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【発明の名称】 リジッドフレックス回路基板およびその製造方法
【発明者】 【氏名】山戸 元

【氏名】及川 昭
【要約】 【課題】多様な接続方式を可能にするリジッドフレックス回路板およびリジッドフレックス回路板の製造方法を提供すること。

【構成】フレキシブル部５４は、第１基材１２１と、第１基材１２１に設けられた第１回路１２５とを含む第１フレキシブル回路部２０と、第２基材１４１と、第２基材１４１に設けられた第２回路１４５とを含む第２フレキシブル回路部２１と、が重ねて配置された構成を有し、第１および第２リジッド部５６、５８は、第１基材および第２基材１２１、１４１がそれぞれリジッド部まで延在し、リジッド部５６、５８を構成するとともに、第１および第２リジッド部５６、５８の両面側には、基材３３等が積層接着されている構成を有し、第１リジッド部５８では、第１基材１２１と、第２基材１４１が分離し、第２リジッド部５６では、第１基材１２１と、第２基材１４１が接合されている構成を有している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル部と、第１および第２リジッド部と、を備えるリジッドフレックス回路基板であって、
前記フレキシブル部は、
第１基材と、該第１基材に設けられた第１回路とを含む第１フレキシブル回路部と、第２基材と、該第２基材に設けられた第２回路とを含む第２フレキシブル回路部と、が重ねて配置された構成を有し、
前記第１および第２リジッド部は、
前記第１基材および第２基材がそれぞれ前記リジッド部まで延在し、リジッド部を構成するとともに、前記第１リジッド部の第１および第２基材のそれぞれ外側の面に、および、前記第２リジッド部の前記第１および第２基材のそれぞれ外側の面に、別の基材が積層接着されている構成を有し、
前記第１リジッド部では、前記第１基材と、前記第２基材が分離し、
前記第２リジッド部では、前記第１基材と、第２基材が接合されている構成を有することを特徴とするリジッドフレックス回路基板。
【請求項２】
前記第１および第２フレキシブル回路部は、前記フレキシブル部において、分離している請求項１に記載のリジッドフレックス回路基板。
【請求項３】
フレキシブル部と、第１および第２リジッド部とを備えるリジッドフレックス回路基板の製造方法であって、
第１基材と、該第１基材に設けられた第１回路とを含む第１フレキシブル回路部を用意する工程と、
第２基材と、該第２基材に設けられた第２回路とを含む第２フレキシブル回路部を用意する工程と、
前記第１フレキシブル回路部および第２フレキシブル回路部を積層配置する工程と、
前記積層配置されたフレキシブル回路部の両面側に、基材を対向配置するとともに、
前記第２リジッド部形成箇所において、前記第１フレキシブル回路部および第２フレキシブル回路部の間に層間接着材を配置し、前記第１リジッド部形成箇所において、前記第１フレキシブル回路部および第２フレキシブル回路部の間の層間接着材を選択的に除去した状態で加圧し、前記リジッド部形成箇所を熱圧着する工程と、
を含むことを特徴とするリジッドフレックス回路基板の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法により製造されたリジッドフレックス回路基板の、フレキシブル回路部分の前記基材を除去する工程を含むことを特徴とするリジッドフレックス回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、リジッドフレックス回路基板およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の高密度化に伴い、これらに用いられるフレキシブル回路基板等の多層化、細線化、高密度化、が進んでいる。
【０００３】
フレキシブル回路基板については、フレキシブル回路部とリジッド回路部を併せ持つ複合基板であるリジッドフレックス回路基板、フレキシブル回路基板を積層して多層化した多層フレキシブル配線板に大別される。
【０００４】
従来のリジッドフレックス回路基板では、フレキシブル部は複数のフレキシブル回路部から構成され、また、リジッド部は、フレキシブル回路部とリジッド回路部が複数層、積層接着された構成をもっている（例えば特許文献１，２）。
【０００５】
