JP2017123389A - リジッドフレキシブル基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基材をいずれの方向に湾曲させても亀裂の発生を抑制する。
【解決手段】柔軟で絶縁性を有する基材２８の両面において中央部に保護層（ソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂ）を形成する。基材２８の両面において、周縁側から保護層に部分的に被り、保護層との間の基材２８の中央寄りに厚み方向の空隙４６Ａ、４６Ｂを開けてコア層３０Ａ、３０Ｂを形成する。
【選択図】図１

Description

本願の開示する技術はリジッドフレキシブル基板及びその製造方法に関する。

複数のリジッド配線部がフレキシブル配線部を介して連結されたフレックスリジッド多層配線板の製造方法において、フレキシブル配線部を屈曲させる場合に凸側となるリジッド配線板の開口部の幅を層間接着シートの開口部の幅より小さくする技術がある。

特開平８−２８８６５４号公報

複数のコア層が柔軟な基材（柔軟層）で連結された構造の基板（リジッドフレキシブル基板）では、基材を湾曲させた場合の亀裂の発生を抑制することが望まれる。特に、リジッドフレキシブル基板において、基材をいずれの方向に湾曲させても、亀裂の発生を抑制することが望まれる。

本願の開示技術は、１つの側面として、基材をいずれの方向に湾曲させても亀裂の発生を抑制できるリジッドフレキシブル基板と、このリジッドフレキシブル基板の製造方法を得ることが目的である。

本願の開示する技術では、柔軟で絶縁性を有する基材の両面において、中央部に保護層を形成する。そして、基材の両面において、周縁側から保護層に部分的に被り、保護層との間の基材の中央寄りに厚み方向の空隙を開けて複数のコア層を形成する。

本願の開示する技術では、基材をいずれの方向に湾曲させても亀裂の発生を抑制できる。

図１は第一実施形態のリジッドフレキシブル基板を示す断面図である。 図２は第一実施形態のリジッドフレキシブル基板を有する電子機器を示す断面図である。 図３は第一実施形態のリジッドフレキシブル基板を部分的に拡大して示す断面図である。 図４Ａは第一実施形態のリジッドフレキシブル基板を製造する途中の状態を示す断面図である。 図４Ｂは第一実施形態のリジッドフレキシブル基板を製造する途中の状態を示す断面図である。 図４Ｃは第一実施形態のリジッドフレキシブル基板を製造する途中の状態を示す断面図である。 図４Ｄは第一実施形態のリジッドフレキシブル基板を製造する途中の状態を示す断面図である。 図４Ｅは第一実施形態のリジッドフレキシブル基板を製造する途中の状態を示す断面図である。 図４Ｆは第一実施形態のリジッドフレキシブル基板を製造する途中の状態を示す断面図である。 図４Ｇは第一実施形態のリジッドフレキシブル基板を製造する途中の状態を示す断面図である。 図４Ｈは第一実施形態のリジッドフレキシブル基板を製造する途中の状態を示す斜視図である。 図５は第一比較例のリジッドフレキシブル基板を部分的に拡大して示す断面図である。 図６は第二実施形態のリジッドフレキシブル基板を部分的に拡大して示す断面図である。 図７はリジッドフレキシブル基板を湾曲させる状態を示す断面図である。 図８は第二実施形態の変形例のリジッドフレキシブル基板を部分的に拡大して示す断面図である。 図９は第三実施形態のリジッドフレキシブル基板を示す断面図である。

第一実施形態のリジッドフレキシブル基板について、図面に基づいて詳細に説明する。このリジッドフレキシブル基板２２は、たとえば、図２に示すように、電子機器２４の筐体２６の内部に配置される。電子機器２４としては、家電品や情報処理装置（デジタルカメラ、ラップトップ型（ノート型）コンピュータ、携帯電話等）を挙げることができる。さらに、電子機器２４としては、たとえば、自動車に搭載されてエンジン等を制御する制御装置としての適用も可能である。

以下では説明の便宜上、図１及び図２の上側を、リジッドフレキシブル基板２２における上側、図１及び図２の下側をリジッドフレキシブル基板２２における下側として説明する。ただし、この上下は、実際のリジッドフレキシブル基板２２の使用状況における上下とは無関係であり、リジッドフレキシブル基板２２の使用時の向き（上下関係）は特に限定されない。

図１及び図２に示すように、第一実施形態のリジッドフレキシブル基板２２は、柔軟性及び絶縁性を有する板状の柔軟層３２を有する。柔軟層３２は、リジッドフレキシブル基板２２における基材２８でもある。

本実施形態では柔軟層３２の材料の一例として、ガラスエポキシが用いられる。

柔軟層３２が有する「柔軟性」とは、図２に示すように、リジッドフレキシブル基板２２を電子機器２４の筐体２６内で所定の位置に配置できるように、厚み方向に湾曲する程度の柔軟性（変形容易性）をいう。

