JP4622308B2

JP4622308B2 - フレキシブルプリント配線板

Info

Publication number: JP4622308B2
Application number: JP2004148680A
Authority: JP
Inventors: 信司森本; 晃治中島
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2004-05-19
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2024-05-19
Also published as: JP2005332906A

Description

本発明は、種々の表面実装型の電子部品が実装され携帯電話機や光ディスクドライブ等の電子機器に内蔵されるフレキシブルプリント配線板及びその製造方法に関する。

近年、種々の電子機器の電子回路の配線を構成する部品として柔軟性を有するフレキシブルプリント配線板が用いられている。一般的なフレキシブルプリント配線板の製造方法としては、まず、ポリイミドフィルム等からなるベースフィルムの片面又は両面に接着材等を用いて銅箔を張り合わせたフレキシブルプリント配線板用銅張積層板（以下、ＦＰＣ用銅張積層板という）を作製し、該ＦＰＣ用銅張積層板の銅箔を選択的にエッチングして導体パターンを形成する。次に、部品実装用開口部を有する絶縁保護材を用いて導体パターンの表面を被覆した後、部品実装用開口部から露出した導体パターンの表面にめっき処理や半田ペースト印刷等の表面処理を施し、最後に金型等を用いて外形加工して所定形状のフレキシブルプリント配線板を作製する。

ここで、導体パターンの表面に絶縁保護材を形成する方法としては、通常２つの方法が用いられている。第１の方法は絶縁性を有するカバーレイフィルムを接着材により貼着する方法であり、第２の方法はカバーコートインクをスクリーン印刷法等によりパターン印刷する方法である。

第１の方法は、いわゆるカバーレイタイプであり、ベースとなるフィルムの表面に接着層を有するポリイミドフィルムを用いるのが一般的であり、耐久性に優れているため主に耐屈曲性を必要とするフレキシブルプリント配線板に用いられている。なお、カバーレイフィルムには予め金型等を用いてパンチング加工を施して部品実装用開口部を形成し、導電パターンと位置合わせを行って熱圧着することで導体パターンの表面に絶縁保護材を形成している。

第２の方法は、いわゆるカバーコートタイプであり、主にテープ・オート・ボンディング（ＴＡＢ）において用いられ、ロールツーロールでの製造が可能で生産性に優れている。カバーコートインクとしては一般的にエポキシ系樹脂をベースとした熱硬化性のインクが用いられるため、カバーレイフィルムを用いた第１の方法に比べて耐久性に欠け、耐久性を必要とするフレキシブルプリント配線板ではあまり採用されていない。また、耐熱性と共に柔軟性を有するポリイミド系変性樹脂をベースとしたカバーコートインクが開発されているが、カバーレイフィルムの耐久性や機械的強度には及ばず、耐久性を必要とする用途での採用実績はない。

ところで、このようなフレキシブルプリント配線板において、近年、携帯電話機や光ディスクドライブ等の電子機器において、屈曲に対する耐久性と微細配線化に伴う高密度実装が要求されるようになってきている。しかしながら、上述した第１の方法では、耐久性を有するカバーレイフィルムの部品実装用開口部は金型によるパンチング加工により形成されるため、一箇所に集中した微細な部品実装用開口部を形成することは寸法位置精度が得られないばかりでなく、高額な金型が複数必要となり高コストで且つ煩雑な工程が必要となり生産性に欠け、また、上述した第２の方法では十分な耐久性が得られなかった。

そこで、屈曲に対する耐久性と高密度実装の両方を実現するために、フレキシブルプリント配線板の耐久性を必要とする部分、例えば電子機器への内蔵時に屈曲される屈曲部にはカバーレイフィルムを貼着した後、高密度実装がなされる部分、例えば部品実装部には
アクリル系樹脂などからなる感光性レジストを形成し、所定のパターンに露光及び現像することで部品実装用開口部を有する絶縁保護材を形成する方法が、例えば（特許文献１）に開示されている。（特許文献１）のフレキシブルプリント配線板は、屈曲部は貼付式のカバーレイフィルムで絶縁保護され、部品実装部は感光性のカバーレイフィルムで絶縁保護されるため、耐久性と高密度実装の両方を実現することができるものである。
特開平１０−４２５６号公報

