JP2019029534A - 複合フレキシブルプリント配線板、及び、複合フレキシブルプリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】異形形状のフレキシブルプリント配線板の構造として適したフレキシブルプリント配線板を提供する。【解決手段】第１フレキシブルプリント配線板１０と、第２フレキシブルプリント配線板２０とが接合された複合フレキシブルプリント配線板１であって、第１フレキシブルプリント配線板１０は、貫通孔５１に嵌め込まれた第１金属ブロック７１を有し、第２フレキシブルプリント配線板２０は、貫通孔５２に嵌め込まれた第２金属ブロック７２を有し、第１金属ブロック７１と第２金属ブロック７２が溶接部８０において溶接により接合されている。【選択図】図４
Description
本発明は、複合フレキシブルプリント配線板、及び、複合フレキシブルプリント配線板の製造方法に関する。
特許文献１には、その上面形状が長方形ではないフレキシブルプリント配線板の一例が記載されている。
しかしながら、特許文献１に記載されたような形状を繰り返し描いた版を作製してフレキシブルプリント配線板を製造すると、基材の面積の多くが無駄になることがある。
本発明の複合フレキシブルプリント配線板は、
第１のフレキシブルプリント配線板と、
第２のフレキシブルプリント配線板とが接合された複合フレキシブルプリント配線板であって、
上記第１のフレキシブルプリント配線板は、
第１絶縁層と、
上記第１絶縁層の一方の主面に形成された第１導体層と、
上記第１絶縁層の他方の主面に形成された第２導体層と、
上記第１導体層、上記第１絶縁層、及び、上記第２導体層を貫通する孔と、
上記孔に嵌め込まれた第１金属ブロックとからなり、
上記第２のフレキシブルプリント配線板は、
第２絶縁層と、
上記第２絶縁層の一方の主面に形成された第３導体層と、
上記第２絶縁層の他方の主面に形成された第４導体層と、
上記第３導体層、上記第２絶縁層、及び、上記第４導体層を貫通する孔と、
上記孔に嵌め込まれた第２金属ブロックとからなり、
上記第１金属ブロックと上記第２金属ブロックが溶接により接合されていることを特徴とする。
第１のフレキシブルプリント配線板と、
第２のフレキシブルプリント配線板とが接合された複合フレキシブルプリント配線板であって、
上記第１のフレキシブルプリント配線板は、
第１絶縁層と、
上記第１絶縁層の一方の主面に形成された第１導体層と、
上記第１絶縁層の他方の主面に形成された第２導体層と、
上記第１導体層、上記第１絶縁層、及び、上記第２導体層を貫通する孔と、
上記孔に嵌め込まれた第１金属ブロックとからなり、
上記第２のフレキシブルプリント配線板は、
第２絶縁層と、
上記第２絶縁層の一方の主面に形成された第３導体層と、
上記第２絶縁層の他方の主面に形成された第４導体層と、
上記第３導体層、上記第２絶縁層、及び、上記第４導体層を貫通する孔と、
上記孔に嵌め込まれた第２金属ブロックとからなり、
上記第１金属ブロックと上記第２金属ブロックが溶接により接合されていることを特徴とする。
また、本発明の複合フレキシブルプリント配線板の製造方法は、
第１絶縁層と、
上記第１絶縁層の一方の主面に形成された第１導体層と、
上記第１絶縁層の他方の主面に形成された第２導体層と、
上記第１導体層、上記第１絶縁層、及び、上記第２導体層を貫通する孔と、
上記孔に嵌め込まれた第１金属ブロックとからなる第１のフレキシブルプリント配線板、及び、
第２絶縁層と、
上記第２絶縁層の一方の主面に形成された第３導体層と、
上記第２絶縁層の他方の主面に形成された第４導体層と、
上記第３導体層、上記第２絶縁層、及び、上記第４導体層を貫通する孔と、
上記孔に嵌め込まれた第２金属ブロックとからなる第２のフレキシブルプリント配線板を準備し、
上記第１金属ブロックと上記第２金属ブロックの位置を合わせて上記第１のフレキシブルプリント配線板と上記第２のフレキシブルプリント配線板とを重ね、
上記第１金属ブロックと上記第２金属ブロックを溶接して接合することを特徴とする。
第１絶縁層と、
上記第１絶縁層の一方の主面に形成された第１導体層と、
上記第１絶縁層の他方の主面に形成された第２導体層と、
上記第１導体層、上記第１絶縁層、及び、上記第２導体層を貫通する孔と、
上記孔に嵌め込まれた第１金属ブロックとからなる第１のフレキシブルプリント配線板、及び、
第２絶縁層と、
上記第２絶縁層の一方の主面に形成された第３導体層と、
上記第２絶縁層の他方の主面に形成された第４導体層と、
上記第３導体層、上記第２絶縁層、及び、上記第４導体層を貫通する孔と、
上記孔に嵌め込まれた第２金属ブロックとからなる第２のフレキシブルプリント配線板を準備し、
上記第１金属ブロックと上記第２金属ブロックの位置を合わせて上記第１のフレキシブルプリント配線板と上記第２のフレキシブルプリント配線板とを重ね、
上記第１金属ブロックと上記第２金属ブロックを溶接して接合することを特徴とする。
（発明の詳細な説明）
以下、本発明について具体的に説明する。本発明は、以下の記載に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。
