JP2013193253A - 電磁シールド性カバーレイフィルム、フレキシブル配線板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高周波等の電気信号の伝送特性に優れ、しかも屈曲特性に優れたフレキシブル配線板を提供できるようにする。
【解決手段】 電磁シールド性カバーレイフィルムは、絶縁性樹脂からなるカバーフィルム状基材１１と、導電層１２と、エラストマーを含有する絶縁性接着層１３とがこの順に積層されてなる。あるいは、絶縁性接着層１３の裏面に更に離型材層１４が貼り付けられている。カバーフィルム状基材１１と導電層１２とは、接着剤を介したラミネート、熱圧着、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、メッキ法等の成膜により積層した構造になる。絶縁性接着層１３は、キャスティング法、熱圧着、貼着等により導電層１２に積層する。ここで、絶縁性接着層１３は、オリゴフェニレンエーテルとスチレンブタジエン系のエラストマーを含有する合成樹脂からなると好適である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、優れた屈曲特性を有する電磁シールド性カバーレイフィルム、電磁シールド性カバーレイフィルムを用いたフレキシブル配線板およびその製造方法に関する。

フレキシブルプリント配線板（以下、ＦＰＣ；Flexible Printed Circuitあるいは単にフレキシブル配線板ともいう）は、携帯機器、ネットワーク機器、サーバー、テスター等の電子機器に多用されている。そして、このＦＰＣは電子機器への回路、ケーブル、コネクタ機能等が付与された複合部品としてもその用途を拡大している。また、ＦＰＣは、その屈曲性を活かして、例えばＯＡ機器類、各種コンピュータ類、自動車のような民生用／産業用の機器の可動部配線において、あるいは同軸ケーブル、ワイヤーハーネスのような伝送用配線の替りとして使用される。

近年の電子機器の小型化、データ処理機能の高速化および多機能化は著しく、それと共にＦＰＣ、電子部品等から発生する電磁波ノイズが他の近くにある電子回路等に影響を及ぼし、電子機器の誤動作等の原因になり易くなってきている。そこで、ＦＰＣでは、電磁波ノイズを遮蔽する電磁波シールド機能の付与が必須になっている。この電磁波シールド機能をもつＦＰＣについては、これまでに種々のものが提案されている（例えば、特許文献１，２，３参照）。これ等のＦＰＣは、その表面部に電磁波を遮る導電層が形成される構造になる。

また、小型化し高密度実装される電子機器では、ＦＰＣに許容される空間は狭くなり、その折り曲げ角度が鋭くなる。このためにその耐折性の向上が必要になる。更に、電子機器の可動部として取り付けられるＦＰＣは、その折り曲げの繰り返しに対して高い耐性をもつ優れた耐屈曲性が必要になる。

ＦＰＣの上記耐屈曲性および耐折性からなる屈曲特性を向上させる手法としてその薄層化が一般に知られる。そこで、上記導電層は、電磁波シールド効果の充分に確保できる範囲内でその厚さが薄くなるように形成される。例えば、特許文献１ではアルミニウムのような金属材料から成る導電層において、その厚さは１μｍ以下にすることが提示されている。そして、特許文献３では、導電層となる蒸着膜として、その厚さが０．２μｍ以下となることが好ましいとされている。また、特許文献２では、導電層として０．１μｍの銀薄膜を用いた実施例がその耐屈曲性と共に示される。

特許第４２０１５４８号公報 特開２０１０−２３８８７０号公報 特開２０１１−０７１３９７号公報

ところで、データ処理が高速化する半導体デバイスのような電子部品が搭載される電子機器では、その小型化と共に動作周波数の高周波化が進む。そのため、ＦＰＣは、高周波信号における、安定したインピーダンスおよび低い伝送損失による優れた電気信号の伝送特性が求められる。例えば電気信号の周波数が数ＧＨｚ〜数十ＧＨｚ帯の高速デジタル信号の使用において、その周波特性を損なうことなく高速伝送することが要求される。そのため、例えば画質が高精細化した画像を伝送するような電子機器に用いられるＦＰＣの場合、その特定インピーダンスあるいは差動インピーダンスの安定化が強く求められる。

そこで、例えば上述した電磁波シールド機能を有するような構造のＦＰＣにおいて、その導電層の接地電位の安定化が重要になってくる。ＦＰＣにおいて安定した接地電位を確保するためには、上記導電層は、ＦＰＣの用途にも依存するが、例えば銅のような低抵抗の金属材料で１μｍ厚以上の厚膜化が必要になる。この導電層における接地電位の安定化は、ＦＰＣの回路配線間の電磁界結合を低減し、いわゆる配線間のクロストークを抑制して電子機器の誤動作を防止するようにも働く。また、導電層とＦＰＣの回路配線の間に形成される絶縁性樹脂層には、高周波帯域で安定して優れた誘電特性（例えば低比誘電率（ε）、低誘電正接（ｔａｎδ））を有する材料が重要になる。

