JPH11354911A - フレキシブル回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気伝導性がよく部品実装後の信頼性の高い
フレキシブル回路基板を、簡便に安価に製造することは
難しい。 【解決手段】 導体粉と樹脂ペーストを主剤とする導電
性複合材を用いて、スクリーン印刷によって薄膜樹脂フ
ィルム１１に導電部分１２を形成する。次に、回路表面
を研磨して粗化部分１３を形成する。次いで、Ｎｉ層１
４とＡｕ層１５を形成する。Ｎｉ層１４とＡｕ層１５に
よる金属層１６に対して、スクリーン印刷で絶縁層１７
を形成する。次に、露出部部分２０に、はんだペースト
接着層１８をスクリーン印刷で形成し、抵抗器等の機能
部品１９をペースト接着層１８に配置し、１５０゜Ｃ〜
１６０゜Ｃの温度条件下で接合させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可とう性を有する
印刷回路基板を低コストで得ることができるフレキシブ
ル回路基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂フィルムを使用した可とう性を有す
る印刷回路基板（フレキシブル回路基板）は、一般にポ
リエステル（ＰＥＴ）やポリイミド（ＰＩ）を基材とし
て製造される。そして、基材上の導電部分を形成したい
部分に、スクリーン印刷等によって導電性ペーストが塗
工される。あるいは、ＰＩと銅箔が貼り合わされたＰＩ
−銅箔複合材を用いて、導電部分を形成したい部分以外
の部分を、化学的に腐食させて除去することによってフ
レキシブル回路基板が製造される。

【０００３】基材上にスクリーン印刷によって導電部分
を形成する方法によると、比較的安価にフレキシブル回
路基板を得ることができる。しかし、導電部分の電気伝
導性に乏しく、回路長が長くなるにつれて抵抗値が大き
くなり、搭載される機能部品の動作状態に差が生じてし
まう欠点がある。また、耐熱性の問題から搭載部品は一
般に導電性接着剤によって実装されるが、導電性接着剤
による接着では高温や高湿などの特殊環境下での信頼性
に欠ける。

【０００４】ＰＩ−銅箔複合材を用いると、導電部分の
電気伝導性は良好である。また、耐熱性にも優れている
のでペースト状はんだで簡便に搭載部品を実装すること
ができ、特殊環境下での信頼性も高い。しかし、ＰＩ−
銅箔複合材は高価である。しかも、回路形成の工程が多
岐に渡るので、製造コストは高い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
フレキシブル回路基板の製造方法によると、電気伝導性
がよく部品実装後の信頼性の高いフレキシブル回路基板
を、簡便に安価に製造することは難しいという課題があ
る。

【０００６】そこで、本発明は、導電部分の電気伝導性
が良好で、かつ、機能部品のはんだ実装もでき、低コス
トで信頼性の高いフレキシブル回路基板を得ることがで
きるフレキシブル回路基板の製造方法を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によるフレキシブ
ル回路基板の製造方法は、耐熱性を有する樹脂フィルム
に導電性材料を用いて回路を形成し、回路表面を粗化
し、粗化された回路表面に金属皮膜を形成して回路部分
とするように構成される。ここで、回路を形成する際
に、導電粉と樹脂を主剤とする導電性複合材を用いて印
刷で耐熱性を有する樹脂フィルムに回路を形成するよう
にしてもよい。その後、回路部分における回路露出部分
以外の部分に絶縁層が形成され、回路露出部分にはんだ
ペーストが塗布されて機能部品が実装されることによっ
て、機能美備品が搭載されたフレキシブル回路基板が得
られる。

