JP2007049076A - 混成多層回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品実装部と可撓性回路基板との段差部分に跨る部位に導電性塗料をスクリーン印刷手法で印刷してＥＭＩに対するシールド層をかすれがなく形成させる混成多層回路基板の製造方法を提供する。
【解決手段】部品実装部と前記可撓性回路基板との段差部分に跨る部位に導電性塗料を印刷し、電磁波妨害（ＥＭＩ）に対するシールド層を形成する混成多層回基板の製造方法において、前記段差部分の断面形状が２以上の階段状であって、各階段状段差の段差高が１００μｍ以内であって、かつ前記階段状段差それぞれの長さが段差と同じかそれ以上の寸法であり、前記部品実装部の最終端と最も突出している階段状段差の頂点を結ぶ線と前記可撓性回路基板との交差角度が５０°以内の形状を有する段差部分を形成し、次いで前記段差部分にスクリーン印刷手法で導電性塗料を連続的に印刷する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、多層の部品実装部相互間を可撓性回路基板で接続する構造を有する混成多層回路基板の製造方法に係わり、とくに部品実装部と可撓性回路基板との段差部分に跨る部位に、導電性塗料をスクリーン印刷手法で印刷し、電磁波妨害（Electro -Magnetic Interference；以下、ＥＭＩという）に対するシールド層を形成させる混成多層回路基板の製造方法に関する。

ＥＭＩに対し、導電性塗料を用いて回路基板にシールド層を形成することは、特許文献１などによって知られている。図８は、このような回路基板の一般的な構成を示したもので、特許文献１の第２図に相当する。図８において、絶縁基板５１上に回路パターン５２が形成され、絶縁被覆が必要な箇所をソルダーレジスト５３が覆っている。さらにその上に、導電性塗料によるシールド層５４があり、オーバーコート層５５によって被覆されている。シールド層５４は、例えばスルーホール５２１を介してグラウンドパターン５２２に接続し、アースされる。

シールド層５４を形成する導電性塗料としては、例えば特許文献２に記載されるような銅性インクや、銀、カーボン、フェライトなどの導電性材料とエポキシ樹脂等のバインダとを混合したものが用いられている。オーバーコート層５５には絶縁性樹脂組成物が用いられるが、フレキシブル基板などの屈曲性を要する部位にも使用できる樹脂組成物が特許文献３、特許文献４に示されている。

ところで、シールド層４の形成には、一般的にスクリーン印刷が用いられる。この印刷方法は、煩雑な工程がなく汎用性があるため有用である。しかし、例えば特許文献５に示されるような部品実装部相互間を可撓性回路基板で接続する構造を有する混成多層回路基板における、部品実装部と可撓性回路基板との段差部分に跨る部位に導電性塗料をスクリーン印刷で印刷すると、段差部分で導電性塗料の印刷がかすれてしまうという問題がある。これは、スクリーン印刷版が段差に追随できなくなるためで、段差が概ね１００μｍ以上あるときに発生する。

シールド層を形成する導電性塗料の印刷が途中でかすれてしまうと、グラウンドパターンとの導通不良が生じ、電磁波シールドが機能しなくなる。従来、このような混成多層回路基板では、部品実装部の外層にグラウンドパターンを兼ねるシールド層を形成しておき、部品実装部相互間を接続する可撓性回路基板には両面に回路銅箔を有する可撓性回路基板を使用して、その片面にシールドパターンを形成しておき、導電性塗料印刷をしなくてもシールドするようにしている。

一方、近年、ノートパソコン、折畳式携帯電話等の、ヒンジ構造を有し頻繁に開閉を繰り返す部位に混成多層回路基板が使用されることが多くなっている。この場合、例えば特許文献６のように、ヒンジ部内に部品実装部相互間を接続する可撓性回路基板をらせん状に巻いて収納することが行われている。さらに、特許文献７のように、複雑な動きに対応する２軸式のヒンジ部構造も示されている。このため、部品実装部相互間を接続する可撓性回路基板はより屈曲性に富んだものが求められる。

通常、可撓性回路基板の屈曲性は、両面に回路銅箔を有するものよりも片面のみに回路銅箔があるものの方が良好である。このため、片面のみ回路銅箔がある可撓性回路基板を２枚使用した接続構造が提供されている（特許文献８）。この方法は、屈曲性改善の面では有効であるが、片面にしか回路銅箔がないため、可撓性回路基板にシールドパターンを形成することができない。

