JPWO2014185194A1 - フレキシブル回路基板、および、フレキシブル回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

基板全体に可撓性を有し、薄型であっても高い電極精度や形状精度を実現でき、繰り返し変形に対する耐久性を高めることができるフレキシブル回路基板とその製造方法を提供する。フレキシブル回路基板（１０）は、基板平面方向に隣接して電気的に接続される第１の基板部（１１）と第２の基板部（１２）とを備え、第１の基板部（１１）は、複数の樹脂層（３１，３２）を接着材（３３）により接着させてなり、第２の基板部（１２）は、複数の樹脂層（４１，４２，４３，４４，４５）を熱可塑性樹脂同士の分子間結合により接合させてなる。

Description

本発明は、基板全面に可撓性を有するフレキシブル回路基板と、フレキシブル回路基板の製造方法とに関する。

基板全面に可撓性を有するフレキシブル回路基板として、代表的にはポリイミドからなるものが知られている。ポリイミドからなるフレキシブル回路基板は、金属膜が貼り付けられたポリイミドフィルムを積層したものであり、極めて安価に製造することができるという利点を有する一方で、電極形状や基板形状の精度が低く、良好な電気特性を安定して実現することが難しいという欠点も有している。

そこで、基板の一部のみに可撓性を有するリジッドフレキ回路基板が利用されることがあった（例えば、特許文献１参照）。リジッドフレキ回路基板は、リジッド部分とポリイミド部分とを連結した構成であり、ポリイミド部分での可撓性を確保しながら、リジッド部分で高精度な電極形状や基板形状を確保し、良好な電気特性を安定して実現するものである。ただし、リジッドフレキ回路基板は、基板全面に可撓性を必要とするような用途で利用することができず、また、基板全面での薄型化が困難であった。

そこで近年、液晶ポリマ樹脂等の熱可塑性樹脂からなるフレキシブル回路基板が、ポリイミドからなるフレキシブル回路基板よりも高精度な電極形状や基板形状を実現することができるものとして注目されている。熱可塑性樹脂からなるフレキシブル回路基板は、ポリイミドからなるフレキシブル回路基板に比べて電極形状や基板形状の精度を高めることが容易で、良好な電気特性を安定して実現することができる。また、熱可塑性樹脂からなるフレキシブル回路基板は、リジッドフレキ回路基板の有する上述の欠点が存在しないという利点も有している。

特開２００８−２５８３５７号公報

しかしながら熱可塑性樹脂からなるフレキシブル回路基板は、ポリイミドからなるフレキシブル回路基板に比べると、変形に対する耐久性が低く、繰り返しの変形が生じる場合や、応力の大きい変形が生じる場合に、基板の破断や配線の断線などの故障が生じることがあった。

そこで、本発明の目的は、良好な電気特性を実現しても、変形に対する耐久性を高められる、フレキシブル回路基板の構造と、フレキシブル回路基板の製造方法とを提供することにある。

この発明のフレキシブル回路基板は、基板平面方向に隣接して電気的に接続される第１の基板部と第２の基板部とを備えている。第１の基板部は、複数の樹脂層を接着材により接着させてなり可撓性を有している。第２の基板部は、複数の樹脂層を熱可塑性樹脂同士の分子間結合により一体化させてなり可撓性を有している。

この構成では、第１の基板部の複数の樹脂層は、接着材を介して接着されているので、複数の樹脂層が一体化されている構成に比べて、変形に対する耐久性が高い。したがって、このフレキシブル回路基板では、繰り返しの変形が生じる場合や、応力の大きい変形が生じる場合でも、第１の基板部で変形を吸収して、基板の破断や配線の断線などの故障が生じることを抑制できる。

ただし、第１の基板部では、樹脂層と接着材との界面や接着材自体が吸水（吸湿）することで膨潤が生じて、電極形状や基板形状の精度が劣化したり、誘電率等の性質が変動したりすることがある。これに対して、第２の基板部は、複数の樹脂層が熱可塑性樹脂同士の分子間結合により一体化された構成であるため、樹脂層間の界面や接着材が存在せず、第１の基板部に比べて耐水性（耐湿性）が高く、電極形状や基板形状の精度が劣化し難く、誘電率等の性質も安定的である。したがって、このフレキシブル回路基板では、第２の基板部において高精度な電極形状や基板形状を実現することができ、フレキシブル回路基板における電気特性の劣化を防ぐことが可能になる。

なお、第１の基板部と第２の基板部との少なくとも一方に、樹脂層を貫通する層間接続導体を備え、第１の基板部と第２の基板部との少なくとも他方に、層間接続導体に対して直接接合する接合導体を備えると好適である。この構成により、第１の基板部と第２の基板部との接合強度を高めることができ、可撓性を有する基板部同士であっても確実な接合を実現することができる。また、第２の基板部において複数の樹脂層を一体化する工程で、同時に、第１の基板部と第２の基板部とを接合することが可能になり、フレキシブル回路基板の製造が容易になる。

また、フレキシブル回路基板は、第１の基板部の少なくとも一部と第２の基板部の少なくとも一部とに接合する接合用樹脂を備えると好適である。この構成では、第１の基板部と第２の基板部との接合強度を高めることができる。

また、第１の基板部は、複数の樹脂層が層間の一部で離間して第２の基板部を挟むと好適である。特に、第１の基板部は第２の基板部の全体を内包すると好適である。この構成では、第１の基板部と第２の基板部との接合強度を高めることができ、可撓性を有する基板部同士であっても確実な接合を実現することができる。また、第２の基板部を第１の基板部で保護し、第２の基板部の耐酸化性等を高めることができる。