リジッドフレックス回路基板に要求される情報量や仕様は年々変化している。リジッド回路部をつなぐフレキシブル回路部についても、フレキシブル部は、可とう性の観点から片面構造や、両面構造であってもフレキシブル部は片面仕様にして（疑似片面ともいわれている）いる。しかし、情報量が増えるにつれ、片面構造では配線が困難となってきたため、両面構造や多層構造では屈曲性が十分でない場合、複数の片面フレキシブル回路を用いている。しかし、両端がリジッド回路部に接続されているため、ヒンジ部で螺旋状に巻いたとき内径と外径との周長の差のため、内径側にしわが寄ったり、複数の回路板と接続することができないなど問題があった。例えば、フレキシブル部のそれぞれの長さを変える方法として、予めリジッドフレックス回路板を作成するとき、内巻に相当するフレキシブル回路部の長さを短くして製造する工夫がなされているが、工程が非常に煩雑となり、製品歩留の低下の原因ともなっている。
【特許文献１】特開２００１−０２４２９７号公報
【特許文献２】特開平６−０２１６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、製品歩留を低下させることなく、複数の回路板との接続や、ヒンジ部でしわの寄らない螺旋巻きなど、多様な接続方式を可能にするリジッドフレックス回路板およびリジッドフレックス回路板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるリジッドフレックス回路板は、フレキシブル部と、第１および第２リジッド部と、を備えるリジッドフレックス回路基板であって、前記フレキシブル部は、第１基材と、該第１基材に設けられた第１回路とを含む第１フレキシブル回路部と、第２基材と、該第２基材に設けられた第２回路とを含む第２フレキシブル回路部と、が重ねて配置された構成を有し、前記第１および第２リジッド部は、前記第１基材および第２基材がそれぞれリジッド部まで延在し、リジッド部を構成するとともに、前記第１リジッド部の第１および第２基材のそれぞれ外側の面に、および、第２リジッド部の第１および第２基材のそれぞれ外側の面に、別の基材が積層接着されている構成を有し、前記第１リジッド部では、前記第１基材と、前記第２基材が分離し、前記第２リジッド部では、前記第１基材と、第２基材が接合されている構成を有することを特徴とする。
【０００８】
このリジッドフレックス回路板においては、第１リジッド部でフレキシブル部の第１基材と第２基材が分離している。これにより、複数の回路板との接続が可能になるとともに、螺旋巻きに組み込む場合、第１リジッド部への第１基材または第２基材への取付位置を調整することにより、巻部にしわのないリジッドフレックス回路板が実現できる。
【０００９】
また、リジッドフレックス回路板の製造方法は、フレキシブル部と、第１および第２リジッド部とを備えるリジッドフレックス回路基板の製造方法であって、第１基材と、該第１基材に設けられた第１回路とを含む第１フレキシブル回路部を用意する工程と、第２基材と、該第２基材に設けられた第２回路とを含む第２フレキシブル回路部を用意する工程と、第１フレキシブル回路部および第２フレキシブル回路部を積層配置する工程と、前記積層配置されたフレキシブル回路部の両面側に、基材を対向配置するとともに、第２リジッド部形成箇所において、第１フレキシブル回路部および第２フレキシブル回路部の間に層間接着材を配置し、第１リジッド部形成箇所において、第１フレキシブル回路部および第２フレキシブル回路部の間の層間接着材を選択的に除去した状態で加圧し、前記リジッド部形成箇所を熱圧着する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
これにより、リジッドフレックス回路板の製造方法を大きく変えることなく、また、製品歩留を低下させることのない方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、製品歩留を低下させることなく、複数の回路板との接続や、ヒンジ部でしわの寄らない螺旋巻きなど、多様な接続方式を可能にするリジッドフレックス回路板およびリジッドフレックス回路板の製造方法を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明のリジッドフレックス回路基板およびその製造方法について添付する好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１に示すように、本発明のリジッドフレックス回路板５２は、フレキシブル部５４と、第１および第２リジッド部５６、５８と、を備えるリジッドフレックス回路基板５２である。フレキシブル部５４は、第１基材１２１と、第１基材１２１に設けられた第１回路１２５とを含む第１フレキシブル回路部２０と、第２基材１４１と、第２基材１４１に設けられた第２回路１４５とを含む第２フレキシブル回路部２１と、が重ねて配置された構成を有し、第１および第２リジッド部５６、５８は、第１基材および第２基材１２１、１４１がそれぞれリジッド部５６、５８まで延在し、リジッド部５６、５８を構成するとともに、第１および第２リジッド部５６、５８のそれぞれ最外層には、基材３３、３５、３７、３９が積層接着されている構成を有し、第１リジッド部５８では、第１基材１２１と、第２基材１４１が分離し、第２リジッド部５６では、第１基材１２１と、第２基材１４１が接合されている構成を有している。