柔軟層３２を断面で見たときの両面（上面３２Ｕ及び下面３２Ｌ）の中央部３２Ｃ（図１における幅方向の中央部）には、導電性の材料、例えば銅によって第一パターン層３４Ａ、３４Ｂが形成される。第一パターン層３４Ａ、３４Ｂは、リジッドフレキシブル基板２２に形成される所定の回路パターンの一部を成す。第一パターン層３４Ａ、３４Ｂは、互いに異なるパターン形状であってもよい。

柔軟層３２の両面には、第一パターン層３４Ａ、３４Ｂのそれぞれの所定範囲を覆うソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂが積層される。ソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂは、絶縁性を有する材料（たとえばエポキシ樹脂）で形成された膜状の部材であり、第一パターン層３４Ａ、３４Ｂを保護する。たとえば、第一パターン層３４Ａ、３４Ｂにおいて、導通させない部分への半田や異物の付着による不用意な導通を阻止する。ソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂは、保護層の一例である。ソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂとしては、上記したエポキシ樹脂の他に、たとえばフィルム状のポリイミド等を用いることもできる。

柔軟層３２の両面には、周縁部３２Ｅ側において、コア層３０Ａ、３０Ｂが形成される。本実施形態では、コア層３０Ａは、絶縁性を有する材料で形成された複数（４層）の絶縁層３８（上から順に第一絶縁層３８−１、第二絶縁層３８−２、第三絶縁層３８−３、第四絶縁層３８−４）を有する。

コア層３０Ｂも、絶縁性を有する材料で形成された複数（２層）の絶縁層３８（上から順に第五絶縁層３８−５、第六絶縁層３８−６）を有する。

絶縁層３８としては、柔軟層３２と同じ材料を用いることができる。本実施形態では、柔軟層３２としてガラスエポキシを用いられており、絶縁層３８としてもガラスエポキシが用いられる。

図１から分かるように、コア層３０Ａは、リジッドフレキシブル基板２２の幅方向の両側に位置している。リジッドフレキシブル基板２２は、これら両側のコア層３０Ａの間に開口４０Ａ、４０Ｂを有する構造である。

コア層３０Ｂも、リジッドフレキシブル基板２２の幅方向の両側に位置しており、リジッドフレキシブル基板２２は、これら両側のコア層３０Ｂの間に開口４０Ｂを有する構造である。

開口４０Ａと開口４０Ｂとは、上方から（矢印Ａ１方向に）見て同じ位置に形成される。換言すれば、開口４０Ａ、４０Ｂが形成される部分において、リジッドフレキシブル基板２２は部分的に薄くなった湾曲部４４である。湾曲部４４では、基材２８（柔軟層３２）を湾曲させることが可能である。なお、開口４０Ａの開口サイズＡＡと開口４０Ｂの開口サイズＢＡとは異なっていてもよい。

これらの絶縁層３８の層間の所定位置、及び第一絶縁層３８−１の上面及び第六絶縁層３８−６の下面の所定位置には、第二パターン層４２が形成される。本実施形態では、第一絶縁層３８−１の上面に第二パターン層４２Ａが形成され、第三絶縁層３８−３の両面に第二パターン層４２Ｂ、４２Ｃが形成され、第六絶縁層３８−６の下面に第二パターン層４２Ｄが形成される。柔軟層３２には第一パターン層３４Ａ、３４Ｂが形成されているので、リジッドフレキシブル基板２２の全体でのパターン層の総数は６である。すなわち、６つのパターン層のうち、上から４番目、５番目のパターン層が、柔軟層３２に形成されている。

上方から（矢印Ａ１方向に）見て、コア層３０Ａにおける中央部３２Ｃ寄りの部分３２Ｋは、ソルダーレジスト層３６Ａに被る。同様に、コア層３０Ｂにおける中央部３２Ｃ寄りの部分３２Ｌも、ソルダーレジスト層３６Ｂに被る。ここでいう「被る」とは、図１における矢印Ａ１方向又はその反対方向に見たときに重なっていることをいい、接触していなくてもよい。

コア層３０Ａは、ソルダーレジスト層３６Ａとの間に、基材２８（ソルダーレジスト層３６Ａ）の厚み方向（矢印Ｔ１方向）の空隙４６Ａを開けている。空隙４６Ａは、コア層３０Ａとソルダーレジスト層３６Ａとが被る部分３２Ｋにおいて、中央部３２Ｃ寄りに形成されている。同様に、コア層３０Ｂは、ソルダーレジスト層３６Ｂとの間に、基材２８（ソルダーレジスト層３６Ａ）の厚み方向（矢印Ｔ１方向）の空隙４６Ｂを開けている。空隙４６Ｂは、コア層３０Ｂとソルダーレジスト層３６Ｂとが被る部分３２Ｌにおいて、中央部３２Ｃ寄りに形成されている。

