JP2016131199A - 透明プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、透明プリント配線板の裏側に、キャラクタ、絵画、写真などのグラフィックデザインを印刷することにより、従来の絵画板を張り付けるなどの余計な加工や組み合わせを不要とし、薄型、軽量化を達成しつつ、きめ細かい描写を実現し、視認性や、広告宣伝効果の高い透明プリント配線板を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の透明プリント配線板は、透明な絶縁層と、絶縁層の一部の上に配置された導体層と、絶縁層と導体層を接続する透明な接着層と、導体層の一部を覆うように配置された透明なカバーコートとを備える透明プリント配線板において、絶縁層の導体層を接着した面の反対側の面に、グラフィックデザインを印刷することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、透明プリント配線板及びその製造方法に係り、特に、アミューズメントや広告宣伝用の電飾部位に使用される透明プリント配線板及びその製造方法に関する。

プリント配線板のうちフレキシブルプリント配線板は、電子機器の小型軽量化、薄型化の進展に伴い、機器の内部配線や部品搭載基板として欠くことのできない存在となっている。フレキシブルプリント配線板のうち、レジスト、接着層、及び、絶縁層などに透明な材料を使用し、導体層として使用される銅をエッチングにより除去した後、透明性に優れている透明フレキシブルプリント配線板が知られている（特許文献１参照。）。このような、従来の透明フレキシブルプリント配線板は、高耐熱仕様とされ、ＬＥＤを実装し、各所で電飾用として使用されてきている。

特開２００９−２９５８７４号公報 特開２０１０−２７１３９７号公報

上述のようなＬＥＤ実装透明フレキシブルプリント配線板では、視認性や広告宣伝効果を高めるために、ＬＥＤと、キャラクタ、絵画、写真などのグラフィックデザインを組み合わせて展示する場合があり、この場合には、ＬＥＤ実装透明フレキシブルプリント配線板と、グラフィックデザインが印刷された絵画板とを張り合わせて展示する必要があった。

また、通常、絵画上にＬＥＤを配置する場合には、裏側からＬＥＤ用の穴をあけ、表から可視できるようにする方法も広く行われているが、穴を開ける等の追加の加工が必要となる。

また、回路基板にキャラクタ、絵画、写真などのグラフィックデザインを表現する方法としては、導体層をエッチング加工することによりグラフィックデザインを形成し、その後フォトレジスト等により色付けする方法も従来から行われているが、色数が限定される等、表現できる内容は制限される。

従って、本発明の目的は、透明プリント配線板の裏側に、キャラクタ、絵画、写真などのグラフィックデザインを印刷することにより、従来の絵画板を張り付けるなどの余計な加工や組み合わせを不要とし、薄型、軽量化を達成しつつ、きめ細かい描写を実現し、視認性や、広告宣伝効果の高い透明プリント配線板を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の透明プリント配線板、透明な絶縁層と、上記絶縁層の一部の上に配置された導体層と、上記絶縁層と上記導体層を接続する透明な接着層と、上記導体層の一部を覆うように配置された透明なカバーコートとを備える透明プリント配線板において、上記絶縁層の上記導体層を接着した面の反対側の面に、グラフィックデザインを印刷することを特徴とする。

また、上記透明プリント配線板は、透明フレキシブルプリント配線板であるものとしてもよい。

また、上記グラフィックデザインを印刷することは、キャラクタ、絵画、写真などをデジタル印刷することであるものとしてもよい。

また、上記グラフィックデザインを印刷することは、さらに、ホログラム印刷することを含むものとしてもよい。

また、上記透明プリント配線板に電子部品を実装するものとしてもよい。

上記課題を解決するために、本発明の透明プリント配線板の製造方法は、透明な絶縁層と導体層とを透明な接着層を介して接続する工程と、上記導体層を加工し回路パターンを形成する工程と、上記導体層の一部を覆うように透明なカバーコートを配置する工程と、上記絶縁層の上記導体層を接着した面の反対側の面に、グラフィックデザインを印刷する工程とを備えることを特徴とする。

本発明の透明プリント配線板によれば、透明プリント配線板の裏側に、キャラクタ、絵画、写真などのグラフィックデザインを印刷することにより、従来の絵画板を張り付けるなどの余計な加工や組み合わせを不要とし、薄型、軽量化を達成しつつ、きめ細かい描写を実現し、視認性や、広告宣伝効果を上げることができる。

