JPH0724326B2 - 補強板一体型フレキシブル配線板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はフレキシブル配線板に補強部を形成し一体化し
た補強板一体化フレキシブル配線板の製造方法に関する
ものである。

（従来技術及び解決しようとする問題点） 近年電子工業の発展に伴い、産業用、民生用機器の実装
方式が簡略化され、小型化、高信頼性、高性能化が要求
される印刷配線板が望まれている。特に軽量で立体的に
実装できるプラスチックスフイルムをベース基板とした
フレキシブル配線板が注目されている。

しかし、フレキシブル配線板は50〜200μｍ厚さの配線
板であるため、部品を自動実装するには、フレキシブル
性がありすぎて実装がやりにくいこと、又機器への取り
付けがやりにくい等から0.5〜2.0mmの補強板が部分的に
貼り付けられる。

第３図は従来の補強化付フレキシブル配線板の一例の断
面図で、ベース基板（２）の片面に導体回路（３）を形
成し、その上にカバーレイ材料で絶縁層（４）を施した
フレキシブル配線板（１）に、あらかじめ孔開けした補
強板（６′）を接着剤層（５′）を介して貼着し、上記
接着剤層（５′）を硬化させて形成していた。

フレキシブルなベース基板（２）としては耐熱性のある
ポリイミド系フイルムをベースとしたものが多く用いら
れ、補強板（６′）は紙フェノール板やガラス・エポキ
シ積層板等半田付け時に変形したり、収縮しない材料が
用いられ、接着剤（５′）としてはエポキシ系、ウレタ
ン系、アクリル系、フェノール系、トリアジン系の樹脂
等から成る接着剤が用いられる。

しかし、前記接着剤をフレキシブル配線板（１）あるい
は補強板（６′）に塗布したものを貼合せ、高温、高圧
でプレス接着して一体に形成していた。それら補強板
（６′）はあらかじめ打抜き成形したりNC加工成形した
ものを、一つの製品に接着剤で１個１個接着しなければ
ならず、多い場合は４〜５個も貼合せねばならなかっ
た。このため多くの手間と費用がかかるばかりでなく、
接着剤中に気泡が入ったり、位置ずれを起こしたり、性
能上問題があった。又所定の位置に貼合せるためには、
フレキシブル配線板（１）と補強板（６′）に位置合せ
穴をあけ、ピン治具を用いて貼合せたり、又仮接着した
ものをずれないようにセットして接着剤を硬化させる等
多大の手間を要した。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上述の問題点を解消した補強板一体型フレキシ
ブル配線板の製造方法を提供するもので、その特徴は、
フレキシブルベース基板上に所要の導体回路を形成した
後、端子部、ランド部を除き半田耐熱性を有する絶縁層
と、フレキシブルベース基板の補強を必要とする位置に
照射架橋型エンジニアリングプラスチックスフイルムを
それぞれ貼着し、その後高温に溶融した照射架橋型エン
ジニアリングプラスチックスを前記フイルム上に射出成
形してエンジニアリングプラスチックス同志を熱融着せ
しめて一体化し、しかる後、電子線を照射して架橋せし
めることにある。

第１図は本発明の製造方法により得られた補強板一体フ
レキシブル配線板の一例の断面図である。

図面において、（１）はフレキシブル配線板で、フレキ
シブルベース基板（２）の片面に導体回路（３）を形成
し、その上に端子部、ランド部を除いてカバーレイ材料
で絶縁層（４）を施して形成されている。上記フレキシ
ブルベース基板（２）の裏面には接着剤をあらかじめ塗
布した照射架橋型エンジニアリングプラスチックスフイ
ルム（５）を貼着する。上記絶縁層（４）の形成とフイ
ルム（５）の貼着はそれぞれ別個に行なってもよいが、
工程上カバーレイフイルムを貼着すると同時に熱プレス
により圧着するのが好ましい。

その後、高温に溶融した照射架橋型エンジニリングプラ
スチックスを前記エンジニアリングプラスチックフイル
ム（５）上に射出成形して熱溶着しながら補強部（６）
を形成し一体化する。さらにその後、半田耐熱性を向上
させるために、電子線を照射して前記エンジニアリング
プラスチックを架橋せしめる。

第２図は第１図のフレキシブル配線板の裏面図で、任意
の形状及び厚さを有するエンジニアリングプラスチック
スによる補強部（６）が容易に形成できる。このように
して、従来は平面的であった配線板が、配線板の取付け
方法や場所に応じて、又部品の形状や機能に応じて任意
の厚さや形状のものを容易に形成でき、機能アップとコ
ストダウンを図ることができる。

このようなフレキシブル配線板はベース基板の片面のみ
ならず、両面配線板においても可能であり、又補強部の
形成も片面のみならず、両面同時に形成することも可能
である。又補強部の数は１ケ所から10ケ所位まで可能で
あり、実装される部品形状に合せて任意に選定すること
ができる。

