全ての境界に設定される構成であってもよく、複数の境界おきに設定される構成であってもよい。切断予定線１０２が設けられる位置や間隔などは、発光装置１０の仕様などに応じて適宜設定されるものであり、特に限定されるものではない。さらに、切断予定線１０２は、直線状でなくてもよい。なお、切断予定線１０２での切断加工が容易になるように、配線板２やカバー層１４の表面に、切断予定線１０２の位置を示すシンボルマークなどが印刷されてもよい。このような切断予定線１０２は、多くの電子部品等が実装されて回路板１においても良く認識できる。

そして、切断予定線１０２において切断加工された１つの発光ユニット１０１、または、複数の連続する発光ユニット１０１が、１つの発光装置１０を構成する。すなわち、発光装置１０は、少なくとも１つの発光ユニット１０１により構成される。なお、１つの発光装置１０を構成する発光ユニット１０１の数（１つの発光装置１０に含まれる発光ユニット１０１の数）は、特に限定されない。

図１に示すように、２本の幹配線２３１は、発光装置１０の複数の発光ユニット１０１を跨いで配線板２の長手方向に延伸する。このため、平面視において、２本の幹配線２３１のそれぞれと複数の切断予定線１０２のそれぞれとが交差する位置が存在する。説明の便宜上、幹配線２３１と切断予定線１０２とが交差する位置を、「交差位置２０１」と称する。そして、図１に示すように、配線板２には、平面視において交差位置２０１を内包するように、代替樹脂部２４が設けられる。換言すると、平面視において、代替樹脂部２４の内側に、交差位置２０１が位置する。この代替樹脂部２４は、切断予定線１０２において回路板１を切断加工した場合に、切断加工により生じた導体パターン２３のバリ２８などが、ベースフィルム２１の金属シート２１１に接触しないようにするために設けられる。

ここで、代替樹脂部２４について説明する。図２Ａと図２Ｂに示すように、代替樹脂部２４は、２本の幹配線２３１と切断予定線１０２とで決められる交差位置２０１と重畳するように設けられる。代替樹脂部２４は、ベースフィルム２１および接着剤層２２を厚さ方向に一連に貫通する開口部２４１と、この開口部２４１に充填される充填材２４２とで構成される。つまり、元々あった金属シートを取り除いて形成した開口を、絶縁性の樹脂を充填して代替した構造であり、代替樹脂部と呼ぶ。充填材２４２には、可撓性と電気的な絶縁性を有する材料が適用できる。このような材料としては、熱硬化型のソルダーレジストなどといった熱硬化型の樹脂材料が適用できる。例えば、日本ポリテック社製 ＮＰＲ−５Ｓｅｒｉｅｓが適用できる。代替樹脂部２４がこのような構成であると、交差位置２０１においては、導体パターン２３である幹配線２３１とベースフィルム２１の金属シート２１１とが重畳しない。

なお、配線板２に代替樹脂部２４が設けられると、配線板２の代替樹脂部２４と他の部分とで、物性が相違するおそれがある。例えば、配線板２の機械的強度（剛性）、塑性変形の特性（特に曲げの塑性変形特性）、電磁シールド性、放熱・熱伝導の特性、寸法安定性などが相違するおそれがある。そこで、このような物性の相違の不均一をできるだけ小さくするため、配線板２の代替樹脂部２４に設けられる開口部２４１の寸法（平面視における開口部２４１の面積）は、小さいことが好ましい。例えば図１と図４に示すように、代替樹脂部２４の切断予定線１０２に直交する方向の寸法Ｌ₁は、０．１ｍｍ以上で０．８ｍｍ以下であることが好ましい。また、幹配線２３１の外縁（側縁）から代替樹脂部２４の内周縁（切断予定線１０２に平行な方向の内周縁）までの寸法Ｌ₂は、０．１ｍｍ以上で０．６ｍｍ以下であることが好ましい。これらの寸法値は、切断加工の精度を考慮して選択される。代替樹脂部２４がこのような寸法であっても、切断加工された幹配線２３１と金属シート２１１との短絡を防止できる。

また、充填材２４２は、図２Ａに示すように、配線板２の表面から盛り上がっていてもよい。ただし、充填材２４２の開口部２４１からはみ出している部分を研削などし、充填材２４２の露出面と配線板２の表面とが連続する平面を形成してもよい（段差のない平面を形成する構成であってもよい）。

