JP2017092134A - プリント配線板 - Google Patents

Abstract

【課題】屈曲耐性の優れたプリント配線板を提供する。【解決手段】絶縁性基材１１と、絶縁性基材１１の主面に沿う平面上の第１領域Ｑ１及び第２領域Ｑ２に設けられた第１導電層１２と、第１領域Ｑ１に形成された第２導電層１５と、第２領域Ｑ２に形成された絶縁層１４と、を備え、第１領域Ｑ１における第１積層部ＱＢ１の強度の評価値である第１評価値Ｅ１の、第２領域Ｑ２における第２積層部ＱＢ２の強度の評価値である第２評価値Ｅ２に対する比（Ｅ１／Ｅ２）が０．８５以上、１．２３以下であるプリント配線板を提供する。ただし、Ｅ１＝（絶縁性基材１１のヤング率×厚さＴ１１）＋（第１導電層１２のヤング率×厚さＴ１２）＋（第２導電層１５のヤング率×厚さＴ１５）、Ｅ２＝（絶縁性基材１１のヤング率×厚さＴ１１）＋（第１導電層１２のヤング率×厚さＴ１２）＋（絶縁層１４´のヤング率×厚さＴ１４´）である。【選択図】 図２

Description

本発明は、プリント配線板に関する。

ＺＩＦコネクタなどの電子部品に接続される端子部の導電パターンの平均厚さを、配線部の導電パターンの平均厚さよりも薄くした接続構造を備えるプリント配線板が知られている（特許文献１）。

特開２０１４−２１２２７２号公報

しかしながら、端子部の導電パターンの厚さを薄くすると、屈曲耐性が不十分になる可能性があるという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、屈曲耐性の優れたプリント配線板を提供することである。

[１]本発明は、絶縁性基材と、前記絶縁性基材の一方主面上であって、前記絶縁性基材の主面に沿う平面上に設定された第１領域及び当該第１領域とは異なる第２領域に設けられた第１導電層と、前記第１導電層の一方主面上であって、前記第１領域に形成された第２導電層と、前記第１導電層の一方主面上であって、前記第２領域に形成された絶縁層と、を備え、前記第１領域における第１積層部の強度の評価値である第１評価値Ｅ１の、前記第２領域における第２積層部の強度の評価値である第２評価値Ｅ２に対する比（Ｅ１／Ｅ２）が０．８５以上、１．２３以下であるプリント配線板を提供することにより、上記課題を解決する。
ただし、前記第１評価値Ｅ１は以下の式（１）により求め、前記第２評価値Ｅ２は以下の式（２）により求める。
Ｅ１＝（前記絶縁性基材のヤング率×当該絶縁性基材の厚さＴ１１）＋（前記第１導電層のヤング率×当該第１導電層の厚さＴ１２）＋（前記第２導電層のヤング率×当該第２導電層の厚さＴ１５）…式（１）
Ｅ２＝（前記絶縁性基材のヤング率×当該絶縁性基材の厚さＴ１１）＋（前記第１導電層のヤング率×当該第１導電層の厚さＴ１２）＋（前記絶縁層のヤング率×当該絶縁層の厚さＴ１４´）…式（２）

[２]上記発明において、前記第１評価値Ｅ１の前記第２評価値Ｅ２に対する比（Ｅ１／Ｅ２）は、０．８５以上、１．１４以下とすることができる。

[３]上記発明において、前記第１領域の第１導電層及び前記第２導電層の高さと、前記第２領域の前記第１導電層の高さとを等しくすることができる。

[４]上記発明において、前記第２領域に設けられた前記絶縁層の前記第１領域の側の端部が前記プリント配線板の平面視において直線にならないように構成することができる。

本発明によれば、屈曲耐性の優れたプリント配線板を提供できる。

図１は、本発明の一実施形態におけるプリント配線板である。 図２は、図１に破線で示すII領域のII-II線に沿う部分断面図である。 図３は、図１に示すプリント配線板を折り曲げたときの、図２に対応する断面図である。 図４（Ａ）は、図１に示すIV（Ａ）領域を拡大した部分拡大図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）に示すIV（Ｂ）領域を拡大した部分拡大図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態のプリント配線板１０の外観の一例を図１に示す。本実施形態のプリント配線板１０は電子機器に用いられる、柔軟性を備えたフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）である。

また、本実施形態のプリント配線板１０は、他の電子機器のコネクタに電気的に接続される端子部ＴＬを備える。本実施形態のプリント配線板１０の端子部ＴＬは、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）を介して液晶パネルに接続される端子である。

図２は、図１に示す破線で示す領域IIのプリント配線板１０に対応し、図１に示すII-II線に沿う部分断面図である。
図２に示すように、本実施形態のプリント配線板１０は、絶縁性基材１１と、絶縁性基材１１の一方主面（図中＋ｚ側の主面）に形成された第１導電層１２と、第１導電層１２の一方主面（図中＋ｚ側の主面）の第１領域Ｑ１に形成された第２導電層１５と、第１導電層１２の一方主面（図中＋ｚ側の主面）の第２領域Ｑ２に形成された絶縁層１４´とを備える。本実施形態では絶縁層１４´を、接着層１３と絶縁層１４とを含むように構成する。本実施形態では、接着層１３を形成し、その一方主面（図中＋ｚ側の主面）に絶縁層１４を設ける構成としたが、接着層１３と絶縁層１４とは一体として形成してもよい。