しかしながら、従来の電磁波シールド機能を有するＦＰＣでは、その導電層は電磁波の遮蔽に重点が置かれ、その屈曲特性を向上させる薄層化がなされていた。そのため、ＦＰＣにおける接地電位の安定化が容易でなく、その高周波信号等の優れた伝送特性の実現、あるいは回路配線間のクロストークの防止が難しいものになっていた。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、電磁シールド機能を有するフレキシブル配線板において、電磁シールド用の導電層の厚膜化にあっても屈曲特性に優れたＦＰＣを提供できるようにすることを主目的とする。そして、ＦＰＣにおける接地電位の簡便な安定化を可能にし、その高周波等の電気信号の伝送特性が優れ、信号の回路配線間のクロストークの防止が容易にできるようにする。あるいは、そのようなＦＰＣが低コストに製造できるようにする。

上記目的を達成するために、本発明にかかる電磁シールド性カバーレイフィルムは、絶縁性樹脂からなるフィルム状の基材と、導電層と、エラストマーを含有する絶縁性接着層とがこの順に積層されてなることを特徴とする。ここで、導電層としてアルミニウム金属が好適である。また、絶縁性接着層としてオリゴフェニレンエーテルとスチレンブタジエン系のエラストマーを含有する合成樹脂が好適である。

そして、本発明にかかるフレキシブル配線板は、絶縁性樹脂からなるベースフィルムの主面に回路配線が形成され、前記ベースフィルムおよび前記回路配線に対して、上述した電磁シールド性カバーレイフィルムが前記絶縁性接着層を介して一体接合し、前記回路配線のうちの所定の回路配線と前記導電層とが導通部材により電気接続していることを特徴とする。

また、本発明にかかるフレキシブル配線板の製造方法は、絶縁性樹脂からなるベースフィルムの主面に形成された回路配線のうち所定の回路配線にハンダボールを載置し、前記回路配線および前記ハンダボールに対して、上述した電磁シールド性カバーレイフィルムの前記絶縁性接着層を重ねて加熱加圧処理し、該加熱加圧処理により、前記絶縁性接着層に対して前記ハンダボールを貫挿させ前記電磁シールド性カバーレイフィルムの前記導電層に電気的に接触させると共に、前記絶縁性接着層を介して前記回路配線およびベースフィルムに電磁シールド性カバーレイフィルムを接合一体化することを特徴とする。

本発明により、電磁シールド機能を有するフレキシブル配線板において、電磁シールド用の導電層を厚膜化しＦＰＣにおける接地電位の安定化が可能になる。そして、高周波等の電気信号の伝送特性に優れ、しかも高い耐屈曲性および耐折性を有するＦＰＣが提供できるようになる。また、そのようなＦＰＣが低コストに製造できるようになる。

本発明の実施形態にかかる電磁シールド性カバーレイフィルムの２つの例を示した断面図。 本発明の実施形態にかかるフレキシブル配線板の一例を示す一部拡大断面図。 同上フレキシブル配線板の製造方法の一例を示す製造工程別断面図。 図６の工程に続く製造工程別断面図。 本発明の実施形態にかかるフレキシブル配線板の他例を示す一部拡大断面図。 本発明の実施例におけるフレキシブル配線板の屈曲特性の評価結果を示す表。

以下に本発明の好適な実施形態について図１ないし図５を参照して説明する。ここで、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なる。これ等の図では、互いに同一または類似の部分には共通の符号が付され、重複説明は一部省略される。

図１（ａ）あるいは（ｂ）に示されるように、本実施形態の電磁シールド性カバーレイフィルムは、絶縁性樹脂からなるカバーフィルム状基材１１と、導電層１２と、エラストマーを含有する絶縁性接着層１３とがこの順に積層されてなる。

ここで、カバーフィルム状基材１１と導電層１２とは、導電層１２が金属箔である場合、例えばホットメルト接着剤を介してラミネートされる。あるいは、カバーフィルム状基材１１と導電層１２の間の熱圧着により直接接合する。また、導電層１２は、カバーフィルム状基材１１の主面に真空蒸着、スパッタリング等のＰＶＤ法、ＣＶＤ法、メッキ法等により成膜され積層した構造になっていてもよい。

そして、絶縁性接着層１３は、導電層１２において、カバーフィルム状基材１１に対向する他方の面に、キャスティング法、熱圧着、貼着等により積層している。ここで、絶縁性接着層１３が熱硬化性樹脂からなる場合には、絶縁性接着層１３は未硬化状態あるいは半硬化状態になっている。

そして、図１（ｂ）では、絶縁性接着層１３の裏面に更に離型材層１４が貼り付けられている。

カバーフィルム状基材１１は、熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂のどちらであってもよい。例えば、液晶ポリマー、ポリイミド（ＰＩ）系樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）系樹脂あるいはこれ等のコンポジット系樹脂が好適な樹脂材料として挙げられる。また、エポキシ系樹脂を使用することもできる。

液晶ポリマーは優れた高周波における伝送特性及びフレキシブル性を奏すること等から好ましい。ここで、液晶ポリマーとしては、例えばキシダール（商品名．Ｄａｒｔｃｏ社製）、ベクトラ（商品名．Ｃｌａｎｅｓｅ社製）で代表される多軸配向の熱可塑性ポリマーである。また、他の絶縁性樹脂を添加・配合し変性したものであってもよい。そして、ベクスターＦＡタイプ（融点２８５℃）、ベクスターＣＴ−Ｘタイプ（融点２８０℃〜３３５℃）、ＢＩＡＣフィルム（融点３３５℃）などが例示される。なお、これ等の液晶ポリマーのガラス転移点Ｔｇは２０５℃〜３００℃と高い温度を呈する。

