JP7063443B2 - フレキシブルプリント配線板 - Google Patents
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Description
本出願は、2017年3月8日出願の日本出願第2017-044415号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
電子機器の高機能化・多部品化が進行し、コイルの小型化及び薄型化の要求水準は一層高まっている。特許文献1に記載のプリント配線板の製造方法及びプリント配線板は、この要求水準を十分に満たしているとはいえない。
本開示のフレキシブルプリント配線板は、コイルのインダクタンスを向上させることによりコイルの小型化及び薄型化を図ることができる。
(1)本発明の一態様に係るフレキシブルプリント配線板は、絶縁性を有する基材層と、上記基材層の少なくとも一方の面側に積層される導電パターンと、上記基材層及び上記導電パターンを含む積層体の上記導電パターンが存在する面側を被覆するカバー層とを備え、上記基材層又は上記カバー層のうち、平面視で少なくとも上記導電パターンのコイルを含むコイル領域と重複する領域に高透磁率部材が存在する。
ここで、「高透磁率部材」とは高透磁率材料を含む部材を意味する。また「高透磁率材料」とは、比透磁率が10以上の磁性材料を意味する。「比透磁率」とは、透磁率と真空の透磁率の比(透磁率/真空の透磁率)である。高透磁率材料は、外部の磁場により比較的容易に磁化される材料である。高透磁率材料としては、例えばけい素鋼、スーパーマロイ、センダスト等が挙げられる。なお、本発明の実施形態における透磁率は、透磁率測定装置を用いて周波数1MHzでのインピーダンスを測定し、その測定値から求められる実効透磁率のうち実数部(μH/m)である。
また、コイル領域は、導電パターンのコイルとコイルの内部を包括する領域である。平面視及び断面視において、コイルの外郭とコイル領域の外郭は一致している。例えば、円形状の渦巻きコイルの場合、コイル領域は、コイルの高さ及び一番外側の径とそれぞれ等しい高さ及び径を有する円柱状領域(又は円板状領域)である。
この場合、高透磁率部材は、フィラーであることが好ましい。高透磁率部材が高透磁率材料を含むフィラー(高透磁率フィラー)であれば、高透磁率部材を基材層又はカバー層に分散させやすい。
この場合、高透磁率部材は、フィルムであることが好ましい。高透磁率部材が高透磁率材料を含むフィルム(高透磁率フィルム)であれば、高透磁率部材を基材層又はカバー層に積層しやすい。また、高透磁率部材は、基材層又はカバー層の内部又は表面に積層することができる。
以下、本発明に係るフレキシブルプリント配線板の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
<フレキシブルプリント配線板>
図1に示す本発明の一実施形態(以下「第一実施形態」ともいう)のフレキシブルプリント配線板1は、絶縁性を有する基材層2と、基材層2の少なくとも一方の面側に積層される導電パターンと、基材層2及び導電パターンを含む積層体の導電パターンが存在する面側を被覆するカバー層4とを備える。導電パターンは螺線状のコイルを有しており、コイル領域3は導電パターンの螺線状のコイルを含む領域である。基材層2及びカバー層4のうち、平面視で少なくともコイル領域3と重複する領域に、高透磁率部材として高透磁率フィラー5が分散されている。
基材層2は、絶縁性を有し、螺線状のコイルを有する導電パターンを支持すると共に、その内部に高透磁率フィラー5を分散させることができる。
コイル領域3は、基材層2の少なくとも一方の面側に積層される導電パターンの螺線状のコイルを含む領域である。コイル領域3におけるコイルは、基材層2及びカバー層4のうち平面視で少なくともコイル領域3と重複する領域に存在する高透磁率フィラー5によりインダクタンスが高められる。
カバー層4は、導電パターンが他の部材等と接触して損傷することや短絡することを防止すると共に、その内部に高透磁フィラー5を分散させることができる。
高透磁率フィラー5は、基材層2及びカバー層4のうち平面視で少なくともコイル領域3と重複する領域に分散されることにより、コイル領域3におけるコイルのインダクタンスを向上させる部材である。
第一実施形態のフレキシブルプリント配線板1は、基材層2の少なくとも一方の面側に導電パターンを積層する工程(以下「導電パターン積層工程」ともいう)と、基材層2及び導電パターンを含む積層体の導電パターンが存在する面側を絶縁性樹脂により被覆してカバー層4を形成する工程(以下「カバー層形成工程」ともいう)と、高透磁率フィラー5を基材層2及びカバー層4の平面視で少なくともコイル領域3と重複する領域に分散させる工程(以下「高透磁率フィラー分散工程」ともいう)とを備える製造方法により製造することができる。
