JP4874818B2 - フレキシブルプリント配線板 - Google Patents

Description

本発明はフレキシブルプリント配線板に関するものであり、特に、反りを防止するために製品部の周囲に設けられた捨て部に補強パターンを形成し、プレス装置により補強部材を貼着させてなるフレキシブルプリント配線板に関するものである。

従来、此種フレキシブルプリント配線板は、金属箔にて配線パターンが形成された製品部と、その周囲に設けられた捨て部とからなり、該捨て部には反りなどを防止するために、金属箔の補強パターンが形成されることが一般的に行われている。

例えば、特許文献１では、捨て部に格子状あるいは円形状や矩形状の補強パターンが形成された例が開示されている。これらの補強パターンは、製品部の配線パターンと同じ材質の金属箔からなり、配線パターンと同時にエッチング工法で形成される。

また、両面フレキシブルプリント配線板では、表裏でまったく異なる形状の補強パターンを形成すると、表裏での金属箔残存率が変わって配線板に反りや波打ちなどが発生し、補強板や補強フィルムなどの補強部材を貼着させることが困難となるため、表裏の補強パターンは同一形状にする場合が多い。

例えば、特許文献２では、捨て部にダミーパターン（補強パターン）として、製品部に形成される配線パターンと同じ配線パターンの少なくとも一部を形成することにより、ワーク全体の金属箔残存率を平均化して、配線板の反りや捩れなどの変形を防止しようとしている。

さらに、特許文献３では、パターン加工された多層プリント配線板の両面に熱硬化型アンダーコート剤を塗布し、加熱により硬化させて非流動状態にした後、その両面にエポキシ樹脂を含浸させて、プリプレグを重ね合わせて積層プレスする構成が開示されている。
実開昭６０−１６９８５７号公報 特開２００１−３２６４２９号公報 特開平７−３３６０４８号公報

従来、部品実装箇所の機械的強度を確保するために前述した補強部材を貼着する際、ワーク内には複数の製品部が個取りされているため、貼り合わせの工数削減を図るべく、複数の製品部にまたがって補強部材を貼着することが多く、この場合、製品部だけではなく捨て部にも補強部材を貼着することになる。

しかし、補強部材を貼着したときに、格子状の補強パターンでは金属箔除去箇所に気泡が残りやすい。気泡が残留すると、部品リフロー時に気泡が膨張して補強部材の剥離が生じる。剥離が捨て部だけに留まれば問題はないが、製品部にまで及ぶと機器への組み込み不具合となる。特に、近年は鉛フリーはんだによる部品実装が行われて、リフロー温度が高くなっているので、補強部材の剥離が問題となっている。

特許文献１および特許文献２では、気泡の発生およびその防止についての記載はまったくない。気泡が残留する要因としては、格子状パターンの金属箔除去箇所での段差があげられる。

例えば、図６に示すように、両面フレキシブルプリント配線板のワーク５０に製品部５１が３箇所配置され、各製品部５１の周辺に設けられた捨て部５２には、金属箔にて格子状の補強パターン５３が、表裏で同一箇所に形成されている。そして、捨て部５２を含めて、３つの製品部５１にまたがって補強部材５４を貼着する。

図７は図６のＡ部分の拡大図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。前述したように、格子状の補強パターン５３が表裏で同一箇所に形成されているので、金属箔除去箇所５５が表裏両面において同位置かつ同面積で対峙しており、補強パターン５３の金属箔のある部分と絶縁ベース５６が露出した金属箔のない部分との厚みの差が、補強パターン５３の境界部分Ｂで急激に変化することになる。

図８は前記両面フレキシブルプリント配線板のワーク５０に補強部材５４を貼着する工程を示したものであり、捨て部５２における金属箔除去箇所５５の拡大断面図である。図８（ａ）はワーク５０の表裏両面に絶縁用のカバーフィルム５７を貼り合せたものであり、この状態から、図８（ｂ）に示すように、表面側（同図では上側）に接着剤５８を介して補強部材５４を配置するとともに、裏面側（同図では下側）にクッション性を有する離型部材５９を配置する。さらに、図８（ｃ）に示すように、プレス装置にて上下両側から圧着して補強部材５４を貼り付ける。