また、ＰＩ系樹脂としては、例えばポリイミドフィルム「カプトン」（商品名．東レ・デュポン社製）、オーラム（商品名．三井化学社製）などが例示される。そして、ポリエチレンナフタレート系樹脂としては、例えばテオネックス（商品名．帝人デュポン社製）の熱可塑性樹脂が好適なものとして例示される。

ここで、カバーフィルム状基材１１の膜厚は、それが適用されるＦＰＣおよび材質にあわせて適宜に決められ、例えば５μｍ〜５０μｍ程度に設定される。

導電層１２は、金属材料としてアルミニウム、銅、銀、金を挙げることができる。ここで、電磁シールド性カバーレイフィルムが適用されるＦＰＣにおいて、導電層１２の接地電位を安定化するために、例えば１μｍ厚を超える厚膜化が求められる場合には特にアルミニウム金属がよい。その中でも、電磁シールド性カバーレイフィルムおよびＦＰＣを安価にできるアルミニウム箔が好適である。例えば厚膜のアルミニウム箔は、金属板の圧延、電解メッキなどにより低コストに形成できるからである。なお、導電層１２の膜厚は、場合によっては１μｍ以下であっても構わない。

絶縁性接着層１３は、エラストマー成分を含有する熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂からなる。熱硬化性樹脂としては例えばＰＩ系樹脂、エポキシ系樹脂がある。そして、熱可塑性樹脂としては液晶ポリマー、ポリエチレンナフタレート系樹脂等がある。ここで、その低吸水性あるいは低吸湿性に優れる樹脂が好ましい。このような絶縁性樹脂であると、その誘電特性における経時変化が小さく安定したものになる。また、ＦＰＣにおけるベースフィルムおよび回路配線との接着性が安定し優れたものになる。そして、絶縁性接着層１３では、熱硬化などで固化した後の弾性率はそのエラストマー成分量により適宜に調整することができる。

また、絶縁性接着層１３は熱硬化等で固化した後に低誘電性特性を示すものが好ましい。この低誘電性特性においては、周波数１ＭＨｚにおける比誘電率が３．５以下になるのが好適である。このような比誘電率であると、ＦＰＣにおける例えば数ＧＨｚ〜数十ＧＨｚ帯の高速デジタル信号の高速伝送が容易になる。また、低誘電性特性において、上記高周波数帯における誘電正接は０．００５以下になるのが好ましい。このような誘電正接であると、数ＧＨｚ〜数十ＧＨｚの高周波数帯の高速デジタル信号におけるＦＰＣの伝送が小さい誘電損失になる。そして、電気信号の高周波特性を損なうことなく高い品質の信号伝送が容易になる。

エラストマーには、熱硬化性のものとしてウレタンゴム、シリコーンゴム、不飽和ポリエステル系エラストマーがある。そして、熱可塑性のものとしては、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリオレフィン系、ポリスチレン系等のエラストマーが挙げられる。その中で、ポリエステル樹脂、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等の誘電正接が小さい樹脂がエラストマー成分として好適である。そして、固化後の絶縁性接着層１３の例えば引張弾性率は１００ＭＰａ〜１ＧＰａ程度の範囲になるように設定される。

絶縁性接着層１３の膜厚は、カバーフィルム状基材１１の材質、ＦＰＣにおけるベースフィルムの材質、ベースフィルムに形成される回路配線の厚さ等に即して適宜に決められ、例えば１０μｍ〜１００μｍ程度に設定される。

このような中で、特に好適な絶縁性接着層１３として、オリゴフェニレンエーテルとスチレンブタジエン系のエラストマーを含有する熱硬化性の合成樹脂が挙げられ、例えば、その未硬化状態のフィルムとしてＡＤＦＬＥＭＡ ＯＰＥ系（商品名．ナミックス社製）が例示される。あるいは、オリゴフェニレンエーテル、スチレンブタジエン系のエラストマーを含む成分を例えばトルエン等の有機溶剤に適度に溶解または分散させ接着剤に調製したものを使用することもできる。

上述したオリゴフェニレンエーテルは、例えばＯＰＥ（２官能ポリフェニレンエーテルオリゴマー）ともいわれ、２官能コアの両末端にポリフェニレンエーテルを付与した高分子の構造になっている。ここで、ＯＰＥの平均分子量は５００〜５０００程度であり、好ましくは１０００〜３０００である。その市販品として、例えば三菱ガス化学（株）社製のＯＰＥ２Ｓｔ−１２００、ＯＰＥ２Ｓｔ−２２００等がある。なお、上記ＯＰＥは、例えば特開２００９−１６１７２５号公報、特開２０１１−６８７１３号公報に記載されているビニル化合物をその組成物として作製される。ここで、ＯＰＥの誘導体であってもよく、例えばエポキシ誘導体、スチレン誘導体等がある。

このオリゴフェニレンエーテルからなる絶縁性接着層１３には、その他の成分が含まれていてもよい。例えば、絶縁性接着層１３の硬化温度を調整するために、マレイミド系硬化剤、フェノール系硬化剤、アミン系硬化剤等が適度に混合される。あるいは、接着性を調整するために、例えばエポキシ樹脂およびその硬化触媒が添加される。ここで、硬化触媒としては、熱硬化を短時間にするための例えばアミン系硬化触媒、イミダゾール系硬化触媒が用いられる。

