JP2011061059A

JP2011061059A - フレキシブル配線基板の製造方法

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Publication number: JP2011061059A
Application number: JP2009210304A
Authority: JP
Inventors: Junzo Fukuda; 順三福田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2011-03-24
Anticipated expiration: 2029-09-11
Also published as: JP5310421B2

Abstract

【課題】小型化・薄型化に対応しながらフレキシブル基材を折り曲げた状態を維持可能なフレキシブル配線基板の製造方法を提供する。
【解決手段】フレキシブル配線基板の製造方法は、その表面または内部に配線パターン２０を有するフレキシブル基材１０を形成する工程と、配線パターン２０が形成されたフレキシブル基材１０を所望の形状に曲げる工程と、所望の形状に曲げられたフレキシブル基材１０上に配線パターン２０よりも幅の広いまたは厚みが大きい、形状保持用の電極パターン３０を形成する工程とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、フレキシブル配線基板の製造方法に関し、特に、その表面または内部に配線パターンを有するフレキシブル基材を含むフレキシブル配線基板の製造方法に関する。

フレキシブル配線基板を折り曲げた状態で維持しておくために、フレキシブル配線基板に内蔵された金属板の塑性変形を利用することが、従来から行なわれている（たとえば、下記の特許文献１〜３）。

具体的には、特開２００３−１０１１６４号公報（特許文献１）では、フレキシブル配線基板に内蔵された錫めっき線を塑性変形させることで、折り曲げられた基板の形状保持を実現している。特開２００３−１０１２６２号公報（特許文献２）においても、同様である。

また、特開２００６−１６５０７９号公報（特許文献３）では、フレキシブル配線基板に金属板を内蔵させ、この金属板を塑性変形させることで形状保持を実現している。

特開２００３−１０１１６４号公報特開２００３−１０１２６２号公報特開２００６−１６５０７９号公報

特許文献１，２に記載の構造では、電気導線（錫めっき線）が細くなったり薄くなったりすると形状保持性が低下するため、小型化・薄型化に対応し難い。

また、特許文献３に記載の構造では、回路構成とは全く別の金属板を設ける必要があり、特に、小型化・薄型化した場合に、この金属板が回路の電気特性を変動させてしまう可能性がある。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、小型化・薄型化に対応しながらフレキシブル基材を折り曲げた状態を維持可能なフレキシブル配線基板の製造方法を提供することにある。

本発明に係るフレキシブル配線基板の製造方法は、その表面または内部に配線パターンを有するフレキシブル基材を形成する工程と、配線パターンが形成されたフレキシブル基材を所望の形状に曲げる工程と、所望の形状に曲げられたフレキシブル基材の少なくとも上記所定の形状に曲げられた部分に配線パターンよりも幅の広いまたは厚みが大きい電極パターンを形成する工程とを備える。

１つの実施態様では、上記フレキシブル配線基板の製造方法において、フレキシブル基材は、複数のフレキシブルシートを積層してなる積層体であり、配線パターンは積層体の内層に設けられている。

１つの実施態様では、上記フレキシブル配線基板の製造方法において、電極パターンは、シールド電極またはグランド電極として機能するように形成される。

１つの実施態様では、上記フレキシブル配線基板の製造方法において、電極パターンはグランド電極として機能し、配線パターンは高周波信号を伝達するマイクロストリップ線路として機能するように形成される。

１つの実施態様では、上記フレキシブル配線基板の製造方法において、グランド電極は、フレキシブル基材の表裏面にマイクロストリップ線路を挟持するように形成される。

１つの実施態様では、上記フレキシブル配線基板の製造方法は、フレキシブル基材の内部に、マイクロストリップ線路を挟持するグランド電極どうしを電気的に接続する導体部を形成する工程をさらに備える。

１つの実施態様では、上記フレキシブル配線基板の製造方法は、フレキシブル基材の側面に、マイクロストリップ線路を挟持するグランド電極どうしを電気的に接続する導体部を形成する工程をさらに備える。

１つの実施態様では、上記フレキシブル配線基板の製造方法において、電極パターンは、めっき、蒸着、またはスパッタリングにより形成された金属薄膜をパターニングすることによって形成される。