このとき、補強パターン５３の境界部分Ｂで厚みが急激に変化しているため剛性も急激に変化し、離型部材５９が段差の形状に追随できずに、この部分だけ図中下側から押し上げる圧力を確保できない。したがって、同図でＣ１に示すように、補強部材５４とカバーフィルム５７との間に空隙が生じ、この空隙を接着剤５８が充填しきれない場合、気泡が残留してしまうことになる。

気泡の残留を防止するには、真空雰囲気内で補強部材５４をプレス接着する方法があるが、真空引きの時間が必要であり、処理時間が長くなるため生産性が低下するという不具合がある。

一方、流動性のよい接着剤を使用して前記空隙を十分に充填させようとすれば、接着剤が柔らかいため補強部材から流れ出してしまうという不具合が生じる。また、接着剤の厚みを厚くして空隙を充填しようとすれば、フレキシブルプリント配線板自体の厚みを厚くすることになり、機器への装着に制約を生じさせることになる。

特許文献３では、補強パターンの間隙に熱硬化型アンダーコート剤を充填する方法が開示されており、この方法でも前記空隙を充填することができるが、これもフレキシブルプリント配線板自体の厚みを厚くすることになり、また、アンダーコート剤を充填する工程が増えてコストアップとなるとともに、フレキシブルプリント配線板の柔軟性が悪化するという不具合がある。

そこで、本発明は、両面フレキシブルプリント配線板の片面に補強部材をプレス装置で貼着する際に、製品部の周囲に設けられている捨て部の補強パターン内に気泡が残留するのを防止することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、金属箔にて配線パターンが形成された製品部と、該製品部の周囲に設けられて金属箔の補強パターンが形成された捨て部とを有するフレキシブルプリント配線板であって、該フレキシブルプリント配線板の一方の面に補強部材を当接するとともに、他方の面に離型部材を当接して重ね合わせ、プレス装置により圧着して前記補強部材を貼着させてなるフレキシブルプリント配線板において、前記捨て部の補強パターンは、所々に金属箔除去箇所をフレキシブルプリント配線板の表裏両面において対峙して設け、かつ、前記補強部材を貼着する一方の面の金属箔除去箇所を、他方の面の金属箔除去箇所よりも広く形成したことを特徴とするフレキシブルプリント配線板を提供する。

この構成によれば、捨て部に形成されている補強パターンの金属箔除去箇所が、フレキシブルプリント配線板の表裏で面積を異にしてあり、補強部材を貼着する一方の面の金属箔除去箇所を、他方の面の金属箔除去箇所よりも広く形成したことにより、一方の面の金属箔除去箇所の境界部分と他方の面の金属箔除去箇所の境界部分の位置がずれる。したがって、補強パターンの金属箔のある部分とない部分との厚みが段階的に変化する。このため、補強部材を貼着する際に金属箔除去箇所の厚みの変化が緩慢であるため離型部材が追随しやすくなって気泡が残留しにくい。

請求項２記載の発明は、上記補強パターンは、上記補強部材を貼着する一方の面の金属箔除去箇所の開口縁部の内側に、上記他方の面の金属箔除去箇所の開口縁部を配置し、前記他方の面の金属箔の境界部分を内側にずらして厚みの変化を段階的に形成したことを特徴とする請求項１記載のフレキシブルプリント配線板を提供する。

この構成によれば、補強部材を貼着する一方の面の金属箔除去箇所の開口縁部の内側に、他方の面の金属箔除去箇所の開口縁部を配置し、前記他方の金属箔の境界部分を内側にずらして厚みを段階的に変化させてあるので、プレス装置により補強部材を貼着する際に、離型部材が境界部分の厚みの変化に追随しながら段階的に盛り上がり、前記他方の面の金属箔除去箇所と離型部材が密着する。したがって、前記一方の面の金属箔除去箇所と補強部材との空隙に接着剤が充填されて気泡の残留がなくなる。

本発明は、捨て部の補強パターンの金属箔のある部分とない部分との厚みの変化が緩慢であるため、たとえ格子状の補強パターンを使用したとしても、補強部材をプレス装置で貼着する際に、他方の面の金属箔除去箇所における離型部材の追随性が良好となり、これに伴い一方の面の金属箔除去箇所と補強部材との空隙がなくなり、気泡の残留を防止することができる。