図２に示すように、リジッドフレキシブル基板２２は、湾曲部４４において湾曲した状態で、電子機器２４の筐体２６内に搭載されることがある。また、後述するように、治具７０（図７参照）を用いて、湾曲部４４が湾曲した形状に形成されることがある。

図３に示すように、このように湾曲部４４を湾曲させた状態での、湾曲部分の曲率半径をＲとする。また、空隙４６Ａ、４６Ｂの厚み方向（矢印Ｔ１方向）の高さをｚとする。中央部３２Ｃ側（コア層の内縁部３０Ｅ）から周縁部３２Ｅ側へ向かう空隙４６Ａの深さである奥行Ｄは、曲率半径Ｒと、高さｚを用いて得られる
Ｄ１＝√（（Ｒ^２−（Ｒ−ｚ）^２） （１）
以上に形成される。なお、空隙４６Ａと空隙４６Ｂとで、奥行Ｄや高さｚが異なっていてもよい。

図２に示すように、電子機器２４の筐体２６内では、リジッドフレキシブル基板２２は、湾曲部４４が湾曲した状態で配置されることがある。特に、図２に示す例では、リジッドフレキシブル基板２２の右側部分と左側部分とが異なる高さに位置しており、湾曲部４４は、上に凸に湾曲した部分と、下に凸に湾曲した部分とが存在する。このように湾曲部４４が湾曲することで、リジッドフレキシブル基板２２の右側部分と左側部分とを異なる高さに配置することが可能である。たとえば、リジッドフレキシブル基板２２を配置するスペースが狭い場合でも、このようにリジッドフレキシブル基板２２の右側部分と左側部分とを異なる高さとすることで、リジッドフレキシブル基板２２を筐体２６内に配置することが可能である。

また、リジッドフレキシブル基板２２の右側部分と左側部分が同じ高さであっても、筐体２６内にある各種の部品や配線等を避けるように湾曲部４４を湾曲させることも可能である。

コア層３０Ａ、３０Ｂが形成された位置では、リジッドフレキシブル基板２２を厚み方向に貫通するスルーホール４８が形成される。スルーホール４８は、第一パターン層３４Ａ、３４Ｂや第二パターン層４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄを所定位置で導通する。

コア層３０Ａの上面及びコア層３０Ｂの下面にも、ソルダーレジスト層５０Ａ、５０Ｂがそれぞれ形成される。ソルダーレジスト層５０Ａ、５０Ｂは、それぞれ第二パターン層４２Ａ、４２Ｄを覆って保護する。

図２に示すように、リジッドフレキシブル基板２２の上面及び下面の所定位置には、各種の電子部品５２が搭載される。

次に、本実施形態のリジッドフレキシブル基板２２の製造方法を説明する。

図４Ａに示すように、まず、複数枚（本実施形態では４枚）の板状のコア材５４Ｐ、５４Ｒ、５４Ｔ、５４Ｖを用意する。コア材５４Ｐ、５４Ｒ、５４Ｔ、５４Ｖは、たとえばガラスエポキシで形成されている。後述するように、コア材５４Ｐは第一絶縁層３８−１に、コア材５４Ｒは第三絶縁層３８−３に、コア材５４Ｐは柔軟層３２に、コア材５４Ｖは第六絶縁層３８−６に対応する。

コア材５４Ｐの上面には、全面を覆う銅箔５６Ａ（いわゆるベタパターン）が形成されており、同様に、コア材５４Ｖの下面にも、全面を覆う銅箔５６Ｄ（ベタパターン）が形成されている。これに対し、コア材５４Ｒの上面及び下面には、一部の第二パターン層４２Ｂ、４２Ｃである所定形状の回路パターンが形成されている。さらに、コア材５４Ｔの上面及び下面には、第一パターン層３４Ａ、３４Ｂである所定形状の回路パターンが形成されている。

そして、図４Ｂに示すように、コア材５４Ｐ、５４Ｒ、５４Ｔ、５４Ｖの間に、プリプレグ５８Ｑ、５８Ｓ、５８Ｕを配置する。

コア材５４Ｐ、５４Ｒ及びプリプレグ５８Ｑにおいては、開口４０Ａに相当する部分が打ち抜き加工等によって、所定の開口サイズＡＡで打ち抜かれている。同様に、コア材５４Ｖでは、開口４０Ｂに相当する部分が打ち抜き加工等によって所定の開口サイズＢＡで打ち抜かれている。

これに対し、プリプレグ５８Ｓでは、開口４０Ａと空隙４６Ａとを合せた部分が、打ち抜き加工等によって所定の開口サイズＡＢで打ち抜かれている。開口サイズＡＡ＜開口サイズＡＢの関係がある。

プリプレグ５８Ｕでは、開口４０Ｂと空隙４６Ｂとを合せた部分が、打ち抜き加工によって所定の開口サイズＢＢ打ち抜かれている。開口サイズＢＡ＜開口サイズＢＢの関係がある。