また、第２の基板部は、第１の基板部の少なくとも一部を収容していると好適である。この構成では、第１の基板部を第２の基板部で保護し、第１の基板部の耐水性等を高めて電極形状や基板形状の劣化を防ぐことができる。

また、第２の基板部での信号周波数が第１の基板部での信号周波数よりも高いと好適である。電極形状や基板形状の精度によって電気特性が受ける影響は、信号周波数が高いほど大きいので、電極形状や基板形状の精度が劣化し難い第２の基板部での信号周波数を第１の基板部での信号周波数よりも高くすれば、良好な電気特性を実現できる。

また、第２の基板部での配線密度が第１の基板部での配線密度よりも高いと好適である。配線密度が高密度であれば、配線の線幅が狭くなるとともに配線間の間隔が狭ピッチになり、製造時の位置ずれ等による配線接続ミスが生じ易くなるが、電極形状や基板形状を高精度に形成できる第２の基板部での配線密度を第１の基板部での配線密度よりも高くすれば、製造時の位置ずれ等による配線接続ミスの発生を抑制できる。

また、第２の基板部にのみアクティブ素子を備えると好適である。アクティブ素子はバンプ等の外部接続端子が狭ピッチで設けられるため、製造時の位置ずれ等により配線接続ミスが発生する恐れがある。しかしながら、電極形状や基板形状を高精度に形成できる第２の基板部にのみアクティブ素子を配置すれば、アクティブ素子の配線接続ミスを抑制することができる。

また、第２の基板部における樹脂層の積層数は、第１の基板部における樹脂層の積層数よりも多いと好適である。第２の基板部には接着材が不要であるため、積層数が多くとも薄く構成することができる。したがって、第２の基板部に多くの回路素子や配線を設けることができ、フレキシブル回路基板の全体の小型化に有効である。

また、第１の基板部の厚みは、第２の基板部の厚みよりも薄いと好適である。この構成では、第１の基板部が更に曲がり易くなる。したがって、フレキシブル回路基板の変形を第１の基板部でより大きく吸収し、フレキシブル回路基板の破断や配線の断線などの故障が生じることを抑制できる。

また、第１の基板部と第２の基板部との少なくとも一方は、予め曲げられていると好適である。この構成では、フレキシブル回路基板の破断や配線の断線などの故障が生じることを抑制できる。

また、第２の基板部の樹脂層は液晶ポリマ樹脂からなると好適である。また、第１の基板部の樹脂層はポリイミドからなると好適である。液晶ポリマ樹脂は、熱可塑性を有しており、加熱により容易に樹脂層同士を分子間結合させることができる。また、液晶ポリマ樹脂は、ポリイミドよりも誘電正接が小さい材料であり、信号周波数が高くても低損失で信号を伝送することができる。したがって、液晶ポリマ樹脂は第２の基板部の材料として適している。一方、ポリイミドは、安価な材料であり、液晶ポリマ樹脂よりも繰り返し変形や、応力の大きい変形に対する耐久性が高い。したがって、ポリイミドは第１の基板部の材料として適している。

また、この発明のフレキシブル回路基板の製造方法は、複数の樹脂層を接着材により接着させて可撓性を有する第１の基板部を形成する第１の工程と、複数の樹脂層を熱可塑性樹脂同士の分子間結合により一体化させて可撓性を有する第２の基板部を形成する第２の工程と、第１の基板部と第２の基板部とが基板平面方向に隣接して電気的に接続されるように第１の基板部と第２の基板部とを連結させる第３の工程と、を含み、第２の工程と第３の工程とは、第２の基板部を構成する樹脂層を重ね合わせるとともに、第２の基板部を構成する樹脂層に第１の基板部を構成する樹脂層を接触させた状態で、第１の基板部と第２の基板部とを加熱および加圧することにより一度に実施されると好適である。

この発明によれば、複数の樹脂層が接着材を介して接着されている第１の基板部で変形を吸収することにより、フレキシブル回路基板の破断や配線の断線などの故障が生じることを抑制できる。また、複数の樹脂層が分子間結合により一体化されている第２の基板部で電極形状や基板形状の精度を確保することにより、フレキシブル回路基板の良好な電気特性を実現することができる。

本発明の第１の実施形態に係るフレキシブル回路基板の平面図、フレキシブル回路基板を利用する通信装置の模式的なブロック図、および、通信装置の部分側面断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るフレキシブル回路基板の製造過程を示す側面断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るフレキシブル回路基板の側面断面図および平面図である。 本発明の第３の実施形態に係るフレキシブル回路基板の側面断面図および平面図である。 本発明の第４の実施形態に係るフレキシブル回路基板の平面図、側面断面図、および製造過程を示す側面断面図である。

以下、本発明の実施形態に係るフレキシブル回路基板、および、フレキシブル回路基板の製造方法を、通信装置にて利用されるフレキシブル回路基板を例に説明する。なお、以降の説明に用いる各図には、導体パターンや回路素子を全て記載している訳ではなく、本発明の特徴となる部分のみを記載している。

まず、本発明の第１の実施形態に係るフレキシブル回路基板１０の概略構成について説明する。図１（Ａ）は、フレキシブル回路基板１０を一方主面側から視た平面図である。

フレキシブル回路基板１０は、第１の基板部１１と、第２の基板部１２と、接合用樹脂１３と、コネクタ１４と、アクティブ素子１５と、パッシブ素子１６と、配線１７と、を備えている。