いずれにしても、絶縁性接着層１３は、その硬化温度あるいはガラス転移点Ｔｇが熱可塑性樹脂からなるカバーフィルム状基材１１のガラス転移点Ｔｇあるいは融点Ｔｍよりも低い温度となる樹脂からなる。ここで、硬化温度は、その未硬化樹脂フィルムあるいは接着剤層を重合あるいは架橋させて硬化させる温度である。カバーフィルム状基材１１の樹脂はガラス転移点を有する場合と明確なＴｇを示さない場合があるが、明確なＴｇを示さない場合に絶縁性接着層１３の熱硬化温度あるいはＴｇは熱可塑性樹脂の融点Ｔｍより低くなるようにする。

なお、ガラス転移点は、通常、ガラス転移温度測定方法（ＪＩＳ Ｃ ６４９３に準ずる）により、ＴＭＡ法とＤＭＡ法の２方法で求められる。ここで、ＴＭＡ法は、試験片を室温から１０℃／分の割合で昇温させ、熱分析装置にて厚さ方向の熱膨張量を測定し、ガラス転移点の前後の曲線に接線を引き、この接線の交点からＴｇを求める。ＤＭＡ法（引張り法）は、試験片を室温から２℃／分の割合で昇温させ、粘弾性測定装置にて試験片の動的粘弾性および損失正接を測定し、損失正接のピーク温度からＴｇを求める。また、弾性率には樹脂フィルムの引張弾性率あるいは曲げ弾性率が用いられる。そして、上記弾性率はＪＩＳ Ｋ ７１２７あるいはＡＳＴＭ Ｄ ８８２に準じて測定される。

離型材層１４は、絶縁性接着層１３の形状を損なうことなく剥離できるものであれば特に限定されない。それを構成する具体的な離型材としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、ポリエチレン（ＰＥ）フィルム、シリコーン離型材付きＰＰフィルムおよびＰＥフィルム等が挙げられる。また、例えば上質紙、クラフト紙等の原紙の両面にその吸放湿によるカールを防止するためのプラスチック層を有する離型紙が挙げられる。そのようなものとして、例えばＰＰ樹脂コート紙、ＰＥ樹脂コート紙等がある。離型材層１３の厚さは、任意の厚さでよいが、樹脂フィルムでは例えば１０μｍ〜５０μm、離型紙では例えば５０μｍ〜１００μmになる。

次に、本実施形態の電磁シールド性カバーレイフィルムを用いたフレキシブル配線板およびその製造方法について図２乃至図４を参照して説明する。ここでは高周波信号が伝送される伝送配線が形成されたＦＰＣについて説明される。図２に示すように、その一例のＦＰＣでは、樹脂からなるベースフィルム１５の一主面に複数のストリップ線路である内層の信号配線１６およびグランド配線１７が配線パターンにされ配設されている。ここで、信号配線１６はＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）に対応できる２本ペアの伝送配線として示されている。

そして、ＦＰＣの表層には、上述したような電磁シールド性カバーレイフィルムが絶縁性接着層１３を介して、信号配線１６、グランド配線１７およびベースフィルム１５に熱圧着され接合一体化し形成されている。ここで、グランド配線１７の所定の領域に設けられた導通部材１８が絶縁性接着層１３を貫挿して電磁シールド性カバーレイフィルムの導電層１２に電気接続している。

ここで、導電層１２が例えばアルミニウム箔、銅箔のように１μｍを超える厚さに形成されていると、ＦＰＣにおける導電層１２およびグランド配線１７の接地電位が安定したものになる。そして、信号配線１６間のクロストークが安定的に防止される。また、信号配線１６の特定インピーダンス、差動インピーダンス等が安定したものになる。また、この導電層１２は電磁波シールドとしても機能する。

そして、絶縁性接着層１３は、弾性率が小さく、導電層１２との界面における強い接着性と共に伸縮性に優れる。また、この絶縁性接着層１３は、ＦＰＣの信号配線１６あるいはグランド配線１７のような回路配線と強く接着し、その界面領域でも優れた伸縮性を有する。このため、ＦＰＣの折り曲げで生じる導電層１２からの応力を吸収し、導電層１２からの応力に対する高い緩衝機能を有する。この導電層１２からの応力は、その厚さが増えると共に大きくなり、ＦＰＣの回路配線の断線を引き起こし易くする。この断線は回路配線の微細化と共に顕著になる。絶縁性接着層１３の上述した応力の高い吸収能力がＦＰＣにおける回路配線の断線を防止するように働く。そして、ＦＰＣは優れた屈曲特性を有するようになる。

上記ＦＰＣにおいて、カバーフィルム状基材１１とベースフィルム１５に上述した液晶ポリマーを用い、絶縁性接着層１３にオリゴフェニレンエーテルとスチレンブタジエン系のエラストマーを含有する合成樹脂を用いると好適である。この組み合わせでは、電磁シールド性カバーレイフィルムを構成するカバーフィルム状基材１１と絶縁性接着層１３およびベースフィルム１５の比誘電率は全て３以下になる。また、それ等の誘電正接は０．００３以下になる。そして、このＦＰＣにおける信号配線１６は、数ＧＨｚ〜数十ＧＨｚ帯の高速デジタル信号の極めて優れた伝送特性を示す。