【００１４】
第１リジッド部５８が分離していることにより、リジッドフレックス回路板５２を、例えば、図７に示すように、折畳み式の携帯端末に組み込む際、ヒンジ部にフレキシブル部５４を螺旋巻きにする場合にも、第１リジッド部５８側が分離しているため内巻きと外巻きの周長を適宜調整して組み込むことが可能となる。また、図６に示すように、分離したそれぞれのリジッド部を、異なる回路板８４に接続できるなど、多様な接続方法に対応するリジッドフレックス回路板とすることができる。
【００１５】
第２リジッド部５６は、第１および第２フレキシブル回路部２０、２１と層間接着剤３０を介して接着されている。そして各層間との電気的な接続を行うために全層を貫通するスルーホール８０が設けられている。第２リジッド部５６は、必要により複数設けてもよい。フレキシブル部５４は、第１および第２フレキシブル回路部２０、２１とから構成されており、図示したように、第１リジッド部５８の箇所では層間接着剤で接着されていない。そして、各回路部は接触していてもいいし、離間して配置されていてもよい。またフレキシブル部は、必要により３基材以上設けてもよい。なお、ここでは第１および第２フレキシブル回路部２０、２１は、同じ回路が配置されたものを用いているが異なった回路が配置されたものでもよい。
【００１６】
図２に示すように、第１および第２フレキシブル回路部２０、２１は、片面の第１および第２基板１２、１４であって、第１基材１２１と第２基材１４１とが内側にして配置されていてもよい。片面基板を用いることにより、より可とう性に優れたリジッドフレックス回路板とすることができる。また、第１および第２フレキシブル回路部２０、２１は、フレキシブル部５４において、分離していてもよい。
【００１７】
第１および第２フレキシブル回路部２０、２０において、第１回路１２５および第２回路１４５は、表面が表面被覆層２００、２１０で覆われていてもよい。表面被覆層２００、２１０は、樹脂フィルム２０３、２１３と接着剤２０１、２１１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。
【００１８】
また、第１基材１２１および第２基材１４１は、それぞれリジッド部５６、５８まで延在し、リジッド部５６、５８を構成するとともに、リジッド部５６、５８の両面側にはそれぞれリジッド回路部３３、３５、３７、３９が重ねて配置され、第２リジッド部５６は、基材との間に層間接着剤３０が配置され、積層接着されている。
【００１９】
次に、リジッドフレックス回路基板の製造方法について説明する。
【００２０】
本発明のリジッドフレックス回路板５２の製造方法は、フレキシブル部５４と、第１および第２リジッド部５６、５８とを備えるリジッドフレックス回路基板５２の製造方法であって、以下のステップの順に行うことができる。
（ステップＡ）
図２に示すように、第１基材１２１と、第１基材１２１に設けられた第１回路１２５とを含む第１フレキシブル回路部２０を用意する工程と、第２基材１４１と、第２基材１４１に設けられた第２回路１４５とを含む第２フレキシブル回路部２１を用意する工程と、第１フレキシブル回路部２０および第２フレキシブル回路部２１を積層配置する工程。
（ステップＢ）
図３に示すように、積層配置されたフレキシブル回路部２０、２１の第２リジッド部５６形成箇所において、第１フレキシブル回路部２０および第２フレキシブル回路部２１の間に層間接着材３０を配置し、第１リジッド部５８形成箇所において、第１フレキシブル回路部２０および第２フレキシブル回路部２１の間の層間接着材３０を選択的に除去した状態で加圧し、第２リジッド部５６形成箇所を熱圧着する。
（ステップＣ）
図１、４に示すように、６層リジッドフレックス回路板５２を製造する。
【００２１】
以下、各ステップについて説明する。
（ステップＡ）
