JP4569399B2 - Circuit board - Google Patents
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Description
本発明は、回路基板に関するものである。 The present invention relates to a circuit board.
従来、フレキシブル回路基板は、リジッド回路基板同士を電気的に接続する電線的な役割を主に担っていた。ところが、近年では、フレキシブル回路基板は、薄く、軽く、屈曲性に優れることから、携帯電話、PDAまたは液晶表示装置等のモバイル機器を中心に、リジッド回路基板の代わりに利用されてきている。そのため、フレキシブル回路基板上に電子部品を搭載することが近年急増してきている。また、最近の機器においては、デジタル化や高周波数化が進んだことに伴い、電磁波によるノイズの問題が表面化しているため、その問題に対する何らかの対策が求められている。 Conventionally, a flexible circuit board has mainly played a role of electric wires for electrically connecting rigid circuit boards. However, in recent years, flexible circuit boards have been used instead of rigid circuit boards mainly in mobile devices such as mobile phones, PDAs, and liquid crystal display devices because they are thin, light, and excellent in flexibility. For this reason, mounting electronic components on a flexible circuit board has been increasing rapidly in recent years. In recent devices, the problem of noise due to electromagnetic waves has surfaced with the progress of digitalization and higher frequency, and some countermeasure is required for the problem.
かかる対策の一つとして、フレキシブル回路基板にシールド層を設けることが考えられる(例えば、特許文献1,2)。これらの文献に記載されたフレキシブル回路基板は、基材(フレキシブル基板)と、基材の一面上に形成された導体回路と、導体回路を覆う絶縁層とを備えている。上記絶縁層のうち導体回路のグランド回路上に設けられた部分には、開口が設けられている。そして、その開口を通じて、導電性の印刷回路で形成したシールド層と上記グランド回路とを接続するとともに、そのシールド層上に絶縁層を設けた構造となっている。
One possible countermeasure is to provide a shield layer on the flexible circuit board (for example,
ここで言うシールドとは、いわゆる電磁波シールドの事である。電磁波における電界をE、磁界をH、波動インピーダンスをZsとすると、これらの関係は一般的に次式で表される。
E=Zs・H
The shield referred to here is a so-called electromagnetic wave shield. When the electric field in the electromagnetic wave is E, the magnetic field is H, and the wave impedance is Zs, these relationships are generally expressed by the following equations.
E = Zs · H
シールド層とそれに隣接する他の層(例えば空気層)とで波動インピーダンスZsの差が大きい程、シールド層の電磁波に対する反射率が増大する。例えば、空気中の波動インピーダンスZsは真空中と同じく377Ωであるのに対し、金属中の波動インピーダンスZsは、Zs≪1と極めて小さい。したがって、シールド層の材料が金属の場合、シールド層に入射した電磁波のうちそこで反射する割合が非常に高いため、当該シールド層は、薄くても、電磁波に対し充分なシールド効果を発揮できることが知られている。
ところで、上述のとおり、フレキシブル回路基板には、コネクタ、ICまたはチップ部品等の電子部品が設けられる場合がある。チップ部品とは、例えば、抵抗器またはコンデンサー等である。そして、かかる場合、電子部品を保持するのに充分な機械的強度を確保すべく、フレキシブル基板に補強板を貼着することがある。 By the way, as described above, the flexible circuit board may be provided with electronic components such as connectors, ICs or chip components. The chip component is, for example, a resistor or a capacitor. In such a case, a reinforcing plate may be attached to the flexible substrate in order to ensure sufficient mechanical strength to hold the electronic component.
このとき、シールド層上に補強板を貼着すると、補強板が剥離し易くなることがある。したがって、回路基板の信頼性という観点からは、補強板を貼着する部分にはシールド層を設けないことが好ましい。しかしながら、その場合、基板の全面にシールド層が設けられている場合と比べて、充分なシールド効果が得られないという問題があった。 At this time, if a reinforcing plate is stuck on the shield layer, the reinforcing plate may be easily peeled off. Therefore, from the viewpoint of the reliability of the circuit board, it is preferable not to provide a shield layer in the portion where the reinforcing plate is attached. However, in that case, there is a problem that a sufficient shielding effect cannot be obtained as compared with the case where the shield layer is provided on the entire surface of the substrate.
