JP7017416B2 - Metal base printed wiring board and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、折り曲げ加工可能な金属ベースプリント配線板と折り曲げ済み金属ベースプリント配線板の製造方法に関する。 The present invention relates to a metal base printed wiring board that can be bent and a method for manufacturing a folded metal base printed wiring board.
従来、金属板の一方の面に可撓性絶縁層と配線パターンとを順次積層した金属ベースプリント配線板の両端を直角に折り曲げ、図8に示すような断面コの字状構造体を形成する例が報告されている(特許文献1)。
金属ベースプリント配線板を折り曲げる(特に90度の折り曲げ)必要性として、近年益々進む、電子機器製品の小型化への対応が挙げられる。
即ち、従来では、製品内への設置自由度の高いフレキシブルプリント配線板やリジッドフレックス多層プリント配線板を利用することで、プリント配線板の組み込みスペースの狭小化に対応していたが、フレキシブルプリント配線板やリジッドフレックス多層プリント配線板のフレキシブル部を直角方向に折り曲げたとしても、多少なりとも撓み部分が発生してしまい、その分、設置スペースを大きくする必要があったため、電子機器製品の更なる小型化に対応できないケースが出てきたからである(フレキシブルプリント配線板やリジッドフレックス多層プリント配線板を、金属ベースプリント配線板を折り曲げたものに置き換えることで、余分な設置スペースが不要になり、電子機器製品の更なる小型化に対応することができる)。
Conventionally, both ends of a metal-based printed wiring board in which a flexible insulating layer and a wiring pattern are sequentially laminated on one surface of a metal plate are bent at right angles to form a U-shaped cross-section structure as shown in FIG. An example has been reported (Patent Document 1).
One of the needs for bending metal-based printed wiring boards (especially 90-degree bending) is to respond to the ever-increasing miniaturization of electronic device products in recent years.
That is, in the past, by using a flexible printed wiring board or a rigid flex multi-layer printed wiring board with a high degree of freedom of installation in the product, it was possible to narrow the installation space of the printed wiring board, but flexible printed wiring. Even if the flexible part of the board or rigid flex multi-layer printed wiring board is bent in the perpendicular direction, some bending part will occur, and it is necessary to increase the installation space by that amount. This is because there are cases where miniaturization cannot be accommodated (replacement of flexible printed wiring boards and rigid flex multi-layer printed wiring boards with bent metal base printed wiring boards eliminates the need for extra installation space and is electronic. It is possible to cope with further miniaturization of equipment products).
特許文献1の金属ベースプリント配線板では、アルミニウム-マンガン合金基板11を折り曲げることで、金属ベースプリント配線板の折り曲げ形状を保持するようにしているが、実際に、図8のような90度の折り曲げ加工を行った場合、折り曲げ部4に位置する配線パターン3が断線するケースが見られた。
In the metal-based printed wiring board of
本発明は、上記の如き従来の問題に鑑みてなされたものであり、金属ベースプリント配線板を折り曲げた際にその折り曲げ部に位置する配線パターンの導通信頼性を維持できる金属ベースプリント配線板と、このような配線パターンの導通信頼性に優れた折り曲げ済み金属ベースプリント配線板が容易に得られる製造方法を提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and is a metal base printed wiring board capable of maintaining the continuity reliability of the wiring pattern located at the bent portion when the metal base printed wiring board is bent. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method for easily obtaining a bent metal-based printed wiring board having excellent conduction reliability of such a wiring pattern.
本発明者は、上記の課題を解決すべく種々研究を重ねた結果、金属ベースプリント配線板の折り曲げ部における金属板部分に、当該折り曲げ部において配線パターンと交差する貫通穴を形設すれば極めて良い結果が得られることを見い出し、本発明を完成した。 As a result of various studies to solve the above problems, the present inventor is extremely good at forming a through hole that intersects the wiring pattern in the bent portion of the metal base printed wiring plate in the folded portion of the metal plate. We have found that good results can be obtained and completed the present invention.