【０００８】また、本発明によるフレキシブル回路基板
の製造方法は、基材となる樹脂フィルムにおける表裏面
の電気的導通箇所に複数の穴を開た後、樹脂フィルムの
表裏面に印刷で回路を形成するように構成される。ここ
で、樹脂フィルムにおける表裏面導通箇所に開けられる
穴は３つであってもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。 実施の形態１．図１（Ａ）は、本発明によるフレキシブ
ル回路基板の製造方法によって製造されるフレキシブル
回路基板の一部を示す部分断面図である。また、図１
（Ｂ）〜（Ｄ）は、途中工程におけるフレキシブル回路
基板の一部を示す部分断面図である。

【００１０】この製造方法によると、まず、薄膜樹脂フ
ィルム１１の基材上に、導電性複合材を印刷インキとし
てスクリーン印刷によって導電部分１２が形成される。
薄膜樹脂フィルム１１として、印刷後の熱処理を考慮す
ると、ＰＥＴフィルム、ＰＩフィルム、ＰＰＳ（ポリフ
ェニレンスルフィド）フィルム、ＰＥＮ（ポリエチレン
ナフタレート）フィルム等を用いることが望ましい。ま
た、フレキシブル回路基板として、その板厚は０．３ｍ
ｍ以下が妥当である。

【００１１】導電性複合材として、導電粉、バインダ樹
脂および希釈溶剤をロールミルで攪拌混合したものを用
いることができる。必要ならば硬化・補強剤を加えても
よい。スクリーン印刷による印刷塗膜厚に特に制限はな
いが、印刷塗膜表面近傍の導電粉および樹脂成分が、後
で述べるめっき処理で浸食されるおそれがあるので、浸
食可能性、導体と基材との密着強度および電気伝導性を
考慮して０．５μｍ以上であることが望ましい。

【００１２】導電粉として、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、
Ｃ、ＩＴＯ等の微量子を用いることができる。また、バ
インダ樹脂として、基材との密着性および可とう性が必
要なことから、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポ
キシ樹脂等の熱可塑性樹脂を用いる。しかし、可とう性
をもたせるための可塑剤を導入する等の改良を図ること
よって、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を用いること
も可能である。希釈溶剤として、バインダ樹脂の種類に
応じて、脂肪族炭化水素系、芳香族炭化水素系、ケトン
系の溶剤を適宜用いる。

【００１３】以上に述べた工程によって、図１（Ｂ）に
示すように、薄膜樹脂フィルム１１上に導電性部分であ
る回路が形成される。次に、回路表面を物理的または化
学的に研磨する。回路表面が研磨されることによって、
印刷塗膜表面が粗化されて、表面に現れる導電粒子数が
増す。すると、後で述べる金属皮膜処理における金属皮
膜と印刷塗膜との碇効果が発現することになって、金属
皮膜との密着強度が向上する。図１において、波線で粗
化部分１３が示されている。なお、物理的研磨方法とし
て、バフ、ブラシ、サンドブラスト等による処理が用い
られる。化学的研磨方法として、酸溶液またはアルカリ
溶液に浸す方法がある。粗化範囲は、印刷塗膜の物性に
変化がないような膜厚方向に対して１μｍ以下が望まし
い。

【００１４】以上に述べた工程によって、図１（Ｃ）に
示すように、印刷塗膜表面に粗化部分１３が形成され
る。次に、印刷塗膜上に、電解めっきまたは無電解めっ
きで金属皮膜を形成する。皮膜金属に制限はないが、導
電粒子との接着性を考慮して下地をＣｕまたはＮｉと
し、耐腐食性を考慮して表面をＡｕで皮膜するのが適当
である。なお、樹脂に金属めっきを施す場合にはパラジ
ウムを用いた活性化等の処理が必要であるが、ここで
は、印刷塗膜には導電粒子が含まれているのでそのよう
な処理は必要とされない。

【００１５】以上に述べた工程によって、印刷塗膜の上
に金属層１６が皮膜された回路部分が形成される。次
に、回路表面の耐腐食性を向上させるために、絶縁イン
キを印刷することによって、図１（Ｄ）に示すように、
露出部分２０を除いて絶縁層１７を形成する。なお、絶
縁層１７の形成は、コーティングや絶縁フィルムの貼り
付け等の他の方法によってもよい。

