JP4074327B2 - Flexible printed circuit board - Google Patents
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Description
本発明は、絶縁層の片面のみに金属箔層が形成されたフレキシブルプリント基板に関する。 The present invention relates to a flexible printed board in which a metal foil layer is formed only on one side of an insulating layer.
様々な電子機器において、回路が形成されたフレキシブルプリント基板(以下、「FPC」と略記することがある)が用いられている。通常用いられている両面FPCの断面の構成を図5に示す。
図5(a)において、FPC51は、絶縁層52の両側に接着層53を介して金属箔層54が形成されている。FPC51には、両側の金属箔層54を導通するためのスルーホール55が部分的に設けられている。
In various electronic devices, a flexible printed circuit board (hereinafter sometimes abbreviated as “FPC”) on which a circuit is formed is used. FIG. 5 shows a cross-sectional configuration of a commonly used double-sided FPC.
In FIG. 5A, the FPC 51 has a
図5(b)に、FPC51を折り曲げて電子部品を実装した状態を示す。両側の金属箔層54上にそれぞれ駆動IC56a、56bが搭載され、これらの駆動IC56a、56bは、スルーホール55によって電気的に導通されている。
FIG. 5B shows a state where the FPC 51 is bent and electronic components are mounted. Drive
FPCの利便性を高めるためになされた発明の一例が、特許文献1、特許文献2、特許文献3に記載されている。
An example of the invention made to enhance the convenience of FPC is described in Patent Document 1,
特許文献1に記載されたものは、両面FPC部分と片面FPC部分とを含む単一のFPCであって、片面FPC部分を折り曲げて別の片面FPC部分に重ね、この重ねた部分を屈曲部としたものであり、屈曲部を構成する部分が片面FPC部分であることから、屈曲性能が優れるように工夫がなされている。 Patent Document 1 describes a single FPC that includes a double-sided FPC part and a single-sided FPC part. The single-sided FPC part is folded and overlapped with another single-sided FPC part. Since the portion constituting the bent portion is a single-sided FPC portion, the device is devised so that the bending performance is excellent.
また、特許文献2に記載されたものは、片面FPCのベースフィルムに接着剤を設けた状態で機械加工により穴を開け、導体を張り付けて両側FPCとし、これに導線パターンを形成するためのエッチング加工を施して導電パターンを形成し、穴の部分で切断することにより端子部を形成するものであり、高密度に端子部を形成し、加工時間、加工コストを改善することを目的としている。
In addition, what is described in
また、特許文献3には、ベースフィルムとオーバーコートフィルムとの間に導体により回路パターンが形成され、該ベースフィルムおよびオーバーコートフィルムに前記回路パターンのパッド部が窓あけされ、且つ該ベースフィルムとオーバーコートフィルムの窓あけ部分が食違っているフレキシブルプリント基板が記載されている。
しかし、従来のFPCにおいては、両面FPCを用いている限り、両面に金属箔層を形成したことによる表裏の金属箔を導通するためのスルーホールが不可欠であり、スルーホールを形成すると、その内部壁の導通のためにめっきを施す必要を生じ、加工の工数が増える。 However, in a conventional FPC, as long as a double-sided FPC is used, a through hole for conducting metal foils on the front and back by forming a metal foil layer on both sides is indispensable. It becomes necessary to perform plating for wall conduction, and the number of processing steps increases.
また、特許文献3に記載されたものは、導通部となる金属層をエッチングしてパッド部を形成し、窓あけした領域にリードを介して電子部品を搭載するように構成されたものであるが、この構造では、リードが接続される狭い領域においてFPCの両側に正確に窓あけを行うことが必要となり、貼り合わせと窓あけの位置合わせ精度の制限を受けるため、所望の位置に精度良く電子部品を搭載することが困難であるという問題点がある。また、FPCの分野では高密度実装の要請からファインピッチ化が顕著であるが、特許文献3に記載された構造では、位置合わせ精度との関係でファインピッチ化に対応することは困難である。さらに近年は、携帯電話のように限られたスペース内にコンパクトに実装することが要求され、そのためには折り曲げて使用できるFPCが求められているが、この構造では、折り曲げて使用するには不向きであり、コンパクトな実装という要求に対応できない。
In addition, what is described in
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたもので、スルーホールを形成することが不要であり、かつ実装時の強度を確保することが可能であって、ファインピッチのFPCであっても折り曲げて使用しても十分な機能を有するため、限られたスペース内にコンパクトに電子部品を実装することが可能なフレキシブルプリント基板を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is not necessary to form a through hole, and it is possible to ensure the strength at the time of mounting, and it is a fine pitch FPC. Even if it is used by being folded, it has a sufficient function, and therefore an object is to provide a flexible printed board capable of mounting electronic components compactly in a limited space.
