JP6901244B2 - フレキシブルプリント配線板の製造方法 - Google Patents
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面図に示すように、長手方向500mm、短手方向30mmである。
前記第1の基板部材及び前記第2の基板部材の各々に対し、これらの短手方向の湾曲の形状と略同じ形状の曲面を有する治具を用いて前記第1の基板部材及び前記第2の基板部材を加熱成形し、短手方向に湾曲させる形状加工工程と、
長手方向に隣り合う前記形状加工された前記第1の基板部材及び前記第2の基板部材の長手方向の端部及び接合部材を、前記形状加工工程の加熱温度よりも低い温度で加熱圧着し、又は、前記短手方向の湾曲の形状と略同じ形状の曲面を有する治具を用いて前記形状加工工程の加熱温度と同程度もしくはそれ以上の温度で加熱圧着し、接合する接合工程と、
を有し、
前記接合部材は、
前記第1の基板部材の配線層の導体部及びそれと対向する前記第2の基板部材の配線層の導体部とを導電可能に接合し、かつ、
前記第1の基板部材のベース層及びそれと対向する前記第2の基板部材のベース層、又は、
前記第1の基板部材のベース層及びそれと対向する前記第2の基板部材のカバー層、
又は、
前記第1の基板部材のカバー層及びそれと対向する前記第2の基板部材のベース層を接合することを特徴とする、帯状のフレキシブルプリント配線板の製造方法である。
熱圧着するので、形状加工工程の加熱温度と同程度以上の温度で加熱圧着する場合でも、加工後の形状を維持することができる。ここで、「対向する」とは、基板部材の曲面に垂直の方向に対向することを意味する。このフレキシブルプリント配線板は、全体の長さより短い複数の基板部材が接合部で接合された構成を有する。基板部材同士は、接合部において配線層の対向する導体部同士が導電可能に接合されるので、全体として1つのフレキシブルプリント配線板として機能する。また、接合部において、対向するベース層同士、又は、対向するベース層とカバー層同士と接合されるので、接合部において基板部材が分離することなく、全体として1つのフレキシブルプリント配線板として、フレキシブルプリント配線板の長手方向に屈曲した状態でフレキシブルプリント配線板の両端部にそれぞれ固定された2部材の相対移動に追従して、長手方向の屈曲形状及び短手方向の湾曲形状を維持したまま、屈曲箇所が長手方向に移動する運動を行うことができる。これらのことから、本発明のフレキシブルプリント配線板は、複数の短い基板部材と隣り合う基板部材の間に設けられる接合部とからなる構成でありながら、一体成形された長いフレキシブルプリント配線板と同等の可撓性と両端部の相対移動に伴う屈曲部の追従性を有する。
前記第1の基板部材の短手方向の湾曲の形状はベース層の方向に凸の形状かつ前記第2の基板部材の短手方向の湾曲の形状はカバー層の方向に凸の形状、又は、
前記第1の基板部材の短手方向の湾曲の形状はカバー層の方向に凸の形状かつ前記第2の基板部材の短手方向の湾曲の形状はベース層の方向に凸の形状であっても良い。
前記第1の基板部材及び前記第2の基板部材の短手方向の湾曲の形状は、ともにベース層の方向に凸の形状であるか、又は、ともにカバー層の方向に凸の形状であっても良い。
図1は本発明の実施例1に係るフレキシブルプリント配線板の製造工程の説明図である
。まず、図1(A)に示すように、ベース層としての絶縁樹脂1(厚さ50μmのLCPフィルム)の片面に銅箔層2(厚さ12μmの銅箔)を有する片面銅張積層板3を用意し、導体部としての配線パターン2bをフォトファブリケーション手法によるエッチングにより形成し、配線層を形成する。さらに、端子等の開口を予め形成した50μm厚のLCPフィルム4aと15μm厚の接着材4bからなるカバー層としてのカバーレイ4を準備する。接着材4bは、低弾性の材料を用いると、後の成形工程への影響を抑制できるので好ましい。具体的にはLCPフィルムの弾性係数が3〜4GPa程度であるので、この半分以下の2GPa以下の弾性係数の接着材を用いることで、成形性への影響を抑制することができる。また、成形時に温度200℃程度で30分程度加熱するため、この熱履歴で接着性や電気絶縁特性が著しく劣化しないものが好適である。
デクセリアルズ社製 DP3342MS)を配置し、ACF6の加熱圧着により接合する。これにより、図4(B)に示すような接合部が得られる。
また、図4(C)に示すように、基板部材A,Bの配線パターン2bが存在しない箇所
では、基板部材の平面に垂直の方向に対向する絶縁樹脂1同士の間に接合部材としてのACF6を挟み、加熱圧着により接合する。これにより、図4(D)に示すような接合部が得られる。
このようにして、基板部材A,Bの長手方向の端部において、配線層の対向する導体部同士が接合され、対向するベース層同士が接合されるので、長い帯状のフレキシブルプリント配線板が得られる。