以下、本発明に係るフレキシブルプリント配線板について、好適な実施例をあげて説明する。両面フレキシブルプリント配線板の片面に補強部材をプレス装置で貼着する際に、製品部の周囲に設けられている捨て部の補強パターン内に気泡が残留するのを防止するという目的を達成するために、本発明は金属箔にて配線パターンが形成された製品部と、該製品部の周囲に設けられて金属箔の補強パターンが形成された捨て部とを有するフレキシブルプリント配線板であって、該フレキシブルプリント配線板の一方の面に補強部材を当接するとともに、他方の面に離型部材を当接して重ね合わせ、プレス装置により圧着して前記補強部材を貼着させてなるフレキシブルプリント配線板において、前記捨て部の補強パターンは、所々に金属箔除去箇所をフレキシブルプリント配線板の表裏両面において対峙して設け、かつ、前記補強部材を貼着する一方の面の金属箔除去箇所を、他方の面の金属箔除去箇所よりも広く形成したことにより実現した。

本発明に係るフレキシブルプリント配線板の全体構成は、図６に示した構成とほぼ同じであり、ワーク５０に複数個の製品部５１が配置され、各製品部５１の周辺に設けられた捨て部５２に、金属箔にて格子状の補強パターンが、表裏で同一箇所に形成されている。そして、捨て部５２を含めて、複数の製品部５１にまたがって補強部材５４を貼着する。

図１は両面フレキシブルプリント配線板の表裏両面に設けた補強パターン１０の金属箔除去箇所１１を示し、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ断面図である。該補強パターン１０の金属箔除去箇所１１は、両面フレキシブルプリント配線板の表裏両面において同位置に対峙して形成されている。同図（ａ）において紙面手前側（同図（ｂ）では上側）をフレキシブルプリント配線板の表面側とすれば、後述するように、表面側に補強部材５４を配置するとともに裏面側に離型部材５９を配置し、プレス装置で圧着しながら補強部材５４を貼着する。

ここで、絶縁ベース１２の表面側に形成された金属箔除去箇所１１Ａの大きさと、絶縁ベース１２の裏面側に形成された金属箔除去箇所１１Ｂの大きさを異にしてあり、表面側の金属箔除去箇所１１Ａを裏面側の金属箔除去箇所１１Ｂよりも大きく開口してある。すなわち、図示するように、表面側の金属箔除去箇所１１Ａの境界部分と、裏面側の金属箔除去箇所１１Ｂの境界部分の位置をわずかにずらして、表面側の金属箔除去箇所１１Ａの開口縁部の内側に、裏面側の金属箔除去箇所１１Ｂの開口縁部を配置して、それぞれの境界部分の厚みが段階的に変化するように形成してある。

表面側の金属箔除去箇所１１Ａの境界部分と裏面側の金属箔除去箇所１１Ｂの境界部分の差αは０．３ｍｍ以上とし、この長さよりも短い場合は、後述する離型部材５９が段差に追随するのが困難となり、気泡が残留しやすくなる。好ましくは、α＝０．５ｍｍ程度がとし、それ以上長い場合については、気泡の残留に関しては何ら影響ないが、フレキシブルプリント配線板の表裏で金属箔残存率に大きな差が生じると、反りや捩れが発生しやすくなるので、境界部分の差αを極端に大きくする場合については注意が必要である。

図２は両面フレキシブルプリント配線板に補強部材５４を貼着する工程を示したものであり、前記金属箔除去箇所１１部分の拡大断面図である。図２（ａ）はワーク５０の表裏両面に絶縁用のカバーフィルム１３を貼り合せたものであり、前述したように、金属箔除去箇所１１は、表面側の金属箔除去箇所１１Ａの境界部分と裏面側の金属箔除去箇所１１Ｂの境界部分にずれがあるため、厚みが段階的に変化するように形成されている。

この状態から、図２（ｂ）に示すように、表面側（同図では上側）に接着剤５８を介して補強部材５４を配置するとともに、裏面側（同図では下側）にクッション性を有する離型部材５９を配置する。さらに、図２（ｃ）に示すように、プレス装置にて上下両側から圧着して補強部材５４を貼り付ける。

このとき、補強パターン１０の表面側の金属箔除去箇所１１Ａの境界部分と裏面側の金属箔除去箇所１１Ｂの境界部分にずれがあるため、厚みが段階的に変化して剛性も段階的に変化し、離型部材５９が厚みの変化に追随するようになる。したがって、同図でＣ２に示すように、補強部材５４とカバーフィルム５７との間の空隙が小さくなり、この空隙が接着剤５８によって容易に充填されて、気泡の残留がなくなる。