以上の課題を解決するために、本発明のフレキシブルプリント基板は、絶縁層の片側のみに金属箔層が形成されたフレキシブルプリント基板であって、前記金属箔層の表面には粗化処理がなされ凸凹が形成されており、前記絶縁層が部分的に除去された領域では金属箔層の表面の凹凸を平坦化する表面平坦処理がなされ、この表面平坦処理がなされた面は電子部品を直接搭載することが可能な広さを有し、絶縁層が除去された領域には、表面平坦処理がなされた側と反対側の金属箔層表面に、金属箔層を補強するためのオーバーコート層が金属箔層に沿って設けられていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the flexible printed board of the present invention is a flexible printed board in which a metal foil layer is formed only on one side of an insulating layer, and the surface of the metal foil layer is roughened. In the region where irregularities are formed and the insulating layer is partially removed, a surface flattening process is performed to flatten the unevenness of the surface of the metal foil layer, and the electronic component is directly mounted on the surface on which the surface flattening process has been performed. In an area where the insulating layer is removed, an overcoat layer for reinforcing the metal foil layer is provided on the surface of the metal foil layer opposite to the surface flattened side. It is provided along the metal foil layer.
フレキシブルプリント基板上に実装される電子部品は、絶縁層の片側のみに設けられた金属箔層上に搭載されて金属箔層によって導通されるため、絶縁層を貫通するスルーホールを全く形成することなく、金属箔層上に搭載された電子部品を電気的に導通することができる。スルーホールを形成すると、その内部壁の導通のためにめっきを施す必要が生じるが、本発明においては、スルーホールを全く形成する必要がないため、加工工程を大幅に簡略化することができる。また、絶縁層が除去された領域には、金属箔層を補強するためのオーバーコート層が設けられているため、電子部品を実装したときの強度を十分に確保することができる。 An electronic component mounted on a flexible printed circuit board is mounted on a metal foil layer provided only on one side of the insulating layer and is conducted by the metal foil layer, so that a through hole penetrating the insulating layer is formed at all. In addition, the electronic component mounted on the metal foil layer can be electrically conducted. When the through hole is formed, it is necessary to perform plating for the conduction of the inner wall. However, in the present invention, since it is not necessary to form the through hole at all, the processing steps can be greatly simplified. Moreover, since the overcoat layer for reinforcing the metal foil layer is provided in the region from which the insulating layer has been removed, sufficient strength can be ensured when the electronic component is mounted.
また、金属箔層の表面には粗化処理がなされ凸凹が形成されているため、ファインピッチ対応であっても絶縁層との接着が強固である上に、絶縁層が部分的に除去された領域では金属箔層の表面の凹凸を平坦化する表面平坦処理がなされており、表面平坦処理がなされた面は電子部品を直接搭載することが可能な広さを有しているため、この面上に電子部品を直接搭載して、電子部品との電気的接続を良好な状態で維持することができる。従って、特許文献3に記載されたもののように、電子部品を実装するにあたって、製造過程での加工精度の制限を受けることがない。
In addition, since the surface of the metal foil layer is roughened to form irregularities, even if it is compatible with fine pitch, the adhesion with the insulating layer is strong and the insulating layer is partially removed. In this area, the surface flattening process is performed to flatten the unevenness of the surface of the metal foil layer, and the surface that has been subjected to the surface flattening process is wide enough to directly mount electronic components. An electronic component can be directly mounted thereon, and electrical connection with the electronic component can be maintained in a good state. Therefore, unlike the one described in
本発明においては、前記絶縁層と前記オーバーコート層は、ポリイミドまたは液晶ポリマーを用いて形成されていることを特徴とする。 In the present invention, the insulating layer and the overcoat layer are formed using polyimide or a liquid crystal polymer.
