JP4795145B2 - 多層フレキシブルプリント配線板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器に使用されるプリント配線板の製造方法に係わり、とくに部品実装などを行なう多層配線部から複数枚の可撓性配線部が中空状に突出する構造を有する多層フレキシブルプリント配線板の製造方法に関する。

電子機器、とくに折り畳み式の携帯電話機では、ヒンジ部での電気的接続のために、ヒンジ部の内部にフレキシブルプリント配線板をラセン巻きしたものを組み込んでいる。

そして、特許文献１に従来例として記載されているように、複数枚の可撓性配線部が中空状に突出する構造を有する多層フレキシブルプリント配線板の可撓性配線部をラセン巻きにすることがある。

例えば図１１(1)に示すように、２枚の可撓性配線部が中空状態となっている場合、図１１(2)に示すようなラセン巻きにすると、内側に巻かれる第１可撓性配線部が外側に巻かれる第２可撓性配線部に拘束されて複雑な形状に屈曲することになる。この屈曲状態を繰り返すと、可撓性配線部同士の無理な作用力によって可撓性配線部が損傷し、絶縁不良や断線などの不具合が生じる。

この問題を解決するため、例えば特許文献２には、予め可撓性配線部を所望の形状に打抜いてから積層する方法が示されており、これを応用して、図１に示すように、ラセン巻きする可撓性配線部の部分を重ね合わせない構造が考えられる。

これをラセン巻きすると、図２に示すように、ラセン巻き部分で第１可撓性配線部が第２可撓性配線部に拘束されることはなく、可撓性配線部同士の干渉による作用力は生じない。

しかし、特許文献２の方法は、図１２Ａ(1)〜図１２Ｂ(7)に示すように、可撓性配線部を予め所望の形状に打抜いてから積層している。
特開2003-133733号公報 特開2002-124740号公報

図１３(1)に、積層後の積層体の形状を示す。ここで、外層材料除去部は可撓性配線部が剥き出しの状態となっており、図１３(1)のＡ３−Ａ３線に沿った断面図である図１３(2)のＹ に示す可撓性配線部が重なり合った部分が露出している状態となる。この図１３(2)のＹの可撓性配線部が重なり合った部分の内側に、めっき工程や外層回路形成でのエッチング工程など薬液処理を行なう工程で薬液が入り込み、なかなか洗浄除去できない問題がある。そして、薬液成分が残っていると、乾燥して結晶化し時間経過とともに絶縁層を損傷して絶縁不良や断線などの不具合が生じる。

本発明は、上述の点を考慮してなされたもので、層間導通された多層配線部から複数の可撓性配線部が延出した構造を有する多層フレキシブルプリント配線板の、ラセン巻きする可撓性配線部を重ね合わせない構造を持つ多層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。

上記目的達成のため、本願では、下記第１および第２の発明を提供するものである。

まず第１の発明では、層間導通された多層配線部と屈曲可能な可撓性配線部とからなり、複数の異なる外形を有する前記可撓性配線部が前記多層配線部の異なる層から延出し、かつ前記可撓性配線部が空隙を介して部分的に重なり合っている、多層フレキシブルプリント配線板の製造方法において、
少なくとも２枚のフレキシブル配線基材を、前記可撓性配線部となる部分を除き接着部材を介し積層して前記空隙が密閉された状態とし、
この状態で薬液処理を行い、
前記可撓性配線部の外形を投影した輪郭よりも外側で切断して前記空隙を露出させ、
前記空隙部分に切断手段で切断されない保護用シート部材を介挿し、
前記可撓性配線部の外形を切断加工する
ことを特徴とする多層フレキシブルプリント配線板の製造方法、
を提供する。