本発明に係る透明プリント配線板の一例として、透明フレキシブルプリント配線板の製造工程の例を示す図である。 本発明に係る透明プリント配線板の一例として、透明フレキシブルプリント配線板の製造工程の例を示す図である。 本発明に係る透明プリント配線板のグラフィックデザイン、及び、配線パターンの組み合わせの例を示す図である。 図３に示すグラフィックデザインと組み合わせる配線バターン、及び、ＬＥＤの配置を示す図である。 本発明に係る透明プリント配線板にＬＥＤを実装する場合のＬＥＤの駆動回路の例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

図１及び図２は、本発明に係る透明プリント配線板の一例として、透明フレキシブルプリント配線板の製造工程の例を示す図である。

図１（ａ）は、絶縁層１０２の導体層１０１を接着する面の反対側の面に保護フィルム１０３を貼り付け、絶縁層１０２に、導体層１０１を図示しない接着層を介して接着し、その後エッチング等の加工を行い、回路パターンを形成する工程を示す図である。

絶縁層１０２は、ここでは、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）を使用するが、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＩ（ポリイミド）等、透明で柔軟性を有する材質ならばどのようなものでも使用可能である。ただし、ＬＥＤ等の電子部品１０８を実装する際に高温はんだを使用する場合には、耐熱性の高いＰＩ等を使用する必要があり、低温はんだを使用する場合には、ＰＥＴ、ＰＥＮ等も使用可能である。なお、本実施形態では、透明プリント配線板として、フレキシブルプリント配線板を例にとって説明するが、これには限定されず、ガラス等透明な材質を使用したリジットプリント配線板にも適用可能である。

回路パターンを形成する導体層１０１は、ここでは銅を使用するが、金などの金属やその他の導電性を有する材質であれば、どのようなものでも使用可能である。透明な材質を使用することも可能である。ただし、導体層１０１の材質として、透明でない材質を使用した場合には、配線パターンを太くする、あるいは、配線パターンの配線密度を高くすると、透明フレキシブルプリント配線板全体での透過率が低下する場合がある。回路パターンを形成する方法は、エッチング等のサブトラクティブ法と、メッキ、あるいは、蒸着等によるアディティブ法とがあるが、どの方法でも使用可能である。

接着層は、ここではエポキシ系の透明な接着剤を使用するが、絶縁層１０２と導体層１０１とを接続できる透明な材質であればどのようなものでも使用可能。ただし、ＬＥＤ等の電子部品１０８を実装するため、耐熱性を有する必要がある。

保護フィルム１０３は、絶縁層１０２の導体層１０１を接着した面の反対側の面に貼り付けられ、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す工程において、後述する絶縁層１０２のグラフィックデザイン１０５が印刷される側の面を保護する役割をする。このため、保護フィルム１０３は、上述の３つの工程でかかる熱に対する耐熱性を有する必要がある。

図１（ｂ）は、回路パターンを形成する導体層１０１に、粗化処理を行う工程を示す図である。粗化処理を行った後の導体層は、図面において導体層１０１ａとして示す。粗化処理とは、通常、銅張多層積層板を製造する場合に、密着強度を高めるために銅の表面を荒らす処理のことである。粗化処理の代表例として、黒化処理、マルチボンド処理、ＣＺ処理等があり、いずれの処理でも銅表面を荒らすことにより銅表面が茶、黒、赤褐色化する。これにより銅表面の光沢が消されるため、視認性を低下させる効果がある。ここでは、透明フレキシブルプリント配線板の細線パターンに粗化処理を行い、見た目の透明度を上げることができる。

図１（ｃ）は、ＳＲ（ソルダーレジスト）印刷等のカバーコート１０４を配置する工程を示す図である。カバーコート１０４は、ここでは、エポキシ系透明レジスト印刷を使用したが、これには限定されず、透明で耐熱性があればどのようなものでも使用可能である。例えば、ＰＩフィルムの接着材を塗布したものや、ＰＥＮ、ＰＥＴ等に接着剤を塗布したものをカバーコート１０４として使用することも可能である。

図１（ｄ）は、保護フィルム１０３を剥がす工程を示す図である。保護フィルム１０３は、図１（ａ）の工程の当初から貼られ、絶縁層１０２の印刷する側の面の透明度を保つ働きがある。

