JP4720462B2 - フレキシブル回路基板およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、回路部品を形成した可撓性を有するフレキシブル回路基板およびその製造方法に関する。

近年、電子機器の高速化にともなって、他の電子機器や環境に影響を与えるＥＭＩ（電磁干渉）やＥＭＣ（電磁環境両立性）などの対策が重要になっている。例えば、電子機器内部の回路基板を接続する場合、ケーブルであるフレキシブル回路基板がアンテナとなって電磁ノイズが電子機器の内外に輻射され、大きな問題となる。

一方では、身体に装着される「ウエアラブル・コンピュータシステム」、種々の形状の物品や自由自在に曲率が変化する場所などに使用可能な、従来よりもさらに薄くて、高い柔軟性を有するフレキシブル回路基板の実現が要望されている。

これらのフレキシブル回路基板においても、電磁ノイズの防止とともに、さらに高い柔軟性が要求されている。

そこで、電磁ノイズを防止するために、従来、フレキシブル回路基板はフィルタ回路を実装して対策していた。その構成は、フレキシブル回路基板で接続するコネクタの周囲にフィルタ素子としてチップコンデンサを実装して、一方の電極端子をコネクタの端子に接続し、他方の電極端子を接地するものであった。

しかし、このような構成では、電子部品の周囲にさらにチップコンデンサなどの電子部品を実装する実装スペースが必要となるため、電子機器の小型化や薄型化が極めて困難であった。また、曲げなどの変形に対して、電子部品の破損や接続信頼性の低いものであった。

これらを改善するために、チップコンデンサの代替として、プリント配線板に櫛形電極を深さ方向に対向して埋め込んで形成し、櫛形電極対間に誘電体を挟んで、コンデンサを基板内に設けた例が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

これによれば、コンデンサの内蔵により、ＥＭＩなどの対策に対応した薄型のプリント配線板を実現できるとしている。
特開２００４−７２０３４号公報

しかしながら、上述の特許文献１に示されているプリント配線板によれば、櫛形電極を、誘電体の深さ方向で対向させて形成し、誘電体の両面に平板電極を形成してコンデンサを構成している。そのため、櫛形電極の形状がプリント配線板の厚みなどで制限され、得られる容量の範囲が狭いものであった。

また、誘電体に櫛形電極を形成する構造のため、柔軟性が低く、曲げ変形に対して、クラックなどが発生しやすく信頼性が低いという課題があった。

また、貫通孔あるいは非貫通孔を誘電体の深さ方向に対して、複数箇所に形成して櫛形電極を形成するため、生産性に課題があった。

また、コンデンサ以外の記載がなく各種用途に対応できる任意のフィルタなどを構成することができないという課題もあった。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、各種回路部品を形成した、薄型で可撓性に優れたフレキシブル回路基板およびその製造方法を提供することを目的とする。

また、本発明のフレキシブル回路基板は、少なくとも一方の面に配線パターンを設けた可撓性を有する樹脂基板と、樹脂基板に、所定の高さを有し所定のパターン形状が所定の材料により形成された回路部品と、回路部品は少なくとも埋設する樹脂層と、を備え、配線パターンと回路部品とを接続した構成を有する。

さらに、２つ以上の異なる回路部品が設けられていてもよい。

さらに、樹脂基板が導電ビアを有し、回路部品が配線パターンと導電ビアを介して接続されていてもよい。

さらに、回路部品は、所定の材料として電極材料で櫛形パターン形状に形成した櫛形電極対と、櫛形電極対間に誘電体材料を埋め込んで形成した誘電体層と、を有するキャパシタであってもよい。

さらに、誘電体層が、樹脂層であってもよい。

さらに、回路部品は、所定のパターン形状が所定の材料として導電体材料で形成されたインダクタであってもよい。

さらに、回路部品は、所定のパターン形状が所定の材料として抵抗体材料で形成されたレジスタであってもよい。

これらにより、パターン形状や高さにより、回路部品の特性を簡単に調整できるフレキシブル回路基板を実現できる。特に、回路部品であるキャパシタは、櫛形電極対間に任意の誘電体材料を誘電体層とすることができるため、容量範囲を容易に拡大できるものである。

さらに、回路基板を積層して設けてもよい。

これにより、各種回路構成を形成したフレキシブル回路基板を容易に実現できる。

また、本発明のフレキシブル回路基板の製造方法は、可撓性を有する樹脂基板の少なくとも一方の面に配線パターンを形成する工程と、樹脂基板に、所定の高さを有し所定のパターン形状で所定の材料により、配線パターンと接続する回路部品を形成する工程と、少なくとも回路部品の高さまで樹脂層を形成する工程と、を含む。