すなわち、本発明は、金属板の一方の面に、可撓性絶縁層を介して配線パターンが形成されている金属ベースプリント配線板であって、当該金属ベースプリント配線板の折り曲げ部における金属板部に、当該折り曲げ部において配線パターンと交差する貫通穴が1つ以上形設され、当該貫通穴が存在しない折り曲げ部における金属板部に、金属板の外側面から可撓性絶縁層に達しない溝が形設されていることを特徴とする金属ベースプリント配線板により上記課題を解決したものである。
また、本発明は、金属板の一方の面に、可撓性絶縁層を介して配線パターンが複数形成されている金属ベースプリント配線板であって、当該金属ベースプリント配線板の折り曲げ部における金属板部に、当該折り曲げ部において複数の配線パターンと交差する貫通穴が1つ以上形設され、当該複数の配線パターンの間隔が貫通穴部領域において他領域より密に形成されていることを特徴とする金属ベースプリント配線板により上記課題を解決したものである。
That is, the present invention is a metal-based printed wiring plate in which a wiring pattern is formed on one surface of the metal plate via a flexible insulating layer, and the metal plate at the bent portion of the metal-based printed wiring plate. One or more through holes that intersect the wiring pattern in the bent portion are formed in the portion, and the metal plate portion in the bent portion in which the through hole does not exist does not reach the flexible insulating layer from the outer surface of the metal plate. The above problem is solved by a metal base printed wiring board characterized by having a groove formed .
Further, the present invention is a metal-based printed wiring plate in which a plurality of wiring patterns are formed on one surface of the metal plate via a flexible insulating layer, and the metal in the bent portion of the metal-based printed wiring plate. The plate portion is characterized in that one or more through holes that intersect with a plurality of wiring patterns are formed in the bent portion, and the intervals between the plurality of wiring patterns are formed more densely in the through hole portion region than in other regions. The above-mentioned problem is solved by the metal-based printed wiring board .
本発明によれば、金属ベースプリント配線板の折り曲げ部において金属板部分に配線パターンと交差する貫通穴が存在するため、金属ベースプリント配線板を折り曲げた際にその折り曲げ部に位置する配線パターンの断線を防止することができ、配線パターンの導通信頼性に優れた折り曲げ済み金属ベースプリント配線板を得ることができる。 According to the present invention, since there is a through hole in the metal plate portion that intersects with the wiring pattern in the bent portion of the metal base printed wiring plate, the wiring pattern located at the bent portion when the metal base printed wiring plate is bent. It is possible to prevent disconnection and obtain a bent metal base printed wiring plate having excellent continuity reliability of the wiring pattern.
以下本発明金属ベースプリント配線板の実施の形態を、図1を用いて説明する。
図1において、pwは金属ベースプリント配線板で、金属板1と、当該金属板1の一方の面に積層された可撓性絶縁層2と、当該可撓性絶縁層2の外層側に形成された配線パターン3と、当該配線パターン3を保護するためのカバーレイ7(図1(a)において図示省略)と、当該金属ベースプリント配線板pwの折り曲げ部4における金属板部に形設された、当該折り曲げ部4において当該配線パターン3と交差する長方形状の貫通穴5とから構成されている。
図1(b)に示したように、金属板1に形設された貫通穴5は、折り曲げ部4において金属板1の外側面から可撓性絶縁層2に到達する穴である。金属ベースプリント配線板pwを折り曲げ部4で折り曲げる際、当該折り曲げ部4における金属板部に当該貫通穴5が形設されていると、当該折り曲げ部4に位置する配線パターン3が断線するのを防止することができる。
当該貫通穴5は、当該折り曲げ部4に位置する配線パターン3の断線を防止する上で、折り曲げ部4を中心として左右対称になるように形設することが望ましい。
当該貫通穴5の短手巾としては、「金属板の厚さ100%~300%の範囲」とするのが好ましい。その理由は、金属板の厚さ未満であると、90度に近い形状での折り曲げ加工が困難になるという問題があり、また、300%よりも大きくなると、曲げ強度が低下し、折り曲げ形状を保持できなくなる問題が出てくるからである。
なお、この実施の形態では、6本形設された配線パターン3のうち、2ヶ所の折り曲げ部においてそれぞれ3本ずつと交差する長方形状の貫通穴5が計4個形設されているが、その個数は特に限定されず、また、貫通穴5の形状自体は、長方形状に限らず、正方形状、円形状、楕円形状等任意に選択することができる。