第１の基板部１１は、一方主面を厚み方向から平面視して長方形の平板状であり、フレキシブル回路基板１０の紙面左右方向の一端側（右端側）に設けられている。この第１の基板部１１は、ポリイミドからなる。ポリイミドは柔軟性の高い材料であり、第１の基板部１１は、全体として可撓性を有するように紙面に対して垂直な方向の厚みが設定されている。また、ポリイミドは、液晶ポリマ樹脂等の樹脂よりも、繰り返し変形や応力の大きい変形に対する耐久性が高い材料であり、第１の基板部１１の材料として適している。また、ポリイミドは液晶ポリマよりも安価な材料である。その上、ポリイミドからなる第１の基板部１１は、接着剤での貼りあわせにより極めて安価に製造することができるという利点を有している。なお、第１の基板部１１の材料としては、ポリイミド以外の樹脂材が採用されてもよい。

第２の基板部１２は、一方主面を厚み方向から平面視して長方形の平板状であり、フレキシブル回路基板１０の紙面左右方向の他端側（左端側）に設けられている。この第２の基板部１２は、液晶ポリマ樹脂からなる。液晶ポリマ樹脂は柔軟性の高い材料であり、第２の基板部１２は、全体として可撓性を有するように紙面に対して垂直な方向の厚みが設定されている。また、液晶ポリマ樹脂は熱可塑性を有する材料であり、温度上昇に伴い軟化する性質を有し、加熱により容易に樹脂層同士を分子間結合させることができ、第２の基板部１２の材料として適している。なお、第２の基板部１２の材料としては、液晶ポリマ樹脂以外の熱可塑性を有する樹脂材が採用されてもよい。

第１の基板部１１と第２の基板部１２とは、それぞれ、紙面左右方向を長手として延びており、第１の基板部１１の他端側（左端側）の領域と第２の基板部１２の一端側（右端側）の領域とが互いに重なっている。この第１の基板部１１と第２の基板部１２とが重なる領域で、第１の基板部１１と第２の基板部１２とは電気的に接続されている。なお、第１の基板部１１と第２の基板部１２との両主面には、図示していないが絶縁性を有するレジスト膜が適宜設けられていてもよい。

第１の基板部１１と第２の基板部１２とが重なる領域の近傍には、接合用樹脂１３が設けられている。接合用樹脂１３は、例えばエポキシ樹脂からなり、第１の基板部１１と第２の基板部１２とに接合している。接合用樹脂１３を設けることにより、第１の基板部１１と第２の基板部１２との接合強度を高めることができる。なお、接合用樹脂１３は必ずしも設けなくてもよい。

第２の基板部１２の一方主面と、第１の基板部１１の他方主面とには、それぞれコネクタ１４が取り付けられている。コネクタ１４は、フレキシブル回路基板１０の外部接続端子として機能する。なお、コネクタ１４に替えて、表面導体パターンにより直接、外部回路と接続するようにしてもよい。

第２の基板部１２の内部には、アクティブ素子１５とパッシブ素子１６とが内蔵されている。アクティブ素子１５は、半導体集積回路として構成されている。パッシブ素子１６は、チップコンデンサやチップインダクタ、チップ抵抗器などのチップ素子、または、第２の基板部１２の内部導体パターンで構成されるコンデンサ、インダクタ、抵抗などのパターン素子である。

配線１７は、第１の基板部１１および第２の基板部１２の内部導体パターン、表面導体パターン、層間接続導体等により構成されている。配線１７は、第１の基板部１１のコネクタ１４から第２の基板部１２のコネクタ１４に掛けて延び、第２の基板部１２の内部でアクティブ素子１５とパッシブ素子１６とに接続している。

図１（Ｂ）は、フレキシブル回路基板１０を利用する通信装置２０の模式的なブロック図である。通信装置２０は、アンテナＡＮＴと、高周波回路ＲＦと、ベースバンド回路ＢＢとを備えている。高周波回路ＲＦは、フレキシブル回路基板１０に設けられる回路であり、アンテナＡＮＴとベースバンド回路ＢＢとの間に接続されている。高周波回路ＲＦは、アンテナＡＮＴとベースバンド回路ＢＢとの間で、送信信号や受信信号を伝搬させる信号ラインを周波数に応じて分ける機能や、送信信号や受信信号を増幅する機能を有している。

図１（Ｃ）は、通信装置２０の部分側面断面図である。通信装置２０は、フレキシブル回路基板１０とアンテナ側基板２１とベースバンド回路側基板２２と、電池パック２３と、アクティブ素子２４と、パッシブ素子２５とを備えている。

アンテナ側基板２１は、アンテナＡＮＴが設けられている。フレキシブル回路基板１０は、高周波回路ＲＦが設けられている。ベースバンド回路側基板２２は、ベースバンド回路ＢＢが設けられている。アクティブ素子２４とパッシブ素子２５とは、ベースバンド回路ＢＢの一部を構成している。

アンテナ側基板２１とベースバンド回路側基板２２とは、対向空間２６を間に介して、間隔を空けて対向するように配置されている。電池パック２３は、ベースバンド回路側基板２２の天面、即ち、ベースバンド回路側基板２２におけるアンテナ側基板２１との対向面に搭載されており、対向空間２６に配置されている。アクティブ素子２４とパッシブ素子２５とは、ベースバンド回路側基板２２の底面に取り付けられている。

フレキシブル回路基板１０は、上述したように、第１の基板部１１および第２の基板部１２がともに可撓性を有している。そして、フレキシブル回路基板１０は、第１の基板部１１と第２の基板部１２とが曲がった状態で、対向空間２６を経由してアンテナ側基板２１とベースバンド回路側基板２２との間に取り付けられている。