本発明による回路基板は、電子部品がフレキシブル基板の導体回路に搭載されている回路基板であって、上記フレキシブル基板と、上記フレキシブル基板の一面上に設けられた上記導体回路と、上記フレキシブル基板の上記一面側に設けられ、上記導体回路の一部を残して当該導体回路を覆う被覆層と、上記フレキシブル基板の上記一面側で上記被覆層上に設けられた導体板と、を備え、上記導体板は、上記導体回路の上記一部に対向する部分に位置する、上記導体回路に向かって突出した突出部を有しており、上記導体板は、上記突出部において上記導体回路と電気的に接続されていることを特徴とする。 Circuit board according to the present invention is a circuit board on which electronic components are mounted on the conductor circuit of the flexible substrate, and the flexible substrate, and the conductor circuit provided on one surface of the flexible substrate, the flexible substrate A conductor layer provided on the one surface side and covering the conductor circuit while leaving a part of the conductor circuit; and a conductor plate provided on the coating layer on the one surface side of the flexible substrate , the conductor The plate has a protruding portion that protrudes toward the conductor circuit, located at a portion facing the part of the conductor circuit, and the conductor plate is electrically connected to the conductor circuit at the protruding portion. It is connected.
この回路基板においては、導体板が導体回路と電気的に接続されている。これにより、当該導体板に、フレキシブル基板の機械的強度を補強する補強板としての機能のみならず、ノイズの原因となる電磁波を遮蔽するシールド層としての機能をも持たせることができる。このため、充分なシールド効果を有する回路基板が実現される。 In this circuit board, the conductor plate is electrically connected to the conductor circuit. Thereby, the conductor plate can have not only a function as a reinforcing plate for reinforcing the mechanical strength of the flexible substrate but also a function as a shield layer for shielding electromagnetic waves that cause noise. For this reason, a circuit board having a sufficient shielding effect is realized.
さらに、導体板には突出部が設けられており、その突出部において導体板と導体回路とが互いに電気的に接続されている。かかる構成により、導体板の導体回路に対する接続部が平坦である場合に比して、導体板と導体回路との間の電気的な接続を一層確実に得ることができる。 Furthermore, the conductor plate is provided with a protrusion, and the conductor plate and the conductor circuit are electrically connected to each other at the protrusion. With this configuration, the electrical connection between the conductor plate and the conductor circuit can be more reliably obtained as compared with the case where the connection portion of the conductor plate with respect to the conductor circuit is flat.
本発明によれば、充分なシールド効果を有する回路基板が実現される。 According to the present invention, a circuit board having a sufficient shielding effect is realized.
以下、図面を参照しつつ、本発明による回路基板の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of a circuit board according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same reference numerals are assigned to the same elements, and duplicate descriptions are omitted.