プリプレグ５８Ｑ、５８Ｓ、５８Ｕは、たとえばガラスエポキシで形成されている。後述するように、コア材５４Ｐ、５４Ｒ、５４Ｔ、５４Ｖと張り合わせてプレスにより一体化するときに、プリプレグ５８Ｑ、５８Ｓ、５８Ｕは接着性を発揮しつつ硬化する。硬化により、プリプレグ５８Ｑ、５８Ｓ、５８Ｕはそれぞれ、第二絶縁層３８−２、第四絶縁層３８−４、第五絶縁層３８−５となる。

本実施形態のプリプレグ５８Ｑ、５８Ｓ、５８Ｕのうち、柔軟層３２と接触するプリプレグ５８Ｓ、５８Ｕは、樹脂の流動性が低い、いわゆるローフロー材である。

コア材５４Ｐの第一パターン層３４Ａ、３４Ｂには、ソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂを形成する。ソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂの幅ＡＣ、ＢＣは、プリプレグ５８Ｓ、Ｕの打ち抜き部分の開口サイズＡＢ、ＢＢよりもそれぞれ長い。なお、ソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂの幅ＡＣ、ＢＣは、第一パターン層３４Ａ、３４Ｂのすべてを覆うことなく、第一パターン層３４Ａ、３４Ｂの一部を覆わない程度の幅である。例えば、図４Ｂに示す例では、第一パターン層３４Ａ、３４Ｂの幅方向の両側部分はソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂからはみ出している。これにより、第一パターン層３４Ａ、３４Ｂとプリプレグ５８Ｓ、５８Ｕとの密着力を、ソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂが第一パターン層３４Ａ、３４Ｂのすべてを覆う構造と比較して強く確保できる。

そして、図４Ｃに示すように、コア材５４Ｐ、５４Ｒ、５４Ｔ、５４Ｖと、プリプレグ５８Ｑ、５８Ｓ、５８Ｕと、を交互に配置した状態で、プレス装置内でプレス治具６０Ａ、６０Ｂを用いて、積層状態で一体化する。

特に、コア材５４Ｐ、５４Ｒ、５４Ｔ、５４Ｖと、プリプレグ５８Ｑ、５８Ｓ、５８Ｕと、を一括で積層してプレスすることで、一体化する作業が容易である。

図４Ｂに示したように、ソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂの幅ＡＣ、ＢＣは、開口サイズＡＢ、ＢＢよりも長い。このため、積層状態では、ソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂの幅方向の端部が、プリプレグ５８Ｓ、５８Ｕとオーバーラップする。換言すれば、プリプレグ５８Ｓ、５８Ｕの一部が、ソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂの両側部分を覆っている。これにより、ソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂとプリプレグ５８Ｓ、５８Ｕとの境界部分での密着力が、このようにオーバーラップしていない構造と比較して弱い。

なお、第一パターン層３４Ａ、３４Ｂの幅方向の両側部分はソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂからはみ出しており、このはみ出し部分に、プリプレグ５８Ｓ、５８Ｕがオーバーラップする。

コア材５４Ｐ、５４Ｒ、５４Ｔ、５４Ｖと、プリプレグ５８Ｑ、５８Ｓ、５８Ｕと、を積層してプレスする前に、一旦ソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂを熱硬化させてもよい。このように、ソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂを硬化させた後、プレスを行うことで、プレス時のソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂの溶融を抑制できる。

また、ソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂの表面は、熱硬化により滑らかになる（粗面化されない）ので、プリプレグ５８Ｓ、５８Ｕとの密着力は弱い状態となる。

なお、実際には、ソルダーレジスト層３６Ａの形成位置のズレや、コア材５４Ｔとプリプレグ５８Ｓとの積層位置のズレ等が生じることがある。これらのズレを考慮し、ソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂとプリプレグ５８Ｓ、５８Ｕとのオーバーラップ長を、所定量以上（たとえば０．２５ｍｍ以上）に設定する。

プレス時には、たとえば層間に不用意な空洞が生じることを避けるため、プレス装置内を減圧する（いわゆる真空引き）。減圧状態で湾曲部４４（図１参照）に相当する部分が不用意に変形しないようにするために、プレス治具６０Ａ、６０Ｂには、開口４０Ａ、４０Ｂに相当する凸部６２Ａ、６２Ｂが設けられている。これにより、湾曲部４４となる部分の形状を維持しつつ（不用意に変形させず）、所望の構造のリジッドフレキシブル基板２２（基材２８）を製造できる。基材２８においては、プリプレグ５８Ｑ、５８Ｓ、５８Ｕが硬化することで、第二絶縁層３８−２、第四絶縁層３８−４、第五絶縁層３８−５が形成されている。

