柔性印制电路板及其制造方法

xiaoxiao2020-09-10  1

专利名称:柔性印制电路板及其制造方法
技术领域
本发明涉及可利用窄间隙(小的半径)折弯的柔性印制电路板及其制造方法。
背景技术
公知有将电磁波屏蔽层的导电性树脂层的厚度设为1[μπι] 20[μπι],同样地将电磁波屏蔽层的绝缘性树脂层的厚度设为3[μπι] 20[μπι]的柔性印刷电路板(例如参照专利文献1)。专利文献1JP特开2008-98613号公报上述的柔性印刷电路板中,没有讨论由网版印刷而形成的电磁波屏蔽层的导电性树脂层给弯曲性带来的影响。为此,存在不能使柔性印刷电路版的弯曲性充分提高的情况。

发明内容
本发明要解决的课题的目的在于提供一种使弯曲性提高的柔性印制电路板及其制造方法。本发明人着眼于利用网版印刷来形成屏蔽导电层时,对由于印刷版的筛网而在屏蔽导电层的表面必然形成凹凸这一点、以及由于该凹凸而在弯曲时的柔性印制电路板上产生局部的应力集中这一点进行了仔细研究。结果,本发明人发现,通过将屏蔽导电层的拉伸弹性率与屏蔽绝缘层的拉伸弹性率的比率设定于规定的范围内,能够缓和因屏蔽导电层的凹凸导致的应力集中,从而实现上述目的。[1]本发明的柔性印制电路板具备绝缘性基板、所述绝缘性基板上所层积的电路配线、所述电路配线上所层积的电路保护层、所述电路保护层上所层积的屏蔽导电层以及所述屏蔽导电层上所层积的屏蔽绝缘层,其特征在于,满足下式(ι) :0. 75 ^ E2ZiE1 ^ 1. 29 ...式(1),其中,E1是所述屏蔽导电层的拉伸弹性率,E2是所述屏蔽绝缘层的拉伸弹性率。[2]在上述发明中,也可以满足下式(2)1. 8GPa 彡 E2 彡 3. IGPa. · ·(式 2)[3]在上述发明中,也可以满足下式(3)0. 79 彡 E2ZE1 彡 1. 20. · ·式(3)[4]在上述发明中,也可以所述屏蔽导电层的拉伸弹性率与所述屏蔽绝缘层的拉伸弹性率是相同的。[5]在上述发明中,也可以满足下式(4)。1. 9GPa 彡 E2 彡 2. 88GPa. 式(4)[6]在上述发明中,也可以是,在所述屏蔽导电层中与所述屏蔽绝缘层对向的面形成为凹凸状。[7]本发明的柔性印制电路板的制造方法是上述的柔性印制电路板的制造方法, 其特征在于,具备屏蔽导电层形成工序,在所述电路保护层上网版印刷导电性糊,使所述导电性糊固化,从而形成所述屏蔽导电层的;和屏蔽绝缘层形成工序,在所述屏蔽导电层上网版印刷绝缘性墨水,使所述绝缘性墨水固化从而形成所述屏蔽绝缘层。根据本发明,柔性印制电路板满足上述式(1),从而能够缓和因屏蔽导电层的凹凸导致的应力集中,因此可以提高柔性印制电路板的弯曲性。


图1是本发明 的实施方式的滑动式手机的立体图。图2是沿图1的II-II线的柔性印制电路板的放大剖视图。图3是图2的III部分的局部剖视图。图4是表示本发明的实施方式的柔性印制电路板的制造方法的流程图。图5是表示图4的屏蔽导电层形成工序的放大剖视图(其1)。图6是表示在图4的屏蔽导电层形成工序使用的印刷版的筛网的照片。图7是表示图4的屏蔽导电层形成工序的放大剖视图(其2)。图8是本发明的实施例及比较例的电路配线的俯视图。图9是表示本发明的实施例1 5、比较例1以及2中的滑动试验的结果的图表。图10是表示本发明的实施例6 10、比较例3以及4中的滑动试验的结果的图表。图11是表示本发明的实施例11 15、比较例5以及6中的滑动试验的结果的图表。附图标记的说明1...滑动式手机;2...柔性印制电路板;21...绝缘性基板;22...电路配线; 23...电路保护层;231...粘结层;232...绝缘性膜;24...屏蔽导电层;24A...凹部; 24b...凸部;25...屏蔽绝缘层;30...印刷版;31...掩模;32...筛网