図1は、本発明による回路基板の一実施形態を示す断面図である。回路基板1は、基板10、導体回路20、被覆層30、および導体板40を備えている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a circuit board according to the present invention. The
基板10は、フレキシブル基板である。基板10は、例えば樹脂フィルム基材である。また、樹脂フィルム基材としては、例えば、ポリイミド樹脂フィルム、ポリエーテルイミド樹脂フィルム、ポリアミドイミド樹脂フィルム等のポリイミド樹脂系樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム等のポリアミド樹脂系フィルム、ポリエステル樹脂フィルム等のポリエステル樹脂系フィルムが挙げられる。中でも、屈曲性、弾性率および耐熱性を向上させる観点からは、ポリイミド樹脂系フィルムが特に好ましい。
The
基板10の厚さは、特に限定されないが、好ましくは5〜50μm、より好ましくは12.5〜25μmである。厚さがこの範囲内であると、特に屈曲性に優れる一方で、良好な加工性を確保するのに充分な堅さが得られる。
Although the thickness of the board |
基板10の一面(面S1)上には、導体回路20が設けられている。本実施形態において導体回路20は、基板10の面S2上にも設けられている。すなわち、基板10の両面に導体回路20が設けられている。また、基板10には、スルーホール12が設けられている。このスルーホール12を通じて、面S1上の導体回路20と面S2上の導体回路20とが互いに電気的に接続されている。
On one surface (surface S1) of the
基板10の面S1側には、導体回路20の一部を残して導体回路20を覆う被覆層30が設けられている。本実施形態において被覆層30は、基板10の面S2側にも設けられている。被覆層30は、接着材32および絶縁性樹脂フィルム34を含んで構成されたカバーレイフィルムである。ただし、被覆層30として、カバーレイフィルムを用いることは必須ではない。例えば、被覆層30として、熱硬化性樹脂を含む液状体の樹脂組成物をスクリーン印刷法などにより形成した後に加熱硬化したものを用いてもよい。なお、曲げ特性の面からは、カバーレイフィルムを用いることが好ましい。
A
接着材32は、例えば、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂またはポリウレタン系樹脂等の熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物で構成されていることが好ましい。中でも、密着性および耐熱性の向上という観点からは、エポキシ系樹脂が特に好ましい。
The
絶縁性樹脂フィルム34の材料としては、基板10と同様のものを用いることができる。絶縁性樹脂フィルム34についても、弾性率および耐熱性を向上させる観点からは、ポリイミド樹脂を含むフィルムが特に好ましい。
As the material of the
面S1側に設けられた被覆層30上には、導体板40が設けられている。具体的には、導体板40は、接着剤52によって、被覆層30の絶縁性樹脂フィルム34に固定されている。この導体板40は、基板10の機械的強度を補強する補強板である。導体板40は、導体回路20に向かって突出した突出部42を有している。この突出部42は、導体回路20の上記一部、すなわち導体回路20のうち被覆層30によって覆われていない部分に対向する位置に設けられている。導体板40は、突出部42において導体回路20のグランド回路と電気的に接続されている。本実施形態において突出部42と導体回路20とは、直接には接続されておらず、半田54を介して接続されている。
A
導体板40としては、金属板を用いることが好ましい。金属板としては、例えば、ステンレス板、鉄板、銅板またはアルミ板が挙げられる。これらの中でもステンレス板を用いることが特に好ましい。ステンレス板を用いることにより、板厚を薄くしても、電子部品を支えるのに充分な強度を実現することができる。導体板40の厚さは、特に限定はされないが、好ましくは0.025〜2mm、より好ましくは0.1〜0.5mmである。導体板40の厚さがこの範囲内にあれば、小型機器への内蔵も容易であるとともに、電子部品を支えるのに充分な強度が得られる。
As the
導体板40の導体回路20と反対側の面S3は、突出部42の裏側に相当する部分が窪んでいる。換言すれば、導体板40の面S3には、窪み部44が設けられている。本実施形態において導体板40は、一部が湾曲しており、その湾曲した部分が上述の突出部42および窪み部44を構成している。また、導体板40の突出部42における厚さd1(図2参照)と、導体板40のうち被覆層30上に位置する部分の厚さd2とは、互いに略等しい。
On the surface S3 of the
基板10の面S2側には、電子部品60が設けられている。電子部品60は、導体回路20と電気的に接続されている。電子部品60は、例えば、コネクタ、ICまたはチップ部品等である。また、チップ部品とは、例えば、抵抗器またはコンデンサー等である。上述の導体板40は、基板10を挟んで、電子部品60の反対側に設けられている。
An
基板10の面S1側には、電磁波シールド層70も設けられている。電磁波シールド層70は、基板10の面S1側のうち、導体板40が設けられた領域以外の領域に設けられている。すなわち、回路基板1において、導体板40と電磁波シールド層70とは、互いに重なり合うことなく、別々の領域に設けられている。本実施形態において電磁波シールド層70は、導電性の接着層72、導電性薄膜74および絶縁層76を含んで構成されており、多層のフィルム状をしている。すなわち、この電磁波シールド層70においては、絶縁層76上に導電性薄膜74が形成され、さらにその上に、導電粒子と接着剤とを含む導電性の接着層72が形成されている。