上記ＦＰＣでは、ベースフィルム１５としては、液晶ポリマーの他に、ＰＩ系樹脂、ＰＥＮ系樹脂あるいはこれ等のコンポジット系樹脂が好適に使用される。あるいは、その他の低誘電性特性を有する熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂を用いることができる。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミドイミド等がある。

次に、フレキシブル配線板の製造方法の一例について説明する。図３（ａ）に示すように、例えば厚さが１５μｍ〜５０μｍ程度の液晶ポリマーからなるベースフィルム１５の表面に銅箔１９が張着された片面銅張積層板を用意する。ここで、銅箔１９の厚さは３μｍ〜３５μｍ程度である。なお、片面銅張積層板は樹脂フィルムの表面に銅箔を熱圧着したものであってもよいし、電解メッキしたものであってもよい。そして、図３（ｂ）に示すように、公知のエッチングにより銅箔１９をストリップ線路として配線パターン化する。そして、例えば線幅が２０μｍ〜１００μｍ程度の信号配線１６および線幅が２００μｍ〜５００μｍ程度のグランド配線１７を形成する。

次に、図３（ｃ）に示すように、例えば無洗浄タイプのフラックス２０が接触塗布されているハンダボール２１をグランド配線１７の所定領域に載置する。このハンダボール２１の載置では、例えば吸引治具の吸引ノズルを減圧吸引し、ハンダボール２１の下面にフラックス２０を接触塗布する。そして、ハンダボール２１を吸引している吸引ノズルをグランド配線１７の所定領域にアライメントし吸引を解除して搭載する。

ハンダボール２１の大きさはグランド配線１７の線幅あるいは絶縁性接着層１３の厚さにより適宜に決められる。ハンダボール２１としては、鉛フリーの共晶ハンダであって例えばＳｎ−Ｚｎ系ハンダ、Ｓｎ−Ｂｉ系ハンダ、Ｓｎ−Ｃｕ系ハンダ、Ｓｎ−Ａｇ系ハンダが好適なものとして挙げられる。ここで、ハンダボール２１は、その融点が後述する絶縁性接着層１３の軟化又は流動温度よりも高くなり、絶縁性接着層１３の硬化温度あるいは融点Ｔｍより低くなるように選択される。絶縁性接着層１３がオリゴフェニレンエーテルとスチレンブタジエン系のエラストマーを含有する熱硬化性の合成樹脂である場合には、ハンダボール２１はＳｎ−９２Ｚｎハンダが好適である。

次に、例えば厚さが５μｍ〜５０μｍ程度のＰＩ樹脂からなるカバーフィルム状基材１１の表面にアルミニウム箔の導電層１２が張着された片面アルミ金属張積層板を用意する。そして、図３（ｄ）に示すように、例えば厚さが１５μｍ〜１００μｍ程度で未硬化フィルム状の絶縁性接着層１３と、上述した片面アルミ金属張積層板をベースフィルム１５の上方から順に重ね合せてセットアップする。ここで、絶縁性接着層１３はオリゴフェニレンエーテルとスチレンブタジエン系のエラストマーを含有する熱硬化性の合成樹脂とする。なお、片面アルミ金属張積層板は、カバーフィルム状基材１１に対向する導電層１２の他方の面に絶縁性接着層１３が接するように重ねられる。

なお、上述した片面アルミ金属張積層板と未硬化フィルム状の絶縁性接着層１３の替りに、図１で示したカバーフィルム状基材１１、導電層１２および絶縁性接着層１３から成る電磁シールド性カバーレイフィルムを重ねるようにしてもよい。

そして、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、カバーフィルム状基材１１上に積層クッションシート２２を重ね、公知の加熱加圧処理（熱プレス）により、絶縁性接着層１３を介してカバーフィルム状基材１１と導電層１２をベースフィルム１５に接合させる。この熱プレスでは、雰囲気ガスは減圧状態であり、その加熱温度は例えば１６０℃〜２００℃程度になる。そして、その加圧は例えば１０〜４０ｋｇｆ／ｃｍ^２程度である。

ここで、ハンダボール２１は、その融点が１９８℃程度になるＳｎ−９２Ｚｎの共晶ハンダからなると、上記熱プレスにおいて、初めは図４（ａ）に示されるように軟化する絶縁性接着層１３を貫挿し、それから導電層１２に接するようになる。そして、加熱温度が上昇し絶縁性接着層１３が硬化し始めると、ハンダボール２１は溶融し、図４（ｂ）に示されるように導通部材１８となり導電層１２に電気接続するようになる。このようにして、導電層１２を有するカバーフィルム状基材１１は絶縁性接着層１３を介してベースフィルム１５、信号配線１６およびグランド配線１７と接合一体化する。

そして、図４（ｃ）に示すように、積層クッションシート２２を剥離する。その後の工程では、加圧することなく所定温度で所定時間の加熱処理を施してもよい。更に、図示しないが、カバーフィルム状基材１１、導電層１２および絶縁性接着層１３からなる電磁シールド性カバーレイフィルムの所定箇所あるいはベースフィルム１５の所定箇所を選択的にエッチング除去する。この除去により露出した信号配線１６およびグランド配線１７にＮｉ、Ａｕ等にメッキを施し端子部とする。このようにして図２に示した断面構造のフレキシブル配線板が作製される。