絶縁層とオーバーコート層をポリイミドで形成すると、広い用途で金属箔層を補強する機能を安定的に得ることができる。また、絶縁層とオーバーコート層を液晶ポリマーで形成すると、精密なパターン形成が必要な用途の場合には安定的に高精度でパターン形成が可能であり、また、温度や薬品等の過酷な環境下で使用することが必要な用途に対しては、良好な耐熱性と耐薬品性を得ることができる。また、高周波環境で用いる場合には、高周波環境下においても優れた電気特性を得ることができる。また、吸水率が低く、高湿度の環境下においても高寸法安定性と優れた電気特性を保つことができる。 When the insulating layer and the overcoat layer are formed of polyimide, a function of reinforcing the metal foil layer can be stably obtained for a wide range of uses. In addition, when the insulating layer and the overcoat layer are formed of liquid crystal polymer, the pattern can be formed stably and with high precision in applications that require precise pattern formation, and in harsh environments such as temperature and chemicals. For applications that need to be used below, good heat resistance and chemical resistance can be obtained. Further, when used in a high frequency environment, excellent electrical characteristics can be obtained even in a high frequency environment. In addition, the water absorption is low, and high dimensional stability and excellent electrical characteristics can be maintained even in a high humidity environment.
本発明においては、前記金属箔層の厚みは、9μm以上35μm以下であることを特徴とする。 In the present invention, the thickness of the metal foil layer is 9 μm or more and 35 μm or less.
隣接する導電部間のピッチを50μm以下とするファインピッチタイプに対応するためには、エッチング工程における加工限界による、ピッチの大きさと金属箔層の厚みとの連動性から、金属箔層の厚みを35μm以下に抑える必要がある。また、金属箔層の厚みが9μmを下まわると、金属箔層が導電体としての機能を十分に発揮することができなくなる。このように、金属箔層の厚みを、9μm以上35μm以下とすることにより、金属箔層の導電体としての機能を確保しつつ、ファインピッチに対応することができるとともに、従来のものよりも金属箔層が薄く形成されていることから、折り曲げて使用しても安定して電子部品を搭載することができ、携帯電話のように限られたスペース内に実装する場合にも、コンパクトに実装することが可能である。 In order to correspond to the fine pitch type in which the pitch between adjacent conductive parts is 50 μm or less, the thickness of the metal foil layer is reduced from the interlocking between the size of the pitch and the thickness of the metal foil layer due to the processing limit in the etching process. It is necessary to suppress it to 35 μm or less. On the other hand, if the thickness of the metal foil layer is less than 9 μm, the metal foil layer cannot sufficiently exhibit the function as a conductor. Thus, by setting the thickness of the metal foil layer to 9 μm or more and 35 μm or less, it is possible to cope with fine pitch while ensuring the function as the conductor of the metal foil layer, and more metal than the conventional one. Since the foil layer is thin, it is possible to mount electronic components stably even when folded and used, and even when mounted in a limited space like a mobile phone, it can be mounted compactly. It is possible.
本発明においては、前記表面平坦処理は、ウエットエッチングと化学研磨とを組み合わせて、またはウエットエッチングとプラズマエッチングと化学研磨とを組み合わせてなされていることを特徴とする。 In the present invention, the surface flattening treatment is characterized in that wet etching and chemical polishing are combined, or wet etching, plasma etching, and chemical polishing are combined.
ウエットエッチングまたはプラズマエッチングにより、金属箔層表面の凹凸部に存在する残留物を効率良く除去することができ、その後の化学研磨により、電子部品を良好な接続状態で搭載できるレベルにまで、金属箔層表面を平坦化することができる。 Wet etching or plasma etching can efficiently remove the residue present on the irregularities on the surface of the metal foil layer, and the metal foil to the level where electronic components can be mounted in a well-connected state by subsequent chemical polishing. The layer surface can be planarized.
本発明においては、前記オーバーコート層が設けられた領域以外であって、前記絶縁層が除去された領域に、表面平坦処理がなされた面と反対側の金属箔層表面にバックシートが設けられて、接合端子を着脱可能なコネクタ部が形成されていることを特徴とする。 In the present invention, a back sheet is provided on the surface of the metal foil layer opposite to the surface subjected to the surface flattening process in a region other than the region where the overcoat layer is provided and where the insulating layer is removed. Thus, a connector part to which the joining terminal can be attached and detached is formed.