なお、図4(B)に示すように、基板部材Aのカバーレイ4の長手方向の端面17と、基板部材Bの絶縁樹脂1の長手方向の端面16とは、隣接(接触)していても良いし、図4(D)に示すように離間していても良い。長手方向の端面同士は、対向する導体部同士が接合される箇所及び対向するベース層同士が接合される箇所の両方において図4(B)のように隣接(接触)していても良いし、両方において図4(D)のように離間していても良い。また、隣接(接触)する場合において、長手方向の端面同士は、ACFによって接合されても良いし、接合されなくても良い。長手方向の端面同士がACFによって接合されない場合でも、対向するベース層同士及び導体部同士がACFによって接合されるので、基板部材同士の接合としては十分である。
以上の製造工程により製造されたフレキシブルプリント配線板について説明する。
図5(C)に示すように、フレキシブルプリント配線板7は、隣り合う基板部材A,Bの長手方向の端部の間に接合部11を有し、短手方向に湾曲した形状を有する長い帯状のフレキシブルプリント配線板である。
脂(LCP)からなるカバー層(カバーレイ4)と、を有し、短手方向に湾曲した形状である。長手方向に隣り合う基板部材A,Bの長手方向の端部の間の接合部11において、基板部材A(第1の基板部材)の配線層の導体部(端子部2c)及びそれと対向する基板部材B(第2の基板部材)の配線層の導体部(端子部2c)とは導電可能に接合され、かつ、基板部材A(第1の基板部材)の絶縁樹脂1(ベース層)及びそれと対向する基板部材B(第2の基板部材)の絶縁樹脂1(ベース層)が接合される。
フレキシブルプリント配線板7の機能について検証した。まず、フレキシブルプリント配線板7の長手方向の中心付近を、図5(C)の矢印12で示すように、短手方向の湾曲の凸形状が外側を向く方向に屈曲させると、図6(A)に示すように、フレキシブルプリント配線板7は、屈曲位置において長手方向にU字型になる。屈曲部の曲率Rは、フレキシブルプリント配線板7の短手方向の湾曲形状の曲率Rと同程度(ここではR=15mm)となる。この状態で、フレキシブルプリント配線板7は、図6(A)に示すように自立して垂れ下がらない。このフレキシブルプリント配線板7に対し、図6(B)に示すように、両端部14a,14bをフレキシブルプリント配線板7の長手方向に平行な仮想平面内で直線的に矢印15a,15bで示すように相対移動させると、長手方向の屈曲形状及び短手方向の湾曲形状を維持したまま、相対移動に追従して屈曲部の位置が長手方向にスムーズに移動するような屈曲運動が可能であった。接合部11が屈曲箇所となる場合でも、相対移動に伴う屈曲運動には特段の抵抗はなかった。1000万回の繰り返しの直線的相対移動試験を経ても、配線層の直流抵抗変化は3%以下であり、基材の変形や接合部11の剥離等の異常は見られなかった。よって、実施例1によれば、長さ500mmクラスの成形治具を用いて、全長1000mm(1m)の短手方向に湾曲した帯状の長いフレキシブルプリント配線板7を作製することができた。
実施例1では、隣り合う基板部材A,Bの一方の基板部材Aの短手方向の湾曲の形状はベース層(絶縁樹脂1)の方向に凸の形状であり、他方の基板部材Bの短手方向の湾曲の形状はカバー層(カバーレイ4)の方向に凸の形状である構成のフレキシブルプリント配線板7及びその製造方法を説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明のフレキシブルプリント配線板の製造方法においては、隣り合う基板部材の短手方向の湾曲の形状が、ともにベース層(絶縁樹脂1)の方向に凸の形状であるか、又は、ともにカバー層(カバーレイ4)の方向に凸の形状であっても良い。例えば、図2(C)で示すような、ベース層(絶縁樹脂1)の方向に凸の形状の短手方向の湾曲を有する基板部材のみを用いる場合、図7(A)、図7(B)に示すように、カバーレイ4の長手方向の長さが配線パターン2b及び絶縁樹脂1より短い構成の基板部材Cと、絶縁樹脂1の長手方向の長さが配線パターン2b及びカバーレイ4より短い構成の基板部材Dと、を用意し、それらの長手方向の端部同士を実施例1と同様の方法で接合することで、隣り合う基板部材の短手方向の湾曲の形状が、ともにベース層(絶縁樹脂1)の方向に凸の形状であるフレキシブルプリント配線板が得られる。この構成のフレキシブルプリント配線板では、隣り合う基板部材C,Dの配線層の対向する導体部(配線パターン2b)同士が接合され、かつ、一方の基板部材Cのベース層(絶縁樹脂1)及びそれと対向する他方の基板部材Dのカバー層(カバーレイ4)が接合される構成となる。また、ともにカバー層(カバーレイ4)の方向に凸の形状の基板部材のみを用いて同様に長い帯状のフレキシブルプリント配線板を製作した場合は、接合部において、配線層の対向する導体部(配線パターン2b)同士が接合され、かつ、一方の基板部材Cのカバー層(カバーレイ4)及びそれと対向する他方の基板部材Dのベース層(絶縁樹脂1)が接合される構成となる。