柔軟層３２と接触するプリプレグ５８Ｓ、５８Ｕは、樹脂の流動性が低いローフロー材である。このため、プリプレグ５８Ｓ、５８Ｕが不用意に変形することを抑制でき、空隙４６Ａ、４６Ｂの形状を維持できる。

その後、図４Ｄに示すように、柔軟層３２にコア層３０Ａ、３０Ｂが積層された部分の所定箇所に貫通孔６４を形成し、次に、図４Ｅに示すように、貫通孔６４に鍍金６６を施す。

さらに、図４Ｆに示すように、銅箔５６Ａ、５６Ｄに対し、不要部分の銅を除去することで所定の回路パターン（第二パターン層４２Ａ、４２Ｄ）を形成する。

その後、図４Ｇに示すように、コア材５４Ｐの上面及びコア材５４Ｖの下面にソルダーレジスト層５０Ａ、５０Ｂを形成する。

そして、図４Ｈに示すように、治具６８等を用いて、基材２８の外形を加工することで、リジッドフレキシブル基板２２が得られる。

上記したリジッドフレキシブル基板２２の製造方法では、コア材５４Ｐ、５４Ｒ、５４Ｔ、５４Ｖとプリプレグ５８Ｑ、５８Ｓ、５８Ｕとをプレスする前に、湾曲部４４を形成する位置に対応して、基材やプリプレグの形状や積層数等を決めておくことができる。換言すれば、コア材５４Ｐ、５４Ｒ、５４Ｔ、５４Ｖ及びプリプレグ５８Ｑ、５８Ｓ、５８Ｕの形状や積層数等を適切に決めておくことで、任意の位置に湾曲部４４を設けることができる。

また、リジッドフレキシブル基板２２では、７層の絶縁層のうち、厚み方向の両端の絶縁層３８を除く任意の絶縁層を柔軟層３２として形成することで、空隙４６Ａ、４６Ｂを有する構造を実現できる。任意の絶縁層を柔軟層３２にできるので、リジッドフレキシブル基板２２の設計の自由度や、電子機器２４への搭載の自由度が高い。

次に、本実施形態のリジッドフレキシブル基板２２の作用を説明する。

図２に示すように、リジッドフレキシブル基板２２は、基材２８の湾曲部４４が湾曲された状態で使用されることがある。リジッドフレキシブル基板２２は、ソルダーレジスト層３６Ａとコア層３０Ａとの間に空隙４６Ａを有しているので、このように湾曲部４４を湾曲させたときの、ソルダーレジスト層３６Ａ（あるいは柔軟層３２）の亀裂を抑制できる。この点について、以下に詳述する。

図５には、第一比較例として、第一実施形態のような空隙を有さない構造のリジッドフレキシブル基板１０２が示されている。第一比較例のリジッドフレキシブル基板１０２では、第一実施形態のリジッドフレキシブル基板２２が有する第５絶縁層３８−５及び第六絶縁層３８−６は有していない。そして、空隙４６Ａ、４６Ｂが設けられていない。さらに、湾曲部４４では、上側のソルダーレジスト層３６Ａ（図３参照）が設けられておらず、第４絶縁層３８−４が延長されて、湾曲部４４を被覆する被覆部１０４が形成されている。

第一比較例のリジッドフレキシブル基板１０２では、湾曲部４４を湾曲させた状態で、コア層３０Ａとの境界である付根部分４４Ｃにおいてソルダーレジスト層３６Ａに大きな応力が作用し、亀裂ＣＲ−１が生じるおそれがある。また、湾曲部４４において被覆部１０４で覆われた部分においても、たとえば湾曲形状の曲率半径が小さい場合には、亀裂ＣＲ−２が生じるおそれがある。被覆部１０４は第四絶縁層３８−４で形成されているが、この第四絶縁層３８−４の表面に、ガラス繊維等の凹凸が生じていると、亀裂ＣＲ−２が生じやすい。

これに対し、第一実施形態のリジッドフレキシブル基板２２では、上記式（１）で得たＤ１以上の奥行Ｄの空隙４６Ａ、４６Ｂを有しており、湾曲部４４の付根部分４４Ｃが空隙４６Ａの奥に位置している。このため、図３に示すように、基材２８を湾曲部４４で湾曲させた状態で、基材２８が大きな曲率で曲がる部分が付根部分４４Ｃに存在しない。換言すれば、基材２８（柔軟層３２）において大きな曲率の湾曲部分が、付根部分４４Ｃに達しない。付根部分４４Ｃにおいて、湾曲の外側のソルダーレジスト層３６Ａに作用する引張方向の応力Ｆ２が、付根部分４４Ｃ以外の応力Ｆ１と比較して小さくなるので、ソルダーレジスト層３６Ａの亀裂の発生を抑制できる。また、湾曲外側のソルダーレジスト層３６Ｂにおいても圧縮方向の応力が小さくなるので、ソルダーレジスト層３６Ｂの皺や、基材２８からの剥がれを抑制できる。