より具体的には、フレキシブル回路基板１０の第２の基板部１２は、電池パック２３に対向する位置でコネクタ１４を介してアンテナ側基板２１の底面に接続されている。第２の基板部１２は、コネクタ１４の接続位置から電池パック２３とベースバンド回路側基板２２との外形に沿って屈曲しながら、ベースバンド回路側基板２２の側面近傍まで延びている。フレキシブル回路基板１０の第１の基板部１１は、ベースバンド回路側基板２２の側面近傍で第２の基板部１２に接続されている。第１の基板部１１は、第２の基板部１２との接続位置から、ベースバンド回路側基板２２の側面に沿ってベースバンド回路側基板２２の底面側に回り込み、コネクタ１４を介してベースバンド回路側基板２２の底面に接続されている。このように、第１の基板部１１と第２の基板部１２とがそれぞれ曲げられた状態で、フレキシブル回路基板１０は、アンテナ側基板２１とベースバンド回路側基板２２との間に接続されている。

なお、第１の基板部１１の厚みは、第２の基板部１２の厚みよりも薄くなるように設定されており、第１の基板部１１の可撓性は第２の基板部１２の可撓性よりも高くなっている。また、第２の基板部１２は、予め曲げられている。一方、第１の基板部１１は、アンテナ側基板２１とベースバンド回路側基板２２とから作用する曲げ応力により、直線状の状態から曲がった状態に変形している。そして、第１の基板部１１は、第２の基板部１２よりも曲げ角度が大きくなっている。このように、フレキシブル回路基板１０は予め曲げられており、また、第１の基板部１１は第２の基板部１２よりも曲がり易く構成されている。したがって、第１の基板部１１は、第２の基板部１２よりもフレキシブル回路基板１０に生じる曲げ応力を大きく吸収することができ、フレキシブル回路基板１０は、破断や配線の断線などの故障が生じ難い構成となっている。

次に、本発明に係るフレキシブル回路基板１０の詳細構成について、フレキシブル回路基板１０の製造方法を引用して説明する。

図２は、フレキシブル回路基板１０の製造過程の一部を示す側面断面図である。

フレキシブル回路基板１０の製造では、まず、図２（Ａ）に示す第１の基板部１１を形成する第１の基板部形成工程が実施される。第１の基板部形成工程は、特許請求の範囲に記載の第１の工程に相当する工程である。

なお、この第１の基板部１１は、具体的には、樹脂層３１，３２と接着材３３と内部導体パターン３４と表面導体パターン３５と層間接続導体３６とを備えている。樹脂層３１，３２は、接着材３３を介して積層した状態で互いに接着されている。内部導体パターン３４は、樹脂層３１，３２の層間で延びるライン導体として形成されている。表面導体パターン３５は、層間接続導体３６を介して内部導体パターン３４に接続されるパッド導体として形成されている。

第１の基板部形成工程では、まず、樹脂層３１，３２となる複数のポリイミドフィルムが準備される。ポリイミドフィルムとしては、片面（または両面）に金属膜が貼り付けられているものが採用される。このようなポリイミドフィルムに貼り付けられる金属膜としては、代表的には銅箔が用いられる。そして、ポリイミドフィルムそれぞれの金属膜に対して、フォトリソグラフィおよびエッチング技術を利用してパターニング処理が行われ、内部導体パターン３４および表面導体パターン３５となる導体パターンが形成される。次に、レーザ加工装置等を用いて、導体パターンを貫通すること無く、ポリイミドフィルムのみを貫通する開口部が設けられる。次に、開口部の内部に導電性ペーストが充填され、導電性ペーストを金属化（焼結）させることにより層間接続導体３６が形成される。このような導電性ペーストとしては、代表的にはスズや銀を主成分とする合金とバインダとを含むものが用いられる。次に、複数のポリイミドフィルムそれぞれの片面に、ボンディングシートやプリプレグのような接着材３３が設けられる。この場合、層間接続導体と導体パターンとを接続する位置には、導電性を有する接着材が配され、それ以外の位置には、絶縁性を有する接着材が配されると好適である。また、異方導電性シートのような接着材３３が設けられても好適である。なお、接着材３３の材質は、シリコーン系やゴム系、アクリル系などの硬化後の弾性率が高いものが望ましい。このような接着材３３を介して複数のポリイミドフィルムを接着させることにより、第１の基板部１１が形成される。

第１の基板部形成工程に続いて図２（Ｂ）に示す第２の基板部形成工程が実施される。ここで説明する第２の基板部形成工程は、第２の基板部１２を形成する工程と、第１の基板部１１と第２の基板部１２とを連結する第３の工程とを兼ねる工程であり、特許請求の範囲に記載の第２の工程と第３の工程とを一度に実施する工程である。なお、第２の工程と第３の工程とは、必ずしも一度に実施しなくてもよく、第２の工程と第３の工程とを順に別の工程として実施してもよい。

なお、第２の基板部形成工程で形成される第２の基板部１２は、図２（Ｃ）に示すような構成である。具体的には、第２の基板部１２は、樹脂層４１，４２，４３，４４，４５と内部導体パターン４６と表面導体パターン４７と層間接続導体４８とを備えている。樹脂層４１，４２，４３，４４，４５は、熱可塑性樹脂同士の分子間結合により一体化されている。内部導体パターン４６は、樹脂層４１，４２，４３，４４，４５の層間で延びるライン導体またはパッド導体として形成されている。表面導体パターン４７は、層間接続導体４８を介して内部導体パターン４６に接続されるパッド導体として設けられている。