An electromagnetic
導電性薄膜74を構成する金属としては、金、銀、銅、チタン、アルミ、その他の合金等が挙げられる。これらの中でも、電磁波遮蔽性の向上という観点からは、銀が特に好ましい。また、上記導電粒子としては、例えば、銀または銅等の導電性材料を有しているものが好ましい。導電性薄膜74の厚さは、好ましくは0.01〜50μm、より好ましくは0.2〜10μmである。
Examples of the metal constituting the conductive
絶縁層76としては、例えば、ポリイミド樹脂フィルム、ポリエーテルイミド樹脂フィルム、ポリアミドイミド樹脂フィルム等のポリイミド系樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム等のポリアミド系樹脂フィルム、ポリエステル樹脂フィルム等のポリエステル系樹脂フィルムが挙げられる。中でも、弾性率および耐熱性の向上という観点からは、ポリイミド系樹脂からなるフィルムを用いることが特に好ましい。
Examples of the insulating
絶縁層76の厚さは、好ましくは5〜50μm、より好ましくは12.5〜25μmである。厚さが上記下限値以上であることにより、充分な絶縁性が得られる。また、厚さが上記上限値以下であることにより、充分な可撓性が得られる。
The thickness of the insulating
ただし、電磁波シールド層70としては、導電性樹脂ペーストをスクリーン印刷法等により形成した後に加熱硬化し、さらに、その表面に絶縁樹脂インキ等を同じくスクリーン印刷法等により形成した後に加熱硬化したものを用いてもよい。なお、上述のフィルム状の電磁波シールド層の方が、工程の簡略化が可能であるという点で、シールド手段としてより好ましいものである。
However, as the electromagnetic
図3および図4を参照しつつ、回路基板1の製造方法の一例を説明する。まず、基板10の両面に銅箔20aが形成された両面銅張り積層板を用意する(図3(a))。次いで、エッチング等により、基板10の両面の銅箔20aを所望の形状にパターニングする。これにより、導体回路20が形成される(図3(b))。
An example of a method for manufacturing the
続いて、導体回路20上に被覆層30を形成する(図3(c))。この被覆層30の形成は、絶縁性樹脂フィルム34に接着材32を塗布したカバーレイフィルムを貼付することにより、行うことができる。カバーレイフィルムを形成する方法としては、熱圧成形装置により圧着する等の方法が挙げられる。この場合、圧着条件は、例えば、圧着温度80〜220℃、圧着圧力0.2〜10MPaとする。
Subsequently, the
被覆層30は、導体回路20上の一部を残して形成される。すなわち、被覆層30には、導体板40を導体回路20に電気的に接続するための開口部30a、電子部品60を搭載するための開口部30b、および電磁波シールド層70を導体回路20に電気的に接続するための開口部30cが設けられる。これらの開口部30a,30b,30cは、予めパンチング等により形成してもよいし、被覆層30を形成した後に形成してもよい。
The
次に、導体板40を被覆層30に貼着するに先立って、被覆層30上に接着剤52を塗布するとともに、開口部30a中に半田54を設けておく(図4(a))。この状態で、開口部30aを覆うように、導体板40を被覆層30上に接着剤52を介して貼着する。このとき、導体板40の突出部42は、半田54を介して導体回路20に接続される(図4(b))。また、開口部30cを覆うように、電磁波シールド層70を形成する(図4(c))。さらに、開口部30b中に、電子部品60を設けることにより、図1に示す回路基板1を得る。
Next, prior to adhering the
回路基板1の効果を説明する。回路基板1においては、導体板40が導体回路20と電気的に接続されている。これにより、導体板40に、基板10の機械的強度を補強する補強板としての機能のみならず、ノイズの原因となる電磁波を遮蔽するシールド層としての機能をも持たせることができる。このため、充分なシールド効果を有する回路基板1が実現されている。
The effect of the
さらに、導体板40には突出部42が設けられており、その突出部42において導体板40と導体回路20とが互いに電気的に接続されている。かかる構成により、導体板40の導体回路20に対する接続部が平坦である場合に比して、導体板40と導体回路20との間の電気的な接続を一層確実に得ることができる。
Furthermore, the
この点について、図5(a)および図5(b)を参照しつつ、より詳細に説明する。図5(a)において導体板90は、突出部を有しておらず、導体回路20に対する接続部は平坦である。この場合、導体板90と導体回路20との間の電気的接続を得るためには、半田54の液面が開口部30aの開口面よりも高くなるように、半田54を盛っておく必要がある。一方で、半田54の量が多すぎれば、半田が被覆層30上に流れ出してしまう。したがって、導体板90と導体回路20との間の電気的接続を得るために必要な半田の量に関して、許容範囲が比較的狭い。
This point will be described in more detail with reference to FIGS. 5 (a) and 5 (b). In FIG. 5A, the