さらに、樹脂基板に回路部品を形成する工程が、所定のパターン形状で所定の深さを有する溝に所定の材料を埋め込んだ金型を、樹脂基板に形成した配線パターンの位置に配置して回路部品を形成する工程と、回路部品を金型から剥離する工程と、を含んでもよい。

さらに、樹脂基板に、導電ビアを形成する工程をさらに含んでもよい。

これらの方法により、樹脂層により回路部品の実装面を平坦化できるため、積層構成が容易なフレキシブル回路基板を作製できる。さらに、回路部品の１つであるキャパシタは、誘電体層の誘電体材料を任意に選択して形成できるので、さらにフィルタ特性の設計が容易なフレキシブル回路基板を作製することができる。

本発明のフレキシブル回路基板およびその製造方法によれば、各種回路部品を形成した薄型で可撓性に優れたフレキシブル回路基板を実現できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面においては、説明を容易にするために任意に拡大して示している。

また、以下の各実施の形態においては、キャパシタ、インダクタおよびレジスタからなるフィルタ回路を有するフレキシブル回路基板を例に説明するが、これに限られないことはいうまでもない。

（第１の実施の形態）
以下に、本発明の第１の実施の形態におけるフレキシブル回路基板について、図１を用いて説明する。

図１（ａ）は本発明の第１の実施の形態におけるフレキシブル回路基板を示す平面図で、図１（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図１（ｃ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

図１に示すように、フレキシブル回路基板１０は、可撓性を有する、例えば厚さ１００μｍ〜１０００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる基材１１の一方の面に、所定の深さで所定のパターン形状で形成した各溝に、所定の材料を埋め込んで形成した回路部品１５を有している。そして、回路部品１５は、以下で詳細に述べるように、少なくともキャパシタ（Ｃ）１６、インダクタ（Ｌ）１７とレジスタ（Ｒ）１８のいずれかで構成される。なお、以降では必要に応じて、キャパシタをＣ、インダクタをＬ、レジスタをＲと略記して示すことがある。

さらに、基材１１には、例えば銀粒子などを含有する導電性樹脂を、例えばスクリーン印刷を用いて、配線パターン１２や導電ビア１９を形成し、例えばＬ、Ｃ、Ｒでフィルタ回路を構成した回路部品１５と接続することにより、フレキシブル回路基板１０が形成される。また、必要に応じて、回路部品１５や配線パターン１２を保護するために、外部機器と接続する接続端子１３を除いて、レジストなどの保護層（図示せず）を設けてもよい。

なお、第１の実施の形態では、配線パターン１２とＬ、Ｃ、Ｒからなる回路部品１５を全て接続したフィルタ回路の構成で説明したが、これに限られない。例えば、Ｌ、Ｃ、Ｒの３種からなる回路部品１５の内、少なくともキャパシタを含む、例えばＬＣフィルタやＲＣフィルタなどからなるフィルタ回路の構成としてもよい。さらに、Ｌ、Ｃ、Ｒを個別に複数個形成してもよいことはいうまでもない。

ここで、配線パターン１２としては、上記方法以外に、例えば銅やアルミニウムなどのパターン化した金属箔やメッキ膜などを用いることもできる。

以下に、本発明の第１の実施の形態におけるフレキシブル回路基板１０を構成する回路部品１５について、説明する。

まず、回路部品１５の１つであるキャパシタ１６について説明する。

図１に示すように、キャパシタ１６は、基材１１の表面に長さＷ、間隔ｄ１、電極幅ｄ２、櫛本数ｆ（図面中では５本で示す）の櫛形パターン形状で深さｔからなる溝に、例えば銅（Ｃｕ）粒子などを含む導電性樹脂などの電極材料を充填して、対向して形成された櫛形電極１６１、１６２により形成された櫛形電極対１６３を有している。そして、図１（ｃ）に示すように、櫛形電極対１６３間の基材１１を誘電体層としてキャパシタ１６を構成している。ここで、キャパシタ１６の容量は、櫛形電極１６１、１６２の長さＷ、電極幅ｄ２、深さｔ、櫛本数ｆや櫛形電極対１６３の間隔ｄ１および櫛形電極対１６３間の誘電体層である基材１１の誘電率εなどの各パラメータにより、任意の値に設計できるものである。

これにより、櫛形電極で構成されたキャパシタは、広い容量範囲を実現できるとともに、厚み方向に積層して形成されるキャパシタに比べて、短絡などの生じにくい信頼性に優れたキャパシタを実現できる。