Hereinafter, embodiments of the metal-based printed wiring board of the present invention will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, pw is a metal-based printed wiring board, which is formed on the
As shown in FIG. 1 (b), the
The through
As the short width of the
In this embodiment, out of the six
また、当該金属ベースプリント配線板pwでは、図2に示したように、当該貫通穴5が存在しない折り曲げ部4における金属板部に溝6が形設されていることが、金属板の折り曲げ加工精度を向上でき、当該折り曲げ部4に位置する配線パターン3の断線をより確実に防止する上で望ましい。
図2(b)に示したように、金属板1に形設された溝6は、折り曲げ部4において金属板1の外側面から可撓性絶縁層2に到達しない溝である。
当該溝6の形状は、図2(b)に示したような断面円弧状に限らず、断面V字状であってもよい。
因みに、当該溝6は、図2(a)に示したように、必ずしも貫通穴5と繋げる必要はなく、折り曲げ部4の位置で、複数個所に分割して設けるようにすれば、折り曲げ加工精度と折り曲げ部の曲げ強度(折り曲げ形状を保持する強度)のいずれも向上させることができる(図2(c)参照)。
また、当該溝6の短手巾としては、折り曲げ位置を安定、即ち、折り曲げ加工精度を向上させる上で、「金属板の厚さ100%~300%の範囲」とするのが好ましく、さらに、その深さとしては、「金属板の厚さに対して30%~80%の深さ」とするのが好ましい。その理由は、深さが金属板の厚さの30%未満であると、折り曲げ加工精度が低下する問題があり、80%よりも大きくなると、折り曲げ強度が低下し、金属板が割れてしまう懸念があるからである。
Further, in the metal base printed wiring board pw, as shown in FIG. 2, the fact that the
As shown in FIG. 2B, the
The shape of the
Incidentally, as shown in FIG. 2A, the
Further, the short width of the
続いて、上記本発明の金属ベースプリント配線板pwの製造方法、並びに当該金属ベースプリント配線板pwを折り曲げ加工した折り曲げ済み金属ベースプリント配線板PWの製造方法を図4~図7を用いて説明する。尚、折り曲げ済み金属ベースプリント配線板PWは、個片の金属ベースプリント配線板pwが複数面付けされたシート状の多面付け基板から折り曲げ加工後、最終工程で連結部をカットすることによって得られるが、説明の便宜上、折り曲げ加工工程までは、個片の金属ベースプリント配線板として説明を進めていく。 Subsequently, the method for manufacturing the metal base printed wiring board pw of the present invention and the method for manufacturing the bent metal base printed wiring board PW obtained by bending the metal base printed wiring board pw will be described with reference to FIGS. 4 to 7. do. The folded metal-based printed wiring board PW can be obtained by bending a sheet-shaped multi-imposed substrate on which a plurality of individual metal-based printed wiring boards pw are impositioned, and then cutting the connecting portion in the final step. However, for convenience of explanation, the explanation will proceed as an individual metal-based printed wiring board up to the bending process.
まず、図4(a)に示したように、金属板1の一方の面に可撓性絶縁層2と金属箔3aを順次積層する。
金属板1としては、厚みが薄くても折り曲げ形状を保持できる材料であれば特に限定されず、例えば、ビッカース硬度が50~200HVの範囲に入る青銅や黄銅、アルミ合金、ステンレス等が好ましく利用できる。金属板の厚みは、例えば0.025~0.2mmであり、製品内に収める際の薄さと強度を考慮すると、0.100~0.15mmのものを用いるのが好ましい。
金属箔3aとしては、一般的な銅箔が、導電性や加工性、コスト的な面で好ましく利用できる。その厚みは、例えば9~12μmである。
また、可撓性絶縁層2としては、プリント配線板で広く使用されている「ポリイミド、放熱TIMシート、LCP、PTFEなどのフィルム材料」、「ガラスエポキシ材料」、「ポリイミドなどの電着コート」などが利用でき、その厚みは、例えば0.01~0.10mmである。
First, as shown in FIG. 4A, the flexible insulating
The
As the
Further, as the flexible insulating
金属板1の一方の面に可撓性絶縁層2を積層するにあたっては、金属板1の一方の面に、図示しない接着層を介して積層するようにし、また、可撓性絶縁層2の外層側への金属箔3aの積層に関しては、予め両者が一体化されたものを金属板1上に積層するのが、製造工程を簡略化する上で望ましい。
When laminating the flexible insulating
次に、金属箔3aに、周知のフォトエッチングプロセス(金属箔上に感光性のエッチングレジスト膜をラミネートした後、露光用のマスクフィルムを介して露光処理を行い、次いで、現像処理(例えば、炭酸ナトリウム溶液による現像処理)を行うことによって、配線パターンとして残したい部分の金属箔上にエッチングレジストパターンを形成した後、当該エッチングレジストパターンから露出している金属箔をエッチング処理(例えば、塩化第二鉄溶液や塩化第二銅溶液等を用いたエッチング処理)及びレジスト剥離処理(例えば、苛性ソーダによる剥離処理)を順次行うことによって、所望の配線パターンを形成するという配線パターンの形成方法)を施すことによって、図4(b)及び(c)に示したように、配線パターン3を形成する。