かくして、部品リフロー時に気泡に起因する補強部材の剥離を防止することができ、フレキシブルプリント配線板の生産性が向上する。

なお、図１では格子状の補強パターン１０を想定して、金属箔除去箇所１１をひし形としているが、特にこの形状に限定されるものではない。また、フレキシブルプリント配線板の表裏で金属箔残存率に大きな差が生じなければ、表面側の金属箔除去箇所１１Ａの形状と裏面側の金属箔除去箇所１１Ｂの形状が多少異なってもよい。

例えば図３は、表面側の金属箔除去箇所１１Ａの形状を八角形とし、裏面側の金属箔除去箇所１１Ｂの形状を円形としたものである。この場合も、補強部材５４を貼着する表面側の金属箔除去箇所１１Ａを、裏面側の金属箔除去箇所１１Ｂよりも大きく開口してある。

ここで、フレキシブルプリント配線板の表裏で金属箔残存率に大きな差が生じて反りが発生するような場合は、図４に示すように、開口面積の小さい金属箔除去箇所１１Ｂが存在する裏面側の補強パターンに、金属箔残存率調整用の金属箔除去箇所１１Ｃを形成してもよい。

なお、このように、フレキシブルプリント配線板の表裏で金属箔除去箇所の大きさを変えることは、図６に示すワーク５０の捨て部５２の全面に実施してもよいが、少なくとも補強部材５４を貼着する部分の捨て部５２についてのみ実施すればよい。例えば図５に示すように、補強部材５４の端部が金属箔除去箇所１１にかかる場合は、補強部材５４を貼着する領域のみ、表面側の金属箔除去箇所１１Ａと裏面側の金属箔除去箇所１１Ｂの大きさを変え、補強部材５４が貼着されない領域は金属箔除去箇所の大きさを表裏で同じに形成してもよい。

また、本実施例では、フレキシブルプリント配線板の表面に補強部材５４を配置し、裏面に離型部材５９を配置してプレス装置にて積層しているが、補強パターン１０の開口面積が大きい金属箔除去箇所１１Ａが存在する面側に補強部材５４を配置すれば、補強部材５４と離型部材５９の配置を上下反対に設置してプレス装置にて積層してもよい。

なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

本発明に係るフレキシブルプリント配線板の金属箔除去部分の拡大図。 図１に示すフレキシブルプリント配線板に補強部材を貼着する工程を示した説明図。 金属箔除去箇所の変形例を示す説明図。 金属箔残存率調整用の金属箔除去箇所を示す説明図。 金属箔除去箇所の変形例を示す説明図。 フレキシブルプリント配線板のワークに設けられた製品部と捨て部５２に補強パターンを貼着する説明図。 図６のＡ部分の拡大図。 従来の補強部材を貼着する工程を示した説明図。

符号の説明

１０ 補強パターン
１１ 金属箔除去箇所
１１Ａ （表面側）金属箔除去箇所
１１Ｂ （裏面側）金属箔除去箇所
１１Ｃ （調整用）金属箔除去箇所
１２ 絶縁ベース
１３ カバーフィルム
５０ ワーク
５１ 製品部
５２ 捨て部
５４ 補強部材
５８ 接着剤
５９ 離型部材

Claims (2)

1. 金属箔にて配線パターンが形成された製品部と、該製品部の周囲に設けられて金属箔の補強パターンが形成された捨て部とを有するフレキシブルプリント配線板であって、該フレキシブルプリント配線板の一方の面に補強部材を当接するとともに、他方の面に離型部材を当接して重ね合わせ、プレス装置により圧着して前記補強部材を貼着させてなるフレキシブルプリント配線板において、
   前記捨て部の補強パターンは、所々に金属箔除去箇所をフレキシブルプリント配線板の表裏両面において対峙して設け、かつ、前記補強部材を貼着する一方の面の金属箔除去箇所を、他方の面の金属箔除去箇所よりも広く形成したことを特徴とするフレキシブルプリント配線板。
2. 上記補強パターンは、上記補強部材を貼着する一方の面の金属箔除去箇所の開口縁部の内側に、上記他方の面の金属箔除去箇所の開口縁部を配置し、前記他方の面の金属箔の境界部分を内側にずらして厚みの変化を段階的に形成したことを特徴とする請求項１記載のフレキシブルプリント配線板。

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