つぎに、回路部品１５の１つであるインダクタ１７について説明する。

図１（ａ）に示すように、インダクタ１７は、所定の形状の、例えば渦巻き状やリング状のパターン形状で所定の深さからなる溝に、例えば銅粒子などを含む導電性樹脂などの導電体材料を充填して構成される。そして、形成したパターンの巻数、断面積、長さや導電体材料の透磁率などにより、任意のインダクタンスを有するインダクタ１７を実現できる。

つぎに、回路部品１５の１つであるレジスタ１８について説明する。

図１（ａ）に示すように、レジスタ１８は、所定の形状の、例えば矩形状や線状のパターン形状で所定の深さからなる溝に、例えば銅ニッケル合金、導電性カーボン粒子などを含む抵抗体材料を充填して構成される。そして、形成したパターンの長さや幅と溝の深さで規定される断面積および抵抗体材料の抵抗率などにより、任意の抵抗値を有するレジスタ１８を容易に実現できる。

上記構成により、同じ基材に、Ｌ、Ｃ、Ｒなどの回路部品が最適な材料で作製され、一体化して形成されたフレキシブル回路基板１０が得られる。

本発明の第１の実施の形態によれば、可撓性を有する基材に所定のパターン形状で所定の深さの溝に所定の材料を充填して、各種回路部品を一体化して形成できるため、薄型で可撓性に優れたフレキシブル回路基板を実現できる。

また、各回路部品のパターン形状や深さを任意に設定できるため、必要な特性値を自由に設計できるフレキシブル回路基板が容易に得られる。

また、基材上に形成したＬ、Ｃ、Ｒからなる回路部品の接続端子を選択して接続することにより任意の組み合わせが可能となる。その結果、例えば任意のフィルタ回路を形成できる汎用性に優れたフレキシブル回路基板を実現できる。

以下に、本発明の第１の実施の形態におけるフレキシブル回路基板の製造方法について、図２を用いて説明する。

図２（ａ）から図２（ｆ）は本発明の第１の実施の形態におけるフレキシブル回路基板の製造方法を説明する工程断面図で、図２（ｇ）は同図（ｆ）の平面図である。

まず、図２（ａ）に示すように、基材に各種回路部品となる所定のパターン形状と所定の深さの溝を形成するための凸部２１を内底面に有する金型２０を準備する。このとき、インダクタおよびキャパシタを形成するパターンの少なくとも一方の端部の凸部２１１、２１２は、以降で述べる基材の厚みと同程度の高さで形成する。

つぎに、図２（ｂ）に示すように、基材となる、例えばＰＥＴなどの樹脂材料２２を、凸部２１１、２１２の高さ程度まで金型２０に、例えば加熱しながら流し込んで充填する。そして、その後、樹脂材料２２を冷却して硬化させる。このとき、金型２０には、離型性を高めるために、例えばシリコーン系離型剤、フッ素系離型剤などを塗布することが好ましい。

ここで、基材となる樹脂材料としては、上記ＰＥＴの他に、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂および光硬化性樹脂の内のいずれか１種を含む樹脂や複合材などを用いることができる。そして、それらは、加熱や紫外線などの光照射またはこれらの組み合わせた方法により硬化することができる。なお、熱可塑性樹脂としては、メタクリル酸樹脂、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、アクリル、ポリカーボネートなどを用いることができる。また、熱硬化性樹脂としては、エポキシ、フェノール樹脂、ポリイミドやポリフェニレンサルファイド、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂などを用いることができる。さらに、光硬化性樹脂としては、アクリル系変性樹脂などを用いることができる。

つぎに、図２（ｃ）に示すように、硬化した樹脂材料２２を金型２０から剥離する。これにより、所定の位置に各回路部品が形成される所定のパターン形状と所定の深さからなる溝２３が形成された基材１１が作製される。例えば、回路部品がキャパシタの場合には、基材１１に櫛形パターン形状で所定の深さからなる溝２３１が形成される。また、回路部品がインダクタの場合には、基材１１に渦巻き状のパターン形状で所定の深さからなる溝２３２が形成される。さらに、回路部品がレジスタの場合には、基材１１に矩形状のパターン形状で所定の深さからなる溝２３３が形成される。