そして、この場合のシールド層形成のために、例えば特許文献９、特許文献１０に示すように、導電性シールドフィルムを可撓性回路基板と部品実装部とに跨るように接着している。
実公昭55-29276号公報 特公平6-82890号公報 特開2000-186248号公報 特開2002-241694号公報 特開昭64-7697号公報 特開平6-311216号公報 特開2003-133764号公報 特開平7-312469号公報 特開2000-269632号公報 特開2003-298285号公報

混成多層回路基板を構成するには、適用機器の側からは２軸式ヒンジ構造のような、複雑な動きに対応する屈曲性を求める点からより柔らかい導電材質が必要であり、このためには導電性塗料印刷が望ましい。

しかし、上述した部品実装部と可撓性回路基板との段差部分での印刷不連続発生という問題点があるため、採用できない状況にある。

本発明は、上述の点を考慮してなされたもので、多層の部品実装部相互間を可撓性回路基板で接続する構造を有する混成多層回路基板において、部品実装部と可撓性回路基板との段差部分に跨る部位に導電性塗料をスクリーン印刷手法で印刷してＥＭＩに対するシールド層をかすれがなく形成させる混成多層回路基板の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的達成のため、本発明では、
多層の部品実装部相互間を可撓性回路基板で接続する構造を有する混成多層回路基板であって、前記部品実装部と前記可撓性回路基板との段差部分に跨る部位に導電性塗料を印刷し、電磁波妨害（ＥＭＩ）に対するシールド層を形成する混成多層回基板の製造方法において、
前記段差部分の断面形状が２以上の階段状であって、各階段状段差の段差高が１００μｍ以内であって、かつ前記階段状段差それぞれの長さが段差と同じかそれ以上の寸法であり、前記部品実装部の最終端と最も突出している階段状段差の頂点を結ぶ線と前記可撓性回路基板との交差角度が５０°以内の形状を有する段差部分を形成し、
次いで前記段差部分にスクリーン印刷手法で導電性塗料を連続的に印刷する
ことを特徴とする混成多層回路基板の製造方法、
を提供するものである。

本発明は上述のように、多層部品実装部相互間を可撓性回路基板で結ぶ混成多層回路基板における部品実装部と可撓性回路基板との段差部分を所定の階段状に形成した上でスクリーン印刷により導電性塗料を印刷してシールド層を形成するようにしたため、部品実装部と可撓性回路基板とを連続的に接続したシールド層を形成することができる。

以下、図１ないし図７を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、各実施形態を示す図はすべて、導電性塗料をスクリーン印刷手法で印刷する前の段階における混成多層回路基板の部品実装部と可撓性回路基板部との境界部分の断面を示したものである。

実施形態１

図１は、本発明の第１の実施形態を断面として示している。この第１の実施形態につき、図２および図３ならびに表１および表２を用いて説明する。

上記課題を解決するため、本発明では、図１に示すように、部品実装部ｃと可撓性回路基板部ｄとの段差部分の断面形状を階段状とする。このような階段状の断面形成は、部品実装部と可撓性回路基板との境界部に、多層基板形成時に各積層材料２を内側になるに連れて長くなるように食み出させておく。ここで各積層材料２とは、積層接着剤、プリプレグ、内層コア基板などをいう。

次に、導電性塗料を印刷した場合のかすれの発生状況につき、下記の表１および表２、ならびに図２および図３を用いて説明する。

表１は、図２に示すように段差を１段の階段状にし、階段状段差の段差高Ｔを種々変えて導電性塗料をスクリーン印刷したときのデータを示す。段差厚みTが１０５μｍまではかすれずに印刷できたが、１１０μｍでは印刷圧力およびスキージ搬送速度などの印刷条件次第でかすれが生じてしまい、条件管理範囲が狭いので実用上好ましくなかった。

また、段差厚みTが１０５μｍの試料の、段差頂点部の導電性塗料厚みを断面観察した結果、導通信頼性を確保するための塗料厚みである５μｍを下回るものが、２０サンプル中で３サンプルあった。

従って、導電性塗料をスクリーン印刷で行った場合、導通信頼性を確保するための段差の上限は１００μｍ近辺にあることが判った。

表２は、図３に示すように、各積層材料２を内側になるに連れて長くなるように食み出させて３段の階段状段差を形成し、縦軸に階段状段差ａ、横軸に各層の食み出し量ｂを配して、それぞれ導電性塗料を印刷したときのかすれ状況を示したデータである。この図３は、図１の階段状部Ｄを拡大して示しており、階段状段差ａ、食み出し量ｂは、図示の通りである。ここで、３段の各積層材料２の厚みを足し合わせた厚みをＡで示している。