具体实施例方式以下,基于

本发明的实施方式。图1是本实施方式的滑动式手机的立体图,图2是沿图1的II-II线的柔性印制电路板的放大剖视图,图3是图2的III部分的局部剖视图。本实施方式的柔性印制电路板(FPC :Flexible Printed Circuit) 2例如,如图1 所示那样,在以较小的半径R (例如0. 7mm左右)实质上呈180度弯折且间隙G变窄的状态下被组装到滑动式手机1。该柔性印制电路板2,如图2所示,具备绝缘性基板21、电路配线22、电路保护层 23、屏蔽导电层24和屏蔽绝缘层25。绝缘性基板21,如图2所示,是在柔性印制电路板2折弯了的状态下位于最内侧的层。该绝缘性基板21例如由聚酰亚胺(Polyimide)等具有挠性的材料构成。另外,绝缘性基板21也可以由聚萘二甲酸乙二醇酯((PEN:Polyethylene Naphthalate)或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET =Polyethylene Terephthalate)等构成。电路配线22,如图2所示,层积于绝缘性基板21和电路保护层23之间,其两端从电路保护层23露出。该电路配线22例如由铜等具有导电性的材料构成。该电路配线22例如是通过对单面铜箔叠层板(铜箔)进行蚀刻而形成的。 电路保护层23被层积于电路配线22上,保护电路配线22。作为该电路保护层23 可以例如举出覆盖膜。电路保护层23具有粘结层231和绝缘性膜232。粘结层231,如图2所示,覆盖电路配线22,粘结电路配线22和绝缘性膜232。该粘结层231例如以由环氧类树脂构成的粘结剂构成。绝缘性膜232,如图2所示,被层积于粘结层231上,保护电路配线22。该绝缘性膜232例如以聚酰亚胺等具有挠性的材料构成。屏蔽导电层24被层叠于绝缘性膜232上,从外部对电路配线22进行电磁性屏蔽。 该屏蔽导电层24是通过将导电性糊进行网版印刷并使之固化而形成的。在此,在本实施方式,将该屏蔽导电层24的拉伸弹性率设为Ep在该屏蔽导电层24中与屏蔽绝缘层25对置的表面,如图3所示,形成为连续的凹凸状。另外,该凹凸状表面是随着网版印刷中的印刷版30的筛网(mesh) 32 (参照图6)的粗细而产生的。针对该凹凸状表面进行详细的说明,在网版印刷时,在与筛网32的线32a(参照图6)对向的位置形成有凹凸状表面的凹部24a,在与筛网32的开口部分32b (参照图6) 对向的位置形成有凹凸状表面的凸部24b。此外,作为形成屏蔽导电层24的导电性糊可以举出银糊。该银糊包含银粒子和粘合齐U。作为粘合剂的材料例如可以举出聚酯类树脂。另外,形成屏蔽导电层24的导电性糊不限定于银糊。例如可以将导电性糊用金糊、铜糊、碳糊等构成。此外,对于粘合剂的材料也没有特别限定。屏蔽绝缘层25被层积于屏蔽导电层24上,保护屏蔽导电层24。该屏蔽绝缘层25, 由将绝缘性墨水(黑墨水)网版印刷并使之固化而成的有机被覆膜构成。另外,绝缘性墨水的材料可以举出聚酯类树脂,但没有特别的限定。在此,在本实施方式中,将该屏蔽绝缘层25的拉伸弹性率设为E2。该屏蔽绝缘层25的与屏蔽导电层24对向的一侧的表面形成为,追随屏蔽导电层 24的形状(凹凸)的凹凸状。另一方面,在屏蔽绝缘层25中与屏蔽导电层24相反一侧的外表面呈平坦状形成。在此,在本实施方式的柔性印制电路板2中,优选屏蔽导电层24的拉伸弹性率E1 和屏蔽绝缘层25的拉伸弹性率E2满足下式(1),更优选满足下式(3)。另外,更加优选屏蔽导电层的拉伸弹性率E1和屏蔽绝缘层的拉伸弹性率E2是相同的(E1 = E2)。