このほか、図２Ｂに示すように、代替樹脂部２４に充填される充填材２４２の厚さが、金属シート２１１と接着剤層２２の合計の厚さの約半分程度であってもよい。この場合には、開口部２４１の内周面と、配線板２の裏側表面における開口部２４１の縁部とが、充填材２４２の膜によって被覆されている構成であることが好ましい。このような構成であっても、回路板１を切断予定線１０２で切断加工した場合に、導体パターン２３と金属シート２１１との絶縁の確保と、金属シート２１１と外部との絶縁の確保ができる。図２Ｂに示すような充填材２４２の形成方法としては、例えば、次のような方法が適用できる。まず、充填材２４２の材料である熱硬化型の樹脂と揮発性の溶剤との混合物を、開口部２４１の内部全域に充填する。その後、充填した混合物を加熱して溶剤を揮発させるとともに充填材２４２の材料である熱硬化型の樹脂を硬化させる。これにより、混合物の体積が減少し、図２Ｂに示すような構成の充填材２４２が得られる。なお、開口部２４１の縁部に形成される充填材２４２の盛り上がり寸法が過大である場合には、盛り上がった充填材２４２を研磨等すればよい。

次に、本実施形態に係る代替樹脂部２４の作用について説明する。図３Ａは、本実施形態の回路板１（配線板２）を切断予定線１０２で切断加工した状態を模式的に示す断面図である。図３Ｂは、比較例の回路板９を切断予定線１０２で切断加工した状態を模式的に示す図である。実施形態に係る配線板２には代替樹脂部２４が設けられるのに対し、比較例の回路板９には代替樹脂部２４が設けられない。なお、図３Ａと図３Ｂは、いずれも、切断加工によって幹配線２３１に生じるバリ２８がベースフィルム２１の側に向かって延伸するように切断加工した場合の断面を模式的に示す。例えば、配線板２を導体パターン２３が設けられる側からカッターなどで切断加工した場合などである。

ハサミやカッターなどによって回路板１，９を切断加工すると、２本の幹配線２３１の切断加工の位置には、金属シート２１１の側に向かってバリ２８が突出することがある。また、２本の幹配線２３１が、金属シート２１１の側に向かって曲がることがある。図３Ｂに示す比較例では、幹配線２３１と切断予定線１０２とが交差する位置において、幹配線２３１と金属シート２１１とが、接着剤層２２および被覆膜２１２とを介して重畳している。このため、切断加工によってバリ２８が生じたり幹配線２３１曲がったりすると、バリ２８や曲がった幹配線２３１が、接着剤層２２と被覆膜２１２とを突き抜け、接着剤層２２や被覆膜２１２の伸び代を超えて延伸することがある。バリ２８や曲がった幹配線２３１が、露出している金属シート２１１の開口部２４１の内周面に接触し、幹配線２３１と金属シート２１１とが短絡することがある。

これに対して、本実施形態によれば、図１及び図３Ａに示すように、幹配線２３１と切断予定線１０２とが交差する交差位置２０１には、代替樹脂部２４が設けられる。代替樹脂部２４にはベースフィルム２１を厚さ方向に貫通する開口部２４１が形成されており、交差位置２０１において、幹配線２３１と金属シート２１１とが重畳していない。さらに、この開口部２４１には、電気的な絶縁性を有する充填材２４２が充填されており、開口部２４１の内周面がこの充填材２４２によって被覆されている。このような構成であると、配線板２の切断加工によって幹配線２３１にバリが生じたり、幹配線２３１が金属シート２１１と側に曲がったりしても、バリや幹配線２３１と金属シート２１１の開口部の内周面との間に充填材２４２が介在することになる。このため、バリや曲がった幹配線２３１と金属シート２１１との接触が防止され、幹配線２３１と金属シート２１１との電気的な絶縁が確保される。このためには、充填材２４２の切断加工で現れた面から開口の内周面の距離Ｘが０．３ｍｍ以上あることがよい。この距離Ｘを確保できれば、２０〜４００μｍの厚みのアルミニウムからなる金属シート２１１を用いた回路板１において、上記の幹配線２３１と金属シートとの短絡を実質的の避けることができる。先に記載ように、配線板としての物性変化の観点からは、開口部の寸法が小さいことが望まれるが、本件発明の課題を重んじ、充分な距離Ｘの確保が重要である。このように、幹配線２３１と切断予定線１０２とが交差する交差位置２０１に代替樹脂部２４が設けられる構成であると、配線板２の切断加工の位置において、幹配線２３１と金属シート２１１との短絡を防止できる。したがって、発光装置１０の信頼性の向上を図ることができる。