図２に示す形態では、接着層１３は第１導電層１２の一方主面（図中＋ｚ側の主面）の第２領域Ｑ２に形成される。絶縁層１４は、接着層１３の一方主面（図中＋ｚ側の主面）を覆うように形成される。これに対し、接着層１３を形成しない場合には、第１導電層１２の一方主面（図中＋ｚ側の主面）の第２領域Ｑ２には絶縁層１４´が形成される。絶縁層１４´は、接着層１３を介在させないで、第１導電層１２の一方主面（図中＋ｚ側の主面）の第２領域Ｑ２に形成された絶縁層１４に対応する。絶縁層１４´は一の材質で形成され、その高さがＴ１４´である。

特に限定されないが、本実施形態のプリント配線板１０のライン／スペース（Ｌ／Ｓ）は、５０［μｍ］／５０［μｍ］乃至２００［μｍ］／２００［μｍ］である。

以下、各構成について説明する。
絶縁性基材１１は、可撓性を有する絶縁性フィルムである。絶縁性基材１１の材料として、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド樹脂（ＰＩ）やポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ）等を用いることができる。特に限定されないが、絶縁性基材１１の厚さは１０［μｍ］以上１２０［μｍ］以下とすることができる。好ましくは、１５［μｍ］以上７５［μｍ］以下とすることができる。本実施形態においては、２５［μｍ］のポリイミド樹脂製の絶縁性基材１１を用いる。
なお、絶縁性基材１１と第１導電層１２との間に接着材層を形成してもよい。絶縁性基材１１と第１導電層１２との間に接着材層を形成したプリント配線板も、本実施形態のプリント配線板１０の一態様である。

本実施形態では、絶縁性基材１１の主面に沿う平面（図２中ｘｙ平面）上に、第１領域Ｑ１及び第２領域Ｑ２を設定する。プリント配線板１０の幅方向（コネクタに対する接続方向に対して略垂直方向，図２の例においては＋／−ｙ方向）と高さ方向（図２の例においては＋／−ｚ方向）に設定された基準面Ｑ０に対して、図中の−ｘ側（左側）のｘｙ面に第１領域Ｑ１を設定し、基準面Ｑ０の＋ｘ側（右側）のｘｙ面に第２領域Ｑ２を設定する。第２領域Ｑ２は、第１領域Ｑ１とは異なる領域である。第１領域Ｑ１及び第２領域Ｑ２のｚ軸方向の位置(ｚ座標値)は、任意に設定できる。

第１領域Ｑ１は、基準面Ｑ０に対して、外部のコネクタと接する端子部ＴＬ側（図中−ｘ側）に設定される。第２領域Ｑ２は、基準面Ｑ０に対して端子部ＴＬ側とは反対側（図中＋ｘ側）に設定される。第１領域Ｑ１と第２領域Ｑ２とは異なる領域であり、両領域は重複しない。第１領域Ｑ１はｘｙ座標により定義できる。第１領域Ｑ１はｘｙ座標が共通する領域である。第１領域Ｑ１は高さを持つ三次元領域として定義してもよい。この場合、ｘｙ座標に加えて、ｚ軸に沿う任意の高さを設定し、ｘｙｚ座標によりその領域を設定できる。同様に、第２領域Ｑ２はｘｙ座標により定義できる。第２領域Ｑ２もｘｙ座標が共通する領域である。第２領域Ｑ２は高さを持つ三次元領域として定義してもよい。この場合、ｘｙ座標に加えて、ｚ軸に沿う任意の高さを設定し、ｘｙｚ座標によりその領域を設定できる。

第１導電層１２は、絶縁性基材１１の一方主面上（図中＋ｚ側の主面上）であって、第１領域Ｑ１内の少なくとも一部の領域及び第２領域Ｑ２内の少なくとも一部の領域に設けられる。第１導電層１２は、銅、銀、金、カーボンなどの導電性材料により構成される。本実施形態の第１導電層１２は、銅又は銅を含む材料により構成される。第１導電層１２は、第１領域Ｑ１及び／又は第２領域Ｑ２の全面に設けられる必要はなく、所望の配線パターンに応じて少なくとも一部の領域に形成される。第１導電層１２の配線パターンは、絶縁性基材１１に予め貼られた銅箔その他の金属箔の所定領域を、フォトリソグラフィー技術を用いて除去して形成できる。第１導電層１２の配線パターンは、スクリーン印刷技術を用いて、導電性ペースト材料により形成してもよい。絶縁性基材１１に予め貼られた銅箔は、圧延銅箔であることが好ましい。
第１導電層１２は、めっきで形成してもよい。第１導電層１２は、いわゆるセミアディティブ法により形成してもよい。

特に限定されないが、第１導電層１２の厚さ（ｚ方向に沿う高さ）は３［μｍ］以上２５［μｍ］以下とすることができる。好ましくは、１０［μｍ］以上２０［μｍ］以下とすることができる。本実施形態の第１導電層１２の厚さは２２［μｍ］である。なお、本実施形態における第１導電層１２の機能は、信号線に限定されず、接点又はグランド層として機能するものを含む。