本実施形態のリジッドフレキシブル基板２２では、空隙４６Ａ、４６Ｂは、基材２８の両面（上面及び下面）に形成されている。したがって、湾曲部４４を、図３に示す方向とは逆の方向に湾曲させた場合でも、ソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂの湾曲、皺や剥がれを抑制できる。実際に、図２に示す電子機器２４の例では、湾曲部４４において、互いに異なる方向に湾曲している部分が存在している。

しかも、本実施形態では、ソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂの表面が熱硬化により滑らかになった状態であり、ソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂとプリプレグ５８Ｓ、５８Ｕとの密着力は弱い状態である。このため、付根部分４４Ｃに応力が作用した場合には、この応力により、ソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂとプリプレグ５８Ｓ、５８Ｕとの密着部分が開放され、応力を緩和できる。

図６には、第二実施形態のリジッドフレキシブル基板２２２が示されている。第二実施形態において、第一実施形態と同様の要素、部材等については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。また、第二実施形態の電子機器は、第一実施形態の電子機器２４と同様の構造を採りうるので、図示及び詳細な説明を省略する。

第二実施形態のリジッドフレキシブル基板２２２では、空隙２４６Ａ、２４６Ｂが設けられるが、この空隙２４６Ａ、２４６Ｂの奥行Ｄは、第一実施形態の空隙４６Ａ，４６Ｂの奥行Ｄよりも短い。

このように、空隙２４６Ａ、２４６Ｂの奥行Ｄが短い構造であっても、湾曲部４４を湾曲させたときに、曲率の大きい部分が付根部分４４Ｃに達しないことで、付根部分４４Ｃにおけるソルダーレジスト層３６Ａの亀裂の発生を抑制できる。また、湾曲外側のソルダーレジスト層３６Ｂにおける皺や剥がれも抑制できる。

第一実施形態の空隙４６Ａ、４６Ｂや、第二実施形態の空隙２４６Ａ、２４６Ｂにおいて、そのサイズ、特に奥行Ｄについては、上記したように、湾曲部４４を湾曲させた状態で、大きな曲率で湾曲した部分が付根部分４４Ｃに達しない程度の奥行であればよい。

ここで、空隙４６Ａ、４６Ｂ、２４６Ａ、２４６Ｂの高さｚと、湾曲部４４での曲率半径Ｒを用いる。この場合、奥行Ｄが、たとえば、
Ｄ１＝√（（Ｒ^２−（Ｒ−ｚ）^２） （１）
以上であれば、大きな曲率で湾曲した部分が付根部分４４Ｃに達することを抑制した構造が得られる。すなわち、空隙４６Ａ、４６Ｂ、２４６Ａ、２４６Ｂの高さｚと、湾曲部４４の曲率半径Ｒが分かっているとき、上記式（１）のＤ１以上の奥行であれば、亀裂の発生を抑制できる。

たとえば、第一実施形態において、図３に示すように、第四絶縁層３８−４の高さＨ１として、０．１ｍｍ、ソルダーレジスト層３６Ｂの厚みＴ１として０．０３ｍｍの場合を想定すると、空隙４６Ａ、４６Ｂの高さｚは０．０７ｍｍである。

湾曲部４４の曲率半径Ｒを４ｍｍとして上記式（１）に代入すると、Ｄ１＝０．７３ｍｍである。

上記式（１）で得られたＤ１の値に対し、さらにマージンを追加してもよい。たとえば、上記式（１）に対し、式（２）に示すように、マージンＭとして、０．２ｍｍ程度を加算した値Ｄ２は、
Ｄ２＝√（（Ｒ^２−（Ｒ−ｚ）^２）＋０．２ （２）
となる。このように、マージンＭを加えた値を用いることで、大きな曲率の湾曲部分が付根部分４４Ｃに達しない状態をより確実に実現できる。

実際には、湾曲部４４にはある程度の曲げ剛性があるため、付根部分４４Ｃから急激に曲がることはなく、付根部分４４Ｃから遠ざかるにしたがって徐々に曲率は大きくなる。

また、実際に湾曲部４４を湾曲される場合は、図７に示すように、所定の半径ｒを有する治具を用い、この治具７０に沿って湾曲部４４を湾曲させることがある。この場合には、湾曲部４４を湾曲させるときに、治具７０が湾曲部４４を湾曲の内側から部分的に支持するので、大きな曲率の部分が付根部分４４Ｃに達することをさらに効果的に抑制できる。治具７０を使用した場合は、治具７０の半径ｒを上記した湾曲部４４の曲率半径Ｒとして採用できる。

そして、治具７０を湾曲部４４から取り外した状態でも、上記式（１）で得たＤ１以上の奥行Ｄであれば、大きな曲率で湾曲した部分が付根部分４４Ｃに達することを抑制できる。さらに上記式（２）で得た奥行Ｄ２以上であれば、大きな曲率で湾曲した部分が付根部分４４Ｃに達することをより確実に抑制できる。