0. 75 ( E2ZE1 彡 1. 29 ...式(1)0. 79 ( E2ZE1 彡 1. 20 ...式(3)此外,在本实施方式的柔性印制电路板2中,优选屏蔽绝缘层25的拉伸弹性率E2 满足下式(2),更加优选满足下式(4)。1. 8[GPa]彡 E2 彡 3. 1 [GPa]…式(2)1. 9GPa 彡 E2 彡 2. 88GPa …式(4)另外,在本实施方式的柔性印制电路板2中,在绝缘性基板21 —个(外侧)主面上层积有电路配线22、电路保护层23、屏蔽导电层24和屏蔽绝缘层25,但没有特别的限定。 例如,在绝缘性基板的内侧的主面上也可以层积电路配线、电路保护层、屏蔽导电层和屏蔽绝缘层。或也可以在绝缘性基板的两面上层积电路配线、电路保护层、屏蔽导电层和屏蔽绝
缘层。 接着,针对本实施方式的作用进行说明。在以网版印刷而形成了屏蔽导电层的柔性印制电路板中,如上所述屏蔽导电层的表面为凹凸状,因此当屏蔽导电层的拉伸弹性率与屏蔽绝缘层的拉伸弹性率有很大不同时,容易在柔性印制电路板上产生局部的应力集中。详细来说,在这样的柔性印制电路板中,硬的层厚的部分和硬的层薄的部分交错地产生,因此柔性印制电路板全体的硬度变得不均勻。因此,硬的层薄的部分(易弯的部分)的弯曲半径局部地变小,在该部分容易产生应力集中。例如,在屏蔽导电层较软、屏蔽绝缘层较硬的情况下,在柔性印制电路板上,相比屏蔽绝缘层厚的部分(与屏蔽导电层的凹部对应的部分),屏蔽绝缘层薄的部分(与屏蔽导电层的凸部对应的部分)容易折弯,因此在柔性印制电路板上屏蔽绝缘层薄的部分会产生局部的应力集中。由此,产生应力集中的部分的电路配线上容易有裂缝,电路配线容易断线。与此相对,在本实施方式中,如上述式(1)所示,将屏蔽导电层24的拉伸弹性率E1 和屏蔽绝缘层25的拉伸弹性率E2的比率设为规定的范围内,尽量使屏蔽导电层24与屏蔽绝缘层25的硬度匹配。由此,即使利用网版印刷使屏蔽导电层24的表面形成为凹凸状,也能够抑制局部应力集中产生。而且,除此之外,使屏蔽绝缘层25的拉伸弹性率E2满足上式(2),由此应力集中进一步被缓和,从而进一步提高了柔性印制电路板的弯曲性。接着,针对本实施方式的柔性印制电路板的制造方法进行说明。图4是表示本实施方式的柔性印制电路板的制造方法的流程图,图5及图7是表示图4的屏蔽导电层形成工序的放大剖视图、图6是表示在图4的屏蔽导电层形成工序使用的印刷版的筛网的照片。本实施方式的柔性印制电路板的制造方法,如图4所示,具备电路配线形成工序 S10、电路保护层形成工序S11、屏蔽导电层形成工序S12和屏蔽绝缘层形成工序S13。另外, 在制造柔性印制电路板2时,准备好在绝缘性基板21的单面上层积有铜箔的单面铜箔叠层板。首先,在电路配线形成工序SlO中,蚀刻单面铜箔叠层板的铜箔来形成电路配线 22。接着,在电路保护层形成工序Sll中,将覆膜层积于电路配线22上来形成电路保护层23。此时,以电路配线22的两端从覆膜露出的方式,使覆膜的粘结层231粘结在电路配线22上。在屏蔽导电层形成工序S12中,将导电性糊网版印刷到覆膜的绝缘性膜232上并使之固化来形成屏蔽导电层24。针对该屏蔽导电层形成工序S12详细的说明的话,则如图 5所示,在利用乳剂形成了掩模31的印刷版30的上面,用橡皮刮板40推压导电性糊A并使之移动。该印刷版30,如图6所示,具备将线32a呈格子状编织而成的筛网32。该筛网 32的粗细例如为200目左右。另一方面,通过该筛网32的导电性糊的粘合剂具有例如,200 [dPa · S at 25°C ] 300 [[dPa · Sat 25 °C ]左右的较高的粘度。