本実施形態の第１導電層１２の厚さ（図中ｚ方向に沿う高さ）は、領域ごとに異なってもよい。本実施形態では、第１領域Ｑ１の第１導電層１２の厚さ（Ｔ１２（Ｑ１））の値は、第２領域Ｑ２の第１導電層１２（Ｔ１２（Ｑ２））の厚さの値よりも小さい。つまり、第１導電層１２の端子部ＴＬに近い第１領域Ｑ１の厚さ（Ｔ１２（Ｑ１））は、端子部ＴＬから遠い第２領域Ｑ２の厚さ（Ｔ１２（Ｑ２））よりも薄い。なお、本実施形態の第１領域Ｑ１の第１導電層１２と第２領域Ｑ２の第１導電層１２とは、第１領域Ｑ１と第２領域Ｑ２との境界Ｑ０において連続している。
第１領域Ｑ１以外の領域にレジスト層を形成してエッチング処理を行うことにより、第１領域Ｑ１の第１導電層１２の厚さ（Ｔ１２（Ｑ１））を、第２領域Ｑ２の第１導電層１２の厚さ（Ｔ１２（Ｑ２））よりも薄くすることができる。なお、接着層１３、絶縁層１４を形成してからエッチング処理をしてもよい。この場合には、エッチング処理用のレジスト層を形成する工程を省くことができる。
また、第１領域Ｑ１の領域にレジスト層を形成してめっき処理を行うことにより、第２領域Ｑ２の第１導電層１２の厚さ（Ｔ１２（Ｑ２））を、第１領域Ｑ１の第１導電層１２の厚さ（Ｔ１２（Ｑ１））よりも厚くすることができる。

エッチング処理に用いるエッチング液の濃度、温度、反応速度、処理時間等のエッチング条件を設定することにより、第１導電層１２のエッチング量を制御できる。これにより、第１領域Ｑ１における第１導電層１２の厚さ（Ｔ１２（Ｑ１））を所望の厚さにすることができる。

第２導電層１５は、第１導電層１２の一方主面上（図中＋ｚ側の面上）であって、第１領域Ｑ１に形成される。第２導電層１５は、めっき層である。第２導電層１５は、ニッケルめっき処理、金めっき処理、Ｎｉ／Ａｕ（ニッケル／金）めっき処理によって形成される。第２導電層１５は、電解めっき処理により形成してもよいし、無電解めっき処理により形成してもよい。第２導電層１５は、外部の電子機器との接点として機能する。第２導電層１５の厚さ（ｚ方向に沿う高さ）は、２［μｍ］以上２０［μｍ］以下とすることができる。好ましくは、２［μｍ］以上５［μｍ］以下とすることができる。本実施形態の第２導電層１５の厚さは２〜４［μｍ］である。

接着層１３は、第１導電層１２の一方主面上（図中＋ｚ側の面上）であって、第２領域Ｑ２に形成される。つまり、接着層１３は、第２導電層１５が形成されていない第２領域Ｑ２に形成される。本実施形態で用いる接着剤は、アクリル系樹脂や、スチレンゴム、ポリフェニレンエーテル等を用いることができる。本実施形態で用いる接着剤は、特に限定されず、ポリアミド系の熱溶融型接着剤、ポリウレタン系熱溶融型接着剤、ポリエステル系熱溶融型接着剤、オレフィン系熱溶融型接着剤を用いることができる。特に限定されないが、接着層１３の厚さは３［μｍ］以上２５［μｍ］以下とすることができる。好ましくは、５［μｍ］以上１５［μｍ］以下とすることができる。本実施形態においては、接着層１３の厚さｓを７．５［μｍ］とする。

絶縁層１４は、接着層１３の少なくとも一部を覆う。絶縁層１４は、保護層（カバーレイ）として機能する。接着層１３は第２領域Ｑ２に設けられているので、その一方主面に設けられる絶縁層１４も第２領域Ｑ２に形成される。絶縁層１４の材料として、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド樹脂（ＰＩ）やポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ）等を用いることができる。絶縁層１４は、絶縁性基材１１と同じ材料で構成することが好ましい。特に限定されないが、絶縁層１４の厚さは７．５［μｍ］以上３５［μｍ］以下とすることができる。好ましくは、１０［μｍ］以上１５［μｍ］以下とすることができる。本実施形態においては、１２．５［μｍ］のポリイミド樹脂製の絶縁層１４を用いる。
本実施形態では、接着層１３と絶縁層１４を設ける態様を説明するが、先述したように、接着層１３を設けることなく、絶縁層１４´を設けてもよい。この場合は、液状レジストを用いて絶縁層１４´を構成する。

本実施形態のプリント配線板１０の作製方法は、以下のとおりである。
まず、少なくとも一方主面に第１導電層１２が形成された絶縁性基材１１を準備する。第１導電層１２の所定領域をエッチング処理により除去して、所望のパターンの第１導電層１２を形成する。第１導電層１２の一方主面側（図中＋ｚ側）の第２領域Ｑ２に任意の厚さの接着層１３を形成する。この接着層１３を覆うように任意の厚さの絶縁層１４を積層する。接着層１３を形成しない場合には、第１導電層１２の一方主面側（図中＋ｚ側）の第２領域Ｑ２に任意の厚さの絶縁層１４´を形成する。この場合は、液状レジストを用いることが好ましい。この状態で第１導電層１２の第１領域Ｑ１（接着層１３及び絶縁層１４が形成されていない領域）にエッチング液を作用させる。エッチング液を作用させる時間を調整して、第１領域Ｑ１の第１導電層１２の厚さが所定の厚さとなるように、エッチング処理を行う。
その後、第１領域Ｑ１の第１導電層１２の一方主面側（図中＋ｚ側）にめっき液を作用させる。第１領域Ｑ１の第２導電層１５の厚さが所定の厚さとなるようにめっき液を作用させる時間を調整して、めっき処理を行う。このめっき処理により形成された第１領域Ｑ１の第２導電層１５は、外部の電子部品のコネクタとの接点として機能する。つまり、本実施形態のプリント配線板１０において、第１領域Ｑ１の最上面には第２導電層１５が形成され、第２領域Ｑ２の最上面には接着層１３及び絶縁層１４（又は絶縁層１４´）が形成される。つまり、本実施形態のプリント配線板１０において、第１領域Ｑ１には接着層１３及び絶縁層１４は存在せず、第２領域Ｑ２には第２導電層１５が存在しない。本実施形態のプリント配線板１０において、第１領域Ｑ１では第２導電層１５が露出するが、第２領域Ｑ２の第１導電層１２は絶縁層１４（又は１４´）に覆われているために露出しない。

