JP2008112849A

JP2008112849A - プリント配線板、プリント配線板の屈曲加工方法および電子機器

Info

Publication number: JP2008112849A
Application number: JP2006294619A
Authority: JP
Inventors: Norihiro Ishii; 憲弘石井; Sadahiro Tamai; 定広玉井; Terushige Kano; 輝成加納
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-10-30
Filing date: 2006-10-30
Publication date: 2008-05-15
Also published as: US20080179079A1; CN101175367A

Abstract

【課題】屈曲部の屈曲時における亀裂の発生を抑え、歩留まりを向上させたプリント配線板を提供する。
【解決手段】突条被膜２１，２１，…、３１，３１，…による屈曲抵抗部と屈曲方向規制手段とにより、屈曲部１０Ｃを、屈曲方向に曲げ易く、ねじれ方向に曲げ難い構造にした。
【選択図】図１

Description

本発明は、積層した基材に硬質部と屈曲部とを形成したプリント配線板に関する。

リジッドプリント配線板の一部に屈曲性をもたせる技術として、複数のリジッド基板部相互の間に可撓性絶縁材料を用いた絶縁層を介在し、この絶縁層を介して複数のリジッド基板部相互を一体化することにより、複数のリジッド基板部相互の間に屈曲部を形成する技術が存在する。この技術は可撓性絶縁材料としてＦＰＣの基材として用いられるポリイミド系の絶縁材料を用いることによって実現される。

しかしながら、ポリイミド基材は、吸水率が高いことから、吸湿に伴う形状変化、電気的な特性変化等を招き易く、部品を実装する場合、部品実装前に、ベーキング処理を施す必要があり、かつ材料が高価であることから製造性に問題があった。そこで、リジッド基板の屈曲性をもたせたい部分を一部削り取り薄肉化することによって、屈曲性をもたせる基板製造技術が考えらた。例えば複数枚の絶縁基材を積層して複数層を形成したプリント配線板において、一部の層を層間の接合面までルータで切削することにより、切削領域に屈曲部を形成することが可能となる。しかしながらこの場合は、切削面に凹凸ができ、屈曲時の応力が薄肉部分に集中して配線板を破損するという問題があった。さらに、この種のプリント配線板は、例えば同プリント配線板を取り扱う製造工程等に於いて、屈曲部に、捻れ応力が加わった場合、屈曲部と、屈曲性を有しない硬質部との境界部分に於いて、屈曲部に亀裂（裂け目）が生じ易いことが確認された。

この種の亀裂を回避する技術として、フレキシブル基板の一方表面に導体回路を形成し、他方の表面にダミー導電パターンを形成して、フレキシブル基板に適度な屈曲性を持たせる技術が存在した。
特開２００５−２９４６３９号公報

上述したように、積層した基材に硬質部と屈曲部とを形成したプリント配線板に於いては、屈曲部と硬質部との境界部分に於いて、屈曲部に捻れ応力が加わった場合に、屈曲部に亀裂が生じ易いという問題があった。

本発明は、屈曲部を、屈曲方向に曲げ易く、ねじれ方向に曲げ難い構造にして、屈曲部の屈曲時における亀裂の発生を抑え、歩留まりを向上させたプリント配線板を提供することを目的とする。

本発明は、積層した基材に硬質部と屈曲部を形成したプリント配線板であって、前記屈曲部の表層面に、ソルダーレジストにより形成した突条被膜を設け、該突条被膜により屈曲抵抗部を形成したことを特徴とする。

また、本発明は、積層した基材に硬質部と屈曲部を形成するプリント配線板の屈曲加工方法であって、前記基材の前記屈曲部を形成する領域の表層面から銅箔を剥離して前記屈曲部を形成する工程と、前記基材の前記硬質部を形成する領域の表層面にソルダーレジスト被膜を被覆して前記硬質部を形成するとともに、前記屈曲部を形成する前記基材の表層面に前記ソルダーレジストによる突条被膜を設けて、該突条被膜により屈曲抵抗部を形成する工程と、を具備したことを特徴とする。