以下、本発明について具体的に説明する。本発明は、以下の記載に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。
以下、本発明の一実施形態の複合フレキシブルプリント配線板の構成について、さらに詳述する。
図１（ａ）、図１（ｂ)及び図１（ｃ）は、異形形状のフレキシブルプリント配線板の例を模式的に示す上面図である。
図２は、異形形状である本発明の複合フレキシブルプリント配線板の例及びそれを得る方法を模式的に示す上面図である。
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、異形形状である本発明の複合フレキシブルプリント配線板の他の例を模式的に示す上面図である。
図１（ａ）、図１（ｂ)及び図１（ｃ）は、異形形状のフレキシブルプリント配線板の例を模式的に示す上面図である。
図２は、異形形状である本発明の複合フレキシブルプリント配線板の例及びそれを得る方法を模式的に示す上面図である。
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、異形形状である本発明の複合フレキシブルプリント配線板の他の例を模式的に示す上面図である。
図１（ａ）、図１（ｂ)及び図１（ｃ）には、異形形状のフレキシブルプリント配線板の例として、Ｔ字状のフレキシブルプリント配線板１０１、Ｌ字状のフレキシブルプリント配線板１０２、短冊状のフレキシブルプリント配線板１０３を示している。
図２には、第１のフレキシブルプリント配線板１０を第２のフレキシブルプリント配線板２０に重ねて、Ｔ字状の複合フレキシブルプリント配線板１を得る様子を示している。
第１のフレキシブルプリント配線板１０及び第２のフレキシブルプリント配線板２０はいずれも長方形状であるため、第１のフレキシブルプリント配線板１０及び第２のフレキシブルプリント配線板２０はいずれも作製時の取り数に無駄が生じることのない形状である。
第１のフレキシブルプリント配線板１０には第１金属ブロック７１が設けられ、第２のフレキシブルプリント配線板２０には第２金属ブロック７２が設けられていて、第１金属ブロック７１と第２金属ブロック７２が溶接により接合されることにより、Ｔ字状の複合フレキシブルプリント配線板１が得られている。
第１のフレキシブルプリント配線板１０及び第２のフレキシブルプリント配線板２０はいずれも長方形状であるため、第１のフレキシブルプリント配線板１０及び第２のフレキシブルプリント配線板２０はいずれも作製時の取り数に無駄が生じることのない形状である。
第１のフレキシブルプリント配線板１０には第１金属ブロック７１が設けられ、第２のフレキシブルプリント配線板２０には第２金属ブロック７２が設けられていて、第１金属ブロック７１と第２金属ブロック７２が溶接により接合されることにより、Ｔ字状の複合フレキシブルプリント配線板１が得られている。
図３（ａ）には、Ｌ字状の複合フレキシブルプリント配線板２を示している。これは、第２のフレキシブルプリント配線板２０の端(左端）に第２金属ブロック７２を設けておき、第２金属ブロック７２の上に第１のフレキシブルプリント配線板１０の第１金属ブロック７１を重ねて溶接することによって得られる。
図３（ｂ）には、短冊状の複合フレキシブルプリント配線板３を示している。これは、第２のフレキシブルプリント配線板２０の左端、中央、右端に第２金属ブロック７２をそれぞれ設けておき、第１のフレキシブルプリント配線板１０を３枚用いて、各第２金属ブロック７２の上に第１のフレキシブルプリント配線板１０の第１金属ブロック７１を重ねて溶接することによって得られる。
図３（ｂ）に示すように、本発明の一実施形態の複合フレキシブルプリント配線板では、第１のフレキシブルプリント配線板の枚数が複数枚であってもよい。また、第２のフレキシブルプリント配線板の枚数が複数枚であってもよく、第１のフレキシブルプリント配線板と第２のフレキシブル配線板の枚数がともに複数枚であってもよい。
図３（ｂ）には、短冊状の複合フレキシブルプリント配線板３を示している。これは、第２のフレキシブルプリント配線板２０の左端、中央、右端に第２金属ブロック７２をそれぞれ設けておき、第１のフレキシブルプリント配線板１０を３枚用いて、各第２金属ブロック７２の上に第１のフレキシブルプリント配線板１０の第１金属ブロック７１を重ねて溶接することによって得られる。
図３（ｂ）に示すように、本発明の一実施形態の複合フレキシブルプリント配線板では、第１のフレキシブルプリント配線板の枚数が複数枚であってもよい。また、第２のフレキシブルプリント配線板の枚数が複数枚であってもよく、第１のフレキシブルプリント配線板と第２のフレキシブル配線板の枚数がともに複数枚であってもよい。
図４は、本発明の一実施形態の複合フレキシブルプリント配線板において、第１金属ブロックと第２金属ブロックが溶接により接合された部分の一例を模式的に示す断面図である。
図４に示す本発明の一実施形態の複合フレキシブルプリント配線板１は、第１のフレキシブルプリント配線板１０と、第２のフレキシブルプリント配線板２０が接合されてなる。