これらの工程を経ることにより、第１領域Ｑ１の第１導電層１２の厚さ、第２領域Ｑ２の第１導電層１２の厚さ、第１領域Ｑ１の第２導電層１５の厚さ、第２領域Ｑ２の接着層１３の厚さ、第２領域Ｑ２の絶縁層１４の厚さについて、様々な組み合わせのプリント配線板１０を得ることができる。

図１に示すように、本実施形態のプリント配線板１０において、外部コネクタと電気的に接続する端子部ＴＬは、プリント配線板１０の端部（先端又は末端）ではなく、一方端部と他方端部との間に形成される。つまり、外部コネクタと電気的に接続する端子部ＴＬは、プリント配線板１０の端部（先端又は末端）に形成されるものではない。つまり、本実施形態のプリント配線板１０は、ＺＩＦ（Zero insertion Force）コネクタ用のように、相手方の電子部品に実装するときに先端又は末端の端子部を電子部品のコネクタ突き刺して接続する形態のプリント配線板ではない。
本実施形態のプリント配線板１０の端子部ＴＬは、図１、図２に示すようにｘｙ座標に沿う面において、他の電子部品と電気的に接続される。本実施形態のプリント配線板１０の端子部ＴＬが、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）などの導電性の接着媒体を介して他の電子部品に接続される。つまり、本実施形態のプリント配線板１０の端子部ＴＬは、他の電子部品との接続時において、ＡＣＦ、ＡＣＰ(Anisotropic Conductive Paste)などの接着機能を備えた導電性材料を介在させた状態で圧着により接続される端子である。
本実施形態のプリント配線板１０では、第１領域Ｑ１の第２導電層１５の一方主面側（図中＋ｚ側）にＡＣＦ又はＡＣＰが配置され、ＡＣＦ又はＡＣＰを介して、第２導電層１５が他の電子部品のコネクタと電気的に接続する。

特に限定されないが、本実施形態において、第１領域Ｑ１の第１導電層１２と第２導電層１５の合計の高さ（Ｔ１２（Ｑ１）＋Ｔ１５）と、第２領域Ｑ２の第１導電層１２の高さ（Ｔ１２（Ｑ２）との差を０．１[μｍ]以下とする。さらに好ましくは、第１領域Ｑ１の第１導電層１２と第２導電層１５の合計の高さ（Ｔ１２（Ｑ１）＋Ｔ１５）と、第２領域Ｑ２の第１導電層１２の高さ（Ｔ１２（Ｑ２）との差をゼロ、すなわち両者の高さを略等しく乃至等しくすることができる。

第１領域Ｑ１の端子部ＴＬを形成するために第２導電層１５を形成すると、第１領域Ｑ１の導電層の高さは、形成しない場合よりも高くなる。端子部ＴＬを他のコネクタに圧着させる場合には、ＡＣＦ又はＡＣＰのために用いられる導電性フィラーを第２導電層１５の主面に配置する。第１領域Ｑ１の導電層の高さが高いと、圧着時において導電性フィラーが押し出されて、第１領域Ｑ１の導電層と導電層の間に逃げてしまうことがある。導電性フィラーが押し出されると、第２導電層１５と他の電子部品のコネクタとの間に必要な導電性フィラーの数(量)が不足する可能性がある。導電性フィラーの数（量）が不十分である場合には接続抵抗が非常に高くなるおそれ、さらには接続不良が発生するおそれがある。

本実施形態では、構造的な強度とのバランスを考慮しつつ、第１領域Ｑ１の第１導電層１２と第２導電層１５の合計の高さ（Ｔ１２（Ｑ１）＋Ｔ１５）と、第２領域Ｑ２の第１導電層１２の高さ（Ｔ１２（Ｑ２））との差を微小乃至ゼロとする。他方、第２導電層１５の高さが、第２領域Ｑ２の第１導電層１２の高さよりも低い場合には、接続される電子部品のコネクタとの距離が離れてしまう。この場合には、十分な電気導電性を確保できずに導電不良を起こす可能性がある。これらの理由から、第１領域Ｑ１の第２導電層１５の表面の高さの値と、第２領域Ｑ２の第１導電層１２の表面の高さの値の差分を小さくする、さらには、両者の高さを一致させる（差分がゼロとなる）ことが好ましい。この結果、プリント配線板１０と他の電子部品との電気接続性を向上させることができる。

ところで、本実施形態のプリント配線板１０は、電子機器の筐体に折り畳んで収容されることがある。このとき、プリント配線板１０は屈曲される。折り曲げる力を受けることにより生じた屈曲部分には様々な応力がかかる。特に、筐体内に収容されたプリント配線板１０は、長時間にわたって屈曲状態となる。

図３は、図２に示すプリント配線板１０を折り曲げた状態を示す。図３は、プリント配線板１０が曲げられる場合の応力のかかり方の一例を模式的に示す図である。図３のプリント配線板は、絶縁性基材１１、第１導電層１２、第２導電層１５、接着層１３、絶縁層１４の多層構造を有する。このような多層構造のプリント配線板１０が折り曲げられると、その内側では圧縮応力Ｓ１がかかり、その外側では引張応力Ｓ２がかかる。そして、圧縮応力Ｓ１と引張応力Ｓ２とが均衡する中心（破線Ｎで示す）では応力が最小となる。応力が最小となる位置に第１導電層１２を配置できれば、プリント配線板１０の屈曲耐性を向上させることができる。