また、本発明は、硬質部と屈曲部とを一体に形成した回路基板を具備する電子機器であって、前記回路基板は、前記屈曲部の表層面に、突条のソルダーレジスト被膜により形成した屈曲抵抗部を具備したことを特徴とする。

屈曲部の屈曲時における亀裂を回避して歩留まりを向上させることができる。

以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

本発明の実施形態に係るプリント配線板の構成を図１および図２に示す。この図１および図２に示す実施形態のプリント配線板は、３枚の絶縁基材を積層して４層の配線層を形成した基材に、屈曲部を挟んで２つの硬質部を設けた配線板構造を例に採る。

本発明の実施形態に係るプリント配線板は、図１に示すように、可撓性を有する３枚の絶縁基材１１，１２，１３を積層して計４層の配線層を形成した基材１０に、屈曲部１０Ｃを挟んで２つの硬質部１０Ａ，１０Ｂを設けている。

この硬質部１０Ａ，１０Ｂは、図１および図２に示すように、上記可撓性を有する３枚の絶縁基材１１，１２，１３を積層して形成した基材１０の一方および他方の各表層面に、ソルダーレジスト被膜２０，３０を被覆することにより形成される。

硬質部１０Ａ，１０Ｂには、それぞれ上記各配線層に配線パターン（Ｐ，Ｐ，…）が形成されるとともに、上記各配線層の間を任意に回路接続するスルーホール（ＴＨ）が形成されている。尚、図１では、スルーホール（ＴＨ）を硬質部１０Ｂにのみ示している。また、硬質部１０Ａ，１０Ｂには、一方および他方の各表層面を含んで各層に回路パターンを形成している。

屈曲部１０Ｃは、基材１０の屈曲部１０Ｃを形成する領域の各表層面から銅箔を除去（剥離）することにより形成される。

さらに、屈曲部１０Ｃの一方および他方の各表層面には、ソルダーレジストにより形成した複数の突条被膜２１，２１，…、３１，３１，…が非対向位置に所定の間隔で配列されている。

この突条被膜２１，２１，…、３１，３１，…は、上記硬質部１０Ａ，１０Ｂへのソルダーレジスト被膜２０，３０の形成時に同時に形成される。

突条被膜２１，２１，…、３１，３１，…は、屈曲部１０Ｃを突条被膜２１の形成位置に対応して部分的に硬質化する。

屈曲部１０Ｃに形成した突条被膜２１，２１，…、３１，３１，…は、屈曲部１０Ｃを、ねじれ方向の外部ストレスが加わることによる亀裂から保護する、屈曲抵抗部を構成する。

さらに、突条被膜２１，２１，…、３１，３１，…を予め決められた屈曲方向に対して平行に配設することにより、屈曲方向を規制する屈曲方向規制手段を構成する。

この突条被膜２１，２１，…、３１，３１，…による屈曲抵抗部と屈曲方向規制手段とにより、屈曲部１０Ｃを、屈曲方向に曲げ易く、ねじれ方向に曲げ難い構造にしている。これにより、屈曲部の屈曲時における亀裂を回避して歩留まりを向上させることができるとともに、作業上の取り扱いを容易にし、作業効率を向上できる。。

屈曲部１０Ｃに、上記突条被膜２１，２１，…、３１，３１，…を設けない場合、屈曲部１０Ｃは、外部応力により、ねじれ方向に曲げ易く、ねじれ方向の曲げ応力をそのまま（抵抗なく）受けることにより、屈曲部１０Ｃの縁部、特に端縁部分に亀裂が生じ易い。

屈曲部１０Ｃに、上記突条被膜２１，２１，…、３１，３１，…を設けた場合、ねじれ方向の曲げ応力に対して、突条被膜２１，２１，…、３１，３１，…が抵抗し、ねじれ方向の曲げを阻止するように作用する。これによって、屈曲部１０Ｃの屈曲時における亀裂を回避して歩留まりを向上させることができる。