１つの実施態様では、上記フレキシブル配線基板の製造方法は、電極パターンを構成する金属薄膜を形成した後、該金属薄膜に対してめっき処理を行なう工程をさらに備える。

本発明に係るフレキシブル配線基板の製造方法によれば、小型化・薄型化に対応しながらフレキシブル基材を折り曲げた状態を維持することができる。

本発明の１つの実施の形態に係るフレキシブル配線基板の製造方法における第１工程を示す図である。本発明の１つの実施の形態に係るフレキシブル配線基板の製造方法における第２工程を示す図である。本発明の１つの実施の形態に係るフレキシブル配線基板の製造方法における第３工程を示す図である。本発明の１つの実施の形態に係るフレキシブル配線基板の製造方法における第４工程を示す図である。図１〜図４に示されるフレキシブル配線基板における配線パターン周辺の構造の一例を示す斜視断面図である。図１〜図４に示されるフレキシブル配線基板における配線パターン周辺の構造の他の例を示す斜視断面図である。

以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。

なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。

図１〜図４は、各々、本実施の形態に係るフレキシブル配線基板の製造方法における第１〜第４工程を示す図である。以下、図１〜図４を用いて、本実施の形態に係るフレキシブル配線基板の製造方法の各工程について説明する。

図１を参照して、複数のフレキシブルシート１１，１２を準備する。フレキシブルシート上には、金属薄膜からなる配線パターン２０が形成されている。

フレキシブル基材１０は、複数のフレキシブルシート１１，１２を積層してなる積層体である。なお、図１の例では、フレキシブル基材１０は、２枚のフレキシブルシート１１，１２から構成されているが、積層体を構成するフレキシブルシートの枚数は特に制限されるものではない。すなわち、フレキシブル基材１０は、単層基材であってもよいし、積層基材であってもよい。

フレキシブルシート１１，１２は、たとえば、液晶ポリマー（Liquid Crystal Polymer）（以下「ＬＣＰ」という。）、ポリエチレンテレフタラート（polyethylene terephthalate）（以下「ＰＥＴ」という。）、およびポリイミドなどにより構成される絶縁層である。フレキシブルシート１１，１２は、好ましくは、ＬＣＰのような熱可塑性樹脂で構成される。

フレキシブルシート１１，１２をＬＣＰで構成した場合、寸法安定性および高周波特性等に優れたフレキシブル配線基板を得ることが可能である。フレキシブルシート１１，１２をＬＣＰで構成した場合に高周波特性が向上するのは、ＬＣＰは吸水性が低く、フレキシブルシート１１，１２が吸収した水分の誘電率で高周波特性が悪化することが抑制されるからである。

配線パターン２０は、フレキシブルシート１１，１２上に各々形成される。配線パターン２０は、たとえば銅やアルミニウムなどの金属からなる。本実施の形態における典型的例では、配線パターン２０は高周波信号を伝達するマイクロストリップ線路として機能するように形成される。マイクロストリップ線路は、５０〜１００μｍ程度の幅と、１０〜３０μｍ程度の厚みとを有する。

また、フレキシブルシート１１，１２内には、ビアホール導体用孔（図１においては図示せず）が形成されている。このビアホール導体用孔の形成は、たとえばフレキシブルシート１１，１２にレーザ光を照射することによって行なわれる。ビアホール導体用孔内には、導電性ペーストが充填されており、この導電性ペーストを固化させることにより、後述のビアホール導体部（図５中の「４０」）が形成される。

図２を参照して、複数のフレキシブルシート１１，１２を積み重ね、高圧真空プレスにより、上述の導電性ペーストを固化させると同時に、複数のフレキシブルシート１１，１２を接合する。これにより、その内部に配線パターン２０を有するフレキシブルシートの積層体が形成される。なお、配線パターン２０は、積層体の表面に形成されていても、勿論よい。

図３を参照して、フレキシブルシートの積層体であるフレキシブル基材は、所望の形状に曲げられる。このようにすることで、当該フレキシブル配線基板を備えた装置（たとえば携帯電話など）の筐体内で三次元的にフレキシブルに配線を引き回すことができる。