図８には、第二実施形態の変形例のリジッドフレキシブル基板２４２が示されている。このリジッドフレキシブル基板２４２では、空隙２４６Ａ、２４６Ｂの奥側（第四絶縁層３８−４に近い位置）に、充填材２４４Ａ、２４４Ｂが充填されている。充填材２４４Ａ、２４４Ｂは弾性を有する材料、たとえばゴムで形成されている。

このように、弾性を有する充填材２４４Ａ、２４４Ｂを空隙２４６Ａ、２４６Ｂに充填することで、湾曲部４４が湾曲しても、大きな曲率で湾曲する部分が付根部分４４Ｃに達することを抑制できる。充填材２４４Ａ、２４４Ｂを充填しない構造と比較して、空隙２４６Ａ、２４６Ｂの奥行Ｄを短くすること、すなわち、第四絶縁層３８−４の幅を大きくすることが可能であり、第二パターン層４２Ｃの配線領域を広く確保できる。

次に、第三実施形態について説明する。第三実施形態において、第一実施形態と同様の要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。また、第三実施形態の電子機器は、第一実施形態の電子機器２４と同様の構造を採りうるので、図示及び詳細な説明を省略する。

図９に示すように、第三実施形態のリジッドフレキシブル基板３２２では、コア層３０Ａは、２層の絶縁層（第一絶縁層３８−１及び第二絶縁層３８−２）を有する。コア層３０Ｂは、２層の絶縁層（第三絶縁層３８−３及び第四絶縁層３８−４）を有する。そして、第一絶縁層３８−１の上面に第二パターン層４２Ａが形成され、第二絶縁層３８−２の上面に第二パターン層４２ＢＣが形成され、第三絶縁層３８−３の下面に第二パターン層４２Ｃが形成され、第四絶縁層３８−４の下面に第二パターン層４２Ｄが形成される。

第三実施形態のリジッドフレキシブル基板３２２のように、コア層３０Ａが２層の絶縁層を有する構造であっても、空隙４６Ａを有する構造を実現できる。同様に、コア層３０Ｂが２つの絶縁層を有する構造であっても、空隙４６Ａを有する構造を実現できる。

上記各実施形態では、基材２８（柔軟層３２）に第一パターン層３４Ａ、３４Ｂが形成された例を挙げている。第一パターン層３４Ａ、３４Ｂにより、その左右両側のコア層３０Ａ間あるいはコア層３０Ｂ間を電気的に接続する構造を実現できる。

そして、保護層の一例であるソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂが第一パターン層３４Ａ、３４Ｂを覆うことで、第一パターン層３４Ａ、３４Ｂを保護できる。

基材２８（柔軟層３２）に第一パターン層３４Ａ、３４Ｂが形成されない構造であってもよい。この構造においても、すなわち、基材２８の表面にガラス繊維等が露出して微小な凹凸があると、この凹凸に応力集中が生じやすい。しかし、基材２８（柔軟層３２）にソルダーレジスト層３６Ａ、３６Ｂを設けることで、基材２８を湾曲部４４で湾曲させたときの亀裂を抑制できる。

コア層３０Ａ、３０Ｂは、絶縁層３８と、第二パターン層４２を有する構造である。すなわち、コア層３０Ａ、３０Ｂが所定の回路パターンを有する構造を実現できる。

コア層３０Ａ、３０Ｂの絶縁層３８が複数層であれば、所定の厚み及び剛性を有する構造を実現できる。特に、コア層３０Ａ、３０Ｂは、図２に示すように電子機器２４の筐体２６内で不用意に変形せず、取り扱いが容易である。

基材２８（柔軟層３２）と絶縁層３８とは、異なる材料であってもよいが、同一材料（上記の例ではガラスエポキシ）を用いれば、たとえば製造時のプレスの際の熱や圧力として、一定の条件でプレスでき、製造が容易である。そして、柔軟層３２と絶縁層３８で同一の材料を用いることで、柔軟層３２と絶縁層３８の物理的特性、化学的特性が一致するので、異なる材料を用いた構造と比較して、高い耐久性、信頼性が得られる。

基材２８（柔軟層３２）は、コア層３０Ａ、３０Ｂよりも薄く、曲げ剛性が低い。すなわち、コア層３０Ａ、３０Ｂよりも薄い基材２８（柔軟層３２）を有することで、一部に湾曲部４４を有するリジッドフレキシブル基板の構造を容易に実現できる。

以上、本願の開示する技術の実施形態について説明したが、本願の開示する技術は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