これに対して、図5(b)は、回路基板1の場合を示している。この場合、導体板40が突出部42を有しているため、半田54の液面が開口部30aの開口面よりも低くても、導体板40と導体回路20との間の電気的接続を得ることができる。しかも、導体板40を導体回路20に接続した後も、半田54が逃げられる空間が広いため、導体板40と導体回路20との間の電気的接続を得るために必要な半田の量に関する許容範囲が比較的広い。このため、回路基板1においては、導体板40と導体回路20との間の電気的な接続を一層確実に得ることができる。したがって、生産安定性の向上、および製造歩留まりの向上にも適した構造の回路基板1が実現されている。
On the other hand, FIG. 5B shows the case of the
また、半田54の量に関して許容範囲が広いため、回路基板1の製造工程においては、半田54の量の管理が容易となる。したがって、製造が容易な回路基板1が実現されている。
Further, since the allowable range for the amount of
さらに、突出部42が設けられていることにより、導体板40と半田54との接触面の一部でクラックが生じたとしても、導体板40が平坦である場合(すなわち上記接触面も平坦である場合)に比して、そのクラックが接触面の残りの部分に伝播しにくい。すなわち、接触面が平坦であると、クラックは一定の速度ベクトルで伝播できるので、伝播に必要な破壊エネルギーが小さい。一方で、接触面が平坦でない場合には、クラックは一定の速度ベクトルで伝播できないので、伝播には大きな破壊エネルギーを必要とするからである。したがって、回路基板1は、信頼性にも優れている。
Further, since the
導体板40の導体回路20と反対側の面S3は、突出部42の裏側に相当する部分が窪んでいる。このため、この窪み部44で、導体板40の熱膨張による応力を緩和することができる。また、かかる構造であれば、例えば平板状の導体板の一部を湾曲させることにより、突出部42を容易に形成することができる。実際、回路基板1においては、上述のとおり、導体板40の一部が湾曲しており、その湾曲した部分が突出部42を構成している。
On the surface S3 of the
また、導体板40の突出部42における厚さと、導体板40のうち被覆層30上に位置する部分の厚さとは、互いに略等しい。かかる構造であれば、厚みが一様な平板状の導体板の一部を湾曲させることにより、突出部42を形成することができる。
Further, the thickness of the protruding
基板10は、フレキシブル基板である。このため、基板10の機械的強度を補強する補強板として機能する導体板40を設けることが特に有用である。また、基板10のうち電子部品60が搭載された部分は、特に大きな負荷を受ける部分である。回路基板1においては、この部分を覆うように導体板40が設けられているため、導体板40の補強板として効果的に機能している。
The
本発明による回路基板は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、図6に示すように、導体板40と導体回路20とは、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)55を介して接続されていてもよい。
The circuit board according to the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, as shown in FIG. 6, the
図7に示すように、導体板40と導体回路20とは、直接に接続されていてもよい。すなわち、同図においては、導体板40が導体回路20に接触しており、これにより両者間の電気的接続が図られている。なお、このとき、導体板40と導体回路20とを半田やACP等の接着剤を用いて接着してもよく、接着しなくてもよい。接着した場合、両者間の電気的接続を一層確実なものとすることができる。一方、接着しない場合には、導体板40を意図的に剥離し易くなるため、リペア性に優れた回路基板を得ることができる。
As shown in FIG. 7, the
導体板40に窪み部44が設けられていることは必須ではない。したがって、図8に示すように、導体板40は、突出部42および窪み部44のうち突出部42のみを有して構成されていてもよい。
It is not essential that the
図9に示すように、突出部42には、導体板40を貫通する孔43が形成されていてもよい。同図においては、この孔43中にも半田54が設けられている。このように孔43が設けられていることにより、導体板40を被覆層30上に貼着した後でも、導体回路20と突出部42との間に、孔43を通じて半田54を供給することが可能となる。これにより、半田54の量の調整が容易となるため、導体板40と導体回路20との間の電気的な接続を一層確実に得ることができる。また、図9に示すように、半田54を孔43の中まで充填することができるので、導体板40と導体回路20との間で一層強固な接続が得られる。
As shown in FIG. 9, a
本発明による回路基板は、携帯電話やパソコン等の電気機器において好適に用いることができる。 The circuit board according to the present invention can be suitably used in electric devices such as mobile phones and personal computers.