为此,在本实施方式的屏蔽导电层形成工序S12中,如图7所示,在绝缘性膜232 上与筛网32的开口部分32b对向的部分较厚地层积导电性糊A,在与线32A对向的部分较薄地层积导电性糊A。然后,当该导电糊A固化时,就形成表面呈连续的凹凸状的屏蔽导电层24。接着,在屏蔽 绝缘层形成工序S13中,将由聚酯类树脂构成的绝缘性墨水,网版印刷到呈凹凸状的屏蔽导电层24的表面并使之固化。该屏蔽绝缘层形成工序S13的网版印刷也与屏蔽导电层形成工序S12的网版印刷同样地,使用利用线形成筛网的印刷版。并且,在该屏蔽绝缘层形成工序S13使用的印刷版的筛网的粗度例如为150目左右。此外,在该屏蔽绝缘层形成工序S13使用的绝缘性墨水的粘度,与上述的导电性糊A的粘合剂的粘度相比相对较低,例如为50[dPa · S at25°C ] 150 [dPa · S at 25°C ]
左右ο因此,当在呈凹凸状形成的屏蔽导电层24上印刷绝缘性墨水时,在屏蔽绝缘层25 中与屏蔽导电层24接触的面上,绝缘性墨水进入屏蔽导电层24的凹凸内,同时屏蔽绝缘层 25的外表面变得平坦(图3参照)。这样,在利用网版印刷形成屏蔽导电层的柔性印制电路板的制造方法中,屏蔽导电层的表面必然成为凹凸状。因此,当屏蔽导电层的拉伸弹性率E1和屏蔽绝缘层的拉伸弹性率E2有很大不同时,在柔性印制电路板上会产生硬的层(例如屏蔽绝缘层)厚的部分和硬的层薄的部分,硬的层薄的部分的弯曲半径局部变小,在柔性印制电路板上容易产生局部的应力集中。相对于此,如上述式(1)或式(3)所示,将屏蔽导电层24的拉伸弹性率E1和屏蔽绝缘层25的拉伸弹性率E2的比率设定为规定的范围内,由此缓和上述那样的局部的应力集中,使柔性印制电路板2的弯曲性提高。具体来说,以拉伸弹性率E1, E2满足上述式⑴或(式3)的方式选择构成屏蔽导电层2的导电性糊和构成屏蔽绝缘层25的绝缘性墨水。另外,更优选地,以拉伸弹性率E1, E2变得相同(E1 = E2)的方式选择构成屏蔽导电层24的导电性糊和构成屏蔽绝缘层25的绝缘性墨水。而且,除此以外,通过屏蔽绝缘层25的拉伸弹性率E2满足上述式(2)或者式(4) 来进一步缓和了上述的应力集中,进一步提高了柔性印制电路板的弯曲性。另外,以上说明的实施方式是为了使本发明的理解变得容易而记载的,并不是限定本发明的记载。因此,是上述实施方式公开的各要素还包含属于本发明的技术的范围内的全部的设计变更和等同物的意思。实施例以下,利用将本发明进一步具体化了的实施例以及比较例确认本发明的效果。以下实施例以及比较例是用于针对上述的实施方式中的柔性印制电路板的弯曲性的提高效果进行确认的内容。图8是实施例以及比较例的电路配线的俯视图,图9 图11是表示实施例以及比较例的滑动试验的结果的图表。
<实施例1> 在实施例1中,制作了 10个与上述的实施方式相同构造的柔性印制电路板的样品 (样品1 10)。在这些实施例1的样品中,用聚酰亚胺构成了绝缘性基板,用铜构成了电路配线, 用覆膜构成了电路保护层,用银糊构成了屏蔽导电层,用绝缘性墨水构成了屏蔽绝缘层。另夕卜,用由环氧类树脂构成的粘结剂构成了覆膜的粘结层,用聚酰亚胺构成了绝缘性膜。此夕卜,银糊的粘合剂使用了粘度为200 [dPa · S at 25°C ] 300 [dPa -S at 25°C ]左右的聚酯类树脂。此外,绝缘性墨水使用了粘度为50[dPa*S at 25°C ] 150[dPa*S at 25°C ] 左右的聚酯类树脂。在这些实施例1的样品中,将绝缘性基板的厚度设为12. 5[μπι],将电路配线的厚度设为12 [ μ m],将粘结层的厚度设为20 [ μ m],将绝缘性膜的厚度设为12. 5 [ μ m]。此外, 将屏蔽导电层的平均厚度设为10 μ m,将屏蔽绝缘层的平均厚度设为10[μπι]。