つぎに、図２（ｄ）に示すように、回路部品ごとに所定の材料を各溝２３１、２３２、２３３に、例えばスクリーン印刷などを用いて充填する。

ここで、所定の材料とは、キャパシタの場合には電極材料ペースト２４１を、インダクタの場合には導電体材料ペースト２４２を、レジスタの場合には抵抗体材料ペースト２４３などである。そして、電極材料ペースト２４１としては、銅、銀、アルミニウム、ニッケル、金、パラジウム、錫などの金属粒子やこれらの合金粒子、導電性カーボン粒子などとバインダ樹脂を混合したペーストなどを用いることができる。また、導電体材料ペースト２４２としては、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、金、パラジウム、錫などの金属粒子やこれらの合金粒子、導電性カーボン粒子などとバインダ樹脂を混合したペーストなどを用いることができる。さらに、抵抗体材料ペースト２４３としては、銅ニッケル合金、導電性カーボン粒子などとバインダ樹脂を混合したペーストなどを用いることができる。なお、各ペーストのバインダ樹脂は、硬化温度などの条件を考慮した場合、同じ材料であることが好ましい。また、硬化収縮の少ないものが好ましい。さらに、基材１１のガラス転移温度よりも低いものが特に好ましい。

つぎに、図２（ｅ）に示すように、基材１１のガラス転移温度以下の、例えば１２０℃、６０分の条件で、上記所定の材料を硬化させる。これにより、櫛形電極対１６３間の基材１１を誘電体層とするキャパシタ１６とインダクタ１７やレジスタ１８などの回路部品１５や導電ビア１９が形成される。

また、キャパシタ１６は、基材１１を誘電体層にできるため、所望の誘電率を有する絶縁性の材料を基材１１として選択することにより、任意の容量を有するキャパシタ１６を作製できる。

なお、キャパシタ１６、インダクタ１７およびレジスタ１８を構成する所定の材料の硬化収縮量が大きい場合には、所定の材料を硬化後、例えば基材１１の両面を研磨して、所定の材料を露出させてもよい。これにより、以下で述べる配線パターンとの接続を容易にできるとともに、その接続信頼性を向上させることができる。

つぎに、図２（ｆ）に示すように、基材１１に形成された回路部品１５と接続する配線パターン１２を、例えばスクリーン印刷を用いて導電ペーストなどで形成する。これにより、配線パターン１２で、回路部品１５や導電ビア１９を接続してフレキシブル回路基板１０が作製される。

なお、配線パターン１２は、銅やアルミニウムなどの金属箔を基材１１の表面に貼り付けた後、エッチングしパターン化する方法やパターン化した導電層上に金属膜をメッキする方法などで形成してもよい。

そして、図２（ｇ）に示すように、基材１１に形成した配線パターン１２の接続端子１３を選択することにより、例えばＬＣフィルタ、ＲＣフィルタやＬＣＲフィルタなどの各種フィルタ回路として機能するフレキシブル回路基板１０が得られる。

本発明の第１の実施の形態の製造方法によれば、同一基材に、所定の材料の選択やパターン形状および溝の深さにより、任意の特性値を有する回路部品を備えたフレキシブル回路基板を作製することができる。

また、金型により、一括して基材に形成した溝のパターン形状で、各種回路部品を一体的に形成できるため、薄型のフレキシブル回路基板を生産性よく作製できる。

また、接続端子を任意に選択することにより、各種フィルタ回路を構成することができる。

また、スパッタ装置やＣＶＤ装置などの高価な製造装置が必要でないため、安価であるとともに、低温での形成ができるため生産性が大幅に向上したフレキシブル回路基板を実現できる。

以下に、本発明の第１の実施の形態におけるフレキシブル回路基板の製造方法の別の実施例について、図３を用いて説明する。

図３は、本発明の第１の実施の形態におけるフレキシブル回路基板の製造方法の別の実施例を説明する工程断面図である。なお、図３は、図２（ａ）から図２（ｃ）までの工程に相当するものであり、後の工程は図２（ｄ）から図２（ｇ）と同様である。つまり、本実施の形態の製造方法の別の実施例は、基材に溝を形成する工程が、第１の実施の形態とは異なるものである。

すなわち、まず、図３（ａ）に示すように、基材に各回路部品の所定のパターン形状と所定の深さからなる溝を形成するための凸部３１を形成した金型３０を準備する。このとき、インダクタおよびキャパシタを形成するパターンの少なくとも一方の端部の凸部３１１、３１２は、以降で述べる基材の厚みと同程度の高さに形成される。

つぎに、図３（ｂ）に示すように、少なくとも凸部３１１、３１２の高さと同程度の外壁を有し、基材となる、例えば厚み１００μｍ〜１０００μｍのＰＥＴなどの樹脂フィルム３３を設けた金型３２を準備する。

つぎに、図３（ｃ）に示すように、金型３０の凸部３１を金型３２の樹脂フィルム３３に押し付けて、凸部３１の形状を樹脂フィルム３３に転写する。例えば、樹脂フィルム３３が、熱可塑性樹脂の場合には、樹脂フィルム３３をガラス転移温度以上に熱し、その表面に金型３０の凸部３１の形状を転写する。また、熱硬化性樹脂に場合には、樹脂フィルム３３に金型３０を押し付けながら、その硬化温度まで加熱して、凸部３１の形状を転写する。また、光硬化性樹脂の場合には、樹脂フィルム３３に金型３０を押し付け、ＵＶ（紫外線）照射により硬化させ、凸部３１の形状を転写する。