第１のフレキシブルプリント配線板１０は、第１絶縁層３１と、第１絶縁層３１の一方の主面３３に形成された第１導体層４１と、第１絶縁層３１の他方の主面３４に形成された第２導体層４２とを備えている。第１のフレキシブルプリント配線板１０は、第１導体層４１、第１絶縁層３１及び第２導体層４２を貫通する孔５１と、孔５１に嵌め込まれた第１金属ブロック７１とを備えている。
また、第１のフレキシブルプリント配線板１０の最外層にはめっき層６１が設けられている。めっき層６１は、第１導体層４１の表面と第１金属ブロック７１の第１導体層４１側の表面に形成されており、さらに、第２導体層４２の表面と第１金属ブロック７１の第２導体層４２側の表面に形成されている。
めっき層６１が設けられていると、第１金属ブロック７１が第１のフレキシブルプリント配線板１０から抜けてしまうのを防止することができるために好ましい。
図４に示す本発明の一実施形態の複合フレキシブルプリント配線板１は、第１のフレキシブルプリント配線板１０と、第２のフレキシブルプリント配線板２０が接合されてなる。
第１のフレキシブルプリント配線板１０は、第１絶縁層３１と、第１絶縁層３１の一方の主面３３に形成された第１導体層４１と、第１絶縁層３１の他方の主面３４に形成された第２導体層４２とを備えている。第１のフレキシブルプリント配線板１０は、第１導体層４１、第１絶縁層３１及び第２導体層４２を貫通する孔５１と、孔５１に嵌め込まれた第１金属ブロック７１とを備えている。
また、第１のフレキシブルプリント配線板１０の最外層にはめっき層６１が設けられている。めっき層６１は、第１導体層４１の表面と第１金属ブロック７１の第１導体層４１側の表面に形成されており、さらに、第２導体層４２の表面と第１金属ブロック７１の第２導体層４２側の表面に形成されている。
めっき層６１が設けられていると、第１金属ブロック７１が第１のフレキシブルプリント配線板１０から抜けてしまうのを防止することができるために好ましい。
第２のフレキシブルプリント配線板２０は、第２絶縁層３２と、第２絶縁層３２の一方の主面３５に形成された第３導体層４３と、第２絶縁層３２の他方の主面３６に形成された第４導体層４４とを備えている。第２のフレキシブルプリント配線板２０は、第３導体層４３、第２絶縁層３２及び第４導体層４４を貫通する孔５２と、孔５２に嵌め込まれた第２金属ブロック７２とを備えている。
また、第２のフレキシブルプリント配線板２０の最外層にはめっき層６２が設けられている。めっき層６２は、第３導体層４３の表面と第２金属ブロック７２の第３導体層４３側の表面に形成されており、さらに、第４導体層４４の表面と第２金属ブロック７２の第４導体層４４側の表面に形成されている。
めっき層６２が設けられていると、第２金属ブロック７２が第２のフレキシブルプリント配線板２０から抜けてしまうのを防止することができるために好ましい。
このように、第１のフレキシブルプリント配線板１０と第２のフレキシブルプリント配線板２０としては、同様の構成のものを使用することができる。
また、第２のフレキシブルプリント配線板２０の最外層にはめっき層６２が設けられている。めっき層６２は、第３導体層４３の表面と第２金属ブロック７２の第３導体層４３側の表面に形成されており、さらに、第４導体層４４の表面と第２金属ブロック７２の第４導体層４４側の表面に形成されている。
めっき層６２が設けられていると、第２金属ブロック７２が第２のフレキシブルプリント配線板２０から抜けてしまうのを防止することができるために好ましい。
このように、第１のフレキシブルプリント配線板１０と第２のフレキシブルプリント配線板２０としては、同様の構成のものを使用することができる。
第１金属ブロック７１と第２金属ブロック７２は溶接により接合されている。図４には、第１金属ブロック７１と第２金属ブロック７２が、その間のめっき層６１及びめっき層６２も含めて溶接された部分である溶接部８０を示している。言い換えれば、第１金属ブロック７１と第２金属ブロック７２が溶接部８０を介して接合されている構造であるともいえる。
以下、本発明の一実施形態の複合フレキシブルプリント配線板を構成する各要素について詳細を説明する。
第１絶縁層及び第２絶縁層（以下、これらをまとめて単に絶縁層ともいう）は絶縁樹脂からなることが好ましく、絶縁樹脂の構成材料は、ポリイミド、ガラスエポキシ等が挙げられ、これらの中ではポリイミドであることが好ましい。絶縁樹脂がポリイミドであると、その絶縁樹脂は柔軟性と絶縁性との双方を兼ね備える。従って、充分な絶縁性を確保しつつ用途に応じて形状を変形させることができる。
第１絶縁層及び第２絶縁層の厚さは特に限定されないが、３０〜７０μｍであることが好ましい。３０μｍよりも小さいと曲がりやすく、さらに屈曲しやすい基板となるため、配線や他の部材との接合が破壊されやすくなる。また、７０μｍよりも大きいと、金属ブロックを備えるためにパンチングを行って孔を形成した場合に孔の周辺にクラックが生じやすくなり、信頼性を低下させることがある。
第１絶縁層及び第２絶縁層（以下、これらをまとめて単に絶縁層ともいう）は絶縁樹脂からなることが好ましく、絶縁樹脂の構成材料は、ポリイミド、ガラスエポキシ等が挙げられ、これらの中ではポリイミドであることが好ましい。絶縁樹脂がポリイミドであると、その絶縁樹脂は柔軟性と絶縁性との双方を兼ね備える。従って、充分な絶縁性を確保しつつ用途に応じて形状を変形させることができる。