さらに、突条被膜２１，２１，…、３１，３１，…を予め決められた屈曲方向に対して平行に配設することにより、予め決められた屈曲方向と異なる方向への曲げに対しては抵抗するが、予め決められた屈曲方向に対しては、抵抗なく屈曲させることができるとともに、曲げ角に偏りが生じない（曲げ部分が一部に集中しない）、バランスのとれた曲げ角で屈曲部１０Ｃを屈曲させることができる。これによって、作業上の取り扱いを容易にし、作業効率を向上できる。

上記した屈曲部１０Ｃの屈曲例を図３、および図４に示している。
図３は、硬質部１０Ａと硬質部１０Ｂとを段差をもたせて実装した場合の屈曲部１０Ｃの屈曲状態例を示している。このような実装形態の場合、実装時において、屈曲部１０Ｃに、ねじれ方向の外部応力が加わり易く、従って屈曲部１０Ｃに突条被膜２１，２１，…、３１，３１，…を形成しない構造の場合は、上述したように外部応力が直接屈曲部１０Ｃのエッジ部分に加わることから亀裂が生じ易い。ここでは屈曲部１０Ｃに、上記突条被膜２１，２１，…、３１，３１，…を設けていることから、ねじれ方向の曲げ応力に対して、突条被膜２１，２１，…、３１，３１，…が抵抗し、ねじれ方向の曲げを阻止するように作用する。さらに屈曲部１０Ｃに、突条被膜２１，２１，…、３１，３１，…を予め決められた屈曲方向に対して平行に配設していることから屈曲方向に対して抵抗なく一定の曲げ方向に屈曲させることができるとともに、曲げ角に偏りが生じないバランスのとれた曲げ角で屈曲部１０Ｃを屈曲させることができる。

図４は、屈曲部１０ＣをＵ字状に屈曲させた場合の屈曲状態例を示している。このような屈曲例においても、図３に示した屈曲例と同様に、屈曲部１０Ｃに対して突条被膜２１，２１，…、３１，３１，…がねじれ方向の曲げを阻止するように作用するとともに、屈曲部１０Ｃを屈曲方向に対して抵抗なくバランスのとれた曲げ角で屈曲させることができる。

上記実施形態に係るプリント配線板の製造工程を図５乃至図１１に示している。

図５に示す工程１では、基材１０のコア材となる（内層を形成する）可撓性基材１１を加工する。例えば可撓性を有するプリプレグ材の両面に、銅箔による導電層１１ｐ，１１ｐを形成して、可撓性基材１１を製造する。

図６に示す工程２では、可撓性基材１１に形成した導電層１１ｐ，１１ｐに、エッチング処理を施して、配線パターン（内層回路パターン）を形成する。

図７に示す工程３では、配線パターン（ｐ）を形成した可撓性基材１１に、基材１０の表層面を形成する可撓性基材１２，１３を積層する。この可撓性基材１２，１３は、例えばガラス繊維を有しない銅箔付きのＲＣＣ基材により形成される。これにより可撓性基材１２，１３に、表層面に導電層１２ｐ，１３ｐが形成される。

図８に示す工程４では、積層された可撓性基材１１，１２，１３に、例えばスルーホール（ＴＨ）、ビアホール等を形成するためのドリル加工を行う。図８ではスルーホールを形成するための孔（ｈ）を穿設する。

図９に示す工程５では、穿設部分にめっき加工を施して、スルーホール（ＴＨ）、ビアホール（図示せず）等を形成する。

図１０に示す工程６では、積層された可撓性基材１１，１２，１３の表層面にエッチング処理を施す。このエッチング処理により、上記表層面の屈曲部１０Ｃを形成する領域に形成された導電層１２ｐ，１３ｐをすべて除去する。

図１１に示す工程７では、積層された可撓性基材１１，１２，１３の表層面にソルダーレジスト被膜を形成する。このソルダーレジストの被膜工程において、上記表層面の硬質部１０Ａ，１０Ｂを形成する領域に、ソルダーレジスト被膜２０，３０を被覆するとともに、上記表層面の屈曲部１０Ｃを形成する領域に、突条被膜２１，２１，…、３１，３１，…を形成する。

