JP4330868B2 - プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータや通信機器、ビデオカメラ、携帯用電話等の装置に用いられるプリント配線板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、フレキシブルプリント配線板（以下「ＦＰＣ」という）は、接続端子を端部に備えた配線パターンを複数有している。そして、近年においては、ＦＰＣが搭載される機器の複雑化に伴って、ＦＰＣ内の配線パターン間での信号の受け渡しができることが望まれている。
【０００３】
そこで、従来は、導電性を備えたスルーホール同士を結ぶジャンバー線を配線パターン側とは反対側の面に形成したフィルムジャンパー基板を作成し、このジャンパー基板を一般的なＦＰＣ内に積層することによって、所望の配線パターン同士をスルーホールおよびジャンパー線を介して電気的に接続した構成が提案されている（例えば特許文献１参照。）
【０００４】
【特許文献１】
国際公開第ＷＯ００／５４０９８号パンフレット
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、ジャンパー線用のフィルムジャンパー基板が一般的なＦＰＣの基板に加わるため、部品点数および製造工程数が増加し、ひいては小型化への障害および製造コストが高騰し易いという問題がある。
【０００６】
従って、本発明は、部品点数および製造工程数の増加を伴うことなく配線パターン同士を接続することができるプリント配線板およびその製造方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のプリント配線板は、複数の信号用の配線パターンが形成されたベース部材と、前記配線パターンを覆うようにベース部材に積層され、前記配線パターンの中から選択された配線パターンの一部領域を露出させる穴部が形成された絶縁層と、前記絶縁層に積層されると共に前記穴部に充填され、積層方向にのみ導電性を有した異方導電層と、前記異方導電層に積層され、導電性を有した金属薄膜層とを備え、前記ベース部材には、グランド用の配線パターンが形成されており、前記絶縁層には、前記グランド用の配線パターンの一部領域を露出させる穴部が形成されており、前記金属薄膜層は、前記グランド用の配線パターンに導通状態にされたグランド領域と、前記信号用の配線パターン同士を導通状態にする信号領域とに区画されていることを特徴としている。
【０００８】
上記の構成によれば、例えば選択された２本の配線パターンの一部領域を２箇所の穴部により露出させると、これら穴部に充填された異方導電層が積層方向にのみ導電性を有するため、選択された配線パターン同士は、異方導電層と金属薄膜層とを介して電気的に接続された状態になる。一方、未選択の配線パターンと選択された配線パターンとは、積層方向に対して直交した方向となるベース部材に形成されているため、異方導電層で覆われていても絶縁性が維持される。従って、金属薄膜層が電磁シールドの機能と、配線パターン同士のジャンパー線としての機能とを発揮するため、配線パターン同士のジャンパー線用基板を別に設ける場合と比較して部品点数を削減することができる共に、製造工程数を減少することができる。
【００１０】
上記の構成によれば、金属薄膜層のグランド領域がグランド用の配線パターンに導通状態にされることによって、金属薄膜層における電磁シールドの機能を大きなものにすることができる。
【００１１】
本発明のプリント配線板であって、前記金属薄膜層は、少なくとも２系統の信号領域を有するように区画されていることを特徴としている。
【００１２】
上記の構成によれば、金属薄膜層に２本以上のジャンパー線を備えた機能を持たせることができる。
【００１３】