第１絶縁層及び第２絶縁層の厚さは特に限定されないが、３０〜７０μｍであることが好ましい。３０μｍよりも小さいと曲がりやすく、さらに屈曲しやすい基板となるため、配線や他の部材との接合が破壊されやすくなる。また、７０μｍよりも大きいと、金属ブロックを備えるためにパンチングを行って孔を形成した場合に孔の周辺にクラックが生じやすくなり、信頼性を低下させることがある。
第１導体層、第２導体層、第３導体層及び第４導体層（以下、これらをまとめて単に導体層ともいう）の構成材料は、特に限定されないが、銅、ニッケル等であることが好ましい。
これら構成材料は、電気伝導率が良好であり導体として適している。
第１導体層、第２導体層、第３導体層及び第４導体層の厚さは特に限定されないが、第１絶縁層及び第２絶縁層よりも厚いことが好ましい。また、１０〜３００μｍであることが好ましい。１０μｍよりも小さいと、ハンドリングの際に導体層が破壊され易くなり、不良率が増加してしまう。また、３００μｍよりも大きいと、フレキシブルプリント配線板を曲げて使用する際に、曲げることで絶縁層への導体層からの圧縮応力が大きくかかるため、絶縁層が破壊されやすくなる。
これら構成材料は、電気伝導率が良好であり導体として適している。
第１導体層、第２導体層、第３導体層及び第４導体層の厚さは特に限定されないが、第１絶縁層及び第２絶縁層よりも厚いことが好ましい。また、１０〜３００μｍであることが好ましい。１０μｍよりも小さいと、ハンドリングの際に導体層が破壊され易くなり、不良率が増加してしまう。また、３００μｍよりも大きいと、フレキシブルプリント配線板を曲げて使用する際に、曲げることで絶縁層への導体層からの圧縮応力が大きくかかるため、絶縁層が破壊されやすくなる。
第１金属ブロック及び第２金属ブロックは、それぞれ絶縁層及び導体層を貫通する孔に嵌め込まれている。
第１金属ブロック及び第２金属ブロックの材料は、特に限定されないが、電気伝導率及び熱伝導率に優れる銅であることが好ましい。
金属ブロックは、大電流を流すことに適しており、厚さ方向に位置する導体の構成として他に考えられるスルーホールや有底フィルドビアといった構成である場合に比べて溶接を行うための母材として適している。
また、めっき等のケミカルプロセスを経てスルーホール内に形成されるフィルドビアとは異なり、内部にボイドが形成されたり、表面に陥没や盛り上がり等が生じたりすることがない。内部にボイドが形成されることがないため、金属ブロックの伝熱効率が小さくなることもなく、放熱性を確保することができる。また、金属ブロックは、フィルドビアと比べて容易に導体体積を大きくすることができる点でも好ましい。
また、金属ブロックの形状は、特に限定されないが、底面（表面）が平坦な柱状であることが好ましい。このような形状としては、例えば、円柱、四角柱、六角柱、八角柱等が挙げられる。
第１金属ブロック及び第２金属ブロックの材料は、特に限定されないが、電気伝導率及び熱伝導率に優れる銅であることが好ましい。
金属ブロックは、大電流を流すことに適しており、厚さ方向に位置する導体の構成として他に考えられるスルーホールや有底フィルドビアといった構成である場合に比べて溶接を行うための母材として適している。
また、めっき等のケミカルプロセスを経てスルーホール内に形成されるフィルドビアとは異なり、内部にボイドが形成されたり、表面に陥没や盛り上がり等が生じたりすることがない。内部にボイドが形成されることがないため、金属ブロックの伝熱効率が小さくなることもなく、放熱性を確保することができる。また、金属ブロックは、フィルドビアと比べて容易に導体体積を大きくすることができる点でも好ましい。
また、金属ブロックの形状は、特に限定されないが、底面（表面）が平坦な柱状であることが好ましい。このような形状としては、例えば、円柱、四角柱、六角柱、八角柱等が挙げられる。
第１金属ブロック及び第２金属ブロックの断面積は０．０５〜３．２ｍｍ２であることが好ましい。なお、第１金属ブロック及び第２金属ブロックの断面積は、複合フレキシブルプリント配線板を上面視した際の第１金属ブロック及び第２金属ブロックの表面の面積である。
第１金属ブロック及び第２金属ブロックの断面積が０．０５ｍｍ２以上であると、第１金属ブロック及び第２金属ブロック自体の抵抗が充分に小さくなるので抵抗溶接のために流した電流により第１金属ブロック及び第２金属ブロックが溶損することが防止される。また、第１金属ブロック及び第２金属ブロックの断面積として３．２ｍｍ２を超える大きな寸法のものは通常は必要とされない。
第１金属ブロック及び第２金属ブロックの断面積が０．０５ｍｍ２以上であると、第１金属ブロック及び第２金属ブロック自体の抵抗が充分に小さくなるので抵抗溶接のために流した電流により第１金属ブロック及び第２金属ブロックが溶損することが防止される。また、第１金属ブロック及び第２金属ブロックの断面積として３．２ｍｍ２を超える大きな寸法のものは通常は必要とされない。