フレキシブル配線板と補強部を形成するエンジニアリン
グプラスチックスを一体化する手段としては、従来はあ
らかじめＢステージ状態の接着性フイルムをフレキシブ
ルベース基板側に貼合せておくことにより、射出された
エンジニアリングプラスチックスの熱により溶融硬化
し、一体化することが考えられていた。硬化速度は射出
温度によって接着性フイルムを選定するか、一旦熱融着
のみで一体化し、その後恒温槽等の加熱によりアフター
キュアーする等していた。

しかしながら、Ｂステージ状態の接着フイルム上に400
℃前後の高温のエンジニアリングプラスチックスを1000
kg/cm²前後の高圧で射出成形すると、接着フイルムは押
し流され、ゲート付近と型周辺で厚みが不均一となり、
気泡を巻き込んだり、接着力が不均一になったりした。
又恒温槽でアフターキュアーを実施すると、射出成形時
の歪や樹脂の硬化収縮歪が生じ補強板のそりが増大し
た。

本発明は上述に鑑みなされたもので、射出成形する材料
と類似の照射架橋型エンジニアリングプラスチックスを
あらかじめフイルム状に加工し、これをフレキシブル基
板の裏面に貼着することによって上記の問題点を解消し
た。

照射架橋型エンジニアリングプラスチックスフイルムに
は、導体回路を保護するカバーレイフイルムと同様の接
着剤を塗布し、カバーレイ絶縁層を施す時に、所定の形
状に打抜いたフイルムを同時プレス接着することにより
形成される。これらは400℃前後の高温や1000kg/cm²前
後の高圧で射出形成しても、該フイルムが流されたり、
変形したりすることなく形状が保持されていることが確
認された。

又補強板として射出成形する照射架橋型エンジニアリン
グプラスチックスは、前記フイルムと400℃前後の温度
で相溶性があり溶着することが必要である。好ましくは
前記フイルムと同一材質がよい。

照射架橋型エンジニアリングプラスチックスとは、トリ
アリルイソシアネート、トリメチロールプロパン、トリ
アリルアクリレート等の多官能モノマーを１種もしくは
２種以上1.0〜20重量％含有したもので、γ線、β線等
の電子線を数Mradから数十Mrad照射して三次元架橋せし
めるプラスチックスをいい、それらは半田耐熱性のある
ことを必要とし、少くともJIS K7207によって評価され
る熱変形温度が180℃以上であることが必要である。こ
こでいう半田耐熱性とは、IC、抵抗、コンデンサー等の
電子部品を190〜250℃で、手半田付け、半田ディップ付
け、半田リフロー付け等で半田付け出来る耐熱度をい
い、補強部が大幅に収縮したり、そったりしないものを
いう。

このように、フレキシブル配線板と補強部を射出成形に
より一体化して形成することは、単に個別貼合せしてい
たものを自動貼合するメリットのみならず、エレクトロ
ニクス機器への組立てを容易にし、場合によっては、機
器のケースと一体化することも可能となり、大幅な生産
性及び機能性の向上を図るもので、今後ますます必要と
される軽量化、小型化、機能付加へ向けて欠くことの出
来ない配線材料となる。

（実施例） フレキシブル配線板のベース基板として、半田耐熱性の
あるポリイミドフイルム、ポリパラバン酸フイルム、ポ
リフェニレンサルファイドフイルム、ポリエーテルフイ
ルム等を用い、これにエポキシ系、フェノール系、アク
リル系、シリコン系、イミド系等の接着剤を塗布し、電
解銅箔、圧延銅箔を貼合せ、銅箔にはエッチングレジス
トを印刷あるいは感光性フイルムをラミネートして塩化
鉄、又は塩化銅等でエッチングとして導体回路を形成し
た。

回路形成後、部品実装する端子部やランド部は露出する
ようソルダーレジスト又は耐熱性フイルムによりカバー
レイを行なって絶縁層を形成する。

この時、ソルダーレジストは裏面のエンジニアリングプ
ラスチックスフイルムを貼着する前に形成しておくが、
ポリイミド、ポリパラバン酸等の絶縁フイルムは所定の
形状に打抜いたものを位置決めし、仮止め状態にしてお
く。

その後、ポエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレ
フタレート、ナイロン６、ナイロン６−６、ナイロン1
2、ポリアセタール、ポリアリレート、ポリカーボネー
ト、スチレン・アクリロニトリル共重合体、アクリロニ
トリルブタジエン・スチレン共重合体等のエンジニアリ
ングプラスチックスに、トリアリルイソシアネート、ト
リメチロールプロパン、トリアリルアクリレート等の多
官能モノマーを1.0〜20重量％混練した照射架橋型エン
ジニアリングプラスチックスを10〜50μｍの厚さに押出
し成形してフイルム状にする。これに、エポキシ系、ア
クリル系、ウレタン系、シリコーン系、イミド系等の熱
硬化型接着剤を５〜20μｍ厚さに片面に塗布し、半硬化
状態に乾燥し、フレキシブル配線板の所定の位置に仮止
めする。