また、本願の第２の発明では、
層間導通された多層配線部と屈曲可能な可撓性配線部とをそなえ、複数の異なる外形を有する可撓性配線部が前記多層配線部の異なる層から延出され、かつ前記可撓性配線部が空隙を介して部分的に重なり合っている、多層フレキシブルプリント配線板の製造方法において、
前記可撓性配線部を含んだ少なくとも２枚のフレキシブル配線基材、およびこれらのフレキシブル配線基材の間に積層される保護用シート部材を用意し、
前記保護用シート部材の可撓性配線領域と多層配線領域との境界位置に、前記可撓性配線部の幅よりも長い切れ目を形成し、
前記保護用シート部材の両面に可撓性配線部となる部分を除いた接着部材を介して、各フレキシブル配線基材を積層することにより、空隙部を設けて積層して前記空隙が密閉された状態とし、
この状態で薬液処理を行い、
前記可撓性配線部の外形を切断加工する
ことを特徴とする多層フレキシブルプリント配線板の製造方法、
を提供する。

本発明は上述のように構成したため、可撓性配線部の輪郭をめっき工程や外層回路形成でのエッチング工程など薬液処理を行なう工程の後で切断するので、可撓性配線部が重なり合った部分の内側を薬液に触れさせることなく処理することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

本願の第１の実施の形態では、可撓性配線部の重なり合っていない部分において、可撓性配線部の輪郭に沿って切断するときには、中空状の可撓性配線部の外側となる可撓性配線部の内側に保護用シート部材を挿入し、外側となる可撓性配線部のみを輪郭に沿って切断する。

例えば、第２層および第３層に可撓性配線部がある場合は、第２層と第３層の可撓性配線部の相互間に保護用シート部材を挿入し、まず第２層の可撓性配線部の輪郭を切断し、次に第３層の可撓性配線部の輪郭を切断する。

この場合、保護用シート部材が第２層と第３層との間にあるので、第２層の可撓性配線部の輪郭を切断するときに第３層も一緒に切断されることはなく、第２層と第３層とで異なる形状であって切断位置が幅方向にずれた可撓性配線部を形成することができる。すなわち、本発明の目的であるラセン巻きする可撓性配線部の部分を重ね合わせない構造の可撓性配線部を形成することができる。

例えば、第２層、第３層および第４層に可撓性配線部がある場合は、第３層の可撓性配線部は予め輪郭に沿って周囲を切断除去しておいて積層体を形成しておき、第２層と第３層の可撓性配線部の厚み方向の相互間、ならびに第３層と第４層との厚み方向の相互間に保護用シート部材を挿入し、まず第２層の可撓性配線部の輪郭を切断し、次に第４層の可撓性配線部の輪郭を切断する。

中空状の可撓性配線部の外側となる可撓性配線部の内側に挿入する保護用シート部材は、可撓性配線部の間に入る厚みであり、かつレーザー手段で裁断する場合にはレーザービームが貫通しない材料が使用される。また、トムソン刃などで下死点制御による方法で裁断する場合には、刃が下死点に到達したときに貫通しない厚みを有する材料であれば、特に限定されない。

レーザー手段を使用する場合には、第２層の可撓性配線部の輪郭をレーザー光で切断するときに第３層まで切断されないような材料が用いられる。例えば、エキシマレーザーを用いて可撓性配線部の輪郭を加工する場合は、絶縁樹脂の加工の際に用いる一般的な加工条件では、金属を貫通しないので、金属板もしくは片面ないし両面に金属箔を有する樹脂付積層板などを用いればよい。片面金属張樹脂付積層板では、切断する層の側に対向する面に金属箔があるように挿入する。

本発明の第２の実施の形態では、実施の形態１に示される可撓性配線部の厚み方向の相互間に挿入される保護用シート部材が、予め挿入されている状態を作っておくようにしたものである。この保護用シート部材は、可撓性配線部においては、前述のように外側となる可撓性配線部のみの輪郭を切断するときに、その内側となる可撓性配線部の保護に用いられ、多層配線部においては内層を形成する材料の一部として機能する。

保護用シート部材は、片面ないし両面に金属箔を有する樹脂付積層板を使用する場合は、可撓性配線部の位置で、金属箔が外側を向く面の金属箔を残しておくことが好ましい。こうすることにより、例えばエキシマレーザーを使用する場合には、前述の通り第２層の可撓性配線部の輪郭をレーザー光で切断するときに第３層以下まで切断されないようにすることができる。トムソン刃などで下死点制御による方法で裁断する場合には、刃が下死点に到達したときに貫通しない厚みを有するものであれば特に限定されない。