第１金属ブロックと第２金属ブロックは、レーザー溶接によって接合されていてもよく、抵抗溶接によって接合されていてもよい。
抵抗溶接とレーザー溶接では、形成される溶接部の態様が異なるため、第１金属ブロックと第２金属ブロックの溶接がレーザー溶接によって行われたか、抵抗溶接によって行われたかを区別することは可能である。
レーザー溶接によって溶接されていると、第１金属ブロックと第２金属ブロックの境界面のうち、レーザーの径に対応する部分のみが溶接部となる。
抵抗溶接によって溶接されていると、第１金属ブロックと第２金属ブロックの境界面全体が溶接部となる。
抵抗溶接とレーザー溶接では、形成される溶接部の態様が異なるため、第１金属ブロックと第２金属ブロックの溶接がレーザー溶接によって行われたか、抵抗溶接によって行われたかを区別することは可能である。
レーザー溶接によって溶接されていると、第１金属ブロックと第２金属ブロックの境界面のうち、レーザーの径に対応する部分のみが溶接部となる。
抵抗溶接によって溶接されていると、第１金属ブロックと第２金属ブロックの境界面全体が溶接部となる。
第１金属ブロックと第２金属ブロックをレーザー溶接するためには、第１金属ブロックの第１導体層側の面（第２金属ブロックと反対側の面）をレーザーを照射する面とし、第１金属ブロックの第２導体層側の面を第２金属ブロックに重ねて設置し、第１金属ブロックの第１導体層側の面に向けてレーザーを照射することによりレーザー溶接を行うことができる。
なお、第１金属ブロックの第１導体層側の表面にめっき層がある場合には、当該めっき層の表面を、レーザーを照射する面とみなしてよい。
レーザー溶接に使用するレーザーとしては、ＣＯ２レーザー、ＹＡＧレーザー、半導体レーザー等を使用することができる。
なお、第１金属ブロックの第１導体層側の表面にめっき層がある場合には、当該めっき層の表面を、レーザーを照射する面とみなしてよい。
レーザー溶接に使用するレーザーとしては、ＣＯ２レーザー、ＹＡＧレーザー、半導体レーザー等を使用することができる。
第１金属ブロックと第２金属ブロックを抵抗溶接するためには、第１金属ブロックの第１導体層側の面（第２金属ブロックと反対側の面）に電極として抵抗溶接機の溶接ツールを接触させ、第１金属ブロックの第２導体層側の面を第２金属ブロックの第３導体層側の面に重ねて設置し、第２金属ブロックの第４導体層側の面（第１金属ブロックと反対側の面）にも抵抗溶接機の溶接ツールを接触させる。
２つの溶接ツールの間に電流を流すと、第１金属ブロックの第２導体層側の面と第２金属ブロックの第３導体層側の面の間で発熱するので抵抗溶接を行うことができる。
なお、第１金属ブロックの第１導体層側の表面、及び、第２金属ブロックの第４導体層側の表面にめっき層がある場合には、当該めっき層の表面をそれぞれの溶接ツールを接触させる面とみなしてよい。
２つの溶接ツールの間に電流を流すと、第１金属ブロックの第２導体層側の面と第２金属ブロックの第３導体層側の面の間で発熱するので抵抗溶接を行うことができる。
なお、第１金属ブロックの第１導体層側の表面、及び、第２金属ブロックの第４導体層側の表面にめっき層がある場合には、当該めっき層の表面をそれぞれの溶接ツールを接触させる面とみなしてよい。
第１のフレキシブルプリント配線板及び第２のフレキシブルプリント配線板のそれぞれの最外層にはめっき層が設けられていることが好ましい。めっき層としては銅めっき層が設けられていることが好ましい。めっき層が金属ブロックの上を覆うように設けられることによって、金属ブロックがフレキシブルプリント配線板の孔から抜けることが防止される。
第１金属ブロックと第２金属ブロックのうち、少なくとも一方の金属ブロックの溶接されている端面には、第１金属ブロック及び第２金属ブロックとは異なる材質の異種金属層が形成されていることが好ましい。
第１金属ブロック及び第２金属ブロックと異種金属層の材質の好ましい組み合わせとしては、第１金属ブロック及び第２金属ブロックが銅ブロックであり、異種金属層がニッケルめっき層、又は、ニッケルめっき層／金めっき層である組み合わせが挙げられる。
異種金属層は、金属ブロックの上に設けられるめっき層として設けられていてもよく、めっき層（銅めっき層）の上にさらに設けられたニッケルめっき層、又は、ニッケルめっき層／金めっき層であってもよい。
異種金属層があると、金属ブロックを構成する金属と異種金属層を構成する金属の間で、溶接時に合金を形成することができるため、溶接部の接合強度が充分に強くなる。
合金の例としては、金属ブロック及びめっき層が銅であり、めっき層の上にニッケルめっき層又はニッケルめっき層／金めっき層が設けられた場合に得られる、銅−ニッケル合金が挙げられる。
第１金属ブロック及び第２金属ブロックと異種金属層の材質の好ましい組み合わせとしては、第１金属ブロック及び第２金属ブロックが銅ブロックであり、異種金属層がニッケルめっき層、又は、ニッケルめっき層／金めっき層である組み合わせが挙げられる。
異種金属層は、金属ブロックの上に設けられるめっき層として設けられていてもよく、めっき層（銅めっき層）の上にさらに設けられたニッケルめっき層、又は、ニッケルめっき層／金めっき層であってもよい。