ここで、折り曲げ部4に位置する複数の配線パターン3は、図4(d)に示したように、その間隔を可能な限り近づけて他領域より密とするのが、後に、金属板1に形設する貫通穴5の総面積を小さくし、もって、金属ベースプリント配線板の剛性低下を軽減する上で望ましい(図1(a)、図3参照)。
Next, a well-known photo-etching process (a photosensitive etching resist film is laminated on the metal foil, and then an exposure treatment is performed via a mask film for exposure, and then a development treatment (for example, carbon dioxide) is performed on the
Here, as shown in FIG. 4D, the plurality of
続いて、図5(e)及び(f)に示したように、配線パターン3が形成された基板上に感光性のカバーレイフィルムを積層した後、露光・現像処理を行うことによって、一部の配線パターン3を露出する開口部8を形成し、次いで、ベーキング処理を行うことによって、カバーレイ7を硬化させた後、無電解ニッケル-金めっき処理を行うことによって、露出している配線パターン3上に図示しない金めっき膜を形成する。
Subsequently, as shown in FIGS. 5 (e) and 5 (f), a photosensitive coverlay film is laminated on the substrate on which the
続いて、図6(g)及び(h)に示したように、金属板1の金属ベースプリント配線板pwの両端を折り曲げる際の折り曲げ部4における金属板部に、当該折り曲げ部4において配線パターン3と交差する貫通穴5と、当該貫通穴5が存在しない折り曲げ部4における金属板部に溝6を形成することによって、金属ベースプリント配線板pwを得る。
金属板1における当該貫通穴5と溝6の形成は、いずれも上記で説明したフォトエッチングプロセスにより行うことができるが、溝6に関しては、フォトエッチングプロセスの他に、レーザ加工やVカット加工でも行うことができる。
因みに、当該溝6をVカット加工で形成した場合には、フォトエッチングプロセスやレーザ加工で形成した場合のように、断面円弧状にはならず(図2(b)参照)、図6(i)に示したような断面V字状となるため、折り曲げた際に隙間が発生せずに精度良く折り曲げ加工ができるが、フォトエッチングプロセスと比較して加工コストがかかる、図2(a)のように、折り曲げ部に連続的に設ける必要があるなどの制約があるため、用途に応じて選択すればよい。
Subsequently, as shown in FIGS. 6 (g) and 6 (h), the metal plate portion in the
The through
Incidentally, when the
次に、金属ベースプリント配線板pwの折り曲げ加工を行った後、連結部をカットする。
折り曲げ加工では、図7(j)に示したように、まず、個片の金属ベースプリント配線板pwの外形線に沿ったスリット9を設ける。続いて、折り曲げ部4で、例えば70度程度折り曲げた後、更に90度の折り曲げ加工を行う(図7(k)参照)。
最後に連結部10をカットすることによって、図7(l)に示したように、両端が折り曲げ部4において折り曲げられた、折り曲げ済みの個片の金属ベースプリント配線板PWを得る。
Next, after bending the metal base printed wiring board pw, the connecting portion is cut.
In the bending process, as shown in FIG. 7 (j), first, a slit 9 is provided along the outline of the individual metal base printed wiring board pw. Subsequently, the
Finally, by cutting the connecting
本発明折り曲げ済み金属ベースプリント配線板PWは、剛性が高く、薄型化が可能で、また、配線パターンの導通信頼性に優れるため、これ自体が、例えばカメラモジュールの筐体として利用することも可能である。 The bent metal-based printed wiring board PW of the present invention has high rigidity, can be made thin, and has excellent conduction reliability of the wiring pattern, so that it can be used as a housing of a camera module, for example. Is.
なお、本発明を説明するに当たって、金属板1の一方の面に可撓性絶縁層2を介して配線パターン3が形成された単層金属ベースプリント配線板の形態を用いて説明してきたが、可撓性絶縁層2と配線パターン3を交互に複数積層する多層構造にも、本発明は利用可能である。
また、図9(a)に示したように、金属板1の表裏に可撓性絶縁層2と配線パターン3を順次形成し、表裏面から貫通穴5を設けるようにすれば、図9(b)に示したような、クランク状に折り曲げた金属ベースプリント配線板PWも得ることができる。
ただし、この構成とする場合には、折り曲げ部に設ける溝6の構成を図2(c)のようにして(即ち、貫通穴5と溝6との間にスペースを設ける)、配線パターン3を通せるようにする必要がある。
In explaining the present invention, the present invention has been described using the form of a single-layer metal-based printed wiring board in which a
Further, as shown in FIG. 9A, if the flexible insulating
However, in the case of this configuration, the configuration of the
1:金属板
2:可撓性絶縁層
3:配線パターン
3a:金属箔
4:折り曲げ部
5:貫通穴
6:溝
7:カバーレイ
8:開口部
9:スリット
10:連結部
11:アルミニウム-マンガン合金基板
pw:金属ベースプリント配線板
PW:折り曲げ済み金属ベースプリント配線板
1: Metal plate 2: Flexible insulating layer 3:
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