また、片面ないし両面に金属箔を有する樹脂付積層板を使用する場合は、多層配線部において金属箔を内層回路として形成しておくことができる。一般に、内層回路上にはカバーレイによる絶縁層形成がされるが、可撓性配線部の輪郭をトムソン刃で切断する場合は、可撓性配線部の輪郭位置で金属箔を残しておく部分にもカバーレイを形成しておくと、残した金属箔とカバーレイの両方の厚みを確保できるので好ましい。ただし、可撓性配線部の輪郭をレーザー手段で切断するときには、カバーレイは不要である。

保護用シート部材が硬質樹脂の場合は、積層体形成時の熱で軟化して可撓性配線部と接着することのない材料が求められる。この要求に合致する材料としては、ポリイミド樹脂などが挙げられる。ガラス−エポキシ樹脂などの、積層体形成時の熱で若干軟化してしまう硬質樹脂を使用せざるを得ない場合には、可撓性配線部の輪郭よりも外側であって保護用シート部材に形成した切れ目を含む形状に打ち抜いたときに残る部分に、離型性を有する樹脂を塗布しておけば使用することができる。離型性を有する樹脂としては、基板表面の実装部品指示を表示するために印刷されるシンボル印刷用液状樹脂を印刷硬化させたものなどが挙げられる。

保護用シート部材が金属板の場合は、部品実装する多層配線部において金属板を放熱材料もしくはグラウンド層として、またはインピーダンス制御層として使用することができる。この場合、部品実装する多層配線部の領域では、スルーホールを形成する箇所を予め打ち抜き除去して、スルーホールとは絶縁しておくとよい。

図１は、本発明に係る多層フレキシブルプリント配線板の平面形状を示したものである。すなわち、この多層フレキシブルプリント配線板は、２つの部品実装部１１，１２間に、２つの可撓性配線部２１，２２が配され、これら２つの可撓性配線部２１，２２はその中央部が幅方向にずれていて可撓性配線部２１，２２をラセン巻きしても互いに拘束しないように構成されている。

図２は、この２つの可撓性配線部２１，２２をラセン巻きして側面から見た状態を示す側面図である。この場合、２つの可撓性配線部２１，２２は、一方が他方の内または外の関係になることがないから、何れも無理な屈曲状態とはなっていないことが判る。

図３Ａおよび図３Ｂは、実施例１を製造するための積層材料を示しており、図３Ａ(1)から図３Ｂ(7)に示すような材料を構成する。すなわち、図３Ａ(1)ないし(4)に示す外層材料ａ、接着部材ｂ、内層材料ｃ、接着部材ｄ、ならびに図３Ｂ(5)ないし(7)に示す内層材料ｅ、接着部材ｆおよび外層材料ｇを用意し、積層していく。

ここで、外層材料ａ、接着部材ｂ，ｄ，ｆおよび外層材料ｇにおける可撓性配線部２１，２２に重なる部分は、可撓性配線部２１，２２を内包しかつより大きい面積を持つ打抜き部３１を打ち抜いておく。これにより、各材料ａないしｇを積層したときに、可撓性配線部２１，２２の厚み方向の両側に空隙が形成される。

図４(1)および(2)は、積層後の状態を示す平面図および側断面図である。つまり、図４(1)は積層後の積層体の上面図で、そのＡ１−Ａ１線に沿って切断した断面を示すのが図４(2)である。この状態では、可撓性配線部が重なり合った部分の内側は、表面に露出していない。

図５(1)ないし(3)は、薬液処理を行う工程の後に行われる打抜き工程の説明図である。薬液処理を行う工程の後、部品実装部１１，１２およびこれら両者を繋ぐ可撓性配線部２１，２２は、図５(1)に示すように、積層体から打抜かれる。ただし、打抜き部４１には、所々にジョイント部４２が残されているから、積層体から部品実装部１１，１２および可撓性配線部２１，２２が切り離された訳ではなく、容易に切り離せるように繋がっている状態である。また、可撓性配線部２１，２２はフレキシブル配線基材の一部であって、後に破線で示す裁断予定線に沿って切断され、余分な部分が切り落とされる。