このとき、金型３０の凸部３１１、３１２は、金型３２の内底面と接触するまで押し付け、樹脂フィルム３３に貫通孔を形成することが好ましい。しかし、貫通孔を形成できない場合には、貫通孔とするために研磨工程を設けてもよい。

そして、図３（ｄ）に示すように、金型３０、３２を硬化した樹脂フィルムから剥離して、各回路部品に対応した所定のパターンと深さからなる溝２３１、２３２、２３３を有する基材１１が作製される。

以降の工程は、図２（ｄ）から図２（ｇ）と同様であり、説明は省略する。

なお、上記では樹脂フィルムを例に説明したが、これに限られない。例えば、流動性を有する熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂などの樹脂材料でもよい。

この方法により、樹脂材料として、フィルムなどを用いることができる。その結果、流動性を有する樹脂材料のような粘度などの調整や管理が必要でなく、取り扱いが容易になるため、さらに生産性に優れたフレキシブル回路基板を作製できる。

（第２の実施の形態）
以下に、本発明の第２の実施の形態におけるフレキシブル回路基板について、図４を用いて説明する。

図４（ａ）は本発明の第２の実施の形態におけるフレキシブル回路基板を示す平面図で、図４（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

図４に示すように、フレキシブル回路基板４０は、導電ビア５０や配線パターン４９を設けた可撓性を有する、例えば厚み２００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる樹脂基板４１を有する。そして、配線パターン４９の所定に位置に対応して、所定のパターン形状、所定の高さで所定の材料で形成された回路部品４５が設けられている。ここで、回路部品４５は、以下で詳細に述べるように、少なくともキャパシタ（Ｃ）４６、インダクタ（Ｌ）４７とレジスタ（Ｒ）４８のいずれかで構成される。さらに、必要に応じて、少なくとも配線パターン４９の接続端子４４は露出させて、少なくとも回路部品４５を埋設あるいは回路部品４５を被覆する、例えばポリエステルなどからなる樹脂層４２を設けて、表面を平坦化したフレキシブル回路基板４０が形成される。

なお、樹脂層４２は、以下で述べる回路部品４５がキャパシタ４６の場合において、その櫛形電極対間のみに設けてもよい。また、特に、表面の平坦化が必要でなければ、樹脂層４２は設けなくてもよいものである。この場合、キャパシタ４６は空気層が誘電体層となる。

ここで、樹脂基板４１や配線パターン４９の材料としては、第１の実施の形態と同様のものを用いることができる。

なお、第２の実施の形態では、配線パターン４９とＬ、Ｃ、Ｒからなる回路部品４５を全て接続したフィルタ回路の構成で説明したが、これに限られない。例えば、Ｌ、Ｃ、Ｒの３種からなる回路部品４５の内、少なくともキャパシタを含む、例えばＬＣフィルタやＲＣフィルタなどからなるフィルタ回路の構成としてもよい。さらに、Ｌ、Ｃ、Ｒを個別に複数個形成してもよいことはいうまでもない。

以下に、本発明の第２の実施の形態におけるフレキシブル回路基板４０を構成する回路部品４５について説明する。

まず、回路部品４５の１つであるキャパシタ４６について説明する。

図４に示すように、キャパシタ４６は、樹脂基板４１上に長さＷ、間隔ｄ１、電極幅ｄ２、櫛本数ｆ（図面中では５本で示す）の櫛形パターン形状で高さｔを有する、例えば銅（Ｃｕ）粒子などを含む導電性樹脂などの電極材料で、櫛形電極４６１、４６２を、対向して形成した櫛形電極対４６３を有している。そして、図４（ｂ）に示すように、櫛形電極対４６３間の樹脂層４２を誘電体層４６４としてキャパシタ４６が構成される。ここで、キャパシタ４６の容量は、櫛形電極４６１、４６２の長さＷ、電極幅ｄ２、高さｔ、櫛本数ｆや櫛形電極対４６３の間隔ｄ１および櫛形電極対４６３間を埋設する誘電体層４６４の誘電率εなどの各パラメータにより、任意の値に設計できる。また、誘電体層４６４は、例えばチタン酸バリウム、チタン酸鉛などの高誘電率を有する任意の材料を選択することにより、容量の値が自由に設計できるキャパシタ４６を実現することができる。さらに、樹脂層４２を形成しないで、空気層を誘電体層としてもよい。