ステップＡでは、まず第１および第２フレキシブル回路部２０、２１を製造する（図２（ｂ））。 基材１２１、１４１の両面に銅箔が形成された両面銅張り積層板の片側の銅箔に対し、例えばエッチング等を施すことにより、所望の導体回路１２５、１４５を形成し、第１および第２基板が得られる（図２（ａ））。
【００２２】
基材１２１、１４１を構成する材料としては、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。これら中でも主としてポリイミド樹脂系フィルムが好ましい。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。
【００２３】
基材１２１、１４１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。厚さが前記範囲内であると、特に屈曲性に優れる。
【００２４】
次に、導体回路１２５、１４５に対して表面被覆層２００、２１０を形成する（図２（ｂ））。この表面被覆層２００、２１０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２に示す構成では、表面被覆層２００、２１０は、絶縁性フィルム基材２０３、２１３に接着剤２０１、２１１を塗布したカバーレイフィルム２００、２１０を示す。
【００２５】
カバーレイフィルム２００、２１０を導体回路１２５、１４５が形成された基材１２、１４に積層する条件は、温度８０〜２２０℃、圧力０．２〜１０ＭＰａの熱圧成形装置により圧着することが好ましい。
【００２６】
絶縁性フィルム基材２０３、２１３としては、上記基材と同様、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。これら中でも主としてポリイミド樹脂系フィルムが好ましい。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。なお、この表面被覆層２００、２１０は、導体回路１２５、１４５の全面を被覆するのが好ましい。
【００２７】
接着剤２０１、２１１としては、例えばエポキシ樹脂、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、エポキシ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。
【００２８】
なお、ここでは第１フレキシブル回路部２０と、第２フレキシブル回路部２１とは同じものを用いたが、異なるものを用いても良い。
（ステップＢ）
ステップＢでは、４層回路基板４２を製造する（図３（ｂ））。
【００２９】
まず、層間接着剤３０を準備する。層間接着材３０を構成する材料としては、例えばエポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂等が挙げられる。これらの中でもエポキシ系樹脂が好ましい。これにより、密着性および耐熱性を向上することができる。また、層間接着剤３０を構成する材料としては、上記熱硬化性樹脂をガラス繊維基材等に含浸したプリプレグでも構わない。
【００３０】
層間接着剤３０の厚さは、１０〜２００μｍが好ましく、特にプリプレグを用いる場合は６０〜１２０μｍが好ましい。また、ボンディングシートを用いる場合は、厚さ１５〜１００μｍが好ましい。
【００３１】
用意した層間接着剤３０を、図５に示すように、分離したリジッド部とするために、金型などで打抜き、リジッドフレックス回路板５２のフレキシブル部５４と、第１リジッド部５８の領域の層間接着剤を除去して開口部３０１を有する層間接着剤３０を準備する。この時製造時の作業性を考慮して、分離した部分の製品外となる部分には層間接着剤を橋渡しするように残しておくことが好ましい（図３（ａ））。
【００３２】
次に、層間接着剤３０をコアにして、第１フレキシブル回路部２０と第２フレキシブル回路部２１を、表面被覆層２００、２１０が対向するように配置したのち加圧加熱し積層接着し４層中間基板４０を得る。４層中間基板４０を得る条件は、１１０〜２２０℃、圧力０．２〜１０ＭＰａの熱圧成形装置で一体成形することが好ましい。
【００３３】
４層中間基板４０は、それぞれ最外層は回路となる金属層１２３、１４３が形成されている。金属層を例えばエッチング加工することにより４層回路基板４２を得る。エッチング加工に際して、全層を貫通し電気的に接続するためのスルホール８０を形成してもよい。貫通孔の形成は、ＮＣドリルマシン、レーザなどを用いることができる。また、導体回路１２５、１４５と基材１２１、１４１を介して電気的に接続するためにフィルドビア等で行ってもよい。
【００３４】