図２（Ｂ）に示す第２の基板部形成工程では、まず、樹脂層４１，４２，４３，４４，４５となる複数の液晶ポリマ樹脂フィルム４９が準備される。液晶ポリマ樹脂フィルム４９としては、片面（または両面）に金属膜が貼り付けられているものが採用される。このような液晶ポリマ樹脂フィルム４９に貼り付けられる金属膜としては、代表的には銅箔が用いられる。そして、複数の液晶ポリマ樹脂フィルム４９それぞれの金属膜に対して、フォトリソグラフィおよびエッチング技術を利用してパターニング処理が行われ、内部導体パターン４６および表面導体パターン４７となる導体パターンが形成される。次に、レーザ加工装置等を用いて、導体パターンを貫通すること無く、液晶ポリマ樹脂フィルム４９のみを貫通する開口部が設けられ、開口部の内部に導電性ペースト５０が配される。また、アクティブ素子１５あるいはパッシブ素子１６を配するための、部品収容空間が型抜き切断等により形成される。次に、各部品収容空間内にアクティブ素子１５あるいはパッシブ素子１６を配置した状態で、複数の液晶ポリマ樹脂フィルム４９が重ね合わされる。そして、それらの液晶ポリマ樹脂フィルム４９を加熱および加圧することにより、液晶ポリマ樹脂フィルム４９が軟化し、液晶ポリマ樹脂同士の分子間結合が生じる。これにより、複数の液晶ポリマ樹脂フィルム４９が一体化し、第２の基板部１２が形成される。

この際、複数の液晶ポリマ樹脂フィルム４９の各層に設けられている導電性ペースト５０が金属化（焼結）し、層間接続導体４８が形成される。なお、導電性ペースト５０は、各液晶ポリマ樹脂フィルム４９の片面から露出し、各液晶ポリマ樹脂フィルム４９に積層される別の液晶ポリマ樹脂フィルム４９の導体パターンに接するように設けられる。このため、導電性ペースト５０の金属化に伴い、互いに積層される液晶ポリマ樹脂フィルム４９同士で、層間接続導体４８と導体パターンとが直接接合されることになる。

また、複数の液晶ポリマ樹脂フィルム４９を重ね合わせて加熱および加圧する際には、液晶ポリマ樹脂フィルム４９の導電性ペースト５０（層間接続導体４８）が、第１の基板部１１の表面導体パターン（接合導体）３４に直接接合させる。第１の基板部１１と第２の基板部１２とは素材が異なるために、単純に加熱および加圧により接合させても接合強度はあまり強くならないが、表面導体パターン３５に層間接続導体４８が直接接合されることにより、第１の基板部１１と第２の基板部１２とを十分な接合強度で接合することが可能になる。

なお、第１の基板部１１と第２の基板部１２との加圧を行う際には、クッション材５１等を利用して、第１の基板部１１と第２の基板部１２との接続部分にも均等に圧力が加わるようにすると好適である。

第２の基板部形成工程の後、図２（Ｄ）に示すように、第１の基板部１１と第２の基板部１２とが重なり合う領域の近傍に接合用樹脂１３が形成され、第１の基板部１１と第２の基板部１２との接合が補強される。また、第１の基板部１１や第２の基板部１２の表面導体パターンの一部に、はんだ等の導電性を有する接着材を介した接合法でコネクタ１４が接合される。

以上のような製造工程を経て、第１の実施形態に係るフレキシブル回路基板１０は製造することができる。このようなフレキシブル回路基板１０を構成する第１の基板部１１は、複数の樹脂層３１，３２が接着材３３を介して接着されているので、第２の基板部１２のように複数の樹脂層４１〜４５が一体化されている構成に比べて、各樹脂層３１，３２の厚みが薄いままであり、変形に対する耐久性が高く破断し難い。また、接着材３３の弾性率が高いために、各樹脂層３１，３２に作用する応力を接着材３３で低減することができ、その上、樹脂層３１，３２の層間剥離が生じ難い。したがって、このフレキシブル回路基板１０では、繰り返しの変形が生じる場合や、応力の大きい変形が生じる場合でも、第１の基板部１１で変形を吸収して、第１の基板部１１および第２の基板部１２の破断や、配線１７の断線などの故障が生じることを抑制できる。

ただし、第１の基板部１１では、樹脂層３１，３２と接着材３３との界面や接着材３３自体が吸水（吸湿）することで、接着材３３の膨潤が生じて、電極形状や基板形状の精度が劣化することがある。また、接着材３３の吸水により、第１の基板部１１の誘電率等の性質が変動することがある。

これに対して、第２の基板部１２では、ボンディングシートやプリプレグのような接着材を介することなく、複数の樹脂層４１〜４５が熱可塑性樹脂同士の分子間結合により一体化されている。したがって、第２の基板部１２は、第１の基板部１１に比べて耐水性（耐湿性）が高い。すなわち、第２の基板部１２では、吸水が殆ど生じないので、このフレキシブル回路基板１０では、第２の基板部１２において高精度で安定的な電極形状や基板形状を実現することができる。