コネクタ部として機能するためには、接合端子の着脱にも耐え得るだけの機械的強度が必要となるが、表面平坦処理がなされた面と反対側の金属箔層表面にバックシートが設けられているため、接合端子の着脱に必要な機械的強度を確保することができる。そのため、フレキシブルプリント基板の一部を接合端子と接合するコネクタ部として機能させることが可能となり、別個の部品としてコネクタを用いる必要が無く、部品点数を減らすことができるとともに、狭いスペースでの接合端子の着脱にも有効である。 In order to function as a connector part, it is necessary to have enough mechanical strength to withstand the attachment and detachment of the joining terminal, but a back sheet is provided on the surface of the metal foil layer opposite to the surface subjected to the surface flattening treatment. Therefore, the mechanical strength required for attaching / detaching the joining terminal can be ensured. Therefore, it is possible to make a part of the flexible printed circuit board function as a connector part to be joined to the joining terminal, there is no need to use a connector as a separate part, the number of parts can be reduced, and the joining terminal in a narrow space It is also effective for attaching and detaching.
本発明においては、前記金属箔層の表面平坦処理がなされた面に金属めっきが施されていることを特徴とする。 In this invention, the metal plating is given to the surface by which the surface flat process of the said metal foil layer was made | formed.
金属箔層の表面平坦処理がなされているため、この面に金属めっきを行うと、めっき金属の層は金属箔層の表面上に平坦に形成される。そのため、この面に電子部品を搭載したときの電気的接続が良好となる。また、コネクタ部においては、接合端子との電気的接続が良好に維持される。 Since the surface flattening treatment of the metal foil layer is performed, when metal plating is performed on this surface, the plated metal layer is formed flat on the surface of the metal foil layer. Therefore, the electrical connection when an electronic component is mounted on this surface is good. Moreover, in the connector part, the electrical connection with the joining terminal is maintained well.
本発明によると、スルーホールを形成することが不要であり、かつ実装時の強度を確保することが可能なフレキシブルプリント基板を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a flexible printed circuit board that does not require the formation of a through hole and that can ensure strength during mounting.
以下に、本発明をその実施形態に基づいて説明する。
図1に、本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント基板の断面構成を示す。
図1(a)に示すFPC1において、絶縁層2の片側のみに接着層3を介して金属箔層4が形成されている。金属箔層4は、導電性の良い銅や銅合金によって形成することが好ましく、金属箔層4の表面であって、接着層3と接する側には粗化処理がなされ凸凹が形成されている。この粗化処理については後に詳述する。
Below, this invention is demonstrated based on the embodiment.
FIG. 1 shows a cross-sectional configuration of a flexible printed circuit board according to an embodiment of the present invention.
In the FPC 1 shown in FIG. 1A, a
FPC1は部分的に、絶縁層2と接着層3とが除去され、絶縁層2と接着層3とが除去された側の金属箔層4の表面が平坦になるように処理されている。絶縁層2と接着層3とが除去された領域Aには、金属箔層4を補強するためのオーバーコート層5が、表面平坦処理がなされた側と反対側の金属箔層4の表面に、領域Aの全域に亘って設けられている。絶縁層2と接着層3とが除去された領域Aは、FPC1の端部に設けることもできるが、端部に限らず、FPC1の途中の任意の位置に設けることができる。金属箔層4の表面平坦処理については、後に詳述する。