絶縁性接着層１３はその熱硬化後の弾性率がカバーフィルム状基材１１あるいはベースフィルム１５の弾性率よりも小さくなり、導電層１２、ベースフィルム１５、信号配線１６、グランド配線１７との優れた接合が可能になる。これは、加熱状態から室温へと降温する際に生じる熱応力が絶縁性接着層１３により吸収され緩和されるようになるからである。

また、熱硬化後の絶縁性接着層１３は、その吸湿性が小さく、比誘電率２．４〜３．０および誘電正接０．００１５〜０．００３の安定した値を示す。また、そのガラス転移点は例えば１８０℃〜２３０℃と高い値を呈する。

また、ベースフィルム１５、信号配線１６およびグランド配線１７との接合において、絶縁性接着層１３のしみだし量が従来の接着剤層の場合に較べて大幅に低減するようになる。このため、熱プレス法を用いた接合一体化における作業性が優れたものになる。

ＦＰＣの製造方法において、絶縁性接着層１３としてその他の熱硬化性樹脂であるＰＩ系樹脂あるいはエポキシ系樹脂を母材として使用することができる。但し、上述したようにハンダボール２１は、その融点がこれ等の絶縁性接着層１３の軟化又は流動温度よりも高くなり、絶縁性接着層１３の硬化温度より低くなるように選択される。例えば熱硬化温度が１６０℃〜１７０℃程度となる絶縁性接着層１３の場合には、ハンダボール２１としては低融点ハンダである例えばＳｎ−５８Ｂｉハンダが好適である。

また、絶縁性接着層１３として熱可塑性樹脂を用いる場合には、その融点Ｔｍは、カバーフィルム状基材１１あるいはベースフィルム１５のガラス転移点Ｔｇより低くなると共に、ハンダボール２１の融点より高くなるように選択される。

ＦＰＣの製造方法において、導通部材１８はハンダボール２１の替りに公知の導電性バンプにより形成するようにしてもよい。この場合には、図３（ｃ）の工程において、ハンダボール２１の替りに、グランド配線１７の所定領域に例えばステンレス鋼製のスクリーン版などを使用し円錐導電性ペーストのバンプ付けをする。ここで、導電性ペーストは、例えば銀、金、銅、錫、鉛、カーボン等の金属粒子とエポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂等とを混合したものである。そして、上述したように熱プレスをすると、円錐導電性ペーストは、その頭部が圧潰する塑性変形と共にその組成変化が生じて導電性バンプになる。そして、導電性バンプは絶縁性接着層１３を貫挿し導通部材１８として導電層１２に接続する。

上述したグランド配線１７を導電層１２に電気接続するような場合には、多数の導通部材１８は不要であって適当数にあればよい。このため、上記ＦＰＣの場合には、導通部材１８の形成にハンダボール２１を用いるＦＰＣの製造方法はその低コスト化を容易にする。これは、多数の導通部材１８を形成する場合に効果的な上記スクリーン印刷を用いた導電性バンプの形成の場合に較べて、ハンダボール２１の載置の作業が極めて簡便になるからである。

次に、フレキシブル配線板の他例について図５を参照して説明する。これは２層構造の回路配線が配設されるＦＰＣの場合である。ここでは、高速デジタル信号が伝達される回路配線が形成されたＦＰＣについて説明される。図２で説明したのと同様にベースフィルム１５の一主面に信号配線１６およびグランド配線１７が配設されている。そして、グランド配線１７は導通部材１８により導電層１２に電気接続し、ベースフィルム１５の一主面は、カバーフィルム状基材１１、導電層１２および絶縁性接着層１３からなる第１電磁シールド性カバーレイフィルム２３により被覆されている。

同様に、ベースフィルム１５の他主面に複数の信号配線１６ａとグランド配線１７ａが例えば銅箔の別の配線パターンに配設されている。グランド配線１７ａは導通部材１８ａにより導電層１２ａに電気接続している。そして、ベースフィルム１５の他主面は第２電磁シールド性カバーレイフィルム２３ａにより被覆されている。第２電磁シールド性カバーレイフィルム２３ａは、カバーフィルム状基材１１ａ、導電層１２ａおよび絶縁性接着層１３ａからなる。ここで、第２電磁シールド性カバーレイフィルム２３ａは、第１電磁シールド性カバーレイフィルム２３と同一あるいは異なる材料により構成される。

上記２層構造のＦＰＣにおいて、絶縁性接着層１３，１３ａにオリゴフェニレンエーテルとスチレンブタジエン系のエラストマーを含有する合成樹脂を用いると好適になる。そして、ベースフィルム１５には液晶ポリマーを用いるとよい。この組み合わせでは、図２に示した１層構造のＦＰＣの場合と同様に、このＦＰＣにおける信号配線１６，１６ａは、数ＧＨｚ〜数十ＧＨｚ帯の高速デジタル信号の極めて優れた伝送特性を示す。そして、例えばコンピュータのＣＰＵクロックのようにＧＨｚ帯に達する高速デジタル信号に対応した配線回路を有するＦＰＣが容易に提供される。

なお、２層構造ＦＰＣにおけるベースフィルム１５でも、液晶ポリマーの他に、ＰＩ系樹脂、ＰＥＮ系樹脂あるいはこれ等のコンポジット系樹脂が好適に使用される。あるいは、その他の低誘電性特性を有する熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂を用いることができる。