本明細書は、以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
柔軟で絶縁性を有する基材と、
前記基材の両面において中央部に形成された保護層と、
前記基材の両面において周縁部側から前記保護層に部分的に被る複数のコア層と、
を有し、
前記コア層と前記保護層との間の前記基材の中央寄りに、厚み方向の空隙がある、リジッドフレキシブル基板。
（付記２）
前記基材は導電性を有する材料で形成された第一パターン層を有し、
前記保護層は前記第一パターン層に積層されているソルダーレジスト層である、付記１に記載のリジッドフレキシブル基板
（付記３）
前記コア層は、
絶縁性を有する絶縁層と、
前記絶縁層に導電性を有する材料で形成された第二パターン層と、
を有する付記２に記載のリジッドフレキシブル基板。
（付記４）
前記基材と前記絶縁層とが同一材料で形成されている付記３に記載のリジッドフレキシブル基板。
（付記５）
前記絶縁層が複数である付記３又は付記４に記載のリジッドフレキシブル基板。
（付記６）
前記基材が前記コア層よりも薄い付記１〜付記５のいずれか１つに記載のリジッドフレキシブル基板。
（付記７）
前記基材の前記中央部側から前記周縁部側への前記空隙の奥行Ｄ（ｍｍ）が、前記基材を湾曲させた状態での湾曲部分の曲率半径Ｒ（ｍｍ）と前記空隙の前記厚み方向の高さｚ（ｍｍ）を用いて、
Ｄ１＝√（Ｒ^２−（Ｒ−ｚ）^２）
以上である付記１〜付記６のいずれか１つに記載のリジッドフレキシブル基板。
（付記８）
柔軟で絶縁性を有する基材と
前記基材の両面において中央部に形成された保護層と、
前記基材の両面において周縁部側から前記保護層に部分的に被る複数のコア層と、
前記コア層に搭載された電子部品と、
を有し、
前記コア層と前記保護層との間の前記基材の中央寄りに、厚み方向の空隙がある電子機器。
（付記９）
前記基材が湾曲している付記８に記載の電子機器。
（付記１０）
両面において中央部に保護層が形成された柔軟で絶縁性を有する基材に対し、前記基材の両面において周縁側から前記保護層に部分的に被り、前記保護層との間の前記基材の中央寄りに厚み方向の空隙を開けて複数のコア層を形成する、リジッドフレキシブル基板の製造方法。
（付記１１）
前記コア層は、絶縁性を有する複数の絶縁層を有し、
前記基材に対し複数の前記絶縁層を一括で積層してプレスを行う付記１０に記載のリジッドフレキシブル基板の製造方法。
（付記１２）
前記基材に形成された前記保護層を硬化させた後に前記プレスを行う付記１１に記載のリジッドフレキシブル基板の製造方法。

２２ リジッドフレキシブル基板
２４ 電子機器
２８ 基材
３０Ａ、３０Ｂ コア層
３２ 柔軟層
３２Ｃ 中央部
３２Ｅ 周縁部
３４Ａ 第一パターン層
３６Ａ、３６Ｂ ソルダーレジスト層（保護層の一例）
３８ 絶縁層
４２ 第二パターン層
４４ 湾曲部
４４Ｃ 付根部分
４６Ａ，４６Ｂ 空隙
５０Ａ、５０Ｂ ソルダーレジスト層
５２ 電子部品
２２２ リジッドフレキシブル基板
２４２ リジッドフレキシブル基板
２４４Ａ、２４４Ｂ 充填材
２４６Ａ、２４６Ｂ 空隙
３２２ リジッドフレキシブル基板

Claims (6)

1. 柔軟で絶縁性を有する基材と、
   前記基材の両面において中央部に形成された保護層と、
   前記基材の両面において周縁部側から前記保護層に部分的に被る複数のコア層と、
   を有し、
   前記コア層と前記保護層との間の前記基材の中央寄りに、厚み方向の空隙がある、リジッドフレキシブル基板。
2. 前記基材は導電性を有する材料で形成された第一パターン層を有し、
   前記保護層は前記第一パターン層に積層されているソルダーレジスト層である、請求項１に記載のリジッドフレキシブル基板。
3. 前記コア層は、
   絶縁性を有する絶縁層と、
   前記絶縁層に導電性を有する材料で形成された第二パターン層と、
   を有する請求項２に記載のリジッドフレキシブル基板。
4. 前記基材と前記絶縁層とが同一材料で形成されている請求項３に記載のリジッドフレキシブル基板。
5. 前記基材の前記中央部側から前記周縁部側への前記空隙の奥行Ｄ（ｍｍ）が、前記基材を湾曲させた状態での湾曲部分の曲率半径Ｒ（ｍｍ）と前記空隙の前記厚み方向の高さｚ（ｍｍ）を用いて、
   Ｄ１＝√（Ｒ^２−（Ｒ−ｚ）^２）以上である請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のリジッドフレキシブル基板。
6. 両面において中央部に保護層が形成された柔軟で絶縁性を有する基材に対し、前記基材の両面において周縁側から前記保護層に部分的に被り、前記保護層との間の前記基材の中央寄りに厚み方向の空隙を開けて複数のコア層を形成する、リジッドフレキシブル基板の製造方法。

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