しかしながら、本実施形態のプリント配線板１０のように、プリント配線板１０の一方端部と他方端部との間に端子部ＴＬを形成するために、一部領域において外部に露出され、接点として機能する導電層を有する構造を有する場合、つまり、物理的に一つのプリント配線板１０でありながら一部に異なる積層構造を有する場合には、応力が最小になる位置を画一的に判断することができない。本実施形態のプリント配線板１０のように、第１領域Ｑ１に形成された第１積層部ＱＢ１の積層構造と、第２領域Ｑ２（第１領域Ｑ１とは異なる領域）に形成された第２積層部ＱＢ２の積層構造とが異なる場合には、第１積層部ＱＢ１と第２積層部ＱＢ２の積層構造における圧縮応力Ｓ１と引張応力Ｓ２とが異なる。
本実施形態のプリント配線板１０のように、第１領域Ｑ１における第１積層部ＱＢ１の積層構造と、第２領域Ｑ２における第２積層部ＱＢ２の積層構造とが異なる構造が採用される場合には、第１積層部ＱＢ１と第２積層部ＱＢ２との境界Ｂで亀裂が生じる可能性も否定できない。
なお、強度を向上させるために各材料の厚さを厚くすることも考えられるが、それでは電子部品の小型化・薄型化の要請に反する。

このように、プリント配線板１０の一方端部から他方端部までの間に（端部と異なる位置に）、他の電子部品と電気的に接続される端子部ＴＬとして機能する第２導電層１５が設けられることにより、積層構造が異なる第１積層部ＱＢ１と第２積層部ＱＢ２を備えるプリント配線板１０においては、薄型化の要請に応じることと、その屈曲耐性を向上させることを両立させることが困難であった。

この課題に対し、本実施形態では、第１積層部ＱＢ１についての強度の評価値である第１評価値Ｅ１を算出し、第２積層部ＱＢ２についての強度の評価値である第２評価値Ｅ２を算出する。ここで、第１積層部ＱＢ１は、第１領域Ｑ１に形成された第２導電層１５を含み、接着層１３、絶縁層１４、絶縁層１４´を含まない。第２積層部ＱＢ２は、第２領域Ｑ２に形成された絶縁層１４´（接着層１３、絶縁層１４）を含み、第２導電層１５を含まない。第１積層部ＱＢ１は、第１領域Ｑ１に対応する領域の絶縁性基材１１と、その一方主面に形成された第１導電層１２と、その第１導電層１２の一方主面に形成された第２導電層１５を含む。つまり、第１積層部ＱＢ１は、ｘｙ座標により第１領域Ｑ１の平面上の外延を定義し、第１導電層１２と第２導電層１５との厚さの合計値によりｚ座標を定義できる。第１積層部ＱＢ１は、ｘｙｚ座標により立体構造として定義される。

第２積層部ＱＢ２は、第２領域Ｑ２に対応する領域の絶縁性基材１１と、その一方主面に形成された第１導電層１２と、その第１導電層１２の一方主面に形成された絶縁層１４´を含む。第２積層部ＱＢ２において、接着材を使用する場合には、第１導電層１２の一方主面に形成された接着層１３と、その接着層１３の一方主面に形成された絶縁層１４を含む。つまり、第２積層部ＱＢ２は、ｘｙ座標により第２領域Ｑ２の平面上の外延を定義し、第１導電層１２と絶縁層１４´の厚さの合計値（第１導電層１２と接着層１３と絶縁層１４との厚さの合計値）によりｚ座標を定義できる。第２積層部ＱＢ２はｘｙｚ座標により立体構造として定義される。
本実施形態では、第１領域Ｑ１における積層構造と、第１領域Ｑ１とは異なる第２領域Ｑ２における積層構造とが異なるプリント配線板１０において、第１領域Ｑ１における第１積層部の強度と、第２領域Ｑ２における第２積層部の強度の関係を考慮することにより、薄型化を図りつつも、その屈曲耐性を向上させる。

具体的に、本実施形態では、図２に示す、第１領域Ｑ１における第１積層部ＱＢ１についての強度の評価値である第１評価値Ｅ１を算出するとともに、第２積層部ＱＢ２についての強度の評価値である第２評価値Ｅ２を算出する。

ここで、第１評価値Ｅ１は下記の式（１）を用いて求め、第２評価値Ｅ２は下記の式（２）を用いて求める。
第１評価値Ｅ１＝（絶縁性基材１１のヤング率×絶縁性基材１１の厚さＴ１１）＋（第１導電層１２のヤング率×第１導電層１２の厚さＴ１２）＋（第２導電層１５のヤング率×第２導電層１５の厚さＴ１５）…式（１）
第２評価値Ｅ２＝（絶縁性基材１１のヤング率×絶縁性基材１１の厚さＴ１１）＋（第１導電層１２のヤング率×第１導電層１２の厚さＴ１２）＋（絶縁層１４´のヤング率×絶縁層１４´の厚さＴ１４´）…式（２）
なお、第２積層部ＱＢ２において、絶縁層１４´が接着層１３を含まない場合には、接着層１３の厚さＴ１３はゼロになるので、上記式（２）の（絶縁層１４´のヤング率×絶縁層１４´の厚さＴ１４´）＝（絶縁層１４のヤング率×絶縁層１４の厚さＴ１４）となる。