以上のような構成では、フレキシブル回路基板１０に設けられるアクティブ素子１５は半導体集積回路であるために、バンプ等の多数の外部接続用端子が狭ピッチで配置されており、アクティブ素子１５の外部接続用端子との配線接続のために、フレキシブル回路基板１０ではアクティブ素子１５の周囲で基板配線密度を高くする必要がある。そのため、フレキシブル回路基板１０の製造時に導体パターンの位置ずれ等が発生すると、アクティブ素子１５との配線接続ミスの発生や、配線位置ずれ等に伴う電気特性の劣化が生じる恐れがある。しかしながら、フレキシブル回路基板１０においては、アクティブ素子１５は、電極形状や基板形状を高精度に形成できる第２の基板部１２に配置されているので、製造時の位置ずれ等によるアクティブ素子１５の配線接続ミスの発生や、配線位置ずれ等に伴う電気特性の劣化が生じ難い。

また、第２の基板部１２を構成する液晶ポリマ樹脂は、第１の基板部１１を構成するポリイミドに比べて、誘電正接が小さいという特性を有している。したがって、高周波回路ＲＦで伝搬される高周波信号の単位距離あたりの伝送損失は、第１の基板部１１に比べて第２の基板部１２で小さい。そこで、フレキシブル回路基板１０においては、高周波回路ＲＦを構成するアクティブ素子１５およびパッシブ素子１６を第２の基板部１２に集中して配置し、これにより、配線１７の総配線長を、第２の基板部１２において第１の基板部１１よりも長くしている。このように、高周波信号の伝送損失が抑制される第２の基板部１２での総配線長をより長くしているので、このフレキシブル回路基板１０では、高周波回路ＲＦにおける高周波信号の伝送損失を抑制して良好な電気特性を実現することができる。

また、ここでは、第２の基板部１２における樹脂層の積層数は、第１の基板部１１における樹脂層の積層数よりも多くしている。これにより、第２の基板部１２には多くの回路素子や配線を設けることができる。このように第２の基板部１２を多層化しても、第２の基板部１２は接着材が不要で薄く構成することができるので、フレキシブル回路基板１０を全体として小型に構成することができる。

なお、以上の説明では、第１の基板部１１と第２の基板部１２との接合および電気的な接続を、層間接続導体４８と表面導体パターン３５との直接接合により実現する例を示したが、はんだ等の導電性を有する接着材を介した接合法で表面導体パターン同士を接続するようにしてもよい。ただし、層間接続導体と導体パターンとの直接接合を利用するほうが、製造工程を簡易化でき、その上、第１の基板部１１と第２の基板部１２との接合部分の厚みを抑制することもできるため、より望ましい。

また、以上の説明では、第１の基板部１１と第２の基板部１２との接合および電気的な接続を、第２の基板部１２の層間接続導体４８と第１の基板部１１の表面導体パターン３５との直接接合により実現する例を示したが、これとは逆に第１の基板部１１に層間接続導体を設け、これと第２の基板部１２に設けられた表面導体パターンとを直接接合するようにしてもよい。

また、以上の説明では、アクティブ素子１５およびパッシブ素子１６を、第２の基板部１２にのみ設ける例を示したが、複数のアクティブ素子１５およびパッシブ素子１６のうちの多数が第２の基板部１２に集中して設けられていれば、アクティブ素子１５およびパッシブ素子１６の一部は、第１の基板部１１に設けられてもよい。また、第２の基板部はかならずしもアクティブ素子１５およびパッシブ素子１６を備えていなくてもよい。

また、アンテナＡＮＴおよびベースバンド回路ＢＢを、フレキシブル回路基板１０の外部に設ける例を示したが、フレキシブル回路基板１０にアンテナＡＮＴおよびベースバンド回路ＢＢも設け、フレキシブル回路基板１０のみで通信回路を構成するようにしてもよい。また、フレキシブル回路基板１０は、高周波回路の他の回路を構成して、通信装置の他の装置に利用されてもよい。

次に、本発明の第２の実施形態に係るフレキシブル回路基板について説明する。なお、以下の説明では、本発明の第２の実施形態の特徴点について詳細に説明するが、その他の点については第１の実施形態と同様な構成であり詳細な説明を省く。

図３（Ａ）は、本発明の第２の実施形態に係るフレキシブル回路基板６０の側面断面図である。図３（Ｂ）は、フレキシブル回路基板６０の平面図である。

フレキシブル回路基板６０は、第１の基板部６１と第２の基板部６２とを備えている。本実施形態は、第１の基板部６１によって、第２の基板部６２の一部が挟み込まれている点に特徴を有している。

具体的には、第１の基板部６１は、樹脂層６３，６４と、接着材６５と、表面導体パターン３５とを備えており、樹脂層６３と樹脂層６４とは、層間の一部が接着材６５により接着されておらず、一部で離間している。第２の基板部６２は、互いに離間する樹脂層６３と樹脂層６４との間に配置されており、樹脂層６３と樹脂層６４とに挟み込まれることで、第１の基板部６１と第２の基板部６２との接合強度が強められている。

また、ここでは、樹脂層６４においては、表面導体パターン３５が、第２の基板部６２に設けられている層間接続導体４８と、導電性ペーストの金属化により直接接合されている。一方、樹脂層６３においては、表面導体パターン３５が、第２の基板部６２に設けられている表面導体パターン４７と、はんだ等の導電性を有する接着材を介して接合されている。このような接合法の違いは、第２の基板部６２を構成する液晶ポリマ樹脂フィルムから導電性ペーストが露出する面が、どちら側に向いているかに応じて決定されている。したがって、第２の基板部６２の両主面において、導電性ペーストの金属化により直接接合されるように第２の基板部６２を構成してもよいし、第２の基板部６２の両主面において、はんだ等の導電性を有する接着材を介して接合さるように第２の基板部６２を構成してもよい。