図５(2)は、図５(1)におけるＸ部の、打抜き後の可撓性配線部２１，２２、およびこの可撓性配線部２１，２２を形成するための前処理段階を示したものである。図５(2)に想像線で示される裁断予定線に沿って切断し、可撓性配線部２１，２２を形成するために、可撓性配線部２１，２２を形成する２枚のフレキシブル配線基材の間に保護用シート部材ｈを矢印の方向に挿入する。

この保護用シート部材ｈを挿入するのは、可撓性配線部２１，２２の側部を片面ずつ裁断するためであり、これは、一方の可撓性配線部２１または２２の裁断時に、他方の可撓性配線部２２または２１の一部を一緒に裁断してしまうことを防止するためである。

図５(3)は、図５(2)に示した部分についての裁断工程、つまり保護用シート部材ｈを挟んだ状態でレーザー手段やトムソン刃によりフレキシブル配線基材を裁断して可撓性配線部２１，２２を形成する工程を示している。この裁断工程を経ることにより、互いに屈曲部の位置がずれていて重なり合わない２つの可撓性配線部２１，２２をそれぞれ形成することができる。裁断後、保護用シート部材ｈを引き抜く。

図６Ａ(1)ないし(5)および図６Ｂ(6)ないし(9)は、実施例２を製造するための積層材料の加工工程を、図3Ａ(1)ないし(4)および図3Ｂ(5)ないし(7)と同様に示している。すなわち、図６Ａ(1)ないし(5)に示す外層材料ａ、接着部材ｂ、フレキシブル配線基材ｃ、接着部材ｄおよびコア部材ｍ、ならびに図6Ｂ(6)ないし(9)に示す接着部材ｎ、フレキシブル配線基材ｅ、接着部材ｆおよび外層材料ｇを用意し、積層する。

この実施例２は、中空状の可撓性配線部の外側となる可撓性配線部の内側に挿入される保護用シート部材が、予め挿入されている状態を作っておくものである。この図６Ａおよび図６Ｂに示した各材料をそれぞれ用意し、図６Ａ(1)から図６Ｂ(9)の順に積層していく。

図７(1)は、積層後の上面図であり、図7(2)は、図７(1)のＡ２−Ａ２線に沿って切断した断面図である。図４と同様に、この状態では、裁断予定線を破線２１ａ，２２ａで示す可撓性配線部が重なり合った部分の内側は表面に露出していない。そして、保護用シート部材が中空配置されている（Ｙ部）。また、保護用シート部材は、可撓性配線部の両側で積層体の捨て部に保持されている。

この実施例２も、実施例１における図５(1)と同様に、部品実装部１１，１２の周囲および可撓性配線部２１，２２を重なり合わせない部分を残して打抜く。打抜き後には、図５(2)と同様に、中空の可撓性配線部２１，２２の間に保護用シート部材ｈが、可撓性配線部２１，２２の両側で積層体の捨て部から分離されて挿入されている状態となる。そして、図５(3)と同様に、可撓性配線部２１，２２の側面をレーザー手段やトムソン刃などで片面ずつ裁断する。

図８は、裁断後に２つの可撓性配線部２１，２２の相互間に介挿されている保護用シート部材ｈを側方に引き抜くときの様子を示している。

他の実施例

図９は、本発明の他の実施例を示したもので、可撓性配線部の平面形状がＹ字構造のものを示している。この場合も、実施例１または実施例２の技術内容を応用することで製造することができる。

図１０は、本発明の更に他の実施例を示したもので、可撓性配線部が３枚の構造のものを示している。この場合、中央の第２可撓性配線部は予め製品となる可撓性配線部形状に側面を打抜き除去しておき、内側に巻かれる第１可撓性配線部２１と第２可撓性配線部２２との間、および第２可撓性配線部２２と第３可撓性配線部２３との間にそれぞれ保護用シート部材を挿入するようにして、第１可撓性配線部２１および第３可撓性配線部２３の各側面をレーザー手段やトムソン刃などで片側ずつ裁断すればよい。