The FPC 1 is partially treated so that the insulating
図1(b)に、FPC1を折り曲げて電子部品を実装した状態を示す。金属箔層4の第一金属箔面4a上に、電子部品の一例としての駆動IC6aが搭載され、この駆動IC6aは、金属箔層4によって電気的に導通されている。絶縁層2と接着層3とが除去された領域Aには、金属箔層4の表面平坦処理がなされた面である第二金属箔面4b上に駆動IC6bが搭載され、この駆動IC6bも、金属箔層4によって電気的に導通されている。このように、本発明においては、絶縁層2と接着層3とが除去された領域Aは、駆動IC6b等の電子部品がリード等の接続部材を介さずに直接搭載することが可能な広さを持つ。
FIG. 1B shows a state where the FPC 1 is bent and an electronic component is mounted. A
この領域には、表面平坦処理がなされた側と反対側の金属箔層4の表面に、金属箔層4を補強するためのオーバーコート層5が設けられているため、この領域に搭載される駆動IC6bは、オーバーコート層5によって保持する強度が確保される。このように実装することによって、スルーホールを形成する必要がなく、加工工数を低減できるとともに、電子部品を実装したときの強度を十分に確保することができる。
なお、駆動IC6a,6bが実装される領域には、金属箔層4に金等の貴金属めっきや、半田・ニッケルめっきなどを施してもよく、それ以外の非実装領域にはカバーコートを施してもよい。このような加工を加えるにあたっても、金属箔層4が絶縁層2の片面のみに形成されているため、加工の工数を削減することができる。
In this region, an
In addition, the
金属箔層4の厚みは2μm〜70μmの範囲とするのが好ましく、9μm〜35μmの範囲とするのがより好ましい。片面FPCは両面FPCに比べて曲げやすいという性質はあるが、本発明においては、金属箔層4の厚みを9μm〜35μmの範囲として、従来のものより薄く設定することによって、さらに曲げやすさを確保している。狭いスペースでの実装を可能にするには、FPCを折り曲げて使用することは不可欠な状況となっており、本発明はこのような状況での使用目的に合致するものである。
ここで、より好ましい範囲としての金属箔層4の厚みの上限を35μmとしたのは、ファインピッチ化への対応のためである。近年FPCの分野では、隣接する導電部間のピッチを50μm以下としたファインピッチのものが主流となっているが、ピッチの大きさと金属箔層4の厚みとは、エッチング工程における加工限界があるため、互いに連動している。そのため、ピッチをこのように小さくするためには、金属箔層4の厚みを35μm以下に抑える必要があり、この厚みを超えると、ファインピッチへの対応が困難となる。また、金属箔層4の厚みが9μmを下まわると、金属箔層4が導電体としての機能を十分に発揮することができなくなるため、下限を9μmとしている。
The thickness of the
Here, the reason why the upper limit of the thickness of the
接着層3の厚みは1μm〜30μmの範囲とするのが好ましい。絶縁層2はポリイミドまたは液晶ポリマーを用いて形成することができ、ポリイミドを用いる場合には厚みを7.5μm〜225μmとするのが良く、液晶ポリマーを用いる場合には厚みを、12.5μm〜225μmとするのが良い。いずれの場合も、12.5μm〜50μmの範囲とするのがより好ましい。その一例として、金属箔層4の厚みを18μm、接着層3の厚みを15μm、ポリイミドまたは液晶ポリマーで形成する絶縁層2の厚みを25μmとして形成することができる。このようにして各層を形成することにより、曲げ特性が極めて優れたフレキシブルプリント基板を作製することができ、曲率半径が200μmで180°の曲げが可能という、極めて優れた曲げ特性を有するFPCを実現できる。
The thickness of the
オーバーコート層5は、接着剤を介して金属箔層4に沿って形成されており、ポリイミドまたは液晶ポリマーで形成することができる。接着剤の厚みを2μm〜70μmとし、ポリイミドを用いる場合にはオーバーコート層5の厚みを7.5μm〜225μmとするのが良く、液晶ポリマーを用いる場合にはオーバーコート層5の厚みを12.5μm〜225μmとするのが良い。その一例として、接着剤の厚みを25μm、ポリイミドまたは液晶ポリマーで形成するオーバーコート層5の厚みを25μmとして形成することができる。
The
図1に示す構造のFPC1を形成する方法は、金属箔や樹脂の単層材をもとに作製するか、あるいは、金属箔と樹脂が積層された複合材をもとに作製するかによって異なる。
複合材をもとに作製する場合には、金属箔層4に対して銅エッチングにより回路を形成し、積層されているポリイミドまたは液晶ポリマーなどの樹脂を加工して、所定の領域の金属箔を剥き出しの状態にする。あるいは、この工程を逆にして、所定の領域の金属箔を剥き出しの状態にした後、金属箔層4に対して銅エッチングにより回路を形成する。次に、必要に応じて金属箔層4の表面を保護するためにめっきを施し、金属箔が剥き出しになっている領域にオーバーコート層5を形成する。
The method of forming the FPC 1 having the structure shown in FIG. 1 differs depending on whether the FPC 1 is manufactured based on a single layer material of metal foil or resin, or based on a composite material in which the metal foil and resin are laminated. .