つぎに、回路部品４５の１つであるインダクタ４７について説明する。

図４（ａ）に示すように、インダクタ４７は、所定の形状の、例えば渦巻き状やリング状のパターン形状で所定の高さに、例えば銅粒子などを含む導電性樹脂などの導電体材料で形成される。そして、形成したパターンの巻数、断面積、長さや導電体材料の透磁率などにより、任意のインダクタンスを有するインダクタ４７を実現できる。

つぎに、回路部品４５の１つであるレジスタ４８について説明する。

図４（ａ）に示すように、レジスタ４８は、所定の形状の、例えば矩形状や線状のパターン形状で所定の高さに、例えば銅ニッケル合金、導電性カーボン粒子などを含む抵抗体材料で形成される。そして、形成したパターンの長さや幅と溝の深さで規定される断面積および抵抗体材料の抵抗率などにより、任意の抵抗値を有するレジスタ４８を容易に実現できる。

本発明の第２の実施の形態によれば、少なくとも櫛形電極対間に、空気から任意の誘電体材料を誘電体層とした構成のキャパシタにより、容量範囲をさらに拡大できるため、より広範囲なフィルタ特性を有するフレキシブル回路基板を実現できる。

また、各回路部品の表面を樹脂層で被覆することにより、耐湿性や所定の材料の酸化などを防止し、信頼性をさらに向上させることができる。

また、配線パターンや導電ビアを形成した後に、回路部品を形成するため、各回路部品を構成する所定の材料の硬化収縮に影響されない接続信頼性に優れたフレキシブル回路基板が得られる。

以下に、本発明の第２の実施の形態におけるフレキシブル回路基板の製造方法について、図５と図６を用いて説明する。

図５（ａ）から図５（ｆ）は本発明の第２の実施の形態におけるフレキシブル回路基板４０の製造方法を説明する工程断面図で、図５（ｇ）は同図（ｆ）の平面図である。図６（ａ）は本発明の第２の実施の形態における回路部品であるインダクタを形成する金型の一例を示す斜視図で、同図（ｂ）は回路部品であるキャパシタを形成する金型の一例を示す斜視図で、同図（ｃ）は回路部品であるレジスタを形成する金型の一例を示す斜視図である。

まず、図５（ａ）に示すように、可撓性を有する、例えばポリイミド樹脂からなる樹脂基板４１の所定の位置に、例えばスクリーン印刷を用いて銀粒子を含有する導電性樹脂で配線パターン４９および導電ビア５０を形成する。

つぎに、図５（ｂ）に示すように、図６（ａ）から図６（ｃ）に示す所定のパターン形状と所定の深さを有する金型５１、５２、５３に所定の材料を、例えばスキージなどを用いて、溝５４１、５４３、５４５に充填する。このとき、金型５１、５２、５３には、さらに離型性を高めるために、例えばシリコーン系離型剤、フッ素系離型剤などを塗布してもよい。

ここで、所定の材料とは、インダクタを構成する金型５１の場合には、例えば銅粒子などとバインダ樹脂を混合して含む導電体材料ペースト５４２である。また、キャパシタを構成する金型５２の場合には、例えば銅（Ｃｕ）粒子などとバインダ樹脂を混合して含む電極材料ペースト５４４である。さらに、レジスタを構成する金型５３の場合には、例えば銅ニッケル合金粒子などとバインダ樹脂を混合して含む抵抗体材料ペースト５４６である。

また、図５に示す金型５１、５２、５３は、各回路部品のパターン形状に形成された金属金型により、例えば転写型樹脂にインプリント法や注型法を用いて形成できる。具体的には、金属金型に、例えば熱硬化性シリコーン樹脂などの転写型樹脂を流し込み、例えば温度１５０℃、０．５時間の条件で硬化することにより形成するものである。これにより、柔軟性に富んだ金型を形成することができる。

つぎに、図５（ｃ）に示すように、所定の材料が充填された金型５１、５２、５３を、樹脂基板４１に形成した配線パターン４９の所定の位置に対応させて載置して、所定の材料を一括で硬化する。このとき、同時に配線パターン４９と回路部品４５が電気的に接続される。

つぎに、図５（ｄ）に示すように、樹脂基板４１面から金型５１、５２、５３を剥離して、インダクタパターン４７１、櫛形電極対４６３およびレジスタパターン４８１を樹脂基板４１に転写する。