異種金属層があると、金属ブロックを構成する金属と異種金属層を構成する金属の間で、溶接時に合金を形成することができるため、溶接部の接合強度が充分に強くなる。
合金の例としては、金属ブロック及びめっき層が銅であり、めっき層の上にニッケルめっき層又はニッケルめっき層／金めっき層が設けられた場合に得られる、銅−ニッケル合金が挙げられる。
溶接前の第１のフレキシブルプリント配線板及び第２のフレキシブルプリント配線板において、溶接部となる部分の最表面に異種金属層を設けておくことが好ましい。この場合、溶接前の第１のフレキシブルプリント配線板及び第２のフレキシブルプリント配線板の一方のみに異種金属層を設けておいてもよく、両方に異種金属層を設けておいてもよい。
以下、本発明の一実施形態の複合フレキシブルプリント配線板の製造方法について説明する。
まず、第１のフレキシブルプリント配線板又は第２のフレキシブルプリント配線板として使用することができるフレキシブルプリント配線板の製造方法について説明する。
まず、第１のフレキシブルプリント配線板又は第２のフレキシブルプリント配線板として使用することができるフレキシブルプリント配線板の製造方法について説明する。
［フレキシブルプリント配線板の製造方法］
図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）、図５（ｅ）及び図５（ｆ）は、フレキシブルプリント配線板の製造方法の一例を模式的に示す工程図である。
以下には、第１のフレキシブルプリント配線板を製造する場合について説明するが、第２のフレキシブルプリント配線板の場合でも同じである。
図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）、図５（ｅ）及び図５（ｆ）は、フレキシブルプリント配線板の製造方法の一例を模式的に示す工程図である。
以下には、第１のフレキシブルプリント配線板を製造する場合について説明するが、第２のフレキシブルプリント配線板の場合でも同じである。
（１）導体基板準備工程
まず、導体基板準備工程として、絶縁層に導体層が形成されてなる導体基板を準備する。絶縁層は第１絶縁層となり、導体層は、第１導体層及び第２導体層となる。
図５（ａ）には、絶縁樹脂からなる第１絶縁層３１の一方の主面３３に第１導体層４１が形成され、第１絶縁層３１の他方の主面３４に第２導体層４２が形成された両面導体基板５を準備する工程を示している。
第１絶縁層３１、第１導体層４１及び第２導体層４２を構成する材料としては複合フレキシブルプリント配線板の説明で述べたものと同様であるためその説明は省略する。
まず、導体基板準備工程として、絶縁層に導体層が形成されてなる導体基板を準備する。絶縁層は第１絶縁層となり、導体層は、第１導体層及び第２導体層となる。
図５（ａ）には、絶縁樹脂からなる第１絶縁層３１の一方の主面３３に第１導体層４１が形成され、第１絶縁層３１の他方の主面３４に第２導体層４２が形成された両面導体基板５を準備する工程を示している。
第１絶縁層３１、第１導体層４１及び第２導体層４２を構成する材料としては複合フレキシブルプリント配線板の説明で述べたものと同様であるためその説明は省略する。
（２）孔形成工程
次に、第１導体層４１、第１絶縁層３１及び第２導体層４２を貫通する孔５１を形成する。
孔はパンチングにより形成することが好ましく、図５（ａ）にはパンチングに用いるパンチ９５が第１導体層４１側に配置された様子を示している。
図５（ｂ）には、孔５１が形成された両面導体基板を示している。
次に、第１導体層４１、第１絶縁層３１及び第２導体層４２を貫通する孔５１を形成する。
孔はパンチングにより形成することが好ましく、図５（ａ）にはパンチングに用いるパンチ９５が第１導体層４１側に配置された様子を示している。
図５（ｂ）には、孔５１が形成された両面導体基板を示している。
（３）金属ブロック挿し込み工程
次に、金属ブロックを孔に挿し込むことによって、第１導体層、第１絶縁層及び第２導体層を貫通する金属ブロックを形成する。金属ブロックの挿し込みは、パンチングを行った側の面とは逆側の面から行うことが好ましい。
図５（ｃ）には、第２導体層４２側から第１金属ブロック７１を孔５１に挿し込む例を示している。
また、必要に応じて、金属ブロックの表面の平面度を向上させるためのコイニング工程や、プレス工程等の他の工程を行うことも好ましい。
上記工程によって、図５（ｄ）に示すような第１のフレキシブルプリント配線板１０を製造することができる。
次に、金属ブロックを孔に挿し込むことによって、第１導体層、第１絶縁層及び第２導体層を貫通する金属ブロックを形成する。金属ブロックの挿し込みは、パンチングを行った側の面とは逆側の面から行うことが好ましい。
図５（ｃ）には、第２導体層４２側から第１金属ブロック７１を孔５１に挿し込む例を示している。
また、必要に応じて、金属ブロックの表面の平面度を向上させるためのコイニング工程や、プレス工程等の他の工程を行うことも好ましい。
上記工程によって、図５（ｄ）に示すような第１のフレキシブルプリント配線板１０を製造することができる。
（４）めっき工程