上記実施形態では、１層構造あるいは２層構造の配線が形成されるＦＰＣの場合について説明しているが、３層以上の配線を有する多層配線板の場合であっても、同様にＦＰＣの表面に電磁シールド性カバーレイフィルムを形成できる。

本実施形態では、電磁シールド性カバーレイフィルムの絶縁性接着層１３は、弾性率が小さく調整されて特に引張方向の伸縮性に富む。そして、ＦＰＣの折り曲げで生じる導電層１２からの応力を吸収し高い緩衝機能を有する。このために、ＦＰＣの折り曲げにおいて、ＦＰＣの回路配線は導電層１２からの応力を受けにくく断線し難くなる。ＦＰＣの回路配線に生じる導電層１２からの応力は、その厚さが増えると共に増大し、その断線は回路配線の微細化と共に顕著になる。この場合、絶縁性接着層１３の上述した応力の高い吸収能力はＦＰＣの折り曲げに対して顕著に働く。そして、ＦＰＣは優れた屈曲特性を有するようになる。

このために、ＦＰＣの優れた屈曲特性を維持したままで、導電層１２を銅箔にして例えば１μｍを超える厚さに形成できる。そして、ＦＰＣにおいて接地電位は安定化し、回路配線の特定インピーダンス、差動インピーダンス等は極めて安定したものになる。また、回路配線間のクロストークが安定的に防止できる。同時に、ＦＰＣは電磁波シールドされる。

また、導電層１２をアルミニウム箔のようなアルミニウム金属にすることにより、電磁シールド性カバーレイフィルムおよびそれを用いたＦＰＣは安価にできる。更に、ＦＰＣにおいて、その回路配線と導電層１２とを電気接続する導通部材１８としてハンダボールを用いて形成することにより、ＦＰＣ製造の低コスト化が容易になる。

本実施形態の電磁シールド性カバーレイフィルムであると、ベースフィルム１５および回路配線と電磁シールド性カバーレイフィルムの接合一体化において、従来のように比誘電率および誘電正接を大きくさせる接着剤は使用しなくてもよい。更に、上述したようにベースフィルム１５および電磁シールド性カバーレイフィルムの組み合わせにより安定した接着ができる。そして、これ等を接合一体化して作製されるＦＰＣにおける基板材料の比誘電率、およびそれ等の誘電正接を小さくすることが容易になる。そのため、このようなＦＰＣは、高周波信号の高速化、低い誘電損失化が容易であり、その優れた伝送特性を有した高性能なものにできる。

更に、絶縁性接着層のガラス転移点は１８０℃以上にでき、高い耐熱性および高い屈曲耐性を有するＦＰＣが可能になる。そして、例えば自動車のような車載機器への需要に応えることが可能になる。なお、この場合には、カバーフィルム状基材１１およびベースフィルム１５は、液晶ポリマー、ＰＩ系樹脂あるいはＰＥＮ系樹脂からなると好適である。

また、本実施形態で使用される絶縁性接着層は、その組成を調整することによりガラス転移点を２３０℃以上にすることも可能になる。このために、ＦＰＣへの半導体素子等の部品実装において、例えば２３０℃程度の鉛フリーのハンダリフローを行う厳しい環境下でも耐え得る高耐熱性のＦＰＣが実現できる。

次に、実施例により本発明の効果について図６を参照して具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

（実施例１、比較例１）
実施形態で説明したフレキシブル配線板の製造方法により、ＭＩＴ屈曲試験用のＦＰＣサンプル（テストクーポン）を作製した。実施例１のテストクーポンは、幅１５ｍｍ、長さ２２０ｍｍのフラットケーブルである。ここで、カバーフィルム状基材１１は厚み２５μｍのポリイミド樹脂からなり、導電層１２は厚み９μｍのアルミニウム箔からなり、絶縁性接着層１３は、厚み５０μｍのＡＤＦＬＥＭＡ ＯＰＥ系（商品名．ナミックス社製）樹脂である。また、ベースフィルム１５は厚み２５μｍの液晶ポリマーからなり、その主面に厚み２０μｍ、線幅４０μｍの断線テスト用の信号配線が配設されている。そして、比較例１では、導電層１２が厚み９μｍの銅箔である以外は実施例１と同じに構造になっている。

そして、実施例１および比較例１のＦＰＣの屈曲特性を評価した。ここで、屈曲特性の評価方法はＪＩＳ−Ｃ５０１６に準じた耐屈曲性試験および耐折性試験である。それ等の結果が、それぞれ６枚のテストクーポンを試験した場合の平均値として図６にまとめられている。

耐屈曲性試験はスライド試験であり、折り曲げ外径を６ｍｍ（折り曲げ半径３ｍｍ×２）とした。スライド条件は、温度を８５℃とし、そのストロークを３０ｍｍ、往復回数を３０回／分とした。そして、断線テスト用の信号配線の抵抗値が初期の２倍となるスライド回数を回路配線が断線となる回数にした。

耐折試験は東洋精機社製ＭＩＴ屈曲試験機を用いた。ここで、荷重５００ｇ、屈折角１３５°、屈折サイクル１７５ｃｐｍ、屈曲部曲率半径３ｍｍ、室温（２５℃）の条件下で、通電試験により断線テスト用の信号配線の通電状態切れまでの回数を測定した。