また、第２の基板部６２と第１の基板部６１とに、機械的な接合強度を高めるためのダミー導体を設け、ダミー電極同士を接合して第２の基板部６２と第１の基板部６１との接合強度を高めるようにしてもよい。

なお、このフレキシブル回路基板６０の製造方法は以下のようなものである。

まず、第２の基板部６２を構成する液晶ポリマ樹脂フィルム等を仮圧着させた積層体が形成される。次に、第１の基板部６１を構成する樹脂層６３，６４を接着材６５によって接着する。ただし、第２の基板部６２を構成する積層体を覆う箇所には接着材６５は付与されない。次に、樹脂層６３を構成するポリイミドフィルムの表面導体パターン３５に対して、第２の基板部６２を構成する積層体の表面導体パターン４７がはんだ付け等により接合される。次に、樹脂層６４を構成するポリイミドフィルムが、第２の基板部６２を構成する積層体を覆うように、樹脂層６３を構成するポリイミドフィルムに積層される。次に、加熱および加圧を行って第１の基板部６１と第２の基板部６２とが一度に形成され、樹脂層６４を構成するポリイミドフィルムの表面導体パターン３５に、第２の基板部６２の層間接続導体４８が直接接合される。

このフレキシブル回路基板６０においても、第１の基板部６１により変形を吸収することで変形に対する耐久性を高めながら、第２の基板部６２により高精度な電極形状や基板形状を実現することができる。また、第１の基板部６１の樹脂層６３，６４により第２の基板部６２を挟み込む構成にすることにより、いずれも可撓性を有する第１の基板部６１と第２の基板部６２とであっても、確実な接合を実現することができる。

次に、本発明の第３の実施形態に係るフレキシブル回路基板について説明する。なお、以下の説明では、本発明の第３の実施形態の特徴点について詳細に説明するが、その他の点については第１の実施形態と同様な構成であり詳細な説明を省く。

図４（Ａ）は、本発明の第３の実施形態に係るフレキシブル回路基板７０の側面断面図である。図４（Ｂ）は、フレキシブル回路基板７０の平面図である。

フレキシブル回路基板７０は、第１の基板部７１と第２の基板部７２とを備えている。本実施形態は、第１の基板部７１によって、第２の基板部７２の全体が包み込まれている点に特徴を有している。

具体的には、第１の基板部７１は、樹脂層７３，７４と、接着材７５と、表面導体パターン３５とを備えている。樹脂層７３と樹脂層７４とは、内側の一部の領域で離間しており、その部分においては層間の一部が接着材７５により接着されていない。第２の基板部７２は、第１の基板部７１の互いに離間する領域に設けられ、樹脂層７３と樹脂層７４との間に包み込まれている。このように、第２の基板部７２は、第１の基板部７１に内包されており、第１の基板部７１と第２の基板部７２との接合強度が強められている。

このような構成のフレキシブル回路基板７０においても、第１の基板部７１により変形を吸収することで変形に対する耐久性を高めながら、第２の基板部７２により高精度な電極形状や基板形状を実現することができる。また、第２の基板部７２の全体を、第１の基板部７１で保護して、第２の基板部７２の耐酸化性なども高めることができる。

次に、本発明の第４の実施形態に係るフレキシブル回路基板８０について説明する。なお、以下の説明では、本発明の第４の実施形態の特徴点について詳細に説明するが、その他の点については第１の実施形態と同様な構成であり詳細な説明を省く。

図５（Ａ）は、本発明の第４の実施形態に係るフレキシブル回路基板８０の平面図である。図５（Ｂ）は、フレキシブル回路基板８０の側面断面図である。図５（Ｃ）は、フレキシブル回路基板８０の製造過程を示す側面断面図である。

フレキシブル回路基板８０は、第１の基板部８１と第２の基板部８２，８３とを備えている。本実施形態は、液晶ポリマ樹脂からなる第２の基板部８２，８３により、第１の基板部７１が挟み込まれている点に特徴を有している。

より具体的には、第２の基板部８２と第２の基板部８３とは、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）に示すようにそれぞれ側面視してＬ字状に構成している。そして、図５（Ｃ）に示すように第１の基板部８１の両主面を第２の基板部８２と第２の基板部８３とで挟み込むように加圧および加熱することにより、第１の基板部８１に対して、第２の基板部８２と第２の基板部８３とを接合している。

また、第２の基板部８２には、図示していない高周波回路が設けられており、コネクタ１４を介して外部のアンテナＡＮＴ等に接続されている。第２の基板部８３には、図示していない映像出力生成回路（ＭＨＬ（Mobile High-definition Link）信号生成回路）が設けられており、コネクタ１４を介して外部のＭＨＬ信号処理回路に接続されている。第１の基板部８１には、音声出力レベル調整回路等の低周波回路が設けられており、コネクタ１４を介して外部の音声出力レベル調整用機械スイッチ等に接続されている。また、第２の基板部８２および第２の基板部８３における配線密度は、第１の基板部８１における配線密度よりも高く（密に）なっている。

このような構成のフレキシブル回路基板８０においては、外部から振動が伝わり易い音声出力レベル調整回路等を第１の基板部８１に設けることにより、フレキシブル回路基板８０の変形に対する耐久性および信頼性を高めることができる。また、第２の基板部８２，８３で第１の基板部８１を挟み込むことにより、第１の基板部８１を第２の基板部８２，８３で保護し、第１の基板部８１の耐水性等を高めて、第１の基板部８１における吸水に伴う電極形状や基板形状の劣化を防ぐことができる。