【００１６】次いで、露出部分２０にスクリーン印刷に
よってはんだペーストを塗布しペースト接着層１８を形
成する。そして、自動実装マウンタによって各種部品を
はんだペースト塗布部分に載置し、熱処理によって各種
機能部品を回路に接合する。なお、はんだペースト塗布
をスクリーン印刷によって行ったが、ディスペンサ等に
よってもよい。また、使用するはんだペーストは、基材
の樹脂フィルムの熱変形を考慮して比較的低融点のもの
が望ましい。

【００１７】導電性ペーストに直接はんだペーストを塗
布して機能部品の熱固着を行うと、フラックスの影響に
よる導電性ペーストの溶融や機能部品の密着不良が生ず
る。しかし、この実施の形態では、導電性ペーストの表
面が金属層で皮膜されるので、導電性ペーストの溶融や
搭載部品の密着不良が防止される。ＰＥＴ等の基材と導
電性ペーストによる従来のフレキシブル回路基板では、
はんだペーストの塗布および自動部品実装によると上記
のような問題があるので、機能部品は導電性接着剤によ
って実装されるが、特殊環境下での信頼性に問題があ
る。しかし、この実施の形態によれば、形成された回路
部分にはんだペーストを塗布し自動実装マウンタによっ
て各種部品を接合しても密着不良等の不具合は生じない
ので、はんだペーストの塗布および自動部品実装を安心
して行うことができる。すなわち、高価なＰＩ−銅箔複
合材を用いずに、ＰＩ−銅箔複合材を用いた場合と同様
の作業性と、はんだペーストの濡れ性および接合強度を
得ることができる。

【００１８】なお、上記の実施の形態では、薄膜樹脂フ
ィルム１１上に導電性部分である回路を形成する工程に
おいてスクリーン印刷を使用したが、オフセット印刷、
グラビア印刷、フレキソ印刷、ホットスタンプ等の他の
印刷方法によってもよい。また、エッチングによって回
路を形成してもよい。その場合には、蒸着膜として、例
えば、ＩＴＯやアルミニウム等の導電性を有する金属ま
たは金属化合物を使用する。

【００１９】実施の形態２．図２および図３は、本発明
の他の実施の形態によるフレキシブル基板の製造方法を
説明するための説明図である。フレキシブル回路基板で
は、一般に、片面にのみ回路パターンが形成されてい
る。すると、配線部分は交差できないので、配線が長く
なる部分が生じ、配線抵抗が増大する等の問題が生ず
る。配線を長くしたくない場合には、例えば、図２
（Ａ）に示すように、基材３０上に、一方の配線パター
ン表面に絶縁層３１を形成し、他方の配線部分の露出部
分３２以外に絶縁層３３を形成する。そして、図２
（Ｂ）に示すように、露出部分３２に抵抗器等の部品３
４をはんだ付けする。このようにして、２つの配線部分
を交差させる。

【００２０】しかし、そのような方法によると、配線長
は短くなるものの、配線設計に手間がかかる。部品実装
位置でしか配線パターンを交差させることができず、部
品と配線パターンとの関係を考慮しなければならないか
らである。

【００２１】そこで、硬質印刷回路基板と同様に、フレ
キシブル回路基板の裏面にも回路を印刷し、適当な箇所
で表裏の導通をとることが考えられる。表裏の導通をと
るためにランドが設けられ、ランドにおいて表裏の電気
的導通が確保される。硬質印刷回路基板では、ランドに
スルーホールを設け、スルーホールの壁面に金属をめっ
きすることによって表裏の導通をとることは容易であ
る。しかし、フレキシブル回路基板において、スルーホ
ールを設けスルーホールの壁面に金属層を設けることは
容易でない。