しかしながら上記従来の技術では、以下のような課題を有していた。

（１）従来のカバーレイフィルムと感光性レジストを用いたフレキシブルプリント配線板では、感光性レジストを形成するために、レジスト貼着又は塗布、露光、現像、熱硬化という多大な工数が必要であり生産性に欠け、特に（特許文献１）のフレキシブルプリント配線板では、感光性カバーレイフィルムは個別化されたシート状に形成されたものを用いバッチ処理により貼着するため、カバーレイフィルム貼着以降の工程においては、各配線板が個別化されたシート状で処理されるのが一般的であり、上述したような感光性レジストの形成工程が極めて複雑で煩雑な作業となるため著しく生産性に欠けるという課題を有していた。

（２）また、貼付式のカバーレイフィルムと感光性レジスト（感光性カバーレイフィルム）が重なる部分では、感光性レジストがカバーレイフィルムの段差を完全に埋め、且つ強固に密着させる必要があるが、カバーレイフィルムの上から感光性レジストを形成すると感光性レジストの埋め込み性は不十分で、カバーレイフィルムへの接着強度も強固でなく、導体パターンの保護性能が低下し耐久性に欠けるという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、屈曲等に対する耐久性と部品の高密度実装性とを同時に実現できると共に、製造工数が少なく生産性に優れたフレキシブルプリント配線板を提供することを目的とする。

また、本発明は上記従来の課題を解決するもので、屈曲等に対する耐久性と部品の高密度実装性とを同時に実現したフレキシブルプリント配線板を低工数且つ簡単な工程で製造でき、ロールツーロールによる製造も可能な生産性に優れたフレキシブルプリント配線板の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のフレキシブルプリント配線板は絶縁性を有するベースフィルムの片面又は両面に形成された導体パターンと、導体パターンの部品実装部を含む領域にスクリーン印刷法により所定パターンで被覆形成されたソルダーレジスト部と、所定部に開口部を有し開口部の外周部がソルダーレジスト部の周縁部の上部に重なるように導体パターン上に貼着されたカバーレイフィルムと、を備え、開口部の外周部が導体パターンの上部に重なり、導体パターンは、開口部の外周部よりも外側である部分を境に内側をソルダーレジスト部に、外側をカバーレイフィルムに覆われ、ベースフィルムのうち屈曲される部分はカバーレイフィルムの単層構造である。

これにより、屈曲等に対する耐久性と部品の高密度実装性とを同時に実現できると共に、製造工数が少なく生産性に優れたフレキシブルプリント配線板を提供することができる。

以上説明したように本発明のフレキシブルプリント配線板によれば、以下のような有利な効果が得られる。

請求項１に記載の発明によれば、
（１）部品実装部を含む領域はソルダーレジスト部により被覆され、それ以外の例えば屈曲部を含む領域はカバーレイフィルムにより被覆されるので、屈曲に対する耐久性と部品の高密度実装性とを同時に実現することができ、特に携帯電話機や光ディスクドライブ等の電子機器に好適なフレキシブルプリント配線板を提供することができる。

（２）ソルダーレジスト部の周縁部の上部にカバーレイフィルムの開口部の外周部が重なるように貼着されるので、重なった部分が強固に密着し耐久性に優れたフレキシブルプリント配線板を提供することができる。

（３）ソルダーレジスト部をスクリーン印刷法により形成しているので、ソルダーレジスト部が微細なパターンであっても寸法精度よく形成することができ、部品の高密度実装性に優れたフレキシブルプリント配線板を提供することができる。

（４）カバーレイフィルムを貼着する前にソルダーレジスト部を形成することにより、スクリーン印刷の条件を最適化することができ品質の高いフレキシブルプリント配線板を提供することができる。

（５）ソルダーレジスト部をスクリーン印刷法を用いて形成すると共に、部品実装部を含む領域以外の導体パターンの保護はカバーレイフィルムを貼着するだけなので、ロールツーロールによる製造に適し各製造工程の簡略化及び自動化が図れ生産性に優れたフレキシブルプリント配線板を提供することができる。

（６）カバーレイフィルムの開口部の位置に高い位置決め精度を必要としないので省力性に優れ且つ自動化が容易で生産性に優れるフレキシブルプリント配線板を提供することができる。

（７）少なくとも屈曲部にはカバーレイフィルムが貼着されるので、屈曲部を屈曲させても導体パターンが断線し難く耐久性に優れたフレキシブルプリント配線板を提供することができる。

（８）部品実装部にはソルダーレジスト部を形成し、屈曲部にはカバーレイフィルムを貼着することにより、フレキシブルプリント配線板上の導体パターンを外部環境から保護しながら、屈曲に対する耐久性と高密度実装性を同時に実現できるフレキシブルプリント配線板を提供することができる。