請求項１の発明は、導電性を有した金属薄膜層に、常温でタック性を備えた異方導電層を積層することによりシールドフィルムを形成するシールドフィルム形成工程と、基体フィルムにおける絶縁層で覆われたベース部材上の、複数の配線パターンの中から選択された配線パターンの一部領域、及びグラウンド用の配線パターンの一部領域を露出させる穴部を形成する基体フィルム加工工程と、前記絶縁層と前記異方導電層とを当接させるように、前記シールドフィルムと前記基体フィルムとを積層するフィルム積層工程と、前記フィルム積層工程の後に、前記金属薄膜層に溝部を形成することによって、信号領域と、グラウンド領域とに区画する溝形成工程と、前記溝形成工程の後に、前記異方導電層を加熱しながら積層方向に加圧することによって、該異方導電層を前記絶縁層の穴部に充填させると共に、積層方向にのみ導電性を出現させる加熱加圧工程とを有することを特徴としている。
【００１４】
上記の構成によれば、シールドフィルム形成工程で形成されるシールドフィルムは、異方導電層付きの金属薄膜層であるため、汎用性のあるものにすることができる。また、シールドフィルムと基体フィルムとを積層するときに、シールドフィルムに溝等の加工が施されていないため、位置合せが容易なものとなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１ないし図３に基づいて以下に説明する。
本実施の形態に係るプリント配線板は、図２に示すように、基体フィルム１０とシールドフィルム１１とを備えたＦＰＣからなっている。基体フィルム１０は、プリント配線板の下側の保護層として機能するベースフィルム２と、ベースフィルム２上に積層された絶縁層３とを備えている。ベースフィルム２は、エンジニアリングプラスチックからなっており、例えばポリプロピレン、架橋ポリエチレン、ポリエステル、ポリベンツイミダゾール、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などが具体的なプラスチック材料として挙げられる。尚、あまり耐熱性を要求されない場合は、安価なポリエステルフィルムが好ましく、難燃性が要求される場合においては、ポリフェニレンサルファイドフィルム、さらに耐熱性が要求される場合には、ポリイミドフィルムが好ましい。
【００１６】
上記のベースフィルム２の上面には、複数の信号用の配線パターン１ａと、グランド用の配線パターン１ｂとが形成されている。これらの配線パターン１ａ・１ｂは、導電性材料をエッチング処理することにより形成されている。また、ベースフィルム２の上面には、配線パターン１ａ・１ｂを覆うように絶縁層３が積層されている。絶縁層３は、上述のベースフィルム２と同様のエンジニアリングプラスチック材料により形成されている。絶縁層３には、レーザー加工等により穴部３ａが形成されている。穴部３ａは、信号用の配線パターン１ａの中から選択された配線パターン１ａの一部領域を露出させるように形成されている。また、穴部３ａは、隣接する他の配線パターン１ａを露出させないように穴径が設定されている。さらに、穴部３ａは、グランド用の配線パターン１ｂの一部領域を露出させるように形成されている。
【００１７】
上記の絶縁層３の上面には、シールドフィルム１１が積層されている。シールドフィルム１１は、電磁波を遮断するシールド層６と、プリント配線板の上面側の保護層として機能するカバーフィルム７とを備えている。カバーフィルム７は、上述のベースフィルム２と同様のエンジニアリングプラスチック材料により形成されている。尚、カバーフィルム７は、必要に応じて備えられていれば良い。一方、シールド層６は、積層方向にのみ導電性を有した異方導電層４と、任意の方向に導電性を有した金属薄膜層５とを有している。
【００１８】
上記の異方導電層４は、異方導電性材料を積層方向に加熱および加圧して圧縮することにより形成されている。異方導電性材料は、絶縁性接着剤４ａと、絶縁性接着剤４ａ中に分散された導電性粒子４ｂとからなっている。絶縁性接着剤４ａは、基体フィルム１０とシールドフィルム１１とを位置合せをした後、仮固定が可能なように、常温でタック性を備えた材料により形成されている。
【００１９】