これによって、図１に示した、ソルダーレジスト被膜２０，３０を被覆して形成された硬質部１０Ａ，１０Ｂと、突条被膜２１，２１，…、３１，３１，…を設けた屈曲部１０Ｃとを有するプリント配線板が製造される。

上記した実施形態では、屈曲部１０Ｃに、突条被膜２１，２１，…、３１，３１，…を屈曲部１０Ｃの幅方向に平行に形成したが、図１２および図１３に示すように、屈曲部１０Ｃに、突条被膜２１，２１，…、３１，３１，…を、屈曲部１０Ｃの幅方向に対して所定の傾斜角（θ）をもたせて配列することにより、例えば屈曲部１０Ｃを所定の傾斜角（θ）をもたせてＵ字状に屈曲させる場合に、この屈曲加工を容易化できる。

このような屈曲例においても、図４に示した屈曲例と同様に、屈曲部１０Ｃを、屈曲方向に曲げ易く、ねじれ方向に曲げ難い構造として、屈曲部１０Ｃに対し突条被膜２１，２１，…、３１，３１，…がねじれ方向の曲げを阻止するように作用するとともに、屈曲部１０Ｃを屈曲方向に対して抵抗なくバランスのとれた曲げ角で屈曲させることができる。

上記した実施形態に係る、プリント配線板を実装した電子機器の構成を図１４に示している。ここでは上記図５乃至図１１に示す製造工程で製造されたプリント配線板をポータブルコンピュータ等の小型電子機器に適用した例を示している。

図１４に於いて、ポータブルコンピュータ１の本体２には、表示部筐体３がヒンジ機構を介して回動自在に設けられている。本体２には、ポインティングデバイス、キーボード４等の操作部が設けられている。表示部筐体３には例えばＬＣＤ等の表示デバイス５が設けられている。

また本体２には、上記ポインティングデバイス、キーボード４等の操作部および表示デバイス５を入出力制御する各種の制御回路素子（Ｐ）を組み込んだプリント回路板（マザーボード）５０が設けられている。このプリント回路板５０は、上記図５乃至図１１に示した製造工程で製造された、ソルダーレジスト被膜を被覆して形成した硬質部５０Ａ，５０Ｂと、突条被膜５１，５１，…、５２，５２，…を設けた屈曲部５０Ｃとを有するプリント配線板を用いて実現される。

このプリント回路板５０は、突条被膜５１，５１，…、５２，５２，…による屈曲抵抗部と屈曲方向規制手段とにより、屈曲部１０Ｃを、屈曲方向に曲げ易く、ねじれ方向に曲げ難い構造にしている。これにより、屈曲部の屈曲時における亀裂を回避して歩留まりを向上させることができる。さらに、曲げ部分が一部に集中しない、バランスのとれた曲げ角で屈曲部５０Ｃを屈曲させることができる。これによって、作業上の取り扱いを容易にし、作業効率を向上できる。

本発明の実施形態に係るプリント配線板の構成を示す側面図。上記実施形態に係るプリント配線板の構成を示す平面図。上記実施形態に係るプリント配線板の屈曲例を示す図。上記実施形態に係るプリント配線板の他の屈曲例を示す図。上記実施形態に係るプリント配線板製造工程を示す図。上記実施形態に係るプリント配線板製造工程を示す図。上記実施形態に係るプリント配線板製造工程を示す図。上記実施形態に係るプリント配線板製造工程を示す図。上記実施形態に係るプリント配線板製造工程を示す図。上記実施形態に係るプリント配線板製造工程を示す図。上記実施形態に係るプリント配線板製造工程を示す図。上記実施形態に係るプリント配線板の屈曲部に設けた突条被膜の他の形成例を示す図。上記実施形態に係るプリント配線板の屈曲例を示す図。本発明の実施形態に係る電子機器の構成を示す側断面図。