此外,在实施例1的样品中,通过蚀刻以图8所示那样的图案形成电路配线22。另夕卜,使电路配线22的宽度I1为75 μ m,使电路配线间22的间隔I2也为75 μ m。此外,在实施例1的样品中,将银糊网版印刷到绝缘性膜上,并使该银糊固化,由此形成了屏蔽导电层。另外,银糊的网版印刷使用200目的印刷版。此外,在实施例1的样品中,将绝缘性墨水网版印刷到屏蔽导电层上,并使该绝缘性墨水固化,由此形成了屏蔽绝缘层。另外,绝缘性墨水的网版印刷使用了 150目的印刷版。对于该实施例1的样品进行了滑动试验。该滑动试验中,在将绝缘性基板置于内侧、将柔性印制电路板以半径0. 7[mm]呈180度弯曲的状态(图2所示的缝隙G为1. 4[mm] 的状态)下,将柔性印制电路板的一端固定,而将另一端反复地往复滑动移动(最大40万次),调查电路配线断线时往复滑动移动的循环次数。在该滑动试验中,使往复滑动移动的冲程为20[mm],以2秒一个循环的比率一边进行往复滑动移动,一边测定电路配线(图8中的B与C之间)的电阻值。在本实施例中, 该电阻值与初始值相比在上升了 20%以上的时刻,看做电路配线产生断线,将此时的循环次数作为“断线时的循环次数”。实施例1的测定结果在表1以及图9中示出。表1
权利要求
1.一种柔性印制电路板,其特征在于,具备绝缘性基板、所述绝缘性基板上所层积的电路配线、所述电路配线上所层积的电路保护层、所述电路保护层上所层积的屏蔽导电层和所述屏蔽导电层上所层积的屏蔽绝缘层,满足下述式α) :0. 75 ^ E2ZiE1 ^ 1.29 ...式 (1),其中,E1是所述屏蔽导电层的拉伸弹性率,E2是所述屏蔽绝缘层的拉伸弹性率。
2.根据权利要求1所述的柔性印制电路板,其特征在于,满足下述式(2) 1. 8GPa 彡 E2 彡 3. IGPa ...式(2)。
3.根据权利要求1所述的柔性印制电路板,其特征在于,满足下述式(3):0.79<E2/ E1 彡 1. 20. · ·式(3)。
4.根据权利要求1所述的柔性印制电路板,其特征在于,所述屏蔽导电层的拉伸弹性率和所述屏蔽绝缘层的拉伸弹性率相同。
5.根据权利要求2所述的柔性印制电路板,其特征在于,满足下述式(4) 1. 9GPa 彡 E2 彡 2. 88GPa. · ·式(4)。
6.根据权利要求1所述的柔性印制电路板,其特征在于, 所述屏蔽导电层中与所述屏蔽绝缘层对向的面形成为凹凸状。
7.根据权利要求1 6中任一项所述的柔性印制电路板的制造方法,其特征在于,具备屏蔽导电层形成工序,将导电性糊网版印刷在所述电路保护层上,并使所述导电性糊固化,从而形成所述屏蔽导电层;以及屏蔽绝缘层形成工序,将绝缘性墨水网版印刷到所述屏蔽导电层上,并使所述绝缘性墨水固化,从而形成所述屏蔽绝缘层。
全文摘要
本发明提供柔性印制电路板及其制造方法,用于提高弯曲性。柔性印制电路板(2)的特征在于,具备绝缘性基板(21)、在绝缘性基板(21)上所层积的电路配线(22)、电路配线(22)上所层积的电路保护层(23)、电路保护层(23)上所层积的屏蔽导电层(24)和屏蔽导电层(24)上所层积的屏蔽绝缘层(25),满足下式(1)0.75≤E2/E1≤1.29 ...式(1)其中,E1是屏蔽导电层(24)的拉伸弹性率,E2是屏蔽绝缘层(25)的拉伸弹性率。
文档编号H05K3/00GK102215630SQ20111004199
公开日2011年10月12日 申请日期2011年2月18日 优先权日2010年4月7日
发明者渡边裕人 申请人:株式会社藤仓

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