以上の工程により、例えば空気層を誘電体層とするキャパシタなどの回路部品４５を有するフレキシブル回路基板４４０が作製される。

さらに、インダクタやレジスタの表面を保護する樹脂層やキャパシタに任意の材料からなる誘電体層を形成するために、図５（ｅ）以降に示す工程を追加してもよい。

つまり、図５（ｅ）に示すように、樹脂基板４１に転写した、インダクタパターン４７１やレジスタパターン４８１を被覆し、キャパシタとなる櫛形電極対４６３間を充填する、例えばＰＥＴなどの樹脂層４２を、例えばスクリーン印刷を用いて形成する。このとき、配線パターン４９の外部機器と接続する接続端子４４は露出させて形成する。なお、上記構成の場合には、樹脂層４２がキャパシタの誘電体層４６４となるが、キャパシタの櫛形電極対４６３間のみに樹脂層４２を形成してもよいことはいうまでもない。

また、キャパシタの誘電体層４６４として、櫛形電極対４６３間に、例えばチタン酸バリウムやチタン酸鉛などの粒子を混合した高誘電率樹脂材料などを充填してもよい。これにより、誘電体層４６４の材料の選択により、任意の容量を有するキャパシタ４６を構成することができる。

つぎに、図５（ｆ）に示すように、樹脂層４２や誘電体層４６４を、例えば１２０℃、０．５時間の条件で硬化する。

これにより、回路部品４５が樹脂層４２や誘電体層４６４で保護された、信頼性に優れたフレキシブル回路基板４０が作製される。

そして、図５（ｇ）に示すように、樹脂基板４１に形成した配線パターン４９の接続端子４４を選択することにより、例えばＬＣフィルタ、ＲＣフィルタやＬＣＲフィルタなどの各種フィルタ回路として機能するフレキシブル回路基板４０が得られる。

本発明の第２の実施の形態の製造方法によれば、各種回路部品を構成する配線パターンの高さが樹脂基板などの厚みで制限されないため、その特性値などの設計範囲の広いフレキシブル回路基板を実現できる。

また、特にキャパシタからなる回路部品の誘電体層として任意の材料を選択できるため、容量範囲の広いキャパシタを容易に作製することができ、汎用性の高いフレキシブル回路基板が得られる。

以下に、本発明の第２の実施の形態におけるフレキシブル回路基板の別の実施例について、図７を用いて説明する。

図７（ａ）は本発明の第２の実施の形態におけるフレキシブル回路基板の別の実施例１の構成を示す断面図で、同図（ｂ）は本発明の第２の実施の形態におけるフレキシブル回路基板の別の実施例２の構成を示す断面図である。

図７（ａ）のフレキシブル回路基板７０は、回路部品の１つであるキャパシタを少なくとも積層した点で、図４に示すフレキシブル回路基板４０とは異なるものである。

すなわち、図７（ａ）に示すように、フレキシブル回路基板７０は、回路部品として、例えばキャパシタ４６、インダクタ４７およびレジスタ４８を形成した樹脂基板４１の少なくともキャパシタ４６の櫛形電極対４６３の上に同じパターン形状の櫛形電極対７６３で構成されるキャパシタ７６を積層したものである。そして、必要に応じて、櫛形電極対７６３間に所定の材料からなる誘電体層７６４を充填したものである。なお、キャパシタ７６の誘電体層７６４は、キャパシタ４６の誘電体層４６４と同じ誘電体材料でもよく、また異なっていてもよい。

本実施の形態の別の実施例１によれば、櫛形電極対の対向面積の増加により、さらに容量の範囲を拡大したフレキシブル回路基板を実現できる。

また、図７（ｂ）のフレキシブル回路基板８０は、例えばＬ、Ｃ、Ｒからなる回路部品を積層して構成した点で、図４に示すフレキシブル回路基板４０とは異なるものである。

すなわち、図７（ｂ）に示すように、フレキシブル回路基板８０は、回路部品として、例えばキャパシタ４６、インダクタ４７およびレジスタ４８が形成され、樹脂層４２で、その表面が平坦性を持って被覆された上に、例えばキャパシタ７６、インダクタ７７およびレジスタ７８を形成して積層構成とするものである。この場合、キャパシタ４６、７６は櫛形電極対４６３、７６３を互いに接続して、１つのキャパシタとして機能させても、樹脂層４２で別々に分離した構成としてもよい。

本実施の形態の別の実施例２によれば、複数個の回路構成を有する薄型で汎用性に優れたフレキシブル回路基板を実現できる。

上述したように、本発明の各実施の形態のフレキシブル回路基板により、「ウエアラブル・コンピュータシステム」や種々の形状を有する物品および自由自在に曲率が変化する場所などに使用可能な、薄型で可撓性に優れた汎用性の高いフレキシブル回路基板を実現できる。