そして、前記カバーレイ絶縁フイルムの高温、高圧プレ
ス接着時に前記エンジニアリングプラスチックスフイル
ムを同時に貼着する。フレキシブル配線板の構造あるい
は形状によっては、カバーレイ絶縁フイルムとエンジニ
アリングプラスチックスフイルムは別個の工程を経て貼
着してもよい。

前記フレキシブル配線板は、その後、射出成形金型内に
セットする。この時フレキシブル配線板のエンジニアリ
ングプラスチックフイルム面は、射出されるゲートに対
して直角に向いているのが好ましい。

射出する照射架橋型エンジニアリングプラスチックス
は、前記補強部の裏打ちとして用いたフイルムの樹脂と
同一もしくは同等のもので、熱によって溶融し、電子線
照射によって架橋するものである。このようなプラスチ
ックスは250〜400℃の高温下で金型内に注入される。こ
の時多官能モノマーは熱によって反応せず、熱分解しな
いことが必要である。

多官能モノマーの含有量が1.0重量％未満では熱変形温
度を180℃以上にすることが困難で、半田耐熱性が得ら
れず、20重量％を超えると、樹脂とモノマーが分離し易
く、成形品が不均一になったり、架橋後に脆くなり実用
性が得られない。

エンジニアリングプラスチックスには多官能モノマー以
外に、樹脂改質剤としてエラストマーやホモポリマー、
無機充填剤、顔料等を添加したものを用いることができ
る。

照射架橋型エンジニアリングプラスチックスは、少なく
ともフレキシブルベース基板の耐熱温度よりやや低めの
温度で金型内に射出成形される。圧力は導体回路の変形
をきたさない圧力でなければならない。又エンジニアリ
ングプラスチックスは任意の形状に成形できるが、その
形状は配線板に応力が残らないようにすると共に、補強
板に成形歪が残り、半田付けの際の温度で、板がそった
り、収縮しないようにする必要がある。

ベース基板の補強部に射出成形した照射架橋型エンジニ
アリングプラスチックスは常温に冷却後、2Mrad〜40Mra
dの電子線を照射して架橋させる。照射量は多官能モノ
マーの添加量とエンジニアリングプラスチックスの種類
によって最適架橋度を選定して決定される。又補強板の
厚みによって、電子線照射電圧や時間が決定される。

照射架橋型エンジニアリングプラスチックスの半田耐熱
特性は架橋ゲル分率と熱変形温度によって決る。

架橋は電子線照射機によって連続的に行われ、あらかじ
め貼着したエンジニアリングプラスチックスフイルム
と、射出成形したエンジニアリングプラスチックスが化
学的に一体化され、これにより本発明の優位性が得られ
る。

（発明の効果） 上述したように、本発明の補強板一体型フレキシブル配
線板の製造方法によれば、フレキシブル配線板に補強部
を射出成形により一体化形成するので、従来の個々の貼
合せによる多くの手間と費用を著しく軽減すると共に、
得られたフレキシブル配線板の性能も著しく向上する。

従って、今後益々必要とされる軽量化、小型化及び機能
付加が要求される電子機器において、極めて有効なもの
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法により得られた補強板一体型
フレキシブル配線板の一例の断面図、第２図は第１図の
フレキシブル配線板の裏面図である。 第３図は従来の補強板一体型フレキシブル配線板の一例
の断面図である。 １……フレキシブル配線板、２……ベース基板、３……
導体回路、４……絶縁層、５……照射架橋型エンジニア
リングプラスチックスフイルム、６……補強部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フレキシブルベース基板上に所要の導体回
   路を形成した後、端子部、ランド部を除き半田耐熱性を
   有する絶縁層と、フレキシブルベース基板の補強を必要
   とする位置に照射架橋型エンジニアリングプラスチック
   スフイルムをそれぞれ貼着し、その後高温に溶融した照
   射架橋型エンジニアリングプラスチックスを前記フイル
   ム上に射出成形してエンジニアリングプラスチックス同
   志を熱溶着せしめて一体化し、しかる後電子線を照射し
   て架橋せしめることを特徴とする補強板一体型フレキシ
   ブル配線板の製造方法。
2. 【請求項２】照射架橋型エンジニアリングプラスチック
   スがトリアリルイソシアヌレート、トリメチロールプロ
   パン、トリアリルアクリレート等の多官能モノマーを1.
   0〜20重量％含有したエンジニアリングプラスチックス
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の補
   強板一体型フレキシブル配線板の製造方法。