【００２２】しかし、この実施の形態によれば、表裏に
配線パターンが設けられ適当な箇所で表裏の導通をとる
フレキシブル回路基板を容易に製造できる。図３は、製
造途中のフレキシブル回路基板を示す説明図である。ま
ず、図３（Ａ）に示すように、ランド１２Ｂが形成され
る部分に穴４４が開けられる。この例では、ランド１２
Ｂ中に３つの穴４４が開けられることになる。穴４４
は、薄膜樹脂フィルム１１が位置決めされて自動穴開け
機にセットされた後、自動穴開け機によって開けられ
る。なお、図３には１つのランド１２Ｂのみを示すが、
多数のランドがある場合にも、自動穴開け機によって各
ランド部分に３つの穴が順次開けられる。

【００２３】次に、薄膜樹脂フィルム１１の基材表面
に、スクリーン印刷によって導電部分１２Ａおよびラン
ド１２Ｂが形成される。また、薄膜樹脂フィルム１１の
基材裏面に、スクリーン印刷によって導電部分１２Ｃが
形成される。スクリーン印刷時に、スクイジ４５が導電
性インキ４６を掃くことによってランド１２Ｂおよび導
電部分１２Ｃが形成されるのであるが、このとき、導電
性インキ４６が穴４４の内部に回り込む。よって、穴４
４の内部にも導電層が形成され、ランド１２Ｂにおいて
表裏の電気的導通が確保される。

【００２４】このように、この実施の形態では、スクリ
ーン印刷によって導電部分が形成されるときに、自然に
ランド１２Ｂにおける表裏の電気的導通が確保される。
しかも、導電性インキ４６の穴４４の内部への回り込み
は、表面に導電部分が形成されるときにも裏面に導電部
分が形成されるときにも発生するので、確実に表裏の導
通をとることができる。また、この実施の形態では、各
ランド１２Ｂについて３つの穴４４が開けられているの
で、その点からも確実に表裏の導通をとることができ
る。なお、各ランド１２Ｂにおける穴数はより確実な導
通をとるために４つ以上であってもよい。また、確実に
表裏の導通がとれるのであれば１つまたは２つでもよ
い。

【００２５】その後、絶縁インキを印刷することによっ
て回路露出部分を除いて絶縁層が形成され、露出部分に
はんだペーストまたは導電性接着剤が塗布され、機能部
品が実装される。なお、スクリーン印刷による導電部分
の形成から部品実装までの各工程を、第１の実施の形態
の場合と同様に行ってもよい。

【００２６】以上のように、この実施の形態によれば、
基材におけるランドが形成される各部分に複数の穴を開
け、その後、基材の表裏面に印刷によって導通部分を形
成しているので、表裏に配線パターンが設けられ適当な
箇所で表裏の導通をとるフレキシブル回路基板が容易に
形成される。また、この製造方法によれば、導電部分が
形成されるときに自然にランドにおける表裏の電気的導
通が確保されるので、工程が増えてしまうということも
ない。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の第１の実施の形態によるフレ
キシブル回路基板の製造方法の実施例を図１を参照して
説明する。まず、Ａｇ粉含有率が６０〜９０重量％を占
めるＰＥＴ樹脂ベースのペーストを、粘度が室温で２０
０〜３００ポアズ（＝２０〜３０パスカル・秒）程度に
なるようにイソホロン液で希釈したものを導電性複合材
として、スクリーン印刷によって板厚０．１ｍｍの薄膜
樹脂フィルム１１に導電部分１２を形成した。ここで
は、薄膜樹脂フィルム１１としてＰＥＴフィルムを用い
た。

【００２８】次に、バフで回路表面を研磨し、粗化部分
１３を形成した。次いで、無電解めっきで３〜５μｍの
Ｎｉ層１４を形成し、無電解めっきで０．０５〜０．１
μｍのＡｕ層１５を形成した。Ｎｉ層１４とＡｕ層１５
による金属層１６が形成された状態では、導電性複合材
による導電部分１２のみが存在する場合に比べて、導電
性は３倍程度に向上した。そして、スクリーン印刷で４
０μｍ程度の絶縁層１７を形成した。密着性を考慮して
基材と同性質のＰＥＴ樹脂ベースのペーストを用いて絶
縁層１７を形成したが、絶縁層１７は１０⁷ Ω以上の十
分な絶縁性を有していた。