本発明は、屈曲等に対する耐久性と部品の高密度実装性とを同時に実現できると共に、製造工数が少なく生産性に優れたフレキシブルプリント配線板を提供するという目的を、導体パターンの部品実装部を含む領域にスクリーン印刷法により所定パターンで被覆形成されたソルダーレジスト部と、所定部に開口部を有し開口部の外周部がソルダーレジスト部の周縁部の上部に重なるように導体パターン上に貼着されたカバーレイフィルムと、を備えることにより実現した。

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、絶縁性を有するベースフィルムの片面又は両面に形成された導体パターンと、導体パターンの部品実装部を含む領域にスクリーン印刷法により所定パターンで被覆形成されたソルダーレジスト部と、所定部に開口部を有し開口部の外周部がソルダーレジスト部の周縁部の上部に重なるように導体パターン上に貼着されたカバーレイフィルムと、を備え、開口部の外周部が導体パターンの上部に重なり、導体パターンは、開口部の外周部よりも外側である部分を境に内側をソルダーレジスト部に、外側をカバーレイフィルムに覆われ、ベースフィルムのうち屈曲される部分はカバーレイフィルムの単層構造である。

この構成により、以下の作用を有する。

（１）部品実装部を含む領域はソルダーレジスト部により被覆され、それ以外の例えば屈曲部を含む領域はカバーレイフィルムにより被覆されるので、ベースフィルム上の導体パターンを外部環境から保護でき電気的にも絶縁保護できると共に、屈曲に対する耐久性と部品の高密度実装性とを同時に実現することができる。

（２）ソルダーレジスト部の周縁部の上部にカバーレイフィルムの開口部の外周部が重なるように貼着されるので、重なった部分が強固に密着し高い耐久性を得ることができる。

（３）ソルダーレジスト部をスクリーン印刷法により形成しているので、ソルダーレジスト部が微細なパターンであっても寸法精度よく形成することができ、部品の高密度実装性を高めることができる。

（４）カバーレイフィルムを貼着する前にソルダーレジスト部を形成することにより、ソルダーレジスト部を形成するためのスクリーン印刷の条件を最適化することができる。

（５）ソルダーレジスト部をスクリーン印刷法を用いて形成すると共に、部品実装部を含む領域以外の導体パターンの保護はカバーレイフィルムを貼着するだけなので、ロールツーロールによる製造に適し各製造工程の簡略化及び自動化が図れ生産性に優れる。

（６）カバーレイフィルムを貼着する際の開口部の位置はソルダーレジスト部に露出した部品実装部が露出するような位置であればよいので、開口部の位置が多少ずれても部品実装部が塞がらなければよく、高い位置決め精度を必要としないので省力性に優れ且つ自動化が容易で生産性に優れる。

ここで、導電パターンの部品実装部とはランド部や部品穴である。また、ソルダーレジスト部としては、熱硬化性のエポキシ樹脂系のものやアクリル系樹脂、変性ポリイミド系樹脂等、或いは、光硬化性のアクリレート系樹脂等が用いられ、密着性や半田耐熱性、耐薬品性、絶縁性に優れたものが用いられる。

（７）少なくとも屈曲部にはカバーレイフィルムが貼着されるので、屈曲部を屈曲させても導体パターンが断線し難く高い耐久性を得ることができる。

（８）部品実装部にはソルダーレジスト部を形成し、屈曲部にはカバーレイフィルムを貼着することにより、フレキシブルプリント配線板上の導体パターンを外部環境から保護しながら、屈曲に対する耐久性と高密度実装性を同時に実現できる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、各図に基づいて説明する。

図１は本発明の実施の形態１におけるフレキシブルプリント配線板の要部側面断面端面図である。

図１において、１は本実施の形態１におけるフレキシブルプリント配線板、２はポリイミドフィルムからなるベースフィルム、３はベースフィルム２の上面に塗布された接着材、４は接着材３によりベースフィルム２に接着された銅箔をエッチングして形成された導体パターン、５は導体パターン４の端部等に形成された部品実装部、６は導体パターン４の部品実装部５を含む領域に被覆形成されたソルダーレジスト部、７はソルダーレジスト部６の部品実装部５に対応する位置に形成された部品実装用開口部、８は導体パターン４上に貼着されたカバーレイフィルム、９はカバーレイフィルム８の上層を構成するポリイミドフィルム、１０はポリイミドフィルム９の下面に塗布された接着材、１１はカバーレイフィルム８の所定部に形成された開口部、１２は部品実装部５の表面の露出部に形成されためっき皮膜（表面処理部）、１３はフレキシブルプリント配線板１が電子機器への内蔵時に屈曲される屈曲部である。