When producing based on the composite material, a circuit is formed by copper etching on the
単層材をもとに作製する場合には、ポリイミドまたは液晶ポリマーなどの樹脂材に対してパターン形成し、所定の領域が開口となるようにする。これに金属箔を貼り合わせて、所定の領域の金属箔が剥き出しの状態になるようにした後、金属箔層4に対して銅エッチングにより回路を形成する。次に、必要に応じて金属箔層4の表面を保護するためにめっきを施し、金属箔が剥き出しになっている領域にオーバーコート層5を形成する。
In the case of manufacturing based on a single layer material, a pattern is formed on a resin material such as polyimide or liquid crystal polymer so that a predetermined region is an opening. A metal foil is bonded to this so that the metal foil in a predetermined region is exposed, and then a circuit is formed on the
なお、以上の説明においては、絶縁層2と金属箔層4とを接着層3を介して接着することを前提としているが、接着層3を介さずに絶縁層2と金属箔層4とを熱圧着等の手段によって直接貼り付けることもできる。また、複合材として、接着層3を持たない銅張積層材を用いてFPCを構成することもできる。同様に、オーバーコート層5を形成する際にも、接着剤を用いずに、金属箔層4に対してポリイミドまたは液晶ポリマーを直接貼り付けることもできる。
In the above description, it is assumed that the insulating
絶縁層2と接着層3とを除去して金属箔層4を剥き出しにする方法、あるいは、接着層3を持たない場合には、絶縁層2を除去して金属箔層4を剥き出しにする方法として、いくつかの方法が利用できる。
第一に、接着層3を持たない場合であって、絶縁層2が熱可塑性のポリイミドの場合には、ウエットエッチングを用いることができる。この方法によると、フォトリソグラフィーにより高位置精度の微細加工が可能であり、処理時間が短く、装置を安価に構成することができる。
第二に、プラズマエッチングを用いることができる。この方法によると、フォトリソグラフィーにより高位置精度の微細加工が可能であるが、処理時間が長くなり、装置構成上高価になりやすく、コストダウンが難しい。
A method of removing the insulating
First, when the
Second, plasma etching can be used. According to this method, fine processing with high position accuracy is possible by photolithography, but the processing time is long, the device configuration is likely to be expensive, and the cost is difficult to reduce.
第三に、レーザエッチングを用いることができる。この方法によると、微細加工が可能であるが、位置精度が劣り、また、炭化物が発生するため、デスミヤ処理が必要となる。
第四に、単層材をもとにFPCを作製する場合には、金型やルーターなどによる機械加工によることができる。しかし、この方法は位置精度が劣り、微細加工には不向きであるため、ラフパターンのFPC用としては用いることができる。
Third, laser etching can be used. According to this method, fine processing is possible, but the positional accuracy is inferior and carbides are generated, so that desmear treatment is required.
Fourth, when an FPC is manufactured based on a single layer material, it can be machined by a mold or a router. However, since this method has poor positional accuracy and is not suitable for fine processing, it can be used for FPC of rough patterns.