【００２９】次に、露出部部分２０に、はんだペースト
接着層１８をスクリーン印刷で形成し、抵抗器等の機能
部品１９をペースト接着層１８に配置し、１５０゜Ｃ〜
１６０゜Ｃの温度条件下で接合させた。その結果、ＰＩ
−銅箔基板および硬質基板と同様のはんだペースト濡れ
性および接合強度が得られた。なお、金属層１６の形成
時に電解めっきを行った場合も同様の結果が得られた。

【００３０】実施例２．第１の実施例では導体粉として
Ａｇ粉を用いたが、導体粉を、Ｃｕ、Ｃ、ＩＴＯに置き
換えて上記の各工程を実施した。その場合も、第１の実
施例の場合と同様の効果が得られた。

【００３１】実施例３．第１の実施例ではスクリーン印
刷によって導電部分１２を形成したが、ＩＴＯ蒸着フィ
ルムをエッチングによって除去することによって導電部
分１２を形成し、その他の工程を第１の実施例の場合と
同様に実施した。その場合も、第１の実施例の場合と同
様の効果が得られた。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、フレキ
シブル回路基板の製造方法を、耐熱性を有する樹脂フィ
ルムに導電性材料を用いて回路を形成し、回路表面を粗
化し、粗化された回路表面に金属皮膜を形成して回路部
分とするように構成したので、高価なＰＩ−銅箔複合材
を用いずに、ＰＩ−銅箔複合材を用いた場合と同様の作
業性と、はんだペーストの濡れ性および接合強度とを得
ることができ、その結果、低コストで信頼性の高いフレ
キシブル回路基板が得られる効果がある。

【００３３】また、基材となる樹脂フィルムにおける表
裏面の電気的導通箇所に複数の穴を開た後、樹脂フィル
ムの表裏面に印刷で回路を形成するように構成したの
で、表裏に配線パターンが設けられ適当な箇所で表裏の
導通をとるフレキシブル回路基板が容易に得られる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるフレキシブル回路基板の製造方
法を示す部分断面図である。

【図２】 本発明の第２の実施の形態によるフレキシブ
ル基板の製造方法の優位性を説明するための説明図であ
る。

【図３】 第２の実施の形態によるフレキシブル基板の
製造方法を説明するための説明図である。

【符号の説明】

１１ 薄膜樹脂フィルム １２ 導電部分 １３ 粗化部分 １４ Ｎｉ層 １５ Ａｕ層 １６ 金属層 １７ 絶縁層 １８ ペースト接着層 １９ 機能部品 ２０ 露出部分 １２Ａ，１２Ｃ 導電部分 １２Ｂ ランド ４４ 穴

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 耐熱性を有する樹脂フィルムに導電性材
   料を用いて回路を形成し、 回路表面を粗化し、 粗化された回路表面に金属皮膜を形成して回路部分とす
   るフレキシブル回路基板の製造方法。
2. 【請求項２】 導電粉と樹脂を主剤とする導電性複合材
   を用いて印刷で耐熱性を有する樹脂フィルムに回路を形
   成する請求項１記載のフレキシブル回路基板の製造方
   法。
3. 【請求項３】 基材となる樹脂フィルムにおける表裏面
   の電気的導通箇所に複数の穴を開け、 前記樹脂フィルムの表裏面に印刷で回路を形成するフレ
   キシブル回路基板の製造方法。
4. 【請求項４】 樹脂フィルムにおける電気的導通箇所に
   開けられる穴は３つである請求項３記載のフレキシブル
   回路基板の製造方法。