フレキシブル配線基板をマザーボードや筐体に接続する際、予め所望の形状に折り曲げられた状態を維持しておきたいという要請がある。このようにすることで、マザーボードや筐体に接続する際の手間を減らすことができる。

本実施の形態では、上記の形状保持性を実現するための構成として、フレキシブル配線基板にそもそも含まれているグランド電極またはシールド電極などの電極パターンを用いる。グランド電極やシールド電極は、上述したマイクロストリップ線路よりも幅広および／または肉厚のパターンであって、折り曲げた後に付与されたものであるから、フレキシブル基材に対する形状保持性に優れる。たとえば、マイクロストリップ線路の幅が、上述のとおり５０〜１００μｍ程度であるのに対し、グランド電極の幅は、１５０μｍ以上である。また、フレキシブル配線基板にそもそも含まれているべき電極パターンを利用して形状保持性を実現することで、形状保持のための別途の部材や工数の増大が抑制される。

具体的には、図４を参照して、所望の形状に折り曲げられた状態（図３の状態）にあるフレキシブルシートの積層体の表面および裏面の両面に、上述したグランド電極やシールド電極となる形状保持用の電極パターン３０を形成する。電極パターン３０は、たとえば、めっき、蒸着、またはスパッタリングにより形成された金属薄膜をパターニングすることによって形成される。電極パターン３０を構成する金属薄膜は、たとえば、銅や銀を含むものである。なお、フレキシブル基材１０の表面における電極パターン３０が形成される部分は、電極パターン３０の付着性を良くするため、エッチング等により表面を粗面化しておくことが好ましい。なお、形状保持用の電極パターンは、フレキシブル基材の表面または裏面のどちらか一方に形成されるものであってもよい。

グランド電極またはシールド電極である電極パターン３０は、フレキシブルシート１１，１２の積層体を介してマイクロストリップ線路である配線パターン２０を挟持するように形成される。なお、本実施の形態では、電極パターン３０を構成する金属薄膜を形成した後、該金属薄膜に対してニッケルや金などのめっき処理を行なう工程をさらに備えている。当該めっき処理は、電極パターン３０の剛性を向上させたり、防錆をするための表面処理である。このようにすることで、電極パターン３０の硬さが増し、電極パターン３０による形状保持性をさらに高めることができる。

上述した内容について要約すると、以下のようになる。すなわち、本実施の形態に係るフレキシブル配線基板の製造方法は、その表面または内部に配線パターン２０を有するフレキシブルシート１１，１２の積層体であるフレキシブル基材１０を形成する工程（図１，図２）と、配線パターン２０が形成されたフレキシブル基材１０を所望の形状に曲げる工程（図３）と、所望の形状に曲げられたフレキシブル基材１０上に配線パターン２０よりも幅の広いまたは厚みが大きい電極パターン３０を形成する工程（図４）とを備える。なお、フレキシブル基材１０として、複数のフレキシブルシートを積層してなる積層体を例にとって説明したが、これは、単層のフレキシブルシートであってもよい。

次に、図５，図６を用いて、本実施の形態に係るフレキシブル配線基板の細部について補足的に説明する。

図５の例では、フレキシブル基材１０における電極パターン２０の両側に、ビアホール導体部４０を形成している。ビアホール導体部４０は、フレキシブルシートの積層体の両面に形成された電極パターン３０どうしを電気的に接続するものである。すなわち、図５の例は、フレキシブルシート１１，１２の積層体の内部に、配線パターン２０（マイクロストリップ線路）を挟持する電極パターン３０（グランド電極）どうしを電気的に接続するビアホール導体部４０（導体部）を形成する工程をさらに備えるものである。

他方、図６の例では、フレキシブルシート１１，１２の積層体の側面に、側面導体部５０を形成している。側面導体部５０は、フレキシブルシートの積層体の両面に形成された電極パターン３０どうしを電気的に接続するものである。すなわち、図６の例は、フレキシブルシート１１，１２の積層体の側面に、配線パターン２０（マイクロストリップ線路）を挟持する電極パターン３０（グランド電極）どうしを電気的に接続する側面導体部５０（導体部）を形成する工程をさらに備えるものである。