なお、導体回路１２５、１４５を例えばエッチングにより加工する際に、フレキシブル部５４となる領域の金属層１２３、１４３は除去しておくことが好ましい。これにより、リジッド部５６、５８は両面板構造でフレキシブル部５４は、導体回路が一層だけのいわゆる疑似片面構造となり片面板を用いた場合と同じ程度に可とう性に優れたリジッドフレックス回路板とすることができる。
（ステップＣ）
ステップＣでは、６層リジッドフレックス回路基板５２を製造する（図１）。
【００３５】
ステップＢで製造した、４層回路基板４２をコアにして、両サイドに、４層回路基板４２に近いところから、層間接着剤３１、金属箔を重ね合わせる（図４）。その際、層間接着剤３１は、フレキシブル部５４は予め金型等で打抜いて除去しておく。導体箔としては、銅、鉄、アルミニウム等をもちいる。これらの中でも銅をもちいることが好ましい。
【００３６】
金属箔４の厚さは、特に限定はされないが、１μｍ〜５０μｍが好ましく、５μｍ〜３５μｍがより好ましい。層間接着剤３１、３２を構成する材料としては、例えばエポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂等が挙げられる。これらの中でもエポキシ系樹脂が好ましい。これにより、密着性および耐熱性を向上することができる。また、層間接着剤３１、３２を構成する材料としては、上記熱硬化性樹脂をガラス繊維基材等に含浸したプリプレグでも構わない。
【００３７】
層間接着剤３１、３２の厚さは、１０〜２００μｍが好ましく、特にプリプレグを用いる場合は６０〜１２０μｍが好ましい。また、ボンディングシートを用いる場合は、厚さ１５〜１００μｍが好ましい。厚さが上記範囲内であれば絶縁性に優れたリジッドフレックス回路板とすることができる。
【００３８】
リジッド部５６、５８形成箇所において、金属箔４と、４層回路基板４２とを層間接着剤３１、３２を介して積層して６層のリジッドフレックス中間基板５１を得る条件は、１１０〜２２０℃、圧力０．２〜１０ＭＰａの熱圧成形装置で一体成形することが好ましい。
【００３９】
６層のリジッドフレックス中間基板５１にドリル等を用いてスルーホール８０を形成し、スルーホールメッキを行い、金属箔４と、リジッドフレックス中間基板５１とを電気的に接続する（図４）。
【００４０】
そして、外層の金属箔４に対し、例えばエッチング等を施すことにより、所望の導体回路を形成し、リジッド回路部３３、３５、３７、３９を形成する。その際、フレキシブル部５４の層間接着剤で接着されていない部分の金属箔は、エッチング等により除去しておくことが好ましい。
【００４１】
以上により、第１リジッド部５８が分離しているリジッドフレックス回路板５２が得られる（図１）。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のリジッドフレックス回路基板を示す断面図である。
【図２】第１および第２フレキシブル回路部を製造する工程を示す断面図である。
【図３】４層回路基板を製造する工程を示す断面図である。
【図４】リジッドフレックス中間基板を製造する工程を示す断面図である。
【図５】回路基板と層間接着剤を積層配置した工程を示す平面図である。
【図６】分離した第２リジッド部の実装を示す一実施例である。
【図７】ヒンジ部に取り付けられた状態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４４】
１２：第１基板
１２１：第１基材
１２３、１４３：金属箔
１２５：第１回路（導体回路）
１４：第２基板
１４１：第２基材
１４５：第２回路（導体回路）
２０：第１フレキシブル回路部
２００：表面被覆層
２０１：接着剤
２０３：樹脂フィルム
２１：第２フレキシブル回路部
２１０：表面被覆層
２１１：接着剤
２１３：樹脂フィルム
３０、３１、３２：層間接着剤
３０１：開口部
３３、３５、３７、３９：基材（リジッド回路部）
４：金属箔
４０：４層中間基板
４２：４層回路基板
５１：リジッドフレックス中間基板
５２：リジッドフレックス回路板
５４：フレキシブル部
５６：第２リジッド部
５８：第１リジッド部
８０：スルホール
８４：回路板
【出願人】 【識別番号】０００００２１４１
【氏名又は名称】住友ベークライト株式会社
【出願日】 平成１８年７月３１日（２００６．７．３１）
【代理人】
【公開番号】 特開２００８−３４７０２（Ｐ２００８−３４７０２Ａ）
【公開日】 平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【出願番号】 特願２００６−２０７９７４（Ｐ２００６−２０７９７４）