また、代替樹脂部２４において、開口部２４１には充填材２４２が充填されている。このため、開口部２４１に充填材２４２が充填されていない構成と比較すると、開口部２４１における配線板２の物性（配線板の塑性変形の特性（特に曲げの塑性変形特性）、電磁シールド性、放熱・熱伝導の特性、寸法安定性など）の局所的な変化を抑制できる。特に、機械的強度の局所的な低下を抑制できる。したがって、例えば配線板２や回路板１をＲＯＬＬ ｔｏ ＲＯＬＬ法により製造する場合に、配線板２や回路板１の損傷を抑制することができる。

ここで、配線板２の機械的強度（剛性）や平坦度の均一化を図る構成について説明する。配線板２は、ベースフィルム２１の一方の表面に導体パターン２３（幹配線２３１や直列回路部２３３や給電ランド２３２など）が積層して設けられる構成を有する。このような構成であると、導体パターン２３が設けられる範囲と設けられない範囲とで、配線板２の機械的強度や平坦度に差が生じやすい。図１に示す例では、２つの交差位置２０１どうしの間（２つの切断予定線１０２どうしの間）における幹配線２３１の幅を、２つの交差位置２０１における幅よりも大きくすることにより、機械的強度や平坦度の不均一の解消を図っている。このように、導体パターン２３の面積を大きくすることによって、配線板２の機械的強度や平坦度の不均一の解消を図ることができる。

このような構成のほか、ベタパターン２３６（plane ground pattern）を設けることにより、配線板２の機械的強度や平坦度の不均一の解消を図る構成であってもよい。図４は、ベタパターン２３６が設けられる配線板２の構成例を模式的に示す平面図である。図４においては、ハッチングが施された領域が、ベタパターン２３６を含む導体パターン２３である。図４に示すように、ベタパターン２３６は、平面視において、スプロケットホール２５が配列される領域および代替樹脂部２４の領域を除くほぼ全域に設けられる。ベタパターン２３６は、幹配線２３１や給電ランド２３２や直列回路部２３３と同様に、導体箔２３０から形成される導体パターン２３である。このように、発光素子１１への給電に必要な導体パターン２３（換言すると、発光装置１０としての機能を発揮するために必要な導体パターン）が設けられる領域以外の領域に、できるだけベタパターン２３６が設けられる構成が適用できる。なお、本実施形態では、発光素子１１への給電に必要な導体パターン２３とは、２本の幹配線２３１と、給電ランド２３２と、直列回路部２３３と、給電ランド２３２と直列回路部２３３を接続する配線と、給電ランド２３２と２本の幹配線２３１のそれぞれとを接続する配線とが該当する。

このような構成であると、平面視において、各々の発光ユニット１０１の一方の表面（ただし、スプロケットホール２５が配列される領域を除く）における導体パターン２３の面積率（配線板２の一方の表面において導体パターン２３に覆われる面積の割合）を高くできる。例えば、導体パターン２３の面積率を６０％以上にすることが容易となる。したがって、配線板２の実用に供される領域において、配線板２の機械的強度や平坦度の均一性の向上を図ることができる。なお、ベタパターン２３６は、ＧＮＤ電位にするために、２本の幹配線２３１のうちの接地される幹配線２３１に接続されていてもよい。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について、図５を参照して説明する。図５は、第２の実施形態に係る配線板２の構成例を模式的に示す平面図である。前述の第１の実施形態が１箇所の代替樹脂部２４に１本の幹配線２３１が重畳する構成であるのに対し、第２の実施形態は、１箇所の代替樹脂部２４に複数の幹配線２３１が重畳する構成を含む形態である。なお、第１の実施形態と共通の構成には同じ符号を付し、説明を省略する。図５に示すように、配線板２には、全体として長手方向に延伸する３本の幹配線２３１が設けられる。ただし、幹配線２３１は、全体として配線板２の長手方向に延伸する構成であればよく、部分的には、配線板２の長手方向以外の方向に延伸していてもよい。３本のうちの２本の幹配線２３１は、切断予定線１０２において互いに近接している。また、３本のうちの他の１本は、切断予定線１０２において前述の２本から離れている。