各種サンプルにつき導電性塗料を印刷した結果、部品実装部の最終端と最も突出している階段状段差の頂点を結ぶ線と可撓性回路基板との交差角度θが５０°以内の形状を有するサンプルでは、何れもかすれが生じなかった。

従って、表１および表２のデータから、各階段状段差ａ１，ａ２，ａ３がそれぞれ１００μｍ以内であり、かつ各階段状段差の長さが段差と同じかそれ以上の寸法を有し、かつ部品実装部の最終端と最も突出している階段状段差の頂点を結ぶ線と可撓性回路基板との交差角度θが５０°以内の形状を有する形状を形成すればよいことが判った。この形状であれば、部品実装部ｃと可撓性回路基板ｄとの段差部分に跨る部位がスクリーン印刷版に対して平行方向でも鉛直方向でも追随でき、かすれを生じることなく導電性塗料を印刷することができる。

図１の場合、２段階に部品実装部ｃの板厚が薄くなっていく構造を示しているが、各階段状段差が１００μｍ以内で、かつ各階段状段差の長さが段差と同じかそれ以上の寸法を有し、かつ部品実装部の最終端と最も突出している階段状段差の頂点を結ぶ線と可撓性回路基板との交差角度θが５０°以内という条件を満たせば、板厚によって１〜４段階で板厚が薄くなっていく構造を採ってもよい。

なお、部品実装部ｃと可撓性回路基板ｄとの段差が４５０μｍを越えると、ケーブル部へのスクリーン印刷のスキージの追随性が悪くなる場合がある。このことから、部品実装部ｃと可撓性回路基板ｄとの段差は、４５０μｍ以内であることが望ましい。

実施形態２

図４は、本発明の第２の実施形態を示したもので、図１の段差に替えてスロープ形状としている。この場合も、部品実装部ｃの最終端と可撓性回路基板部ｄとの交差角度θ２が、５０°以内のスロープ形状であれば導電性塗料の印刷は可能となる。

鉛直方向の落差が１００μｍ以内の形状を形成するためには、部品実装部と可撓性回路基板との境界にある段差部の側面に、後述の手段によって樹脂組成物を充填すればよい。ここで、樹脂組成物は絶縁性を有し、可撓性回路基板の屈曲性を阻害しない程度の柔軟性があればよい。例として、特許文献３、特許文献４に示されているオーバーコート層用樹脂組成物や流れ出し量の比較的高い絶縁性接着剤などが挙げられる。充填方法は、スクリーン印刷塗布で行える。

例えば、マスク開口位置を硬質部の最終端から可撓性回路基板へ０．２ｍｍとし、樹脂組成物粘度が３５００ｍＰａ・ｓのとき、印刷スキージ圧力を０．２ＭＰａとした場合、樹脂組成物の充填量ｂ２は大体０．３ｍｍとなる。部品実装部の上部へ塗布されてしまう場合でも、鉛直方向の落差が１００μｍ以内の形状であれば、導電性塗料の印刷は可能であり、この粘度でそのような形状を呈することはない。スクリーン印刷塗布の後、加熱キュアによって樹脂組成物を硬化させ、導電性塗料の印刷を行う。

実施形態３

図５は、本発明の第３の実施形態を示したものである。これは、部品実装部と可撓性回路基板との境界にある段差部の側面に、樹脂組成物を充填または貼り付けするときに、樹脂組成物量が不足して、スロープ形状に段差形状がついた状態である。この場合も、階段状段差ａ４が１００μｍ以内で、部品実装部の最終端と各階段状段差の頂点を結ぶ線とを結ぶ線が可撓性回路基板と交差する角度θ３が５０°以内であれば、導電性塗料の印刷は可能である。

実施形態４

図６は、第１の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせた第４の実施形態を示したものである。部品実装部ｃと可撓性回路基板部ｄとの段差部分の断面形状が階段状で、部品実装部と可撓性回路基板との境界にある段差部の側面に樹脂組成物を充填したものである。

実施形態５

図７は、本発明の第５の実施形態を示したものである。部品実装部と可撓性回路基板との段差が０．１３ｍｍ以内である混成多層回路基板であれば、部品実装部を覆うカバーレイを可撓性回路基板まで食み出させることによって、境界の段差部の傾斜が緩和でき、印刷可能となる。