導電パターン積層工程では、基材層2の少なくとも一方の面側に螺線状のコイルを有する導電パターンを積層する。図1のように基材層2に高透磁率フィラー5が分散されている態様にするには、予め高透磁率フィラー5が分散されている基材層2を用いる必要がある。この点については高透磁率フィラー分散工程で述べる。
カバー層形成工程では、基材層2及び導電パターンを含む積層体の導電パターンが存在する面側を絶縁性樹脂により被覆してカバー層4を形成する。絶縁性樹脂としては、上述した2層フィルム、ソルダーレジスト等が挙げられる。図1のようにカバー層4に高透磁率フィラー5が分散されている態様にするには、予め2層フィルム、ソルダーレジスト等に高透磁率フィラー5を分散させる必要がある。この点については高透磁率フィラー分散工程で述べる。カバー層形成工程としては、予め高透磁率フィラー5が分散されている2層フィルム、ソルダーレジスト等により積層体を被覆すればよい。
図1のように基材層2及びカバー層4の平面視で少なくともコイル領域3と重複する領域に高透磁率フィラー5を分散させる工程は、例えば、基材層2の製造の際に溶融した基材層2のマトリックス樹脂に高透磁率フィラー5を分散させる方法、2層フィルムの製造の際に絶縁フィルム又は接着剤層に高透磁率フィラー5を分散させる方法、ソルダーレジスト調製の際に高透磁率フィラー5を分散させる方法等により行われる。分散には、上述した絶縁性皮膜が予め形成された高透磁率フィラー5を用いることが好ましい。また、絶縁性皮膜が絶縁性樹脂により形成される場合は、上述したカップリング剤による表面処理が行われることが好ましい。
<フレキシブルプリント配線板>
図2に示す本発明の一実施形態(以下「第二実施形態」ともいう)のフレキシブルプリント配線板11は、絶縁性を有する基材層2と、基材層2の少なくとも一方の面側に積層される導電パターンと、基材層2及び導電パターンを含む積層体の導電パターンが存在する面側を被覆するカバー層4とを備える。導電パターンは螺線状のコイルを有しており、コイル領域3は導電パターンの螺線状のコイルを含む領域である。カバー層4のコイル領域3の上面側であって、平面視で少なくともコイル領域3と重複する領域に、高透磁率部材として高透磁率フィルム6が積層されている。
高透磁率フィルム6としては特に限定されず、例えば溶融したマトリックス樹脂に高透磁率フィラーを分散させて金型等に充填し、加熱硬化させたもの等が挙げられる。高透磁率フィラーとしては、第一実施形態の高透磁率フィラー5と同様のものを用いることができる。
第二実施形態のフレキシブルプリント配線板11は、導電パターン積層工程と、カバー層形成工程と、カバー層4の基材層2とは反対の面側に高透磁率フィルム6を積層する工程(以下「カバー層表面積層工程」ともいう)とを備える製造方法により製造することができる。ここで、導電パターン積層工程及びカバー層形成工程は、高透磁率フィラー5を除き、第一実施形態と同様に行なうことができる。
カバー層表面積層工程では、カバー層形成工程により形成されたカバー層4の基材層2とは反対の面側に高透磁率フィルム6を積層する。積層の方法としては、予め製造された高透磁率フィルム6をカバー層4の上記面側に積層する方法、カバー層4の上記面側に高透磁率フィラーを分散させているソルダーレジストを積層して加熱、露光等により硬化させる方法等が挙げられる。
<フレキシブルプリント配線板>
図3に示す本発明の一実施形態(以下「第三実施形態」ともいう)のフレキシブルプリント配線板21は、絶縁性を有する基材層2と、基材層2の少なくとも一方の面側に積層される導電パターンと、基材層2及び導電パターンを含む積層体の導電パターンが存在する面側を被覆するカバー層4とを備える。導電パターンは螺線状のコイルを有しており、コイル領域3は導電パターンの螺線状のコイルを含む領域である。基材層2及びカバー層4の内部の平面視で少なくともコイル領域3と重複する領域に高透磁率部材として高透磁率フィルム6が積層されている。なお、高透磁率フィルム6が導電性を有する場合、コイル領域3における短絡を防ぐために高透磁率フィルム6の表面に絶縁性皮膜を形成することが好ましい。絶縁性皮膜の形成の方法としては、高透磁率フィルム6の両面に絶縁性樹脂を積層する方法等が挙げられる。
第三実施形態のフレキシブルプリント配線板21は、導電パターン積層工程と、カバー層形成工程と、基材層2及びカバー層4の内部の平面視で少なくともコイル領域3と重複する領域に高透磁率フィルム6を積層する工程(以下「基材層等内部積層工程」ともいう)とを備える製造方法により製造することができる。導電パターン積層工程は、第一実施形態と同様に行なうことができるが、予め高透磁率フィルム6が内部に積層された基材層2を用いる必要がある。