そして、切断予定線１０２上には、２つの代替樹脂部２４が設けられる。一方の代替樹脂部２４は、平面視において、３本の幹配線２３１の交差位置２０１のうち、切断予定線１０２において互いに近接する２本の幹配線２３１の交差位置２０１を内包する。すなわち、１箇所の代替樹脂部２４は、複数の交差位置２０１を内包する。もう一方の代替樹脂部２４は、平面視において、３本の幹配線２３１のうち、他の２本から離れた１本の幹配線２３１の交差位置２０１を内包する。このように、１箇所の代替樹脂部２４に、複数の幹配線２３１の交差位置２０１を内包する（重畳する）構成であってもよい。

このように、１箇所の代替樹脂部２４に重畳する幹配線２３１の交差位置２０１の数は、特に限定されない。また、１本の切断予定線１０２上に設けられる代替樹脂部２４の数も特に限定されない。もちろん、代替樹脂部２４の形状や個数は、図１や図５の例示に限られず、幹配線２３１の本数や密度、配線板２に要求される仕様（例えば、物性強度など）に応じて設定できる。例えば、図５においては、配線板２に３本の幹配線２３１が設けられる構成を示したが、配線板２に４本以上の幹配線２３１が設けられる構成であってもよい。この場合には、１箇所の代替樹脂部に３本以上の幹配線２３１の交差位置２０１が重畳する構成であってもよい。また、１本の切断予定線１０２に、この切断予定線１０２と同じ方向に延伸する細長い代替樹脂部２４が設けられ、発光ユニット１０１を跨いで設けられる導体パターン２３が、切断予定線１０２において全てこの１箇所の代替樹脂部２４と重畳する構成であってもよい。

さらに、切断予定線１０２で切断加工される導体パターン２３は、幹配線２３１に限定されない。配線板２の仕様などに応じて、他の導体パターン２３を含めることができる。また、本実施形態では、発光ユニット１０１どうしの境界に１本の直線状の切断予定線１０２が設定される構成例を示した。しかしながら、切断予定線１０２は直線状に限定されるものではなく、かつ、その延伸方向は、配線板２の長手方向に直交する方向に限定されるものではない。例えば、切断予定線１０２は、屈曲線であってもよく湾曲線であってもよい。また、発光ユニット１０１どうしの間に２本以上の切断予定線１０２が設定され、複数の切断予定線１０２の各々に代替樹脂部２４が形成される構成であってもよい。この場合には、複数の切断予定線１０２から実際に切断加工する切断予定線１０２の１つを選択するという方法を用いることができる。さらに、代替樹脂部２４の平面視の形状も限定されない。図１や図５に示すような矩形のほか、円形、楕円形などであってもよい。

次に、配線板２と回路板１の製造方法の例について、図６Ａ〜図６Ｈを参照して説明する。図６Ａ〜図６Ｈは、配線板２と発光装置１０の製造方法の各工程の例を模式的に示す断面図である。なお、これらの図６Ａ〜図６Ｈは、図１のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面の一部を抽出して示す図である。

図６Ａに示すように、ベースフィルム２１は、金属シート２１１と、この金属シート２１１の両面を被覆する被覆膜２１２とを有し、これらの三層積層構造を有する。前記のとおり、金属シート２１１には、例えば厚さが約５０μｍのアルミニウム箔が適用できる。金属シート２１１に密着する被覆膜２１２は、可撓性と電気的な絶縁性を有する膜であり、例えば、ポリイミドを主成分とする有機絶縁膜が適用できる。そして、ベースフィルム２１の一方の表面に、接着剤層２２となる接着剤を塗布または積層して半硬化させる。これにより、ベースフィルム２１と接着剤層２２との積層体を形成する。

次いで、図６Ｂに示すように、代替樹脂部２４を形成にする位置に、接着剤層２２とベースフィルム２１を厚さ方向に一連に貫通する開口部２４１を形成する。開口部２４１の形成には、打抜き金型を用いた打ち抜き加工が適用できる。また、配線板２がＴＡＢ用の配線板であれば、この工程において、デバイスホール、アウタリードホール、スプロケットホール等も同時に形成できる。

