JP4843979B2

JP4843979B2 - 回路基板

Info

Publication number: JP4843979B2
Application number: JP2005096383A
Authority: JP
Inventors: 政利三富
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2025-03-29
Also published as: JP2005317946A

Description

本発明は、回路基板に関するものである。

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が主体であったが、薄く、軽く、屈曲性に優れることから、特に携帯電話、ＰＤＡ、液晶表示装置を初めとする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いる。そのため、フレキシブル回路基板上に、部品を搭載して用いることが近年急増してきている。また、最近の機器はデジタル化、高周波数化が進んだ関係から、電磁波によるノイズの問題が表面化し、その対策としてフレキシブル回路基板上へシールド層を設ける仕様が増えてきている。
シールド層の構成としては、基材の面に形成された導体回路と、導体回路を覆う絶縁層とからなるフレキシブル回路基板で、導体回路の内のグランド回路上で前記絶縁層に穴を設け、その穴を介して導電性の印刷回路で形成したシールド層と前記グランド回路とを接続し、更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。（特許文献１または特許文献２）
また、前記シールド層が片側に銀を蒸着させたフィルムの蒸着層上に導電性接着剤層を設けた構造からなる場合もある。

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り、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下記のような式で表される。
Ｅ＝Ｚｓ・Ｈ
前記シールド層と他との境界面に於いてこの波動インピーダンスＺｓの差が大きい程、シールド層に対する電磁波の透過に比べて反射する割合が増加し、シールド層を形成する素材が金属の場合は、空気中の波動インピーダンスＺｓが真空中と同じで３７７Ωであり、金属中の波動インピーダンスＺｓが極めて小さく、反射する割合が非常に高く、厚さが薄くても電磁波に対し十分なシールド効果が得られる事が知られている。

フレキシブル回路基板に、コネクタやＩＣの他、抵抗器、コンデンサー等のチップ部品などの電子部品を実装することがあり、その場合には、フレキシブル回路基板の電子部品実装領域の裏側に、実装される電子部品を保持できるよう、補強板を貼着することがある。

フレキシブル回路基板に補強板と電磁波シールド層が同居する場合、補強板を貼り付ける部分には、シールド層を設けないようにすることがある。しかしこの場合、全面にシールド層が設けられている構成と比べて補強板の部分はシールドされておらず十分なシールド効果が付与することが出来ないという問題があった。
実開昭６２−１２４８９６号実開昭６２−１４５３９９号

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、補強板の部分にも十分なシールド効果が得られる回路基板を提供することである。

本発明によれば、導体回路が一方の面に設けられたフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板の他方の面に接着された導電性の補強板と、前記補強板の配置領域とは前記フレキシブル基板の板面方向において異なる領域であって前記補強板で覆われていない領域に設けられ、前記フレキシブル基板に接着されている電磁波シールド層と、を備え、前記補強板は、前記フレキシブル基板において、電子部品が搭載される領域の裏面側に配置され、前記補強板と前記電磁波シールド層とがそれぞれ前記導体回路と電気的に接続され、前記電磁波シールド層は、導電性の接着層と導電性薄膜と絶縁層とを含む複数の層から構成されたフィルム状のものであり、前記補強板は、金属板であることを特徴とする回路基板が提供される。

本発明に係る回路基板は、導電性の補強板を用いることにより、また、導体回路と電気的に接続されていることにより、電子部品の搭載重量にも耐えつつ電磁波の影響を有効に低減することができる。

本発明の回路基板において、前記導体回路と前記補強板とが、導電性接着剤層を介して接続されていてもよい。そうすることにより、導電性補強板で受けた電磁波を導電性接着剤層を通して導体回路へ導くことができるようになる。また、前記補強板を構成する金属は、ステンレス板、鉄板、銅板またはアルミ板であってもよい。さらに、前記補強板の厚さが、０．０２５ｍｍ以上２ｍｍ以下であってもよい。

本発明によれば、補強板の部分にも十分なシールド効果が得られる回路基板を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、共通する構成要素には同一符号を付し、以下の説明において詳細な説明を適宜省略する。

図１は、本発明の回路基板１１０の断面図を示したものである。この回路基板１１０は、導体回路１の設けられたフレキシブル基板１００と、フレキシブル基板１００の一方の面に設けられた導電性の補強板７と、を備えた回路基板１１０である。そして、導体回路１と導電性の補強板７とが導電性接着剤層６を介して電気的に接続された接続部５５を有する回路基板１１０である。

フレキシブル基板１００に用いる基材４として、例えば樹脂フィルム基材等が挙げられる。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。このうち、屈曲性、弾性率および耐熱性を向上させる観点から、特にポリイミド樹脂系フィルムが好ましく用いられる。

基材４の厚さは、特に限定されないが、５〜５０μｍが好ましく、特に１２．５〜２５μｍが好ましい。厚さがこの範囲内であると、特に屈曲性に優れ、柔らか過ぎないため加工性が良好である。