第２積層部ＱＢ２において、絶縁層１４´が接着層１３を含む場合には、絶縁層１４´の第２評価値Ｅ２を求めるにあたっては、下記式（２ａ）を用いる。
第２評価値Ｅ２＝（絶縁性基材１１のヤング率×絶縁性基材１１の厚さＴ１１）＋（第１導電層１２のヤング率×第１導電層１２の厚さＴ１２）＋（接着層１３のヤング率×接着層１３の厚さＴ１３）＋（絶縁層１４のヤング率×絶縁層１４の厚さＴ１４）…式（２ａ）

本実施形態において、ヤング率（引張り弾性率）の計測手法は、ISO 527-1、JIS K 7127JIS K 7161などの規格に従い、出願時に知られた手法により測定する。上記の式（１）及び式（２）において用いる各材料のヤング率は、共通の測定手法により計測されることが好ましい。
そして、第２評価値Ｅ２に対する第１評価値Ｅ１の比（Ｅ１／Ｅ２）を算出する。この評価値の比（Ｅ１／Ｅ２）が０．８５以上、１．２３以下であることが好ましい。本実施形態では、評価値の比（Ｅ１／Ｅ２）が０．８５以上、１．２３以下の範囲となるように、各部材である絶縁性基材１１の厚さ、第１導電層１２の厚さ、第２導電層１５の厚さ、絶縁層１４´の厚さ（又は接着層１３の厚さ及び絶縁層１４の厚さ）を調整する。
これにより、プリント配線板１０の各構成部材のヤング率と厚さとを考慮しながら、プリント配線板１０全体の屈曲強度を向上させることができる。この結果、屈曲耐性に優れ、信頼性の高いプリント配線板１０を提供することができる。

第２評価値Ｅ２に対する第１評価値Ｅ１の比（Ｅ１／Ｅ２）が、０．８５以上、１．１４以下であることが好ましい。これにより、上記作用及び効果をさらに奏することができる。

第２評価値Ｅ２に対する第１評価値Ｅ１の比（Ｅ１／Ｅ２）が、０．８５以上、１．０４以下であることが好ましい。これにより、上記作用及び効果をさらに奏することができる。

本実施形態では、第２領域Ｑ２に設けられた絶縁層１４´の第１領域Ｑ１側の端部（エッジ）の形状がプリント配線板１０の平面視において直線にならないように形成する。
図４（Ａ）は、図１において破線で示す領域IVＡ）領域を拡大して示す部分拡大図である。図４（Ａ）は、第１領域Ｑ１と第２領域Ｑ２との境界領域を平面視にて示す。図４（Ａ）は、第２領域Ｑ２の表面に形成された絶縁層１４´と第１領域Ｑ１の表面に形成されている第２導電層１５との境界部分を示す。同図に示すように、第２領域Ｑ２に設けられた絶縁層１４´の第１領域Ｑ１側の端部を構成するエッジ１４Ｅの形状がプリント配線板１０の平面視において直線形状ではない。

図４（Ｂ）は、図４（Ａ）において破線で示すIV（Ｂ）領域を拡大して示す部分拡大図である。図４（Ｂ）に示すように、第２領域Ｑ２に設けられた絶縁層１４´（１４）の第１領域Ｑ１側の端部を形成するエッジ１４Ｅの形状は、直線ではない。つまり、エッジ１４Ｅの図中Ｘ方向の位置は同一ではない。エッジ１４Ｅの図中Ｘ方向の位置は、＋Ｘ側にシフトする位置と、−Ｘ方向側にシフトする位置を含む。本実施形態のエッジ１４Ｅは、頂点を有する線形となるように形成することが好ましい。頂点の位置は、所定の規則に従う位置であることが好ましい。特に限定されないが、本実施形態のエッジ１４Ｅの形状は、波形となるように形成することが好ましい。波形は、上弦側の頂点と下弦側の頂点を有する形状であることが好ましい。図中＋Ｘ方向に凸となる頂点（極大）と図中−Ｘ方向に凸となる頂点（極小）とが交互に現れる波形とすることが好ましい。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す絶縁性基材１４´（１４）例では、上弦側（図中＋Ｘ側）の頂点と、下限側（図中−Ｘ側）の頂点を有し、これらが隣り合う波形とした。波形の形状は特に限定されず、周波数、周期、位相、波長、振幅を任意に設定できる。例えば、エッジ１４Ｅの形状を正弦関数とし、適宜に振幅、角周波数、位相を設定してもよい。

このように、絶縁層１４´の第２導電層１５に接するエッジ１４Ｅの形状を直線とならないようにすることにより、折り曲げたときに絶縁層１４のエッジ１４Ｅにかかる応力を分散できる。特に、エッジ１４Ｅの形状を上弦側の頂点と下弦側の頂点を有する波形とすることにより、折り曲げたときに絶縁層１４のエッジ１４Ｅにかかる応力を均等に分散できる。この結果、本実施形態のプリント配線板１０の屈曲保持回数をさらに向上させることができる。
特に限定されないが、シート状の絶縁層１４´の端部を波形等の直線ではない形状にカットすることにより、絶縁層１４´のエッジ１４Ｅを波型等の直線でない形状とすることができる。上述した絶縁層１４´が、接着層１３及び絶縁層１４から構成される場合も同様である。

以下、本発明の本実施形態における実施例を説明する。
＜実施例＞
以下に、本発明をさらに具体化したテストピースを用いた実施例について説明する。
本実施形態のプリント配線板１０の性能を確認するために、図２に示す構造を備え、下掲の表１に示す銅箔エッチング量とＮｉめっきの厚さを備えるテストピースをそれぞれ５個ずつ作製した。各テストピースについて折り曲げ試験を行い、各テストピースの屈曲耐性について評価した。