図５（ｅ）に示すように、金属めっきを行い、第１のフレキシブルプリント配線板１０の最外層にめっき層６１を設ける。めっき層６１を第１導体層４１の表面と第１金属ブロック７１の第１導体層４１側の表面に形成し、さらに、第２導体層４２の表面と第１金属ブロック７１の第２導体層４２側の表面に形成することにより、第１金属ブロック７１が第１のフレキシブルプリント配線板１０から抜けてしまうのを防止することができる。
めっきの方法は、公知の方法を用いることができ、無電解銅めっきを行った後に電解銅めっきを行う方法等を適用することができる。
また、めっき層にさらに異種金属層を設けてもよい。異種金属層としては上述の層を使用することができ、ニッケルめっき層、又は、ニッケルめっき層／金めっき層からなる異種金属層を設けることができる。
図５（ｅ）に示すように、金属めっきを行い、第１のフレキシブルプリント配線板１０の最外層にめっき層６１を設ける。めっき層６１を第１導体層４１の表面と第１金属ブロック７１の第１導体層４１側の表面に形成し、さらに、第２導体層４２の表面と第１金属ブロック７１の第２導体層４２側の表面に形成することにより、第１金属ブロック７１が第１のフレキシブルプリント配線板１０から抜けてしまうのを防止することができる。
めっきの方法は、公知の方法を用いることができ、無電解銅めっきを行った後に電解銅めっきを行う方法等を適用することができる。
また、めっき層にさらに異種金属層を設けてもよい。異種金属層としては上述の層を使用することができ、ニッケルめっき層、又は、ニッケルめっき層／金めっき層からなる異種金属層を設けることができる。
（５）パターン形成工程
さらに、必要に応じて、導体層に対してパターン形成を行って必要な配線を形成することが好ましい。図５（ｆ）には第２導体層にパターン形成を行った様子を示している。
さらに、必要に応じて、導体層に対してパターン形成を行って必要な配線を形成することが好ましい。図５（ｆ）には第２導体層にパターン形成を行った様子を示している。
［複合フレキシブルプリント配線板の製造方法］
続いて、上記製造方法により製造したフレキシブルプリント配線板を使用して複合フレキシブルプリント配線板を製造する方法について説明する。
図６は、第１金属ブロックと第２金属ブロックをレーザー溶接により接合する工程を模式的に示す工程図であり、図７は、第１金属ブロックと第２金属ブロックを抵抗溶接により接合する工程を模式的に示す工程図である。
続いて、上記製造方法により製造したフレキシブルプリント配線板を使用して複合フレキシブルプリント配線板を製造する方法について説明する。
図６は、第１金属ブロックと第２金属ブロックをレーザー溶接により接合する工程を模式的に示す工程図であり、図７は、第１金属ブロックと第２金属ブロックを抵抗溶接により接合する工程を模式的に示す工程図である。
フレキシブルプリント配線板として、第１のフレキシブルプリント配線板１０と、第２のフレキシブルプリント配線板２０を準備する。
第１金属ブロック７１と第２金属ブロック７２の位置を合わせて第１のフレキシブルプリント配線板１０と第２のフレキシブルプリント配線板２０とを重ねる。
続いて、第１金属ブロック７１と第２金属ブロック７２を溶接して接合するが、レーザー溶接により溶接する場合と抵抗溶接により溶接する場合のそれぞれについて分けて説明する。
第１金属ブロック７１と第２金属ブロック７２の位置を合わせて第１のフレキシブルプリント配線板１０と第２のフレキシブルプリント配線板２０とを重ねる。
続いて、第１金属ブロック７１と第２金属ブロック７２を溶接して接合するが、レーザー溶接により溶接する場合と抵抗溶接により溶接する場合のそれぞれについて分けて説明する。
レーザー溶接の場合、図６に示すように、レーザー溶接機９３から、第１金属ブロック７１の第２金属ブロック７２と反対側の面７３に向けてレーザーを照射することにより、第１金属ブロック７１と第２金属ブロック７２をレーザー溶接により接合することができる。
抵抗溶接の場合、図７に示すように、第１金属ブロック７１の第１導体層４１側の面７３（第２金属ブロック７２と反対側の面７３）に抵抗溶接機の溶接ツール９１を接触させ、第２金属ブロック７２の第４導体層４４側の面７４（第１金属ブロック７１と反対側の面７４）に抵抗溶接機の溶接ツール９２を接触させて、溶接ツール間に電流を流す。
すると、第１金属ブロック７１と第２金属ブロック７２の間で界面抵抗によって発熱し第１金属ブロック７１と第２金属ブロック７２を構成する金属（めっき層６１及びめっき層６２を構成する金属も含む）がそれぞれ熱によって溶解して抵抗溶接が行われる。その結果、第１金属ブロック７１と第２金属ブロック７２が抵抗溶接により直接結合されることになる。
図７には、溶接ツール間に電流が流れる向きを模式的に示している。
すると、第１金属ブロック７１と第２金属ブロック７２の間で界面抵抗によって発熱し第１金属ブロック７１と第２金属ブロック７２を構成する金属（めっき層６１及びめっき層６２を構成する金属も含む）がそれぞれ熱によって溶解して抵抗溶接が行われる。その結果、第１金属ブロック７１と第２金属ブロック７２が抵抗溶接により直接結合されることになる。
図７には、溶接ツール間に電流が流れる向きを模式的に示している。