また、液晶ポリマ樹脂からなり誘電正接が小さい第２の基板部８２，８３には高い信号周波数が伝搬する高周波回路や映像出力生成回路が形成され、ポリイミドからなり誘電正接が大きい第１の基板部８１には低い信号周波数の信号が伝搬する低周波回路が構成されている。したがって、高周波回路や映像出力生成回路の電気特性が劣化することを防ぎ、高周波回路や映像出力生成回路の良好な電気特性を実現することができる。

また、電極形状や基板形状を高精度に形成できる第２の基板部８２，８３での配線密度が第１の基板部８１での配線密度よりも高いため、第２の基板部８２，８３において配線の線幅が狭く配線間の間隔が狭ピッチであっても、製造時の位置ずれ等による配線接続ミスの発生を抑制することができる。

以上に説明した各実施形態では、第１の基板部としてポリイミドを用い、第２の基板部として液晶ポリマ樹脂を用いる例を示したが、第１の基板部と第２の基板部とのいずれも液晶ポリマ樹脂等の熱可塑性樹脂により構成するようにしてもよい。すなわち、液晶ポリマ樹脂等の熱可塑性樹脂フィルムを接着材により接着して、第１の基板部を構成するようにしてもよい。

ＡＮＴ…アンテナ
ＢＢ…ベースバンド回路
ＲＦ…高周波回路
１０，６０，７０，８０…フレキシブル回路基板
１１，６１，７１，８１…第１の基板部
１２，６２，７２，８２…第２の基板部
１３…接合用樹脂
１４…コネクタ
１５，２４…アクティブ素子
１６，２５…パッシブ素子
１７…配線
２０…通信装置
２１…アンテナ側基板
２２…ベースバンド回路側基板
２３…電池パック
２６…対向空間
３１，３２，４１，４２，４３，４４，４５，６３，６４，７３，７４…樹脂層
３３，６５，７５…接着材
３４，４６…内部導体パターン
３５，４７…表面導体パターン
３６，４８…層間接続導体
４９…液晶ポリマ樹脂フィルム
５０…導電性ペースト
５１…クッション材

Claims (15)

1. 基板平面方向に隣接して電気的に接続される第１の基板部と第２の基板部とを備えるフレキシブル回路基板であって、
   前記第１の基板部は、複数の樹脂層を接着材により接着させてなり可撓性を有し、
   前記第２の基板部は、複数の樹脂層を熱可塑性樹脂同士の分子間結合により一体化させてなり可撓性を有する、
   フレキシブル回路基板。
2. 前記第１の基板部と前記第２の基板部との少なくとも一方に、樹脂層を貫通する層間接続導体を備え、前記第１の基板部と前記第２の基板部との少なくとも他方に、前記層間接続導体に対して直接接合する接合導体を備える、
   請求項１に記載のフレキシブル回路基板。
3. 前記第１の基板部の少なくとも一部と前記第２の基板部の少なくとも一部とに接合する接合用樹脂を備える、
   請求項１または２に記載のフレキシブル回路基板。
4. 前記第１の基板部は、前記複数の樹脂層が層間の一部で離間して前記第２の基板部を挟む、
   請求項１〜３のいずれかに記載のフレキシブル回路基板。
5. 前記第１の基板部は、前記第２の基板部の全体を内包する、
   請求項４に記載のフレキシブル回路基板。
6. 前記第２の基板部は、前記第１の基板部の少なくとも一部を収容している、請求項１〜３のいずれかに記載のフレキシブル回路基板。
7. 前記第２の基板部での信号周波数が、前記第１の基板部での信号周波数よりも高い、
   請求項１〜６のいずれかに記載のフレキシブル回路基板。
8. 前記第２の基板部での配線密度が、前記第１の基板部での配線密度よりも高い、
   請求項１〜７のいずれかに記載のフレキシブル回路基板。
9. 前記第２の基板部にのみアクティブ素子をさらに備える、
   請求項１〜８のいずれかに記載のフレキシブル回路基板。
10. 前記第２の基板部における樹脂層の積層数は、前記第１の基板部における樹脂層の積層数よりも多い、
    請求項１〜９のいずれかに記載のフレキシブル回路基板。
11. 前記第１の基板部の厚みは、前記第２の基板部の厚みよりも薄い、
    請求項１〜１０のいずれかに記載のフレキシブル回路基板。
12. 前記第１の基板部と前記第２の基板部とは、それぞれ曲げられており、
    前記第１の基板部の曲げ角度が、前記第２の基板部の曲げ角度よりも大きい、
    請求項１〜１１のいずれかに記載のフレキシブル回路基板。
13. 前記第２の基板部の樹脂層は液晶ポリマ樹脂からなる、
    請求項１〜１２のいずれかに記載のフレキシブル回路基板。
14. 前記第１の基板部の樹脂層はポリイミドからなる、
    請求項１〜１３のいずれかに記載のフレキシブル回路基板。
15. 複数の樹脂層を接着材により接着させて可撓性を有する第１の基板部を形成する第１の工程と、
    複数の樹脂層を熱可塑性樹脂同士の分子間結合により一体化させて可撓性を有する第２の基板部を形成する第２の工程と、
    第１の基板部と第２の基板部とが基板平面方向に隣接して電気的に接続されるように第１の基板部と第２の基板部とを連結させる第３の工程と、
    を含み、
    前記第２の工程と前記第３の工程とは、第２の基板部を構成する樹脂層同士を重ね合わせるとともに、第２の基板部を構成する樹脂層に第１の基板部を構成する樹脂層を接触させた状態で、第１の基板部と第２の基板部とを一度に加熱および加圧することにより実施されるフレキシブル回路基板の製造方法。

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