具体的には、スチレン−イソプレン−スチレン−ブロック共重合体（ＳＩＳ）、スチレン−ブタジエン−スチレン−ブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン−ブロック共重合体、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリルゴム（ＡＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）等の合成ゴム系のものや天然ゴム系のもの、あるいはこれらの変性物の１種あるいは２種以上からなるゴム成分１００重量部に対し、ロジン、ロジン誘導体、テルペン樹脂、テルペン−フェノール共重合体、石油樹脂、クマロン−インデン樹脂、スチレン系樹脂、イソプレン系樹脂、アルキル−フェノール樹脂、フェノール樹脂などの１種または２種以上の粘着付与剤を １００〜４００重量部配合したものが例示されるが、中でもＳＩＳ１００重量部に対し、アルキルフェノール系粘着付与剤２００〜３００重量部を加えたものが最も望ましい。これにはいずれの場合にも硬化剤、加硫剤、制御剤、劣化防止剤、耐熱添加剤、熱伝導向上剤、金属不活性化剤、軟化剤、着色剤などが適宜添加されてもよい。尚、仮固定が不要の場合には、タック性のない材料で絶縁性接着剤４ａが形成されていても良い。
【００２０】
また、導電性粒子４ｂは、上述の穴部３ａ内に入り込むように、穴部３ａの穴径よりも小さな粒径に設定されている。導電性粒子４ｂは、少なくとも表面が導電性を有する材料により形成されている。具体的には、プラスチックボールに金属メッキを施したもの、銅粒子に銀メッキを施したもの、球状カーボン粒子にピッチ、タール等を付着させた後焼成したもの、焼結性高分子を焼結させ黒鉛化したものを粉砕しふるい分けしたもの、Ｎｉ粒子、タングステンカーバイド粒子、あるいはこれらに貴金属メッキを施したもの適宜選択する。
【００２１】
上記の異方導電層４の上面には、金属薄膜層５が形成されている。金属薄膜層５は、アルミや銅、銀、金等の金属材料により形成されている。金属材料は、求められるシールド特性に応じて適宜選択すればよいが、銅は大気に触れると酸化しやすいという問題があり、金は高価であることから、安価なアルミ又は信頼性の高い銀が好ましい。膜厚は、求められるシールド特性と可撓性に応じて適宜選択されるが、一般に０．０１〜１．０μｍとするのが好ましい。０．０１μｍを下回るとシールド効果が不十分となり、逆に１．０μｍを超えると可撓性が悪くなる。金属薄膜層５の形成方法としては、真空蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ法、ＭＯ（メタルオーガニック）などがあるが、量産性を考慮すれば真空蒸着が望ましく、安価で安定した金属薄膜層を得ることができる。
【００２２】
上記の金属薄膜層５には、溝部５ａが形成されている。溝部５ａは、金属薄膜層５をグランド領域５ｂと信号領域５ｃとに電気的に絶縁状態で区画している。グランド領域５ｂは、異方導電層４を介してグランド用の配線パターン１ｂに導通状態にされている。一方、信号領域５ｃは、異方導電層４を介して信号用の配線パターン１ａ・１ａに導通状態にされている。信号領域５ｃは、少なくとも２系統の信号領域を有するように溝部５ａにより区画されており、これらの信号領域５ｃは、配線パターン１ａ・１ａ同士を接続するジャンパー線としての機能を発揮する。
【００２３】
上記の構成において、プリント配線板の製造方法について説明する。
先ず、図３（ａ）に示すように、導電性を有したアルミ箔や銅箔等の金属箔（薄板）が金属薄膜層５として準備される。また、上述の絶縁性接着剤４ａが適当な溶剤に溶解され、これに導電性粒子４ｂが分散される。そして、金属薄膜層５の下面に直接的に塗布されるか、セパレータ上に従来公知の印刷、コーティング、ディッピング等の方法により塗布および乾燥して所望の厚みとした後に転写されることによって、異方導電層４が形成される。これにより、金属薄膜層５と異方導電層４とが積層されたシールドフィルム１１のシールド層６が作成される（シールドフィルム形成工程）。
【００２４】
また、同図（ｂ）に示すように、シールドフィルム１１の作成とは別に、基体フィルム１０が作成される。即ち、エンジニアリングプラスチックからなるベースフィルム２が準備され、ベースフィルム２の上面に信号用の配線パターン１ａと、図示しないグランド用の配線パターンとがエッチング処理や印刷処理により形成される（配線パターン形成工程）。この後、同図（ｃ）に示すように、ベースフィルム２の上面に配線パターン１ａ・１ｂを覆うように絶縁層３が積層される（絶縁層積層工程）。そして、同図３（ｄ）に示すように、レーザー加工により穴部３ａが形成され、選択された配線パターン１ａの一部領域が露出される（基体フィルム加工工程）。