また、オーバーコート層5の形成方法としても、いくつかの方法が利用でき、例えば、熱圧着プレスのように、熱及び圧力を付加してポリイミドまたは液晶ポリマーの絶縁樹脂フィルムを熱圧着する方法、接着剤を介してポリイミドまたは液晶ポリマーの絶縁樹脂フィルムを貼り付ける方法、あるいは、ポリイミドまたは液晶ポリマーからなる絶縁樹脂のワニスを塗布する方法などが挙げられる。
Also, several methods can be used as a method for forming the
本発明のFPCにおいては、上記の方法により絶縁層2と接着層3とを除去し、金属箔層4を剥き出しにした領域に電子部品が搭載されるが、用途に応じて必要となる加工精度は異なる。そのため、加工精度に応じてこれらの加工方法を選択することができる。
In the FPC of the present invention, the insulating
次に、絶縁層2と接着層3とを除去した後、金属箔層4を平坦化する処理について具体的に説明する。
ファインピッチのFPCにおいては、金属箔層4が接着層3を介して絶縁層2が接着されている場合には、金属箔層4と接着層3との接触面積を増やすために、あるいは、接着層3を介さずに絶縁層2と金属箔層4が熱圧着等の手段によって直接貼り付けられている場合には、金属箔層4と絶縁層2との接触面積を増やすために、金属箔層4には粗化処理がなされている。この粗化処理は、金属箔層4の表面に凹凸を形成することによってなされ、通常は0.5μm〜2μmの寸法の凹凸が形成されている場合が多いが、この例では、ファインピッチに対応するための接着力強化のため、2μm〜10μmの寸法の凹凸を形成している。
Next, the process of planarizing the
In the fine pitch FPC, when the
ここでは、金属箔層4が接着層3を介して絶縁層2が接着されている場合について説明するが、接着層3を介さずに絶縁層2と金属箔層4が熱圧着等の手段によって直接貼り付けられている場合であっても、同様の平坦化処理がなされる。
図2に、絶縁層2と接着層3の除去工程と、金属箔層4の平坦化工程を示す。
絶縁層2の表面に写真現像型のレジスト10をラミネートする(図2(a))。レジスト10は、耐アルカリ性のあるものを用いる。このレジスト10の上に、パターンマスクを密着させて露光し、レジスト10を現像する(図2(b)。レジスト10が削除された領域の絶縁層2と接着層3を、第一液ウエットエッチング処理によって除去する(図2(c))。この処理では、KOHベースの混合液を用いる。
Here, the case where the
In FIG. 2, the removal process of the insulating
A photo-developing resist 10 is laminated on the surface of the insulating layer 2 (FIG. 2A). The resist 10 is alkali resistant. A pattern mask is brought into close contact with the resist 10 and exposed, and the resist 10 is developed (FIG. 2B). The insulating
この処理によって金属箔層4が露出するが、金属箔層4の表面には、粗化処理により2μm〜10μm程度の凹凸11がそのままの形状で残り、この凹凸11には、除去されずに残留している接着層3の一部が存在している。そこで、プラズマエッチング処理または第二液ウエットエッチング処理によって、残留している接着層3の一部を完全に除去する(図2(d))。プラズマエッチング処理を行う場合は、反応ガスを供給して放電し、励起された分子を金属箔層4の表面に当てて凹凸11に残存する接着層3の一部を除去する。第二液ウエットエッチング処理を行う場合は、第一液ウエットエッチング処理で用いた液と同じ成分のものを、配合割合を変えて用い、5秒程度の時間をかけて行う。
By this treatment, the
その後、レジスト10を剥離除去し、化学研磨によって凹凸11を平坦化する(図2(e))。化学研磨は、過硫酸アンモニウムに硫酸を加えたものを研磨液として用い、温度を20℃〜40℃の範囲に設定し(通常は30℃)、ディッピング処理を30秒〜60秒間行う。これにより、化学研磨後の凹凸11の寸法は、0.1μm〜0.5μmとなる。
なお、接着層3を介さずに絶縁層2と金属箔層4が熱圧着等の手段によって直接貼り付けられている場合には、凹凸11を有する金属箔層4と絶縁層2とが直接接合しており、上述した金属箔層4の平坦化を同様に実施する。
上述した平坦化処理の有無によって、めっき処理の良否が決定されることを、図3に基づいて説明する。
Thereafter, the resist 10 is peeled and removed, and the
In addition, when the insulating
The fact that the quality of the plating process is determined based on the presence or absence of the above-described planarization process will be described with reference to FIG.