次いで、図６Ｃに示すように、ベースフィルム２１の一方の表面に、接着剤層２２によって導体箔２３０を接合する。例えば、導体箔２３０をラミネートする。導体箔２３０は、後述する工程において、導体パターン２３に加工される。導体箔２３０のラミネートした後、接着剤層２２を硬化させて導体箔２３０を確実に接着剤層２２に接合する。

なお、導体箔２３０は、ベースフィルム２１の一方の表面を、両側部（スプロケットホール２５が形成される領域）を除き、切れ目なく覆うように接合される。この際、代替樹脂部２４の開口部２４１を含め、ベースフィルム２１および接着剤層２２に形成される開口部（デバイスホールやアウタリードホールなど）も、導体箔２３０によって覆う。これにより、これらの開口部においても、導体箔２３０から導体パターン２３を形成できる。なお、デバイスホールやアウタリードの製作は、代替樹脂部２４とは相違するのでこれ以後の製法の記載は省略する。導体箔２３０には、例えば、厚さが３５μｍの規格市販品の電解銅箔が適用される。ただし、電解銅箔の厚さは３５μｍに限定されない。導体箔２３０の厚さは、例えば９〜５０μｍの範囲から、回路電流値や屈曲性などの特性を考慮して適宜設定されればよい。

次いで、図６Ｄに示すように、代替樹脂部２４の開口部２４１に充填材２４２を充填する。例えば、ソルダーレジスト用スクリーン印刷機を用いて、開口部２４１に充填材２４２を充填する。この場合には、ベースフィルム２１と接着剤層２２と導体箔２３０との積層体を、スクリーン印刷機の印刷台に、導体箔２３０の側が下側となるように載置する。そして、その状態で、代替樹脂部２４の開口部２４１に充填材２４２を充填する。充填材２４２には、可撓性と電気的な絶縁性を有する熱硬化型の樹脂材料が適用できる。例えば、熱硬化型の樹脂からなるソルダーレジストが適用できる。具体的には、日本ポリテック社製 ＮＰＲ−５Ｓｅｒｉｅｓが適用できる。その後、代替樹脂部２４の開口部２４１に充填した充填材２４２を硬化させる。充填材２４２が熱硬化型の樹脂材料であれば、加熱して熱硬化させる。これにより、導体箔２３０の裏面と充填材２４２とが強固に接合する。以上の工程を経て、配線板２に代替樹脂部２４が形成される。充填材２４２は、カバー層１４と同様に、永久レジストとして機能する。なお、充填材２４２が開口部２４１から外部に盛り上がっている場合には、研磨や研削などによって、充填材２４２の盛り上がりの寸法を調整してもよい。また、充填材２４２の表面とベースフィルム２１の表面とが一連の滑らかな平面となるように研磨や研削してもよい。

次いで、図６Ｅに示すように、導体箔２３０から導体パターン２３を形成する。導体パターン２３の形成方法としては、エッチングによるパターニングが適用できる。なおエッチング処理の際、導体箔２３０の裏側と金属シート２１１の開口部２４１における内周面は、充填材２４２で覆われいる。従って、導体箔２３０と金属シート２１１は、開口部の方向からのエッチング処理を受けることがない。以上の工程を経て、配線板２が製造される。

さらに、図６Ｆに示すように、導体パターン２３を覆うように、または接着剤層２２と導体パターン２３との表面に密着するようにカバー層１４を形成してもよい。カバー層１４は、導体パターン２３どうしのハンダによる短絡の抑制や、導体パターン２３に異物が接触することによる短絡の抑制や、導体パターン２３の保護などのために設けられる。前述のとおり、カバー層１４には、可撓性や屈曲性を有するソルダーレジストが適用できる。このようなソルダーレジストには、市販の各種柔軟性や屈曲性を有するソルダーレジストが適用できる。なお、図１における実装領域２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃは、カバー層１４で被覆せずに露出させたままとする。