前述のように、階段状段差ａ５が１００μｍ以内で、かつ部品実装部の最終端とカバーレイ先端部との頂点を結ぶ線が可撓性回路基板と交差する角度θ4が５０°以内であれば、印刷可能である。これを実現するためには、カバーレイの接着剤層の厚みが２５μｍ以上であれば、部品実装部の最終端部分にあるカバーレイの接着剤が境界段差部へ流入し、なだらかな傾斜を形成することで階段状段差ａ５が１００μｍ以内となる。

なお、カバーレイ全体の厚みも、階段形状を形成するために１００μｍ以内のものを使用する。そして、積層材料、カバーレイの食み出し量ｂ１,ｂ４、樹脂組成物の充填量ｂ２,ｂ３の最大値は、可撓性回路基板が屈曲する状態、屈曲応力によって決められるが、概ね１．０ｍｍ以内とするべきである。また、可撓性回路基板が屈曲する状態、屈曲応力によって、上記実施形態のうちのどれかを選択することになる。

本発明の第１の実施形態を示す説明図。 表１の各寸法を示す説明図。 表２の各寸法を示す説明図。 本発明の第２の実施形態を示す説明図。 本発明の第３の実施形態を示す説明図。 本発明の第４の実施形態を示す説明図。 本発明の第５の実施形態を示す説明図。 従来の、導電性塗料をスクリーン印刷手法で印刷しＥＭＩに対するシールド層を形成した構造を示す説明図。

符号の説明

１ 部品実装部相互間を接続する可撓性回路基板
２ 積層材料
３ 樹脂組成物
４ カバーレイ
５１ 絶縁基板
５２ パターン
５２１ スルーホール
５２２ グラウンドパターン
５４ シールド層
５５ オーバーコート層

Claims (5)

1. 多層の部品実装部の相互間を可撓性回路基板で接続する構造を有する混成多層回路基板であって、前記部品実装部と前記可撓性回路基板との段差部分に跨る部位に導電性塗料を印刷し、電磁波妨害（ＥＭＩ）に対するシールド層を形成する混成多層回路基板の製造方法において、
   前記段差部分の断面形状が２以上の階段状段差であって、前記階段状段差それぞれの段差高が１００μｍ以内であり、かつ前記階段状段差それぞれの長さが前記段差高と同じかそれ以上の寸法であり、前記部品実装部の最終端と最も突出している階段状段差の頂点とを結ぶ線に対して前記可撓性回路基板のなす交差角度が５０°以内となるように形成し、
   次いで前記段差部分にスクリーン印刷手法で導電性塗料を連続的に印刷する
   ことを特徴とする混成多層回路基板の製造方法。
2. 請求項１の混成多層回路基板の製造方法において、
   前記段差部分の断面形状を、前記部品実装部の最終端と前記可撓性回路基板との交差角度が５０°以内のスロープ形状とした
   ことを特徴とする混成多層回路基板の製造方法。
3. 請求項１または２記載の混成多層回路基板の製造方法において、
   前記段差部分の断面形状を形成する際に、前記部品実装部と前記可撓性回路基板との境界段差部の側面に絶縁性樹脂組成物を充填し、
   次いで前記導電性塗料をスクリーン印刷手法で印刷する
   ことを特徴とする混成多層回路基板の製造方法。
4. 請求項１または２記載の混成多層回路基板の製造方法において、
   前記段差部分の断面形状を、多層基板形成時に前記部品実装部と前記可撓性回路基板との境界部の積層材料を前記可撓性回路基板に近接するに連れて長くなるように食み出させて混成多層回路基板を形成し、
   次いで導電性塗料をスクリーン印刷手法で印刷する
   ことを特徴とする混成多層回路基板の製造方法。
5. 請求項１記載の混成多層回路基板の製造方法において、
   前記部品実装部と前記可撓性回路基板との境界段差部側面に、前記部品実装部を覆う接着剤層の厚みが２５μｍ以上で、総厚みが１００μｍ以内であるカバーレイを前記可撓性回路基板まで食み出させて、前記部品実装部と前記可撓性回路基板との段差を０．１３ｍｍ以内に形成し、
   次いで導電性塗料をスクリーン印刷手法で印刷する
   ことを特徴とする混成多層回路基板の製造方法。

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