ここで、接着材３や接着材１０としてはエポキシ系やアクリル系等の樹脂やそれを変性して柔軟性を付与したもの等が用いられる。なお、ベースフィルム２に接着材３を用いずに銅箔を接着した２層構造の銅張積層板を用いることもできる。

ソルダーレジスト部６は、熱硬化性のレジスト用インクをスクリーン印刷法により部品実装用開口部７を有する所定パターンで印刷した後、熱処理して硬化させ導体パターン４の一部を被覆して絶縁保護している。なお、絶縁保護されず露出する部品実装部５には表面処理によりめっき皮膜（表面処理部）１２が形成されている。

カバーレイフィルム８は、その開口部１１がソルダーレジスト部６より小さくなるように形成され、開口部１１の外周部がソルダーレジスト部６の周縁部の上部に重なるように位置決めされて導体パターン２に貼着されている。

以上のように構成された本実施の形態１におけるフレキシブルプリント配線板１について、以下その製造方法を図面を用いて説明する。

図２（ａ）は本発明の実施の形態１におけるフレキシブルプリント配線板の製造に用いられる片面積層板の要部側面断面端面図であり、図２（ｂ）は導体パターン形成工程を示す要部側面断面端面図であり、図２（ｃ）はソルダーレジスト形成工程を示す要部側面断面端面図であり、図２（ｄ）はカバーレイフィルム貼着工程を示す要部側面断面端面図であり、図２（ｅ）は表面処理工程を示す要部側面断面端面図である。

図２において、１４は片面銅張積層板、１５は銅箔、１６は片面銅張積層板１４の銅箔１５をエッチングして導体パターン４を形成した片面配線板である。

まず、図２（ａ）に示すように、ベースフィルム２の片面に銅箔１５が貼着された片面銅張積層板１４を準備する。銅箔１５としては電解銅箔や圧延銅箔を用いることができる。なお、本実施の形態１においては片面銅張積層板１４を用いているがこれに限られるものではなく、両面銅張積層板を用い、ベースフィルム２の両面に導体パターン４を形成することもできる。

次に、図２（ｂ）に示すように、所定形状のエッチングレジスト（図示せず）を銅箔１５の表面に形成し、塩化第二鉄溶液や塩化第二銅溶液等のエッチング液を用いてエッチングを行い、エッチングレジストを除去して導体パターン４を形成し（導体パターン形成工程）、片面配線板１６が得られる。なお、エッチングにより導電パターン４にはその端部等に最終的にランド部となる部品実装部５が形成される。

次に、図２（ｃ）に示すように、レジストパターンが形成されたスクリーン版（図示せず）を準備し、このレジストパターンと片面配線板１６の部品実装部５を含む領域Ｘとの位置合わせを行い、スクリーン印刷法により変性ポリイミド系樹脂等からなる熱硬化性のレジスト用インクを印刷した後、熱処理して硬化させ、部品実装用開口部７を有するソルダーレジスト部６を領域Ｘに被覆形成する（ソルダーレジスト形成工程）。なお、このレジストパターンによりソルダーレジスト部６の部品実装部５に対応する位置には部品実装用開口部７が形成される。

次に、図２（ｄ）に示すように、ソルダーレジスト部６より小さい開口部１１を有するカバーレイフィルム８を準備し、このカバーレイフィルム８を、部品実装部５を露出させ、且つ開口部１１の外周部がソルダーレジスト部６の周縁部の上部に重なるように位置決めして接着材１０により導体パターン４上に貼着する（カバーレイフィルム貼着工程）。なお、カバーレイフィルム８は少なくとも図１において説明した屈曲部１３を含む部分に貼着される。

次に、図２（ｅ）に示すように、部品実装部５の露出した表面に表面処理を施しめっき皮膜（表面処理部）１２を形成して（表面処理工程）、フレキシブルプリント配線板１が作製される。

以上のように本実施の形態１におけるフレキシブルプリント配線板１及びその製造方法は構成されているので、以下のような作用を有する。

（１）部品実装部５を含む領域はソルダーレジスト部６により被覆され、それ以外の屈曲部１３を含む領域はカバーレイフィルム８により被覆されるので、ベースフィルム２上の導体パターン４を外部環境から保護でき電気的にも絶縁保護できると共に、屈曲に対する耐久性と部品の高密度実装性とを同時に実現することができる。