なお、本実施形態で使用した透明フレキシブルプリント配線板は、絶縁層１０２の材質はＰＥＮ、導体層１０１の材質はＣｕを使用し、銅箔厚み１２±１．５μｍ、透明フィルム厚み１１０±５μｍであり、難燃グレードＦＲ−４を保証し、全光線透過率８０％以上、濁り度（ヘイズ）８％以下である。その他の特性は、色度ａ＊、ｂ＊は、透過光Ｄ６５光源２°視野の条件において±２以内、比誘電率４．０以下、誘電正接０．０７以下、ビール強度は、９０°、５０ｍｍ／分の条件で０．４ｋｇ／ｃｍ以上である。

図１（ｅ）は、絶縁層１０２の導体層１０１ａを接着した面の反対側の面にグラフィックデザイン１０５を印刷する工程を示す図である。ここでは、グラフィックデザイン１０５の印刷として、キャラクタ、絵画、写真などのデジタル印刷を実施したが、これには限定されず、他の印刷方法も適用可能である。例えば、グラビア印刷、活版印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷等の印刷方法も適用可能である。また、本工程で、グラフィックデザイン１０５を印刷した後、後述するホログラム印刷１０６を実施しなくても本発明の効果を得ることができる。

図２（ｆ）は、グラフィックデザイン１０５の印刷の上にホログラム印刷１０６を実施する工程を示す図である。ホログラム印刷１０６は、ここでは、特許文献２に記載のように、反射層として銀蒸着層を形成する方法により実施したが、これには限定されない。ホログラムは、２つの光（レーザ光線）を使用して干渉を起こし、光の波形（干渉縞）を感光材に記録し、３次元的な画像を浮かび上がらせるホログラフィという技術を利用した製品のことである。ホログラム印刷１０６は、プリズム効果により光を虹色に反射し、ホログラム独自の輝きで印象付けることができる。

図２（ｇ）は、ホログラム印刷１０６の上に、カバーコートフィルム１０７を貼り付ける工程を示している。これにより、ホログラム印刷１０６は、例えば、後述する電子部品１０８を実装するリフロー工程などの高温を必要とする処理等において保護される。このため、カバーコートフィルム１０７は、使用される絶縁層１０２の材質と同等の耐熱性を有する必要がある。

図２（ｈ）は、導体層１０１ａのうちカバーコート１０４が上部に形成されていない部分に、金メッキ、フラックス等の表面処理を実施する工程を示している。表面処理を行った後の導体層は、図面において導体層１０１ｂとして示す。表面処理を実施することにより、はんだ接合が可能になり、後述する電子部品１０８を実装するための実装パッドが形成される。

図２（ｉ）は、表面処理が実施された導体層１０１ｂである実装パッドに、クリームはんだが塗られ、その上に、ＬＥＤ等の電子部品１０８が乗せられ、基板全体を加熱することにより、電子部品１０８が実装されるリフロー工程を示す図である。電子部品１０８としては、ＬＥＤ、ＥＬ等の発光素子や、その他、スイッチや抵抗等、リフロー対応の電子部品１０８であれば適用可能である。リフロー工程では、リフロー温度１３０℃〜１８０℃程度の低温はんだを使用するのが望ましい。高温はんだを使用する場合には、絶縁層１０２として、耐熱性の高いＰＩ等の材質を使用する必要がある。また、ここでは、リフロー工程により電子部品１０８を実装するものとしたが、手はんだなどその他の方法で実装してもよい。なお、電子部品１０８を実装した後に、透明の封止剤で電子部品１０８を保護してもよい。これにより、防水性を持たせることができる。

図３は、本発明に係る透明プリント配線板のグラフィックデザイン１０５、及び、配線パターンの組み合わせの一例を示す図であり、図４は、図３に示すグラフィックデザイン１０５と組み合わせる配線バターン、及び、ＬＥＤの配置を示す図である。

図３（ａ）は、グラフィックデザイン１０５の一例を示す図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すグラフィックデザイン１０５と、これに関連させてＬＥＤを点滅させるための配線パターンの例を示す図である。図４（ａ）は、図３（ｂ）に示す配線パターンのみを示す図であり、図４（ｂ）、図４（ｃ）は、図４（ａ）の部分拡大図である。

図４（ａ）に示す配線パターンは、大部分が視認性を低下させるために粗化処理が行われた導体層１０１ａにより構成され、ＬＥＤ等の電子部品１０８を実装するための実装パッドだけが表面処理を実施した導体層１０１ｂにより構成される。なお、本実施形態では、ＬＥＤは直列回路で接続されているが、これには限定されない。