図3(a)は、平坦化処理をしないときのめっきの状況を示しており、めっき金属(例えば金)12は、金属箔層4の表面の凹凸11に引っかかるように付着するため、この状態で電子部品を搭載すると接触不良となる。これに対し、平坦化処理をすると、図3(b)に示すように、めっき金属12は、金属箔層4の表面上に付着して平坦な面を形成するため、接触状態が良好となる。そのため、この面に電子部品を搭載したときの電気的接続が良好となり、信頼性が高まる。
FIG. 3A shows the state of plating when the flattening process is not performed, and the plating metal (for example, gold) 12 is attached so as to be caught by the
上述したように、本発明のFPCは、電子部品を導通させるための金属箔層4を絶縁層2の片面のみに形成したものであるため、加工の省力化や銅等の省資源化が可能である。その上、実装時の強度も十分に確保することができるため、携帯電話等のように、小型で移動を伴って使用される電子機器での実装用として特に有用である。
As described above, the FPC according to the present invention is formed by forming the
次に、本発明のFPCに、コネクタとしての機能を持たせる部分を形成した実施形態について、図4に基づいて説明する。
図4(a)に示すコネクタ部20においては、金属箔層4に接着層3を介して設けられた絶縁層2が除去された領域で、表面平坦処理がなされた金属箔層4の表面にめっき金属12が付着しており、表面平坦処理がなされた面と反対側の金属箔層4の面には、接着層21を介してバックシート22が設けられている。コネクタ部20は、以下に説明する接合端子の着脱によっても機械的強度が保証されることが必要であることから、上述したオーバーコート層5よりも強度の高いバックシート22を設けており、バックシート22は例えば、ガラスクロスをエポキシ樹脂で固めて構成されるガラスエポキシ樹脂等によって形成することができる。
Next, an embodiment in which the FPC of the present invention is provided with a portion that functions as a connector will be described with reference to FIG.
In the
FPCの一部に設けられたコネクタ部20に対し、接合端子30が電気的に接続される様子を図4(b)に示す。
接合端子30をFPCのコネクタ部20に接合しようとするときは、図4(b)に示すように、接合端子30を矢印の方向に沿ってFPCの絶縁層2に近づける。接合端子30がその先端部に弾力性に富むスプリング接点31を有するものであると、スプリング接点31はその弾力性によって絶縁層2を押圧しながら乗り越え、絶縁層2が除去された領域に付着しためっき金属12と接触することによって、接合端子30はコネクタ部20と電気的に接合される。めっき金属12は金属箔層4に平坦に付着しているため、接合端子30との電気的接続は良好に維持される。また、絶縁層2が除去された領域は、接合端子30と接合するために必要な広さが確保されれば良く、接合端子30が一旦接合されると、スプリング接点31は絶縁層2が除去された領域内で保持される。
FIG. 4B shows a state in which the joining
When joining the joining
接合を解除したいときは、上記の方向と逆向きに接合端子30を移動させると、スプリング接点31は再び絶縁層2を乗り越えてもとの状態に戻る。
このようなコネクタ部20は、FPCの端部に設けることの他、必要に応じて任意の位置に設けることも可能である。
上述したコネクタ部20をFPC上に設けることにより、別個の部品としてコネクタを用いることなく、着脱が容易なコネクタ部として機能させることができるため、部品点数の低減が可能である。特に、携帯電話のように実装するスペースが極めて限られているものにおいては、別個の部品を用いることで新たなスペースを必要とする場合が多く、これによって高密度の実装が阻害されることがあるが、本発明によると狭いスペースでの実装が可能となる点で有利である。また近年のコネクタは小型化が顕著となっており、このような小型のコネクタを装着する作業は精密さが要求され、組み立て工程が煩雑になることを考慮すると、FPC自体がコネクタ機能をも有することは極めて有用である。
When it is desired to release the bonding, when the
Such a
By providing the
本発明は、スルーホールを形成することが不要であり、かつ実装時の強度を確保することが可能なフレキシブルプリント基板として利用することができ、携帯電話等の液晶表示装置の実装用として、省力化、省資源化が可能なフレキシブルプリント基板として利用することが可能である。 The present invention does not require the formation of a through hole and can be used as a flexible printed circuit board that can ensure strength during mounting, and is labor-saving for mounting a liquid crystal display device such as a mobile phone. It can be used as a flexible printed circuit board that can be reduced in size and resources.
1 FPC
2 絶縁層
3 接着層
4 金属箔層
4a 第一金属箔面
4b 第二金属箔面
5 オーバーコート層
6a,6b 駆動IC
10 レジスト
11 凹凸
12 めっき金属
20 コネクタ部
21 接着層
22 バックシート
30 接合端子
31 スプリング接点
A 絶縁層2と接着層3とが除去された領域
1 FPC
2 Insulating
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