さらに、４枚以上（ｎ枚）であれば、第２可撓性配線部２２から第ｎ−１可撓性配線部２ｎ−１までを予め製品となる可撓性配線部の形状に側面を打抜き除去しておき、内側に巻かれる第１可撓性配線部２１と第２可撓性配線部２２との間、第ｎ−１可撓性配線部２ｎ−１と第ｎ可撓性配線部２ｎとの間に保護用シート部材を挿入するようにして、第１可撓性配線部２１と第ｎ可撓性配線部２ｎの各側面をレーザー手段やトムソン刃などで片側ずつ裁断すればよい。

本発明に係わる多層フレキシブルプリント配線板の平面形状を示す説明図。 図１に示した多層フレキシブルプリント配線板の側面形状を示す説明図。 図３Ａ(1)ないし(4)は、本発明による多層フレキシブルプリント配線板を構成する各層材料の構成を示す説明図。 図３Ｂ(5)ないし(7)は、図３Ａとともに、本発明による多層フレキシブルプリント配線板の構成を示す説明図。 図４(1)および(2)は、本発明に係る多層フレキシブルプリント配線板の積層体を示す平面図および側面図。 図５(1)ないし(3)は、本発明の第１の実施例を示す説明図。 図６Ａ(1)ないし(5)は、本発明の第１の実施例を製造するための各層材料の構成を示す説明図。 図６(6)ないし(9)は、同じく第１の実施例を製造するための各層材料の構成を示す説明図。 図７(1)および(2)は、本発明の第２の実施例の積層体を示す平面図および側断面図。 本発明の第２の実施例におけるシート基材の取外し時の様子を示す説明図。 本発明の他の実施例の平面形状を示す図。 本発明のさらに他の実施例の平面形状を示す図。 図１１(1)および(2)は、従来の重ね合せ型フレキシブルプリント配線板の伸張時およびラセン巻き時の側面形状を示す側面図。 図１２Ａ(1)ないし(4)は、従来例とその不具合事例を示す説明図。 図１２Ｂ(5)ないし(7)は、図１２Ａに続く従来例とその不具合を示す説明図。 従来の重ね合せ型フレキシブルプリント配線板の平面図および側面図。

符号の説明

１１，１２ 部品実装部
２１，２２ 可撓性配線部
３１，３２ 打抜き部
４１ 外形打抜き部
ａ 外層材料
ｂ 接着部材
ｃ，ｅ フレキシブル配線基材
ｄ 接着部材
ｆ 接着部材
ｇ 外層材料
ｍ 保護用シート部材
ｎ 接着部材

Claims (2)

1. 層間導通された多層配線部と屈曲可能な可撓性配線部とからなり、複数の異なる外形を有する前記可撓性配線部が前記多層配線部の異なる層から延出し、かつ前記可撓性配線部が空隙を介して部分的に重なり合っている、多層フレキシブルプリント配線板の製造方法において、
   少なくとも２枚のフレキシブル配線基材を、前記可撓性配線部となる部分を除き接着部材を介し積層して前記空隙が密閉された状態とし、
   この状態で薬液処理を行い、
   前記可撓性配線部の外形を投影した輪郭よりも外側で切断して前記空隙を露出させ、
   前記空隙部分に切断手段で切断されない保護用シート部材を介挿し、
   前記可撓性配線部の外形を切断加工する
   ことを特徴とする多層フレキシブルプリント配線板の製造方法。
2. 層間導通された多層配線部と屈曲可能な可撓性配線部とからなり、複数の異なる外形を有する可撓性配線部が前記多層配線部の異なる層から延出され、かつ前記可撓性配線部が空隙を介して部分的に重なり合っている、多層フレキシブルプリント配線板の製造方法において、
   前記可撓性配線部を含んだ少なくとも２枚のフレキシブル配線基材、およびこれらのフレキシブル配線基材の間に積層される保護用シート部材を用意し、
   前記保護用シート部材の可撓性配線領域と多層配線領域との境界位置に、前記可撓性配線部の幅よりも長い切れ目を形成し、
   前記保護用シート部材の両面に可撓性配線部となる部分を除いた接着部材を介して、各フレキシブル配線基材を積層することにより、空隙部を設けて積層して前記空隙が密閉された状態とし、
   この状態で薬液処理を行い、
   前記可撓性配線部の外形を切断加工する
   ことを特徴とする多層フレキシブルプリント配線板の製造方法。

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