図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）に示すグラフィックデザイン１０５に重ねて、図４（ａ）に示す配線パターンを形成し、グラフィックデザイン１０５と関連させてＬＥＤを点滅させることにより、視認性や広告宣伝効果を高めることができる。また、さらにグラフィックデザイン１０５の裏側にホログラム印刷１０６を実施することにより、さらに、視認性や広告宣伝効果を高めることができる。

図５は、本発明に係る透明プリント配線板にＬＥＤを実装した場合のＬＥＤの駆動回路の例を示す図である。

図５（ａ）は、図４（ａ）に示す配線パターンに使用できるＬＥＤＤ１乃至Ｄ７等を直列に接続した場合のＬＥＤ駆動回路例５１０を示す図である。図５（ｂ）は、制御部を用意し、ＬＥＤＤ１ＲＥＤ、Ｄ２ＧＲＥＥＮ、Ｄ３ＢＬＵＥ等を１つずつ並列に制御する場合のＬＥＤ駆動回路例５２０を示す図である。ここで示す回路は、例示であって限定ではなく、様々な回路が適用可能である。

以上のように本実施形態によれば、透明フレキシブルプリント配線板の裏側に、キャラクタ、絵画、写真などのグラフィックデザインを印刷し、さらにホログラム印刷を行うことにより、従来の絵画板を張り付ける等の余計な加工や組み合わせを不要とし、薄型、軽量化を達成しつつ、きめ細かい描写を実現し、視認性や、広告宣伝効果の高い透明フレキシブルプリント配線板を提供することができる。

なお、本実施形態では、電子部品の発光素子としてＬＥＤを使用するものとしたが、これには限定されず、ＥＬ等のその他の発光素子を使用することも可能である。

また、本実施形態では、透明フレキシブルプリント配線板に適用するものとしたが、これには限定されず、ガラスや、その他の透明な材質を使用した透明リジットプリント配線板に適用することも可能である。

以上説明したように、本発明の透明プリント配線板によれば、従来の絵画板を張り付けるなどの余計な加工や組み合わせを不要とし、薄型、軽量化を達成しつつ、きめ細かい描写を実現し、視認性や、広告宣伝効果を上げることができる。

本発明に係る透明プリント配線板は、各種広告表示、ショールームや看板などに貼り付けて展示することができる。また、パチンコ機等において、役物と連動してＬＥＤを点灯させ、絵を浮き出させることができる。また、さらにモバイル機器のバックライト内臓タッチパネルカバーとしても使用できる。また、自動車の窓ガラスに貼り付ける光る車載アンテナ、夜間において視認性が高まる道路標識、車両からの視認性が高まる光るランドセルカバー等にも適用可能である。

１０１、１０１ａ、１０１ｂ 導体層
１０２ 絶縁層
１０３ 保護フィルム
１０４ カバーコート
１０５ グラフィックデザイン
１０６ ホログラム印刷
１０７ カバーコートフィルム
１０８ 電子部品
５１０、５２０ ＬＥＤ駆動回路

Claims (6)

1. 透明な絶縁層と、
   前記絶縁層の一部の上に配置された導体層と、
   前記絶縁層と前記導体層を接続する透明な接着層と、
   前記導体層の一部を覆うように配置された透明なカバーコートと
   を備える透明プリント配線板において、
   前記絶縁層の前記導体層を接着した面の反対側の面に、グラフィックデザインを印刷することを特徴とする透明プリント配線板。
2. 前記透明プリント配線板は、透明フレキシブルプリント配線板であることを特徴とする請求項１に記載の透明プリント配線板。
3. 前記グラフィックデザインを印刷することは、キャラクタ、絵画、写真などをデジタル印刷することであることを特徴とする請求項１又は２に記載の透明プリント配線板。
4. 前記グラフィックデザインを印刷することは、さらに、ホログラム印刷することを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の透明プリント配線板。
5. 前記透明プリント配線板に電子部品を実装することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の透明プリント配線板。
6. 透明な絶縁層と導体層とを透明な接着層を介して接続する工程と、
   前記導体層を加工し回路パターンを形成する工程と、
   前記導体層の一部を覆うように透明なカバーコートを配置する工程と、
   前記絶縁層の前記導体層を接着した面の反対側の面に、グラフィックデザインを印刷する工程と
   を備えることを特徴とする透明プリント配線板の製造方法。

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