テストピースを以下の手法により作製した。
所定の大きさで厚さ２５［μｍ］のポリイミド樹脂製の絶縁性基材１１の一方主面に厚さ２２［μｍ］の第１導電層１２（銅箔）が形成された片面銅張基材を準備した。既知のフォトリソグラフィー技術を用いて第１導電層１２（銅箔）の所定領域を除去して、所定の配線を形成した。
本実施例において用いたポリイミド樹脂（ＰＩ）製の絶縁性基材１１のヤング率は、７．５［ＧＰａ］であった。また、銅製の第１導電層１２のヤング率は１３０［ＧＰａ］であった。

続いて、予め設定した基準面Ｑ０（図２参照）の右側／左側のうち一方側の所定領域を第１領域Ｑ１とし、他方側の所定領域を第２領域Ｑ２と定義した。第１領域Ｑ１と第２領域Ｑ２とは同じ面積とした。
そして、第２領域Ｑ２にカバーレイフィルム（株式会社有沢製作所製 CVA0525）を貼り合せ、接着層１３、絶縁層１４を成形した。本実施例において用いた接着層１３の厚さＴ１３は７．５[μｍ]ヤング率は、１．３［ＧＰａ］であった。絶縁層１４の厚さＴ１４は１２．５［μｍ］であった。本実施例において用いたポリイミド樹脂製の絶縁層１４のヤング率は、４．１［ＧＰａ］であった。本例において、絶縁層１４´は、接着層１３と絶縁層１４とを含む。

その後、硫酸と過酸化水素水を混合したエッチング液で第１導電層１２（銅箔）の表面をエッチング処理した。エッチング処理の時間を制御することにより、第１導電層１２（銅箔）の厚さを調整した。具体的には、エッチング量が多いほど、エッチング処理時間を延長し、エッチング量が小さいほど、エッチング処理時間を短縮して下掲の表１に示すエッチング量を実現した。なお、エッチング液は、第１導電層１２の金属種に応じて適宜に選択すればよい。例えば、第１導電層１２がニッケルで形成されている場合には、硝酸と硫酸とを混合したエッチング液を用いることができる。

続いて、第１導電層１２の第１領域Ｑ１にニッケルめっきをし、第２導電層１５としてのニッケルめっき層を形成した。めっき処理においては、めっき処理時間を調整することにより、第２導電層１５の厚さＴ１５を、下掲の表１に示す厚さとした。本実施例におけるニッケルめっき層（第２導電層１５）のヤング率は、２００［ＧＰａ］であった。

下掲の表１に示すとおり、元々の厚さが２２[μｍ]である第１導電層１２のエッチング量(厚さの減少量)と、めっき処理によって新たに形成した第２導電層１５の厚さ（厚さの増加量）とが異なる各テストピース（比較例１〜４，実施例１〜１９）をそれぞれ複数ずつ作製した。

各テストピースについて、上記（１）式を用いて第１評価値Ｅ１を算出した。同様に、各テストピースについて、上記（２）式を用いて第２評価値Ｅ２を算出した。さらに第２評価値Ｅ２に対する第１評価値Ｅ１の比（Ｅ１／Ｅ２）を算出し、下掲表１に示した。

また、作製した各テストピースについて、折れ曲げ試験を実施して屈曲保持回数を計測し、その結果(屈曲保持回数)とそれぞれのテストピースの断面から各層の厚さを計測し、第２評価値Ｅ２に対する第１評価値Ｅ１の比(Ｅ１／Ｅ２)を算出し、下掲表１に示した。なお、表１では、屈曲保持回数の値を基準として各データを並び替えた。

本実施例における折れ曲げ試験は、以下の手法により行う。
所定の方向にテストピース（プリント配線板１０）を配置した。テストピースの両主面に一対の金属ブロックをそれぞれ配置した。金属ブロックは直方体である。金属ブロックの側面をテストピースの一方主面に押し付けるとともに、同じ位置において、別の金属ブロックの側面をテストピースの他方主面に押し付ける。一対の金属ブロックにより、テストピースを両面から固定する。

本実施例のテストピースは、金属ブロックに接していない開放端部を有する。開放端部は、所定の方向に沿うテストピースの両端に存在する。この両端の開放端部には、互いに導通可能であって、外部電極に接続可能な配線端部が設けられている。この配線端部は、後述する導通試験に用いられる。

開放端部において、テストピースの主面と金属ブロックの面は直交する。つまり、テストピースの開放端部は、金属ブロックの頂辺（角）を回転軸として左右９０度、合計１８０度の範囲で可動する。折れ曲げ試験において、開放端部側の各テストピースの長さは共通させる。つまり、各テストピースの大きさ、金属ブロックの大きさ、テストピースを固定する金属ブロックの位置（テストピースに対する位置）は、共通する。

金属ブロックによって固定された状態で、テストピースの開放端部を金属ブロックの頂辺（角：カド）を回転軸として、右側（一方主面側の金属ブロック側）に９０度折り曲げる。続いて、テストピースの開放端部を左側（他方主面側の金属ブロック側）に９０度折り曲げる。この左右への折り曲げ動作（往復動作）を１回の屈曲保持回数としてカウントする。折り曲げ動作を５回行う度に、導通試験を行う。導通試験によって導通が確認されたら、さらに折り曲げ動作を続行する。他方、導通試験によって導通が確認できなかったら、テストピースの配線は断線したと判断する。
テストピースの配線が断線したときの折り曲げ動作の回数である「屈曲保持回数」を、テストピース（プリント配線板１０）の屈曲耐性を示す結果として表１に示した。屈曲保持回数が大きいほど、屈曲耐性が高いと評価できる。