また、特に本発明の各実施の形態のフレキシブル回路基板は、フィルタ機能を有した回路構成を実現できるため、電磁ノイズに強いフィルタ回路を備えた配線ケーブルなどに大きな効果を奏するものである。

なお、本発明の各実施の形態では、インダクタ、キャパシタとレジスタからなる回路構成で説明したが、これに限られない。例えば、複数個の同じ回路部品を有するフレキシブル回路基板としてもよい。これにより、例えばアレイ状に同じ回路部品を形成できるため、コネクタなどの各端子に対応して接続できるフレキシブル回路基板とすることができる。

本発明のフレキシブル回路基板およびその製造方法によれば、薄型で可撓性とともに、ノイズフィルタなどの機能が要望される電子機器の回路基板として有用である。

（ａ）本発明の第１の実施の形態におけるフレキシブル回路基板を示す平面図（ｂ）同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図（ｃ）同図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図 本発明の第１の実施の形態におけるフレキシブル回路基板の製造方法を説明する工程図 本発明の第１の実施の形態におけるフレキシブル回路基板の製造方法の別の実施例を説明する工程断面図 （ａ）本発明の第２の実施の形態におけるフレキシブル回路基板を示す平面図（ｂ）同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図 本発明の第２の実施の形態におけるフレキシブル回路基板の製造方法を説明する工程図 （ａ）本発明の第２の実施の形態における回路部品であるインダクタを形成する金型の一例を示す斜視図（ｂ）同実施の形態における回路部品であるキャパシタを形成する金型の一例を示す斜視図（ｃ）同実施の形態におけるは回路部品であるレジスタを形成する金型の一例を示す斜視図 （ａ）本発明の第２の実施の形態におけるフレキシブル回路基板の別の実施例１の構成を示す断面図（ｂ）本発明の第２の実施の形態におけるフレキシブル回路基板の別の実施例２の構成を示す断面図

符号の説明

１０，４０，７０，８０，４４０ フレキシブル回路基板
１１ 基材
１２，４９ 配線パターン
１３，４４ 接続端子
１５，４５ 回路部品
１６，４６，７６ キャパシタ（Ｃ）
１７，４７，７７ インダクタ（Ｌ）
１８，４８，７８ レジスタ（Ｒ）
１９，５０ 導電ビア
２０，３０，３２，５１，５２，５３ 金型
２１，３１，２１１，２１２，３１１，３１２ 凸部
２２ 樹脂材料
２３，２３１，２３２，２３３，５４１，５４３，５４５ 溝
３３ 樹脂フィルム
４１ 樹脂基板
４２ 樹脂層
１６１，１６２，４６１，４６２ 櫛形電極
１６３，４６３，７６３ 櫛形電極対
２４１，５４４ 電極材料ペースト
２４２，５４２ 導電体材料ペースト
２４３，５４６ 抵抗体材料ペースト
４６４，７６４ 誘電体層
４７１ インダクタパターン
４８１ レジスタパターン

Claims (3)

1. 可撓性を有する樹脂基板の少なくとも一方の面に配線パターンを形成する工程と、
   前記樹脂基板に、所定の高さを有し所定のパターン形状で所定の材料により、前記配線パターンと接続するキャパシタとインダクタとレジスタとからなる回路部品を形成する工程と、
   を含むフレキシブル回路基板の製造方法であって、
   前記回路部品を形成する工程では、
   前記インダクタのパターンと前記キャパシタの電極対と前記レジスタのパターンとを前記樹脂基板上に形成した後、
   前記インダクタのパターン間と前記レジスタのパターン間とに樹脂層を形成し、
   前記キャパシタの電極対間に、チタン酸バリウムまたはチタン酸鉛の粒子を混合した高誘電率樹脂材料を充填することを特徴とするフレキシブル回路基板の製造方法。
2. 前記樹脂基板に前記回路部品を形成する工程が、
   所定のパターン形状で所定の深さを有する溝に所定の材料を埋め込んだ金型を、前記樹脂基板に形成した前記配線パターンの位置に配置して前記回路部品を形成する工程と、
   前記回路部品を前記金型から剥離する工程と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル回路基板の製造方法。
3. 一方の面に配線パターンを設けた可撓性を有する樹脂基板と、
   前記樹脂基板に、所定の高さを有し所定のパターン形状が所定の材料のより形成され、前記配線パターンと接続されたキャパシタとインダクタとレジスタとからなる回路部品と、
   前記インダクタのパターンと前記レジストのパターンとを埋設する樹脂層と、
   前記キャパシタの電極対間に充填されるチタン酸バリウムまたはチタン酸鉛の粒子を混合した高誘電率樹脂材料と、
   からなることを特徴とするフレキシブル回路基板の製造方法。
   

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