導体回路１は、表面が一部を残して被覆層３で覆われていてもよい。被覆層３は、絶縁性樹脂フィルム３１ａと接着材３２ａで構成されたカバーレイフィルムでもよいし、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加熱硬化してもよい。曲げ特性の面からカバーレイフィルムを用いることが好ましい。

導電性の補強板７として、金属板を用いることが好ましく、金属板として、ステンレス板、鉄板、銅板またはアルミ板などを用いることができる。これらの中でもステンレス板を用いることがより好ましい。ステンレス板を用いることにより薄い板厚でも電子部品を支えるのに十分な強度を有する。導電性の補強板７の厚さは、特に限定はされないが０．０２５〜２ｍｍが好ましく、０．１〜０．５ｍｍがより好ましい。導電性の補強板７が、この範囲内にあれば、小型機器に内蔵が無理なく行え、また、実装された電子部品を支えるのに十分な強度を有する。

導体回路１と導電性の補強板７とは、導電性接着剤層６を介して電気的に接続されている。導電性接着剤層６としては、等方性または異方性は特に限定されるものではない。また、導体回路１と接続された接続部５５の接続抵抗は、０Ω〜１０ＭΩが好ましく、より好ましくは０〜１ＫΩである。接続抵抗がこの範囲内にあると十分なシールド効果を得ることができる。

また、電気的接続は、導電性接着剤層６を介して接続する以外に、図２に示すように、導電性の補強板７をエンボス加工１０を行い、導体回路１と接触させて導電性補強板との接続部１１を形成してもよい。

導電性の補強板７が設けられた以外の領域には、電磁波シールド層８９が設けられていてもよい。電磁波シールド８９層としては、導電性の接着層９８と導電性薄膜８と絶縁層９とを含む複数の層から構成されたフィルム仕様のものでも、また、導電性樹脂ペーストを、スクリーン印刷法などにより形成し加熱硬化し、その表面を絶縁樹脂インキなどで同じくスクリーン印刷法などにより形成し加熱硬化したものでもよい。フィルム仕様の方が、工程の簡略化が可能であるためより好ましいシールド法と言える。

以下、本実施形態に係る一実施例の回路基板の製造方法について説明する。

まず、基材４の両面に銅箔１ａが形成された構成の両面銅張り積層板４００を用意する。次いで、両面銅張り積層板４００の両側の銅箔１ａに対し、エッチングを施す等の方法により、所望の形状にパターニングされた導体回路１を形成する（図５（ｂ））。

次に、導体回路１に対して被覆層３を形成する（図５（ｃ））。この被覆層３の形成は、例えば絶縁性フィルム基材に接着剤を塗布したカバーレイフィルムを貼付するか、または、インクを直接基材に印刷する方法などがある。図５に示す構成では、被覆層３は、絶縁性フィルム基材３１ａに接着剤３２ａを塗布したカバーレイフィルム３を示す。

カバーレイフィルム３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を用いることができる。この場合、圧着条件は、たとえば、圧着温度８０〜２２０℃、圧着圧力０．２〜１０ＭＰａとする。

絶縁性フィルム基材３１ａの構成材料としては、基材４と同様のものを用いることができる。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。このうち、弾性率と耐熱性を向上させる観点から、特にポリイミド樹脂系フィルムが好ましく用いられる。

被覆層３は、導体回路１の一部を残して被覆するのが好ましい。すなわち、表面被覆層３上に、電子部品２を搭載するための開口部３３ａ、電磁波シールド層と電気的に接続するための開口部３３ｂ、そして、導電性の補強板と電気的に接続するための開口部３３ｃを形成する。またその際、必要に応じて、メッキなどの表面処理を施してもよい。導電性の補強板７と電磁波シールド層８９とをそれぞれ導体回路１と電気的に接続することにより、より電磁波の遮蔽効果があり好ましい。
開口部３３ａ、３３ｂ、３３ｃは、予めパンチング等により形成しても、被覆層３を形成後に開口部３３ａ、３３ｂ、３３ｃを形成しても良い。

接着材３２ａとしては、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、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。これらの中でもエポキシ系樹脂が好ましい。これにより、密着性を向上することができる。さらに、耐熱性を向上することもできる。

次に、被覆層３および開口部３３ｃを覆うように導電性の補強板７を導電性接着剤層６を介して貼着する（図５（ｄ））。導電性の補強板７としては、例えばステンレス板、鉄板、銅板またはアルミ板などを用いることができる。これらの中でもステンレス板を用いることがより好ましい。ステンレス板を用いることにより薄い板厚でも電子部品を支えるのに十分な強度を有する。導電性接着剤層６としては、導電粒子と接着剤を含む導電性接着材で形成されているもの等を挙げることができる。

次に、被覆層３および開口部３３ｂを覆うように電磁波シールド層８９を形成する（図５（ｄ））。電磁波シールド層８９としては、例えば絶縁層９に導電性薄膜８が形成され、その上に導電粒子と接着剤を含む導電性の接着層９８が形成されたもの、導電粒子と熱硬化性樹脂を含む導電性ペーストを印刷して構成されているもの等を挙げることができる。