本実施例では、屈曲保持回数が１０回以上であるテストピース（プリント配線板１０）の実施例は、屈曲耐性が優れていると評価した。表１に、屈曲保持回数と、テストピースの評価値の比（Ｅ１／Ｅ２）との関係を示した。各テストピースに対する評価は以下のとおりである。

表１に示す結果によれば、実施例１〜実施例１９において、第２評価値Ｅ２に対する第１評価値Ｅ１の比（Ｅ１／Ｅ２）が０．８５以上、１．２３以下であるときに、屈曲保持回数が１０回以上という優れた屈曲耐性のプリント配線板１０を得られることが分かった。

表１に示す結果によれば、実施例２〜実施例１９において、第２評価値Ｅ２に対する第１評価値Ｅ１の比（Ｅ１／Ｅ２）が０．８５以上、１．１４以下であるときに、屈曲保持回数が１５回以上という優れた屈曲耐性のプリント配線板を得られることが分かった。

表１に示す結果によれば、実施例７〜実施例１９において、第２評価値Ｅ２に対する第１評価値Ｅ１の比（Ｅ１／Ｅ２）比が０．８５以上、１．０８以下であるときに、屈曲保持回数が３０回以上という優れた屈曲耐性のプリント配線板を得られることが分かった。

また、表１に、第１領域Ｑ１の第１導電層１２及び第２導電層１５の合計の厚さに対する、第２領域Ｑ２の第１導電層１２の厚さの差を示す。この厚さの差は、第２領域Ｑ２に形成された第１導電層１２の厚さ（Ｔ１２（Ｑ２））を基準としたときの、第１領域Ｑ１に形成された第１導電層１２の厚さＴ１２（Ｑ１）及び第２導電層１５の厚さＴ１５の合計（Ｔ１２（Ｑ１）＋Ｔ１５）の差である。具体的に、表１に示す「厚さの差」は、同表に示すニッケルめっき実測厚さから銅箔エッチング量を差し引いて求めた。すなわち、表１に示す「厚さの差」がマイナスの値である場合には、第１領域Ｑ１の第１導電層１２及び第２導電層１５の厚さ（Ｔ１２（Ｑ１）＋Ｔ１５）のほうが、第２領域Ｑ２に形成された第１導電層１２の厚さ（Ｔ１２（Ｑ２））よりも薄いということになる。

表１に示す結果によれば、実施例８〜実施例１９において、第１領域Ｑ１の第１導電層１２及び第２導電層１５の合計の厚さが、第２領域Ｑ２の第１導電層１２の厚さよりも薄い（差がマイナスの値）場合には、屈曲保持回数３５回以上という優れた屈曲耐性のプリント配線板を得られることが分かった。

また、表１の結果から、実施例８〜実施例１９において、第２領域Ｑ２の第２導電層１５の厚さＴ１５の値は、０［μｍ］よりも大きい値であり、かつ４．０［μｍ］以下であるときに、屈曲保持回数が３５回以上という優れた屈曲耐性のプリント配線板を得られることが分かった。
表１に示す結果によれば、第２導電層１５の厚さＴ１５の値が４．０［μｍ］以下であるときには、第２導電層１５の厚さＴ１５の値が４．０［μｍ］よりも大きい場合に比べて、屈曲保持回数の値が大きくなる傾向があることが確認できた。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

１０…プリント配線板
１１…絶縁性基材
１２…第１導電層、銅箔
１３…接着層
１４…絶縁層
１５…第２導電層、めっき層

Claims (4)

1. 絶縁性基材と、
   前記絶縁性基材の一方主面上であって、前記絶縁性基材の主面に沿う平面上に設定された第１領域及び当該第１領域とは異なる第２領域に設けられた第１導電層と、
   前記第１導電層の一方主面上であって、前記第１領域に形成された第２導電層と、
   前記第１導電層の一方主面上であって、前記第２領域に形成された絶縁層と、を備え、
   前記第１領域における第１積層部の強度の評価値である第１評価値Ｅ１の、前記第２領域における第２積層部の強度の評価値である第２評価値Ｅ２に対する比（Ｅ１／Ｅ２）が０．８５以上、１．２３以下であるプリント配線板。
   ただし、前記第１評価値Ｅ１は以下の式（１）により求め、前記第２評価値Ｅ２は以下の式（２）により求める。
   Ｅ１＝（前記絶縁性基材のヤング率×当該絶縁性基材の厚さ）＋（前記第１導電層のヤング率×当該第１導電層の厚さ）＋（前記第２導電層のヤング率×当該第２導電層の厚さ）…式（１）
   Ｅ２＝（前記絶縁性基材のヤング率×当該絶縁性基材の厚さ）＋（前記第１導電層のヤング率×当該第１導電層の厚さ）＋（前記絶縁層のヤング率×当該絶縁層の厚さ）…式（２）
2. 前記第１評価値Ｅ１の前記第２評価値Ｅ２に対する比（Ｅ１／Ｅ２）は、０．８５以上、１．１４以下である請求項１に記載のプリント配線板。
3. 前記第１領域の第１導電層及び前記第２導電層の高さと、前記第２領域の前記第２導電層の高さとが等しい請求項１又は２に記載のプリント配線板。
4. 前記第２領域に設けられた前記絶縁層の前記第１領域の側の端部が前記プリント配線板の平面視において直線ではない請求項１〜３の何れか一項に記載のプリント配線板。

Images