基材層2の内部に高透磁率フィルム6を積層する工程は特に限定されず、例えば基材層2を3層構造とし、外側の2層をベースフィルムとし、中間層を高透磁率フィルム6とする工程等が挙げられる。3層構造とする工程では、予め製造した高透磁率フィルム6をベースフィルムで挟む態様でもよく、加熱溶融した高透磁率フィルム6の原材料をベースフィルムに塗工し、これを加熱硬化させて高透磁率フィルム6を形成し、その上面に別のベースフィルムを積層する態様でもよい。
<フレキシブルプリント配線板>
図4に示す本発明の一実施形態(以下「第四実施形態」ともいう)のフレキシブルプリント配線板31は、絶縁性を有する基材層2と、基材層2の少なくとも一方の面側に積層される導電パターンと、基材層2及び導電パターンを含む積層体の導電パターンが存在する面側を被覆するカバー層4とを備え、導電パターンは螺線状のコイル領域3を有している。そして、高透磁率部材として高透磁率フィラー5が、カバー層4の平面視で少なくともコイル領域3と重複する領域に分散されていると共に、高透磁率部材として高透磁率フィルム6が基材層2の内部の平面視で少なくともコイル領域3と重複する領域に積層されている。
第四実施形態のフレキシブルプリント配線板31は、導電パターン積層工程と、カバー層形成工程と、高透磁率フィラー分散工程と、基材層等内部積層工程とを備える製造方法により製造することができる。ここで、導電パターン積層工程、カバー層形成工程及び高透磁率フィラー分散工程は第一実施形態と同様に行なうことができ、基材層等内部積層工程は第三実施形態と同様に行なうことができる。
当該フレキシブルプリント配線板は、コイル領域3の近傍に高透磁率部材が存在するため、コイル領域3におけるコイルのインダクタンスを向上させることができ、ひいては、コイルの小型化及び薄型化を図ることができる。特に、当該フレキシブルプリント配線板は、磁性部材を有しないコイルを備えるフレキシブルプリント配線板において好適に適用することができる。
上述した実施形態は全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、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
同様に、カバー層4の平面視で少なくともコイル領域と重複する領域に、高透磁率フィラー5が分散され、高透磁率フィルム6が積層されていてもよい。すなわち、カバー層4の平面視で少なくともコイル領域と重複する領域に、高透磁率フィラー5と高透磁率フィルム6の両方が存在してもよい。
2 基材層
3 コイル領域
4 カバー層
5 高透磁率フィラー
6 高透磁率フィルム
Claims (5)
- 絶縁性を有する基材層と、上記基材層の少なくとも一方の面側に積層される導電パターンと、上記基材層及び上記導電パターンを含む積層体の上記導電パターンが存在する面側を被覆するカバー層とを備え、
上記カバー層が、絶縁フィルム及び接着剤層で形成され、
上記基材層及び上記カバー層が、平面視で少なくとも上記導電パターンのコイルを含むコイル領域と重複する領域に高透磁率フィラーを含有し、
上記基材層と上記カバー層との合計質量に対する上記高透磁率フィラーの含有量が30質量%以上80質量%以下であり、
上記高透磁率フィラーの比透磁率が10以上であり、
上記基材層の厚さが5μm以上2mm以下、上記絶縁フィルムの厚さが5μm以上60μm以下、及び上記接着剤層の厚さが10μm以上50μm以下であるフレキシブルプリント配線板。 - 絶縁性を有する基材層と、上記基材層の少なくとも一方の面側に積層される導電パターンと、上記基材層及び上記導電パターンを含む積層体の上記導電パターンが存在する面側を被覆するカバー層とを備え、
上記基材層及び上記カバー層の内部で、平面視で少なくとも上記導電パターンのコイルを含むコイル領域と重複する領域に、高透磁率フィラーと樹脂とで形成された高透磁率フィルムが存在し、
上記高透磁率フィルムの厚さが2.5μm以上30μm以下であるフレキシブルプリント配線板。 - 絶縁性を有する基材層と、上記基材層の少なくとも一方の面側に積層される導電パターンと、上記基材層及び上記導電パターンを含む積層体の上記導電パターンが存在する面側を被覆するカバー層とを備え、
上記基材層の内部で、平面視で少なくとも上記導電パターンのコイルを含むコイル領域と重複する領域に、高透磁率フィラーと樹脂とで形成された高透磁率フィルムが存在し、
上記カバー層が、絶縁フィルム及び接着剤層で形成され、少なくとも上記コイル領域と重複する領域に、上記高透磁率フィラーを含有しているフレキシブルプリント配線板。 - 上記高透磁率フィラーの表面が絶縁性皮膜で被覆されている請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のフレキシブルプリント配線板。
- 上記絶縁性皮膜がカップリング剤を含有する請求項4に記載のフレキシブルプリント配線板。
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