（評価結果）
図６に示すように、実施例１では、耐屈曲性試験が２５万回でも全てのサンプルにおいて、その断線テスト用の信号配線の抵抗値に変化はみられなかった。そこで、それ以上のスライド試験は取り止めて２５万回超とした。これに対して、比較例１では、１，７００回から２，２００回でその平均は２，０００回程度である。耐屈曲性試験の場合、実施例１は比較例１の少なくとも１００倍以上に屈曲特性が向上する。

また、実施例１では、耐折性試験が５１，７２８回から９１，３４８回で平均値は６６，０７１回となった。これに対して、比較例１では、９６３回から２，２９９回でその平均は１，４７０回である。耐折性試験の場合、実施例１は比較例１の約５０倍程度に屈曲特性が向上する。

これ等の結果から、電磁シールド性カバーレイフィルムにおいて、導電層１２が厚膜化する場合、アルミニウム箔は銅箔よりもＦＰＣの屈曲特性を大幅に向上させ、特に厚膜の導電層１２の場合に好適になることが確認された。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものでない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。

例えば、本実施形態で説明した電磁シールド性カバーレイフィルムは、フレキシブル配線板の他にも、例えばリジッド配線板に対してその表面を被覆し一体接合するように適用される。但し、この場合には、電磁シールド性カバーレイフィルムの優れた屈曲特性は余り活かされない。

本発明は、本実施形態で説明したような高周波信号が伝送されるフレキシブル配線板の場合に限定されるものでない。例えば１ＭＨｚ未満になる低周波の電気信号が伝送されるＦＰＣの場合であっても同様に有効になることに言及しておく。

１１，１１ａ…カバーフィルム状基材、１２，１２ａ…導電層、１３，１３ａ…絶縁性接着層、１４…離型材層、１５…ベースフィルム、１６，１６ａ…信号配線、１７，１７ａ…グランド配線、１８，１８ａ…導通部材、１９…銅箔、２０…フラックス、２１…ハンダボール、２２…積層クッションシート、２３…第１電磁シールド性カバーレイフィルム、２３ａ…第２電磁シールド性カバーレイフィルム

ところで、データ処理が高速化する半導体デバイスのような電子部品が搭載される電子機器では、その小型化と共に動作周波数の高周波化が進む。そのため、ＦＰＣは、高周波信号における、安定したインピーダンスおよび低い伝送損失による優れた電気信号の伝送特性が求められる。例えば電気信号の周波数が数ＧＨｚ〜数十ＧＨｚ帯の高速デジタル信号の使用において、その周波数特性を損なうことなく高速伝送することが要求される。そのため、例えば画質が高精細化した画像を伝送するような電子機器に用いられるＦＰＣの場合、その特定インピーダンスあるいは差動インピーダンスの安定化が強く求められる。

ここで、導電層１２が例えばアルミニウム箔、銅箔のように１μｍを超える厚さに形成されていると、ＦＰＣにおける導電層１２およびグランド配線１７の接地電位が安定したものになる。そして、信号配線１６間のクロストークが安定的に防止される。また、信号配線１６の特性インピーダンス、差動インピーダンス等が安定したものになる。また、この導電層１２は電磁波シールドとしても機能する。

このために、ＦＰＣの優れた屈曲特性を維持したままで、導電層１２を銅箔にして例えば１μｍを超える厚さに形成できる。そして、ＦＰＣにおいて接地電位は安定化し、回路配線の特性インピーダンス、差動インピーダンス等は極めて安定したものになる。また、回路配線間のクロストークが安定的に防止できる。同時に、ＦＰＣは電磁波シールドされる。

Claims (7)

1. 絶縁性樹脂からなるフィルム状の基材と、導電層と、エラストマーを含有する絶縁性接着層とがこの順に積層されてなる電磁シールド性カバーレイフィルム。
2. 前記導電層はアルミニウム金属からなることを特徴とする請求項１に記載の電磁シールド性カバーレイフィルム。
3. 前記絶縁性接着層は、オリゴフェニレンエーテルとスチレンブタジエン系のエラストマーを含有する合成樹脂からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁シールド性カバーレイフィルム。
4. 前記導電層がアルミニウム箔であり、前記基材が前記導電層上に積層されるポリイミド樹脂である請求項２又は３に記載の電磁シールド性カバーレイフィルム。
5. 絶縁性樹脂からなるベースフィルムの主面に回路配線が形成され、前記ベースフィルムおよび前記回路配線に対して、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の電磁シールド性カバーレイフィルムが前記絶縁性接着層を介して一体接合し、前記回路配線のうちの所定の回路配線と前記導電層とが導通部材により電気接続していることを特徴とするフレキシブル配線板。
6. 前記導通部材は、ハンダボールから形成されていることを特徴とする請求項５に記載のフレキシブル配線板。
7. 絶縁性樹脂からなるベースフィルムの主面に形成された回路配線のうち所定の回路配線にハンダボールを載置し、前記回路配線および前記ハンダボールに対して、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の電磁シールド性カバーレイフィルムの前記絶縁性接着層を重ねて加熱加圧処理し、該加熱加圧処理により、前記絶縁性接着層に対して前記ハンダボールを貫挿させ前記電磁シールド性カバーレイフィルムの前記導電層に電気的に接続させると共に、前記絶縁性接着層を介して前記回路配線およびベースフィルムに電磁シールド性カバーレイフィルムを接合一体化することを特徴とするフレキシブル配線板の製造方法。

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