ト配線板7を構成する複数の基板部材のうち、端部に位置する基板部材は、実際の使用状態において相対移動する2部材に固定されることになる。固定の強度確保のために、両端に位置する基板部材のみ、熱可塑性樹脂の厚みを厚くしたり、高温熱源に近接する場合には軟化温度が高い物性の材料を用いたりしても良い。
2 銅箔
2b 配線パターン
3 片面銅張積層板
4 カバーレイ
4a LCPフィルム
4b 接着材
5 積層基材
6 ACF
7 全長の長い自立・摺動可能なフレキシブルプリント配線板
8a 基板部材Aの湾曲方向
8b 基板部材Bの湾曲方向
9 基板部材Aの接合される端部
10 基板部材Bの接合される端部
11 接合部
12 使用時の屈曲方向
13a、13b 圧着治具
14a、14b フレキシブルプリント配線板の端部
15a、15b 相対移動方向
16 端面
17 端面
21 絶縁樹脂
22 銅箔
22b 配線パターン
23 片面銅張積層板
24 カバーレイ
24a LCPフィルム
24b 接着材
25 積層基材
26 自立・摺動可能なフレキシブルプリント配線板
27 フレキシブルプリント配線板の湾曲方向
Claims (8)
- 熱可塑性樹脂からなるベース層と、前記ベース層の上に形成された導体部を含む配線層と、前記配線層の上に形成された熱可塑性樹脂からなるカバー層と、を積層させて第1の基板部材及び第2の基板部材を作製する工程と、
前記第1の基板部材及び前記第2の基板部材の各々に対し、これらの短手方向の湾曲の形状と略同じ形状の曲面を有する治具を用いて前記第1の基板部材及び前記第2の基板部材を加熱成形し、短手方向に湾曲させる形状加工工程と、
長手方向に隣り合う前記形状加工された前記第1の基板部材及び前記第2の基板部材の長手方向の端部及び接合部材を、前記形状加工工程の加熱温度よりも低い温度で加熱圧着し、又は、前記短手方向の湾曲の形状と略同じ形状の曲面を有する治具を用いて前記形状加工工程の加熱温度と同程度もしくはそれ以上の温度で加熱圧着し、接合する接合工程と、
を有し、
前記接合部材は、
前記第1の基板部材の配線層の導体部及びそれと対向する前記第2の基板部材の配線層の導体部とを導電可能に接合し、かつ、
前記第1の基板部材のベース層及びそれと対向する前記第2の基板部材のベース層、又は、
前記第1の基板部材のベース層及びそれと対向する前記第2の基板部材のカバー層、又は、
前記第1の基板部材のカバー層及びそれと対向する前記第2の基板部材のベース層を接合することを特徴とする、帯状のフレキシブルプリント配線板の製造方法。 - 長手方向に隣り合う前記第1の基板部材及び前記第2の基板部材の長手方向の端部の間の接合部において、前記第1の基板部材のベース層及びそれと対向する前記第2の基板部材のベース層が接合される場合において、
前記第1の基板部材の短手方向の湾曲の形状はベース層の方向に凸の形状かつ前記第2の基板部材の短手方向の湾曲の形状はカバー層の方向に凸の形状、又は、
前記第1の基板部材の短手方向の湾曲の形状はカバー層の方向に凸の形状かつ前記第2の基板部材の短手方向の湾曲の形状はベース層の方向に凸の形状である請求項1に記載の
フレキシブルプリント配線板の製造方法。 - 長手方向に隣り合う前記第1の基板部材及び前記第2の基板部材の長手方向の端部の間の接合部において、前記第1の基板部材のベース層及びそれと対向する前記第2の基板部材のカバー層、又は、前記第1の基板部材のカバー層及びそれと対向する前記第2の基板部材のベース層が接合される場合において、
前記第1の基板部材及び前記第2の基板部材の短手方向の湾曲の形状は、ともにベース層の方向に凸の形状であるか、又は、ともにカバー層の方向に凸の形状である請求項1に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。 - 前記第1の基板部材及び前記第2の基板部材は、熱可塑性樹脂の厚み及び物性が共通である請求項1〜3のいずれか1項に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
- 前記第1の基板部材及び前記第2の基板部材は、熱可塑性樹脂の厚み及び物性の少なくともいずれかが異なる請求項1〜3のいずれか1項に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
- 前記接合部材は、異方性導電性フィルムである請求項1〜5のいずれか1項に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
- 前記接合部材は、異方性導電性ペーストである請求項1〜5のいずれか1項に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂は、液晶ポリマーからなる請求項1〜7のいずれか1項に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
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