【００２５】
次に、同図（ｅ）に示すように、絶縁層３と異方導電層４とを当接させるように、基体フィルム１０の上面にシールドフィルム１１が位置合わせされながら接合されることによって、両フィルム１０・１１が積層される（フィルム積層工程）。この後、同図（ｆ）に示すように、金属薄膜層５に対してエッチング処理が施されることによって、溝部５ａが形成される。この結果、金属薄膜層５は、溝部５ａで囲まれた信号領域５ｃと、溝部５ａの外部に位置されたグランド領域５ｂとに区画される（溝形成工程）。
【００２６】
この後、同図（ｇ）に示すように、エンジニアリングプラスチックからなるカバーフィルム７が準備され、カバーフィルム７が金属薄膜層５の上面に接合される。尚、カバーフィルム７は、必要なければ省略することができる。そして、基体フィルム１０の下面およびシールドフィルム１１の上面が例えば熱プレスにより積層方向に押圧されながら加熱されることによって、異方導電層４の絶縁性接着剤４ａが押し潰されると共に、穴部３ａに充填される（加熱加圧工程）。これにより、同図（ｇ）に示すように、絶縁性接着剤４ａ内に分散されていた導電性粒子４ｂが積層方向に接触した状態になる一方、積層方向に直交する平面方向には非接触の状態を維持するため、積層方向にのみ導電性を有した異方導電層４となる。この結果、穴部３ａに充填された異方導電層４と金属薄膜層５とを介して配線パターン１ａ・１ａ同士が電気的に接続されたプリント配線板が作成される。
【００２７】
次に、上記のようにして作成されたプリント配線板の動作について説明する。
プリント配線板は、コンピュータや通信機器、ビデオカメラ、携帯用電話等の装置内に搭載される。そして、図１に示すように、グランド用の配線パターン１ｂが装置のグランドパターンに半田付けにより接続され、信号用の配線パターン１ａが装置の信号パターンに半田付けにより接続される。この結果、金属薄膜層５におけるグランド領域５ｂは、図２に示すように、異方導電層４の導電性粒子４ｂを介してグランド用の配線パターン１ｂに接続されているため、グランド電位となる。一方、グランド領域５ｂにおける信号領域５ｃは、異方導電層４の導電性粒子４ｂを介して信号用の２本の配線パターン１ａ・１ａに接続されているため、これら両配線パターン１ａ・１ａ同士を接続した状態となる。
【００２８】
これにより、例えば選択された一方の配線パターン１ａの端子に対して信号が出力されると、信号は、配線パターン１ａから導電性粒子４ｂを介して信号領域５ｃに伝達され、信号領域５ｃから導電性粒子４ｂを介して他方の配線パターン１ａの端子に伝達されることになる。そして、このような信号の伝達が行われている間、金属薄膜層５における大きな面積のグランド領域５ｂは、プリント配線板の内部や外部で発生した電磁波を遮断し、電磁波による信号障害を防止する。
【００２９】
以上のように、本実施形態のプリント配線板は、図１および図２に示すように、複数の信号用の配線パターン１ａが形成されたベースフィルム２（ベース部材）と、配線パターン１ａを覆うようにベースフィルム２に積層され、配線パターン１ａの中から選択された配線パターン１ａの一部領域を露出させる穴部３ａが形成された絶縁層３と、絶縁層３に積層されると共に穴部３ａに充填され、積層方向にのみ導電性を有した異方導電層４と、異方導電層４に積層され、導電性を有した金属薄膜層５とを備えた構成にされている。
【００３０】
上記の構成によれば、例えば選択された２本の配線パターン１ａ・１ａの一部領域を２箇所の穴部３ａ・３ａにより露出させると、これら穴部３ａ・３ａに充填された異方導電層４が積層方向にのみ導電性を有するため、選択された配線パターン１ａ・１ａ同士は、異方導電層４金属薄膜層５とを介して電気的に接続された状態になる。一方、未選択の配線パターン１ａと選択された配線パターン１ａとは、積層方向に対して直交した平面方向となるベースフィルム２に形成されているため、異方導電層４で覆われていても絶縁性が維持される。従って、金属薄膜層５が電磁シールドの機能と、配線パターン１ａ・１ａ同士のジャンパー線としての機能とを発揮するため、配線パターン１ａ・１ａ同士のジャンパー線用基板を別に設ける場合と比較して部品点数を削減することができる共に、製造工程数を減少することができるようになっている。