図５（ｄ）には、電磁波シールド層８９として、絶縁層９に導電性薄膜８が形成され、その上に導電粒子と接着剤を含む導電性の接着層９８が形成されたものの例を示す。図５（ｄ）には、記載されていないが、絶縁層９と、導電粒子と接着剤を含む導電性の接着層９８の間には、導電性薄膜８が形成されている。導電性薄膜８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。これらの中でも銀が好ましい。これにより、特に電磁波遮蔽性を向上することができる。また、導電粒子としては、例えば銀、銅等の導電性材料を有していることが好ましい。導電性薄膜８の厚さは、０．０１〜５０μｍが好ましく、特に０．２〜１０μｍが好ましい。

絶縁層９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。これらのうち、主としてポリイミド系樹脂からなるフィルムを用いることが好ましい。これにより、弾性率と耐熱性を特に向上することができる。

絶縁層９の厚さは、５〜５０μｍが好ましく、特に１２．５〜２５μｍが好ましい。厚さが前記下限値未満であると絶縁性が低下する場合があり、前記上限値を超えると可とう性が低下する場合がある。

また、導電粒子と熱硬化性樹脂を含む導電性ペーストとしては、例えば銀ペースト、銅ペースト、カーボンペースト等が挙げられる。これらの中でも銀ペーストが好ましい。これにより、電磁波遮蔽性を特に向上することができる。

前記導電性ペーストの厚さは、５〜５０μｍが好ましく、特に１０〜２５μｍが好ましい。厚さが前記下限値未満であると電磁波遮蔽性を向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると可とう性が低下する場合がある。また、前記導電性ペーストで電磁波シールド層８９を形成する条件は、前記導電性ペーストを塗布後に１００〜１５０℃で１０〜３０分間乾燥することが好ましい。
導電性ペーストを印刷後、導電層表面の保護のためソルダーレジストを印刷することが好ましい。

以上の工程により、導電性の補強板７と導電性の補強板で覆われていないその他の領域に電磁波シールド層８９を有する回路基板を得ることができる。

以下、本実施形態に係る回路基板の効果について、従来例と比較しながら説明する。図３は、従来例を示したもので、回路基板のほぼ全面に電磁波シールド層８９を形成したものである。そして、電子部品２の実装領域裏面に、電子部品２を支えるため、実装を確実に行うため絶縁性の補強板７０を接着剤６０を介して貼着している。しかし、絶縁層９と接着剤６０との接着性が悪く、使用中に補強板が剥がれるという問題があり、実用化には至っていない。その対策として、図４に示すように、補強板の貼付部位に電磁波シールド層８９を設けず、絶縁性の補強板７０を貼着した構成となっている。しかし、この構成では、補強板の貼着部分の電磁波シールド効果が不十分になってしまうという問題があった。
それに対して、本発明の実施形態に示すように（図１、図２）、電磁波シールド層８９が設けられない領域には、導電性の補強板７を貼着し、かつ、導体回路と電気的に接続することによって回路基板全面に渡ってシールド効果を得ることができる。

本発明のリジッドフレックス回路基板は、携帯電話、パソコンの電気機器の周辺等に好適に用いることができる。

本発明の実施例の断面を示す概略図である。本発明の他の実施例の断面を示す概略図である。従来の補強板付きフレキシブル回路基板の断面を示す概略図である。従来の他の補強板付きフレキシブル回路基板の断面を示す概略図である。本発明の回路基板の製造方法を示す断面図である。

符号の説明

１導体回路
１ａ銅箔
１０エンボス加工
１００フレキシブル基板
１１接続部
１１０回路基板
２電子部品
３被覆層
３１ａ絶縁性樹脂フィルム
３２ａ接着材
３３ａ開口部
３３ｂ開口部
３３ｃ開口部
４基材
４００両面銅張り積層板
５５導電性接着剤層との接続部
６導電性接着剤層
６０接着剤層
７導電性の補強板
７０絶縁性の補強板
８導電性薄膜
８９電磁波シールド層
９絶縁層
９８導電性の接着層

Claims

導体回路が一方の面に設けられたフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板の他方の面に接着された導電性の補強板と、
前記補強板の配置領域とは前記フレキシブル基板の板面方向において異なる領域であって前記補強板で覆われていない領域に設けられ、前記フレキシブル基板に接着されている電磁波シールド層と、
を備え、
前記補強板は、前記フレキシブル基板において、電子部品が搭載される領域の裏面側に配置され、
前記補強板と前記電磁波シールド層とがそれぞれ前記導体回路と電気的に接続され、
前記電磁波シールド層は、
導電性の接着層と導電性薄膜と絶縁層とを含む複数の層から構成されたフィルム状のものであり、
前記補強板は、金属板であることを特徴とする回路基板。
前記導体回路と前記補強板とが、導電性接着剤層を介して接続されている請求項１に記載の回路基板。
前記金属板は、ステンレス板、鉄板、銅板またはアルミ板である請求項１又は２に記載の回路基板。
前記補強板の厚さが、０．０２５ｍｍ以上２ｍｍ以下である請求項１ないし３のいずれかに記載の回路基板。