（２）カバーレイフィルム貼着工程において、ソルダーレジスト部６の周縁部の上部にカバーレイフィルム８の開口部１１の外周部が重なるように貼着されるので、重なった部分が強固に密着し高い耐久性を得ることができる。

（３）ソルダーレジスト部６をスクリーン印刷法により形成しているので、ソルダーレジスト部６が微細なパターンであっても寸法精度よく形成することができ、部品の高密度実装性を高めることができる。

（４）カバーレイフィルム貼着工程の前にソルダーレジスト形成工程を行うことにより、ソルダーレジスト形成工程におけるスクリーン印刷の条件を最適化することができる。

（５）カバーレイフィルム貼着工程における開口部１１の位置決めは、部品実装部５が露出するような位置であればよいので、開口部１１の位置が多少ずれても部品実装部５が塞がらなければよく、高い位置決め精度を必要としないので省力性に優れ且つ自動化が容易で生産性に優れる。

（６）ソルダーレジスト形成工程においてスクリーン印刷法を用いていると共に、部品実装部５を含む領域以外の導体パターン４の保護はカバーレイフィルムを貼着するだけなので、ロールツーロールによる製造に適し、導体パターン形成工程からカバーレイフィルム貼着工程、或いはその後工程の表面処理工程までをロールツーロールで行うことができ、製造工程が簡単で且つ自動化でき生産性に優れる。また、ソルダーレジスト部６として変性ポリイミド系のインクを使用できるため、アクリル系樹脂などからなる感光性レジストと比較した場合、耐熱性と柔軟性、耐薬品性などの皮膜強度を高めることができる。

（７）表面処理工程により部品実装部５にめっき皮膜（表面処理部）１２を形成することで、電子部品実装時の半田濡れ性を向上させることができ、電子部品の実装作業が容易になると共に電気的接続の信頼性を高めることができる。

（８）少なくとも屈曲部１３にはカバーレイフィルム８が貼着されているので、屈曲部１３を屈曲させても導体パターン４が断線することなく耐久性を向上させることができる。

本発明は、種々の電子部品が実装され携帯電話機や光ディスクドライブ等の電子機器に内蔵されるフレキシブルプリント配線板に関し、特に本発明によれば、屈曲等に対する耐久性と部品の高密度実装性とを同時に実現できると共に、製造工数が少なく生産性に優れたフレキシブルプリント配線板を提供することができる。

本発明は、種々の電子部品が実装され携帯電話機や光ディスクドライブ等の電子機器に内蔵されるフレキシブルプリント配線板の製造方法に関し、特に本発明によれば、屈曲等に対する耐久性と部品の高密度実装性とを同時に実現したフレキシブルプリント配線板を低工数且つ簡単な工程で製造でき、ロールツーロールによる製造も可能な生産性に優れたフレキシブルプリント配線板の製造方法を提供することができる。

本発明の実施の形態１におけるフレキシブルプリント配線板の要部側面断面端面図（ａ）本発明の実施の形態１におけるフレキシブルプリント配線板の製造に用いられる片面積層板の要部側面断面端面図、（ｂ）導体パターン形成工程を示す要部側面断面端面図、（ｃ）ソルダーレジスト形成工程を示す要部側面断面端面図、（ｄ）カバーレイフィルム貼着工程を示す要部側面断面端面図、（ｅ）表面処理工程を示す要部側面断面端面図

符号の説明

１フレキシブルプリント配線板
２ベースフィルム
３接着材
４導体パターン
５部品実装部
６ソルダーレジスト部
７部品実装用開口部
８カバーレイフィルム
９ポリイミドフィルム
１０接着材
１１開口部
１２めっき皮膜（表面処理部）
１３屈曲部
１４片面銅張積層板
１５銅箔
１６片面配線板

Claims

絶縁性を有するベースフィルムの片面又は両面に形成された導体パターンと、
前記導体パターンの部品実装部を含む領域にスクリーン印刷法により所定パターンで被覆形成されたソルダーレジスト部と、
所定部に開口部を有し前記開口部の外周部が前記ソルダーレジスト部の周縁部の上部に重なるように前記導体パターン上に貼着されたカバーレイフィルムと、を備え、
前記開口部の外周部が前記導体パターンの上部に重なり、前記導体パターンは、前記開口部の外周部よりも外側である部分を境に内側を前記ソルダーレジスト部に、外側を前記カバーレイフィルムに覆われ、
前記ベースフィルムのうち屈曲される部分はカバーレイフィルムの単層構造であることを特徴とするフレキシブルプリント配線板。