【００３１】
尚、本実施形態におけるベース部材としてのベースフィルム２は、フレキシブル基板用のエンジニアリングプラスチックからなっている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ベース部材としてリジッド基板用の材質で形成されていても良い。また、本実施形態においては、信号用の配線パターン１ａとグランド用の配線パターン１ｂとを備えた場合について説明しているが、信号用の配線パターン１ａのみを備えていても良い。
【００３２】
また、本実施形態のプリント配線板は、ベースフィルム２にグランド用の配線パターン１ｂが形成されており、絶縁層３にグランド用の配線パターンの一部領域を露出させる穴部３ａが形成されており、金属薄膜層５は、グランド用の配線パターン１ｂに導通状態にされたグランド領域５ｂと、信号用の配線パターン１ａ・１ａ同士を導通状態にする信号領域５ｃとに区画された構成にされている。
【００３３】
これにより、金属薄膜層のグランド領域がグランド用の配線パターンに導通状態にされることによって、金属薄膜層における電磁シールドの機能を大きなものにすることができるようになっている。尚、本実施形態においては、グランド用の配線パターンの一部領域を露出させる穴部３ａを形成した場合について説明しているが、このグランド用の穴部３ａが形成されていなくても良い。
【００３４】
また、本実施形態における金属薄膜層は、少なくとも２系統の信号領域５ｃを有するように区画された構成である。これにより、金属薄膜層５に２本以上のジャンパー線を備えた機能を持たせることができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の信号用の配線パターンが形成されたベース部材と、前記配線パターンを覆うようにベース部材に積層され、前記配線パターンの中から選択された配線パターンの一部領域を露出させる穴部が形成された絶縁層と、前記絶縁層に積層されると共に前記穴部に充填され、積層方向にのみ導電性を有した異方導電層と、前記異方導電層に積層され、導電性を有した金属薄膜層とを備えているため、金属薄膜層が電磁シールドの機能と、配線パターン同士のジャンパー線としての機能とを発揮する。これにより、配線パターン同士のジャンパー線用基板を別に設ける場合と比較して部品点数を削減することができ小型化が図れると共に、製造工程数を減少することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】プリント配線板における金属薄膜層の状態を示した説明図である。
【図２】図１のプリント配線板のＡ−Ａ矢視断面の概略説明図である。
【図３】プリント配線板の製造過程を示す説明図である。
【符号の説明】
１ａ 配線パターン
１ｂ 配線パターン
２ ベースフィルム
３ 絶縁層
３ａ 穴部
４ 異方導電層
４ａ 絶縁性接着剤
４ｂ 導電性粒子
５ 金属薄膜層
５ａ 溝部
５ｂ グランド領域
５ｃ 信号領域
６ シールド層
７ カバーフィルム

Claims (1)

1. 導電性を有した金属薄膜層に、常温でタック性を備えた異方導電層を積層することによりシールドフィルムを形成するシールドフィルム形成工程と、
   基体フィルムにおける絶縁層で覆われたベース部材上の、複数の配線パターンの中から選択された配線パターンの一部領域、及びグラウンド用の配線パターンの一部領域を露出させる穴部を形成する基体フィルム加工工程と、
   前記絶縁層と前記異方導電層とを当接させるように、前記シールドフィルムと前記基体フィルムとを積層するフィルム積層工程と、
   前記フィルム積層工程の後に、前記金属薄膜層に溝部を形成することによって、信号領域と、グラウンド領域とに区画する溝形成工程と、
   前記溝形成工程の後に、前記異方導電層を加熱しながら積層方向に加圧することによって、該異方導電層を前記絶縁層の穴部に充填させると共に、積層方向にのみ導電性を出現させる加熱加圧工程と
   を有することを特徴とするプリント配線板の製造方法。

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