次いで、図６Ｇに示すように、配線板２に発光素子１１やコネクタ１２１や他の電子部品等１３が実装される。この際、発光素子１１やコネクタ１２１や他の電子部品等１３の実装の直前において、パッド２３４や給電ランド２３２にハンダプリコート２６が施される。そして、ハンダプリコート２６が施されたパッド２３４や給電ランド２３２に、発光素子１１やコネクタ１２１や他の電子部品等１３の端子を接続する。これにより、回路板１（発光装置１０）が製造される。なお、その後、回路板１の検査を行い、回路板１が正常に動作するか否かを検査する。

次いで、図６Ｈに示すように、回路板１を、仕様に応じた所望の長となるように、切断予定線１０２で切断加工する。その際、導体パターン２３の露出した断面は、例えば紫外線硬化型のソルダーレジストで覆うことが良い（不図示）。また図７に示すように、カバー層１４で覆われていないスプロケットホール２５が配列された領域を切り除いても良い。さらに、給電ケーブル１２２を伴うコネクタ１２１などを回路板１に実装することにより、１以上の発光ユニット１０１から構成される発光装置１０が得られる。図７に例示する発光装置１０は、連続する２つの発光ユニット１０１，１０１とを有するように切断加工して製作した。この場合、各発光ユニットにそれぞれ給電ケーブル１２２とコネクタ１２１を接続して給電することになるが、何れか一方に給電して、２つの発光ユニットを点灯させることも可能である。そしてその後、発光装置１０は、照明装置等に組み込まれる。

前述のとおり、平面視において、配線板２の幹配線２３１と切断予定線１０２とが交差する位置には、代替樹脂部２４が設けられる。このため、発光装置１０の配線板２が切断予定線１０２で切断加工されて幹配線２３１にバリが生じた場合や、幹配線２３１が曲がった場合などであっても、幹配線２３１が金属シート２１１に接触しない。したがって、切断加工の位置において、幹配線２３１と金属シート２１１との短絡を防止できる。そして、発光装置１０（回路板１）の信頼性の向上を図ることができる。

また、代替樹脂部２４には、配線板２に形成される開口部２４１に充填材２４２が充填されている。このため、開口部２４１に充填材２４２が充填されていない構成と比較して、配線板２の物性（配線板の塑性変形の特性（特に曲げの塑性変形特性）、電磁シールド性、放熱・熱伝導の特性、寸法安定性など）の局所的な変化を抑制できる。特に、機械的な強度の局所的な低下を抑制できる。したがって、例えば配線板２や回路板１をＲＯＬＬ ｔｏ ＲＯＬＬ法により製造する場合に、配線板２や回路板１の損傷を抑制できる。

また、回路板１は、切断加工による寸法の調整が容易である。さらに、ベースフィルム２１が金属シート２１１を含んでいるため、放熱性に加えて可撓性や曲げ加工性がよい。このため、回路板１の取り付け面の形状の制約が少なくなり、設置対象面を様々に選択できる。従って、本発明の実施形態に係る発光装置１０は、曲線状照明装置や車両用灯具であるフロントランプ、テールアンプに容易に搭載できる。

以上、本発明の各種の実施形態を、図面を参照して詳細に説明したが、前記各種の実施形態は、本発明の実施にあたっての具体例の一つを示したに過ぎない。本発明の技術的範囲は、前記各種の実施形態に限定されない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれる。

たとえば、前記実施形態では、フレキシブル配線板を用いたフレキシブル回路板が適用される例に発光装置を示したが、フレキシブル配線板用いるフレキシブル回路板の適用は、発光装置に限定されない。また、実施形態で示したベースフィルムの材質や寸法は一例であり、前述の材質や寸法に限定されない。さらに、前述の実施形態では、幹配線と切断予定線とが交差する構成を示したが、切断予定線と交差する導体パターンの種類は限定されない。そして、導体パターンと切断予定線とが交差する箇所に、代替樹脂部が設けられる構成であればよい。また、導体パターンの構成も、実施形態に示した構成に限定されない。

本発明は、金属シートを含むベースフィルムが適用されたフレキシブル配線板と、このフレキシブル配線板が適用されたフレキシブル回路板と、このフレキシブル配線板の製造方法に好適な技術である。そして、本発明によれば、フレキシブル配線板の切断加工する位置において、導体パターンと金属シートとの短絡を防止できる。また、切断予定箇所におけるフレキシブル配線板の物性の局所的な変化（特に、機械的強度の局所的な低下）を抑制できる。