符号の説明

１…ポータブルコンピュータ、２…本体、３…表示部筐体、４…キーボード、５…表示デバイス、１０…基材、１０Ａ，１０Ｂ，５０Ａ，５０Ｂ…硬質部、１０Ｃ，５０Ｃ…屈曲部、１１，１２，１３…絶縁基材、２０…ソルダーレジスト被膜，２１，３１，５１，５２，…突条被膜、５０…プリント回路板（マザーボード）。

Claims

積層した基材に硬質部と屈曲部を形成したプリント配線板であって、
前記屈曲部の表層面に、ソルダーレジストにより形成した突条被膜を設け、該突条被膜により屈曲抵抗部を形成したことを特徴とするプリント配線板。
前記突条被膜を、屈曲方向に対し平行に設け、前記突条被膜を、屈曲方向を規制する屈曲方向規制手段としたことを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
前記突条被膜を、前記屈曲部の各表層面に複数設けたことを特徴とする請求項２に記載のプリント配線板。
前記突条被膜を、非対向位置に配列したことを特徴とする請求項３に記載のプリント配線板。
前記基材を、プリプレグを含む複数の可撓性基材を積層して構成したことを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
前記屈曲部を、該屈曲部を形成する領域の表層面から銅箔を剥離して形成したことを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
前記硬質部を、前記基材の該硬質部を形成する基材の表層面にソルダーレジスト被膜を被覆して形成したことを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
前記硬質部を前記屈曲部の両端部に設け、前記屈曲部の内層面に前記硬質部相互の間を回路接続する配線パターンを設けたことを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
前記突条被膜は、前記屈曲部の幅方向に対して所定の傾斜角を有し、かつ平行に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のプリント配線板。
積層した基材に硬質部と屈曲部を形成するプリント配線板の屈曲加工方法であって、
前記基材の前記屈曲部を形成する領域の表層面から銅箔を剥離して前記屈曲部を形成する工程と、
前記基材の前記硬質部を形成する領域の表層面にソルダーレジスト被膜を被覆して前記硬質部を形成するとともに、前記屈曲部を形成する前記基材の表層面に前記ソルダーレジストによる突条被膜を設けて、該突条被膜により屈曲抵抗部を形成する工程と、
を具備したことを特徴とするプリント配線板の屈曲加工方法。
前記突条被膜を、屈曲方向に平行に設けて、前記突条被膜により屈曲方向を規制する屈曲方向規制手段を形成したことを特徴とする請求項１０に記載のプリント配線板の屈曲加工方法。
前記突条被膜を、前記基材の前記屈曲部を形成する領域の各表層面に複数設けたことを特徴とする請求項１１に記載のプリント配線板の屈曲加工方法。
前記突条被膜を、非対向位置に設けたことを特徴とする請求項１２に記載のプリント配線板の屈曲加工方法。
前記硬質部を前記屈曲部の両端に形成して、前記屈曲部の内層面に前記硬質部相互の間を回路接続する配線パターンを形成することを特徴とする請求項１０に記載のプリント配線板の屈曲加工方法。
前記突条被膜を、前記屈曲部の幅方向に対し所定の傾斜角をもたせて、かつ平行に形成することを特徴とする請求項１２に記載のプリント配線板の屈曲加工方法。
硬質部と屈曲部とを一体に形成した回路基板を具備する電子機器であって、
前記回路基板は、
前記屈曲部の表層面に、突条のソルダーレジスト被膜により形成した屈曲抵抗部を具備したことを特徴とする電子機器。
前記屈曲抵抗部を、屈曲方向に平行に設け、前記屈曲抵抗部により屈曲方向を規制する部材を構成していることを特徴とする請求項１６に記載の電子機器。
前記突条被膜を前記屈曲部の各表層面に複数設け、前記屈曲部を、屈曲方向に曲げ易く、ねじれ方向に曲げ難い構造にしたことを特徴とする請求項１７に記載の電子機器。