本願発明者は、電極パターン３０による形状保持性の作用効果を確認するため、表１に示すとおり、実施例１〜３および比較例に係るフレキシブル配線基板を試験的に製作した。

なお、表１において、「フレキシブルシートの種類」は、フレキシブルシートを構成する樹脂の種類を意味し、「グランド電極形成方法」は、グランド電極である電極パターン３０をどのように形成したかを意味し、「屈曲部の形状」は、完成されたフレキシブル配線基板を所定形状に折り曲げた（実施例１〜３については、完成した時点で折り曲げられた状態に保持されている）ときの屈曲部の状態を意味する。

また、表１に示す実施例１〜３および比較例において、フレキシブル基材１０の厚みは７５μｍであり、配線パターン２０は、厚さ１０μｍの銅箔からなる。また、電極パターン３０は、厚さ２μｍの銅めっきからなる。また、２枚のフレキシブルシートどうしは、１８０℃、１０ＭＰａの条件下で積層一体化される。なお、実施例１〜３および比較例において、電極パターン３０は、便宜上、フレキシブル基材１０の屈曲部にのみ形成している。

表１に示すように、フレキシブル基材１０を屈曲させた後にグランド電極である電極パターン３０（銅めっき部）を形成した実施例１〜３では、「所定形状」に成型可能である（より正確には、屈曲した「所定形状」が維持される）のに対し、グランド電極である電極パターン３０（銅めっき部）を形成した後にフレキシブル基材１０を屈曲させた比較例では、実施例１〜３と同じ「所定形状」に成型しようとしたところ、屈曲部に形成された電極パターン３０が剥離し、成型を行なうことができなかった。以上の結果から、フレキシブル基材１０を屈曲させた後に電極パターン３０を形成する実施例１〜３によれば、電極パターン３０を形成した後にフレキシブル基材１０を屈曲させる比較例に対して、より大きな屈曲部を有する形状を実現可能であることが分かる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０フレキシブル基材、１１，１２フレキシブルシート、２０配線パターン、３０電極パターン、４０ビアホール導体部、５０側面導体部。

Claims

その表面または内部に配線パターンを有するフレキシブル基材を形成する工程と、
前記配線パターンが形成されたフレキシブル基材を所望の形状に曲げる工程と、
前記所望の形状に曲げられたフレキシブル基材の少なくとも前記所望の形状に曲げられた部分に前記配線パターンよりも幅の広いまたは厚みが大きい電極パターンを形成する工程とを備えた、フレキシブル配線基板の製造方法。
前記フレキシブル基材は、複数のフレキシブルシートを積層してなる積層体であり、前記配線パターンは前記積層体の内層に設けられている、請求項１に記載のフレキシブル配線基板の製造方法。
前記電極パターンは、シールド電極またはグランド電極として機能するように形成される、請求項１または請求項２に記載のフレキシブル配線基板の製造方法。
前記電極パターンはグランド電極として機能し、前記配線パターンは高周波信号を伝達するマイクロストリップ線路として機能するように形成される、請求項２または請求項３に記載のフレキシブル配線基板の製造方法。
前記グランド電極は、前記フレキシブル基材の表裏面に前記マイクロストリップ線路を挟持するように形成される、請求項４に記載のフレキシブル配線基板の製造方法。
前記フレキシブル基材の内部に、前記マイクロストリップ線路を挟持する前記グランド電極どうしを電気的に接続する導体部を形成する工程をさらに備える、請求項５に記載のフレキシブル配線基板の製造方法。
前記フレキシブル基材の側面に、前記マイクロストリップ線路を挟持する前記グランド電極どうしを電気的に接続する導体部を形成する工程をさらに備える、請求項５に記載のフレキシブル配線基板の製造方法。
電極パターンは、めっき、蒸着、またはスパッタリングにより形成された金属薄膜をパターニングすることによって形成される、請求項１から請求項７のいずれかに記載のフレキシブル配線基板の製造方法。
前記電極パターンを構成する金属薄膜を形成した後、該金属薄膜に対してめっき処理を行なう工程をさらに備えた、請求項１から請求項８のいずれかに記載のフレキシブル配線基板の製造方法。