１：フレキシブル回路板、１０：発光装置、１０１：発光ユニット、１０２：切断予定線、１１：ＬＥＤ（発光素子）、１２：給電部、１２１：コネクタ、１２２：給電ケーブル、１３：他の電子部品等、１４：カバー層、２：フレキシブル配線板、２０１：交差位置、２０２：実装領域、２１：ベースフィルム、２１１：金属シート、２１２：被覆膜、２２：接着剤層、２３：導体パターン、２３０：導体箔、２３１：幹配線、２３２：給電ランド、２３３：直列回路部、２３４：パッド、２３５：配線部、２３６：ベタパターン、２４：代替樹脂部、２４１：開口部、２４２：充填材、２５：スプロケットホール、２６：ハンダプリコート、２８：導体パターンのバリ、９：比較例の回路板

Claims (13)

1. 金属シートを含む長尺のベースフィルムと、
   前記ベースフィルムの一方の表面に設けられる導体パターンと、
   を有するフレキシブル配線板であって、
   平面視において、前記導体パターンと前記フレキシブル配線板の切断加工が予定される切断予定線とが重畳する位置には、前記金属シートを厚さ方向に貫通する開口部が形成されるとともに、前記開口部には、電気的な絶縁性を有する充填材が充填されること
   を特徴とするフレキシブル配線板。
2. 隣り合う２本の前記切断予定線の間の前記導体パターンには、電子部品を実装するためのパッドと、外部からの給電のためのランドとが含まれること
   を特徴とする請求項１に記載のフレキシブル配線板。
3. 前記ベースフィルムは、前記金属シートと、電気的な絶縁性を有し前記金属シートの少なくとも一方の表面を被覆する被覆膜と、を有し、
   前記導体パターンは、接着剤層によって、前記被覆膜の表面に接着される
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のフレキシブル配線板。
4. 前記金属シートはアルミニウム箔であり、
   前記被覆膜はポリイミドを含む膜である
   ことを特徴とする請求項３に記載のフレキシブル配線板。
5. 前記アルミニウム箔の厚みは２０〜４００μｍであり、
   前記ポリイミドを含む膜の厚みは２〜５０μｍである
   ことを特徴とする請求項４に記載のフレキシブル配線板。
6. 平面視において、前記導体パターンのうちの少なくとも前記開口部に重畳する部分の表面は、電気的な絶縁性を有するカバー層に覆われる
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のフレキシブル配線板。
7. 前記開口部は、前記切断予定線と直交する方向の寸法が０．１ｍｍ以上で０．８ｍｍ以下である
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のフレキシブル配線板。
8. 前記開口部に前記導体パターンが重畳する位置において、
   前記導体パターンの外縁から前記開口部の内周縁までの前記切断予定線に平行な方向の寸法は、０．１ｍｍ以上で０．６ｍｍ以下である
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のフレキシブル配線板。
9. 平面視において、１つの前記切断予定線には、複数の前記導体パターンが重畳しており、
   １つの前記切断予定線と複数の前記導体パターンとが重畳する位置には、前記開口が設けられるとともに、前記開口に前記充填材が充填される
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のフレキシブル配線板。
10. 前記導体パターンは、さらにベタパターンを含み、
    前記導体パターンは、前記ベースフィルムの前記一方の表面の６０％以上の面積を覆う
    ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のフレキシブル配線板。
11. 前記切断予定線で切断加工された請求項１から１０のいずれか１項に記載のフレキシブル配線板と、
    前記フレキシブル配線板の表面に実装される電子部品と、
    を有することを特徴とするフレキシブル回路板。
12. 金属シートを含むベースフィルムと、前記ベースフィルムの一方の表面に設けられる導体パターンと、を有するフレキシブル配線板の製造方法であって、
    前記ベースフィルムに厚さ方向に貫通する開口部を形成する工程と、
    前記ベースフィルムの一方の表面に、前記開口部を覆うように導体箔を接合する工程と、
    前記開口部に電気的な絶縁性を有する充填材を充填する工程と、
    前記導体箔から平面視において前記開口部に内包される部分を有する導体パターンを形成する工程と、
    を含むことを特徴とするフレキシブル配線板の製造方法。
13. 前記充填材は、可撓性を有する熱硬化型のソルダーレジストである
    ことを特徴とする請求項１２に記載のフレキシブル配線板の製造方法。

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