1 回路基板
10 基板
12 スルーホール
20 導体回路
30 被覆層
32 接着材
34 絶縁性樹脂フィルム
40 導体板
42 突出部
44 窪み部
52 接着剤
54 半田
60 電子部品
70 電磁波シールド層
72 接着層
74 導電性薄膜
76 絶縁層
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記フレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板の一面上に設けられた前記導体回路と、
前記フレキシブル基板の前記一面側に設けられ、前記導体回路の一部を残して当該導体回路を覆う被覆層と、
前記フレキシブル基板の前記一面側で前記被覆層上に設けられた導体板と、を備え、
前記導体板は、前記導体回路の前記一部に対向する部分に位置する、前記導体回路に向かって突出した突出部を有しており、
前記導体板は、前記突出部において前記導体回路と電気的に接続されていることを特徴とする回路基板。 A circuit board in which an electronic component is mounted on a conductor circuit of a flexible board,
The flexible substrate ;
And the conductor circuit provided on one surface of the flexible substrate,
A coating layer which is provided on the one surface side of the flexible substrate and covers the conductor circuit leaving a part of the conductor circuit;
A conductor plate provided on the coating layer on the one surface side of the flexible substrate ,
The conductor plate has a protruding portion that is located at a portion facing the part of the conductor circuit and protrudes toward the conductor circuit;
The circuit board, wherein the conductor plate is electrically connected to the conductor circuit at the protruding portion.
前記導体板の前記導体回路と反対側の面は、前記突出部の裏側に相当する部分が窪んでいる回路基板。 The circuit board according to claim 1,
A circuit board in which a surface of the conductor plate opposite to the conductor circuit is recessed in a portion corresponding to the back side of the protruding portion.
前記導体板の前記突出部には、当該導体板を貫通する孔が設けられている回路基板。 The circuit board according to claim 1 or 2,
A circuit board in which the protruding portion of the conductor plate is provided with a hole penetrating the conductor plate.
前記導体板の前記突出部における厚さと、当該導体板のうち前記被覆層上に位置する部分の厚さとは、互いに略等しい回路基板。 The circuit board according to any one of claims 1 to 3,
The thickness of the protruding portion of the conductor plate and the thickness of the portion of the conductor plate located on the covering layer are substantially equal to each other.
前記導体板の一部は湾曲しており、
当該湾曲した部分が前記突出部を構成している回路基板。 The circuit board according to claim 1,
A portion of the conductor plate is curved,
A circuit board in which the curved portion constitutes the protrusion.
前記導体板は、前記基板の機械的強度を補強する補強板である回路基板。 The circuit board according to any one of claims 1 to 5 ,
The circuit board is a reinforcing board that reinforces the mechanical strength of the board.
前記導体板は、ステンレス板、鉄板、銅板またはアルミ板である回路基板。 In the circuit board according to any one of claims 1 to 6,
The circuit board is a stainless steel plate, an iron plate, a copper plate, or an aluminum plate.
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