上記工程を経て、第１のフレキシブルプリント配線板の第１金属ブロックと第２のフレキシブルプリント配線板の第２金属ブロックが溶接により接合されて、本発明の一実施形態の複合フレキシブルプリント配線板が製造される。
１、２、３ 複合フレキシブルプリント配線板
５ 両面導体基板
１０ 第１のフレキシブルプリント配線板
２０ 第２のフレキシブルプリント配線板
３１ 第１絶縁層
３２ 第２絶縁層
３３ 第１絶縁層の一方の主面
３４ 第１絶縁層の他方の主面
３５ 第２絶縁層の一方の主面
３６ 第２絶縁層の他方の主面
４１ 第１導体層
４２ 第２導体層
４３ 第３導体層
４４ 第４導体層
５１、５２ 孔
６１、６２ めっき層
７１ 第１金属ブロック
７２ 第２金属ブロック
７３ 第１金属ブロックの第２金属ブロックと反対側の面
７４ 第２金属ブロックの第１金属ブロックと反対側の面
８０ 溶接部
９１、９２ 溶接ツール
９３ レーザー溶接機
９５ パンチ
１０１、１０２、１０３ 異形形状のフレキシブルプリント配線板
５ 両面導体基板
１０ 第１のフレキシブルプリント配線板
２０ 第２のフレキシブルプリント配線板
３１ 第１絶縁層
３２ 第２絶縁層
３３ 第１絶縁層の一方の主面
３４ 第１絶縁層の他方の主面
３５ 第２絶縁層の一方の主面
３６ 第２絶縁層の他方の主面
４１ 第１導体層
４２ 第２導体層
４３ 第３導体層
４４ 第４導体層
５１、５２ 孔
６１、６２ めっき層
７１ 第１金属ブロック
７２ 第２金属ブロック
７３ 第１金属ブロックの第２金属ブロックと反対側の面
７４ 第２金属ブロックの第１金属ブロックと反対側の面
８０ 溶接部
９１、９２ 溶接ツール
９３ レーザー溶接機
９５ パンチ
１０１、１０２、１０３ 異形形状のフレキシブルプリント配線板
Claims (8)
- 第１のフレキシブルプリント配線板と、
第２のフレキシブルプリント配線板とが接合された複合フレキシブルプリント配線板であって、
前記第１のフレキシブルプリント配線板は、
第１絶縁層と、
前記第１絶縁層の一方の主面に形成された第１導体層と、
前記第１絶縁層の他方の主面に形成された第２導体層と、
前記第１導体層、前記第１絶縁層、及び、前記第２導体層を貫通する孔と、
前記孔に嵌め込まれた第１金属ブロックとからなり、
前記第２のフレキシブルプリント配線板は、
第２絶縁層と、
前記第２絶縁層の一方の主面に形成された第３導体層と、
前記第２絶縁層の他方の主面に形成された第４導体層と、
前記第３導体層、前記第２絶縁層、及び、前記第４導体層を貫通する孔と、
前記孔に嵌め込まれた第２金属ブロックとからなり、
前記第１金属ブロックと前記第２金属ブロックが溶接により接合されていることを特徴とする複合フレキシブルプリント配線板。 - 前記第１金属ブロックと前記第２金属ブロックがレーザー溶接によって接合されている請求項１に記載の複合フレキシブルプリント配線板。
- 前記第１金属ブロックと前記第２金属ブロックが抵抗溶接によって接合されている請求項１に記載の複合フレキシブルプリント配線板。
- 前記第１金属ブロックと前記第２金属ブロックのうち、少なくとも一方の金属ブロックの溶接されている端面には、前記第１金属ブロック及び前記第２金属ブロックとは異なる材質の異種金属層が形成されている請求項１〜３のいずれかに記載の複合フレキシブルプリント配線板。
- 前記第１金属ブロック及び前記第２金属ブロックが銅ブロックであり、前記異種金属層がニッケルめっき層である請求項４に記載の複合フレキシブルプリント配線板。
- 第１絶縁層と、
前記第１絶縁層の一方の主面に形成された第１導体層と、
前記第１絶縁層の他方の主面に形成された第２導体層と、
前記第１導体層、前記第１絶縁層、及び、前記第２導体層を貫通する孔と、
前記孔に嵌め込まれた第１金属ブロックとからなる第１のフレキシブルプリント配線板、及び、
第２絶縁層と、
前記第２絶縁層の一方の主面に形成された第３導体層と、
前記第２絶縁層の他方の主面に形成された第４導体層と、
前記第３導体層、前記第２絶縁層、及び、前記第４導体層を貫通する孔と、
前記孔に嵌め込まれた第２金属ブロックとからなる第２のフレキシブルプリント配線板を準備し、
前記第１金属ブロックと前記第２金属ブロックの位置を合わせて前記第１のフレキシブルプリント配線板と前記第２のフレキシブルプリント配線板とを重ね、
前記第１金属ブロックと前記第２金属ブロックを溶接して接合することを特徴とする、複合フレキシブルプリント配線板の製造方法。 - 前記第１金属ブロックの前記第２金属ブロックと反対側の面に向けてレーザーを照射して、前記第１金属ブロックと前記第２金属ブロックをレーザー溶接により接合する請求項６に記載の複合フレキシブルプリント配線板の製造方法。
- 前記第１金属ブロックの前記第２金属ブロックと反対側の面と、前記第２金属ブロックの前記第１金属ブロックと反対側の面とに抵抗溶接機の溶接ツールをそれぞれ接触させ、前記第１金属ブロックと前記第２金属ブロックを抵抗溶接により接合する請求項６に記載の複合フレキシブルプリント配線板の製造方法。
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